JP4153900B2 - 板状物の加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体チップ等の板状物の表面に突出して形成された複数個の電極の高さを揃える加工装置に関する。

半導体チップが複数個形成された半導体ウエーハはダイシング装置等によって個々の半導体チップに分割され、この分割された半導体チップは携帯電話やパソコン等の電気機器に広く用いられている。
近年、電気機器の軽量化、小型化を可能にするために、半導体チップの電極に５０〜１００μｍの突起状のバンプを形成し、このバンプを実装基板に形成された電極に直接接合するようにしたフリップチップと称する半導体チップが開発され実用に供されている。また、インターポーザーといわれる基板に複数の半導体チップを併設したり、積層したりして小型化を図る技術も開発され実用化されている。

しかるに、上述した各技術は半導体チップ等の基板の表面に複数個の突起状のバンプ（電極）を形成し、その突起状の電極を介して基板同士を接合するため、突起状のバンプ（電極）の高さを揃える必要がある。この突起状のバンプ（電極）の高さを揃えるためには、一般的に研削が用いられている。しかしながら、バンプ（電極）を研削すると、バンプ（電極）が金等の粘りのある金属によって形成されている場合にはバリが発生し、このバリが隣接するバンプ（電極）と短絡するという問題がある。

また、半導体チップ等の基板の表面に複数個の突起状のバンプ（電極）を形成する技術として、金等のワイヤーの先端を加熱溶融してボールを形成した後、半導体チップの電極にそのボールを超音波併用熱圧着し、ボールの頭を破断するスタッドバンプ形成法がある。このスタッドバンプ形成法によって形成されたバンプ（電極）は、熱圧着されたボールの頭を破断する際に針状の髭が発生することから研磨することが困難であり、加熱した板をバンプに押し当ててバンプの高さを揃えるようにしている。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００１−５３０９７号公報

しかるに、加熱した板をバンプに押し当ててバンプの高さを揃えると、バンプの頭が潰れる際に隣接するバンプと短絡するという問題がある。この問題を解消するために上記公報に記載された発明においては、バンプの先端部を除去する余分な工程を設けている。

上述した問題を解消するために本出願人は、チャックテーブル上に吸引保持された板状物の表面に突出して形成された複数個の電極の先端部を切削によって除去する加工装置を特願２００３−１１０５３６として提案した。

而して、チャックテーブルの上に半導体ウエーハ等の板状物を吸引保持すると、板状物の外周部が反り上がり、この反り上がった外周部に切削工具の先端が接触して、板状物を損傷するという問題がある。即ち、図１９および図２０に示すようにチャックテーブルＣＴの被加工物を保持する保持面には、同心円状に複数の環状の吸引溝Ｇが形成されており、この吸引溝Ｇが吸引通路Ｓを介して図示しない吸引手段に連通されている。従って、図示しない吸引手段を作動することにより、吸引通路Ｓを介して複数の吸引溝Ｇに負圧が作用し、保持面上に載置された被加工物Ｗを吸引保持する。しかるに、最外周の環状の保持面に保持される被加工物Ｗの外周部は、図２０に示すように最外周の環状の保持面の内周縁を支点として反り上がるように変形する。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、板状物の外周部が反り上がることなく吸引保持できるチャックテーブルを形成することができる板状物の加工装置を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物搬入・搬出域と加工域との間を移動可能に構成され板状物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、
該チャックテーブルを被加工物搬入・搬出域と加工域に移動せしめるチャックテーブル移動機構と、
加工域に配設され回転駆動される回転スピンドルと、該回転スピンドルに取り付けられた工具装着部材と、該工具装着部材に装着され該チャックテーブルに保持された板状物の表面に突出して形成された複数個の電極を切削し高さを揃える切削工具を備えた切削ユニットと、
該切削ユニットを該チャックテーブルの該保持面と垂直な方向に進退せしめる切削ユニット送り機構と、を具備する板状物の加工装置において、
該チャックテーブルの該保持面は、外周部に形成された外周環状保持部と、該外周環状保持部の内側に形成され吸引手段に連通する吸引凹部と、該外周環状保持部の内側に形成された内側保持部を備えており、
該工具装着部材には、該チャックテーブルの該外周環状保持部を切削する段差形成バイトが着脱可能に装着される、
ことを特徴とする板状物の加工装置が提供される。

上記吸引凹部は該外周環状保持部と同心円状に形成された複数の環状溝からなっており、該内周側保持部は該複数の環状溝によって区画された複数の環状隔壁からなっている。また、上記内側保持部は、上記吸引凹部内に配設された複数の保持突起からなっている。
上記工具装着部材の段差形成バイトが装着される装着部は工具装着部材の回転中心からの距離が上記外部環状保持部のチャックテーブルの回転中心からの距離と一致する位置に設定されており、段差形成バイトの切削幅は外周環状保持部の幅以上に設定されている。

本発明による加工装置は、工具装着部材にチャックテーブルの外周環状保持部を切削する段差形成バイトを着脱可能に装着するように構成されているので、チャックテーブルを交換した際には工具装着部材に段差形成バイトを装着して外周環状保持部を切削し、外周環状保持部の上面を内側保持部の上面より僅かに低く段差をもって形成することができる。従って、外周環状保持部の上面と板状物の外周部下面との間に僅かな隙間が形成されるので、この隙間を通して外気が吸引されるため、ベルヌーイの原理によって外周環状保持部の上面と板状物との間には負圧が発生し、板状物の外周部が下方に吸引される。この結果、切削工具が板状物の外周部に接触することはなく、チャックテーブルに吸引保持された板状物の外周部が反り上がることによって切削工具が接触して板状物が損傷することを未然に防止できる。

以下、本発明による板状物の加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には本発明に従って構成された板状物の加工装置の斜視図が示されている。
図示の実施形態における加工装置は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に切削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。

切削ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には支持部材３１３が装着され、この支持部材３１３にスピンドルユニット３２が取り付けられる。

スピンドルユニット３２は、支持部材３１３に装着されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に配設された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２を回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ３２３とを具備している。回転スピンドル３２２の下端部はスピンドルハウジング３２１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端には円板形状の工具装着部材３２４が設けられている。なお、工具装着部材３２４には、切削工具としての切削バイト３３が着脱可能に装着される。

ここで、切削バイト３３の工具装着部材３２４への着脱構造について、図２を参照して説明する。
工具装着部材３２４には、外周部の一部に上下方向に貫通する切削工具取り付け穴３２４aが設けられているとともに、この切削工具取り付け穴３２４aと対応する外周面から切削工具取り付け穴３２４aに達する雌ネジ穴３２４ｂが設けられている。このように構成された工具装着部材３２４の切削工具取り付け穴３２４aに切削バイト３３を挿入し、雌ネジ穴３２４ｂに締め付けボルト３３０を螺合して締め付けることにより、切削バイト３３は工具装着部材３２４に着脱可能に装着される。なお、切削バイト３３は、図示の実施形態においては超鋼合金等の工具鋼によって棒状に形成されたバイト本体３３１の先端部にダイヤモンド等で形成された切削刃３３２を形成したものが用いられている。このように構成された工具装着部材３２４に装着されている切削バイト３３は、上記回転スピンドル３２２が回転することにより、後述するチャックテーブルの被加工物を保持する保持面と平行な面内で回転せしめられる。

図示の実施形態における工具装着部材３２４には、後述するチャックテーブルの外周環状保持部を切削する段差形成バイトを着脱可能に装着するためにバイト取り付け穴３２４cが上下方向に貫通して形成されている。また、工具装着部材３２４には、バイト取り付け穴３２４cと対応する外周面からバイト取り付け穴３２４cに達する雌ネジ穴３２４dが設けられている。なお、上記バイト取り付け穴３２４bと、該バイト取り付け穴３２４bに着脱可能に装着される段差形成バイトについては、後で詳細に説明する。

図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における加工装置は、上記切削ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの載置面と垂直な方向）に移動せしめる切削ユニット送り機構４を備えている。この切削ユニット送り機構４は、直立壁２２の前側に配設され実質上鉛直に延びる雄ねじロッド４１を具備している。この雄ねじロッド４１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材４２および４３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材４２には雄ねじロッド４１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ４４が配設されており、このパルスモータ４４の出力軸が雄ねじロッド４１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド４１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ４４が正転すると移動基台３１即ち切削ユニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ４４が逆転すると移動基台３１即ち切削ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。

図１および図３を参照して説明を続けると、ハウジング２の主部２１の後半部上には略矩形状の加工作業部２１１が形成されており、この加工作業部２１１にはチャックテーブル機構５が配設されている。チャックテーブル機構５は、支持基台５１とこの支持基台５１に実質上鉛直に延びる回転中心軸線を中心として回転自在に配設された円板形状のチャックテーブル５２とを含んでいる。支持基台５１は、上記加工作業部２１１上に前後方向（直立壁２２の前面に垂直な方向）である矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に延在する一対の案内レール２３、２３上に摺動自在に載置されており、後述するチャックテーブル移動機構５６によって図１に示す被加工物搬入・搬出域２４（図３において実線で示す位置）と上記スピンドルユニット３２を構成する切削バイト３３と対向する加工域２５（図３において２点鎖線で示す位置）との間で移動せしめられる。

上記チャックテーブル５２について、図４および図５を参照して説明する。図４および図５に示すチャックテーブル５２は、アルミニウム合金によって円盤状に形成されており、その上面である保持面に同心円状に形成された複数の環状吸引凹部５２１を備えている。従って、チャックテーブル５２の保持面には、図５に示すように複数の環状吸引凹部５２１における最外周側の環状吸引凹部５２１の外側に区画された外周環状保持部５２２と、該外周環状保持部５２２の内側に各環状吸引凹部５２１によって区画された内部保持部としての環状隔壁５２３が形成される。なお、上記環状吸引凹部５２１の幅Ａは２mm以下であることが望ましく、内側保持部としての環状隔壁５２３の幅Ｂは１mm以下であることが望ましい。また、上記外周環状保持部５２２の幅Ｃは、図示の実施形態においては４mmに設定されている。

上記チャックテーブル５２に形成された複数の環状吸引凹部５２１は、吸引通路５２４を介して図示しない吸引手段に連通されている。従って、図示しない吸引手段を作動することにより、吸引通路５２４を介して複数の環状吸引凹部５２１に負圧が作用し、保持面上に載置された板状の被加工物を吸引保持する。

なお、図示のチャックテーブル機構５は、図３に示すようにチャックテーブル５２を挿通する穴を有し上記支持基台５１等を覆い支持基台５１とともに移動可能に配設されたカバー部材５４を備えている。

次に、チャックテーブル５２の他の実施形態について、図６および図７を参照して説明する。
図６および図７に示すチャックテーブル５２もアルミニウム合金によって円盤状に形成されており、その上面である保持面の外周部には、外周環状保持部５２２aが形成されている。この外周環状保持部５２２aの内側には吸引凹部５２５が形成されており、吸引凹部５２５内に内部保持部としての複数の保持突起５２６が設けられている。なお、保持突起５２６は、図示の実施形態においてはその直径が１mm程度の円柱状に形成されている。また、外周環状保持部５２２aの幅Ｃは、図示の実施形態においては４mmに設定されている。

上記チャックテーブル５２に形成された吸引凹部５２５は、吸引通路５２７を介して図示しない吸引手段に連通されている。従って、図示しない吸引手段を作動することにより、吸引通路５２７を介して吸引凹部５２５に負圧が作用し、保持面上に載置された板状の被加工物を吸引保持する。

図３を参照して説明を続けると、図示の実施形態における加工装置は、上記チャックテーブル機構５を一対の案内レール２３に沿って矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめるチャックテーブル移動機構５６を具備している。チャックテーブル移動機構５６は、一対の案内レール２３、２３間に配設され案内レール２３、２３と平行に延びる雄ねじロッド５６１と、該雄ねじロッド５６１を回転駆動するサーボモータ５６２を具備している。雄ねじロッド５６１は、上記支持基台５１に設けられたネジ穴５１１と螺合して、その先端部が一対の案内レール２３、２３を連結して取り付けられた軸受部材５６３によって回転自在に支持されている。サーボモータ５６２は、その駆動軸が雄ねじロッド５６１の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ５６２が正転すると支持基台５１即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ａで示す方向に移動し、サーボモータ５６２が逆転すると支持基台５１即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる。矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめられるチャックテーブル機構５は、図３において実線で示す被加工物搬入・搬出域と２点鎖線で示す加工域に選択的に位置付けられる。また、チャックテーブル機構５は、加工域においては所定範囲に渡って矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向、即ちチャックテーブル５２の上面である保持面と平行に往復動せしめられる。

図１に戻って説明を続けると、上記チャックテーブル機構５を構成する支持基台５１の移動方向両側には、図１に示すように横断面形状が逆チャンネル形状であって、上記一対の案内レール２３、２３や雄ねじロッド５６１およびサーボモータ５６２等を覆っている蛇腹手段５７および５８が付設されている。蛇腹手段５７および５８はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段５７の前端は加工作業部２１１の前面壁に固定され、後端はチャックテーブル機構５のカバー部材５４の前端面に固定されている。蛇腹手段５８の前端はチャックテーブル機構５のカバー部材５４の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。チャックテーブル機構５が矢印２３ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段５７が伸張されて蛇腹手段５８が収縮され、チャックテーブル機構５が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段５７が収縮されて蛇腹手段５８が伸張せしめられる。

上記装置ハウジング２の主部２１における前半部上には、第１のカセット載置部６ａと、第２のカセット載置部７ａと、被加工物仮置き部８ａと、洗浄部９ａが設けられている。第１のカセット載置部６ａには加工前の被加工物を収容する第１のカセット６が載置され、第２のカセット載置部７ａには加工後の被加工物を収容する第２のカセット７が載置されるようになっている。上記被加工物仮置き部８ａには、第１のカセット載置部６ａに載置された第１のカセット６から搬出された加工前の被加工物を仮置きする被加工物仮載置き手段８が配設されている。また、洗浄部９ａには、加工後の被加工物を洗浄する洗浄手段９が配設されている。

上記第１のカセット載置部６ａと第２のカセット載置部７ａとの間には被加工物搬送手段１１が配設されており、この被加工物搬送手段１１は第１のカセット載置部６ａに載置された第１のカセット６内に収納された加工前の被加工物を被加工物仮置き手段８に搬出するとともに洗浄手段９で洗浄された加工後の被加工物を第２のカセット載置部７ａに載置された第２のカセット７に搬送する。上記被加工物仮置き部８ａと被加工物を被加工物搬入・搬出域２４との間には被加工物搬入手段１２が配設されており、この被加工物搬入手段１２は被加工物仮置き手段８に載置された加工前の被加工物を被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル機構５のチャックテーブル５２上に搬送する。上記被加工物を被加工物搬入・搬出域２４と洗浄部９ａとの間には被加工物搬出手段１３が配設されており、この被加工物搬出手段１３は被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５２上に載置されている加工後の被加工物を洗浄手段９に搬送する。

ここで、上記工具装着部材３２４に形成されたバイト取り付け穴３２４bおよび該バイト取り付け穴３２４bに着脱可能に装着される段差形成バイトについて、図８を参照して説明する。図８には、チャックテーブル５２の中心P1をスピンドルユニット３２の回転スピンドル３２３の中心即ち工具装着部材３２４の中心P2と一致する位置に位置付けた状態が示されている。工具装着部材３２４に形成されたバイト装着部であるバイト取り付け穴３２４cは、工具装着部材３２４の中心P2から距離L2の位置に設けられている。この距離L2は、チャックテーブル５２の中心P1から外周環状保持部５２２までの距離L1と一致するように設定されている。工具装着部材３２４に形成されたバイト取り付け穴３２４cに段差形成バイト３５を挿入し、雌ネジ穴３２４dに締め付けボルト３５０を螺合して締め付けることにより、段差形成バイト３５は工具装着部材３２４に着脱可能に装着される。この段差形成バイト３５は、図示の実施形態においては超硬合金等の工具鋼によって棒状に形成されたバイト本体３５１と、該バイト本体３５１の先端に形成された切削刃３５２とからなっている。この段差形成バイト３５の切削刃３５２の切削幅Ｓは、チャックテーブル５２の外周環状保持部５２２（５２２a）の幅Ｃ（図示の実施形態においては４mm）以上、即ち外周環状保持部５２２（５２２a）の幅Ｃと同一か僅かに広い寸法（例えば、５mm）に設定されている。

次に、上記チャックテーブル５２の外周環状保持部５２２（５２２a）の上面を切削し、該上面を環状隔壁５２３（保持突起５２６）の上面より僅かに低くして段差を形成する段差形成作業について説明する。この段差形成作業は、上記図４，５（または図６，７）に示すチャックテーブル５２を交換した際に実施する。段差形成作業を実施するに際しては、先ず図８に示すように工具装着部材３２４のバイト取り付け穴３２４cに段差形成バイト３５を挿入し、雌ネジ穴３２４dに締め付けボルト３５０を螺合して締め付けることにより、段差形成バイト３５を工具装着部材３２４に着脱可能に装着する。そして、チャックテーブル５２を交換したならば、チャックテーブル移動機構５６（図３参照）を作動してチャックテーブル機構５を矢印２３ａで示す方向に移動し、図８に示すようにチャックテーブル５２の中心P1をスピンドルユニット３２の回転スピンドル３２３の中心即ち工具装着部材３２４の中心P2と一致する位置に位置付ける。次に、回転スピンドル３２２を図８において矢印で示す方向に回転駆動し、段差形成バイト切削バイト３５が取り付けられた工具装着部材３２４を例えば６０００rpmの回転速度で回転する。そして、切削ユニット３を下降させチャックテーブル５２の外周環状保持部５２２に対して段差形成バイト３５に例えば０．１μm／秒程度の速度で切り込み送りする。なお、段差形成バイト３５の切り込み送り量は、２〜７μmに設定されている。この結果、図９および図１１に示すようにチャックテーブル５２の外周環状保持部５２２（５２２a）の上面は、環状隔壁５２３（保持突起５２６）の上面より２〜７μm低く段差Ｄをもって形成される。このようにして、チャックテーブル５２の外周環状保持部５２２（５２２a）に段差Ｄを形成したならば、外周環状保持部５２２に装着した段差形成バイト３５を取り外す。

上述したようにして、チャックテーブル５２の外周環状保持部５２２（５２２a）の段差形成作業が終了したら、加工装置による被加工物の加工準備が完了する。
ここで、上記加工装置の上記第１のカセット６に収容される板状の被加工物について図１３乃至図１６を参照して説明する。図１３に示す被加工物は、表面に複数個の半導体チップ１１０が格子状に形成され半導体ウエーハ１０からなっている。半導体ウエーハ１０に形成された複数個の半導体チップ１１０の表面には、それぞれ複数個のスタッドバンプ（電極）１２０が形成されている。このスタッドバンプ（電極）１２０は、例えばスタッドバンプ形成法によって形成されている。即ち、図１４の（ａ）に示すように、キャビラリ１５に挿通された金ワイヤー１２１の先端を、電気トーチによる放電により加熱溶融してボール１２２を形成した後、このボール１２２を図１４の（ｂ）に示すように半導体チップ１１０に形成された例えばアルミニウム等からなる電極板１１１に超音波併用熱圧着し、ボール１２２の頭で破断する。このようにして形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０は、図１４の（ｃ）に示すように針状の髭１２３が残った状態となるとともに、その高さにバラツキがある。

次に、被加工物の他の実施形態について、図１５および図１６を参照して説明する。
図１５および図１６に示す実施形態における被加工物は上述した半導体ウエーハ１０が個々に分割された半導体チップ１１０であり、図１５は環状のフレーム１６に装着された保護テープ１７に複数個の半導体チップ１１０が貼着され、図１６は支持基板（サブストレート）１８上に複数個の半導体チップ１１０が例えば両面接着テープによって貼着されている。なお、半導体チップ１１０の表面には上述した複数個のスタッドバンプ（電極）１２０が形成されている。

上述したような被加工物を収容した第１のカセット６は、装置ハウジング２の第１のカセット載置部６ａに載置される。そして、第１のカセット載置部６ａに載置された第１のカセット６に収容されていた加工前の被加工物が全て搬出されると、空になったカセット６に代えて複数個の加工前の被加工物を収容した新しいカセット６が手動で第１のカセット載置部６ａに載置される。一方、装置ハウジング２の第２のカセット載置部７ａに載置された第２のカセット７に所定数の加工後の被加工物が搬入されると、かかる第２のカセット７が手動で搬出され、新しい空の第２のカセット７が載置される。

次に、上記加工装置によって被加工物を加工する加工作業について主に図１を参照して説明する。なお、被加工物としては上記図１３および図１４に示す半導体ウエーハ１０として説明する。
第１のカセット６に収容された加工前の被加工物としての半導体ウエーハ１０は被加工物搬送手段１１の上下動作および進退動作により搬送され、被加工物仮置き手段８に載置される。被加工物仮置き手段８に載置された半導体ウエーハ１０は、ここで中心合わせが行われた後に被加工物搬入手段１２の旋回動作によって被加工物搬入・搬出域２４に位置せしめられているチャックテーブル機構５のチャックテーブル５２上に載置される。チャックテーブル５２上に載置された半導体ウエーハ１０は、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５２上に吸引保持される。このとき、チャックテーブル５２の外周環状保持部５２２の上面は内側保持部としての環状隔壁５２３（または保持突起５２６）の上面より僅かに低く設定されているので、図１０および図１２に示すように外周環状保持部５２２（５２２a）の上面と半導体ウエーハ１０の外周部下面との間に僅かな隙間が形成される。従って、この隙間を通して外気が吸引されるので、ベルヌーイの原理によって外周環状保持部５２２（５２２a）の上面と半導体ウエーハ１０との間には負圧が発生するため、半導体ウエーハ１０の外周部が下方に吸引される。なお、外周環状保持部５２２（５２２a）の被加工物保持領域の幅Ｅは、２ｍｍ程度に設定することが望ましい。

上述したようにチャックテーブル５２上に半導体ウエーハ１０を吸引保持したならば、チャックテーブル移動機構５６（図３参照）を作動してチャックテーブル機構５を矢印２３ａで示す方向に移動し、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル５２を加工域２５に位置付ける。このようにして半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル５２が加工領域２５に位置付けられたならば、半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０を切削する切削工程を実施する。

切削工程は、先ず回転スピンドル３２２を回転駆動し、切削バイト３３が取り付けられた工具装着部材３２４を図１７において矢印で示す方向に例えば６０００rpmの回転速度で回転する。そして、切削ユニット３を下降させ切削バイト３３を所定の切り込み位置に位置付ける。次に、例えば切削バイト３３の切削刃３３２の切削幅が２０数μmの場合には、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル５２を図１７において実線で示す位置から右方に例えば２mm／秒の送り速度で移動する。この結果、回転スピンドル３２２の回転に伴って回転する切削バイト３３の切削刃３３２によって半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０の上端部が削り取られる。そして、図１７において２点鎖線で示すようにチャックテーブル５２に保持された半導体ウエーハ１０の中心が工具装着部材３２４の中心位置まで移動することにより、半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０の全てが、図１８に示すようにその先端部が切削によって除去され、高さが揃えられる。このとき、半導体ウエーハ１０の外周部は上述したように下方に吸引されるので、切削バイト３３の切削刃３３２が接触することはない。従って、チャックテーブル５２に吸引保持された半導体ウエーハ１０の外周部が反り上がることによって切削工具が接触し、ウエーハが損傷することを未然に防止できる。

上述したように半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のバンプ（電極）１２０の切削工程が終了したら、切削ユニット３を上昇せしめ、チャックテーブル５２の回転を停止する。次に、チャックテーブル５２を図１において矢印２３ｂで示す方向に移動して被加工物搬入・搬出域２４に位置付け、チャックテーブル５２上の切削加工された半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。そして、吸引保持が解除された半導体ウエーハ１０は被加工物搬出手段１３により搬出されて洗浄手段９に搬送される。洗浄手段９に搬送された半導体ウエーハ１０は、ここで洗浄される。洗浄手段９で洗浄された半導体ウエーハ１０は、被加工物搬送手段１１よって第２のカセット７の所定位置に収納される。

本発明に従って構成された板状物の加工装置の一実施形態を示す斜視図。 図１に示す加工装置に装備される切削ユニットの斜視図。 図１に示す加工装置に装備されるチャックテーブル機構およびチャックテーブル移動機構を示す斜視図。 図１に示す加工装置に装備されるチャックテーブルの一実施形態を示す斜視図。 図４に示すチャックテーブルの拡大断面図。 チャックテーブルの他の実施形態を示す斜視図。 図６に示すチャックテーブルの拡大断面図。 図２に示す切削ユニットを構成する工具装着部材に着脱可能に装着される段差形成バイトとチャックテーブルの外周環状保持部との関係を示す説明図。 図８に示す工具装着部材に装着された段差形成バイトによって図４に示すチャックテーブルの外周環状保持部を切削した状態を示す拡大断面図。 図９に示すチャックテーブルの保持面に板状の被加工物を吸引保持した状態を示す説明図。 図８に示す工具装着部材に装着された段差形成バイトによって図６に示すチャックテーブルの外周環状保持部を切削した状態を示す拡大断面図。 図１１に示すチャックテーブルの保持面に板状の被加工物を吸引保持した状態を示す説明図。 板状物からなる被加工物としての半導体ウエーハの平面図。 図１３に示す半導体ウエーハに設けられた複数個の半導体チップにバンプ（電極）を形成するスタッドバンプ形成法の説明図。 板状物からなる被加工物としての半導体チップを環状のフレームに支持した状態を示す斜視図。 板状物からなる被加工物としての半導体チップを支持基板（サブストレート）に支持した状態を示す斜視図。 図１に示す加工装置を用いて実施する切削工程の説明図。 半導体チップに形成されたバンプ（電極）を図１に示す加工装置によって切削した状態を示す説明図。 従来用いられているチャックテーブルの斜視図。 図１８に示すチャックテーブルの保持面に板状の被加工物を吸引保持した状態を示す説明図。

符号の説明

２：装置ハウジング
３：切削ユニット
３１：移動基台
３２：スピンドルユニット
３２１：スピンドルハウジング
３２２：回転スピンドル
３２３：サーボモータ
３２４：工具装着部材
３３：切削バイト
３３：段差形成バイト
４：切削ユニット送り機構
４４：パルスモータ
５：チャックテーブル機構
５１：支持基台
５２：チャックテーブル
５２１：環状吸引凹部
５２２：外周環状保持部
５２３：環状隔壁（内部保持部）
５２５：吸引凹部
５２６：保持突起（内部保持部）
５３：サーボモータ
５４：カバー部材
５６：チャックテーブル移動機構
５７、５８：蛇腹手段
６：第１のカセット
７：第２のカセット
９：被加工物仮置き手段
９：洗浄手段
１１：被加工物搬送手段
１２：被加工物搬入手段
１３：被加工物搬出手段
１０：半導体ウエーハ
１１０：半導体チップ
１１１：電極板
１２０：バンプ（電極）

Claims (4)

1. 被加工物搬入・搬出域と加工域との間を移動可能に構成され板状物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、
   該チャックテーブルを被加工物搬入・搬出域と加工域に移動せしめるチャックテーブル移動機構と、
   加工域に配設され回転駆動される回転スピンドルと、該回転スピンドルに取り付けられた工具装着部材と、該工具装着部材に装着され該チャックテーブルに保持された板状物の表面に突出して形成された複数個の電極を切削し高さを揃える切削工具を備えた切削ユニットと、
   該切削ユニットを該チャックテーブルの該保持面と垂直な方向に進退せしめる切削ユニット送り機構と、を具備する板状物の加工装置において、
   該チャックテーブルの該保持面は、外周部に形成された外周環状保持部と、該外周環状保持部の内側に形成され吸引手段に連通する吸引凹部と、該外周環状保持部の内側に形成された内側保持部を備えており、
   該工具装着部材には、該チャックテーブルの該外周環状保持部を切削する段差形成バイトが着脱可能に装着される、
   ことを特徴とする板状物の加工装置。
2. 該吸引凹部は該外周環状保持部と同心円状に形成された複数の環状溝からなっており、該内周側保持部は該複数の環状溝によって区画された複数の環状隔壁からなっている、請求項1記載の板状物の加工装置。
3. 該内側保持部は、該吸引凹部内に配設された複数の保持突起からなっている、請求項1記載の板状物の加工装置。
4. 該工具装着部材の該段差形成バイトが装着される装着部は該工具装着部材の回転中心からの距離が該外部環状保持部の該チャックテーブルの回転中心からの距離と一致する位置に設定されており、該段差形成バイトの切削幅は該外周環状保持部の幅以上に設定されている、請求項1〜３のいずれかに記載の加工装置。

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