JP5122341B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウエーハ等のワークを切削する切削ブレードを備えた切削装置に関する。

例えば、半導体デバイス製造プロセスにおいては、略円盤形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成された分割予定ライン（ストリート）によって区画された複数の領域にそれぞれＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域を分割予定ラインに沿って分割することにより個々のデバイスを製造している。

半導体ウエーハを個々のデバイスに分割する切削装置（ダイシング装置）は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持されたウエーハの分割予定ラインを切削する切削ブレードを回転可能に支持した切削手段と、切削手段のスピンドルを回転可能に支持するエアベアリングを具備しており、ウエーハを高精度に個々のデバイスに分割することができる。

ウエーハを確実に切削するためには、ウエーハに対する切り込み深さを高精度に制御する必要がある。そこで、切削装置においては、実際の切削を行う前に切削ブレードのセットアップという作業を行うことにより、切削ブレードの切り込み基準位置（原点位置）を設定し、切削ブレードの切り込み深さの精度を確保している（例えば、特開２００５−１４２２０２号参照）。

この切削ブレードのセットアップを可能とするために、チャックテーブルのポーラス吸着部を囲繞する金属から形成された枠体はチャックテーブルの他の導電性部分から絶縁されており、この電気的な絶縁を利用して切削ブレードの先端とチャックテーブルの枠体との接触によって電気的導通を取り、この電気的導通をもって切削ブレードの切り込み基準位置を設定している。
特開２００５−１４２２０２号公報

切削ブレードのセットアップを行うためには、チャックテーブルの切削ブレードが接触する枠体を常にチャックテーブルの他の導電性部分から絶縁する必要があるが、切削粉が導電性を有するワークを切削した場合、切削粉によってチャックテーブルの枠体とチャックテーブルの他の導電性部分とが導通してしまい、セットアップが正確に行えないことがある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところが、切削粉が導電性を有するワークを切削した場合であっても、セットアップを確実に正確に行える切削装置を提供することである。

本発明によると、切削粉が導電性を有するワークを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたワークを切削加工する切削手段とを備えた切削装置であって、該切削手段は、ハウジングと、該ハウジング内に一部が挿入され先端部が該ハウジングから突出するスピンドルと、該スピンドルに装着された切削ブレードと、該スピンドルを駆動する駆動手段と、該スピンドルをエアで回転自在に支持するエアベアリングとを含んでおり、前記保持手段は、ワークを吸着保持する保持面と、該保持面を囲繞するとともに該保持面と面一に形成され、セットアップ時に前記切削ブレードが接触する枠体と、該保持面及び該枠体を支持する絶縁ベースとを含んでおり、該絶縁ベースを囲繞し、該絶縁ベースに向けてエアを吹き出すエア吹き出し手段を具備したことを特徴とする切削装置が提供される。

好ましくは、該エア吹き出し手段は、エア供給手段と、該絶縁ベースに向けてエアを吹き出す複数のエア吹き出し孔と、該エア吹き出し孔と前記エア供給手段とを連通する連通路とを含んでおり、切削装置は保護水を該連通路に選択的に供給する保護水供給手段を更に具備し、少なくとも切削加工時には前記エア吹き出し孔から該絶縁ベースに向けて保護水を吹き出し、少なくともセットアップ時には前記エア吹き出し孔から前記絶縁ベースに向けてエアを吹き付ける。

本発明によれば、少なくともセットアップ時には絶縁ベースに向けてエア吹き出し手段からエアを吹き出すので、ワークの切削中に導電性を有する切削粉が絶縁ベース近傍に付着して絶縁が破られた場合であっても、セットアップ時に切削粉を吹き飛ばすことができるため、切削ブレードのセットアップを確実に正確に行えることができる。

また、絶縁ベースに保護水を供給している間は絶縁ベース表面に切削水が滞留することはなく、セットアップ時にエアを吹き付けることにより、切削粉の除去に加えて保護水を絶縁ベース表面から除去することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は切削装置２の外観斜視図を示している。切削装置２は、静止基台４上にＸ軸方向に移動可能に搭載されたスライドブロック６を含んでいる。スライドブロック６は、ボールねじ８及びパルスモータ１０から構成される加工送り手段１２により一対のガイドレール１４に沿って加工送り方向、すなわちＸ軸方向に移動される。

スライドブロック６上にはチャックテーブル２６の支持基台１６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。すなわち、支持基台１６はボールねじ１８及びパルスモータ２０から構成される割り出し送り手段２２により一対のガイドレール２４に沿って割り出し方向、すなわちＹ軸方向に移動される。

チャックテーブル２６はポーラスセラミックス等から成る吸着部２８と、吸着部２８を囲繞するステンレス鋼等の金属から形成された枠体２６とを含んでおり、吸着部２８の上面（保持面）と枠体３０の上面は面一となるように構成されている。吸着部２８と枠体３０は絶縁ベース３２を介して支持基台１６に搭載されている。

支持基台１６には、エア及び／又は保護水を絶縁ベース３２に向かって吹き出す多数の吹き出し孔３６を有する配管３４が、チャックテーブル２６の絶縁ベース３２を囲むように配置されている。

静止基台４にはコラム３８が立設されており、このコラム３８には切削手段４０がＺ軸方向に移動可能に搭載されている。すなわち、切削手段４０はボールねじ４２及びパルスモータ４４から構成されるＺ軸方向移動手段４６により一対のガイドレール４８に沿ってＺ軸方向に移動される。

図２に示すように、切削手段４０はスピンドルハウジング５０と、エアベアリング５２によりスピンドルハウジング５０中に回転可能に支持されたスピンドル５４と、スピンドル５４の先端に装着された切削ブレード５６を含んでいる。

スピンドル５４は図示しないサーボモータ等の駆動手段により回転駆動され、切削ブレード５６はスピンドル５４の先端部に設けられた図示しないブレードマウントに着脱可能に装着される。スピンドル５４は接地されている。

チャックテーブル２６のポーラス吸着部２８及び枠体３０は、絶縁体から形成された絶縁ベース３２を介してモータ６０上に搭載されており、モータ６０は支持基台１６上に搭載されている。

支持基台１６及びモータ６０は導電性部分を含んでいるが、枠体３０は絶縁ベース３２を介してモータ６０上に搭載されているため、枠体３０はチャックテーブル２６の他の導電性部分から絶縁されている。チャックテーブル２６の支持基台１６は接地されており、枠体３０は例えば＋６Ｖの電源に接続されている。

配管３４は連通路６４及び連通路６４中に介装された逆止弁６６、切替弁６８を介してエア供給手段７０に接続されるとともに、同じく連通路６４中に介装された逆止弁７２及び切替弁７４を介して保護水供給手段７６に接続されている。

以下、上述した実施形態に係る切削装置２の作用について説明する。切削装置２の切削加工の対象となるワークは切削粉が導電性を有するワークである。ワークとしては特に限定はされないが、例えば、半導体ウエーハ等のウエーハ、チップ実装用としてウエーハの裏面に設けられるＤＡＦ（ダイアタッチフィルム）等の粘着部材、半導体製品のパッケージ、ガラス系或いはシリコン系の基板、更には、ミクロンオーダの精度が要求される各種加工材料等の中で切削粉が導電性を有するものが挙げられる。

切削ブレード５６のセットアップを行うためには、高速回転している切削ブレード５６をＺ軸方向移動手段４６により下降させて、図３に示すように切削ブレード５６をチャックテーブル２６の枠体３０に接触させる。

これにより、枠体３０に僅かな切り込みが入り、枠体３０、切削ブレード２６及びスピンドル５４を介してアースに電流が流れるので、電源電圧が例えば５Ｖに低下する。この電源の電圧降下を検出することにより、切削ブレード５６の切り込み基準位置（原点位置）を設定し、この切り込み基準位置を切削装置２の図示しないコントローラのメモリに記憶する。これで、切削ブレード５６のセットアップが完了する。電圧降下の検出に替えて、アースに流れる電流を検出するようにしても良い。

切削ブレードのセットアップが完了したならば、ワークの切削を実施する。本実施形態では、ワークとして生セラミック（焼結前のセラミック）を採用した。通常のウエーハの切削加工では、ウエーハをダイシングテープを介して環状フレームで支持するが、生セラミック等のワークを切削する場合には、環状フレームを使用せずにワークをダイシングテープに貼着しチャックテーブル２６の吸着部２８により吸引保持する。

吸引保持されたワークに対して切削加工すべき切削予定ラインを検出する良く知られたアライメントを実施する。アライメントが実施された切削予定ラインを切削するために、所定の切り込み深さとなるようにＺ軸方向移動手段４６により切削ブレード５６を所定量下降させるとともに、加工送り手段１２によりチャックテーブル２６を加工送り方向に移動させながらワークの切削を行う。このとき、切削ブレード５６に向けて切削水を供給しながらワークの切削を実施する。

さらに、切替弁６８を切り替えて連通路６４をエア供給手段７０に接続し、配管３４の吹き出し孔３６から絶縁ベース３２に向けてエアを吹き出しながら切削を実行する。これにより、切削水中に含まれる切削屑を絶縁ベース３２表面から吹き飛ばすことができ、導電性を有する切削屑が絶縁ベース表面に付着するのを防止することができる。

好ましくは、切替弁７４を切り替えて保護水供給手段７６を連通路６４に接続し、ワークの切削時に配管３４の吹き出し孔３６からエアとともに保護水を絶縁ベース３２に向かって吹き出して、保護水により切削水が絶縁ベース３２表面に接触するのを抑制して、切削屑が絶縁ベース３２表面に付着するのを防止する。尚、切削水及び保護水としては純水を使用するのが好ましい。

吹き出し孔３６からのエア及び保護水の吹き出しはワークの切削加工中は常時行うのが望ましいが、切削加工中にエアのみを吹き出すようにしても良く、更には、セットアップ時の直前にのみ吹き出し孔３６からエアを絶縁ベース３２に向かって吹き出して、絶縁ベース３２に付着している切削屑を吹き飛ばすようにしても良い。

図４を参照すると、導電性を有する切削屑７８が絶縁ベース３２近辺に付着した状態が示されている。このように切削屑７８が絶縁ベース３２近辺に付着して枠体３０とモータ６０が導通されると、枠体３０、切削屑７８、モータ６０及び支持基台１６を介してアースに電流が流れることになり、電源電圧が例えば５Ｖに低下する。

よって、この状態が発生すると、図３に示したセットアップ時の電圧降下と区別できなくなり、切削ブレード５６のセットアップが不可能となる。本実施形態では、吹き出し孔３６からエア及び／又は保護水を吹き出すことにより、図４に示すように切削屑７８が絶縁ベース３２近辺に付着するのを防止することができる。

本発明実施形態に係る切削装置の外観斜視図である。 切削ブレードとチャックテーブルの枠体上面とが接触していないときの模式的断面図である。 切削ブレードとチャックテーブルの枠体上面とが接触しているときの模式的断面図である。 切削屑が絶縁ベース近辺に付着した状態の模式的断面図である。

符号の説明

１２ 加工送り手段
１６ 支持基台
２２ 割り出し送り手段
２６ チャックテーブル
２８ 吸着部
３０ 枠体
３２ 絶縁ベース
３４ 配管
３６ 吹き出し孔
４０ 切削手段
５４ スピンドル
５６ 切削ブレード
６０ モータ
６４ 連通路
７０ エア供給手段
７６ 保護水供給手段
７８ 切削屑

Claims (2)

1. 切削粉が導電性を有するワークを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたワークを切削加工する切削手段とを備えた切削装置であって、
   該切削手段は、ハウジングと、該ハウジング内に一部が挿入され先端部が該ハウジングから突出するスピンドルと、該スピンドルに装着された切削ブレードと、該スピンドルを駆動する駆動手段と、該スピンドルをエアで回転自在に支持するエアベアリングとを含んでおり、
   前記保持手段は、ワークを吸着保持する保持面と、該保持面を囲繞するとともに該保持面と面一に形成され、セットアップ時に前記切削ブレードが接触する枠体と、該保持面及び該枠体を支持する絶縁ベースとを含んでおり、
   該絶縁ベースを囲繞し、該絶縁ベースに向けてエアを吹き出すエア吹き出し手段を具備したことを特徴とする切削装置。
2. 該エア吹き出し手段は、エア供給手段と、該絶縁ベースに向けてエアを吹き出す複数のエア吹き出し孔と、該エア吹き出し孔と前記エア供給手段とを連通する連通路とを含んでおり、
   保護水を該連通路に選択的に供給する保護水供給手段を更に具備し、
   少なくとも切削加工時には前記エア吹き出し孔から該絶縁ベースに向けて保護水を吹き出し、
   少なくともセットアップ時には前記エア吹き出し孔から前記絶縁ベースに向けてエアを吹き付けることを特徴とする請求項１記載の切削装置。

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