JP5220513B2 - ノズル調整治具 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物を切削する切削装置において、切削ブレードへ切削水や冷却水を供給するノズルの位置を調整するノズル調整治具に関する。

ＩＣやＬＳＩ等のデバイスが複数表面に形成された半導体ウエーハや、樹脂基板、各種セラミック基板、ガラス基板等の被加工物は切削装置によって個々のチップに分割され、分割されたチップは各種電子機器に広く利用される。

切削装置は、被加工物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被加工物を切削する外周先端部に切刃を有する切削ブレードを含む切削手段と、加工中の切削ブレードへ切削水や冷却水を供給するノズルとから少なくとも構成され、被加工物を高精度に分割する。

切削ブレードへ切削水や冷却水を供給することは、加工中の加工熱を冷却する点と切削によって発生する切削屑を被加工物上面から洗い流す点において非常に重要である。

ノズル位置が誤った位置に調整され切削ブレードの適切な位置に切削水や冷却水が供給されないと、加工熱が十分に冷却されずに切削ブレードの異常磨耗や焼けが発生して加工品質が著しく悪化する。ひいては切削ブレードの破損や被加工物の破損を発生させてしまうことになる。

同様に、ノズル位置が適切でない場合には、切削屑が被加工物上面から排出されずに被加工物上面に切削屑が付着する。加工後一度乾燥した切削屑は洗浄が難しいことから、一旦切削屑が付着した被加工物は更なる洗浄が必要となる。

切削水ノズルは切削ブレードの切刃の厚み方向中央に向けて切削水が供給されるように調整し、冷却水ノズルは切削ブレードの外周の最下点とノズル下面との距離が１ｍｍ〜３ｍｍ程度に調整することが望ましい。従って、外径や厚みが異なる切削ブレードを使用する場合には、切削ブレードの外径及び厚みに応じてノズルの調整が必要となる。

特開２００６−１８７８４９号公報には、切削水ノズルを調整可能としたブレードカバー装置が開示されているが、切削ブレード位置を確認しながら切削水ノズル位置の調整が必要となるため、特に近年広く利用されている二つの切削手段を対向する形で配設したデュアルダイサーと呼ばれる切削装置には不向きである。
特開２００６−１８７８４９号公報

上述したように、外径や厚みが異なる切削ブレードを使用する場合には、切削ブレードの外径及び厚みに応じてノズルの調整が必要となる。ところが、切削ブレードの厚みは一般に１０μｍ〜５００μｍと薄く、その厚み方向中央に切削水ノズルを調整することは非常に難しい。

また、切削水ノズルを調整するためには、切削ブレードの正面方向から定規等を用いて調整することが望ましいが、装置の安全性を確保するためにも一般に切削ブレード等の切削手段は筐体や扉で覆われており、作業が難しいという問題がある。

特に、対向式デュアルダイサーでは、各切削ブレード間に作業者が入って切削水ノズル及び冷却水ノズルを調整する必要があるため、精密な調整は非常に困難である。

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は、切削水ノズルと冷却水ノズルの位置調整を容易に可能とするノズル調整治具を提供することである。

請求項１記載の発明によると、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードがボス部を有するマウントフランジを介してスピンドルに回転可能に装着された切削手段とを備え、該切削ブレードを挟んで該切削ブレードの表裏面側に配設された該切削ブレードへ冷却水を供給する一対の冷却水ノズルと、該切削ブレードの外周方向から該切削ブレードに向かって切削水を供給する切削水ノズルと、の少なくともいずれか一方のノズルを有する切削装置において使用され、該切削ブレードが取り外された状態で該冷却水ノズルと該切削水ノズルの少なくとも一方のノズル位置を調整するノズル調整治具であって、前記スピンドル先端に装着された前記マウントフランジのボス部に嵌合する嵌合穴と該マウントフランジに当接する突き当て面を有するダミーブレードを備え、前記冷却水ノズルの上下位置を所定位置に位置決めする該ダミーブレードの該嵌合穴の中心からの距離が所定距離に設定された冷却水ノズル位置決め部材と、前記切削水ノズルを前記切削ブレードの厚み方向中央に位置決めする該ダミーブレードの該突き当て面からの距離が所定距離に設定された切削水ノズル位置決め部材と、の少なくとも一方のノズル位置決め部材を含み、前記冷却水ノズル位置決め部材と前記切削水ノズル位置決め部材の少なくとも一方が前記ダミーブレードと一体化されていることを特徴とするノズル調整治具が提供される。

請求項２記載の発明によると、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードがボス部を有するマウントフランジを介してスピンドルに回転可能に装着された切削手段と、該切削ブレードを挟んで該切削ブレードの表裏面側に配設された該切削ブレードへ冷却水を供給する一対の冷却水ノズルと、該切削ブレードの外周方向から該切削ブレードに向かって切削水を供給する切削水ノズルとを備えた切削装置において使用され、該切削ブレードが取り外された状態で該冷却水ノズルと該切削水ノズルの位置を調整するノズル調整治具であって、該スピンドル先端に装着された前記マウントフランジのボス部に嵌合する嵌合穴と該マウントフランジに当接する突き当て面を有するダミーブレードと、前記冷却水ノズルの上下位置を所定位置に位置決めする該ダミーブレードの前記嵌合穴の中心からの距離が所定位置に設定された冷却水ノズル位置決め部材と、前記切削水ノズルを該切削ブレードの厚み方向中央に位置決めする該ダミーブレードの前記突き当て面からの距離が所定距離に設定された切削水ノズル位置決め部材とを含み、前記ダミーブレード、前記冷却水ノズル位置決め部材及び前記切削水ノズル位置決め部材が一体化されていることを特徴とするノズル調整治具が提供される。

好ましくは、冷却水ノズルは上下方向へ調整可能に配設されており、冷却水ノズル位置決め部材はノズル調整治具が所定位置に装着されたときチャックテーブルに対して平行な平行板から構成される。好ましくは、切削水ノズルは切削ブレードの厚み方向へ調整可能に配設されており、切削水ノズル位置決め部材は該平行板に対して垂直な垂直板から構成される。

本発明によると、定規等の測定器を必要とせず、容易に切削水ノズル及び／又は冷却水ノズルの位置調整を可能とするノズル調整治具が提供される。ノズル又はノズルを収容したノズルブロックをノズル調整治具の各部へ突き当てることでノズルの位置決めが可能であるため、狭い空間でもノズルの位置調整が可能となり、作業効率を向上することが可能となる。

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は半導体ウエーハをダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することのできる切削装置２の外観を示している。本発明のノズル調整治具は、切削装置２に装着された切削水ノズル及び冷却水ノズルの位置調整を使用するために使用される。

切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。

図２に示すように、ダイシング対象のウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２ストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。

ウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエーハカセット８中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。

ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数の固定手段１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。

アライメント手段２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像手段２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。

アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削手段２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

図３を参照すると、スピンドルと、スピンドルに装着されるブレードマウントとの関係を示す分解斜視図が示されている。スピンドルユニット３０のスピンドルハウジング３２中には、図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル２６が回転可能に収容されている。スピンドル２６はテーパ部２６ａ及び先端小径部２６ｂを有しており、先端小径部２６ｂには雄ねじ３４が形成されている。

３６はボス部（凸部）３８と、ボス部３８と一体的に形成された固定フランジ４０とから構成されるマウントフランジであり、ボス部３８には雄ねじ４２が形成されている。さらに、マウントフランジ３６は装着穴４３を有している。

マウントフランジ３６は、装着穴４３をスピンドル２６の先端小径部２６ｂ及びテーパ部２６ａに挿入して、ナット４４を雄ねじ３４に螺合して締め付けることにより、図４に示すようにスピンドル２６の先端部に取り付けられる。

図４はマウントフランジ３６が固定されたスピンドル２６と、切削ブレード２８との装着関係を示す分解斜視図である。切削ブレード２８はハブブレードと呼ばれ、円形ハブ４８を有する円形基台４６の外周にニッケル母材中にダイヤモンド砥粒が分散された切刃５０が電着されて構成されている。

切削ブレード２８の装着穴５２をマウントフランジ３６のボス部３８に挿入し、固定ナット５４をボス部３８の雄ねじ４２に螺合して締め付けることにより、図５に示すように切削ブレード２８がスピンドル２６に取り付けられる。

図６を参照すると、リング状またはワッシャー状の切削ブレード５６をスピンドル２６に装着する様子を示す分解斜視図が示されている。切削ブレード５６はその全体が電鋳された切刃（電鋳砥石）から構成されている。

マウントフランジ３６のボス部３８に切削ブレード５６を挿入し、さらに着脱フランジ５８をボス部３８に挿入して、固定ナット５４を雄ねじ４２に螺合して締め付けることにより、切削ブレード５６は固定フランジ４０と着脱フランジ５８により両側から挟まれてスピンドル２６に取り付けられる。

図７を参照すると、スピンドルに装着された切削ブレードをホイールカバー（ブレードカバー）で包囲した状態の斜視図が示されている。図８は切削ブレードを省略した状態のホイールカバー部分の斜視図である。ホイールカバー６０にはブレード破損検出器６２が取り付けられている。

ブレード破損検出器６２は、図１２に示すように光ファイバー６６に接続された発光部６４の先端と、同じく光ファイバーに接続された受光部の先端とが切削ブレード２８の切刃５０を挟んで対向するように位置付けられて構成されている。

６８はブレード破損検出器６２の位置を調整する調整ねじであり、７０は調整された位置でブレード破損検出器６２を固定する固定ねじである。発光部６４の先端にはマーカー７２が形成されている。

図１３を参照すると、切削ブレード２８を取り外した状態のホイールカバー部分の側面図が示されている。ホイールカバー６０内には図示しないエアーシリンダが収容されており、図１３はエアーシリンダのピストンロッド７４が伸長された状態を示している。

ピストンロッド７４の先端には図示しない取り付けプレートが固定されており、この取り付けプレートに冷却水ノズルアセンブリ７６がねじ８６により締結されている。図８に最もよく示されるように、冷却水ノズルアセンブリ７６は、ホース８２が接続される接続パイプ７８と、接続パイプ７８から分岐した冷却水ノズル８０ａ，８０ｂを含んでいる。８１は冷却水ノズル８０ａ，８０ｂに形成された冷却水供給口である。各冷却水ノズル８０ａ，８０ｂの外側には飛沫カバー８４が設けられている。

８８は切削水ブロック（ノズルブロック）であり、ねじ９０によりホイールカバー６０に締結されている。切削水ブロック８８は、ホース９６に接続される接続パイプ９２と、接続パイプ９２に接続された切削水ノズル９４（図１２参照）とを含んでいる。

切削水ノズル９４の先端（切削水供給口）は切削ブレード２８の切刃５０に向かって開口している。図８に示すように、冷却水ノズルアセンブリ７６は矢印Ａ方向に調整可能であり、切削水ブロック８８は矢印Ｂ方向に調整可能である。

図９を参照すると、本発明実施形態のノズル調整治具の斜視図が示されている。図９（Ａ）は第１実施形態のノズル調整治具１００の斜視図、図９（Ｂ）は第２実施形態のノズル調整治具１００Ａの斜視図をそれぞれ示している。

図９（Ａ）に示すノズル調整治具１００は、冷却水ノズル調整部材として作用する平板１１２と、切削水ノズル調整部材として作用する平板１１２に対して垂直に形成された垂直板１０４と、ダミーブレード１０６とから構成される。

ダミーブレード１０６は、マウントフランジ３６のボス部３８に嵌合する嵌合穴１０８と、マーカー１１０とを有している。平板１００と、垂直板１０４と、ダミーブレード１０６とは一体的に構成されている。

図９（Ｂ）に示した第２実施形態のノズル調整治具１００Ａは第１実施形態のノズル調整治具１００に類似しており、平板１０２部分に一対の円弧状溝１０２ａ，１０２ｂが形成されている点で相違する。これらの円弧状溝１０２ａ，１０２ｂは冷却水ノズル８０ａ，８０ｂに対応して形成されている。

図１０に示すように、ノズル調整治具１００の平板１０２の上面とダミーブレード１０６の嵌合孔１０８の中心との間の距離Ｌ１は、冷却水ノズル８０ａ，８０ｂを調整する際の目標とする所定値Ｌ１に設定されている。

また、ダミーブレード１０６がマウントフランジ３６に装着されて固定フランジ４０に当接するダミーブレード１０６の突き当て面１０６ａと垂直板１０４のダミーブレード１０６の対向面との間の距離Ｌ２は、切削ノズル９４を調整する際の目標とする所定値Ｌ２に設定されている。

図１１（Ａ）は本発明第３実施形態のノズル調整治具１００Ｂの斜視図を示しており、図１１（Ｂ）は本発明第４実施形態のノズル調整治具１００Ｃの斜視図を示している。図１１（Ａ）に示すノズル調整治具１００Ｂは、垂直板１０４とダミーブレード１０６とを図１０のＬ２の関係を保つように結合部材１１４で一体化したものである。

図１１（Ｂ）に示すノズル調整治具１００Ｃは、平板１１２とダミーブレード１０６とを図１０のＬ１の関係を満たすように一体化したものである。ノズル調整治具１００Ｂは切削水ノズル９４の調整に使用され、ノズル調整治具１００Ｃは冷却水ノズル８０ａ，８０ｂの調整に使用される。

以下、ノズル調整治具１００を使用した冷却水ノズル８０ａ，８０ｂと切削水ノズル９４の調整の仕方について図１３乃至図１７を参照して説明する。まず、図１３に示すように、ホイールカバー６０中に収容されたエアーシリンダを駆動してピストンロッド７４を伸長し、冷却水ノズルアセンブリ７６をホイールカバー６０から離反させる。そして、ねじ８６を操作して冷却水ノズル８０ａ，８０ｂを最上点に調整しておく。

この状態で、図１４に示すようにノズル調整治具１００のダミーブレード１０６をマウントフランジ３６のボス部３８に嵌合する。この時、ダミーブレード１０６のマーカー１１０と発光部６４のマーカー７２とが一致するように調整することにより、ノズル調整治具１００の平板１０２はチャックテーブル１８の上面と平行になるように調整される。更に、ノズル調整治具１００のダミーブレード１０６をマウントフランジ３６のボス部３８に嵌合した後、固定ナット５４若しくは着脱フランジ５８と固定ナット５４とでダミーブレード１０６を固定する。

次いで、図１５に示すようにねじ８６を緩めて冷却水ノズルアセンブリ７６を矢印Ｃ方向に移動して切削水ノズル８０ａ，８０ｂを平板１０２の上面に接触させる。この状態でねじ８６を締結することにより、冷却水ノズル８０ａ，８０ｂは目標とする所定位置に設定されたことになり、冷却水ノズル８０ａ，８０ｂの調整は完了する。

切削水ノズル９４の調整は、切削水ブロック８８が切削水ノズル調整部材としての垂直板１０４から離間した図１６（Ａ）に示す状態から、図１６（Ｂ）に示すようにねじ９０を緩めて矢印Ｄ方向に切削水ブロック８８を移動して垂直板１０４に当接させる。この状態で切削水ノズル９４は目標とする所定位置、即ち切削ブレード２８の切刃５０の厚さ方向中心に対向する位置に設定されたことになり、ねじ９０を締結することにより切削水ノズル９４の調整は完了する。

ノズル調整治具１００を使用した冷却水ノズル８０ａ，８０ｂ及び切削水ノズル９４の調整は、調整の順序を問うものではない。冷却水ノズル８０ａ，８０ｂの調整を先に実施しても良いし、切削水ノズル９４の調整を先に実施しても良い。

上述した実施形態では、ダミーブレード１０６のマーカー１１０をブレード破損検出器６２の発光部６４に形成したマーカー７２に合わせることによりノズル調整治具１００の水平出しを行っているが、この水平出しをより確実にするためには、図１７に示すようなパンタグラフに類似した平行出し機構１１６を使用することができる。１１８は平行出し板である。

ダミーブレード１０６の嵌合穴１０８をマウントフランジ３６のボス部３８にはめ込んだ後、平行出し機構１１６を延ばして切削装置２のチャックテーブル１８上に平行出し板１１８を載置することで、ノズル調整治具１００の平板１０２の平行出しを行うことができる。

本発明のノズル調整治具が適用可能な切削装置の外観斜視図である。 フレームと一体化されたウエーハを示す斜視図である。 スピンドルユニットと、スピンドルに固定されるべきマウントフランジとの関係を示す分解斜視図である。 スピンドルユニットと、スピンドルに装着されるべきハブブレードとの関係を示す分解斜視図である。 ハブブレードがスピンドルに装着された状態の斜視図である。 スピンドルユニットと、スピンドルに装着されるべきリング状ブレード（ワッシャーブレード）との関係を示す分解斜視図である。 切削ブレードとホイールカバー部分の斜視図である。 切削ブレードを省略したホイールカバー部分の斜視図である。 図９（Ａ）は本発明第１実施形態のノズル調整治具の斜視図、図９（Ｂ）は第２実施形態のノズル調整治具の斜視図である。 ノズル調整治具の寸法関係を示す説明図である。 図１１（Ａ）は第３実施形態のノズル調整治具の斜視図、図１１（Ｂ）は第４実施形態のノズル調整治具の斜視図である。 切削ブレード及びホイールカバー部分の側面図である。 切削ブレードを取り外して冷却水ノズルアセンブリをホイールカバーに対して離間させた状態の側面図である。 ノズル調整治具をマウントフランジに取り付けた状態の側面図である。 冷却水ノズルアセンブリを降下させてノズル調整治具の平板に当接させた状態の側面図である。 ノズル調整治具を使用して切削水ノズルの調整方法を説明する説明図である。 ノズル調整治具の平行出し機構の斜視図である。

符号の説明

２ 切削装置
１８ チャックテーブル
２４ 切削手段
２６ スピンドル
２８ 切削ブレード
３０ スピンドルユニット
３６ マウントフランジ
５４ 固定ナット
６０ ホイールカバー（ブレードカバー）
７６ 冷却水ノズルアセンブリ
８０ａ，８０ｂ 冷却水ノズル
８８ 切削水ブロック
９４ 切削水ノズル
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ ノズル調整治具
１０２ 平板
１０４ 垂直板
１０６ ダミーブレード
１０６ａ 突き当て面
１０８ 嵌合穴
１１６ 平行出し機構

Claims (3)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードがボス部を有するマウントフランジを介してスピンドルに回転可能に装着された切削手段とを備え、該切削ブレードを挟んで該切削ブレードの表裏面側に配設された該切削ブレードへ冷却水を供給する一対の冷却水ノズルと、該切削ブレードの外周方向から該切削ブレードに向かって切削水を供給する切削水ノズルと、の少なくともいずれか一方のノズルを有する切削装置において使用され、該切削ブレードが取り外された状態で該冷却水ノズルと該切削水ノズルの少なくとも一方のノズル位置を調整するノズル調整治具であって、
   前記スピンドル先端に装着された前記マウントフランジのボス部に嵌合する嵌合穴と該マウントフランジに当接する突き当て面を有するダミーブレードを備え、
   前記冷却水ノズルの上下位置を所定位置に位置決めする該ダミーブレードの該嵌合穴の中心からの距離が所定距離に設定された冷却水ノズル位置決め部材と、
   前記切削水ノズルを前記切削ブレードの厚み方向中央に位置決めする該ダミーブレードの該突き当て面からの距離が所定距離に設定された切削水ノズル位置決め部材と、の少なくとも一方のノズル位置決め部材を含み、
   前記冷却水ノズル位置決め部材と前記切削水ノズル位置決め部材の少なくとも一方が前記ダミーブレードと一体化されていることを特徴とするノズル調整治具。
2. 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードがボス部を有するマウントフランジを介してスピンドルに回転可能に装着された切削手段と、該切削ブレードを挟んで該切削ブレードの表裏面側に配設された該切削ブレードへ冷却水を供給する一対の冷却水ノズルと、該切削ブレードの外周方向から該切削ブレードに向かって切削水を供給する切削水ノズルとを備えた切削装置において使用され、該切削ブレードが取り外された状態で該冷却水ノズルと該切削水ノズルの位置を調整するノズル調整治具であって、
   該スピンドル先端に装着された前記マウントフランジのボス部に嵌合する嵌合穴と該マウントフランジに当接する突き当て面を有するダミーブレードと、
   前記冷却水ノズルの上下位置を所定位置に位置決めする該ダミーブレードの前記嵌合穴の中心からの距離が所定位置に設定された冷却水ノズル位置決め部材と、
   前記切削水ノズルを該切削ブレードの厚み方向中央に位置決めする該ダミーブレードの前記突き当て面からの距離が所定距離に設定された切削水ノズル位置決め部材とを含み、
   前記ダミーブレード、前記冷却水ノズル位置決め部材及び前記切削水ノズル位置決め部材が一体化されていることを特徴とするノズル調整治具。
3. 前記冷却水ノズルは上下方向へ調整可能に配設されており、前記冷却水ノズル位置決め部材は前記マウントフランジの所定位置に装着されたとき前記チャックテーブルに対して平行な平行板から構成され、
   前記切削水ノズルは前記切削ブレードの厚み方向へ調整可能に配設されており、前記切削水ノズル位置決め部材は該平行板に対して垂直な垂直板から構成されることを特徴とする請求項１又は２記載のノズル調整治具。

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