JP5465064B2 - ノズル調整治具 - Google Patents

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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を供給する切削水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することが望ましい。切削ブレードをスピンドルに固定されたマウントフランジに取り付ける際には、取り付けの都度僅かに取付位置が異なるため、切削ブレードの交換に応じて切削水ノズルの取付位置を調整することが必要となる。
ところが、切削ブレードの厚みは一般的に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。そこで、特開2006−187849号公報には、切削水ノズルの位置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。
特開2006−187849号公報
しかし、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(対向式デュアルダイサー)では、二つの切削ブレード間に作業者が入って調整する必要があるため、特許文献1に開示されたようなブレードカバー装置を用いても、切削ブレード位置を確認しながらの調整が必要となるため、精密な調整は非常に難しいという問題がある。
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は、容易に切削水ノズルの位置調整が可能なノズル調整治具を提供することである。
本発明によると、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、該スピンドルを収容するスピンドルハウジングに装着されたホイールカバーと、該ホイールカバーに調整可能に取り付けられ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を有する切削水ブロック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、該マウントフランジの該ボス部に嵌合する嵌合穴を有する平板部と、該平板部に対して垂直方向に伸長する所定長さの連結部で該平板部に連結され、該切削ブレードの後方で該切削水ノズルを該切削ブレードの厚み方向の中心へ位置決めする該平板部と平行に伸長する規制部と、を具備した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、連結部には、ノズル調整治具がマウントフランジに装着された際に、切削水ブロックに圧接してノズル調整治具の回転を防止する回転防止手段が配設されている。
本発明のノズル調整治具によると、マウントフランジのボス部にノズル調整治具を装着した状態で、切削水ノズルを有する切削水ブロックをノズル調整治具の規制部へ押し当てることで、切削水ノズルを切削ブレードの厚み方向の中心へ容易に位置決めすることができる。
また、連結部には、ノズル調整治具がマウントフランジに装着された際に、切削水ブロックに圧接してノズル調整治具の回転を防止する回転防止手段が配設されているので、規制部を切削水ノズルの後方に配置することができるとともに、ノズル調整治具が回転してホイールカバー等に衝突するのを防止することができる。
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。 ダイシングテープを介して環状フレームで支持された半導体ウエーハの斜視図である。 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。 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。 本発明実施形態に係るノズル調整治具の斜視図である。 ノズル調整治具をマウントフランジのボス部に取り付け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。 ノズル調整治具のマウントフランジからの取り外し方を示す側面図である。
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、ダイシング対象の半導体ウエーハWの表面においては、第1のストリートS1と第2のストリート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は粘着シート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、複数のクランプ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)60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9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10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10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9参照)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11を参照すると、本発明実施形態のノズル調整治具100の斜視図が示されている。ノズル調整治具100は、マウントフランジ36のボス部38に嵌合する嵌合穴104を有する平板部102と、平板部102に対して垂直方向に伸長する所定長さの連結部108で平板部102に連結され、平板部102と平行に伸長する平板状規制部106とから構成される。
規制部106は規制面106aを有している。連結部108の長さは、ノズル調整治具100をマウントフランジ36のボス部38に装着した際、切削水ブロック88を規制部106の規制面106aに押し当てると、切削水ノズル94が切削ブレード28の切刃50の厚み方向の中心へ位置決めされる所定長さに設定されている。連結部108には、回転防止手段としての板ばね110がねじ112で固定されている。
切削水ノズル94の位置調整をする際には、切削ブレード28をマウントフランジ36から取り外し、ノズル調整治具100の平板部102に形成された嵌合穴104をマウントフランジ36のボス部38に嵌合して、図12に示すようにノズル調整治具100をマウントフランジ36に装着する。この時、板ばね110は切削水ブロック88に圧接し、ノズル調整治具100の回転が防止される。
この状態で、切削水ブロック88をホイールカバー60に固定しているねじ90を緩め、図13に示すように切削水ブロック88の側面88aを規制部106の規制面106aに押し当てる。
上述したように、連結部108の長さが所定長さに形成されているため、図13に示した状態で切削水ノズル94は切削ブレード28の切刃50の厚み方向の中心へ位置決めされる。よって、ねじ90を締結して切削水ブロック88をホイールカバー60に固定することにより、切削水ノズル94の調整は終了する。
ノズル調整治具100をマウントフランジ36から取り外すには、図14に示すようにノズル調整治具100を時計回り方向に回転して、板ばね110の切削水ブロック88に対する圧接を解除してから、ノズル調整治具100を引き出してマウントフランジ36から取り外す。
本発明のノズル調整治具100によると、マウントフランジ36のボス部38にノズル調整治具100を装着した状態で、切削水ノズル94を有する切削水ブロック88をノズル調整治具100の規制部106に押し当てることで、切削水ノズル94を切削ブレード28の厚み方向の中心へ容易に位置決めすることができる。
ノズル調整治具100の規制部106を切削水ノズル94を有する切削水ブロック88の後方(装置奥側)に配置することで、ナットでノズル調整治具100を止めなくても容易に作業を行うことができる。
また、回転防止手段として作用する板ばね110を連結部108に取り付けたことにより、作業中にノズル調整治具100の回転を防止して規制部106を切削水ノズル94を有する切削水ブロック88の後方に配置することができるとともに、ノズル調整治具100がホイールカバー60等に衝突するのを防止できる。
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
36 マウントフランジ
60 ホイールカバー(ブレードカバー)
88 切削水ブロック
94 切削水ノズル
100 ノズル調整治具
102 平板部
104 嵌合穴
106 規制部
108 連結部
110 板ばね

Claims (2)

  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、該スピンドルを収容するスピンドルハウジングに装着されたホイールカバーと、該ホイールカバーに調整可能に取り付けられ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を有する切削水ブロック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、
    該マウントフランジの該ボス部に嵌合する嵌合穴を有する平板部と、
    該平板部に対して垂直方向に伸長する所定長さの連結部で該平板部に連結され、該切削ブレードの後方で該切削水ノズルを該切削ブレードの厚み方向の中心へ位置決めする該平板部と平行に伸長する規制部と、
    を具備したことを特徴とするノズル調整治具。
  2. 前記連結部には、ノズル調整治具が前記マウントフランジに装着された際に、該切削水ブロックに圧接してノズル調整治具の回転を防止する回転防止手段が配設されている請求項1記載のノズル調整治具。
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