JP5654826B2 - 切削加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、切削ブレードに切削液を供給して各種ワークの切削加工を行う切削加工装置に関する。

例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウェーハの表面に格子状に配列された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、回路が形成された各領域を所定のストリート（切断ライン）に沿ってダイシングすることにより個々の半導体チップを製造している。このように半導体ウェーハをダイシングする装置としては、一般に切削装置が用いられている。

半導体ウェーハをダイシングする切削装置は、ワークを負圧により保持する保持手段と、保持手段に保持されたワークを切削する切削ブレードを備えた切削機構とを具備している（例えば、特許文献１参照）。保持手段は、加工領域と受け渡し領域との間を行き来する構成となっているが、切削時に使用される切削液が受け渡し領域側に飛散しないようにするために、加工領域と受け渡し領域の間には仕切りカバーが設けられている。

また、ダイシング装置における切削加工の対象となるワークの中には、その形状が特殊であるために保持手段において保持するためには治具を介在させる必要があるものや、ワークそのものが分厚く形成されているものもある。治具や分厚いワークを保持手段で保持した場合は、治具などを保持した保持手段を加工領域と受け渡し領域の間で行き来させるために、仕切りカバー全体を上に上げて治具などを保持した保持手段が通過できるだけの隙間を形成する必要があった。

特開２００１−３５８０９３号公報

しかしながら、仕切りカバー全体を上に上げると、隙間が大きく開いてしまうために切削液が受け渡し領域側に飛散しやすくなってしまうという問題があった。

本発明は、これらの事実に鑑みてなされたものであり、その主な技術的課題は、治具や分厚いワークを保持した保持手段の通過を許容できる隙間を形成したとしても受け渡し領域側に飛散する切削液の量を従来よりも低減させることができる切削加工装置を提供することにある。

本発明は、ワークを保持する保持テーブルを有する保持手段と、保持テーブルに保持されたワークに切削加工を施す切削ブレードを有する加工手段と、保持テーブルに保持されたワークに加工手段が加工を施す加工領域と保持テーブルにワークを搬入搬出する受け渡し領域とを仕切る仕切りカバーと、切削ブレードに切削液を供給する切削液ノズルと、を有し、保持テーブルが加工領域と受け渡し領域との間を移動可能な切削加工装置に関し、仕切りカバーは、保持テーブルの移動を許容する開口部を中央に備えた門型の第一のカバー部と、第一のカバー部に対して上下に移動可能に設置され、第一のカバー部の開口部を遮蔽し、下端が第一のカバー部の開口部を通過する保持テーブルの上面に接近離反可能な第二のカバー部とを有し、ワークの厚みまたはワークと該保持テーブルとの間に介在する治具の厚みにあわせて該開口部を遮蔽しワークと該第二のカバー部の下端との間にできる隙間の大きさを調整可能とする。

本発明では、保持テーブルに保持されたワークに加工手段が加工を施す加工領域と保持テーブルにワークを搬入搬出する受け渡し領域とを仕切る仕切りカバーに、保持テーブルの移動を許容する開口部を中央に備えた門型の第一のカバー部と、第一のカバー部に対して上下に移動可能に設置され下端が第一のカバー部の開口部を通過する保持テーブルの上面に接近離反可能な第二のカバー部とを備えたため、第二のカバー部を上下させることで、ワークの厚みやワークと保持テーブルとの間に介在する治具の厚みにあわせて第一のカバー部に備えた開口部を必要なだけ遮蔽して隙間の大きさを調整することができる。したがって、治具やワークを保持した保持手段の通過を許容できる隙間を確保しつつ、加工領域において切削加工時に使用される切削液の受け渡し領域側への飛散量を低減することができる。

切削加工装置の一例を示す分解斜視図である。 仕切りカバーの状態の一例を模式的に示す側面図である。 切削液の飛散の状態を模式的に示す正面図である。

図１に示す切削加工装置１は、保持手段２に保持されたワークに対して加工手段３によって切削加工を施す装置であり、図１の例における加工手段３は、２つの加工手段３ａ、３ｂによって構成されている。

保持手段２は、ワークを保持する保持テーブル２０を備えている。保持手段２は、支持台２１によって回転可能に支持されている。また、支持台２１の側部にはジャバラ２２が連結されている。支持台２１は、図示しないモータなどによって駆動されてＸ方向に移動可能であり、支持台２１のＸ方向の移動によって、保持テーブル２０もジャバラ２２の伸縮を伴ってＸ方向に移動する構成となっている。

加工手段３ａ、３ｂは対向して配設されている。加工手段３ａ、３ｂの各構成要素は同
様に構成されるため、共通の符号を付して説明すると、加工手段３ａ、３ｂは、保持手段
２の移動方向に対して水平方向に直交する方向（図１におけるＹ方向）の回転軸を有するスピンドル３０と、スピンドル３０を回転可能に支持するハウジング３１と、その先端に装着され保持テーブル２０に保持されたワークに切削加工を施す切削ブレード３２と、切削ブレード３２に対して切削液を供給する切削液ノズル３３とから構成される。また、ハウジング３１には、ワークの切削すべき位置を撮像して検出するための撮像手段３４が固定されている。

２つの加工手段３ａ、３ｂは、送り手段４ａ及び送り手段４ｂによって駆動されてそれぞれＹ方向に移動可能となっている。送り手段４ａ及び送り手段４ｂは、保持手段２の移動経路をまたいで基台１０から立設された門型の壁部１１の側面に配設されている。送り手段４ａ及び送り手段４ｂは同様に構成されるため、共通の符号を付して説明すると、送り手段４ａ、４ｂは、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ４０と、ボールネジ４０と平行に配設された一対のガイドレール４１と、ボールネジ４０を回動させるパルスモータ４２と、内部のナットがボールネジ４０に螺合し側部がガイドレール４１に摺接する可動板４３とから構成される。

可動板４３には加工手段３ａ、３ｂを昇降させる昇降機構５を備えている。昇降機構５は、鉛直方向（Ｚ方向）の軸心を有するボールネジ５０と、ボールネジ５０と平行に配設された一対のガイドレール５１と、ボールネジ５０を回動させるパルスモータ５２と、内部のナットがボールネジ５０に螺合するとともに側部がガイドレール５１に摺接する昇降板５３とから構成されている。

基台１０からは、仕切りカバー６が起立状態で配設されている。仕切りカバー６は、保持テーブル２０に保持されたワークに加工手段３ａ、３ｂが加工を施す加工領域７と、保持テーブル２０に対してワークを搬入及び搬出する受け渡し領域８とを仕切っている。

仕切りカバー６は、基台１０に固定される固定カバー部６０と、固定カバー部６０に対して昇降可能に取り付けられたの第一のカバー部６１と、第一のカバー部６１に対して昇降可能に取り付けられた第二のカバー部６２とから構成されている。

固定カバー６０は、例えばＳＵＳ等の金属により形成され、四角形状の板状部材の下端中央部に開口部６００を設けて門型形状に形成されている。開口部６００は、保持テーブル２０及び保持テーブル２０に保持されたワーク等が加工領域７と受け渡し領域８との間で移動するのを許容する。

第一のカバー部６１は、アクリル樹脂などの比較的軽量な材料により形成され、固定カバー部６０よりも小さい四角形状の板状部材の下端中央部に開口部６１０を設けることにより門型形状に形成されている。開口部６１０は、その幅が、固定カバー６０の開口部６００の幅よりも小さく、かつ、保持テーブル２０の直径よりも若干大きく形成されており、保持テーブル２０が加工領域７と受け渡し領域８との間で移動するのを許容する。

第一のカバー部６１の両側部には鉛直方向に長い長孔６１１が形成されている。長孔６１１には固定カバー６０に形成されたネジ穴に螺合するネジ６１２が摺動可能に挿入されており、第一のカバー部６１を固定カバー６０に対して上下方向にスライドさせてネジ６１２を所望の高さにおいて締めることにより、第一のカバー部６１を所定の高さに固定することができる。

第二のカバー部６２は、アクリル樹脂などの比較的軽量な材料により四角形状に形成され、第一のカバー部６１の開口部６１０よりも幅が広く形成されている。第二のカバー部６２には鉛直方向に長い一対の長孔６２０が形成され、長孔６２０には第一のカバー部６１に形成されたネジ穴に螺合するネジ６２１が摺動可能に挿入され、第二のカバー部６２を第一のカバー部６１に対して上下方向にスライドさせることにより、第二のカバー部６２を上下方向に移動させることができる構成となっている。こうして第二のカバー部６２を上下方向に移動させることにより、第二のカバー部６２の下端６２２が、第一のカバー部６１の開口部６１０を通過する保持テーブル２０の上面に対して接近及び離反可能となっている。そして、ネジ６２１を所望の高さにおいて締めて第二のカバー部６２を固定することにより、ワークＷ、治具２３及び留め具２４を通過させるための隙間を開口部６１０に確保しつつ、開口部６１０を所望量遮蔽可能となっている。

以下では、図１に示した切削加工装置１を用いてワークを切削する場合の装置の動作について説明する。なお、ワークの種類及び形状は特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハ、ガリウム砒素、シリコンカーバイド等の半導体ウェーハや、チップ実装用としてウェーハの裏面に設けられるＤＡＦ（Die Attach Film）等の粘着部材、半導体製品のパッケージ、セラミックス、ガラス、サファイア系の無機材料基板、液晶ディスプレイドライバー等の各種電子部品、さらには、ミクロンオーダーの加工位置精度が要求される各種加工材料が挙げられる。

例えば図１に示すワークＷのように、半導体ウェーハのような平板状のワークではなく、特殊な形状をしているワークを切削する場合は、治具２３にワークＷが固定され、受け渡し領域８において治具２３が保持テーブル２０に保持される。このワークＷは、厚みが数ミリ程度ある厚いワークであり、留め具２４によって治具２３に固定されている。

仕切りカバー６においては、治具２３の厚みとワークＷの厚みと留め具２４の厚みとを足した高さを考慮し、第二のカバー部６２の鉛直方向の位置を決める。具体的には、図２に示すように、第二のカバー部６２の下端６２２がワークＷ及び留め具２４に接触しないように、かつ、ワークＷ及び留め具２４と下端６２２との間にできる隙間６２３が可能なかぎり小さくなるように、第二のカバー部６２の上下方向の位置を決めてその位置で固定する。第二のカバー部６２をこのような位置で固定することにより、治具２３、ワークＷ及び留め具２４が開口部６１０を通過することが可能となる。

このように仕切りカバー６が設定された状態で、開口部６０を通って保持手段２を加工領域７側に移動させ、撮像手段３４がワークを撮像して切削すべき位置を検出してその位置と切削ブレード３２とのＹ方向の位置合わせを行う。そして、保持手段２をＸ方向に移動させるとともに、切削ブレード３２を高速回転させながら加工手段３ａ、３ｂを降下させ、図３に示すように、切削液ノズル３３から切削液を吐出させながらワークＷに対して切削ブレード３２を切り込ませて切削を行う。

さらに、図１に示した送り手段４ａ、４ｂによって切削ブレード３２をＹ方向に送りだしながら、保持手段２を往復させることにより、切削すべき箇所をすべて切削する。

このようにして切削を行う過程では、図３に示すように、切削ブレード３２の回転に起因して、使用された切削液が受け渡し領域８側に向けて飛散する。しかし、加工領域７と受け渡し領域８とを仕切る仕切りカバー６においては、第一のカバー部６１及び第二のカバー部６２を前記所定の位置に設定しており、図１及び図２に示した開口部６００は、保持手段２、治具２３、留め具２４及びワークＷが行き来するのに最低限必要な範囲で開口しているにすぎないため、受け渡し領域８側に向けて飛散する切削液の大半は仕切りカバー６によってその飛散が遮断される。したがって、受け渡し領域８に侵入する切削液の量が大幅に低減される。

１：切削加工装置
２：保持手段
２０：保持手段 ２１：支持台 ２２：ジャバラ ２３：治具 ２４：留め具
３ａ、３ｂ：加工手段
３０：スピンドル ３１：ハウジング ３２：切削ブレード ３３：切削液ノズル
３４：撮像手段
４ａ、４ｂ：
４０：ボールネジ ４１：ガイドレール ４２：パルスモータ ４３：可動板
５：昇降機構
５０：ボールネジ ５１：ガイドレール ５２：パルスモータ ５３：昇降板
６：仕切りカバー
６０：固定カバー部 ６００：開口部
６１：第一のカバー部 ６１０：カバー部 ６１１：長孔 ６１２：ネジ
６２：第二のカバー部 ６２０：長孔 ６２１：ネジ ６２２：下端 ６２３：隙間
７：加工領域 ８：受け渡し領域
１０：基台 １１：壁部
Ｗ：ワーク

Claims (1)

1. ワークを保持する保持テーブルを有する保持手段と、
   該保持テーブルに保持されたワークに切削加工を施す切削ブレードを有する加工手段と、
   該保持テーブルに保持されたワークに該加工手段が加工を施す加工領域と該保持テーブルにワークを搬入搬出する受け渡し領域とを仕切る仕切りカバーと、
   該切削ブレードに切削液を供給する切削液ノズルと、
   を有し、該保持テーブルが該加工領域と該受け渡し領域との間を移動可能な切削加工装置であって、
   該仕切りカバーは、
   該保持テーブルの移動を許容する開口部を中央に備えた門型の第一のカバー部と、
   該第一のカバー部に対して上下に移動可能に設置され、該第一のカバー部の該開口部を遮蔽し、下端が該第一のカバー部の該開口部を通過する該保持テーブルの上面に接近離反可能な第二のカバー部と、
   を有し、ワークの厚みまたはワークと該保持テーブルとの間に介在する治具の厚みにあわせて該開口部を遮蔽しワークと該第二のカバー部の下端との間にできる隙間の大きさを調整可能とする切削加工装置。

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