JP5717571B2 - 切削装置 - Google Patents

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本発明は、切削ブレードのドレッシングを行うドレスボードを保持するドレステーブルを備えた切削装置に関する。
半導体ウエーハや電子部品、光学部品に使用されるセラミック基板、樹脂基板、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気機器に広く利用されている。
これらの切削装置では、ダイアモンドやCBN(Cubic Boron Nitride)等の超砥粒を金属、樹脂、又はガラス等で固めた切削ブレードが回転しつつ、被加工物に切り込むことで被加工物の切削が行われる。
切削ブレードはマウントやフランジと呼ばれる治具で挟持されてスピンドルに装着されている。通常、切削ブレードをスピンドルに装着した直後では、切削ブレードの中心とスピンドルの軸心とは僅かにずれて装着されており、偏心している。
このように、スピンドルの軸心とスピンドルに装着された切削ブレードの回転中心が僅かに偏心していると、切削ブレードを装着したスピンドルを高速回転した際に、切削ブレードがスピンドルの軸心と直交する方向、即ち切り込み方向に振動する。
このように、切削ブレードが振動した状態でウエーハのストリートに沿ってウエーハを切削すると、切削溝の両側に比較的大きい欠け(チッピング)が発生してデバイスの品質を低下させるという問題がある。
そこで、切削ブレードをスピンドルに装着した後には、切削ブレードの中心とスピンドルの軸心とを一致させるために、切削ブレードの外径を修正する真円出しドレッシングを実施している。
この真円出しドレッシングは、GC(Green Carborundum)やWA(White Alundum)等の一般砥粒を樹脂やガラス質で固めたドレスボードを切削ブレードで切削することで遂行され、切削に伴って切削ブレードが磨耗することで切削ブレードの外形が修正される。
更に、真円出しドレッシングが行われた後の切削ブレードは、砥粒を突出させて切削ブレードのコンディションを整えるために、真円出しドレッシングで使用されるドレスボードと比べてより細かい粒径の砥粒が混入されたドレスボードを切削する目立てドレッシングが行われる。また、切削を継続して目つぶれが生じた場合にも、目立てドレッシングが必要である。
真円出しドレッシング及び目立てドレッシングの作業効率を向上するために、ウエーハを保持するチャックテーブルの近傍にドレスボード専用のドレステーブルを設け、切削ブレードの使用前や使用中、任意のタイミングでドレッシング作業が行えるようにした切削装置が特開2000−49120号公報で提案されている。
特開2006−218571号公報 特開2000−49120号公報
ここで、ドレスボードは多様な切削ブレードに対応して多くの品種が存在し、用途に合わせたドレスボードを使用する必要がある。しかし、従来のドレステーブルは種類の違うドレスボードを交換して吸引保持する構成であるため、ドレスボードの交換作業が発生し、切削装置の停止時間が長くなってしまうという問題があった。
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、複数種類のドレスボードを同時に保持可能なドレステーブルを備えた切削装置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、高速回転する切削ブレードで該チャックテーブルに保持された被加工物を切削加工する切削手段と、該切削ブレードをドレッシングするドレスボードを着脱自在に保持するドレステーブルとを備えた切削装置であって、該ドレステーブルは、同一方向に階段状に配設された高さの異なる複数の吸着面を有し、隣接する吸着面と吸着面の間には隣接する該吸着面の段差からなる第1ドレスボード突き当て壁が形成され、最上段の吸着面の端部には該吸着面から立ち上がった第2ドレスボード突き当て壁が形成されていることを特徴とする切削装置が提供される。
本発明の切削装置によると、専用のドレステーブルを具備しているので、いつでも容易にドレッシングを行える上に、複数種類のドレスボードを装着できるので、異なる種類のドレスボードが必要なときも容易に対応可能である。
更に、ドレスボード突き当て壁を有しているので、ドレスボードの位置づけが容易で重なり合う心配がない上、吸着面が階段形状になっていることから、隣の吸着面に既にドレスボードが載置されていても、新たなドレスボードを横滑りさせてドレスボードを突き当て壁に突き当てて吸着面上に容易に載置することができる。
また、二種類以上のドレスボードを載置する場合でも、段差からなるドレスボード突き当て壁で吸着面が区切られていることにより、ドレスボードが重なり合う心配がない。
本発明実施形態の切削装置の斜視図である。 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。 切削手段(切削ユニット)の分解斜視図である。 切削手段の斜視図である。 ハブブレードをスピンドルに装着する様子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。 リング状ブレード(ワッシャーブレード)をスピンドルに装着する様子を示す分解斜視図である。 図8(A)は本発明実施形態のドレステーブルの平面図、図8(B)はその斜視図である。 ドレステーブルに接続されたエア配管図である。
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を参照すると、切削ブレードで半導体ウエーハを個々のチップ(デバイス)に分割することのできる切削装置2の斜視図が示されている。
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パネル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等の表示モニタ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(分割予定ライン)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に搬入する搬出入機構10が配設されている。ウエーハカセット8と搬出入機構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機構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機構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、搬送機構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(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ユニット20が配設されている。
アライメントユニット20は、ウエーハWの表面を撮像する撮像ユニット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。撮像ユニット22によって取得された画像は、表示モニタ6に表示される。
アライメントユニット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(切削ユニット)24が配設されている。切削ユニット24はアライメントユニット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。
切削ユニット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は撮像ユニット22のX軸方向の延長線上に位置している。
25は切削が終了したウエーハWを洗浄装置27まで搬送する搬送機構であり、洗浄装置27では、ウエーハWを洗浄するとともにエアノズルからエアを噴出させてウエーハWを乾燥する。
チャックテーブル18に隣接して、ドレスボードを吸引保持する後で詳細に説明するドレステーブル80が配設されている。ドレステーブル80にドレスボードを装着することにより、切削ブレード28の使用前や使用途中、任意のタイミングで切削ブレード28のドレッシング作業を行うことができる。
図3を参照すると、切削ユニット24の分解斜視図が示されている。図4は切削ユニット24の斜視図である。25は切削ユニット24のスピンドルハウジングであり、スピンドルハウジング25中に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。切削ブレード28は電鋳ブレードであり、ニッケル母材中にダイアモンド砥粒が分散されてなる切刃28aをその外周部に有している。
30は切削ブレード28をカバーするブレードカバーであり、切削ブレード28の側面に沿って延長する切削水ノズル32が取り付けられている。切削水が、パイプ34を介して切削水ノズル32に供給される。ブレードカバー30はねじ穴36,38を有している。
40は着脱カバーであり、ブレードカバー30に取り付けられた際、切削ブレード28の側面に沿って伸長する切削水ノズル42を有している。切削水は、パイプ44を介して切削水ノズル42に供給される。
ねじ48を着脱カバー40の丸穴46に挿通してブレードカバー30のねじ穴36に螺合することにより、着脱カバー40がブレードカバー30に固定される。これにより、図4に示すように切削ブレード28の概略上半分がブレードカバー30及び着脱カバー40により覆われる。
図5に示すように、切削ユニット24のスピンドル26の先端部にはブレードマウント56が着脱可能に装着されている。ブレードマウント56はボス部58と、ボス部58と一体的に形成された固定フランジ60とから構成され、ボス部58には雄ねじ62が形成されている。ブレードマウント56はナット64でスピンドル26の先端部に固定される。
切削ブレード28はハブブレードと呼ばれ、円形ハブ68を有する円形基台66の外周にニッケル母材中にダイアモンド砥粒が分散された切刃28aが電着されて構成されている。切削ブレード28の装着穴70をブレードマウント56のボス部58に挿入し、固定ナット72をボス部58の雄ねじ62に螺合して締め付けることにより、図6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7を参照すると、リング状又はワッシャー状の切削ブレード74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74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。
ブレードマウント56のボス部58に切削ブレード74を挿入し、更に着脱フランジ76をボス部58に挿入して、固定ナット72を雄ねじ62に螺合して締め付けることにより、切削ブレード74は固定フランジ60と着脱フランジ76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。
ハブブレード28又はワッシャーブレード74を新たなブレードに交換した場合には、切削ブレードの切刃の外周を修正する真円出しドレッシングと、切刃に目立てを施す目立てドレッシングが必要である。
また、切削ブレードによっては切削を継続すると外周が先細りとなり、この状態で切削を続行するとデバイスの側面の形状精度を悪化させるという問題があるため、定期的に切削ブレードの切刃の外周を修正する外径修正ドレッシングと切刃に目立てを施す目立てドレッシングを実施する必要がある。
図8(A)を参照すると、本発明実施形態に係るドレステーブル80の平面図が示されている。図8(B)はドレステーブル80の斜視図を示している。図1に示すように、ドレステーブル80はチャックテーブル18に隣接して配設されている。
ドレステーブル80は、一体的に形成された第1ドレステーブル82と第2ドレステーブル84を含んでいる。第1ドレステーブル82の吸着面82aと第2ドレステーブル84の吸着面84aはそれぞれ平面から構成されており、所定の段差88を持って階段状に形成されている。
第1ドレステーブル82の吸着面82aには負圧吸引源に接続された複数の吸引溝83が形成されており、第2ドレステーブル84の吸着面84aにも負圧吸引源に接続された複数の吸引溝85が形成されている。
図9のエア配管図に示すように、切替弁92を切り替えてイジェクター94に高圧エアを作用させることによりイジェクター94で負圧が発生し、この負圧が第1ドレステーブル82の吸引溝83に作用する。同様に、切替弁98を切り替えてイジェクター100に高圧エアを作用させることにより負圧が発生し、この負圧が第2ドレステーブル84の吸引溝85に作用する。
96,102はそれぞれ第1ドレステーブル82及び第2ドレステーブル84に作用する負圧を監視する圧力監視手段であり、圧力センサや圧力スイッチ等から構成される。エア配管中に圧力監視手段96,102を挿入することにより、負圧を所定範囲に指定することができ、負圧が所定範囲を超えた場合にはエラーメッセージを出すことができる。
再び図8を参照すると、第1ドレステーブル82の吸着面82aと第2ドレステーブル84の吸着面84aとの間の段差88は、ドレスボードを突き当てるドレスボード突き当て壁として作用する。
また、第1ドレステーブル82の吸着面(即ち最上段の吸着面)82aの端部には、ドレスボードを突き当てるドレスボード突き当て壁86が形成されている。90は基台であり、ドレスボード80は基台90を介してチャックテーブル18の近傍に取り付けられている。
ドレステーブル80の使用に際しては、例えば第1ドレステーブル82の吸着面82a上に真円出し用のドレスボードを載置し、第2ドレステーブル84の吸着面84a上に目立てドレッシング用のドレスボードを載置する。
ドレスボードを吸着面82a,84a上に載置する際には、ドレスボード突き当て壁86,88に突き当てて載置することができるため、ドレスボード同士が重なり合ったりすることなく容易に載置することができる。
ドレスボード吸着面82a,84a上にドレスボードを載置した後、吸引溝83,85に負圧を作用させることにより、第1ドレステーブル82及び第2ドレステーブル84でそれぞれドレスボードを吸引保持することができる。
真円出し用ドレスボードとしては、GC(Green Carborundum)やWA(White Alundum)等の一般砥粒を樹脂やガラス質で固めたドレスボードを使用することができ、目立て用ドレスボードとしては、真円出しドレッシングで使用されるドレスボードと比べてより細かい粒径の砥粒が混入されたドレスボードを使用することができる。
上述したドレステーブル80は、階段状の吸着面82a,84aを有する二つのドレステーブル82,84を一体的に結合したものであるが、それぞれ階段状の吸着面を有する3個以上のドレステーブルを一体的に結合したものでもよい。この場合、隣接する吸着面の間の段差がドレスボード突き当て壁として利用され、最上段の吸着面の端部にはドレスボード突き当て壁が形成される。
上述した実施形態の切削装置2によれば、専用のドレステーブル80を備えているため、いつも容易に切削ブレード28のドレッシングを行える上に、複数種類のドレスボードをドレステーブル80上に装着できるので、異なる種類のドレスボードが必要なときにも容易に対応可能である。
2 切削装置
18 チャックテーブル
24 切削ユニット
28 切削ブレード
80 ドレステーブル
82 第1ドレステーブル
84 第2ドレステーブル
82a,84a 吸着面
83,85 吸引溝
86,88 ドレスボード突き当て壁

Claims (1)

  1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、高速回転する切削ブレードで該チャックテーブルに保持された被加工物を切削加工する切削手段と、該切削ブレードをドレッシングするドレスボードを着脱自在に保持するドレステーブルとを備えた切削装置であって、
    該ドレステーブルは、同一方向に階段状に配設された高さの異なる複数の吸着面を有し、隣接する吸着面と吸着面の間には隣接する該吸着面の段差からなる第1ドレスボード突き当て壁が形成され、最上段の吸着面の端部には該吸着面から立ち上がった第2ドレスボード突き当て壁が形成されていることを特徴とする切削装置。
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