JP5954978B2 - バイト切削装置 - Google Patents

Description

本発明はバイト切削装置に対し、特に、表面に延性材を含む被加工物の表面を切削するのに適したバイト切削装置に関する。

半導体デバイスの軽薄短小化を実現するための技術には様々なものがある。一例として、半導体ウエーハに形成されたデバイス表面に１０〜１００μｍ程度の高さのバンプと呼ばれる金属突起物を複数形成し、これらのバンプを配線基板に形成された電極に相対させて直接接合するフリップチップボンディングと呼ばれる実装技術が実用化されている。

フリップチップボンディングでは、半導体ウエーハの表面に形成された複数のバンプを所望の高さへ揃える必要がある。バンプを所望の高さへ揃える方法として、特開２００９−１７２７２３号公報に記載されたようなバイト切削装置を使用して、所定高さに位置付けられたバイト工具を回転させつつ被加工物とバイト工具とを水平方向に相対移動させて被加工物をバイト工具で旋回切削する方法が実施されている。

デバイス表面に形成された複数のバンプは一般的に樹脂で封止されている。よって、バイト切削装置でバンプを切削してバンプを所望の高さに揃える切削加工方法では、封止樹脂とともにバンプを切削してバンプを一様な高さに揃えている。

また、ウエーハの裏面の研削に先立ち、ウエーハの表面にデバイスを保護する保護テープを貼着すると、ウエーハの表面に形成されたデバイスにより保護テープの表面の十分な平坦度が得られない場合がある。

このような場合には、保護テープをバイト切削装置で切削して、保護テープを十分な平坦面にするというバイト切削方法が実施されている（例えば、特開２００９−０４３９３１号公報参照）。

樹脂やテープ等の延性材を表面に含む被加工物をバイト切削装置で切削すると、延性材の糸状のバリが発生する。被加工物の表面に発生したバリは、バイト切削終了後スピンナ洗浄ユニットで洗浄することにより、被加工物の表面から除去している（特開２００７−０５９５２４号公報参照）。

特開２００９−１７２７２３号公報 特開２００９−０４３９３１号公報 特開２００７−０５９５２４号公報

従来のバイト切削装置では、被加工物表面に形成されたバリや付着物はスピンナ洗浄ユニットで洗浄することにより除去することができたが、被加工物の外周縁に生じたバリや付着物を除去することは困難であった。

特に、ウエーハの表面に貼着された保護テープ等のテープを切削すると、ウエーハの外周縁は面取り加工されているため、ウエーハ外周縁において切削で発生したテープのバリがウエーハ表面側の面取り部とテープとの間に入り込むことがある。このようなバリは従来の洗浄方法では除去することができな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、被加工物の外周縁に発生したバリも除去することが可能なバイト切削装置を提供することである。

本発明によると、表面に延性材を有する被加工物の裏面側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の表面を切削するバイト切削手段と、該バイト切削手段で切削された被加工物を洗浄する洗浄機構と、を備えたバイト切削装置であって、該洗浄機構は、被加工物より小さい面積を有し被加工物の外周縁の全周が露出するように被加工物の裏面側を回転可能に保持する洗浄テーブルと、該洗浄テーブルで保持された被加工物の表面に対面した洗浄液噴出口を有し、被加工物の表面に洗浄液を供給する表面洗浄液供給手段と、該洗浄テーブルの保持面より下方かつ該洗浄テーブルに保持された被加工物の外周縁より外側に位置付けられた流体噴出口を有し、該洗浄テーブルに保持された被加工物の外周縁に流体を供給する外周縁洗浄流体供給手段と、を含み、該流体噴出口は、切削加工によって被加工物の外周縁に形成された延性材のバリを該流体の噴射圧で除去できるように水平方向から２０〜６０度傾斜しており、該表面洗浄液供給手段から被加工物の表面に洗浄液を供給して被加工物の表面を洗浄するとともに、該外周縁洗浄流体供給手段の該流体噴出口から噴出する流体で切削加工後の被加工物の外周縁を洗浄することにより、切削加工によって被加工物の外周縁に形成された延性材のバリを該流体の噴射圧で除去することを特徴とするバイト切削装置が提供される。

本発明のバイト切削装置によると、被加工物の表面の洗浄に加えて被加工物の下方から被加工物の外周縁に向けて流体を噴出できるため、被加工物外周縁のバリも効果的に除去することができる。

本発明実施形態に係るバイト切削装置の斜視図である。 バイト切削時の作用を説明する一部断面側面図である。 図３（Ａ）はバイト切削後の断面図、図３（Ｂ）はその部分拡大図である。 スピンナ洗浄機構による洗浄ステップを説明する断面図である。

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を参照すると、本発明実施形態に係るバイト切削装置２の斜視図が示されている。４はバイト切削装置２のハウジングであり、水平ハウジング６の後方にコラム８が立設されている。

コラム８には上下方向に伸びる一対のガイドレール１２，１４が固定されている。この一対のガイドレール１２，１４に沿ってバイト切削ユニット１６が上下方向に移動可能に装着されている。バイト切削ユニット１６は、支持部２０を介して一対のガイドレール１２，１４に沿って上下方向に移動する移動基台１８に取り付けられている。

バイト切削ユニット１６は、支持部２０に取り付けられたハウジング２２と、ハウジング２２中に回転可能に収容されたスピンドル２４と、スピンドル２４を回転駆動するサーボモータ２６を含んでいる。

図２に最も良く示されるように、スピンドル２４の先端部にはホイールマウント２８が固定されており、このホイールマウント２８にはバイトホイール３０が複数のねじにより着脱可能に装着されている。バイトホイール３０には先端に切刃を有するバイト工具３２が着脱可能に取り付けられている。

バイト切削ユニット１６は、バイト切削ユニット１６を一対の案内レール１２，１４に沿って上下方向に移動するバイト切削ユニット送り機構（切り込み手段）３４を備えている。

バイト切削ユニット送り機構３４は、ボールねじ３６と、ボールねじ３６の一端部に固定されたパルスモータ３８と、移動基台１８に配設されたボールねじ３６に螺合するナットとから構成される。パルスモータ３８をパルス駆動すると、ボールねじ３６が回転し、移動基台１８が上下方向に移動される。

水平ハウジング部分６の凹部１０には、チャックテーブルユニット４０が配設されている。チャックテーブルユニット４０はチャックテーブル４２を含んでおり、チャックテーブル４２は図示しない水平移動機構（チャックテーブル移動機構）により装置の前後方向、即ちＹ軸方向に移動される。

換言すると、チャックテーブル４２はバイト切削ユニット１６に対して接近及び離反する方向に水平移動機構により直線移動される。チャックテーブル４２は、ポーラスセラミックス等から形成された吸引保持面４２ａを有している。

チャックテーブル機構４０は、水平移動機構の移動経路を覆う保護カバー機構４５を備えている。保護カバー機構４５は、チャックテーブル４２の吸引保持面４２ａを露出させてチャックテーブル４２を囲繞する上面を有するチャックテーブルカバー４４と、チャックテーブルカバー４４の両端に配設された蛇腹４６，４８とから構成される。

蛇腹４６の前端は凹部１０を画成する前壁に固定され、後端がチャックテーブルカバー４４の前端面に固定されている。また、蛇腹４８の後端はコラム８に固定され、その前端はチャックテーブルカバー４４の後端面に固定されている。

ハウジング４の水平ハウジング部分６には、切削前のウエーハを収容するカセット５２と、切削加工後のウエーハを収容するカセット５４と、ウエーハ搬送ロボット５６と、複数の位置決めピン５８を有する位置決め機構６０と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）６２と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）６４と、スピンナ洗浄機構６８と、オペレータが切削条件等を入力する操作パネル７４が設けられている。また、ハウジング４の凹部１０には、バイト切削ユニット１６による被加工物の切削屑を含んだ切削水を排水する排水口７６が設けられている。

スピンナ洗浄機構６８は、被加工物の裏面側を回転可能に保持する被加工物より小さい面積を有する洗浄テーブル（スピンナテーブル）６６と、洗浄テーブル６６で保持された被加工物の表面に対面した洗浄液噴出口７０ａを有する表面洗浄液供給ノズル７０と、図４に示すように、洗浄テーブル６６の保持面より下方に位置する流体噴出口７２を有する洗浄テーブル６６に保持された被加工物の外周縁に流体を供給する外周縁洗浄流体供給ノズル７２を含んでいる。

以下、図２乃至図４を参照して、本発明実施形態に係るバイト切削装置２の作用について説明する。本実施形態のバイト切削装置２は半導体ウエーハ１１の表面に貼着された保護テープ１５等の延性材を含む被加工物のバイト切削に特に適している。延性材としては、保護テープ１５等のテープの他に樹脂や金属が挙げられる。

図２に示すように、半導体ウエーハ（以下単にウエーハと称することがある）１１の表面にはＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイス１３が形成されており、ウエーハ１１の表面にはデバイス１３を保護するために保護テープ１５が貼着されている。ウエーハ１１はその外周縁に円弧状の面取り部１１ｅを有している。

ウエーハ１１の表面に貼着された保護テープ１５の切削加工では、バイトホイール３０を矢印ａ方向に約２０００ｒｐｍで回転させつつバイト切削ユニット送り機構（切り込み手段）３４を駆動してバイト工具３２の切刃を保護テープ１５の上面に所定深さ切り込ませる。

そして、チャックテーブル４２をＹ軸方向に例えば１ｍｍ／ｓの送り速度で移動させながら、保護テープ１５を旋回切削する。この旋回切削時には、チャックテーブル４２は回転させずにＹ軸方向に加工送りする。

保護テープ１５等の延性材の旋回切削を実施すると、図３に示すように、保護テープ１５の外周縁にひげ状（糸状）のバリ１７が発生する。保護テープ１５の表面にもバリが発生するが、図３ではこれらのバリは省略されている。

特に、ウエーハ上面に貼着された保護テープ１５を切削すると、ウエーハ１１はその外周縁に面取り部１１ｅを有するため、ウエーハ外周縁において切削で発生した保護テープ１５のバリ１７がウエーハ表面側の面取り部１１ｅと保護テープ１５との間に入り込むことがある。

このようなバリ１７は従来のスピンナ洗浄機構では除去することが困難であった。本実施形態のスピンナ洗浄機構６８では、このようなバリ１７を洗浄により除去することができる。

バイト切削の終了したウエーハ１１は、図示しないチャックテーブル移動機構を駆動することにより装置手前側のウエーハ搬入・搬出位置に移動された後、ウエーハ搬出機構６４に吸着されてスピンナ洗浄機構６８の洗浄テーブル６８まで搬送され、洗浄テーブル６６により吸引保持される。

スピンナ洗浄機構６８による洗浄ステップでは、図４に示すように、洗浄テーブル６６でウエーハ１１を回転させながら表面洗浄液供給ノズル７０の洗浄液噴出口７０ａから保護テープ１５の表面に洗浄液を供給するとともに、外周縁洗浄流体供給ノズル７２の流体噴出口７２ａからウエーハ１１及び保護テープ１５の外周縁に向けて純水等の液体とエアーとからなる混合流体を所定の圧力で噴出する。

外周縁洗浄流体供給ノズル７２の流体噴出口７２ａは水平方向から上向きに２０〜６０度傾斜しているのが好ましい。このような傾斜をつけることにより、洗浄テーブル６６の保持面より下方からウエーハ１１及び保護テープ１５の外周縁に向けて所定圧力の流体を噴出することができ、この噴出圧により保護テープ１５の外周縁に形成されたバリ１７を除去することができる。

切削で発生した保護テープ１５のバリ１７がウエーハ表面側の面取り部１１ｅと保護テープ１５との間に入り込んでいても、流体の噴出圧により洗い流して除去することができる。

洗浄の終了したウエーハ１１は、スピンナ洗浄機構６８によりスピン乾燥されてから、ウエーハ搬送ロボット５６に吸着されてカセット５４内に収容される。

上述した実施形態では、被加工物としてウエーハ１１の表面に貼着された保護テープ１５を切削加工する例について説明したが、テープの他に樹脂等の延性材を含む被加工物を切削してその外周縁にひげ状のバリが発生しても、本実施形態のスピンナ洗浄機構６８で除去することができる。

２ バイト切削装置
１０ バイト切削ユニット
１１ 半導体ウエーハ
１１ｅ 面取り部
１５ 保護テープ
１７ バリ
３０ バイトホイール
３２ バイト工具
４２ チャックテーブル
６６ 洗浄テーブル
６８ スピンナ洗浄機構
７０ 表面洗浄液供給ノズル
７２ 外周縁洗浄流体供給ノズル

Claims (1)

1. 表面に延性材を有する被加工物の裏面側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の表面を切削するバイト切削手段と、該バイト切削手段で切削された被加工物を洗浄する洗浄機構と、を備えたバイト切削装置であって、
   該洗浄機構は、被加工物より小さい面積を有し被加工物の外周縁の全周が露出するように被加工物の裏面側を回転可能に保持する洗浄テーブルと、該洗浄テーブルで保持された被加工物の表面に対面した洗浄液噴出口を有し、被加工物の表面に洗浄液を供給する表面洗浄液供給手段と、該洗浄テーブルの保持面より下方かつ該洗浄テーブルに保持された被加工物の外周縁より外側に位置付けられた流体噴出口を有し、該洗浄テーブルに保持された被加工物の外周縁に流体を供給する外周縁洗浄流体供給手段と、を含み、
   該流体噴出口は、切削加工によって被加工物の外周縁に形成された延性材のバリを該流体の噴射圧で除去できるように水平方向から２０〜６０度傾斜しており、
   該表面洗浄液供給手段から被加工物の表面に洗浄液を供給して被加工物の表面を洗浄するとともに、該外周縁洗浄流体供給手段の該流体噴出口から噴出する流体で切削加工後の被加工物の外周縁を洗浄することにより、切削加工によって被加工物の外周縁に形成された延性材のバリを該流体の噴射圧で除去することを特徴とするバイト切削装置。

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