JP6043595B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、切削装置に関する。

切削装置、所謂ダイシングソーと呼ばれる装置では、高速回転する切削ブレードに切削液を供給しながら、シリコンや光デバイス、ガラス、セラミックス、樹脂等の板状の被加工物を切削加工する。切削液は切削屑を多く含み、被加工物に付着する事を抑制する必要がある。そのため、被加工物の加工終了後、切削液はエアーカーテンで大まかに除去された後、洗浄手段で上面を洗浄する事が通常である（例えば、特許文献１参照）。

特開平０５−０９０４０３号公報

しかしながら、被加工物上の切削液を洗浄する必要が無い製品もある。その場合、通常は洗浄工程で洗浄後に行われている乾燥工程が省かれてしまうため、加工終了後にいちはやく乾燥することで工程を短時間にしたいという要求がある。これまで切削装置で多く用いられていたエアーカーテンは、管状のノズルに並んで開けられた開口からスポット的に噴出する圧縮エアー等を被加工物に当てて、切削液を除去する。しかし、エアーカーテンでは除去力が弱いため、被加工物を何度もエアーカーテンの下で往復させて、加工にかかる所要時間が長時間化する場合も見受けられた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工物を何度も往復させることなく切削液を除去でき、加工にかかる所要時間を抑制することができる切削装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の切削装置は、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該被加工物に切削液を供給しながら切削領域において切削加工する加工手段と、該チャックテーブルを切削方向に切削送りする切削送り手段と、を具備する切削装置において、該切削送り手段によって該切削領域から搬出される該チャックテーブルに保持された該被加工物に圧縮エアーを噴出し、該被加工物の上面に乗った該切削液を除去するスリット状噴出口を有するエアーナイフノズルが該切削方向と交差する方向に配設され、該エアーナイフノズルは、供給口から圧縮エアーが供給され、長手側の一側面に該被加工物の幅を超える長さの長尺穴を有する管状本体部と、該管状本体部の該一側面に対向して配設され、該長尺穴を覆う対向面を有するカバープレートと、該管状本体部と該カバープレートとに挟持され、該管状本体部の一側面と該カバープレートの対向面とに隙間を形成して該スリット状噴出口を形成する板状のスリット形成プレートと、を備え、該スリット形成プレートは、該長尺穴を開放し該管状本体部の一側面と該カバープレートの対向面との間を該スリット状噴出口を除いてシールし、該スリット形成プレートの厚さが該スリット状噴出口の幅となるとともに、該エアーナイフノズルを装置本体に取り付け、かつ、該エアーナイフノズルの該切削方向と交差する方向と平行な軸心回りの向きを変更可能とする手段を備えることを特徴とする。

そこで、本願発明の切削装置では、管状本体部の一側面とカバープレートの対向面との間に配されるスリット形成プレートが、これらの間にスリット状噴出口を形成する。このために、スリット状噴出口の幅がスリット形成プレートの厚みと等しく、スリット状噴出口の長さがスリット形成プレートの長さと等しくなり、スリット状噴出口は幅が狭く被加工物の幅を越える長さとなる。これにより、切削装置は、スリット状噴出口の開口面積を極力抑制しながらも長さを被加工物の幅を越える長さとすることができるので、スポット的な開口に比べ被加工物の幅の全長に亘って均一に早い流速で、スリット状噴出口から圧縮エアーを被加工物に噴出することができる。したがって、切削装置は、被加工物の幅を越える長さの早い流速の圧縮エアーを均一に被加工物に噴出するので、被加工物の切削液を除去するために、エアーナイフノズルの下方で被加工物を何度も往復する必要がない。よって、切削装置では、被加工物を何度も往復させることなく切削液を除去でき、被加工物からの切削液の除去加工にかかる所要時間を抑制することができる。

また、スリット状噴出口の幅によって噴出する圧縮エアーの流量や流速が決定されるが、通常、管体に長尺の細いスリットを形成する事は難しい。しかし、本発明の切削装置では、スリット形成プレートによりスリット状噴出口を構成することで、長尺の細いスリット状噴出口を容易に形成でき、スリット状噴出口の幅の変更もスリット形成プレートの厚さの変更により行うことができる。よって、切削装置は、容易且つ安価にスリット状噴出口の変更も実施できるようになったという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る切削装置の構成例の斜視図である。 図２は、実施形態に係る切削装置のエアーナイフノズルの分解斜視図である。 図３は、実施形態に係る切削装置の切削手段とエアーナイフノズルなどを示す側面図である。 図４は、実施形態に係る切削装置のエアーナイフノズルの断面図である。 図５は、実施形態に係る切削装置のエアーナイフノズルの側面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係る切削装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係る切削装置の構成例の概略を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る切削装置のエアーナイフノズルの概略を示す分解斜視図である。図３は、実施形態に係る切削装置の切削手段とエアーナイフノズルなどを示す側面図である。図４は、実施形態に係る切削装置のエアーナイフノズルの断面図である。図５は、実施形態に係る切削装置のエアーナイフノズルの側面図である。

本実施形態に係る切削装置１は、切削ブレード２１を有する切削手段２０（加工手段に相当）と被加工物Ｗ（図２に示す）を保持したチャックテーブル１０とを少なくとも具備し、これらを相対移動させることで、被加工物Ｗを切削加工するものである。切削装置１は、図１に示すように、切削加工前後の被加工物Ｗを収容するカセットエレベータ３０と、切削加工前後の被加工物Ｗを一時的に載置する仮置き手段４０と、前記チャックテーブル１０と、前記切削手段２０と、チャックテーブル１０をＸ軸方向（切削方向に相当）に切削送りするＸ軸移動手段５０（切削送り手段に相当）と、エアーナイフノズル６０と、制御手段（図示せず）を具備している。さらに、切削装置１は、チャックテーブル１０と切削手段２０とをＹ軸方向に相対移動させるＹ軸移動手段（図示せず）と、チャックテーブル１０と切削手段２０とをＺ軸方向に相対移動させるＺ軸移動手段（図示せず）を具備している。

ここで、被加工物Ｗは、切削装置１により加工される板状の加工対象であり、本実施形態では、互いに直行する分割予定ラインによって区画されたデバイスを複数有した円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。被加工物Ｗは、切削装置１がチャックテーブル１０と切削ブレード２１を有する切削手段２０とを相対移動させて、分割予定ラインに切削加工が施されることで、個々のデバイスに分割される。また、本実施形態では、被加工物Ｗは、図１に示すように、デバイスが形成された表面ＷＳの反対側の裏面にダイシングテープＴが貼着され、ダイシングテープＴに環状フレームＦが貼着されて、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦに貼着されている。なお、本発明では、被加工物Ｗは、分割予定ラインによって区画されたデバイスを複数有した樹脂パッケージ基板や、ガラス板、多結晶シリコン基板であっても良い。

カセットエレベータ３０は、被加工物Ｗを複数枚収容するものであり、切削装置１の装置本体２にＺ軸方向に昇降自在に設けられている。仮置き手段４０は、カセットエレベータ３０から切削加工前の被加工物Ｗを一枚取り出すとともに、切削加工後の被加工物Ｗをカセットエレベータ３０内に収容するものである。仮置き手段４０は、被加工物Ｗをカセットエレベータ３０に出し入れする搬出入手段４１と、被加工物Ｗを一時的に載置する一対のレール４２とを含んで構成されている。

チャックテーブル１０は、仮置き手段４０のレール４２上の切削加工前の被加工物Ｗが搬送手段８１により搬送されてきて、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦの開口に貼着された被加工物Ｗを保持するものである。チャックテーブル１０は、表面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面に載置された被加工物Ｗを吸引することで保持する。なお、チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動手段５０によりＸ軸方向に移動自在に設けられかつ回転駆動源（図示せず）により中心軸線（Ｚ軸と平行である）回りに回転自在に設けられている。

切削手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗに切削液Ｌ（図３に示す）を供給しながら切削領域ＰＲにおいて切削加工するものである。切削手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗに対して、Ｙ軸移動手段によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動手段によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。切削手段２０は、図３に示すように、略リング形状を有する極薄の切削砥石でありかつスピンドル（図示せず）により回転することで被加工物Ｗに切削加工を施す切削ブレード２１と、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗに切削液Ｌを供給する切削ノズル２２などを含んで構成されている。

Ｘ軸移動手段５０は、切削手段２０の下方の切削領域ＰＲとカセットエレベータ３０の近傍の搬出入領域ＴＲとの間でチャックテーブル１０をＸ軸方向に切削送りするものである。Ｘ軸移動手段５０は、Ｘ軸と平行なＸ軸ボールねじ５１と、Ｘ軸ボールねじ５１を軸心回りに回転させる図示しないＸ軸パルスモータと、Ｘ軸と平行な図示しないＸ軸ガイドレールとを含んで構成されている。Ｘ軸ボールねじ５１は、チャックテーブル１０を取り付けた図示しないテーブル移動基台の下部に螺合している。Ｘ軸ガイドレールは、テーブル移動基台をスライド可能に支持している。Ｘ軸移動手段５０は、Ｘ軸パルスモータにより発生した回転力によりＸ軸ボールねじ５１を回転駆動させることで、テーブル移動基台を一対のＸ軸ガイドレールによりガイドしつつチャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させることができる。

エアーナイフノズル６０は、Ｘ軸移動手段５０によって切削領域ＰＲから搬出入領域ＴＲに搬出されるチャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗに圧縮エアーを噴出し、該被加工物Ｗの上面に乗った切削液Ｌを除去するスリット状噴出口６８（図４に示す）を有するものである。エアーナイフノズル６０は、切削領域ＰＲと搬出入領域ＴＲの間に配設され、かつ、Ｘ軸方向と交差（実施形態では、直交）するＹ軸方向に配設されている。

エアーナイフノズル６０は、図２及び図４に示すように、Ｙ軸方向と平行な長尺状の管状本体部６１と、カバープレート６２と、スリット形成プレート６３とを備えている。管状本体部６１は、両端が閉塞された筒状に形成され、図２中の手前側の一端に設けられた供給口６４から図示しない圧縮エアー供給源からの圧縮エアーが供給される。また、管状本体部６１は、長手側の一側面６１ａに被加工物ＷのＹ軸方向の幅を超える長さの長尺穴６５を有している。長尺穴６５は、管状本体部６１の略全長に亘って一側面６１ａを貫通して、管状本体部６１の内外を連通している。

カバープレート６２は、管状本体部６１の一側面６１ａと略同じ大きさの平板状に形成されている。カバープレート６２は、管状本体部６１の一側面６１ａと対向して配設され、長尺穴６５の覆う対向面６２ａを有している。カバープレート６２は、対向面６２ａが管状本体部６１の一側面６１ａに間隔をあけて重ねられ、ねじ６６などにより管状本体部６１に取り付けられる。

スリット形成プレート６３は、管状本体部６１の一側面６１ａと略同じ長さを有する平板状に形成されている。スリット形成プレート６３は、管状本体部６１とカバープレート６２との間に配設されて、カバープレート６２がねじ６６により管状本体部６１に取り付けられると、管状本体部６１とカバープレート６２とに挟持される。スリット形成プレート６３は、その全長に亘って図２中下方の外縁から幅方向の略中央まで切り欠かれた切欠き６７が設けられている。切欠き６７は、スリット形成プレート６３が管状本体部６１とカバープレート６２とに挟持されると、長尺穴６５と連通する。スリット形成プレート６３は、切欠き６７を有することで、管状本体部６１の一側面６１ａとカバープレート６２の対向面６２ａとの間に隙間を形成して、スリット状噴出口６８を形成する。即ち、管状本体部６１の一側面６１ａとカバープレート６２の対向面６２ａとの間にスリット形成プレート６３が形成する隙間は、スリット状噴出口６８をなしている。このために、スリット形成プレート６３の厚さがスリット状噴出口６８の幅となる。また、スリット形成プレート６３は、切欠き６７が長尺穴６５を開放し、管状本体部６１の一側面６１ａとカバープレート６２の対向面６２ａとの間をスリット状噴出口６８を除いてシールしている。なお、スリット形成プレート６３は、ねじ６６を通す通し孔７２を備えている。

エアーナイフノズル６０は、圧縮エアー供給源からの圧縮エアーをスリット状噴出口６８から噴出する。また、エアーナイフノズル６０は、下方にスリット状噴出口６８が開口し、かつＹ軸方向と平行に、装置本体２に設けられたブラケット６９（図５に示す）に取り付けられる。ブラケット６９は、装置本体２から２本立設し、エアーナイフノズル６０の長手方向の両端面に重ねられる。ブラケット６９には、図５に示すように、エアーナイフノズル６０の長手方向の両端面にねじ込まれるボルト７０を通すボルト通し孔７１が設けられている。ボルト通し孔７１は、エアーナイフノズル６０のＹ軸方向と平行な軸心を中心した円弧状に形成されている。ボルト通し孔７１内をボルト７０が通る位置を変更することで、エアーナイフノズル６０のＹ軸方向と平行な軸心回りの向きを変更することができる。このように、ボルト通し孔７１内をボルト７０が通る位置を変更することで、エアーナイフノズル６０は、圧縮エアーの噴出方向を変更（調整）することができる。

制御手段は、切削装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物Ｗに対する加工動作を切削装置１に行わせるものである。なお、制御手段は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、加工動作の状態を表示する表示手段９０や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない操作手段と接続されている。

次に、実施形態に係る切削装置１の加工動作について説明する。オペレータが加工内容情報を制御手段に登録し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、切削装置１が加工動作を開始する。加工動作では、制御手段は、切削加工前の被加工物Ｗを搬出入手段４１によりカセットエレベータ３０から仮置き手段４０まで搬出し、仮置き手段４０の一対のレール４２上に載置した後、搬送手段８１によりチャックテーブル１０まで搬送し、チャックテーブル１０に吸引、保持する。

次に、制御手段は、Ｘ軸移動手段５０によりチャックテーブル１０を搬出入領域ＴＲから切削領域ＰＲに向けて移動して、撮像手段の撮像した画像の情報に基づいてアライメントを遂行した後、加工内容情報に基づいて、切削液Ｌを供給しながら被加工物Ｗに分割予定ラインに沿って切削加工を施し、被加工物Ｗを分割する。全ての分割予定ラインに切削加工が施されると、制御手段は、Ｘ軸移動手段５０によりチャックテーブル１０を切削領域ＰＲから搬出入領域ＴＲに向けて移動するとともに、圧縮エアー供給源から圧縮エアーをエアーナイフノズル６０に供給して、スリット状噴出口６８から圧縮エアーを噴出する。この際、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗの上面には切削液Ｌが乗っている。すると、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗがエアーナイフノズル６０の下方を通る際に、図３に示すように、被加工物Ｗの上面に圧縮エアーが吹き付けられて、圧縮エアーにより被加工物Ｗの上面から切削液Ｌが吹き飛ばされる。こうして、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗの上面から切削液Ｌを除去して、被加工物Ｗの上面を乾燥させる。

そして、制御手段は、チャックテーブル１０の吸引を停止した後、搬送手段８１により搬出入領域ＴＲのチャックテーブル１０上の被加工物Ｗをレール４２上に載置する。そして、制御手段は、レール４２上の切削加工などが施された被加工物Ｗを搬出入手段４１によりカセットエレベータ３０内に搬入する。

以上のように、本実施形態に係る切削装置１によれば、管状本体部６１の一側面６１ａとカバープレート６２の対向面６２ａとの間に配されるスリット形成プレート６３が、これらの間にスリット状噴出口６８を形成する。このために、スリット状噴出口６８の幅がスリット形成プレート６３の厚みと等しく、スリット状噴出口６８の長さがスリット形成プレート６３に形成された切欠き６７の長さと略等しくなり、スリット状噴出口６８が幅が狭く被加工物Ｗの幅を越える長さとなる。これにより、切削装置１は、スリット状噴出口６８の開口面積を極力抑制しながらも長さを被加工物Ｗの幅を越える長さとすることができるので、被加工物Ｗの全幅に亘って早い流速で、スリット状噴出口６８から圧縮エアーを被加工物Ｗに噴出することができる。したがって、切削装置１は、被加工物Ｗの幅を越える長さの早い流速の圧縮エアーを被加工物Ｗに噴出するので、被加工物Ｗの切削液Ｌを除去するために、エアーナイフノズル６０の下方で被加工物Ｗを何度も往復する必要がない。よって、被加工物Ｗを何度も往復させることなく切削液Ｌを除去でき、被加工物Ｗからの切削液Ｌの除去加工にかかる所要時間を抑制することができる。

また、スリット状噴出口６８の幅によって噴出する圧縮エアーの流量や流速が決定されるが、通常、管体に長尺の細いスリットを形成する事は難しい。しかし、実施形態の切削装置１では、スリット形成プレート６３によりスリット状噴出口６８を構成することで、長尺の細いスリット状噴出口６８を容易に形成でき、スリット状噴出口６８の幅の変更もスリット形成プレート６３の厚さの変更により行うことができる。よって、切削装置１は、容易且つ安価にスリット状噴出口６８を変更することができる。

本発明は、特に、切削屑の付着に対する制限が、半導体ウエーハや光デバイスウエーハよりも少ないもの、例えば、セラミックスや樹脂パッケージ等を被加工物Ｗとするのに好適である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 切削装置
１０ チャックテーブル
２０ 切削手段（加工手段）
５０ Ｘ軸移動手段（切削送り手段）
６０ エアーナイフノズル
６１ 管状本体部
６１ａ 一側面
６２ カバープレート
６２ａ 対向面
６３ スリット形成プレート
６４ 供給口
６５ 長尺穴
６８ スリット状噴出口
ＰＲ 切削領域
Ｌ 切削液
Ｗ 被加工物

Claims (1)

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該被加工物に切削液を供給しながら切削領域において切削加工する加工手段と、該チャックテーブルを切削方向に切削送りする切削送り手段と、を具備する切削装置において、
   該切削送り手段によって該切削領域から搬出される該チャックテーブルに保持された該被加工物に圧縮エアーを噴出し、該被加工物の上面に乗った該切削液を除去するスリット状噴出口を有するエアーナイフノズルが該切削方向と交差する方向に配設され、
   該エアーナイフノズルは、
   供給口から圧縮エアーが供給され、長手側の一側面に該被加工物の幅を超える長さの長尺穴を有する管状本体部と、
   該管状本体部の該一側面に対向して配設され、該長尺穴を覆う対向面を有するカバープレートと、
   該管状本体部と該カバープレートとに挟持され、該管状本体部の一側面と該カバープレートの対向面とに隙間を形成して該スリット状噴出口を形成する板状のスリット形成プレートと、
   を備え、
   該スリット形成プレートは、該長尺穴を開放し該管状本体部の一側面と該カバープレートの対向面との間を該スリット状噴出口を除いてシールし、
   該スリット形成プレートの厚さが該スリット状噴出口の幅となるとともに、
   該エアーナイフノズルを装置本体に取り付け、かつ、該エアーナイフノズルの該切削方向と交差する方向と平行な軸心回りの向きを変更可能とする手段を備える
   ことを特徴とする切削装置。

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