JP6271129B2

JP6271129B2 - 切削装置

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Publication number: JP6271129B2
Application number: JP2013004261A
Authority: JP
Inventors: 博光植山
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2033-01-15
Also published as: JP2014136261A; CN103921357A

Description

本発明は、ホイールカバーから切削ブレードに切削水を供給しながら、切削ブレードによって被加工物を切削する切削装置に関する。

切削装置として、半導体ウェーハ、光デバイスウェーハ、パッケージ基板や各種ガラス、セラミック基板等の被加工物を、切削ブレードを用いて切削するものが広く利用されている。切削装置は、ホイールカバーの複数箇所から円板状の切削ブレードに切削水を供給しながら、切削ブレードを被加工物に切り込ませて切削している。切削加工中は、切削水によって加工熱が冷却されると共に、切削に伴って発生する切削屑が被加工物上から洗い流される。ホイールカバーには、切削ブレードに対して前方から切削水を供給する供給孔（ノズル孔）が形成されている。

この場合、供給孔から切削ブレードに対して適切な位置に切削水が供給されないと、切削加工中の加工熱を十分に冷却することができない。このため、切削ブレードに異常摩耗や焼けが発生して加工品質が著しく悪化する他、切削ブレードや被加工物が破損するおそれがあった。同様に、供給孔から切削ブレードに対する切削水の供給が不適切だと、切削屑が被加工物上から排出されずに被加工物上に付着する。乾燥後の切削屑を洗浄することが難しいことから、一旦、切削屑が付着した被加工物に対しては、更なる洗浄が必要になる。

このため、ホイールカバーの前側の供給孔からは、切削ブレードの厚み方向の中央に切削水が供給されることが望ましい。ところで、切削ブレードに供給孔の中央を合わせていても、切削ブレードの厚みを変更すると切削ブレードの位置が供給孔の中央から外れることがある他、経時的に供給孔の位置がずれる場合もある。このため、切削ブレードの厚み変更や任意タイミングで供給孔の位置を調整する必要がある。一般に切削ブレードの厚みは約１０μｍ〜５００μｍと薄く、切削ブレードの厚み方向の中央に供給孔を調整することが難しい。そこで、切削ブレードに対して供給孔の位置を微調整可能にしたホイールカバーを備えた切削装置が考案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１８７８４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のホイールカバーであっても、切削ブレードの厚み方向の中央を正面から直接目視しながら、切削水の供給孔を位置合わせすることができない。側方からの目視によって切削ブレードの厚み方向の中央に供給孔が位置合わせされるため、精密に調整することができなかった。特に、対向式デュアルダイサーの場合には、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、供給孔の位置合わせ作業が難しくなっていた。このため、ホイールカバーの前側の供給孔からの切削水が切削ブレードの切れ刃で２等分されず、切削ブレードにばたつきや傾きが生じる可能性があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、切削ブレードに対して切削水の供給孔を容易かつ精密に調整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。

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被加工物を切削する切れ刃を外周に備えた切削ブレードがＹ方向に回転軸を有する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切削ブレードの厚み方向であるＹ方向に調整可能に取り付けられ且つ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供給孔を有する切削水ブロックとを備えた切削装置であって、該切削水ブロックは、該供給孔に連通しＹ方向に直交する方向に延びる供給路と、該切削水ブロックの側面に作業者が該切削ブレードを直接視認しながら該切削水ブロックの位置を調整可能な内径で形成された目視孔と、該Ｙ方向と直交し該供給路と交差すると共に該切削水ブロックの該目視孔から該切削ブレードに向かって斜めに貫通して形成された目視路と、を備え、該切削水ブロックをＹ方向に移動して該目視孔を該切削ブレードの切れ刃で２等分するように位置決めすると該供給孔が該切削ブレードで２等分される位置に位置決めされることを特徴とする。
また、上記の切削装置において、該目視孔は３ｍｍ〜５ｍｍの内径で円形に形成されている。

この構成によれば、目視孔を通じて切削ブレードの厚み方向の中央を直接視認しながら、切削ブレードの切れ刃で２等分するように目視孔を位置決めすることができる。目視孔の位置決めに伴って、切削ブレードの切れ刃で２等分するように供給孔も精度よく位置決めされるので、切削ブレードの両側面に対して均一に切削水を供給することができる。よって、切削ブレードを効果的に冷却することができると共に、切削ブレードにばたつきや傾きが生じることがなく、被加工物に対する切削精度を向上させることができる。また、目視孔を通じて切削ブレードの厚み方向の中央を直接視認できるので、切削水ブロックの位置調整を容易に行うことができる。

本発明によれば、目視孔で切削ブレードを直接視認しながら切削水ブロックの位置を調整することで、切削ブレードに対して切削水の供給孔を容易かつ精密に調整することができる。

本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。本実施の形態に係る切削手段の斜視図である。本発明の実施の形態に係る切削手段の平面模式図である。本実施の形態に係る切削ブレードに対する供給孔の位置調整の説明図である。変形例に係る切削手段の平面模式図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る切削装置の斜視図である。なお、以下の説明においては、切削装置として切削ブレードによって被加工物を切削加工する切削装置を例示して説明するが、この構成に限定されない。切削装置は、被加工物を加工する装置であれば、どのような装置でもよい。

図１に示すように、切削装置１は、ハウジング２上のチャックテーブル３に保持された被加工物Ｗを、チャックテーブル３の上方に設けられた切削手段４により加工するように構成されている。被加工物Ｗは、半導体ウェーハや無機材料基板等で円板状に形成されている。被加工物Ｗの表面は、格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域に区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ等の各種デバイス８１が形成されている。また、被加工物Ｗは、貼着テープ８２を介して環状フレーム８３に支持され、カセット５内に収容された状態で切削装置１に搬入される。

ハウジング２の上面には、Ｘ軸方向に延在する矩形状の開口部（不図示）が形成されており、この開口部は、チャックテーブル３と共に移動可能な移動板３１及び蛇腹状の防水カバー３２により被覆されている。防水カバー３２の下方には、チャックテーブル３をＸ軸方向に移動させるボールねじ式の移動機構（不図示）が設けられている。チャックテーブル３の表面には、ポーラスセラミック材により被加工物Ｗを吸引保持する保持面３３が形成されている。保持面３３は、チャックテーブル３内の流路を通じて吸引源に接続されている。

チャックテーブル３は、装置中央の受け渡し位置と切削手段４に臨む加工位置との間で往復移動される。図１は、チャックテーブル３が受け渡し位置に待機した状態を示している。ハウジング２において、この受け渡し位置に隣接した一の角部が一段下がっており、下がった箇所に載置テーブル６が昇降可能に設けられている。載置テーブル６には、被加工物Ｗを収容したカセット５が載置される。カセット５が載置された状態で載置テーブル６が昇降することによって、高さ方向において被加工物Ｗの引出位置及び押込位置が調整される。

載置テーブル６の後方には、Ｙ軸方向に平行な一対のガイドレール７と、一対のガイドレール７とカセット５との間で被加工物Ｗを搬送するプッシュプル機構８が設けられている。一対のガイドレール７により、プッシュプル機構８による被加工物Ｗの搬送がガイドされると共に被加工物ＷのＸ軸方向が位置決めされる。プッシュプル機構８は、カセット５から一対のガイドレール７に加工前の被加工物Ｗを引き出す他、一対のガイドレール７からカセット５に加工済みの被加工物Ｗを押し込むように構成されている。プッシュプル機構８により被加工物ＷのＹ軸方向が位置決めされる。

一対のガイドレール７の近傍には、ガイドレール７とチャックテーブル３との間で被加工物Ｗを搬送する第１の搬送アーム１１が設けられている。第１の搬送アーム１１の上面視Ｌ字状のアーム部１６が旋回することで被加工物Ｗが搬送される。また、受け渡し位置のチャックテーブル３の後方には、スピンナ式の洗浄機構１２が設けられている。洗浄機構１２では、回転中のスピンナテーブル１７に向けて洗浄水が噴射されて被加工物Ｗが洗浄された後、洗浄水の代わりに乾燥エアーが吹き付けられて被加工物Ｗが乾燥される。

ハウジング２上には、切削手段４を支持する支持台２１が設けられている。切削手段４は、チャックテーブル３の上方に位置付けられており、ボールネジ式の移動機構（不図示）によりＹ方向及びＺ方向に移動される。切削手段４は、スピンドル（不図示）の先端に設けた円板状の切削ブレード４１を有している。切削ブレード４１はホイールカバー４２によって周囲が覆われており、ホイールカバー４２には切削部分に向けて切削水を噴射する各種ノズルが設けられている。切削ブレード４１が高速回転され、切削水が供給されつつ被加工物Ｗが切削加工される。

支持台２１の側面２２には、チャックテーブル３と洗浄機構１２との間で被加工物Ｗを搬送する第２の搬送アーム１３が設けられている。第２の搬送アーム１３のアーム部１８は斜め前方に延びており、このアーム部１８が前後に移動することで被加工物Ｗが搬送される。また、支持台２１には、チャックテーブル３の移動経路の上方を横切るようにして、撮像部１４を支持する片持支持部２４が設けられている。撮像部１４は片持支持部２４の下面から突出し、撮像部１４によって被加工物Ｗが撮像される。撮像部１４による撮像画像は、切削手段４とチャックテーブル３とのアライメントに利用される。

ハウジング２の最前部には、装置各部への指示を受け付ける入力手段２６が設けられている。また、支持台２１の上にはモニタ２７が載せられており、モニタ２７には撮像部１４で撮像された画像や加工条件等が表示される。このように構成された切削装置１では、切削ブレード４１が被加工物Ｗの分割予定ラインに位置合わせされ、ホイールカバー４２の各種ノズルから切削ブレード４１に向けて切削水が噴射される。そして、切削水によって冷却及び洗浄しながら切削ブレード４１を被加工物Ｗに切り込ませて、被加工物Ｗが格子状の分割予定ラインに沿って切削される。

次に、図２及び図３を参照して切削手段について詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る切削手段の斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係る切削手段の平面模式図である。なお、図３Ａは、切削手段の正面図であり、図３Ｂは、切削手段の側面図である。

図２及び図３に示すように、切削手段４は、切削ブレード４１を装着したスピンドル（不図示）に回転可能に装着されている。スピンドルはスピンドルハウジング４３に回転可能に収容されており、スピンドルハウジング４３にはホイールカバー４２が装着されている。切削ブレード４１の外周は、ホイールカバー４２によって下半部を除いて覆われている。切削ブレード４１は、ハブブレードであり、ハブ基台５１の外周に被加工物Ｗを切削する切れ刃５２を設けて構成される。切削ブレード４１は、スピンドルの先端のマウントフランジ（不図示）にリング状の固定ナット５３が締め付けられることで固定される。

切れ刃５２は、例えば、ダイヤモンド等の砥粒をボンド材で結合してリング状に形成されている。切れ刃５２は、約１０μｍから約５００μｍの厚みで形成されている。なお、本実施の形態では、切削ブレード４１としてハブブレードを例示して説明するが、切削ブレード４１の種類は特に限定されない。切削ブレード４１として、ハブブレードの代わりにワッシャブレードを用いることも可能である。

ホイールカバー４２の上部には、ブレード破損検出器４４が設けられている。ブレード破損検出器４４は、切削ブレード４１の上部を挟み込むように対向配置された発光素子及び受光素子を有している。発光素子から出射された光束は、切削ブレード４１の先端によって部分的に遮光されて受光素子に受光される。よって、ブレード破損検出器４４は、受光素子における受光量（透過率）の増加に応じて、切削ブレード４１の全損や欠け等の破損状態を検出する。ブレード破損検出器４４は、調整ネジ５５によって切削ブレード４１に対する上下位置が調整され、固定ネジ５６によって調整された位置で固定される。

ホイールカバー４２の切削方向後方には、Ｚ方向に調整可能に切削水ブロック４５が取り付けられている。切削水ブロック４５には、側面視Ｌ字状の一対の切削水ノズル６１が固定されている。一対の切削水ノズル６１には、切削水ブロック４５を通じて供給ホース６２から切削水が供給される。一対の切削水ノズル６１は、切削水ブロック４５から下方に延びた後、切削ブレード４１の下部を挟むように切削方向前方に延びている。一対の切削水ノズル６１の先端側には、切削ブレード４１を挟んで対向する対向面に複数のスリット６３が形成されている。複数のスリット６３によって側方から切削水が噴射されて、加工点の冷却及び洗浄が行われる。

また、切削水ブロック４５には、切削水を後方に導く一対の飛沫カバー４７が設けられている。一対の飛沫カバー４７は、切削ブレード４１の切削によって飛散した冷却水及び切削屑を後方に案内し、ホイールカバー４２の外側に排出している。

ホイールカバー４２の切削方向前方には、Ｙ方向に調整可能に切削水ブロック４６が取り付けられている。切削水ブロック４６には、切削方向前方から切削ブレード４１に切削水を供給する供給孔６５が形成されている。また、切削水ブロック４６には、Ｙ方向に直交するＺ方向に延在する供給路６６が形成されており、供給路６６の一端は供給孔６５に連通されている。供給孔６５には、供給路６６を通じて供給ホース６７から切削水が供給される。供給孔６５によって前方から切削ブレード４１に切削水が噴射されることで、切削ブレード４１に切削水が巻き込まれて加工点の冷却及び洗浄が行われる。

切削水ブロック４６の前面７５には、切削水ブロック４６の調整用の目視孔６８が形成されている。切削水ブロック４６内には、目視孔６８から切削ブレード４１側に貫通して目視路６９が形成されている。目視孔６８及び目視路６９は、視認可能な程度の内径（例えば、３ｍｍから５ｍｍ）に形成されている。また、目視路６９は、Ｙ方向に対して直交すると共に供給路６６に対して交差するように延在している。すなわち、図３Ｂに示すように、目視孔６８の中心位置（目視路６９の中心線）は、Ｙ方向において供給孔６５の中心位置と一致して、同一のＸＺ平面Ｄ上に位置するように形成されている。

また、切削水ブロック４６は目視路６９によって貫通されているため、目視孔６８を通じて切削ブレード４１の厚み方向を視認可能になっている。よって、目視孔６８を通じて切削ブレード４１の厚み方向の中央を直接視認しながら、切削ブレード４１に対する目視孔６８のＹ方向が位置決めされる。目視孔６８の位置決めに伴って、同一のＸＺ平面Ｄ内の供給孔６５の位置も位置決めされる。目視路６９は、作業者が目視し易いように、目視孔６８から切削ブレード４１に向かって斜め下方に延在している。また、供給路６６と目視路６９とが連通するため、切削ブレード４１に対して供給路６６からも切削水が供給される。切削加工時には、目視孔６８から切削水が噴射しないように、目視孔６８にイモネジ等の蓋部材が取り付けられる。

切削水ブロック４５、４６は、それぞれホイールカバー４２にネジ止めされている。切削水ブロック４５の側面７１には、上下方向に長い長孔７２が形成されている。長孔７２には一対の調整ネジ７３が挿通されており、調整ネジ７３を緩めて切削水ブロック４５を長孔７２に沿って動かすことで、切削ブレード４１に対する切削水ノズル６１のＺ方向の位置が調整される。切削水ブロック４６の前面７５には、Ｙ方向に長い一対の長孔７６が形成されている。各長孔７６には調整ネジ７７が挿通されており、調整ネジ７７を緩めて切削水ブロック４６を長孔７６に沿って動かすことで、切削ブレード４１に対する供給孔６５のＹ方向の位置が調整される。

図４を参照して、切削ブレードに対する供給孔の位置調整について説明する。図４は、本実施の形態に係る切削ブレードに対する供給孔の位置調整の説明図である。

図４Ａに示す初期状態では、切削ブレード４１の厚み方向の中心に対して供給孔６５の中心がＹ方向において位置ズレしている。よって、この初期状態のまま供給孔６５から切削水が切削ブレード４１に供給されると、切削ブレード４１の切れ刃で切削水が２等分されない。よって、切削ブレード４１の両側面に対して切削水からの圧力がアンバランスに作用し、切削ブレード４１にばたつきや傾きが生じて、切削加工時にチッピング等が発生するおそれがある。また、切削ブレード４１の両側面のうち片側だけが冷却されて、異常摩耗が起こるおそれがある。

そこで、本実施の形態では、同一のＸＺ平面Ｄ上に供給孔６５の中心と目視孔６８の中心を設け、目視孔６８を通じて切削ブレード４１を直接視認しながら供給孔６５を位置調整している。この場合、一対の長孔７６に挿通された各調整ネジ７７を緩めて、ホイールカバー４２（図２参照）に対して切削水ブロック４６をＹ方向に調整可能にする。そして、目視孔６８を覗きながら、切削ブレード４１の厚み方向の中央に目視孔６８の中心位置を合わせるようにする。これにより、切削ブレード４１の切れ刃５２に２等分される位置に目視孔６８が位置決めされる。そして、一対の調整ネジ７７の締め付けによって切削水ブロック４６が固定される。

これにより、図４Ｂに示すように、目視孔６８の位置調整に伴って、切削ブレード４１の厚み方向の中心に対して供給孔６５の中心がＹ方向において位置合わせされる。そして、供給孔６５が切削ブレード４１の切れ刃５２で２等分される位置に位置決めされ、切削ブレード４１の両側面に対して均一に切削水が供給される。よって、切削ブレードが効果的に冷却されると共に切削ブレード４１のばたつきや傾きを抑えて加工精度が向上される。なお、切削ブレード４１に対する目視孔６８の位置合わせを実施し易くするために、目視孔６８の周囲に位置合わせ用のマーク等を付してもよい。

以上のように、本実施の形態に係る切削装置１によれば、目視孔６８を通じて切削ブレード４１の厚み方向の中央を直接視認しながら、切削ブレード４１の切れ刃５２で２等分するように目視孔６８を位置決めすることができる。目視孔６８の位置決めに伴って、切削ブレード４１の切れ刃５２で２等分するように供給孔６５も精度よく位置決めされるので、切削ブレード４１の両側面に対して均一に切削水を供給することができる。よって、切削ブレード４１を効果的に冷却することができると共に、切削ブレード４１にばたつきや傾きが生じることがなく、被加工物Ｗに対する切削精度を向上させることができる。また、目視孔６８を通じて切削ブレード４１の厚み方向の中央を直接視認できるので、切削水ブロック４６の位置調整を容易に行うことができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、本実施の形態において、目視路６９と供給路６６とが連通している構成について説明したが、この構成に限定されない。図５に示すように、供給路６６を避けるように目視路６９が形成されていてもよい。これにより、供給路６６と目視路６９とが連通することがなく、目視孔６８からの切削水の漏れを防ぐためにイモネジ等の蓋部材を設ける必要がない。特に、切削条件によって供給孔６５の内径を１．２ｍｍから２ｍｍのように小径に形成する必要がある場合に有効である。通常、目視孔６８及び目視路６９の内径は視認可能な３ｍｍから５ｍｍに形成されるが、供給路６６を避けて目視路６９を形成することで、目視孔６８よりも小径な供給孔６５から適切に切削水を供給することができる。

また、本実施の形態において、切削水ブロック４６の供給路６６がＺ軸方向に延在する構成としたが、この構成に限定されない。供給路６６は、Ｙ方向に対して直交する方向に延在していればよく、ＸＺ平面であればＺ軸方向に対して交差する方向に延在してもよいし、曲線状に延在してもよい。

また、本実施の形態において、作業者が目視し易いように、目視孔６８から切削ブレード４１に向かって斜め下方に延在するように目視路６９が形成されたが、この構成に限定されない。目視路６９の延在方向は、供給孔６５と同一のＸＺ平面上に形成されればよく、例えば、水平方向に延在してもよい。

以上説明したように、本発明は、切削ブレードに対して切削水の供給孔を容易かつ精密に調整することができるという効果を有し、特に、薄厚の切れ刃を備えた切削ブレードによって被加工物を切削する切削装置に有用である。

１切削装置
３チャックテーブル
４切削手段
４１切削ブレード
４２ホイールカバー
４５切削水ブロック
４６切削水ブロック
５２切れ刃
６１切削水ノズル
６５供給孔
６６供給路
６８目視孔
６９目視路
Ｗ被加工物
ＤＸＺ平面

Claims

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れ刃を外周に備えた切削ブレードがＹ方向に回転軸を有する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切削ブレードの厚み方向であるＹ方向に調整可能に取り付けられ且つ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供給孔を有する切削水ブロックとを備えた切削装置であって、
該切削水ブロックは、
該供給孔に連通しＹ方向に直交する方向に延びる供給路と、該切削水ブロックの側面に作業者が該切削ブレードを直接視認しながら該切削水ブロックの位置を調整可能な内径で形成された目視孔と、該Ｙ方向と直交し該供給路と交差すると共に該切削水ブロックの該目視孔から該切削ブレードに向かって斜めに貫通して形成された目視路と、を備え、
該切削水ブロックをＹ方向に移動して該目視孔を該切削ブレードの切れ刃で２等分するように位置決めすると該供給孔が該切削ブレードで２等分される位置に位置決めされることを特徴とする切削装置。
該目視孔は３ｍｍ〜５ｍｍの内径で円形に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の切削装置。