KR20120011809A - 가공 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선삭에 의해 바이트의 선단에 칩이 부착되는 것을 방지하여 선삭 능력의 저하를 막고, 바이트가 열에 의해 열화되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
척 테이블(2)에 유지된 피가공물을 선삭하는 바이트(33)를 회전 가능하게 구비한 선삭 수단(3)을 적어도 구비한 본 발명의 가공 장치(1)에서는, 가공 영역(B)에 위치한 피가공물을 선삭한 직후의 바이트(33)의 선단을 향해 냉각수를 분사하는 노즐(120)을 구비한 냉각수 분사 수단(12)을 구비함으로써, 냉각수에 의해 바이트(33)의 선단에 부착된 칩을 씻어내어 바이트(33)의 선삭 능력의 저하를 방지하고, 바이트(33)의 선단을 냉각하여 바이트(33)의 열화를 방지한다.

Description

가공 장치{MACHINING APPARATUS}

본 발명은, 바이트를 이용하여 반도체 웨이퍼에 형성된 범프를 선삭하는 가공 장치에 관한 것이다.

IC, LSI 등의 복수의 디바이스가 분할 예정 라인에 의해 구획되어 표면에 형성된 웨이퍼는, 분할 예정 라인을 따라 절단되어 개개의 디바이스로 분할되어, 각종 전기기기에 이용되고 있다.

또한, 디바이스의 표면으로부터 돌출된 범프로 지칭되는 전극을 구비한 웨이퍼에 대해서는, 분할 가공이 행해지기 전에, 가공 장치에 의해 범프의 헤드부가 깎여 범프의 높이가 균일해진다. 범프의 높이를 균일하게 하는 가공을 행하는 장치로서는, 예컨대 특허문헌 1에 기재된 가공 장치가 사용된다.

특허문헌 1에 기재된 가공 장치는, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 척 테이블에 유지된 피가공물을 선삭하는 바이트를 구비하고 있고, 척 테이블과 바이트를 상대적으로 회전시켜, 바이트가 범프의 헤드부를 깎아내는 것에 의해, 범프의 높이를 일정하게 맞출 수 있다.

일본 특허 공개 제2005-327838호 공보

그러나, 바이트에 의한 선삭을 행하면, 바이트의 선단에 칩이 부착되어 선삭 능력이 저하되고, 피가공물의 품질을 저하시킨다고 하는 문제가 있다. 또한, 바이트의 선단에 칩이 부착되어 열이 발생하면, 바이트가 열화된다고 하는 문제가 있다.

본 발명은, 이러한 사실을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 기술적 과제는, 선삭에 의해 바이트의 선단에 칩이 부착되는 것을 방지하여 선삭 능력의 저하를 막고, 바이트가 열에 의해 열화되는 것을 방지하는 것에 있다.

본 발명은, 피가공물을 유지하는 유지면을 구비한 척 테이블과, 척 테이블에 유지된 피가공물을 선삭하는 바이트를 회전 가능하게 구비한 선삭 수단과, 척 테이블에 대한 피가공물의 착탈이 행해지는 영역인 착탈 영역과 피가공물의 선삭이 행해지는 영역인 가공 영역에 척 테이블을 위치시키는 척 테이블 위치 설정 수단과, 착탈 영역에 위치한 척 테이블에 피가공물을 반입하는 반입 수단과, 착탈 영역에 위치한 척 테이블로부터 피가공물을 반출하는 반출 수단을 포함하는 가공 장치에 관한 것으로, 가공 영역에 위치한 피가공물을 선삭한 직후의 바이트의 선단을 향해 냉각수를 분사하는 노즐을 구비한 냉각수 분사 수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. 냉각수 분사 수단은, 냉각수와 압축 공기가 노즐에 공급되고, 노즐로부터 압축 공기에 의해 냉각수를 분사하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 가공 영역에 위치한 피가공물을 선삭한 직후의 바이트의 선단을 향해 냉각수를 분사하는 노즐을 구비한 냉각수 분사 수단을 구비하고 있기 때문에, 분사한 냉각수에 의해 바이트의 선단에 부착된 칩을 씻어낼 수 있어, 바이트의 선삭 능력의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 냉각수에 의해 바이트의 선단이 냉각되므로, 열에 의한 바이트의 열화를 방지할 수 있다. 또한, 압축 공기에 의해 냉각수를 분사하므로, 바이트의 선단으로부터 칩을 효과적으로 제거할 수 있다.

도 1은 가공 장치의 일례를 도시하는 사시도.
도 2는 냉각수 분사 수단의 일례를 나타내는 개략적인 단면도.
도 3은 반도체 웨이퍼의 일례를 도시하는 평면도.
도 4는 바이트에 냉각수를 분사하고 반도체 웨이퍼의 범프를 선삭하는 상태를 도시하는 설명도.
도 5는 바이트에 냉각수를 분사하고 반도체 웨이퍼의 범프를 선삭하는 상태를 도시하는 사시도.

(1) 장치의 구성

도 1에 도시하는 가공 장치(1)는, 척 테이블(2)에 유지된 피가공물을 선삭 수단(3)에 의해 가공하는 장치이다. 가공 장치(1)는, 척 테이블(2)에 대한 피가공물의 착탈이 행해지는 영역인 착탈 영역(A)과, 피가공물의 선삭 가공이 행해지는 영역인 가공 영역(B)으로 구성되어 있다.

가공 장치(1)의 앞쪽 부분에는, 가공 전의 피가공물이 수용된 카세트(40a)가 배치되는 카세트 배치부(4a)와, 가공 후의 피가공물이 수용되는 카세트(40b)가 배치되는 카세트 배치부(4b)가 배치되어 있다.

카세트 배치부(4a, 4b)의 근방에는, 카세트(40a)로부터의 피가공물의 취출 및 카세트(40b)에의 피가공물의 수납을 행하는 반출입 수단(5)이 배치되어 있다. 반출입 수단(5)은, 피가공물을 흡인 유지하는 유지부(50)와, 유지부(50)를 원하는 위치에 이동시키는 아암부(51)를 구비하고 있다.

반출입 수단(5)을 구성하는 유지부(50)의 가동(可動) 영역에는, 피가공물이 배치되고 그 피가공물을 일정 위치에 정렬하는 정렬 수단(6)이 배치되어 있다. 정렬 수단(6)은, 피가공물이 배치되는 배치부(60)와, 원호형으로 배치되고 반경 방향으로 이동 가능한 복수의 돌기부(61)로 구성된다.

반출입 수단(5)을 구성하는 유지부(50)의 가동 영역에는, 선삭 가공 후의 피가공물을 세정하는 세정 수단(7)이 배치되어 있다. 세정 수단(7)은, 피가공물을 유지하고 회전하는 회전 테이블(70)과, 회전 테이블(70)에 유지된 피가공물에 대하여 고압수나 고압 공기를 분출하는 도시하지 않은 노즐을 구비하고 있다.

반출입 수단(5)의 후방측에는, 착탈 영역(A)에 위치한 척 테이블(2)에 가공 전의 피가공물을 반입하는 반입 수단(8)과, 착탈 영역(A)에 위치한 척 테이블(2)로부터 가공 후의 피가공물을 반출하는 반출 수단(9)이 배치되어 있다. 반입 수단(8)은, 피가공물을 흡착하는 유지부(80)와, 승강 및 선회 가능하게 구성되며 유지부(80)를 원하는 위치에 이동시키는 아암부(81)로 구성되고, 반출 수단(9)은, 피가공물을 흡착하는 유지부(90)와, 승강 및 선회 가능하게 구성되며 유지부(90)를 원하는 위치에 이동시키는 아암부(91)로 구성된다.

선삭 수단(3)은, 가공 영역(B)에 배치되어 있고, 수직 방향의 축심을 갖는 회전축(30)과, 회전축(30)을 회전 구동하는 모터(31)와, 회전축(30)의 하단에 형성된 마운트(32), 마운트(32)에 고정된 바이트(33)로 구성되어 있고, 모터(31)가 회전축(30)을 회전시키는 것에 의해 바이트(33)가 원궤도를 그리며 회전하는 구성으로 되어 있다.

선삭 수단(3)은, 선삭 이송 수단(10)에 의해 구동되어 승강 가능하게 되어 있으며, 선삭 이송 수단(10)은, 수직 방향으로 연장되는 볼 스크류(100)와, 볼 스크류(100)와 평행하게 배치된 한 쌍의 가이드 레일(101)과, 볼 스크류(100)의 일단에 연결되어 볼 스크류(100)를 회동시키는 펄스 모터(102)와, 도시하지 않은 내부의 너트가 볼 스크류(100)에 나사 결합되고 측부가 가이드 레일(101)에 미끄럼 접촉하여 선삭 수단(3)이 고정되는 승강 부재(103)로 구성되며, 펄스 모터(102)가 볼 스크류(100)를 회동시키는 것에 의해 승강 부재(103)가 가이드 레일(101)에 가이드되어 승강하고, 이것에 의해 선삭 수단(3)을 승강시키는 구성으로 되어 있다.

척 테이블(2)은, 피가공물을 유지하는 유지면(20)을 구비하고 있고, 회전 가능하며, 척 테이블 위치 설정 수단(11)에 의해 수평 방향으로 이동하여 착탈 영역(A)과 가공 영역(B) 사이를 이동 가능하게 되어 있다. 척 테이블 위치 설정 수단(11)은, 척 테이블(2)을 회전 가능하게 지지하고 수평 방향으로 이동하는 지지대(110)와, 지지대(110)가 수평 방향으로 이동함에 따라 신축하는 벨로우즈(111)로 구성되고, 벨로우즈(111)는, 가공시에 사용되는 물이나 가공에 의해 생긴 칩이 장치 내부에 침입하는 것을 방지하는 커버 부재로서의 역할을 담당하고 있다.

선삭 수단(3)의 근방에는, 선삭 수단(3)을 구성하는 바이트(33)를 향해 냉각수를 분사하는 냉각수 분사 수단(12)이 배치되어 있다. 냉각수 분사 수단(12)은, 냉각수를 분사하는 노즐(120)을 구비하고 있다. 또한, 가공 영역(B)에는, 노즐(120)로부터 분출된 냉각수를 배수하기 위한 배수구(13)가 형성되어 있다. 배수구(13)는, 지지대(110) 및 벨로우즈(111)의 상면보다 낮은 위치에 형성되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 노즐(120)의 내부에는 분출구(120a)가 형성되어 있다. 분출구(120a)는, 밸브(121)를 통해 압축 공기 공급원(122)에 연통된 공기 유로(123)와, 밸브(124)를 통해 물 공급원(125)에 연통된 물 유로(126)에 연통되어 있고, 공기 유로(123)에 물 유로(126)가 합류함으로써, 물이 압축 공기에 의해 가속되어 분출구(120a)로부터 분출되는 구성으로 되어 있다.

(2) 장치의 동작

다음에, 도 3에 도시하는 반도체 웨이퍼(W)의 디바이스(D)에 형성된 범프(B)를 선삭하는 경우에서의 가공 장치(1)의 동작에 대해서 설명한다. 이 반도체 웨이퍼(W)는, 그 표면측에 종횡으로 분할 예정 라인(L)이 형성되고, 분할 예정 라인(L)에 의해 구획되어 디바이스(D)가 형성되어 있다. 디바이스(D)로부터는 범프(B)가 돌출 형성되어 있다.

도 1을 참조하여 설명하면, 가공 전의 반도체 웨이퍼(W)는, 카세트(40a)에 복수 수용된다. 그리고, 반출입 수단(5)을 구성하는 유지부(50)에 의해 유지되어, 1장씩 취출되고, 정렬 수단(6)에 반송되어, 배치부(60)에 배치된다. 그리고, 돌기부(61)가 서로 근접하는 방향으로 이동하는 것에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 일정 위치에 정렬된다.

다음에, 척 테이블(2)을 착탈 영역(A)에 위치시킨 상태에서, 반입 수단(8)을 구성하는 유지부(80)가 반도체 웨이퍼(W)를 흡착하고, 아암부(81)의 선회에 의해 척 테이블(2)에 반도체 웨이퍼(W)를 반송하며, 척 테이블의 유지면(20)에서 반도체 웨이퍼(W)의 이면측[범프(B)가 형성되어 있지 않은 측]을 흡인 유지한다.

이렇게 하여 척 테이블(2)에 반도체 웨이퍼(W)가 유지되면, 척 테이블(2)이 가공 영역(B)으로 이동하여, 반도체 웨이퍼(W)가 가공 영역(B)에 위치한다. 그리고, 모터(31)가 회전축(30)을 회전시키는 것에 의해 바이트(33)를 예컨대 6000 RPM 정도의 회전 속도로 회전시키면서 선삭 수단(3)을 하강시켜 바이트(33)를 소정 높이에 위치시키고, 그 상태에서 척 테이블(2)을 수평 방향으로 이동시키는 것에 의해, 회전하는 바이트(33)를 반도체 웨이퍼(W)의 모든 범프(B)에 접촉시켜, 모든 범프(B)를 깎아내고 그 헤드부를 소정 높이로 균일하게 한다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 바이트(33)의 회전 궤도의 반경은, 반도체 웨이퍼(W)의 반경보다 크다. 따라서, 바이트(33)는, C 방향으로 회전하는 동안에 항상 범프(B)를 선삭하고 있는 것이 아니고, 범프(B)에 접촉하지 않는 비작용 위치에 위치하는 경우도 있다. 그리고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 물 공급원(125)과 압축 공기 공급원(122)으로부터 냉각수와 압축 공기가 각각 냉각수 분사 수단(12)을 구성하는 노즐(120)에 공급되고, 비작용 위치에 있는 바이트(33)를 향해, 노즐(120)로부터 냉각수(127)가 분사되어, 바이트(33)의 선단, 즉 범프와 접촉하는 부분이 세정된다. 냉각수(127)에 의한 바이트(33)의 세정은, 바이트(33)에 의한 범프(B)의 가공 후에 행해지도록 한다. 이렇게 하여 가공 후에 냉각수를 바이트(33)에 가하는 것에 의해, 바이트(33)가 범프(B)에 작용할 때마다 그 직후에 바이트가 세정되기 때문에, 바이트(33)의 선단에 부착된 칩이 그 때마다 씻겨져, 항상 선삭 능력의 저하를 방지할 수 있다. 따라서, 범프(B)의 가공 품질을 저하시키는 경우도 없다. 또한, 바이트(33)의 선단이 냉각되기 때문에, 발열에 의해 바이트(33)가 열화되는 것을 방지할 수도 있다. 또한, 압축 공기에 의해 냉각수를 분사하기 때문에, 바이트(33)의 선단으로부터 칩을 효과적으로 제거할 수 있다.

1: 가공 장치 A: 착탈 영역
B: 가공 영역 2: 척 테이블
20: 유지면 3: 선삭 수단
30: 회전축 31: 모터
32: 마운트 33: 바이트
4a, 4b: 카세트 배치부 40a, 40b: 카세트
5: 반출입 수단 50: 유지부
51: 아암부 6: 정렬 수단
60: 배치부 61: 돌기부
7: 세정 수단 70: 회전 테이블
8: 반입 수단
80: 유지부 81: 아암부
9: 반출 수단
90: 유지부 91: 아암부
10: 선삭 이송 수단
100: 볼 스크류 101: 가이드 레일
102: 펄스 모터 103: 승강 부재
11: 척 테이블 위치 설정 수단
110: 지지대 111: 벨로우즈
12: 냉각수 분사 수단 120: 노즐
120a: 분출구 121: 밸브
122: 압축 공기 공급원 123: 공기 유로
124: 밸브 125: 물 공급원
126: 물 유로 127: 냉각수
13: 배수구 W: 반도체 웨이퍼
D: 디바이스 B: 범프
L: 분할 예정 라인

Claims (2)

1. 피가공물을 유지하는 유지면을 구비한 척 테이블과,
   상기 척 테이블에 유지된 피가공물을 선삭하는 바이트를 회전 가능하게 구비한 선삭 수단과,
   상기 척 테이블에 대한 피가공물의 착탈이 행해지는 영역인 착탈 영역과 피가공물의 선삭이 행해지는 영역인 가공 영역에 척 테이블을 위치시키는 척 테이블 위치 설정 수단과,
   상기 착탈 영역에 위치한 척 테이블에 피가공물을 반입하는 반입 수단과,
   상기 착탈 영역에 위치한 상기 척 테이블로부터 피가공물을 반출하는 반출 수단을 포함하는 가공 장치로서,
   상기 가공 영역에 위치한 피가공물을 선삭한 직후의 상기 바이트의 선단을 향해 냉각수를 분사하는 노즐을 구비한 냉각수 분사 수단이 배치되어 있는 것인 가공 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉각수 분사 수단은, 냉각수와 압축 공기가 노즐에 공급되고, 상기 노즐로부터 상기 압축 공기에 의해 상기 냉각수를 분사하는 것인 가공 장치.

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