KR20120022590A - 바이트 휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭한 피가공물의 품질 악화를 억제할 수 있는 바이트 휠을 제공하는 것을 목적으로 한다.
피가공물을 절삭하는 본 발명의 바이트 휠은, 휠베이스와, 상기 휠베이스에 착탈 가능하게 부착된 바이트 생크와, 상기 바이트 생크에 착탈 가능하게 배치된 절삭날을 갖는 바이트 유닛과, 상기 휠베이스의 회전 중심을 기준으로 상기 바이트 유닛에 대하여 점대칭 위치에서 상기 휠베이스에 배치되며 상기 바이트 유닛과 같은 중량을 갖는 밸런스 잡기용 추를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

바이트 휠{BITE WHEEL}

본 발명은, 피가공물을 절삭하는 바이트 휠에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 경박단소화(輕薄短少化)를 실현하기 위한 기술에는 여러 가지의 것이 있다. 일례로서, 반도체 웨이퍼에 형성된 디바이스 표면에 10 ㎛?100 ㎛ 정도의 높이의 범프라 불리는 금속 돌기물을 복수 형성하고, 이들의 범프를 배선 기판에 형성된 전극에 상대(相對)시켜 직접 접합하는 플립칩 본딩이라고 불리는 실장 기술이 실용화되어 있다.

반도체 웨이퍼의 디바이스 표면에 형성되는 범프는, 도금이나 스터드 범프라고 하는 방법에 의해 형성된다. 이 때문에 개개의 범프의 높이가 불균일하여, 그대로는 복수의 범프를 배선 기판의 전극에 모두 균일하게 접합하는 것은 어렵다.

또한, 고밀도 배선을 실현하기 위해, 범프와 배선 기판 사이에 이방성 도전성 필름(ACF)을 끼워두고 접합하는 집적 회로 실장 기술이 있다. 이 실장 기술의 경우에는, 범프의 높이가 부족하면 접합 불량을 초래하기 때문에, 일정 이상의 범프 높이가 필요해진다.

그래서, 반도체 웨이퍼의 표면에 형성된 복수의 범프를 원하는 높이로 절삭하는 것이 요구되고 있다. 범프를 원하는 높이로 절삭하는 방법으로서, 바이트 휠을 이용하여 범프를 깎아내는 방법이, 예컨대 일본 특허 공개 제2000-173954호 공보에서 제안되어 있다.

바이트 휠은, 휠베이스와, 휠베이스에 배치된 절삭날을 포함하는 바이트 유닛을 구비하고, 바이트 휠을 회전시키면서, 절삭날을 피가공물에 접촉한 상태로 바이트 휠과 피가공물을 미끄럼 이동시키는 것에 의해 절삭을 수행한다.

일본 특허 공개 제2000-173954호 공보

그런데, 종래의 바이트 휠에서는, 1개의 바이트 유닛이 휠베이스에 착탈 가능하게 부착되어 있는 구성이기 때문에, 바이트 휠의 회전에 따라 진동이 발생하고, 이 진동에 의해 절삭한 피가공물의 가공 품질이 악화된다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 것은, 절삭한 피가공물의 가공 품질의 악화를 억제할 수 있는 바이트 휠을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 피가공물을 절삭하는 바이트 휠로서, 휠베이스와, 상기 휠베이스에 착탈 가능하게 부착된 바이트 생크와, 상기 바이트 생크에 착탈 가능하게 배치된 절삭날을 갖는 바이트 유닛과, 상기 휠베이스의 회전 중심을 기준으로 상기 바이트 유닛에 대하여 점대칭 위치에서 상기 휠베이스에 배치되며 상기 바이트 유닛과 같은 중량을 갖는 밸런스 잡기용 추를 구비한 것을 특징으로 하는 바이트 휠이 제공된다.

본 발명의 바이트 휠에서는, 휠베이스의 회전 중심을 기준으로 바이트 유닛의 부착 위치에 대하여 점대칭인 위치의 휠베이스에 바이트 유닛과 동일 중량의 밸런스 잡기용 추가 배치되어 있기 때문에, 바이트 휠의 회전에 따르는 진동이 저감되어, 피가공물의 가공 품질의 악화를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바이트 휠로 절삭하는 데 적합한 반도체 웨이퍼의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바이트 휠이 장착된 바이트 절삭 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 바이트 휠의 사시도이다.
도 4는 바이트 유닛의 분해 사시도이다.
도 5의 (A)는 휠베이스에의 바이트 유닛의 부착 구조를 도시하는 측면도이고, 도 5의 (B)는 그 부분 단면 정면도이다.
도 6의 (A)는 휠베이스에의 밸런스 잡기용 추의 부착 구조를 도시하는 측면도이고, 도 6의 (B)는 그 부분 단면 정면도이다.
도 7은 바이트 휠에서의 웨이퍼의 절삭 가공 공정을 도시하는 모식도이다.
도 8의 (A)는 절삭 전의 반도체 웨이퍼의 확대 단면도이고, 도 8의 (B)는 절삭 후의 반도체 웨이퍼의 확대 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 바이트 휠로 절삭하는 데 적합한 반도체 웨이퍼(W)의 사시도가 도시되어 있다. 반도체 웨이퍼(W)의 표면에는, 제1 스트리트(S1)와 제2 스트리트(S2)가 직교하여 형성되어 있고, 제1 스트리트(S1)와 제2 스트리트(S2)에 의해 구획된 각 영역에 각각 디바이스(칩)(D)가 형성되어 있다.

도 1의 확대도에 도시하는 바와 같이, 각 디바이스(D)의 네 변에는 복수의 돌기형 범프(5)가 형성되어 있다. 이들 범프(5)는, 도 8의 (A)의 확대 단면도에 도시하는 바와 같이, 언더필재(7) 안에 매설되어 있다. 언더필재(7)로서는, 에폭시 수지나 벤조시클로부텐(BCB)이 사용된다.

다음에 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시형태에 따른 바이트 휠을 장착한 바이트 절삭 장치(2)에 대해서 설명한다. 도면부호 4는 바이트 절삭 장치(2)의 베이스(하우징)이며, 베이스(4)의 후방에는 칼럼(6)이 세워져 마련되어 있다. 칼럼(6)에는, 상하 방향으로 연장되는 한 쌍의 가이드 레일(1개만 도시)(8)이 고정되어 있다.

이 한 쌍의 가이드 레일(8)을 따라 바이트 절삭 유닛(10)이 상하 방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다. 바이트 절삭 유닛(10)은, 그 하우징(20)이 한 쌍의 가이드 레일(8)을 따라 상하 방향으로 이동하는 이동 베이스(12)에 부착되어 있다.

바이트 절삭 유닛(10)은, 하우징(20)과, 하우징(20) 안에 회전 가능하게 수용된 스핀들(22)(도 7 참조)과, 스핀들(22)의 선단에 고정된 마운트(24)와, 마운트(24)에 착탈 가능하게 장착된 바이트 휠(25)을 포함하고 있다. 바이트 휠(25)에는 바이트 유닛(26)이 착탈 가능하게 부착되어 있다.

바이트 절삭 유닛(10)은, 바이트 절삭 유닛(10)을 한 쌍의 안내 레일(8)을 따라 상하 방향으로 이동시키는 볼나사(14)와 펄스 모터(16)로 구성되는 바이트 절삭 유닛 이송 기구(18)를 구비하고 있다. 펄스 모터(16)를 펄스 구동하면, 볼나사(14)가 회전하고, 이동 베이스(12)가 상하 방향으로 이동된다.

베이스(4)의 중간 부분에는 척 테이블(30)을 갖는 척 테이블 기구(28)가 배치되어 있고, 척 테이블 기구(28)는 도시하지 않은 척 테이블 이동 기구에 의해 Y축 방향으로 이동된다. 도면부호 33은 벨로우즈이며, 척 테이블 기구(28)를 커버한다.

베이스(4)의 앞쪽 부분에는, 제1 웨이퍼 카세트(32)와, 제2 웨이퍼 카세트(34)와, 웨이퍼 반송용 로봇(36)과, 복수의 위치 결정 핀(40)을 갖는 위치 결정 기구(38)와, 웨이퍼 반입 기구(로딩 아암)(42)와, 웨이퍼 반출 기구(언로딩 아암)(44)와, 스피너 세정 유닛(46)이 배치되어 있다.

또한, 베이스(4)의 대략 중앙부에는, 척 테이블(30)을 세정하는 세정수 분사 노즐(48)이 마련되어 있다. 이 세정수 분사 노즐(48)은, 척 테이블(30)이 장치 앞쪽의 웨이퍼 반입?반출 영역에 위치한 상태에서, 척 테이블(30)을 향해 세정수를 분사한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시형태에 따른 바이트 휠(25)의 사시도가 도시되어 있다. 바이트 휠(25)은, 환형의 휠베이스(50)와, 휠베이스(50)에 착탈 가능하게 부착된 바이트 유닛(26)과, 휠베이스(50)의 회전 중심을 기준으로 바이트 유닛(26)에 대하여 점대칭 위치에서 휠베이스(50)에 착탈 가능하게 부착되며 바이트 유닛(26)과 동일 중량의 밸런스 잡기용 추(counterbalance)(66)로 구성된다. 바이트 휠(25)은 화살표(R) 방향으로 회전되어 웨이퍼(W) 표면에 형성된 범프(5)를 절삭한다.

바이트 유닛(26)은, 도 4의 분해 사시도에 도시하는 바와 같이, 대략 직육면체 형상의 생크(바이트 생크)(52)와, 생크(52)에 착탈 가능하게 부착된 바이트(54)로 구성된다. 바이트(54)는 판형을 취하고 있고, 길이 방향의 일단부의 표면측에는 다이아몬드 등으로 소정 형상으로 형성된 절삭날(56)이 고착되어 있다. 바이트(54)에는 나사(58)가 삽입되는 원형 구멍(59)이 형성되어 있다.

생크(52)의 일측면에는, 바이트(54)의 두께와 동등한 깊이를 갖는 피트(60)가 형성되어 있다. 피트(60)에는 나사 구멍(61)이 형성되어 있다. 바이트(54)를 생크(52)의 피트(60) 안에 삽입하고, 바이트(54)의 원형 구멍(59)을 통해 나사(58)를 나사 구멍(61)에 나사 결합하는 것에 의해, 바이트(54)가 생크(52)에 고정된다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 휠베이스(50)에는 직육면체 형상의 부착 구멍(62)과, 부착 구멍(62)에 개구되는 나사 구멍(63)이 형성되어 있다. 바이트 유닛(26)의 생크(52)를 휠베이스(50)에 형성된 부착 구멍(62) 속에 삽입하고, 나사(64)를 나사 구멍(63)에 나사 결합하여 체결하는 것에 의해, 바이트 유닛(26)이 휠베이스(50)에 고정된다.

한편, 밸런스 잡기용 추(66)는 바이트 유닛(26)과 동일 중량을 갖고 있고, 도 3 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 휠베이스(50)의 회전 중심을 기준으로 바이트 유닛(26)에 대하여 점대칭 위치에서 휠베이스(50)에 형성된 부착용 구멍(68) 속에 삽입되고, 나사 구멍(69) 속에 나사(70)를 나사 결합하여 체결하는 것에 의해, 휠베이스(50)에 고정된다.

다음에, 도 7을 참조하여, 바이트 휠(25)에 의한 반도체 웨이퍼(W)의 절삭 가공 방법에 대해서 설명한다. 반도체 웨이퍼(W)의 표면에는, 도 8의 (A)의 확대 단면도에 도시하는 바와 같이, 각 디바이스(D)의 전극에 각각 접속된 복수의 범프(5)가 형성되어 있고, 이들 범프(5)는 에폭시 수지 등으로 형성된 언더필재(7) 속에 매설되어 있다.

스핀들(22)을 약 2000 rpm으로 회전시키면서, 바이트 휠 이송 기구(18)를 구동하여 바이트 유닛(26)의 절삭날(56)을 언더필재(7)에 소정 깊이로 절입하고, 척 테이블(30)을 화살표 Y 방향으로 1 ㎜/s의 이송 속도로 이동시키면서, 언더필재(7)와 함께 범프(5)를 절삭한다. 이 절삭 가공시에는, 척 테이블(30)은 회전시키지 않으면서 Y축 방향으로 가공 이송한다.

척 테이블(30)에 흡인 유지된 웨이퍼(W)의 좌단이 절삭날(56)의 부착 위치를 통과하면, 웨이퍼(W)의 절삭이 종료되고, 도 8의 (B)에 도시하는 바와 같이, 언더필재(7)의 표면은 평탄해지며, 범프(5)는 언더필재(7)와 함께 절삭되어 그 높이가 균일하게 가공된다.

본 실시형태의 바이트 휠(25)에서는, 휠베이스(50)의 회전 중심을 기준으로 바이트 유닛(26)에 대하여 점대칭인 위치의 휠베이스(50)에 바이트 유닛(26)과 동일 중량을 갖는 밸런스 잡기용 추(66)가 배치되어 있기 때문에, 바이트 휠(25)의 회전에 따르는 진동이 경감되어, 진동에 기인하는 피가공물의 가공 품질의 악화를 억제할 수 있다.

W: 반도체 웨이퍼 D: 디바이스
2: 바이트 절삭 장치 5: 범프
10: 바이트 절삭 유닛 25: 바이트 휠
26: 바이트 유닛 30: 척 테이블
50: 휠베이스 52: 생크(바이트 생크)
54: 바이트 56: 절삭날
66: 밸런스 잡기용 추

Claims (1)

1. 피가공물을 절삭하는 바이트 휠로서,
   휠베이스와,
   상기 휠베이스에 착탈 가능하게 부착된 바이트 생크와, 이 바이트 생크에 착탈 가능하게 배치된 절삭날을 갖는 바이트 유닛과,
   상기 휠베이스의 회전 중심을 기준으로 상기 바이트 유닛에 대하여 점대칭 위치에서 상기 휠베이스에 배치되며 상기 바이트 유닛과 같은 중량을 갖는 밸런스 잡기용 추
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이트 휠.

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