KR20130103367A

KR20130103367A - 바이트 절삭 장치

Info

Publication number: KR20130103367A
Application number: KR1020130021165A
Authority: KR
Inventors: 료지 다니모토; 도모히토 마츠다
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2013-09-23
Also published as: JP2013184277A; CN103311114A

Abstract

피가공물의 상면 높이 위치를 오검출하지 않고, 피가공물을 정해진 두께로 박화할 수 있는 바이트 절삭 장치를 제공하는 것이다.
바이트 절삭 장치로서, 피가공물을 유지하는 유지면을 갖는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 상면을 절삭하여 정해진 두께로 박화하는 바이트 절삭 수단과, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 상면 높이 위치를 검출하는 높이 위치 검출 수단과, 상기 높이 위치 검출 수단으로 상면 높이 위치가 검출되는, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 영역에 세정 유체를 공급하는 세정 유체 공급 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

바이트 절삭 장치{BITE CUTTING APPARATUS}

본 발명은, 웨이퍼 등의 피가공물을 바이트로 선회 절삭하는 바이트 절삭 장치에 관한 것이다.

반도체 디바이스의 경박단소화(輕薄短小化)를 실현하기 위한 기술에는 다양한 것이 있다. 일례로서, 반도체 웨이퍼에 형성된 디바이스 표면에 10 ㎛∼100 ㎛ 정도 높이의 범프라고 불리는 금속 돌기물을 복수 형성하고, 이들 범프를 배선 기판에 형성된 전극에 상대시켜 직접 접합하는 플립칩 본딩이라고 불리는 실장 기술이 실용화되고 있다.

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

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

따라서, 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 제2004-319697호 공보에서 제안되어 있다.

바이트 휠은, 휠 베이스와, 휠 베이스에 배치된 절삭날을 포함하는 바이트 유닛을 구비하고, 바이트 휠을 회전시키면서, 절삭날을 피가공물에 접촉시킨 상태로 바이트 휠과 피가공물을 슬라이딩시킴으로써 절삭을 수행한다.

바이트 절삭 장치는, 척 테이블 상에 유지한 웨이퍼 등의 피가공물의 상면 높이 위치를 검출하는 접촉식의 높이 위치 검출기를 구비하고 있고, 검출한 피가공물의 상면 높이 위치를 기초로 피가공물을 절삭하여, 정해진 두께로 박화(薄化)하고 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2004-319697호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2009-172723호 공보

그런데, 피가공물의 상면에 먼지 등의 이물질이 놓인 경우에, 높이 위치 검출기의 접촉침이 먼지에 접촉하여, 먼지의 상면을 피가공물의 상면으로서 높이 위치를 검출해 버릴 우려가 있다. 먼지의 상면을 피가공물의 상면으로서 오검출하면, 절삭한 피가공물이 정해진 두께로 박화되지 않아 문제가 된다.

또, 피가공물을 절삭할 때의 최종적인 제거량이, 절삭날이 한번에 피가공물을 절개하는 절개량보다 많은 경우에는, 정해진 높이에 위치시킨 바이트 절삭 유닛으로 피가공물을 절삭한 후, 바이트 절삭 유닛을 보다 아래쪽에 위치시켜 피가공물을 절삭하는 것을 반복하여, 복수 패스로 나눠 최종적인 제거량을 절삭하고 있다.

복수 패스에서의 가공시에는, 최종 패스를 절삭 가공하기 전에, 한번 피가공물의 상면 높이 위치를 접촉식의 높이 위치 검출기로 검출하여, 정해진 두께분을 최종 패스로 절삭 제거함으로써, 최종적인 완성 두께를 고정밀도로 제어하는 것이 있다.

최종 패스를 절삭 가공하기 전의 피가공물 상면에는, 앞선 절삭 가공에서 발생한 절삭 부스러기가 부착되어 있기 때문에, 높이 위치 검출기에서의 피가공물의 상면 높이 위치 검출시에 부착물 상면을 피가공물 상면 높이 위치로 오검출해 버릴 가능성이 높다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 피가공물의 상면 높이 위치를 오검출하지 않고, 피가공물을 정해진 두께로 박화할 수 있는 바이트 절삭 장치를 제공하는 것이다.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 바이트 절삭 장치로서, 피가공물을 유지하는 유지면을 갖는 척 테이블과, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 상면을 절삭하여 정해진 두께로 박화하는 바이트 절삭 수단과, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 상면 높이 위치를 검출하는 높이 위치 검출 수단과, 상기 높이 위치 검출 수단으로 상면 높이 위치가 검출되는, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 영역에 세정 유체를 공급하는 세정 유체 공급 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 바이트 절삭 장치가 제공된다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 높이 위치 검출 수단은 피가공물의 상면에 접촉하는 접촉침을 갖고 있고, 세정 유체 공급 수단은, 접촉침을 향해 세정 유체를 공급하는 것인 절삭 장치가 제공된다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 세정 유체는 액체와 기체의 혼합 유체로 구성되는 바이트 절삭 장치가 제공된다.

청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 세정 유체 공급 수단으로부터, 높이 위치 검출 수단으로 상면 높이 위치가 검출되는 피가공물의 영역에 세정 유체가 공급되기 때문에, 피가공물의 상면 높이 위치를 오검출하지 않고, 피가공물을 정해진 두께로 박화할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 상면 높이 위치 검출 수단이 접촉침을 갖는 접촉식인 경우에, 상면 높이 위치 검출 수단의 접촉침에 이물질이 부착되어 있더라도 세정 유체에 의해 세정할 수 있기 때문에, 피가공물의 높이 위치를 정확하게 검출할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 세정액을 액체와 기체의 혼합 유체로 함으로써, 예컨대 피가공물의 피절삭면이 금속이나 수지 등의 연성재로 이루어진 경우라도, 절삭에 의해 발생한 피가공물의 절삭 부스러기를 효과적으로 제거할 수 있어, 피가공물의 상면 높이 위치를 정확하게 검출할 수 있다.

도 1은 본 발명 실시형태에 따른 바이트 절삭 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A 화살표 방향에서 본 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시형태에 따른 바이트 절삭 장치(2)의 사시도가 나타나 있다. 바이트 절삭 장치(2)의 하우징(4)은, 수평 하우징 부분(6)과, 수직 하우징 부분(8)으로 구성된다.

수직 하우징 부분(8)에는 상하 방향으로 신장되는 한쌍의 가이드 레일(12, 14)이 고정되어 있다. 이 한쌍의 가이드 레일(12, 14)을 따라서 바이트 절삭 유닛(16)이 상하 방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다. 바이트 절삭 유닛(16)은, 지지부(20)를 개재하여 한쌍의 가이드 레일(12, 14)을 따라서 상하 방향으로 이동하는 이동 베이스(18)에 부착되어 있다.

바이트 절삭 유닛(16)은, 지지부(20)에 부착된 스핀들 하우징(22)과, 스핀들 하우징(22) 내에 회전 가능하게 수용된 스핀들(24)과, 스핀들(24)을 회전 구동하는 서보 모터(26)를 포함하고 있다.

스핀들(24)의 선단부에는 휠 마운트(28)가 고정되어 있고, 이 휠 마운트(28)에 바이트 공구(32)를 갖는 바이트 휠(30)이 장착되어 있다. 바이트 공구(32)는 다이아몬드로 형성된 절삭날을 그 선단에 갖고 있다.

바이트 절삭 장치(2)는, 바이트 절삭 유닛(16)을 한쌍의 가이드 레일(12, 14)을 따라서 상하 방향으로 이동하는 바이트 절삭 유닛 이송 기구(34)를 구비하고 있다. 바이트 절삭 유닛 이송 기구(34)는, 볼나사(36)와, 볼나사(36)의 일단부에 고정된 펄스 모터(38)로 구성된다. 펄스 모터(38)를 펄스 구동하면, 볼나사(36)가 회전하고, 이동 베이스(18)의 내부에 수용된 볼나사(36)의 너트를 개재하여 이동 베이스(18)가 상하 방향으로 이동한다.

수평 하우징 부분(6)의 오목부(10)에는, 척 테이블(40)이 배치되어 있다. 척 테이블(40)은 도시하지 않은 척 테이블 이동 기구에 의해 Y축 방향으로 이동한다. 44, 46은 벨로우즈이다. 척 테이블(40)에 인접하여, 절삭중인 피가공물 및 바이트 휠(30)을 향해 절삭수를 공급하는 절삭수 공급 노즐(42)이 배치되어 있다.

하우징(4)의 수평 하우징 부분(6)에는, 제1 카세트(48)와, 제2 카세트(50)와, 피가공물 반송 로봇(52)과, 복수의 위치 결정핀(56)을 갖는 임시 거치 테이블(54)과, 임시 거치 테이블(54)로부터 피가공물을 척 테이블(40) 상에 반입하는 피가공물 반입 수단(58)과, 척 테이블(40)로부터 피가공물을 반출하는 피가공물 반출 수단(60)과, 세정 유닛(62)이 배치되어 있다. 또한, 하우징(4)의 전방에는, 오퍼레이터가 절삭 가공 조건 등을 입력하는 조작 패널(64)이 설치되어 있다.

수평 하우징 부분(6)에는, 오목부(10)를 걸치도록 하여 게이트형 프레임(70)이 배치되어 있고, 게이트형 프레임(70)의 아래쪽 공간을 척 테이블(40)이 통과할 수 있게 되어 있다.

게이트형 프레임(70)에는, 제1 높이 위치 검출기(72)와 제2 높이 위치 검출기(74)가 부착되어 있다. 제1 및 제2 높이 위치 검출기(72, 74)는 각각 선단에 접촉침을 가지며, 예컨대 제1 높이 위치 검출기(72)로 척 테이블(40)의 유지면의 높이 위치를 검출하고, 제2 높이 위치 검출기(74)로 척 테이블(40)에 유지된 피가공물의 상면 높이 위치를 검출한다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 게이트형 프레임(70)에는 피가공물(11)의 상면(11a) 및 제2 높이 위치 검출기(74)의 접촉침(74a)을 향해 세정 유체를 공급하는 세정 유체 공급 노즐(78)이 부착되어 있다.

마찬가지로, 제1 높이 위치 검출기(72)에 인접하여, 피가공물(11)의 상면(11a) 및 제1 높이 위치 검출기(72)의 접촉침을 향해 세정 유체를 공급하는 세정 유체 공급 노즐(76)이 부착되어 있다.

세정 유체 공급 노즐(76, 78)은, 액체 공급원(80) 및 기체 공급원(82)에, 도시하지 않은 전자(電磁) 변환 밸브를 통해 접속되어 있다. 액체 공급원(80)으로부터는, 예컨대 순수가 0.25 리터/분의 비율로 공급되고, 기체 공급원(82)으로부터는, 예컨대 에어가 0.3 MPa의 압력으로 공급된다.

이상과 같이 구성된 바이트 절삭 장치(2)의 절삭 작업에 관해 이하에 설명한다. 제1 카세트(48) 내에 수용된 피가공물은, 피가공물 반송 로봇(52)의 상하 동작 및 진퇴 동작에 의해 반송되어, 임시 거치 테이블(54) 상에 배치된다.

임시 거치 테이블(54) 상에 배치된 피가공물은, 복수의 위치 결정핀(56)에 의해 중심 맞춤이 행해진 후에, 피가공물 반입 수단(58)의 선회 동작에 의해, 피가공물 반입ㆍ반출 영역에 위치되어 있는 척 테이블(40) 상에 배치되어, 척 테이블(40)에 의해 흡인 유지된다.

이어서, 척 테이블(40)을 제1 및 제2 높이 위치 검출기(72, 74)의 아래쪽으로 이동시켜, 제1 높이 위치 검출기(72)로 척 테이블(40)의 유지면의 높이 위치와 면이 일치하는 프레임의 상면 위치를 검출하고, 제2 높이 위치 검출기(74)로 피가공물의 상면 높이 위치를 검출한다.

그리고, 피가공물의 상면 높이 위치로부터 척 테이블(40)의 유지면의 상면 높이 위치를 감산함으로써, 피가공물의 두께를 산출한다. 또한, 척 테이블의 유지면의 높이 위치의 검출은 셋업시에 한번 실시하면, 피가공물마다 실시할 필요는 없다.

척 테이블의 유지면 및 피가공물(11)의 상면(11a)의 높이 위치의 검출시에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 및 제2 높이 위치 검출기(72, 74)에 세정 유체 공급 노즐(76, 78)로부터 순수와 에어를 포함하는 혼합 유체를 공급하면서 높이 위치의 검출을 실시한다.

이에 따라, 척 테이블(40)의 프레임 상면 및 척 테이블(40)에 유지된 피가공물(11)의 상면(11a)에 부착되어 있는 먼지 등의 이물질을 씻어낼 수 있어, 척 테이블(40)의 프레임 상면의 높이 위치의 검출 및 피가공물(11)의 상면(11a)의 높이 위치의 검출을 정확하게 실시할 수 있다.

피가공물(11)의 두께는, 피가공물의 상면 높이 위치로부터 척 테이블(40)의 유지면의 높이 위치를 감산함으로써 산출되고, 산출된 피가공물의 두께를 기초로, 척 테이블(40)에 유지된 피가공물(11)의 목표 절삭 높이를 설정한다.

목표 절삭 높이를 설정한 후, 도 1에서 척 테이블 이동 기구를 구동하여 척 테이블(40)을 Y축 방향에서 깊이측(우측)까지 이동시킨 후, 바이트 절삭 유닛 이송 기구(34)를 구동하여, 바이트 공구(32)의 절삭날을 설정한 목표 절삭 높이까지 하강하여 피가공물을 절개한다.

그리고, Y축 방향 전방측으로 척 테이블(40)을 당기면서 척 테이블(40)에 유지된 피가공물(11)의 선회 절삭을 실시한다. 절삭 가공은 절삭액 공급 노즐(42)로부터 절삭액을 공급하면서 실시된다.

피가공물(11)을 절삭할 때의 최종적인 제거량이, 바이트 공구(32)의 절삭날이 한번에 피가공물(11)을 절개하는 절개량보다 많은 경우에는, 1 패스째로서 정해진 높이에 위치시킨 바이트 절삭 유닛(16)으로 피가공물(11)을 절삭한 후, 2 패스째로서 바이트 절삭 유닛(16)을 정해진 양만큼 아래쪽으로 보내어 피가공물(11)을 선회 절삭하는 것을 반복하여, 복수 패스로 나눠 피가공물(11)을 절삭한다.

복수 패스의 절삭 가공시에는, 최종 패스를 절삭 가공하기 전에, 척 테이블(40)을 제1 및 제2 높이 위치 검출기(72, 74)의 아래쪽으로 되돌려, 제2 높이 위치 검출기(74)로 피가공물(11)의 상면 높이 위치를 검출한다. 이 경우, 피가공물(11)의 복수 개소에서 그 상면 높이 위치를 검출하는 것이 바람직하다.

최종 패스를 절삭 가공하기 전에 피가공물(11)의 상면(11a)에는, 앞선 절삭 가공에서 발생한 절삭 부스러기가 피가공물(11)의 상면에 부착되어 있는 경우가 많지만, 세정 유체 공급 노즐(78)로부터 세정 유체를 공급하면서 제2 높이 위치 검출기(74)로 피가공물(11)의 상면 높이 위치를 검출하기 때문에, 앞선 절삭 가공에서 발생한 절삭 부스러기가 피가공물 상면에 부착되더라도 이것을 씻어낼 수 있어, 피가공물(11)의 상면 높이 위치를 정확하게 검출할 수 있다.

이와 같이 최종 패스를 절삭 가공하기 전에 피가공물(11)의 상면 높이 위치를 정확하게 검출하여, 척 테이블(40)을 바이트 절삭 영역으로 되돌린 후, 피가공물(11)의 상면 높이 위치에 기초하여 정해진 두께 부분을 최종 패스로 절삭 제거함으로써, 최종적인 완성 두께를 고정밀도로 제어할 수 있다.

2 : 바이트 절삭 장치 16 : 바이트 절삭 유닛
30 : 바이트 휠 32 : 바이트 공구
40 : 척 테이블 72 : 제1 높이 위치 검출기
74 : 제2 높이 위치 검출기 74a : 접촉침
76, 78 : 세정 유체 공급 노즐 80 : 액체 공급원
82 : 기체 공급원

Claims

바이트 절삭 장치로서,
피가공물을 유지하는 유지면을 갖는 척 테이블과,
상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 상면을 절삭하여, 정해진 두께로 박화(薄化)하는 바이트 절삭 수단과,
상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 상면 높이 위치를 검출하는 높이 위치 검출 수단과,
상기 높이 위치 검출 수단으로 상면 높이 위치가 검출되는, 상기 척 테이블에 유지된 피가공물의 영역에 세정 유체를 공급하는 세정 유체 공급 수단
을 구비한 것을 특징으로 하는 바이트 절삭 장치.
제1항에 있어서, 상기 높이 위치 검출 수단은 피가공물의 상면에 접촉하는 접촉침을 갖고 있고,
상기 세정 유체 공급 수단은, 상기 접촉침을 향해 세정 유체를 공급하는 것인 바이트 절삭 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 세정 유체는 액체와 기체의 혼합 유체로 구성되는 것인 바이트 절삭 장치.