JP2013219200A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物の上面から液体及び端材を容易に除去することができる切削装置を提供すること。
【解決手段】切削装置１は静止基台２と静止基台２の上面２ａに設けられた切削ユニット４を備えている。切削ユニット４はチャックテーブル１０と加工液を供給しつつ切削加工する加工手段２０とＸ軸移動手段３０とＹ軸移動手段４０とＺ軸移動手段５０と撮像手段６０とＸ軸移動手段３０を覆う蛇腹１３ａ，１３ｂとＸ軸移動手段３０の両側に配設された排水路１５とから構成されている。切削ユニット４は静止基台２の縁２ｂを中心としてチャックテーブル１０が低くなるようＸ（ＸＡ）軸方向を支点にしてＹ（ＹＡ）軸方向に傾斜している。
【選択図】図２

Description

本発明は、板状の被加工物を個々のデバイスチップに分割する切削装置に関する。

半導体装置製造工程や各種の電子部品製造工程において、ダイシングソーと呼ばれる極薄の切削ブレードを高速回転して被加工物を個々の製品やチップに分割する切削装置は、欠かすことが出来ない。この種の切削装置では、ボンド材とボンド材中に多量に含まれる微小の砥粒（ダイヤモンドやＳｉＣ等）で構成される刃先の厚さ２０〜３００μｍの切削ブレードを高速に回転して、被加工物（半導体ウェーハやガラス、セラミックス等）の分割予定ラインをミクロンレベルで粉砕除去し、個々の製品やチップに分割する。

この加工では、加工液などの液体を用いて冷却及び洗浄を行うが、加工途中に上面の状態を確認するため顕微鏡で観察するときや、加工が終了して被加工物を搬出する際は、液体は邪魔だったり不要になるためにエアガン等で除去したりする必要がある。また、被加工物を直接吸引保持して分割する場合、製品チップ以外の領域（端材部分）はチャックテーブルから加工液の勢いに押されて除去され、蛇腹上に落下し、引き続き加工液の流れに乗って、蛇腹から落下して処理される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−２３９８８８号公報

しかしながら、通常の切削装置では、チャックテーブルの上面が水平になるように装置が構成されているため、チャックテーブルに載置された被加工物の上面の水は何らかの勢いに乗じて排除されていた。そのため、洗浄及び搬送機能を持たない所謂マニュアルタイプの切削装置では、加工が終わった被加工物の上面に乗った液体をオペレータがエアガンからの高圧エアーを吹き付けて除去していた。

また、加工送り手段を覆う蛇腹上の液体やカットして出た端材も、同様の手段によって除去されていた。特に端材の場合は、端材が蛇腹に挟まると蛇腹が破損し加工送り手段の軸部に液体が漏洩し、装置が壊れてしまう可能性もあるため、注意が必要だった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工物の上面から液体及び端材を容易に除去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で保持された該被加工物に加工液を供給しつつ切削加工する加工手段と、該チャックテーブルを加工送り方向に移動せしめる加工送り手段と、該加工手段を該加工送り方向に直交する割り出し送り方向に移動せしめる割り出し送り手段と、該加工手段を該加工送り方向及び該割り出し送り方向に直交する深さ方向に移動せしめる切り込み送り手段と、該チャックテーブルに保持された該被加工物の切削すべき領域を撮像する撮像手段と、該チャックテーブルに連結され該加工送り手段を覆う蛇腹と、該加工送り方向に沿って該加工送り手段の両側に配設された排水路と、から構成される切削ユニットが、静止基台の平坦な上面に配設された切削装置であって、該切削ユニットは、該チャックテーブルが低くなるように該加工送り方向を支点にして該静止基台が該割り出し送り方向に傾斜していることを特徴とする。

そこで、本発明の切削装置では、加工送り手段と割り出し送り手段と切り込み送り手段との全てを含む切削ユニットが、チャックテーブルが低くなるように加工送り方向を支点にして、静止基台が割り出し送り方向に傾斜しているので、加工液などの液体や端材の被加工物の表面からの除去が重力により自然に促進される。また、その上、加工送り方向と割り出し送り方向と深さ方向が互いに直交しているので、加工送り手段と割り出し送り手段と切り込み送り手段の制御を、傾ける前と何ら変えることなく精度も保たれるという効果も奏でる。さらには、被加工物を搬出入するチャックテーブルが低くなるため、チャックテーブルに被加工物を載置する際に、オペレータがアクセスしやすいという効果も奏でる。

したがって、本発明の切削装置では、被加工物の上面から液体及び端材を容易に除去することができる。

図１は、実施形態に係る切削装置の全体の構成例を示す図である。 図２は、実施形態に係る切削装置の切削装置の構成例を示す図である。 図３は、実施形態に係る切削装置の側面を示す図である。 図４は、実施形態に係る被加工物としてのウエーハなどを示す斜視図である。

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〕
図１は、実施形態に係る切削装置の全体の構成例を示す図である。図２は、実施形態に係る切削装置の切削装置の構成例を示す図である。図３は、実施形態に係る切削装置の側面を示す図である。図４は、実施形態に係る被加工物としてのウエーハなどを示す斜視図である。

図１に示す実施形態に係る切削装置１は、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷ（被加工物に相当）に切削加工を施し、個々のデバイスチップに分割するものである。

ここで、被加工物としてのウエーハＷは、切削加工される加工対象であり、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハＷは、図４に示すように、表面に形成された複数のデバイスＤが複数のストリートＳによって格子状に区画されている。ウエーハＷは、表面の反対側の裏面に粘着テープＴが貼着され、粘着テープＴに環状フレームＦが貼着されることで、環状フレームＦに固定され、切削装置１により粘着テープＴを残してストリートＳに切削加工が施されて、デバイスＤに分割される。

切削装置１は、図１、図２及び図３に示すように、チャックテーブル１０やウエーハＷに切削加工を施す加工手段２０などを上面２ａに設けた静止基台２などを備えており、静止基台２の上面２ａには、搬出入領域Ｏと、加工領域Ｐとが設けられている。なお、静止基台２は、架台部３上に設けられている。静止基台２の上面２ａに設けられたチャックテーブル１０は、静止基台２の搬出入領域Ｏと加工領域Ｐとに亘って、Ｘ軸移動手段３０（加工送り手段に相当）により移動自在に設けられている。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、搬出入領域Ｏにおいて表面に載置されたウエーハＷを吸引保持する。

なお、Ｘ軸移動手段３０は、チャックテーブル１０をＸ（ＸＡ）軸方向（加工送り方向に相当）に搬出入領域Ｏと加工領域Ｐとの間で移動せしめるものであるとともに、チャックテーブル１０を中心軸線（ＺＡ軸と平行である）回りに回転自在に支持するテーブル移動基台１２を支持している。

また、チャックテーブル１０の周囲には、ウエーハＷの周囲の環状フレームＦを挟時するクランプ部１１が設けられており、チャックテーブル１０のＸ（ＸＡ）軸方向の両側には、チャックテーブル１０に連結されＸ軸移動手段３０を覆う蛇腹１３ａ，１３ｂが設けられている。蛇腹１３ａ，１３ｂは、布などの折畳み自在な適宜の材料で構成されており、チャックテーブル１０の移動に伴って伸縮して、チャックテーブル１０とともにＸ軸移動手段３０を覆って、Ｘ軸移動手段３０に後述する加工液が付着することを防止する。なお、Ｘ（ＸＡ）軸方向に沿ってＸ軸移動手段３０の両側には、チューブ１４を介して加工液を排水するための排水路１５が配設されている。

また、静止基台２の上面２ａの加工領域Ｐには、チャックテーブル１０で保持されたウエーハＷの上方に位置し、ウエーハＷに加工液を供給しつつ切削加工する加工手段２０が設けられている。加工手段２０は、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに対して、Ｙ軸移動手段４０（割り出し送り手段に相当）によりＸ（ＸＡ）軸方向に直交するＹＡ軸方向（割り出し方向に相当）に移動せしめられ、かつ、Ｚ軸移動手段５０（切り込み送り手段に相当）によりＸ（ＸＡ）軸方向及びＹＡ軸方向に直交するＺＡ軸方向（深さ方向に相当）に移動せしめられる。

加工手段２０は、図示しないブレード駆動源により回転駆動される切削ブレード２１を備えており、切削ブレード２１は、略リング形状を有する極薄の切削砥石であり、回転することでウエーハＷに切削加工を施す。また、加工手段２０は、切削ブレード２１に加工液を供給するノズル２２を備えており、ノズル２２は、切削ブレード２１および切削ブレード２１が切削するウエーハＷの切削箇所に向かって加工液を噴射する。加工手段２０は、加工領域Ｐにおいて、Ｙ軸移動手段４０及びＺ軸移動手段５０によりＹＡ軸方向及びＺＡ軸方向に移動されて、切削ブレード２１を回転しながらノズル２２から加工液を噴射することで、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷに切削加工を施す。このとき、ノズル２２から噴出された加工液は、切削ブレード２１および切削ブレード２１が切削するウエーハＷの切削箇所に衝突した後、チャックテーブル１０、ウエーハＷ及び蛇腹１３ａ，１３ｂ上を伝って排水路１５まで流れ、チューブ１４を介して切削装置１外に排出される。

また、加工手段２０の近傍には、加工手段２０と一体に、Ｙ軸移動手段４０及びＺ軸移動手段５０によりＹＡ軸方向及びＺＡ軸方向に移動自在な撮像手段６０が設けられている。撮像手段６０は、搬出入領域Ｏのチャックテーブル１０に保持された切削加工前のウエーハＷの切削すべき領域を撮像するＣＣＤカメラを備え、ＣＣＤカメラは、チャックテーブル１０に保持されたウエーハＷを撮像して、ウエーハＷと切削ブレード２１との位置合わせを行なうアライメントを遂行するための画像を得、得た画像の情報を加工手段２０の更に上方に設けられた制御手段７０及び表示手段８０に出力する。

制御手段７０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、表示手段８０に撮像手段６０が得た画像や加工動作の状態を表示するとともに、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が接続されている。制御手段７０は、搬出入領域Ｏのチャックテーブル１０が切削加工前のウエーハＷを吸引保持すると、Ｘ軸移動手段３０にチャックテーブル１０を加工領域Ｐに向かって移動させる。そして、制御手段７０は、撮像手段６０からＣＣＤカメラが得た切削加工前のウエーハＷの画像が入力すると、この画像に基いて、ウエーハＷと切削ブレード２１との位置合わせを行なうためのパターンマッチング等の画像処理を実行して、加工手段２０のアライメントを遂行する。そして、制御手段７０は、アライメント情報に基いて、加工手段２０にノズル２２から加工液を噴出させながらウエーハＷのストリートＳに切削加工を行わせ、全てのストリートＳに切削加工が施されると、加工手段２０を停止し、チャックテーブル１０を搬出入領域Ｏまで移動する。こうして、制御手段７０は、切削装置１を構成する上述した構成要素を制御して、ウエーハＷに対する加工動作を切削装置１に行わせる。

前述した切削装置１では、チャックテーブル１０と加工手段２０とＸ軸移動手段３０とＹ軸移動手段４０とＺ軸移動手段５０と撮像手段６０と蛇腹１３ａ，１３ｂと排水路１５とから切削ユニット４が構成され、この切削ユニット４が静止基台２の平坦な上面２ａに配設されている。また、前述した切削装置１では、静止基台２の上面２ａに直交するＺＡ軸が鉛直方向に平行なＺ軸との間に角度θを形成し、静止基台２の上面２ａに平行なＸＡ軸が水平方向に平行なＸ軸と一致し、静止基台２の上面２ａに平行なＹＡ軸が水平方向に平行なＹ軸との間に角度θを形成している。

切削装置１では、ＺＡ軸がＺ軸との間に角度θを形成し、ＸＡ軸がＸ軸と一致し、ＹＡ軸がＹ軸との間に角度θを形成するように、チャックテーブル１０が低くなるように、静止基台２がＸ（ＸＡ）軸を支点にしてＹ（ＹＡ）軸方向に傾斜している（Ｘ（ＸＡ）軸回りに傾斜している）。本実施形態では、切削装置１は、チャックテーブル１０が低くなるように、静止基台２のチャックテーブル１０側の縁２ｂを中心として、静止基台２をＸ（ＸＡ）軸回りに傾けている。なお、角度θは、３度〜７度の間であることが好ましく、５度程度であるのが更に好ましい。さらに、切削装置１では、静止基台２が前述したように傾斜していても、表示手段８０の向きは、オペレータが使用し易い向きに変更可能となっている。

以上のように、実施形態に係る切削装置１によれば、Ｘ軸移動手段３０とＹ軸移動手段４０とＺ軸移動手段５０の全てを含む切削ユニット４が、チャックテーブル１０が低くなるように、Ｘ（ＸＡ）軸方向を支点にしてＹ（ＹＡ）軸方向に傾斜しているので、加工液や被加工物の端材などのウエーハＷの表面からの除去が重力により自然に促進される。また、加工液の除去が自然に促進される上に、ＸＡ軸とＹＡ軸とＺＡ軸が互いに直交しているので、Ｘ軸移動手段３０とＹ軸移動手段４０とＺ軸移動手段５０の制御を傾ける前と何ら変えることなく、精度も保たれるという効果も奏でる。さらには、前述したように静止基台２が傾いているために、ウエーハＷを搬出入するチャックテーブル１０が低くなるため、チャックテーブル１０にウエーハＷを載置する際に、オペレータがアクセスしやすいという効果もある。したがって、切削装置１では、ウエーハＷの表面から加工液などの液体及びや被加工物の端材などを容易に除去することができる。

前述した実施形態では、チャックテーブル１０が低くなるように、静止基台２のチャックテーブル１０寄りの縁２ｂを中心として、静止基台２を傾けているが、本発明では、Ｘ（ＸＡ）軸を中心として静止基台２を傾けるのであれば、静止基台２の任意の位置を中心として、静止基台２を傾けても良い。

また、本発明では、被加工物は、ウエーハＷに限ることなく、ガラス、樹脂などからなる板状部材やパッケージ基板であっても良い。また、本発明では、被加工物としてのパッケージ基板は、粘着テープＴや環状フレームＦを介すことなく、チャックテーブル１０に直接保持されるものであっても良い。被加工物としてのパッケージ基板に切削加工を施す際には、表面に切削ブレード２１との接触を回避する逃げ溝などが設けられた矩形状のチャックテーブルを用いるのが望ましい。

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
２ 静止基台
２ａ 上面
４ 切削ユニット
１０ チャックテーブル
１３ａ，１３ｂ 蛇腹
１５ 排水路
２０ 加工手段
３０ Ｘ軸移動手段（加工送り手段）
４０ Ｙ軸移動手段（割り出し送り手段）
５０ Ｚ軸移動手段（切り込み送り手段）
６０ 撮像手段
Ｏ 搬出入領域
Ｐ 加工領域
Ｘ，ＸＡ 加工送り方向
ＹＡ 割り出し送り方向
ＺＡ 深さ方向
Ｗ ウエーハ（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で保持された該被加工物に加工液を供給しつつ切削加工する加工手段と、
   該チャックテーブルを加工送り方向に移動せしめる加工送り手段と、
   該加工手段を該加工送り方向に直交する割り出し送り方向に移動せしめる割り出し送り手段と、
   該加工手段を該加工送り方向及び該割り出し送り方向に直交する深さ方向に移動せしめる切り込み送り手段と、
   該チャックテーブルに保持された該被加工物の切削すべき領域を撮像する撮像手段と、
   該チャックテーブルに連結され該加工送り手段を覆う蛇腹と、
   該加工送り方向に沿って該加工送り手段の両側に配設された排水路と、から構成される切削ユニットが、静止基台の平坦な上面に配設された切削装置であって、
   該切削ユニットは、該チャックテーブルが低くなるように該加工送り方向を支点にして該静止基台が該割り出し送り方向に傾斜していることを特徴とする切削装置。

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