JP2014075558A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブロック部とスリットノズル部との位置関係を常に一定とすることができる切削装置を提供すること。
【解決手段】切削装置はチャックテーブルと切削手段５０Ａ，５０Ｂとを備える。切削手段５０Ａ，５０Ｂは切削ブレード５１とスピンドル５２とスピンドルハウジング５３とノズル７０とをさらに備える。ノズル７０はブロック部７１とスリットノズル部７２，７３と切削液供給路とを含んで構成される。ブロック部７１とスリットノズル部７２，７３とは一体に形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物に対して切削加工を施す切削装置に関する。

ＩＣやＬＳＩ等のデバイスが複数形成された半導体ウェーハは、ダイシング装置と呼ばれる加工装置によって個々のデバイスに分割され、個々のデバイスは、携帯電話やパソコン等の電子機器に利用される。この種の加工装置では、半導体ウェーハを分割する際、高速で回転する切削ブレードを用い、切削ブレードと半導体ウェーハが接する加工点付近に向けて切削液を供給しながら切削加工を行うのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。また、この種の加工装置は、切削ブレードが回転スピンドルの前端に装着され、回転スピンドルがスピンドルハウジングに回転自在に内挿され、スピンドルハウジングの前端部にホイールカバーが装着され、ホイールカバーに切削液を噴射するノズルが保持されている。このノズルは、切削する対象物（半導体ウェーハ等）に最も近い位置から切削液を噴射するものがブレードクーラーノズルと呼ばれており、ブレードクーラーノズルは、複数の噴射スリットが形成されたパイプ形状のいわゆるスリットノズルである。ブレードクーラーノズルは、ホイールカバーに保持されるブロック部と、該ブロック部に固定されるスリットノズル部とを有しており、ブロック部とスリットノズル部とが別体で構成されている。スリットノズル部は、通常は中空パイプを曲げ加工によりＬ字形状に形成したものが用いられており、ブロック部中にスリットノズル部の一端を挿入した状態でろう付けと呼ばれる溶接により固定する方法（例えば、特許文献１参照）や、ブロック部中にスリットノズル部の一端を挿入した状態でネジ等により固定する方法（例えば、特許文献２参照）などによって、スリットノズル部がブロック部に固定されている。

特開２０１１−１１４２２０号公報 特願２０１１−１６８２８９号

ブロック部とスリットノズル部とが別体で構成されていることから、ブロック部にスリットノズル部をろう付けやネジ等の固定手段を用いて固定しなければならず、ブロック部にスリットノズル部をろう付けして固定する場合、ろう付け作業実施者の技量により接合強度のムラが発生しやすいので、経年の使用によりろう付け強度が変化する虞があった。また、ブロック部とスリットノズル部とが別体で構成されていることから、ブロック部に対してスリットノズル部が位置ズレする虞があった。そして、二つの切削ブレードを対向配置させたフェイシングデュアルタイプの加工装置においては、スリットノズル部の先端側が切削ブレードから離れてやや開いた状態でブロック部に固定されることによって前記ブロック部に対して前記スリットノズル部が位置ズレした場合、切削ブレード同士が対面して最も近接した際に、スリットノズル部同士が接触する虞があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ブロック部とスリットノズル部との位置関係を常に一定と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。

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、前記チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段と、を備えた切削装置であって、前記切削手段は、前記切削ブレードを前端に装着するスピンドルと、前記スピンドルを回転自在に支持するスピンドルハウジングと、前記スピンドルハウジングの前端部に固定され、前記切削ブレードを挟んで両側に配設され該切削ブレードに両側から切削液を供給するノズルと、をさらに備え、前記ノズルは、前記スピンドルハウジングに装着されるブロック部と、前記ブロック部から前記切削ブレードの刃先周辺まで延在し、前記刃先周辺の前記切削ブレード側の側面に複数の噴射スリットを有するスリットノズル部と、前記ブロック部から前記スリットノズル部の前記噴射スリットへ切削液を供給する切削液供給路と、を含んで構成され、前記ブロック部と前記スリットノズル部とは一体に形成されることを特徴とする。

本発明の切削装置によれば、ブロック部とスリットノズル部とが一体に形成されるので、ブロック部とスリットノズル部との位置関係を常に一定とすることができ、ブロック部に対するスリットノズル部の位置ズレに起因する不具合を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る切削装置の構成例を示す図である。 図２は、実施形態に係る切削手段の構成例を示す図である。 図３は、実施形態に係るノズルの構成例を示す図である。 図４は、図３に示すノズルの断面図である。

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、置換また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構成例を示す図である。図２は、実施形態に係る切削手段の構成例を示す図である。図３は、実施形態に係るノズルの構成例を示す図である。図４は、図３に示すノズルの断面図である。

図１に示す本実施形態に係る切削装置１は、図示しない被加工物を保持したチャックテーブル３０と、二つの切削手段５０Ａ，５０Ｂとを相対移動させることで、被加工物に切削加工を施すものであり、チャックテーブル３０と一方の切削手段５０Ａ、または、チャックテーブル３０と他方の切削手段５０Ｂ、あるいは、チャックテーブル３０と両方の切削手段５０Ａ，５０Ｂとを相対移動させて被加工物に切削加工を施すものである。切削装置１は、二つの切削手段５０Ａ，５０ＢがＹ軸方向に対向配置されたフェイシングデュアルタイプの加工装置である。切削装置１は、カセットエレベータ１０と、仮置き手段２０と、チャックテーブル３０と、撮像手段４０と、切削液を供給するノズル７０が配設された二つの切削手段５０Ａ，５０Ｂと、洗浄・乾燥手段６０とを含んで構成される。

ここで、被加工物は、切削加工される加工対象であり、特に限定されないが、例えば、シリコン、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）等を母材とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハ、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）系の円板状の無機材料基板、金属や樹脂等の板状の延性材料等、各種加工材料である。

カセットエレベータ１０は、被加工物を一枚ずつ収納する図示しない収納部がＺ軸方向に複数形成されており、一度に複数の被加工物を収納するものである。カセットエレベータ１０は、装置本体２の内部に形成された図示しない空間をＺ軸方向において昇降自在に構成されている。

仮置き手段２０は、切削加工前後の被加工物が一時的に載置される一対のレール２１，２２を有しており、切削加工前後の被加工物を仮置きするものである。一対のレール２１，２２は、本実施形態においては、Ｙ軸方向に平行に配設されている。

チャックテーブル３０は、表面３１（保持面に相当）を構成する部分がポーラスセラミック等から円盤形状に形成されており、図示しない真空吸引源により、表面３１に載置された被加工物を吸引保持するものである。チャックテーブル３０は、切削手段５０Ａ，５０Ｂに対してチャックテーブル３０をＸ軸方向に相対移動させる図示しないＸ軸移動手段（加工送り手段に相当）を備えている。Ｘ軸方向は、本実施形態においては、後述する切削ブレード５１の回転軸の方向（Ｙ軸方向）および鉛直方向（Ｚ軸方向）の双方と直交する方向である。

撮像手段４０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサを用いたカメラ等であり、チャックテーブル３０に保持された被加工物を撮像し、被加工物に対する切削手段５０Ａ，５０Ｂのアライメント調整を行うための画像データを生成する。

二つの切削手段５０Ａ，５０Ｂは、Ｙ軸方向の同軸線上に対向配置されており、撮像手段４０によって撮像された被加工物の画像データに基づいてチャックテーブル３０に保持された被加工物に切削液を供給しながら加工すべき領域に切削加工を施すものである。二つの切削手段５０Ａ，５０Ｂは、切削ブレード５１と、スピンドル５２と、スピンドルハウジング５３と、ブレードカバー５４と、ノズル７０とをそれぞれ含んで構成され、Ｙ軸移動手段５５（割り出し送り手段に相当）およびＺ軸移動手段５６（切り込み送り手段に相当）を介して装置本体２上の柱部３にそれぞれ支持されており、Ｙ軸方向とＺ軸方向とにそれぞれ相対移動可能に構成されている。切削ブレード５１は、極薄のリング形状に形成された切削砥石であり、高速回転することでチャックテーブル３０に保持された被加工物を切削するものである。切削ブレード５１は、スピンドル５２のＹ軸方向の前端に着脱可能に装着されている。スピンドルハウジング５３は、筒状に形成されており、内挿されたスピンドル５２を回転自在に支持している。ブレードカバー５４は、ノズル７０を着脱可能に保持している。ブレードカバー５４には、図２に示すように、長孔５８が形成されている。長孔５８は、固定ネジ５９ａ，５９ｂの頭部と係合するように構成され、かつ、長孔５８中に固定ネジ５９ａ，５９ｂの軸部が挿入された状態で該固定ネジ５９ａ，５９ｂを鉛直方向において昇降可能に構成されている。固定ネジ５９ａ，５９ｂは、ノズル７０の鉛直方向における位置決めがなされた状態で締め付けられることにより、ブレードカバー５４にノズル７０を固定する。ノズル７０は、ブレードカバー５４を介してスピンドルハウジング５３の前端部に保持されている。Ｙ軸方向は、本実施形態においては、鉛直方向と直交する切削ブレード５１の回転軸の方向である。また、Ｚ軸方向は、本実施形態においては、鉛直方向である。

洗浄・乾燥手段６０は、切削加工後の被加工物を保持するスピンナテーブル６１を有し、該スピンナテーブル６１を図示しない駆動源により回転させつつ図示しない洗浄液噴射装置から切削加工後の被加工物に洗浄液を噴射することで該被加工物を洗浄し、図示しない気体噴射装置から洗浄後の被加工物に気体を噴射することで該被加工物を乾燥させるように構成されている。

ここで、実施形態に係るノズル７０について説明する。ノズル７０は、切削ブレード５１の加工点に切削液を噴射させて供給するものであり、ブレードクーラーノズルと呼ばれるものである。ノズル７０は、図２および図３に示すように、ブロック部７１と、二つのスリットノズル部７２，７３とが一体に形成されており、ブロック部７１と、各スリットノズル部７２，７３との位置関係が常に一定となっている。

ブロック部７１は、図２ないし図４に示すように、摺動凸部７１ａと、二つの切削液供給孔７１ｂ，７１ｃと、二つの傾斜部７１ｄ，７１ｅと、二つの切削液供給路７４，７５とを一体に有している。摺動凸部７１ａは、ブレードカバー５４の図示しない摺動凹部に対して鉛直方向に摺動可能に保持されるように形成されている。摺動凸部７１ａには、固定ネジ５９ａ，５９ｂと螺合するネジ穴７１ｆ，７１ｇが形成されている。二つの切削液供給孔７１ｂ，７１ｃは、ブロック部７１の上面から下方に向かって形成されており、図示しない切削液供給配管を連結するための切削液供給継手８１ａ，８１ｂが嵌合可能な穴径と深さとで形成されている。二つの傾斜部７１ｄ，７１ｅは、ブロック部７１の下方に向かって突出形成されており、二つのスリットノズル部７２，７３の反対側に傾斜面が形成されている。二つの切削液供給路７４，７５は、切削液供給孔７１ｂ，７１ｃから下方に向かって形成された切削液供給路７４ａ，７５ａと、傾斜部７１ｄ，７１ｅの傾斜面に沿って形成された切削液供給路７４ｂ，７５ｂとを一体に有して構成されている。

二つのスリットノズル部７２，７３は、図２および図３に示すように、各傾斜部７１ｄ，７１ｅから切削ブレード５１の表面に対して平行に刃先５１ａ周辺まで延在され、切削ブレード５１を挟み込むように配設されている。二つのスリットノズル部７２，７３は、刃先５１ａ周辺の切削ブレード５１側の側面が円弧形状に形成されている。二つのスリットノズル部７２，７３は、図３および図４に示すように、噴射スリット７２ａ，７２ｂ，７２ｃおよび噴射スリット７３ａ，７３ｂ，７３ｃ（以下、単に「噴射スリット７２ａ〜７３ｃ」と称す）と、切削液供給路７６，７７とを有している。噴射スリット７２ａ〜７３ｃは、刃先５１ａ周辺の切削ブレード５１側の側面に形成されており、互いに対向配置されている。切削液供給路７６，７７は、スリットノズル部７２，７３のほぼ全長に亘って形成されている。切削液供給路７６，７７は、切削液供給路７４，７５を介して切削液供給孔７１ｂ，７１ｃと連通し、かつ、噴射スリット７２ａ〜７３ｃと連通している。切削液供給路７６，７７は、一端が封止部７８ａ，７８ｂにより液密にシールされて塞がれており、図示しない切削液供給源より供給された切削液を噴射スリット７２ａ〜７３ｃから噴射させる。

ここで、実施形態に係るノズル７０の製造方法について説明する。
（削り出し工程）
まず、フライス盤などによって、例えば、ステンレス鋼等のインゴットを削り出し加工し、ノズル７０の外形を形成する。
（穴あけ工程）
次に、フライス盤などによって、ブロック部７１の上面から下方に向かって穴を開けて切削液供給孔７１ｂ，７１ｃを形成し、該切削液供給孔７１ｂ，７１ｃから下方に向かって穴を開けて切削液供給路７４ａ，７５ａを形成し、ブロック部７１の外側から二つのスリットノズル部７２，７３に向かって穴を開けて切削液供給路７４ｂ，７５ｂを形成し、各スリットノズル部７２，７３から傾斜部７１ｄ，７１ｅに向かって穴を開けて切削液供給路７６，７７を形成し、ブロック部７１の切削液供給路７４，７５と各スリットノズル部７２，７３の切削液供給路７６，７７とを連通させる。
（ねじ穴形成工程）
次に、フライス盤などによって、ブロック部７１の摺動凸部７１ａに穴を開け、タップによって穴の内側に雌ねじを刻んでネジ穴７１ｆ，７１ｇを形成する。
（スリット形成工程）
次に、スリット研削盤やウォータージェット切断機などによって、二つのスリットノズル部７２，７３における刃先５１ａ周辺の切削ブレード５１側の側面に鉛直方向の切り込みを入れて噴射スリット７２ａ〜７３ｃを形成し、噴射スリット７２ａ〜７３ｃと切削液供給路７６，７７とを連通させる。
（穴埋め工程）
次に、切削液供給路７４ｂ，７５ｂを形成する際にブロック部７１の中間部付近に開けられた穴に対して穴埋め処理を施し、該穴を液密にシールして塞ぐ。次に、スリットノズル部７２，７３の先端部に封止部７８ａ，７８ｂを取り付け、切削液供給路７６，７７の先端部を液密にシールして塞ぐ。上述した削り出し工程、穴あけ工程、ねじ穴形成工程、スリット形成工程および穴埋め工程により、本実施形態に係るノズル７０が製造される。

ここで、実施形態に係るノズル７０が配設された二つの切削手段５０Ａ，５０Ｂを備えるフェイシングデュアルタイプの切削装置１の動作について説明する。切削装置１は、両方の切削手段５０Ａ，５０Ｂにより被加工物に切削加工を施す場合、Ｙ軸移動手段５５，５５により切削ブレード５１同士を対向させた状態で切削手段５０Ａ，５０Ｂ同士を最も近接させることがある。切削装置１は、切削手段５０Ａ，５０Ｂ同士を最も近接させた時、各切削手段５０Ａ，５０Ｂのノズル７０のスリットノズル部７２，７３同士の間隔が僅かなものとなるが、ブロック部７１とスリットノズル部７２，７３との位置関係が常に一定であるので、各切削手段５０Ａ，５０Ｂのノズル７０のスリットノズル部７２，７３同士が接触することを抑制することができる。

以上のように、実施形態に係る切削装置１によれば、ブロック部７１とスリットノズル部７２，７３とが一体に形成されるので、ブロック部７１とスリットノズル部７２，７３との位置関係を常に一定とすることができ、ブロック部７１に対するスリットノズル部７２，７３の位置ズレに起因する不具合を抑制することができるという効果を奏する。

また、実施形態に係る切削装置１によれば、ブロック部７１に対するスリットノズル部７２，７３の位置ズレに起因する不具合を抑制することができるので、二つの切削手段５０Ａ，５０Ｂの切削ブレード５１同士を対面させて最も近接させたときにノズル７０同士が接触することを抑制することができる。

また、実施形態に係る切削装置１によれば、ブロック部７１とスリットノズル部７２，７３との位置関係を常に一定とすることができるので、ノズル７０の調整の手違いを抑制することができ、ノズル７０が調整不足となることを抑制することができ、ノズル７０の切削液の噴射結果が経年で変化することを抑制することができる。

また、実施形態に係る切削装置１によれば、ブロック部７１とスリットノズル部７２，７３との位置関係を常に一定とすることができるので、ノズル７０をスピンドルハウジング５３の前端部に取り付けるだけで取付作業を完了することができるようになり、ノズル７０の位置を調整する調整作業を省略することができ、ノズル７０の取付作業を容易に行うことができる。

また、実施形態に係る切削装置１によれば、ブロック部７１とスリットノズル部７２，７３とが一体に形成されるので、ノズル７０の剛性を向上させることができ、オペレータ等の作業員がスリットノズル部７２，７３に不用意に触れたとしても、スリットノズル部７２，７３の変形や位置のずれを抑制することができる。

また、実施形態に係る切削装置１によれば、ブロック部７１とスリットノズル部７２，７３とが一体に形成されるので、ブロック部７１とスリットノズル部７２，７３との位置関係を高精度に制御して製造することができる。したがって、製造されたノズル７０ごとのばらつきを抑制することができる。

また、実施形態に係る切削装置１によれば、傾斜部７１ｄ，７１ｅには傾斜面が形成されているので、装置本体２上の図示しないその他の機器などとの干渉を抑制することができる。また、切削液供給路７４ａ，７５ａおよび切削液供給路７６，７７の双方に対する切削液供給路７４ｂ，７５ｂの傾斜角が鈍角であるので、ブロック部７１の切削液供給路７４，７５からスリットノズル部７２，７３の切削液供給路７６，７７に切削液を円滑に流すことができる。

なお、上記実施形態においては、切削装置１は、同軸線上に二つの切削手段５０Ａ，５０Ｂを対向配置させたフェイシングデュアルタイプであるが、二つの切削手段を平行に並べたパラレルデュアルタイプの切削装置や、一つの切削手段を有する切削装置であってもよい。パラレルデュアルタイプの切削装置や一つの切削手段を有する切削装置の場合には、ノズル７０により、位置ズレおよび噴射結果の変化を抑制することができ、取付作業を容易に行うことができ、剛性を向上させることができる。

また、上記実施形態においては、ブロック部７１とスリットノズル部７２，７３とが一体に形成されていることから、噴射スリット７２ａ〜７３ｃの個数やスリット幅、スリットノズル部７２，７３同士の間隔などが異なる複数個のノズル７０を予め用意しておき、加工条件を変えた時、その加工条件に適したノズル７０と交換できるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、ブロック部７１の上面には二つの切削液供給孔７１ｂ，７１ｃが形成されているが、ブロック部７１の上面に一つの切削液供給孔を形成し、ブロック部７１の内部で二つの切削液供給路７４，７５に分岐させてもよい。

また、上記実施形態においては、スリットノズル部７２，７３の先端部に封止部７８ａ，７８ｂを取り付けているが、スリットノズル部７２，７３の切削液供給路７６，７７の一端を液密にシールできればよいので、スリットノズル部７２，７３の先端部の切削液供給路７６，７７中にねじ込まれたり圧入されたりするいわゆる埋め栓などで液密にシールしてもよい。

１ 切削装置
３０ チャックテーブル
５０Ａ，５０Ｂ 切削手段
５１ 切削ブレード
５１ａ 刃先
５２ スピンドル
５３ スピンドルハウジング
７０ ノズル
７１ ブロック部
７１ｂ，７１ｃ 切削液供給孔
７２，７３ スリットノズル部
７２ａ〜７２ｃ，７３ａ〜７３ｃ 噴射スリット
７４〜７７ 切削液供給路

Claims (1)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、
   前記チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段と、
   を備えた切削装置であって、
   前記切削手段は、
   前記切削ブレードを前端に装着するスピンドルと、
   前記スピンドルを回転自在に支持するスピンドルハウジングと、
   前記スピンドルハウジングの前端部に固定され、前記切削ブレードを挟んで両側に配設され該切削ブレードに両側から切削液を供給するノズルと、をさらに備え、
   前記ノズルは、
   前記スピンドルハウジングに装着されるブロック部と、
   前記ブロック部から前記切削ブレードの刃先周辺まで延在し、前記刃先周辺の前記切削ブレード側の側面に複数の噴射スリットを有するスリットノズル部と、
   前記ブロック部から前記スリットノズル部の前記噴射スリットへ切削液を供給する切削液供給路と、を含んで構成され、
   前記ブロック部と前記スリットノズル部とは一体に形成される切削装置。

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