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JP5096052B2 - 切削装置 - Google Patents

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JP5096052B2 JP2007164535A JP2007164535A JP5096052B2 JP 5096052 B2 JP5096052 B2 JP 5096052B2 JP 2007164535 A JP2007164535 A JP 2007164535A JP 2007164535 A JP2007164535 A JP 2007164535A JP 5096052 B2 JP5096052 B2 JP 5096052B2
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Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削するための切削装置に関する。
例えば、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画された多数の領域にIC、LSI等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域をストリートに沿って分割することにより個々のデバイスを製造している。半導体ウエーハを分割する分割装置としては一般に切削装置が用いられている。この切削装置は、下記特許文献1に開示されているように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に保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段を具備し、切削ブレードを回転しつつチャックテーブルを相対的に切削送りさせることにより切削する。
特開平4−252048号公報
切削手段は、図4に示すように回転スピンドル100と、該回転スピンドル100の端部に装着され外周部側面に挟持面111aを備えたフランジ部111と該フランジ部111の中心部から側方に突出して形成された円筒状の装着部112とを有するブレードマウント110と、該ブレードマウント110の該円筒状の装着部112に装着され外周部にブレード装着部121aを備えた円盤状の基台121と該基台121のブレード装着部121aの側面に装着された砥石ブレード122とを有する切削ブレード120と、上記ブレードマウント110における円筒状の装着部112に形成された雄ネジ112aに螺合して装着され切削ブレード120の基台121を挟持する挟持面130aを備えた挟持ナット130とからなっている。
上述した切削装置は回転スピンドル100を通常20000〜30000rpmの回転速度で回転しつつ切削作業を実施している。しかるに、切削効率を向上させるために回転スピンドル100の回転速度を60000rpm以上にすると、切削ブレード120が図4において2点鎖線で示すように反りが発生する。このように切削ブレード120に反りが生ずると、所定のストリートに沿って切削することができず、デバイスを損傷するとともに、チッピングが発生するという問題がある。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、切削ブレードを高速で回転しても反りの発生を抑制することができる切削手段を備えた切削装置を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、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に保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段とを含み、該切削手段が回転スピンドルと、該回転スピンドルの端部に装着され側面に挟持面を備えたフランジ部と該フランジ部の中心部から側方に突出して形成された円筒状の装着部とを有するブレードマウントと、該ブレードマウントの該円筒状の装着部に装着された円盤状の基台本体および該基台本体の径方向外側に形成され断面が外周縁に向けて先細りとなる三角形状に形成されたブレード装着部を備えた基台と該基台の該ブレード装着部に装着された砥石ブレードとを有する切削ブレードと、該ブレードマウントにおける該円筒状の装着部に形成された雄ネジに螺合し該切削ブレードの該基台を挟持する挟持面を備えた挟持ナットとからなっている、切削装置において、
該ブレードマウントの該フランジ部は、該切削ブレードを構成する該基台の該基台本体の一方の面における最外周部に当接する第1の挟持面と、該第1の挟持面より内周側に間隔を置いて形成され該基台本体の一方の面に当接する第2の挟持面とを備えており、
該挟持ナットは、該切削ブレードを構成する該基台の該基台本体の他方の面における該第1の挟持面が当接する位置と対応する領域に当接する第3の挟持面を備えている、
ことを特徴とする切削装置が提供される。
本発明による切削装置においてはブレードマウントのフランジ部と挟持ナットによって挟持される切削ブレードは、基台本体の一方の面の最外周部と内周側部がブレードマウントを構成するフランジ部の第1の挟持面と第2の挟持面によって支持されるとともに、基台本体の他方の面における第1の挟持面が当接する位置と対応する領域が挟持ナットの第3の挟持面によって支持されるので、高速回転しても反りの発生が抑制される。
以下、本発明に従って構成された切削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
図1には、本発明に従って構成された切削装置の斜視図が示されている。図示の実施形態における切削装置は、略直方体状の装置ハウジング2を具備している。この装置ハウジング2内には、被加工物を保持するチャックテーブル3が切削送り方向である矢印Xで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル3は、吸着チャック支持台31と、該吸着チャック支持台31上に配設された吸着チャック32を具備しており、該吸着チャック32の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル3は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル31には、被加工物として後述する半導体ウエーハを保護テープを介して支持する支持フレームを固定するためのクランプ33が配設されている。このように構成されたチャックテーブル3は、図示しない切削送り手段によって、矢印Xで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。
図示の実施形態における切削装置は、切削手段としてのスピンドルユニット4を具備している。スピンドルユニット4は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Yで示す方向および切り込み方向である矢印Zで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング41と、該スピンドルハウジング41に回転自在に支持された回転スピンドル42と、該回転スピンドル42の前端部に装着された切削ブレード5とを具備している。この切削ブレード5およびその取付け構造について、図2および図3を参照して説明する。図2および図3に示す切削ブレード5は、円盤状の基台本体511と該基台本体511の外周側に形成されたブレード装着部512を備えた基台51と、該基台51のブレード装着部512の一方の側面(図3において右側側面)に装着された砥石ブレード52とからなっている。基台本体511の中央部には、後述するブレードマウントの装着部に嵌合する嵌合穴511aが形成されている。ブレード装着部512は、図3に示すように断面が外周縁に向けて先細りとなる三角形状に形成されており、図3において右側側面が砥石ブレード装着面512aとなっている。このように構成された基台51は、図示の実施形態においてはアルミニウムによって形成されている。
砥石ブレード52は、ダイヤモンド等からなる砥粒を結合剤で結合して円環状に形成され、上記基台51を構成するブレード装着部512の砥石ブレード装着面512aに装着される。なお、この砥石ブレード52としては、砥粒をレジンボンド材に混錬し環状に成型して焼成したレジノイドブレードや、砥粒を金属ボンド材に混錬し環状に成型して焼成したメタルブレードや、上記ブレード装着部512の砥石ブレード装着面512aに砥粒をニッケル等の金属メッキで結合した電鋳ブレード等が用いられる。
上述したように構成された切削ブレード5は、図2および図3に示すように切削装置のスピンドルハウジング41に回転自在に支持された回転スピンドル42に取付けられるブレードマウント6に装着される。そして、ブレードマウント6と挟持ナット7によって挟持され固定される。
回転スピンドル42に取付けられるブレードマウント6は、図2および図3に示すように円環状のフランジ部61と、該フランジ部61の中心部から側方に突出して形成された円筒状の装着部62とからなっている。フランジ部61における装着部62側の側面には、上記切削ブレード5を構成する基台51の基台本体511の一方の面(図3において右側側面)における最外周部(ブレード装着部512と連続する外周部)に当接する第1の挟持面611と、該第1の挟持面611より内周側に間隔を置いて形成され基台本体511の一方の面(図3において右側側面)に当接する第2の挟持面612とを備えている。装着部62は、切削ブレード5を構成する基台51を支持する支持部621が基台本体511に形成された嵌合穴511aと対応する径に形成されており、その先端部の外周面に雄ネジ622が形成されている。このように構成されたブレードマウント6は、中心部に回転スピンドル42のテーパー部421に装着するためのテーパー状の装着穴631および回転スピンドル42の先端部に形成された雌ネジ422に螺合する締め付けボルト8が挿通する挿通穴632が形成されている。このように構成されたブレードマウント6は、図3に示すように回転スピンドル42のテーパー部421にテーパー状の装着穴631を嵌合し、上記挿通穴632を挿通して配設された締め付けボルト8を回転スピンドル42の先端部に形成された雌ネジ422に螺合することにより、回転スピンドル42に取付けられる。
上述したように回転スピンドル42に取付けられたブレードマウント6の装着部6に上記切削ブレード5を構成する基台51の基台本体511が装着される。即ち、ブレードマウント6の装着部62の支持部621に基台本体511に形成された嵌合穴511aを嵌合し、基台本体511を挟持ナット7によって挟持して固定する。
挟持ナット7は、上記切削ブレード5を構成する基台51の基台本体511の他方の面(図3において左側側面)に当接する第3の挟持面71を備えている。この第3の挟持面71は、基台本体511の他方の面(図3において左側側面)における第1の挟持面611が当接する位置と対応する領域に当接するように設定されている。このように構成された挟持ナット7は、雌ネジ部72を上記ブレードマウント6を構成する装着部62の先端部に形成された雄ネジ622に螺合することにより、切削ブレード5を構成する基台51の基台本体511をブレードマウント6のフランジ部61とによって挟持して固定する。このようブレードマウント6のフランジ部61と挟持ナット7によって挟持される切削ブレード5は、基台本体511の一方の面(図3において右側側面)の最外周部と内周側部がブレードマウント6を構成するフランジ部61の第1の挟持面611と第2の挟持面612によって支持されるとともに、基台本体511の他方の面(図3において左側側面)における第1の挟持面611が当接する位置と対応する領域が挟持ナット7の第3の挟持面71によって支持されるので、高速回転しても反りの発生が抑制される。
以上のように構成された切削手段としてのスピンドルユニット4は、図示しない割り出し送り手段によって図1において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図1において矢印Zで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。
図1に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル3上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード5によって切削すべき領域を検出するためのアライメント手段11を具備している。このアライメント手段11は、顕微鏡やCCDカメラ等の光学手段からなる撮像手段を具備している。また、切削装置は、アライメント手段11によって撮像された画像を表示する表示手段12を具備している。
上記装置ハウジング2におけるカセット載置領域13aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル13が配設されている。このカセット載置テーブル13は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル13上には、被加工物Wを収容するカセット14が載置される。カセット14に収容される被加工物Wは、ウエーハの表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にコンデンサーやLEDや回路等のデバイスが形成されている。このように形成された被加工物Wは、環状の支持フレームFに装着された保護テープTの表面に裏面が貼着された状態でカセット14に収容される。
また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル13上に載置されたカセット14に収容されている被加工物W(環状のフレームFに保護テープTを介して支持されている状態)を仮置きテーブル15に搬出する搬出手段16と、仮置きテーブル15に搬出された被加工物Wを上記チャックテーブル3上に搬送する第1の搬送手段17と、チャックテーブル3上で切削加工された被加工物Wを洗浄する洗浄手段18と、チャックテーブル3上で切削加工された被加工物Wを洗浄手段18へ搬送する第2の搬送手段19を具備している。
以上のように構成された切削装置の作動について、簡単に説明する。
カセット載置テーブル13上に載置されたカセット14の所定位置に収容されている被加工物Wは、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル13が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出手段16が進退作動して搬出位置に位置付けられた被加工物Wを仮置きテーブル15上に搬出する。仮置きテーブル15に搬出された被加工物Wは、第1の搬送手段17の旋回動作によって上記チャックテーブル3上に搬送される。チャックテーブル3上に被加工物Wが載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して被加工物Wをチャックテーブル3上に吸引保持する。また、被加工物Wを保護テープTを介して支持する支持フレームFは、上記クランプ33によって固定される。このようにして被加工物Wを保持したチャックテーブル3は、アライメント手段11の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル3がアライメント手段11の直下に位置付けられると、アライメント手段11によって被加工物Wに形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット4を割り出し方向である矢印Y方向に移動調節してストリートと切削ブレード5との精密位置合わせ作業が行われる。
その後、切削ブレード5を矢印Zで示す方向に所定量切り込み送りし所定の方向に回転させつつ、被加工物Wを吸引保持したチャックテーブル3を切削送り方向である矢印Xで示す方向(切削ブレード5の回転軸と直交する方向)に所定の切削送り速度で移動することにより、チャックテーブル3上に保持された被加工物Wは切削ブレード5により所定のストリートに沿って切断される(切削工程)。この切削工程おいては、切削ブレード5を例えば60000rpm以上の高速で回転しても上述したように切削ブレード5が反ることがないので、被加工物Wをストリートに沿って正確にかつ効率よく切断することができる。このようにして、被加工物Wを所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル3を矢印Yで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切断作業を実施する。そして、被加工物Wの所定方向に延在するストリートの全てに沿って切断作業を実施したならば、チャックテーブル3を90度回転させて、被加工物Wの所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削作業を実行することにより、被加工物Wに格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のチップに分割される。なお、分割されたチップは、保護テープTの作用によってバラバラにはならず、フレームFに支持されたウエーハの状態が維持されている。
上述したように被加工物Wのストリートに沿って切断作業が終了したら、被加工物Wを保持したチャックテーブル3は最初に被加工物Wを吸引保持した位置に戻される。そして、被加工物Wの吸引保持を解除する。次に、被加工物Wは第2の搬送手段19によって洗浄手段18に搬送される。洗浄手段18に搬送された被加工物Wは、ここで洗浄および乾燥される。このようにして洗浄および乾燥された被加工物Wは、第1の搬送手段17によって仮置きテーブル15に搬出される。そして、被加工物Wは、搬出手段16によってカセット14の所定位置に収納される。従って、搬出手段16は、加工後の被加工物Wをカセット14に搬入する搬入手段としての機能も備えている。
本発明に従って構成された切削装置の斜視図。 図1に示す切削装置に装備されるスピンドルユニットの分解斜視図。 図1に示す切削装置に装備されるスピンドルユニットの断面図。 従来の切削装置におけるスピンドルユニットの断面図。
符号の説明
2:装置ハウジング
3:チャックテーブ
4:スピンドルユニット
41:スピンドルハウジング
42:回転スピンドル
5:切削ブレード
51:切削ブレードの基台
511:円盤状の基台本体
512:ブレード装着部
52:砥石ブレード
6:ブレードマウント
61:フランジ部
611:第1の挟持面
612:第2の挟持面
62:装着部
7:挟持ナット
71:第3の挟持面
8:締め付けボルト
11:アライメント手段
12:表示手段
13:カセット載置テーブル
14:カセット
15:仮置きテーブル
16:搬出手段
17:第1の搬送手段
18:洗浄手段
19:第2の搬送手段
W:被加工物
F:環状の支持フレーム
T:保護テープ

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に保持された被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段とを含み、該切削手段が回転スピンドルと、該回転スピンドルの端部に装着され側面に挟持面を備えたフランジ部と該フランジ部の中心部から側方に突出して形成された円筒状の装着部とを有するブレードマウントと、該ブレードマウントの該円筒状の装着部に装着された円盤状の基台本体および該基台本体の径方向外側に形成され断面が外周縁に向けて先細りとなる三角形状に形成されたブレード装着部を備えた基台と該基台の該ブレード装着部に装着された砥石ブレードとを有する切削ブレードと、該ブレードマウントにおける該円筒状の装着部に形成された雄ネジに螺合し該切削ブレードの該基台を挟持する挟持面を備えた挟持ナットとからなっている、切削装置において、
    該ブレードマウントの該フランジ部は、該切削ブレードを構成する該基台の該基台本体の一方の面における最外周部に当接する第1の挟持面と、該第1の挟持面より内周側に間隔を置いて形成され該基台本体の一方の面に当接する第2の挟持面とを備えており、
    該挟持ナットは、該切削ブレードを構成する該基台の該基台本体の他方の面における該第1の挟持面が当接する位置と対応する領域に当接する第3の挟持面を備えている、
    ことを特徴とする切削装置。
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