JP5184250B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、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に保持された被加工物を切削する切削手段とを備えた切削装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画された領域に形成された半導体ウエーハは、切削ブレードが装着された切削装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

切削ブレードは、中心部に装着穴（開口部）が形成された基台と、該基台の外周に形成された切刃とから構成され、切刃が経時的に磨耗するか又は切刃に欠けが生じた際は新品の切削ブレードと交換される。

切削手段は、スピンドルを回転駆動するスピンドルユニットと、切削ブレードと、該切削ブレードの基台に形成された装着穴が装着されるボス部と切削ブレードの基台を支持する固定フランジとから構成されてスピンドルに固定されたブレードマウントと、該ブレードマウントのボス部の先端部に形成された雄ねじに螺合し該切削ブレードの基台をブレードマウントの固定フランジとで挟持して固定する固定ナットとから構成されていて、切削ブレードの着脱が可能に構成されている（例えば、特開平９−３１４４６５号公報参照）。

切削ブレードをブレードマウントから取り外す際は、まず固定ナットをブレードマウントのボス部（装着軸）から外し、その後切削ブレードをブレードマウントから取り外す必要がある。反対に、切削ブレードをブレードマウントに装着する際は、切削ブレードをブレードマウントに装着し、その後、ブレードマウントのボス部に固定ナットを螺着する。
特開平９−３１４４６５号公報

上述したように、固定ナットをブレードマウントのボス部に螺合することにより切削ブレードをスピンドルに取り付けるが、切削ブレードの基台に形成された装着穴がブレードマウントのボス部に装着される際に生ずるずれ量は５μｍ弱であるのに対して、固定ナットをブレードマウントのボス部に螺合して切削ブレードを固定した際の該固定ナットの中心と該ボス部の中心とのずれ量は最大で５０μｍ程度もあり、固定ナットの中心とボス部の中心とのずれによってホイールバランスが崩れ、切削ブレードが振動して高精度な切削ができないという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、固定ナットの中心がずれないようにブレードマウントのボス部に螺合して切削ブレードを固定可能な切削装置を提供することである。

本発明によると、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手段とを備えた切削装置であって、前記切削手段は、スピンドルを回転駆動するスピンドルユニットと、外周に雄ねじの形成されたボス部と、該ボス部と一体的に形成された固定フランジとを含み、前記スピンドルに固定されたブレードマウントと、中心部に前記ブレードマウントのボス部に挿入される装着穴を有する基台と、該基台の外周に形成された切刃とから構成され、前記ブレードマウントの固定フランジに当接するように装着された切削ブレードと、前記ブレードマウントのボス部に形成された雄ねじに螺合して前記切削ブレードの前記基台を前記ブレードマウントの前記固定フランジとで挟持して固定する固定ナットと、から構成され、前記切削ブレードの前記基台には該装着穴を囲繞する環状溝が形成されており、前記固定ナットには該環状溝の内周面に嵌合する環状嵌合突起が形成されていることを特徴とする切削装置が提供される。

好ましくは、固定ナットの環状嵌合突起の外周には環状弾性部材が配設されている。本発明の切削装置では、固定ナットの環状嵌合突起が切削ブレードの環状溝の内周面に嵌合した状態で切削ブレードがブレードマウントに着脱される。

本発明によると、固定ナットの環状嵌合突起が切削ブレードの環状溝に嵌合された状態で、切削ブレードがブレードマウントに装着されて固定ナットにより固定されるので、固定ナットの中心とブレードマウントのボス部の中心とのずれ量は切削ブレードの中心とブレードマウントのボス部の中心とのずれ量に依存する。

よって、固定ナットの中心とブレードマウントのボス部の中心とのずれ量が軽減された状態で、ブレードマウントのボス部の端部に固定ナットを螺合して切削ブレードをブレードマウントに固定することができる。

また、固定ナットの環状嵌合突起を切削ブレードの環状溝に嵌合して固定ナットと切削ブレードが一体となった状態で、切削ブレードをブレードマウントに着脱できるように切削装置を構成したので、切削ブレードと固定ナットとの着脱が容易になる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると半導体ウエーハをダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することのできる切削装置（ダイシング装置）２の外観が示されている。

切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。

図２に示すように、ダイシング対象のウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２ストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。

ウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエーハカセット８中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。

ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数の固定手段１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。

アライメント手段２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像手段２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。

アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削手段２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

図３を参照すると、切削手段２４の分解斜視図が示されている。図４は切削手段２４の斜視図である。２５は切削手段２４のスピンドルハウジングであり、スピンドルハウジング２５中に図示しないサーボモータにより回転駆動されるスピンドル２６が回転可能に収容されている。切削ブレード２８は電鋳ブレードであり、ニッケル母材中にダイヤモンド砥粒が分散されてなる切刃２８ａをその外周部に有している。

３０は切削ブレード２８をカバーするブレードカバーであり、切削ブレード２８の側面に沿って延長する切削水ノズル３２が取り付けられている。切削水が、パイプ３４を介して切削水ノズル３２に供給される。ブレードカバー３０はねじ穴３６，３８を有している。

５０は切削ブレード２８の切刃の磨耗又は欠けを検出するブレード検出ブロックであり、ねじ５４を丸穴５２に挿通してブレードカバー３０のねじ穴３８に螺合することにより、ブレード検出ブロック５０がブレードカバー３０に取り付けられる。ブレード検出ブロック５０は、ブレードセンサーの発光部と受光部の位置を調整する調整ねじ５５を有している。

４０は着脱カバーであり、ブレードカバー３０に取り付けられた際、切削ブレード２８の側面に沿って伸長する切削水ノズル４２を有している。切削水は、パイプ４４を介して切削水ノズル４２に供給される。

ねじ４８を着脱カバー４０の丸穴４６に挿通してブレードカバー３０のねじ穴３６に螺合することにより、着脱カバー４０がブレードカバー３０に固定される。これにより、図４に示すように切削ブレード２８の概略上半分がブレードカバー３０及び着脱カバー４０により覆われる。

図５を参照すると、スピンドル２６と、スピンドル２６に装着されるブレードマウント５８との関係を示す分解斜視図が示されている。２７はスピンドル２６とスピンドル２６を回転駆動する図示しないサーボボータから構成された切削手段２４のスピンドルユニットであり、スピンドルハウジング２５中に収容されている。スピンドル２６はテーパ部２６ａ及び先端小径部２６ｂを有しており、先端小径部２６ｂには雄ねじ５６が形成されている。

５８はボス部（装着軸）６０と、ボス部６０と一体的に形成された固定フランジ６２とから構成されるブレードマウントであり、ボス部６０には雄ねじ６４が形成されている。更に、ブレードマウント５８は装着穴６５を有している。

ブレードマウント５８は、装着穴６５をスピンドル２６の先端小径部２６ｂ及びテーパ部２６ａに挿入して、ナット６６を雄ねじ５６に螺合して締め付けることにより、図８（Ａ）に示すようにスピンドル２６の先端部に取り付けられる。

図６を参照すると、本発明実施形態の切削ブレード２８の斜視図が示されている。切削ブレード２８は、ハブ７０を有する円形基台６８と、円形基台６８の外周に形成された切刃２８ａと、装着穴７２とを有している。切削ブレード２８は更に、装着穴７２を囲繞するように形成された環状溝（環状凹部）７４を有している。

図７を参照すると、切削ブレード２８をブレードマウント５８に固定する固定ナット７６が示されている。図７（Ａ）は固定ナット７６の斜視図、図７（Ｂ）は固定ナット７６の背面側斜視図をそれぞれ示している。

固定ナット７６はその内周にブレードマウント５８の雄ねじ６４に螺合する雌ねじ７８を有すると共に、切削ブレード２８の環状溝７４に嵌合する環状嵌合突起８０を有している。図７（Ｃ）は環状嵌合突起８０の外周にＯリング８２を装着した状態を示している。

図８（Ａ）に示すように、切削ブレード２８の環状溝７４中に固定ナット７６の環状嵌合突起８０を嵌合して、固定ナット７６を切削ブレード２８と一体化する。そして、このように固定ナット７６が一体化された切削ブレード２８をブレードマウント５８のボス部６０に装着し、固定ナット７６をボス部６０の雄ねじ６４に螺合して締め付けることにより、切削ブレード２８がブレードマウント５８の固定フランジ６２と固定ナット７６で挟持され、切削ブレード２８がブレードマウント５８に装着される。

尚、固定ナット７６を雄ねじ６４に螺合して締め付けると、最初固定ナット７６とブレード２８は共に回転されるが、締め付け途中からは切削ブレード２８とブレードマウント５８との摩擦が大きくなるため、切削ブレード２８は回転せずに固定ナット７６のみが回転して締め付けられる。図８（Ｂ）は切削ブレード２８がブレードマウント５８に装着された状態を示している。

図９を参照すると、固定ナット７６の環状嵌合突起８０が切削ブレード２８の環状溝７４中に嵌合されて、固定ナット７６が一体化された切削ブレード２８が、ブレードマウント５８に装着された状態の縦断面図が示されている。

上述した実施形態によると、固定ナット７６の環状嵌合突起８０が切削ブレード２８の環状溝７４中に嵌合されて固定ナット７６が切削ブレード２８と一体となった状態で、固定ナット７６がブレードマウント５８の雄ねじ６４に螺合して締め付けられる。よって、固定ナット７６の中心とブレードマウント５８のボス部６０の中心とのずれ量は切削ブレード２８の中心とブレードマウント５８の中心とのずれ量に依存する。

従って、固定ナット７６の中心とブレードマウント５８のボス部６０の中心とのずれが軽減された状態で、ブレードマウント５８のボス部６０の端部に固定ナット７６を螺合して切削ブレード２８をブレードマウント５８に固定することができる。その結果、ホイールバランスを適正に保持することができ、切削ブレードの振動が抑制されて被加工物の高精度な切削を行うことができる。また、固定ナット７６と切削ブレード２８とが一体になった状態でブレードマウント５８に着脱できるので着脱が容易になる。

切削装置の外観斜視図である。 フレームと一体化されたウエーハを示す斜視図である。 切削手段（切削ユニット）の分解斜視図である。 切削手段の斜視図である。 スピンドルと、スピンドルに固定されるべきブレードマウントとの関係を示す分解斜視図である。 実施形態に係る切削ブレードの斜視図である。 図７（Ａ）は固定ナットの斜視図、図７（Ｂ）はその背面側斜視図、図７（Ｃ）は環状嵌合突起にＯリングが装着された状態の固定ナットの斜視図である。 図８（Ａ）は固定ナットが一体化された切削ブレードをブレードマウントに装着する状態の分解斜視図、図８（Ｂ）は切削ブレードがブレードマウントに装着された状態の斜視図である。 固定ナットが一体化された切削ブレードがブレードマウントに装着された状態の縦断面図である。

符号の説明

２ 切削装置
１８ チャックテーブル
２４ 切削手段
２６ スピンドル
２８ 切削ブレード
２８ａ 切刃
５８ ブレードマウント
６０ ボス部（装着軸）
６４ 雄ねじ
６８ 基台
７２ 装着穴
７４ 環状溝
７６ 固定ナット
８０ 環状嵌合突起
８２ Ｏリング

Claims (3)

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手段とを備えた切削装置であって、
   前記切削手段は、スピンドルを回転駆動するスピンドルユニットと、
   外周に雄ねじの形成されたボス部と、該ボス部と一体的に形成された固定フランジとを含み、前記スピンドルに固定されたブレードマウントと、
   中心部に前記ブレードマウントのボス部に挿入される装着穴を有する基台と、該基台の外周に形成された切刃とから構成され、前記ブレードマウントの固定フランジに当接するように装着された切削ブレードと、
   前記ブレードマウントのボス部に形成された雄ねじに螺合して前記切削ブレードの前記基台を前記ブレードマウントの前記固定フランジとで挟持して固定する固定ナットと、から構成され、
   前記切削ブレードの前記基台には該装着穴を囲繞する環状溝が形成されており、前記固定ナットには該環状溝の内周面に嵌合する環状嵌合突起が形成されていることを特徴とする切削装置。
2. 前記固定ナットの前記環状嵌合突起の外周には環状弾性部材が配設されていることを特徴とする請求項１記載の切削装置。
3. 前記固定ナットの前記環状嵌合突起が前記切削ブレードの前記環状溝の内周面に嵌合した状態で、該切削ブレードを前記ブレードマウントに着脱することを特徴とする請求項１又は２記載の切削装置。

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