JP4319942B2 - 板状物に形成された電極の加工装置 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体チップ等の板状物の表面に突出して形成された複数個の電極の高さを揃える加工装置に関する。
半導体チップが複数個形成された半導体ウエーハはダイシング装置等によって個々の半導体チップに分割され、この分割された半導体チップは携帯電話やパソコン等の電気機器に広く用いられている。
近年、電気機器の軽量化、小型化を可能にするために、半導体チップの電極に５０〜１００μｍの突起状のバンプを形成し、このバンプを実装基板に形成された電極に直接接合するようにしたフリップチップと称する半導体チップが開発され実用に供されている。また、インターポーザーといわれる基板に複数の半導体チップを併設したり、積層したりして小型化を図る技術も開発され実用化されている。
近年、電気機器の軽量化、小型化を可能にするために、半導体チップの電極に５０〜１００μｍの突起状のバンプを形成し、このバンプを実装基板に形成された電極に直接接合するようにしたフリップチップと称する半導体チップが開発され実用に供されている。また、インターポーザーといわれる基板に複数の半導体チップを併設したり、積層したりして小型化を図る技術も開発され実用化されている。
しかるに、上述した各技術は半導体チップ等の基板の表面に複数個の突起状のバンプ（電極）を形成し、その突起状の電極を介して基板同士を接合するため、突起状のバンプ（電極）の高さを揃える必要がある。この突起状のバンプ（電極）の高さを揃えるためには、一般的に研削が用いられている。しかしながら、バンプ（電極）を研削すると、バンプ（電極）が金等の粘りのある金属によって形成されている場合にはバリが発生し、このバリが隣接するバンプ（電極）と短絡するという問題がある。
また、半導体チップ等の基板の表面に複数個の突起状のバンプ（電極）を形成する技術として、金等のワイヤーの先端を加熱溶融してボールを形成した後、半導体チップの電極にそのボールを超音波併用熱圧着し、ボールの頭を破断するスタッドバンプ形成法がある。このスタッドバンプ形成法によって形成されたバンプ（電極）は、熱圧着されたボールの頭を破断する際に針状の髭が発生することから研磨することが困難であり、加熱した板をバンプに押し当ててバンプの高さを揃えるようにしている。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００１−５３０９７号公報
しかるに、加熱した板をバンプに押し当ててバンプの高さを揃えると、バンプの頭が潰れる際に隣接するバンプと短絡するという問題がある。この問題を解消するために上記公報に記載された発明においては、バンプの先端部を除去する余分な工程を設けている。
上述した問題を解消するために本出願人は、板状物の表面に突出して形成された複数個の電極の先端部を切削によって除去する加工装置を特願２００３−１１０５３６として提案した。
而して、板状物の表面に突出して形成された複数個の電極の先端部を切削すると、切削屑が飛散し、この飛散した切削屑が板状物の表面に付着するとともに、加工領域を汚染するという新たな問題が生じた。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、板状物の表面に突出して形成された複数個の電極を短絡させることなくその高さを容易に揃えることができるとともに、加工屑の板状物への付着および加工領域の汚染を防止できる加工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、板状物の表面に突出して形成された複数個の電極の高さを揃える加工装置であって、
被加工物搬入・搬出域と加工域との間を移動可能に構成され板状物を載置する載置面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルを被加工物搬入・搬出域と加工域に移動せしめるチャックテーブル移動機構と、加工域に配設され該チャックテーブルに保持された板状物の表面に突出して形成された複数個の電極を切削し高さを揃える切削工具を備えた切削ユニットと、該切削ユニットを該チャックテーブルの該載置面と垂直な方向に進退せしめる切削ユニット送り機構と、該チャックテーブルに保持された板状物の加工面にエアーを噴出して該加工面上の切削屑を吹き飛ばすエアー噴出手段と、該エアー噴出手段から噴出されたエアーによって吹き飛ばされた切削屑を吸引する吸引手段とを具備し、
該チャックテーブルは該加工域において該載置面と平行に該切削ユニットに対して相対移動可能に構成され、
該切削ユニットは該切削工具を該載置面と平行な面内で回転可能に構成されており、
該エアー噴出手段は該加工域における該切削工具の回転方向上流側に配置されたエアーノズルを備え、
該吸引手段は該エアーノズルと対向して該加工域における該切削工具の回転方向下流側に配置された吸引筒を備えている、
ことを特徴とする板状物に形成された電極の加工装置が提供される。
被加工物搬入・搬出域と加工域との間を移動可能に構成され板状物を載置する載置面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルを被加工物搬入・搬出域と加工域に移動せしめるチャックテーブル移動機構と、加工域に配設され該チャックテーブルに保持された板状物の表面に突出して形成された複数個の電極を切削し高さを揃える切削工具を備えた切削ユニットと、該切削ユニットを該チャックテーブルの該載置面と垂直な方向に進退せしめる切削ユニット送り機構と、該チャックテーブルに保持された板状物の加工面にエアーを噴出して該加工面上の切削屑を吹き飛ばすエアー噴出手段と、該エアー噴出手段から噴出されたエアーによって吹き飛ばされた切削屑を吸引する吸引手段とを具備し、
該チャックテーブルは該加工域において該載置面と平行に該切削ユニットに対して相対移動可能に構成され、
該切削ユニットは該切削工具を該載置面と平行な面内で回転可能に構成されており、
該エアー噴出手段は該加工域における該切削工具の回転方向上流側に配置されたエアーノズルを備え、
該吸引手段は該エアーノズルと対向して該加工域における該切削工具の回転方向下流側に配置された吸引筒を備えている、
ことを特徴とする板状物に形成された電極の加工装置が提供される。
また、本発明によれば、板状物の表面に突出して形成された複数個の電極の高さを揃える加工装置であって、
被加工物搬入・搬出域と加工域との間を移動可能に構成され板状物を載置する載置面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルを被加工物搬入・搬出域と加工域に移動せしめるチャックテーブル移動機構と、加工域に配設され該チャックテーブルに保持された板状物の表面に突出して形成された複数個の電極を切削し高さを揃える切削工具を備えた切削ユニットと、該切削ユニットを該チャックテーブルの該載置面と垂直な方向に進退せしめる切削ユニット送り機構と、該チャックテーブルに保持された板状物の加工面にエアーを噴出して該加工面上の切削屑を吹き飛ばすエアー噴出手段と、該エアー噴出手段から噴出されたエアーによって吹き飛ばされた切削屑を吸引する吸引手段とを具備し、
該チャックテーブルは回転可能に構成されているとともに、該加工域において該載置面と平行に該切削ユニットに対して相対移動可能に構成されており、
該エアー噴出手段は該加工域における該切削工具の該チャックテーブル移動方向の一方側に配置されたエアーノズルを備え、
該吸引手段は該エアーノズルと対向して該加工域における該切削工具の該チャックテーブル移動方向の他方側に配置された吸引筒を備えている、
ことを特徴とする板状物に形成された電極の加工装置が提供される。
被加工物搬入・搬出域と加工域との間を移動可能に構成され板状物を載置する載置面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルを被加工物搬入・搬出域と加工域に移動せしめるチャックテーブル移動機構と、加工域に配設され該チャックテーブルに保持された板状物の表面に突出して形成された複数個の電極を切削し高さを揃える切削工具を備えた切削ユニットと、該切削ユニットを該チャックテーブルの該載置面と垂直な方向に進退せしめる切削ユニット送り機構と、該チャックテーブルに保持された板状物の加工面にエアーを噴出して該加工面上の切削屑を吹き飛ばすエアー噴出手段と、該エアー噴出手段から噴出されたエアーによって吹き飛ばされた切削屑を吸引する吸引手段とを具備し、
該チャックテーブルは回転可能に構成されているとともに、該加工域において該載置面と平行に該切削ユニットに対して相対移動可能に構成されており、
該エアー噴出手段は該加工域における該切削工具の該チャックテーブル移動方向の一方側に配置されたエアーノズルを備え、
該吸引手段は該エアーノズルと対向して該加工域における該切削工具の該チャックテーブル移動方向の他方側に配置された吸引筒を備えている、
ことを特徴とする板状物に形成された電極の加工装置が提供される。
本発明に従って構成された板状物に形成された電極の加工装置によれば、板状物の表面に突出して形成された複数個の電極の先端部を切削によって除去するので、短絡を生じさせることなくその高さを容易に揃えることができる。また、本発明によれば、加工時にエアー噴出手段によってチャックテーブルに保持された板状物の加工面にエアーを噴出して該加工面上の切削屑を吹き飛ばすとともに、吹き飛ばされた切削屑を吸引手段によって吸引するので、切削屑が飛散して半導体ウエーハ１０の表面に再付着することがないとともに、加工領域を汚染することもない。
以下、本発明に従って構成された板状物に形成された電極の加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１には本発明に従って構成された板状物に形成された電極の加工装置の斜視図が示されている。
図示の実施形態における加工装置は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に切削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。
図示の実施形態における加工装置は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に切削ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。
切削ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が設けられている。この支持部３１３にスピンドルユニット３２が取り付けられる。
スピンドルユニット３２は、支持部３１３に装着されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に配設された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２を回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ３２３とを具備している。回転スピンドル３２２の下端部はスピンドルハウジング３２１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端には円板形状の工具装着部材３２４が設けられている。なお、工具装着部材３２４には、切削工具としての切削バイト３３が着脱可能に装着される。
ここで、切削バイト３３の工具装着部材３２４への着脱構造について、図２を参照して説明する。
工具装着部材３２４には、外周部の一部に上下方向に貫通する切削工具取り付け穴３２４aが設けられているとともに、この切削工具取り付け穴３２４aと対応する外周面から切削工具取り付け穴３２４aに達する雌ネジ穴３２４ｂが設けられている。このように構成された工具装着部材３２４の切削工具取り付け穴３２４aに切削バイト３３を挿入し、雌ネジ穴３２４ｂに締め付けボルト３３０を螺合して締め付けることにより、切削バイト３３は工具装着部材３２４に着脱可能に装着される。なお、切削バイト３３は、図示の実施形態においては超鋼合金等の工具鋼によって棒状に形成されたバイト本体３３１の先端部にダイヤモンド等で形成された切削刃３３２を形成したものが用いられている。このように構成された工具装着部材３２４に装着されている切削バイト３３は、上記回転スピンドル３２２が回転することにより、後述するチャックテーブルの被加工物が載置される載置面と平行な面内で回転せしめられる。
工具装着部材３２４には、外周部の一部に上下方向に貫通する切削工具取り付け穴３２４aが設けられているとともに、この切削工具取り付け穴３２４aと対応する外周面から切削工具取り付け穴３２４aに達する雌ネジ穴３２４ｂが設けられている。このように構成された工具装着部材３２４の切削工具取り付け穴３２４aに切削バイト３３を挿入し、雌ネジ穴３２４ｂに締め付けボルト３３０を螺合して締め付けることにより、切削バイト３３は工具装着部材３２４に着脱可能に装着される。なお、切削バイト３３は、図示の実施形態においては超鋼合金等の工具鋼によって棒状に形成されたバイト本体３３１の先端部にダイヤモンド等で形成された切削刃３３２を形成したものが用いられている。このように構成された工具装着部材３２４に装着されている切削バイト３３は、上記回転スピンドル３２２が回転することにより、後述するチャックテーブルの被加工物が載置される載置面と平行な面内で回転せしめられる。
次に、上記切削バイト３３を装着する工具装着部材の他の実施形態について、図３を参照して説明する。
図３に示す工具装着部材３２５は、切削ユニットを構成する移動基台３１に直接取り付けられている。この工具装着部材３２５には、上下方向に貫通する切削工具取り付け穴３２５aが設けられているとともに、この切削工具取り付け穴３２５aと対応する前端面から切削工具取り付け穴３２５aに達する雌ネジ穴３２５ｂが設けられている。このように構成された工具装着部材３２５の切削工具取り付け穴３２５aに切削バイト３３を挿入し、雌ネジ穴３２５ｂに締め付けボルト３３０を螺合して締め付けることにより、切削バイト３３は工具装着部材３２５に着脱可能に装着される。
図３に示す工具装着部材３２５は、切削ユニットを構成する移動基台３１に直接取り付けられている。この工具装着部材３２５には、上下方向に貫通する切削工具取り付け穴３２５aが設けられているとともに、この切削工具取り付け穴３２５aと対応する前端面から切削工具取り付け穴３２５aに達する雌ネジ穴３２５ｂが設けられている。このように構成された工具装着部材３２５の切削工具取り付け穴３２５aに切削バイト３３を挿入し、雌ネジ穴３２５ｂに締め付けボルト３３０を螺合して締め付けることにより、切削バイト３３は工具装着部材３２５に着脱可能に装着される。
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における加工装置は、上記切削ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの載置面と垂直な方向）に移動せしめる切削ユニット送り機構４を備えている。この切削ユニット送り機構４は、直立壁２２の前側に配設され実質上鉛直に延びる雄ねじロッド４１を具備している。この雄ねじロッド４１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材４２および４３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材４２には雄ねじロッド４１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ４４が配設されており、このパルスモータ４４の出力軸が雄ねじロッド４１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド４１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ４４が正転すると移動基台３１即ち切削ユニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ４４が逆転すると移動基台３１即ち切削ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。
図１および図４を参照して説明を続けると、ハウジング２の主部２１の後半部上には略矩形状の加工作業部２１１が形成されており、この加工作業部２１１にはチャックテーブル機構５が配設されている。チャックテーブル機構５は、支持基台５１とこの支持基台５１に実質上鉛直に延びる回転中心軸線を中心として回転自在に配設された円板形状のチャックテーブル５２とを含んでいる。支持基台５１は、上記加工作業部２１１上に前後方向（直立壁２２の前面に垂直な方向）である矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に延在する一対の案内レール２３、２３上に摺動自在に載置されており、後述するチャックテーブル移動機構５６によって図１に示す被加工物搬入・搬出域２４（図４において実線で示す位置）と上記スピンドルユニット３２を構成する切削工具３３と対向する加工域２５（図４において２点鎖線で示す位置）との間で移動せしめられる。
上記チャックテーブル５２は、上面に被加工物を載置する載置面５２aを有し、上記支持基台５１に回転可能に支持されている。このチャックテーブル５２は、その下面に装着された回転軸（図示せず）に連結されたサーボモータ５３によって回転せしめられる。なお、チャックテーブル５２は、多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔性材料から構成されており、図示しない吸引手段に接続されている。従って、チャックテーブル５２を図示しない吸引手段に選択的に連通することにより、載置面５２a上に載置された被加工物を吸引保持する。なお、図示のチャックテーブル機構５は、チャックテーブル５２を挿通する穴を有し上記支持基台５１等を覆い支持基台５１とともに移動可能に配設されたカバー部材５４（図１参照）を備えている。
図４を参照して説明を続けると、図示の実施形態における加工装置は、上記チャックテーブル機構５を一対の案内レール２３に沿って矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめるチャックテーブル移動機構５６を具備している。チャックテーブル移動機構５６は、一対の案内レール２３、２３間に配設され案内レール２３、２３と平行に延びる雄ねじロッド５６１と、該雄ねじロッド５６１を回転駆動するサーボモータ５６２を具備している。雄ねじロッド５６１は、上記支持基台５１に設けられたネジ穴５１１と螺合して、その先端部が一対の案内レール２３、２３を連結して取り付けられた軸受部材５６３によって回転自在に支持されている。サーボモータ５６２は、その駆動軸が雄ねじロッド５６１の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ５６２が正転すると支持基台５１即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ａで示す方向に移動し、サーボモータ５６２が逆転すると支持基台５１即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる。矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめられるチャックテーブル機構５は、図４において実線で示す被加工物搬入・搬出域と２点鎖線で示す加工域に選択的に位置付けられる。また、チャックテーブル機構５は、加工域においては所定範囲に渡って矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向、即ち載置面５２aと平行に往復動せしめられる。
図１に戻って説明を続けると、上記チャックテーブル機構５を構成する支持基台５１の移動方向両側には、図１に示すように横断面形状が逆チャンネル形状であって、上記一対の案内レール２３、２３や雄ねじロッド５６１およびサーボモータ５６２等を覆っている蛇腹手段５７および５８が付設されている。蛇腹手段５７および５８はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段５７の前端は加工作業部２１１の前面壁に固定され、後端はチャックテーブル機構５のカバー部材５４の前端面に固定されている。蛇腹手段５８の前端はチャックテーブル機構５のカバー部材５４の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。チャックテーブル機構５が矢印２３ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段５７が伸張されて蛇腹手段５８が収縮され、チャックテーブル機構５が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段５７が収縮されて蛇腹手段５８が伸張せしめられる。
図示の実施形態における加工装置は、装置ハウジング２の主部２１における加工域２５に、上記チャックテーブル５２上に保持された板状物の加工面に圧縮エアーを噴出して加工面上の切削屑を吹き飛ばすエアー噴出手段３５と、このエアー噴出手段３５から噴出されたエアーによって吹き飛ばされた切削屑を吸引する吸引手段３６を具備している。エアー噴出手段３５は、図２に示すようにチャックテーブル５２上に保持された板状物の加工面にエアーを噴出するエアーノズル３５１と、このエアーノズル３５１と図示しないイオン化エアー供給手段とを接続するエアーパイプ３５２とを具備している。また、上記吸引手段３６は、上記エアーノズル３５１と対向して配設された吸引筒３６１と、この吸引筒３６１と図示しない吸引源とを接続する吸引パイプ３６２とを具備している。なお、図示の実施形態においては、上記エアー噴出手段３５のエアーノズル３５１は、加工域２５における上記工具装着部材３２４の矢印で示す回転方向上流側に配置されている。また、上記吸引手段３６の吸引筒３６１は、加工域２５における上記工具装着部材３２４の矢印で示す回転方向下流側に配置されている。
次に、図３に示す実施形態に装備されるエアー供給手段と吸引手段について説明する。
図３に示す実施形態におけるエアー噴出手段３７も、上記チャックテーブル５２上に保持された板状物の加工面にエアーを噴出するエアーノズル３７１と、このエアーノズル３７１と図示しないイオン化エアー供給手段とを接続するエアーパイプ３７２とを具備している。また、上記吸引手段３８も、上記エアーノズル３７１と対向して配設された吸引筒３８１と、この吸引筒３８１と図示しない吸引源とを接続する吸引パイプ３８２とを具備している。なお、図示の実施形態においては、エアー噴出手段３７のエアーノズル３７１は、切削バイト３３より後側即ち移動基台３１側に配置されている。また、吸引手段３８の吸引筒３８１は、切削バイト３３を挟んでエアーノズル３７１と対向して配置されている。なお、吸引筒３８１は、図示の実施形態においては側面に吸引開口３８１aを備えている。
図３に示す実施形態におけるエアー噴出手段３７も、上記チャックテーブル５２上に保持された板状物の加工面にエアーを噴出するエアーノズル３７１と、このエアーノズル３７１と図示しないイオン化エアー供給手段とを接続するエアーパイプ３７２とを具備している。また、上記吸引手段３８も、上記エアーノズル３７１と対向して配設された吸引筒３８１と、この吸引筒３８１と図示しない吸引源とを接続する吸引パイプ３８２とを具備している。なお、図示の実施形態においては、エアー噴出手段３７のエアーノズル３７１は、切削バイト３３より後側即ち移動基台３１側に配置されている。また、吸引手段３８の吸引筒３８１は、切削バイト３３を挟んでエアーノズル３７１と対向して配置されている。なお、吸引筒３８１は、図示の実施形態においては側面に吸引開口３８１aを備えている。
図１に基づいて説明を続けると、装置ハウジング２の主部２１における前半部上には、第１のカセット載置部６ａと、第２のカセット載置部７ａと、被加工物仮置き部８ａと、洗浄部９ａが設けられている。第１のカセット載置部６ａには加工前の被加工物を収容する第１のカセット６が載置され、第２のカセット載置部７ａには加工後の被加工物を収容する第２のカセット７が載置されるようになっている。上記被加工物仮置き部８ａには、第１のカセット載置部６ａに載置された第１のカセット６から搬出された加工前の被加工物を仮置きする被加工物仮載置き手段８が配設されている。また、洗浄部９ａには、加工後の被加工物を洗浄する洗浄手段９が配設されている。
上記第１のカセット載置部６ａと第２のカセット載置部７ａとの間には被加工物搬送手段１１が配設されており、この被加工物搬送手段１１は第１のカセット載置部６ａに載置された第１のカセット６内に収納された加工前の被加工物を被加工物仮置き手段８に搬出するとともに洗浄手段９で洗浄された加工後の被加工物を第２のカセット載置部７ａに載置された第２のカセット７に搬送する。上記被加工物仮置き部８ａと被加工物を被加工物搬入・搬出域２４との間には被加工物搬入手段１２が配設されており、この被加工物搬入手段１２は被加工物仮置き手段８に載置された加工前の被加工物を被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル機構５のチャックテーブル５２上に搬送する。上記被加工物を被加工物搬入・搬出域２４と洗浄部９ａとの間には被加工物搬出手段１３が配設されており、この被加工物搬出手段１３は被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５２上に載置されている加工後の被加工物を洗浄手段９に搬送する。
上記第１のカセット６に収容される加工前の被加工物は、図５に示すように表面に複数個の半導体チップ１１０が格子状に形成され半導体ウエーハ１０からなっている。半導体ウエーハ１０に形成された複数個の半導体チップ１１０の表面には、それぞれ複数個のスタッドバンプ（電極）１２０が形成されている。このスタッドバンプ（電極）１２０は、例えばスタッドバンプ形成法によって形成されている。即ち、図６の（ａ）に示すように、キャビラリ１５に挿通された金ワイヤー１２１の先端を、電気トーチによる放電により加熱溶融してボール１２２を形成した後、このボール１２２を図６の（ｂ）に示すように半導体チップ１１０に形成された例えばアルミニウム等からなる電極板１１１に超音波併用熱圧着し、ボール１２２の頭で破断する。このようにして形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０は、図６の（ｃ）に示すように針状の髭１２３が残った状態となるとともに、その高さにバラツキがある。
次に、被加工物の他の実施形態について、図７および図８を参照して説明する。
図７および図８に示す実施形態における被加工物は上述した半導体ウエーハ１０が個々に分割された半導体チップ１１０であり、図７は環状のフレーム１６に装着された保護テープ１７に複数個の半導体チップ１１０が貼着され、図８は支持基板（サブストレート）１８上に複数個の半導体チップ１１０が例えば両面接着テープによって貼着されている。なお、半導体チップ１１０の表面には上述した複数個のスタッドバンプ（電極）１２０が形成されている。
図７および図８に示す実施形態における被加工物は上述した半導体ウエーハ１０が個々に分割された半導体チップ１１０であり、図７は環状のフレーム１６に装着された保護テープ１７に複数個の半導体チップ１１０が貼着され、図８は支持基板（サブストレート）１８上に複数個の半導体チップ１１０が例えば両面接着テープによって貼着されている。なお、半導体チップ１１０の表面には上述した複数個のスタッドバンプ（電極）１２０が形成されている。
上述したような被加工物を収容した第１のカセット６は、装置ハウジング２の第１のカセット載置部６ａに載置される。そして、第１のカセット載置部６ａに載置された第１のカセット６に収容されていた加工前の被加工物が全て搬出されると、空になったカセット６に代えて複数個の加工前の被加工物を収容した新しいカセット６が手動で第１のカセット載置部６ａに載置される。一方、装置ハウジング２の第２のカセット載置部７ａに載置された第２のカセット７に所定数の加工後の被加工物が搬入されると、かかる第２のカセット７が手動で搬出され、新しい空の第２のカセット７が載置される。
図示の実施形態における加工装置は以上のように構成されており、以下その作動について主に図１を参照して説明する。なお、被加工物としては上記図５および図６に示す半導体ウエーハ１０として説明する。
第１のカセット６に収容された加工前の被加工物としての半導体ウエーハ１０は被加工物搬送手段１１の上下動作および進退動作により搬送され、被加工物仮置き手段８に載置される。被加工物仮置き手段８に載置された半導体ウエーハ１０は、ここで中心合わせが行われた後に被加工物搬入手段１２の旋回動作によって被加工物搬入・搬出域２４に位置せしめられているチャックテーブル機構５のチャックテーブル５２上に載置される。チャックテーブル５２上に載置された半導体ウエーハ１０は、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５２上に吸引保持される。
なお、半導体ウエーハ１０が湾曲している場合があり、半導体ウエーハ１０が湾曲しているとチャックテーブル５２上に吸着保持することが困難なことがある。そこで、半導体ウエーハ１０の裏面に保護テープを貼着し、半導体ウエーハ１０を個々の半導体チップに分割した後に、保護テープを貼着した状態でチャックテーブル５２上に吸着保持するようにしてもよい。
第１のカセット６に収容された加工前の被加工物としての半導体ウエーハ１０は被加工物搬送手段１１の上下動作および進退動作により搬送され、被加工物仮置き手段８に載置される。被加工物仮置き手段８に載置された半導体ウエーハ１０は、ここで中心合わせが行われた後に被加工物搬入手段１２の旋回動作によって被加工物搬入・搬出域２４に位置せしめられているチャックテーブル機構５のチャックテーブル５２上に載置される。チャックテーブル５２上に載置された半導体ウエーハ１０は、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５２上に吸引保持される。
なお、半導体ウエーハ１０が湾曲している場合があり、半導体ウエーハ１０が湾曲しているとチャックテーブル５２上に吸着保持することが困難なことがある。そこで、半導体ウエーハ１０の裏面に保護テープを貼着し、半導体ウエーハ１０を個々の半導体チップに分割した後に、保護テープを貼着した状態でチャックテーブル５２上に吸着保持するようにしてもよい。
チャックテーブル５２上に半導体ウエーハ１０を吸引保持したならば、チャックテーブル移動機構５６（図４参照）を作動してチャックテーブル機構５を矢印２３ａで示す方向に移動し、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル５２を加工域２５に位置付ける。このようにして半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル５２が加工領域２５に位置付けられたならば、半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０を切削する切削工程を実施する。
先ず、上記図１および図２に示す実施形態における切削工程について、図９を参照して説明する。
図１および図２に示す実施形態の場合には、回転スピンドル３２２を回転駆動し、切削バイト３３が取り付けられた工具装着部材３２４を図９において矢印で示す方向に例えば６０００rpmの回転速度で回転する。そして、切削ユニット３を下降させ切削バイト３３を所定の切り込み位置に位置付ける。次に、例えば切削バイト３３の切削刃３３２の切削幅が２０数μmの場合には、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル５２を図９において実線で示す位置から右方に例えば２mm／秒の送り速度で移動する。この結果、回転スピンドル３２２の回転に伴って回転する切削工具３３の切削刃３３２によって半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０の上端部が削り取られる。そして、図９において２点鎖線で示すようにチャックテーブル５２に保持された半導体ウエーハ１０の中心が工具装着部材３２４の中心位置まで移動することにより、半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０の全てが、図１１に示すようにその先端部が切削によって除去され、高さが揃えられる。
図１および図２に示す実施形態の場合には、回転スピンドル３２２を回転駆動し、切削バイト３３が取り付けられた工具装着部材３２４を図９において矢印で示す方向に例えば６０００rpmの回転速度で回転する。そして、切削ユニット３を下降させ切削バイト３３を所定の切り込み位置に位置付ける。次に、例えば切削バイト３３の切削刃３３２の切削幅が２０数μmの場合には、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル５２を図９において実線で示す位置から右方に例えば２mm／秒の送り速度で移動する。この結果、回転スピンドル３２２の回転に伴って回転する切削工具３３の切削刃３３２によって半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０の上端部が削り取られる。そして、図９において２点鎖線で示すようにチャックテーブル５２に保持された半導体ウエーハ１０の中心が工具装着部材３２４の中心位置まで移動することにより、半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０の全てが、図１１に示すようにその先端部が切削によって除去され、高さが揃えられる。
上述した切削工程においては、エアー噴出手段３５のエアーノズル３５１から加工中の半導体ウエーハ１０の加工面に例えばイオン化されたエアーが噴出される。従って、切削されて活性化され切削屑が付着し易い状態となっている切削面から切削屑を直ちに吹飛ばすことができ、この吹飛ばされた切削屑は吸引手段３６の吸引筒３６１から吸引される。このため、切削屑が飛散して半導体ウエーハ１０の表面に再付着することがないとともに、加工領域を汚染することもない。なお、加工中の半導体ウエーハ１０の加工面にはイオン化されたエアーが噴出されると、加工時に発生する静電気を除去することができる。
次に、図３に示す実施形態における切削工程について、図１０を参照して説明する。
図３に示す実施形態の場合には、先ず、切削ユニットを構成する移動基台３１を下降させ、移動基台３１に取り付けられた工具装着部材３２５に装着されている切削バイト３３を所定の切り込み位置に位置付ける。次に、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル５２を図１０において矢印Ａで示す方向に例えば２０００rpmの回転速度で回転しつつ、例えば切削バイト３３の切削刃３３２の切削幅が２０数μmの場合には、図１０において実線で示す位置から右方に例えば０．６mm／秒の送り速度で移動する。この結果、切削工具３３の切削刃３３２によって半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０の上端部が削り取られる。そして、図１０において２点鎖線で示すようにチャックテーブル５２に保持された半導体ウエーハ１０の中心が切削バイト３３に達する位置まで移動することにより、半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０の全てが、図１１に示すようにその先端部が切削によって除去され、高さが揃えられる。
図３に示す実施形態の場合には、先ず、切削ユニットを構成する移動基台３１を下降させ、移動基台３１に取り付けられた工具装着部材３２５に装着されている切削バイト３３を所定の切り込み位置に位置付ける。次に、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル５２を図１０において矢印Ａで示す方向に例えば２０００rpmの回転速度で回転しつつ、例えば切削バイト３３の切削刃３３２の切削幅が２０数μmの場合には、図１０において実線で示す位置から右方に例えば０．６mm／秒の送り速度で移動する。この結果、切削工具３３の切削刃３３２によって半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０の上端部が削り取られる。そして、図１０において２点鎖線で示すようにチャックテーブル５２に保持された半導体ウエーハ１０の中心が切削バイト３３に達する位置まで移動することにより、半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のスタッドバンプ（電極）１２０の全てが、図１１に示すようにその先端部が切削によって除去され、高さが揃えられる。
上述した図３に示す実施形態における切削工程においても、圧縮エアー供給手段３７のエアーノズル３７１から加工中の半導体ウエーハ１０の加工面に例えばイオン化された圧縮エアーが噴出される。従って、切削されて活性化され切削屑が付着し易い状態となっている切削面から切削屑を直ちに吹飛ばすことができ、この吹飛ばされた切削屑は吸引手段３８の吸引筒３８１から吸引される。このため、切削屑が飛散して半導体ウエーハ１０の表面に再付着することがないとともに、加工領域を汚染することもない。また、加工中の半導体ウエーハ１０の加工面にはイオン化されたエアーが噴出されると、加工時に発生する静電気を除去することができる。
上述したように半導体ウエーハ１０に設けられた半導体チップ１１０の表面に形成された複数個のバンプ（電極）１２０の切削工程が終了したら、切削ユニット３を上昇せしめ、チャックテーブル５２の回転を停止する。次に、チャックテーブル５２を図１において矢印２３ｂで示す方向に移動して被加工物搬入・搬出域２４に位置付け、チャックテーブル５２上の切削加工された半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。そして、吸引保持が解除された半導体ウエーハ１０は被加工物搬出手段１３により搬出されて洗浄手段９に搬送される。洗浄手段９に搬送された半導体ウエーハ１０は、ここで洗浄される。洗浄手段９で洗浄された半導体ウエーハ１０は、被加工物搬送手段１１よって第２のカセット７の所定位置に収納される。
２：装置ハウジング
３：研削ユニット
３１：移動基台
３２：スピンドルユニット
３２１：スピンドルハウジング
３２２：回転スピンドル
３２３：サーボモータ
３２４、３２５：工具装着部材
３３：研削バイト
３５：エアー噴出手段
３５１：エアーノズル
３６：吸引手段
３６１：吸引筒
３７：エアー噴出手段
３７１：エアーノズル
３８：吸引手段
３８１：吸引筒
４：研削ユニット送り機構
４４：パルスモータ
５：チャックテーブル機構
５１：支持基台
５２：チャックテーブル
５３：サーボモータ
５４：カバー部材
５６：チャックテーブル移動機構
５７、５８：蛇腹手段
６：第１のカセット
７：第２のカセット
９：被加工物仮置き手段
９：洗浄手段
１１：被加工物搬送手段
１２：被加工物搬入手段
１３：被加工物搬出手段
１０：半導体ウエーハ
１１０：半導体チップ
１１１：電極板
１２０：バンプ（電極）
３：研削ユニット
３１：移動基台
３２：スピンドルユニット
３２１：スピンドルハウジング
３２２：回転スピンドル
３２３：サーボモータ
３２４、３２５：工具装着部材
３３：研削バイト
３５：エアー噴出手段
３５１：エアーノズル
３６：吸引手段
３６１：吸引筒
３７：エアー噴出手段
３７１：エアーノズル
３８：吸引手段
３８１：吸引筒
４：研削ユニット送り機構
４４：パルスモータ
５：チャックテーブル機構
５１：支持基台
５２：チャックテーブル
５３：サーボモータ
５４：カバー部材
５６：チャックテーブル移動機構
５７、５８：蛇腹手段
６：第１のカセット
７：第２のカセット
９：被加工物仮置き手段
９：洗浄手段
１１：被加工物搬送手段
１２：被加工物搬入手段
１３：被加工物搬出手段
１０：半導体ウエーハ
１１０：半導体チップ
１１１：電極板
１２０：バンプ（電極）
Claims (2)
- 板状物の表面に突出して形成された複数個の電極の高さを揃える加工装置であって、
被加工物搬入・搬出域と加工域との間を移動可能に構成され板状物を載置する載置面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルを被加工物搬入・搬出域と加工域に移動せしめるチャックテーブル移動機構と、加工域に配設され該チャックテーブルに保持された板状物の表面に突出して形成された複数個の電極を切削し高さを揃える切削工具を備えた切削ユニットと、該切削ユニットを該チャックテーブルの該載置面と垂直な方向に進退せしめる切削ユニット送り機構と、該チャックテーブルに保持された板状物の加工面にエアーを噴出して該加工面上の切削屑を吹き飛ばすエアー噴出手段と、該エアー噴出手段から噴出されたエアーによって吹き飛ばされた切削屑を吸引する吸引手段とを具備し、
該チャックテーブルは該加工域において該載置面と平行に該切削ユニットに対して相対移動可能に構成され、
該切削ユニットは該切削工具を該載置面と平行な面内で回転可能に構成されており、
該エアー噴出手段は該加工域における該切削工具の回転方向上流側に配置されたエアーノズルを備え、
該吸引手段は該エアーノズルと対向して該加工域における該切削工具の回転方向下流側に配置された吸引筒を備えている、
ことを特徴とする板状物に形成された電極の加工装置。 - 板状物の表面に突出して形成された複数個の電極の高さを揃える加工装置であって、
被加工物搬入・搬出域と加工域との間を移動可能に構成され板状物を載置する載置面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルを被加工物搬入・搬出域と加工域に移動せしめるチャックテーブル移動機構と、加工域に配設され該チャックテーブルに保持された板状物の表面に突出して形成された複数個の電極を切削し高さを揃える切削工具を備えた切削ユニットと、該切削ユニットを該チャックテーブルの該載置面と垂直な方向に進退せしめる切削ユニット送り機構と、該チャックテーブルに保持された板状物の加工面にエアーを噴出して該加工面上の切削屑を吹き飛ばすエアー噴出手段と、該エアー噴出手段から噴出されたエアーによって吹き飛ばされた切削屑を吸引する吸引手段とを具備し、
該チャックテーブルは回転可能に構成されているとともに、該加工域において該載置面と平行に該切削ユニットに対して相対移動可能に構成されており、
該エアー噴出手段は該加工域における該切削工具の該チャックテーブル移動方向の一方側に配置されたエアーノズルを備え、
該吸引手段は該エアーノズルと対向して該加工域における該切削工具の該チャックテーブル移動方向の他方側に配置された吸引筒を備えている、
ことを特徴とする板状物に形成された電極の加工装置。
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