JP5695359B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、バイトを用いて半導体ウェーハに形成されたバンプを旋削する加工装置に関する。

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て表面に形成されたウェーハは、分割予定ラインに沿って切断されて個々のデバイスに分割され、各種電気機器に利用されている。

また、デバイスの表面から突出したバンプと称される電極を備えたウェーハについては、分割加工が行われる前に、加工装置によってバンプの頭部が削られてバンプの高さが揃えられる。バンプの高さを揃える加工を行う装置としては、例えば特許文献１に記載された加工装置が使用される。

特許文献１に記載された加工装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を旋削するバイトとを備えており、チャックテーブルとバイトとを相対的に回転させ、バイトがバンプの頭部を削り取ることにより、バンプの高さを一定に揃えることができる。

特開２００５−３２７８３８号公報

しかし、バイトによる旋削を行うと、バイトの先端に屑が付着して旋削能力が低下し、被加工物の品質を低下させるという問題がある。また、バイトの先端に屑が付着し熱が発生すると、バイトが劣化するという問題がある。

本発明は、このような事実に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、旋削によりバイトの先端に屑が付着するのを防止して旋削能力の低下を防ぐとともに、バイトが熱により劣化するのを防止することにある。

本発明は、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を旋削するバイトを回転可能に備えた旋削手段と、チャックテーブルに対する被加工物の着脱が行われる領域である着脱領域と被加工物の旋削が行われる領域である加工領域とにチャックテーブルを位置付けるチャックテーブル位置付け手段と、着脱領域に位置付けられたチャックテーブルに被加工物を搬入する搬入手段と、着脱領域に位置付けられたチャックテーブルから被加工物を搬出する搬出手段とを含む加工装置に関するもので、加工領域に位置付けられた被加工物を旋削した直後であって被加工物と接触しない非作用位置にある該バイトの先端に向けて、かつ、被加工物に当たらない方向に、冷却水を噴射するノズルを備えた冷却水噴射手段が配設されていることを特徴とするものである。冷却水噴射手段は、冷却水と圧縮エアとがノズルに供給され、ノズルから圧縮エアーによって冷却水を噴射する構成とすることが望ましい。

本発明は、加工領域に位置付けられた被加工物を旋削した直後のバイトの先端に向けて冷却水を噴射するノズルを備えた冷却水噴射手段を備えているため、噴射した冷却水によってバイトの先端に付着した屑を洗い流すことができ、バイトの旋削能力の低下を防止することができる。また、冷却水によってバイトの先端が冷却されるため、熱によるバイトの劣化を防止することができる。さらに、圧縮エアによって冷却水を噴射するため、バイトの先端から屑を効果的に除去することができる。

加工装置の一例を示す斜視図である。 冷却水噴射手段の一例を示す略示的に断面図である。 半導体ウェーハの一例を示す平面図である。 バイトに冷却水を噴射し半導体ウェーハのバンプを旋削する状態を示す説明図である。 バイトに冷却水を噴射し半導体ウェーハのバンプを旋削する状態を示す斜視図である。

（１）装置の構成
図１に示す加工装置１は、チャックテーブル２に保持された被加工物を旋削手段３によって加工する装置である。加工装置１は、チャックテーブル２に対する被加工物の着脱が行われる領域である着脱領域Ａと、被加工物の旋削加工が行われる領域である加工領域Ｂとで構成されている。

加工装置１の前部には、加工前の被加工物が収容されたカセット４０ａが載置されるカセット載置部４ａと、加工後の被加工物が収容されるカセット４０ｂが載置されるカセット載置部４ｂとが配設されている。

カセット載置部４ａ、４ｂの近傍には、カセット４０ａからの被加工物の取り出し及びカセット４０ｂへの被加工物の収納を行う搬出入手段５が配設されている。搬出入手段５は、被加工物を吸引保持する保持部５０と、保持部５０を所望の位置に移動させるアーム部５１とを備えている。

搬出入手段５を構成する保持部５０の可動域には、被加工物が載置されるとともにその被加工物を一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段６が配設されている。位置合わせ手段６は、被加工物が載置される載置部６０と、円弧状に配設され半径方向に移動可能な複数の突起部６１とから構成される。

搬出入手段５を構成する保持部５０の可動域には、旋削加工後の被加工物を洗浄する洗浄手段７が配設されている。洗浄手段７は、被加工物を保持して回転する回転テーブル７０と、回転テーブル７０に保持された被加工物に対して高圧水や高圧エアを噴出する図示しないノズルとを備えている。

搬出入手段５の後方側には、着脱領域Ａに位置付けられたチャックテーブル２に加工前の被加工物を搬入する搬入手段８と、着脱領域Ａに位置付けられたチャックテーブル２から加工後の被加工物を搬出する搬出手段９とが配設されている。搬入手段８は、被加工物を吸着する保持部８０と、昇降及び旋回可能に構成され保持部８０を所望の位置に移動させるアーム部８１とから構成され、搬出手段９は、被加工物を吸着する保持部９０と、昇降及び旋回可能に構成され保持部９０を所望の位置に移動させるアーム部９１とから構成される。

旋削手段３は、加工領域Ｂに配設されており、鉛直方向の軸心を有する回転軸３０と、回転軸３０を回転駆動するモータ３１と、回転軸３０の下端に形成されたマウント３２と、マウント３２に固定されたバイト３３とから構成されており、モータ３１が回転軸３０を回転させることによりバイト３３が円軌道を描いて回転する構成となっている。

旋削手段３は、旋削送り手段１０によって駆動され昇降可能となっている、旋削送り手段１０は、鉛直方向にのびるボールスクリュー１００と、ボールスクリュー１００と平行に配設された一対のガイドレール１０１と、ボールスクリュー１００の一端に連結されボールスクリュー１００を回動させるパルスモータ１０２と、図示しない内部のナットがボールスクリュー１００に螺合するとともに側部がガイドレール１０１に摺接し旋削手段３が固定される昇降部材１０３とから構成され、パルスモータ１０２がボールスクリュー１００を回動させることにより昇降部材１０３がガイドレール１０１にガイドされて昇降し、これによって旋削手段３を昇降させる構成となっている。

チャックテーブル２は、被加工物を保持する保持面２０を備えており、回転可能であるとともに、チャックテーブル位置付け手段１１によって水平方向に移動して着脱領域Ａと加工領域Ｂとの間を移動可能となっている。チャックテーブル位置付け手段１１は、チャックテーブル２を回転可能に支持するとともに水平方向に移動する支持台１１０と、支持台１１０の水平方向の移動にともない伸縮するジャバラ１１１とから構成され、ジャバラ１１１は、加工時に使用される水や加工により生じた屑が装置内部に侵入するのを防止するカバー部材としての役割を果たしている。

旋削手段３の近傍には、旋削手段３を構成するバイト３３に向けて冷却水を噴射する冷却水噴射手段１２が配設されている。冷却水噴射手段１２は、冷却水を噴射するノズル１２０を備えている。また、加工領域Ｂには、ノズル１２０から噴出された冷却水を排水するための排水口１３が形成されている。排水口１３は、支持台１１０及びジャバラ１１１の上面よりも低い位置に形成されている。

図２に示すように、ノズル１２０の内部には噴出口１２０ａが形成されている。噴出口１２０ａは、バルブ１２１を介して圧縮エア源１２２に連通したエア流路１２３と、バルブ１２４を介して水源１２５に連通した水流路１２６とに連通しており、エア流路１２３に水流路１２６が合流することにより、水が圧縮エアによって加速されて噴出口１２０ａから噴出される構成となっている。

（２）装置の動作
次に、図３に示す半導体ウェーハＷのデバイスＤに形成されたバンプＢを旋削する場合における加工装置１の動作について説明する。この半導体ウェーハＷは、その表面側に縦横に分割予定ラインＬが形成され、分割予定ラインＬによって区画されてデバイスＤが形成されている。デバイスＤからはバンプＢが突出して形成されている。

図１を参照して説明すると、加工前の半導体ウェーハＷは、カセット４０ａに複数収容される。そして、搬出入手段５を構成する保持部５０によって保持され、１枚ずつ取り出され、位置合わせ手段６に搬送され、載置部６０に載置される。そして、突起部６１が互いに近づく方向に移動することにより半導体ウェーハＷが一定の位置に位置合わせされる。

次に、チャックテーブル２を着脱領域Ａに位置させた状態で、搬入手段８を構成する保持部８０が半導体ウェーハＷを吸着し、アーム部８１の旋回によりチャックテーブル２に半導体ウェーハＷを搬送し、その保持面２０において半導体ウェーハＷの裏面側（バンプＢが形成されていない側）を吸引保持する。

こうしてチャックテーブル２に半導体ウェーハＷが保持されると、チャックテーブル２が加工領域Ｂに移動し、半導体ウェーハＷが加工領域Ｂに位置付けされる。そして、モータ３１が回転軸３０を回転させることによりバイト３３を例えば６０００ＲＰＭ程度の回転速度で回転させながら旋削手段３を下降させてバイト３３を所定の高さに位置付け、その状態でチャックテーブル２を水平方向に移動させることにより、回転するバイト３３を半導体ウェーハＷのすべてのバンプＢに接触させ、すべてのバンプＢを削り取ってその頭部を所定の高さに揃える。

図４に示すように、バイト３３の回転軌道の半径は、半導体ウェーハＷの半径よりも大きい。したがって、バイト３３は、Ｃ方向への回転中、常にバンプＢを旋削しているのではなく、バンプＢに接触しない非作用位置に位置することもある。そして、図５に示すように、水源１２５と圧縮エア源１２２とから冷却水と圧縮エアとがそれぞれ冷却水噴射手段１２を構成するノズル１２０に供給され、非作用位置にあるバイト３３に向けて、ノズル１２０から冷却水１２７が噴射され、バイト３３の先端、すなわちバンプと接触する部分が洗浄される。冷却水１２７によるバイト３３の洗浄は、バイト３３によるバンプＢの加工の後に行われるようにする。こうして加工の後に冷却水をバイト３３に当てることによって、バイト３３がバンプＢに作用するたびにその直後にバイトが洗浄されるため、バイト３３の先端に付着した屑がその都度洗い流され、常に旋削能力の低下を防止することができる。したがって、バンプＢの加工品質を低下させることもない。また、バイト３３の先端が冷却されるため、発熱によりバイト３３が劣化するのを防止することもできる。さらに、圧縮エアによって冷却水を噴射するため、バイト３３の先端から屑を効果的に除去することができる。

１：加工装置
Ａ：着脱領域 Ｂ：加工領域
２：チャックテーブル ２０：保持面
３：旋削手段 ３０：回転軸 ３１：モータ ３２：マウント ３３：バイト
４ａ、４ｂ：カセット載置部 ４０ａ、４０ｂ：カセット
５：搬出入手段 ５０：保持部 ５１：アーム部
６：位置合わせ手段 ６０：載置部 ６１：突起部
７：洗浄手段 ７０：回転テーブル
８：搬入手段 ８０：保持部 ８１：アーム部
９：搬出手段 ９０：保持部 ９１：アーム部
１０：旋削送り手段
１００：ボールスクリュー １０１：ガイドレール １０２：パルスモータ
１０３：昇降部材
１１：チャックテーブル位置付け手段 １１０：支持台 １１１：ジャバラ
１２：冷却水噴射手段 １２０：ノズル １２０ａ：噴出口
１２１：バルブ １２２：圧縮エア源 １２３：エア流路
１２４：バルブ １２５：水源 １２６：水流路 １２７：冷却水
１３：排水口
Ｗ：半導体ウェーハ Ｄ：デバイス Ｂ：バンプ Ｌ：分割予定ライン

Claims (2)

1. 被加工物を保持する保持面を備えた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旋削するバイトを回転可能に備えた旋削手段と、該チャックテーブルに対する被加工物の着脱が行われる領域である着脱領域と被加工物の旋削が行われる領域である加工領域とにチャックテーブルを位置付けるチャックテーブル位置付け手段と、該着脱領域に位置付けられたチャックテーブルに被加工物を搬入する搬入手段と、該着脱領域に位置付けられた該チャックテーブルから被加工物を搬出する搬出手段とを含む加工装置であって、
   該加工領域に位置付けられた被加工物を旋削した直後であって該被加工物と接触しない非作用位置にある該バイトの先端に向けて、かつ、該被加工物に当たらない方向に、冷却水を噴射するノズルを備えた冷却水噴射手段が配設されている
   加工装置。
2. 前記冷却水噴射手段は、冷却水と圧縮エアとがノズルに供給され、該ノズルから該圧縮エアーによって該冷却水を噴射する
   請求項１に記載の加工装置。

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