特許 6157306 切削装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6157306

(24)【登録日】2017年6月16日

(45)【発行日】2017年7月5日

(54)【発明の名称】切削装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20170626BHJP

   B24B 27/06 20060101ALI20170626BHJP

   B24B 55/02 20060101ALI20170626BHJP

   B24B 55/04 20060101ALI20170626BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 F

   B24B27/06 M

   B24B55/02 D

   B24B55/04 Z

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-216796(P2013-216796)

(22)【出願日】2013年10月17日

(65)【公開番号】特開2015-79891(P2015-79891A)

(43)【公開日】2015年4月23日

【審査請求日】2016年8月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】呉 斌

(72)【発明者】

【氏名】山田 将二郎

【審査官】 鈴木 和樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−６６７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−５９８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−９１１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第８４４９３５６（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２４Ｂ ２７／０６

Ｂ２４Ｂ ５５／０２

Ｂ２４Ｂ ５５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項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該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、
該切削手段は、
該切削ブレードを前端に装着した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、
該スピンドルハウジングの前端部に該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水を供給するための切削水供給ノズルを備えたブレードカバーと、を備え、
該切削水供給ノズルは、
加工高さまで上下方向に延伸する剛性ブラケットと、
該剛性ブラケットの下端に装着され水平方向に延伸し且つその側面に噴射スリットを有する円筒形状のパイプノズルと、からなり、
該剛性ブラケット及び該パイプノズルの内部には切削水供給路が形成され、該切削水供給路は切削水源に連通しており、
該パイプノズルは、装着された該剛性ブラケットに対し、円筒形状の周方向に回転させて該噴射スリットの噴射方向を調整する調整部と、回転を規制する固定部とを有する切削装置。

【請求項2】

前記切削水供給ノズルは、前記パイプノズルの回転方向での向きを示す目盛と表示マークとからなる位置表示手段を備える請求項１記載の切削装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造工程においては、略円板形状の半導体ウエーハの表面に格子状に分割予定ラインが形成され、分割予定ラインにより区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路が形成される。そして、半導体ウエーハは、切削装置により分割予定ラインに沿って切削され、個々の半導体チップに分割される。このようにして分割された半導体チップは、パッケージングされて携帯電話やパソコン等の電気機器に広く利用される。

【0003】

一般に、このような半導体ウエーハを分割する切削装置においては、半導体ウエーハの加工部分に向けて切削水を噴射しながら切削が行われる（例えば、特許文献１参照）。この切削装置は、切削ブレードの外周を覆うブレードカバーに、切削水を噴射する複数のノズルを固定ねじでねじ止めして構成される。切削装置は、切削ブレードを高速回転させると同時に、複数のノズルから切削水を半導体ウエーハの加工部分や切削ブレードに噴射し、切削屑の洗浄や加工部分の冷却および潤滑等を行っている。そして、切削装置は、切削ブレードを半導体ウエーハに一定量切り込ませた状態で、分割予定ラインに沿って切削送りすることにより半導体ウエーハを切削する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１１４２２０号公報

【特許文献2】特開２００１−２６７２７２号公報

【特許文献3】特開平０３−２３０５４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

切削ブレードの両側から切削水を噴射するいわゆる冷却ノズルは、特許文献２のように加工点に向けて噴射したり、特許文献３のように切削ブレードに向けて噴射したりとその向きは適宜調整される場合がある。しかし、冷却ノズルは、略Ｌ字型のパイプ形状に形成されて、ブレードカバーに一体に形成されていたため、噴射する方向に対し１つの冷却ノズルが形成されており、ブレードカバーを適宜交換して噴射する向きを選択していた。

【0006】

本発明は、上記問題にかんがみなされたもので、その目的は、ブレードカバーを交換することなく切削水の噴射方向を変更することができる切削装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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、該チャックテーブルに保持された該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、該切削手段は、該切削ブレードを前端に装着した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、該スピンドルハウジングの前端部に該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水を供給するための切削水供給ノズルを備えたブレードカバーと、を備え、該切削水供給ノズルは、加工高さまで上下方向に延伸する剛性ブラケットと、該剛性ブラケットの下端に装着され水平方向に延伸し且つその側面に噴射スリットを有する円筒形状のパイプノズルと、からなり、該剛性ブラケット及び該パイプノズルの内部には切削水供給路が形成され、該切削水供給路は切削水源に連通しており、該パイプノズルは、装着された該剛性ブラケットに対し、円筒形状の周方向に回転させて該噴射スリットの噴射方向を調整する調整部と、回転を規制する固定部とを有することを特徴とする。

【0008】

また、前記切削装置では、前記切削水供給ノズルは、前記パイプノズルの回転方向での向きを示す目盛と表示マークとからなる位置表示手段を備えることが望ましい。

【発明の効果】

【0009】

本願発明の切削装置では、切削水供給ノズルが剛性ブラケットとパイプノズルで構成されており、パイプノズルの向きを周方向に回転させてから固定することで切削水の噴射方向を容易に調整することができると言う効果を奏する。また、切削装置は、回転方向でのパイプノズルの向きを表示する位置表示手段があるので、一対のパイプノズルの向きを容易に揃えることができ、切削ブレードの倒れや切削屑の付着の偏り等を防ぐ事ができると言う効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係る切削装置の切削手段の構成例を示す斜視図である。

【図3】図３は、実施形態に係る切削装置の切削手段の構成例を分解して示す分解斜視図である。

【図4】図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

【図5】図５（ａ）は、実施形態の変形例に係る切削装置の切削手段の断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のｂ部を拡大して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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、置換又は変更を行うことができる。

【0012】

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係る切削装置を図面に基いて説明する。図１は、実施形態に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る切削装置の切削手段の構成例を示す斜視図である。図３は、実施形態に係る切削装置の切削手段の構成例を分解して示す分解斜視図である。図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

【0013】

切削装置１は、図１に示すように、被加工物Ｗを保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗを切削するための切削ブレード２１を備えた切削手段２０と、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段（図示せず）と、チャックテーブル１０をＺ軸と平行な軸心回りに回転させる回転駆動源（図示せず）と、Ｙ軸移動手段４０と、Ｚ軸移動手段５０と、制御手段（図示せず）等を備えている。切削装置１は、Ｘ軸移動手段と、Ｙ軸移動手段４０と、Ｚ軸移動手段５０及び回転駆動源により、チャックテーブル１０と切削手段２０とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びＺ軸回りに相対的に移動させて、被加工物Ｗを切削してチップに分割するものである。

【0014】

なお、被加工物Ｗは、本実施形態では、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。また、本発明では、被加工物Ｗは、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板などであってもよい。被加工物Ｗは、図１に示すように、粘着シートＳに貼着され、粘着シートＳに環状フレームＦが貼着されて、粘着シートＳを介して環状フレームＦに装着される。

【0015】

チャックテーブル１０は、保持面１０ａ上に粘着シートＳを介して被加工物Ｗが載置されて、保持面１０ａ上に載置された被加工物Ｗを吸引保持するものである。チャックテーブル１０は、保持面１０ａを構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、保持面１０ａに載置された被加工物Ｗを粘着シートＳを介して吸引することで保持する。チャックテーブル１０は、回転駆動源によりＺ軸回りに回転される。また、チャックテーブル１０の周囲には、エアーアクチュエータにより駆動して被加工物Ｗの周囲の環状フレームＦを挟持するクランプ部１１が複数設けられている。

【0016】

切削手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗに切削溝を供給しながら切削（加工）するものである。切削手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗに対して、Ｙ軸移動手段４０によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動手段５０によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。

【0017】

切削手段２０は、Ｙ軸移動手段４０及びＺ軸移動手段５０により、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動されて、チャックテーブル１０の表面の任意の位置に切削ブレード２１を位置付け可能となっている。また、切削手段２０は、被加工物Ｗの上面を撮像する撮像手段８０が、スピンドル２２と一体的に移動するように固定されている。撮像手段８０は、チャックテーブル１０に保持された切削前の被加工物Ｗの切削すべき領域を撮像するＣＣＤカメラを備えている。ＣＣＤカメラは、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗを撮像して、被加工物Ｗと切削ブレード２１との位置合わせを行なうアライメントを遂行するための画像を得、得た画像を制御手段に出力する。

【0018】

切削手段２０は、図２及び図３に示すように、略リング形状を有する極薄の切削砥石である切削ブレード２１と、切削ブレード２１を前端に装着したスピンドル２２と、スピンドル２２を回転自在に支持するスピンドルハウジング２３と、ブレードカバー２４とを備えている。スピンドル２２は、切削ブレード２１を回転させることで被加工物Ｗを切削する。スピンドル２２は、スピンドルハウジング２３内に収容され、スピンドルハウジング２３は、Ｚ軸移動手段５０に支持されている。切削手段２０のスピンドル２２及び切削ブレード２１の軸心は、Ｙ軸方向と平行に設定されている。

【0019】

ブレードカバー２４は、スピンドルハウジング２３の前端部に取り付けられるブレードカバー本体２５と、ボルト２６などによりブレードカバー本体２５に取り付けられる切削水供給ノズル２７とを備えている。切削水供給ノズル２７は、ブレードカバー本体２５に取り付けられかつブレードカバー本体２５から加工高さまでＺ軸方向と平行な上下方向に延伸する剛性ブラケット２８と、一対のパイプノズル２９とからなる。剛性ブラケット２８は、ブレードカバー本体２５に設けられた通し孔２５ａ内に通されたボルト２６がねじ孔２８ａにねじ込まれることで、ブレードカバー本体２５に取り付けられる。

【0020】

パイプノズル２９は、スピンドルハウジング２３の前端部に切削ブレード２１を挟んでＹ軸方向の両側に配設され、切削ブレード２１にＹ軸方向の両側から切削水を供給するためのものである。即ち、切削水供給ノズル２７は、パイプノズル２９を備えることで、スピンドルハウジング２３の前端部に切削ブレード２１を挟んで両側に配設され切削ブレード２１に両側から切削水を供給するためのものである。パイプノズル２９は、剛性ブラケット２８の下端に装着され、Ｘ軸方向と平行に水平方向に延伸し、且つその側面に切削水を噴射する噴射スリット２９ａを有する円筒形状に形成されている。パイプノズル２９は、被加工物Ｗの加工箇所から数ｍｍ高い位置に配置されている。噴射スリット２９ａは、各パイプノズル２９にＸ軸方向に間隔をあけて複数（本実施形態では、３つ）設けられている。噴射スリット２９ａは、パイプノズル２９の外壁の一部を貫通し、かつパイプノズル２９の長手方向に直交する方向に延伸している。また、各パイプノズル２９に設けられた複数の噴射スリット２９ａは、パイプノズル２９の長手方向に並ぶ位置に配置されている。

【0021】

また、剛性ブラケット２８と、剛性ブラケット２８の下端に装着されたパイプノズル２９の内部には、図４に示すように、切削水供給路３０が形成されている。切削水供給路３０は、剛性ブラケット２８の上端に取り付けられた連結部２８ｂを介して、切削水を供給する切削水源１００に連通している。切削水供給路３０は、連結部２８ｂを介して切削水源１００から供給された切削水を噴射スリット２９ａまで導き、噴射スリット２９ａから切削ブレード２１及び被加工物Ｗの切削ブレード２１の加工箇所等に向けて切削水を噴射する。

【0022】

パイプノズル２９は、図４に示すように、噴射スリット２９ａを有しかつ剛性ブラケット２８の下端に装着される円筒形状のノズル本体３１と、ノズル本体３１の一端部に設けられかつ剛性ブラケット２８の下端部に設けられた差込穴２８ｃ内に挿入される調整部３２と、固定部としてのいもねじ３３とを有している。調整部３２は、差込穴２８ｃ内に挿入されて、ノズル本体３１即ちパイプノズル２９が装着された剛性ブラケット２８に対し、ノズル本体３１即ちパイプノズル２９を円筒形状の周方向に回転させて、噴射スリット２９ａの切削水の噴射方向を調整するものである。調整部３２は、差込穴２８ｃ内に挿入されて、ノズル本体３１即ちパイプノズル２９をＸ軸方向と平行な姿勢に保ち、ノズル本体３１即ちパイプノズル２９のＸ軸方向と平行な軸心回りの向きを変更可能とする。

【0023】

いもねじ３３は、ノズル本体３１即ちパイプノズル２９の回転を規制するものである。いもねじ３３は、剛性ブラケット２８の下端の上面に開口しかつ剛性ブラケット２８の下端の上面から差込穴２８ｃに向かって延伸したねじ孔２８ｄにねじ込まれて、先端が調整部３２に当接することで、ノズル本体３１即ちパイプノズル２９を剛性ブラケット２８に固定して、ノズル本体３１即ちパイプノズル２９の軸心回りの回転を規制する。

【0024】

切削水供給ノズル２７は、ノズル本体３１即ちパイプノズル２９の軸心回りの回転方向での向きを示す目盛３５と、表示マーク３６とからなる位置表示手段３７を備えている。目盛３５は、パイプノズル２９のノズル本体３１のそれぞれに、パイプノズル２９のノズル本体３１の回転方向即ち軸心回りに等間隔に複数設けられている。目盛３５は、パイプノズル２９のノズル本体３１の長手方向に直線状に延伸している。一対のパイプノズル２９のノズル本体３１に設けられた複数の目盛３５は、切削ブレード２１に向かう位置関係において、互いに、噴射スリット２９ａとの相対的な位置が等しくなる位置に設けられている。即ち、一方のパイプノズル２９のノズル本体３１に設けられた複数の目盛３５の噴射スリット２９ａとの相対的な位置は、他方のパイプノズル２９のノズル本体３１に設けられた複数の目盛３５の噴射スリット２９ａとの相対的な位置と等しい。

【0025】

表示マーク３６は、剛性ブラケット２８の下端の差込穴２８ｃの周りに設けられ、Ｘ軸方向に直線状に延伸している。即ち、表示マーク３６は、剛性ブラケット２８の下端に一対設けられている。これら一対の表示マーク３６は、切削ブレード２１との相対的な位置が等しくなる位置に配設されている。

【0026】

また、それぞれのパイプノズル２９のノズル本体３１に設けられた複数の目盛３５は、互いに異なる色や長さ、模様等の異なる態様で形成されているのが望ましい。この場合、一方のパイプノズル２９のノズル本体３１に設けられた目盛３５と、他方のパイプノズル２９のノズル本体３１に設けられた目盛３５とは、噴射スリット２９ａとの相対的な位置が等しいもの同士が同じ色や長さ、同じ模様などの同じ態様に形成されているのが望ましい。

【0027】

位置表示手段３７は、いもねじ３３によりノズル本体３１即ちパイプノズル２９を剛性ブラケット２８に固定する際に、パイプノズル２９に設けられた複数の目盛３５のうちのいずれかの目盛３５を表示マーク３６とＸ軸方向に並ぶ位置に位置付けることで、ノズル本体３１即ちパイプノズル２９を所望の回転方向の向きに固定することができる。一対のパイプノズル２９のノズル本体３１に設けられた目盛３５の噴射スリット２９ａとの相対的な位置が等しいもの同士が同じ色や長さ、同じ模様に形成されている場合には、同じ色や長さ、同じ模様の目盛３５を表示マーク３６とＸ軸方向に並ぶ位置に位置付けることで、一対のパイプノズル２９のノズル本体３１の回転方向の向きを容易に一致させることができる。

【0028】

制御手段は、切削装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物Ｗに対する切削加工を切削装置１に行わせるものである。具体的には、制御手段は、チャックテーブル１０と切削手段２０とを相対的にＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動させるとともに、Ｚ軸と平行な軸心回りにチャックテーブル１０を回転させて、被加工物Ｗに対する切削加工を切削装置１に行わせる。なお、制御手段は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されている。

【0029】

次に、本実施形態に係る切削装置１の加工動作について説明する。まず、オペレータが加工内容情報を制御手段に登録して、切削手段２０から離間したチャックテーブル１０に被加工物Ｗを載置し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、切削装置１が加工動作を開始する。加工動作において、制御手段は、チャックテーブル１０に載置された被加工物Ｗを吸引保持し、被加工物Ｗを吸引保持したチャックテーブル１０を切削手段２０の下方に移動させる。

【0030】

そして、制御手段は、アライメントを実行した後、切削手段２０が加工内容情報に基いて、切削水供給ノズル２７から切削水を供給しながら被加工物Ｗを切削する。制御手段は、切削が終了すると、切削手段２０を被加工物Ｗから離間させた後、チャックテーブル１０を切削手段２０の下方から離間させる。そして、制御手段は、チャックテーブル１０が切削手段２０の下方から離間すると、チャックテーブル１０の吸引保持を解除し、オペレータがチャックテーブル１０上の切削済みの被加工物Ｗを取り除き、切削加工前の被加工物をチャックテーブル１０に載置する。このような工程を繰返して、切削装置１は、被加工物Ｗを切削する。

【0031】

以上のように、本実施形態に係る切削装置１によれば、切削水供給ノズル２７が剛性ブラケット２８とパイプノズル２９で構成されており、パイプノズル２９が噴射スリット２９ａの噴射方向を調整する調整部３２と、パイプノズル２９の回転を規制するいもねじ３３を有する。このために、切削装置１は、パイプノズル２９の向きを周方向に回転させてから剛性ブラケット２８に固定することができ、切削水の噴射方向を容易に調整することができる。よって、切削装置１は、ブレードカバー２４を交換することなく切削水の噴射方向を変更することができる。

【0032】

また、切削装置１は、回転方向でのパイプノズル２９の向きを表示する位置表示手段３７を備えている。このために、切削装置１は、一対のパイプノズル２９の向きを容易に揃えることができる、即ち、一対のパイプノズル２９の噴射スリット２９ａの切削ブレード２１の相対的な位置を、等しくすることができ、切削ブレード２１の倒れや切削屑の付着の偏り等を防ぐ事ができる。一方のパイプノズル２９のノズル本体３１に設けられた目盛３５と、他方のパイプノズル２９のノズル本体３１に設けられた目盛３５とが、噴射スリット２９ａとの相対的な位置が等しいもの同士が同じ色や長さ、同じ模様などの同じ態様に形成されている場合には、一対のパイプノズル２９の噴射スリット２９ａの切削ブレード２１の相対的な位置を容易に等しくすることができる。

【0033】

また、前述した実施形態に記載された切削装置１の切削水供給ノズル２７の噴射スリット２９ａは、パイプノズル２９の長手方向に直交しかつパイプノズル２９の長手方向に間隔をあけて複数設けられている。しかしながら、本発明では、図５（ａ）に示すように、噴射スリット２９ａをパイプノズル２９の長手方向に直線状に延伸させてもよい。図５（ａ）は、実施形態の変形例に係る切削装置の切削手段の断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のｂ部を拡大して示す断面図である。なお、図５において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

【0034】

また、本発明では、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、パイプノズル２９の調整部３２に目盛３５に対応した凹み２９ｂを設け、いもねじ３３の先端に凹み２９ｂに侵入する凸部３３ａを設けても良い。この場合、凹み２９ｂを対応する目盛３５とパイプノズル２９の長手方向に並ぶ位置に配置するのが望ましい。この場合には、パイプノズル２９を剛性ブラケット２８に固定するいもねじ３３の凸部３３ａが凹み２９ｂに侵入する。このために、切削装置１は、いもねじ３３をねじ込む際に、いもねじ３３に当接したパイプノズル２９が回転することなく、目盛３５と表示マーク３６とがパイプノズル２９の長手方向に並ぶ位置にパイプノズル２９を剛性ブラケット２８に固定することができる。

【0035】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【符号の説明】

【0036】

１ 切削装置
１０ チャックテーブル
２０ 切削手段
２１ 切削ブレード
２２ スピンドル
２３ スピンドルハウジング
２４ ブレードカバー
２７ 切削水供給ノズル
２８ 剛性ブラケット
２９ パイプノズル
２９ａ 噴射スリット
３０ 切削水供給路
３２ 調整部
３３ いもねじ（固定部）
３５ 目盛
３６ 表示マーク
３７ 位置表示手段
１００ 切削水源
Ｗ 被加工物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】