(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイト切削装置であって、
被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、
該チャックテーブルで保持された被加工物の上面を切削するバイト工具を回転可能に支持するバイト手段と、
該チャックテーブルの保持面に対して水平方向に該チャックテーブルと該バイト手段とを相対移動させる切削送り手段と、
該チャックテーブルの該保持面に対して鉛直方向に該チャックテーブルと該バイト手段とを相対移動させる切り込み手段と、
少なくとも該切削送り手段と該切り込み手段とを制御する制御手段と、
該チャックテーブルの該保持面の高さ位置を測定し、該チャックテーブルで保持された被加工物の上面の高さ位置を半径位置の異なる複数点で測定する高さ位置測定手段と、を具備し、
該制御手段は、
該バイト工具が一回の回転で被加工物に切り込める最大切り込み量を記憶する最大切り込み量記憶部と、
被加工物の仕上げ厚みを記憶する仕上げ厚み記憶部と、
該高さ位置測定手段で測定した被加工物の上面の高さ位置のうちの最高位置と該チャックテーブルの該保持面の高さ位置とから被加工物の最大厚みを算出する被加工物最大厚み算出部と、
該被加工物最大厚み算出部で算出された被加工物の最大厚みと該仕上げ厚み記憶部で記憶された仕上げ厚みとから、被加工物の除去厚みを算出する除去厚み算出部と、
該最大切り込み量記憶部で記憶された最大切り込み量と該除去厚み算出部で算出された被加工物の除去厚みとから、該除去厚みを除去するのに必要な切削回数を算出する切削回数算出部と、
該切削回数算出部で算出された該切削回数に基づいて、該切削送り手段と該切り込み手段とを作動させる切削制御手段と、を含み、
該仕上げ厚み記憶部は、該高さ位置測定手段で測定した被加工物の上面の高さ位置のうちの最低位置から所定の除去量を減じて算出される位置を仕上げ厚みとして記憶することを特徴とするバイト切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を切削して所定厚みへと加工するバイト切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの軽薄短小化を実現するための技術には様々なものがある。一例として、半導体ウエーハに形成されたデバイス表面に１０〜１００μｍ程度の高さのバンプと呼ばれる金属突起物を複数形成し、これらのバンプを配線基板に形成された電極に相対させて直接接合するフリップチップボンディングと呼ばれる実装技術が実用化されている。
【０００３】
半導体ウエーハのデバイス表面に形成されるバンプは、メッキやスタッドバンプといった方法により形成される。このため個々のバンプの高さは不均一であり、そのままでは複数のバンプを配線基板の電極に全て一様に接合するのは困難である。半導体ウエーハのデバイス表面に形成されたバンプは一般的に樹脂封止される。
【０００４】
また、高密度配線を実現するために、バンプと配線基板との間に異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）を挟んで接合する集積回路実装技術がある。この実装技術の場合には、バンプの高さが不足すると接合不良を招くため、一定以上のバンプ高さが必要となる。
【０００５】
そこで、半導体ウエーハの表面に形成された複数のバンプを所望の高さへ揃えることが望まれている。バンプを所望の高さへ揃える方法として、特開２００９−１７２７２３号公報に記載されたようなバイト切削装置を使用して、所定高さに位置付けられたバイト工具を回転させつつ被加工物とバイト工具とを水平方向に相対移動させて被加工物をバイト工具で切削する方法が実施されている。
【０００６】
被加工物にバイト工具を深く切り込ませた状態で切削を遂行すると、加工負荷が高くなり被加工物の被切削面の品質が悪化するため、被加工物の材質や要求される切削面粗さに応じて、一度の切削でバイト工具を被加工物に切り込ませる切り込み量を適宜設定している。
【０００７】
バイト切削においては、被加工物の除去すべき厚みが一度の切削でバイト工具を被加工物に切り込ませる切り込み量より厚い場合には、切削を複数回繰り返すことで被加工物を所定厚みへと切削加工するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１７２７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、被加工物毎に厚みばらつきが大きい場合、被加工物を所定厚みへと切削するために要する切削回数が被加工物毎に変わり、従来のバイト切削装置では切削の都度切削プログラムを作成して装置に入力しなくてはならず、非常に手間が掛かるという問題があった。
【００１０】
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、被加工物毎に厚みばらつきが大きくても切削の都度切削プログラムを作成する必要がないバイト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】
【００１１】
本発明によると、バイト切削装置であって、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持された被加工物の上面を切削するバイト工具を回転可能に支持するバイト手段と、該チャックテーブルの保持面に対して水平方向に該チャックテーブルと該バイト手段とを相対移動させる切削送り手段と、該チャックテーブルの該保持面に対して鉛直方向に該チャックテーブルと該バイト手段とを相対移動させる切り込み手段と、少なくとも該切削送り手段と該切り込み手段とを制御する制御手段と、該チャックテーブルの該保持面の高さ位置を測定し、該チャックテーブルで保持された被加工物の上面の高さ位置を半径位置の異なる複数点で測定する高さ位置測定手段と、を具備し、該制御手段は、該バイト工具が一回の回転で被加工物に切り込める最大切り込み量を記憶する最大切り込み量記憶部と、被加工物の仕上げ厚みを記憶する仕上げ厚み記憶部と、該高さ位置測定手段で測定した被加工物の上面の高さ位置のうちの最高位置と該チャックテーブルの該保持面の高さ位置とから被加工物の最大厚みを算出する被加工物最大厚み算出部と、該被加工物最大厚み算出部で算出された被加工物の最大厚みと該仕上げ厚み記憶部で記憶された仕上げ厚みとから、被加工物の除去厚みを算出する除去厚み算出部と、該最大切り込み量記憶部で記憶された最大切り込み量と該除去厚み算出部で算出された被加工物の除去厚みとから、該除去厚みを除去するのに必要な切削回数を算出する切削回数算出部と、該切削回数算出部で算出された該切削回数に基づいて、該切削送り手段と該切り込み手段とを作動させる切削制御手段と、を含み、該仕上げ厚み記憶部は、該高さ位置測定手段で測定した被加工物の上面の高さ位置のうちの最低位置から所定の除去量を減じて算出される位置を仕上げ厚みとして記憶することを特徴とするバイト切削装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の切削装置によると、算出した除去厚みと一度の切削でバイト工具を被加工物に切り込ませられる最大切り込み量とから必要切削回数を算出し、切削制御手段で切削送り手段と切り込み手段とを作動させるため、被加工物毎に厚みばらつきが大きくても切削の都度切削プログラムを作成する必要がなく、作業時間の短縮化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明実施形態に係るバイト切削装置の全体斜視図である。
【図２】切削送りユニットの斜視図である。
【図３】コントローラのブロック図である。
【図４】本発明の切削装置によるチャックテーブルの保持面高さ位置と被加工物の高さ位置とを測定する様子を示す側面図である。
【図５】制御手段の作用を説明する側面図である。
【図６】本発明の切削装置で切削するのに適した他の被加工物の断面図である。
【図７】本発明の切削装置で被加工物の切削加工工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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、本発明実施形態に係るバイト切削装置２の斜視図が示されている。４はバイト切削装置２のベースであり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。
【００１５】
この一対のガイドレール８に沿ってバイト切削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。バイト切削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。
【００１６】
バイト切削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容されたスピンドル２２（図７参照）と、スピンドル２２の先端に固定されたマウント２４と、マウント２４に着脱可能に装着されたバイトホイール２５とを含んでいる。バイトホイール２５にはバイト工具２６が着脱可能に取り付けられている。
【００１７】
バイト切削ユニット１０は、バイト切削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成されるバイト切削ユニット送り機構（切り込み手段）１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。
【００１８】
ベース４の中間部分にはチャックテーブル機構２８が配設されている。チャックテーブル機構２８は、図２に示すように、支持基台３０と、支持基台３０に回転自在に配設されたチャックテーブル３２を含んでいる。チャックテーブル機構２８は更に、ウォーターカバー３４を備えている。
【００１９】
チャックテーブル３２は、切削送り機構（切削送り手段）３６により図１でＹ軸方向に往復移動される。切削送り機構３６は、ボールねじ３８と、ボールねじ３８のねじ軸４０の一端に連結されたパルスモータ４２とから構成される。
【００２０】
パルスモータ４２をパルス駆動すると、ボールねじ３８のねじ軸４０が回転し、このねじ軸４０に螺合した図示しないナットを有する支持基台３０が、一対のガイドレール４４にガイドされて切削装置２のＹ軸方向（前後方向）に移動する。
【００２１】
よって、チャックテーブル３２もパルスモータ４２の回転方向に応じて、前後方向に移動する。図１に示されているように、図２に示した一対のガイドレール４４及び切削送り機構３６は蛇腹３３により覆われている。
【００２２】
図１を再び参照すると、ベース４を横断するようにベース４の上面に門型の取り付け部材４６が固定されている。この取り付け部材４６には、チャックテーブル３２の保持面の高さを測定する保持面高さ測定器４８と、被加工物の高さを測定する被加工物高さ測定器５０が搭載されている。保持面高さ測定器４８と被加工物高さ測定器５０はＸ軸方向に移動可能に支持部材４６に取り付けられている。
【００２３】
保持面高さ測定器４８の触針の先端は点形状に形成されており、これによりチャックテーブル３２の保持面３２ａ上にごみがあっても噛みこんで計測することがない。一方、被加工物高さ測定器５０の触針の先端は平面形状に形成されており、これにより被加工物１１に高さばらつきがあっても最高点を検出できる。
【００２４】
保持面高さ測定器４８と被加工物高さ測定器５０とで高さ位置測定手段を構成する。本実施形態では、高さ位置測定手段として二つの高さ測定器４８，５０を使用しているが、一つの高さ測定器でチャックテーブル３２の保持面３２ａの高さと被加工物１１の高さを測定するようにしてもよい。高さ測定器として非接触式測定器を採用してもよい。
【００２５】
ベース４の前側部分には、第１のウエーハカセット５２と、第２のウエーハカセット５４と、ウエーハ搬送ロボット５６と、複数の位置決めピン６０を有する位置決め機構５８と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）６２と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）６４と、スピンナ洗浄ユニット６６が配設されている。
【００２６】
次に図３乃至図５を参照して、本発明の切削装置の制御装置機構について説明する。図３を参照すると、本発明の切削装置２の機能を実現するためのコントローラ（制御手段）７０のブロック図が示されている。
【００２７】
コントローラ７０は、バイト工具２６が一回の回転で被加工物に切り込める最大切り込み量を記憶する最大切り込み量記憶部７２と、被加工物の仕上げ厚みを記憶する仕上げ厚み記憶部７４を有している。
【００２８】
最大切り込み量記憶部７２に記憶する最大切り込み量及び仕上げ厚み記憶部７４に記憶する仕上げ厚みは、図示しないオペレーションパネルからバイト切削装置２のオペレータが入力する。
【００２９】
図４を参照して、チャックテーブル３２に保持された被加工物１１の高さを測定する高さ測定方法について説明する。チャックテーブル３２の保持面３２ａ上には被加工物１１が吸引保持されている。
【００３０】
この被加工物１１は、セラミックス基板１３上に搭載された複数のＬＥＤチップ１５を有しており、各ＬＥＤチップ１５は透明樹脂１７で封止されている。ＬＥＤチップ１５を封止する透明樹脂１７の高さは一様ではなく一般的には不揃いである。
【００３１】
本実施形態のバイト切削装置２では、保持面高さ測定器４８でチャックテーブル３２の保持面３２ａの高さを測定し、被加工物高さ測定器５０をＸ軸方向に移動させながら被加工物１１の上面の高さを測定する。
【００３２】
そして、図３に示したブロック図の被加工物最大厚み算出部７６で被加工物１１の最大高さから保持面３２の高さを減じた値を算出し、これを被加工物１１の最大厚みｔ１として記憶する。
【００３３】
被加工物最大厚み算出部７６で算出された被加工物１１の最大厚みｔ１と、仕上げ厚み記憶部７４で記憶された仕上げ厚みｔ２（図５参照）から、除去厚み算出部７８で被加工物１１の除去厚みｔ３を算出する。
【００３４】
次いで、最大切り込み量記憶部７２で記憶された最大切り込み量ｈと除去厚み算出部７８で算出された被加工物の除去厚みｔ３とから、切削回数算出部８０で除去厚みｔ３を最大切り込み量ｈで除することにより、除去厚みｔ３を除去するのに必要な切削回数Ｎを算出する。
【００３５】
そして、切削制御部８２では、切削回数算出部８０で算出された切削回数Ｎに基づいて、切削送り手段３６と切り込み手段１８とを作動させて、最大切り込み量で切削回数Ｎ回だけ被加工物１１の切削を遂行する。
【００３６】
尚、除去厚み算出部７８で算出された除去厚みｔ３を最大切り込み量ｈで割ると一般的に余りがでるが、この余り部分は最大切り込み量ｈ未満の切り込み量で切削する。最大切り込み量未満の切り込み量での切削は、最後の切削工程で実施するのが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００３７】
最大切り込み量未満の切り込み量の切削が最後の切削工程で実施されるのが好ましい理由は、切削除去量が少ないと切削面がより平坦になるため、最後に実施することで切削仕上げ面をより平坦に加工できるからである。
【００３８】
図６を参照すると、本発明のバイト切削装置２で切削加工するのに適した他の被加工物１１Ａの断面図が示されている。本実施形態の被加工物１１Ａは、ウエーハ２１上に樹脂膜２３がスピンコートで塗布されている。このように樹脂膜２３をスピンコートで塗布すると、外周縁に樹脂膜２３が厚く形成される。
【００３９】
このような被加工物１１Ａの切削加工では、被加工物高さ測定器５０で被加工物１１Ａの高さを半径位置の異なる複数点で測定する。そして、測定ポイント中で最高位置ｈ１と最低位置ｈ２を検出し、検出した最低位置ｈ２から所定の除去量を減じた位置を仕上げ厚みとして算出し、仕上げ厚み記憶部７４に記憶しておく。
【００４０】
除去厚み算出部７８で最高位置ｈ１から仕上げ厚みを減じて除去厚みを算出し、この除去厚みを最大切り込み量ｈで除することにより、切削回数算出部８０で切削回数Ｎを算出する。
【００４１】
次に、図７を参照して、コントローラ７０により算出されたパラメータに基づく被加工物１１の切削加工について説明する。この切削加工では、スピンドル２２を約２０００ｒｐｍで回転させつつ、バイト切削ユニット送り機構（切り込み手段）１８を駆動してバイト工具２６の切削刃２６ａを被加工物１１の透明樹脂１７に最大切り込み量ｈを切り込ませる。
【００４２】
そして、チャックテーブル３２を矢印Ｙ方向に例えば１ｍｍ／ｓの送り速度で移動させながら、透明樹脂１７を切削する。この切削加工時には、チャックテーブル３２は回転させずにＹ軸方向に加工送りする。
【００４３】
一回の切削加工が完了すると、チャックテーブル３２をＹ軸方向に移動して元の位置に戻し、最大切り込み量ｈの切削をＮ−１回繰り返し、最後の切削加工では最大切り込み量ｈ未満の切り込み量で切削を遂行して、被加工物１１を仕上げ厚みｔ２に仕上げる。
【符号の説明】
【００４４】
２    バイト切削装置
１０    バイト切削ユニット
１１    被加工物
１３    セラミックス基板
１５    ＬＥＤチップ
１７    透明樹脂
１８    バイト切削ユニット送り機構（切り込み手段）
３２    チャックテーブル
３６    切削送り機構
４８    保持面高さ測定器
５０    被加工物高さ測定器
７０    コントローラ
７２    最大切り込み量記憶部
７４    仕上げ厚み記憶部
７６    被加工物最大厚み算出部
７８    除去厚み算出部
８０    切削回数算出部
８２    切削制御部
【図１】
0005936334.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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