(57)【要約】【課題】切削加工動作に支障を来たすことなく切削水に対する防水構造を簡単化し、かつ、防水効果を向上させ得る加工装置を提供する。【解決手段】被加工物１０を保持するチャックテーブル２０はＸＹ平面内の位置を固定して設ける一方、切削手段３０ａ，３０ｂを加工送り手段５０でＸ軸方向に加工送りするとともに、切り込み送り手段７０ａ，７０ｂでＺ軸方向に切り込み送りさせることで、チャックテーブル２０上に保持された被加工物１０の切削加工を行うように構成し、切削水に対する防水として、チャックテーブル周りの水平配設の蛇腹構造による防水手段を不要にして、例えばチャックテーブル２０の上方において加工送り手段５０や割り出し送り手段６０ａ，６０ｂや切り込み送り手段７０ａ，７０ｂに対して送り動作に追随するように可動的で簡単な構造の防水手段を設ければ済むようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持面を有しＸＹ平面内の位置が固定され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切削する切削ブレードを回転可能に装着したスピンドルを有する切削手段と、
前記チャックテーブルの前記保持面に平行かつ前記スピンドルの軸心方向であるＹ軸方向に前記切削手段を割り出し送りする割り出し送り手段と、
前記切削手段をＹ軸方向に直交するＸ軸方向に加工送りする加工送り手段と、
前記切削手段をＸ軸方向およびＹ軸方向に直交するＺ軸方向に切り込み送りする切り込み送り手段と、
を備えることを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記切削手段を複数備え、
該切削手段毎に前記切り込み手段を独立して備えることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャックテーブルに保持されたウエーハ等の被加工物を切削加工する加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ，ＬＳＩ等のデバイスが複数形成されたウエーハは裏面が研削されて所望の厚さに形成され、ダイシング装置等の加工装置によって個々のデバイスに分割されて携帯電話、パソコン等の電子機器に利用される。
【０００３】
ダイシング装置は、高速回転する切削ブレードが先端に装着されたスピンドルが所定の高さに位置付けられ、軸心方向をＹ軸方向とするスピンドルと直交するＸ軸方向にチャックテーブルを加工送りすることにより、ウエーハは切断される。切断の際には、切削ブレード周辺のブレードカバーから切削ブレードとワークとの接する加工点を冷却したり、切削屑を排出させるために、噴射ノズルから常時切削水を供給する。このようにして行う切削では、切削水が装置内部に侵入するのを防止する必要がある。
【０００４】
そこで、従来のこの種の加工装置にあっては、チャックテーブルのＸ軸方向の両端部および装置の固定壁との間に伸縮自在な蛇腹部材を取付け、蛇腹部材の伸縮を伴ってチャックテーブルがＸ軸方向に移動するように構成することで、チャックテーブルの移動経路を蛇腹部材によって覆い、切削水が装置内部に侵入しないようにしている（例えば、特許文献１参照）。また、半導体ウエーハ、ＣＳＰ（Chip Size Package）基板等の硬質材料を切削した場合には、切削によって鋭利な小片が形成され、この小片が切削ブレードの回転によって蛇腹部材の上部に飛散することがあるため、例えば特許文献２では、蛇腹部材の表面に樹脂フィルムを貼着し、鋭利な小片が落下した場合でも蛇腹部材に孔があきにくくしている。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１５６０３９号公報
【特許文献２】特開２００２−６６８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２等に示される加工装置では、蛇腹部材が切削ブレードや噴射ノズルの下方で水平に配設されており、蛇腹部材上に切削後の汚水や切削屑が溜まりやすく、溜まった状態で最大６００ｍｍ／ｓのチャックテーブルの加工送りに伴う伸縮を繰り返すため、消耗が激しく蛇腹部材の交換頻度の高いものとなる。また、蛇腹部材に孔があいたり、θ軸（チャックテーブルの回転軸）機構やＸ軸（チャックテーブルの加工送り）機構に破損を生ずる等、機械に対して大きなダメージを与えることもある。加えて、水平配置の蛇腹部材では、シール性を確保するため、コの字状に折り曲げて、内側にも蛇腹を配設するなど、複雑な機構となってしまい、高価なものとなる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、切削加工動作に支障を来たすことなく切削水に対する防水構造を簡単化し、かつ、防水効果を向上させ得る加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る加工装置は、被加工物を保持する保持面を有しＸＹ平面内の位置が固定され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切削する切削ブレードを回転可能に装着したスピンドルを有する切削手段と、前記チャックテーブルの前記保持面に平行かつ前記スピンドルの軸心方向であるＹ軸方向に前記切削手段を割り出し送りする割り出し送り手段と、前記切削手段をＹ軸方向に直交するＸ軸方向に加工送りする加工送り手段と、前記切削手段をＸ軸方向およびＹ軸方向に直交するＺ軸方向に切り込み送りする切り込み送り手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る加工装置は、上記発明において、前記切削手段を複数備え、該切削手段毎に前記切り込み手段を独立して備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る加工装置によれば、被加工物を保持するチャックテーブルはＸＹ平面内の位置を固定して設ける一方、切削手段を加工送り手段でＸ軸方向に加工送りするとともに、切り込み送り手段でＺ軸方向に切り込み送りさせることで、チャックテーブル上に保持された被加工物の切削加工を行うようにしたので、切削水に対する防水として、チャックテーブル周りの水平配設の蛇腹構造による防水手段を不要にして、例えばチャックテーブルの上方において加工送り手段や割り出し送り手段や切り込み送り手段に対して送り動作に追従する可動的な防水手段を設ければよく、チャックテーブル周りの場合に比して防水手段に直接かかる切削水の量が少なくて溜まりにくい上に噴霧状の切削水に対する防水対策で十分であり、よって、切削加工動作に支障を来たすことなく防水構造を簡単化し得るとともに防水効果を向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態である加工装置について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の加工装置の構成例を示す概略正面図であり、図２は、防水手段を省略して示す概略俯瞰図であり、図３は、防水手段を付加して示す概略俯瞰図であり、図４は、切削ブレード付近の構成例を示す正面図である。
【００１２】
本実施の形態の加工装置１は、被加工物１０を切削する切削装置への適用例を示す。ここで、ＸＹＺ座標軸において、Ｘ軸方向を加工送り方向とし、Ｙ軸方向を割り出し送り方向とし、Ｚ軸方向を切り込み送り方向とする。まず、本実施の形態の加工装置１は、被加工物１０を保持するチャックテーブル２０を備える。チャックテーブル２０は、詳細は特に図示しないが、例えば保持テープを介してフレームと一体となったウエーハからなる被加工物１０を保持する多孔質材料から形成された吸着チャックによる水平な保持面２１を備え、この保持面２１が図示しない吸引手段に連通されている。したがって、チャックテーブル２０は、保持面２１に被加工物１０を載置し図示しない吸引手段により負圧を作用させることにより保持面２１上に被加工物１０を吸引保持する。また、チャックテーブル２０は、ＸＹ平面内の位置が固定されて設けられ、円筒部材２２内に水密状態で配設されて吸引経路が内部に形成された図示しない回転軸の上端に装着されたものであり、回転軸の下端側に連結された図示しないモータによって水平面内で回転駆動可能とされている。
【００１３】
また、本実施の形態の加工装置１は、チャックテーブル２０上に保持された被加工物１０を切削するための第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂを備える。これら第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂは、被加工物１０中のウエーハを分割予定ラインに沿って切削する第１，第２の切削ブレード３１ａ，３１ｂを回転可能に装着した第１，第２のスピンドル３２ａ，３２ｂや回転駆動用のサーボモータ等からなる。ここで、第１，第２のスピンドル３２ａ，３２ｂの軸心方向はＹ軸方向で示す割り出し送り方向で一致するように配設され、第１，第２の切削ブレード３１ａ，３１ｂがＹ軸方向において対峙するように設定されている。また、第１，第２の切削ブレード３１ａ，３１ｂは、同一の被加工物１０に対する切削を同時に並行して行うデュアルカット用に同一構造のものであってもよく、また、ステップカット用に異種構造のものであってもよい。
【００１４】
ここで、本実施の形態の加工装置１は、図１〜図３では図示を省略するが、被加工物１０を切削する際に第１，第２の切削ブレード３１ａ，３１ｂによる加工点に対して切削水を供給する切削水供給手段４０が第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂに対して付設されている。切削水供給手段４０は、図４に示すように、第１の切削ブレード３１ａ（第２の切削ブレード３１ｂ）周りを覆うブレードカバー３３ａ（ブレードカバー３３ｂ）に配設されて第１の切削ブレード３１ａ（第２の切削ブレード３１ｂ）による加工点となる切刃外周部付近に両側から切削水を供給する表裏一対の噴射ノズル４１ａ（噴射ノズル４１ｂ）や、切削水供給源と噴射ノズル４１ａ（噴射ノズル４１ｂ）との間を連結する図示しない配管経路などを備える。
【００１５】
また、本実施の形態の加工装置１は、ＸＹ平面内の位置が固定されたチャックテーブル２０の上空に天板部２を有する門型構造の支柱３を備え、天板部２の下面には、第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂをＸ軸方向に加工送りする加工送り手段５０と、第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂをＹ軸方向に独立して割り出し送りする第１，第２の割り出し送り手段６０ａ，６０ｂと、第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂをＺ軸方向に独立して切り込み送りする第１，第２の切り込み送り手段７０ａ，７０ｂと、を備える。ここで、第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂは、天板部２の下面に対して加工送り手段５０、第１，第２の割り出し送り手段６０ａ，６０ｂおよび第１，第２の切り込み送り手段７０ａ，７０ｂを介して吊り下げ支持されてチャックテーブル２０よりも上部に位置している。
【００１６】
まず、加工送り手段５０は、Ｘ軸テーブル５１をＸ軸方向に移動させることで、第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂをチャックテーブル２０に対して同時にＸ軸方向に加工送りするためのものである。加工送り手段５０は、Ｙ軸方向の可動範囲全域に亘る長さを有して天板部２の下面に配設されたＸ軸テーブル５１と、天板部２の下面においてＸ軸方向の可動範囲全域に亘る長さでＸ軸方向に平行に形成された一対のガイドレール５２と、Ｘ軸テーブル５１の上面側に形成されてガイドレール５２に支持されるよう嵌合しつつＸ軸方向にガイドされる被案内溝５３と、天板部２の下面部でＸ軸方向に配設されてＸ軸テーブル５１に形成された図示しない雌ねじ孔に螺合するボールねじ５４と、このボールねじ５４の一端に連結されてボールねじ５４を回転駆動するモータ５５と、ボールねじ５４の他端を支持する軸受５６と、を備える。これによって、モータ５５の駆動によりボールねじ５４が回転すると、Ｘ軸テーブル５１がＸ軸方向に移動し、後述の第１，第２の割り出し送り手段６０ａ，６０ｂおよび第１，第２の切り込み送り手段７０ａ，７０ｂを介して吊り下げ支持された第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂがＸ軸方向に加工送りされる。
【００１７】
また、第１，第２の割り出し送り手段６０ａ，６０ｂは、Ｙ軸テーブル６１ａ，６１ｂをＹ軸方向に移動させることで、第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂをチャックテーブル２０に対してそれぞれ独立してＹ軸方向に割り出し送りするためのものである。第１，第２の割り出し送り手段６０ａ，６０ｂは、対称構造からなり、Ｘ軸テーブル５１の下面に配設された逆Ｌ字状のＹ軸テーブル６１ａ，６１ｂと、Ｘ軸テーブル５１の下面においてＹ軸方向のほぼ全域に亘る長さでＹ軸方向に平行に形成された共通な一対のガイドレール６２と、Ｙ軸テーブル６１ａ，６１ｂの上面側に形成されてガイドレール６２に支持されるよう嵌合しつつＹ軸方向にガイドされる被案内溝６３ａ，６３ｂと、Ｘ軸テーブル５１の下面部でＹ軸方向に配設されてＹ軸テーブル６１ａ，６１ｂに形成された図示しない雌ねじ孔に螺合するボールねじ６４ａ，６４ｂと、これらボールねじ６４ａ，６４ｂの一端に連結されてボールねじ６４ａ，６４ｂを回転駆動するモータ６５ａ，６５ｂと、ボールねじ６４ａ，６４ｂの他端を支持する軸受６６ａ，６６ｂと、を備える。これによって、モータ６５ａ，６５ｂの駆動によりボールねじ６４ａ，６４ｂが回転すると、Ｙ軸テーブル６１ａ，６１ｂがＹ軸方向に移動し、後述の第１，第２の切り込み送り手段７０ａ，７０ｂを介して吊り下げ支持された第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂがＹ軸方向に独立して割り出し送りされる。
【００１８】
さらに、第１，第２の切り込み送り手段７０ａ，７０ｂは、Ｚ軸テーブル７１ａ，７１ｂをＺ軸方向に移動させることで、第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂをチャックテーブル２０に対してそれぞれ独立してＺ軸方向に切り込み送りするためのものである。第１，第２の切り込み送り手段７０ａ，７０ｂは、同一構造からなり、逆Ｌ字状のＹ軸テーブル６１の垂直面に配設されて第１，第２のスピンドル３２ａ，３２ｂ部分を一体に支持するＺ軸テーブル７１ａ，７１ｂと、逆Ｌ字状のＹ軸テーブル６１の垂直面においてＺ軸方向に平行に形成された共通な一対のガイドレール７２ａ，７２ｂと、Ｚ軸テーブル７１ａ，７１ｂの背面側垂直面に形成されてガイドレール７２ａ，７２ｂに支持されるよう嵌合しつつＺ軸方向にガイドされる被案内溝７３ａ，７３ｂと、Ｙ軸テーブル６１の垂直面においてＺ軸方向に配設されてＺ軸テーブル７１ａ，７１ｂに形成された図示しない雌ねじ孔に螺合するボールねじ７４ａ，７４ｂと、これらボールねじ７４ａ，７４ｂの一端に連結されてボールねじ７４ａ，７４ｂを回転駆動するモータ７５ａ，７５ｂと、ボールねじ７４ａ，７４ｂの他端を支持する図示しない軸受と、を備える。これによって、モータ７５ａ，７５ｂの駆動によりボールねじ７４ａ，７４ｂが回転すると、Ｚ軸テーブル７１ａ，７１ｂがＺ軸方向に昇降移動し、Ｚ軸テーブル７１ａ，７１ｂに吊り下げ支持された第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂがＺ軸方向に独立して切り込み送りされる。
【００１９】
さらに、本実施の形態の加工装置１は、切削水に対する防水手段として、図３に示すように、Ｘ軸防水手段８０とＹ軸防水手段８５とＺ軸防水手段９０ａ，９０ｂとを備える。Ｘ軸防水手段８０は、加工送り手段５０に対する防水用であり、Ｘ軸テーブル５１のＸ軸方向の一端と天板部２による固定端との間に係止された蛇腹部材８１ａと、Ｘ軸テーブル５１のＸ軸方向の他端と天板部２による固定端との間に係止された蛇腹部材８１ｂとの対からなる。これら一対の蛇腹部材８１ａ，８１ｂは、Ｘ軸テーブル５１のＸ軸方向の加工送りに追随してＸ軸方向に伸縮することで加工送り手段５０の下面側を全面的に常時閉塞する。
【００２０】
また、Ｙ軸防水手段８５は、第１，第２の割り出し送り手段６０に対する防水用であり、それぞれ一端がＹ軸テーブル６１ａ，６１ｂの対向端部に係止されて他端側が中央部でＸ軸テーブル５１の下面に支持された巻取り機構８６内に引き込み・引き出し自在な一対のシート材８７ａ，８７ｂとからなる。これらシート材８７ａ，８７ｂは、例えば熱を加えて成形してなり、Ｙ軸テーブル６１ａ，６１ｂのＹ軸方向の割り出し送りに追随して巻取り機構８６内に引き込まれたり引き出されるようにＹ軸方向に伸縮することで第１，第２の割り出し送り手段６０ａ，６０ｂのボールねじ６４ａ，６４ｂなどの下面側を全面的に常時閉塞する。
【００２１】
さらに、Ｚ軸防水手段９０ａ，９０ｂは、第１，第２の切り込み送り手段７０ａ，７０ｂに対する防水用であり、Ｙ軸テーブル６１ａ，６１ｂの下面とＺ軸テーブル７１ａ，７１ｂとの間にボールねじ７４ａ，７４ｂ等の周囲を囲繞するように係止された蛇腹部材９１ａ，９１ｂからなる。これら蛇腹部材９１ａ，９１ｂは、Ｚ軸テーブル７１ａ，７１ｂのＺ軸方向の切り込み送りに追随してＺ軸方向に伸縮することで第１，第２の切り込み送り手段７０ａ，７０ｂのボールねじ７４ａ，７４ｂ等の周囲を全面的に常時閉塞する。
【００２２】
なお、第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂの加工送り範囲を含むチャックテーブル２０の周囲には切削水を受ける図示しないウォータケースが水密状態で配設されている。このウォータケースは、単純な箱形状に形成されたもので、その底部の一部、例えば隅部には排液口が形成され、排水用のドレインホースが接続されている。また、ウォータケースの上空は、前述の天板部２を有する支柱３を含めて加工部全体を閉塞する図示しない加工室として形成され、この加工室の後壁には排気ダクトが連結されている。
【００２３】
このような構成において、概略的には、チャックテーブル２０に吸引保持された被加工物１０は、図示しないアライメント手段による分割予定ラインの撮像、パターンマッチング等のアライメント処理によって切削領域が検出され、切削加工動作に供される。そして、割り出し送り手段６０ａ，６０ｂによって対応する第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂをそれぞれ独立してＹ軸方向に割り出し送りすることでチャックテーブル２０上の被加工物１０であるウエーハの切削領域に対して第１，第２の切削ブレード３１ａ，３１ｂの位置割り出しを行う。位置割り出し後、高速回転している第１，第２の切削ブレード３１ａ，３１ｂを加工送り手段５０によってＸ軸方向に加工送りするとともに、第１，第２の切り込み送り手段７０ａ，７０ｂによってＺ軸方向に所定量切り込み送りすることで、ウエーハを所望の２つの分割予定ラインに沿って同時に切削し切削溝を形成することで切断する。なお、デュアルカット時であれば、同一構造の第１，第２の切削ブレード３１ａ，３１ｂにより２ライン分の分割予定ラインずつ並行して同時にフルカットを行い、ステップカット時であれば、例えばハーフカット用の第１の切削ブレード３１ａにより分割予定ラインを順次ハーフカットし、フルカット用の第２の切削ブレード３１ｂによりハーフカット済みの分割予定ラインを順次並行してフルカットするように動作する。
【００２４】
このような切削処理に際して、第１，第２の切削ブレード３１ａ，３１ｂの加工点に対して切削水供給手段４０の噴射ノズル４１ａ，４１ｂから切削水を供給することで、加工点を冷却したり、ウエーハ上の切削屑を洗い流す。このような切削処理を所定方向の全ての分割予定ラインについて実行した後、図示しないモータによってチャックテーブル２０を９０度回転させることでウエーハの方向を９０度回転し、切削済みの分割予定ラインに直交する方向の残りの分割予定ラインについても同様に切削処理を行う。
【００２５】
このような切削動作において、噴射ノズル４１ａ，４１ｂから噴射された冷却・洗浄後の洗浄水や洗い流された切削屑は、チャックテーブル２０上から周囲のウォータケース内に落下する。ここで、ウォータケースは凹凸なく平面的に形成されているため、落下した洗浄水や切削屑は排液口からドレインホースを介して機外に排出される。この際、ウォータケースとチャックテーブル２０の円筒部材２２との間は水密状態に維持されているので、この部分から切削水等が機内に侵入することはない。
【００２６】
また、洗浄水は高速回転している第１，第２の切削ブレード３１ａ，３１ｂに対して噴射ノズル４１ａ，４１ｂから噴射されるため、第１，第２の切削ブレード３１ａ，３１ｂ周りの第１，第２の切り込み送り手段７０ａ，７０ｂや第１，第２の割り出し送り手段６０ａ，６０ｂや加工送り手段５０側に対しても切削水が飛散するが、Ｚ軸防水手段９０、Ｙ軸防水手段８５およびＸ軸防水手段８０によって防水され、ボールねじ７４ａ，７４ｂ，６４ａ，６４ｂ，５４等に切削水がかかることはない。特に、本実施の形態によれば、第１，第２の切り込み送り手段７０ａ，７０ｂや第１，第２の割り出し送り手段６０ａ，６０ｂや加工送り手段５０は、いずれも切削水が噴射される加工点よりも上部に位置しており、直接かかる切削水の量が真下となるチャックテーブル２０側よりも元々少ない上に、かかる切削水の大半が噴霧状となっており、蛇腹部材９１ａ，９１ｂ，８１ａ，８１ｂやシート材８７ａ，８７ｂとしては、噴霧状の水に対する防水対策で済むため（特に、本実施の形態にあっては、加工室内の水蒸気や噴霧状の水が排気ダクトを介して常時排気されている）、切削屑などの溜りがなく、簡単な構造のもので済む上に、蛇腹部材９１ａ，９１ｂ，８１ａ，８１ｂやシート材８７ａ，８７ｂの伸縮動作があっても異物の付着が少なくて消耗の程度は低く、従来のチャックテーブル周りの水平配設の蛇腹部材の場合よりも防水効果の高いものとなる。
【００２７】
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、チャックテーブル２０をモータによって回転可能に構成したが、チャックテーブル２０は、加工対象となる被加工物１０によっては回転しない構成であってもよい。また、加工送り手段５０や第１，第２の割り出し送り手段６０ａ，６０ｂや切り込み送り手段７０ａ，７０ｂの配置や構成も実施の形態に示す例に限らず、適宜変更可能である。さらには、切削手段としても、第１，第２の切削手段３０ａ，３０ｂのように複数備える例に限らず、例えば単一の切削手段を備えるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態の加工装置の構成例を示す概略正面図である。
【図２】防水手段を省略して示す概略俯瞰図である。
【図３】防水手段を付加して示す概略俯瞰図である。
【図４】切削ブレード付近の構成例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  被加工物
２０  チャックテーブル
２１  保持面
３０ａ，３０ｂ  切削手段
３１ａ，３１ｂ  切削ブレード
３２ａ，３２ｂ  スピンドル
５０  加工送り手段
６０ａ，６０ｂ  割り出し送り手段
７０ａ，７０ｂ  切り込み送り手段
【図１】
2008147344.tif 000003
【図２】
2008147344.tif 000004
【図３】
2008147344.tif 000005
【図４】
2008147344.tif 000006