(57)【要約】      （修正有）【課題】切削ブレードの位置に合わせて外周縁用ノズルの位置を調整することができる外周縁用ノズル機構を備えた切削装置を提供する。【解決手段】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切削する切削ブレードを備えた切削手段と、切削ブレードの外周縁に向けて切削水を噴射する外周縁用ノズル機構とを具備する切削装置であって、外周縁用ノズル機構は、切削ブレードの軸方向に沿って配設された切削水供給管５１と、切削水供給管に軸方向に摺動可能に装着されたノズル保持部材５２と、ノズル保持部材に装着され切削ブレードの外周縁に向けて切削水を噴射する外周縁用ノズル５３と、ノズル保持部材を切削ブレードの軸方向に移動調整するノズル位置調整手段としての調整ナット５４を備えている。【選択図】図４
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【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被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、該切削ブレードの外周縁に向けて切削水を噴射する外周縁用ノズル機構と、を具備する切削装置において、
該外周縁用ノズル機構は、該切削ブレードの軸方向に沿って配設された切削水供給管と、該切削水供給管に軸方向に摺動可能に装着されたノズル保持部材と、該ノズル保持部材に装着され該切削ブレードの外周縁に向けて切削水を噴射する外周縁用ノズルと、該ノズル保持部材を該切削ブレードの軸方向に移動調整するノズル位置調整手段を備えている、
ことを特徴とする切削装置。
【請求項２】
該ノズル位置調整手段は、該ノズル保持部材の端部外周面に形成された雄ネジと、該雄ネジと螺合する雌ネジを備え該切削水供給管に回転可能に装着された調整ナットとからなっている、請求項１記載の切削装置。
【請求項３】
該ノズル保持部材と該切削水供給管との間には弾性部材からなるシールリングが配設されており、該ノズル保持部材は該シールリングの摩擦力に抗して軸方向に摺動可能であるとともに該切削水供給管の外周面周りに回動可能に構成される、請求項１又は２記載の切削装置。
【請求項４】
該外周縁用ノズルは、該ノズル保持部材に着脱可能に装着されている、請求項１から３のいずれかに記載の切削装置。
【請求項５】
該外周縁用ノズルの先端部には、中心を通り該切削ブレードの厚さより大きい幅を有するスリットが形成されている、請求項１から４のいずれかに記載の切削装置。
【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切削装置、更に詳しくは切削ブレードの外周縁に切削水を供給する外周縁用ノズル機構を備えた切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれる切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハ等の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、切削ブレードに切削水を供給する切削水供給機構を具備し、該切削水供給機構によって切削水を回転する切削ブレードに供給することにより切削ブレードを冷却するとともに、切削ブレードによる被加工物の切削部に切削水を供給しつつ切削作業を実施する。
【０００４】
上記切削水供給機構は、一般に切削ブレードの両側にそれぞれ配設され切削ブレードの両側面に向けて切削水を噴射する側面用ノズルを備えている。また、切削ブレードによる被加工物の切削部に切削水を効果的に供給するために、切削ブレードの外周縁と対向して配設され切削ブレードの外周縁に向けて切削水を噴射する外周縁用ノズルを備えた切削装置も提案され実用化されている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開平１１−１７６７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、上記外周縁用ノズルは装着位置が固定されているため、切削ブレードを交換した際に切削ブレードの外周縁と外周縁用ノズルとの位置関係が切削ブレードの軸方向にズレることがある。この結果、外周縁用ノズルから噴射される切削水が切削ブレードの外周縁に正確に供給されず、切削面にチッピングが発生する原因となる。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、切削ブレードの位置に合わせて外周縁用ノズルの位置を調整することができる外周縁用ノズル機構を備えた切削装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、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被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、該切削ブレードの外周縁に向けて切削水を噴射する外周縁用ノズル機構と、を具備する切削装置において、
該外周縁用ノズル機構は、該切削ブレードの軸方向に沿って配設された切削水供給管と、該切削水供給管に軸方向に摺動可能に装着されたノズル保持部材と、該ノズル保持部材に装着され該切削ブレードの外周縁に向けて切削水を噴射する外周縁用ノズルと、該ノズル保持部材を該切削ブレードの軸方向に移動調整するノズル位置調整手段を備えている、
ことを特徴とする切削装置が提供される。
【０００８】
上記ノズル位置調整手段は、上記ノズル保持部材の端部外周面に形成された雄ネジと、該雄ネジと螺合する雌ネジを備え上記切削水供給管に回転可能に装着された調整ナットとからなっている。
上記ノズル保持部材と上記切削水供給管との間には弾性部材からなるシールリングが配設されており、ノズル保持部材はシールリングの摩擦力に抗して切削水供給管の軸方向に摺動可能であるとともに切削水供給管の外周面周りに回動可能に構成される。
上記外周縁用ノズルは、上記ノズル保持部材に着脱可能に装着されていることが望ましい。
また、上記外周縁用ノズルの先端部には、中心を通り上記切削ブレードの厚さより大きい幅を有するスリットが形成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による切削装置は、切削ブレードの外周縁に向けて切削水を噴射する外周縁用ノズル機構が、切削ブレードの軸方向に沿って配設された切削水供給管と、切削水供給管に軸方向に摺動可能に装着されたノズル保持部材と、ノズル保持部材に装着され切削ブレードの外周縁に向けて切削水を噴射する外周縁用ノズルと、ノズル保持部材を切削ブレードの軸方向に移動調整するノズル位置調整手段を備えているので、切削ブレードを交換した際に切削ブレードと外周縁用ノズルとの位置関係がズレた場合には、ノズル位置調整手段によってノズル保持部材に装着された外周縁用ノズルの中心を切削ブレードの外周縁と対向する位置に位置付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明によって構成された切削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
【００１１】
図１には、本発明によって構成された切削装置の斜視図が示されている。図示の実施形態における切削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持するチャックテーブル３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に配設された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル３１には、被加工物として後述する半導体ウエーハを保護テープを介して支持する支持フレームを固定するためのクランプ３３が配設されている。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない切削送り手段によって、矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００１２】
図示の実施形態における切削装置は、切削手段としてのスピンドルユニット４を具備している。スピンドルユニット４は、図示しない割り出し送り手段によって図１において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。このスピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持された回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２の前端部に装着された切削ブレード４３とを具備している。切削ブレード４３は、例えば図２に示すようにアルミニウムによって形成された円盤状の基台４３１と、該基台４３１の外周部側面にダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めて厚さが１５〜３０μmに形成された砥石ブレード４３２からなっている。
【００１３】
図２を参照して説明を続けると、上記スピンドルハウジング４１の前端部には、切削ブレード４３の上半部を覆うブレードカバー４４が取り付けられている。ブレードカバー４４は、図示の実施形態においてはスピンドルハウジング４１に装着された第１のカバー部材４４１と、該第１のカバー部材４４１に装着される第２のカバー部材４４２とからなっている。第１のカバー部材４４１の側面には雌ネジ穴４４１aと２個の位置決めピン４４１６bが設けられており、第２のカバー部材４４２には上記雌ネジ穴４４１aと対応する位置に挿通穴４４２aが設けられている。また、第２のカバー部材４４２の第１のカバー部材４４１と対向する面には、上記２個の位置決めピン４４１bが嵌合する図示しない２個の凹部が形成されている。このように構成された第１のカバー部材４４１と第２のカバー部材４４２は、第２のカバー部材４４２に形成された図示しない２個の凹部を第１のカバー部材４４１に設けられた２個の位置決めピン４４１bに嵌合することによって位置決めする。そして、締結ボルト４４３を第２のカバー部材４４２の挿通穴４４２aに挿通し、第１のカバー部材４４１に設けられた雌ネジ穴４４１aと螺合することにより、第２のカバー部材４４２を第１のカバー部材４４１に装着する。
【００１４】
上記ブレードカバー４４を構成する第１のカバー部材４４１と第２のカバー部材４４２には、それぞれ切削水供給管４５１、４５２が配設されている。この切削水供給管４５１、４５２の上端は図示しない切削水供給手段に接続される。切削水供給管４５１、４５２の下端には、それぞれ切削ブレード４３の砥石ブレード４３２の両側にそれぞれ配設され砥石ブレード４３２の両側面に向けて切削水を噴射する側面用ノズル４６１、４６２が接続されている。
【００１５】
図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態におけるスピンドルユニット４は、切削ブレード４３の砥石ブレード４３２の外周縁に向けて切削水を噴射する外周縁用ノズル機構５を備えている。この外周縁用ノズル機構５について、図２乃至図４を参照して説明する。図示の実施形態における外周縁用ノズル機構５は、図２に示すように切削ブレード４３の軸方向に沿って配設され上記スピンドルハウジング４１に装着された切削水供給管５１を具備している。この切削水供給管５１は、図示しない切削水供給手段に接続される。切削水供給管５１は、図３および図４に示すように先端が封鎖されており、砥石ブレード４３２と対向する部位には長穴５１１が形成されている。
【００１６】
このように構成された切削水供給管５１には、長穴５１１が形成された部位に円筒状のノズル保持部材５２が軸方向に摺動可能に嵌合されている。このノズル保持部材５２には、径方向に貫通するノズル装着穴５２１が形成されている。なお、ノズル装着穴５２１の内周面には雌ネジ５２２が形成されている。ノズル保持部材５２の先端部（図４において右端部）外周面には、雄ネジ５２３が形成されている。また、ノズル保持部材５２の内周面には所定の間隔をおいて２つの環状のシール溝５２４a、５２４bが形成されており、このシール溝５２４a、５２４bにそれぞれゴム等の弾性部材からなるシールリング５２５a、５２５bが装着されている。なお、ノズル保持部材５２の内周面に形成されたシール溝５２４aと５２４bの間隔は、上記切削水供給管５１に形成された長穴５１１の軸方向長さより大きい寸法に設定されている。このように構成されたノズル保持部材５２は、シールリング５２５a、５２５bの摩擦力に抗して軸方向に摺動可能であるとともに、切削水供給管５１の外周面周りに回動可能に構成される。
【００１７】
上述したように構成されたノズル保持部材５２のノズル装着穴５２１に外周縁用ノズル５３が装着される。外周縁用ノズル５３は円筒状に形成され、基端部外周面に雄ネジ５３１が形成されており、この雄ネジ５３１をノズル装着穴５２１の内周面に形成された雌ネジ５２２に螺合することにより、ノズル保持部材５２に着脱可能に装着される。従って、異なる種類の外周縁用ノズルを容易に交換することができる。
【００１８】
図示の実施形態における外周縁用ノズル機構５は、上記ノズル保持部材５２の先端部外周面に形成された雄ネジ５２３と螺合する調整ナット５４を具備している。調整ナット５４は、円筒状に形成され内周面に上記ノズル保持部材５２の先端部外周面に形成された雄ネジ５２３と螺合する雌ネジ５４１が設けられている。また、調整ナット５４の先端（図４において右端）には、径方向内方に突出する環状の係止部５４２が設けられている。このように形成された調整ナット５４は、雌ネジ５４１部がノズル保持部材５２の先端部外周面に形成された雄ネジ５２３と螺合するとともに、環状の係止部５４２が上記切削水供給管５１の先端部に回動可能に嵌合される。なお、切削水供給管５１の先端部外周面には係止部５４２が位置する両側にリング溝５１２a、５１２bが形成されており、該リング溝５１２a、５１２bにそれぞれスナップリング５５a、５５bが嵌合される。このため、調整ナット５４の係止部５４２はスナップリング５５aと５５bとの間で軸方向への移動が規制される。
【００１９】
図示の実施形態における外周縁用ノズル機構５は以上のように構成されており、調整ナット５４を図４において矢印５４０aで示す方向に回動することにより外周縁用ノズル５３を装着したノズル保持部材５２が図４において右方に移動せしめられ、調整ナット５４を図４において矢印５４０bで示す方向に回動することにより外周縁用ノズル５３を装着したノズル保持部材５２が図４において左方に移動せしめられる。そして、図５に示すようにノズル保持部材５２に装着された外周縁用ノズル５３の中心を、切削ブレード４３の砥石ブレード４３２の外周縁と対向する位置に位置付ける。従って、ノズル保持部材５２の先端部外周面に形成された雄ネジ５２３と該雄ネジ５２３と螺合する雌ネジ５４１を備えた調整ナット５４は、外周縁用ノズル５３を装着したノズル保持部材５２を切削ブレード４３の軸方向に移動調整するノズル位置調整手段として機能する。また、図６に示すようにノズル保持部材５２を切削水供給管５１の外周面周りに矢印５２０aまたは５２０bで示す方向に回動することにより、ノズル保持部材５２に装着された外周縁用ノズル５３の噴射角度を調整することができる。このとき、ノズル保持部材５２と切削水供給管５１との間にはゴム等の弾性部材からなるシールリング５２５a、５２５bが配設されているので、シールリング５２５a、５２５bの摩擦力によってノズル保持部材５２は回動した位置に保持される。
【００２０】
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル３上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出するための撮像手段６を具備している。この撮像手段６は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっている。また、切削装置は、撮像手段６によって撮像された画像を表示する表示手段７を具備している。
【００２１】
上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域８aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル８が配設されている。このカセット載置テーブル８は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル８上には、被加工物としての半導体ウエーハ１０を収容するカセット９が載置される。カセット９に収容される半導体ウエーハ１０は、表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成されている。このように形成された半導体ウエーハ１０は、環状の支持フレーム１１に装着された保護テープ１２の表面に裏面が貼着された状態でカセット９に収容される。
【００２２】
また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル８上に載置されたカセット９に収容されている半導体ウエーハ１０（環状のフレーム１１に保護テープ１２を介して支持されている状態）を仮置きテーブル１３に搬出する搬出手段１４と、仮置きテーブル１３に搬出された半導体ウエーハ１０を上記チャックテーブル３上に搬送する搬送手段１５と、チャックテーブル３上で切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄する洗浄手段１６と、チャックテーブル３上で切削加工された半導体ウエーハ１０を洗浄手段１６へ搬送する洗浄搬送手段１７を具備している。
【００２３】
以上のように構成された切削装置を用いて半導体ウエーハ１０を所定のストリートに沿って切断する切削手順について、簡単に説明する。
カセット載置テーブル８上に載置されたカセット９の所定位置に収容されている半導体ウエーハ１０（環状のフレーム１１に保護テープ１２を介して支持されている状態）は、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル８が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出手段１４が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ１０を仮置きテーブル１３上に搬出する。仮置きテーブル１３に搬出された半導体ウエーハ１０は、搬送手段１５の旋回動作によって上記チャックテーブル３上に搬送される。チャックテーブル３上に半導体ウエーハ１０が載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して半導体ウエーハ１０をチャックテーブル３上に吸引保持する。また、半導体ウエーハ１０を保護テープ１２を介して支持する支持フレーム１１は、上記クランプ３３によって固定される。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３は、撮像手段５の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像手段５の直下に位置付けられると、撮像手段５によって半導体ウエーハ１０に形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリートと切削ブレード４３との精密位置合わせ作業が行われる。
【００２４】
その後、切削ブレード４３を矢印Ｚで示す方向に所定量切り込み送りし所定の方向に回転させつつ、半導体ウエーハ１０を吸引保持したチャックテーブル３を切削送り方向である矢印Ｘで示す方向（切削ブレード４３の回転軸と直交する方向）に所定の切削送り速度で移動することにより、チャックテーブル３上に保持された半導体ウエーハ１０は切削ブレード４３により所定のストリートに沿って切断される（切削工程）。この切削工程においては、側面用ノズル４６１、４６２から切削水が切削ブレード４３の砥石ブレード４３２の側面に向けて噴射されるとともに、外周縁用ノズル５３から切削水が砥石ブレード４３２の外周縁に向けて噴射せしめられる。このようにして、半導体ウエーハ１０を所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル３を矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切削工程を実施する。そして、半導体ウエーハ１０の所定方向に延在するストリートの全てに沿って切削工程を実施したならば、チャックテーブル３を９０度回転させて、半導体ウエーハ１０の所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削工程を実行することにより、半導体ウエーハ１０に格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のチップに分割される。なお、分割されたチップは、保護テープ１２の作用によってバラバラにはならず、フレーム１１に支持されたウエーハの状態が維持されている。
【００２５】
上述したように半導体ウエーハ１０のストリートに沿って切削工程が終了したら、半導体ウエーハ１０を保持したチャックテーブル３は最初に半導体ウエーハ１０を吸引保持した位置に戻される。そして、半導体ウエーハ１０の吸引保持を解除する。次に、半導体ウエーハ１０は洗浄搬送手段１７によって洗浄手段１６に搬送される。洗浄手段１６に搬送された半導体ウエーハ１０は、ここで洗浄および乾燥される。このようにして洗浄および乾燥された半導体ウエーハ１０は、搬送手段１５によって仮置きテーブル１３に搬送される。そして、半導体ウエーハ１０は、搬出手段１４によってカセット９の所定位置に収納される。従って、搬出手段１４は、加工後の半導体ウエーハ１０をカセット９に搬入する搬入手段としての機能も備えている。
【００２６】
上述したように切削工程を実施することにより、切削ブレード４３の砥石ブレード４３２は磨耗する。この磨耗が所定量に達すると切削精度が維持されなくなるため、切削ブレード４３は所定時間使用したら新しい切削ブレードと交換する。切削ブレード４３を交換すると、砥石ブレード４３２の外周縁と外周縁用ノズル５３との軸方向の位置関係がズレる場合がある。従って、切削ブレード４３を交換した際には、砥石ブレード４３２の外周縁と外周縁用ノズル５３との位置関係を確認し、両者の位置関係がズレている場合には上述したように外周縁用ノズル機構５の調整ナット５４を図４において矢印５４０aまたは５４０bで示す方向に回動し、外周縁用ノズル５３を装着したノズル保持部材５２を軸方向に移動して外周縁用ノズル５３の中心を砥石ブレード４３２の外周縁と対向する位置に位置付ける。
【００２７】
次に、外周縁用ノズル５３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に示す外周縁用ノズル５３は、先端部に中心をとおり砥石ブレード４３２の厚さより大きい幅を有するスリット５３０が形成されている。この外周縁用ノズル５３を用いる場合は、図８に示すように砥石ブレード４３２の外周部がスリット５３０に挿入されるように位置付ける。従って、図７および図８に示す外周縁用ノズル５３を用いることにより、外周縁用ノズル５３の中心を砥石ブレード４３２の外周縁と対向する位置に確実に位置付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に従って構成された切削装置の斜視図。
【図２】図１に示す切削装置に装備されるスピンドルユニットの一部を分解して示す斜視図。
【図３】図１に示す切削装置に装備される外周縁用ノズル機構の要部を分解して示す斜視図。
【図４】図３に示す外周縁用ノズル機構の要部断面図。
【図５】図３および図４に示す外周縁用ノズル機構の外周縁用ノズルと切削ブレードとの位置関係を示す平面図。
【図６】図３および図４に示す外周縁用ノズル機構の外周縁用ノズルと切削ブレードとの位置関係を示す側面図。
【図７】図１に示す切削装置に装備される外周縁用ノズル機構の外周縁用ノズルの他の実施形態を示す斜視図。
【図８】図７に示す外周縁用ノズル機構の外周縁用ノズルと切削ブレードとの位置関係を示す平面図。
【符号の説明】
【００２９】
２：装置ハウジング
３：チャックテーブ
４：スピンドルユニット
４３：切削ブレード
４４：ブレードカバー
４６１，４６２：側面用ノズル
５：外周縁用ノズル機構
５１：切削水供給管
５２：ノズル保持部材
５３：外周縁用ノズル
５４：調整ナット
６：撮像手段
７：表示手段
８：カセット載置テーブル
９：カセット
１０：半導体ウエーハ（被加工物）
１１：環状の支持フレーム
１２：保護テープ
１３：仮置きテーブル
１４：搬出手段
１５：搬送手段
１６：洗浄手段
１７：洗浄搬送手段
【図１】
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【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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【図８】
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