专利名称：切削装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及切削半导体晶片等被加工物的切削装置。
背景技术：
在半导体器件制造工序中，通过大致圆板形状的半导体晶片的表面上格子状地排列的、称为切割道的预分割线被划分了多个区域，在该被划分的区域形成IC、LSI等电路。并且，通过沿着预分割线切断半导体晶片来分割形成有电路的区域，从而制造出各个半导体芯片。此外，还将蓝宝石衬底的表面上层叠了氮化镓类化合物半导体等的光器件晶片沿着预分割线切断，由此分割成各个发光二极管、激光二极管、CCD等的光器件，广泛利用于电气设备中。
上述的半导体晶片、光器件晶片等的沿着切割道的切断，通常是由称作划片机的切削装置来进行。该切削装置具备卡盘台，保持半导体晶片等被加工物；切削机构，具有切削该卡盘台上保持的被加工物的切削刀片；切削进给机构，使卡盘台和切削机构在切削进给方向上相对地移动；以及分度进给机构，使卡盘台和切削机构在与切削进给方向垂直的分度进给方向上相对移动。在这种切削装置中，以20000～40000rpm的旋转速度旋转切削刀片，对由切削刀片的加工区域一边供给切削水一边进行切削，由此防止加工点的表面烧伤和芯片产生碎片(chipping)。
如上述那样在有助于切削的切削水中混入切削屑、混入了该切削屑的切削水在晶片的表面流动，会有切削屑附着在晶片的表面而污染晶片的问题。特别是，在CCD那样输入光的光器件的情况下，很少的污染也会显著降低品质。
为了消除这种问题，提出了如下的切削装置在卡盘台的外周附近设置清洗水喷嘴，在切削卡盘台上保持的晶片时，从上述清洗喷嘴喷射清洗水而在晶片的整个表面上形成清洗水的水流。(例如参照专利文献1。)专利文献1日本特开2002-329685号公报上述公报中所公开的切削装置中设置的清洗水喷嘴构成为，遍及卡盘台上保持的被加工物的整个区域喷射清洗水。因而，对于通过切削刀片切削的区域以外的区域中，也供给与切削区域等量的清洗水。在切削区域以外的区域中并不一定需要供给与切削区域等量的清洗水，遍及被加工物的整个区域平均供给清洗水会消耗超过所需的清洗水。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做出的，其主要的技术课题是提供一种切削装置，该切削装置具有在切削卡盘台上保持的被加工物时向被加工物供给清洗水供给机构，能够维持清洗效果并且节约清洗水的消耗。
为了解决上述主要的技术课题，根据本发明，提供一种切削装置，具备卡盘台，保持被加工物；卡盘台支承基座，支承该卡盘台；切削机构，具有对该卡盘台上保持的被加工物进行切削的切削刀片、和向由该切削切片的加工区域供给切削水的切削水供给机构；切削进给机构，使该卡盘台支承基座和该切削机构在切削进给方向上相对移动；分度进给机构，使该卡盘台支承基座和该切削机构在与该切削进给方向正交的分度进给方向上相对移动；以及清洗水供给机构，向该卡盘台上保持的被加工物供给清洗水；其特征在于，该清洗水供给机构具备清洗水喷嘴机构，具有朝向该卡盘台上保持的被加工物喷出清洗水的至少3个喷嘴；和流量调整机构，分别调整向该各喷嘴供给的清洗水的流量。
上述清洗水喷嘴机构设置在卡盘台盖上，该卡盘台盖由上述卡盘台支承基座支承并围绕上述卡盘台而设置。上述清洗水喷嘴机构期望具备支承上述至少3个喷嘴的喷嘴支承台、和调整该喷嘴支承台和至少3个喷嘴的高度位置的高度调整机构。此外，从上述清洗水喷嘴机构喷出的清洗水的喷出方向期望设定为，与由上述切削刀片的旋转引起的切削水飞溅的方向相同的方向。
发明效果在本发明的切削装置中，向卡盘台上保持的被加工物供给清洗水的清洗水供给机构具备清洗水喷嘴机构，具有朝向卡盘台上保持的被加工物喷出清洗水的至少3个喷嘴；和流量调整机构，分别调整向该各喷嘴供给的清洗水的流量；因此，能够对由切削刀片进行切削的区域供给较多的清洗水，并在其它区域比切削区域更加减少清洗水的供给量，能够维持清洗效果并且节约清洗水的消耗。
图1是根据本发明构成的切削装置的立体图；图2是图1所示的切削装置的主要部分立体图；图3是图1所示的切削装置所装备的卡盘台机构及主轴机构的立体图；图4是表示图1所示的切削装置所装备的清洗水供给机构的立体图；图5是构成图4所示的清洗水供给机构的清洗水喷嘴机构的截面图。
具体实施例方式
下面，参照附图更详细地说明根据本发明构成的切削装置的最佳的实施方式。
图1表示根据本发明构成的切削装置的立体图。
图1所示的切削装置具备大致长方体状的装置壳体1。在该装置壳体1内设置有图2所示的静止基座2；卡盘台机构3，沿切削进给方向即以箭头X所示的方向可移动地设置在该静止基座2上并保持被加工物；主轴支承机构4，沿分度进给方向即以箭头Y所示的方向(与切削进给方向即以箭头X所示的方向正交的方向)可移动地设置在静止基座2上；作为切削机构的主轴机构5，沿切入进给方向即以箭头Z所示的方向可移动地设置在该主轴支承机构4上。
上述卡盘台机构3具备2根导引轨31、31，沿着以箭头X所示的方向平行地设置在静止基座2上；卡盘台支承基座32，沿以箭头X所示的方向可移动地设置在该导引轨31、31上；支承筒体33，设置在该卡盘台支承基座32上；卡盘台34，由该支承筒体33可旋转地进行支承；卡盘台盖35，围绕着该卡盘台34而设置、并固定在支承筒体33的上端。在卡盘台支承基座32上形成有与导引轨31、31嵌合的2根被导引轨32a、32a，通过将该被导引轨32a、32a与导引轨31、31嵌合，使卡盘台支承基座32构成为可沿着导引轨31、31移动。在上述支承筒体33内设置有未图示的脉冲电机，通过该脉冲电机使卡盘台34每次转动预定角度。上述卡盘台34与未图示的吸引机构连接，适当地吸引保持其上表面即保持面上放置的被加工物。另外，在卡盘台34上设置有用来固定隔着保护带支承被加工物的支承架的4个夹钳341。在上述卡盘台盖35的中央部设有嵌插卡盘台34的孔35a，通过将该孔35a嵌插于卡盘台34，卡盘台盖35构成为围绕卡盘台34的状态。在这样构成的卡盘台盖35上设置有向卡盘台34上保持的被加工物供给清洗水的清洗水供给机构20的清洗水喷嘴机构21。对于该清洗水供给机构20在后面进行详细说明。
参照图2继续说明，图示实施方式中的卡盘台机构3具备移动机构36，该移动机构36用于使卡盘台34沿着2根导引轨31、31在以箭头X所示的切削进给方向上移动。移动机构36包括平行地设置在上述2根导引轨31、31之间的阳螺杆361、和用来旋转驱动该阳螺杆361的伺服电机362等驱动源。阳螺杆361的一端旋转自如地支承在上述静止基座2上固定的轴承块363上，其另一端经由未图示的减速装置与上述伺服电机362的输出轴传动连结。另外，阳螺杆361与上述支承基座32的中央部下表面上突出设置的未图示的阴螺纹块中形成的贯通阴螺孔螺合。因而，通过由伺服电机362正转及反转驱动阳螺杆361，使卡盘台34沿着2根导引轨31、31在以箭头X所示的切削进给方向上移动。因而，伺服电机362、阳螺杆361以及轴承块363具有使卡盘台和后述的主轴机构在切削进给方向即以箭头X所示的方向上相对移动的作为切削进给机构的功能。
上述主轴支承机构4具备沿着以箭头Y所示的分度进给方向平行设置在静止基座2上的2根导引轨41、41，和在以箭头Y所示的方向上可移动地设置在该导引轨41、41上的可动支承基座42。该可动支承基座42包括可移动地设置在导引轨41、41上的移动支承部421、和安装在该移动支承部421上的安装部422。在移动支承部421的下表面上形成有与导引轨41、41嵌合的2根被导引轨421a、421a，通过将该被导引轨421a、421a嵌合在导引轨41、41，可动支承基座42构成为沿着导引轨41、41可以移动。此外，安装部422在一个侧面上平行地设有在以箭头Z所示的方向上延伸的2根导引轨422a、422a。
图示的实施方式的主轴支承机构4具备移动机构43，该移动机构43用于使可动支承基座42沿着2根导引轨41、41在以箭头Y所示的分度进给方向上移动。移动机构43具有平行地设置在上述2根导引轨41、41之间的阳螺杆431、和用于旋转驱动该阳螺杆431的脉冲电机432等驱动源。阳螺杆431的一端旋转自如地支承在上述静止基座2上固定的未图示的轴承块上，其另一端经由未图示的减速装置与上述脉冲电机432的输出轴传动连结。另外，阳螺杆431与构成可动支承基座42的移动支承部421的中央部下表面上突出设置的未图示的阴螺纹块中形成的阴螺孔螺合。因此，由脉冲电机432正转及反转驱动阳螺杆431，由此使可动支承基座42沿着导引轨41、41在以箭头Y所示的分度进给方向上移动。因而，脉冲电机432及阳螺杆431等具有使卡盘台和后述的主轴机构在与切削进给方向(箭头X方向)垂直的以箭头Y所示的分度进给方向上相对移动的、作为分度进给机构的功能。
图示实施方式的主轴机构5具备组合支架51、安装在该组合支架51上的主轴壳体52、和可旋转地支承在该主轴壳体52上的旋转主轴53。该组合支架51设有与设置于上述安装部422上的2根导引轨422a、422a可滑动地嵌合的2根被导引轨51a、51a，通过将该被导引轨51a、51a嵌合在导引轨422a、422a中，在以箭头Z所示的切入进给方向上可移动地被支承。上述旋转主轴53从主轴壳体52的前端突出设置，在该旋转主轴53的前端部安装有切削刀片54。另外，安装有切削刀片54的旋转主轴53由伺服电机55等驱动源来旋转驱动。
图示实施方式的主轴机构5具备移动机构56，该移动机构56用来使可动支架51沿着2根导引轨422a、422a在以箭头Z所示的方向上移动。移动机构56与上述移动机构36和43同样地包括设置在上述2根导引轨422a、422a之间的阳螺杆(未图示)、和用来旋转驱动该阳螺杆的脉冲电机562等驱动源，通过由脉冲电机562正转及反转驱动未图示的阳螺杆，使组合支架51、主轴壳体52、以及旋转主轴53沿着导引轨422a、422a在以箭头Z所示的切入进给方向上移动。因而，脉冲电机562及未图示的阳螺杆等具有使主轴机构5在以箭头Z所示的切入进给方向上移动的、作为切入进给机构的功能。
这里，参照图3说明向上述切削刀片54的加工区域供给切削水的切削水供给机构。
在构成上述主轴机构5的主轴壳体52的前端安装着覆盖切削刀片54的外周的刀片罩57。在该刀片罩57上设置有2个切削水喷嘴58、59。切削水喷嘴58、59设置在切削刀片54的两侧，与未图示的切削水供给源连接。
若返回图1进行说明，在上述装置壳体2的盒放置区域7a设有盒放置台7，该盒放置台7放置收容被加工物的盒。该盒放置台7构成为通过未图示的升降机构在上下方向上可以移动。在盒放置台7上放置收容被加工物10的盒8。收容在盒8中的被加工物10在晶片的表面上形成有格子状的切割道，在由该格子状的预分割线(切割道)划分的多个矩形区域形成有电容器、LED及电路等的器件。这样形成的被加工物10在与环状的支承架11上安装的保护带12的表面粘贴的状态下收容在盒8中。
此外，图示实施方式的切削装置具备运出机构14，将盒放置台7上放置的盒8中收容的被加工物10(隔着保护带12由环状的框架11支承的状态下)运出到临时放置台13上；输送机构15，将运出到临时放置台13上的被加工物10输送到上述卡盘台34上；清洗机构16，对在卡盘台34上被切削加工后的被加工物10进行清洗；以及清洗输送机构17，将在卡盘台34上被切削加工后的被加工物10向清洗机构16输送。并且，图示的切削装置具备摄像机构18，由用于对卡盘台上保持的被加工物10上形成的切割道等进行拍摄的显微镜或CCD摄像机等构成；显示机构19，显示由该摄像机构18摄像的图像等。
简单地说明以上那样构成的切削装置的工作。
盒放置台7上放置的盒8的预定位置上收容着的被加工物10，通过盒放置台7由未图示的升降机构上下移动，被定位在运出位置上。接着，运出机构14进退动作而将定位在运出位置上的被加工物10运出到临时放置台13上。被运出到临时放置台13上的被加工物10由输送机构15输送到上述卡盘台34上。如果被加工物10被放置到卡盘台34上，则未图示的吸引机构工作而将被加工物10吸引保持在卡盘台34上。此外，隔着保护带12支承被加工物10的支承架11由上述4个夹钳341固定。这样，使保持被加工物10的卡盘台34移动到校准机构18的正下方。如果卡盘台34定位于校准机构18的正下方，则由校准机构18检测形成于被加工物10上的切割道，在分度方向即箭头Y方向上对主轴机构5进行移动调节，进行切割道与切削刀片54的精密位置对准操作。
然后，使切削刀片54在以箭头Z所示的方向上切入进给预定量，在图3中沿箭头V所示的方向以20000～40000rpm旋转速度旋转，同时将吸引保持被加工物10的卡盘台34在切削进给方向即以箭头X1所示的方向上以预定的切削进给速度移动，由此通过切削刀片54，卡盘台34上保持的半导体晶片10沿着预定的切割道被切断。此时，在切削刀片54的切削区域从切削水喷嘴58及59供给切削水。这样，将被加工物10沿着预定的切割道切断，则在以箭头Y所示的方向上使卡盘台34仅分度进给切割道的间隔，实施上述切断作业。并且，如果沿着被加工物10的在预定方向上延伸的所有切割道实施了上述切断作业，则使卡盘台34旋转90度，沿着被加工物10的在与预定方向正交的方向上延伸的切割道实施切削作业，由此，将格子状地形成在被加工物10上的所有切割道被切削而分割为各个芯片。另外，分割后的芯片因保护带12的作用不会分散，维持着支承在框架11上的晶片的状态。
在如上述那样地结束沿着被加工物10的切割道的切断作业后，保持被加工物10的卡盘台34回到最初吸引保持被加工物10的位置。并且，解除被加工物10的吸引保持。接着，被加工物10由清洗输送机构17输送到清洗机构16。被输送到清洗机构16的被加工物10在这里进行清洗及干燥。这样进行了清洗及干燥后的被加工物10由输送机构15送出到临时放置台13上。然后，被加工物10由运出机构14收纳在盒8的预定位置上。
在上述切断作业时，对切削刀片54的切削区域从切削水喷嘴58及59供给切削水，冷却该加工部。在有助于该切削的切削水中混入有切削屑、混入了该切削屑的切削水在被加工物10的表面流动，有切削屑附着在被加工物10的表面而污染被加工物10的问题。为了消除这种问题，在图示的实施方式中具备对卡盘台34上保持的被加工物10供给清洗水的清洗水供给机构。参照图4说明该清洗水供给机构。
图4所示的清洗水供给机构20具备设置在上述卡盘台盖35上的清洗水喷嘴机构21。清洗水喷嘴机构21具有固定在卡盘台盖35上的喷嘴支承台22、和支承在该喷嘴支承台22上的第1喷嘴23a、第2喷嘴23b、及第3喷嘴23c。喷嘴支承台22形成为圆弧状，在切削时的切削进给方向X1上设置在比卡盘台34更上游侧。第1喷嘴23a设置在喷嘴支承台22的中央部，具有对卡盘台34上保持的被加工物的分度进给方向Y的中央区域喷射清洗水的多个喷出孔231a。第2喷嘴23b沿第1喷嘴23a的分度进给方向Y设置在一侧，具有对比卡盘台34上保持的被加工物的上述中央区域、沿分度进给方向Y更靠一侧的区域喷射清洗水的多个喷出孔231b。第3喷嘴23c沿第1喷嘴23a的分度进给方向Y设置在另一侧，具有对比卡盘台34上保持的被加工物的上述中央区域、沿分度进给方向Y更靠另一侧的区域喷射清洗水的多个喷出孔231c。这样构成的第1喷嘴23a的喷出孔231a、第2喷嘴23b的喷出孔231b、以及第3喷嘴23c的喷出孔231c具有分别在以箭头X1所示的切削进给方向上平行地喷射清洗水的结构。因而，从第1喷嘴23a、第2喷嘴23b、以及第3喷嘴23c喷出的清洗水的喷出方向成为与由于上述切削刀片54沿图3中以箭头V所示的方向旋转的原因而使切削水飞溅的方向相同的方向。
另外，第1喷嘴23a、第2喷嘴23b、以及第3喷嘴23c在图示的实施方式中如图5所示那样通过由合成树脂成型的喷嘴壳体230构成一体。这样构成一体的第1喷嘴23a、第2喷嘴23b、以及第3喷嘴23c的高度位置可调整地被支承。即，在图示的实施方式中，一体成型的喷嘴壳体230由与喷嘴支承台22之间设置的高度调整机构24支承。高度调整机构24在图示的实施方式中具有2个调整螺钉240。该调整螺钉240包括形成在下端部上的阳螺纹部241、形成在上端的球节部242、和设置在中间部的转动部243。这样构成的调整螺钉240将球节部242与形成于喷嘴壳体230上的球面凹部230a嵌合，将阳螺纹部241螺合到形成于喷嘴支承台22上的阴螺纹孔22a中。因而，通过把持调整螺钉240的转动部243向一个方向或另一个方向转动，使喷嘴壳体230相对于喷嘴支承台22向上方或下方移动。这样，在图示的实施方式中的清洗水喷嘴机构21中，通过转动调整螺钉240，可以与卡盘台34上保持的被加工物10的厚度相对应而适当调整第1喷嘴23a、第2喷嘴23b、以及第3喷嘴23c的高度位置。
上述的第1喷嘴23a、第2喷嘴23b、以及第3喷嘴23c如图4所示，分别通过清洗水供给管25a、25b、25c及供水管26连接在清洗水供给源27上。图示的实施方式的清洗水供给机构20具有对供给第1喷嘴23a、第2喷嘴23b、以及第3喷嘴23c的清洗水的流量进行调整的流量调整机构28。该流量调整机构28包括分别设置在上述清洗水供给管25a、25b、25c的比例电磁式流量调整阀28a、28b、28c。因而，通过分别调整施加在比例电磁式流量调整阀28a、28b、28c上的电压，能够适当调整从第1喷嘴23a、第2喷嘴23b、和第3喷嘴23c喷出的清洗水的流量。此外，在图示的实施方式的清洗水供给机构20中，电磁切换阀29设置在上述供水管26中。
图示的实施方式的清洗水供给机构20如以上那样构成，在上述切断作业时对电磁切换阀29施压(ON)，从第1喷嘴23a、第2喷嘴23b、以及第3喷嘴23c朝向卡盘台34上保持的被加工物10的表面喷出清洗水。此时，对施加在上述比例电磁式流量调整阀28a、28b、28c，的电压进行控制，以便向利用切削刀片54进行切削的区域例如1分钟供给2升(2升/分)、向其他区域例如1分钟供给1升(1升/分)。这样，在切断作业时，从第1喷嘴23a、第2喷嘴23b、以及第3喷嘴23c喷出的清洗水被供给到被加工物10的整个表面，所以能够将由切削刀片54的切削生成的切削屑冲洗掉。并且，由于从第1喷嘴23a、第2喷嘴23b、以及第3喷嘴23c喷出的清洗水的喷出方向是与因切削刀片54的旋转引起的切削水飞溅的方向相同的方向，所以清洗水的流动变得流畅，提高清洗效果。此外，在图示的实施方式中，由于在清洗水供给管25a、25b、25c中分别设置有比例电磁式流量调整阀28a、28b、28c，所以能够分别调整从第1喷嘴23a、第2喷嘴23b、以及第3喷嘴23c喷出的清洗水的流量。因而，能够对由切削刀片54切削的区域供给较多的清洗水，而对其他区域比切削区域更减少清洗水的供给量，能够在维持清洗效果并且节约清洗水的消耗。
权利要求
1.一种切削装置，具备卡盘台，保持被加工物；卡盘台支承基座，支承该卡盘台；切削机构，具有对该卡盘台上保持的被加工物进行切削的切削刀片、和向由该切削刀片的加工区域供给切削水的切削水供给机构；切削进给机构，使该卡盘台支承基座和该切削机构在切削进给方向上相对移动；分度进给机构，使该卡盘台支承基座和该切削机构在与该切削进给方向正交的分度进给方向上相对移动；和清洗水供给机构，对该卡盘台上保持的被加工物供给清洗水；该清洗水供给机构具备清洗水喷嘴机构，具有朝向该卡盘台上保持的被加工物喷出清洗水的至少3个喷嘴；以及流量调整机构，分别调整向该各喷嘴供给的清洗水的流量。
2.如权利要求1所述的切削装置，其特征在于，该清洗水喷嘴机构设置在卡盘台盖上，该卡盘台盖由该卡盘台支承基座支承并围绕该卡盘台而设置。
3.如权利要求1或2所述的切削装置，其特征在于，该清洗水喷嘴机构具备支承该至少3个喷嘴的喷嘴支承台、和对该喷嘴支承台和该至少3个喷嘴的高度位置进行调整的高度调整机构。
4.如权利要求1至3中任一项所述的切削装置，其特征在于，从该清洗水喷嘴机构喷出的清洗水的喷出方向设定为，与由该切削刀片的旋转引起的切削水飞溅的方向相同的方向。
全文摘要
本发明的目的是提供一种切削装置，该切削装置具有对卡盘台上保持的被加工物进行切削时向被加工物供给清洗水的清洗水供给机构，可以维持清洗效果的同时节约清洗水的消耗。该切削装置具备卡盘台，保持被加工物；切削机构，具有对卡盘台上保持的被加工物进行切削的切削刀片；和清洗水供给机构，对该卡盘台上保持的被加工物供给清洗水；清洗水供给机构具备清洗水喷嘴机构，具有朝向该卡盘台上保持的被加工物喷出清洗水的至少3个喷嘴；以及流量调整机构，分别调整向该各喷嘴供给的清洗水的流量。
文档编号B08B3/00GK1824482SQ20061000954
公开日2006年8月30日 申请日期2006年2月24日 优先权日2005年2月25日
发明者松山敏文 申请人:株式会社迪斯科