专利名称：加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对保持在卡盘工作台上的晶片等被加工物进行切削加工 的加工装置。
背景技术：
形成有多个IC (Integrated Circuit:集成电路)、LSI (large scale integration:大规模集成电路)等器件的晶片，通过磨削背面而形成为期 望的厚度，且通过切割装置等加工装置而分割为一个个器件，并应用于 移动电话、个人计算机等电子设备。
切割装置通过将在前端安装有高速旋转的切削刀具的主轴定位于预 定高度，并在与以轴心方向为Y轴方向的主轴正交的X轴方向上对卡盘
工作台进行加工进给，来将晶片切断。在切断时，为了从切削刀具周边 的刀具盖冷却切削刀具与工件接触的加工点，或排出切削屑， 一直从喷 射嘴供给切削液。在这样进行切削时，需要防止切削液进入装置内部。
于是，在现有的此种加工装置中，在卡盘工作台的X轴方向的两端 部及装置的固定壁之间安装可自由伸缩的波纹部件，随着波纹部件的伸 縮，卡盘工作台在X轴方向上移动，通过上述那样构成来用波纹部件覆 盖卡盘工作台的移动路径，以使切削液不会进入到装置内部(例如，参 照专利文献l)。此外，在切削半导体晶片、CSP (Chip Size Package:芯 片尺寸封装)基板等硬质材料的情况下，有时通过切削而形成了锋利的 小片，该小片通过切削刀具的旋转而飞散到波纹部件的上部，所以在例 如专利文献2中，在波纹部件的表面上粘贴树脂膜，即使在锋利的小片 落下的情况下，也不易在波纹部件上开孔。
专利文献h日本特开平7—156039号公报
专利文献2:日本特开2002—66866号公报
但是，在专利文献l、 2等所示的加工装置中，波纹部件在切削刀具 和喷射嘴的下方水平配置，切削后的污水和切削屑容易积存在波纹部件 上，由于在积存的状态下反复进行最大600mm/s的与卡盘工作台的加工 进给相伴的伸縮，所以损耗剧烈、而且波纹部件的更换频率变高。此外，
有时会在波纹部件上出现孔，或者在e轴(卡盘工作台的旋转轴)机构、X轴(卡盘工作台的加工进给)机构产生破损等，对机械带来很大的损 害。再有，在水平配置的波纹部件中，为了确保密封性，弯折成-字形、 在内侧也配置波纹等，成为复杂的机构，价格变高。
发明内容
本发明鉴于上述问题而完成，其目的是提供一种在不对切削加工动 作产生妨碍的情况下可使针对切削液的防水结构简化、并可提高防水效 果的加工装置。
为了解决上述问题实现目的，本发明的加工装置的特征在于，具有 卡盘工作台，其具有保持被加工物的保持面，该卡盘工作台在XY平面 内的位置固定；切削单元，其具有主轴，在该主轴上可旋转地安装有对 保持在所述卡盘工作台上的被加工物进行切削的切削刀具；分度进给单 元，其在与所述卡盘工作台的所述保持面平行、且作为所述主轴的轴心方向的Y轴方向上对所述切削单元进行分度进给；加工进给单元，其对 所述切削单元在与Y轴方向正交的X轴方向上进行加工进给；以及切入 进给单元，其对所述切削单元在与X轴方向和Y轴方向正交的Z轴方向 上进行切入进给。
此外，在上述发明的基础上，本发明的加工装置的特征在于，其具 有多个所述切削单元，在每个所述切削单元上独立地设置所述切入进给 单元。
根据本发明的加工装置，保持被加工物的卡盘工作台设置成在XY 平面内的位置固定，另一方面，通过加工进给单元对切削单元在X轴方 向上进行加工进给，并且通过切入进给单元在Z轴方向上对切削单元进 行切入进给，由此来进行保持于卡盘工作台上的被加工物的切削加工，所以作为针对切削液的防水，不需要借助于卡盘工作台周围的水平配置 的波纹结构所形成的防水单元，只要在例如卡盘工作台的上方设置相对 于加工进给单元、分度进给单元和切入进给单元可随动于进给动作活动 的防水单元即可，与在卡盘工作台周围的情况相比，直接作用于防水单
元上的切削液的量少、且不易积存，而且使用针对喷雾状的切削液的防 水对策就足够了，所以具有这样的效果在不对切削加工动作产生妨碍 的情况下可使防水结构简化、并可提高防水效果。
图1是表示本发明实施方式的加工装置的结构示例的概要正视图。 图2是省略防水单元进行表示的概要俯视图。 图3是附加防水单元进行表示的概要俯视图。 图4是表示切削刀具附近的结构示例的正视图。
标号说明
10:被加工物；20:卡盘工作台；21:保持面；30a、 30b:切削单 元；31a、 31b:切削刀具；32a、 32b:主轴；50:加工进给单元；60a、 60b:分度进给单元；70a、 70b:切入进给单元。
具体实施例方式
下面参照附图来说明作为用于实施本发明的优选实施方式的加工装 置。图1是表示本实施方式的加工装置的结构示例的概要正视图，图2 是省略防水单元进行表示的概要俯视图，图3是附加防水单元进行表示 的概要俯视图，图4是表示切削刀具附近的结构示例的正视图。
本实施方式的加工装置1表示应用于切削被加工物10的切削装置的 示例。这里，在XYZ坐标轴中，以X轴方向为加工进给方向，以Y轴 方向为分度进给方向，以Z轴方向为切入进给方向。首先，本实施方式 的加工装置1具有保持被加工物10的卡盘工作台20。虽然没有详细图示， 但卡盘工作台20具有通过吸附卡盘形成的水平保持面21，吸附卡盘由多 孔质材料形成，其保持被加工物10，被加工物10由例如通过保持带而与框架成为一体的晶片构成，该保持面21与未图示的抽吸单元连通。因此， 卡盘工作台20通过将被加工物10载置于保持面21上、并利用未图示的 抽吸单元作用负压，从而将被加工物10抽吸保持在保持面21上。此外， 卡盘工作台20设置成在XY平面内的位置固定，并安装于未图示的旋转 轴的上端，该旋转轴在圆筒部件22内以水密状态配置，而且在内部形成 有抽吸路径，卡盘工作台20通过与旋转轴的下端侧连接的未图示的电动 机可在水平面内被旋转驱动。
此外，本实施方式的加工装置1具有用于切削在卡盘工作台20上保 持的被加工物10的第一、第二切削单元30a、 30b。所述第一、第二切削 单元30a、 30b由第一、第二主轴32a、 32b和旋转驱动用的伺服电动机 等构成，在第一、第二主轴32a、 32b上可旋转地安装有对被加工物10 中的晶片沿分割预定线进行切削的第一、第二切削刀具31a、 31b。这里， 第一、第二主轴32a、 32b的轴心方向配置为在Y轴方向所示的分度进给 方向上一致，第一、第二切削刀具31a、 31b设定为在Y轴方向上对置。 此外，第一、第二切削刀具31a、 31b可以是用于对同一被加工物10同 时并行进行切削的双重切割(dual cut)相同结构的切削刀具，另外也可 以是用于步进切割(step cut)的不同结构的切削刀具。
这里，虽然在图1 图3中省略了图示，但本实施方式的加工装置1 针对第一、第二切削单元30a、 30b附加设置有切削液供给单元40，该切 削液供给单元40在切削被加工物10时对第一、第二切削刀具31a、 31b 的加工点供给切削液。如图4所示，切削液供给单元40具有前后一对的 喷射嘴41a (喷射嘴41b)以及连接切削液供给源和喷射嘴41a (喷射嘴 41b)之间的未图示的配管路径等，上述一对的喷射嘴41a (喷射嘴41b) 配置在覆盖第一切削刀具31a (第二切削刀具31b)周围的刀具盖33a (刀 具盖33b)上，用于向成为第一切削刀具31a (第二切削刀具31b)的加 工点的切削刃外周部附近从两侧供给切削液。
此外，本实施方式的加工装置1中，在XY平面内的位置固定的卡 盘工作台20的上空具备具有顶板部2的门形结构的支柱3，在顶板部2 的下表面具有对第一、第二切削单元30a、 30b在X轴方向上进行加工进给的加工进给单元50;对第一、第二切削单元30a、 30b在Y轴方向 上独立地进行分度进给的第一、第二分度进给单元60a、 60b;以及对第 一、第二切削单元30a、 30b在Z轴方向上独立地进行切入进给的第一、 第二切入进给单元70a、 70b。这里，第一、第二切削单元30a、 30b相对 于顶板部2的下表面，通过加工进给单元50、第一、第二分度进给单元 60a、 60b以及第一、第二切入进给单元70a、 70b而被悬吊支撑，而且位 置比卡盘工作台20更靠上部。
首先，加工进给单元50用于通过使X轴工作台51在X轴方向上移 动来使第一、第二切削单元30a、 30b相对于卡盘工作台20同时在X轴 方向上进行加工进给。加工进给单元50具有X轴工作台51，其配置在 顶板部2的下表面，并具有横贯Y轴方向的整个可动范围区域的长度； 一对导轨52，它们在顶板部2的下表面以横贯X轴方向的整个可动范围 区域的长度与X轴方向平行地形成；被导引槽53，其形成在X轴工作台 51的上表面侧，并以由导轨52支撑的方式与导轨52配合，并同时由导 轨52沿X轴方向引导；滚珠丝杠54，其在顶板部2的下表面部沿X轴 方向配置，并旋合于在X轴工作台51上形成的未图示的内螺纹孔中；电 动机55,其与该滚珠丝杠54的一端连接，用于旋转驱动滚珠丝杠54; 以及支撑滚珠丝杠54的另一端的轴承56。由此，在滚珠丝杠54通过电 动机55的驱动而旋转时，X轴工作台51在X轴方向上移动，通过后述 的第一、第二分度进给单元60a、 60b以及第一、第二切入进给单元70a、 70b而被悬吊支撑的第一、第二切削单元30a、 30b在X轴方向上被加工 进给。
此外，第一、第二分度进给单元60a、 60b用于通过使Y轴工作台 61a、 61b在Y轴方向上移动来使第一、第二切削单元30a、 30b相对于卡 盘工作台20分别独立地在Y轴方向上进行分度进给。第一、第二分度进 给单元60a、 60b由对称结构构成，并且具有倒L字形的Y轴工作台 61a、 61b，它们配置在X轴工作台51的下表面；共用的一对导轨62， 其在X轴工作台51的下表面以横贯Y轴方向的大致整个区域的长度与Y 轴方向平行地形成；被导引槽63a、 63b，它们形成在Y轴工作台61a、61b的上表面侧，并以由导轨62支撑的方式与导轨62配合，并同时由导 轨62沿Y轴方向引导；滚珠丝杠64a、 64b，它们在X轴工作台51的下 表面部沿Y轴方向配置，且旋合于在Y轴工作台61a、 61b上形成的未 图示的内螺纹孔中；电动机65a、 65b，它们连接于所述滚珠丝杠64a、 64b的一端，用于旋转驱动滚珠丝杠64a、 64b;以及轴承66a、 66b，它 们支撑滚珠丝杠64a、 64b的另一端。由此，在滚珠丝杠64a、 64b通过 电动机65a、 65b的驱动而旋转时，Y轴工作台61a、 61b在Y轴方向上 移动，通过后述的第一、第二切入进给单元70a、 70b而被悬吊支撑的第 一、第二切削单元30a、 30b在Y轴方向上独立地被分度进给。
再有，第一、第二切入进给单元70a、 70b用于通过使Z轴工作台 71a、 71b在Z轴方向上移动来使第一、第二切削单元30a、 30b相对于卡 盘工作台20分别独立地在Z轴方向上进行切入进给。第一、第二切入进 给单元70a、 70b由相同结构构成，并且具有Z轴工作台71a、 71b，它 们配置在倒L字形的Y轴工作台61的垂直面上，并一体地支撑第一、第 二主轴32a、 32b部分；共用的一对导轨72a、 72b，它们在倒L字形的Y 轴工作台61的垂直面上与Z轴方向平行地形成；被导引槽73a、 73b，它 们形成在Z轴工作台71a、 71b的背面侧垂直面上，并以由导轨72a、 72b 支撑的方式与导轨72a、 72b配合，并同时由导轨72a、 72b沿Z轴方向 引导；滚珠丝杠74a、 74b，它们在Y轴工作台61的垂直面上沿Z轴方 向配置，并且旋合于在Z轴工作台71a、 71b上形成的未图示的内螺纹孔 中；电动机75a、 75b，它们连接于所述滚珠丝杠74a、 74b的一端，用于 旋转驱动滚珠丝杠74a、 74b;以及支撑滚珠丝杠74a、 74b的另一端的未 图示的轴承。由此，在滚珠丝杠74a、 74b通过电动机75a、 75b的驱动 而旋转时，Z轴工作台71a、 71b在Z轴方向上进行升降移动，悬吊支撑 于Z轴工作台71a、 71b的第一、第二切削单元30a、 30b在Z轴方向上 独立地被切入进给。
再有，如图3所示，本实施方式的加工装置l，具有X轴防水单元 80、 Y轴防水单元85以及Z轴防水单元90a、 90b来作为针对切削液的 防水单元。
X轴防水单元80用于对加工进给单元50进行防水，其由波纹部件 81a和波纹部件81b这一对部件构成，波纹部件81a卡定在X轴工作台 51的X轴方向的一端和通过顶板部2固定的固定端之间，波纹部件81b 卡定在X轴工作台51的X轴方向的另一端和通过顶板部2固定的固定 端之间。所述一对波纹部件81a、 81b跟随X轴工作台51在X轴方向的 加工进给而在X轴方向上伸縮，从而始终将加工进给单元50的下表面侧 全面地封闭起来。
此外，Y轴防水单元85用于对第一、第二分度进给单元60进行防 水，其由一对薄板材料87a、 87b构成，薄板材料87a、 87b的一端分别 卡定在Y轴工作台61a、 61b的对置的端部上，另一端侧则可在巻绕机构 86内分别自由地拉进、拉出，巻绕机构86在中央部支撑在X轴工作台 51的下表面上。所述薄板材料87a、 87b构成为通过例如加热而成形，并 以跟随Y轴工作台61a、 61b在Y轴方向上的分度进给而在巻绕机构86 内拉进或拉出的方式，在Y轴方向上伸縮，从而始终将第一、第二分度 进给单元60a、 60b的滚珠丝杠64a、 64b等的下表面侧全面地封闭起来。
再有，Z轴防水单元90a、 90b用于对第一、第二切入进给单元70a、 70b进行防水，其由波纹部件91a、 91b构成，波纹部件91a、 91b以围绕 滚珠丝杠74a、 74b等的周围的方式，卡定在Y轴工作台61a、 61b的下 表面和Z轴工作台71a、 71b之间。所述波纹部件91a、 91b跟随Z轴工 作台71a、 71b在Z轴方向上的切入进给而在Z轴方向上伸縮，从而始终 将第一、第二切入进给单元70a、 70b的滚珠丝杠74a、 74b等的周围全 面地封闭起来。
再有，在包含第一、第二切削单元30a、 30b的加工进给范围的卡盘 工作台20的周围，以水密状态配置有接收切削液的未图示的接水盒 (watercase)。该接水盒形成为单纯的箱形形状，在其底部的一部分例如 在角部形成有排液口，并连接有排水用的排水管。此外，接水盒的上空 作为未图示的加工室而形成，该加工室包括具有上述顶板部2的支柱3 在内封闭加工部整体，在该加工室的后壁连接有排气管。
在这样的结构中，概要地说，由卡盘工作台20抽吸保持的被加工物10通过利用未图示的对准单元的对分割预定线的拍摄、图案匹配等对准 处理，来检测切削区域，以供切削加工动作。而且，通过分度进给单元
60a、 60b使对应的第一、第二切削单元30a、 30b分别独立地在Y轴方向 上分度进给，从而相对于卡盘工作台20上的作为被加工物10的鼎片的 切削区域进行第一、第二切削刀具31a、 31b的位置分度。在位置分度后， 对高速旋转的第一、第二切削刀具31a、 31b通过加工进给单元50在X 轴方向上进行加工进给，并且通过第一、第二切入进给单元70a、 70b在 Z轴方向上进行预定量的切入进给，从而对晶片沿期望的两条分割预定线 同时进行切削形成切削槽，由此进行切断。再有，如果是双重切割时， 则通过相同结构的第一、第二切削刀具31a、 31b每次对相当于两条线的 分割预定线并行地同时进行全切割，如果是步进切割时，则这样动作-通过例如半切割用的第一切削刀具31a对分割预定线依次进行半切割， 然后通过全切割用的第二切削刀具31b对半切割后的分割预定线依次并 行地进行全切割。
在此类切削处理时，通过对第一、第二切削刀具31a、 31b的加工点 从切削液供给单元40的喷射嘴41a、 41b供给切削液，来冷却加工点、 或冲洗晶片上的切削屑。在对预定方向的全部分割预定线执行这样的切 削处理后，通过未图示的电动机来使卡盘工作台20旋转90度，由此使 晶片的方向旋转90度，然后对与切削后的分割预定线正交的方向上剩余 的分割预定线也同样地进行切削处理。
在此类切削动作中，从喷射喷嘴41a、 41b喷射的冷却、清洁后的清 洗水或冲掉的切削屑，从卡盘工作台20上落下到周围的接水盒内。这里， 由于接水盒没有凹凸地形成为平面，所以落下的清洗水和切削屑从排液 口通过排水管排出到机外。此时，由于接水盒和卡盘工作台20的圆筒部 件22之间保持为水密状态，所以切削液等不会从该部分进入到机内。
此外，由于清洗水从喷射嘴41a、 41b对第一、第二切削刀具31a、 31b进行喷射，所以即使切削液向第一、第二切削刀具31a、 31b周围的 第一、第二切入进给单元70a、 70b、第一、第二分度进给单元60a、 60b 以及加工进给单元50侧飞溅，也会通过Z轴防水单元90、 Y轴防水单元85以及X轴防水单元80进行防水，切削液不会落到滚珠丝杠74a、 74b、 64a、 64b、 54等上。特别是根据本实施方式，第一、第二切入进给单元 70a、 70b、第一、第二分度进给单元60a、 60b以及加工进给单元50，皆 位于比喷射切削液的加工点靠上部的位置，直接落上的切削液的量原本 就比成为正下方的卡盘工作台20侧少，而且落上的切削液的大部分为喷 雾状，作为波纹部件91a、 91b、 81a、 81b和薄板材料87a、 87b，采用针 对喷雾状的水的防水对策即可(特别是在本实施方式中，加工室内的水 蒸气和喷雾状的水总是通过排气管排出)，因此切削屑等不会积存，结构 也简单，而且即使波纹部件91a、 91b、 81a、 81b、或薄板材料87a、 87b 进行了伸縮动作，异物的附着也少，损耗的程度低，与现有的在卡盘工 作台周围的水平配置的波纹部件的情况相比，防水效果高。
本发明并不限于上述实施方式，只要在不脱离本发明主旨的范围内， 可进行各种变形。例如，在本实施方式中，虽然构成为通过电动机使卡 盘工作台20能够旋转，但卡盘工作台20也可以是根据成为加工对象的 被加工物10而不旋转的结构。此外，加工进给单元50、第一、第二分度 进给单元60a、 60b和切入进给单元70a、 70b的配置和结构并不限于实施方式所示的示例，其可适当变化。再有，即使作为切削单元，也并不 限于第一、第二切削单元30a、 30b那样具有多个的示例，也可以是例如具有单个的切削单元的结构。
权利要求
1.一种加工装置，其特征在于，所述加工装置具有卡盘工作台，其具有保持被加工物的保持面，该卡盘工作台在XY平面内的位置固定；切削单元，其具有主轴，在该主轴上可旋转地安装有对保持在所述卡盘工作台上的被加工物进行切削的切削刀具；分度进给单元，其在与所述卡盘工作台的所述保持面平行、且作为所述主轴的轴心方向的Y轴方向上对所述切削单元进行分度进给；加工进给单元，其对所述切削单元在与Y轴方向正交的X轴方向上进行加工进给；以及切入进给单元，其对所述切削单元在与X轴方向和Y轴方向正交的Z轴方向上进行切入进给。
2. 根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于， 所述加工装置具有多个所述切削单元， 在每个所述切削单元上独立地设置所述切入进给单元。
全文摘要
本发明提供一种加工装置，其在不对切削加工动作产生障碍的情况下可使针对切削液的防水结构简化并可提高防水效果。保持被加工物(10)的卡盘工作台(20)设置成在XY平面内的位置固定，另一方面，构成为通过加工进给单元(50)对切削单元(30a、30b)在X轴方向进行加工进给，并且通过切入进给单元(70a、70b)对切削单元在Z轴方向上进行切入进给，由此来进行在卡盘工作台上保持的被加工物的切削加工，作为针对切削液的防水，不需要借助于卡盘工作台周围的水平配置的波纹结构所形成的防水单元，只要例如在卡盘工作台的上方设置相对于加工进给单元、分度进给单元和切入进给单元可随动于进给动作而活动的结构简单的防水单元即可。
文档编号H01L21/70GK101197316SQ20071018653
公开日2008年6月11日 申请日期2007年12月7日 优先权日2006年12月8日
发明者堀口义则, 田中万平 申请人:株式会社迪思科