JP2006032661A - Cutting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、切削装置、更に詳しくは、半導体ウエーハの切削装置に関する。 The present invention relates to a cutting device, and more particularly to a semiconductor wafer cutting device.
表面にIC、LSIなどの回路が複数個形成された半導体ウエーハは、裏面全体を研削してその厚さを薄くし、個々の半導体チップに分割される。分割された半導体チップは、携帯電話、パソコンなどの電子機器に利用される。近年においては、これら電子機器の更なる軽量化及び小型化の要請に応えるため、半導体ウエーハの厚さは、100μm以下、50μm以下など、きわめて薄く研削されるようになってきている。 A semiconductor wafer having a plurality of circuits such as IC and LSI formed on the front surface is divided into individual semiconductor chips by grinding the entire back surface to reduce its thickness. The divided semiconductor chips are used for electronic devices such as mobile phones and personal computers. In recent years, in order to meet the demand for further weight reduction and miniaturization of these electronic devices, the thickness of semiconductor wafers has become extremely thin such as 100 μm or less and 50 μm or less.
ところで、半導体ウエーハは、半導体チップに分割するまでの各工程間を移動させられる際に生ずるチッピングなどの不具合を防止するため、外周面が円弧状に面取りされている。このように、外周に円弧状の面取り部を有する半導体ウエーハの裏面を研削ホイールにより研削(研磨)して薄くすると、円弧状の面取り部に鋭利なナイフエッジが形成される。このため、半導体ウエーハの研削中あるいは半導体ウエーハの搬送中に、半導体ウエーハが破損するおそれがある。 By the way, the outer peripheral surface of the semiconductor wafer is chamfered in an arc shape in order to prevent problems such as chipping that occur when the semiconductor wafer is moved between the processes until it is divided into semiconductor chips. As described above, when the back surface of the semiconductor wafer having an arc-shaped chamfered portion on the outer periphery is thinned by grinding (polishing) with a grinding wheel, a sharp knife edge is formed on the arc-shaped chamfered portion. For this reason, the semiconductor wafer may be damaged during grinding of the semiconductor wafer or during transportation of the semiconductor wafer.
そこで、このような問題を解決するため、ダイシング装置のチャックテーブルに半導体ウエーハを保持し、切削ブレードを半導体ウエーハの外周縁部における上面にあてがい、チャックテーブルを回転させて、円弧状の面取り部を上面に対し直角に切除する技術も既に提案されている(特許文献1参照)。 Therefore, in order to solve such a problem, the semiconductor wafer is held on the chuck table of the dicing apparatus, the cutting blade is applied to the upper surface of the outer peripheral edge of the semiconductor wafer, the chuck table is rotated, and the arc-shaped chamfered portion is formed. A technique of cutting at right angles to the upper surface has also been proposed (see Patent Document 1).
しかしながら、半導体ウエーハの中心をチャックテーブルの回転中心に位置付けることが困難であり、半導体ウエーハの外周縁部を切削すると、円弧状の面取り部の一部が十分に切除されない、あるいは切削ブレードが半径方向内側に入りすぎて、回路形成部分を損傷する、などの不具合が発生するおそれがある。
本発明の目的は、半導体ウエーハの中心をチャックテーブルの回転中心に確実に位置付けることを可能にし、その結果、円弧状に面取りされた外周領域を確実に切除可能にすると共に回路形成部分の損傷を防止できる、新規な切削装置を提供することである。 The object of the present invention is to make it possible to reliably position the center of the semiconductor wafer at the center of rotation of the chuck table. It is to provide a novel cutting device that can be prevented.
本発明によれば、
半導体ウエーハを載置して保持できる保持上面及び該保持上面を囲繞する枠体を有すると共に回転可能なチャックテーブルと、該チャックテーブルの該保持上面に保持された半導体ウエーハを切削する切削手段とを備えた切削装置において、
該チャックテーブルの該枠体には、該保持上面に載置された該半導体ウエーハの外周面に作用して、該半導体ウエーハを該チャックテーブルの回転中心に対し同心上に位置付ける中心位置付け手段が配設されている、
ことを特徴とする切削装置、が提供される。
該中心位置付け手段は、第1の押し当てユニットと、該第1の押し当てユニットを、該半導体ウエーハの外周面に押し当てる押し当て位置と該半導体ウエーハの外周面から離れる非押し当て位置との間を、それぞれ、該回転中心に近付く方向及び該回転中心から離れる方向に水平に移動させる第1の移動手段と、第2の押し当てユニットと、該第2の押し当てユニットを、該半導体ウエーハの外周面に押し当てる押し当て位置と該半導体ウエーハの外周面から離れる非押し当て位置との間を、それぞれ、該回転中心に近付く方向及び該回転中心から離れる方向に水平に移動させる第2の移動手段とを備え、該第2の押し当てユニットは、該第1の押し当てユニットに対し、該回転中心を挟んで半径方向反対側に配置され、該第1及び第2の押し当てユニットを、それぞれ、該第1及び第2の移動手段により該非押し当て位置から該押し当て位置まで移動させると、該半導体ウエーハは該回転中心に対し同心上に位置付けられる、ことが好ましい。
該第1の押し当てユニットは、該チャックテーブルの周方向に間隔をおいて配置された2個の第1の押し当て部材を備え、該第2の押し当てユニットは1個の第2の押し当て部材を備え、該第1の押し当て部材の各々の先端及び該第2の押し当て部材の先端には、該チャックテーブルの軸方向に見て円弧形状をなす押し当て面が形成され、該第1及び第2の押し当てユニットが、それぞれ、該押し当て位置まで移動させられると、該第1の押し当て部材の各々及び該第2の押し当て部材の該押し当て面が、それぞれ、該チャックテーブルの該保持上面に載置された該半導体ウエーハの外周面に押し当てられて、該半導体ウエーハは該回転中心に対し同心上に位置付けられる、ことが好ましい。
該第2の押し当てユニットには、該第2の押し当て部材の該押し当て面が該半導体ウエーハの外周面に押し当てられたときの押し当て力を緩和するばね手段が配設されている、ことが好ましい。
該第1の押し当て部材の各々及び該第2の押し当て部材には、それぞれフランジが、該押し当て面の上端から水平に延び出すよう形成され、該第1の押し当て部材の各々及び該第2の押し当て部材が、それぞれ、該チャックテーブルの該保持上面に載置された該半導体ウエーハの外周面に押し当てられた状態で、該フランジの各々は、該半導体ウエーハの外周縁の上方を隙間をおいて覆うよう位置付けられる、ことが好ましい。
該第1の移動手段は、該チャックテーブルの該枠体に支持された第1のエアシリンダ機構から構成され、該第1の押し当てユニットは該第1のエアシリンダ機構のピストンロッドに支持され、該第2の移動手段は、該枠体に支持された第2のエアシリンダ機構から構成され、該第2の押し当てユニットは該第2のエアシリンダ機構のピストンロッドに支持されている、ことが好ましい。
該第1の押し当てユニットは第1の支持枠を備え、該第1の押し当て部材の各々は該第1の支持枠に支持され、該第1の支持枠は該第1のエアシリンダ機構の該ピストンロッドに支持され、該第2の押し当てユニットは第2の支持枠を備え、該第2の押し当て部材の各々は該第2の支持枠に支持され、該第2の支持枠は該第2のエアシリンダ機構の該ピストンロッドに支持されている、ことが好ましい。
該チャックテーブルの該枠体の外周面には、それぞれ、該第1の押し当て部材の各々の、該回転中心に近付く方向への移動を阻止する第1の移動阻止面と、該第2の押し当て部材の、該回転中心に近付く方向への移動を阻止する第2の移動阻止面とが形成され、該第1の押し当て部材の各々には、該第1の移動阻止面に対応して第1の移動被阻止面が形成され、該第2の支持枠には、該第2の移動阻止面に対応して第2の移動被阻止面が形成されている、ことが好ましい。
該チャックテーブルの該保持上面にエアを噴出させて、該保持上面に載置された該半導体ウエーハと該保持上面との間に空気層を形成することができるエア噴出手段が配設されている、ことが好ましい。
According to the present invention,
A holding upper surface capable of mounting and holding a semiconductor wafer, a chuck table having a frame surrounding the holding upper surface, and a rotatable chuck table, and a cutting means for cutting the semiconductor wafer held on the holding upper surface of the chuck table In the provided cutting device,
The frame of the chuck table is provided with center positioning means that acts on the outer peripheral surface of the semiconductor wafer placed on the holding upper surface to position the semiconductor wafer concentrically with the center of rotation of the chuck table. Has been established,
A cutting device is provided.
The center positioning means includes: a first pressing unit; a pressing position that presses the first pressing unit against the outer peripheral surface of the semiconductor wafer; and a non-pressing position that is separated from the outer peripheral surface of the semiconductor wafer. A first moving means, a second pressing unit, and a second pressing unit that move horizontally between a direction approaching the rotation center and a direction moving away from the rotation center. A second position of moving horizontally between a pressing position pressed against the outer peripheral surface of the semiconductor wafer and a non-pressing position away from the outer peripheral surface of the semiconductor wafer in a direction approaching the rotation center and a direction moving away from the rotation center, respectively. The second pressing unit is disposed on the opposite side in the radial direction with respect to the first pressing unit with respect to the rotation center, and the first pressing unit and the second pressing unit. Caul units, respectively, is moved to the pushing against position from the pressing non positions by the first and second moving means, the semiconductor wafer is positioned coaxially with respect to the rotation center, it is preferable.
The first pressing unit includes two first pressing members arranged at intervals in the circumferential direction of the chuck table, and the second pressing unit includes one second pressing unit. A pressing member having an arc shape when viewed in the axial direction of the chuck table is formed at the tip of each of the first pressing members and the tip of the second pressing member, When the first and second pressing units are respectively moved to the pressing position, each of the first pressing members and the pressing surface of the second pressing member are respectively It is preferable that the semiconductor wafer is positioned concentrically with respect to the center of rotation by being pressed against the outer peripheral surface of the semiconductor wafer placed on the holding upper surface of the chuck table.
The second pressing unit is provided with spring means for reducing the pressing force when the pressing surface of the second pressing member is pressed against the outer peripheral surface of the semiconductor wafer. Is preferable.
Each of the first pressing member and the second pressing member is formed with a flange extending horizontally from the upper end of the pressing surface, and each of the first pressing member and the second pressing member With the second pressing members pressed against the outer peripheral surface of the semiconductor wafer placed on the holding upper surface of the chuck table, each of the flanges is located above the outer peripheral edge of the semiconductor wafer. Are preferably positioned so as to cover with a gap.
The first moving means includes a first air cylinder mechanism supported by the frame body of the chuck table, and the first pressing unit is supported by a piston rod of the first air cylinder mechanism. The second moving means includes a second air cylinder mechanism supported by the frame body, and the second pressing unit is supported by a piston rod of the second air cylinder mechanism. It is preferable.
The first pressing unit includes a first support frame, and each of the first pressing members is supported by the first support frame, and the first support frame is the first air cylinder mechanism. The second pressing unit includes a second support frame, and each of the second pressing members is supported by the second support frame, and the second support frame is supported by the piston rod. Is preferably supported by the piston rod of the second air cylinder mechanism.
On the outer peripheral surface of the frame body of the chuck table, a first movement blocking surface for blocking movement of each of the first pressing members in a direction approaching the rotation center, and the second A second movement preventing surface for preventing the pressing member from moving in a direction approaching the rotation center is formed, and each of the first pressing members corresponds to the first movement preventing surface. It is preferable that a first movement blocked surface is formed, and a second movement blocked surface is formed on the second support frame corresponding to the second movement blocking surface.
Air ejecting means is provided that can eject air onto the holding upper surface of the chuck table and form an air layer between the semiconductor wafer placed on the holding upper surface and the holding upper surface. Is preferable.
以下、本発明に従って構成された切削装置の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a cutting apparatus constructed according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
先ず、図1を参照して、図示の実施形態における切削装置は、ほぼ直方体形状を有する装置ハウジング2を備えている。この装置ハウジング2内には、被加工物である半導体ウエーハ4(図2参照)を保持するチャックテーブル6、切削手段であるスピンドルユニット8、チャックテーブル6上に保持された半導体ウエーハ4の表面を撮像し、切削領域を検出したり、切削溝の状態を確認したりする撮像機構10、撮像機構10により撮像された画像を表示する表示手段12、カセット載置領域に配設され被加工物である半導体ウエーハ4を収容したカセット14を載置するカセット載置機構16、カセット載置機構16に載置されたカセット14に収容された被加工物である半導体ウエーハ4を搬出する被加工物搬出機構18、被加工物搬出機構18により搬出された半導体ウエーハ4の位置合わせを行うための位置合わせ機構20、位置合わせ機構20に搬出されて位置決めされた半導体ウエーハ4をチャックテーブル6上に搬送する第1の搬送機構22と、チャックテーブル6上において切削加工された半導体ウエーハ4を洗浄する洗浄手段24と、チャックテーブル6上において切削加工された半導体ウエーハ4を洗浄手段24へ搬送する第2の搬送機構26を備えている。
First, referring to FIG. 1, the cutting device in the illustrated embodiment includes a device housing 2 having a substantially rectangular parallelepiped shape. In the apparatus housing 2, a chuck table 6 that holds a semiconductor wafer 4 (see FIG. 2) that is a workpiece, a
後に詳述するチャックテーブル6は、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。スピンドルユニット8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30と、該スピンドルハウジング30に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転駆動される回転スピンドル32と、該回転スピンドル32に装着された切削ブレード34とを備えている。なお、スピンドルユニット8及び上記したその他の機構及び手段については、特開2003−163253に開示された公知の機構及び手段を利用することでよく、また、本発明の特徴をなすものではないので、更なる説明は省略する。
The chuck table 6 described in detail later is disposed so as to be movable in a direction indicated by an arrow X that is a cutting feed direction. The
次に本発明の特徴を備えたチャックテーブル6について説明する。図2〜図4を参照して、チャックテーブル6は、吸着チャック支持台40と、吸着チャック支持台40上に装着された吸着チャック42とを備えている。吸着チャック支持台40は、実質的に円形外周面を有する枠体44と、枠体44の中央部下面から鉛直下方に延在する支持軸46とを備えている。支持軸46の下端部は、装置ハウジング2(図1)内に配設された静止基台48に、図示しない軸受を介して回転自在に支持されている。支持軸46は、駆動源である電動モータMに駆動連結されている。枠体44の中央部上面には、一定の深さ及び円形外周面を有する凹部50が形成されている。凹部50内には、吸着チャック42が圧入・保持されている。吸着チャック42は、通気性を有する部材、例えば多孔質セラミックから形成され、凹部50の深さと実質的に同じ厚さと、凹部50の直径と実質的に同じ直径を有する外周面とを備えている。吸着チャック42が枠体44の凹部50内に保持された状態で、枠体44の上面と吸着チャック42の上面42aとは、実質的に共通の水平面上に位置付けられる。吸着チャック42の上面42aは、半導体ウエーハ4を載置して保持する保持上面42aとして機能し、枠体44は、吸着チャック42を囲繞する枠体44を構成する。
Next, the chuck table 6 having the features of the present invention will be described. 2 to 4, the chuck table 6 includes a suction
静止基台48の上端中央部にはロータリージョイント52が固定されている。支持軸46は、ロータリージョイント52の中央部を相対回転自在に貫通している。ロータリージョイント52の内周面と、支持軸46の外周面との間には、環状空間54が形成されている。吸着チャック支持台40には通気路56が形成されている。通気路56の上端は、枠体44の凹部50の中央下面に開口し、下端は、支持軸46の外周面を介して、ロータリージョイント52の内周面との間に形成された環状空間54に開口している。環状空間54は、通気路58を介して通路切替弁である電磁切替弁Vに接続されている。電磁切替弁Vは、通気路60を介して圧力エア供給源であるエアポンプAPに接続されると共に、通気路62を介して負圧発生源であるバキュームポンプVPに接続されている。それ自体は周知の構成を利用することでよい電磁切替弁Vは、通気路58を大気開放する大気開放位置と、通気路58を通気路60を介してエアポンプAPに連通させる圧力エア供給位置と、通気路58を通気路62を介してバキュームポンプVPに連通させる負圧供給位置とに、図示しないコントローラにより選択的に切替制御される。
A
したがって、吸着チャック42の保持上面に円板形状の半導体ウエーハ4を載置し、図示しないコントローラにより電磁切替弁Vを圧力エア供給位置に切り替えてエアポンプAPを駆動させると、吸着チャック42の保持上面42aにエアが噴出させられるので、保持上面42aに載置された半導体ウエーハ4と保持上面42aとの間に空気層が形成され、半導体ウエーハ4は、保持上面42aに対し実質的に浮上させられる。また、電磁切替弁Vを負圧供給位置に切り替えてバキュームポンプVPを駆動させると、吸着チャック42の保持上面42aに負圧が生成されるので、半導体ウエーハ4は、保持上面42aに吸引保持される。更にはまた、エアポンプAP及びバキュームポンプVPの駆動を停止した状態で、電磁切替弁Vを大気開放位置に切り替えると、吸着チャック42の保持上面42aは大気圧に保持されるので、半導体ウエーハ4は、保持上面に自然に載置された状態となる。
Therefore, when the disk-shaped semiconductor wafer 4 is placed on the holding upper surface of the
上記通気路56、環状空間54、通気路58、電磁切替弁V及びエアポンプAPなどは、チャックテーブル6の保持上面42a、すなわち吸着チャック42の保持上面42aにエアを噴出させて、保持上面42aに載置された半導体ウエーハ4と保持上面42aとの間に空気層を形成することができるエア噴出手段を構成する。
The
チャックテーブル6の枠体44には、吸着チャック42の保持上面42aに載置された半導体ウエーハ4の外周面に作用して、該半導体ウエーハ4をチャックテーブル6の回転中心Oに対し同心上に位置付ける中心位置付け手段が配設されている。中心位置付け手段は、第1の押し当てユニット100と、第1の移動手段である第1のエアシリンダ機構102と、第2の押し当てユニット104と、第2の移動手段である第2のエアシリンダ機構106とを備えている。
The
第1のエアシリンダ機構102は、第1の押し当てユニット100を、該半導体ウエーハ4(吸着チャック42の保持上面42aに載置された半導体ウエーハ4)の外周面に押し当てる押し当て位置(図3に示す位置)と該半導体ウエーハ4の外周面から離れる非押し当て位置(図5に示す位置)との間を、それぞれ、回転中心Oに近付く方向及び回転中心Oから離れる方向に水平に移動させる。第2のエアシリンダ機構106は、第2の押し当てユニット104を、該半導体ウエーハ4(吸着チャック42の保持上面42aに載置された半導体ウエーハ4)の外周面に押し当てる押し当て位置(図3において2点鎖線で示す位置)と該半導体ウエーハ4の外周面から離れる非押し当て位置(図3において実線で示す位置及び図5に示す位置)との間を、それぞれ、回転中心Oに近付く方向及び回転中心Oから離れる方向に水平に移動させる。第2の押し当てユニット104及び第2のエアシリンダ機構106は、第1の押し当てユニット100及び第1のエアシリンダ機構102に対し、回転中心Oを挟んで半径方向反対側に配置されている。第1及び第2の押し当てユニット100及び104を、それぞれ、第1及び第2のエアシリンダ機構102及び106により非押し当て位置から押し当て位置まで移動させると、該半導体ウエーハ4は回転中心Oに対し同心上に位置付けられる。
The first
更に具体的に説明すると、第1の押し当てユニット100は、チャックテーブル6の枠体44の半径方向外側を実質的に周方向に延在する第1の支持枠108と、相互に間隔をおいて第1の支持枠108の両端部に支持された2個の第1の押し当て部材110及び112を備えている。第1の支持枠108の両端部は、吸着チャック支持台40の枠体44の外周面に対し、接線方向に延在する内側面を有しており、第1の押し当て部材110及び112は、それぞれ、該内側面に支持されている。相互に実質的に同じ構成を有しかつ水平に延在する第1の押し当て部材110及び112の各々の先端には、チャックテーブル6の軸方向に見て、それぞれ、円弧形状をなす押し当て面114及び116が形成されている。第1の押し当て部材110及び112の各々の後端部には、それぞれ、鉛直下方に延びる垂下片118及び120が形成されている。垂下片118及び120は、吸着チャック支持台40の枠体44の外周面に対し、接線方向に延在する内側面を有している。第1の押し当て部材110及び112の各々には、それぞれ、フランジ122及び124が、押し当て面114及び116の上端から水平に延び出すよう形成されている。
More specifically, the first
第1のエアシリンダ機構102は、シリンダ126と、シリンダ126内に配設された図示しないピストンと、ピストンに連結されたピストンロッド128とを備えている。シリンダ126は、吸着チャック支持台40の枠体44の外周面から、相互に周方向に間隔をおいて半径方向外方に平行にかつ水平に延び出すよう枠体44に固着された一対の支持フレーム130及び132間に支持されている。第1の押し当てユニット100の第1の支持枠108は、ピストンロッド128の先端部に支持されている。ピストンロッド128の軸線L1は、チャックテーブル6の回転中心Oを通る水平軸線上に位置付けられている。
The first
吸着チャック支持台40の枠体44の外周面には、それぞれ、第1の押し当て部材110及び112の各々の、チャックテーブル6の回転中心Oに近付く方向への移動を阻止する第1の移動阻止面44a及び44bが形成されている。第1の移動阻止面44a及び44bは、周方向に間隔をおいた位置に配置されかつ、それぞれ、枠体44の外周面に対し接線方向に延在するよう形成されている。第1の押し当て部材110及び112の各々には、第1の移動阻止面44a及び44bに対応して、それぞれ、第1の移動被阻止面110a及び112bが形成されている。第1の移動被阻止面110aは、垂下片118の該内側面により規定され、第1の移動被阻止面112bは、垂下片120の該内側面により規定されている。第1の移動被阻止面110a及び112bは、第1の押し当てユニット100が非押し当て位置に位置付けられているときには、それぞれ、第1の移動阻止面44a及び44bに対し、半径方向外方に離れた位置に位置付けられる。
A first movement that prevents the first pressing
第2の押し当てユニット104は、チャックテーブル6の枠体44の半径方向外側に配置された第2の支持枠134と、第2の支持枠134に支持された1個の第2の押し当て部材136を備えている。第2の支持枠134は、吸着チャック支持台40の枠体44の外周面に対し、接線方向に延在する内側面を有しており、第2の押し当て部材136は、該内側面に支持されている。水平に延在する第2の押し当て部材136の先端には、チャックテーブル6の軸方向に見て、円弧形状をなす押し当て面138が形成されている。第2の押し当て部材136の後端部には、鉛直下方に延びる垂下片140が形成されている。垂下片140は、吸着チャック支持台40の枠体44の外周面に対し、接線方向に延在する内側面を有している。第2の押し当て部材136には、フランジ142が、押し当て面138の上端から水平に延び出すよう形成されている。
The second
第2の押し当てユニット104には、第2の押し当て部材136の押し当て面138が吸着チャック42の保持上面42aに載置された半導体ウエーハ4の外周面に押し当てられたときの押し当て力を緩和するばね手段、実施形態においては2個の圧縮コイルばね144及び146が配設されている。すなわち、第2の支持枠134には、2個のロッド148及び150が、該内側面の上端部からチャックテーブル6の回転中心Oに近付く方向へ水平にかつ相互に平行に延び出している。第2の押し当て部材136は、ロッド148及び150にスライド可能に支持されている。圧縮コイルばね144及び146は、それぞれ、ロッド148及び150の周囲を覆うよう配置されかつ、第2の支持枠134の該内側面と第2の押し当て部材136との間に配置されている。ロッド148及び150の図示しない先端には図示しないストッパが配設され、第2の押し当て部材136の、チャックテーブル6における回転中心Oに近付く方向への移動を規制している。
The second
第2のエアシリンダ機構106は、シリンダ152と、シリンダ152内に配設された図示しないピストンと、ピストンに連結されたピストンロッド154とを備えている。シリンダ152は、吸着チャック支持台40の枠体44の外周面から、相互に周方向に間隔をおいて半径方向外方に平行にかつ水平に延び出すよう枠体44に固着された一対の支持フレーム156及び158間に支持されている。第2の押し当てユニット104の第2の支持枠134は、ピストンロッド154の先端部に支持されている。ピストンロッド154の軸線L2は、チャックテーブル6の回転中心Oを通る水平軸線上に位置付けられている。実施形態において、ピストンロッド154の軸線L2は、ピストンロッド128の軸線L1と共通の水平軸線上に位置付けられている。
The second
吸着チャック支持台40の枠体44の外周面には、第2の支持枠134の、チャックテーブル6の回転中心Oに近付く方向への移動を阻止する第2の移動阻止面44cが形成されている。第2の移動阻止面44cは、枠体44の外周面に対し接線方向に延在するよう形成されている。支持枠134には、第2の移動阻止面44cに対応して、第2の移動被阻止面160が形成されている。先に述べたように、第2の支持枠134は、吸着チャック支持台40の枠体44の外周面に対し、接線方向に延在する内側面を有しており、第2の支持枠134には、該内側面の下端部から枠体44の外周面、更に具体的には第2の移動阻止面44cに向かって水平に延び出す突出部162が配設されている。第2の移動被阻止面160は、突出部162の先端面により規定されている。第2の移動被阻止面160は、第2の押し当てユニット104が非押し当て位置に位置付けられているときには、第2の移動阻止面44cに対し、半径方向外方に離れた位置に位置付けられる。なお、図の複雑化を避けるため、図3及び図5において、この突出部162の図示は省略してある。
On the outer peripheral surface of the
上記のように構成された切削装置の作用について説明する。なお、本発明の特徴を有するチャックテーブル6以外の作用については、概略的に説明する。主として図1〜図4を参照して、半導体ウエーハ4が複数枚収容されたカセット14がカセット載置機構16のカセットテーブル上に載置され、カセット載置機構16によって下降及び上昇させられる間に、カセット14のカセット蓋が取り外される。切削作業の開始指令に応じて、被加工物搬出機構18が進退してカセット14に収容された半導体ウエーハ4を位置合せ機構20のセンターテーブル上に搬送する。位置合せ機構20により位置合せされた半導体ウエーハ4は、第1の搬送機構22によりチャックテーブル6の吸着チャック42の保持上面42aに載置される。このとき、第1及び第2の押し当てユニット100及び104は、それぞれ、被押し当て位置(図5参照)に位置付けられている。
The operation of the cutting apparatus configured as described above will be described. The operations other than the chuck table 6 having the features of the present invention will be described schematically. 1 to 4, a
半導体ウエーハ4が吸着チャック42の保持上面42aに載置された後、非押し当て位置(図5)に位置付けられている第1の押し当てユニット100が第1のエアシリンダ機構102によりチャックテーブル6の回転中心Oに近付く方向に移動させられる。第1の押し当て部材110及び112の第1の移動被阻止面110a及び112bが、それぞれ、枠体44の第1の移動阻止面44a及び44bに当接させられると、第1の押し当て部材110及び112を含む第1の押し当てユニット100の移動が阻止され、第1の押し当て部材110及び112を含む第1の押し当てユニット100は、押し当て位置(図3)に位置付けられる。この状態において、チャックテーブル6の軸方向に見て、第1の押し当て部材110の円弧形状をなす押し当て面114の円弧中心(曲率中心)と、円弧の周方向中心とを結ぶ水平な直線L3は、チャックテーブル6の回転中心Oを通るよう位置付けられ、また、第1の押し当て部材112の円弧形状をなす押し当て面116の円弧中心(曲率中心)と、円弧の周方向中心とを結ぶ水平な直線L4は、チャックテーブル6の回転中心Oを通るよう位置付けられる。図3に示すように、直線L3と直線L1とがなす角度と、直線L4と直線L1とがなす角度とは等しい。第1の押し当て部材110及び112の押し当て面114及び116の最先端(回転中心Oに最も近い最先端)は、それぞれ、半導体ウエーハ4がチャックテーブル6の回転中心Oに位置付けられたときの外周面が存在する位置に位置付けられる。
After the semiconductor wafer 4 is placed on the holding
第1の押し当てユニット100が第1のエアシリンダ機構102によりチャックテーブル6の回転中心Oに近付く方向に移動させられるタイミングに対し、若干遅れたタイミングで、非押し当て位置(図3において実線で示す位置及び図5に示す位置)に位置付けられている第2の押し当てユニット104が第2のエアシリンダ機構106によりチャックテーブル6の回転中心Oに近付く方向に移動させられる。第2の支持枠134の突出部162の先端面により規定されている第2の移動被阻止面160が、枠体44の第2の移動阻止面44cに当接させられると、第2の押し当て部材136を含む第2の押し当てユニット104の移動が阻止され、第2の押し当て部材136を含む第2の押し当てユニット104は、押し当て位置(図3において2点鎖線で示す位置)に位置付けられる。この状態において、チャックテーブル6の軸方向に見て、第2の押し当て部材136の円弧形状をなす押し当て面138の円弧中心(曲率中心)と、円弧の周方向中心とを結ぶ水平な直線は、上記直線L2と一致するよう位置付けられる(この状態は、第2の押し当てユニット104が、非押し当て位置(図3において実線で示す位置及び図5に示す位置)に位置付けられたときにおいても同じである)。第2の押し当て部材136の押し当て面138の最先端(回転中心Oに最も近い最先端)は、それぞれ、半導体ウエーハ4がチャックテーブル6の回転中心Oに位置付けられたときの外周面が存在する位置よりもわずかに半径方向内側に位置付けられる。この差は、実質的に、圧縮コイルばね144及び146のたわみ量に等しい。第2の押し当て部材136の垂下片140の該内側面は、枠体44の第2の移動阻止面44cに対し隙間をおいて位置付けられる。
The non-pressing position (shown by the solid line in FIG. 3) is slightly delayed from the timing at which the first
このように、第1及び第2の押し当てユニット100及び104が、それぞれ、押し当て位置まで移動させられると、第1の押し当て部材110及び112の各々の押し当て面114及び116と、第2の押し当て部材136の押し当て面138とが、それぞれ、吸着チャック42の保持上面42aに載置された半導体ウエーハ4の外周面に押し当てられて、半導体ウエーハ4は回転中心Oに対し同心上に位置付けられる。第2の押し当て部材136は、圧縮コイルばね144及び146のたわみによりわずかに半径方向外方に移動させられるので、半導体ウエーハ4の外周面に対する押し当て力が緩和される。その結果、半導体ウエーハ4に対する衝撃が緩和され、半導体ウエーハ4に対し過剰な負荷をかけることなく、外周面などの破損が防止される。第1の押し当て部材110及び112の各々の押し当て面114及び116と、第2の押し当て部材136の押し当て面138は円弧形状をなしているので、チャックテーブル6の軸方向に見て、半導体ウエーハ4の外周面に対して点接触させられ、半導体ウエーハ4に過剰な負荷をかけることなく、そのセンタリング動作を容易にする。
Thus, when the first and second
第1及び第2の押し当てユニット100及び104が、それぞれ、押し当て位置まで移動させられる動作に対応して、電磁切替弁Vを、大気開放位置から圧力エア供給位置に切り替えてエアポンプAPを駆動させると、吸着チャック42の保持上面42aにエアが噴出させられるので、保持上面42aに載置された半導体ウエーハ4と保持上面42aとの間に空気層が形成され、半導体ウエーハ4は、保持上面42aに対し実質的に浮上させられる。その結果、半導体ウエーハ4に過剰な負荷をかけることなく、そのセンタリング動作を一層容易にする。
Corresponding to the movement of the first and second
先に述べたように、第1の押し当て部材110及び112の各々及び第2の押し当て部材136には、それぞれ、フランジ122、124及び142が形成され、第1の押し当て部材110及び112の各々及び第2の押し当て部材136が、それぞれ、保持上面42aに載置された半導体ウエーハ4の外周面に押し当てられた状態で、フランジ122、124及び142の各々は、半導体ウエーハ4の外周縁の上方を隙間をおいて覆うよう位置付けられる。この構成により、上記したように、半導体ウエーハ4が保持上面42aに対し実質的に浮上させられても、保持上面42aから脱落することは確実に防止される。
As described above, each of the first pressing
以上のとおりにして、半導体ウエーハ4のセンタリングが行われた後、電磁切替弁Vを負圧供給位置に切り替えてバキュームポンプVPを駆動させると、吸着チャック42の保持上面42aに負圧が生成されるので、半導体ウエーハ4は、チャックテーブル6の回転中心Oに対し同心に位置付けられた状態で、保持上面42aに吸引保持される。半導体ウエーハ4が保持上面42aに吸引保持された後、第1及び第2の押し当てユニット100及び104を、それぞれ、押し当て位置から非押し当て位置まで移動させる(図5参照)。
As described above, after the semiconductor wafer 4 is centered, when the electromagnetic switching valve V is switched to the negative pressure supply position and the vacuum pump VP is driven, negative pressure is generated on the holding
その後、半導体ウエーハ4を吸引保持したチャックテーブル6は、矢印Xで示す方向(切削ブレード34の回転スピンドル32と直交する方向)の一方(図1においてほぼ左方)に移動させられ、半導体ウエーハ4の周縁部における上面の一部が切削ブレード34の直下に位置付けられる(図5参照)。続いて、スピンドルユニット8が、切り込み方向である矢印Zで示す方向の一方(下方)に移動され、切削ブレード34の外周面の一部が半導体ウエーハ4の周縁部における上面の一部に上方からあてがわれる。切削ブレード34が回転させられながら矢印Zで示す切り込み方向(下方)に移動され、切削が開始される。チャックテーブル6は、図5において時計方向に低速回転させられる。チャックテーブル6が360°回転させられると、半導体ウエーハ4の周縁部における上面の全周に、鉛直面と水平面とからなる段差4Aが形成される(図6参照)。切削ブレード34の刃厚は、例えば、1.0mm〜2.0mmである。
Thereafter, the chuck table 6 holding the semiconductor wafer 4 by suction is moved in one direction (substantially to the left in FIG. 1) indicated by an arrow X (a direction orthogonal to the
なお、直径が小さな切削ブレード34を使用することによって、図7に示すようなほぼチャンンネル形状をなす溝4Bを、半導体ウエーハ4の周縁に沿って、周縁部における上面の全周に形成することも容易に可能である。溝4Bは、相互に半径方向に平行に対向する一対の鉛直面と、水平底面とからなる。なお、図6及び図7において、符号4Cは、半導体ウエーハ4の表面に形成された複数の回路を示している。
By using a
上記したとおりにして、半導体ウエーハ4の周縁部における上面の全周に段差4Aあるいは溝4Bが形成されると、切削ブレード34及びチャックテーブル6の回転が停止される。スピンドルユニット8が矢印Zで示す方向の他方(上方)に移動させられ、半導体ウエーハ4の上方に離隔される。このようにして半導体ウエーハ4の切削が終了した後、半導体ウエーハ4を保持したチャックテーブル6は、最初に半導体ウエーハ4を吸引保持した位置に戻され、ここで電磁切換弁Vを大気開放位置に切り替えて、半導体ウエーハ4の吸引保持を解除する。
As described above, when the
チャックテーブル6上において吸引保持が解除された切削加工済の半導体ウエーハ4は、第2の搬送機構26の作動によって上記洗浄手段24に搬送される。洗浄手段24に搬送された半導体ウエーハ4は、洗浄手段24によって上記切削時に生成されたコンタミが洗浄除去される。洗浄手段24によって洗浄されて半導体ウエーハ4は、第1搬送機構22によって上記位置合わせ機構20のセンターテーブル上に搬送される。位置合わせ機構20のセンターテーブル上に搬送された半導体ウエーハ4は、被加工物搬出手段18によって搬出入位置に位置付けられているカセット14の所定位置に収容される。以上の切削作業が繰り返し実行され、カセット14に収容された全ての半導体ウエーハ4について切削加工が終了したら、カセット14にカセット蓋を装着する工程が実行され、一連の動作が終了する。このカセット14は、オペレータによって次の工程に搬送される。
The cut semiconductor wafer 4 that has been released from suction on the chuck table 6 is transported to the cleaning means 24 by the operation of the
なお、上記切削装置により、図6及び図7に示すように、周縁部に段差4A又は溝4Bが形成された半導体ウエーハ4は、回路4Cが形成された表面が図示しない保護フィルムにより覆われた状態で、該表面を下にして、裏面全体が研削装置により研削される。この研削は、段差4A又は溝4Bの鉛直面に至るまで行われるので、研削後の半導体ウエーハ4の外周面は鉛直面となり、ナイフエッジは形成されない。図示はされていないが、半導体ウエーハ4の周縁部における上面の全周に段差4Aあるいは溝4Bを形成することに代えて、上面から裏面まで完全に切削する他の実施形態もある。このようにして完全に切削された半導体ウエーハ4の外周面は鉛直面からなる。この実施形態においても、該研削後の半導体ウエーハ4の外周面は鉛直面であるので、ナイフエッジは形成されない。
6 and 7, the semiconductor wafer 4 in which the
上記切削装置においては、チャックテーブル6の枠体44には、保持上面42aに載置された半導体ウエーハ4の外周面に作用して、該半導体ウエーハ4をチャックテーブル6の回転中心Oに対し同心上に位置付ける中心位置付け手段が配設されているので、半導体ウエーハ4の中心をチャックテーブル6の回転中心Oに確実に位置付けることを可能にし、その結果、円弧状に面取りされた外周領域を確実に切除可能にすると共に回路形成部分の損傷を防止できる。
In the cutting apparatus, the
なお、図8に示すSOI基板の如く、2層構造をなす基板401及び402のうち片方の基板401の裏面全体(図8においては上面全体)を研削する場合にも、本発明による上記切削装置を適用して、あらかじめ、片方の基板401の周縁部を完全に切除することができる。この場合、基板401の裏面全体を所定の深さまで研削しても、該研削後の基板401の外周面は鉛直面であるので、ナイフエッジは形成されない。
Note that the above-described cutting apparatus according to the present invention is also applicable to the case of grinding the entire back surface (the entire top surface in FIG. 8) of one of the
2:装置ハウジング
4:半導体ウエーハ
6:チャックテーブル
32:切削ブレード
42:吸着チャック
42a:保持上面
100:第1の押し当てユニット
102:第1のエアシリンダ機構
104:第2の押し当てユニット
106:第2のエアシリンダ機構
110、112:第1の押し当て部材
136:第2の押し当て部材
114、116、138:押し当て面
O:チャックテーブルの回転中心
2: Device housing 4: Semiconductor wafer 6: Chuck table 32: Cutting blade 42:
Claims (9)
該チャックテーブルの該枠体には、該保持上面に載置された該半導体ウエーハの外周面に作用して、該半導体ウエーハを該チャックテーブルの回転中心に対し同心上に位置付ける中心位置付け手段が配設されている、
ことを特徴とする切削装置。 A holding upper surface capable of mounting and holding a semiconductor wafer, a chuck table having a frame surrounding the holding upper surface, and a rotatable chuck table, and a cutting means for cutting the semiconductor wafer held on the holding upper surface of the chuck table In the provided cutting device,
The frame of the chuck table is provided with center positioning means that acts on the outer peripheral surface of the semiconductor wafer placed on the holding upper surface to position the semiconductor wafer concentrically with the center of rotation of the chuck table. Has been established,
The cutting device characterized by the above.
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