JP2007242726A - ダイシング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
ループットを低下させない効率的なダイシング装置を提供すること。
【解決手段】
加工部２０と撮像手段１０との間に位置する、第１の遮蔽板としての遮蔽板７１と、遮蔽板７１が移動する移動軸と同じ軸線上で遮蔽板７１と対向して設けられた第２の遮蔽板としての遮蔽板７３を備えたことにより、加工部２０からの撮像手段１０の遮蔽を短時間で確実に行い、スループットを低下させない効率的なダイシングが可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体装置や電子部品等のワークを加工するダイシング装置において、特に加工部と撮像手段との間に遮蔽板を設けたダイシング装置に関するものである。

従来、半導体装置や電子部品等のワークをダイヤモンド等により形成された薄い円盤状の砥石により加工するダイシング装置には、図７に示すように、図示しない高周波モータ内蔵型のスピンドルの先端に取付けられているワークＷを加工するブレード２１が、加工部２０内に備わっている。ワークＷは、ワークテーブル３１に載置され、図のＸ−Ｘで示すＸ方向に移動するとともに、スピンドルにより高速に回転するブレード２１によって加工される。このとき、ブレード２１には、図示しない切削水ノズルと冷却水ノズルから多量の水が供給されて、加工部２０内は水の飛沫とミストが充満している。

加工部２０の隣には、ワークＷをアライメントするためにワークＷを撮像する撮像手段１０としての顕微鏡１１が設けられている。顕微鏡１１は、ミストや飛沫の影響を受けやすく、加工部２０と顕微鏡１１との間には、加工部２０内に立ち込めているミストと水の飛沫が顕微鏡１１にかからないようにするため、遮蔽板８０が設けられている。更に、遮蔽板８０の下方部には、プリ洗浄ノズル２６と共にエアーカーテンノズル２７が設けられ、エアーカーテンノズル２７から吹出されるエアによって形成されたエアーカーテンが遮蔽板８０の下方からミストが浸入するのを防いでいる。

ところが、図７に示す遮蔽板８０は、加工部２０の奥の図示しない壁に固定して取り付けられているので、オペレータが両手に工具を持ってブレード２１の交換をする場合、遮蔽板８０が邪魔になり交換し難いという問題があった。このため、遮蔽板８０を遮蔽位置と退避位置の間で進退可能に設けたシャッター状の遮蔽板が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−３２９６８３号公報

特許文献１に記載された発明のように、遮蔽版が開閉することによってブレード２１の交換作業は容易となった。また、加工動作前後において、遮蔽版を退避させることにより、加工部内部の様子を確認することが容易となった。

しかし、近年半導体ウェーハ等のワークは、生産量の増大から外径サイズが年々大きくなり、それに伴いダイシング装置の加工部も大口径のワークサイズに合わせた広さに変更されている。このため、遮蔽板の長さが長くなり、搬送装置によりワークを供給して、連続動作で加工を進める場合など、開閉回数が増えるごとに、スループットを低下させる原因の１つとなっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スループットを低下させない効率的なダイシング装置を提供することを目的としている。

本発明は前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ワークを加工する加工部と、前記ワークの表面を撮像する撮像手段と、前記加工部と前記撮像手段との間に位置し、前記加工部より前記撮像手段を遮蔽する位置と前記加工部を開放する位置との間を進退可能に設けられ、前記加工部で発生する切削水によるミスト、または飛沫が該撮像手段側へ流入することを防止する第１の遮蔽板と、前記第１の遮蔽板が移動する移動軸と同じ軸線上で該第１の遮蔽板と対向し、前記加工部より前記撮像手段を遮蔽する位置と前記加工部を開放する位置との間を進退可能に設けられた第２の遮蔽板とを備えたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、加工部と撮像手段との間に進退可能な第１の遮蔽板と第２の遮蔽板が設けられ、加工中は第１の遮蔽板と第２の遮蔽板とが加工部を遮蔽する位置までそれぞれ移動し、一体となって加工部から撮像手段を遮蔽する。加工を行なわない際には、第１の遮蔽板と第２の遮蔽板とが加工部を開放する位置までそれぞれ退避して加工部を開放する。

これにより、第１の遮蔽板と第２の遮蔽板とは、移動距離が従来の遮蔽板の半分程度となり、遮蔽から開放、または開放から遮蔽状態に移る時間が従来の半分に削減されるため、スループットを低下させない効率的なダイシングを行うことが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１の発明において、前記第１の遮蔽板と前記第２の遮蔽板とは、前記撮像手段を前記加工部より遮蔽する際には、前記第１の遮蔽板が、該第１の遮蔽板と該第２の遮蔽板とが前記加工部を開放している際に停止しているそれぞれの位置の中間地点付近まで先に移動して停止し、該第２の遮蔽板が該第1の遮蔽板より遅れて該第１の遮蔽板の停止している位置まで移動することにより該第１の遮蔽版と該第２の遮蔽版とが一体となって前記加工部から前記撮像手段を遮蔽することを特徴としている。

請求項２の発明によれば、加工部から撮像手段を遮蔽する場合は、第１の遮蔽板と第２の遮蔽板とが、第１の遮蔽板と第２の遮蔽板とが加工部を開放している際に停止しているそれぞれの位置の中間地点付近に向けて移動を開始する。まず第１の遮蔽板が、中間地点付近まで移動して停止した後、第２の遮蔽板が、第１の遮蔽板の停止している位置まで移動して第１の遮蔽板と一体となり撮像手段を遮蔽する。

これにより、第１の遮蔽板と第２の遮蔽板とは、それぞれの中間地点付近で隙間なく一体となり、従来の移動距離よりも半分の距離で撮像手段を加工部から遮蔽するため、遮蔽板の開閉時間が半減し、スループットを低下させない効率的なダイシングが可能となる。

以上説明したように、本発明のダイシング装置によれば、遮蔽板による加工部からの撮像手段の遮蔽を短時間で確実に行い、スループットを低下させない効率的なダイシングが可能となる。

以下、添付図面に従って本発明に係るダイシング装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１はダイシングマシンの外観を示す斜視図である。ダイシング装置１は、ワークＷの加工を行なう加工部２０内に、先端にブレード２１が取付けられた高周波モータ内蔵型のスピンドル２２、２２が設けられ、加工部２０の側面近傍に、パターンマッチング手法を用いてワークＷをアライメントする、または加工されたワークＷの加工品質をチェックするなどの目的でワークＷの上面を撮像する撮像手段１０が取り付けられている。

この他、ダイシング装置１には、ワークＷを吸着保持する図示しないワークテーブル、加工済みのワークＷをスピン洗浄する洗浄部５２、多数枚のワークＷを収納したカセットを載置するロードポート５１、及びワークＷを搬送する搬送手段５３等とから構成されている。

加工部２０は、図２に示すように、Ｘベース３６、Ｙベース４４、回転テーブル３２、Ｚテーブル４３により構成されている。

Ｘベース３６には、Ｘガイド３４、３４でガイドされ、リニアモータ３５によって図のＸ−Ｘで示すＸ方向に駆動されるＸテーブル３３が設けられている。

Ｘテーブル３３には、θ方向に回転する回転テーブル３２を介してワークテーブル３１が設けられている。

一方、Ｙベース４４の側面には、Ｙガイド４２、４２でガイドされ、図示しないステッピングモータとボールスクリューによって図のＹ−Ｙで示すＹ方向に駆動されるＹテーブル４１、４１が設けられている。Ｙテーブル４１、４１には、夫々図示しない駆動手段によってＺ方向に駆動されるＺテーブル４３、４３が設けられ、Ｚテーブル４３には先端にブレード２１が取付けられた高周波モータ内蔵型のスピンドル２２、２２が、Ｙ方向の一直線上に互いに対向して固定されている。

以上のような構成により、ブレード２１、２１がＹ方向にインデックス送りされると共にＺ方向に切込み送りされ、ワークテーブル３１はＸ方向に切削送りされる。

次いで、図３にてブレード２１周辺の構成について説明する。図３に示すように、高周波モータ内蔵型スピンドル２２の先端に取り付けられたブレード２１は前面と下部に開口部を有するフランジカバー２３で覆われている。

フランジカバー２３には切削水ノズル２４とブレード２１の手前側と奥側（スピンドル側）とでブレード２１を挟み込むようにした一対の冷却水ノズル２５、２５とが設けられている。

切削水ノズル２４は切削水供給管２４Ａとフランジカバー２３内で連通し、一対の冷却水ノズル２５、２５は冷却水供給管２５Ａとフランジカバー２３内で連通している。切削水ノズル２４からは、切削水がブレード２１の先端に射出され、冷却水ノズル２５、２５からは冷却水がブレード２１の両側面に射出される。

次に、図４及び図５により本願発明の主要部分の構成について説明する。図４に示すように、ワークＷを加工している際の加工部２０内では、ブレード２１が高速で回転し、ブレード２１には、図３に示す切削水ノズル２４及び冷却水ノズル２５、２５から切削水と冷却水が射出されている。

ワークテーブル３１に載置されたワークＷは、図のＸ−Ｘで示すＸ方向に移動するとともにブレード２１によって加工され、加工部２０内部と外部との境界付近の加工部２０内部側にスピンドル２２と平行に設けられたプリ洗浄ノズル２６から、洗浄水が供給される。プリ洗浄ノズル２６の近傍には、プリ洗浄ノズル２６と平行にエアーカーテンノズル２７設けられ、下方に向けてエアを噴射している。

加工部２０の隣には撮像手段１０が設けられ、撮像手段１０は、下部に対物レンズ１１Ａ、１１Ａが設けられた顕微鏡１１と、顕微鏡１１で拡大されたワークＷの上面の画像を取り込んで電気信号に変換する図示しないＣＣＤカメラ等とから構成されている。

加工部２０と顕微鏡１１との間には、加工部２０で発生するミストや水しぶきが顕微鏡１１や顕微鏡１１の対物レンズ１１Ａ、１１Ａにかかるのを防ぐために、第１の遮蔽板としての遮蔽板７１と第２の遮蔽板としての遮蔽板７３が設けられている。

遮蔽板７１と遮蔽板７３とは、それぞれガイドブロック７２Ａ、７２Ｂを介してエアーカーテンノズル２７をガイドレールとし、スライド可能に対向して設けられ、更に図５に示すように、マグネット移動型エアシリンダ６０Ａ、６０Ｂのスライドブロック６８Ａ、６８Ｂにそれぞれ固定されている。

マグネット移動型エアシリンダ６０Ａ、６０Ｂは、それぞれＸベース３６の奥に配置されている。マグネット移動型エアシリンダ６０Ａ、６０Ｂの外筒６３Ａ，６３Ｂをスライドするスライドブロック６８Ａ、６８Ｂは、それぞれ遮蔽板７１、７３の下部奥側と連結され、遮蔽板７１、７３の下部手前側にはガイドブロック７２Ａ、７２Ｂが取り付けられている。

これにより遮蔽板７１、７３は、マグネット移動型エアシリンダ６０Ａ、６０Ｂのスライドブロック６８Ａ、６８Ｂがそれぞれの前進端に位置する時に、加工部２０より撮像手段１０を遮蔽する遮蔽位置Ｆに移動され、一体となって撮像手段１０を遮蔽する。

逆にスライドブロック６８Ａ、６８Ｂがそれぞれの後退端に位置する時には、遮蔽板７１、７３は、加工部２０を開放する開放位置Ｒへ移動し、加工部２０を開放する。

また、遮蔽板７１、７３には不図示の開閉センサが備えられ、遮蔽板７１、７３が一体となり撮像手段１０を遮蔽しているか、加工部２０を開放しているか検知される。

図６はマグネット移動型エアシリンダ６０Ａ、６０Ｂの構造を示している。マグネット移動型エアシリンダ６０Ａ、６０Ｂは、アルミ合金や樹脂等の透磁率の低い材料でできた外筒６３Ａ、６３Ｂを本体とし、外筒６３Ａ、６３Ｂの内部には外周部に溝を有する２個のスライダ６４、６４がマグネット６６の両端に接着されている。スライダ６４、６４の外周部の溝には夫々Ｏ−リング６５が組み込まれており、マグネット６６とスライダ６４、６４はＯ−リング６５でシールされた状態で外筒６３の内部をスライドするようになっている。また、外筒６３の両端には蓋６７、６７が取り付けられ、一方の蓋６７には手前側エアーチューブ６２が、他方の蓋６７には奥側エアーチューブ６１が組み込まれている。更に外筒６３の外周とスライドするパーマロイ等の強磁性体材料から成るスライドブロック６８Ａ、６８Ｂが、外筒６３Ａ、６３Ｂの外側に組み込まれている。このスライドブロック６８Ａ、６８Ｂはマグネット６６の磁力によって、マグネット６６の移動に伴って手前側から奥側までスライドする。以上がマグネット移動型エアシリンダ６０Ａ、６０Ｂの構造である。

次に、以上のように構成された本発明に係るダイシング装置１の作用を説明する。先ず、多数枚のワークＷを収納したカセットがロードポート５１に載置されると、ワークＷは搬送手段５３によってカセットから引出されてワークテーブル３１に載置され、加工部２０へ向けて搬送される。ワークＷは途中、撮像手段１０のＣＣＤカメラで上面が撮像され、パターンマッチング手法を用いてアライメントされる。

アライメント終了後、ワークＷが加工部２０内に搬送されると、不図示の制御部よりスピンドル２２、２２の回転指令が発せられ、遮蔽板７１、７３に設けられた不図示の開閉センサにより、遮蔽板７１、７３の開閉状態が確認される。

遮蔽板７１、７３がそれぞれ開放位置Ｒに移動しており、遮蔽板７１、７３が開状態であると判断されると、Ｘベース３６の奥に配置されたマグネット移動型エアシリンダ６０Ａ、６０Ｂでは、図示しない電磁バルブの切替えにより、手前側エアーチューブ６２側が大気に開放される。

手前側エアーチューブ６２側が大気に開放されると同時に、奥側エアーチューブ６１側からは圧縮エアが供給され、スライダ６４、６４と一体に接着されたマグネット６６が手前側前進端に向かって移動を開始する。

マグネット６６が手前側前進端に移動し始めると、これに伴いスライドブロック６８Ａ、６８Ｂが前進端に向かって移動し、遮蔽板７１、７３がエアーカーテン２７上をスライドして加工部２０より撮像手段１０を遮蔽するそれぞれの遮蔽位置Ｆへ向かって移動する。

このとき、遮蔽板７１は、移動する距離の調整、又は圧縮エアの圧力や流量を調整することにより、それぞれ開放位置Ｒの中間地点付近に位置する遮蔽位置Ｆへ遮蔽板７３よりも先に到達する。遮蔽板７１の到達後、遮蔽板７３が遮蔽位置Ｆへ到達し、遮蔽板７１と遮蔽板７３とは一体となって撮像手段１０を加工部２０より遮蔽する。

遮蔽板７１と遮蔽板７３とがそれぞれ遮蔽位置Ｆへ到達した後、再び不図示の開閉センサにより遮蔽板７１、７３の開閉状態が確認される。この際、蔽板７１と遮蔽板７３とが一体となり閉じられていることが確認されない場合、エラー信号を発してダイシング装置１の動作を一端停止させる。閉じられていることが確認された場合は、スピンドル２２、２２が回転を開始し加工を開始する。

これにより、遮蔽板７１と遮蔽板７３とは、遮蔽位置Ｆで隙間なく一体となり、従来の移動距離よりも半分の距離で撮像手段１０を加工部２０から遮蔽するため、開閉時間が半減し、スループットを低下させない。

加工部２０では、高速で回転するブレード２１がＹ方向に送られ、ワークＷの最初の加工ラインに位置決めされる。次いで、図３に示す、切削水が切削水供給管２４Ａを通って切削ノズル２４からブレード２１の刃先に供給されると共に、冷却水が冷却水供給管を通って一対の冷却水ノズル２５、２５からブレード２１の側面に供給される。

ブレード２１の先端に供給された切削水は、ブレード２１に乗って加工ポイントに供給される。一対の冷却水ノズル２５、２５からブレード２１の両側面に供給された冷却水は、ブレード２１が加工熱のため温度上昇するのを防いでいる。この状態でワークＷがＸ方向に移動することにより、最初の１ラインの加工が行われる。１ライン加工後、ブレード２１はＹ方向に１ピッチインデックス送りされ、次のラインが順次加工される。

このとき、ブレード２１は３０，０００ｒｐｍから８０，０００ｒｐｍの高速で回転しており、ブレード２１に供給された切削水と冷却水は、ブレード２１に巻き上げられて飛沫やミストとして加工部２０内を飛散する。

飛散した飛沫やミストは、遮蔽板７１と遮蔽板７３とが一体となって閉じられているため、顕微鏡１１に接触することがなく、エアーカーテンノズル２７から吹出したエアのカーテンにより、ミストが遮蔽板７１、７３の下部から流出して顕微鏡１１の対物レンズ１１Ａ、１１Ａを曇らすこともない。

加工が終了後ワークＷは、プリ洗浄ノズル２６の下を移動しながら洗浄水で予備洗浄された後搬送手段５３で洗浄部５２へ搬送され、スピン洗浄される。 洗浄が終わったワークＷは再び搬送手段５３によって元のカセットに戻される。

加工が終了し、加工部２０を開放する場合は、不図時の制御部よりスピンドル回転停止指令が発せられ、スピンドル２２、２２の回転が停止する。スピンドル２２の回転が停止すると、不図示の開閉センサにより、遮蔽板７１、７３の開閉状態が確認される。遮蔽板７１、７３が閉状態であると判断されると、マグネット移動型エアシリンダ６０Ａ、６０Ｂにより、遮蔽板７１、７３がエアーカーテン２７上をスライドして加工部２０を開放するそれぞれの開放位置Ｒへ向かって移動する。

遮蔽板７１と遮蔽板７３とがそれぞれ開放位置Ｒへ到達した後、再び不図示の開閉センサにより遮蔽板７１、７３の開閉状態が確認される。この際、蔽板７１と遮蔽板７３とが離れて開状態であることが確認されない場合、エラー信号を発してダイシング装置１の動作を一端停止させる。

以上説明したように、本発明に係るダイシング装置によれば、遮蔽板の移動距離が従来の遮蔽板の半分程度となり、遮蔽から開放、または開放から遮蔽状態に移る時間が従来の半分に削減されるため、スループットを低下させない効率的なダイシングを行うことが可能となる。

なお、本実施の形態では遮蔽板７１が先に遮蔽位置Ｆへ到達しているが、本発明はそれに限らず遮蔽板７３側が先に遮蔽位置Ｆへ到達しても実施可能である。

本発明に係わるダイシング装置を示した斜視図。 ダイシング装置の加工部を示した斜視図。 ブレード周辺の構成を示した斜視図。 ダイシング装置の加工部周辺を示した正面図。 遮蔽板の開閉状態を示した斜視図。 マグネット移動型エアシリンダの構成を示した断面図。 従来の遮蔽板が設けられたダイシング装置の加工部周辺を示した正面図。

符号の説明

１…ダイシング装置，１０…撮像手段，１１…顕微鏡，２０…加工部，２１…ブレード，２２…スピンドル，２６…プリ洗浄ノズル，２７…エアーカーテン，３１…ワークテーブル，６０…マグネット移動型エアシリンダ，７１…遮蔽板（第１の遮蔽板），７３…遮蔽板（第２の遮蔽板），Ｗ…ワーク，Ｆ…遮蔽位置，Ｒ…退避位置

Claims (2)

1. ワークを加工する加工部と、
   前記ワークの表面を撮像する撮像手段と、
   前記加工部と前記撮像手段との間に位置し、前記加工部より前記撮像手段を遮蔽する位置と前記加工部を開放する位置との間を進退可能に設けられ、前記加工部で発生する切削水によるミスト、または飛沫が該撮像手段側へ流入することを防止する第１の遮蔽板と、
   前記第１の遮蔽板が移動する移動軸と同じ軸線上で該第１の遮蔽板と対向し、前記加工部より前記撮像手段を遮蔽する位置と前記加工部を開放する位置との間を進退可能に設けられた第２の遮蔽板とを備えたことを特徴とするダイシング装置。
2. 前記第１の遮蔽板と前記第２の遮蔽板とは、前記撮像手段を前記加工部より遮蔽する際には、前記第１の遮蔽板が、該第１の遮蔽板と該第２の遮蔽板とが前記加工部を開放している際に停止しているそれぞれの位置の中間地点付近まで先に移動して停止し、該第２の遮蔽板が該第1の遮蔽板より遅れて該第１の遮蔽板の停止している位置まで移動することにより該第１の遮蔽版と該第２の遮蔽版とが一体となって前記加工部から前記撮像手段を遮蔽することを特徴とする請求項１に記載のダイシング装置。

Images