JP2009125934A - 基板切断装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】生産性を向上することが可能な基板切断装置を提供する。
【解決手段】基板1を吸着保持するチャックテーブル2と、チャックテーブル2に吸着保持された基板1の位置を認識する位置認識手段4と、チャックテーブル2に吸着保持され位置認識された基板1を複数の個片に切断する切断手段3とを備えた基板切断装置において、前記位置認識手段4は、基板1の所定の3箇所にそれぞれ付した3つの位置決めマークM1,M2,M3を認識するための2つの認識部10,10を有し、一方の認識部10が、前記3つの位置決めマークM1,M2,M3のうち、2つの位置決めマークM1,M2間を相対的に移動することによってそれら2つの位置決めマークM1,M2を認識すると共に、残りの1つの位置決めマークM3を他方の認識部10によって認識するように構成した。
【選択図】図1

Description

本発明は、基板切断装置に関する。
特許文献1には、基板を吸着保持するチャックテーブルと、基板を切断して複数の個片に分割する切断手段を備えた基板切断装置が開示されている。一般に、前記切断手段によって基板を切断する前に、チャックテーブルに吸着保持された基板の位置を認識することが行われる。この認識した基板の位置データに基づいて、切断手段を制御して基板を切断するようにしている。
上記基板の位置を認識する位置認識手段として、例えば1台のカメラを有するものがある。以下、この位置認識手段の構成及び動作について詳しく説明する。
図5の(a)は、チャックテーブル300の平面図であり、図示されたチャックテーブル300の上には半導体ウェハ等の基板100が吸着保持されている。この基板100上の所定の3カ所、詳しくは3つのコーナー部に、それぞれ位置決めマークM1,M2,M3が付されている。
チャックテーブル300は、図のX方向へ往復移動可能に構成されている。また、図の右側においてチャックテーブル300に基板100の搬入等を行うと共に、図の左側においてチャックテーブル300に吸着保持した基板100の切断を行うようにしている。
チャックテーブル300が、図の右側の基板搬入位置から、図の左側の基板切断位置まで移動する移動経路の途中に、1台のカメラ200が配設されている。このカメラ200は、チャックテーブルの移動方向のX方向と直交するY方向へ往復移動可能に構成されている。
図5の(a)において、基板100を吸着保持したチャックテーブル300を、図の右側から左側へ移動させると、基板100上の3つの位置決めマークのうち、1つ目の位置決めマークM1がカメラ200の下方に到達する。このとき、カメラ200によって1つ目の位置決めマークM1が認識される。さらに、図5の(b)に示すように、チャックテーブル300を図の左側へと移動させると、2つ目の位置決めマークM2が、カメラ200の下方に到達し、2つ目の位置決めマークM2が認識される。その後、図5の(c)に示すように、チャックテーブル300を一旦停止させると共に、カメラ200を図の上方へ移動させて、3つ目の位置決めマークM3を認識する。このように、カメラ200を、3つの位置決めマーク相互間を相対的に移動させることによって、基板100の位置認識を行っている。
特許第3530483号公報
近年、基板切断装置において、生産性の向上のために、各工程又は各装置の処理に要する時間をさらに少なくすることが求められている。
しかし、上記のように1台のカメラによって、3つの位置決めマークを認識する構造では、カメラが3つの位置決めマーク相互間を相対的に移動しなければならず、基板の位置認識に要する時間が長くなる欠点があった。
また、チャックテーブルへ基板を搬入などする移載手段は、チャックテーブルに基板を搬入した後、チャックテーブル上で基板の位置認識をしたり切断したりする間は、次の基板をチャックテーブルへ搬入できないため待機状態となっている。生産性の向上を図るための一つの手段として、移載手段等を構成する装置の稼働率を高めることが有効である。
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、生産性を向上することが可能な基板切断装置を提供する。
請求項1の発明は、基板を吸着保持するチャックテーブルと、当該チャックテーブルに吸着保持された基板の位置を認識する位置認識手段と、前記チャックテーブルに吸着保持され位置認識された基板を複数の個片に切断する切断手段とを備えた基板切断装置において、前記位置認識手段は、基板の所定の3箇所にそれぞれ付した3つの位置決めマークを認識するための2つの認識部を有し、一方の認識部が、前記3つの位置決めマークのうち、2つの位置決めマーク間を相対的に移動することによってそれら2つの位置決めマークを認識すると共に、残りの1つの位置決めマークを他方の認識部によって認識するように構成したものである。
請求項1の発明では、基板の位置を認識するにあたって、一方の認識部は2つの位置決めマーク間を相対的に移動するだけでよい。すなわち、残りの1つの位置決めマークは、他方の認識部によって認識されるので、前記一方の認識部を残りの1つの位置決めマークまで相対的に移動させる必要がない。従って、従来のように、1つの認識部(例えば、カメラ)を、3つの位置決めマーク相互間に渡って相対的に移動させなくてもよくなる。これにより、基板の位置認識に要する時間を短縮することができ、生産性を向上させることが可能となる。
請求項2の発明は、請求項1に記載の基板切断装置において、前記位置認識手段は3つの認識部を有し、当該各認識部が、前記基板に付した3つの位置決めマークのうち、それぞれ別個の位置決めマークを1つずつ認識するように構成したものである。
請求項2の発明では、基板の位置を認識する際に、各認識部を位置決めマーク相互間に渡って相対的に移動させる必要がない。これにより、基板の位置認識に要する時間を一層短縮することができ、生産性を向上させることが可能となる。
請求項3の発明は、前記チャックテーブル、前記切断手段、及び前記位置認識手段を1つのユニットとして、当該ユニットを2つ並設し、1つの移載手段によって前記2つのユニットのそれぞれのチャックテーブルに交互に基板を搬入及び/又は個片を搬出するように構成したものである。
移載手段によって、一方のチャックテーブルに基板の搬入及び/又は個片の搬出を行った後、そのチャックテーブルの基板の位置認識及び切断を行っている間に、他方のチャックテーブルに基板の搬入及び/又は個片の搬出を行うことができる。これにより、移載手段の稼働率が高まり、生産性が向上する。しかも、移載手段を共用することができるので、コストの軽減も図り得る。
請求項4の発明は、請求項3に記載の切断装置において、前記移載手段によって基板を搬入及び/又は個片を搬出する際に前記各チャックテーブルを配置するそれぞれの受け渡し領域の少なくとも一部を、重なり合うように配設したものである。
各チャックテーブルの受け渡し領域の少なくとも一部を、重なり合うように配設したことにより、基板切断装置のコンパクト化を図ることができる。
請求項5の発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載の基板切断装置において、前記切断手段は一対のブレードを有し、各ブレードに前記認識部を一体に付設すると共に、各ブレードで切断した基板の切断線の位置を前記認識部によって認識するように構成し、認識部によって認識した前記ブレードによる切断線の位置と、予め設定した基板上の切断予定位置とを比較してそのずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、当該位置ずれ量算出手段で算出したずれ量に基づいて、切断時のブレードの基板に対する位置を補正する補正手段を備えたものである。
これにより、基板を切断する際に、ブレードを基板の適正な位置に配置して切断することができ、製品品質の向上を図ることができる。
本発明の基板切断装置によれば、基板の位置認識に要する時間を短縮することができ、これにより生産性が向上する。また、1つの移載手段によって、2つのチャックテーブルに交互に基板の搬入及び/又は個片の搬出を行うようにしたことにより、移載手段の稼働率を高め、生産性を向上させることが可能となる。
以下、添付の図面を参照して、本発明の基板切断装置について説明する。
図1は、本発明の基板切断装置の第1実施形態を示す平面図である。第1実施形態の基板切断装置は、基板1を吸着保持するチャックテーブル2と、チャックテーブル2に吸着保持された基板1を切断して複数の個片に分割する切断手段3と、基板1の位置を認識する位置認識手段4と、基板1を供給する基板供給装置5と、基板1を切断して得た個片11を回収して搬送する個片搬送装置6と、基板供給装置5からチャックテーブル2へ基板1を搬入すると共にチャックテーブル2から個片搬送装置6へ個片11を搬出する移載手段7とを備える。この実施形態では、上記基板1として、複数の半導体素子が形成された半導体ウェハを適用している。
チャックテーブル2は、水平を成すように配設され、チャックテーブル2の上面には基板1を吸着保持するための吸引口が多数形成されている(図示省略)。一対のガイドレール12,12が、図の左右方向に延在して配設されており、チャックテーブル2は、このガイドレール12,12に沿って移動可能となっている。詳しくは、チャックテーブル2は、図の右側のP位置と図の左側のQ位置との間をX方向に往復移動するように構成されている。また、チャックテーブル2は、図示しない回動機構によって水平面内で円周方向に回転するように構成されている。
切断手段3は、スピンドル9に取り付けられ高速回転可能なブレード8を有する。これらブレード8及びスピンドル9は、ガイドレール12の長手方向に直交する方向の両側に、それぞれ対称に配設されている。
ブレード8とスピンドル9は、水平方向であって上記チャックテーブル2の移動方向(X方向)と直交する方向(図のY方向)に往復移動可能に構成されている。さらに、ブレード8とスピンドル9は、鉛直方向に移動可能となっており、これによりブレード8がチャックテーブル2上の基板1に接近/離間することができる。
チャックテーブル2に搬入される基板1には、基板1の位置を認識するための位置決めマークが予め付されている。詳しくは、図1のチャックテーブル2上の基板1に示すように、矩形の基板1の4つのコーナー部のうち、所定の3つのコーナー部にそれぞれ位置決めマークM1,M2,M3が付されている。なお、基板供給装置5に配設した基板1にも同様に位置決めマークを付しているが、図示省略してある。
上記位置認識手段4は、これら位置決めマークM1,M2,M3を認識するための認識部として、2台のカメラ10,10を有する。カメラ10で認識した基板1の位置データは、ブレード8の動作を制御するための図示しない制御部に送信されるようになっている。また、カメラ10は、それぞれスピンドル9のケースに一体に付設され、ブレード8と一体に移動するように構成されている。
移載手段7は、例えば、基板及び個片を保持するハンド部を先端に取り付けたロボットアームを有する装置である。そのロボットアームを旋回させることにより、ハンド部を、チャックテーブル2、基板供給装置5及び個片搬送装置6の上方に移動させることができる。この移載手段7によるチャックテーブル2への基板の搬入及び個片の搬出は、チャックテーブル2がP位置にあるときに行う。
また、個片搬送装置6は、移載手段7から個片11を受け取って載置するための載置プレート13を有し、載置プレート13はガイドレール14に沿って移動可能に構成されている。
次に、本発明の基板切断装置の第2実施形態について説明する。第2実施形態の基板切断装置の平面図を図2に示す。上記図1に示す第1実施形態のチャックテーブル2、切断手段3及び位置認識手段4を、1つのユニットUとすると、図2に示す第2実施形態は、このユニットUを左右方向に対称に2つ並設したものとなっている。一方、基板供給装置5、個片搬送装置6及び移載手段7は、第1実施形態と同様に、それぞれ1つずつ配設されている。
2つのユニットU,Uが有するチャックテーブル2,2は、一対のガイドレール12,12に沿って移動可能に配設されている。2つのチャックテーブル2,2のうち、一方のチャックテーブル2は、ガイドレール12において図の左半分の領域、詳しくは、図のP1位置とQ1位置との間をX方向に往復移動する。また、他方のチャックテーブル2は、ガイドレール12において図の右半分の領域、詳しくは、図のP2位置とQ2位置との間をX方向に往復移動するように構成されている。
また、第2実施形態では、上記1つの移載手段7によって、両方のチャックテーブル2,2に基板の搬入及び個片の搬出を行う。この移載手段7による2つのチャックテーブル2,2への基板の搬入及び個片の搬出は、それぞれガイドレール12上の中央付近のP1位置とP2位置において行う。この基板の搬入及び個片の搬出を行うときに、各チャックテーブル2が配設される領域を、それぞれ受け渡し領域と呼ぶと、各チャックテーブル2,2の受け渡し領域は、その一部が互いに重なり合うように配設されている。このように、2つのチャックテーブル2,2のそれぞれの受け渡し領域を、一部あるいは全部重ね合わせることによって、装置のコンパクト化を図ることが可能である。
また、チャックテーブル2に吸着保持された基板1の位置を認識するためのカメラ10は、各チャックテーブル2,2に対応して、2台ずつ、合計4台配設されている。第2実施形態のカメラ10も、第1実施形態と同様に、ブレード8に一体に付設されている。
以下、本発明の基板切断装置の動作について説明する。
まず、図1を参照して、上記本発明の第1実施形態の基本動作を説明する。図1に示すように、チャックテーブル2は図の右側のP位置に待機した状態となっている。基板供給装置5によって搬送された基板1を移載手段7でピックアップし、その基板1をチャックテーブル2の上に載置する。チャックテーブル2に載置された基板1はチャックテーブル2の上面に吸着保持される。そして、そのチャックテーブル2を、ガイドレール12,12に沿って図の左側のQ位置へ移動させる。
チャックテーブル2をQ位置へ移動させる途中で、基板1に付した3つの位置決めマークM1,M2,M3は、一対のカメラ10,10の下方を通過する。このとき、カメラ10によって、位置決めマークM1,M2,M3が認識される。この基板の位置認識の動作については、後で詳しく説明する。
チャックテーブル2をQ位置まで移動させた後、カメラ10によって取得した基板1の位置データに基づいて一対のブレード8,8の動作を制御し基板1の切断を行う。ブレード8を基板1上に降下させると共に、チャックテーブル2をX方向に移動させて一方向に切断する。そして、ブレード8をY方向に移動させて、前記一方向の切断作業を繰り返し行うことにより、基板1を複数列に切断する。基板1の一方向の切断を終了すると、チャックテーブル2を周方向に90°回転させて、再度ブレード8により、同様に基板1を複数列に切断する。これにより、基板1は前記切断した一方向と直交する方向に複数列に切断され、複数の個片に分割される。
なお、チャックテーブル2上面には、切断時にブレード8によってチャックテーブル2が切断されないように、ブレード8を逃がす逃げ溝を形成している(図示省略)。
基板1を複数の個片に分割した後、チャックテーブル2をQ位置からP位置へと移動させる。そして、移載手段7によって、チャックテーブル2上の個片をピックアップして、個片搬送装置6の載置プレート13の上に載置し、基板供給装置5から新しい基板1をピックアップしてチャックテーブル2の上に載置する。また、個片を受け取った載置プレート13をガイドレール14に沿って移動させ、個片を収容部等へ搬送する。以後、同様の動作を繰り返し行う。
以下、図3を参照して、上記基板の位置認識の動作について詳しく説明する。
図3の(a)と(b)は、図1のQ位置へ移動中のチャックテーブル2を示したものである。図3の(a)に示すように、チャックテーブル2を図の左側へ移動させることによって、チャックテーブル2上の基板1に付した位置決めマークM1が、二点鎖線で示す一対のカメラ10,10のうち、図の下側のカメラ10の下方に到達する。このとき、図の下側のカメラ10によって、位置決めマークM1が認識される。
図3の(b)に示すように、さらに、チャックテーブル2を図の左側に移動させると、基板1に付した位置決めマークM2とM3が、それぞれ図の下側のカメラ10と図の上側のカメラ10の下方へ到達する。そして、図の下側と上側のカメラ10,10によって、位置決めマークM2及びM3が認識される。このように、本発明の構成では、基板1の位置を認識する際、カメラ10を動かさずに、基板1を一方向(図1のX方向)に移動させるだけで、3つの位置決めマークM1,M2,M3を認識することができる。
図5に示す従来の基板の位置認識機構では、カメラを1台しか備えていないため、基板を図のX方向に動かす以外に、カメラを図のY方向にも動かさなければならなかった。これに対し、本発明は、カメラをY方向に動かす必要はないので、基板の位置認識に要する時間を短縮することができ、生産性を向上させることが可能である。
上記図3で説明した実施形態では、カメラ10を動かさず、基板1を動かすことによって、3つの位置決めマークの認識を行っているが、基板1を動かさずに、一方のカメラ10を、例えば位置決めマークM1からM2へ動かして認識するようように構成してもよい。
また、図4に示すように、カメラ10を3台備えてもよい。この3台のカメラ10によって、基板1に付した3つの位置決めマークM1,M2,M3のうち、それぞれ別個の位置決めマークを1つずつ認識するように構成すれば、基板1の位置認識の際に、基板1又はカメラ10を動かす必要がない。これにより、基板の位置認識に要する時間を一層短縮することが可能である。
次に、図2に示す本発明の第2実施形態の動作について説明する。
図2に示すように、図の左側のチャックテーブル2が中央付近のP1位置にあるとき、図の左側のチャックテーブル2はそれと離れた右側のQ2位置に移動している。また、逆に、図の右側のチャックテーブル2が中央付近のP2位置に移動したとき、図の左側のチャックテーブル2はそれと離れた左側のQ1位置に移動する。このP1位置又はP2位置に移動したチャックテーブル2に、移載手段7が基板の搬入及び個片の搬出を行う。
すなわち、第2実施形態では、1つの移載手段7によって、2つのチャックテーブル2,2に交互に基板の搬入及び個片の搬出を行う。そして、一方のチャックテーブル2に基板1の搬入及び個片の搬出作業を行っている間に、他方のチャックテーブル2では、基板1の位置認識作業及び切断作業を行う。
このように、第2実施形態は、移載手段7によって、一方のチャックテーブル2に基板の搬入及び個片の搬出を行った後、そのチャックテーブル2の基板の位置認識及び切断を行っている間に、他方のチャックテーブル2に基板の搬入及び個片の搬出を行うことができる。これにより、移載手段7の稼働率が高まり、生産性の向上を図り得る。
なお、第2実施形態の2つのチャックテーブル2,2において、基板の搬入及び個片の搬出を行う動作、基板の位置認識及び切断を行う動作については、上記第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
また、上記ブレード8は、カメラ10で認識した基板1の位置データに基づいて、基板1上の予め設定した切断予定位置を切断するように制御されている。しかし、機械的な位置ずれや、切断時の様々な環境の状態によって、ブレード8によって切断した基板1の切断線の位置が、予め設定した基板1の切断予定位置に対してずれが生じる場合がある。
そこで、上記各ブレード8に、カメラ10が一体に付設されていることを利用して、カメラ10によって、各ブレード8で切断した基板1の切断線の位置を認識するように構成してもよい。そして、そのカメラ10によって認識したブレード8による切断線の位置と、予め設定した基板1上の切断予定位置とを比較して、そのずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、位置ずれ量算出手段で算出したずれ量に基づいて、切断時のブレード8の基板1に対する位置を補正する補正手段を設ける(図示省略)。これにより、基板1を切断する際に、ブレード8を基板1の適正な位置(切断予定位置)に配置して切断することができ、製品品質の向上を図ることができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加え得ることは勿論である。図2に示す第2実施形態は、チャックテーブル2、切断手段3及び位置認識手段4から成るユニットUを、2つ並設したものであるが、ブレード8の基板1の切断能力や、移載手段7のチャックテーブル2への基板の搬入能力等に応じて、ユニットUを3つ以上並設することも可能である。また、上述の実施形態では、基板に付した位置決めマークを認識する認識部として、カメラを採用しているが、カメラ以外のセンサ等を採用してもよい。また、本発明の構成は、半導体ウェハを切断する切断装置に限らず、電子部品が実装されるプリント基板や、ガラス基板、あるいは、それら以外の基板を切断する装置にも適用可能である。
本発明の基板切断装置の第1実施形態を示す平面図である。 本発明の基板切断装置の第2実施形態を示す平面図である。 基板の位置を認識する動作を説明するための図であって、(a)と(b)は前記基板切断装置の要部を示す平面図である。 基板の位置を認識する他の実施例の動作を説明するための図であって、前記基板切断装置の要部を示す平面図である。 従来の基板の位置を認識する動作を説明するための図であって、(a)〜(c)は従来の基板切断装置の要部を示す平面図である。
符号の説明
1 基板
2 チャックテーブル
3 切断手段
4 位置認識手段
8 ブレード
10 カメラ
M1 位置決めマーク
M2 位置決めマーク
M3 位置決めマーク

Claims (5)

  1. 基板を吸着保持するチャックテーブルと、当該チャックテーブルに吸着保持された基板の位置を認識する位置認識手段と、前記チャックテーブルに吸着保持され位置認識された基板を複数の個片に切断する切断手段とを備えた基板切断装置において、
    前記位置認識手段は、基板の所定の3箇所にそれぞれ付した3つの位置決めマークを認識するための2つの認識部を有し、一方の認識部が、前記3つの位置決めマークのうち、2つの位置決めマーク間を相対的に移動することによってそれら2つの位置決めマークを認識すると共に、残りの1つの位置決めマークを他方の認識部によって認識するように構成したことを特徴とする基板切断装置。
  2. 前記位置認識手段は3つの認識部を有し、当該各認識部が、前記基板に付した3つの位置決めマークのうち、それぞれ別個の位置決めマークを1つずつ認識するように構成した請求項1に記載の基板切断装置。
  3. 前記チャックテーブル、前記切断手段、及び前記位置認識手段を1つのユニットとして、当該ユニットを2つ並設し、1つの移載手段によって前記2つのユニットのそれぞれのチャックテーブルに交互に基板を搬入及び/又は個片を搬出するように構成した請求項1又は2に記載の基板切断装置。
  4. 前記移載手段によって基板を搬入及び/又は個片を搬出する際に前記各チャックテーブルを配置するそれぞれの受け渡し領域の少なくとも一部を、重なり合うように配設した請求項3に記載の基板切断装置。
  5. 前記切断手段は一対のブレードを有し、各ブレードに前記認識部を一体に付設すると共に、各ブレードで切断した基板の切断線の位置を前記認識部によって認識するように構成し、認識部によって認識した前記ブレードによる切断線の位置と、予め設定した基板上の切断予定位置とを比較してそのずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、当該位置ずれ量算出手段で算出したずれ量に基づいて、切断時のブレードの基板に対する位置を補正する補正手段を備えた請求項1から4のいずれか1項に記載の基板切断装置。
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