JP2009253225A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置内のスペースを確保し、装置内機構を簡素化することができる加工装置を提供する。
【解決手段】リングフレーム８の開口部に粘着テープを介して支持されたワーク７を保持する保持手段と、この保持手段に保持されたワーク７を加工する加工手段と、カセットステージに載置されたカセット６からリングフレーム８をフレーム仮置領域３に搬出する搬出手段１１と、を有する加工装置１に、搬出手段１１によって搬出されたリングフレームが載置されるフレームガイドレール１２ａ，１２ｂと、このフレームガイドレール１２ａ，１２ｂを、リングフレーム８が開放される位置とリングフレーム８が位置決めされる挟持位置とに位置づけると共に、フレーム仮置領域３から次工程領域５に移送するガイドレール駆動手段１４と、を備える位置決め装置１０を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体ウエハ、ガラス、金属及びプラスチックなどの各種ワークを加工する加工装置に関する。

例えば、半導体デバイスの製造工程においては、略円板形状の半導体ウエハの表面に、ＩＣ（integrated circuit：集積回路）又はＬＳＩ（large-scale integration：大規模集積回路）などの回路を多数形成し、これらの回路が形成された各領域を、所定のストリート（切断ライン）に沿って、格子状にダイシングすることにより、個々の半導体チップを製造している。

一般に、半導体ウエハをダイシングする装置としては、切削装置が用いられている。このような半導体ウエハをダイシングする切削装置には、通常、負圧を利用して半導体ウエハなどのワークを吸着保持するチャックテーブルと、このチャックテーブルに保持されたワークを切削する切削ブレードとを備えた切削機構が設けられている（例えば、特許文献１参照。）

また、半導体ウエハなどのワークをダイシングする場合、ワークをチャックテーブルに保持する際の位置決め精度を向上させるため、事前にワークの位置決めを行う必要がある。そこで、本出願人は、従来、精度良くワークの位置決めを行うことができるフレーム位置決め装置を提案している（特許文献２参照）。特許文献２に記載の位置決め装置では、ダイシング前又は後に、リングフレームに保持されたワークが一旦仮置きされる領域、即ち、フレーム仮置領域に、開状態と挟持状態とに位置づけられるフレームガイドレールを配設している。

この位置決め装置では、先ず、フレームガイドレールを開状態にして、ワークが保持されたリングフレームを、カセットからフレーム仮置領域まで取り出す。その後、フレームガイドレールを挟持状態とし、その状態を維持したままカセット側に所定量移動させることにより、ワークの位置決めを行っている。なお、この装置は、フレームガイドに保持されたワークの位置決めを行うためのものであり、位置決めされたワークを次工程領域に搬送する際は、別途搬送手段が必要となる。

従来のダイシング装置においては、一般に、アームを使用してワークを次工程領域に搬送している（例えば、特許文献３参照。）。また、従来、搬送アームをレールに沿って移動可能としたウエハリング供給方法もある（特許文献４参照）。

特開平８−２５２０９号公報 特開平１１−２０４４６１号公報 特開２００７−２８１０９４号公報 特開平５−６７６７０号公報

しかしながら、特許文献３，４に記載されている装置のように、処理領域ごとにアームなどの搬送手段を設けると、装置内のスペースが圧迫されると共に、装置内機構の煩雑化を招くという問題点がある。

そこで、本発明は、装置内のスペースを確保し、装置内機構を簡素化することができる加工装置を提供することを主目的とする。

本発明に係る加工装置は、リングフレームの開口部に粘着テープを介して支持されたワークを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたワークを加工する加工手段と、カセットステージに載置されたカセットから前記リングフレームを該リングフレームが一時的に仮置きされるフレーム仮置領域に搬出する搬出手段と、を有する加工装置であって、前記フレーム仮置領域に、前記搬出手段によって搬出されたリングフレームが載置されるフレームガイドレールと、該フレームガイドレールを、前記リングフレームが開放される位置と前記リングフレームが位置決めされる挟持位置とに位置づけると共に、次工程領域に搬送するガイドレール駆動手段と、を備える位置決め装置を有することを特徴とする。

本発明の加工装置では、位置決め装置が、ワークの位置決めと、次工程領域へのワークの搬送の両方を行う。即ち、位置決め装置が、搬送手段を兼ねている。

また、この加工装置では、前記ガイドレール駆動手段が、前記フレームガイドレールを前記開放位置と前記挟持位置とに位置づける第一の駆動部と、前記フレームガイドレールを次工程領域に移送する第二の駆動部と、を有していてもよい。

本発明によれば、位置決め装置が搬送手段を兼ねており、フレーム仮置領域から次工程領域にワークを搬送するためのアームが不要となるため、この部分にスペースが確保できると共に、装置内機構を簡素化することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付の図面を参照して説明する。先ず、本発明の第１の実施形態に係る加工装置について説明する。図１は本実施形態に係る加工装置を示す斜視図であり、図２は図１に示す加工装置内に設けられた各処理領域のレイアウトを示す平面図である。図１に示す本実施形態の加工装置１は、リングフレームの開口部に粘着テープを介して支持されたワークを加工する装置であり、図２に示すように、少なくとも、カセット載置領域２と、フレーム仮置領域３と、加工領域４とが設けられており、更に、必要に応じて、保護膜形成領域及び／又は洗浄領域が設けられる。

本実施形態の加工装置１におけるカセット載置領域２は、エレベータなどの昇降機構を備えたカセットステージが設けられており、このカセットステージに、開口部にワークが支持されている１又は複数のリングフレームが収納されたカセットが載置される。そして、その昇降機構により、載置されたカセットの上下方向の位置が調節され、所定のリングフレームが取り出せるようになっている。

また、フレーム仮置領域３は、カセットから取り出されたリングフレームが一時的に仮置きされる領域であり、本実施形態の加工装置１では、この領域において、リングフレームの外形を利用して、ワークの位置決めを行う。なお、このフレーム仮置き領域３は、カセット載置領域２と加工領域４との間に設けられていればよいが、通常は、カセット載置領域２と隣接する位置に設けられる。

更に、加工領域４は、ワークに対して、切削、切断及び削孔などの加工を施す領域であり、少なくとも、リングフレームに支持されているワークを保持する保持手段と、この保持手段に保持されているワークを加工する加工手段と、が設けられている。本実施形態の加工装置１で使用される保持手段としては、例えば、負圧を利用してワークを吸着保持するチャックテーブルなどが挙げられる。または、加工手段としては、ブレード及びレーザなどが挙げられるが、ワーク及び加工の種類に応じて適宜選択することができる。

そして、本実施形態の加工装置１では、位置決めと搬送の両方の機能を備えた位置決め装置１０が設けられている。図３は位置決め装置１０を示す斜視図であり、図４はそのガイドレールと搬送手段との関係を模式的に示す図である。図３に示すように、位置決め装置１０には、カセット載置領域２に載置されたカセット６から、加工対象のワーク７が支持されているリングフレーム８を取り出す搬出手段１１と、取り出されたリングフレーム８が載置される１対のフレームガイドレール１２ａ，１２ｂと、これらフレームガイドレール１２ａ，１２ｂを互いに近づく方向又は離れる方向に動かすガイドレール駆動部１３と、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂを、フレーム仮置領域３から次工程領域に移動させるガイドレール移送手段１４を備えている。

この位置決め装置１０における搬出手段１１は、リングフレーム８の端部を把持する把持部及びリングフレーム８を押し込むための突き当てを備えており、例えばカセット６に向かって延設されたガイド溝（図示せず）によってガイドされるなどして、所定範囲を移動可能となっている。

また、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂは、断面が略Ｌ字状となっており、所定の間隔をあけて相互に平行に配置されている。このように、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂは、その底面でリングフレーム８を支持すると共に、側面でリングフレーム８を挟持する構成となっている。また、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂは、例えばフッ素系樹脂のように耐摩擦係数が小さく、耐摩耗性に優れた材料で形成されていることが望ましい。

更に、ガイドレール駆動手段１３は、例えば、図４に示すように、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂをベルト１５に取付け、このベルト１５をモーター１６で回転させることにより、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂを同時に同じ距離だけ移動させる構成とすることができる。

更にまた、ガイドレール移送手段１４は、図４に示すように、フレーム仮置領域３から次工程領域５に亘って配設されたボールねじ１７と、このボールねじ１７を回転させる駆動部１８とを備えている。この駆動部１８には、例えばモーターなどを使用することができる。そして、ガイドレール移送手段１４のボールねじ１７には、取付用治具１９を介してフレームガイドレール１２ａ，１２ｂが取り付けられており、駆動部１８がボールねじ１７を回転させることにより、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂがボールねじ１７のねじ軸に沿って、各領域間を移動するようになっている。即ち、本実施形態の加工装置１では、従来、アームにより行っていた位置決め後のワークの移送を、位置決め装置１０自身で行うようになっている。

次に、本実施形態の加工装置１を使用したワーク加工方法について説明する。図５は本実施形態の加工装置１によりワークを加工する工程を示すフローチャート図である。図５に示すように、本実施形態の加工装置１では、先ず、カセット載置領域２に載置されたカセット６から、加工対象のワーク７が支持されているリングフレーム８を搬出し（ステップＳ１）、ワーク７の位置決めを行った後（ステップＳ２）、ワーク７を次工程領域５に搬送する。

以下、本実施形態の加工装置１における位置決め方法及びワーク搬送方法について詳細に説明する。図６（ａ）〜（ｆ）は位置決め装置１０の動作を工程順に示す平面図である。図６（ａ）に示すように、動作開始前の初期状態においては、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂは、リングフレーム８が載置可能な程度に離れた状態（開放状態）とし、搬出手段１１は、カセット６から離れてフレームガイドレール１２ａ，１２ｂに接触しない位置に配置する。

そして、先ず、図６（ｂ）に示すように、搬出手段１１をカセット６に近づく方向に移動させ、把持部によってカセット６に収納されたリングフレーム８の端部を把持する。次に、図６（ｃ）に示すように、搬出手段１１を、リングフレーム８を把持した状態でカセット６から離れる方向に移動させ、加工対象のワーク７が支持されたリングフレーム８をフレーム仮置領域３に搬出する。その後、搬出手段１１の把持部の把持状態を解除し、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂ上にリングフレーム８を載置する。

次に、図６（ｄ）に示すように、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂを所定位置まで相互に近づく方向移動させて、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂによりリングフレーム２１を挟持した状態（挟持状態）にする。これにより、リングフレーム２１（ワーク２０）のｘ方向における位置決めがなされる。

引き続き、図６（ｅ）に示すように、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂによる挟持状態を維持したまま、再び搬出手段１１をカセット６に近づく方向に所定距離だけ移動させる。そして、その突き当てによってリングフレーム８の端部を押し、リングフレーム８をカセット６側に若干移動させる。これにより、リングフレーム８（ワーク７）のｙ方向における位置決めがなされる。このとき、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂが挟持状態となっているため、リングフレーム８をｙ軸方向に移動させても、揺動することはない。

その後、図６（ｆ）に示すように、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂによる挟持状態を維持したまま、ガイドレール移送手段１４により、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂを次工程領域５に移送する。

なお、本実施形態における次工程領域５としては、加工前にワークの加工面に保護膜を形成する保護膜形成領域、加工後にワークの加工面などを洗浄する洗浄領域、加工領域４などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、次工程領域５は、１領域である必要はなく、例えば、フレーム仮置領域３に隣接する２領域や、フレーム仮置領域３に隣接する領域とその領域に隣接する他の領域の２領域に亘ってボールねじを配設し、これらの領域間で移送可能とすることもできる。

次に、加工領域４において、ワーク７に切削、切断及び削孔などの加工を施す（ステップＳ３）。以下、レーザを利用してダイシングを行う場合を例に説明する。先ず、チャックテーブルを回転させて一方向に延びる各分割予定ラインをｘ方向と平行にし、ｘ方向に延びる１本の分割予定ラインのｙ方向位置をレーザ光照射位置に定める。この状態から移動台をｘ方向に移動させ、分割予定ラインがレーザ光照射領域に至ったら、レーザ照射部からレーザ光を照射する。移動台と共にｘ方向に移動するウエハの１方の分割予定ラインに対して、レーザ光が照射され、その分割予定ラインがレーザ光線照射領域を逸脱した直後に、レーザ光の照射を停止する。このようなレーザ光照射動作をｘ方向に延びる全ての分割予定ラインに対して行う。

引き続き、チャックテーブルを９０°回転させて、レーザ光線が照射された分割予定ラインに直交する多方向に延びる各分割予定ラインをｘ方向と平行とする。そして、上述した方法と同様の方法で、レーザ光線が未照射のｘ方向に延びる全ての分割予定ラインにレーザ光を照射する。これにより、ワーク７は所定位置で分割され、複数のチップが得られる。

そして、加工終了後のワーク７が支持されているリングフレーム８を、再度ガイドレール１２ａ，１２ｂに載置し、搬出手段１１により、加工前に収納されていたカセット６又は新たなカセットに搬入する（ステップＳ４）。その際、カセット搬入前に、ワーク７の加工面を洗浄してもよい。

上述の如く、本実施形態の加工装置１においては、位置決め装置１０が位置決め機能及び搬送機能の両方を備えているため、フレーム仮置領域３から次工程領域５にワークを移送するための搬送アームが不要となる。これにより、従来の加工装置に比べて、装置内のスペース、特に、フレーム仮置領域３の上方にスペースを確保することができると共に、装置内機構も簡素化することができる。その結果、従来よりも装置設計の自由度が高くなる。

また、本実施形態の加工装置１では、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂが挟持状態で移動しているため、位置決めされた状態を維持しつつ、ワーク７を次工程領域５に移送することができる。このため、移送により位置決め精度が低下することはない。

また、本実施形態の加工装置１で加工されるワークとしては、半導体ウエハ、ＤＡＦ（Die Attach Film）などの粘着テープ、ガラス及びシリコンなどの無機材料、金属材料又はプラスチックなどからなる各種基板、半導体製品のパッケージ、並びにミクロンオーダーの精度が要求される各種加工材料などが挙げられる。

更に、フレームガイドレールと連動して搬出手段も移動可能とすれば、ワークを搬送しながら位置決めを行うこともできる。図７（ａ）〜（ｆ）は本実施形態の変形例の加工装置の位置決め装置の動作を工程順に示す平面図である。なお、図７に示す位置決め装置においては、図６に示す位置決め装置の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、本変形例の加工装置においては、前述した第１の実施形態の加工装置と同様の方法で、カセット６からワーク７が支持されているリングフレーム８を搬出する。

その後、図７（ｄ）及び図７（ｅ）に示すように、次工程領域５への移送中に、フレームガイドレール１２ａ，１２ｂによりリングフレーム８を挟持した状態（挟持状態）とし、更に、その状態を維持したまま、搬出手段２１の突き当てによってリングフレーム８の端部を押し、リングフレーム８をカセット６側に若干移動させる。そして、図７（ｆ）に示すように、次工程領域５に達するまでに、ｘ方向及びｙ方向の位置決めを完了する。なお、本変形例の加工装置における搬出手段以外の構成は前述した第１の実施形態の加工装置１と同様である。

本変形例の加工装置においては、ワークを搬送しながら位置決めを行うことができるため、前述した効果に加えて、１つのワークの処理に要する時間を短縮することができるという効果も得られる。これにより、従来の装置よりもタクトアップすることが可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態の加工装置について説明する。図８は本発明の本実施形態の加工装置における位置決め装置の構成を模式的に示す図である。なお、図８に示す位置決め装置２０においては、図４に示す位置決め装置１０の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態の加工装置は、位置決め装置におけるガイドレール駆動手段とガイドレール移送手段とを一体化した構成とした以外は、図１〜５に示す第１の実施形態の加工装置１と同様である。具体的には、図６に示すように、２本のボールねじ２７ａ，２７ｂを上下方向に並設され、それぞれにモーターなどの駆動部２８ａ，２８ｂが設けられている。そして、一対のフレームガイドレール２２ａ，２２ｂは、それぞれ別のボールねじ２７ａ又は２８ｂに取り付けられている。

この加工装置では、駆動部２８ａ及び／又は駆動部２８ｂがボールねじ２７ａ，２７ｂを回転させることにより、フレームガイドレール２２ａ，２２ｂが開状態又は挟持状態となると共に、各領域間を移動する。

本実施形態の加工装置においても、前述した第１の実施形態の加工装置と同様に、位置決め装置２０が位置決め機能及び搬送機能の両方を備えているため、位置決め精度を低下させることなく、装置内のスペースを確保し、装置内機構を簡素化することができる。

本発明の第１の実施形態に係る加工装置を示す斜視図である。 図１に示す加工装置内に設けられた各処理領域のレイアウトを示す平面図である。 図２に示す位置決め装置を示す斜視図である。 図３に示す位置決め装置におけるガイドレールと搬送手段との関係を模式的に示す図である。 本発明の第１の実施形態の加工装置によりワークを加工する工程を示すフローチャート図である。 （ａ）〜（ｆ）は図３に示す位置決め装置の動作を工程順に示す平面図である。 （ａ）〜（ｆ）は本発明の第１の実施形態の変形例の加工装置の位置決め装置の動作を工程順に示す平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る加工装置における位置決め装置の構成を模式的に示す図である。

符号の説明

１ 加工装置
２ カセット載置領域
３ フレーム仮置領域
４ 加工領域
５ 次工程領域
６ カセット
７ ワーク
８ リングフレーム
１０、２０ 位置決め装置
１１、２１ 搬出手段
１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂ フレームガイドレール
１３ ガイドレール駆動手段
１４ ガイドレール移送手段
１５ ベルト
１６ モーター
１７、２７ａ、２７ｂ ボールねじ
１８、２８ａ、２８ｂ 駆動部
１９ 取付用治具

Claims (2)

1. 粘着テープを介して開口部にワークが支持されたリングフレームが収納され、カセットステージに載置されるカセットと、該カセット内のリングフレームを、該リングフレームを一時的に仮置するためのフレーム仮置領域に搬出する搬出手段と、前記リングフレームに支持されたワークを保持する保持手段と、該保持手段に保持されたワークを加工する加工手段と、を有する加工装置であって、
   前記搬出手段によって搬出されたリングフレームが載置されるフレームガイドレールと、
   該フレームガイドレールを、前記リングフレームが開放される位置と前記リングフレームが位置決めされる挟持位置とに位置づけると共に、前記リングフレームを前記フレーム仮置領域から次工程領域に移送するガイドレール駆動手段と、
   を備える位置決め装置を有することを特徴とする加工装置。
2. 前記ガイドレール駆動手段は、
   前記フレームガイドレールを前記開放位置と前記挟持位置とに位置づける第一の駆動部と、
   前記フレームガイドレールを次工程領域に移送する第二の駆動部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の加工装置。