JP2011146593A - ダイシング装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
スピンドルの軸と顕微鏡の距離が熱により変化することを防止し、基準線と実際の切断位置との誤差を小さくすることができる。
【解決手段】
Y軸ベース46の取付面46aには、ブレード用Y軸テーブル42A、42B及びブレード用Z軸テーブル40A、40Bを介して、先端にブレード28A、28Bが設けられたスピンドル28A、28BがY方向及びZ方向にスライド自在に設けられる。また、Y軸ベース46の取付面46aには、カメラ用Y軸テーブル56及びカメラ用Z軸テーブル52を介してカメラユニット50がY方向及びZ方向にスライド自在に設けられる。そのため、熱膨張等により基準線と切断位置とがズレることを防止することができる。
【選択図】図2

Description

本発明は、半導体装置や電子部品が形成されたワークを個々のチップに分割するダイシング装置に関するものである。
ダイシング装置を用いてダイシングを行う場合には、切断刃(ブレード)による切溝を撮像し、その切溝の基準位置に対するズレ量に基づいてストリートのピッチ送りを補正する(カーフチェック)。ダイシングを行うことにより熱が発生すると、ブレードの軸と顕微鏡との熱膨張差に起因して、切溝の中心と顕微鏡の基準線とがズレる場合がある。このようなズレが生じると、顕微鏡の基準線をストリートの中心に合わせたにもかかわらず、実際にはズレた位置を溝切りするという不具合が生じる。
特許文献1には、ダミーワークWをブレードで溝切りし、ブレードの軸と顕微鏡との熱膨張差に起因するところの切溝の中心と顕微鏡の基準線とのズレ量を算出し、算出したズレ量に基づいて次のストリートのY方向ピッチ送り量を補正して次のストリートの溝切りを行うダイシング装置が開示されている(図6、7参照)。
特許文献2には、切削手段及び光学手段をそれぞれ移動基台に取り付け、別々に駆動可能としたダイシング装置が開示されている(図8参照)。
特許文献3には、門型のガイドベースの左側面にスピンドルが配設され、ガイドベースの右側面に顕微鏡が配設されたダイシング装置が開示されている(図9参照)。
特開平11−260763号公報 特開2004−303931号公報 特開2003−163178号公報
特許文献1に記載の発明では、図6に示すように、スピンドル101の軸と顕微鏡102とが、連結部材103を介してX方向に距離Xだけズレて配設されている。連結部材103は、図6点線で示すように、熱により反り返るように変形するため、スピンドル101の軸と顕微鏡102との距離が距離Bから距離B’へと変化する。スピンドル101の軸と顕微鏡102との配設位置のズレB’−Bは、距離Bが大きくなるにつれて大きくなる。
しかしながら、特許文献1に記載の発明では、ブレードの軸(すなわち、スピンドル101の軸)と顕微鏡との熱膨張差のみを考慮しており、連結部材103の変形により発生する顕微鏡の基準線と切断位置とのズレが考慮されていないという問題がある。
特許文献2に記載の発明では、切削手段111は直接移動基台113に配設されるのに対し、光学手段112は光学駆動手段114を介して移動基台113に配設されるため、特許文献1に記載の発明と同様に、光学駆動手段114が熱により変形すること及びそれによる不具合は考慮されていない。
特許文献3に記載の発明では、スピンドル121及び顕微鏡122は共にガイドベース123に配設されている。しかしながら、スピンドル121がガイドベースの左側面に配設されているのに対し、顕微鏡122はガイドベース123の右側面に配設されているため、スピンドル121の軸と顕微鏡122とのX方向のズレが非常に大きい。したがって、ガイドベース122や取り付け部材の熱による変形が小さいとしても、変形による顕微鏡の基準線と切断位置とのズレが大きくなるという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、スピンドルの軸及び顕微鏡のX方向の配設位置の熱による変化の誤差を低減し、基準線と実際の切断位置との誤差を小さくすることができるダイシング装置を提供することを目的とする。
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、第1の方向に移動可能に配設されたワークテーブルと、スピンドルと、前記スピンドルの先端に取り付けられたブレードとを有し、前記ワークテーブルに載置されたワークを予め設定された加工条件にしたがって切削する切削手段と、前記ワークテーブルに載置されたワークの一部を顕微鏡で拡大して撮影する撮影手段であって、光軸が前記第1の方向と直交する第2の方向と平行となるように配設された撮影手段と、を備え、前記スピンドルの軸と、前記撮影手段の光軸とは、前記第1の方向及び前記第2の方向に直交する第3の方向から見て前記第2の方向に沿って略一直線状に並ぶように配設されたことを特徴とする。
請求項1に記載された発明によれば、スピンドルの軸と撮影手段の光軸とが、第3の方向から見て第2の方向にそって略一直線状に並ぶように配設される。これにより、熱によるスピンドルの軸の第1の方向の位置の変化量及び顕微鏡の光軸の第1の方向の位置の変化量の誤差を小さくすることができる。そのため、熱により発生する基準線と実際の切断位置との誤差を小さくすることができる。
また、請求項1に記載された発明によれば、スピンドルの軸と撮影手段の光軸とが、第3の方向から見て第2の方向にそって一直線状に並ぶように配設されているため、アライメントエリアと切削エリアとが同一である。これにより、アライメント後にワークテーブルの移動を行うこと無く切削工程を行うことができる。そのため、ワークテーブルの移動による基準線と実際の切断位置との誤差を小さくすることができる。また、ワークテーブルの移動距離を短くし、省スペース化することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のダイシング装置において、前記切削手段及び前記撮影手段が前記第2の方向と平行な所定の平面に取り付けられる支持部材と、前記切削手段を前記所定の平面に取り付ける第1の取付手段であって、前記第2の方向と前記第3の方向に移動自在に取り付ける第1の取付手段と、前記撮影手段を前記所定の平面に取り付ける第2の取付手段であって、前記第3の方向に移動自在に取り付ける第2の取付手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項2に記載された発明によれば、切削手段及び撮影手段は、第1の取付手段及び第2の取付手段を介して支持部材の第2の方向と平行な所定の平面に取り付けられる。これにより、熱膨張等により切削手段及び撮影手段の配設位置が第1の方向に変化することを防止することができる。そのため、熱により発生する基準線と実際の切断位置との誤差を小さくすることができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のダイシング装置において、前記第2の取付手段は、前記撮影手段を前記第2の方向に移動自在に取り付けることを特徴とする。
請求項3に記載された発明によれば、撮影手段が第2の方向に移動自在に配設される。これにより、アライメント時には撮影手段を下方向に移動させ、アライメント後には撮影手段を上方向の移動させることができる。そのため、切削水の付着や切削水による温度変化の影響を受けることを防止することができる。
本発明によれば、スピンドルの軸及び顕微鏡のX方向の配設位置の熱による変化の誤差を低減し、基準線と実際の切断位置との誤差を小さくすることができる。
本発明に係るダイシング装置10の外観を示す斜視図である。 ダイシング装置10の加工部の要部斜視図である。 ダイシング装置10の加工部の要部平面図である。 ダイシング装置10の加工部の要部側面図である。 ダイシング装置10の加工部の要部側面図である。 従来のダイシング装置の加工部の概略図である。 従来のダイシング装置の加工部の概略図である。 従来のダイシング装置の加工部の概略図である。 従来のダイシング装置の加工部の概略図である。
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、本発明が適用されたダイシング装置の外観構成を示す斜視図である。同図に示すように、本実施の形態のダイシング装置10は、主として、加工対象のワークWを供給・回収する供給・回収部12と、ワークWを加工する加工部14と、加工後のワークWを洗浄する洗浄部16と、ワークWを搬送する搬送部18と、各種操作を行う操作パネル20と、全体の動作を制御する制御部(図示せず)とで構成される。
ワークWを供給・回収する供給・回収部12は、ロードポート22を備えており、このロードポート22にワークWが多数枚格納されたカセット(図示せず)がセットされる。なお、加工対象のワークWは、所定のフレームFにテープTを介してマウントされた状態でカセットに格納される。
ワークWを加工する加工部14は、図2に示すように、主として、ワークWを吸着保持するワークテーブル24と、そのワークテーブル24に保持されたワークWを切削する一対のブレード26A、26Bと、ブレード26A、26Bが取り付けられるスピンドル28A、28Bと、ワークテーブル24に保持されたワークWの表面を拡大して撮影するカメラユニット50とで構成される。
ワークテーブル24は、水平に設置されたX軸テーブル30及びθ軸テーブル38の上に設けられており、θ軸テーブル38に駆動されて、中心軸(θ軸、図示せず)回りに回転する。
X軸テーブル30は、水平に設置されたX軸ベース32の上に所定の間隔をもって水平に配設された一対のX軸ガイド34、34の上をスライド自在に設けられている。この一対のX軸ガイド34、34の間には、リニアモータ36が配設されており、X軸テーブル30は、このリニアモータ36に駆動されて、X軸ガイド34、34の上を図中X方向にスライドする。そして、このX軸テーブル30が、X軸ガイド34、34の上をスライドすることにより、ワークテーブル24が、図中X方向に水平移動する。
ブレード26A、26Bは、薄い円盤状に形成されたダイヤモンド砥粒やCBN砥粒をニッケルで電着した電着ブレードや、樹脂で結合したレジンブレード等であり、ワークWの溝加工や切断加工を行う。ブレード26A、26Bは、その切削方向が、ワークテーブル24の移動方向(図中X方向)と平行になるようにスピンドル28A、28Bの先端に取り付けられており、このスピンドル28A、28Bに駆動されて回転する。ブレード26A、26Bの近傍には、図示しない切削ノズルが設けられ、ノズルからは切削水が加工ポイントに供給される。
スピンドル28A、28Bは、回転軸がワークテーブル24の移動方向と直交するようにワークテーブル24の上方に互いに対向配置され、30,000rpm〜80,000rpmの高速で回転される。
スピンドル28A、28Bは、それぞれ垂直に設置されたブレード用Z軸テーブル40A、40Bに取り付けられる。ブレード用Z軸テーブル40A、40Bは、それぞれブレード用Y軸テーブル42A、42Bに設けられた一対のブレード用Z軸ガイド44、44の上をスライド自在に設けられている。ブレード用Z軸テーブル40A、40Bは、このブレード用Z軸テーブル40A、40Bに設けられた図示しない駆動手段(たとえば、送りネジ機構)に駆動されて、ブレード用Z軸ガイド44、44の上をZ方向(X−Y平面に直交する方向)にスライドする。これにより、ブレード26A、26Bが、Z方向に垂直移動し、ワークテーブル24に対して垂直に進退移動する。
ブレード用Z軸テーブル40A、40Bが設けられたブレード用Y軸テーブル42A、42Bは、Y軸ベース46の取付面46aに設けられた一対のブレード用Y軸ガイド48の上をスライド自在に設けられている。Y軸ベース46は、門型に形成されており、X軸ベース32を跨いで垂直に立設されている。ブレード用Y軸テーブル42A、42Bは、このY軸ベース46に設けられた図示しない駆動手段(たとえば、送りネジ機構)に駆動されて、ブレード用Y軸ガイド48の上をY方向にスライドする。これにより、ブレード26A、26Bが、Y方向に水平移動し、その切削位置が変化する。
カメラユニット50は、被写体像を拡大する顕微鏡50a(図3参照)と、その顕微鏡50aで拡大された像を撮影するカメラ(電子カメラ)とを備えて構成されている。カメラユニット50は、顕微鏡50aの光軸が鉛直下向きとなるようにワークテーブル24の上方位置に設置されており、ワークテーブル24に保持されたワークWを真上から見下ろすように撮影する。
このカメラユニット50は、垂直に設置されたカメラ用Z軸テーブル52に取り付けられる。カメラ用Z軸テーブル52は、カメラ用Y軸テーブル56に設けられた一対のカメラ用Z軸ガイド54の上をスライド自在に設けられている。カメラ用Z軸テーブル52は、カメラ用Y軸テーブル56に設けられた図示しない駆動手段(たとえば、送りネジ機構)に駆動されて、カメラ用Z軸ガイド54の上をZ方向にスライドする。これにより、カメラユニット50が、Z方向に垂直移動し、ワークテーブル24に対して垂直に進退移動される。
カメラ用Z軸テーブル52が設けられたカメラ用Y軸テーブル56は、Y軸ベース46の取付面46aに設けられた一対のカメラ用Y軸ガイド58の上をスライド自在に設けられている。カメラ用Y軸テーブル56は、このY軸ベース46に設けられた図示しない駆動手段(たとえば、送りネジ機構)に駆動されて、カメラ用Y軸ガイド58の上をY方向にスライドする。これにより、カメラユニット50がY方向に水平移動し、水平方向の撮影位置が変化される。
カメラユニット50は、図3に示すように、Z方向から見た時に、顕微鏡50aの中心と、ブレード26A、26Bの中心、すなわちスピンドル28A、28Bの回転軸とがY方向と平行な直線L上に並ぶように配設される。すなわち顕微鏡50aとスピンドル28A、28BとのX方向の配設位置が一致している。
従来のダイシング装置では、図7に示すように、スピンドル101と顕微鏡102とが連結部材103を介してX方向に距離Bだけ離れている。したがって、熱による連結部材の変形等によりX方向の距離Bが変化し、制御部が認識している切断位置、即ち基準線と実際の切断位置とに誤差が発生する。
それに対し、ダイシング装置10では、スピンドル28A、28Bとカメラユニット50とがそれぞれY軸ベース46の取付面46aに取り付けられる。熱が発生しても、基準となる取付面46aの変化が無い。また、スピンドル28A、28Bとカメラユニット50とが略一直線(直線L)上であることより、取付面46aとスピンドル28A、28Bとの距離、及び取付面46aとカメラユニット50との距離は略同一である。そのため、熱が発生し、熱膨張が発生しても、カメラユニット50のX方向の配設位置及びスピンドル28A、28BのX方向の配設位置は大きく変化しない。したがって、部材の熱膨張や変形等より顕微鏡50aの基準線と切断位置とがズレることを防止することができる。
また、従来のダイシング装置では、図7に示すように、スピンドル101と顕微鏡102とがX方向に距離Bだけ離れているため、加工エリアAのほかにアライメントエリアBが必要となる。そのため、ワークテーブルのX軸ストロークは加工エリアAとアライメントエリアBとの合計であるCとなる。また、アライメント後にワークテーブルをX方向にBだけ移動させる必要があり、制御部が認識している切断位置、即ち基準線と実際の切断位置とに誤差が発生する。
それに対し、本実施の形態のダイシング装置10では、顕微鏡50aとスピンドル28A、28Bの回転軸とがY方向と平行な直線L上に並んでいる、すなわち、加工エリアとアライメントエリアとが略同一となる。したがって、ワークテーブル24のX軸ストロークは加工エリアAのみと短くなるため、省スペース化することができる。また、アライメント後にワークテーブル24を移動させる必要が無いため、基準線と実際の切断位置とに誤差が発生することを防止することができる。
以上のように構成された加工部14は、ワークWを保持したワークテーブル24を水平に移動させながら、そのワークテーブル24に保持されたワークWの表面に回転するブレード26A、26Bを当接させて、ワークWをサイの目状に分断する。
洗浄部16は、図1に示すように、スピン洗浄装置16Aを備えており、このスピン洗浄装置16Aによって、加工後のワークWをスピン洗浄する。
搬送部18は、ハンドリングロボット18Aを備えており、このハンドリングロボット18Aによって、各部の間のワークWの搬送を行う。すなわち、このハンドリングロボット18Aによって、供給・回収部12のカセットからワークWを取り出して、加工部14に搬送するとともに、加工部14で加工済みのワークWを加工部14から回収して、洗浄部16に搬送する。また、洗浄部16で洗浄後のワークWを洗浄部16から回収し、供給・回収部12に搬送して、供給・回収部12のカセットに格納する。
操作パネル20は、所定の情報を表示するディスプレイ20Aと、そのディスプレイの表示画面上に配設されたタッチパネル20Bとで構成されている。
次に、上記ダイシング装置10を用いたダイシング加工方法について説明する。
多数枚のワークWを収納したカセットがロードポート22に載置されると、ワークWは搬送部18によってカセットから引出されてワークテーブル24に載置される。ワークテーブル24上にワークWが載置されると、図示しない吸引手段が作動してワークWがワークテーブル24上に吸引保持される。
このようにしてワークWを保持したワークテーブル24は、カメラユニット50の直下(図3点線参照)まで移動される。ワークテーブル24がカメラユニット50の直下に位置付けられると、カメラユニット50は、図4に示すように、下方向(−z方向)に移動され、ワークWの撮影が可能となる。
制御部は、カメラユニット50により撮影された画像と、予め記憶されたワークWの画像とを比較し、パターンマッチング手法を用いてアライメントを行う。これにより、ワークWの切削すべき位置が検出される。
アライメントが終了したら、図5に示すように、カメラユニット50がブレード用Y軸テーブル42A、42Bより上に位置するように上方向(+Z方向)に移動され(200mm程度)、カメラユニット50がブレード用Y軸テーブル42A、42Bの上方に配設される。これにより、スピンドル28A、28BがY方向に移動可能となる。なお、ダイシング装置10は、顕微鏡50aとブレード26A、26Bの切削位置が略一致している。したがって、アライメント後、切削工程に入る前に、ワークテーブル24のX方向の移動を行う必要は無い。
次に、ストリートとブレード26A、26Bとの精密位置合わせ作業が行われる。すなわち、ブレード用Y軸テーブル42A、42Bがブレード用Y軸ガイド48の上をスライドし、ブレード26A、26Bの位置と切削すべき位置(ストリート)とが一致するまでブレード26A、26BがY方向に水平移動される。
精密位置合わせ作業後、ブレード26A、26BをZ方向に所定量切り込み送りし、所定の方向に回転させると共に、ワークWが吸引保持されたワークテーブル24を切削送り方向であるX方向(ブレード26A、26Bの回転軸と直交する方向)に所定の切削送り速度で移動することにより、ワークテーブル24上に保持されたワークWはブレード26A、26Bにより所定のストリートに沿って切断される(切削工程)。
切削時には、必要に応じて切削ノズルから切削水が加工ポイントに供給される。ただし、切削工程が行われている間はカメラユニット50がブレード用Y軸テーブル42A、42Bの上方に配設されるため、切削水がカメラユニット50に付着することを防止することができる。また、切削水により温度変化が生じること、すなわちカメラユニット50の配設位置及びスピンドル28A、28Bの配設位置がX方向に変化することを防止することができる。
このようにして、ワークWを所定のストリートに沿って切断したら、ワークテーブル24をY方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、再度切断作業を実施する。そして、ワークWの所定方向に延在するストリートの全てに沿って切断作業が行われたら、ワークテーブル24を90度回転させて、ワークWの所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削作業を実行することにより、ワークWに格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のチップに分割される。なお、分割されたチップは、テープTの作用によってバラバラにはならず、フレームFに支持されたワークWの状態が維持される。
ワークWのストリートに沿って切断作業が終了したら、ワークテーブル24が最初にワークWを吸引保持した位置に戻される。そして、ワークWの吸引保持を解除する。
次に、ワークWは搬送部18によって洗浄部16に搬送される。洗浄部16に搬送されたワークWは、ここで洗浄および乾燥される。このようにして洗浄および乾燥されたワークWは、搬送部18によって仮置きテーブル15に搬出される。そして、ワークWは、搬送部18によって供給・回収部12のカセットの所定位置に収納される。
以上、説明したように、本実施の形態によれば、顕微鏡の光軸とスピンドルの回転軸(ブレードの切削位置)とがY方向と平行な直線L上に並んで配設される。また、スピンドルとカメラユニットとが同一部材の同一面に取り付けられる。そのため、熱による顕微鏡の光軸のX方向の位置の変化量とスピンドルの軸のX方向の位置の変化量の誤差を小さくすることができる。したがって、熱により発生する基準線と実際の切断位置との誤差を小さくすることができる。
また、本実施の形態では、顕微鏡の光軸とスピンドルの回転軸とがY方向と平行な直線L上に並んで配設されているため、アライメント後にワークテーブルの移動を行うこと無く切削工程を行うことができる。したがって、ワークテーブルの移動による基準線と実際の切断位置との誤差を小さくすることができる。
また、本実施の形態によれば、カメラユニットとスピンドルの回転軸とがY方向と平行な直線L上に並んで配設されているため、ワークテーブル24のX軸ストロークを短くし、省スペース化することができる。
なお、本実施の形態では、アライメント時にはカメラユニット50を−Z方向に移動させ、アライメント終了後はカメラユニット50を+Z方向に移動させたが、カメラユニット50を−Z方向に移動させることなくアライメントが可能であれば、アライメント時にカメラユニット50を−Z方向に移動させる必要は無い。逆に、切削加工の邪魔にならないのであれば、アライメント終了後にカメラユニット50を+Z方向に移動させる必要は無い。
また、本実施の形態では、切削水の影響を受けないように、アライメントの後にカメラユニット50を+Z方向へ移動させたが、カメラユニット50に隣接してダウンフローを発生させる機構を設け、カメラユニット50を+Z方向へ移動させるのに加えてダウンフローを発生させることにより、より切削水の付着や切削水による温度変化の影響を受けないようにすることも可能である。
また、本実施の形態では、フルオートダイシング装置を例に説明したが、マニュアルダイシング装置にも適用可能である。また、本実施の形態では、カメラユニットを1つ配設したが、各スピンドル毎にカメラユニットを配設するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、スピンドルの先端に配設されたブレードを用いてワークを切削するダイシング装置を例に説明したが、ワーク内部に集光点を合わせたレーザー光を入射させることによりワークを切削するレーザーダイシング装置を用いるようにしてもよい。この場合には、レーザー光を照射するレーザーヘッドと顕微鏡とを同一部品の同一面に取り付けると共に、Y方向に沿って同一直線上に並ぶように配設すればよい。
W…ワーク,T…テープ,F…フレーム,10…ダイシング装置,12…供給・回収部,14…加工部,16…洗浄部,18…搬送部,20…操作パネル,22…ロードポート,24…ワークテーブル,26A、26B…スピンドル,28A、28B…ブレード,40A、40B…ブレード用Z軸テーブル,42A、42B…ブレード用Y軸テーブル,44…ブレード用Z軸ガイド,46…Y軸ベース,48…ブレード用Y軸ガイド,50…カメラユニット,52…カメラ用Z軸テーブル,54…Z軸ガイド,56…カメラ用Y軸テーブル,58…カメラ用Y軸ガイド

Claims (3)

  1. 第1の方向に移動可能に配設されたワークテーブルと、
    スピンドルと、前記スピンドルの先端に取り付けられたブレードとを有し、前記ワークテーブルに載置されたワークを予め設定された加工条件にしたがって切削する切削手段と、
    前記ワークテーブルに載置されたワークの一部を顕微鏡で拡大して撮影する撮影手段であって、光軸が前記第1の方向と直交する第2の方向と平行となるように配設された撮影手段と、
    を備え、
    前記スピンドルの軸と、前記撮影手段の光軸とは、前記第1の方向及び前記第2の方向に直交する第3の方向から見て前記第2の方向に沿って略一直線状に並ぶように配設されたことを特徴とするダイシング装置。
  2. 前記切削手段及び前記撮影手段が前記第2の方向と平行な所定の平面に取り付けられる支持部材と、
    前記切削手段を前記所定の平面に取り付ける第1の取付手段であって、前記第2の方向と前記第3の方向に移動自在に取り付ける第1の取付手段と、
    前記撮影手段を前記所定の平面に取り付ける第2の取付手段であって、前記第3の方向に移動自在に取り付ける第2の取付手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載のダイシング装置。
  3. 前記第2の取付手段は、前記撮影手段を前記第2の方向に移動自在に取り付けることを特徴とする請求項1又は2に記載のダイシング装置。
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