JP2012009467A - フレームクランプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 環状フレームをクランプしない状態で被加工物の切削を開始したり、又は押さえ部材の上面に環状フレームが載置された状態で被加工物の切削を開始して、クランプ装置や切削ブレードを破損させてしまうことのないクランプ装置を提供することである。
【解決手段】 チャックテーブルの外周に配設されて、粘着シート上に貼着された被加工物を支持する環状フレームを固定するフレームクランプ装置であって、該環状フレームを支持する支持部材と、回転軸を有し、該支持部材に固定されたエアアクチュエータと、該エアアクチュエータの該回転軸に固定され、該エアアクチュエータを駆動することによりクランプ位置と解放位置との間で回動される押さえ部材と、該押さえ部材が該クランプ位置又は該解放位置に位置づけられたことを検出する検出手段と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、環状フレームの開口部に配設された粘着シート上に貼着された被加工物を該粘着シートを介して保持するチャックテーブルの外周に配設されて、環状フレームを固定するフレームクランプ装置に関する。

例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体ウエーハの表面にＩＣやＬＳＩ等の回路素子が複数形成される。回路素子が複数形成された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みへと薄化された後、切削装置で切削されて分割されることで、個々の半導体デバイスが製造される。

個々の半導体デバイスへと分割された後のハンドリングを容易にするためにも、切削装置での切削に際して半導体ウエーハは、外周部が環状フレームに装着された粘着シート上に貼着されて環状フレームで支持される。

切削装置は、例えば、特開平８−６９９８５号公報に開示されるようなチャックテーブルを備え、粘着シートを介して被加工物を吸引保持するとともに、チャックテーブルの外周に配設されたクランプ装置によって環状フレームをクランプして固定する。

クランプ装置は、環状フレームを下方から支持する支持部材と、支持部材と共同して環状フレームを挟持する押さえ部材とを備え、押さえ部材はエアアクチュエータによって環状フレームを挟持するクランプ位置と解放位置との間で回動される。

クランプ位置に位置づけられた押さえ部材の上面は、チャックテーブルの保持面より下方となるようにクランプ装置は配設されている。これにより、クランプ装置でクランプされた環状フレームはチャックテーブルの保持面より下方に引き下げられ、切削ブレードが環状フレームを切削してしまうことを防止している。

粘着シートに貼着されて環状フレームで支持された被加工物をチャックテーブルで吸引保持するには、まず、クランプ装置のエアアクチュエータを作動させて押さえ部材を解放位置に位置づけておく。

その後、被加工物がチャックテーブル上に載置されるとともに環状フレームがクランプ装置の支持部材上に載置されると、クランプ装置のエアアクチュエータを作動させて押さえ部材をクランプ位置に回動する。これによって、環状フレームは押さえ部材と支持部材によってクランプされるとともにチャックテーブルの保持面より下方へ引き下げられる。

粘着シートを介して被加工物をチャックテーブルで吸引保持し、被加工物に切削加工を施して切削加工が終了すると、チャックテーブルの吸引を解放するとともに、クランプ装置のエアアクチュエータを作動させて押さえ部材を解放位置に位置付け、被加工物をチャックテーブル上から搬出する。

特開平８−６９９８５号公報

ところが、多くの切削装置では、被加工物の搬出入は作業者を介さず機械的に自動で行うため、クランプ装置のエアアクチュエータが故障した場合、押さえ部材がクランプ位置に位置づけられた状態で被加工物がチャックテーブル上に載置されてしまうことがある。

環状フレームはクランプ装置の押さえ部材上に載置されることになるため、この状態で切削が開始されると、切削ブレードで環状フレームを切削して環状フレームを破損させてしまうとともに、切削ブレード自体も破損させてしまう。

また、エアアクチュエータが故障して、被加工物がチャックテーブル上に載置され、環状フレームがクランプ装置の支持部材上に載置された状態で押さえ部材がクランプ位置に位置づけられず、解放位置に位置付けられたまま切削を開始してしまうことがある。

この場合、環状フレームはクランプ装置で引き下げられることがない上、固定されていないため、切削中に切削ブレードと環状フレームとが衝突して環状フレームや切削ブレードが破損してしまうことがある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、環状フレームをクランプしないで被加工物の切削を開始したり、又は押さえ部材の上面に環状フレームが載置された状態で被加工物の切削を開始して、クランプ装置や切削ブレードを破損させてしまうことのないクランプ装置を提供することである。

本発明によると、チャックテーブルの外周に配設されて、粘着シート上に貼着された被加工物を支持する環状フレームを固定するフレームクランプ装置であって、該環状フレームを支持する支持部材と、回転軸を有し、該支持部材に固定されたエアアクチュエータと、該エアアクチュエータの該回転軸に固定され、該エアアクチュエータを駆動することによりクランプ位置と解放位置との間で回動される押さえ部材と、該押さえ部材が該クランプ位置又は該解放位置に位置づけられたことを検出する検出手段と、を具備したことを特徴とするフレームクランプ装置が提供される。

好ましくは、前記検出手段は、前記支持部材又は前記押さえ部材に配設されたスイッチを備え、該押さえ部材が前記クランプ位置に位置づけられたときに該スイッチが入り、該押さえ部材が前記解放位置に位置づけられたときに該スイッチが切れることで、該押さえ部材が該クランプ位置又は該解放位置に位置づけられたことを検出する。

本発明のクランプ装置は、押さえ部材がクランプ位置に位置づけられたことを検出する検出手段を備えるため、押さえ部材がクランプ位置と解放位置に位置づけられたことを適宜判別できる。

従って、環状フレームをクランプしない状態で被加工物の切削を開始したり、又は押さえ部材の上面に環状フレームが載置された状態で被加工物の切削を開始して、クランプ装置や切削ブレードを破損させてしまうことを防止できる。

本発明のクランプ装置を具備した切削装置の外観斜視図である。 粘着シートを介して環状フレームで支持された半導体ウエーハの斜視図である。 本発明実施形態に係るクランプ装置がその外周に配設されたチャックテーブルの斜視図である。 クランプ装置の分解斜視図である。 図５（Ａ）はクランプ装置の押さえ部材が解放位置にある状態のクランプ装置の斜視図、図５（Ｂ）は押さえ部材がクランプ位置に位置づけられた状態のクランプ装置の斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明のクランプ装置を具備した半導体ウエーハをダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することのできる切削装置２の外観斜視図を示している。

切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。

図２に示すように、ダイシング対象のウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。

ウエーハＷの裏面が粘着シートであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエーハカセット８中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置されている。

ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数のクランプ装置３６によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。

アライメント手段２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像手段２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。

アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削手段２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

図３を参照すると、本発明実施形態のクランプ装置３６が外周に配設されたチャックテーブル１８の斜視図が示されている。チャックテーブル１８は、ポーラスセラミックス等から形成された吸引保持部３０と、吸引保持部３０を囲繞する金属から形成された枠体３２とから構成され、支持基台３４上に搭載されている。

支持基台３４には、負圧吸引源に連通する中心吸引路が形成されており、負圧吸引源を作動すると中心吸引路を介してチャックテーブル１８の吸引保持部３０が吸引される。支持基台３４の外周に隣接して互いに円周方向に９０度離間した４個のクランプ装置３６が配設されている。

クランプ装置３６は、図４に最もよく示されるように、支持基台３４にその一端が固定された互いに平行な一対のガイドレール３８と、これらのガイドレール３８の他端に取り付けられた平らな上面４０ａを有する支持部材４０と、支持部材４０に固定されたブラケット４２と、ブラケット４２に取り付けられたエアアクチュエータ４４と、エアアクチュエータ４４の回転軸４６に取り付けられた押さえ部材４８とから構成される。クランプ装置４６は更に、支持部材４０に取り付けられた押さえ部材４８がクランプ位置又は解放位置に位置づけられたことを検出する検出手段５０を含んでいる。

エアアクチュエータ４４を圧縮エアで駆動することにより、エアアクチュエータ４４の回転軸４６に取り付けられた押さえ部材４８が、図５（Ａ）に示す解放位置と、支持部材４０と共同して環状フレームＦをクランプする図５（Ｂ）に示すクランプ位置との間で回動される。

検出手段５０は、リミットスイッチ等の接触式スイッチ、又は近接センサ等の非接触式スイッチから構成される。図５（Ｂ）に示すように、押さえ部材４８がクランプ位置に位置づけられたときに検出手段５０を構成するスイッチがオンとなり、図５（Ａ）に示すように押さえ部材４８が解放位置に位置づけられたときにスイッチ５０はオフとなる。

このように本実施形態のクランプ装置３６によると、押さえ部材４８がクランプ位置に位置づけられたことを検出する接触式スイッチ又は非接触式スイッチからなる検出手段５０を備えているため、押さえ部材４８が、図５（Ｂ）に示したクランプ位置にあるか或いは図５（Ａ）に示した解放位置にあるかを適宜判別することができる。

従って、環状フレームＦをクランプしない状態で被加工物の切削を開始したり、又は押さえ部材４８の上に環状フレームＦが載置された状態で被加工物の切削を開始して、クランプ装置３６や切削ブレード２８を破損させてしまうことを防止できる。

上述した実施形態では、検出手段５０はクランプ装置３６の支持部材４０上に配設されているが、検出手段５０を押さえ部材４８に配設するようにしてもよい。

Ｆ 環状フレーム
Ｔ 粘着シート（ダイシングテープ）
Ｗ 半導体ウエーハ
２ 切削装置
１８ チャックテーブル
２８ 切削ブレード
３６ クランプ装置
４０ 支持部材
４２ ブラケット
４４ エアアクチュエータ
４６ 回転軸
４８ 押さえ部材
５０ 検出手段（接触式又は非接触式スイッチ）

Claims (2)

1. チャックテーブルの外周に配設されて、粘着シート上に貼着された被加工物を支持する環状フレームを固定するフレームクランプ装置であって、
   該環状フレームを支持する支持部材と、
   回転軸を有し、該支持部材に固定されたエアアクチュエータと、
   該エアアクチュエータの該回転軸に固定され、該エアアクチュエータを駆動することによりクランプ位置と解放位置との間で回動される押さえ部材と、
   該押さえ部材が該クランプ位置又は該解放位置に位置づけられたことを検出する検出手段と、
   を具備したことを特徴とするフレームクランプ装置。
2. 前記検出手段は、前記支持部材又は前記押さえ部材に配設されたスイッチを備え、
   該押さえ部材が前記クランプ位置に位置づけられたときに該スイッチが入り、該押さえ部材が前記解放位置に位置づけられたときに該スイッチが切れることで、該押さえ部材が該クランプ位置又は該解放位置に位置づけられていることを検出する請求項１記載のフレームクランプ装置。

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