JP2012160766A - 基板切断装置 - Google Patents

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とを備えた基板切断装置において、位置認識手段は３つの認識部１０を有し、各認識部１０が、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した。
【選択図】図４

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１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３の発明は、請求項２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４の発明は、請求項１から３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る。これにより、生産性が向上する。

参考例としての基板切断装置の平面図である。 他の参考例としての基板切断装置の平面図である。 前記参考例における基板位置認識動作を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る基板切断装置の要部を示す平面図である。 従来の基板位置認識動作を説明するための図である。

図１は、参考例としての基板切断装置の平面図である。この基板切断装置は、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。この例では、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。

図２は、他の参考例としての基板切断装置の平面図である。上記図１に示す基板切断装置におけるチャックテーブル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に示す基板切断装置では、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、図１に示す例と同様に、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、この場合、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。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。この場合のカメラ１０も、上記図１に示す例と同様に、ブレード８に一体に付設されている。

以下、上記各参考例の基板切断装置の動作について説明する。
まず、図１に示す基板切断装置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、参考例の構成では、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、参考例は、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で説明した例では、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に構成してもよい。

次に、図２に示す基板切断装置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、図の右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、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、図２に示す例では、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、図２に示す例の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、上記図１に示す例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。

以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態では、図４に示すように、基板１の位置を認識する位置認識手段としてカメラ１０を３台備えている。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されている。それ以外は、上記図１又は図２に示す参考例と同様の構成となっている。

このように、３台のカメラ１０によって、それぞれ別個の位置決めマークを１つずつ認識することで、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、本発明の場合は、上記参考例に比べ、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。

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。例えば、図２では、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つ並設しているが、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。

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 (4)

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ことを特徴とする基板切断装置。
2. 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に記載の基板切断装置。
3. 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２に記載の基板切断装置。
4. 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３のいずれか１項に記載の基板切断装置。

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