JP2014090105A

JP2014090105A - 加工装置

Info

Publication number: JP2014090105A
Application number: JP2012239837A
Authority: JP
Inventors: Ryogo Umaji; 良吾馬路
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: CN103786270A; KR20140055984A; TW201416161A; KR102034318B1; JP6078297B2; CN103786270B; TWI599434B

Abstract

【課題】軽量で着脱が容易な保持テーブルを有する保持手段を具備した加工装置を提供する。
【解決手段】保持手段４は、被加工物を吸引保持する吸引領域４２１と、吸引領域４２１を囲繞する外周領域４２２を有する保持テーブル４２と、保持テーブル４２を着脱可能に支持し、吸引領域４２１に吸引力を伝達する支持基台４１とから構成されており、保持テーブル４２は、ポーラスセラミックスにより構成され、吸引領域４２１を除く領域にメッキ層４２７が施されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウエーハ等の被加工物を加工するための切削装置、レーザー加工装置や研削装置等の加工装置に関する。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切削装置やレーザー加工装置等の加工装置によってダイシングすることにより個々の半導体デバイスを製造している。また、半導体デバイスの小型化および軽量化を図るために、半導体ウエーハをストリートに沿って切断して個々のデバイスに分割するのに先立って、研削装置によって半導体ウエーハの裏面を研削して所定の厚さに形成している。

例えば、切削装置やレーザー加工装置等の加工装置は、ウエーハ等の被加工物を保持する保持テーブルを備えた保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に加工を施す加工手段と、保持手段と加工手段とを相対的に加工送り方向に加工送りする加工送り手段とを具備している。このような加工装置における被加工物を保持する保持手段を構成する保持テーブルは、被加工物を吸引保持する保持領域と、該保持領域を囲繞する外周領域を有する枠体とからなっている。

このように構成された保持テーブルを構成する枠体は、切削装置の切削手段を構成する切削ブレードとの電気的導通により原点位置を設定するために、ステンレス鋼等の金属材によって形成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１４２２０２号公報

しかるに、近年、半導体デバイス製造における生産性を向上させるために、ウエーハの直径が３００mmから４５０mmと大口径化の傾向があり、これに対応してウエーハを保持する保持テーブルも大口径化する必要がある。直径が３００mmのウエーハに対応する保持テーブルの重量は１０ｋｇ程度であるが、直径が４５０mmのウエーハに対応する保持テーブルの重量は２０ｋｇを超える重さとなる。ウエーハを加工する際にはウエーハの種類に対応して最適な保持テーブルに交換するが、上述したように保持テーブルの重量が２０ｋｇを超えると、一人で保持テーブルを着脱することが困難になるという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、軽量で着脱が容易な保持テーブルを有する保持手段を具備した加工装置を提供することである。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に加工を施す加工手段と、該保持手段と該加工手段とを相対的に加工送り方向に加工送りする加工送り手段とを、具備する加工装置において、
該保持手段は、被加工物を吸引保持する吸引領域と該吸引領域を囲繞する外周領域とを有する保持テーブルと、該保持テーブルを着脱可能に支持し該吸引領域に吸引力を伝達する支持基台とから構成されており、
該保持テーブルは、ポーラスセラミックスによって構成され、該吸引領域を除く領域にメッキ層が施されている、
ことを特徴とする加工装置が提供される。

上記外周領域の上面は吸引領域の上面から所定の段差をもって形成されており、該段差に相当する厚みを有し吸引領域の外周に嵌合する金属リングが外周領域に配設されている。

本発明による加工装置おける被加工物を保持する保持手段を構成する保持テーブルは、ポーラスセラミックスによって構成されているので、従来用いられているステンレス鋼の保持テーブルと比較して極めて軽量であるため、一人の作業者でも容易に着脱作業を実施することができる。
また、保持テーブルは、吸引領域を除く領域にメッキ層が形成されているので、切削装置に適用した場合には、切削手段を構成する切削ブレードとの電気的通電による原点位置を設定することができる。

本発明による本発明に従って構成された加工装置としての切削装置の斜視図。図１に示す切削装置に装備される保持手段の保持テーブルを分解して示す斜視図。図１に示す切削装置に装備される保持手段の断面図。図２および図３に示す保持手段を構成する保持テーブルの吸引領域を除く領域にメッキ層を被覆する方法の説明図。図２および図３に示す保持手段を構成する保持テーブルの吸引領域を除く領域にメッキ層を被覆する他の方法を示す説明図。被加工物としての半導体ウエーハを環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に貼着した状態を示す斜視図。

以下、本発明に従って構成された加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

図１には、本発明に従って構成された加工装置としての切削装置の斜視図が示されている。
図１に示された切削装置は、静止基台２と、該静止基台２に加工送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設され被加工物であるウエーハを保持する被加工物保持機構３と、静止基台２に割り出し送り方向である矢印Ｙで示す方向（加工送り方向である矢印Ｘで示す方向に直交する方向）に移動可能に配設されたスピンドル支持機構６と、該スピンドル支持機構６に切り込み送り方向である矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設された切削手段（加工手段）としてのスピンドルユニット７が配設されている。

上記被加工物保持機構３は、被加工物としてのウエーハを保持する保持手段４と、該保持手段４を支持し矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめる保持テーブル支持機構５とからなっている。なお、保持手段４については、後で詳細に説明する。

図１を参照して説明を続けると、保持テーブル支持機構５は、静止基台２上に矢印Ｘで示す加工送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール５１、５１と、該案内レール５１、５１上に矢印Ｘで示す加工送り方向に移動可能に配設され上記保持手段４を支持する移動基台５２と、該移動基台５２を一対の案内レール５１、５１に沿って移動せしめる加工送り手段５３を具備している。

上記移動基台５２は矩形状に形成され、その下面には上記一対の案内レール５１、５１と嵌合する被案内溝５２１、５２１が形成されている。この被案内溝５２１、５２１を一対の案内レール５１、５１に嵌合することにより、移動基台５２は一対の案内レール５１、５１に沿って移動可能に配設される。

上記加工送り手段５３は、上記一対の案内レール５１と５１の間に平行に配設された雄ネジロッド５３１と、該雄ネジロッド５３１を回転駆動するためのサーボモータ５３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド５３１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック５３３に回転自在に支持されており、その他端が上記サーボモータ５３２の出力軸に連結されている。なお、雄ネジロッド５３１は、移動基台５２の中央部に形成された雌ネジ５２２に螺合されている。従って、サーボモータ５３２によって雄ネジロッド５３１を正転および逆転駆動することにより、移動基台５２は案内レール５１、５１に沿って矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられる。

次に、上記保持手段４について、図２乃至図３を参照して説明する。
図２および図３に示す保持手段４は、移動基台５２の上面に配設された円筒状の支持筒体５５に図３に示すように軸受５６を介して回転可能に支持されている。このように支持筒体５５に回転可能に支持される保持手段４は、図２および図３に示すように円柱状の支持基台４１と、該支持基台４１の上面に配設された保持テーブル４２とからなっている。支持基台４１はステンレス鋼等の金属材によって形成されており、その上面には円形の嵌合凹部４１１が設けられている。この支持基台４１には、図３に示すように嵌合凹部４１１に開口する吸引通路４１３が設けられており、この吸引通路４１３は図示しない吸引手段に連通されている。従って、図示しない吸引手段が作動すると、吸引通路４１３を通して負圧が作用せしめられる。

図２乃至図３を参照して説明を続けると、保持手段４を構成する保持テーブル４２は、全体として円盤状に形成され、被加工物を吸引保持する吸引領域４２１と、該吸引領域４２１を囲繞する外周領域４２２を有するとともに、下部中央に下方に突出して設けられ上記支持基台４１に設けられた嵌合凹部４１１に嵌合する円筒状底部４２３を備えている。この保持テーブル４２を構成する円筒状底部４２３には、上記支持基台４１に設けられた嵌合凹部４１１に嵌合した状態で支持基台４１に設けられた吸引通路４１３と連通する連通路４２４が形成されている。また、保持テーブル４２には、円筒状底部４２３に形成された連通路４２４に一端が連通し半径方向に延びる放射状吸引路４２５と、吸引通路４１３と同心円状に形成され放射状吸引路４２５と交差して形成された複数の円形吸引路４２６を備えている。

上述したように構成された保持テーブル４２は、図示の実施形態においては気孔の大きさが１０〜３０μmで気孔率が４０％のポーラスセラミックスによって形成されている。このポーラスセラミックスによって形成される保持テーブル４２の作り方としては、粒径が３０〜６０μmで体積比７０％のアルミナセラミックスと、粒径が５μm以下で体積比１５％のフリットと、体積比１５％の有機接着剤を混練して成型し、１１００℃で５時間焼成することにより製作することができる。このようにして形成された保持テーブル４２は、従来用いられているステンレス鋼の比重７に比較して比重が３．９と小さいアルミナセラミックスによって気孔率が４０％のポーラスセラミックスからなっているので、重量がステンレス鋼による保持テーブルの１／３程度となる。

上記のように形成された保持テーブル４２には、上記吸引領域４２１を除く領域にメッキ層４２７が施されている。ここで、保持テーブル４２の吸引領域４２１を除く領域にメッキ層４２７を被覆する方法について、図４を参照して説明する。
図４の(a)に示す保持テーブル４２の吸引領域４２１に図４の(b)に示すようにマスキングテープ４２８を貼着する。このとき上記円筒状底部４２３に形成された連通路４２４にもマスキングする。このように吸引領域４２１および連通路４２４にマスキングされた保持テーブル４２に無電解ニッケルメッキを施すことにより、図４の(c)に示すように吸引領域４２１を除く領域にニッケルによるメッキ層４２７が形成される。なお、メッキ層４２７は、特に外周領域４２２において１mm程度浸透して形成することが望ましい。

次に、保持テーブル４２の他の実施形態について、図５を参照して説明する。
図５に示す実施形態における保持テーブル４２は、図５の(a)に示すように外周領域４２２の上面は吸引領域４２１の上面より所定の段差４２２aをもって形成されている。そして、吸引領域４２１に図５の(b)に示すようにマスキングテープ４２８を貼着する。このとき上記円筒状底部４２３に形成された連通路４２４にもマスキングする。このように吸引領域４２１および連通路４２４にマスキングされた保持テーブル４２に無電解ニッケルメッキを施すことにより、図５の(c)に示すように吸引領域４２１を除く領域にニッケルによるメッキ層４２７が形成される。そして、図５の(c)および図５の(d)に示すように上記段差４２２aに相当する厚みを有し吸引領域の外周に嵌合するステンレス鋼等からなる金属リング４２９を外周領域４２２に配設する。

以上のように構成された保持テーブル４２が支持基台４１に装着された保持手段４は、図示しない回転駆動手段によって適宜回動せしめられるように構成されている。また、保持手段４を構成する支持基台４１の外周部上面には、２個のクランプ４３の基部が適宜の固定手段によって取付けられている。なお、保持手段４を構成する支持基台４１を回転可能に支持する支持筒体５５の上端には、カバーテーブル５７が配設されている。

図１に戻って説明を続けると、上記スピンドル支持機構６は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された一対の案内レール６１、６１と、該案内レール６１、６１上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台６２を具備している。この可動支持基台６２は、案内レール６１、６１上に移動可能に配設された移動支持部６２１と、該移動支持部６２１に取り付けられた装着部６２２とからなっている。移動支持部６２１の下面には案内レール６１、６１と嵌合する一対の被案内溝６２１a、６２１aが形成されており、この被案内溝６２１a、６２１aを案内レール６１、６１に嵌合することにより、可動支持基台６２は案内レール６１、６１に沿って移動可能に構成される。また、装着部６２２は、一側面に矢印Ｚで示す方向に延びる一対の案内レール６２２a、６２２aが平行に設けられている。

図示の実施形態におけるスピンドル支持機構６は、可動支持基台６２を一対の案内レール６１、６１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための割り出し送り手段６３を具備している。割り出し送り手段６３は、上記一対の案内レール６１、６１の間に平行に配設された雄ネジロッド６３１と、該雄ネジロッド６３１を回転駆動するためのパルスモータ６３２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド６３１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ６３２の出力軸に連結されている。なお、雄ネジロッド６３１は、可動支持基台６２を構成する移動支持部６２１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ６３２によって雄ネジロッド６３１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台６２は案内レール６１、６１に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。

図示の実施形態のおけるスピンドルユニット７は、ユニットホルダ７１と、該ユニットホルダ７１に取り付けられたスピンドルハウジング７２と、該スピンドルハウジング７２に回転可能に支持された回転スピンドル７３を具備している。ユニットホルダ７１は、上記装着部６２２に設けられた一対の案内レール６２２a、６２２aに摺動可能に嵌合する一対の被案内溝７１ａ、７１ａが設けられており、この被案内溝７１ａ、７１ａを上記案内レール６２２a、６２２aに嵌合することにより、矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動可能に支持される。上記回転スピンドル７３はスピンドルハウジング７２の先端から突出して配設されており、この回転スピンドル７３の先端部に切削ブレード７４が装着されている。切削ブレード７４は、アルミニウムによって形成された円盤状の基台の外周部側面にダイヤモンド砥粒をニッケルメッキで固めて厚さが１５〜３０μmに形成された円環状の切れ刃を備えている。この切削ブレード７４を装着した回転スピンドル７３は、サーボモータ７５等の駆動源によって回転駆動せしめられる。なお、切削ブレード７４の両側には、切削ブレード７４による切削部に切削水を供給する切削水供給ノズル７６が配設されている。上記スピンドルハウジング７２の先端部には、上記チャックテーブル４上に保持された被加工物を撮像し、上記切削ブレード７４によって切削すべき領域を検出するための撮像手段７７を具備している。この撮像手段７７は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

図示の実施形態におけるスピンドルユニット７は、ホルダ７１を一対の案内レール６２２a、６２２aに沿って矢印Ｚで示す方向に移動させるための切込み送り手段７８を具備している。切込み送り手段７８は、上記加工送り手段５３および割り出し送り手段６３と同様に案内レール６２２a、６２２a の間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ７８２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ７８２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ７１とスピンドルハウジング７２および回転スピンドル７３を案内レール６２２a、６２２a に沿って矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめる。

図示の実施形態における切削装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
図６には、上述した切削装置によって切削加工される被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハが示されている。図６に示す半導体ウエーハ１０は、シリコンウエーハからなっており、表面１０ａには格子状のストリート１０１が形成されており、この格子状のストリート１０１によって区画された複数の領域にデバイス１０２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ１０は、裏面１０bが環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着される。

上述した半導体ウエーハ１０をストリート１０１に沿って切削するに際しては、シリコンウエーハからなる半導体ウエーハ１０の切削加工に適した保持テーブル４２を選択し、図３に示すように円筒状底部４２３を支持基台４１に設けられた嵌合凹部４１１に嵌合して装着する。このとき、保持テーブル４２は上述したようにポーラスセラミックスによって形成されているので、従来用いられているステンレス鋼の保持テーブルと比較して重量が１／３程度であるため、一人の作業者でも容易に着脱作業を実施することができる。

このようにして、シリコンウエーハからなる半導体ウエーハ１０の切削加工に適した保持テーブル４２を支持基台４１に装着したならば、切削ブレード７４の原点位置を設定するセットアップ工程を実施する。このセットアップ工程は、保持手段４を構成する保持テーブル４２を切削ブレード７４による切削加工領域に移動し、保持テーブル４２の外周領域４２２を切削ブレード７４の直下に位置付ける。そして、切込み送り手段７８を作動して切削ブレード７４を下降し、切削ブレード７４の切れ刃の外周が保持テーブル４２の外周領域４２２に接触した時点を検出し、そのときの切削ブレード７４の位置を原点として設定する。このとき、保持テーブル４２には吸引領域４２１を除く領域にニッケルによるメッキ層４２７が形成されているので、外周領域４２２に被覆されたメッキ層４２７に切削ブレード７４が接触することにより検出電流が通電するため、保持テーブル４２の上面と切削ブレード７４との接触を検出することができる。

なお、保持テーブル４２として図５に示すように外周領域４２２を吸引領域４２１と所定の段差４２２aをもって形成し、上述したように吸引領域４２１を除く領域にニッケルによるメッキ層４２７が形成した後に、段差４２２aに相当する厚みを有し吸引領域の外周に嵌合する金属リング４２９を外周領域４２２に配設した構成のものにおいては、長期に渡って使用することができる。

次に、上記図６に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着された半導体ウエーハ１０のダイシングテープT側を保持手段４を構成する保持テーブル４２上に載置するとともに、環状のフレームFをクランプ４３によって固定する。そして、図示しない吸引手段を作動すると、支持基台４１に設けられた吸引通路４１３、保持テーブル４２に設けられた連通路４２４と放射状吸引路４２５および円形吸引路４２６に負圧が作用する（図３参照）。この結果、保持テーブル４２は上述したようにポーラスセラミックスによって形成されているとともに吸引領域４２１を除く領域にニッケルによるメッキ層４２７が形成されているので、吸引領域４２１に吸引力が作用して、ダイシングテープTを介して半導体ウエーハ１０が吸引保持される（ウエーハ保持工程）。

上述したウエーハ保持工程を実施したならば、加工送り手段５３を作動して保持手段４を撮像手段７７の直下まで移動せしめる。保持手段４が撮像手段７７の直下に位置付けられると、撮像手段７７および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ１０の切削加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段７７および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ１０の所定方向に形成されているストリート１０１と、ストリート１０１に沿って切削する切削ブレード７４との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削加工すべき加工領域のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ１０に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びるストリート１０１に対しても、同様に切削加工すべき加工領域のアライメントが遂行される（アライメント工程）。

その後、保持手段４を切削ブレード７４の下方である切削加工領域に移動し、切削ブレード７４を所定方向に回転せしめるとともに、矢印Zで示す方向に所定量切り込み送りし、切削ブレード７４の最下端がダイシングテープTに達する位置に位置付ける。そして、半導体ウエーハ１０を吸引保持した保持手段４を切削送り方向である矢印Xで示す方向に所定の切削送り速度で移動する。この結果、保持手段４を構成する保持テーブル４２上に保持された半導体ウエーハ１０は、切削ブレード７４により所定のストリート１０１に沿って切断される（切削工程）。この切削工程を実施する際には、切削水供給ノズル７６から切削水が切削ブレード７４の側面に向けて噴射される。

以上のようにして、半導体ウエーハ１０を所定のストリート１０１に沿って切断したら、保持手段４を図１において矢印Ｙで示す方向にストリート１０１の間隔だけ割り出し送りし、上記切削工程を実施する。そして、半導体ウエーハ１０の所定方向に延在するストリートの全てに沿って切削工程を実施したならば、保持手段４を９０度回転させて、半導体ウエーハ１０の所定方向と直交する方向に延在するストリート１０１に沿って切削工程を実行することにより、半導体ウエーハ１０に格子状に形成された全てのストリート１０１が切削されて個々のデバイス１０２に分割される。なお、分割された個々のデバイス１０２は、ダイシングテープTの作用によってバラバラにはならず、環状のフレームFに支持されたウエーハの状態が維持されている。このようにして分割された個々の半導体チップは、環状のフレームFに装着されたダイシングテープTに貼着された状態で次工程に搬送される。

以上、本発明を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、上述した実施形態においては半導体ウエーハ１０をストリート１０１に沿って切削する切削装置に本発明を適用した例を示したが、本発明はレーザー加工装置や研削装置等の加工装置に広く適用することができる。

２：静止基台
３：被加工物保持機構
４：保持手段
４１：支持基台
４２：保持テーブル
５：保持テーブル支持機構
５３：加工送り手段
６：スピンドル支持機構
６３：割り出し送り手段
７：スピンドルユニット
７２：スピンドルハウジング
７３：回転スピンドル
７４：切削ブレード
７７：撮像手段
７８：切込み送り手段
１０：半導体ウエーハ
Ｆ：環状のフレーム
Ｔ：ダイシングテープ

Claims

チューブを接続するための接続穴と備えたコネクター本体と、該コネクター本体の接続穴の内周面に装着され接続穴に挿入されたチューブの外周面をシールするシールリングおよびチューブの外周面を係止する係止手段と、を具備するチューブコネクターであって、
該コネクター本体の接続穴内に配設されチューブの接続穴への挿入によりチューブの先端部内側に嵌入するコアパイプが該コネクター本体に固定されている、
ことを特徴とするチューブコネクター。