JP2019063885A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物に加工が施された保持手段の保持領域から汚染物質を除去できる加工装置を提供することにある。【解決手段】加工装置の保持手段１４は、被加工物を吸引保持する保持領域１８と、保持領域１８を支持する枠体１９と、枠体１９にバルブ３２を介して連結される吸引源３０と、枠体１９にバルブ４２を介して連結される水供給源４０と、から少なくとも構成され、保持手段１４に隣接し、保持領域１８を洗浄する洗浄手段５０が配設され、洗浄手段５０は、ブラシ部５３と、吸引部５６と、を備え、水供給源３０のバルブを開き、保持手段１４の保持領域１８に水Ｗを供給しつつブラシ部５３で保持領域１８に蓄積された汚染物質を浮上させて吸引部５６で汚染物質が混入した洗浄後の廃液Ｂを吸引除去するように構成される。【選択図】図３

Description

本発明は、被加工物を保持する保持手段を洗浄する洗浄手段を備える加工装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、切削装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

また、ウエーハを吸引保持するチャックテーブルで保持し、分割予定ラインに沿ってデバイスの仕上がり厚みに相当する深さのハーフカット溝を形成する切削加工を実施し、その後、ウエーハの表面に保護部材を配設して裏面を研削し、ハーフカット溝を裏面に表出させて個々のデバイスに分割する先ダイシングと称される技術がある（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００３−００７６５３号公報

上記した特許文献１に記載された技術では、ウエーハを切削した際に生じる汚染物質、例えば、切削屑等のいわゆるコンタミが混入した切削水が、保持手段を構成する保持領域に進入する。そして、ウエーハを保持領域から搬出する際には、保持領域全域が露出して切削水が保持領域全面に触れることになる。

上記した切削装置の保持手段に備えられた保持領域は、微細な通気孔が形成されたポーラスセラミックス構成されることが多い。この保持領域に上記した切削屑等の汚染物質を含む切削水が触れると、上記した微細な通気孔が切削水に含まれる汚染物質によって塞がれる。これにより、保持領域の吸引力の低下を招くという問題がある。さらに、保持領域の表面に切削屑等が付着すると、保持領域の表面に微細な突起が形成されることになる。その状態で保持領域にウエーハを吸引保持し、ハーフカット溝を形成する切削加工を実施しようとすると、ハーフカット溝の深さ精度を低下させるという問題もある。

上記した問題は、切削加工時に限らず、ウエーハを研削して薄くする研削加工を実施した後、研削時にウエーハを保持していた保持手段からウエーハを搬出した後の保持手段の保持領域にも起こりうる。

本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、被加工物に加工が施された保持手段の保持領域から汚染物質を除去できる加工装置を提供することにある。

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、を少なくとも備えた加工装置であって、該保持手段は、被加工物を吸引保持する保持領域と、該保持領域を支持する枠体と、該枠体にバルブを介して連結される吸引源と、該枠体にバルブを介して連結される水供給源と、から少なくとも構成され、該保持手段に隣接し、該保持領域を洗浄する洗浄手段が配設され、該洗浄手段は、ブラシ部と、吸引部と、を備え、該水供給源のバルブを開き、該保持手段の保持領域に水を供給しつつ該ブラシ部で保持領域に蓄積された汚染物質を浮上させて該吸引部で該汚染物質が混入した洗浄後の廃液を吸引除去するように構成される、加工装置が提供される。

該洗浄手段は、さらに、洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルを備え、該保持手段の保持領域に該洗浄液を供給するようにすることもできる。

本発明は、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、を少なくとも備えた加工装置であって、該保持手段は、被加工物を吸引保持する保持領域と、該保持領域を支持する枠体と、該枠体にバルブを介して連結される吸引源と、該枠体にバルブを介して連結される水供給源と、から少なくとも構成され、該保持手段に隣接し、該保持領域を洗浄する洗浄手段が配設され、該洗浄手段は、ブラシ部と、吸引部と、を備え、該水供給源のバルブを開き、該保持手段の保持領域に水を供給しつつ該ブラシ部で保持領域に蓄積された汚染物質を浮上させて該吸引部で該汚染物質が混入した洗浄後の廃液を吸引除去するように構成されていることにより、保持領域から浮上した切削屑等の汚染物質を直ちに吸引して除去することができ、保持領域に再付着することを防止することで、保持手段の吸引力の低下を抑制することができる。さらに、保持領域に付着した切削屑等に起因する微細な凹凸が加工時の精度を低下させることを抑制することができる。

本発明に実施形態に係る切削装置の斜視図である。 図１に示す切削装置に備えられた保持手段の概略斜視図である。 図２に示す保持手段、及び洗浄手段の概略斜視図である。 図３に示す洗浄手段の作動を説明するための（ａ）概略斜視図、及び（ｂ）側面図である。

以下、本発明の実施形態に係る加工装置について、添付図面を参照して説明する。

図１には、本実施形態に係る加工装置の例として、切削装置１の斜視図が示されている。切削装置１の基台１２には、被加工物である半導体ウエーハ２が載置される保持テーブル１７を備えた保持手段１４と、洗浄手段５０と、アライメント手段２０及び加工手段としての切削手段２４を支持する枠部１０と、が備えられている。基台１２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。なお、基台１２の上方は、加工時の切削屑、切削水等が外部に飛散しないように、切削装置１全体を覆うハウジングが配設されるが、図１では、説明の都合上省略している。

基台１２の上面には、Ｘ軸方向に延在する矩形状の開口が形成され、この開口は保持テーブル１７と共に移動されるカバー板１５、蛇腹状の防水カバー１６に覆われている。防水カバー１６の下方には、保持テーブル１７をＸ軸方向に移動させる移動手段（図示は省略する。）と、保持テーブル１７を回転させる回転手段（図示は省略する。）と、が設けられている。保持テーブル１７は、保持領域１８と、保持領域１８を囲繞して支持する枠体１９とを備えている。

アライメント手段２０は、保持テーブル１７のＸ軸方向の移動経路の上方に配設され、被加工物の切削すべき分割予定ラインを検出する。アライメント手段２０は、被加工物の表面を撮像する撮像手段２２を備えており、撮像手段２２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被加工物上の切削すべき分割予定ライン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、図示しない表示手段に表示される。

切削手段２４は、アライメント手段２０のＸ方向に隣接して配設され、保持テーブル１７に保持された被加工物に対して切削加工を施す。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軸方向に移動させられる。

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。なお、Ｘ軸方向は図１に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ軸方向は矢印Ｙで示す方向であってＸ方向に直交する方向である。Ｚ軸方向は矢印Ｚで示す方向であって、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向の双方に直交する方向である。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向で規定される平面は実質上水平である。

洗浄手段５０は、基台１２上の保持手段１４に隣接する位置であって、上記した保持テーブル１７の移動経路に沿った位置に配設される。図１に示すように、洗浄手段５０は、基台１２上に配置される洗浄基台５１と、洗浄基台５１に配設される伸縮ロッド５１ａと、伸縮ロッド５１ａに支持され昇降する洗浄具支持部５２と、洗浄具支持部５２に配設されるブラシ部５３と、ブラシ部５３を挟みＸ軸方向に隣接して配設される洗浄液供給ノズル５５及び吸引部５６と、を備えている。

図２を参照しながら、保持手段１４について説明する。保持手段１４は、保持テーブル１７と、保持テーブル１７に連結される吸引源３０と、同じく保持テーブル１７に連結される水供給源４０とから少なくとも構成される。保持テーブル１７は、被加工物を保持する保持領域１８と、保持領域１８を囲繞して支持する枠体１９から構成される。保持領域１８は、保持領域１８の全域に形成された微細な通気孔を備えた円盤状のポーラスセラミックスからなる。枠体１９は、枠体１９の支持部１９ａを介して、図示しない吸引ポンプを備えた吸引源３０に連結されている。枠体１９と吸引源３０を連結する吸引ライン３４上には、制御部１００によって開閉が自在に制御されるバルブ３２が配設される。保持領域１８の裏面と、枠体１９との間には図示しない空間が形成されており、吸引源３０を作動し、バルブ３２を開とすると、保持領域１８の全面に負圧が作用し、保持領域１８に載置される円盤状の被加工物を吸引保持することができる。

枠体１９には、枠体１９の支持部１９ａを介して、図示しない水吐出ポンプ及び水タンクを備えた水供給源４０が連結されている。枠体１９と水供給源４０を連結する水供給ライン４４上には、制御部１００によって開閉が自在に制御されるバルブ４２が配設される。水供給源４０を作動し、バルブ４２を開とすると、保持領域１８と枠体１９によって形成される空間に水が供給され、保持領域１８に形成された微細な通気孔から水を漏出させることができる。

図１、及び図３を参照しながら、洗浄手段５０についてさらに詳細に説明する。洗浄基台５１は、基台１２内部にその一部が収容される。洗浄基台５１に備えられた伸縮ロッド５１ａは、洗浄具支持部５２に接続されており、洗浄基台５１に収容されたエアーピストン等の駆動機構（図示は省略する。）により伸縮し、洗浄具支持部５２をＺ軸方向に昇降させる。なお、図３では、伸縮ロッド５１ａを１本のみ示しているが、実際には、Ｘ軸方向に離間して２本配設されている。洗浄具支持部５２の昇降量は、制御部１００により正確に制御される。ブラシ部５３は、洗浄具支持部５２をＹ軸方向から見て、略中央に配設されるものであり、洗浄具支持部５２からＹ軸方向に延びるように配設される。ブラシ部５３は、例えば、内部に硬質の芯材を備え（図示は省略する。）、該芯材の外周を覆うウレタンと、該ウレタンの表面に植毛された短いナイロン繊維からなる起毛部５４とを備える。ブラシ部５３は、洗浄具支持部５２内に配設されたモータ（図示は省略する。）に連結されており、制御部１００からの指示信号により回転するように構成されている。

ブラシ部５３とＸ軸方向に隣接した位置には、洗浄液供給ノズル５５と、吸引部５６とが配設される。図３に示すように、洗浄液供給ノズル５５、及び吸引部５６は、ブラシ部５３と同様に、洗浄具支持部５２によって支持され、ブラシ部５３をＸ軸方向において挟むように、ブラシ部５３に近接した位置に配設される。洗浄液供給ノズル５５、及び吸引部５６も、Ｙ軸方向に延びるように形成される。

洗浄液供給ノズル５５は、中空のパイプ材により形成され、洗浄具支持部５２を介して洗浄液Ｌ（例えば、希釈フッ酸）を貯留する図示しない洗浄液タンク、及び圧送ポンプ等を備えた洗浄液供給源６０に接続される。洗浄液供給ノズル５５と洗浄液供給源６０とを連結する洗浄液供給ライン６４上には、バルブ６２が配設され、制御部１００により開閉自在に制御される。洗浄液供給ノズル５５には、長手方向全体に渡ってブラシ部５３の下方に向けて洗浄液Ｌが供給されるように、洗浄液供給孔（図示は省略する。）が長手方向全体に渡って複数形成されている。なお、上記した洗浄液供給孔に代えて、洗浄液供給ノズル５５の長手方向に亘るスリットを設けるようにしてもよい。また、洗浄液Ｌは必ずしも上記した希釈フッ酸に限定されず、被加工物に応じて適宜選択されるものであり、水、又は純水であってもよい。

吸引部５６は、洗浄具支持部５２を介して、図示しない吸引ポンプ、及び廃液タンクを備えた廃液吸引源７０に接続される。吸引部５６と廃液吸引源７０とを連結する廃液排出ライン７４上には、バルブ７２が配設され、制御部１００により開閉自在に制御される。吸引部５６の下面には、長手方向（Ｙ軸方向）に伸びる開口部５６ａが形成されている。

上記した保持手段１４、洗浄手段５０は、切削装置１全体を制御する制御部１００によって制御される。制御部１００は、コンピュータにより構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入力インターフェース、及び出力インターフェースとを備えている（詳細についての図示は省略する。）。

本実施形態に係る切削装置１は、概ね以上のように形成されており、以下に切削装置１の作用について説明する。

図１に示すように、切削装置１の保持テーブル１７の保持領域１８に、被加工物として、例えば半導体ウエーハ２を載置し、吸引源３０を作動して吸引保持する。保持テーブル１７をＸ軸方向に移動させることにより、吸引保持された半導体ウエーハ２における分割予定ラインを撮像手段２２によって撮像し、撮像手段２２及び切削手段２４をＹ軸方向で移動させることで、半導体ウエーハ２の分割予定ラインと切削手段２４の切削スピンドル２８との位置合わせ、所謂アライメントを行う。アライメントを実施したならば、アライメントによって得られた位置情報に基づき、保持テーブル１７をＸ軸方向に加工送りして、切削ブレード２８を下降させて切り出し送りし、半導体ウエーハの分割予定ラインに沿って切削加工を行う。この切削加工は、例えば、ハーフカット溝の形成とすることができる。このようにして切削加工を終えたならば、保持領域１８に作用している吸引源３０の作動を停止して吸引保持状態を解除して半導体ウエーハ２を次工程に搬送する。なお、図１では、搬送手段については図示を省略している。

１枚の半導体ウエーハ２に対する切削加工を終えたならば、次の未加工の半導体ウエーハ２を保持領域１８に載置して吸引保持し、次の半導体ウエーハ２に対する加工を実施することになるが、本実施形態では、その前に、保持領域１８を洗浄する洗浄工程を実施する。図１、図３及び図４を参照しながら、洗浄手段５０の作用についてより具体的に説明する。なお、洗浄手段５０を作動させる際は、保持手段１４の吸引源３０は停止させられる。

保持領域１８の洗浄を実施するに際し、保持テーブル１７を、図１において保持テーブル１７が位置付けられている位置、すなわち、洗浄手段５０の手前側に位置付ける。次に、図３に示すように、保持テーブル１７をＸ軸方向に移動させて、洗浄手段５０に近接する位置に位置付ける。次いで、伸縮ロッド５１ａを駆動して、洗浄具支持部５２を下降させて、保持領域１８が直下に位置付けられた場合に、ブラシ部５３の起毛部５４が保持領域１８の表面に接する高さに調整する。次いで、水供給源４０を作動させ、バルブ４２を開とし、保持領域１８に対して水Ｗを供給する。次いで、洗浄具支持部５２に備えられたモータ（図示は省略する。）を駆動してブラシ部５３を矢印Ｒで示す方向に回転させる。これと共に、洗浄液供給源６０、及び廃液供給源７０を作動し、バルブ６２、７２を開とする。これにより洗浄準備工程が完了する。

上記した洗浄準備工程が完了したならば、図３に矢印Ｘで示す方向に、保持テーブル１７を移動させる。保持テーブル１７が移動すると、まず、保持領域１８の先端部が、吸引部５６の下面の開口部５６ａ部に対向する位置に達し、さらに、保持テーブル１７を移動させることで、図４（ａ）に示すように、保持領域１８が、ブラシ部５３の下方に達する。図４（ｂ）に示すように、ブラシ部５３は、矢印Ｒの方向に回転することで、保持領域１８の表面に起毛部５４が回転接触してブラッシングする。上記したように、保持領域１８には、枠体１９を介して水Ｗが供給されており、保持領域１８の表面から漏出している。この水供給源３０から供給される水Ｗと、ブラシ部５３の起毛部５４のブラッシング作用により、保持領域１８の表面に付着した汚染物質を浮上させる。そして、回転するブラシ部５３の作用により、水と汚染物質を、吸引部５６が配設された方向に掃き出す。掃き出された水と汚染物質は、ブラシ部５３のＸ軸方向において直後に配設された吸引部５６に導かれ、他所に飛散させることなく直ちに吸引除去される。これにより、汚染物質が保持領域１８に残り、保持領域１８の吸引力を低下させることを抑制する。

さらに、本実施形態では、保持テーブル１７の移動方向に洗浄水供給ノズル５５が配設されている。図４（ｂ）に示すように、洗浄液供給ノズル５５からは、洗浄液Ｌが、ブラシ部５３の起毛部５４と保持領域１８との接触部分に向けて噴射される。これにより、保持領域１８に形成された微細な通気孔に詰まっていた切削屑等を含む汚染物質が、さらに浮上させられる。そして、枠体１９を介して保持領域１８に供給された水Ｗと、洗浄液供給ノズル５５から供給された洗浄液Ｌと、浮上させられた汚染物質とを含む廃液Ｂは、開口部５６ａから吸引され、廃液排出ライン７４を通り、廃液吸引源７０に吸引される。廃液吸引源７０に空気と共に吸引された廃液Ｂは、空気と分離されて図示しない廃液タンクに収容される。なお、廃液タンクに達する前の廃液排出ライン７４上にフィルターを設置して、切削屑等の汚染物質を捕集するようにしてもよい。

本発明は、上記した実施形態に限定されず、本発明の技術的範囲に含まれる限り、種々の変形例が想定される。上記した実施形態では、洗浄手段５０に対し、ブラシ部５３に加え、洗浄液供給手段５５を備えるようにしていたが、洗浄液供給手段５５を備えない構成としてもよい。保持領域１８に対し、水供給源３０から水を供給して保持領域１８から水を漏出させると共に、ブラシ部５３で保持領域１８の表面をブラッシングすることで、汚染物質を浮上させることができ、浮上させて水と混合された汚染物質を、直ちに吸引部５６によって吸引除去することができる。

上記した実施形態では、１枚の半導体ウエーハ２を切削加工する毎に、洗浄手段５０を作動して洗浄を実施したが、これに限定されず、複数回の切削加工を実施する毎、或いは切削加工の実施が所定時間経過する毎に洗浄手段５０を作動させるようにしてもよい。

上記した実施形態では、本発明を切削装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、被加工物を研削して薄化する研削装置に適用することもできる。その場合の加工手段は、回転する研削砥石を含む研削手段であり、洗浄手段は、研削時に被加工物を保持する保持手段に隣接するように配設される。

１：切削装置
２：半導体ウエーハ
４：操作手段
１０：枠部
１２：基台
１５：カバー板
１６：防水カバー
１７：保持テーブル
１８：保持領域
１９：枠体
２０：アライメント手段
２２：撮像手段
２４：切削手段
２６：スピンドル
２８：切削ブレード
３０：吸引源
３４：吸引ライン
４０：水供給源
４４：水供給ライン
５０：洗浄手段
５１：洗浄基台
５１ａ：伸縮ロッド
５２：洗浄具支持部
５３：ブラシ部
５４：起毛部
５５：洗浄液供給ノズル
５６：吸引部
６０：洗浄液供給源
６４：洗浄液供給ライン
７０：廃液吸引源
７４：廃液排出ライン
１００：制御部

Claims (2)

1. 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、を少なくとも備えた加工装置であって、
   該保持手段は、被加工物を吸引保持する保持領域と、該保持領域を支持する枠体と、該枠体にバルブを介して連結される吸引源と、該枠体にバルブを介して連結される水供給源と、から少なくとも構成され、
   該保持手段に隣接し、該保持領域を洗浄する洗浄手段が配設され、
   該洗浄手段は、ブラシ部と、吸引部と、を備え、
   該水供給源のバルブを開き、該保持手段の保持領域に水を供給しつつ該ブラシ部で保持領域に蓄積された汚染物質を浮上させて該吸引部で該汚染物質が混入した洗浄後の廃液を吸引除去するように構成される、加工装置。
2. 該洗浄手段は、洗浄液を供給する洗浄液供給ノズルを備え、該保持手段の保持領域に該洗浄液を供給する、請求項１に記載の加工装置。