JP2023000305A - 治具チャック、研削装置、および板状ワークの分割方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】テープを用いないでDBGプロセスを実施する。【解決手段】表面21に格子状の溝29が形成されている板状ワーク20を、吸引孔111を有する第1治具チャック100の吸引面110によって吸引保持している。そして、この状態で、板状ワーク20の裏面22を研削砥石77によって研削することによって、板状ワーク20を複数のチップ27に分割している。ここで、第1治具チャック100の吸引孔111は、それぞれ、板状ワーク20の各チップ27に対応して、各チップ27の下方に配置されている。このため、板状ワーク20が複数のチップ27に分割されても、各チップ27は、対応する吸引孔111に吸引されて、吸引面110に保持されたままとなる。したがって、板状ワーク20の表面21にテープを貼着しなくても、分割によって得られたチップ27が飛散することを抑制することができる。【選択図】図12
Description
本発明は、治具チャック、研削装置、および板状ワークの分割方法に関する。
板状ワーク(パッケージ基板)を切削してチップにする切削装置では、切削時にチップがバラバラにならないように、テープの代わりに、チップを保持する治具を用いることがある(特許文献1~5参照)。
また、デバイスが表面に形成されたウェーハを、表面から切削ブレードを切り込ませて切削すると、カーフ(切り口)に沿って、裏面にチッピングが形成される。
チッピングを小さくするために、ウェーハの表面から切削ブレードでハーフカットして格子状の溝を形成した後、表面にテープを貼着して裏面を研削砥石で研削することによってチップにするDBG(Dicing Before Grinding)プロセスがある。
上記のDBGプロセスでは、ウェーハの裏面を研削する際に、テープを用いて、チップが飛散することを抑制している。
また、ウェーハをハーフカットする際にも、チャックテーブルがウェーハを吸引保持しやすいように、テープを用いることがある。
また、ウェーハをハーフカットする際にも、チャックテーブルがウェーハを吸引保持しやすいように、テープを用いることがある。
本発明の目的は、テープを用いないでDBGプロセスを実施することにある。
本発明の治具チャック(本治具チャック)は、一方の面に他方の面に到達しない深さの格子状の溝が形成された板状ワークの一方の面を吸引保持して他方の面を研削砥石によって研削することによって該溝を露出させ板状ワークを分割したチップを吸引保持する治具チャックであって、板状ワークの該一方の面を吸引する、上面に配置される吸引面と、該チップに対応して該吸引面に開口する一端部を有する吸引孔と、下面に開口する第1連通口と、該吸引孔の他端部と該第1連通口とを連通する第1連通路と、該第1連通路に配置され、該吸引孔から吸引源を離脱した際に閉じる第1逆止弁と、を備える。
本治具チャックは、該第1連通路の該吸引孔との接点と該第1逆止弁との間に配置する分岐部と、該吸引面の周囲の上面または側面に開口する第2連通口と、該分岐部と該第2連通口とを連通する第2連通路と、該第2連通路に配置され、該吸引孔から吸引源を離脱した際に閉じる第2逆止弁と、を備えてもよい。
本発明の第1の研削装置は、本治具チャックを用いて該溝が形成されている板状ワークの一方の面を吸引保持し、他方の面を研削砥石によって研削する研削装置であって、該治具チャックの下面を支持する支持面を有する支持テーブルを備え、該支持テーブルは、該支持面が該治具チャックを支持した際に該第1逆止弁を開く第1開放部と、該支持面が該治具チャックを支持しているときに該吸引孔を吸引源に連通可能に、該支持面に開口されている支持テーブル連結路と、を備え、該支持テーブルの該支持面が支持した該治具チャックの該吸引面によって吸引保持された板状ワークの上面に該溝が露出するまで、該研削砥石で板状ワークの上面を研削する。
第1の研削装置では、該支持テーブルは、該第1開放部を該支持面に直交する方向に移動させることにより、該支持面によって支持された該治具チャックの該第1逆止弁を開閉する開閉機構をさらに備えてもよい。
本発明の第2の研削装置は、該第2逆止弁等を備える本治具チャックを用いて該溝が形成されている板状ワークの一方の面を吸引保持し、他方の面を研削砥石で研削する研削装置であって、該治具チャックの下面を支持する支持面を有する支持テーブルを備え、該支持テーブルは、該支持面が該治具チャックを支持した際に該第1逆止弁を開く第1開放部と、該支持面が該治具チャックを支持しているときに該吸引孔を吸引源に連通可能に、該支持面に開口されている支持テーブル連結路と、を備え、該治具チャックを該支持テーブルから搬出する搬出機構をさらに備え、該搬出機構は、該治具チャックを上方から保持する際に、該第2逆止弁を開く第2開放部を備える。
本発明の板状ワークの分割方法は、板状ワークを分割する板状ワークの分割方法であって、板状ワークの一方の面に他方の面に到達しない深さの格子状の溝を形成可能な溝形成装置の第1支持テーブルによって、第1治具チャックを支持する、第1支持工程と、吸引源に連通されて板状ワークを吸引保持する第1治具チャックの吸引面によって、板状ワークの他方の面を吸引保持する、第1吸引保持工程と、該第1支持テーブルに支持され該第1治具チャックが吸引保持している板状ワークの一方の面に該溝を形成する、溝形成工程と、該第1治具チャックが板状ワークを吸引保持した状態を維持し、該第1支持テーブルから該第1治具チャックを離脱する、第1離脱工程と、板状ワークの上下面を反転させる反転工程と、吸引源に連通されて板状ワークを吸引保持する第2治具チャックを、研削装置の第2支持テーブルによって支持する、第2支持工程と、該第1治具チャックが吸引保持している状態の板状ワークの一方の面を、該第2治具チャックの吸引面によって吸引保持する、第2吸引保持工程と、板状ワークから該第1治具チャックを離脱する、第2離脱工程と、該第2支持テーブルに支持された該第2治具チャックに吸引保持されている板状ワークの他方の面を研削砥石によって研削して該溝を露出させる研削工程と、を含む。
本治具チャックは、該第1連通路の該吸引孔との接点と該第1逆止弁との間に配置する分岐部と、該吸引面の周囲の上面または側面に開口する第2連通口と、該分岐部と該第2連通口とを連通する第2連通路と、該第2連通路に配置され、該吸引孔から吸引源を離脱した際に閉じる第2逆止弁と、を備えてもよい。
本発明の第1の研削装置は、本治具チャックを用いて該溝が形成されている板状ワークの一方の面を吸引保持し、他方の面を研削砥石によって研削する研削装置であって、該治具チャックの下面を支持する支持面を有する支持テーブルを備え、該支持テーブルは、該支持面が該治具チャックを支持した際に該第1逆止弁を開く第1開放部と、該支持面が該治具チャックを支持しているときに該吸引孔を吸引源に連通可能に、該支持面に開口されている支持テーブル連結路と、を備え、該支持テーブルの該支持面が支持した該治具チャックの該吸引面によって吸引保持された板状ワークの上面に該溝が露出するまで、該研削砥石で板状ワークの上面を研削する。
第1の研削装置では、該支持テーブルは、該第1開放部を該支持面に直交する方向に移動させることにより、該支持面によって支持された該治具チャックの該第1逆止弁を開閉する開閉機構をさらに備えてもよい。
本発明の第2の研削装置は、該第2逆止弁等を備える本治具チャックを用いて該溝が形成されている板状ワークの一方の面を吸引保持し、他方の面を研削砥石で研削する研削装置であって、該治具チャックの下面を支持する支持面を有する支持テーブルを備え、該支持テーブルは、該支持面が該治具チャックを支持した際に該第1逆止弁を開く第1開放部と、該支持面が該治具チャックを支持しているときに該吸引孔を吸引源に連通可能に、該支持面に開口されている支持テーブル連結路と、を備え、該治具チャックを該支持テーブルから搬出する搬出機構をさらに備え、該搬出機構は、該治具チャックを上方から保持する際に、該第2逆止弁を開く第2開放部を備える。
本発明の板状ワークの分割方法は、板状ワークを分割する板状ワークの分割方法であって、板状ワークの一方の面に他方の面に到達しない深さの格子状の溝を形成可能な溝形成装置の第1支持テーブルによって、第1治具チャックを支持する、第1支持工程と、吸引源に連通されて板状ワークを吸引保持する第1治具チャックの吸引面によって、板状ワークの他方の面を吸引保持する、第1吸引保持工程と、該第1支持テーブルに支持され該第1治具チャックが吸引保持している板状ワークの一方の面に該溝を形成する、溝形成工程と、該第1治具チャックが板状ワークを吸引保持した状態を維持し、該第1支持テーブルから該第1治具チャックを離脱する、第1離脱工程と、板状ワークの上下面を反転させる反転工程と、吸引源に連通されて板状ワークを吸引保持する第2治具チャックを、研削装置の第2支持テーブルによって支持する、第2支持工程と、該第1治具チャックが吸引保持している状態の板状ワークの一方の面を、該第2治具チャックの吸引面によって吸引保持する、第2吸引保持工程と、板状ワークから該第1治具チャックを離脱する、第2離脱工程と、該第2支持テーブルに支持された該第2治具チャックに吸引保持されている板状ワークの他方の面を研削砥石によって研削して該溝を露出させる研削工程と、を含む。
本治具チャックでは、一方の面に格子状の溝が形成されている板状ワークを、吸引孔を有する吸引面によって吸引保持している。ここで、吸引孔は、それぞれ、溝によって区分けされている板状ワークのチップに対応して形成されている。このため、板状ワークの他方の面を研削砥石で研削することによって板状ワークを複数のチップに分割したときに、各チップが、対応する吸引孔に吸引されて、吸引面に保持されたままとなる。
したがって、本治具チャックを用いることにより、板状ワークの一方の面にテープを貼着しなくても、板状ワークを複数のチップに分割した際にチップが飛散することを抑制することができる。
図1に示すように、本実施形態にかかる研削装置1は、被加工物としての板状ワーク20を研削するための装置である。板状ワーク20は、たとえば四角形の板状ワークであり、表面21および裏面22を含む。
板状ワーク20の表面21には、格子状の分割予定ライン23が形成されている。そして、板状ワーク20には、分割予定ライン23によって区画された各領域に、デバイス25が形成されている。
研削装置1によって板状ワーク20が研削される前に、この分割予定ライン23に沿って、表面21に、裏面22に到達しない深さの格子状の溝が形成される。このような板状ワーク20の裏面22を研削砥石によって研削することにより、裏面22に溝を露出させ、板状ワーク20が、それぞれ1つのデバイス25を含む複数のチップ27に分割される(DBGプロセス)。
図1に示すように、研削装置1は、直方体状の基台10、上方に延びるコラム11、および、研削装置1の各部材を制御する制御部7を備えている。
基台10の上面側には、開口部13が設けられている。そして、開口部13内には、ワーク保持機構30が配置されている。ワーク保持機構30は、板状ワーク20を保持する四角形状の第1治具チャック100、第1治具チャック100を支持する研削用支持テーブル200、研削用支持テーブル200を支持する支持部材36、研削用支持テーブル200および支持部材36を回転させるテーブル回転部材としてのテーブルモータ34、および、研削用支持テーブル200の傾きを調整可能な支持柱35を含んでいる。
第1治具チャック100は、裏面22に到達しない深さの格子状の溝が形成されている板状ワーク20の一方の面である表面21を吸引保持することにより、板状ワーク20を保持する。第1治具チャック100は、板状ワーク20の表面21を吸引して保持する吸引面110を有している。吸引面110は、第1治具チャック100の上面に配置される。
研削用支持テーブル200は、円形に形成されており、その上面に、円形の支持面202を有している。研削用支持テーブル200は、この支持面202によって、板状ワーク20を保持している第1治具チャック100を支持する。
テーブルモータ34は、研削用支持テーブル200を、支持面202の中心を軸に回転させる。すなわち、研削用支持テーブル200は、下方に設けられたテーブルモータ34により、支持面202によって第1治具チャック100を保持した状態で、支持面202の中心を通るテーブル回転軸を中心として、支持部材36とともに回転可能である。
研削用支持テーブル200の周囲には、研削用支持テーブル200とともにY軸方向に沿って移動されるカバー板39が設けられている。また、カバー板39には、Y軸方向に伸縮する蛇腹カバー12が連結されている。そして、ワーク保持機構30の下方には、Y軸方向移動機構40が配設されている。
Y軸方向移動機構40は、ワーク保持機構30と研削機構70とを、相対的に、支持面202に平行な方向であるY軸方向に移動させる。本実施形態では、Y軸方向移動機構40は、研削機構70に対して、研削用支持テーブル200を含むワーク保持機構30をY軸方向に移動させるように構成されている。
Y軸方向移動機構40は、Y軸方向に平行な一対のY軸ガイドレール42、このY軸ガイドレール42上をスライドするY軸移動テーブル45、Y軸ガイドレール42と平行なY軸ボールネジ43、Y軸ボールネジ43に接続されているY軸モータ44、および、これらを保持する保持台41を備えている。
Y軸移動テーブル45は、Y軸ガイドレール42にスライド可能に設置されている。Y軸移動テーブル45の下面には、図示しないナット部が固定されている。このナット部には、Y軸ボールネジ43が螺合されている。Y軸モータ44は、Y軸ボールネジ43の一端部に連結されている。
Y軸方向移動機構40では、Y軸モータ44がY軸ボールネジ43を回転させることにより、Y軸移動テーブル45が、Y軸ガイドレール42に沿って、Y軸方向に移動する。Y軸移動テーブル45には、支持柱35を介して、ワーク保持機構30の支持部材36が載置されている。したがって、Y軸移動テーブル45のY軸方向への移動に伴って、研削用支持テーブル200を含むワーク保持機構30が、Y軸方向に移動する。
本実施形態では、研削用支持テーブル200を含むワーク保持機構30は、板状ワーク20を保持している第1治具チャック100を支持面202に支持させるための-Y方向側の治具チャック支持領域と、板状ワーク20が研削される+Y方向側の研削領域との間を、Y軸方向移動機構40によって、Y軸方向に沿って移動される。
また基台10上の後方(+Y方向側)には、コラム11が立設されている。コラム11の前面には、板状ワーク20を研削する研削機構70、および、研削送り機構50が設けられている。
研削送り機構50は、研削用支持テーブル200を含むワーク保持機構30と研削機構70とを、相対的に、支持面202に垂直な方向であるZ軸方向(研削送り方向)に移動させる。本実施形態では、研削送り機構50は、研削用支持テーブル200に対して、研削機構70をZ軸方向に移動させるように構成されている。
研削送り機構50は、Z軸方向に平行な一対のZ軸ガイドレール51、このZ軸ガイドレール51上をスライドするZ軸移動テーブル53、Z軸ガイドレール51と平行なZ軸ボールネジ54、Z軸モータ52、および、Z軸移動テーブル53に取り付けられたホルダ56を備えている。ホルダ56は、研削機構70を保持している。
Z軸移動テーブル53は、Z軸ガイドレール51にスライド可能に設置されている。Z軸移動テーブル53には、図示しないナット部が固定されている。このナット部には、Z軸ボールネジ54が螺合されている。Z軸モータ52は、Z軸ボールネジ54の一端部に連結されている。
研削送り機構50では、Z軸モータ52がZ軸ボールネジ54を回転させることにより、Z軸移動テーブル53が、Z軸ガイドレール51に沿って、Z軸方向に移動する。これにより、Z軸移動テーブル53に取り付けられたホルダ56、および、ホルダ56に保持された研削機構70が、Z軸移動テーブル53とともにZ軸方向に移動する。
研削機構70は、ホルダ56に固定されたスピンドルハウジング71、スピンドルハウジング71に回転可能に保持されたスピンドル72、スピンドル72を回転駆動するスピンドルモータ73、スピンドル72の下端に取り付けられたホイールマウント74、および、ホイールマウント74に支持された研削ホイール75を備えている。
スピンドルハウジング71は、ホルダ56に保持されている。スピンドル72は、Z軸方向に沿って延伸するとともに、延伸方向に沿う軸を中心に回転可能なように、スピンドルハウジング71に支持されている。
スピンドルモータ73は、スピンドル72の上端側に連結されており、スピンドル72を回転させる。
ホイールマウント74は、円板状に形成されており、スピンドル72の下端(先端)に固定されている。ホイールマウント74は、研削ホイール75を支持している。
研削ホイール75は、外径がホイールマウント74の外径と略同径を有するように形成されている。研削ホイール75は、金属材料から形成された円環状のホイール基台(環状基台)76を含む。ホイール基台76の内部には、図示しない水源からの加工水を研削砥石77に供給するための加工水路(図示せず)が形成されている。
ホイール基台76の下面には、全周にわたって、環状に配列された複数の砥石からなる、環状の研削砥石77が固定されている。環状の研削砥石77は、研削用支持テーブル200の支持面202の中心を下面が通るように配置された場合に、支持面202から水平方向にはみ出るような内径を有する。なお、環状の研削砥石77では、複数のセグメント砥石が、隙間を備えて環状に配置されている。
この環状の研削砥石77は、その中心をスピンドル72の延伸方向が通るように、ホイール基台76に形成されている。したがって、研削砥石77は、その中心を通るスピンドル回転軸を中心に、スピンドル72、ホイールマウント74、およびホイール基台76を介して、スピンドルモータ73によって回転され、研削領域に配置されている研削用支持テーブル200に支持された第1治具チャック100に保持されている板状ワーク20の裏面22を研削する。
このように、研削装置1は、格子状の溝が形成されている板状ワーク20の一方の面である表面21を第1治具チャック100を用いて吸引保持し、他方の面である裏面22を研削砥石77によって研削する研削装置である。
また、図1に示すように、基台10における開口部13の側部には、厚み測定機構60が配設されている。厚み測定機構60は、第1治具チャック100に保持された板状ワーク20の厚みを、接触式にて測定することができる。
すなわち、厚み測定機構60は、研削用支持テーブル200に保持されている第1治具チャック100の吸引面110と同一面に第1接触子61を接触させ、第1治具チャック100の吸引面110が吸引保持した板状ワーク20の上面に、第2接触子62を接触させる。これにより、厚み測定機構60は、第1治具チャック100の吸引面110の高さおよび板状ワーク20の上面高さを測定することができる。そして、厚み測定機構60は、測定された吸引面110の高さと板状ワーク20の上面高さとの差を、板状ワーク20の厚みとして算出することができる。
なお、厚み測定機構60では、第1接触子61を研削用支持テーブル200の支持面高さ測定面204に接触させて、支持面高さ測定面204の高さを測定してもよい。この場合、厚み測定機構60は、第1接触子61によって測定された支持面高さ測定面204の高さと、第2接触子62によって測定された板状ワーク20の上面高さとの差から、あらかじめ設定した研削用支持テーブル200の吸引面110と支持面高さ測定面204との距離を差し引き、板状ワーク20の厚みを算出することができる。
なお、厚み測定機構60では、第1接触子61を研削用支持テーブル200の支持面高さ測定面204に接触させて、支持面高さ測定面204の高さを測定してもよい。この場合、厚み測定機構60は、第1接触子61によって測定された支持面高さ測定面204の高さと、第2接触子62によって測定された板状ワーク20の上面高さとの差から、あらかじめ設定した研削用支持テーブル200の吸引面110と支持面高さ測定面204との距離を差し引き、板状ワーク20の厚みを算出することができる。
また、厚み測定機構60は、第1接触子61および第2接触子62に代えて、非接触式の距離測定器、たとえばレーザー式の距離測定器を備えてもよい。この距離測定器は、たとえば、板状ワーク20を透過する波長を有するレーザー光線を板状ワーク20に照射し、板状ワーク20の下面からの反射光と板状ワーク20の上面からの反射光とを受光し、各反射光の光路差に基づいて板状ワーク20の厚みを測定してもよい。
また、非接触式の厚み測定部は、板状ワーク20の下面からの反射光と板状ワーク20の上面からの反射光との干渉光を解析することにより板状ワーク20の厚みを測定する分光干渉式ウェーハ厚み計であってもよい。測定光を出射する光源として、SLD(Super Luminescent Diode)が備えられてもよい。
また、非接触式の厚み測定部は、板状ワーク20の下面からの反射光と板状ワーク20の上面からの反射光との干渉光を解析することにより板状ワーク20の厚みを測定する分光干渉式ウェーハ厚み計であってもよい。測定光を出射する光源として、SLD(Super Luminescent Diode)が備えられてもよい。
また、非接触式の距離測定器は、たとえば、板状ワーク20および吸引面110を透過しない波長の光または音波を用いてもよい。これにより、吸引面110の高さと板状ワーク20の上面の高さとを測定することができる。測定された吸引面110の高さと板状ワーク20の高さとの差分に基づいて、板状ワーク20の厚みを算出することができる。
また、制御部7は、制御プログラムに従って演算処理を行うCPU、および、メモリ等の記憶媒体等を備えている。制御部7は、研削装置1の上述した各部材を制御して、研削用支持テーブル200による第1治具チャック100の支持動作、および、板状ワーク20に対する研削加工を制御する。
ここで、第1治具チャック100の構成について説明する。
図2および図3(a)に示すように、第1治具チャック100は、上述した吸引面110と、吸引面110の外側に設けられた環状の周縁部120を有している。
図2および図3(a)に示すように、第1治具チャック100は、上述した吸引面110と、吸引面110の外側に設けられた環状の周縁部120を有している。
吸引面110は、板状ワーク20を吸引する部分であり、第1治具チャック100の上面に配置されている。第1治具チャック100の下面は、研削用支持テーブル200に支持される被支持面140となっている。
また、第1治具チャック100は、その内部に、複数の吸引孔111を有している。吸引孔111は、吸引面110に吸引保持される板状ワーク20における複数のチップ27(図1参照)に対応して形成されている。吸引孔111は、チップ27に対応して吸引面110に開口している一端部としての吸引口112を有している。
また、第1治具チャック100は、吸引孔111の他端部側(被支持面140側)に、第1連通路114を有している。第1連通路114は、吸引孔111の他端部と被支持面140とを接続している。すなわち、第1連通路114は、複数の吸引孔111の他端部どうしを接続するするように第1治具チャック100内を延伸しているとともに、周縁部120において被支持面140に向かって伸びており、被支持面140に連通している。すなわち、第1連通路114は、周縁部120において被支持面140に向かって延びる末端部1141を有している。
第1連通路114の被支持面140側の端部(すなわち末端部1141の被支持面140側の端部)には、被支持面140に開口している第1連通口115が設けられている。すなわち、第1連通路114は、吸引孔111の他端部と第1連通口115とを連通している。図3(b)に示すように、第1連通口115(および末端部1141)は、四角形状の第1治具チャック100の被支持面140における四隅に設けられている。また、第1連通口115は、第1連通路114の末端部1141の径よりも狭い径を有している。
また、図2に示すように、第1治具チャック100は、第1逆止弁116(真空維持弁)を有している。第1逆止弁116は、第1連通路114の末端部1141における各第1連通口115の近傍に配置されている。したがって、第1逆止弁116も、第1治具チャック100の四隅に配置されている。
第1逆止弁116は、第1連通口115に係合可能な第1弁体117、および、第1弁体117を付勢する付勢部材118を、第1連通路114の末端部1141内に有している。
第1弁体117は、第1連通路114の末端部1141の径よりも小さく、かつ、第1連通口115の径よりも大きい径を有している。付勢部材118は、たとえばコイルばねであり、一端が第1弁体117に接続されているとともに、他端が、末端部1141の吸引面110側の端部に取り付けられている。付勢部材118は、末端部1141内において、第1弁体117を第1連通口115側に付勢している。これにより、第1弁体117は、他の外力を受けない場合には、付勢部材118により第1連通口115に押し付けられて、大気圧に抗して第1連通口115を塞ぐように構成されている。
また、第1治具チャック100の側面には、被把持部材119が備えられている。被把持部材119は、第1治具チャック100を移動させる際に、移動機構の把持部材あるいは作業者の手によって把持される部分である。
次に、研削用支持テーブル200の構成について説明する。
図4および図5に示すように、研削用支持テーブル200は、第1治具チャック100の被支持面140を支持するための、四角形状の支持面202を有している。支持面202の周囲の面は、支持面高さ測定面204であり、支持面202と面一となるように形成されている。
図4および図5に示すように、研削用支持テーブル200は、第1治具チャック100の被支持面140を支持するための、四角形状の支持面202を有している。支持面202の周囲の面は、支持面高さ測定面204であり、支持面202と面一となるように形成されている。
また、研削用支持テーブル200における支持面202の四隅のそれぞれに、第1連結部210が設けられている。第1連結部210は、支持面202によって支持されている第1治具チャック100の第1連通口115(図2参照)に対応する位置に、設けられている。
第1連結部210は、図5および図6に示すように、研削用支持テーブル200の内部から支持面202に達する通路である第1テーブル連結路(支持テーブル連結路)213、および、第1テーブル連結路213における支持面202側の端部近傍に設けられている第1開放部211を有している。
第1開放部211は、支持面202から突出する円柱状の突起である。第1開放部211は、支持面202によって支持されている第1治具チャック100の第1逆止弁116(図2参照)に対応する位置に、設けられている。すなわち、第1開放部211は、支持面202によって第1治具チャック100を支持した際に、付勢部材118の付勢力に抗して第1弁体117を下方から押圧することにより、第1逆止弁116を開くためのものである。
第1テーブル連結路213は、支持面202が第1治具チャック100を支持しているときに吸引孔111を第1吸引源230に連通可能に、支持面202に開口されている。第1テーブル連結路213は、図6に示すように、支持面202に開口されている第1テーブル連結口214を有している。第1開放部211は、この第1テーブル連結口214を通って外部に突出している。
また、第1テーブル連結路213は、図5に示すように、第1吸引通路227を介して第1吸引源230に接続されており、第1吸引源230に連通可能である。第1吸引通路227には、第1吸引源230と第1テーブル連結路213との連通を開閉するための第1吸引バルブ221が配置されている。
第1テーブル連結路213は、第1開放部211によって第1逆止弁116が開かれているときに、第1治具チャック100の第1連通口115および第1連通路114を介して、吸引孔111に連結される。
また、図6に示すように、第1連結部210は、第1テーブル連結口214の周囲に配設された吸盤216を有する。吸盤216は、蛇腹を有する円筒状に形成されている。吸盤216は、支持面202が第1治具チャック100を支持する際に、第1治具チャック100の被支持面140に押圧されることにより、支持面202に垂直な方向(第1開放部211の延びる方向)に沿って縮む。
また、図5に示すように、研削用支持テーブル200の内部には、エア通路226が設けられている。エア通路226の一端は、支持面202に接続されている。また、エア通路226の他端は、第1エア源231および第1吸引源230に接続されている。エア通路226と第1エア源231との間には、これらの連通を開閉するためのエアバルブ223が設けられている。また、エア通路226と第1吸引源230との間には、これらの連通を開閉するための支持面吸引バルブ224が設けられている。
以下に、このような構成を有する研削装置1を用いる、板状ワーク20の加工方法について説明する。この加工方法は、板状ワーク20を分割する板状ワークの分割方法の一例である。
[溝形成工程]
研削装置1を用いる加工の前に、まず、板状ワーク20に、溝が形成される。たとえば、図7に示すように、回転する切削ブレード301を用いて、板状ワーク20の表面21に形成されている分割予定ライン23を切削する。これにより、表面21に、分割予定ライン23に沿って、裏面22に到達しない深さの溝29が形成される。その結果、板状ワーク20が、溝29により、それぞれ1つのデバイス25を含む複数のチップ27に区分けされる。
研削装置1を用いる加工の前に、まず、板状ワーク20に、溝が形成される。たとえば、図7に示すように、回転する切削ブレード301を用いて、板状ワーク20の表面21に形成されている分割予定ライン23を切削する。これにより、表面21に、分割予定ライン23に沿って、裏面22に到達しない深さの溝29が形成される。その結果、板状ワーク20が、溝29により、それぞれ1つのデバイス25を含む複数のチップ27に区分けされる。
[吸引保持工程]
この工程では、まず、作業者が、図8に示すように、研削装置1における治具チャック支持領域に位置している研削用支持テーブル200の支持面202上に、被支持面140が下向きとなるように、第1治具チャック100を載置する。この際、第1治具チャック100の第1逆止弁116と研削用支持テーブル200の第1連結部210との位置を、互いに一致させる。
この工程では、まず、作業者が、図8に示すように、研削装置1における治具チャック支持領域に位置している研削用支持テーブル200の支持面202上に、被支持面140が下向きとなるように、第1治具チャック100を載置する。この際、第1治具チャック100の第1逆止弁116と研削用支持テーブル200の第1連結部210との位置を、互いに一致させる。
これにより、図9に示すように、研削用支持テーブル200の第1開放部211が、第1治具チャック100における第1逆止弁116の付勢部材118の付勢力に抗して、第1弁体117を下方から押圧する。これにより、第1弁体117が第1連通口115から離れて、第1逆止弁116が開く。その結果、研削用支持テーブル200の第1テーブル連結路213と、第1治具チャック100の第1連通路114および吸引孔111とが、互いに連通される。
その後、制御部7が、図8に示すように、エアバルブ223を閉じるとともに、支持面吸引バルブ224を開ける。これにより、第1吸引源230が、エア通路226を介して支持面202に連通されて、第1治具チャック100の被支持面140が、研削用支持テーブル200の支持面202によって吸引されて支持される。
次に、作業者が、図8に示すように、板状ワーク20を、格子状の分割予定ライン23(図1参照)が形成されている表面21が下向きとなり、裏面22が上向きとなるように、第1治具チャック100の吸引面110に載置する。これにより、板状ワーク20における複数のチップ27に対応して形成されている吸引孔111が、それぞれ、板状ワーク20の表面21における各チップ27の下方に配置される。
その後、制御部7は、第1吸引バルブ221を開ける。この際、第1逆止弁116が開いているため、第1吸引源230が、研削用支持テーブル200の第1吸引通路227、第1テーブル連結路213、および、第1治具チャック100の第1連通路114を介して、吸引孔111に連通される。その結果、第1連通路114および吸引孔111内が負圧となって、吸引面110によって板状ワーク20の表面21が吸引保持される。このように、第1逆止弁116は、吸引孔111を第1吸引源230に連通する際に第1開放部211によって開くように構成されている。
[研削工程]
次に、制御部7は、研削用支持テーブル200を含むワーク保持機構30(図1参照)を、Y軸方向移動機構40を用いて、研削機構70の下方の研削領域に移動させる。さらに、制御部7は、研削機構70のスピンドルモータ73を制御して、図10に示すように、スピンドル回転軸700を中心に研削砥石77を回転させる(矢印701)。さらに、制御部7は、テーブルモータ34を制御して、研削用支持テーブル200を回転させる。そして、制御部7は、研削送り機構50を用いて研削機構70をZ軸方向に沿って移動させながら、回転する研削砥石77の下面によって、研削用支持テーブル200の支持面202が支持した第1治具チャック100の吸引面110に吸引保持されている板状ワーク20の裏面22を、裏面22に溝が露出するまで研削する。
次に、制御部7は、研削用支持テーブル200を含むワーク保持機構30(図1参照)を、Y軸方向移動機構40を用いて、研削機構70の下方の研削領域に移動させる。さらに、制御部7は、研削機構70のスピンドルモータ73を制御して、図10に示すように、スピンドル回転軸700を中心に研削砥石77を回転させる(矢印701)。さらに、制御部7は、テーブルモータ34を制御して、研削用支持テーブル200を回転させる。そして、制御部7は、研削送り機構50を用いて研削機構70をZ軸方向に沿って移動させながら、回転する研削砥石77の下面によって、研削用支持テーブル200の支持面202が支持した第1治具チャック100の吸引面110に吸引保持されている板状ワーク20の裏面22を、裏面22に溝が露出するまで研削する。
このように、研削装置1は、第1治具チャック100を用いて溝29が形成されている板状ワーク20の表面21を吸引保持し、裏面22を研削砥石77によって研削することができる。そして、このように裏面22が研削されることにより、図7に示した溝29の底の部分(溝29と裏面22との間の部分)28が取り除かれて、図11に示すように、裏面22から溝29が露出する。これにより、板状ワーク20が、それぞれ1つのデバイス25を含む複数のチップ27に分割される。
なお、上述したように、第1治具チャック100の複数の吸引孔111が、それぞれ、板状ワーク20の各チップ27に対応して、各チップ27の下方に配置されている。このため、分割されたチップ27は、それぞれ、対応する吸引孔111に吸引されて、吸引面110に保持されままとなる。
[離脱工程]
この工程では、第1治具チャック100を研削用支持テーブル200から取り外す。この際、制御部7が、図11に示すように、支持面吸引バルブ224および第1吸引バルブ221を閉めるとともに、エアバルブ223を開けて、第1エア源231を研削用支持テーブル200の支持面202に連通させる。これにより、支持面202と第1治具チャック100の被支持面140との間にエアが送り込まれ、矢印250によって示すように、第1治具チャック100の被支持面140がエアによって押し上げられる。
この工程では、第1治具チャック100を研削用支持テーブル200から取り外す。この際、制御部7が、図11に示すように、支持面吸引バルブ224および第1吸引バルブ221を閉めるとともに、エアバルブ223を開けて、第1エア源231を研削用支持テーブル200の支持面202に連通させる。これにより、支持面202と第1治具チャック100の被支持面140との間にエアが送り込まれ、矢印250によって示すように、第1治具チャック100の被支持面140がエアによって押し上げられる。
この状態で、作業者が、たとえば被把持部材119を把持して第1治具チャック100を上昇させることで、吸引孔111を含む第1治具チャック100が、第1吸引源230を含む研削用支持テーブル200から離脱する。この際、図12に示すように、第1治具チャック100の第1弁体117が、研削用支持テーブル200の第1開放部211から離れて、付勢部材118の付勢力によって第1連通口115に押し付けられて第1連通口115を塞ぎ、第1逆止弁116が閉じる。このように、第1逆止弁116は、吸引孔111から第1吸引源230を離脱した際に閉じるように構成されている。
このため、第1治具チャック100を研削用支持テーブル200から取り外しても、第1連通路114および吸引孔111内の負圧状態が維持され、板状ワーク20の各チップ27が、対応する吸引孔111に吸引されて、吸引面110に保持されたままとなる。
以上のように、本実施形態では、表面21に格子状の溝29が形成されている板状ワーク20を、吸引孔111を有する第1治具チャック100の吸引面110によって吸引保持している。そして、この状態で、板状ワーク20の裏面22を研削砥石77によって研削することによって、溝29の底の部分28(図7参照)を取り除いて、板状ワーク20を複数のチップ27に分割している(DBGプロセス)。
ここで、第1治具チャック100の吸引孔111は、それぞれ、板状ワーク20の各チップ27に対応して、各チップ27の下方に配置されている。このため、板状ワーク20が複数のチップ27に分割されても、各チップ27は、対応する吸引孔111に吸引されて、吸引面110に保持されたままとなる。
したがって、本実施形態では、板状ワーク20の表面21にテープを貼着しなくても、板状ワーク20を複数のチップ27に分割した際にチップ27が飛散することを抑制することができる。
なお、本実施形態では、図13および図14に示すような第2治具チャック101を用いることができる。
この第2治具チャック101は、図2、図3(a)および図3(b)に示した第1治具チャック100の構成において、第1連通路114の途中に配置されている分岐部121、分岐部121によって第1連通路114から分岐されている第2連通路123、第2連通路123の開口部である第2連通口125、および第2逆止弁127をさらに備えている。これら分岐部121、第2連通路123、第2連通口125および第2逆止弁127は、第1連通口115および第1逆止弁116等と同様に、四角形状の第2治具チャック101の四隅に設けられている。
分岐部121は、第1連通路114における末端部1141の近傍に設けられている。すなわち、分岐部121は、第1連通路114の吸引孔111との接点と第1逆止弁116との間に配置されている。
第2連通路123は、分岐部121と第2連通口125とを連通している。第2連通路123は、第1連通路114の末端部1141と同じ径を有しており、この末端部1141とともに第2治具チャック101の周縁部120を貫通する経路を形成するように、周縁部120において吸引面110側に伸びている。
第2連通路123は、分岐部121と第2連通口125とを連通している。第2連通路123は、第1連通路114の末端部1141と同じ径を有しており、この末端部1141とともに第2治具チャック101の周縁部120を貫通する経路を形成するように、周縁部120において吸引面110側に伸びている。
第2連通口125は、周縁部120における吸引面110側の面に開口されており、第2連通路123と連通している。第2連通口125は、第2連通路123の径よりも狭い径を有している。
第2逆止弁127は、第2連通路123における第2連通口125の近傍に配置されている。第2逆止弁127は、第2連通路123内に設けられ第2連通口125に係合可能な第2弁体129を有している。第2弁体129は、第2連通路123の径よりも小さく、かつ、第2連通口125の径よりも大きい径を有している。
また、第2逆止弁127は、上述した第1逆止弁116の付勢部材118を含んでいる。すなわち、第2治具チャック101では、付勢部材118は、一端が第1弁体117に接続されているとともに、他端が、第2弁体129に接続されている。そして、付勢部材118は、第1弁体117を第1連通口115側に付勢するとともに、第2弁体129を第2連通口125側に付勢している。これにより、第1弁体117および第2弁体129は、他の外力を受けない場合には、付勢部材118により、それぞれ第1連通口115および第2連通口125に押し付けられて、これらを塞ぐように構成されている。
また、図1に示すように、研削装置1の基台10上には、板状ワーク20を保持している第2治具チャック101を搬送するための搬出機構500が備えられている。搬出機構500は、特に、第2治具チャック101を研削用支持テーブル200から搬出する機能を有している。
搬出機構500は、第2治具チャック101を支持する治具チャック支持部材510、連結部材553を介して治具チャック支持部材510に取り付けられた搬送アーム550、および、搬送アーム550および治具チャック支持部材510を支持する搬送ロッド540を有している。
搬送ロッド540は、基台10に対して上下方向に伸縮するとともに、長手方向に延びる軸を中心として回転可能である。したがって、搬送ロッド540は、治具チャック支持部材510を、上下方向に移動させること、および、基台10の上面に対して平行な方向に旋回させることができる。
このような構成を有する搬出機構500は、治具チャック支持部材510によって第2治具チャック101を支持した後、搬送ロッド540の伸縮および回転を制御することによって、第2治具チャック101を任意の位置に搬送することができる。
ここで、治具チャック支持部材510の構成について説明する。治具チャック支持部材510は、図15に示すように、第2治具チャック101を支持するための板状の支持板511を有している。
支持板511は、第2治具チャック101と略同形の四角形状を有している。支持板511の周縁の4つの辺部分には、それぞれ、吸盤部材520が形成されている。吸盤部材520は、先端に吸盤521を有しているとともに、第3吸引バルブ535を備えた第3吸引通路534を介して第3吸引源533に連通されることが可能となっている。
このような支持板511を有する治具チャック支持部材510では、吸盤部材520の吸盤521を第2治具チャック101の周縁部120(図14参照)に押し付けて、吸盤部材520を第3吸引源533に連通させることにより、第2治具チャック101を吸引支持することが可能となっている。
また、支持板511の四隅のそれぞれには、第2連結部512が設けられている。第2連結部512は、図16に示すように、支持板511を貫通する筒体513を有している。そして、第2連結部512は、筒体513内に、この筒体513を貫通する通路である第2テーブル連結路(支持テーブル連結路)514、および、第2治具チャック101を上方から保持する際に第2逆止弁127を開く第2開放部516を有している。
第2開放部516は、第2テーブル連結路514における下端側の端部近傍に設けられている。第2開放部516は、下方に突出する円柱状の突起である。第2開放部516は、吸盤部材520によって支持されている第2治具チャック101の第2逆止弁127(図13参照)に対応する位置に設けられている。すなわち、第2開放部516は、吸盤部材520によって第2治具チャック101を支持する際に、付勢部材118の付勢力に抗して第2弁体129を上方から押圧することにより、第2逆止弁127を開くためのものである。
第2テーブル連結路514は、図16に示すように、筒体513の下端に開口されている第2テーブル連結口(搬送吸引口)517を有している。第2開放部516は、この第2テーブル連結口517を通って外部に突出している。
第2テーブル連結路514は、図15に示す第2吸引バルブ532を備えた第2吸引通路531を介して第2吸引源530に接続されており、第2吸引源530に連通可能である。第2テーブル連結路514は、第2開放部516によって第2逆止弁127が開かれているときに、第2治具チャック101の第2連通口125、第2連通路123および第1連通路114を介して、吸引孔111に連結される。
また、図16に示すように、第2連結部512は、第2テーブル連結口517の周囲に配設された吸盤518を有する。吸盤518は、蛇腹を有する円筒状に形成されている。吸盤518は、吸盤部材520によって第2治具チャック101を支持する際に、第2治具チャック101の周縁部120に押圧されることにより縮む。
ここで、第1治具チャック100および第2治具チャック101を用いた板状ワーク20の加工方法について説明する。この加工方法も、テープを用いないで板状ワーク20を分割する板状ワークの分割方法の一例である。
[第1支持工程]
この工程では、図17に示す溝形成装置300を用いる。この溝形成装置300は、板状ワーク20の一方の面である表面21に、他方の面である裏面22に到達しない深さの格子状の溝29を形成可能である。溝形成装置300は、溝形成用支持テーブル(第1支持テーブル)201、切削ブレード301、切削ブレード301に対して溝形成用支持テーブル201を移動させる移動機構303、および、溝形成装置300の動作を制御する切削制御部305を備えている。
この工程では、図17に示す溝形成装置300を用いる。この溝形成装置300は、板状ワーク20の一方の面である表面21に、他方の面である裏面22に到達しない深さの格子状の溝29を形成可能である。溝形成装置300は、溝形成用支持テーブル(第1支持テーブル)201、切削ブレード301、切削ブレード301に対して溝形成用支持テーブル201を移動させる移動機構303、および、溝形成装置300の動作を制御する切削制御部305を備えている。
溝形成用支持テーブル201は、支持面高さ測定面204を有していない点を除いて、図4~6に示した研削用支持テーブル200と同様の構成を有している。このため、溝形成用支持テーブル201は、たとえば、第1治具チャック100に応じた四角形状を有している。溝形成装置300は、この溝形成用支持テーブル201によって、第1治具チャック100を支持する。
この工程では、たとえば作業者が、溝形成用支持テーブル201の支持面202上に、被支持面140が下向きとなるように、第1治具チャック100を載置する。この際、第1治具チャック100の第1逆止弁116と溝形成用支持テーブル201の第1連結部210との位置を、互いに一致させる。
これにより、図18に示すように、溝形成用支持テーブル201の第1開放部211が、第1治具チャック100における第1逆止弁116の付勢部材118の付勢力に抗して、第1弁体117を下方から押圧する。これにより、第1弁体117が第1連通口115から離れて、第1逆止弁116が開く。その結果、溝形成用支持テーブル201の第1テーブル連結路213と、第1治具チャック100の第1連通路114および吸引孔111とが、互いに連通される。
その後、切削制御部305が、図17に示すように、エアバルブ223を閉じるとともに、支持面吸引バルブ224を開ける。これにより、第1吸引源230が、エア通路226を介して支持面202に連通されて、第1治具チャック100の被支持面140が、支持面202によって吸引されて支持される。
[第1吸引保持工程]
この工程では、第1吸引源230に連通されて板状ワーク20を吸引保持する第1治具チャック100の吸引面110(第1吸引面)によって、板状ワーク20の裏面22を吸引保持する。
この工程では、第1吸引源230に連通されて板状ワーク20を吸引保持する第1治具チャック100の吸引面110(第1吸引面)によって、板状ワーク20の裏面22を吸引保持する。
すなわち、作業者が、図17に示すように、板状ワーク20を、格子状の分割予定ライン23(図1参照)が形成されている表面21が上向きとなり、裏面22が下向きとなるように、第1治具チャック100の吸引面110に載置する。
また、このとき、切削制御部305は、第1吸引バルブ221を開ける。これにより、第1吸引源230が、溝形成用支持テーブル201の第1吸引通路227、第1テーブル連結路213、第1治具チャック100の第1連通路114を介して、吸引孔111に連通される。その結果、第1連通路114および吸引孔111内が負圧となって、吸引面110によって板状ワーク20の裏面22が吸引保持される。
また、このとき、切削制御部305は、第1吸引バルブ221を開ける。これにより、第1吸引源230が、溝形成用支持テーブル201の第1吸引通路227、第1テーブル連結路213、第1治具チャック100の第1連通路114を介して、吸引孔111に連通される。その結果、第1連通路114および吸引孔111内が負圧となって、吸引面110によって板状ワーク20の裏面22が吸引保持される。
[溝形成工程]
この工程では、溝形成用支持テーブル201に支持され第1治具チャック100が吸引保持している板状ワーク20の表面21に溝29を形成する。すなわち、切削制御部305が、切削ブレード301を回転させるとともに、移動機構303を用いて、切削ブレード301に対する板状ワーク20の位置を、表面21に形成されている分割予定ライン23に沿って溝を形成できる位置に設定する。さらに、切削制御部305は、移動機構303を用いて、回転する切削ブレード301に対して、溝形成用支持テーブル201を移動させる。このようにして、板状ワーク20の表面21に、分割予定ライン23に沿って溝29(図19参照)が形成される。これにより、板状ワーク20が、溝29により、それぞれ1つのデバイス25を含む複数のチップ27に区分けされる。
この工程では、溝形成用支持テーブル201に支持され第1治具チャック100が吸引保持している板状ワーク20の表面21に溝29を形成する。すなわち、切削制御部305が、切削ブレード301を回転させるとともに、移動機構303を用いて、切削ブレード301に対する板状ワーク20の位置を、表面21に形成されている分割予定ライン23に沿って溝を形成できる位置に設定する。さらに、切削制御部305は、移動機構303を用いて、回転する切削ブレード301に対して、溝形成用支持テーブル201を移動させる。このようにして、板状ワーク20の表面21に、分割予定ライン23に沿って溝29(図19参照)が形成される。これにより、板状ワーク20が、溝29により、それぞれ1つのデバイス25を含む複数のチップ27に区分けされる。
[第1離脱工程]
この工程では、第1治具チャック100が板状ワーク20を吸引保持した状態を維持し、溝形成用支持テーブル201から第1治具チャック100を離脱する。具体的には、図19に示すように、溝形成装置300と研削装置1との間において第1治具チャック100を移動させるための搬送機構400を用いて、第1治具チャック100を研削装置1の研削用支持テーブル200(図1参照)に移動させる。
この工程では、第1治具チャック100が板状ワーク20を吸引保持した状態を維持し、溝形成用支持テーブル201から第1治具チャック100を離脱する。具体的には、図19に示すように、溝形成装置300と研削装置1との間において第1治具チャック100を移動させるための搬送機構400を用いて、第1治具チャック100を研削装置1の研削用支持テーブル200(図1参照)に移動させる。
図19に示すように、搬送機構400は、第1治具チャック100を保持する保持体401を備えている。保持体401は、保持アーム403、および、把持部405を有している。把持部405は、保持アーム403の先端に備えられており、第1治具チャック100の被把持部材119を把持する。
さらに、保持体401には、押圧部材415が備えられている。押圧部材415は、押圧シャフト417と、押圧シャフト417を上下方向に移動させるための押圧シリンダ416とを有している。押圧部材415は、把持部405によって把持されている第1治具チャック100の第1逆止弁116の第1弁体117を、押圧シャフト417によって押圧できるように構成されている。
また、搬送機構400では、保持体401の上部に、概略円筒状の連結部材407が取り付けられている。そして、この連結部材407には、保持体401をZ軸方向(上下方向)移動させる昇降機構410が取り付けられている。さらに、昇降機構410には、水平移動機構412が取り付けられている。水平移動機構412は、昇降機構410および保持体401を、水平面(XY平面)内で移動させる。
第1離脱工程では、まず、搬送機構400の保持体401の把持部405が、第1治具チャック100を、その側面の被把持部材119を用いて把持する。これにより、保持体401によって第1治具チャック100が保持される。
その後、切削制御部305が、図19に示すように、支持面吸引バルブ224および第1吸引バルブ221を閉めるとともに、エアバルブ223を開けて、第1エア源231を溝形成用支持テーブル201の支持面202に連通させる。これにより、第1治具チャック100の被支持面140と支持面202との間にエアが送り込まれ、矢印250によって示すように、第1治具チャック100の被支持面140がエアによって押し上げられる。
この状態で、搬送機構400の昇降機構410が、第1治具チャック100を保持している保持体401を上昇させることで、第1治具チャック100が、溝形成用支持テーブル201から離脱する。この際、第1治具チャック100の第1弁体117が、溝形成用支持テーブル201の第1開放部211から離れる。これにより、図20に示すように、第1弁体117が、付勢部材118の付勢力によって第1連通口115に押し付けられて第1連通口115を塞ぎ、第1逆止弁116が閉じる。
このため、第1治具チャック100を溝形成用支持テーブル201から取り外しても、第1連通路114および吸引孔111内の負圧状態が維持され、板状ワーク20が、吸引面110に保持されたままとなる。
[反転工程]
この工程では、板状ワーク20の上下面を反転させる。すなわち、図21に示すように、搬送機構400の把持部405が、第1治具チャック100を保持したまま、矢印251に示すように回転する。これにより、第1治具チャック100が反転して、板状ワーク20を支持している吸引面110が下向きとなる。そして、搬送機構400は、反転した状態の第1治具チャック100を、研削装置1の研削用支持テーブル200(図1参照)に移動させる。
この工程では、板状ワーク20の上下面を反転させる。すなわち、図21に示すように、搬送機構400の把持部405が、第1治具チャック100を保持したまま、矢印251に示すように回転する。これにより、第1治具チャック100が反転して、板状ワーク20を支持している吸引面110が下向きとなる。そして、搬送機構400は、反転した状態の第1治具チャック100を、研削装置1の研削用支持テーブル200(図1参照)に移動させる。
[第2支持工程]
この工程では、第1吸引源230に連通されて板状ワーク20を吸引保持する第2治具チャック101を、研削装置1の研削用支持テーブル200によって支持する。
この工程では、第1吸引源230に連通されて板状ワーク20を吸引保持する第2治具チャック101を、研削装置1の研削用支持テーブル200によって支持する。
具体的には、作業者が、研削装置1において、図13に示した第2治具チャック101を、図22に示すように、治具チャック支持領域に位置している研削用支持テーブル(第2支持テーブル)200の支持面202上に、被支持面140が下向きとなるように載置しておく。これにより、図8および図9を用いて説明したように、第2治具チャック101の第1逆止弁116が開いて、研削用支持テーブル200の第1テーブル連結路213と、第2治具チャック101の第1連通路114および吸引孔111とが、互いに連通される。また、研削装置1の制御部7(図1参照)が、図22に示すように、エアバルブ223を閉じるとともに、支持面吸引バルブ224を開ける。これにより、第2治具チャック101の被支持面140が、研削用支持テーブル200の支持面202によって吸引されて支持される。
[第2吸引保持工程]
この工程では、第1治具チャック100が吸引保持している状態の板状ワーク20の表面21を、第2治具チャック101の吸引面110(第2吸引面)によって吸引保持する。
この工程では、第1治具チャック100が吸引保持している状態の板状ワーク20の表面21を、第2治具チャック101の吸引面110(第2吸引面)によって吸引保持する。
具体的には、搬送機構400が、図22に示すように、反転した状態の第1治具チャック100に保持されている板状ワーク20を、研削装置1の研削用支持テーブル200に支持されている第2治具チャック101の吸引面110に、表面21が下向きになるように載置する。これにより、この第2治具チャック101の吸引孔111が、それぞれ、板状ワーク20の表面21における各チップ27の下方に配置される。
また、この際、搬送機構400では、図22に示すように、押圧部材415が、押圧シャフト417によって、第1治具チャック100の第1逆止弁116の第1弁体117を押圧する。これにより、搬送機構400に保持されている第1治具チャック100の第1逆止弁116が開いて、第1治具チャック100の第1連通路114および吸引孔111内の気圧が大気圧となる。これにより、第1治具チャック100の吸引面110による板状ワーク20の吸引が停止する。
さらに、これに応じて、研削装置1の制御部7が、研削用支持テーブル200の第1吸引バルブ221を開ける。これにより、第2治具チャック101では、第1逆止弁116が開いているため、第1吸引源230が、第1連通路114等を介して吸引孔111に連通される。その結果、第1連通路114および吸引孔111内が負圧となって、吸引面110によって板状ワーク20の表面21が吸引保持される。このようにして、第1治具チャック100に保持されている板状ワーク20が、第2治具チャック101に受け渡されて保持される。
[第2離脱工程]
この工程では、板状ワーク20から第1治具チャック100を離脱する。すなわち、図23に示すように、搬送機構400の昇降機構410が、第1治具チャック100を保持している保持体401を上昇させることで、第1治具チャック100が、第2治具チャック101に保持されている板状ワーク20から離脱する。
この工程では、板状ワーク20から第1治具チャック100を離脱する。すなわち、図23に示すように、搬送機構400の昇降機構410が、第1治具チャック100を保持している保持体401を上昇させることで、第1治具チャック100が、第2治具チャック101に保持されている板状ワーク20から離脱する。
[研削工程]
この工程では、溝形成用支持テーブル201に支持された第2治具チャック101に吸引保持されている板状ワーク20の裏面22を研削砥石77によって研削して、溝29を露出させる。
この工程では、溝形成用支持テーブル201に支持された第2治具チャック101に吸引保持されている板状ワーク20の裏面22を研削砥石77によって研削して、溝29を露出させる。
具体的には、制御部7が、研削用支持テーブル200を含むワーク保持機構30(図1参照)を、Y軸方向移動機構40を用いて、研削機構70の下方の研削領域に移動させる。さらに、制御部7は、研削機構70のスピンドルモータ73を制御して、図24に示すように、スピンドル回転軸700を中心に研削砥石77を回転させる(矢印701)。さらに、制御部7は、テーブルモータ34を制御して、研削用支持テーブル200を回転させる。そして、制御部7は、研削送り機構50を用いて研削機構70をZ軸方向に沿って移動させながら、回転する研削砥石77の下面によって、研削用支持テーブル200に支持された第2治具チャック101に保持されている板状ワーク20の裏面22を研削する。
このように、研削装置1は、第2治具チャック101を用いて溝29が形成されている板状ワーク20の表面21を吸引保持し、裏面22を研削砥石77によって研削することができる。そして、このように裏面22が研削されることにより、溝29の底の部分(溝29と裏面22との間の部分)28(図7参照)が取り除かれて、裏面22から溝29が露出する(図11参照)。これにより、板状ワーク20が、それぞれ1つのデバイス25を含む複数のチップ27に分割される。
なお、上述したように、第2治具チャック101の複数の吸引孔111が、それぞれ、板状ワーク20の各チップ27に対応して、各チップ27の下方に配置されている。このため、分割されたチップ27は、それぞれ、対応する吸引孔111に吸引されて、吸引面110に保持されままとなる。
[第3離脱工程]
この工程では、第2治具チャック101を、図1および図15に示した搬出機構500を用いて、研削装置1の研削用支持テーブル200から搬出する。
この工程では、第2治具チャック101を、図1および図15に示した搬出機構500を用いて、研削装置1の研削用支持テーブル200から搬出する。
具体的には、まず、制御部7が、図25に示すように、支持面吸引バルブ224および第1吸引バルブ221を閉めるとともに、エアバルブ223を開けて、第1エア源231を研削用支持テーブル200の支持面202に連通させる。これにより、支持面202と第2治具チャック101の被支持面140との間にエアが送り込まれ、矢印250によって示すように、第2治具チャック101の被支持面140がエアによって押し上げられる。
さらに、制御部7は、図15に示した搬出機構500の吸盤部材520を第2治具チャック101の周縁部120に押し付けて、第3吸引バルブ535を開く。これにより、吸盤部材520が、第3吸引源533に連通されて、第2治具チャック101の周縁部120を吸引支持する。
その結果、図25および図26に示すように、搬出機構500の第2連結部512の第2開放部516が、第2治具チャック101の第2逆止弁127の付勢部材118の付勢力に抗して、第2弁体129を上方から押圧する。これにより、第2逆止弁127が開く。
これに伴い、制御部7が、第2吸引バルブ532を開く。これにより、第2吸引源530が、第2吸引通路531、第2連結部512の第2テーブル連結路514、第2治具チャック101の第1連通路114を介して、吸引孔111に連通される。その結果、第1連通路114および吸引孔111内の負圧が維持されて、吸引面110による板状ワーク20の吸引保持が維持される。このように、第2逆止弁127は、吸引孔111を第2吸引源530に連通する際に開くように構成されている。
なお、図25および後述の図27では、吸盤部材520の図示を省略している。
なお、図25および後述の図27では、吸盤部材520の図示を省略している。
この状態で、制御部7は、搬出機構500を制御して、第2治具チャック101を上昇させることで、第2治具チャック101が、研削用支持テーブル200から離脱する。この際、第2治具チャック101の第1弁体117が、研削用支持テーブル200の第1開放部211から離れて、図27に示すように、付勢部材118の付勢力によって第1連通口115に押し付けられて第1連通口115を塞ぎ、第1逆止弁116が閉じる。したがって、第1連通路114および吸引孔111内の負圧状態が維持される。
また、第2治具チャック101を搬出機構500から取り外す際には、制御部7が、第2吸引バルブ532および第3吸引バルブ535を閉じて、第2吸引源530および第3吸引源533(図15参照)による吸引を停止する。
この状態で、作業者が、たとえば被把持部材119を把持して、吸引孔111を含む第2治具チャック101を、第2吸引源530を含む搬出機構500から離脱する。この際、第2治具チャック101の第2弁体129が、搬出機構500の第2開放部516からから離れる。これにより、第2弁体129が、付勢部材118の付勢力によって第2連通口125に押し付けられて第2連通口125を塞ぎ、第2逆止弁127が閉じる(図13参照)。このように、第2逆止弁127は、吸引孔111から第2吸引源530を離脱した際に閉じるように構成されている。
以上のように、第1治具チャック100および第2治具チャック101を用いた板状ワーク20の加工方法においても、板状ワーク20が複数のチップ27に分割されたときに、各チップ27は、第2治具チャック101の対応する吸引孔111に吸引されて、吸引面110に保持されたままとなる。したがって、チップ27が飛散することを抑制することができる。
また、この方法では、溝形成装置300による溝29の形成を実施する溝形成工程から第3離脱工程までの工程を、溝形成装置300、搬送機構400、研削装置1を用いて、人手に頼らずに実施することができる。したがって、作業効率を高めることができる。
なお、第2治具チャック101は、吸引孔111および吸引口112を含む吸引面110に代えて、図28に示すように、第1連通路114に連通するポーラス材からなる吸引面113を有していてもよい。この構成においても、板状ワーク20が複数のチップ27に分割されたときに、各チップ27が、ポーラス材の細孔によって吸引されて、吸引面113に保持されたままとなる。したがって、チップ27が飛散することを抑制することができる。
なお、第1治具チャック100も、吸引面110に代えて吸引面113を有していてもよい。
なお、第1治具チャック100も、吸引面110に代えて吸引面113を有していてもよい。
また、溝形成装置300の溝形成用支持テーブル201は、第1連結部210に代えて、図29に示すような第3連結部260を有していてもよい。第3連結部260は、上述した第1テーブル連結路213、および、開閉機構270を有している。
なお、研削装置1の研削用支持テーブル200も、第1連結部210に代えて第3連結部260を有していてもよい。
なお、研削装置1の研削用支持テーブル200も、第1連結部210に代えて第3連結部260を有していてもよい。
開閉機構270は、第1開放部211を支持面202に直交する方向に移動させることにより、支持面202によって支持された第1治具チャック100(あるいは第2治具チャック101)の第1逆止弁116を開閉するものである。
開閉機構270は、ピストンシリンダであり、第3テーブル連結路263の下方のシリンダチューブ271と、シリンダチューブ271の内部に配された平板状のピストン272と、ピストン272に連結された円柱状の第1開放部211を備えている。
第1開放部211は、シリンダチューブ271に挿入されている。第1開放部211の上端は、支持面202によって支持されている第1治具チャック100の第1逆止弁116の第1弁体117に接触可能となっている。第2解放部273の下端は、ピストン272に取り付けられている。
シリンダチューブ271におけるピストン272の上面側には、第1エア通路281が接続されている。一方、シリンダチューブ271におけるピストン272の下面側には、第2エア通路282が接続されている。
第1エア通路281および第2エア通路282は、シリンダチューブ271の内部にエアを流入させるためのものである。第1エア通路281および第2エア通路282は、ソレノイドバルブ283を介して、選択的に、第2エア源285に接続される。ソレノイドバルブ283は、溝形成装置300の切削制御部305によって制御される。
この構成では、溝形成装置300の溝形成用支持テーブル201の支持面202に第1治具チャック100が支持されているときに、第1開放部211によって第1治具チャック100の第1逆止弁116を開く際には、図29に示すように、切削制御部305が、ソレノイドバルブ283を制御して、第2エア源285を、第2エア通路282に連通する状態とする。これにより、第2エア源285から第2エア通路282を介して、シリンダチューブ271におけるピストン272の下方に、所定量のエアが供給される。また、この際、第1エア通路281を通じて、シリンダチューブ271におけるピストン272の上方のエアが排出される。
その結果、第2エア通路282から供給されたエアの圧力により、シリンダチューブ271の内部においてピストン272が上昇し、それとともに、第1開放部211が上昇する。このようにして、第1開放部211を上昇させることにより、第1開放部211が、付勢部材118の付勢力に抗して第1弁体117を下方から押圧して、第1逆止弁116を開く。
一方、第1逆止弁116を閉じる際には、図30に示すように、制御部7が、ソレノイドバルブ283を制御して、第2エア源285を、第1エア通路281に連通する状態とする。これにより、第2エア源285から第1エア通路281を介して、シリンダチューブ271におけるピストン272の上方に、所定量のエアが供給される。また、この際、第2エア通路282を通じて、シリンダチューブ271におけるピストン272の下方のエアが排出される。
その結果、第1エア通路281から供給されたエアの圧力により、シリンダチューブ271の内部においてピストン272が下降し、それとともに、第1開放部211が下降する。このようにして、第1開放部211を下降させることにより、第1開放部211が第1弁体117から離れる。その結果、第1弁体117が、付勢部材118の付勢力によって第1連通口115に押し付けられて第1連通口115を塞ぎ、第1逆止弁116が閉じる。
このように溝形成用支持テーブル201が第3連結部260を有している場合、たとえば、図17を用いて説明した第1支持工程、第1吸引保持工程および溝形成工程においては、切削制御部305は、図31に示すように、ソレノイドバルブ283を制御して、第1開放部211を上昇させて、第1逆止弁116を開いておく。
一方、図19を用いて説明した第1離脱工程においては、切削制御部305は、図32に示すように、ソレノイドバルブ283を制御して、第1開放部211を下降させて、第1逆止弁116を閉じる。これにより、第1治具チャック100の離脱動作を円滑に実施することができる。
なお、本実施形態では、第1治具チャック100および第2治具チャック101は、被把持部材119を有している。しかし、第1治具チャック100および第2治具チャック101は、被把持部材119を備えなくてもよい。また、板状ワーク20は、PCB基板であってもよいし、シリコン基板であってもよい。
また、本実施形態では、図13に示した第2治具チャック101の第2連通口125は、吸引面110の周囲の周縁部120の上面に形成されている。これに代えて、第2連通口125は、第1治具チャック100の側面に開口されていてもよい。
また、本実施形態では、溝形成装置300の溝形成用支持テーブル201によって第1治具チャック100を支持する第1支持工程を、第1治具チャック100の吸引面110によって板状ワーク20の裏面22を吸引保持する第1吸引保持工程よりも前に実施している(図17参照)。これに関し、第1吸引保持工程を、第1支持工程の前に実施してもよい。すなわち、第1治具チャック100によって板状ワーク20を保持してから、第1治具チャック100を溝形成用支持テーブル201によって支持してもよい。
また、本実施形態では、第2治具チャック101を研削装置1の研削用支持テーブル200によって支持する第2支持工程を、板状ワーク20の表面21を第2治具チャック101の吸引面110によって吸引保持する第2吸引保持工程よりも前に実施している(図22参照)。これに関し、第2吸引保持工程を、第2支持工程の前に実施してもよい。すなわち、第2治具チャック101によって板状ワーク20を保持してから、第2治具チャック101を研削用支持テーブル200によって支持してもよい。
1:研削装置、7:制御部、10:基台、11:コラム、
12:蛇腹カバー、13:開口部、
30:ワーク保持機構、34:テーブルモータ、35:支持柱、
36:支持部材、39:カバー板、
40:Y軸方向移動機構、50:研削送り機構、60:厚み測定機構、
70:研削機構、71:スピンドルハウジング、
72:スピンドル、73:スピンドルモータ、74:ホイールマウント、
75:研削ホイール、76:ホイール基台、77:研削砥石、
100:第1治具チャック、101:第2治具チャック、
110:吸引面、120:周縁部、111:吸引孔、112:吸引口、
113:吸引面、114:第1連通路、1141:末端部、115:第1連通口、
116:第1逆止弁、117:第1弁体、118:付勢部材、
119:被把持部材、
121:分岐部、123:第2連通路、125:第2連通口、
127:第2逆止弁、129:第2弁体、140:被支持面、
200:研削用支持テーブル、201:溝形成用支持テーブル、
202:支持面、204:支持面高さ測定面、210:第1連結部、
211:第1開放部、213:第1テーブル連結路、
214:第1テーブル連結口、216:吸盤、221:第1吸引バルブ、
223:エアバルブ、224:支持面吸引バルブ、
226:エア通路、227:第1吸引通路、
230:第1吸引源、231:第1エア源、
260:第3連結部、263:第3テーブル連結路、
270:開閉機構、271:シリンダチューブ、272:ピストン、
273:第2解放部、281:第1エア通路、282:第2エア通路、
283:ソレノイドバルブ、
285:第2エア源、
300:溝形成装置、301:切削ブレード、303:移動機構、
305:切削制御部、
400:搬送機構、401:保持体、403:保持アーム、
405:把持部、407:連結部材、410:昇降機構、412:水平移動機構、
415:押圧部材、416:押圧シリンダ、417:押圧シャフト、
500:搬出機構、510:治具チャック支持部材、
511:支持板、512:第2連結部、513:筒体、
514:第2テーブル連結路、516:第2開放部、
517:第2テーブル連結口、518:吸盤、520:吸盤部材、521:吸盤、
530:第2吸引源、531:第2吸引通路、532:第2吸引バルブ、
533:第3吸引源、534:第3吸引通路、535:第3吸引バルブ、
540:搬送ロッド、550:搬送アーム、553:連結部材、
20:板状ワーク、21:表面、22:裏面、23:分割予定ライン、
25:デバイス、27:チップ、29:溝
12:蛇腹カバー、13:開口部、
30:ワーク保持機構、34:テーブルモータ、35:支持柱、
36:支持部材、39:カバー板、
40:Y軸方向移動機構、50:研削送り機構、60:厚み測定機構、
70:研削機構、71:スピンドルハウジング、
72:スピンドル、73:スピンドルモータ、74:ホイールマウント、
75:研削ホイール、76:ホイール基台、77:研削砥石、
100:第1治具チャック、101:第2治具チャック、
110:吸引面、120:周縁部、111:吸引孔、112:吸引口、
113:吸引面、114:第1連通路、1141:末端部、115:第1連通口、
116:第1逆止弁、117:第1弁体、118:付勢部材、
119:被把持部材、
121:分岐部、123:第2連通路、125:第2連通口、
127:第2逆止弁、129:第2弁体、140:被支持面、
200:研削用支持テーブル、201:溝形成用支持テーブル、
202:支持面、204:支持面高さ測定面、210:第1連結部、
211:第1開放部、213:第1テーブル連結路、
214:第1テーブル連結口、216:吸盤、221:第1吸引バルブ、
223:エアバルブ、224:支持面吸引バルブ、
226:エア通路、227:第1吸引通路、
230:第1吸引源、231:第1エア源、
260:第3連結部、263:第3テーブル連結路、
270:開閉機構、271:シリンダチューブ、272:ピストン、
273:第2解放部、281:第1エア通路、282:第2エア通路、
283:ソレノイドバルブ、
285:第2エア源、
300:溝形成装置、301:切削ブレード、303:移動機構、
305:切削制御部、
400:搬送機構、401:保持体、403:保持アーム、
405:把持部、407:連結部材、410:昇降機構、412:水平移動機構、
415:押圧部材、416:押圧シリンダ、417:押圧シャフト、
500:搬出機構、510:治具チャック支持部材、
511:支持板、512:第2連結部、513:筒体、
514:第2テーブル連結路、516:第2開放部、
517:第2テーブル連結口、518:吸盤、520:吸盤部材、521:吸盤、
530:第2吸引源、531:第2吸引通路、532:第2吸引バルブ、
533:第3吸引源、534:第3吸引通路、535:第3吸引バルブ、
540:搬送ロッド、550:搬送アーム、553:連結部材、
20:板状ワーク、21:表面、22:裏面、23:分割予定ライン、
25:デバイス、27:チップ、29:溝
Claims (6)
- 一方の面に他方の面に到達しない深さの格子状の溝が形成された板状ワークの一方の面を吸引保持して他方の面を研削砥石によって研削することによって該溝を露出させ板状ワークを分割したチップを吸引保持する治具チャックであって、
板状ワークの該一方の面を吸引する、上面に配置される吸引面と、
該チップに対応して該吸引面に開口する一端部を有する吸引孔と、
下面に開口する第1連通口と、
該吸引孔の他端部と該第1連通口とを連通する第1連通路と、
該第1連通路に配置され、該吸引孔から吸引源を離脱した際に閉じる第1逆止弁と、
を備える治具チャック。 - 該第1連通路の該吸引孔との接点と該第1逆止弁との間に配置する分岐部と、
該吸引面の周囲の上面または側面に開口する第2連通口と、
該分岐部と該第2連通口とを連通する第2連通路と、
該第2連通路に配置され、該吸引孔から吸引源を離脱した際に閉じる第2逆止弁と、を備える、
請求項1記載の治具チャック。 - 請求項1記載の治具チャックを用いて該溝が形成されている板状ワークの一方の面を吸引保持し、他方の面を研削砥石によって研削する研削装置であって、
該治具チャックの下面を支持する支持面を有する支持テーブルを備え、
該支持テーブルは、該支持面が該治具チャックを支持した際に該第1逆止弁を開く第1開放部と、該支持面が該治具チャックを支持しているときに該吸引孔を吸引源に連通可能に、該支持面に開口されている支持テーブル連結路と、を備え、
該支持テーブルの該支持面が支持した該治具チャックの該吸引面によって吸引保持された板状ワークの上面に該溝が露出するまで、該研削砥石で板状ワークの上面を研削する研削装置。 - 該支持テーブルは、該第1開放部を該支持面に直交する方向に移動させることにより、該支持面によって支持された該治具チャックの該第1逆止弁を開閉する開閉機構をさらに備える、
請求項3記載の研削装置。 - 請求項2記載の治具チャックを用いて該溝が形成されている板状ワークの一方の面を吸引保持し、他方の面を研削砥石で研削する研削装置であって、
該治具チャックの下面を支持する支持面を有する支持テーブルを備え、
該支持テーブルは、該支持面が該治具チャックを支持した際に該第1逆止弁を開く第1開放部と、該支持面が該治具チャックを支持しているときに該吸引孔を吸引源に連通可能に、該支持面に開口されている支持テーブル連結路と、を備え、
該治具チャックを該支持テーブルから搬出する搬出機構をさらに備え、
該搬出機構は、該治具チャックを上方から保持する際に、該第2逆止弁を開く第2開放部を備える、研削装置。 - 板状ワークを分割する板状ワークの分割方法であって、
板状ワークの一方の面に他方の面に到達しない深さの格子状の溝を形成可能な溝形成装置の第1支持テーブルによって、第1治具チャックを支持する、第1支持工程と、
吸引源に連通されて板状ワークを吸引保持する第1治具チャックの吸引面によって、板状ワークの他方の面を吸引保持する、第1吸引保持工程と、
該第1支持テーブルに支持され該第1治具チャックが吸引保持している板状ワークの一方の面に該溝を形成する、溝形成工程と、
該第1治具チャックが板状ワークを吸引保持した状態を維持し、該第1支持テーブルから該第1治具チャックを離脱する、第1離脱工程と、
板状ワークの上下面を反転させる反転工程と、
吸引源に連通されて板状ワークを吸引保持する第2治具チャックを、研削装置の第2支持テーブルによって支持する、第2支持工程と、
該第1治具チャックが吸引保持している状態の板状ワークの一方の面を、該第2治具チャックの吸引面によって吸引保持する、第2吸引保持工程と、
板状ワークから該第1治具チャックを離脱する、第2離脱工程と、
該第2支持テーブルに支持された該第2治具チャックに吸引保持されている板状ワークの他方の面を研削砥石によって研削して該溝を露出させる研削工程と、
を含む、板状ワークの分割方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021101047A JP2023000305A (ja) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | 治具チャック、研削装置、および板状ワークの分割方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021101047A JP2023000305A (ja) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | 治具チャック、研削装置、および板状ワークの分割方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023000305A true JP2023000305A (ja) | 2023-01-04 |
Family
ID=84687829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021101047A Pending JP2023000305A (ja) | 2021-06-17 | 2021-06-17 | 治具チャック、研削装置、および板状ワークの分割方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023000305A (ja) |
-
2021
- 2021-06-17 JP JP2021101047A patent/JP2023000305A/ja active Pending
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