JP4643865B2 - スクライバ機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物の表面にスクライブラインを形成するスクライバ機構、更に詳しくは切削装置に装着することができるスクライバ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、該回路が形成された各領域を所定のストリート（切断ライン）に沿ってダイシングすることにより個々の半導体素子を製造している。この半導体ウエーハのダイシングには一般に円盤状の切削ブレードを回転しつつストリートに沿って相対的に移動させることによりストリートを切削する切削装置が用いられている。しかるに、切削装置を用いる場合には、半導体ウエーハを完全に切断するために品質の良い半導体チップを生成することができるという利点はあるが、切削ブレードによる切削によって生ずるチッピングを考慮すると、ストリートの幅は切削ブレードの幅の３倍以上必要となる。例えば、ブレード幅が１５μｍの切削ブレードを用いる場合には、ストリートの幅は５０μｍ以上となる。
【０００３】
上述した切削装置よりストリートの幅を小さくすることができるダイシング方法として、スクライビングが用いられている。このスクライビングはダイヤモンドカッター（スクライバ）によりストリートに沿ってスクライブラインを形成するが、形成されるスクライブラインの幅はチッピングを考慮しても１０μｍ以下であり、ストリートの幅を１０μｍ以下にすることが可能である。しかしながら、スクライビングはスクライブラインを形成した後にスクライビングラインに沿ってブレイキングするため、半導体チップの品質を必ずしも保証できず歩留りの点から必ずしも満足し得るものではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように切削ブレードによるダイシングとスクライビングによるダイシングとはそれぞれ長所と短所を有しており、製造する半導体チップによって使い分けできれば、生産性を向上することができる。しかしながら、切削装置とスクライビング装置の双方を設置することは設備費が増大するという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、切削装置のスピンドルユニットを構成する回転スピンルに装着された切削ブレードを回転スピンドルから取り外して、回転スピンルを回転可能に支持しているスピンドルハウジングの先端面に装着することができるスクライバ機構を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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チャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを装着するスピンドルユニットと、該チャックテーブルとスピンドルユニットとを切削送り方向に相対的に移動する切削送り手段と、該チャックテーブルとスピンドルユニットとを切削送り方向と垂直な割り出し送り方向に相対的に移動する割り出し送り手段とを有し、該スピンドルユニットがスピンドルハウジングと該スピンドルハウジングに回転可能に支持され該スピンドルハウジングの先端から切削ブレード装着部を突出して配設した回転スピンドルとを具備する切削装置の、該切削ブレード装着部に装着される切削ブレードを取り外して該スピンドルハウジングの先端に装着するためのスクライバ機構であって、
該スピンドルハウジングの先端面に装着可能に形成されたベース部材と、該ベース部材に中間部が回動可能に支持されたアーム部材と、該アーム部材の一端部に装着されたスクライバと、該アーム部材の他端部に作用し該アーム部材の一端側を該チャックテーブルに保持された被加工物に向けて回動するように所定の荷重を付与する荷重付与手段とを具備している、
ことを特徴とするスクライバ機構が提供される。
【０００７】
上記ベース部材は、上記スピンドルハウジングの先端面に設けられ上記切削ブレードの上半部を覆うブレードカバーを装着するための取付けボルトが螺合するねじ穴と対応するボルト挿通穴を備えており、該ボルト挿通穴を挿通して配設される取付けボルトを該ねじ穴に螺合することによりスピンドルハウジングの先端面に装着される。また、上記ベース部材は、上記回転スピンドルとの干渉を回避する切欠部が形成されている。上記ベース部材に対して上記アーム部材の割り出し送り方向の変位を規制するブレ規制手段とを備えていることが望ましい。このブレ規制手段は、上記アーム部材の一端部における割り出し送り方向の両側に配設された一対のニードル軸受と、該一対のニードル軸受を保持する一対の軸受ブラケットとを具備し、該一対のニードル軸受によって該アーム部材を挟持するように該一対の軸受ブラケットが上記ベースに固定されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成されたスクライバ機構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。
【０００９】
図１には、本発明に従って構成されたスクライバ機構が装着可能なダイシング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、略直方体状の装置ハウジング１０を具備している。この装置ハウジング１０内には、図２に示す静止基台２と、該静止基台２に切削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を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に割り出し方向である矢印Ｙで示す方向（切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に垂直な方向）に移動可能に配設されたスピンドル支持機構４と、該スピンドル支持機構４に切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設されたスピンドルユニット５が配設されている。
【００１０】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す方向に沿って平行に配設された２本の案内レール３１、３２と、該案内レール３１、３２上に矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設された被加工物保持手段としてのチャックテーブル３３を具備している。このチャックテーブル３３は、案内レール３１、３２上に移動可能に配設された吸着チャック支持台３３１と、該吸着チャック支持台３３１上に装着され被加工物保持面３３２ａを有する吸着チャック３３２と、該吸着チャック３３２の被加工物保持面３３２ａから所定高さ下方に配設された支持テーブル３３３を具備しており、該吸着チャック３３２の被加工物保持面３３２ａ上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。
【００１１】
図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、チャックテーブル３３を２本の案内レール３１、３２に沿って矢印Ｘで示す方向に移動させるための駆動手段３４を具備している。駆動手段３４は、上記２本の案内レール３１と３２の間に平行に配設された雄ネジロッド３４１と、該雄ネジロッド３４１を回転駆動するためのサーボモータ３４２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３４１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３４３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３４２の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３４１は、チャックテーブル３３を構成する吸着チャック支持台３３１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貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、サーボモータ３４２によって雄ネジロッド３４１を正転および逆転駆動することにより、チャックテーブル３３は案内レール３１、３２に沿って矢印Ｘで示す方向に移動せしめられる。従って、サーボモータ３４２、雄ネジロッド３４１および軸受ブロック３４３は、チャックテーブルと後述するスピンドルユニットとを切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に相対的に移動する切削送り手段として機能する。また、チャックテーブル機構３は、チャックテーブル３３を回転する図示しない回転機構を具備している。
【００１２】
上記スピンドル支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す方向に沿って平行に配設された２本の案内レール４１、４２と、該案内レール４１、４２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４３を具備している。この可動支持基台４３は、案内レール４１、４２上に移動可能に配設された移動支持部４３１と、該移動支持部４３１に取り付けられた装着部４３２とからなっている。装着部４３２は、一側面に矢印Ｚで示す方向に延びる２本の案内レール４３２ａ、４３２ａ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４は、可動支持基台４３を２本の案内レール４１、４２に沿って矢印Ｙで示す方向に移動させるための駆動手段４４を具備している。駆動手段４４は、上記２本の案内レール４１、４２の間に平行に配設された雄ネジロッド４４１と、該雄ねじロッド４４１を回転駆動するためのパルスモータ４４２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４４１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４４２の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４４１は、可動支持基台４３を構成する移動支持部４３１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４４２によって雄ネジロッド４４１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４３は案内レール４２、４２に沿って矢印Ｙで示す方向に移動せしめられる。従って、パルスモータ４４２および雄ネジロッド４４１等は、チャックテーブルと後述するスピンドルユニットとを切削送り方向（矢印Ｘ方向）と垂直な矢印Ｙで示す割り出し送り方向に相対的に移動する割り出し送り手段として機能する。
【００１３】
図示の実施形態のおけるスピンドルユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたスピンドルハウジング５２と、該スピンドルハウジング５２に回転可能に支持された回転スピンドル５３を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４３２に設けられた２本の案内レール４３２ａ、４３２ａに摺動可能に嵌合する２本の被案内レール５１ａ、５１ａが設けられており、この被案内レール５１ａ、５１ａを上記案内レール４３２ａ、４３２ａに嵌合することにより、矢印Ｚで示す方向に移動可能に支持される。上記スピンドルハウジング５２の先端面５２０には、図３に示すように後述するブレードカバー７を装着するための２個のねじ穴５２１、５２１が設けられている。上記回転スピンドル５３は、スピンドルハウジング５２の先端面５２０から後述する切削ブレード６を装着するための切削ブレード装着部５３０が突出して配設されている。なお、スピンドルハウジング５２内には、回転スピンドル５３を回転駆動するための図示しない回転駆動機構が配設されている。
【００１４】
図示の実施形態におけるスピンドルユニット５は、ホルダ５１を２本の案内レール４３２ａ、４３２ａに沿って矢印Ｚで示す方向に移動させるための駆動手段５３を具備している。駆動手段５４は、上記駆動手段３４および４４と同様に案内レール４３２ａ、４３２ａ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５４２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５４２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５１とスピンドルハウジング５２および回転スピンドル５３を案内レール４３２ａ、４３２ａに沿って矢印Ｚで示す方向に移動せしめる。
【００１５】
次に、上記回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０に装着される切削ブレード６およびスピンドルハウジング５２の先端面５２０に装着されるブレードカバー７とその取付け構造について、図３を参照して説明する。
図３には回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０に取り付けられる固定フランジ６３と切削ブレード６と挟持フランジ６４と締め付けナット６５およびブレードカバー７が分解して示されている。
図示の回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０は、図３に示すようにテーパー部５３１および円筒状の締め付け部５３２を備えている。締め付け部５３２の先端部外周面には雄ネジ５３２ａが形成されており、先端面には回転止め工具を嵌合する工具嵌合凹部５３２ｂが設けられている。このように構成された切削ブレード装着部５３０に固定フランジ６３が取り付けられる。
【００１６】
固定フランジ６３は、フランジ部６３１と切削ブレード取付部６３２を備えている。切削ブレード取付部６３２は円筒状に形成されており、その先端部外周面には雄ネジ６３２ａが形成されている。また、固定フランジ６３の中心部には軸方向に貫通して形成された嵌合穴６３３が設けられている。この嵌合穴６３３は、上記切削ブレード装着部５３０のテーパー部５３１の外周面に対応するテーパー穴部と、上記切削ブレード装着部５３０の締め付け部５３２の外周面に対応する円筒穴部とからなっている。このように構成された固定フランジ６３は、嵌合穴６３３のテーパー穴部を上記切削ブレード装着部５３０のテーパー部５３１に嵌合するとともに、円筒穴部に上記切削ブレード装着部５３０の締め付け部５３２に嵌合した後、締め付けナット６５の雌ネジ６５１を上記切削ブレード装着部５３０の締め付け部５３２に形成された雄ネジ５３２ａに螺合することによって、回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０に取り付けられる。
【００１７】
回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０に取り付けられた固定フランジ６１に切削ブレード６が装着される。切削ブレード６は、ブレード支持部材６１と、該ブレード支持部材６１の外周に設けられた環状の砥石ブレード６２とからなっている。ブレード支持部材６１には、その中心部に上記固定フランジ６３の切削ブレード取付部６３２の外形寸法より数μｍ程度大きい装着穴６１１を備えている。このように構成された切削ブレード６は、ブレード支持部材６１の装着穴６１１を固定フランジ６３の切削ブレード取付部６３２に嵌合し、その後挟持フランジ６４に形成された雌ネジ６４１を切削ブレード取付部６３２に形成されたネジ６３２ａに螺合することにより、固定フランジ６３のフランジ部６３１と挟持フランジ６４によって挟持されて装着される。
【００１８】
上述したように回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０に切削ブレード６を装着した場合には、上記スピンドルハウジング５２の先端面５２０に切削ブレード６の上半部を覆うブレードカバー７が装着される。即ち、ブレードカバー７にはスピンドルハウジング５２の先端面５２０に形成された２個のねじ穴５２１、５２１に対応する２個のボルト挿通穴７１ａ、７１ｂが設けられており、このボルト挿通穴７１ａ、７１ｂを挿通して配設される取付けボルト７２ａ、７２ｂを上記ねじ穴５２１、５２１に螺合することによって、スピンドルハウジング５２の先端面５２０にブレードカバー７が取り付けられる。
【００１９】
次に、上記回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０およびスピンドルハウジング５２の先端面５２０に装着された切削ブレード６およびブレードカバー７を取り外して、スピンドルハウジング５２の先端面５２０に着脱可能に装着されるスクライバ機構８について、図４乃至図６を参照して説明する。
図示の実施形態におけるスクライバ機構８は、上記スピンドルハウジング５２の先端面５２０に取り付けられるベース部材８１と、該ベース部材８１に中間部が回動可能に支持されたアーム部材８２と、該アーム部材８２の一端部に装着されたスクライバ８３と、アーム部材８２の他端部に作用しスクライバ８３に所定の荷重を付与する荷重付与手段８４と、ベース部材８１に対してアーム部材８２の割り出し送り方向の変位を規制するブレ規制手段９を具備している。
【００２０】
上記ベース部材８１は矩形状に形成され、その中央部には下端面から上記回転スピンドル５３との干渉を回避する切欠部８１０が形成されており、また、その中央部には上記スピンドルハウジング５２の先端面５２０に設けられた上記ブレードカバー７取付け用の２個のねじ穴５２１、５２１と対応する２個のボルト挿通穴８１１、８１１が設けられている。このボルト挿通穴８１１、８１１を挿通して配設される取付けボルト８５１、８５１をスピンドルハウジング５２の先端面５２０に設けられたねじ穴５２１、５２１に螺合することにより、ベース部材８１がスピンドルハウジング５２の先端面５２０に取り付けられる。ベース部材８１のスピンドルハウジング５２への取付け側と反対側の面にはアーム部材８２を支持するためのねじ穴８１２ａを備えた支持ボス８１２が設けられている。また、ベース部材８１の後端には、アーム部材８２の回動を規制するためのストッパー部８１３が突出して形成されている。
【００２１】
上記アーム部材８２は中間部に取付け穴８２１が設けられており、この取付け穴８２１を通してベース部材８１に後述するアーム支持手段８６によって支持される。アーム部材８２は一端部に下方に突出して形成されたスクライバ取付部８２２が設けられており、他端部にはベース部材８１側に水平に延びねじ穴８２３ａを備えた調整ねじ取付部８２３が設けられている。この調整ねじ取付部８２３は、上記ベース部材８１の後端に設けられたストッパー部８１３の下側に位置付けられるように構成される。また、アーム部材８２の後端と上記取付け穴８２１との間における下面には、後述する荷重付与手段８４を構成するエアソリンダのピストンロッドと係合する係合溝８２４が形成されている。
【００２２】
上記アーム部材８２の中間部をベース部材８１に回動可能に支持するアーム支持手段８６は、支持ボルト８６１とコイルばね８６２およびカラー８６３とからなり、軸線方向が上記チャックテーブル３３の被加工物保持面３３２ａと平行に配設された支持ボルト８６１をコイルばね８６２およびカラー８６３に挿通し、アーム部材８２の取付け穴８２１に挿通した後、ベース部材８１に設けられた支持ボス８１２に形成されたねじ穴８１２ａに螺合することにより、アーム部材８２が支持ボルト８６１を中心として回動可能に支持される。このように、軸線方向が上記チャックテーブル３３の被加工物保持面３３２ａと平行に配設された支持ボルト８６１によって中間部が回動可能に支持されたアーム部材８２は、チャックテーブル３３の被加工物保持面３３２ａに対して垂直な面内で回動可能に支持されることになる。なお、アーム支持手段８６は、支持ボルト８６１の締付力を調整することにより、アーム部材８２と支持ボス８１２およびカラー８６３との間に生ずる摩擦力を調整することができる。
【００２３】
上述したようにして、ベース部材８１に中間部が回動可能に支持されるアーム部材８２の他端部に設けられた調整ねじ取付部８２３には、ねじ穴８２３ａに調整ねじ８７が螺合される。この調整ねじ８７の先端が上記ベース部材８１の後端に設けられたストッパー部８１３の下面に当接することにより、アーム部材８２の回動が規制される。従って、調整ねじ８７を進退することによりアーム部材８２の回動規制位置を調整することができる。
【００２４】
上記スクライバ取付部８２２の下端部には、スクライバ８３が装着される。図示の実施形態におけるスクライバ８３は、例えば直径１．８ｍｍ、幅０．８ｍｍの焼結ダイヤモンドで形成されたローラスクライバからなっている。このようなローラスクライバ８３は、スクライバ取付部８２２の下端部に装着された支持軸８８に回転可能に支持されている。
【００２５】
上記荷重付与手段８４は、エアシリンダ８４１と、該エアシリンダ８４１内に摺動可能に配設されたピストンに装着されたピストンロッド８４２と、エアシリンダ８４１の外周面に装着された取付け板８４３とを具備している。なお、取付け板８４３には２個のねじ穴（図示せず）が上下に設けられており、このねじ穴に上記ベース部材８１に設けられた２個のボルト挿通穴８１４、８１４をベース部材８１の背面側から挿通して配設された２個の取付けボルト８９、８９を螺合することによって、ベース部材８１にエアシリンダ８４１が固定される。上記ピストンロッド８４２の先端には略直角に曲げられた係止部８４２ａが設けられており、この係止部８４２ａが上記アーム部材８２に設けられた係合溝８２４を係合するようになっている。このように構成された荷重付与手段８４は、エアシリンダ８４１に図示しないエア供給手段によってエアが供給されると、ピストンロッド８４２を上方に作動して、アーム部材８２を支持ボルト８６１を中心として他端側を持ち上げ、アーム部材８２の一端部に装着されたローラスクライバ８３を下方に押し下げる。この結果スクライビング作業時には、ローラスクライバ８３はチャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１に所定の荷重で押し付けられる。なお、この荷重は１ニュートン（１Ｎ）程度が望ましい。
【００２６】
図示の実施形態におけるスクライバ機構８は、上記ベース部材８１に対してアーム部材８２の割り出し方向の変位を規制するブレ規制手段９を具備している。ブレ規制手段９は、アーム部材８２の一端部即ちスクライバ取付部８２２の近傍においてアーム部材８２の割り出し方向（矢印Ｙ方向）両側に配設される一対の第１の軸受ブラケット９１ａおよび第２の軸受ブラケット９１ｂと、該第１の軸受ブラケット９１ａと第２の軸受ブラケット９１ｂにそれぞれ装着される一対の第１の二ードル軸受９２ａおよび第２の二ードル軸受９２ｂと、第１の軸受ブラケット９１ａと第２の軸受ブラケット９１ｂとの間に配設される２個のスペーサカラー９３ａ、９３ｂと、２個の締付ボルト９４ａ、９４ｂおよび２個のコイルばね９５ａ、９５ｂとを具備している。第１の軸受ブラケット９１ａおよび第２の軸受ブラケット９１ｂは、互いに対向する側面にそれぞれ軸受装着凹部９１１ａおよび９１１ｂを備えており、該軸受装着凹部９１１ａおよび９１１ｂの上側および下側にそれぞれボルト挿通穴９１２ａ、９１２ａおよび９１２ｂ、９１２ｂが設けられている。このように構成された第１の軸受ブラケット９１ａおよび第２の軸受ブラケット９１ｂの軸受装着凹部９１１ａおよび９１１ｂに第１の二ードル軸受９２ａおよび第２の二ードル軸受９２ｂを嵌合して装着した軸受組み立て体をアーム部材８２の両側に配設する。そして、締付ボルト９４ａと９４ｂをそれぞれコイルばね９５ａ、９５ｂ、第２の軸受ブラケット９１ｂに設けられたボルト挿通穴９１２ｂ、９１２ｂ、スペーサカラー９３ａ、９３ｂ、第１の軸受ブラケット９１ａに設けられたボルト挿通穴９１２ａ、９１２ａに挿通し、ベース部材８１の一端部に設けられた２個のねじ穴８１４、８１４に螺合し所定の締付力を与えることにより、第１の二ードル軸受９２ａおよび第２の二ードル軸受９２ｂによってアーム部材８２を挟持した状態で第１の軸受ブラケット９１ａおよび第２の軸受ブラケット９１ｂがベース部材８１に固定される。このようにブレ規制手段９は、アーム部材８２の両側を第１の二ードル軸受９２ａおよび第２の二ードル軸受９２ｂによって挟持するので、アーム部材８２の回動は許容しつつアーム部材８２の割り出し方向（矢印Ｙ方向）の変位即ちブレを規制することがきる。なお、このブレを１μｍ未満に抑えることが望ましい。
【００２７】
図１に戻って説明すると、図示の切削装置は、被加工物である半導体ウエーハ１１をストックするカセット１２と、被加工物搬出手段１３と、被加工物搬送手段１４と、洗浄手段１５と、洗浄搬送手段１６、および顕微鏡やＣＣＤカメラ等で構成されるアライメント手段１７を具備している。また、図示の切削装置は、アライメント手段１７によって撮像された画像等を表示する表示手段１８を具備している。なお、半導体ウエーハ１１は、フレーム１１１にテープ１１２によって装着されており、フレーム１１１に装着された状態で上記カセット１２に収容される。また、カセット１２は、図示しない昇降手段によって上下に移動可能に配設されたカセットテーブル１２１上に載置される。
【００２８】
次に、上述した切削装置の加工処理動作について簡単に説明する。
カセット１２の所定位置に収容されたフレーム１１１に装着された状態の半導体ウエーハ１１（以下、フレーム１１１に装着された状態の半導体ウエーハ１１を単に半導体ウエーハ１１という）は、図示しない昇降手段によってカセットテーブル１２１が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、被加工物搬出手段１３が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ１１を被加工物載置領域１９に搬出する。被加工物載置領域１９に搬出された半導体ウエーハ１１は、被加工物搬送手段１４の旋回動作によって上記チャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル３３の吸着チャック３３２上に搬送され、該吸着チャック３３２に吸引保持される。このようにして半導体ウエーハ１１を吸引保持したチャックテーブル３３は、案内レール３１、３２に沿ってアライメント手段１７の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３３がアライメント手段１７の直下に位置付けられると、アライメント手段１７によって半導体ウエーハ１１に形成されているストリート（切断ライン）が検出され、上記回転スピンドル５４に切削ブレード６が装着されている場合にはストリートと切削ブレード６とに精密位置合わせ作業が行われ、切削ブレード６が取り外されて上記スピンドルハウジング５３の先端面５３０にスクライバ機構８が装着されている場合にはストリートとローラスクライバ８３と精密位置合わせ作業が行われる。
【００２９】
その後、半導体ウエーハ１１を吸引保持したチャックテーブル３３を加工送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動することにより、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１は所定のストリートに沿って切削され、または所定のストリートに沿ってスクライブラインが形成される。即ち、上記回転スピンドル５４に切削ブレード６が装着されている場合には、ダイシング装置としての切削装置２は本来の切削装置として機能し、切削ブレード６が回転駆動されているので、チャックテーブル３３を切削ブレード６の下側に沿って加工送り方向に移動することにより、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１は所定のストリートに沿って切削される。
【００３０】
一方、上記スピンドルハウジング５３の先端面５３０にスクライバ機構８が装着されている場合には、ダイシング装置としての切削装置２はスクライビング装置として機能し、ローラスクライバ８３には荷重付与手段８４によって半導体ウエーハ１１に向けて所定の荷重が作用しているので、チャックテーブル３３をローラスクライバ８３の下側に沿って加工送り方向に移動することにより、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１にはローラスクライバ８３により所定のストリートに沿ってスクライブラインが形成される。このとき、ローラスクライバ８３を支持するアーム部材８２は、ブレ規制手段９によって割り出し方向である矢印Ｙで示す方向の変位が規制されているので、ローラスクライバ８３の割り出し方向のブレが防止され、精密なスクライブラインを形成することができる。このように、ブレ規制手段９を設けることによりスクライバを支持するアーム部材の剛性および支持剛性を高くすることなく、スクライバが割り出し方向にブレることを防止できるので、アーム部材をアルミニウムや合成樹脂等の軽量な材料で構成することが可能となる。従って、スクライバを支持するアーム部材の慣性モーメントが小さくなるので、半導体ウエーハ１１に形成されたストリートの起伏に対するスクライバの追随性が良好となり、バウンド現象を軽減することができる。このように、ブレ規制手段９を設けることでアーム部材の慣性モーメントを小さくできバウンド現象が軽減することから、送り速度を１００〜２００ｍｍ／ｓｅｃの高速でスクライブラインを形成することができ、生産性を向上することができる。
【００３１】
上記のようにして半導体ウエーハ１１のストリートに沿ってスクライブラインを形成が終了した後、半導体ウエーハ１１を保持したチャックテーブル３３は、最初に半導体ウエーハ１１を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ１１の吸引保持を解除する。次に、半導体ウエーハ１１は、洗浄搬送手段１６によって洗浄手段１５に搬送され、ここで洗浄される。このようにして洗浄された半導体ウエーハ１１は、被加工物搬送手段１４によって被加工物載置領域１９に搬出される。そして、半導体ウエーハ１１は、被加工物搬出手段１３によってカセット１２の所定位置に収納される。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によるスクライバ機構は以上のように構成されているので、次の作用効果を奏する。
【００３３】
即ち、本発明によるスクライバ機構は、切削装置のスピンドルユニットを構成するスピンドルハウジングの先端面に装着可能に形成されたベース部材と、該ベース部材に中間部が回動可能に支持されたアーム部材と、該アーム部材の一端部に装着されたスクライバと、該アーム部材の他端部に作用し該アーム部材の一端側を該チャックテーブルに保持された被加工物に向けて回動するように所定の荷重を付与する荷重付与手段とを具備しているので、切削装置のスピンドルユニットを構成する回転スピンドルに装着される切削ブレードを取り外して、スピンドルハウジングの先端面に容易に装着することができる。従って、スクライバ機構装着することにより、切削装置のダイシング機能を利用してスクライビング装置として機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスクライバ機構を装着するダイシング装置としての切削装置の斜視図。
【図２】図１に示す切削装置の要部斜視図。
【図３】図１に示す切削装置のスピンドルユニットを構成する回転スピンドルおよびスピンドルハウジングに装着する取り付けられる固定フランジと切削ブレードと挟持フランジと締め付けナットおよびブレードカバーを分解して示す斜視図。
【図４】図１に示す切削装置のスピンドルユニットを構成するスピンドルハウジングと該スピンドルハウジングに装置するスクライバ機構を分解して示す斜視図。
【図５】図４に示すスクライバ機構を分解して示す斜視図。
【図６】図４に示すスクライバ機構を図１に示す切削装置のスピンドルハウジングに装置した状態を示す斜視図。
【符号の説明】
２：静止基台
３：チャックテール機構
３１、３２：チャックテーブル機構の案内レール
３３：チャックテーブル機構のチャックテーブル
３４：チャックテーブル機構の駆動手段
４：スピンドル支持機構
４１、４２：チャックテーブル機構の案内レール
４３：チャックテーブル機構の可動支持基台
４４：チャックテーブル機構の駆動手段
５：スピンドルユニット
５１：ユニットホルダ
５２：スピンドルハウジング
５３：回転スピンドル
６：切削ブレード
６１：切削ブレードの支持部材
６２：切削ブレードの砥石ブレード
６３：固定フランジ
４：挟持フランジ
７：ブレードカバー
８：スクライバ機構
８１：ベース部材
８２：アーム部材
８３：ローラスクライバ
８４：荷重付与手段
８４１：エアシリンダ
８４２：ピストンロッド
８４３：取付け板
８７：調整ねじ
９：ブレ規制手段
９１ａ：第１の軸受ブラケット
９１ｂ：第２の軸受ブラケット
９２ａ：第１の二ードル軸受
９２ｂ：第２の二ードル軸受
９３ａ、９３ｂ：スペーサカラー
９４ａ、９４ｂ：締付ボルト
９５ａ、９５ｂ：コイルばね
１０：装置ハウジング
１２：カセット
１３：被加工物搬出手段
１４：被加工物搬送手段
１５：洗浄手段
１６：洗浄搬送手段
１７：アライメント手段
１８：表示手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加工物の表面にスクライブラインを形成するスクライバ機構、更に詳しくは切削装置に装着することができるスクライバ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、該回路が形成された各領域を所定のストリート（切断ライン）に沿ってダイシングすることにより個々の半導体素子を製造している。この半導体ウエーハのダイシングには一般に円盤状の切削ブレードを回転しつつストリートに沿って相対的に移動させることによりストリートを切削する切削装置が用いられている。しかるに、切削装置を用いる場合には、半導体ウエーハを完全に切断するために品質の良い半導体チップを生成することができるという利点はあるが、切削ブレードによる切削によって生ずるチッピングを考慮すると、ストリートの幅は切削ブレードの幅の３倍以上必要となる。例えば、ブレード幅が１５μｍの切削ブレードを用いる場合には、ストリートの幅は５０μｍ以上となる。
【０００３】
上述した切削装置よりストリートの幅を小さくすることができるダイシング方法として、スクライビングが用いられている。このスクライビングはダイヤモンドカッター（スクライバ）によりストリートに沿ってスクライブラインを形成するが、形成されるスクライブラインの幅はチッピングを考慮しても１０μｍ以下であり、ストリートの幅を１０μｍ以下にすることが可能である。しかしながら、スクライビングはスクライブラインを形成した後にスクライビングラインに沿ってブレイキングするため、半導体チップの品質を必ずしも保証できず歩留りの点から必ずしも満足し得るものではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように切削ブレードによるダイシングとスクライビングによるダイシングとはそれぞれ長所と短所を有しており、製造する半導体チップによって使い分けできれば、生産性を向上することができる。しかしながら、切削装置とスクライビング装置の双方を設置することは設備費が増大するという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、切削装置のスピンドルユニットを構成する回転スピンルに装着された切削ブレードを回転スピンドルから取り外して、回転スピンルを回転可能に支持しているスピンドルハウジングの先端面に装着することができるスクライバ機構を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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チャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを装着するスピンドルユニットと、該チャックテーブルとスピンドルユニットとを切削送り方向に相対的に移動する切削送り手段と、該チャックテーブルとスピンドルユニットとを切削送り方向と垂直な割り出し送り方向に相対的に移動する割り出し送り手段とを有し、該スピンドルユニットがスピンドルハウジングと該スピンドルハウジングに回転可能に支持され該スピンドルハウジングの先端から切削ブレード装着部を突出して配設した回転スピンドルとを具備する切削装置の、該切削ブレード装着部に装着される切削ブレードを取り外して該スピンドルハウジングの先端に装着するためのスクライバ機構であって、
該スピンドルハウジングの先端面に装着可能に形成されたベース部材と、該ベース部材に中間部が回動可能に支持されたアーム部材と、該アーム部材の一端部に装着されたスクライバと、該アーム部材の他端部に作用し該アーム部材の一端側を該チャックテーブルに保持された被加工物に向けて回動するように所定の荷重を付与する荷重付与手段とを具備している、
ことを特徴とするスクライバ機構が提供される。
【０００７】
上記ベース部材は、上記スピンドルハウジングの先端面に設けられ上記切削ブレードの上半部を覆うブレードカバーを装着するための取付けボルトが螺合するねじ穴と対応するボルト挿通穴を備えており、該ボルト挿通穴を挿通して配設される取付けボルトを該ねじ穴に螺合することによりスピンドルハウジングの先端面に装着される。また、上記ベース部材は、上記回転スピンドルとの干渉を回避する切欠部が形成されている。上記ベース部材に対して上記アーム部材の割り出し送り方向の変位を規制するブレ規制手段とを備えていることが望ましい。このブレ規制手段は、上記アーム部材の一端部における割り出し送り方向の両側に配設された一対のニードル軸受と、該一対のニードル軸受を保持する一対の軸受ブラケットとを具備し、該一対のニードル軸受によって該アーム部材を挟持するように該一対の軸受ブラケットが上記ベースに固定されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成されたスクライバ機構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。
【０００９】
図１には、本発明に従って構成されたスクライバ機構が装着可能なダイシング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、略直方体状の装置ハウジング１０を具備している。この装置ハウジング１０内には、図２に示す静止基台２と、該静止基台２に切削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を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に割り出し方向である矢印Ｙで示す方向（切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に垂直な方向）に移動可能に配設されたスピンドル支持機構４と、該スピンドル支持機構４に切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設されたスピンドルユニット５が配設されている。
【００１０】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す方向に沿って平行に配設された２本の案内レール３１、３２と、該案内レール３１、３２上に矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設された被加工物保持手段としてのチャックテーブル３３を具備している。このチャックテーブル３３は、案内レール３１、３２上に移動可能に配設された吸着チャック支持台３３１と、該吸着チャック支持台３３１上に装着され被加工物保持面３３２ａを有する吸着チャック３３２と、該吸着チャック３３２の被加工物保持面３３２ａから所定高さ下方に配設された支持テーブル３３３を具備しており、該吸着チャック３３２の被加工物保持面３３２ａ上に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。
【００１１】
図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、チャックテーブル３３を２本の案内レール３１、３２に沿って矢印Ｘで示す方向に移動させるための駆動手段３４を具備している。駆動手段３４は、上記２本の案内レール３１と３２の間に平行に配設された雄ネジロッド３４１と、該雄ネジロッド３４１を回転駆動するためのサーボモータ３４２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３４１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３４３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３４２の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３４１は、チャックテーブル３３を構成する吸着チャック支持台３３１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貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、サーボモータ３４２によって雄ネジロッド３４１を正転および逆転駆動することにより、チャックテーブル３３は案内レール３１、３２に沿って矢印Ｘで示す方向に移動せしめられる。従って、サーボモータ３４２、雄ネジロッド３４１および軸受ブロック３４３は、チャックテーブルと後述するスピンドルユニットとを切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に相対的に移動する切削送り手段として機能する。また、チャックテーブル機構３は、チャックテーブル３３を回転する図示しない回転機構を具備している。
【００１２】
上記スピンドル支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す方向に沿って平行に配設された２本の案内レール４１、４２と、該案内レール４１、４２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４３を具備している。この可動支持基台４３は、案内レール４１、４２上に移動可能に配設された移動支持部４３１と、該移動支持部４３１に取り付けられた装着部４３２とからなっている。装着部４３２は、一側面に矢印Ｚで示す方向に延びる２本の案内レール４３２ａ、４３２ａ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４は、可動支持基台４３を２本の案内レール４１、４２に沿って矢印Ｙで示す方向に移動させるための駆動手段４４を具備している。駆動手段４４は、上記２本の案内レール４１、４２の間に平行に配設された雄ネジロッド４４１と、該雄ねじロッド４４１を回転駆動するためのパルスモータ４４２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４４１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４４２の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４４１は、可動支持基台４３を構成する移動支持部４３１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４４２によって雄ネジロッド４４１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４３は案内レール４２、４２に沿って矢印Ｙで示す方向に移動せしめられる。従って、パルスモータ４４２および雄ネジロッド４４１等は、チャックテーブルと後述するスピンドルユニットとを切削送り方向（矢印Ｘ方向）と垂直な矢印Ｙで示す割り出し送り方向に相対的に移動する割り出し送り手段として機能する。
【００１３】
図示の実施形態のおけるスピンドルユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたスピンドルハウジング５２と、該スピンドルハウジング５２に回転可能に支持された回転スピンドル５３を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４３２に設けられた２本の案内レール４３２ａ、４３２ａに摺動可能に嵌合する２本の被案内レール５１ａ、５１ａが設けられており、この被案内レール５１ａ、５１ａを上記案内レール４３２ａ、４３２ａに嵌合することにより、矢印Ｚで示す方向に移動可能に支持される。上記スピンドルハウジング５２の先端面５２０には、図３に示すように後述するブレードカバー７を装着するための２個のねじ穴５２１、５２１が設けられている。上記回転スピンドル５３は、スピンドルハウジング５２の先端面５２０から後述する切削ブレード６を装着するための切削ブレード装着部５３０が突出して配設されている。なお、スピンドルハウジング５２内には、回転スピンドル５３を回転駆動するための図示しない回転駆動機構が配設されている。
【００１４】
図示の実施形態におけるスピンドルユニット５は、ホルダ５１を２本の案内レール４３２ａ、４３２ａに沿って矢印Ｚで示す方向に移動させるための駆動手段５３を具備している。駆動手段５４は、上記駆動手段３４および４４と同様に案内レール４３２ａ、４３２ａ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５４２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５４２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５１とスピンドルハウジング５２および回転スピンドル５３を案内レール４３２ａ、４３２ａに沿って矢印Ｚで示す方向に移動せしめる。
【００１５】
次に、上記回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０に装着される切削ブレード６およびスピンドルハウジング５２の先端面５２０に装着されるブレードカバー７とその取付け構造について、図３を参照して説明する。
図３には回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０に取り付けられる固定フランジ６３と切削ブレード６と挟持フランジ６４と締め付けナット６５およびブレードカバー７が分解して示されている。
図示の回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０は、図３に示すようにテーパー部５３１および円筒状の締め付け部５３２を備えている。締め付け部５３２の先端部外周面には雄ネジ５３２ａが形成されており、先端面には回転止め工具を嵌合する工具嵌合凹部５３２ｂが設けられている。このように構成された切削ブレード装着部５３０に固定フランジ６３が取り付けられる。
【００１６】
固定フランジ６３は、フランジ部６３１と切削ブレード取付部６３２を備えている。切削ブレード取付部６３２は円筒状に形成されており、その先端部外周面には雄ネジ６３２ａが形成されている。また、固定フランジ６３の中心部には軸方向に貫通して形成された嵌合穴６３３が設けられている。この嵌合穴６３３は、上記切削ブレード装着部５３０のテーパー部５３１の外周面に対応するテーパー穴部と、上記切削ブレード装着部５３０の締め付け部５３２の外周面に対応する円筒穴部とからなっている。このように構成された固定フランジ６３は、嵌合穴６３３のテーパー穴部を上記切削ブレード装着部５３０のテーパー部５３１に嵌合するとともに、円筒穴部に上記切削ブレード装着部５３０の締め付け部５３２に嵌合した後、締め付けナット６５の雌ネジ６５１を上記切削ブレード装着部５３０の締め付け部５３２に形成された雄ネジ５３２ａに螺合することによって、回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０に取り付けられる。
【００１７】
回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０に取り付けられた固定フランジ６１に切削ブレード６が装着される。切削ブレード６は、ブレード支持部材６１と、該ブレード支持部材６１の外周に設けられた環状の砥石ブレード６２とからなっている。ブレード支持部材６１には、その中心部に上記固定フランジ６３の切削ブレード取付部６３２の外形寸法より数μｍ程度大きい装着穴６１１を備えている。このように構成された切削ブレード６は、ブレード支持部材６１の装着穴６１１を固定フランジ６３の切削ブレード取付部６３２に嵌合し、その後挟持フランジ６４に形成された雌ネジ６４１を切削ブレード取付部６３２に形成されたネジ６３２ａに螺合することにより、固定フランジ６３のフランジ部６３１と挟持フランジ６４によって挟持されて装着される。
【００１８】
上述したように回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０に切削ブレード６を装着した場合には、上記スピンドルハウジング５２の先端面５２０に切削ブレード６の上半部を覆うブレードカバー７が装着される。即ち、ブレードカバー７にはスピンドルハウジング５２の先端面５２０に形成された２個のねじ穴５２１、５２１に対応する２個のボルト挿通穴７１ａ、７１ｂが設けられており、このボルト挿通穴７１ａ、７１ｂを挿通して配設される取付けボルト７２ａ、７２ｂを上記ねじ穴５２１、５２１に螺合することによって、スピンドルハウジング５２の先端面５２０にブレードカバー７が取り付けられる。
【００１９】
次に、上記回転スピンドル５３の切削ブレード装着部５３０およびスピンドルハウジング５２の先端面５２０に装着された切削ブレード６およびブレードカバー７を取り外して、スピンドルハウジング５２の先端面５２０に着脱可能に装着されるスクライバ機構８について、図４乃至図６を参照して説明する。
図示の実施形態におけるスクライバ機構８は、上記スピンドルハウジング５２の先端面５２０に取り付けられるベース部材８１と、該ベース部材８１に中間部が回動可能に支持されたアーム部材８２と、該アーム部材８２の一端部に装着されたスクライバ８３と、アーム部材８２の他端部に作用しスクライバ８３に所定の荷重を付与する荷重付与手段８４と、ベース部材８１に対してアーム部材８２の割り出し送り方向の変位を規制するブレ規制手段９を具備している。
【００２０】
上記ベース部材８１は矩形状に形成され、その中央部には下端面から上記回転スピンドル５３との干渉を回避する切欠部８１０が形成されており、また、その中央部には上記スピンドルハウジング５２の先端面５２０に設けられた上記ブレードカバー７取付け用の２個のねじ穴５２１、５２１と対応する２個のボルト挿通穴８１１、８１１が設けられている。このボルト挿通穴８１１、８１１を挿通して配設される取付けボルト８５１、８５１をスピンドルハウジング５２の先端面５２０に設けられたねじ穴５２１、５２１に螺合することにより、ベース部材８１がスピンドルハウジング５２の先端面５２０に取り付けられる。ベース部材８１のスピンドルハウジング５２への取付け側と反対側の面にはアーム部材８２を支持するためのねじ穴８１２ａを備えた支持ボス８１２が設けられている。また、ベース部材８１の後端には、アーム部材８２の回動を規制するためのストッパー部８１３が突出して形成されている。
【００２１】
上記アーム部材８２は中間部に取付け穴８２１が設けられており、この取付け穴８２１を通してベース部材８１に後述するアーム支持手段８６によって支持される。アーム部材８２は一端部に下方に突出して形成されたスクライバ取付部８２２が設けられており、他端部にはベース部材８１側に水平に延びねじ穴８２３ａを備えた調整ねじ取付部８２３が設けられている。この調整ねじ取付部８２３は、上記ベース部材８１の後端に設けられたストッパー部８１３の下側に位置付けられるように構成される。また、アーム部材８２の後端と上記取付け穴８２１との間における下面には、後述する荷重付与手段８４を構成するエアソリンダのピストンロッドと係合する係合溝８２４が形成されている。
【００２２】
上記アーム部材８２の中間部をベース部材８１に回動可能に支持するアーム支持手段８６は、支持ボルト８６１とコイルばね８６２およびカラー８６３とからなり、軸線方向が上記チャックテーブル３３の被加工物保持面３３２ａと平行に配設された支持ボルト８６１をコイルばね８６２およびカラー８６３に挿通し、アーム部材８２の取付け穴８２１に挿通した後、ベース部材８１に設けられた支持ボス８１２に形成されたねじ穴８１２ａに螺合することにより、アーム部材８２が支持ボルト８６１を中心として回動可能に支持される。このように、軸線方向が上記チャックテーブル３３の被加工物保持面３３２ａと平行に配設された支持ボルト８６１によって中間部が回動可能に支持されたアーム部材８２は、チャックテーブル３３の被加工物保持面３３２ａに対して垂直な面内で回動可能に支持されることになる。なお、アーム支持手段８６は、支持ボルト８６１の締付力を調整することにより、アーム部材８２と支持ボス８１２およびカラー８６３との間に生ずる摩擦力を調整することができる。
【００２３】
上述したようにして、ベース部材８１に中間部が回動可能に支持されるアーム部材８２の他端部に設けられた調整ねじ取付部８２３には、ねじ穴８２３ａに調整ねじ８７が螺合される。この調整ねじ８７の先端が上記ベース部材８１の後端に設けられたストッパー部８１３の下面に当接することにより、アーム部材８２の回動が規制される。従って、調整ねじ８７を進退することによりアーム部材８２の回動規制位置を調整することができる。
【００２４】
上記スクライバ取付部８２２の下端部には、スクライバ８３が装着される。図示の実施形態におけるスクライバ８３は、例えば直径１．８ｍｍ、幅０．８ｍｍの焼結ダイヤモンドで形成されたローラスクライバからなっている。このようなローラスクライバ８３は、スクライバ取付部８２２の下端部に装着された支持軸８８に回転可能に支持されている。
【００２５】
上記荷重付与手段８４は、エアシリンダ８４１と、該エアシリンダ８４１内に摺動可能に配設されたピストンに装着されたピストンロッド８４２と、エアシリンダ８４１の外周面に装着された取付け板８４３とを具備している。なお、取付け板８４３には２個のねじ穴（図示せず）が上下に設けられており、このねじ穴に上記ベース部材８１に設けられた２個のボルト挿通穴８１４、８１４をベース部材８１の背面側から挿通して配設された２個の取付けボルト８９、８９を螺合することによって、ベース部材８１にエアシリンダ８４１が固定される。上記ピストンロッド８４２の先端には略直角に曲げられた係止部８４２ａが設けられており、この係止部８４２ａが上記アーム部材８２に設けられた係合溝８２４を係合するようになっている。このように構成された荷重付与手段８４は、エアシリンダ８４１に図示しないエア供給手段によってエアが供給されると、ピストンロッド８４２を上方に作動して、アーム部材８２を支持ボルト８６１を中心として他端側を持ち上げ、アーム部材８２の一端部に装着されたローラスクライバ８３を下方に押し下げる。この結果スクライビング作業時には、ローラスクライバ８３はチャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１に所定の荷重で押し付けられる。なお、この荷重は１ニュートン（１Ｎ）程度が望ましい。
【００２６】
図示の実施形態におけるスクライバ機構８は、上記ベース部材８１に対してアーム部材８２の割り出し方向の変位を規制するブレ規制手段９を具備している。ブレ規制手段９は、アーム部材８２の一端部即ちスクライバ取付部８２２の近傍においてアーム部材８２の割り出し方向（矢印Ｙ方向）両側に配設される一対の第１の軸受ブラケット９１ａおよび第２の軸受ブラケット９１ｂと、該第１の軸受ブラケット９１ａと第２の軸受ブラケット９１ｂにそれぞれ装着される一対の第１の二ードル軸受９２ａおよび第２の二ードル軸受９２ｂと、第１の軸受ブラケット９１ａと第２の軸受ブラケット９１ｂとの間に配設される２個のスペーサカラー９３ａ、９３ｂと、２個の締付ボルト９４ａ、９４ｂおよび２個のコイルばね９５ａ、９５ｂとを具備している。第１の軸受ブラケット９１ａおよび第２の軸受ブラケット９１ｂは、互いに対向する側面にそれぞれ軸受装着凹部９１１ａおよび９１１ｂを備えており、該軸受装着凹部９１１ａおよび９１１ｂの上側および下側にそれぞれボルト挿通穴９１２ａ、９１２ａおよび９１２ｂ、９１２ｂが設けられている。このように構成された第１の軸受ブラケット９１ａおよび第２の軸受ブラケット９１ｂの軸受装着凹部９１１ａおよび９１１ｂに第１の二ードル軸受９２ａおよび第２の二ードル軸受９２ｂを嵌合して装着した軸受組み立て体をアーム部材８２の両側に配設する。そして、締付ボルト９４ａと９４ｂをそれぞれコイルばね９５ａ、９５ｂ、第２の軸受ブラケット９１ｂに設けられたボルト挿通穴９１２ｂ、９１２ｂ、スペーサカラー９３ａ、９３ｂ、第１の軸受ブラケット９１ａに設けられたボルト挿通穴９１２ａ、９１２ａに挿通し、ベース部材８１の一端部に設けられた２個のねじ穴８１４、８１４に螺合し所定の締付力を与えることにより、第１の二ードル軸受９２ａおよび第２の二ードル軸受９２ｂによってアーム部材８２を挟持した状態で第１の軸受ブラケット９１ａおよび第２の軸受ブラケット９１ｂがベース部材８１に固定される。このようにブレ規制手段９は、アーム部材８２の両側を第１の二ードル軸受９２ａおよび第２の二ードル軸受９２ｂによって挟持するので、アーム部材８２の回動は許容しつつアーム部材８２の割り出し方向（矢印Ｙ方向）の変位即ちブレを規制することがきる。なお、このブレを１μｍ未満に抑えることが望ましい。
【００２７】
図１に戻って説明すると、図示の切削装置は、被加工物である半導体ウエーハ１１をストックするカセット１２と、被加工物搬出手段１３と、被加工物搬送手段１４と、洗浄手段１５と、洗浄搬送手段１６、および顕微鏡やＣＣＤカメラ等で構成されるアライメント手段１７を具備している。また、図示の切削装置は、アライメント手段１７によって撮像された画像等を表示する表示手段１８を具備している。なお、半導体ウエーハ１１は、フレーム１１１にテープ１１２によって装着されており、フレーム１１１に装着された状態で上記カセット１２に収容される。また、カセット１２は、図示しない昇降手段によって上下に移動可能に配設されたカセットテーブル１２１上に載置される。
【００２８】
次に、上述した切削装置の加工処理動作について簡単に説明する。
カセット１２の所定位置に収容されたフレーム１１１に装着された状態の半導体ウエーハ１１（以下、フレーム１１１に装着された状態の半導体ウエーハ１１を単に半導体ウエーハ１１という）は、図示しない昇降手段によってカセットテーブル１２１が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、被加工物搬出手段１３が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ１１を被加工物載置領域１９に搬出する。被加工物載置領域１９に搬出された半導体ウエーハ１１は、被加工物搬送手段１４の旋回動作によって上記チャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル３３の吸着チャック３３２上に搬送され、該吸着チャック３３２に吸引保持される。このようにして半導体ウエーハ１１を吸引保持したチャックテーブル３３は、案内レール３１、３２に沿ってアライメント手段１７の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３３がアライメント手段１７の直下に位置付けられると、アライメント手段１７によって半導体ウエーハ１１に形成されているストリート（切断ライン）が検出され、上記回転スピンドル５４に切削ブレード６が装着されている場合にはストリートと切削ブレード６とに精密位置合わせ作業が行われ、切削ブレード６が取り外されて上記スピンドルハウジング５３の先端面５３０にスクライバ機構８が装着されている場合にはストリートとローラスクライバ８３と精密位置合わせ作業が行われる。
【００２９】
その後、半導体ウエーハ１１を吸引保持したチャックテーブル３３を加工送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動することにより、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１は所定のストリートに沿って切削され、または所定のストリートに沿ってスクライブラインが形成される。即ち、上記回転スピンドル５４に切削ブレード６が装着されている場合には、ダイシング装置としての切削装置２は本来の切削装置として機能し、切削ブレード６が回転駆動されているので、チャックテーブル３３を切削ブレード６の下側に沿って加工送り方向に移動することにより、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１は所定のストリートに沿って切削される。
【００３０】
一方、上記スピンドルハウジング５３の先端面５３０にスクライバ機構８が装着されている場合には、ダイシング装置としての切削装置２はスクライビング装置として機能し、ローラスクライバ８３には荷重付与手段８４によって半導体ウエーハ１１に向けて所定の荷重が作用しているので、チャックテーブル３３をローラスクライバ８３の下側に沿って加工送り方向に移動することにより、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ１１にはローラスクライバ８３により所定のストリートに沿ってスクライブラインが形成される。このとき、ローラスクライバ８３を支持するアーム部材８２は、ブレ規制手段９によって割り出し方向である矢印Ｙで示す方向の変位が規制されているので、ローラスクライバ８３の割り出し方向のブレが防止され、精密なスクライブラインを形成することができる。このように、ブレ規制手段９を設けることによりスクライバを支持するアーム部材の剛性および支持剛性を高くすることなく、スクライバが割り出し方向にブレることを防止できるので、アーム部材をアルミニウムや合成樹脂等の軽量な材料で構成することが可能となる。従って、スクライバを支持するアーム部材の慣性モーメントが小さくなるので、半導体ウエーハ１１に形成されたストリートの起伏に対するスクライバの追随性が良好となり、バウンド現象を軽減することができる。このように、ブレ規制手段９を設けることでアーム部材の慣性モーメントを小さくできバウンド現象が軽減することから、送り速度を１００〜２００ｍｍ／ｓｅｃの高速でスクライブラインを形成することができ、生産性を向上することができる。
【００３１】
上記のようにして半導体ウエーハ１１のストリートに沿ってスクライブラインを形成が終了した後、半導体ウエーハ１１を保持したチャックテーブル３３は、最初に半導体ウエーハ１１を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ１１の吸引保持を解除する。次に、半導体ウエーハ１１は、洗浄搬送手段１６によって洗浄手段１５に搬送され、ここで洗浄される。このようにして洗浄された半導体ウエーハ１１は、被加工物搬送手段１４によって被加工物載置領域１９に搬出される。そして、半導体ウエーハ１１は、被加工物搬出手段１３によってカセット１２の所定位置に収納される。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によるスクライバ機構は以上のように構成されているので、次の作用効果を奏する。
【００３３】
即ち、本発明によるスクライバ機構は、切削装置のスピンドルユニットを構成するスピンドルハウジングの先端面に装着可能に形成されたベース部材と、該ベース部材に中間部が回動可能に支持されたアーム部材と、該アーム部材の一端部に装着されたスクライバと、該アーム部材の他端部に作用し該アーム部材の一端側を該チャックテーブルに保持された被加工物に向けて回動するように所定の荷重を付与する荷重付与手段とを具備しているので、切削装置のスピンドルユニットを構成する回転スピンドルに装着される切削ブレードを取り外して、スピンドルハウジングの先端面に容易に装着することができる。従って、スクライバ機構装着することにより、切削装置のダイシング機能を利用してスクライビング装置として機能させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスクライバ機構を装着するダイシング装置としての切削装置の斜視図。
【図２】図１に示す切削装置の要部斜視図。
【図３】図１に示す切削装置のスピンドルユニットを構成する回転スピンドルおよびスピンドルハウジングに装着する取り付けられる固定フランジと切削ブレードと挟持フランジと締め付けナットおよびブレードカバーを分解して示す斜視図。
【図４】図１に示す切削装置のスピンドルユニットを構成するスピンドルハウジングと該スピンドルハウジングに装置するスクライバ機構を分解して示す斜視図。
【図５】図４に示すスクライバ機構を分解して示す斜視図。
【図６】図４に示すスクライバ機構を図１に示す切削装置のスピンドルハウジングに装置した状態を示す斜視図。
【符号の説明】
２：静止基台
３：チャックテール機構
３１、３２：チャックテーブル機構の案内レール
３３：チャックテーブル機構のチャックテーブル
３４：チャックテーブル機構の駆動手段
４：スピンドル支持機構
４１、４２：チャックテーブル機構の案内レール
４３：チャックテーブル機構の可動支持基台
４４：チャックテーブル機構の駆動手段
５：スピンドルユニット
５１：ユニットホルダ
５２：スピンドルハウジング
５３：回転スピンドル
６：切削ブレード
６１：切削ブレードの支持部材
６２：切削ブレードの砥石ブレード
６３：固定フランジ
４：挟持フランジ
７：ブレードカバー
８：スクライバ機構
８１：ベース部材
８２：アーム部材
８３：ローラスクライバ
８４：荷重付与手段
８４１：エアシリンダ
８４２：ピストンロッド
８４３：取付け板
８７：調整ねじ
９：ブレ規制手段
９１ａ：第１の軸受ブラケット
９１ｂ：第２の軸受ブラケット
９２ａ：第１の二ードル軸受
９２ｂ：第２の二ードル軸受
９３ａ、９３ｂ：スペーサカラー
９４ａ、９４ｂ：締付ボルト
９５ａ、９５ｂ：コイルばね
１０：装置ハウジング
１２：カセット
１３：被加工物搬出手段
１４：被加工物搬送手段
１５：洗浄手段
１６：洗浄搬送手段
１７：アライメント手段
１８：表示手段
Claims (5)
- 被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを装着するスピンドルユニットと、該チャックテーブルとスピンドルユニットとを切削送り方向に相対的に移動する切削送り手段と、該チャックテーブルとスピンドルユニットとを切削送り方向と垂直な割り出し送り方向に相対的に移動する割り出し送り手段とを有し、該スピンドルユニットがスピンドルハウジングと該スピンドルハウジングに回転可能に支持され該スピンドルハウジングの先端から切削ブレード装着部を突出して配設した回転スピンドルとを具備する切削装置の、該切削ブレード装着部に装着される切削ブレードを取り外して該スピンドルハウジングの先端に装着するためのスクライバ機構であって、
該スピンドルハウジングの先端面に装着可能に形成されたベース部材と、該ベース部材に中間部が回動可能に支持されたアーム部材と、該アーム部材の一端部に装着されたスクライバと、該アーム部材の他端部に作用し該アーム部材の一端側を該チャックテーブルに保持された被加工物に向けて回動するように所定の荷重を付与する荷重付与手段とを具備している、
ことを特徴とするスクライバ機構。 - 該ベース部材は、該スピンドルハウジングの先端面に設けられ該切削ブレードの上半部を覆うブレードカバーを装着するための取付けボルトが螺合するねじ穴と対応するボルト挿通穴を備えており、該ボルト挿通穴を挿通して配設される取付けボルトを該ねじ穴に螺合することにより該スピンドルハウジングの先端面に装着される、請求項１記載のスクライバ機構。
- 該ベース部材は、該回転スピンドルとの干渉を回避する切欠部が形成されている、請求項１記載のスクライバ機構。
- 該ベース部材に対して該アーム部材の割り出し送り方向の変位を規制するブレ規制手段とを備えている、請求項１記載のスクライバ機構。
- 該ブレ規制手段は、該アーム部材の一端部における割り出し送り方向の両側に配設された一対のニードル軸受と、該一対のニードル軸受を保持する一対の軸受ブラケットとを具備し、該一対のニードル軸受によって該アーム部材を挟持するように該一対の軸受ブラケットが該ベースに固定されている、請求項４記載のスクライバ機構。
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