JP4664544B2 - スクライビング装置 - Google Patents
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Description
【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ビング装置に関する。
【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、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、スクライビングが従来から用いられている。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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
而して、従来のスクライビング装置は、揺動可能に支持されたアーム部材の先端部にスクライバを装着し、アーム部材に荷重付与手段によって所定の荷重を付与することによりスクライバを被加工物に押圧するようになっている。しかるに、上述したスクライビング装置は、アーム部材の先端部に装着されたスクライバに作用する全方向の加工負荷がアーム部材の揺動支点で受ける構成であるため、アーム部材の支持剛性が低いとスクライブラインに対して垂直な方向であるスクライバが割り出し方向にブレる。即ち、被加工物の表面に形成されたストリートに沿ってスクライブラインを形成すると、ストリートの起伏によってスクライバにはスクライブラインに対して垂直な方向である割り出し方向の負荷が作用するため、アーム部材の支持剛性が低いとスクライバが割り出し方向にブレて、形成されるスクライブラインに6μm程度のズレが生ずる。上記スクライバの割り出し方向のブレを解消するためには アーム部材の剛性および支持剛性を高めればよいが、アーム部材の重量が増大し慣性モーメントが大きくなる。このため、ストリートの起伏によってスクライバがバウンドすると、アーム部材の慣性モーメントが大きいために復帰がおくれて、連続したスクライブラインを形成することができないという問題もある。従って、従来のスクライブ装置においては、送り速度を50mm/sec以下で実施しており、生産性の面で必ずしも満足し得るものではない。
【0005】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、スクライバを装着したアーム部材の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スクライビング装置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被加工物保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルの被加工物保持面上に保持された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ユニットと、該チャックテーブルとスクライバユニットとをスクライブライン生成送り方向に相対的に移動するスクライブライン生成送り手段と、該チャックテーブルとスクライバユニットとをスクライブライン生成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、を具備するスクライビング装置において、
該スクライバユニットは、ベース部材と、該ベース部材に中間部が該チャックテーブルの被加工物保持面に対して垂直な面内で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の被加工物保持面側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、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、
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、
ことを特徴とするスクライビング装置が提供される。
【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ビング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。
【0009】
図1には、本発明に従って構成されたスクライビング装置の斜視図が示されている。
図1に示されたスクライビング装置は、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にスクライブライン生成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に割り出し送り方向である矢印Yで示す方向(スクライブライン生成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クライバユニット支持機構4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クライバユニットとをスクライブライン生成送り方向である矢印Xで示す方向に相対的に移動するスクライブライン生成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】
上記スクライバユニット支持機構4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クライバユニット支持機構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クライバユニットとをスクライブライン生成送り方向(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クライバユニット支持機構4は、ユニットホルダ51と、該ユニットホルダ51に取り付けられたユニット支持部材52を具備している。ユニットホルダは、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。図示の実施形態のおけるスクライバユニット支持機構4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55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532等の駆動源を含んでおり、パルスモータ532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およびユニット支持部材52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。
【0014】
上記スクライバユニット支持機構4を構成するユニット支持部材52の先端にスクライバユニット6が装着される。スクライバユニット6について、図2および図3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ユニット6は、上記ユニット支持部材53の先端に取り付けられるベース部材61と、該ベース部材61の中間部が回動可能に支持されたアーム部材62と、該アーム部材62の一端部に装着されたスクライバ63と、アーム部材62の他端部に作用しスクライバ63に所定の荷重を付与する荷重付与手段64を具備している。
【0015】
上記ベース部材61は矩形状に形成され、その中央部には上記ユニット支持部材53への2個の取付け穴611、611が設けられており、この取付け穴611、611を挿通して配設される取付けボルト651、651をユニット支持部材52の先端面に形成されたねじ穴(図示せず)に螺合することにより、ユニット支持部材52に取り付けられる。ベース部材61のユニット支持部材52への取付け側と反対側の面には、アーム部材62を支持するためのねじ穴612aを備えた支持ボス612が突出して設けられている。また、ベース部材61の後端には、アーム部材62の回動を規制するためのストッパー部613が突出して形成されている。
【0016】
上記アーム部材62は中間部に取付け穴621が設けられており、この取付け穴621を通してベース部材61に後述するアーム支持手段66によって支持される。アーム部材62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622が設けられており、他端部にはベース部材61側に水平に延びねじ穴623aを備えた調整ねじ取付部623が設けられている。この調整ねじ取付部623は、上記ベース部材61の後端に設けられたストッパー部613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62の後端と上記取付け穴621との間ににおける下面には、後述する荷重付与手段64を構成するエアシリンダのピストンロッドと係合する係合溝624が形成されている。
【0017】
上記アーム部材62の中間部をベース部材61に回動可能に支持するアーム支持手段66は、支持ボルト661とコイルばね662およびカラー663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661をコイルばね662およびカラー663に挿通し、アーム部材62の取付け穴621に挿通した後、ベース部材61に設けられた支持ボス612に形成されたねじ穴612aに螺合することにより、アーム部材62が支持ボルト661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661によって中間部が回動可能に支持されたアーム部材62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66は、支持ボルト661の締付力を調整することにより、アーム部材62と支持ボス612およびカラー663との間に生ずる摩擦力を調整することができる。
【0018】
上述したようにして、ベース部材61に中間部が回動可能に支持されるアーム部材62の他端部に設けられた調整ねじ取付部623には、ねじ穴623aに調整ねじ67が螺合される。この調整ねじ67の先端が上記ベース部材61の後端に設けられたストッパー部613の下面に当接することにより、アーム部材62の回動が規制される。従って、調整ねじ67を進退することによりアーム部材62の回動規制位置を調整することができる。
【0019】
上記スクライバ取付部622の下端部には、スクライバ63が装着される。図示の実施形態におけるスクライバ63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63は、スクライバ取付部622の下端部に装着された支持軸68に回転可能に支持されている。
【0020】
上記荷重付与手段64は、エアシリンダ641と、該エアシリンダ641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642と、エアシリンダ641の外周面に装着された取付け板643とを具備している。なお、取付け板643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61に設けられた2個のボルト挿通穴614、614をベース部材61の背面側から挿通して配設された2個の取付けボルト69、69を螺合することによって、ベース部材61にエアシリンダ641が固定される。上記ピストンロッド642の先端には略直角に曲げられた係止部642aが設けられており、この係止部642aが上記アーム部材62に設けられた係合溝624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64は、エアシリンダ641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642を上方に作動して、アーム部材62を支持ボルト661を中心として他端側を持ち上げ、アーム部材62の一端部に装着されたローラスクライバ63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63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。
【0021】
図示の実施形態におけるスクライバユニット6は、上記ベース部材61に対してアーム部材62の割り出し方向の変位を規制するブレ規制手段7を具備している。ブレ規制手段7は、アーム部材62の一端部即ちスクライバ取付部622の近傍においてアーム部材62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71aおよび第2の軸受ブラケット71bと、該第1の軸受ブラケット71aと第2の軸受ブラケット71bにそれぞれ装着される一対の第1の二ードル軸受72aおよび第2の二ードル軸受72bと、第1の軸受ブラケット71aと第2の軸受ブラケット71bとの間に配設される2個のスペーサカラー73a、73bと、2個の締付ボルト74a、74bおよび2個のコイルばね75a、75bとを具備している。第1の軸受ブラケット71aおよび第2の軸受ブラケット71bは、互いに対向する側面にそれぞれ軸受装着凹部711aおよび711bを備えており、該軸受装着凹部711aおよび711bの上側および下側にそれぞれボルト挿通穴712a、712aおよび712b、712b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71aおよび第2の軸受ブラケット71bの軸受装着凹部711aおよび711bに第1の二ードル軸受72aおよび第2の二ードル軸受72bを嵌合して装着した軸受組み立て体をアーム部材62の両側に配設する。そして、締付ボルト74aと74bをそれぞれコイルばね75a、75b、第2の軸受ブラケット71bに設けられたボルト挿通穴712b、712b、スペーサカラー73a、73b、第1の軸受ブラケット71aに設けられたボルト挿通穴712a、712aに挿通し、ベース部材61の一端部に設けられた2個のねじ穴614、614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72aおよび第2の二ードル軸受72bによってアーム部材62を挟持した状態で第1の軸受ブラケット71aおよび第2の軸受ブラケット71bがベース部材61に固定される。このようにブレ規制手段7は、アーム部材62の両側を第1の二ードル軸受72aおよび第2の二ードル軸受72bによって挟持するので、アーム部材62の回動は許容しつつアーム部材62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。
【0022】
図1に戻って説明すると、図示のスクライブ装置は、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、図示のスクライブ装置は、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。
【0023】
次に、上述したスクライブ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(スクライビングライン)が検出され、上記スクライバユニット6のローラスクライバ63と精密位置合わせ作業が行われる。
【0024】
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をスクライブライン生成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にはローラスクライバ3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。即ち、ローラスクライバ63は上述したように荷重付与手段64によって半導体ウエーハ11に所定の荷重で押し付けられているので、チャックテーブル33をローラスクライバ63の下側に沿ってスクライブライン生成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63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63を支持するアーム部材62は、ブレ規制手段7によって割り出し送り方向である矢印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63の割り出し送り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7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62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7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、スクライブライン生成送り速度を100〜200mm/secの高速にすることが可能となり、生産性を向上することができる。
【0025】
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の形成が終了した後、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。
【0026】
【発明の効果】
本発明によるスクライビング装置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。
【0027】
即ち、本発明によれば、スクライバユニットは、ベース部材に対してスクライバを装着した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ので、スクライバの割り出し送り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。また、ブレ規制手段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、被加工物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。また、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、スクライブライン生成送り速度を高速にすることが可能となり、生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って構成されたスクライビング装置の斜視図。
【図2】図1に示すスクライビング装置の要部斜視図。
【図3】図1に示すダイシング装置にを構成するスクライバユニットの分解斜視図。
【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:スクライバユニット支持機構
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
51:ユニットホルダ
52:ユニット支持部材
6:スクライバユニット
61:ベース部材
62:アーム部材
63:ローラスクライバ
64:荷重付与手段
641:エアシリンダ
642:ピストンロッド
643:取付け板
67:調整ねじ
7:ブレ規制手段
71a:第1の軸受ブラケット
71b:第2の軸受ブラケット
72a:第1の二ードル軸受
72b:第2の二ードル軸受
73a、73b:スペーサカラー
74a、74b:締付ボルト
75a、75b: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 (1)
- 被加工物を保持する被加工物保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルの被加工物保持面上に保持された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ユニットと、該チャックテーブルとスクライバユニットとをスクライブライン生成送り方向に相対的に移動するスクライブライン生成送り手段と、該チャックテーブルとスクライバユニットとをスクライブライン生成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、を具備するスクライビング装置において、
該スクライバユニットは、ベース部材と、該ベース部材に中間部が該チャックテーブルの被加工物保持面に対して垂直な面内で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の被加工物保持面側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、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、
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、
ことを特徴とするスクライビング装置。
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