JP5117772B2

JP5117772B2 - 切削装置

Info

Publication number: JP5117772B2
Application number: JP2007170109A
Authority: JP
Inventors: 正視佐藤
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2007-06-28
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2027-06-28
Also published as: JP2009010160A

Description

本発明は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の被加工物を切削する切削装置に関する。

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、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハも分割予定ラインに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード、CCD等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。

上述したウエーハのストリートに沿った切断は、通常切削装置によって行われている。この切削装置は、ウエーハ等の被加工物を保持する保持面を備えた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た切削ブレードを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段と、切削手段をチャックテーブルの保持面に対して垂直方向に移動せしめる切り込み送り手段と、を具備している。切削手段は、回転スピンドルと該回転スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動手段を備えたスピンドルユニットを含んでいる。このような切削装置においては、切削ブレードを２００００〜４００００rpmの回転速度で回転しつつ、切削ブレードを所定量切り込み送りした後、切削ブレードとチャックテーブルに保持された被加工物を相対的に切削送りする。（例えば、特許文献１参照。）
特開２００４−１４２０８６号公報

上述した切削装置においては高速で回転する切削ブレードによる振動が被加工物を介してチャックテーブルに伝達し、チャックテーブルが共振することがある。この結果、ウエーハ等の被加工物の厚みが１００μm以下と薄くなると、切削面に欠けが発生してデバイスの品質を低下させるという問題がある。また、裏面にダイアタッチフィルムといわれる接着フィルムを装着したウエーハの場合には、厚みが３００μm程度であっても切削面に欠けが発生する。このような現象は、切削手段を２基配設し２つの切削ブレードによってチャックテーブルに保持された被加工物を同時に切削するように構成した所謂２スピンドル切削装置において顕著に現れる。

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、チャックテーブルの振動を抑制することができる切削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チャックテーブルと該チャックテーブルを支持する支持基台とを有するチャックテーブル機構と、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備えた切削手段と、を具備する切削装置において、
該チャックテーブルは、上面に設けられ被加工物を吸引保持する吸引保持部と、下面中央部に設けられ該支持基台によって支持される被支持部とを具備し、
該チャックテーブルの下面における該被支持部を囲繞する領域に振動減衰手段が配設されており、
該振動減衰手段は、該チャックテーブルと固有振動数が異なる制振プレートと、該制振プレートを該チャックテーブルの下面に接合する粘弾性接着剤からなっている、
ことを特徴とする切削装置が提供される。

上記粘弾性接着剤は、硬度がショア硬度６０以下であることが望ましい。

本発明による切削装置によれば、チャックテーブルにはチャックテーブルと固有振動数が異なる制振プレートと、該制振プレートを該チャックテーブルの下面に接合する粘弾性接着剤からなる振動減衰手段が設けられているので、切削ブレードによる切断時に切削ブレードの回転による振動が被加工物を介してチャックテーブルに伝達されるが、チャックテーブルに伝達された振動は振動減衰手段によって減衰せしめられる。従って、チャックテーブルが共振することがないため、チャックテーブルに保持された被加工物の振動が抑制されるので、切断面に生ずる欠けを減少することができる。

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

図１には、本発明に従って構成された切削装置の斜視図が示されている。図示の実施形態における切削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持するチャックテーブル機構３が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ている。チャックテーブル機構３について、図２を参照して説明する。

図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、被加工物を保持するチャックテーブル４と、該チャックテーブル４を支持する支持基台５を具備している。チャックテーブル４は、ステンレス鋼等の金属材によって円板状に形成されており、上面に設けられ被加工物を吸引保持する吸引保持部４１と、下面中央部に設けられ支持基台５によって支持される被支持部４２を備えている。吸引保持部４１には円形の嵌合凹部４１１が形成されており、この嵌合凹部４１１の底面外周部に環状の載置棚４１２が設けられている。そして、嵌合凹部４１１に無数の吸引孔を備えたポーラスなセラミックス等からなる多孔性部材によって形成された吸着チャック４１３が嵌合される。また、チャックテーブル４には、上記嵌合凹部４１１に開口するとともに被支持部４２に開口する連通路４３が設けられている。このように構成されたチャックテーブル４には、下面における被支持部４２を囲繞する領域に振動減衰手段４４が設けられている。振動減衰手段４４は、図示の実施形態においてはチャックテーブル４と固有振動数が異なるセラミックス板からなる制振部材４４１と、制振部材４４１をチャックテーブル４の下面に接合する粘弾性接着剤４４２からなっている。なお、粘弾性接着剤４４２は、硬度がショア硬度６０以下であることが望ましく、ウレタン等のゴム製接着剤を用いることができる。

上記支持基台５は、ステンレス鋼等の金属材によって円柱状に形成されており、上面に上記チャックテーブル４の被支持部４２を支持する支持部５１を備えており、この支持部５１には環状の溝５１１が設けられている。また、支持基台５には、上記チャックテーブル４に設けられた連通路４３と連通する吸引通路５２と、支持部５１に設けられた環状の溝５１１と連通する吸引通路５３が形成されている。なお、吸引通路５２および吸引通路５３は、吸引手段６に接続されている。吸引手段６は、吸引源６１と、該吸引源６１と吸引通路５２および吸引通路５３とを接続する吸引パイプ６２および６３と、吸引パイプ６２および６３のそれぞれ配設された常閉式の電磁開閉弁６４および６５とからなっている。従って、支持基台５の支持部５１上にチャックテーブル４の被支持部４２を載置し、電磁開閉弁６５を附勢(ON)すると、吸引源６１から吸引パイプ６３、吸引通路５３および環状の溝５１１を通して支持部５１に負圧が作用し、チャックテーブル４が支持基台５の支持部５１上に吸引保持される。また、電磁開閉弁６４を附勢(ON)すると、吸引源６１から吸引パイプ６２、吸引通路５２および連通路４３を通してチャックテーブル４の嵌合凹部４１１に負圧が作用し、この結果、無数の吸引孔を備えた吸着チャック４１３の上面である保持面に負圧が作用せしめられる。また、支持基台５の上部には、径方向に突出してクランプ支持部５４が設けられており、このクランプ支持部５４の上面に４個のクランプ７が適宜の固定手段によって取付けられている。このように構成された支持基台５は、図示しない回転駆動機構によって回転せしめられるように構成されている。

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４の下側周囲を覆うカバーテーブル８を具備している。このカバーテーブル８は、中央部に開口８１が形成されており、この開口８１の周縁に上方に突出するフランジ部８２が設けられている。このフランジ部８２がチャックテーブル４のクランプ支持部５４の下端部に形成されたスカート部５４１の内側に位置付けられる。このように構成されたカバーテーブル８は、図示しない支持部材によって図２に示す状態で支持される。

図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル機構３のチャックテーブル４に保持された被加工物を切削する切削手段としてのスピンドルユニット９を具備している。スピンドルユニット９は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング９１と、該スピンドルハウジング９１に回転自在に支持された回転スピンドル９２と、該回転スピンドル９２の前端部に装着された切削ブレード９３を具備している。このように構成された切削手段としてのスピンドルユニット９は、図示しない割り出し送り手段によって図１において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。

図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル４上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード９３によって切削すべき領域を検出するための撮像手段１１を具備している。この撮像手段１１は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっている。また、切削装置は、撮像手段１１によって撮像された画像を表示する表示手段１２を具備している。

上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域１３aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル１３が配設されている。このカセット載置テーブル１３は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル１３上には、被加工物としてのウエーハWを収容するカセット１４が載置される。カセット１４に収容されるウエーハWは、例えば半導体ウエーハであり、シリコン基板の表面に格子状のストリートが形成され、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にデバイスが形成されている。このように形成されたウエーハWは、環状のフレームFに装着された保護テープTの表面に裏面が貼着された状態でカセット１４に収容される。

また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル１３上に載置されたカセット１４に収容されているウエーハW（環状のフレームFに保護テープTを介して支持されている状態）を仮置きテーブル１５に搬出するとともに切削加工後のウエーハをカセット１４に搬入する搬出・搬入手段１６と、仮置きテーブル１５に搬出されたウエーハWを上記チャックテーブル４上に搬送する第１の搬送手段１７と、チャックテーブル４上で切削加工されたウエーハWを洗浄する洗浄手段１８と、チャックテーブル４上で切削加工された被加工物Wを洗浄手段１８へ搬送する第２の搬送手段１９を具備している。

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、以下その作動につい主に図１を参照して説明する。
カセット載置テーブル１３上に載置されたカセット１４の所定位置に収容されているウエーハWは、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル１３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、搬出・搬入手段１６が進退作動して搬出位置に位置付けられたウエーハWを仮置きテーブル１５上に搬出する。仮置きテーブル１５に搬出されたウエーハWは、第１の搬送手段１７の旋回動作によって上記チャックテーブル４の吸着チャック４１３上に搬送される。チャックテーブル４の吸着チャック４１３上にウエーハ１０が載置されたならば、図２に示す吸引手段６の電磁開閉弁６４を附勢(ON)する。電磁開閉弁６４が附勢(ON)されると、上述したように吸引源６１から吸引パイプ６２、吸引通路５２および連通路４３を通してチャックテーブル４の嵌合凹部４１１に負圧が作用し、無数の吸引孔を備えた吸着チャック４１３の上面である保持面に負圧が作用せしめられる。この結果、チャックテーブル４の吸着チャック４１３上に載置されたウエーハWは、吸着チャック４１３上に吸引保持される。また、ウエーハWを保護テープTを介して支持する環状のフレームFは、上記クランプ7によって固定される。このようにしてウエーハWを保持したチャックテーブル４は、撮像手段１１の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル４が撮像手段１１の直下に位置付けられると、撮像手段１１によってウエーハWに形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット９を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリートと切削ブレード９３との精密位置合わせ作業が行われる。

その後、切削ブレード９３を図１において矢印Ｚで示す方向に所定量切り込み送りし、切削ブレード９３を図３に示すように矢印９３aで示す方向に回転させつつ、ウエーハWを吸引保持したチャックテーブル４を矢印X1で示す方向に切削送りすることにより、チャックテーブル４上に保持されたウエーハWは切削ブレード９３により所定のストリートに沿って切断される。この切削ブレード９３による切断時においては、切削ブレード９３の回転による振動がウエーハWを介してチャックテーブル４に伝達される。このチャックテーブル４に伝達された振動は、チャックテーブル４の下面に配設された振動減衰手段４４によって減衰せしめられる。即ち、振動減衰手段４４は、チャックテーブル４と固有振動数が異なるセラミックス板からなる制振部材４４１と、制振部材４４１をチャックテーブル４の下面に接合する粘弾性接着剤４４２からなっているので、固有振動数の差と粘弾性接着剤４４２による振動減衰特性により、チャックテーブル４に伝達された振動を減衰せしめる。従って、チャックテーブル４が共振することがないため、チャックテーブル４に保持されたウエーハWの振動が抑制されるので、切断面に生ずる欠けを減少することができる。

以上のようにして、ウエーハWを所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル４を図１において矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切断作業を実施する。そして、ウエーハWの所定方向に延在するストリートの全てに沿って切断作業を実施したならば、チャックテーブル４を９０度回転させて、ウエーハWの所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削作業を実行することにより、ウエーハWに格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のデバイスに分割される。なお、分割されたデバイスは、保護テープ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。

次に、ウエーハWを保持したチャックテーブル４は最初にウエーハWを吸引保持した位置に戻される。そして、ウエーハWの吸引保持を解除する。次に、ウエーハWは第２の搬送手段１９によって洗浄手段１８に搬送される。洗浄手段１８に搬送されたウエーハWは、ここで洗浄および乾燥される。このようにして洗浄および乾燥されたウエーハWは、第１の搬送手段１７によって仮置きテーブル１５に搬出される。そして、ウエーハWは、搬出・搬入手段１６によってカセット１１４の所定位置に収納される。

以上、本発明を１基の切削手段を備えた切削装置に適用した例を示したが、切削手段を２基配設し２つの切削ブレードによってチャックテーブルに保持された被加工物を同時に切削するように構成した所謂２スピンドル切削装置に本発明を適用すれば、上記作用効果が顕著となる。

本発明に従って構成された切削装置の斜視図。図１に示す切削装置に装備されるチャックテーブル機構の要部断面図。図１に示す切削装置の切削作業状態を示す説明図。

符号の説明

２：装置ハウジング
３：チャックテーブル機構
４：チャックテーブル
４１：チャックテーブルの吸引保持部
４１３：吸着チャック
４２：チャックテーブルの被支持部
４４：振動減衰手段
４４１：制振部材
４４２：粘弾性接着剤
５：支持基台
５１：支持基台の支持部
６：吸引手段
６１：吸引源
６２，６３：吸引パイプ
６４，６５：電磁開閉弁
７：クランプ
８：カバーテーブル
９：スピンドルユニット
９１：スピンドルハウジング
９２：回転スピンドル
９３：切削ブレード
１１：撮像手段
１２：表示手段
１３：カセット載置テーブル
１４：カセット
１５：仮置きテーブル
１６：搬出・搬入手段
１７：第１の搬送手段
１８：洗浄手段
１９：第２の搬送手段

Claims

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を支持する支持基台とを有するチャックテーブル機構と、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備えた切削手段と、を具備する切削装置において、
該チャックテーブルは、上面に設けられ被加工物を吸引保持する吸引保持部と、下面中央部に設けられ該支持基台によって支持される被支持部とを具備し、
該チャックテーブルの下面における該被支持部を囲繞する領域に振動減衰手段が配設されており、
該振動減衰手段は、該チャックテーブルと固有振動数が異なる制振プレートと、該制振プレートを該チャックテーブルの下面に接合する粘弾性接着剤からなっている、
ことを特徴とする切削装置。
該粘弾性接着剤は、硬度がショア硬度６０以下に設定されている、請求項１記載の切削装置。