JP5389540B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は半導体ウエーハ等の被加工物を切削する切削装置に関し、特に、二つの切削ユニットを対峙して配設することにより切削効率の向上を図った切削装置に関する。

表面にＩＣ、ＬＳＩ等の電子回路（デバイス）が複数形成された半導体ウエーハや、光デバイスウエーハ、電子部品に使用される各種セラミック基板やガラス基板等の被加工物は切削装置（ダイシング装置）によって個々のチップに分割され、分割された各チップは各種電気機器に広く利用されている。

切削装置では、スピンドルの先端に装着された超砥粒を含む切削ブレードが高速回転しつつウエーハ等の被加工物へ切り込むことで切削加工を行う。近年、切削効率を向上させるため、又は二種の切削ブレードを装着して切削加工するステップカットと呼ばれる方法で高精度、高品質の半導体デバイスを製造するために、二つのスピンドルを備えた切削装置が提案され、実際の切削加工に広く採用されている（例えば、特開平１１−２６４０２号公報参照）。

一方、近年では一つの被加工物当たりのチップの取り量を増やすために被加工物の大型化が進んでおり、特に半導体ウエーハにおいてはその直径を４５０ｍｍとする規格化が進められている。そして、これに対応するために切削装置も大型化を迫られている。

特開平１１−２６４０２号公報

しかしながら、装置が大型化するとその分コストの増大を招くことになるため、二つのスピンドルタイプの切削装置でも全体を小型化することが望まれている。特に半導体デバイス製造プロセスにおいては、切削装置はクリーンルームと呼ばれる平米単価の高い設備内に設置されるため、小型化が切望されている。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、装置全体を小型化することが可能な二つのスピンドルタイプの切削装置を提供することである。

本発明によると、作業者が装置の操作を行う操作面側に配設された操作面カバーと、該操作面カバーの反対側に配置された背面カバーと、該操作面カバーと該背面カバーとを連結する側面カバーとが装着された枠体によって囲繞される切削装置であって、該操作面側に配設されたディスプレイと、切削送り経路に沿って移動可能に配設された被加工物を保持する保持テーブルと、
該切削送り経路に直交する割り出し送り経路に沿って移動可能に配設され、該保持テーブルに保持された被加工物を切削する第１の切削手段及び第２の切削手段とを具備し、該第１の切削手段と該第２の切削手段は、該切削送り経路を跨いで対峙するように配設されており、該切削送り経路及び該割り出し送り経路は、該操作面側に配設された該ディスプレイに対して斜めに配設されていることを特徴とする切削装置が提供される。

好ましくは、切削送り経路は枠体の一方の対角線上に位置づけられ、割り出し送り経路は枠体の他方の対角線上に位置づけられる。

本発明によると、二つのスピンドルタイプの切削装置において、切削送り経路と該切削送り経路に直交する割り出し送り経路とが、操作面カバーに対して斜めに配設されているので、切削装置の小型化、省スペース化を実現できる。

本発明実施形態に係る切削装置の外観斜視図である。 上面カバーを取り除いた状態の図１に示した切削装置の平面図である。 他の実施形態に係る切削装置の平面図である。 ダイシングテープを介して環状フレームにより支持された半導体ウエーハの斜視図である。 位置決め部材の正面図である。 切削装置の機構部分の斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態に係る切削装置２の外観斜視図が示されている。切削装置２の後で詳細に説明する機構部分は枠体４により囲繞されている。枠体４は、横断面が平面視で正方形状をしている。

枠体４には、作業者が装置の操作を行う操作面側に配設された操作面カバー６が取り付けられている。枠体４には更に、操作面カバー６の反対側に配設された背面カバー８と、操作面カバー６と背面カバー８とを連結する一対の側面カバー１０，１２（図２参照）と、上面カバー１５が取り付けられている。

切削装置２の操作面側（前面側）には更に、ディスプレイ１６を有するスライドカバー１４が取り付けられており、スライドカバー１４を矢印Ａ方向にスライドさせることにより、図６に示す切削装置の機構部分にアクセス可能である。

図２を参照すると、１８は切削対象の半導体ウエーハを吸引保持する保持テーブル（チャックテーブル）であり、枠体４の一方の対角線に沿って配置された切削送り経路２０に沿って矢印Ａ方向に移動可能である。

図４に示すように、切削対象の半導体ウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。

半導体ウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された状態となっている。

第１の切削ユニット（切削手段）２２及び第２の切削ユニット（切削手段）２４が切削送り経路２０を跨いで対峙するように配設されている。第１の切削ユニット２２は図示しないモータにより回転されるスピンドル２６を備えており、スピンドル２６の先端部には第１切削ブレード２８が装着されている。

第１の切削ユニット２２は切削送り経路２０と直交する割り出し送り経路３４に沿って矢印Ｂ方向に移動可能に配設されている。割り出し送り経路３４は、枠体４の他方の対角線に沿って配置されている。

第２の切削ユニット２４も図示しないモータにより回転駆動されるスピンドル３０を備えており、スピンドル３０の先端部には第２切削ブレード３２が装着されている。第２の切削ユニット２４も、切削送り経路２０と直交する割り出し送り経路３４に沿って矢印Ｃ方向に移動可能である。

図３を参照すると、本発明の他の実施形態に係る切削装置２Ａの平面図が示されている。図２に示した切削装置２では、切削対象の半導体ウエーハＷを保持テーブル１８上にマニュアルで設置するが、本実施形態の切削装置２Ａでは、切削対象である半導体ウエーハＷの搬送は自動化されている。

本実施形態の切削装置２Ａでは、切削加工領域の構成は図２に示した実施形態と実質上同一であるが、切削対象である半導体ウエーハの搬送及び洗浄機構が右側方に付加されている。よって、操作面カバー６Ａ及び背面カバー８Ａは横方向に長く形成されている。

カセット載置台３８上に複数のウエーハ収容棚を有するカセット３６が載置されている。カセット３６のウエーハ収容棚中には図４に示す環状フレームＦで支持された半導体ウエーハＷが収容されている。カセット載置台３８は上下方向に移動可能に構成されている。

カセット３６中に収容された半導体ウエーハＷは、搬出入手段４０で環状フレームＦを把持することによりカセット３６中から引き出され、一対の位置決め部材４２，４４上に載置される。搬出入手段４０は矢印Ｄ方向に移動可能である。

位置決め部材４２，４４は図５に示すように段差を有しており、搬出入手段４０により引き出された環状フレームＦが載置部４２ａ，４４ａ上に載置され、一対の位置決め部材４２，４４が矢印Ｅ，Ｆで示すように互いに近づく方向に移動することにより、環状フレームＦにより支持された半導体ウエーハＷが位置決めされる。

位置決めされた半導体ウエーハＷは、搬送手段４６の図示しない吸着パッドにより吸着されて保持テーブル（チャックテーブル）１８上に搬送されて、保持テーブル１８により吸引保持される。搬送手段４６は矢印Ｇ方向に移動可能である。保持テーブル１８上に吸引保持された半導体ウエーハＷには、第１切削ブレード２８又は第２切削ブレード３２で切削加工が施される。

全てのストリートＳ１，Ｓ２に沿って切削加工が施された半導体ウエーハＷは、洗浄窯４８中に収容されたスピンナテーブル５０上に搬送され、スピンナノズル５２から洗浄水を噴射しながら洗浄された後スピン乾燥される。洗浄及び乾燥の終了した半導体ウエーハＷは、搬出入手段４０により把持されてカセット３６中に戻される。

次に、図６を参照して切削装置２の機構部の構成について説明する。切削装置２は２スピンドルタイプの切削装置であり、チャックテーブル（保持テーブル）１８において被加工物である半導体ウエーハＷを吸引保持し、チャックテーブル１８が切削送り方向（Ｘ軸方向）に往復移動しながら、割り出し送り方向（Ｙ軸方向）及び切り込み送り方向（Ｚ軸方向）に移動する第１の切削ユニット２２又は第２の切削ユニット２４の作用により半導体ウエーハＷを切削する。

チャックテーブル１８は切削送り手段６０によってＸ軸方向に移動可能となっており、第１の切削ユニット２２と一体に形成された第１カメラ（第１撮像手段）６３を有する第１のアライメント手段６２及び第２の切削ユニット２４とを一体に形成された第２カメラ（第２撮像手段）６５を有する第２のアライメント手段６４によって、チャックテーブル１８に吸引保持されたウエーハＷの切削すべき領域であるストリートが検出され、そのストリートと切削ブレードとのＹ軸方向の位置合わせがなされた後に、切削が遂行される。

切削送り手段６０は、Ｘ軸方向に配設された一対のＸ軸ガイドレール６６と、Ｘ軸ガイドレール６６に摺動可能に支持されたＸ軸移動基台６８と、Ｘ軸移動基台６８に形成されたナット部（図示せず）に螺合するＸ軸ボールねじ７０と、Ｘ軸ボールねじ７０を回転駆動するＸ軸パルスモータ７２とから構成される。

一方、第１切削ユニット２２及び第２切削ユニット２４は、ガイド手段７６によってＹ軸方向に割り出し送り可能に支持されている。ガイド手段７６は、チャックテーブル１８の移動を妨げないようにＸ軸に直交するＹ軸方向に配設される垂直コラム７８と、垂直コラム７８の側面においてＹ軸方向に配設された一対のＹ軸ガイドレール８０と、Ｙ軸ガイドレール８０と平行に配設された第１のボールねじ８２及び第２のボールねじ８４と、第１のボールねじ８２に連結された第１のＹ軸パルスモータ８６と、第２のボールねじ８４に連結された第２のＹ軸パルスモータ８８とから構成される。

Ｙ軸ガイドレール８０は、第１の支持部材９０及び第２の支持部材９２をＹ軸方向に摺動可能に支持しており、第１の支持部材９０及び第２の支持部材９２に備えたナット（図示せず）が第１のボールねじ８２及び第２のボールねじ８４にそれぞれ螺合している。

第１のＹ軸パルスモータ８６及び第２のＹ軸パルスモータ８８に駆動されて第１のボールねじ８２及び第２のボールねじ８４がそれぞれ回転することにより、第１の支持部材９０及び第２の支持部材９２がそれぞれ独立してＹ軸方向に移動される。

第１の支持部材９０及び第２の支持部材９２のＹ軸方向の位置はリニアスケール９４によって計測され、Ｙ軸方向の位置の精密制御に供される。尚、リニアスケールを各支持部材毎に別個に設けることも可能ではあるが、一本のリニアスケール９４で第１の支持部材９０及び第２の支持部材９２の双方の位置を計測するほうが、両者の間隔を精密に制御することができる。

第１の支持部材９０には、第１の切削ユニット２２が取り付けられた第１の移動部材９６が上下方向（Ｚ軸方向）に摺動可能に取り付けられており、第１のＺ軸パルスモータ９８を駆動すると、第１の移動部材９６がＺ軸方向に移動される。

同様に、第２の支持部材９２には、第２の切削ユニット２４取り付けられた第２の移動部材１００が上下方向（Ｚ軸方向）に摺動可能に取り付けられており、第２のＺ軸パルスモータ１０２を駆動することにより、第２の移動部材１００がＺ軸方向に移動される。

上述した本発明の各実施形態によると、２スピンドルタイプの切削装置において、切削送り経路２０と該切削送り経路２０に直交する割り出し送り経路３４とが、操作面カバー６，６Ａに対して斜めに配設されているので、切削装置の小型化、省スペース化を実現できる。

２，２Ａ 切削装置
４ 枠体
６，６Ａ 操作面カバー
８，８Ａ 背面カバー
１０，１２ 側面カバー
１４ スライドカバー
１８ 保持テーブル（チャックテーブル）
２０ 切削送り経路
２２ 第１の切削ユニット（第１の切削手段）
２４ 第２の切削ユニット（第２の切削手段）
２６，３０ スピンドル
２８ 第１切削ブレード
３２ 第２切削ブレード
３４ 割り出し送り経路

Claims (4)

1. 作業者が装置の操作を行う操作面側に配設された操作面カバーと、該操作面カバーの反対側に配置された背面カバーと、該操作面カバーと該背面カバーとを連結する側面カバーとが装着された枠体によって囲繞される切削装置であって、
   該操作面側に配設されたディスプレイと、
   切削送り経路に沿って移動可能に配設された被加工物を保持する保持テーブルと、
   該切削送り経路に直交する割り出し送り経路に沿って移動可能に配設され、該保持テーブルに保持された被加工物を切削する第１の切削手段及び第２の切削手段とを具備し、
   該第１の切削手段と該第２の切削手段は、該切削送り経路を跨いで対峙するように配設されており、
   該切削送り経路及び該割り出し送り経路は、該操作面側に配設された該ディスプレイに対して斜めに配設されていることを特徴とする切削装置。
2. 前記操作面カバー側に配設されたスライドカバーを更に具備し、
   前記ディスプレイは該スライドカバーに配設されている請求項１記載の切削装置。
3. 前記切削送り経路は前記枠体の一方の対角線に沿って位置づけられ、前記割り出し送り経路は前記枠体の他方の対角線に沿って位置づけられる請求項１又は２記載の切削装置。
4. 前記枠体の横断面は正方形である請求項１〜３のいずれかに記載の切削装置。

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