JP5858837B2 - 吸引保持手段の被加工物離脱方法 - Google Patents

Description

本発明は、板状の被加工物を吸引保持する吸引保持手段の被加工物離脱方法に関する。

各種加工装置に於いて、吸引保持手段がウエーハ等の板状の被加工物を吸引保持することで何らかの処理を行う場面は多く見受けられ、例えば、チャックテーブルや搬送機構がそれにあたる。切削装置に於いては、チャックテーブルや搬送機構は被加工物に対して負圧を作用させ、その吸引力で被加工物を保持し、チャックテーブルであれば加工手段によって加工を施したり（特許文献１参照）、搬送機構であれば所定の位置に搬送したりといった処理を行う（特許文献２参照）。

特開２０１１−０４９１９３号公報 特開２０１０−０９９７３３号公報

しかしながら、加工で発生する切削屑が吸引保持手段の被加工物との接触面（吸引面）に付着して、それが接着剤のような役割を果たしてしまったり、吸引面のわずかな凹凸に被加工物が密着してしまうことで、被加工物が強固に固定されてしまうような場合がある。このような状態では、吸引作用を停止しても被加工物が吸引保持手段から離脱しないといった問題が発生する。

上記の問題を解決するために、例えば特許文献２のように、被加工物を離脱する方向に押圧部材を押し出す機構を設ける方法があるが、部品点数も多く、装置に追加するにはコストが掛かるという問題が有った。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低コストに被加工物を吸引保持手段から確実に離脱させることを可能とする吸引保持手段の被加工物離脱方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の吸引保持手段の被加工物離脱方法は、吸引保持手段の保持部に保持された被加工物を所定の処理終了後に該吸引保持手段から離脱させる吸引保持手段の被加工物離脱方法であって、該所定の処理を実施後、該被加工物を吸引保持した該吸引保持手段を該被加工物を離脱する離脱位置に位置づける位置づけステップと、該位置づけステップ終了後、該吸引保持手段の保持部に作用し、該被加工物を吸引保持する吸引力を停止し、その後該保持部に流体を間欠的に供給して保持部から噴出させて、該吸引保持手段から確実に該被加工物を離脱させる離脱ステップと、を備えることを特徴とする。

そこで、本発明の吸引保持手段の被加工物離脱方法では、吸引を停止するとともに間欠的に流体（水や加圧された気体等）を噴出させることで被加工物に振動を与えるので、振動によって容易に吸引保持手段から離脱する事を可能とするという効果を奏する。

吸引源に連通して被加工物に吸引力を作用させていた吸引路を利用して、そこから流体を間欠的に噴出するだけでよく、新たに吸引保持手段に部品等を追加する必要が無く、流体供給源と吸引路を連通させ、途中に間欠的に流体を噴出させるために流路を間欠的に開閉する電磁弁等を配置させることで実現可能であるため、低コストで実現できるという効果がある。

したがって、本発明の吸引保持手段の被加工物離脱方法では、低コストで被加工物を吸引保持手段から確実に離脱させることを可能とすることができる。

図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例の一部を示す図である。 図２は、実施形態１に係る切削装置のチャックテーブル及び被加工物としてのパッケージ基板などを示す斜視図である。 図３は、実施形態１に係る切削装置のチャックテーブルなどの要部の構成を示す図である。 図４は、実施形態１に係る切削装置の切削加工中のチャックテーブルなどの要部の構成を示す図である。 図５は、実施形態１に係る切削装置の個々に分割されたデバイスを搬送手段により搬送し始められるチャックテーブルなどの要部の構成を示す図である。 図６は、実施形態１に係る切削装置の個々に分割されたデバイスが離脱したチャックテーブルなどの要部の構成を示す図である。 図７は、実施形態１に係る切削装置の動作を示すフローチャートである。 図８は、実施形態２に係る切削装置の構成例の一部を示す図である。 図９は、実施形態２に係る被加工物としてのウエーハなどを示す斜視図である。 図１０は、実施形態２に係る切削装置の搬送手段の吸引保持手段及び被加工物としてのウエーハなどを示す斜視図である。 図１１は、実施形態２に係る切削装置の搬送中の搬送手段の吸引保持手段などの構成を示す図である。 図１２は、実施形態２に係る切削装置の載置場所にウエーハなどを載置した搬送手段の吸引保持手段などの構成を示す図である。 図１３は、実施形態２に係る切削装置のウエーハの離脱中の搬送手段の吸引保持手段などの構成を示す図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例の一部を示す図である。図２は、実施形態１に係る切削装置のチャックテーブル及び被加工物としてのパッケージ基板などを示す斜視図である。図３は、実施形態１に係る切削装置のチャックテーブルなどの要部の構成を示す図である。図４は、実施形態１に係る切削装置の切削加工中のチャックテーブルなどの要部の構成を示す図である。図５は、実施形態１に係る切削装置の個々に分割されたデバイスを搬送手段により搬送し始められるチャックテーブルなどの要部の構成を示す図である。図６は、実施形態１に係る切削装置の個々に分割されたデバイスが離脱したチャックテーブルなどの要部の構成を示す図である。図７は、実施形態１に係る切削装置の動作を示すフローチャートである。

実施形態１に係る吸引保持手段の被加工物離脱方法は、チャックテーブル１０（吸引保持手段に相当）の表面１０ａ（保持部に相当）に保持されたパッケージ基板Ｐ（被加工物に相当）を切削加工（所定の処理）終了後に、チャックテーブル１０から離脱させる方法であって、図１に示す切削装置１において実行される方法である。

なお、実施形態１において、被加工物としてのパッケージ基板Ｐは、切削装置１により切削加工される被加工物であり、本実施形態では、互いに直行する分割予定ラインＬによって区画されかつ所定の電極等を有して樹脂により封止されたデバイスＤ１を複数有している。パッケージ基板Ｐは、切削装置１がチャックテーブル１０と切削ブレード２１を有する加工手段２０とを相対移動させて、分割予定ラインＬに切削加工が施されることで、個々のデバイスＤ１（被加工物に相当する）に分割される。

切削装置１は、図１に示すように、チャックテーブル１０と、加工手段２０と、搬送手段３０（図５に示し吸引保持手段に相当する）と、制御手段９０とを含んで構成されている。切削装置１は、更に、チャックテーブル１０と加工手段２０とをＸ軸方向に相対移動させる図示しないＸ軸移動手段と、チャックテーブル１０と加工手段２０とをＹ軸方向に相対移動させる図示しないＹ軸移動手段と、チャックテーブル１０と加工手段２０とをＺ軸方向に相対移動させる図示しないＺ軸移動手段とを含んで構成されている。

チャックテーブル１０は、切削加工前のパッケージ基板Ｐが搬送手段３０により載置されて、当該パッケージ基板Ｐを吸引保持するものである。チャックテーブル１０は、図２及び図３に示すように、分割予定ラインＬに切り込んだ切削ブレード２１との接触を回避するための逃げ溝１１が表面１０ａに複数形成されている。また、チャックテーブル１０は、パッケージ基板Ｐの個々のデバイスＤ１を吸引するための吸引孔１２が前記表面１０ａに各デバイスＤ１毎に形成されている。吸引孔１２には、図３に示すように、電磁弁１３を介して吸引源１４に接続した吸引路１５が接続しているとともに、吸引路１５の途中には、電磁弁１６を介して流体供給源１７に接続した流路１８が接続している。電磁弁１３，１６は、制御手段９０からの命令通りに吸引路１５及び流路１８を開閉するものである。吸引源１４は、吸引路１５を介して吸引孔１２から雰囲気を吸引するものであり、流体供給源１７は、流路１８及び吸引路１５を介して吸引孔１２から加圧された気体を噴出するものである。

なお、チャックテーブル１０は、切削装置１の装置本体２に設けられた図示しないテーブル移動基台に着脱可能である。なお、テーブル移動基台は、Ｘ軸移動手段によりＸ軸方向に移動自在に設けられかつ図示しない基台駆動源により中心軸線（Ｚ軸と平行である）回りに回転自在に設けられている。

加工手段２０は、チャックテーブル１０に保持されたパッケージ基板Ｐを切削加工するものである。加工手段２０は、チャックテーブル１０に保持されたパッケージ基板Ｐに対して、Ｙ軸移動手段によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動手段によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。加工手段２０は、切削ブレード２１と、スピンドル２２と、図示しないハウジングとを含んで構成されている。切削ブレード２１は、略リング形状を有する極薄の切削砥石であり、回転することでパッケージ基板Ｐに切削加工を施すものである。切削ブレード２１は、スピンドル２２に着脱自在に装着される。スピンドル２２は、円筒形状のハウジングに回転自在に支持され、ハウジングに連結されている図示しないブレード駆動源に連結されている。切削ブレード２１は、ブレード駆動源により発生した回転力により回転駆動する。ハウジングは、Ｙ軸移動手段及びＺ軸移動手段を介して装置本体２に取り付けられている。

搬送手段３０は、切削加工前のパッケージ基板Ｐをチャックテーブル１０に載置し、切削加工後の分割された個々のデバイスＤ１をチャックテーブル１０から離脱させるものである。搬送手段３０には、図５に示すように、パッケージ基板Ｐの個々のデバイスＤ１を吸引するための吸引孔３１が下面３０ａ（保持部に相当する）に各デバイスＤ１毎に形成されている。吸引孔３１には、前述したチャックテーブル１０に設けられた同等の構成の吸引路３２、流路、電磁弁、吸引源、流体供給源が接続している。

制御手段９０は、切削装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御するものである。制御手段９０は、パッケージ基板Ｐに対する加工動作を切削装置１に行わせるものである。また、制御手段９０は、切削加工前後のパッケージ基板Ｐ及び個々に分割されたデバイスＤ１をチャックテーブル１０及び搬送手段３０から離脱させる際に、吸引源１４からの吸引力を停止した後、表面１０ａ及び下面３０ａの吸引孔１２，３１から加圧された気体（流体に相当する）を所定時間間欠的に噴出させて、チャックテーブル１０の表面１０ａ及び搬送手段３０の下面３０ａから切削加工後のパッケージ基板即ち個々に分割されたデバイスＤ１を離脱させるものでもある。なお、制御手段９０は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、加工動作の状態を表示する図示しない表示手段や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない操作手段と接続されている。

次に、実施形態１に係る切削装置１を用いたパッケージ基板Ｐの加工方法及び吸引保持手段の被加工物離脱方法について説明する。オペレータが加工内容情報を制御手段９０に登録し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、切削装置１が加工動作を開始する。加工動作において、制御手段９０が、まず、図７のステップＳ１において、制御手段９０は、切削加工前のパッケージ基板Ｐをチャックテーブル１０に載置し、図４に示すように、電磁弁１３を開きかつ電磁弁１６を閉じて、吸引源１４を駆動して、吸引孔１２を通してチャックテーブル１０の表面１０ａにパッケージ基板Ｐを吸引保持する。

次に、制御手段９０は、Ｘ軸移動手段によりチャックテーブル１０を移動して、チャックテーブル１０に保持されたパッケージ基板Ｐの加工手段２０に対する相対位置を調整する。加工内容情報に基づいて、図４に示すように、パッケージ基板Ｐの分割予定ラインＬを切削し個々のデバイスＤ１に分割する分割加工やパッケージ基板Ｐの外周部を切削除去する加工などの切削加工を実行する。そして、制御手段９０は、全ての分割予定ラインＬなどに対する切削加工が終了すると、ステップＳ２に進む。

制御手段９０は、ステップＳ２では、全ての分割予定ラインＬなどに対する切削加工を実施後、Ｘ軸駆動手段により個々に分割された複数のデバイスＤ１を吸引保持したチャックテーブル１０を、加工手段２０の下方から退避させて、搬送手段３０の下方に位置してデバイスＤ１を離脱する離脱位置に位置付ける。そして、制御手段９０は、ステップＳ２終了後、ステップＳ３に進む。なお、ステップＳ２は、位置づけステップに相当する。

制御手段９０は、ステップＳ２終了後、ステップＳ３では、図５に示すように、搬送手段３０の下面３０ａをチャックテーブル１０に保持されたパッケージ基板Ｐに重ねて、搬送手段３０の吸引源を駆動させるなどして、下面３０ａにパッケージ基板Ｐを吸引保持する。そして、制御手段９０は、図６に示すように、吸引源１４を停止して、電磁弁１３を閉じて、チャックテーブル１０の表面１０ａに作用し、分割された個々のデバイスＤ１を吸引保持する吸引力を停止する。

その後、制御手段９０は、流体供給源１７を駆動し、電磁弁１６を所定時間間欠的に開閉して、表面１０ａの吸引孔１２に加圧された気体を所定時間間欠的に供給して、表面１０ａの吸引孔１２から噴出させる。そして、制御手段９０は、チャックテーブル１０から確実に個々に分割された複数のデバイスＤ１に加圧された気体により振動を与えて、チャックテーブル１０から個々に分割された複数のデバイスＤ１を確実に離脱させる。ステップＳ３は、離脱ステップに相当する。なお、実施形態１では、流体供給源１７から表面１０ａの吸引孔１２に加圧された気体を、周波数が１０Ｈｚ、デユーティー比が５０％で所定時間間欠的に供給するのが好ましい。

制御手段９０は、チャックテーブル１０からの個々に分割された複数のデバイスＤ１の離脱が終了すると、搬送手段３０に切削加工前のパッケージ基板Ｐを吸引保持されて、チャックテーブル１０の表面１０ａに載置させる。そして、制御手段９０は、チャックテーブル１０と同様に搬送手段３０から切削加工前のパッケージ基板Ｐを離脱させる。こうして、制御手段９０は、切削加工が施されて個々に分割されたデバイスＤ１と切削加工前のパッケージ基板Ｐとの交換が終了すると、前述したステップＳ１に戻り、前述した工程通りに、パッケージ基板Ｐに切削加工を施す。

以上のように、実施形態１に係る吸引保持手段の被加工物離脱方法によれば、吸引を停止するとともに間欠的に加圧された流体を噴出させることで、個々に分割されたデバイスＤ１や切削加工前のパッケージ基板Ｐに振動を与えるので、振動によって容易にチャックテーブル１０や搬送手段３０から離脱させることができる。

また、吸引源１４に連通して個々に分割されたデバイスＤ１や切削加工前のパッケージ基板Ｐに吸引力を作用させていた吸引路１５，３２を利用して、そこから加圧された気体を間欠的に噴出するだけでよく、新たに吸引保持手段に部品等を追加する必要が無く、流体供給源１７と吸引路１５，３２を連通させ、途中に間欠的に加圧された気体を噴出させるために流路１８を間欠的に開閉する電磁弁１６等を配置させることで実現可能であるため、低コストで実現することができる。したがって、実施形態１の吸引保持手段の被加工物離脱方法では、低コストで個々に分割されたデバイスＤ１や切削加工前のパッケージ基板Ｐをチャックテーブル１０や搬送手段３０から確実に離脱させることを可能とすることができる。

さらに、周波数が１０Ｈｚ、デユーティー比が５０％で電磁弁１６を所定時間間欠的に開閉して、吸引孔１２に加圧された気体を供給する場合には、短時間のうちに個々に分割されたデバイスＤ１をチャックテーブル１０から離脱させることができ、個々に分割されたデバイスＤ１をチャックテーブル１０から取り除くことができる。

〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係る吸引保持手段の被加工物離脱方法を説明する。なお、実施形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。図８は、実施形態２に係る切削装置の構成例の一部を示す図である。図９は、実施形態２に係る被加工物としてのウエーハなどを示す斜視図である。図１０は、実施形態２に係る切削装置の搬送手段の吸引保持手段及び被加工物としてのウエーハなどを示す斜視図である。図１１は、実施形態２に係る切削装置の搬送中の搬送手段の吸引保持手段などの構成を示す図である。図１２は、実施形態２に係る切削装置の載置場所にウエーハなどを載置した搬送手段の吸引保持手段などの構成を示す図である。図１３は、実施形態２に係る切削装置のウエーハの離脱中の搬送手段の吸引保持手段などの構成を示す図である。

実施形態２に係る吸引保持手段の被加工物離脱方法は、搬送手段８１，８２の吸引保持手段８３のパッド８５（保持部に相当）に吸引保持された被加工物Ｗを搬送（所定の処理）終了後に、搬送手段８１，８２の吸引保持手段８３のパッド８５から離脱させる方法であって、図８に示す切削装置１において実行される方法である。

なお、実施形態２において、被加工物Ｗは、切削装置１により切削加工される被加工物であり、本実施形態では、ウエーハＷＡと、環状フレームＦと、粘着テープＴとを含んで構成されている。ウエーハＷＡは、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。ウエーハＷＡは、図９及び図１０に示すように、表面に形成された複数のデバイスＤ２が複数のストリートＳによって格子状に区画されている。被加工物Ｗは、ウエーハＷＡの表面の反対側の裏面に粘着テープＴが貼着され、粘着テープＴに環状フレームＦが貼着されて構成され、切削装置１がチャックテーブル１０と切削ブレード２１を有する加工手段２０とを相対移動させて、粘着テープＴを残してストリートＳに切削加工が施される。なお、本発明では、被加工物Ｗは、ウエーハＷＡに限ることなく、ガラス、樹脂などからなる板状部材と粘着テープＴと環状フレームＦとを含んで構成されても良い。

実施形態２に係る切削装置１のチャックテーブル１０（吸引保持手段に相当する）は、搬送手段８１，８２により切削加工前の被加工物Ｗが載置されて、当該被加工物Ｗを保持するものである。チャックテーブル１０は、表面を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、表面に載置された被加工物Ｗを吸引することで保持する。

また、実施形態２に係る切削装置１は、切削加工前後の被加工物Ｗを複数収容するカセットエレベータ５０と、カセットエレベータ５０に切削加工前後の被加工物Ｗを出し入れする搬出入手段６１と、切削加工前後の被加工物Ｗが仮置きされる仮置き手段６０と、切削加工後の被加工物Ｗを洗浄する洗浄手段７０と、切削加工前後の被加工物Ｗを搬送する第１及び第２の搬送手段８１，８２と、を含んで構成されている。

第１の搬送手段８１は、仮置き手段６０のレール６２上の切削加工前の被加工物Ｗをチャックテーブル１０上まで搬送するとともに、洗浄手段７０により洗浄された被加工物Ｗを仮置き手段６０上まで搬送する。第２の搬送手段８２は、チャックテーブル１０上の切削加工後の被加工物Ｗを洗浄手段７０の図示しないスピンナーテーブルまで搬送する。第１及び第２の搬送手段８２は、図１０に示す吸引保持手段８３を備えている。吸引保持手段８３は、図１０に示すように、Ｈ字状のフレーム８４と、フレーム８４の四隅に設けられたパッド８５とを備えている。

吸引保持手段８３のパッド８５には、図１１、図１２及び図１３に示すように、被加工物Ｗの環状フレームＦを吸引するための吸引孔１２が形成されている。吸引孔１２には、吸引路１５、流路１８、電磁弁１３，１６、吸引源１４、流体供給源１７が接続している。

次に、実施形態２に係る切削装置１の吸引保持手段の被加工物離脱方法は、搬送手段８１，８２においては、以下のように実行される。制御手段９０は、搬送手段８１，８２の搬送中には、図１１に示すように、電磁弁１３を開きかつ電磁弁１６を閉じて、吸引源１４を駆動して、吸引孔１２を通してパッド８５に被加工物Ｗの環状フレームＦを吸引保持する。そして、制御手段９０は、被加工物Ｗの搬送（所定の処理）を実施後、制御手段９０は、図１２に示すように、被加工物Ｗを吸引保持した吸引保持手段８３を、被加工物Ｗを離脱する離脱位置としてのチャックテーブル１０、洗浄手段７０、仮置き手段６０のいずれかの載置場所に位置付ける位置づけステップを実行する。

制御手段９０は、位置づけステップ終了後、図１３に示すように、吸引源１４を停止して、電磁弁１３を閉じて、吸引保持手段８３のパッド８５に作用し、被加工物Ｗを吸引保持する吸引力を停止する。その後、制御手段９０は、図１３に示すように、流体供給源１７を駆動し、電磁弁１６を所定時間間欠的に開閉して、パッド８５の吸引孔１２に加圧された流体を所定時間間欠的に供給して、パッド８５の吸引孔１２から噴出させる。そして、制御手段９０は、吸引保持手段８３から被加工物Ｗに加圧された流体により振動を与えて、吸引保持手段８３から被加工物Ｗを確実に離脱させる離脱ステップを実行する。なお、実施形態２において、チャックテーブル１０及び洗浄手段７０のスピンナーテーブルからの被加工物Ｗの離脱は、実施形態１に示された吸引保持手段の被加工物離脱方法と同様に実行される。

以上のように、実施形態２に係る吸引保持手段の被加工物離脱方法によれば、吸引を停止するとともに間欠的に加圧された流体を噴出させることで、被加工物Ｗに振動を与えるので、振動によって容易に搬送手段８１，８２の吸引保持手段８３から離脱させることができる。また、吸引源１４に連通して被加工物Ｗに吸引力を作用させていた吸引路１５を利用して、そこから加圧された流体を間欠的に噴出するので、低コストで実現することができる。したがって、実施形態２の吸引保持手段の被加工物離脱方法では、実施形態１と同様に、低コストで被加工物Ｗを搬送手段８１，８２の吸引保持手段８３から確実に離脱させることを可能とすることができる。

前述した実施形態１及び実施形態２では、流体供給源１７は、流体としての加圧された気体を供給しているが、本発明は、これに限ることなく、流体としての水などの液体を供給しても良い。特に、流体供給源１７は、チャックテーブル１０の場合には、流体としての水などの液体を間欠的に供給して噴出させても良い。また、本発明は、円盤形状のチャックテーブル１０や、洗浄手段７０のスピンナーテーブルなどに適用しても良い。さらに、本発明は、切削装置１に限ることなく、種々の被加工物の種々の処理を施す処理装置の種々の吸引保持手段に適用しても良い。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１０ チャックテーブル（吸引保持手段）
１０ａ 表面（保持部）
３０ 搬送手段（吸引保持手段）
３０ａ 下面（保持部）
８３ 吸引保持手段
８５ パッド（保持部）
Ｐ パッケージ基板（被加工物）
Ｄ１ デバイス（被加工物）
Ｗ 被加工物
Ｓ２ 位置づけステップ
Ｓ３ 離脱ステップ

Claims (1)

1. 吸引保持手段の保持部に保持された被加工物を所定の処理終了後に該吸引保持手段から離脱させる吸引保持手段の被加工物離脱方法であって、
   該所定の処理を実施後、該被加工物を吸引保持した該吸引保持手段を該被加工物を離脱する離脱位置に位置づける位置づけステップと、
   該位置づけステップ終了後、該吸引保持手段の保持部に作用し、該被加工物を吸引保持する吸引力を停止し、その後該保持部に流体を間欠的に供給して保持部から噴出させて、該吸引保持手段から確実に該被加工物を離脱させる離脱ステップと、を備えることを特徴とする吸引保持手段の被加工物離脱方法。

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