JP5990040B2 - 切削装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエーハなどの板状物をチップに分割するのに適した切削装置に関する。

表面にＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）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半導体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、特許文献１）。

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。

特許第４４７８７３２号公報

被加工物の大型化などに伴い切削装置が大型化すると、被加工物を保持するチャックテーブルが、特許文献１に示されたように、ワーク交換部に位置付けられた際の上方に設けられたメンテナンスのための開口から切削手段が配設されている領域まで距離が遠くなり、切削ブレードの交換作業が困難になるという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、切削装置が大型化しても切削ブレードへのアクセスがし易く、切削ブレードの交換等の作業性が向上する切削装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る切削装置は、作業者が装置の操作を行う操作パネルが前面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により形成されたハウジングによって囲繞される切削装置であって、被加工物を上面に保持する保持テーブルと、該保持テーブルを該操作面カバーと平行なＸ軸方向に移動させる保持テーブル移動手段と、該保持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二つの切削手段と、該Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に該保持テーブル移動手段を跨ぎ該操作面カバーまで伸長して配設され、該二つの切削手段をＹ軸方向に移動させる切削手段移動機構と、該ハウジングの該操作面カバー側のＸ軸方向片側に設けられかつ該被加工物を載置したカセットを載置するカセット載置部と、を具備し、該ハウジングの該カセット載置部の該切削手段移動機構を挟んだＸ軸方向他側には、該保持テーブル移動手段および該切削手段移動機構に干渉しない範囲で該操作面カバー及び該側面カバーにハウジングの角から所定幅凹みのメンテナンス空間が設けられており、該メンテナンス空間の内壁面のうちの該Ｙ軸方向と平行な内壁面には該二つの切削手段のメンテナンスを行うための開口が形成されており、該開口からは、該切削手段移動機構により該操作面カバー側まで移動された該二つの切削手段と近接してメンテナンス可能であることを特徴とする。

本発明の切削装置によれば、切削手段移動機構が保持テーブル移動手段を跨ぎ操作面カバーまで伸張しており、ハウジングの操作面カバー及び側面カバーに所定幅の凹みのメンテナンス空間を設けている。メンテナンス空間の内壁面に開口を設けている。このために、切削ブレードの交換作業等のメンテナンス時には、切削手段を操作面カバーまで移動することで切削ブレードへのアクセスがし易く切削ブレードの交換作業を容易に作業性良くおこなうことができる。したがって、切削装置が大型化しても切削ブレードへのアクセスがし易く、切削ブレード交換等の作業性が向上する。

図１は、実施形態に係る切削装置の構成例の概観を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る切削装置の切削加工時の平面図である。 図３は、実施形態に係る切削装置の切削ブレード交換時の平面図である。 図４は、比較例の切削装置の構成例の平面図である。

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。

図１は、実施形態に係る切削装置の構成例の概観を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る切削装置の切削加工時の平面図である。図３は、実施形態に係る切削装置の切削ブレード交換時の平面図である。図４は、比較例の切削装置の構成例の平面図である。

本実施形態に係る切削装置１は、切削ブレード２２を有する切削手段２０と被加工物Ｗを保持した保持テーブル１０とを相対移動させることで、被加工物Ｗを切削加工するものである。図１に示すように、切削装置１は、２スピンドルのダイサ、いわゆるフェイシングデュアルダイサタイプの切削装置であり、ハウジング２によって囲繞されるものであって、被加工物Ｗを上面１０ａに保持する保持テーブル１０と、二つの切削手段２０と、カセット載置部９と、図示しない制御手段と、を少なくとも具備している。また、切削装置１は、図２及び図３に示すように、保持テーブル１０をＸ軸方向に移動させる保持テーブル移動手段３０と、切削手段２０をＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動させる切削手段移動機構４０と、切削手段２０をＸ軸方向及びＹ軸方向に直交するＺ軸方向に移動させる図示しない切り込み移動手段とを具備している。なお、切削装置１は、装置本体３上に門型の柱部４が設けられている。

ハウジング２は、切削装置１の全体を囲繞するものであって、図１に示すように、作業者１００（図３に示す）が装置の操作を行う操作パネル５が前面に配設された操作面カバー６と、操作面カバー６の反対側に配設された背面カバー７（図２などに示す）と、操作面カバー６と背面カバー７とを連結する側面カバー８などにより形成されている。

保持テーブル１０は、被加工物Ｗを上面１０ａに保持するものである。保持テーブル１０は、本実施形態では、被加工物Ｗを被加工物Ｗの裏面から吸引することで保持するものである。保持テーブル１０の表面を構成する部分は、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ている。

ここで、被加工物Ｗは、切削装置１により加工される加工対象であり、本実施形態では、互いに直行する分割予定ラインによって区画されたデバイスを複数有した半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。特に、本発明では、被加工物Ｗとして、直径が４５０ｍｍである大径な半導体ウエーハや光デバイスウエーハなどのウエーハを用いることが好適である。被加工物Ｗは、切削装置１が保持テーブル１０と切削ブレード２２を有する切削手段２０とを相対移動させて、分割予定ラインに切削加工が施されることで、個々のデバイスに分割される。また、本実施形態では、被加工物Ｗは、デバイスが形成された表面の反対側の裏面に図示しない粘着テープが貼着され、粘着テープに図示しない環状フレームが貼着されて、切削装置１により加工される。なお、本発明では、被加工物Ｗは、分割予定ラインによって区画されたデバイスを複数有したパッケージ基板、電子回路の試験に供する試験片を切り出す前の半導体ウエーハ、ＦＩＢ（Focused Ion Beam）などであっても良い。

保持テーブル移動手段３０は、切削手段２０に対して、保持テーブル１０を水平方向及び操作面カバー６と平行なＸ軸方向に移動させるものであって、ボールねじやパルスモータなどを含んで構成されている。

切削手段２０は、保持テーブル１０に保持された被加工物Ｗを切削加工するものである。切削手段２０は、切削手段移動機構４０によりＹ軸方向に移動自在に設けられかつ切り込み移動手段によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。

各切削手段２０は、図２及び図３に示すように、軸方向がそれぞれＹ軸方向（割り出し方向に相当）と一致し且つ互いに対向するスピンドル２１と、各スピンドル２１の先端に装着されかつ互いに対向する切削ブレード２２とを備えている。スピンドル２１は、円筒形状のハウジング２３にそれぞれ回転可能に支持され、ハウジング２３にそれぞれ収納されている図示しないブレード駆動源にそれぞれ連結されている。切削ブレード２２は、保持テーブル１０に保持された被加工物Ｗを切削するものである。切削ブレード２２は、略リング形状を有する極薄の切削砥石であり、スピンドル２１にそれぞれ着脱自在に装着される。切削ブレード２２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。

切削手段移動機構４０は、柱部４に設けられて、Ｘ軸方向と直交しかつ水平方向と平行なＹ軸方向に保持テーブル移動手段３０を跨ぎ操作面カバー６まで伸張して配設され、保持テーブル１０に対して切削手段２０をＹ軸方向に移動させるものである。切削手段移動機構４０は、ボールねじ４１やパルスモータなどを含んで構成されている。切削手段移動機構４０のボールねじ４１のねじ軸４２は、切削手段２０の切削ブレード２２を保持テーブル１０の上面１０ａの上方よりも保持テーブル１０の外周側でかつ操作面カバー６の近傍に位置付けることができるように、Ｙ軸方向に保持テーブル移動手段３０を跨いで操作面カバー６まで伸張して配設されている。切削手段移動機構４０は、切削手段２０の切削ブレード２２を、保持テーブル１０の上面１０ａの上方である切削加工時に必要とされる範囲を超えて、保持テーブル１０の外周側でかつ操作面カバー６の近傍に位置付けることができる長さに形成されている。

カセット載置部９は、図２及び図３に示すように、ハウジング２の操作面カバー６側のＸ軸方向の片側に設けられかつ被加工物Ｗを載置したカセット（図示せず）を載置するものである。なお、カセットは、被加工物Ｗを１枚ずつ収納する収納部がＺ軸方向に複数形成されており、一度に複数の被加工物Ｗを収納するものである。カセット載置部９は、装置本体３の内部に形成された空間部をＺ軸方向において昇降自在に構成されている。

また、ハウジング２のカセット載置部９の切削手段移動機構４０を挟んだＸ軸方向他側には、図１、図２及び図３に示すように、保持テーブル移動手段３０および切削手段移動機構４０に干渉しない範囲で、操作面カバー６及び図１中手前側の側面カバー８にハウジング２の角２ａから所定幅凹みのメンテナンス空間Ｋ（図１、図２及び図３に点線で示す）が設けられている。なお、ハウジング２の角２ａとは、操作面カバー６と側面カバー８とがメンテナンス空間Ｋにおいて仮想的に互いに連なる角である。メンテナンス空間Ｋは、操作面カバー６及び側面カバー８のハウジング２の角２ａ寄りの端部６ａ，８ａ（内壁面に相当）が、他の部分からハウジング２の内側に延びて構成されている。具体的には、メンテナンス空間Ｋは、操作面カバー６の前記角２ａ寄りの端部６ａがハウジング２の内側に延び、側面カバー８の前記角２ａ寄りの端部８ａがハウジング２の内側に延びて構成されている。

ハウジング空間Ｋの端部６ａ，８ａのうちの操作面カバー６の端部６ａには、切削手段２０のメンテナンスを行なうための開口５０が形成されている。開口５０は、操作面カバー６の近傍に位置して、切削手段移動機構４０により保持テーブル１０の上方よりも操作面カバー６側まで移動された切削手段２０と近接している。そして、作業者１００（図３に示す）は、開口５０からは切削手段移動機構４０により操作面カバー６側まで移動された切削手段２０と近接してメンテナンス可能である。なお、開口５０は、端部６ａに取り付けられた開閉扉５１により開閉される。

また、切削装置１は、カセットから出し入れされる被加工物Ｗを一時的に載置する仮置き部６０と、切削加工後の被加工物Ｗを洗浄する洗浄手段７０などを更に備えている。仮置き部６０は、カセット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（図示せず）と、被加工物Ｗを保持テーブル１０上に位置決めする一対のレール６１とを備えている。洗浄手段７０は、切削加工後の被加工物Ｗを保持してＺ軸回りに回転するスピンナーテーブル７１と、スピンナーテーブル７１に保持された被加工物Ｗに洗浄液を噴射する噴射ノズルなどを備えている。

制御手段は、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。制御手段は、被加工物Ｗに対する加工動作を切削装置１に行わせるものである。なお、制御手段は、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表示手段や、作業者が加工内容情報などを登録する際に用いる操作手段と接続されている。

次に、本実施形態に係る切削装置１の加工動作について説明する。まず、作業者が加工内容情報を登録し、加工動作の開始指示があった場合に、加工動作を開始する。被加工物Ｗは、カセット内に収容されて、カセット載置部９に載置される。加工動作において、被加工物Ｗは、図示しない搬出入手段によりカセットから一対のレール６１上に載置された後、一対のレール６１により位置決めされた後、保持テーブル１０の上面１０ａに載置、保持される。制御手段は、被加工物Ｗを保持した保持テーブル１０を、加工開始位置までＸ軸方向に移動する。

そして、制御手段は、加工内容情報に基いて、保持テーブル移動手段３０、切削手段移動機構４０及び切り込み移動手段及び切削手段２０のスピンドル２１などを適宜駆動して、被加工物Ｗを図２中に点線で示す位置と実線で示す位置との間をＸ軸方向に往復移動させることなどにより、分割予定ラインに沿って切削し、複数のデバイスに分割する。

全ての分割予定ラインに切削加工が施されると、制御手段は、保持テーブル１０上から切削加工後の被加工物Ｗを図示しない搬送手段により洗浄手段７０に搬送し、洗浄手段７０により洗浄した後、カセット内に搬入する。

次に、本実施形態に係る切削装置１の切削ブレード２２の交換などのメンテナンス動作について説明する。まず、作業者１００からメンテナンス動作の開始指示があった場合に、メンテナンス動作を開始する。メンテナンス動作において、制御手段は、図３に示すように、切削手段移動機構４０に切削手段２０を操作面カバー６の近傍まで移動させて、切削手段２０を停止させる。

そして、作業者１００は、開閉扉５１を開き、切削手段２０の切削ブレード２２の交換作業などのメンテナンス作業を行なう。作業者１００は、切削ブレード２２の交換作業などのメンテナンス作業を終了すると開閉扉５１を閉じ、加工動作の開始指示を行い、加工動作を再開する。

以上のように、本実施形態に係る切削装置１は、切削手段移動機構４０が保持テーブル移動手段３０を跨ぎ操作面カバー６まで伸張しており、ハウジング２の操作面カバー６及び側面カバー８に所定幅の凹みのメンテナンス空間Ｋが設けられている。メンテナンス空間Ｋの端部６ａに開口５０を設けている。このために、本実施形態に係る切削装置１では切削手段２０を操作面カバー６の近傍に位置付けて開口５０を通して切削ブレード２２の交換などの切削手段２０のメンテナンスを行なうことで、図４に示す前述した特許文献１などに示された比較例の切削装置１０１よりも作業者１００と切削手段２０との距離Ｌ（図３及び図４に示す）を狭くすることができる。なお、図４に示された比較例の切削装置１０１では、図示しないメンテナンス用の開口からチャックテーブル１０を股がないと、切削手段２０の切削ブレード２２に作業者１００がアクセスすることができない。特に、直径が４５０ｍｍの半導体ウエーハを被加工物Ｗとする場合には、作業者１００は直径の増大によりチャックテーブル１０を容易に股ぐことができずに切削ブレード２２にアクセスすることが困難であった。本実施形態の切削装置１では、切削ブレード２０の交換作業等のメンテナンス時には、切削手段２０を操作面カバー６まで移動することで、特に、直径が４５０ｍｍの半導体ウエーハを被加工物Ｗとする場合にも、作業者１００はチャックテーブル１０を股ぐことなく、開口５０を通して開口５０の近傍で切削ブレード２２にアクセスすることができる。したがって、本実施形態に係る切削装置１は、切削ブレード２０の交換作業等のメンテナンス時には、切削手段２０を操作面カバー６まで移動することで切削ブレード２２へのアクセスがし易く切削ブレード２２の交換作業を容易に行うことができる。よって、切削装置１は、被加工物Ｗの大型化に伴い装置本体３が大型化しても切削ブレード２２へのアクセスがし易く、切削ブレード２２の交換等の作業性が向上する。なお、図４に示す比較例では、前述した実施形態と対応する箇所に同一符号を付して説明を省略する。

前述した実施形態では、メンテナンス空間Ｋの端部６ａ，８ａのうちの操作面カバー６の端部６ａに開口５０と開閉扉５１を設けている。しかしながら、本発明では、メンテナンス空間Ｋの端部６ａ，８ａのうちの側面カバー８の端部８ａに開口５０と開閉扉５１を設けても良い。また、本発明では、切削手段２０を一つのみ備えても良く、要するに、切削手段２０を１以上備えれば良い。

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。

１ 切削装置
２ ハウジング
５ 操作パネル
６ 操作面カバー
６ａ 端部（内壁面）
７ 背面カバー
８ 側面カバー
８ａ 端部（内壁面）
９ カセット載置部
１０ 保持テーブル
１０ａ 上面
２０ 切削手段
３０ 保持テーブル移動手段
４０ 切削手段移動機構
５０ 開口
１００ 作業者
Ｋ メンテナンス空間
Ｗ 被加工物

Claims (1)

1. 作業者が装置の操作を行う操作パネルが前面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により形成されたハウジングによって囲繞される切削装置であって、
   被加工物を上面に保持する保持テーブルと、
   該保持テーブルを該操作面カバーと平行なＸ軸方向に移動させる保持テーブル移動手段と、
   該保持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二つの切削手段と、
   該Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に該保持テーブル移動手段を跨ぎ該操作面カバーまで伸長して配設され、該二つの切削手段をＹ軸方向に移動させる切削手段移動機構と、
   該ハウジングの該操作面カバー側のＸ軸方向片側に設けられかつ該被加工物を載置したカセットを載置するカセット載置部と、を具備し、
   該ハウジングの該カセット載置部の該切削手段移動機構を挟んだＸ軸方向他側には、該保持テーブル移動手段および該切削手段移動機構に干渉しない範囲で該操作面カバー及び該側面カバーにハウジングの角から所定幅凹みのメンテナンス空間が設けられており、
   該メンテナンス空間の内壁面のうちの該Ｙ軸方向と平行な内壁面には該二つの切削手段のメンテナンスを行うための開口が形成されており、
   該開口からは、該切削手段移動機構により該操作面カバー側まで移動された該二つの切削手段と近接してメンテナンス可能であることを特徴とする切削装置。

Images