JP6084115B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物ユニットを搬送する搬送手段を備えた切削装置、レーザー加工装置等の加工装置に関する。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが複数表面に形成された半導体ウエーハや、樹脂基板、各種セラミックス基板、ガラス基板等の被加工物はダイシング装置と呼ばれる切削装置によって個々のチップに分割され、分割されたチップは各種電気機器に広く利用されている。

この種の切削装置は、高速回転させた円盤状の切削ブレードを被加工物に切り込ませて切削するのが一般的であり、通常、切削ブレードが被加工物に接触する加工点付近に純水等の切削水を供給しながら切削が実施される。

切削水の供給は、切削ブレードの冷却や切削によって発生する切削屑（コンタミネーション）を被加工物上から洗い流して除去することを目的としており、被加工物の切削時には多量の切削水が加工点付近に供給される。

また、切削装置と同様に半導体ウエーハや光デバイスウエーハの分割にはレーザー加工装置が用いられることがある。レーザー加工装置では加工中に水は使用しないが、加工前にウエーハの表面に形成されたデバイスを保護するためにウエーハ表面に液状保護膜を塗付することがある。

一方、切削装置やレーザー加工装置等の加工装置では、ウエーハ等の被加工物は環状フレームの開口内に粘着テープを介して支持された被加工物ユニットの形態で加工装置内に投入される。

特開２００９−１０１５０号公報 特開２００７−０７３６７０号公報

切削装置では、ウエーハ等の被加工物を切削ブレードで切削すると、コンタミネーションを多量に含んだ切削水が環状フレーム上を流れることでフレーム上に多量のコンタミネーションが付着したり、切削によって飛散した被加工物の端材部分が環状フレーム上に残ることがある。また、レーザー加工で用いられる液状保護膜は環状フレーム上にも塗付されてしまう。

このように環状フレーム上に異物が付着すると、被加工物ユニットを搬送する搬送装置のフレーム吸引パッドで被加工物ユニットの環状フレームを吸引保持する際、吸引を阻害する要因となっている。

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、簡単な機構で被加工物ユニットを構成する環状フレーム上の異物を除去した後、フレーム吸引パッドで環状フレームを吸引保持可能な加工装置を提供することである。

本発明によると、板状の被加工物が環状フレームの開口内に粘着テープを介して支持された被加工物ユニットを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物を加工する加工手段と、該チャックテーブルから該被加工物ユニットを搬出する搬送手段と、を備えた加工装置であって、該チャックテーブルは該保持面と直交する回転軸回りに回転可能であり、該搬送手段は、該環状フレームの上面を吸引保持するフレーム吸引パッドと、該フレーム吸引パッドの近傍に配設され先端に弾性部材を有する摺動部と、を含むベース部と、該ベース部を該チャックテーブルに接近・離反させる移動手段と、を備え、該摺動部の該弾性部材は、該被加工物ユニットを保持した該チャックテーブルへ接近されると、該フレーム吸引パッドより先に該環状フレームに接触するように配設され、該被加工物ユニットを該チャックテーブルから搬出する際は、該被加工物ユニットを保持した該チャックテーブルに該搬送手段の該ベース部を接近させ、該環状フレームに該摺動部の該弾性部材を接触させた状態で該チャックテーブルを適宜回転させて加工によって該環状フレームに載った異物を除去し、該ベース部を更に接近させて該異物が除去された範囲の該環状フレームに該吸引パッドを押圧して該環状フレームを吸引保持することを特徴とする加工装置が提供される。

好ましくは、前記ベース部の接近移動によって前記フレーム吸引パッドが前記環状フレームを吸引する位置に位置付けられた際に、前記摺動部の前記弾性部材の該環状フレームに向かって押圧される押圧力が解除される。

本発明の加工装置によると、摺動部を環状フレーム上で摺動させることによってフレーム上の異物を除去した後、フレーム吸引パッドで異物が除去された範囲のフレームを吸引保持することで、容易かつ確実に環状フレームを吸引保持することができる。

本発明実施形態に係る切削装置の斜視図である。 第２搬送ユニットの斜視図である。 半導体ウエーハの表面側斜視図である。 ウエーハが環状フレームの開口内に粘着テープを介して支持されたウエーハユニットの斜視図である。 第１実施形態の摺動部で環状フレーム上の異物を除去する様子を示す側面図である。 フレーム吸引パッドで異物が除去された環状フレームを吸引保持する様子を示す側面図である。 第２実施形態の摺動部の構成を示す一部断面側面図である。 第３実施形態の摺動部の構成及び作用を示す一部断面側面図である。

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の斜視図が示されている。４は切削装置２のベース部であり、このベース部４に図示しない切削送り機構によってチャックテーブル６がＸ軸方向に往復動可能に配設されている。チャックテーブル６は更に、保持面と直交する回転軸回りに回転可能に構成されている。８は切削送り機構をカバーする蛇腹である。

ベース部４には、カセット載置台１０が図示しないカセットエレベータにより鉛直方向（Ｚ軸方向）に昇降可能に配設されている。カセット載置台１０上には被加工物を収容したカセット１２が載置される。

ベース部４の後方には門型形状の第１コラム１４が立設されており、この第１コラム１４に第１切削ユニット１６Ａ及び第２切削ユニット１６ＢがＹ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に取り付けられている。第１及び第２切削ユニット１６Ａ，１６Ｂは、回転駆動されるスピンドルの先端に装着された切削ブレード１８を含んでいる。

ベース部４の中間部分には門型形状の第２コラム２０が立設されている。第２コラム２０には第１ガイドレール２２及び第２ガイドレール２４が固定されている。２６は第１搬送ユニットであり、第１搬送ユニット２６は第１ガイドレール２２に案内されてＹ軸方向に移動可能に構成されている。

第１搬送ユニット２６のＹ軸方向の移動機構は、例えばボールねじとボールねじの一端に連結されたパルスモーターとから構成されるが、図１では移動機構の詳細は省略されている。

第１搬送ユニット２６は、第１ガイドレール２２から垂下した支持部３０と、支持部３０に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能な十字形状のベース部３２とを含んでいる。十字形状のベース部３２の先端にはフレーム吸引パッド３４がそれぞれ取り付けられている。更に、ベース部３２のカセット１２に対面する先端には後述するウエーハユニットの環状フレームを把持する把持部３６が取り付けられている。

２８は第２搬送ユニットであり、第２搬送ユニット２８は第２ガイドレール２４に案内されてＹ軸方向に移動可能に配設されている。第２搬送ユニット２８のＹ軸方向の移動機構は、例えばボールねじとボールねじの一端に連結されたパルスモーターとから構成されるが、図１では移動機構の詳細は省略されている。

第２搬送ユニット２８は、第２ガイドレール２４に沿ってＹ軸方向に移動される支持部３８と、支持部３８に対して上下方向（Ｚ軸方向）に移動可能に取り付けられた十字形状のベース部４０とを含んでいる。

図２に最もよく示されるように、十字形状のベース部４０の各先端部にフレーム吸引パッド４２が取り付けられている。更に、各フレーム吸引パッド４２に隣接して摺動部４５が配設されている。

図５及び図６に示されるように、本実施形態の摺動部４５はへら状の弾性部材４４から形成されている。へら状の弾性部材４４は、例えば樹脂板やゴム板から形成されている。図５を参照すると明らかなように、摺動部４５を構成するへら状の弾性部材４４の先端はフレーム吸引パッド４２よりも下方に突出している。

図１を再び参照すると、４６は切削加工後の被加工物を洗浄及び乾燥するスピンナ洗浄ユニットであり、被加工物を保持して回転するスピンナテーブル４８を有している。チャックテーブル６に保持されて第１切削ユニット１６Ａ又は第２切削ユニット１６Ｂで切削加工された被加工物は、第２搬送ユニット２８のフレーム吸引パッド４２で吸引保持されてスピンナ洗浄ユニット４６まで搬送される。

図３を参照すると、被加工物の一種である半導体ウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）１１の表面側斜視図が示されている。ウエーハ１１の表面１１ａには複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に形成されているとともに、分割予定ライン１３で区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。１１ｂはウエーハ１１の裏面である。

図４に示すように、ウエーハ１１は外周部が環状フレームＦに貼着された粘着テープであるダイシングテープＴにその裏面が貼着されてウエーハユニット１７とされ、ウエーハユニット１７の形態でカセット１２内に収容される。換言すると、ウエーハユニット１７は、ウエーハ１１が環状フレームＦの開口内にダイシングテープＴを介して支持されて構成される。

以下、このように構成された切削装置２の作用について説明する。カセット１２内に収容されたウエーハユニット１７は、第１搬送ユニット２６の把持部３６で環状フレームＦが把持されてカセット１２内から引き出され、図示しない一対の位置決めバー上に載置される。

位置決めバーが互いに近づく方向に移動することによりウエーハユニット１７の中心出しが行われた後、第１搬送ユニット２６のフレーム吸引パッド３４で環状フレームＦが吸引保持されて、ウエーハユニット１７はチャックテーブル６まで搬送されチャックテーブル６により吸引保持される。

チャックテーブル６に吸引保持されたウエーハ１１の分割予定ライン１３に第１切削ユニット１６Ａ又は第２切削ユニット１６Ｂの切削ブレード１８を切り込ませ、加工点に切削水を供給しながらチャックテーブル６をＸ軸方向に加工送りすることにより、ウエーハ１１を分割予定ライン１３に沿って完全切断する。

第１切削ユニット１６Ａ又は第２切削ユニット１６ＢをＹ軸方向に割り出し送りしながら第１の方向に伸長する分割予定ライン１３を順々に切削する。第１の方向の分割予定ラインの切削終了後、チャックテーブル６を９０度回転してから、第１の方向に直交する第２の方向に伸長する全ての分割予定ライン１３を切削してウエーハ１１をデバイスチップに分割する。

このように、切削装置では、切削ブレード１８がウエーハ１１に接触する加工点付近に切削水を供給しながら切削を実施するため、切削によって発生する切削屑（コンタミネーション）が環状フレームＦ上を流れることでフレームＦ上に多量のコンタミネーションが付着したり、切削によって飛散したウエーハ１１の端材部分がフレームＦ上に残ることがある。

ウエーハ１１の切削が終了すると、チャックテーブル６がウエーハ搬入・搬出位置であるオリジナルポジションに戻された後、第２搬送ユニット２８のフレーム吸引パッド４２で環状フレームＦが吸引保持されて、ウエーハユニット１７はスピンナ洗浄ユニット４６まで搬送される。

第２搬送ユニット２８のフレーム吸引パッド４２でウエーハユニット１７のフレームＦを吸引するとき、フレームＦ上に切削屑や端材等の異物が残留していると、フレーム吸引パッド４２でのフレームＦの吸引保持が阻害される。この問題を解決した本発明第１実施形態の摺動部４５及びフレーム吸引パッド４２の作用について図５及び図６を参照して説明する。

図５（Ａ）に示すように、チャックテーブル６に保持された環状フレームＦ上には切削屑、端材等の複数の異物２１が付着している。図５（Ａ）で、ベース部４０を矢印Ｚ１方向に移動してチャックテーブル６上の環状フレームＦに近づけると、図５（Ｂ）に示すように、まずへら状の弾性部材４４からなる摺動部４５が環状フレームＦに接触する。

この状態で、チャックテーブル６を矢印Ｒ方向に回転すると摺動部４５が摺動接触した異物２１が元の位置から除去され、図６（Ａ）に示すように、異物が除去された範囲５０が形成される。

次いで、図６（Ａ）に示すように、ベース部４０を矢印Ｚ１方向に更に移動させてフレーム吸引パッド４２をフレームＦの異物が除去された範囲５０に当接させ、フレーム吸引パッド４２で異物が除去されたフレームＦを吸引保持する。

その後、図６（Ｂ）に示すように、フレーム吸引パッド４２でフレームＦを吸引保持した状態でベース部４０を矢印Ｚ２方向に移動させて、ウエーハユニット１７をチャックテーブル６から離反させる。

本実施形態では、フレーム吸引パッド４２と摺動部４５とは、チャックテーブル６が矢印Ｒ方向に回転する際、環状フレームＦ上の移動軌道が重なるようにベース部４０に取り付けられている。

本実施形態では、チャックテーブル６を矢印Ｒ方向に回転することにより、環状フレームＦ上の異物２１を摺動部４５で除去しているが、チャックテーブル６をＸ軸方向に移動させて異物２１を除去するようにしてもよい。或いは、チャックテーブル６の回転と移動とを組み合わせて、異物２１を環状フレームＦから除去するようにしてもよい。

へら状の弾性部材４４からなる摺動部４５を環状フレームＦ上で摺動させることによってフレームＦ上の異物２１を除去した後、フレーム吸引パッド４２で異物が除去された範囲のフレームＦを吸引保持するので、容易かつ確実に環状フレームＦを吸引保持することができる。

図７を参照すると、本発明第２実施形態の摺動部４５Ａの一部断面側面図が示されている。摺動部４５Ａは、ベース部４０に固定された円筒部材５２と、円筒部材５２中にその一端部が挿入され、他端部にスポンジ５４が装着されたロッド５６と、円筒部材５２中に挿入されロッド５６を付勢するコイルばね５８とから構成される。スポンジ５４は交換可能にロッド５６に装着されている。

本実施形態の摺動部材４５Ａでは、チャックテーブル６を矢印Ｒ方向に回転することにより、コイルばね５８で付勢されたスポンジ５４が環状フレームＦに圧接しながら摺動する。従って、環状フレームＦに付着した異物２１を効果的に除去することができる。

異物２１が除去された範囲の環状フレームＦをフレーム吸引パッド４２で吸引保持することにより、確実に環状フレームＦをフレーム吸引パッド４２で吸引保持することができる。

図８を参照すると、本発明第３実施形態の摺動部４５Ｂの一部断面側面図が示されている。本実施形態の摺動部４５Ｂは、ベース部４０中に挿入された円筒部材６０と、一端が円筒部材６０中に挿入され他端にスポンジ５４が装着されたロッド５６と、円筒部材６０に接続されたエア配管６２とから構成される。

環状フレームＦに付着した異物２１を除去する際には、図８（Ａ）に示すように、エア配管６２を介して加圧エアを円筒部材６０中に導入し、スポンジ５４をフレームＦに圧接させながらチャックテーブル６を矢印Ｒ方向に回転してスポンジ５４をフレームＦに対して摺動することにより、フレームＦに付着した異物２１を効果的に除去することができる。

所定範囲の異物を除去したならば、フレーム吸引パッド４２で異物が除去された範囲のフレームＦを吸引するが、フレーム吸引パッド４２がフレームＦを吸引する位置に位置付けられた際に、図８（Ｂ）に示すように、円筒部材６０中の加圧エアを排気する。これにより、フレームＦに対するスポンジ５４の押圧力が解除されるので、フレーム吸引パッド４２でフレームＦを確実に吸引保持することができる。

上述した実施形態では、本発明を切削装置２に適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、アブレーション加工を実施するレーザー加工装置にも同様に適用することができる。

アブレーション加工によりレーザー加工溝を形成するレーザー加工装置では、ウエーハの表面に形成されたデバイスを保護するために、通常レーザー加工を実施する前に、保護膜塗付装置により液状保護膜がウエーハユニット１７に塗付される。

液状保護膜は、ウエーハ１１の表面１１ａのみでなく、環状フレームＦの表面にも塗付される。よって、搬送ユニットのフレーム吸引パッドで環状フレームＦを吸引保持する前に、摺動部４５の弾性部材４４を摺動させて環状フレームＦ上の液状保護膜（異物）を除去する。そして、液状保護膜が除去された範囲のフレームＦをフレーム吸引パッド４２で吸引保持することにより、確実に環状フレームＦを吸引保持することができる。

フレームＦ上に塗付された液状保護膜はゼリー状（ゲル状）をしているため、レーザー加工終了後に、ウエーハユニット１７をチャックテーブルから搬出する際にも、環状フレームＦ上の液状保護膜を摺動部４５でフレームＦ上から除去した後、液状保護膜が除去された範囲のフレームＦをフレーム吸引パッド４２で吸引保持すると、フレームＦを確実に吸引保持することができる。

上述した実施形態では、被加工物は半導体ウエーハ１１であるとして説明したが、被加工物は半導体ウエーハに限定されるものではなく、光デバイスウエーハ等の他のウエーハ、セラミックス基板、ガラス基板等の他の板状の被加工物にも本発明は同様に適用することができる。

２ 切削装置
６ チャックテーブル
１６Ａ，１６Ｂ 切削ユニット
１７ ウエーハユニット
１８ 切削ブレード
２１ 異物
２６ 第１搬送ユニット
２８ 第２搬送ユニット
４０ ベース部
４２ フレーム吸引パッド
４４ 弾性部材
４５，４５Ａ，４５Ｂ 摺動部
５４ スポンジ

Claims (2)

1. 板状の被加工物が環状フレームの開口内に粘着テープを介して支持された被加工物ユニットを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面に保持された被加工物を加工する加工手段と、該チャックテーブルから該被加工物ユニットを搬出する搬送手段と、を備えた加工装置であって、
   該チャックテーブルは該保持面と直交する回転軸回りに回転可能であり、
   該搬送手段は、
   該環状フレームの上面を吸引保持するフレーム吸引パッドと、該フレーム吸引パッドの近傍に配設され先端に弾性部材を有する摺動部と、を含むベース部と、
   該ベース部を該チャックテーブルに接近・離反させる移動手段と、を備え、
   該摺動部の該弾性部材は、該被加工物ユニットを保持した該チャックテーブルへ接近されると、該フレーム吸引パッドより先に該環状フレームに接触するように配設され、
   該被加工物ユニットを該チャックテーブルから搬出する際は、該被加工物ユニットを保持した該チャックテーブルに該搬送手段の該ベース部を接近させ、該環状フレームに該摺動部の該弾性部材を接触させた状態で該チャックテーブルを適宜回転させて加工によって該環状フレームに載った異物を除去し、該ベース部を更に接近させて該異物が除去された範囲の該環状フレームに該吸引パッドを押圧して該環状フレームを吸引保持することを特徴とする加工装置。
2. 前記ベース部の接近移動によって前記フレーム吸引パッドが前記環状フレームを吸引する位置に位置付けられた際に、前記摺動部の前記弾性部材の該環状フレームに向かって押圧される押圧力が解除されることを特徴とする請求項１記載の加工装置。

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