JP6329019B2

JP6329019B2 - 切削装置

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Publication number: JP6329019B2
Application number: JP2014143701A
Authority: JP
Inventors: 福岡　武臣; 武臣福岡
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2034-07-11
Also published as: JP2016021447A

Description

本発明は、切削装置の特にテープレス治具ダイサーに関する。

半導体装置製造工程や各種の電子部品製造工程において、切削ブレードで板状の被加工物を切削する切削装置は欠かすことが出来ない。被加工物のうち、加工後のデバイスチップの取扱が比較的大まかでも問題ない物もある。例えば、ＣＳＰやＢＧＡ等の樹脂基板やセラミックス基板などがそれにあたり、直接チャックテーブルに基板を固定し、分割後、チップを直接搬送し、洗浄後ケース等に納めるテープレスの切削装置もある。

この場合、通常用いるダイシングテープが不要になるため消耗品の削減、貼り付け工数削減、コスト削減につながる。また、人件費の低い地域では、ダイシング後のチップを専用の装置で搬送や洗浄を実施するより、オペレータが実施するほうが低コストになる場合も有る。その場合、ダイシング装置では、ダイシング後のチップは、切削水の勢いでチップケースへ流し込み、チップケースごとオペレータが搬出する、という手段が考案された（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２１９２０１号公報

しかしながら、チップケースへ切削水の水流でチップを搬送させる場合、チップ同士が接触してチップを損傷させる恐れがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ダイシングテープが貼着されない被加工物を、損傷させることなくチップに分割することができる切削装置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、本発明に係る切削装置は、交差する複数の分割予定ラインで区画された領域にデバイスが配設され、該デバイスの配設された該領域には貫通穴が形成された板状の被加工物を吸引保持する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該分割予定ラインに沿って切削ブレードで切削し複数のチップに分割する切削手段と、を備えた切削装置であって、該チャックテーブルは、被加工物を保持面で保持する保持部と、該保持部に着脱可能に嵌合し、分割されたチップを該保持部から離脱させる格子状トレーとからなり、該保持部は、該分割予定ラインで区画された各デバイス領域の該貫通穴と縁部を除いた領域を保持する保持面を備え、該分割予定ラインの幅より広い間隔で互いに離間して整列する複数の柱状部と、該柱状部の該保持面へ負圧を作用させる吸引手段と、を有し、該格子状トレーは、該柱状部の間隔に嵌合し、該柱状部より薄く形成された格子状部と、該柱状部で保持する被加工物の該貫通穴に対応し、該格子状部に立設する位置決めピンと、から構成され、該格子状トレーを嵌合した該保持部の保持面で被加工物を保持し、該切削ブレードで複数のチップに分割した後に該格子状トレーを該保持部から離脱させると、各チップが外周を該格子状部に支持され該位置決めピンで移動が規制された状態で該格子状トレー上で整列していることを特徴とする。

また、上記切削装置において、被加工物は、前記各デバイス領域につき２つ以上の貫通穴を有し、前記格子状トレーは、該貫通穴に対応する本数の前記位置決めピンを有することが好ましい。

そこで、本願発明の切削装置では、チャックテーブルの保持部の柱状部間に嵌合する格子状トレーを予め嵌合させて切削によりチップへ分割後、格子状トレーを保持部から離脱させることで、複数のチップを格子状トレー上に整列し、位置決めピンで位置ずれを防いだ状態で離脱させることができる。このために、チップ同士が接触して破損する事を防ぐことができるという効果を奏する。よって、切削装置は、ダイシングテープが貼着されない被加工物を、損傷させることなくチップに分割し搬出することができる。

図１は、実施形態に係る切削装置の構成例を示す図である。図２は、実施形態に係る切削装置によりチップに分割される被加工物の構成例を示す斜視図である。図３は、実施形態に係る切削装置のチャックテーブルの構成例を分解して示す斜視図である。図４は、実施形態に係る切削装置のチャックテーブルの保持部の上方に格子状部を位置付けた状態を示す図である。図５は、実施形態に係る切削装置のチャックテーブルに保持された被加工物を切削する状態を示す図である。図６は、実施形態に係る切削装置のチャックテーブルに保持された被加工物が個々のチップに分割された状態を示す図である。図７は、図６に示された格子状部をチップ毎保持部から取り外した状態を示す図である。図８は、実施形態の変形例に係る切削装置のチャックテーブルの構成例を分解して示す斜視図である。図９は、実施形態の変形例に係る切削装置によりチップに分割される被加工物の構成例を示す斜視図である。

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]
図１は、実施形態に係る切削装置の構成例を示す図である。図２は、実施形態に係る切削装置によりチップに分割される被加工物の構成例を示す斜視図である。図３は、実施形態に係る切削装置のチャックテーブルの構成例を分解して示す斜視図である。

本実施形態に係る切削装置１は、切削ブレード２２（図５に示す）を有する切削手段２０と被加工物Ｗを保持したチャックテーブル１０とを相対移動させることで、被加工物ＷをチップＴ（図６に示す）に分割するものである。図１に示すように、切削装置１は、被加工物Ｗを吸引保持するチャックテーブル１０と、切削手段２０と、撮像手段３０と、図示しない制御手段と、を備えている。また、切削装置１は、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動せしめる図示しないＸ軸移動手段と、切削手段２０をＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動せしめるＹ軸移動手段４０と、切削手段２０をＸ軸方向及びＹ軸方向に直交するＺ軸方向に移動せしめるＺ軸移動手段５０と、チャックテーブル１０をＺ軸回りに回転させる図示しない回転駆動部とを少なくとも含んで構成されている。なお、切削装置１は、装置本体２上に門型の柱部３が設けられている。

ここで、被加工物Ｗは、板状の被加工物であって、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、図２に示すように、互いに交差する複数の分割予定ラインＬで区画された各領域にデバイスＤが配設されている。被加工物ＷのデバイスＤが配設された各領域には貫通穴Ｈが形成されている。本実施形態では、被加工物Ｗの平面形状は、四角形に形成され、貫通穴Ｈは、デバイスＤの配設された各領域の対角線上の角部（即ち各領域の縁部）に設けられている（デバイスＤ領域の一部に設けられている）。即ち、被加工物Ｗは、各デバイスＤ領域につき２つの貫通穴Ｈを有している。なお、本発明では、被加工物Ｗは、各デバイスＤ領域につき２つ以上の貫通穴Ｈを有してもよい。被加工物Ｗは、ダイシングテープが貼着されることなく、切削装置１がチャックテーブル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Ｌに切削加工が施されることで、デバイスＤを含んだ個々のチップＴに分割されるとともに、最も外周の分割予定ラインＬよりも外側の外縁部が端材に分割される。

切削手段２０は、切削水を供給しながらチャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗを分割予定ラインＬに沿って切削ブレード２２で切削して、複数のチップＴに分割するものである。切削手段２０は、Ｙ軸移動手段４０、Ｚ軸移動手段５０などを介して柱部３に設けられて、Ｙ軸移動手段４０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５０によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。

切削手段２０は、図５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）と一致するスピンドル２１と、スピンドル２１の先端に装着された切削ブレード２２とを含んで構成されている。スピンドル２１は、円筒形状の図示しないハウジングに回転可能に支持され、ハウジングに収納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。

撮像手段３０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗの切削すべき領域を撮像するものである。撮像手段３０は、切削手段２０に取り付けられて、該切削手段２０と一体にＹ軸移動手段４０及びＺ軸移動手段５０によりＹ軸方向及びＺ軸方向に移動される。

チャックテーブル１０は、図１及び図３に示すように、被加工物Ｗを保持面６０ａで保持する保持部６０と、保持部６０に着脱可能に嵌合する格子状トレー７０とからなる。保持部６０は、基板部６１と、柱状部６２と、吸引手段６３とを有している。基板部６１は、平面形状が被加工物Ｗと略同形状の厚手の基盤状に形成され、Ｘ軸移動手段及び回転駆動部により支持される。

柱状部６２は、その上面に、被加工物Ｗの分割予定ラインＬで区画された各デバイスＤ領域の貫通穴Ｈと、デバイスＤ領域の縁部を除いた領域を保持する保持面６０ａを備えている。保持面６０ａは、柱状部６２の上面から凸に形成されている。

また、柱状部６２は、基板部６１の上面から上方に立設しており、分割予定ラインＬの幅ＨＢ（図２及び図５に示す）よりも広い間隔Ｋ（図５に示す）で互いに離間して整列されている。柱状部６２は、デバイスＤ領域と１対１で対応して設けられている。本実施形態では、柱状部６２の平面形状は、デバイスＤ領域の貫通穴Ｈと縁部とを除いた平面形状に形成されて、柱状部６２の上面の外縁部の全周に保持面６０ａが設けられている。即ち、柱状部６２は、対角線上の角部に貫通穴Ｈと同じ形状の切欠き６２ａが設けられた四角柱状に形成されている。また、互いに隣り合う柱状部６２の間隔Ｋは、貫通穴Ｈに対応する切欠き６２ａが設けられた部分で分割予定ラインＬの幅ＨＢよりも広くなっている。

吸引手段６３は、各柱状部６２の上面の中央に開口しかつ図示しない真空吸引源に連結した吸引孔６３ａを備えている。吸引手段６３は、吸引孔６３ａが真空吸引源により吸引されることで、柱状部６２の保持面６０ａに負圧を作用させて、保持面６０ａに被加工物ＷのデバイスＤ領域を吸引保持する。

格子状トレー７０は、分割されたチップＴを保持部６０から離脱させるためのものである。格子状トレー７０は、格子状部７１と、位置決めピン７２とから構成されている。格子状部７１は、保持部６０上に重ねられて、柱状部６２の間隔Ｋに嵌合するものであり、
基台部６１から立設した柱状部６２の厚さ（高さ）より薄く形成されている。格子状部７１は、保持部６０の基板部６１上に重ねられるとともに複数の柱状部６２を取り囲んで柱状部６２の外側に嵌合する枠状部７３と、枠状部７３の内側に配設されかつ互いに隣り合う柱状部６２間に嵌合する格子部７４とを備えている。格子部７４には、柱状部６２の切欠き６２ａに嵌合する嵌合凸部７４ａが設けられている。嵌合凸部７４ａの平面形状は、貫通穴Ｈ即ち切欠き６２ａの平面形状と略同形状に形成されている。

位置決めピン７２は、柱状部６２で保持する被加工物Ｗの貫通穴Ｈに対応し、格子状部７１に立設するものである。位置決めピン７２は、貫通穴Ｈと１対１で対応して設けられ、貫通穴Ｈに対応する本数が有されている。即ち、実施形態では、位置決めピン７２は、各デバイスＤ領域毎に２本有されているが、貫通穴ＨがデバイスＤ領域毎に２つ以上有されている場合には、各デバイスＤ領域毎に２本以上有されてもよい。位置決めピン７２は、円柱状に形成され、格子状部７１の格子部７４の嵌合凸部７４ａから凸に立設している。位置決めピン７２の平面形状は、嵌合凸部７４ａの平面形状よりも小さく形成されている。また、位置決めピン７２と格子状部７１を合わせた厚みは、柱状部６２の厚みよりも大きく形成されている。このために、位置決めピン７２は、柱状部６２に嵌合した格子状部７１に被加工物Ｗが重ねられると、貫通穴Ｈ内に侵入する。

また、格子状トレー７０は、枠状部７３の外縁から外側に突出した把持部７５を備えている。把持部７５は、オペレータが、格子状トレー７０を保持部６０に嵌合させたり、保持部６０から離脱させる際に把持するものである。

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いる。制御手段は、各種の情報を表示する表示手段や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力手段などと接続されている。

次に、本実施形態に係る切削装置１の加工動作を図面に基いて説明する。図４は、実施形態に係る切削装置のチャックテーブルの保持部の上方に格子状部を位置付けた状態を示す図である。図５は、実施形態に係る切削装置のチャックテーブルに保持された被加工物を切削する状態を示す図である。図６は、実施形態に係る切削装置のチャックテーブルに保持された被加工物が個々のチップに分割された状態を示す図である。図７は、図６に示された格子状部をチップ毎保持部から取り外した状態を示す図である。

まず、図４に示すように、格子状部７１を保持部６０上に位置付けた後、格子状部７１の枠状部７３を基板部６１上に重ねるとともに柱状部６２の外側に嵌合させ、格子部７４を柱状部６２間に嵌合させる。そして、オペレータが、柱状部６２の保持面６０ａ上にデバイスＤ領域を重ね、貫通穴Ｈ内に位置決めピン７２を通して、チャックテーブル１０に被加工物Ｗを載置し、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。

制御手段は、加工動作において、真空吸引源を駆動させて吸引孔６３ａから吸引して保持面６０ａに負圧を作用させて、格子状トレー７０を嵌合した保持部６０の保持面６０ａで被加工物Ｗを吸引保持する。そして、制御手段は、被加工物Ｗを保持したチャックテーブル１０を加工開始位置までＸ軸方向に移動し、撮像手段３０にチャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗを撮像させ、撮像して得た画像を制御手段に出力させる。制御手段は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗの分割予定ラインＬと、切削手段２０の切削ブレード２１との位置合わせを行なうためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗと切削手段２０との相対位置を調整する。

そして、制御手段は、加工内容情報に基いて、各移動手段４０，５０、切削手段２０のスピンドル２１、回転駆動部などを適宜駆動して、図５に示すように、切削水を供給しながら切削ブレード２２で、被加工物Ｗを分割予定ラインＬに沿って切削し、被加工物Ｗを複数のチップＴに分割するとともに外縁部を端材に分割する。すると、デバイスＤ領域に対応して柱状部６２が設けられているので、分割されたチップＴは、柱状部６２の保持面６０ａに吸引保持されるとともに、端材は、切削水などによりチャックテーブル１０から吹き飛ばされる。

その後、制御手段は、図６に示すように、すべての分割予定ラインＬを切削した後、チャックテーブル１０を切削手段２０の下方から退避させて、チャックテーブル１０の吸引保持を解除する。そして、オペレータが、図７に示すように、格子状トレー７０を保持部６０から離脱させると、各チップＴが格子状トレー７０に重なり、各チップＴが外周を格子状部７１に支持される。貫通穴Ｈ内に位置決めピン７２が侵入しているので、各チップＴが位置決めピン７２で移動が規制された状態で格子状トレー７０上で整列する。その後、オペレータは、格子状部７１を保持部６０に嵌合させ、切削前の被加工物Ｗを再度、チャックテーブル１０上に載置し、前述の工程を繰り返して、被加工物Ｗを個々のチップＴに分割する。

以上のように、本実施形態に係る切削装置１は、チャックテーブル１０の保持部６０の柱状部６２に柱状部６２よりも薄い格子状トレー７０を予め嵌合させて、位置決めピン７２を被加工物Ｗの貫通穴Ｈ内に侵入させておく。そして、切削ブレード２２でチップＴに分割した後に、格子状トレー７０を保持部６０から離脱させることで、複数のチップＴを格子状トレー７０上に整列し、位置決めピン７２で位置ずれを防いだ状態で離脱させることができる。したがって、切削後にチップＴ同士が接触して破損する事を防ぐことができる。よって、切削装置１は、ダイシングテープが貼着されない被加工物Ｗを、損傷させることなくチップＴに分割することができる。

また、切削装置１は、位置決めピン７２を１つのチップＴに付き対角線上に２箇所設けているため、離脱時にチップＴの位置ずれを確実に防ぐ事ができる。切削装置１は、位置決めピン７２と格子状トレー７０とを合わせた厚みが柱状部６２の厚みよりも大きいので、格子状トレー７０を保持部６０に嵌合させたチャックテーブル１０に被加工物Ｗを重ねると、貫通穴Ｈ内に位置決めピン７２を確実に侵入させることができ、離脱時にチップＴの位置ずれを確実に防ぐ事ができる。

[変形例]
図８は、実施形態の変形例に係る切削装置のチャックテーブルの構成例を分解して示す斜視図である。図９は、実施形態の変形例に係る切削装置によりチップに分割される被加工物の構成例を示す斜視図である。なお、図８及び図９において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

変形例では、被加工物Ｗの最も外周の分割予定ラインＬよりも外側の外縁部に端材位置決め用の貫通穴ＨＡが全周に亘って間隔をあけて設けられている。端材位置決め用の貫通穴ＨＡは、貫通穴Ｈと同等の構成である。

また、変形例では、チャックテーブル１０の保持部６０が被加工物Ｗの外縁部を切削して形成される端材を吸引保持するための端材保持用柱状部６６を備えている。端材保持用柱状部６６は、保持部６０の基板部６１の外縁部に間隔をあけて複数設けられ、柱状部６２と同等の厚みに形成されている。端材保持用柱状部６６は、端材に対応して設けられかつ柱状部６２よりも外側に配置されている。端材保持用柱状部６６の上面の外縁部には、全周に亘って上面から凸でかつ保持面６０ａと同一平面上の保持面６６ａが設けられ、端材保持用柱状部６６の上面の中央には、真空吸引源により吸引される吸引口６６ｂが設けられている。

また、変形例では、格子状トレー７０の枠状部７３に端材位置決め用の端材ずれ防止ピン７６が間隔をあけて設けられている。端材ずれ防止ピン７６は、位置決めピン７２と同等の構成であり、図９中点線で示すように、端材の外側を取り囲んで端材の位置ずれを抑制する。

変形例では、格子状トレー７０を保持部６０から離脱させると、チップＴにくわえ端材を格子状トレー７０上に整列し、位置決めピン７２及び端材ずれ防止ピン７６で位置ずれを防いだ状態で離脱させることができる。したがって、切削後にチップＴ同士にくわえ、チップＴと端材とが接触してチップＴが破損する事を防ぐことができる。よって、切削装置１は、ダイシングテープが貼着されない被加工物Ｗを、損傷させることなくチップＴに分割することができる。

なお、本発明は上記実施形態、変形例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
１０チャックテーブル
２０切削手段
２２切削ブレード
６０保持部
６０ａ保持面
６２柱状部
６３吸引手段
７０格子状トレー
７１格子状部
７２位置決めピン
Ｄデバイス
Ｈ貫通穴
ＨＢ幅
Ｋ間隔
Ｌ分割予定ライン
Ｔチップ
Ｗ被加工物

Claims

交差する複数の分割予定ラインで区画された領域にデバイスが配設され、該デバイスの配設された該領域には貫通穴が形成された板状の被加工物を吸引保持する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該分割予定ラインに沿って切削ブレードで切削し複数のチップに分割する切削手段と、を備えた切削装置であって、
該チャックテーブルは、
被加工物を保持面で保持する保持部と、
該保持部に着脱可能に嵌合し、分割されたチップを該保持部から離脱させる格子状トレーとからなり、
該保持部は、
該分割予定ラインで区画された各デバイス領域の該貫通穴と縁部を除いた領域を保持する保持面を備え、該分割予定ラインの幅より広い間隔で互いに離間して整列する複数の柱状部と、
該柱状部の該保持面へ負圧を作用させる吸引手段と、を有し、
該格子状トレーは、
該柱状部の間隔に嵌合し、該柱状部より薄く形成された格子状部と、
該柱状部で保持する被加工物の該貫通穴に対応し、該格子状部に立設する位置決めピンと、から構成され、
該格子状トレーを嵌合した該保持部の保持面で被加工物を保持し、該切削ブレードで複数のチップに分割した後に該格子状トレーを該保持部から離脱させると、各チップが外周を該格子状部に支持され該位置決めピンで移動が規制された状態で該格子状トレー上で整列していることを特徴とする切削装置。
被加工物は、前記各デバイス領域につき２つ以上の貫通穴を有し、
前記格子状トレーは、該貫通穴に対応する本数の前記位置決めピンを有する請求項１記載の切削装置。