JP6957108B2 - 加工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、板状の被加工物を加工する際に用いられる加工装置に関する。
半導体ウェーハやパッケージ基板に代表される板状の被加工物を加工し、複数のチップへと分割する際には、例えば、環状の切削ブレードが装着された切削装置やレーザー発振器を備えるレーザー加工装置等の加工装置が使用される。回転させた切削ブレードを被加工物に切り込ませながら、又は、被加工物にレーザービームを照射しながら、この被加工物を移動させることで、移動の経路に沿って被加工物を加工し、複数のチップへと分割できる(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上述のような加工装置で被加工物を加工する前には、通常、被加工物よりも径の大きい粘着テープ(ダイシングテープ)を被加工物に貼付し、また、この粘着テープの外周部分に環状のフレームを固定する。これにより、加工や搬送等の際に加わる衝撃から被加工物を保護できる。また、被加工物を分割して得られる複数のチップが散らばらないので、これら複数のチップを簡単に搬送できる(例えば、特許文献2参照)。
被加工物に貼付される粘着テープには、加工の際に被加工物の位置がずれないような強い粘着力が求められる。一方で、この粘着テープは、加工によって得られる複数のチップを剥離し易いように、必要に応じて粘着力を弱められるように構成されていることが望ましい。このような粘着テープとしては、紫外線を照射すると硬化し粘着力が低下する紫外線硬化型の粘着層を持つ粘着テープ(UVテープ)等が知られている。
粘着テープの粘着力を低下させる際に用いられる紫外線照射ユニットは、例えば、粘着テープに向けて紫外線を放射するUVランプと、UVランプから放射される紫外線を被加工物の形状や大きさ等に応じて遮るマスクと、を備えている。マスクとしては、UVランプから放射される紫外線を透過させない材質のプレート(平板)に、被加工物に対応する開口を形成したものが使用される。
近年では、粘着テープの全体に紫外線を照射できるUVランプの代わりに、ライン状(直線状)に配列された複数のLEDを備える省電力タイプの紫外線照射ユニットも提案されている(例えば、特許文献3参照)。この紫外線照射ユニットでは、複数のLEDと粘着テープとをLEDの配列方向に対して垂直な方向に相対的に移動させながら、選択的にLEDを点灯させる。これにより、粘着テープの点灯させたLEDに対応する領域に紫外線を照射して、この領域の粘着力を低下させることができる。
特開2012−84720号公報 特開平9−27543号公報 特開2007−329300号公報
しかしながら、上述した紫外線照射ユニットで複数のLEDを選択的に点灯させたとしても、紫外線はLEDの周りのある程度の領域にまで拡がる。そのため、粘着テープの紫外線を照射したくない領域にも紫外線が照射され、その領域の粘着力が低下してしまうことがあった。
本発明はかかる問題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、粘着テープの被加工物に対応する適切な領域に紫外線を照射できる紫外線照射ユニットを備える加工装置を提供することである。
本発明の一態様によれば、開口を有する環状のフレームと、該開口を塞ぐように該フレームに貼付された紫外線硬化型の粘着テープと、該開口の内側で該粘着テープに貼付された被加工物と、を含むフレーム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に保持された該被加工物を加工する加工ユニットと、該フレームユニットの該粘着テープに紫外線を照射する紫外線照射ユニットと、複数の該フレームユニットが収容されるカセットを支持するカセット支持部と、該カセット支持部に支持された該カセットと、該チャックテーブルと、該紫外線照射ユニットと、の間で該フレームユニットを搬送する搬送ユニットと、を含み、該紫外線照射ユニットは、該搬送ユニットによって搬送される該フレームユニットの通過を許容する搬出入口を備えるチャンバーと、該チャンバー内に収容され、該フレームユニットを支持する一対のガイドレールと、該チャンバー内に収容され、該搬送ユニットによって搬送される該フレームユニットの移動方向に対して垂直な方向に長いライン状の光源と、該光源から放射される紫外線の通過を許容する通過部を備えるマスクと、該搬送ユニットによって搬送される該フレームユニットの移動に合わせて該マスクを移動させるマスク移動ユニットと、を含み、該マスクの該通過部は、該粘着テープに貼付された該被加工物の形状を該フレームユニットの該移動方向に縮めてなる形状に形成されており、該マスク移動ユニットは、該移動方向における該被加工物と該通過部との長さの比に応じて、該搬送ユニットによって搬送される該フレームユニットの移動速度を減速した速度で該マスクを移動させる加工装置が提供される。
本発明の一態様において、該通過部は、第1の大きさの第1通過部と、第2の大きさの第2通過部と、を含み、該紫外線照射ユニットは、該第1通過部又は該第2通過部のいずれかを該光源に対応する位置に位置付ける位置付けユニットを更に含んでも良い。
本発明の一態様に係る加工装置の紫外線照射ユニットは、搬送ユニットによって搬送されるフレームユニットの移動方向に対して垂直な方向に長いライン状の光源と、光源から放射される紫外線の通過を許容する通過部を備えるマスクと、フレームユニットの移動に合わせてマスクを移動させるマスク移動ユニットと、を含み、マスクの通過部は、被加工物の形状をフレームユニットの移動方向に縮めてなる形状に形成されている。
そのため、フレームユニットの移動方向における被加工物と通過部との長さの比に応じて、搬送ユニットによって搬送されるフレームユニットの移動速度を減速した速度でマスクを移動させることにより、粘着テープの被加工物に対応する適切な領域に紫外線を照射して、粘着テープの粘着力を弱めることができる。
切削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。 紫外線照射ユニットの外観等を模式的に示す斜視図である。 紫外線照射ユニットの内部の構造等を模式的に示す斜視図である。 図4(A)、図4(B)及び図4(C)は、粘着テープに紫外線が照射される様子を模式的に示す一部断面側面図である。 図5(A)は、紫外線の照射に用いられる通過部を切り替える様子を模式的に示す斜視図であり、図5(B)は、紫外線の照射に用いられる通過部を切り替える様子を模式的に示す一部断面側面図である。 図6(A)及び図6(B)は、一対のガイドレールに対して冶具が取り付けられる様子を模式的に示す斜視図である。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る切削装置(加工装置)2の構成例を模式的に示す斜視図である。図1に示すように、切削装置2は、各構成要素を支持する基台4を備えている。
基台4の前方の角部には、段4aが形成されており、この段4aの底には、昇降機構(不図示)によって昇降する支持台(カセット支持部)6が設けられている。支持台6には、紫外線照射ユニット8が配置されている。また、紫外線照射ユニット8の上面には、複数の被加工物11を収容するカセット10が載せられる。紫外線照射ユニット8の詳細については、後述する。
被加工物11は、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハである。この被加工物11の表面側は、交差する複数の分割予定ライン(ストリート)によって複数の領域に区画されており、各領域には、IC(Integrated Circuit)等のデバイス13が形成されている。
被加工物11の裏面側には、被加工物11よりも径の大きい紫外線硬化型の粘着テープ(ダイシングテープ)15が貼付されている。この粘着テープ15には、紫外線を照射すると硬化する粘着層が設けられている。粘着テープ15の外周部分は、環状のフレーム17に固定されている。すなわち、開口を有する環状のフレーム17と、この開口を塞ぐようにフレーム17に貼付された紫外線硬化型の粘着テープ15と、開口の内側で粘着テープ15に貼付された被加工物11と、によってフレームユニットが形成されている。
なお、本実施形態では、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハを被加工物11としているが、被加工物11の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板を被加工物11とすることもできる。また、デバイス13の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。被加工物11には、デバイス13が形成されていなくても良い。粘着テープ15は、被加工物11の表面11a側に貼付されても良い。
図1に示すように、段4aの側方には、X軸方向(前後方向、加工送り方向)に長い開口4bが形成されている。開口4b内には、ボールねじ式のX軸移動機構12と、X軸移動機構12の上部を覆うテーブルカバー14及び防塵防滴カバー16と、が配置されている。X軸移動機構12は、テーブルカバー14によって覆われるX軸移動テーブル(不図示)を備えており、このX軸移動テーブルをX軸方向に移動させる。
X軸移動テーブル及びテーブルカバー14の上方には、被加工物11を吸引、保持するチャックテーブル18が配置されている。このチャックテーブル18は、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されており、Z軸方向(鉛直方向)に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル18は、上述したX軸移動機構12によってX軸方向に移動する(加工送り)。
チャックテーブル18の上面は、被加工物11を吸引、保持する保持面18aになっている。保持面18aは、X軸方向及びY軸方向(左右方向、割り出し送り方向)に対して概ね平行に形成されており、チャックテーブル18の内部に設けられた吸引路(不図示)等を介してエジェクタ等の吸引源(不図示)に接続されている。また、チャックテーブル18の周囲には、被加工物11を支持する環状のフレーム17を四方から固定するための4個のクランプ20が設けられている。
開口4bに隣接する領域には、上述したフレームユニット(被加工物11等)を紫外線照射ユニット8やチャックテーブル18等へと搬送するための搬送ユニット22が配置されている。搬送ユニット22でカセット10から搬出された被加工物11は、例えば、表面側が上方に露出するように紫外線照射ユニット8やチャックテーブル18等へ搬入される。
基台4の上面には、2組の切削ユニット(加工ユニット)24を支持するための門型の支持構造26が、開口4bを跨ぐように配置されている。支持構造26の前面上部には、各切削ユニット24をY軸方向及びZ軸方向に移動させる2組の切削ユニット移動機構28が設けられている。
各切削ユニット移動機構28は、支持構造26の前面に配置されY軸方向に長い一対のY軸ガイドレール30を共通に備えている。すなわち、Y軸ガイドレール30は、その長手方向がY軸方向に対して平行になるように配置されている。また、Y軸ガイドレール30には、各切削ユニット移動機構28を構成するY軸移動プレート32がスライド可能に取り付けられている。
各Y軸移動プレート32の裏面側(後面側)には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、Y軸ガイドレール30に対して概ね平行なY軸ボールネジ34がそれぞれ螺合されている。各Y軸ボールネジ34の一端部には、Y軸パルスモータ36が連結されている。Y軸パルスモータ36でY軸ボールネジ34を回転させれば、Y軸移動プレート32は、Y軸ガイドレール30に沿ってY軸方向に移動する。
各Y軸移動プレート32の表面(前面)には、Z軸方向に長い一対のZ軸ガイドレール38が設けられている。すなわち、Z軸ガイドレール38は、その長手方向がZ軸方向に対して平行になるように配置されている。また、Z軸ガイドレール38には、Z軸移動プレート40がスライド可能に取り付けられている。
各Z軸移動プレート40の裏面側(後面側)には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、Z軸ガイドレール38に対して概ね平行なZ軸ボールネジ42がそれぞれ螺合されている。各Z軸ボールネジ42の一端部には、Z軸パルスモータ44が連結されている。Z軸パルスモータ44でZ軸ボールネジ42を回転させれば、Z軸移動プレート40は、Z軸ガイドレール38に沿ってZ軸方向に移動する。
各Z軸移動プレート40の下部には、切削ユニット24が設けられている。この切削ユニット24は、Y軸方向に概ね平行な軸心を持つスピンドル(不図示)を含んでいる。スピンドルの一端部(先端部)には、円環状の切削ブレード46が装着されている。各切削ユニット24に隣接する位置には、チャックテーブル18によって吸引、保持された被加工物11等を撮像するためのカメラ(撮像ユニット)48が設けられている。
各切削ユニット移動機構28でY軸移動プレート32をY軸方向に移動させれば、切削ユニット24及びカメラ48は、Y軸方向に移動する(割り出し送り)。また、各切削ユニット移動機構28でZ軸移動プレート40をZ軸方向に移動させれば、切削ユニット24及び撮像ユニット48は、Z軸方向に移動する(切り込み送り)。
開口4bに対して段4aと反対側の位置には、開口4cが形成されている。開口4c内には、切削ユニット24で切削された後の被加工物11等を洗浄するための洗浄ユニット50が配置されている。また、支持台6を昇降させる昇降機構、紫外線照射ユニット8、X軸移動機構12、チャックテーブル18、搬送ユニット22、切削ユニット24、切削ユニット移動機構28、カメラ48、洗浄ユニット50等の構成要素には、制御ユニット(不図示)が接続されている。各構成要素は、この制御ユニットで制御される。
図2は、紫外線照射ユニット8の外観等を模式的に示す斜視図であり、図3は、紫外線照射ユニット8の内部の構造等を模式的に示す斜視図である。図2に示すように、紫外線照射ユニット8は、概ね直方体状に構成されたチャンバー52を含む。チャンバー52の側面には、フレームユニット(被加工物11等)の通過を許容する搬出入口52aが設けられている。
図2及び図3に示すように、チャンバー52の内部の空間には、Y軸方向に長い一対のガイドレール54a,54bが収容されている。この一対のガイドレール54a,54bは、搬送ユニット22によって搬送されるフレームユニットのフレーム17を支持するとともに、このフレームユニットの移動方向を規定している。本実施形態では、これら一対のガイドレール54a,54bに沿って、フレームユニットがY軸方向に移動する。
一対のガイドレール54a,54bの一端側(搬出入口52a側)の下方には、搬送ユニット22によって搬送されるフレームユニットの移動方向に対して垂直な方向に長いライン状の光源56が設けられている。この光源56は、例えば、上方に紫外線を放射できる複数のLEDをライン状に並べて構成されており、被加工物11の形状等に応じて選択されたLEDが点灯する。このようなライン状の光源56を用いることで、紫外線照射ユニット8の消費電力を低く抑えられる。
光源56の近傍には、移動ユニット(マスク移動ユニット、位置付けユニット)58が配置されている。移動ユニット58は、Y軸方向に長いガイドレール60を備えている。すなわち、ガイドレール60は、その長手方向がY軸方向に対して平行になるように配置されている。ガイドレール60には、X軸方向に長い移動部材62の一端側がスライド可能に取り付けられている。
移動部材62の他端側には、ナット部62aが設けられており、このナット部62aには、ガイドレール60に対して概ね平行なボールネジ64が螺合されている。ボールネジ64の一端部には、パルスモータ66が連結されている。パルスモータ66でボールネジ64を回転させれば、移動部材62は、ガイドレール60に沿ってY軸方向に移動する。
移動部材62の上部には、光源56から放射される紫外線を被加工物11の形状に合わせて遮るマスク68が設けられている。このマスク68は、光源56から放射される紫外線を透過させない材質のプレート70と、プレート70に形成された開口でなる通過部72a,72bと、を含む。
通過部72aは、例えば、上方を通過する被加工物11の形状を、フレームユニットの移動方向(すなわち、Y軸方向)に縮めてなる形状(本実施形態では、楕円状)に形成されている。一方で、通過部72bは、例えば、被加工物11より小さい別の被加工物の形状を、フレームユニットの移動方向に縮めてなる形状(本実施形態では、楕円状)に形成されている。
マスク68は、Z軸方向に平行な回転軸(位置付けユニット)68aの周りに回転できるように、移動部材62に連結されている。これにより、通過部72a,72bの一方のみを選択的に光源56の上方(光源56に対応する位置)に配置して、紫外線の照射領域を選択できる。なお、本実施形態では、プレート70に形成された開口を通過部72a,72bとして用いるが、通過部72a,72bは、光源56から放射される紫外線を透過させる材質等で構成されても良い。
この紫外線照射ユニット8では、光源56から紫外線を放射しながらフレームユニットを移動させるとともに、このフレームユニットの移動速度を減速した速度でマスク68を移動させることで、粘着テープ15の被加工物11等に対応する領域に紫外線を照射できる。
例えば、光源56の上方に通過部72aを配置する場合、移動ユニット58は、Y軸方向における被加工物11と通過部72aとの長さの比に応じて、搬送ユニット22で搬送されるフレームユニットの移動速度を減速した速度でマスク68を移動させる。一方で、光源56の上方に通過部72bを配置する場合、移動ユニット58は、通過部72bが対象とする被加工物と通過部72bとのY軸方向の長さの比に応じて、搬送ユニット22で搬送されるフレームユニットの移動速度を減速した速度でマスク68を移動させる。
次に、上述した紫外線照射ユニット8を用いて粘着テープ15に紫外線を照射する方法について説明する。図4(A)、図4(B)及び図4(C)は、粘着テープ15に紫外線が照射される様子を模式的に示す一部断面側面図である。例えば、被加工物11を切削ユニット24で切削し、洗浄ユニット50で洗浄した後には、搬送ユニット22が備える把持部22aでフレームユニット(フレーム17)を把持し、これを紫外線照射ユニット8へと搬送する。
具体的には、図4(A)及び図4(B)に示すように、搬送ユニット22をY軸方向に移動させ、搬出入口52aからフレームユニットをチャンバー52内に搬入する。また、搬送ユニット22の移動に合わせて、光源56から紫外線を放射するとともに、移動ユニット58でマスク68をY軸方向に移動させる。なお、本実施形態では、被加工物11に対応する通過部72aを通過した紫外線が粘着テープ15に照射されるように、通過部72aを予め光源56の上方に位置付けておく。
また、マスク68の移動速度は、Y軸方向における被加工物11と通過部72aとの長さの比に応じて、搬送ユニット22で搬送されるフレームユニットの移動速度を減速した速度に設定される。これにより、粘着テープ15の被加工物11が貼付されている領域に紫外線を照射して、この領域の粘着力を低下させることができる。図4(C)に示すように、チャンバー52内にフレームユニットが完全に搬入されると、紫外線の照射は完了する。
図5(A)は、紫外線の照射に用いられる通過部72a,72bを切り替える様子を模式的に示す斜視図であり、図5(B)は、紫外線の照射に用いられる通過部72a,72bを切り替える様子を模式的に示す一部断面側面図である。例えば、被加工物11より小さい別の被加工物が貼付された粘着テープ15に紫外線を照射する場合には、図5(A)及び図5(B)に示すように、マスク68を回転軸68aの周りに回転させて、通過部72bを光源56の上方に位置付ける。
ところで、被加工物11より小さい別の被加工物を加工する場合には、フレーム17より小さい別のフレームを使用してフレームユニットを形成することがある。そのような場合には、小さいフレームを適切に支持できるように、一対のガイドレール54a,54bに対して冶具を取り付けることが望ましい。
図6(A)及び図6(B)は、一対のガイドレール54a,54bに対して冶具74が取り付けられる様子を模式的に示す斜視図である。図6(A)及び図6(B)に示すように、冶具74は、一対のガイドレール74a,74bと、一対のガイドレール74a,74bを固定する矩形状のプレート74cとで構成されている。
プレート74cは、取り付けの対象となる一対のガイドレール54a,54bの間隔に対応する大きさに形成されている。図6(B)に示すように、このプレート74cが一対のガイドレール54a,54bによって支持されるように冶具74を取り付けることで、冶具74が備える一対のガイドレール74a,74bによって小さいフレームを適切に支持できるようになる。
以上のように、本実施形態に係る切削装置(加工装置)2の紫外線照射ユニット8は、搬送ユニット22によって搬送されるフレームユニットの移動方向に対して垂直な方向に長いライン状の光源56と、光源56から放射される紫外線の通過を許容する通過部72a,72bを備えるマスク68と、フレームユニットの移動に合わせてマスク68を移動させる移動ユニット(マスク移動ユニット)58と、を含み、マスク68の通過部72a,72bは、被加工物11等の形状をフレームユニットの移動方向に縮めてなる形状に形成されている。
そのため、フレームユニットの移動方向における被加工物11等と通過部72a,72bとの長さの比に応じて、搬送ユニット22によって搬送されるフレームユニットの移動速度を減速した速度でマスク68を移動させることにより、粘着テープ15の被加工物11等に対応する適切な領域に紫外線を照射して、粘着テープ15の粘着力を弱めることができる。
なお、本発明は、上記実施形態等の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、切削ブレード46で被加工物11等を切削する切削装置2を例示しているが、本発明の加工装置は、被加工物11等をレーザービームで加工するレーザー加工装置でも良い。
また、上記実施形態では、使用される通過部72a,72bを切り替える際にマスク68を回転させているが、移動ユニット58によってマスク68を移動させることで通過部72a,72bを切り替えることもできる。マスク68が備える通過部の数にも特段の制限はなく、1種類、又は3種類以上の通過部を備えるマスク68を用いても良い。
また、上記実施形態では、フレームユニットをチャンバー52へと搬入しながら紫外線を照射する態様を例示しているが、フレームユニットをチャンバーから搬出しながら紫外線を照射することもできる。もちろん、これらを組み合わせても良い。
その他、上記実施形態や変形例に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
2 切削装置(加工装置)
4 基台
4a 段
4b,4c 開口
6 支持台(カセット支持部)
8 紫外線照射ユニット
10 カセット
12 X軸移動機構
14 テーブルカバー
16 防塵防滴カバー
18 チャックテーブル
18a 保持面
20 クランプ
22 搬送ユニット
24 切削ユニット(加工ユニット)
26 支持構造
28 切削ユニット移動機構
30 Y軸ガイドレール
32 Y軸移動プレート
34 Y軸ボールネジ
36 Y軸パルスモータ
38 Z軸ガイドレール
40 Z軸移動プレート
42 Z軸ボールネジ
44 Z軸パルスモータ
46 切削ブレード
48 カメラ(撮像ユニット)
50 洗浄ユニット
52 チャンバー
52a 搬出入口
54a,54b ガイドレール
56 光源
58 移動ユニット(マスク移動ユニット、位置付けユニット)
60 ガイドレール
62 移動部材
62a ナット部
64 ボールネジ
66 パルスモータ
68 マスク
68a 回転軸(位置付けユニット)
70 プレート
72a,72b 通過部
74 冶具
74a,74b ガイドレール
74c プレート
11 被加工物
13 デバイス
15 粘着テープ(ダイシングテープ)
17 フレーム

Claims (2)

  1. 開口を有する環状のフレームと、該開口を塞ぐように該フレームに貼付された紫外線硬化型の粘着テープと、該開口の内側で該粘着テープに貼付された被加工物と、を含むフレーム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に保持された該被加工物を加工する加工ユニットと、
    該フレームユニットの該粘着テープに紫外線を照射する紫外線照射ユニットと、
    複数の該フレームユニットが収容されるカセットを支持するカセット支持部と、
    該カセット支持部に支持された該カセットと、該チャックテーブルと、該紫外線照射ユニットと、の間で該フレームユニットを搬送する搬送ユニットと、を含み、
    該紫外線照射ユニットは、
    該搬送ユニットによって搬送される該フレームユニットの通過を許容する搬出入口を備えるチャンバーと、
    該チャンバー内に収容され、該フレームユニットを支持する一対のガイドレールと、
    該チャンバー内に収容され、該搬送ユニットによって搬送される該フレームユニットの移動方向に対して垂直な方向に長いライン状の光源と、
    該光源から放射される紫外線の通過を許容する通過部を備えるマスクと、
    該搬送ユニットによって搬送される該フレームユニットの移動に合わせて該マスクを移動させるマスク移動ユニットと、を含み、
    該マスクの該通過部は、該粘着テープに貼付された該被加工物の形状を該フレームユニットの該移動方向に縮めてなる形状に形成されており、
    該マスク移動ユニットは、該移動方向における該被加工物と該通過部との長さの比に応じて、該搬送ユニットによって搬送される該フレームユニットの移動速度を減速した速度で該マスクを移動させることを特徴とする加工装置。
  2. 該通過部は、第1の大きさの第1通過部と、第2の大きさの第2通過部と、を含み、
    該紫外線照射ユニットは、該第1通過部又は該第2通過部のいずれかを該光源に対応する位置に位置付ける位置付けユニットを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の加工装置。
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