JP7286240B2 - 加工装置、及び加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、受ける光の特性に応じて硬さが変化する被加工物を加工に適する硬さに変化させて加工できる加工装置、及び該加工装置で被加工物を加工する加工方法に関する。

半導体デバイスを搭載したデバイスチップは、例えば、表面に複数のデバイスが形成されたウェーハをデバイス毎に分割することで製造される。ウェーハを分割する際には、例えば、円環状の切削ブレードを備える切削装置（例えば、特許文献１参照）や、ウェーハに特定の波長のレーザビームを照射できるレーザ加工ユニットを備えるレーザ加工装置が使用される。

また、近年、デバイスチップが搭載される電子機器の小型化や薄型化の傾向が著しく、デバイスチップに対する薄型化の要求が高まっている。薄型のデバイスチップを製造する際には、円環状に並ぶ研削砥石が装着された研削ユニットを備える研削装置（例えば、特許文献２参照）が使用される。表面に複数のデバイスが形成されたウェーハを分割する前に、研削装置において該ウェーハを裏面側から研削して該ウェーハを薄化し、その後、該ウェーハを分割すると薄化されたデバイスチップを形成できる。

ところで、ある物質に光が照射されるとき、その光の特性に応じて該物質の硬さが変化する現象が知られている。この現象は、光塑性効果（Photo Plastic Effect:PPE）とも呼ばれる。例えば、一般的な環境下では脆性を示す無機半導体材料が、極めて暗い環境に置かれると塑性変形を起こすようになることが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。

特開平１０－３０５４２０号公報 特開２００４－７２０５２号公報

Yu Oshima et al., Science 360(6390):772-774 (2018)

従来、デバイスチップの製造に使用されるウェーハには、シリコンウェーハが広く使用されてきた。近年、特定の性能を有するデバイスチップを製造するために、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣやサファイア等の様々な材料からなるウェーハが使用されている。ただし、使用される材質の幅の種類が増えるとともに、ウェーハの加工中に該ウェーハの材質に起因する問題が生じる可能性も増大している。

例えば、ＧａＡｓやＩｎＰ等の材料は脆く、これらの材料からなるウェーハを切削装置で切削するとチッピング等の加工不良が生じ易い。その一方で、例えば、ＳｉＣやサファイア等の材料はモース硬度が高く、これらの材料からなるウェーハを研削装置で研削すると研削砥石に目潰れが生じ易いため、該ウェーハを適切に研削加工するのは容易ではない。

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、被加工物を加工する際に、該被加工物の硬度を加工に適した硬度にできる加工装置を提供することである。

本発明の一態様によると、光塑性効果を発現する被加工物を加工する加工装置であって、外部からの光の進入が遮断される遮光チャンバーと、該被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルにより保持された該被加工物を加工する加工ユニットと、を備え、該保持テーブルに保持された該被加工物に照射される光の光量を検出可能な光量検出ユニットを該遮光チャンバーの内部空間に備え、該遮光チャンバーの内部空間において、該保持テーブルに保持された該被加工物に照射される光の光量を該光量検出ユニットで監視し、加工に適した硬度に変化した該被加工物を該加工ユニットで加工できることを特徴とする加工装置が提供される。

好ましくは、該保持テーブルに保持された該被加工物に対して所定の波長の光を照射する光源を該遮光チャンバーの該内部空間に備える。

また、好ましくは、該保持テーブルに保持された該被加工物を撮像できる撮像ユニットを該遮光チャンバーの該内部空間に備え、該遮光チャンバーの該内部空間において該保持テーブルに保持された該被加工物と、該加工ユニットと、が所定の位置関係となるように、該撮像ユニットにより取得された撮像画像を用いて該保持テーブルと、該加工ユニットと、を相対的に移動できる。さらに、好ましくは、該撮像ユニットが赤外顕微鏡である。

好ましくは、該被加工物を収容するカセットを載置できるカセット載置台を該遮光チャンバーの該内部空間に備える。または、好ましくは、カセットに収容された該被加工物を遮光された搬送経路を経由して該保持テーブルへ搬送できる。または、好ましくは、該被加工物を保管できる保管台を該遮光チャンバーの該内部空間に備える。

また、本発明の他の一態様によると、光塑性効果を発現する被加工物を該加工装置を用いて加工する加工方法であって、該被加工物を該保持テーブル上に搬送し、該保持テーブルで該被加工物を保持する保持ステップと、該保持ステップの後、該遮光チャンバーの該内部空間において、加工に適した硬度に変化した該被加工物を該加工ユニットで加工する加工ステップと、を含むことを特徴とする被加工物の加工方法が提供される。

本発明の一態様に係る加工装置は、外部からの光の進入が遮断される遮光チャンバーを備え、該遮光チャンバーの内部空間において被加工物を加工できる。そのため、被加工物に照射される光を制御し、光塑性効果を利用して被加工物を加工に適した硬度に変化させた上で該被加工物を加工できるとともに、被加工物の性質に起因する加工不良を抑制できる。

したがって、本発明により、被加工物を加工する際に、該被加工物の硬度を加工に適した硬度にできる加工装置が提供される。

加工装置の一例を模式的に示す斜視図である。 加工装置の他の一例を模式的に示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る加工装置の一例を模式的に示す斜視図である。図１は、被加工物を切削加工する切削装置（加工装置）２である。図１には、切削装置２で加工される被加工物１が模式的に示されている。

被加工物１の表面は、互いに交差する複数の分割予定ラインで区画され、区画された各領域にはＩＣ（Integrated circuit）等の半導体デバイスが形成されている。最終的に、被加工物１が該分割予定ラインに沿って分割されることで、個々のデバイスチップが形成される。例えば、被加工物１は、環状のフレーム５に貼られたテープ３に保持され、フレーム５と、テープ３と、と一体となったフレームユニット７の状態で加工される。

被加工物１は、照射される光の波長や強度（光量等）等の特性次第で硬度が変化する光塑性効果を発現する材料である。例えば、ＺｎＯ、ＺｎＳ，ＣｄＳ、ＣｄＳｅ等の２―６（ＩＩ―ＶＩ）族化合物半導体や、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ等の化合物半導体からなるウェーハである。また、被加工物１は、シリコン基板、ゲルマニウム基板やサファイア基板でもよい。

表面に複数の半導体デバイスが形成された被加工物１は、例えば、円環状の切削ブレードが装着された切削ユニット４０を備える切削装置２により切削されて分割される。または、被加工物１は、該被加工物１に対して吸収性を有する波長（該被加工物１が吸収できる波長）のレーザビームを発振できるレーザ加工ユニットを備えるレーザ加工装置においてアブレーション加工されて分割される。

若しくは、被加工物１は、該被加工物１に対して透過性を有する波長（該被加工物１が透過できる波長）のレーザビームを発振できるレーザ加工ユニットを備えるレーザ加工装置により分割される。該半導体デバイスに沿って被加工物１の内部に該レーザビームを集光すると、多光子吸収により改質層が被加工物１の内部に形成され、該改質層を起点として被加工物１を分割できる。

さらに、被加工物１は、分割される前に、研削砥石９４（図２参照）が装着された研削ユニット８６（図２参照）を備える研削装置４４（図２参照）により裏面側から研削されて薄化される。複数の半導体デバイスが表面に形成された薄化された被加工物１をデバイス毎に分割すると、薄型のデバイスチップを形成できる。

各種の加工装置では、被加工物１の材質や大きさ、予定されている加工の内容に応じて、被加工物１を適切に高効率で加工できる加工条件が選択され、加工が実施される。ただし、被加工物１の材質に起因して被加工物１の加工中に問題が生じるおそれがある。

例えば、被加工物１が比較的脆い材質である場合、切削装置２で被加工物１を切削するとチッピング等の加工不良が生じるおそれがある。その一方で、例えば、被加工物１がモース硬度の比較的高い材質である場合、被加工物１を研削装置４４で研削すると、研削砥石９４の研削能力が低下する目潰れと呼ばれる現象が生じるおそれがある。

そのため、被加工物１の材質に起因する加工中の問題が生じない範囲で加工条件を選択しようとすると、加工条件の選択の幅が狭まり、加工の効率等について妥協を強いられる場合がある。さらに、被加工物１の材質次第では、如何なる条件で加工しようとしても所望の加工を実施できない場合もある。

そこで、本実施形態に係る加工装置では、被加工物１が受ける光の特性を調節して、例えば、被加工物１の硬さを加工に適した硬さに変化させた上で被加工物１を加工する。以下、本実施形態に係る加工装置が図１に示す切削装置２である場合と、図２に示す研削装置４４である場合と、を例に本実施形態に係る加工装置について説明する。ただし、本実施形態に係る加工装置はこれらに限定されず、レーザ加工装置やその他の加工装置でもよい。

図１に示された切削装置２について説明する。切削装置２は、各構成要素を支持する基台４を備える。切削装置２は、外部からの光の進入が遮断される遮光チャンバー６を基台４の上に備え、切削装置２の各構成要素は該遮光チャンバー６の内部空間に収容される。図１においては、説明の便宜のために、遮光チャンバー６の内部空間に収容された各構成要素が実線で示されている。

遮光チャンバー６の内部空間の基台４上の角部には、複数のフレームユニット７を収容するカセット１０が載せられるカセット載置台８が設けられている。遮光チャンバー６の、該カセット載置台８に隣接する壁面には、カセット１０を該遮光チャンバー６の内部空間に搬出入する際の経路となるカセット搬出入口（不図示）が設けられている。該カセット搬出入口には、外部からの光の進入を遮断できる開閉可能な扉が設けられている。該扉は、カセット１０を搬出入するとき以外には閉じられている。

また、遮光チャンバー６の内部空間には、カセット載置台８に載せられたカセット１０から被加工物１を含むフレームユニット７を搬出入する搬送ユニット（不図示）が設けられている。さらに、カセット載置台８は昇降可能であり、カセット１０に収容されたフレームユニット７をカセット１０から搬出する際には、該フレームユニット７の高さが該搬送ユニットによる搬出作業が可能な高さとなるように該カセット載置台８を昇降させる。

基台４の中央上部には、開口１２が設けられており、該開口１２には、Ｘ軸移動テーブル１４と、該Ｘ軸移動テーブル１４をＸ軸方向（加工送り方向）に移動させるＸ軸移動機構と、Ｘ軸方向移動機構を覆う防塵防滴カバーと、が設けられている。該Ｘ軸方向移動機構は、例えば、後述のＹ軸方向移動機構及びＺ軸方向移動機構と同様に構成されている。

Ｘ軸移動テーブル１４上には、フレームユニット７の状態の被加工物１を吸引、保持するための保持テーブル１６が設けられている。保持テーブル１６は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、保持テーブル１６の上面に垂直な回転軸の周りに回転可能である。また、保持テーブル１６は、上述したＸ軸方向移動機構によりＸ軸方向に送られる。

保持テーブル１６の表面（上面）は、被加工物１を吸引、保持する保持面１６ａとなる。この保持面１６ａは、保持テーブル１６の内部に形成された吸引路（不図示）を介して吸引源（不図示）に接続されている。該保持面１６ａの周囲には、テープ３を介して被加工物１を保持する環状のフレーム５を固定するためのクランプ１６ｂが配設されている。

例えば、Ｘ軸移動テーブル１４の上面の保持テーブル１６に隣接した箇所には、該保持テーブル１６に保持された被加工物１に照射される光の光量を検出可能な光量検出ユニット１８が設けられている。光量検出ユニット１８は、遮光チャンバー６の内部空間において保持テーブル１６に保持される被加工物１に照射される光を検出する光センサである。ただし、光量検出ユニット１８は光量以外の光の特性を検出してもよい。

基台４の上面の遮光チャンバー６の内部空間には、被加工物１を切削する２つの切削ユニット（加工ユニット）４０を支持する支持部２０が、Ｘ軸移動テーブル１４を跨ぐように配置されている。

支持部２０の前面には、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２２が設けられている。Ｙ軸ガイドレール２２には、切削ユニット４０のそれぞれに対応する２つのＹ軸移動プレート２４がスライド可能に取り付けられている。それぞれのＹ軸移動プレート２４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２２に平行なＹ軸ボールねじ２６が螺合されている。

Ｙ軸ボールねじ２６の一端部には、Ｙ軸パルスモータ２８が連結されている。Ｙ軸パルスモータ２８でＹ軸ボールねじ２６を回転させると、対応するＹ軸移動プレート２４は、Ｙ軸ガイドレール２２に沿ってＹ軸方向に移動する。Ｙ軸移動プレート２４の表面（前面）には、それぞれ、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール３０が設けられている。それぞれのＺ軸ガイドレール３０には、Ｚ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。

Ｚ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、Ｚ軸ガイドレール３０に平行なＺ軸ボールねじ３４が螺合されている。Ｚ軸ボールねじ３４の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３６が連結されている。Ｚ軸パルスモータ３６でＺ軸ボールねじ３４を回転させれば、Ｚ軸移動プレート３２は、Ｚ軸ガイドレール３０に沿ってＺ軸方向（切り込み送り方向）に移動する。

２つのＺ軸移動プレート３２のそれぞれの下部には、被加工物１を加工する切削ユニット４０と、保持テーブル１６に保持された被加工物１を撮像できる撮像ユニット３８と、が固定されている。

Ｙ軸ガイドレール２２、Ｙ軸移動プレート２４、Ｙ軸ボールねじ２６、及びＹ軸パルスモータ２８は、切削ユニット４０と、撮像ユニット３８と、をＹ軸方向に移動させるＹ軸方向移動機構として機能する。Ｚ軸ガイドレール３０、Ｚ軸移動プレート３２、Ｚ軸ボールねじ３４、及びＺ軸パルスモータ３６は、切削ユニット４０と、撮像ユニット３８と、をＺ軸方向に移動させるＺ軸方向移動機構として機能する。

Ｙ軸移動プレート２４をＹ軸方向に移動させれば、切削ユニット４０及び撮像ユニット３８はＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動し、Ｚ軸移動プレート３２をＺ軸方向に移動させれば、切削ユニット４０及び撮像ユニット３８はＺ軸方向（切り込み送り方向）に移動する。

撮像ユニット３８は、例えば、赤外顕微鏡であり、外部からの光の進入が遮断される遮光チャンバー６の内部空間において被加工物１の表面を撮像できる。切削装置２は、保持テーブル１６に保持された被加工物１と、切削ユニット４０と、が所定の位置関係となるように、撮像ユニット３８により取得された撮像画像を用いて保持テーブル１６と、切削ユニット４０と、を相対的に移動できる。切削装置２は、被加工物１の切削予定ラインを切削できるように撮像ユニット３８を使用して各構成要素を所定の位置に位置付ける。

切削ユニット４０は、切削ブレードを備える。切削ブレードは、円板状の基台と、該基台の外周部に形成された切刃と、を備える。切削ブレードを回転させた状態で切削ユニット４０を所定の高さ位置に移動させ、被加工物１を保持する保持テーブル１６をＸ軸方向に沿って加工送りすると、回転する切削ブレードの切刃が被加工物１に接触し、被加工物１が切削される。

さらに、切削装置２は、例えば、門型の支持部２０の保持テーブル１６の上方に、保持テーブル１６に保持された被加工物１に対して所定の波長の光を照射する光源４２を備える。遮光チャンバー６の内部空間に備えられた光源４２を使用すると、制御された特性の光を被加工物１に照射できる。該光源４２は、例えば、ＩＲランプ、ＵＶランプ、又は可視光ランプであり、被加工物１に照射する光の波長や強度を選択できてもよい。

切削装置２が置かれる半導体デバイス工場等には、例えば、照明やディスプレイパネル、警報ランプ等の様々な光源が置かれており、遮光チャンバー６のない加工装置では、それらの光源により発せられた光が無秩序に該被加工物１に照射される。そのため、光塑性効果を発現する被加工物１は、硬さ等の特性が一般的な特性となる。

その一方で、遮光チャンバー６を備える本実施形態に係る切削装置（加工装置）２では、該切削装置２が置かれた環境に存在する各種の光源から発せられた光の該遮光チャンバー６の内部空間への進入が遮断される。さらに、特性が制御された光を光源４２により被加工物１に照射できる。すなわち、保持テーブル１６に保持される被加工物１に特性が制御された光のみを照射できる。

光塑性効果を発現する被加工物１は照射される光に応じて硬さが変化するため、該被加工物１に照射される光の特性を制御することにより被加工物１の光塑性効果を制御できる。被加工物１に照射される光は光量検出ユニット１８により監視できるため、光源４２が発する光は高精度に制御される。

なお、特性が制御された光を被加工物１に照射することは、光源４２により発せられた光を被加工物１に照射することだけに限らない。すなわち、斜光チャンバー６により外部からの光の進入が遮断された内部空間において光源４２を作動させず、被加工物１に照射される光の光量等を極めて小さくすることをも含む。

本実施形態に係る切削装置（加工装置）２は、特性が制御された光を照射することにより被加工物１の硬さを加工に適した硬さに変化させた上で被加工物１を加工できる。そのため、被加工物１に対して実施する加工の条件の選択の幅が広がる上、被加工物１の硬さに起因する問題の発生を抑制できる。

なお、切削装置（加工装置）２は、光源４２を備えなくてもよい。例えば、被加工物１に光をまったく照射しないことにより加工に適した硬さとなる該被加工物１を切削（加工）する場合等、被加工物１に光を照射する必要がなく光源４２を省略できる。

なお、このような被加工物１は、例えば、０．０１ルクス以下の暗い環境に置かれることで加工に適した硬さとなる。そのため、遮光チャンバー６は、切削装置２（加工装置）が置かれる半導体デバイスの製造工場等の環境から内部空間への光の進入を遮断して、内部空間を０．０１ルクス以下の明るさにできる遮光性能を有することが好ましい。

また、光塑性効果を発現する被加工物１を所望の硬さに変化させるとき、被加工物１の材質次第では、この変化に時間を要する場合がある。そこで、切削装置（加工装置）２は、遮光チャンバー６の内部空間に複数の被加工物１を所定の時間保管できる保管台（不図示）を備えてもよい。

該保管台は、例えば、複数の収容領域を備える収容棚である。該保管台への被加工物１の搬出入は、例えば、カセット１０から被加工物１を含むフレームユニット７を搬出入する上述の搬送ユニット（不図示）により実施される。該保管台が遮光チャンバー６の内部空間に設けられていると、被加工物１が所定の硬さになるまで該被加工物１を保管している間に、遮光チャンバー６の内部空間に先行して搬入され保管され所定の硬さとなった他の被加工物１の加工を実施できる。

さらに、硬さの変化に時間を要する被加工物１は、外部からの光の進入が遮断されたカセット１０に収容されて切削装置（加工装置）２に搬入されてもよい。この場合、カセット１０の内部に被加工物１を収容して該被加工物１が所定の硬さとなるまで十分な時間を経過させておくと、カセット１０を遮光チャンバー６の内部空間に搬入し、該カセット１０から被加工物１を搬出した後、直ちに被加工物１の加工を実施できる。

カセット１０から保持テーブル１６に搬送する間に被加工物１に遮光チャンバー６の外部の光源からの光が僅かでも照射されると、被加工物１の硬さ等の特性が変化するおそれがある。しかしながら、切削装置２は、遮光チャンバー６の内部空間にカセット１０を載置できるカセット載置台８と、保持テーブル１６と、を備え、被加工物１の搬送経路もまた遮光されているため、被加工物１に外部の光源からの光が照射されない。

次に、本実施形態に係る加工装置が図２に示す研削装置４４である場合を例に該加工装置について説明する。図２に示す研削装置（加工装置）４４は、被加工物１を裏面側から研削し、被加工物１を薄化する。薄化された被加工物１をデバイス毎に分割すると、薄型のデバイスチップが得られる。

研削装置４４は、各構成要素を支持する基台４６を備える。研削装置４４は、外部からの光の進入が遮断される遮光チャンバー４８を基台４６の上に備え、研削装置４４の各構成要素は遮光チャンバー４８の内部空間に収容される。図２においても、説明の便宜のために、遮光チャンバー４８の内部空間に収容された各構成要素が実線で示されている。

遮光チャンバー４８の内部空間の基台４６上の前部には、被加工物１を収容するカセット５２が載せられる２つのカセット載置台５０が設けられている。研削装置４４において研削される被加工物１は、例えば、デバイスを備える表面側にテープ状の保護部材が配設された状態でカセット５２に収容され、カセット５２に収容された状態で遮光チャンバー４８の内部空間に搬入される。

遮光チャンバー４８の各カセット載置台５０に隣接する壁面には、カセット５２を該遮光チャンバー４８の内部空間に搬出入する際の経路となるカセット搬出入口（不図示）が設けられている。該カセット搬出入口には、外部からの光の進入を遮断できる開閉可能な扉が設けられている。該扉は、カセット５２を搬出入するとき以外には閉じられている。

遮光チャンバー４８の内部空間の基台４６上のカセット載置台５０に隣接した位置には、カセット載置台５０に載せられたカセット５２から被加工物１を搬出入する搬送ユニット５４が設けられている。搬送ユニット５４は、カセット５２に収容された被加工物１を基台４６上に配された位置決めユニット５６に搬送する。

位置決めユニット５６は、被加工物１が置かれる円形のテーブルの径方向に沿って連動して移動する複数のピンを有する。各ピンを該径方向の内側に向けて移動させ、該テーブル上に置かれた被加工物１を各ピンで挟むと、被加工物１の中心が所定の位置に位置付けられるように被加工物１が移動する。

基台４６上の位置決めユニット５６よりも後方側には開口６０が形成されており、該開口６０の内部には、Ｘ軸方向に沿って移動可能なＸ軸方向移動テーブル６６と、該Ｘ軸方向移動テーブル６６のＹ軸方向に隣接するテーブル面６２と、が設けられている。Ｘ軸方向移動テーブル６６の上には、被加工物１が載せられる保持面６８ａを上方に備える保持テーブル６８が置かれている。該保持テーブル６８は、切削装置２の保持テーブル１６と同様に構成され、被加工物１を同様に吸引保持する機能を有する。

位置決めユニット５６により所定の位置に位置付けられた被加工物１は、搬送アーム５８により該位置決めユニット５６から保持テーブル６８上に移動され、保持テーブル６８に吸引保持される。搬送アーム５８による被加工物１の搬出入が実施される位置を保持テーブル６８の搬出入位置と呼ぶ。そして、Ｘ軸方向移動テーブル６６がＸ軸方向後方に移動することで、被加工物１が研削ユニット８６の下方に移される。

Ｘ軸方向移動テーブル６６の移動経路を跨ぐように、門型の支持部７２がテーブル面６２上に配設されている。門型の支持部７２の該移動経路と重なる領域の下面には、保持テーブル６８に保持された被加工物１に所定の特性の光を照射できる光源７４が設けられている。被加工物１に制御された特性の光を光源７４から照射すると、例えば、被加工物１の硬さを研削（加工）に適した硬さに変化できる。

テーブル面６２上の研削ユニット８６の近傍には、被加工物１に照射される光を検出する光量検出ユニット７０が設けられる。例えば、光量検出ユニット７０を使用すると、外部から遮光チャンバー６の内部空間への光の進入の有無を監視でき、また、被加工物１に照射される光の特性を検出して被加工物１に生じる光塑性効果の程度を監視できる。

基台４６上の開口６０よりも後方側には、研削ユニット８６を支持する支持部７６が立設されている。支持部７６の前面側には、Ｚ軸方向（高さ方向）に沿って一対のＺ軸ガイドレール７８が設けられ、それぞれのＺ軸ガイドレール７８には、Ｚ軸移動プレート８０がスライド可能に取り付けられている。

Ｚ軸移動プレート８０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７８に平行なＺ軸ボールねじ８２が螺合されている。Ｚ軸ボールねじ８２の一端部には、Ｚ軸パルスモータ８４が連結されている。Ｚ軸パルスモータ８４でＺ軸ボールねじ８２を回転させれば、Ｚ軸移動プレート８０は、Ｚ軸ガイドレール７８に沿ってＺ軸方向（研削送り方向）に移動する。

Ｚ軸移動プレート８０の表面側（前面側）には、研削ユニット８６が固定されている。研削ユニット８６は、Ｚ軸方向に沿ったスピンドル（不図示）を回転可能に収容するスピンドルハウジング８８を備え、該スピンドルの上端には該スピンドルを回転させるモータが接続されている。該スピンドルは、円板状のホイールマウント９０を下端に備え、該ホイールマウント９０には、研削ホイール９２が固定されている。

研削ホイール９２の下面には、円環状に並ぶ複数の研削砥石９４が装着されている。研削砥石９４は、例えば、ダイヤモンド等で形成された砥粒を結合材で分散固定した部材である。

被加工物１を研削する際には、保持テーブル６８をＸ軸方向に沿って移動させることで研削ユニット８６の下方に被加工物１を移動させ、保持テーブル６８と、研削ホイール９２と、をＺ軸方向に沿った軸の周りに回転させ、研削ホイール９２を下方に移動させる。そして、回転軌道上を移動する研削砥石９４が被加工物１の被研削面である裏面に当接すると、被加工物１が研削される。

この際、被加工物１には予め制御された特性の光が照射され、または、光が全く照射されず、被加工物１は光塑性効果により研削に適した硬さにされる。すなわち、研削装置４４は、被加工物１を適した硬さに変化させた上で該被加工物１を研削（加工）できる。

被加工物１を所定の厚さとなるまで研削した後、研削ユニット８６を上昇させ、保持テーブル６８を搬出入位置に移動させる。そして、保持テーブル６８により被加工物１の吸引保持を解除させ、基台４６上の開口６０に隣接した位置に設けられた洗浄ユニット９８に搬送アーム９６により被加工物１を搬送し、洗浄ユニット９８により被加工物１を洗浄する。その後、被加工物１は、搬送ユニット５４により搬送されて、カセット５２に収容される。

なお、研削装置４４は、遮光チャンバー４８の内部空間に、被加工物１を一時的に保管できる保管台を備えてもよい。光塑性効果により所定の硬さになるまでに時間を要する被加工物１を研削する場合、被加工物１が所定の硬さになるまで該保管台に保管する間に、予め遮光チャンバー４８の内部空間に搬入され所定の硬さとなった他の被加工物１を研削できる。

また、研削装置４４は、遮光チャンバー４８の内部空間に被加工物１の搬送路やカセット載置台５０、研削ユニット８６を備える。そのため、カセット５２が外部からの光の進入を遮断できる場合、カセット５２をカセット載置台５０の上に載せた後、遮光チャンバー４８の搬出入口の扉を閉じた状態でカセット５２を開くと被加工物１に遮光チャンバー４８の外部の光が照射されない。したがって、所定の硬さになるまでに時間を要する被加工物１を研削する場合でも、研削装置４４に搬入した後にそのまま研削を実施できる。

以上に説明する通り、切削装置２及び研削装置４４等の本実施形態に係る加工装置は、外部からの光の進入が遮断される遮光チャンバー６，４８を備え、照射される光の特性次第で硬度が変化する被加工物１を該内部空間において加工できる。被加工物１を該加工装置で加工する加工方法では、まず、被加工物１を保持テーブル上に搬送し、該保持テーブルで該被加工物１を保持する保持ステップを実施する。その後、遮光チャンバーの内部空間において、加工ユニットで被加工物１を加工する加工ステップを実施する。

このように本実施形態に係る加工装置によると、被加工物１に照射される光の特性を制御し、光塑性効果を利用して被加工物１を加工に適した硬度に変化させた上で該被加工物１を加工できる。そのため、被加工物１に実施する加工の加工条件の選択の幅が広がるため、被加工物１をより効率よく加工できる加工条件を選択できる。さらに、被加工物１の性質に起因する加工不良を抑制して、加工を適切に実施できる。

本実施例では、切削装置２の遮光チャンバー６の内部空間で被加工物１を切削し、被加工物１に生じるチッピングのサイズを測定した。本実施例においては、被加工物１にＺｎＯからなる厚さ５００μｍウェーハを使用した。

被加工物１を遮光チャンバー６の内部に１時間保管し、保持テーブル１６に被加工物１を保持させ、切削ユニット４０で被加工物１を切削した。切削に使用した切削ブレードは株式会社ディスコ製の“Ｚ０９－ＳＤ２０００－Ｙ１－６０”であり、回転数３００００ｒｐｍ、加工送り速度２ｍ／ｓ、切り込み深さ４５μｍの加工条件とした。被加工物１の切削が実施された長さは、６０ｍｍであった。

その結果、遮光チャンバー６の内部で被加工物１を切削した場合、確認されたチッピングの最大サイズは約１０８μｍ、最小サイズは約３７μｍ、平均サイズは約６３μｍ、サイズの中央値は５８μｍであった。

また、比較のために遮光チャンバー６を備えない切削装置で同様に被加工物１を切削し、被加工物１に生じるチッピングのサイズを測定した。その結果、確認されたチッピングの最大サイズは約１２０μｍ、最小サイズは約４８μｍ、平均サイズは約７４μｍ、サイズの中央値は７０μｍであった。

以上により、遮光チャンバー６を備える切削装置２を使用して該遮光チャンバー６の内部空間において被加工物１を切削すると、遮光チャンバー６を備えない切削装置で被加工物１を切削する場合と比較して、チッピングのサイズが小さくなることが確認された。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では加工装置のほぼすべての構成要素が遮光チャンバーの内部空間に配設されている場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限定されない。

例えば、加工装置が備える遮光チャンバーの内部空間には、加工ユニットにより加工される際に被加工物を保持する保持テーブルが位置付けられる加工領域が配設されていればよい。または、被加工物が収容されるカセットから該加工領域までの被加工物の搬送経路と、該加工領域と、が遮光チャンバーの内部空間に配設されていればよい。

上記実施形態に係る構造、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。

１ 被加工物
３ 粘着テープ
５ フレーム
７ フレームユニット
２ 切削装置（加工装置）
４，４６ 基台
６，４８ 遮光チャンバー
８，５０ カセット載置台
１０，５２ カセット
１２，６０ 開口
１４，６６ Ｘ軸方向移動テーブル
１６，６８ 保持テーブル
１６ａ，６８ａ 保持面
１８，７０ 光量検出ユニット
２０，７２，７６ 支持部
２２，３０，７８ ガイドレール
２４，３２，８０ 移動プレート
２６，３４，８２ ボールねじ
２８，３６，８４ パルスモータ
３８ 撮像ユニット
４０ 切削ユニット（加工ユニット）
４２，７４ 光源
４４ 切削装置（加工装置）
５４ 搬送ユニット
５６ 位置決めユニット
５８，９６ 搬送アーム
６２ テーブル面
８６ 研削ユニット（加工ユニット）
８８ スピンドルハウジング
９０ ホイールマウント
９２ 研削ホイール
９４ 研削砥石
９８ 洗浄装置

Claims (8)

1. 光塑性効果を発現する被加工物を加工する加工装置であって、
   外部からの光の進入が遮断される遮光チャンバーと、
   該被加工物を保持する保持テーブルと、
   該保持テーブルにより保持された該被加工物を加工する加工ユニットと、を備え、
   該保持テーブルに保持された該被加工物に照射される光の光量を検出可能な光量検出ユニットを該遮光チャンバーの内部空間に備え、
   該遮光チャンバーの該内部空間において、該保持テーブルに保持された該被加工物に照射される光の光量を該光量検出ユニットで監視し、加工に適した硬度に変化した該被加工物を該加工ユニットで加工できることを特徴とする加工装置。
2. 該保持テーブルに保持された該被加工物に対して所定の波長の光を照射する光源を該遮光チャンバーの該内部空間に備えることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
3. 該保持テーブルに保持された該被加工物を撮像できる撮像ユニットを該遮光チャンバーの該内部空間に備え、
   該遮光チャンバーの該内部空間において該保持テーブルに保持された該被加工物と、該加工ユニットと、が所定の位置関係となるように、該撮像ユニットにより取得された撮像画像を用いて該保持テーブルと、該加工ユニットと、を相対的に移動できることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の加工装置。
4. 該撮像ユニットが赤外顕微鏡であることを特徴とする請求項３に記載の加工装置。
5. 該被加工物を収容するカセットを載置できるカセット載置台を該遮光チャンバーの該内部空間に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の加工装置。
6. カセットに収容された該被加工物を遮光された搬送経路を経由して該保持テーブルへ搬送できることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の加工装置。
7. 該被加工物を保管できる保管台を該遮光チャンバーの該内部空間に備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の加工装置。
8. 光塑性効果を発現する被加工物を請求項１乃至７のいずれか一つに記載の加工装置を用いて加工する加工方法であって、
   該被加工物を該保持テーブル上に搬送し、該保持テーブルで該被加工物を保持する保持ステップと、
   該保持ステップの後、該遮光チャンバーの該内部空間において、加工に適した硬度に変化した該被加工物を該加工ユニットで加工する加工ステップと、を含むことを特徴とする被加工物の加工方法。

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