KR102073430B1 - 절삭 장치 - Google Patents

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Abstract

피가공물의 대구경화에 따른 장치 면적의 증대를 방지함과 동시에, 생산성을 향상시키는 것.
절삭 장치(1)는, 가이드 레일 수단(52) 한쪽의 외측면(52a)에 설치되고 제1 Y축 안내 레일(61a) 상에서 이동할 수 있는 제1 및 제2 절삭 수단(8a, 8b)과, 다른쪽의 측면(52b)에 설치되고 제2 Y축 안내 레일 상에서 이동할 수 있는 제3 및 제4 절삭 수단(8c, 8d)을 구비하고 있다. 제1 절삭 수단의 제1 스핀들(81a)과 제2 절삭 수단의 제2 스핀들(81b)은, 매달린 상태에서, 절삭 블레이드(82a, 82b)를 대향시키도록 배치되고, 제3 절삭 수단의 제3 스핀들(81c)과 제4 절삭 수단의 제4 스핀들(81d)은, 매달린 상태에서, 절삭 블레이드(82c, 82d)를 대향시키도록 배치된다. 제1 및 제3 스핀들과, 제2 및 제4 스핀들은, 각각 X축 방향으로 병렬로 이동 가능하게 구성된다.

Description

절삭 장치{CUTTING MACHINE}
본 발명은 절삭 장치에 관한 것으로, 특히, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 스트리트를 따라 절삭하는 절삭 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스 제조 프로세스에 있어서, 반도체 웨이퍼의 표면에 격자형으로 스트리트(분할 예정 라인)가 형성되고, 스트리트에 의해 구획된 영역에 IC, LSI 등의 회로가 형성된다. 그리고, 반도체 웨이퍼는, 절삭 장치에 의해 스트리트를 따라 절삭되고, 개개의 반도체 칩으로 분할된다. 이와 같이 반도체 웨이퍼를 분할하는 분할 장치로서는, 일반적으로 다이싱 장치로서의 절삭 장치가 이용되고 있다. 이 절삭 장치는, 피가공물을 유지하는 척 테이블과, 척 테이블에 유지된 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 구비한 절삭 수단을 구비하고 있다. 그리고, 절삭 블레이드를 회전시키면서 척 테이블을 상대적으로 절삭 이송시킴으로써, 반도체 웨이퍼가 절삭된다.
최근의 피가공물의 대구경화에 따라, 생산성을 향상시키기 위해, 4축 스핀들을 설치한 절삭 장치가 제안된다(특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 절삭 장치에는, Y축 방향으로 축심을 갖는 4개의 스핀들이, 정해진 간격을 두고 X축 방향으로 병렬로 배치된다.
특허문헌 1: 일본 특개평 11-274109호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 절삭 장치에서는, 4축 스핀들이 정해진 간격을 두고 X축 방향으로 병렬로 배치되기 때문에, 장치 면적이 증대하며, 1라인의 절삭에 시간을 요한다고 하는 과제가 있었다.
본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 피가공물의 대구경화에 따른 장치 면적의 증대를 방지함과 동시에, 생산성을 향상시킬 수 있는 절삭 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
절삭 장치로서, X축 방향으로 연장되는 X축 안내 레일과, 상기 X축 안내 레일을 따라 이동 가능하게 배치되고 피가공물을 유지하는 유지면을 갖는 척 테이블과, 상기 척 테이블을 상기 X축 안내 레일을 따라 절삭 이송하는 절삭 이송 기구와, 상기 X축 안내 레일과 직교하는 방향으로 연장되는 Y축 안내 레일과, 상기 Y축 안내 레일을 따라 이동 가능하게 배치되고 상기 척 테이블에 유지된 피가공물을 절삭하기 위한 절삭 수단과, 상기 X축 안내 레일을 사이에 두고 대향하여 세워 설치되는 한 쌍의 지주부와, 상기 X축 안내 레일을 넘어 상기 한 쌍의 지주부사이에 걸쳐진 가이드 레일 수단을 가지며, 상기 척 테이블의 이동을 허용하는 개구를 구비한 도어형의 지지 프레임을 구비하고, 상기 Y축 안내 레일은, 상기 가이드 레일 수단의 한쪽의 측면으로 연장되는 제1 Y축 안내 레일과, 상기 가이드 레일 수단의 다른쪽의 측면으로 연장되는 제2 Y축 안내 레일로 구성되며, 상기 절삭 수단은, 상기 제1 Y축 안내 레일을 따라 이동 가능한 제1 절삭 블레이드를 구비한 제1 절삭 수단 및 제2 절삭 블레이드를 구비한 제2 절삭 수단을 구비하고, 상기 제2 Y축 안내 레일을 따라 이동 가능한 제3 절삭 블레이드를 구비한 제3 절삭 수단 및 제4 절삭 블레이드를 구비한 제4 절삭 수단을 구비하며, 상기 제1 절삭 수단은, 상기 제1 Y축 안내 레일 상에 이동 가능하게 배치되는 제1 인덱싱 이송 베이스와, 상기 척 테이블의 유지면에 대하여 수직인 방향으로 이동 가능하게 상기 제1 인덱싱 이송 베이스에 배치되는 제1 블레이드 이송 베이스와, 상기 제1 블레이드 이송 베이스에 장착되는 제1 절삭 블레이드를 구비한 제1 스핀들을 구비하고, 상기 제2 절삭 수단은, 상기 제1 Y축 안내 레일을 따르는 방향으로 이동 가능하게 배치되는 제2 인덱싱 이송 베이스와, 상기 척 테이블의 유지면에 대하여 수직인 방향으로 이동 가능하게 상기 제2 인덱싱 이송 베이스에 배치되는 제2 블레이드 이송 베이스와, 상기 제2 블레이드 이송 베이스에 장착되는 제2 절삭 블레이드를 구비한 제2 스핀들을 구비하며, 상기 제1 스핀들 및 상기 제2 스핀들은, 매달린(hanging) 상태에서, 상기 도어형의 지지 프레임의 상기 개구에 상기 제1 절삭 블레이드 및 상기 제2 절삭 블레이드를 마주 보게 대향시키도록 배치되고, 상기 제3 절삭 수단은, 상기 제2 Y축 안내 레일 상에 이동 가능하게 배치되는 제3 인덱싱 이송 베이스와, 상기 척 테이블의 유지면에 대하여 수직인 방향으로 이동 가능하게 상기 제3 인덱싱 이송 베이스에 배치되는 제3 블레이드 이송 베이스와, 상기 제3 블레이드 이송 베이스에 장착되는 제3 절삭 블레이드를 구비한 제3 스핀들을 구비하며, 상기 제4 절삭 수단은, 상기 제2 Y축 안내 레일을 따르는 방향으로 이동 가능하게 배치되는 제4 인덱싱 이송 베이스와, 상기 척 테이블의 유지면에 대하여 수직인 방향으로 이동 가능하게 상기 제4 인덱싱 이송 베이스에 배치되는 제4 블레이드 이송 베이스와, 상기 제4 블레이드 이송 베이스에 장착되는 제4 절삭 블레이드를 구비한 제4 스핀들을 구비하고, 상기 제3 스핀들 및 상기 제4 스핀들은, 매달린 상태에서, 상기 도어형의 지지 프레임의 상기 개구에 상기 제3 절삭 블레이드 및 상기 제4 절삭 블레이드를 마주 보게 대향시키도록 배치되며, 상기 제1 스핀들 및 상기 제3 스핀들과, 상기 제2 스핀들 및 상기 제4 스핀들은, 각각 상기 지지 프레임의 상기 개구에서 상호 병렬로 이동 가능한 것을 특징으로 한다.
이 구성에 따르면, 가이드 레일 수단의 양측면에 배치되는 제1 Y축 안내 레일 및 제2 Y축 안내 레일에, 지지 프레임의 개구에서, Y축 방향에서 대향하는 스핀들이 각각, 매달린 상태에서, 절삭 블레이드를 대향시키도록 배치된다. 따라서, 장치 전체를 대형화시키지 않고 4축 스핀들을 배치할 수 있기 때문에, 피가공물의 대구경화에 따른 장치 면적의 증대를 방지함과 동시에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 절삭 장치에 있어서, 상기 X축 안내 레일은 병렬로 2 이상 배치되고, 각각의 상기 X축 안내 레일 상에 상기 절삭 이송 기구 및 상기 척 테이블이 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 피가공물의 대구경화에 따른 장치 면적의 증대를 방지함과 동시에, 생산성을 향상시킬 수 있는 절삭 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 절삭 장치의 사시도이다.
도 2는 본 실시형태에 따른 절삭 장치에 의한 절삭 가공 동작예를 설명하기 위한 평면 모식도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 절삭 장치의 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 절삭 장치의 사시도이다. 최초에, 본 실시형태에 따른 절삭 장치에 대해서 설명하기 전에, 절삭 대상이 되는 반도체 웨이퍼(피가공물)에 대해서 간단하게 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W)는, 대략 원반형으로 형성된다. 반도체 웨이퍼(W)의 표면은, 격자형으로 배열된 스트리트(분할 예정 라인)(S)에 의해 복수의 영역으로 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 디바이스가 형성된다. 또한, 반도체 웨이퍼(W)는, 점착 테이프(T)를 개재하여 환형 프레임(F)에 지지된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 피가공물로서 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼(W)를 예로 들어 설명하지만, 이 구성에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 반도체 웨이퍼(W)에 점착되는 DAF(Die Attach Film) 등의 점착 부재, 반도체 제품의 패키지, 세라믹, 유리, 사파이어(Al2O3)계의 무기 재료 기판, 각종 전기 부품이나 미크론 단위의 가공 위치 정밀도가 요구되는 각종 가공 재료를 피가공물로 하여도 좋다.
다음에, 본 실시형태에 따른 절삭 장치에 대해서 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 절삭 장치(1)는, 베이스(2)에 설치되는 제1 척 테이블(3a) 및 제2 척 테이블(3b)에 유지되는 2개의 반도체 웨이퍼(W)를, 제1 절삭 수단(8a), 제2 절삭 수단(8b), 제3 절삭 수단(8c) 및 제4 절삭 수단(8d)(도 2 참조)에 의해 절삭 가능하게 구성된다.
베이스(2) 상에는, 제1 척 테이블(3a)을 X축 방향(절삭 이송 방향)으로 이동시키는 제1 척 테이블 이동 기구(절삭 이송 기구)(4a)와, 제2 척 테이블(3b)을 X축 방향으로 이동시키는 제2 척 테이블 이동 기구(절삭 이송 기구)(4b)가 설치된다.
제1 척 테이블 이동 기구(4a)는, 베이스(2) 상에서 X축 방향으로 연장되는 한 쌍의 X축 안내 레일(41a)과, 한 쌍의 X축 안내 레일(41a)에 슬라이드 가능하게 설치되는 모터 구동의 X축 테이블(42a)을 갖는다. X축 테이블(42a)에 제1 척 테이블(3a)이 설치된다. X축 테이블(42a)의 배면측에 도시하지 않는 너트부가 형성되고, 이 너트부에 볼 나사(43a)가 나사 결합된다. 그리고, 볼 나사(43a)의 일단부에 구동 모터(44a)가 연결되고, 이 구동 모터(44a)에 의해 볼 나사(43a)가 회전 구동된다.
제2 척 테이블 이동 기구(4b)는, 제1 척 테이블 이동 기구(4a)와 동일한 구성을 갖는다. 구체적으로, 제2 척 테이블 이동 기구(4b)는, 베이스(2) 상에서 X축 방향으로 연장되는 한 쌍의 X축 안내 레일(41b)과, 한 쌍의 X축 안내 레일(41b)에 슬라이드 가능하게 설치되는 모터 구동의 X축 테이블(42b)을 갖는다. X축 테이블(42b)의 상부에, 제2 척 테이블(3b)이 설치된다. X축 테이블(42b)의 배면측에 도시하지 않는 너트부가 형성되고, 이 너트부에 볼 나사(43b)가 나사 결합된다. 그리고, 볼 나사(43b)의 일단부에 구동 모터(44b)가 연결되고, 이 구동 모터(44b)에 의해 볼 나사(43b)가 회전 구동된다.
제1 척 테이블(3a)은, X축 테이블(42a)의 상면에 고정되고 Z축 둘레로 회전 가능한 θ 테이블(31a)과, θ 테이블(31a)의 상부에 설치되고, 반도체 웨이퍼(W)를 흡착 유지하는 유지부(32a)를 갖는다. 유지부(32a)는, 정해진 두께를 갖는 원반형이고, 상면 중앙 부분에는 유지면(33a)이 형성된다. 유지면(33a)은, 부압에 의해 점착 테이프(T)를 개재한 반도체 웨이퍼(W)를 흡착하는 면이며, 유지부(32a)의 내부의 배관을 통해 도시하지 않는 흡인원에 접속된다. 또한, 유지부(32a)의 주위에는, 직경 방향 외측으로 연장되는 지지 아암을 개재한 복수의 클램프부(34a)가 설치된다. 복수의 클램프부(34a)는, 에어 액츄에이터에 의해 구동되어, 반도체 웨이퍼(W)의 주위의 환형 프레임(F)을 사이에 끼워 고정한다.
제2 척 테이블(3b)은, 제1 척 테이블(3a)과 동일한 구성을 갖는다. 구체적으로, 제1 척 테이블(3b)은, X축 테이블(42b)의 상면에 고정되고 Z축 둘레로 회전 가능한 θ 테이블(31b)과, θ 테이블(31b)의 상부에 설치되고 반도체 웨이퍼(W)를 흡착 유지하는 유지부(32b)를 갖는다. 유지부(32b)는, 정해진 두께를 갖는 원반형이고, 상면 중앙 부분에 유지면(33b)이 형성된다. 유지면(33b)은, 부압에 의해 점착 테이프(T)를 개재한 반도체 웨이퍼(W)를 흡착하는 면이며, 유지부(32b)의 내부의 배관을 통해 도시되지 않는 흡인원에 접속된다. 또한, 유지부(32b)의 주위에는, 직경 방향 외측으로 연장되는 지지 아암을 개재한 복수의 클램프부(34b)가 설치된다.
또한, 베이스(2) 상에는, X축 안내 레일(41a, 41b)을 넘도록 하여 도어형의 지지 프레임(5)이 설치된다. 지지 프레임(5)은, 베이스(2) 상에 세워 설치되는 한 쌍의 지주부(51)와, 한 쌍의 지주부(51) 사이에 걸쳐진 가이드 레일 수단(52)을 갖는다. 한 쌍의 지주부(51)는, X축 안내 레일(41a, 41b)을 사이에 두고, Y축 방향에서 대향하도록 배치되며, 한 쌍의 지주부(51)의 상부에 가이드 레일 수단(52)이 지지된다. 이들 한 쌍의 지주부(51) 및 가이드 레일 수단(52)에 의해, 제1 척 테이블(3a) 및 제2 척 테이블(3b)의 X축 방향으로의 이동을 허용하는 개구(53)가 형성된다.
가이드 레일 수단(52)은, Y축 방향으로 연장되는 단일의 판형 부재로 구성된다. 이 가이드 레일 수단(52)의 한쪽의 외측면(측면)(52a)에는, Y축 방향으로 연장되는 상하 한 쌍의 제1 Y축 안내 레일(61a)이 설치되고, 가이드 레일 수단(52)의 다른쪽의 외측면(측면)(52b)에는, Y축 방향으로 연장되는 상하 한 쌍의 제2 Y축 안내 레일(도시 생략)이 설치된다. 제1 Y축 안내 레일(61a)에는, 제1 절삭 수단(8a) 및 제2 절삭 수단(8b)이, Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 제2 Y축 안내 레일에는, 제3 절삭 수단(8c) 및 제4 절삭 수단(8d)(도 2 참조)이, Y축 방향으로 이동 가능하게 설치된다.
한 쌍의 제1 Y축 안내 레일(61a) 사이에 2개의 볼 나사(62, 63)가 설치되고, 볼 나사(62, 63)의 일단부에 각각 구동 모터(64)(볼 나사(62)측의 구동 모터에 대해서는 도시하지 않음)가 설치된다. 마찬가지로, 한 쌍의 제2 Y축 안내 레일 사이에도 2개의 볼 나사가 설치되고, 볼 나사의 일단부에 각각 구동 모터가 설치된다(모두 도시 생략).
제1 절삭 수단(8a)은, 제1 Y축 안내 레일(61a)에 슬라이드 가능하게 배치되는 모터 구동의 Y축 테이블(제1 인덱싱 이송 베이스)(65a)과, Y축 테이블(65a)의 표면에 배치되며 Z축 방향으로 연장되는 서로 평행한 한 쌍의 가이드 레일(71a)과, 한 쌍의 가이드 레일(71a)에 슬라이드 가능하게 배치되는 모터 구동의 Z축 테이블(제1 블레이드 이송 베이스)(72a)을 갖는다. Z축 테이블(72a)에는, 연결부(75a)를 개재하여 제1 스핀들(81a)이 장착된다.
Y축 테이블(65a)의 배면측에 도시하지 않는 너트부가 형성되고, 이 너트부에 볼 나사(62)가 나사 결합된다. 볼 나사(62)의 일단부에 도시하지 않는 구동 모터가 연결되고, 이 구동 모터에 의해 볼 나사(62)가 회전 구동된다. 이에 의해, Y축 테이블(65a)이 제1 Y축 안내 레일(61a)을 따라 Y축 방향으로 왕복 운동된다.
Z축 테이블(72a)의 배면측에 도시하지 않는 너트부가 형성되고, 이 너트부에 도시하지 않는 볼 나사가 나사 결합된다. 볼 나사의 일단부에 구동 모터(73a)가 연결되고, 이 구동 모터(73a)에 의해 볼 나사가 회전 구동된다. 이에 의해, Z축 테이블(72a)이, 제1 척 테이블(3a)의 유지면(33a)(제2 척 테이블(3b)의 유지면(33b))에 대하여 수직인 방향이 되는, Z축 방향으로 왕복 운동된다.
연결부(75a)는, 개구(53) 내에서 제1 스핀들(81a)이 제3 절삭 수단(8c)의 제3 스핀들(81c)(도 2A 참조)과 근접하도록 형성된다. 본 실시형태에서, 연결부(75a)는, 제3 스핀들(81c) 측을 향하여 굽혀져 역 L자 형상으로 형성된다. 또한, 연결부(75a)에, CCD 등의 촬상 소자를 갖는 제1 촬상 수단(76a)(도 2 참조)이 설치된다. 제1 촬상 수단(76a)의 촬상 소자에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 표면이 촬상되고, 미리 기억된 키 패턴과 촬상 화상에 포함되는 키 패턴을 매칭시킴으로써, 얼라이먼트 처리가 실시된다.
제1 스핀들(81a)은 Y축 방향의 축심을 갖고, 제2 절삭 수단(8b)의 제2 스핀들(81b)에 대향하는 측에 원반형의 제1 절삭 블레이드(82a)가 설치된다. 제1 스핀들(81a)에 의해 제1 절삭 블레이드(82a)를 고속 회전시키고, 도시하지 않는 복수의 노즐로부터 절삭 부분에 절삭수를 분사하면서 반도체 웨이퍼(W)를 절삭 가공한다.
제2 절삭 수단(8b)은, 제1 절삭 수단(8a)과 거의 동일한 구성을 갖는다. 구체적으로, 제2 절삭 수단(8b)은, 제1 Y축 안내 레일(61a)에 슬라이드 가능하게 배치되는 모터 구동의 Y축 테이블(제2 인덱싱 이송 베이스)(65b)과, Y축 테이블(65b)의 표면에 배치되며 Z축 방향으로 연장되는 서로 평행한 한 쌍의 가이드 레일(71b)과, 한 쌍의 가이드 레일(71b)에 슬라이드 가능하게 배치되는 모터 구동의 Z축 테이블(제2 블레이드 이송 베이스)(72b)을 갖는다. Z축 테이블(72b)에는, 연결부(75b)를 개재하여 제2 스핀들(81b)이 장착된다.
Y축 테이블(65b)의 배면측에 도시하지 않는 너트부가 형성되고, 이 너트부에 볼 나사(63)가 나사 결합된다. 볼 나사(63)의 일단부에 구동 모터(64)가 연결되며, 이 구동 모터(64)에 의해 볼 나사(63)가 회전 구동된다. 이에 의해, Y축 테이블(65b)이 제1 Y축 안내 레일(61a)을 따라 Y축 방향으로 왕복 운동된다.
Z축 테이블(72b)의 배면측에 도시하지 않는 너트부가 형성되고, 이 너트부에 도시하지 않는 볼 나사가 나사 결합된다. 볼 나사의 일단부에 구동 모터(73b)가 연결되며, 이 구동 모터(73b)에 의해 볼 나사가 회전 구동된다. 이에 의해, Z축 테이블(72b)이, 제2 척 테이블(3b)의 유지면(33b)(제1 척 테이블(3a)의 유지면(33a))에 대하여 수직인 방향이 되는, Z축 방향으로 왕복 운동된다.
연결부(75b)는, 제2 스핀들(81b)이 제4 절삭 수단(8d)의 제4 스핀들(81d)과 근접하도록 형성된다(도 2A 참조). 본 실시형태에서, 연결부(75b)는, 제4 스핀들(81d) 측을 향하여 굽혀져 역 L자 형상으로 형성된다. 또한, 연결부(75b)에, 연결부(75a)와 마찬가지로, 얼라이먼트 처리용의 제2 촬상 수단(76b)(도 2 참조)이 설치된다.
제2 스핀들(81b)은 Y축 방향의 축심을 갖고, 제1 스핀들(81a)에 대향하는 측에 원반형의 제2 절삭 블레이드(82b)가 설치된다(도 2 참조). 제2 스핀들(81b)에 의해 제2 절삭 블레이드(82b)를 고속 회전시키고, 도시하지 않는 복수의 노즐로부터 절삭 부분에 절삭수를 분사하면서 반도체 웨이퍼(W)를 절삭 가공한다.
제3 절삭 수단(8c)(도 2 참조)은, 제1 절삭 수단(8a)과 거의 동일한 구성을 갖는다. 구체적으로, 제3 절삭 수단(8c)은, 제2 Y축 안내 레일에 슬라이드 가능하게 배치되는 모터 구동의 Y축 테이블(제3 인덱싱 이송 베이스)(65c)과, Y축 테이블(65c)의 표면에 배치되며 Z축 방향으로 연장되는 서로 평행한 한 쌍의 가이드 레일(71c)과, 한 쌍의 가이드 레일(71c)에 슬라이드 가능하게 배치되는 모터 구동의 Z축 테이블(제3 블레이드 이송 베이스)(72c)을 갖는다. Z축 테이블(72c)에는, 연결부(75c)를 개재하여 제3 스핀들(81c)(도 2 참조)이 장착된다.
Y축 테이블(65c)의 배면측에 도시하지 않는 너트부가 형성되고, 이 너트부에 볼 나사(도시 생략)가 나사 결합된다. 볼 나사의 일단부에 도시하지 않는 구동 모터가 연결되며, 이 구동 모터에 의해 볼 나사가 회전 구동된다. 이에 의해, Y축 테이블(65c)이 제2 Y축 안내 레일을 따라 Y축 방향으로 왕복 운동된다.
Z축 테이블(72c)의 배면측에 도시하지 않는 너트부가 형성되고, 이 너트부에 도시하지 않는 볼 나사가 나사 결합된다. 볼 나사의 일단부에 구동 모터(73c)가 연결되며, 이 구동 모터(73c)에 의해 볼 나사가 회전 구동된다. 이에 의해, Z축 테이블(72c)이, 제1 척 테이블(3a)의 유지면(33a)(제2 척 테이블(3b)의 유지면(33b))에 대하여 수직인 방향이 되는, Z축 방향으로 왕복 운동된다.
연결부(75c)는, 개구(53) 내에서 제3 스핀들(81c)이 제1 스핀들(81a)과 근접하도록 형성된다(도 2A 참조). 본 실시형태에서, 연결부(75c)는, 제1 스핀들(81a)측을 향하여 굽혀져 역 L자 형상으로 형성된다. 또한, 연결부(75c)에, 연결부(75a)와 마찬가지로, 얼라이먼트 처리용의 제3 촬상 수단(76c)(도 2 참조)이 설치된다.
제3 스핀들(81c)은 Y축 방향의 축심을 갖고, 제4 스핀들(81d)에 대향하는 측에 원반형의 제3 절삭 블레이드(82c)가 설치된다(도 2 참조). 제3 스핀들(81c)에 의해 제3 절삭 블레이드(82c)를 고속 회전시키고, 도시하지 않는 복수의 노즐로부터 절삭 부분에 절삭수를 분사하면서 반도체 웨이퍼(W)를 절삭 가공한다.
제4 절삭 수단(8d)(도 2 참조)은, 제1 절삭 수단(8a)과 거의 동일한 구성을 갖는다. 구체적으로, 제4 절삭 수단(8d)은, 제2 Y축 안내 레일에 슬라이드 가능하게 배치되는 모터 구동의 Y축 테이블(제4 인덱싱 이송 베이스)(65d)과, Y축 테이블(65d)의 표면에 배치되며 Z축 방향으로 연장되는 서로 평행한 한 쌍의 가이드 레일(71d)과, 한 쌍의 가이드 레일(71d)에 슬라이드 가능하게 배치되는 모터 구동의 Z축 테이블(제4 블레이드 이송 베이스)(72d)을 갖는다. Z축 테이블(72d)에는, 연결부(75d)를 개재하여 제4 스핀들(81d)이 장착된다(도 2 참조).
Y축 테이블(65d)의 배면측에 도시하지 않는 너트부가 형성되고, 이 너트부에 볼 나사(도시 생략)가 나사 결합된다. 볼 나사의 일단부에 도시하지 않는 구동 모터가 연결되며, 이 구동 모터에 의해 볼 나사가 회전 구동된다. 이에 의해, Y축 테이블(65d)이 제2 Y축 안내 레일을 따라 Y축 방향으로 왕복 운동된다.
Z축 테이블(72d)의 배면측에 도시하지 않는 너트부가 형성되고, 이 너트부에 도시하지 않는 볼 나사가 나사 결합된다. 볼 나사의 일단부에 구동 모터(73d)가 연결되며, 이 구동 모터(73d)에 의해 볼 나사가 회전 구동된다. 이에 의해, Z축 테이블(72d)이, 제2 척 테이블(3b)의 유지면(33b)(제1 척 테이블(3a)의 유지면(33a))에 대하여 수직인 방향이 되는, Z축 방향으로 왕복 운동된다.
연결부(75d)는, 제4 스핀들(81d)이 제2 스핀들(81b)과 근접하도록 형성된다(도 2A 참조). 본 실시형태에서, 연결부(75d)는, 제2 스핀들(81b)측을 향하여 굽혀져 역 L자 형상으로 형성된다. 또한, 연결부(75d)에는, 연결부(75a)와 마찬가지로, 얼라이먼트 처리용의 제4 촬상 수단(76d)(도 2 참조)이 설치된다.
제4 스핀들(81d)은 Y축 방향의 축심을 갖고, 제3 스핀들(81c)에 대향하는 측에 원반형의 제4 절삭 블레이드(82d)가 설치된다(도 2 참조). 제4 스핀들(81d)에 의해 제4 절삭 블레이드(82d)를 고속 회전시키고, 도시하지 않는 복수의 노즐로부터 절삭 부분에 절삭수를 분사하면서 반도체 웨이퍼(W)를 절삭 가공한다.
이와 같이 구성된 절삭 장치(1)에서, 제1 스핀들(81a) 및 제2 스핀들(81b)은, 지지 프레임(5)의 개구(53)에서, 가이드 레일 수단(52)의 한쪽의 측면(52a)에 매달린 상태에서, 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제2 절삭 블레이드(82b)를 Y축 방향으로 대향시키도록 배치된다. 또한, 제1 스핀들(81a) 및 제2 스핀들(81b)은, Y축 방향에서 근접 및 이격 가능하게 구성된다. 따라서, 제1 절삭 블레이드(82a)와 제2 절삭 블레이드(82b)를, 동일한 반도체 웨이퍼(W1) 상에서, Y축 방향으로 정해진 피치 간격 만큼 떨어져 근접 가능하다(도 2B 참조). 마찬가지로, 제3 스핀들(81c) 및 제4 스핀들(81d)은, 지지 프레임(5)의 개구(53)에서, 가이드 레일 수단(52)의 다른쪽의 측면(52b)에 매달린 상태에서, 제3 절삭 블레이드(82c) 및 제4 절삭 블레이드(82d)를 Y축 방향으로 대향시키도록 배치된다. 또한, 제3 스핀들(81c) 및 제4 스핀들(81d)은, Y축 방향에서 근접 및 이격 가능하게 구성된다. 따라서, 제3 절삭 블레이드(82c)와 제4 절삭 블레이드(82d)를, 동일한 반도체 웨이퍼(W2) 상에서, Y축 방향으로 정해진 피치 간격 만큼 떨어져 근접 가능하다(도 2B 참조).
또한, 연결부(75a)와 연결부(75c)는, 지지 프레임(5)의 개구(53) 내에서, 서로 근접하는 방향으로 굽혀지도록 형성되기 때문에, 연결부(75a)에 부착된 제1 스핀들(81a)과 연결부(75c)에 부착된 제3 스핀들(81c)은, X축 방향으로 인접하여 배치된다. 즉, 제1 스핀들(81a)에 설치되는 제1 절삭 블레이드(82a)와 제3 스핀들(81c)에 설치되는 제3 절삭 블레이드(82c)는, X축 방향에서 근접한 배치가 된다. 따라서, 제1 절삭 블레이드(82a)와 제3 절삭 블레이드(82c)를, 동일한 반도체 웨이퍼(W1) 상에서, X축 방향으로 연장되는 동일 직선 상에 배열시킨 상태로 배치할 수 있다(도 2A 참조). 마찬가지로, 연결부(75b)와 연결부(75d)는, 지지 프레임(5)의 개구(53) 내에서, 서로 근접하는 방향으로 굽혀지도록 형성되기 때문에, 연결부(75b)에 부착된 제2 스핀들(81b)과 연결부(75d)에 부착된 제4 스핀들(81d)은, X축 방향으로 인접하여 배치된다. 즉, 제2 스핀들(81b)에 설치되는 제2 절삭 블레이드(82b)와 제4 스핀들(81d)에 설치되는 제4 절삭 블레이드(82d)는, X축 방향에서 근접한 배치가 된다. 따라서, 제2 절삭 블레이드(82b)와 제4 절삭 블레이드(82d)를, 동일한 반도체 웨이퍼(W2) 상에 있어서, X축 방향으로 연장되는 동일 직선 상에 배열시킨 상태로 배치할 수 있다(도 2A 참조).
이와 같이 절삭 장치(1)에서는, Y축 방향에서 대향하는 절삭 블레이드 쌍을 동일한 반도체 웨이퍼(W) 상에 위치시키면, 소위 페이싱 듀얼 방식이라고 칭해지는 절삭 가공을 행할 수 있고, X축 방향에서 근접하는 절삭 블레이드 쌍을 동일한 반도체 웨이퍼(W) 상에 위치시키면, 소위 패럴렐 듀얼 방식이라고 칭해지는 절삭 가공을 행할 수 있다. 이에 의해, 절삭 가공의 베리에이션이 향상되며, 2개의 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 동시에 가공을 행함으로써 작업 처리량을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 절삭 장치(1)에 의한 절삭 가공의 동작예에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2는 본 실시형태에 따른 절삭 장치(1)에 의한 절삭 가공의 동작예를 나타내는 설명도이다. 도 2A는 소위 패럴렐 듀얼 방식으로 스텝 컷트를 실시하는 경우의 동작예를 나타내고 있다. 도 2B는 페이싱 듀얼 방식으로 듀얼 컷트를 실시하는 경우의 동작예를 나타내고 있다. 도 2C는 페이싱 듀얼 방식으로 스텝 컷트를 행하며 링 컷트를 실시하는 경우의 동작예를 나타내고 있다. 또한, 이하에 나타내는 가공 동작예는, 어디까지나 일례를 나타내는 것이며, 이들 가공 동작예에 한정되는 것이 아니다.
도 2A에서는, X축 방향에서 근접하는 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제3 절삭 블레이드(82c)를 반도체 웨이퍼(W1) 상에 위치시키고, X축 방향에서 근접하는 제2 절삭 블레이드(82b) 및 제4 절삭 블레이드(82d)를 반도체 웨이퍼(W2) 상에 위치시켜, 패럴렐 듀얼 방식으로 스텝 컷트를 실시하는 경우를 나타내고 있다. X축 방향으로 병렬로 배치되는 2개의 스핀들에는, 상이한 종류의 절삭 블레이드가 부착된다. 여기서는, 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제2 절삭 블레이드(82b)에 절삭홈 형성용(표면막 제거용)의 블레이드를 이용하고, 제3 절삭 블레이드(82c) 및 제4 절삭 블레이드(82d)에 분할용(풀 컷트용)의 블레이드를 이용하는 것으로 한다.
우선, 제1 척 테이블(3a)에 유지된 반도체 웨이퍼(W1)에 있어서의 격자형의 분할 예정 라인(S)이, θ 테이블(31a)(도 1 참조)의 회전에 의해 X축 방향 및 Y축 방향과 평행하게 위치 맞춤된다. 마찬가지로, 제2 척 테이블(3b)에 유지된 반도체 웨이퍼(W2)에 있어서의 격자형의 분할 예정 라인(S)이, θ 테이블(31b)(도 1 참조)의 회전에 의해 X축 방향 및 Y축 방향과 평행하게 위치 맞춤된다.
다음에, 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제3 절삭 블레이드(82c)가, 반도체 웨이퍼(W1)의 Y축 방향의 일단부 측의 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 이때, 절삭홈의 바닥부가 반도체 웨이퍼(W1)의 이면으로부터 정해진 두께를 갖도록, 제1 절삭 블레이드(82a)의 절삭 깊이가 조정된다. 또한, 제3 절삭 블레이드(82c)의 절삭 깊이가, 반도체 웨이퍼(W1)를 절단할 수 있는 절삭 깊이로 조정된다. 마찬가지로, 제2 절삭 블레이드(82b) 및 제4 절삭 블레이드(82d)가, 반도체 웨이퍼(W2)의 Y축 방향의 일단부 측의 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 이때, 절삭홈의 바닥부가 반도체 웨이퍼(W2)의 이면으로부터 정해진 두께를 갖도록, 제2 절삭 블레이드(82b)의 절삭 깊이가 조정된다. 또한, 제4 절삭 블레이드(82d)의 절삭 깊이가, 반도체 웨이퍼(W2)를 절단할 수 있는 절삭 깊이로 조정된다.
그리고, 고속 회전하는 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제3 절삭 블레이드(82c)에 대하여, 제1 척 테이블(3a)을 X축 방향으로 상대 이동시킨다. 이에 의해, 제1 절삭 블레이드(82a)에 의해, 반도체 웨이퍼(W1)가 절삭되어 분할 예정 라인(S)을 따라 절삭홈이 형성된다. 그리고, 제3 절삭 블레이드(82c)에 의해, 제1 절삭 블레이드(82a)의 절삭에 의해 형성된 절삭홈이 절삭되어, 반도체 웨이퍼(W1)가 절단된다. 마찬가지로, 고속 회전하는 제2 절삭 블레이드(82b) 및 제4 절삭 블레이드(82d)에 대하여, 제2 척 테이블(3b)을 X축 방향으로 상대 이동시킨다. 이에 의해, 제2 절삭 블레이드(82b)에 의해, 반도체 웨이퍼(W2)가 절삭되어 분할 예정 라인(S)을 따라 절삭홈이 형성된다. 그리고, 제4 절삭 블레이드(82d)에 의해, 제2 절삭 블레이드(82b)의 절삭에 의해 형성된 절삭홈이 절삭되어, 반도체 웨이퍼(W2)가 절단된다.
하나의 분할 예정 라인(S)의 가공이 끝날 때마다, 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제3 절삭 블레이드(82c)가, 분할 예정 라인(S)의 피치 간격 만큼 Y축 방향으로 이동되어, 반도체 웨이퍼(W1) 상의 미가공의 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 마찬가지로, 하나의 분할 예정 라인(S)의 가공이 끝날 때마다, 제2 절삭 블레이드(82b) 및 제4 절삭 블레이드(82d)가, 분할 예정 라인(S)의 피치 간격 만큼 Y축 방향으로 이동되어, 반도체 웨이퍼(W2) 상의 미가공의 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 그리고, 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제3 절삭 블레이드(82c)에 대하여, 제1 척 테이블(3a)이 X축 방향으로 상대 이동되고, 제2 절삭 블레이드(82b) 및 제4 절삭 블레이드(82d)에 대하여, 제2 척 테이블(3b)이 X축 방향으로 상대 이동된다. 이들 동작이 반복되어 반도체 웨이퍼(W1, W2)의 X축 방향의 모든 분할 예정 라인(S)이 가공된다. 반도체 웨이퍼(W1, W2)의 X축 방향의 모든 분할 예정 라인(S)이 가공되면, θ 테이블(31a, 31b)(도 1 참조)이 90도 회전되고, 상기와 동일한 동작이 반복되어, 반도체 웨이퍼(W1, W2)의 모든 분할 예정 라인(S)이 가공된다.
이와 같이, 2 조의 X축 방향 병렬의 절삭 블레이드에 의해, 반도체 웨이퍼(W1, W2)의 각 분할 예정 라인(S)이 동시에 절삭되기 때문에, 작업 처리량을 향상시킬 수 있다. 또한, 병렬의 절삭 블레이드의 양쪽 모두에 풀 컷트용의 블레이드를 이용하여, 한쪽의 절삭 블레이드를 Y축 방향으로 정해진 피치 간격만큼 옮겨 위치시키면, 동일한 반도체 웨이퍼(W) 상의 2개의 분할 예정 라인(S)을 동시에 절삭 가공할 수도 있다.
도 2B에서는, Y축 방향으로 대향하는 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제2 절삭 블레이드(82b)를 반도체 웨이퍼(W1) 상에 위치시키고, Y축 방향으로 대향하는 제3 절삭 블레이드(82c) 및 제4 절삭 블레이드(82d)를 반도체 웨이퍼(W2) 상에 위치시켜, 페이싱 듀얼 방식으로 듀얼 컷트를 실시하는 경우를 나타내고 있다. 여기서는, 모든 절삭 블레이드(82a∼82d)에 풀 컷트용의 블레이드를 이용하고 있다.
우선, 제1 척 테이블(3a)에 유지된 반도체 웨이퍼(W1)에 있어서의 격자형의 분할 예정 라인(S)이, θ 테이블(31a)(도 1 참조)의 회전에 의해 X축 방향 및 Y축 방향과 평행하게 위치 맞춤된다. 마찬가지로, 제2 척 테이블(3b)에 유지된 반도체 웨이퍼(W2)에 있어서의 격자형의 분할 예정 라인(S)이, θ 테이블(31b)(도 1 참조)의 회전에 의해 X축 방향 및 Y축 방향과 평행하게 위치 맞춤된다.
다음에, Y축 방향에서 대향하는 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제2 절삭 블레이드(82b)가, 반도체 웨이퍼(W1)의 Y축 방향의 양단부의 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 즉, 제1 절삭 블레이드(82a)와 제2 절삭 블레이드(82b)는, X축 방향의 가공 거리를 일치시키도록, 반도체 웨이퍼(W1)의 Y축 방향의 양단부에 위치하는 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 이때, 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제2 절삭 블레이드(82b)의 절삭 깊이가, 반도체 웨이퍼(W1)를 절단할 수 있는 절삭 깊이로 조정된다. 마찬가지로, Y축 방향으로 대향하는 제3 절삭 블레이드(82c) 및 제4 절삭 블레이드(82d)가, 반도체 웨이퍼(W2)의 Y축 방향의 양단부의 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 즉, 제3 절삭 블레이드(82c)와 제4 절삭 블레이드(82d)는, X축 방향의 가공 거리를 일치시키도록, 반도체 웨이퍼(W2)의 Y축 방향의 양단부에 위치하는 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 이때, 제3 절삭 블레이드(82c) 및 제4 절삭 블레이드(82d)의 절삭 깊이가, 반도체 웨이퍼(W2)를 절단할 수 있는 절삭 깊이로 조정된다.
그리고, 고속 회전하는 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제2 절삭 블레이드(82b)에 대하여, 제1 척 테이블(3a)을 X축 방향으로 상대 이동시킨다. 이에 의해, 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제2 절삭 블레이드(82b)에 의해, 반도체 웨이퍼(W1) 상의 양단부의 분할 예정 라인(S)이 동일 스트로크로 동시에 절삭되어, 반도체 웨이퍼(W1)가 절단된다. 마찬가지로, 고속 회전하는 제3 절삭 블레이드(82c) 및 제4 절삭 블레이드(82d)에 대하여, 제2 척 테이블(3b)을 X축 방향으로 상대 이동시킨다. 이에 의해, 제3 절삭 블레이드(82c) 및 제4 절삭 블레이드(82d)에 의해, 반도체 웨이퍼(W2) 상의 양단부의 분할 예정 라인(S)이 동일 스트로크로 동시에 절삭되어, 반도체 웨이퍼(W2)가 절단된다.
2개의 분할 예정 라인(S)의 가공이 끝날 때마다, 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제2 절삭 블레이드(82b)가, Y축 방향의 외측으로부터 내측을 향하여 분할 예정 라인(S)의 피치 간격 만큼 이동되어, 반도체 웨이퍼(W1) 상의 미가공의 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 이때도, 제1 절삭 블레이드(82a)와 제2 절삭 블레이드(82b)는, X축 방향의 가공 거리를 일치시키도록, 반도체 웨이퍼(W1)의 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 마찬가지로, 2개의 분할 예정 라인(S)의 가공이 끝날 때마다, 제3 절삭 블레이드(82c) 및 제4 절삭 블레이드(82d)가, Y축 방향의 외측으로부터 내측을 향하여 분할 예정 라인(S)의 피치 간격 만큼 이동되어, 반도체 웨이퍼(W2) 상의 미가공의 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 이때도, 제3 절삭 블레이드(82c)와 제4 절삭 블레이드(82d)는, X축 방향의 가공 거리를 일치시키도록, 반도체 웨이퍼(W2)의 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 그리고, 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제2 절삭 블레이드(82b)에 대하여, 제1 척 테이블(3a)이 X축 방향으로 상대 이동되고, 제3 절삭 블레이드(82c) 및 제4 절삭 블레이드(82d)에 대하여, 제2 척 테이블(3b)이 X축 방향으로 상대 이동된다. 이들 동작이 반복되어 반도체 웨이퍼(W1, W2)의 X축 방향으로 연장되는 모든 분할 예정 라인(S)이 가공된다. 반도체 웨이퍼(W1, W2)의 X축 방향으로 연장되는 모든 분할 예정 라인(S)이 가공되면, θ 테이블(31a, 31b)(도 1 참조)이 90도 회전되고, 상기와 동일한 동작이 반복되어, 반도체 웨이퍼(W1, W2)의 모든 분할 예정 라인(S)이 가공된다.
이와 같이, Y축 방향으로 대향하는 2조의 절삭 블레이드에 의해, 반도체 웨이퍼(W1, W2)의 각 분할 예정 라인(S)을 동일 스트로크로 불필요한 동작 없이 동시에 절삭하기 때문에, 작업 처리량을 향상시킬 수 있다. 또한, 도 2B에 나타내는 가공 동작예에서는, 반도체 웨이퍼(W)의 Y축 방향의 양단부의 분할 예정 라인(S)으로부터 내측을 향하여 가공을 행하였지만, 반도체 웨이퍼(W)의 중심측의 분할 예정 라인(S)으로부터 Y축 방향의 외측을 향하여 가공을 행하여도 좋다. 또한, Y축 방향으로 대향하는 절삭 블레이드의 한쪽의 절삭 블레이드에 절삭홈 형성용(표면막 제거용)의 블레이드를 이용하고, 다른쪽의 절삭 블레이드에 분할용(풀 컷트용)의 블레이드를 이용하면, 스텝 컷트를 실시하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 절삭홈 형성용의 절삭 블레이드로 분할 예정 라인(S)을 따라 절삭홈이 형성된 후, 풀 컷트용의 절삭 블레이드로 절삭홈이 절삭되어 반도체 웨이퍼(W)가 절단된다.
도 2C에서는, Y축 방향으로 대향하는 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제2 절삭 블레이드(82b)를 반도체 웨이퍼(W1) 상에 위치시켜 페이싱 듀얼 방식으로 스텝 컷트를 행하고, 제4 절삭 블레이드(82d)를 반도체 웨이퍼(W2) 상에 위치시켜 링 컷트(서클 컷트)를 실시하는 경우를 나타내고 있다. 여기서는, 제1 절삭 블레이드(82a)에 절삭홈 형성용(표면막 제거용)의 블레이드를 이용하고, 제2 절삭 블레이드(82b)에 분할용(풀 컷트용)의 블레이드를 이용하는 것으로 한다. 또한, 제4 절삭 블레이드(82d)에는, 링 컷트용의 블레이드를 이용한다.
우선, 제1 척 테이블(3a)에 유지된 반도체 웨이퍼(W1)에 있어서의 격자형의 분할 예정 라인(S)이, θ 테이블(31a)(도 1 참조)의 회전에 의해 X축 방향 및 Y축 방향과 평행하게 위치 맞춤된다.
다음에, 제1 절삭 블레이드(82a)가, 반도체 웨이퍼(W1)의 Y축 방향의 일단부측의 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 이때, 절삭홈의 바닥부가 반도체 웨이퍼(W1)의 이면으로부터 정해진 두께를 갖도록, 제1 절삭 블레이드(82a)의 절삭 깊이가 조정된다. 한편, 제4 절삭 블레이드(82d)는, 반도체 웨이퍼(W2)의 외주부에 대치하는 위치에 위치하게 된다.
그리고, 고속 회전하는 제1 절삭 블레이드(82a)에 대하여, 제1 척 테이블(3a)을 X축 방향으로 상대 이동시켜, 반도체 웨이퍼(W1)가 절삭되어 분할 예정 라인(S) 상에 절삭홈이 형성된다. 하나의 분할 예정 라인(S)에 절삭홈이 형성되면, 제1 절삭 블레이드(82a)가, Y축 방향의 외측으로부터 내측을 향하여 분할 예정 라인(S)의 피치 간격 만큼 이동되어, 반도체 웨이퍼(W1) 상의 미가공의 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 그리고, 제2 절삭 블레이드(82b)가, 반도체 웨이퍼(W1) 상의 절삭홈이 형성된 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 이때, 제2 절삭 블레이드(82b)의 절삭 깊이는, 반도체 웨이퍼(W1)를 절단할 수 있는 절삭 깊이로 조정된다.
그리고, 고속 회전하는 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제2 절삭 블레이드(82b)에 대하여, 제1 척 테이블(3a)을 X축 방향으로 상대 이동시킨다. 이에 의해, 제1 절삭 블레이드(82a)에 의해 반도체 웨이퍼(W1) 상의 미가공의 분할 예정 라인(S)에 절삭홈이 형성되며, 제2 절삭 블레이드(82b)에 의해 반도체 웨이퍼(W1) 상에 형성된 절삭홈이 절삭되어 반도체 웨이퍼(W1)가 절단된다.
이와 같이 하나의 분할 예정 라인(S)의 가공이 끝날 때마다, 제1 절삭 블레이드(82a)가 분할 예정 라인(S)의 피치 간격 만큼 Y축 방향으로 이동되어, 반도체 웨이퍼(W1)의 미가공의 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 되고, 제2 절삭 블레이드(82b)가 분할 예정 라인(S)의 피치 간격 만큼 Y축 방향으로 이동되어, 반도체 웨이퍼(W1) 상의 절삭홈 형성이 끝난 분할 예정 라인(S)의 연장선 상에 위치하게 된다. 그리고, 제1 절삭 블레이드(82a) 및 제2 절삭 블레이드(82b)에 대하여, 제1 척 테이블(3a)이 X축 방향으로 상대 이동된다. 이들 동작이 반복되어 반도체 웨이퍼(W1)의 X축 방향으로 연장되는 모든 분할 예정 라인(S)이 가공된다. 반도체 웨이퍼(W1)의 X축 방향으로 연장되는 모든 분할 예정 라인(S)이 가공되면, θ 테이블(31a)(도 1 참조)이 90도 회전되고, 상기와 동일한 동작이 반복되어, 반도체 웨이퍼(W1)의 모든 분할 예정 라인(S)이 가공된다.
한편, 제4 절삭 블레이드(82d)는, 반도체 웨이퍼(W2)의 외주부에 형성된 원호형의 모따기부(외주 잉여 영역)에 위치하게 된다. 그리고, 고속 회전한 제4 절삭 블레이드(82d)가 하강하여, 회전하는 제2 척 테이블(3b) 상의 반도체 웨이퍼(W2)의 외주부가 절삭된다. 제4 절삭 블레이드(82d)에 의해, 회전하는 반도체 웨이퍼(W2)의 외주부가 절삭되면, 반도체 웨이퍼(W2)의 외주부가 모따기 가공된다.
도 2A∼도 2C에 나타내는 바와 같이, 4개의 스핀들(절삭 블레이드)의 배치 위치 및 블레이드의 종류를 바꿈으로써, 절삭 가공의 자유도가 향상되어 복수의 절삭 가공을 행할 수 있으며, 작업 처리량을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 절삭 장치(1)에서는, 도어형의 지지 프레임(5)을 구성하는 가이드 레일 수단(52)의 한쪽의 측면(52a)에 제1 Y축 안내 레일(61a)을 배치하고, 다른쪽의 측면(52b)에 제2 Y축 안내 레일을 배치하고 있다. 그리고, 지지 프레임(5)의 개구(53)에서, Y축 방향으로 대향하는 스핀들이, 매달린 상태에서, 각각 절삭 블레이드를 대향시키도록 배치된다. 따라서, 장치 전체를 대형화시키지 않고 4축 스핀들을 배치할 수 있기 때문에, 피가공물의 대구경화에 따른 장치 면적의 증대를 방지함과 동시에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
다음에, 도 3을 이용하여 제2 실시형태에 따른 절삭 장치에 대해서 설명한다. 도 3은 제2 실시형태에 따른 절삭 장치의 사시도이다. 제2 실시형태에 따른 절삭 장치(10)는, 전술한 제1 실시형태에 따른 절삭 장치(1)와 비교하여, 도어형의 지지 프레임(9)의 구성만 상이하다. 따라서, 특히 상이점에 대해서만 설명하고, 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 이용하며, 반복된 설명을 생략한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 도어형의 지지 프레임(9)은, 베이스(2) 상에 세워 설치한 한 쌍의 지주부(91)와, 한 쌍의 지주부(91) 사이에 걸쳐진 가이드 레일 수단(90)을 갖는다. 가이드 레일 수단(90)은, Y축 방향으로 연장되는 2개의 판형 부재(92 및 93)로 구성된다. 한 쌍의 지주부(91)는, X축 안내 레일(41a, 41b)을 사이에 두고, Y축 방향에서 대향하도록 배치된다. 한 쌍의 지주부(91)의 상부에서, 2개의 판형 부재(92, 93)가, Y축 방향으로 평행하게 배치된 상태에서, 각각 지지된다. 이들 한 쌍의 지주부(91) 및 2개의 판형 부재(92, 93)에 의해, 제1 척 테이블(3a), 제2 척 테이블(3b)의 X축 방향으로의 이동을 허용하는 개구(53)가 형성된다.
판형 부재(92)의 한쪽의 외측면(측면)(92a)에는, Y축 방향으로 연장되는 상하 한 쌍의 제1 Y축 안내 레일(61a)이 설치되고, 판형 부재(93)의 다른쪽의 외측면(측면)(93b)에는, Y축 방향으로 연장되는 상하 한 쌍의 제2 Y축 안내 레일(도시 생략)이 설치된다. 제1 Y축 안내 레일(61a)에는 제1 절삭 수단(8a) 및 제2 절삭 수단(8b)이 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 제2 Y축 안내 레일에는 제3 절삭 수단(8c) 및 제4 절삭 수단(8d)이 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치된다(도 3에서, 제3 절삭 수단(8c) 및 제4 절삭 수단(8d)은 도시하지 않음).
이상과 같이, 제2 실시형태에 따른 절삭 장치(10)에서, 도어형의 지지 프레임(9)을 구성하는 가이드 레일 수단(90)(판형 부재(92))의 한쪽의 측면(92a)에 제1 Y축 안내 레일(61a)을 배치하고, 가이드 레일 수단(90)(판형 부재(93))의 다른쪽의 측면(93b)에 제2 Y축 안내 레일을 배치한다. 그리고, 지지 프레임(9)의 개구(53)에서, Y축 방향에서 대향하는 스핀들이, 매달린 상태에서, 각각 절삭 블레이드를 대향시키도록 배치된다. 따라서, 장치 전체를 대형화시키지 않고 4축 스핀들을 배치할 수 있기 때문에, 피가공물의 대구경화에 따른 장치 면적의 증대를 방지함과 동시에, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 베이스(2) 상에 2개의 X축 안내 레일(41a, 41b)을 설치하는 구성으로 하였지만, 이 구성에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 베이스(2) 상에, X축 안내 레일을 2 이상 배치하고, 각각의 X축 안내 레일 상에 절삭 이송 기구 및 척 테이블을 배치하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 금번 개시된 실시형태는, 모든 점에서 예시로서 이 실시형태에 제한되는 것이 아니다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시형태만의 설명이 아니라 특허청구의 범위에 의해 나타나며, 특허청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 피가공물의 대구경화에 따른 장치 면적 증대를 방지함과 동시에, 생산성을 향상시킬 수 있다고 하는 효과를 가지고, 특히, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물을 분할 예정 라인을 따라 절삭하는 절삭 장치에 유용하다.
1, 10: 절삭 장치
3a: 제1 척 테이블(척 테이블)
3b: 제2 척 테이블(척 테이블)
33a, 33b 유지면
4a: 제1 척 테이블 이동 기구(절삭 이송 기구)
4b: 제2 척 테이블 이동 기구(절삭 이송 기구)
5, 9: 지지 프레임
51, 91: 지주부
52, 90: 가이드 레일 수단
53: 개구
61a: 제1 Y축 안내 레일(Y축 안내 레일)
65a: Y축 테이블(제1 인덱싱 이송 베이스)
65b: Y축 테이블(제2 인덱싱 이송 베이스)
65c: Y축 테이블(제3 인덱싱 이송 베이스)
65d: Y축 테이블(제4 인덱싱 이송 베이스)
72a: Z축 테이블(제1 블레이드 이송 베이스)
72b: Z축 테이블(제2 블레이드 이송 베이스)
72c: Z축 테이블(제3 블레이드 이송 베이스)
72d: Z축 테이블(제4 블레이드 이송 베이스)
75a, 75b, 75c, 75d: 연결부
8a: 제1 절삭 수단(절삭 수단)
8b: 제2 절삭 수단(절삭 수단)
8c: 제3 절삭 수단(절삭 수단)
8d: 제4 절삭 수단(절삭 수단)
81a: 제1 스핀들
81b: 제2 스핀들
81c: 제3 스핀들
81d: 제4 스핀들
82a: 제1 절삭 블레이드
82b: 제2 절삭 블레이드
82c: 제3 절삭 블레이드
82d: 제4 절삭 블레이드
S: 스트리트(분할 예정 라인)
W: 반도체 웨이퍼(피가공물)

Claims (2)

  1. X축 방향으로 연장되는 X축 안내 레일과, 상기 X축 안내 레일을 따라 이동 가능하게 배치되고 피가공물을 유지하는 유지면을 갖는 척 테이블과, 상기 척 테이블을 상기 X축 안내 레일을 따라 절삭 이송하는 절삭 이송 기구와, 상기 X축 안내 레일과 직교하는 방향으로 연장되어 배치되는 Y축 안내 레일과, 상기 Y축 안내 레일을 따라 이동 가능하게 배치되고 상기 척 테이블에 유지되는 피가공물을 절삭하기 위한 절삭 수단을 포함하는 절삭 장치에 있어서,
    상기 X축 안내 레일을 사이에 두고 대향하여 세워 설치되는 한 쌍의 지주부와, 상기 X축 안내 레일을 넘어 상기 한 쌍의 지주부 사이에 걸쳐진 가이드 레일 수단을 가지며, 상기 한 쌍의 지주부 및 상기 가이드 레일 수단에 의해 상기 척 테이블의 이동을 허용하는 개구를 구비하는 도어형의 지지 프레임이 구성되고,
    상기 Y축 안내 레일은, 상기 가이드 레일 수단의 한쪽의 측면으로 연장되어 배치되는 제1 Y축 안내 레일과, 상기 가이드 레일 수단의 다른쪽의 측면으로 연장되어 배치되는 제2 Y축 안내 레일로 구성되며,
    상기 절삭 수단은,
    상기 제1 Y축 안내 레일을 따라 이동 가능하게 제1 절삭 블레이드를 구비한 제1 절삭 수단 및 제2 절삭 블레이드를 구비한 제2 절삭 수단을 포함하고,
    상기 제2 Y축 안내 레일을 따라 이동 가능하게 제3 절삭 블레이드를 구비한 제3 절삭 수단 및 제4 절삭 블레이드를 구비한 제4 절삭 수단을 포함하고,
    상기 제1 절삭 수단은, 상기 제1 Y축 안내 레일 상에 이동 가능하게 배치되는 제1 인덱싱 이송 베이스와, 상기 척 테이블의 유지면에 대하여 수직인 방향으로 이동 가능하게 상기 제1 인덱싱 이송 베이스에 배치되는 제1 블레이드 이송 베이스와, 상기 제1 블레이드 이송 베이스에 장착되고 제1 절삭 블레이드를 구비한 제1 스핀들을 포함하며,
    상기 제2 절삭 수단은, 상기 제1 Y축 안내 레일을 따르는 방향으로 이동 가능하게 배치되는 제2 인덱싱 이송 베이스와, 상기 척 테이블의 유지면에 대하여 수직인 방향으로 이동 가능하게 상기 제2 인덱싱 이송 베이스에 배치되는 제2 블레이드 이송 베이스와, 상기 제2 블레이드 이송 베이스에 장착되는 제2 절삭 블레이드를 구비한 제2 스핀들을 포함하고,
    상기 제1 스핀들 및 상기 제2 스핀들은, 매달린 상태에서, 상기 도어형의 지지 프레임의 상기 개구에 상기 제1 절삭 블레이드 및 상기 제2 절삭 블레이드가 마주 보게 대향하도록 배치되며,
    상기 제3 절삭 수단은, 상기 제2 Y축 안내 레일 상에 이동 가능하게 배치되는 제3 인덱싱 이송 베이스와, 상기 척 테이블의 유지면에 대하여 수직인 방향으로 이동 가능하게 상기 제3 인덱싱 이송 베이스에 배치되는 제3 블레이드 이송 베이스와, 상기 제3 블레이드 이송 베이스에 장착되고 제3 절삭 블레이드를 구비한 제3 스핀들을 포함하고,
    상기 제4 절삭 수단은, 상기 제2 Y축 안내 레일을 따르는 방향으로 이동 가능하게 배치되는 제4 인덱싱 이송 베이스와, 상기 척 테이블의 유지면에 대하여 수직인 방향으로 이동 가능하게 상기 제4 인덱싱 이송 베이스에 배치되는 제4 블레이드 이송 베이스와, 상기 제4 블레이드 이송 베이스에 장착되는 제4 절삭 블레이드를 구비한 제4 스핀들을 포함하며,
    상기 제3 스핀들 및 상기 제4 스핀들은, 매달린 상태에서, 상기 도어형의 지지 프레임의 상기 개구에 상기 제3 절삭 블레이드 및 상기 제4 절삭 블레이드가 마주 보게 대향하도록 배치되고,
    상기 제1 스핀들 및 상기 제3 스핀들과, 상기 제2 스핀들 및 상기 제4 스핀들은, 각각 상기 지지 프레임의 상기 개구에서 상호 병렬로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 절삭 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 X축 안내 레일은 병렬로 2 이상 배치되고, 각각의 상기 X축 안내 레일 상에 상기 절삭 이송 기구 및 상기 척 테이블이 배치되는 것을 특징으로 하는 절삭 장치.
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