KR20160135659A - 가공 장치 - Google Patents

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KR20160135659A
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마사루 나카무라
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가부시기가이샤 디스코
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Abstract

본 발명은, 피가공물을 임시 배치 수단을 구성하는 지지 레일을 따라 요동하지 않고 원활하게 이동할 수 있는 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
가공 장치의 임시 배치 수단은, 반출·반입 수단에 의한 피가공물의 반출·반입 방향으로 피가공물을 슬라이딩 가능하게 안내하는 제1 저벽과 제1 측벽을 구비한 제1 지지 레일과, 제1 지지 레일에 대향하여 설치되어 피가공물을 슬라이딩 가능하게 안내하는 제2 저벽과 제2 측벽을 구비한 제2 지지 레일과, 제1 지지 레일과 제2 지지 레일을 서로 접근 및 이격되는 방향으로 작동시키는 지지 레일 작동 수단과, 지지 레일 작동 수단의 부하를 검출하는 부하 검출 수단을 구비하고 있다. 컨트롤러는, 지지 레일 작동 수단을 작동하여 제1 지지 레일과 제2 지지 레일을 서로 접근시켜 제1 측벽과 제2 측벽으로 피가공물을 협지할 때에 있어서의 부하 검출 수단으로부터의 부하 신호를 입력하고, 부하 검출 수단으로부터의 부하값이 미리 정해진 값에 도달하였다면 제1 지지 레일과 제2 지지 레일이 서로 미리 정해진 양만큼 이격되는 방향으로 작동하도록 지지 레일 작동 수단을 작동시킨다.

Description

가공 장치{MACHINING DEVICE}
본 발명은, 반도체 웨이퍼 등의 피가공물에 절삭 가공을 행하는 절삭 장치나 레이저 가공을 행하는 레이저 가공 장치 등의 가공 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스 제조 프로세스에 있어서는, 대략 원판 형상인 반도체 웨이퍼의 표면에 격자형으로 배열된 분할 예정 라인에 의해 복수의 영역이 구획되고, 이 구획된 영역에 IC, LSI 등의 디바이스를 형성한다. 그리고, 반도체 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라 분할함으로써 개개의 반도체 디바이스를 제조하고 있다.
반도체 웨이퍼 등의 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라 분할하는 방법으로는, 통상, 다이서이라고 불리고 있는 절삭 장치에 의해 행해지고 있다. 이 절삭 장치는, 웨이퍼 등의 피가공물을 유지하는 척테이블과, 상기 척테이블에 유지된 피가공물을 절삭하기 위한 절삭 수단과, 복수의 피가공물을 수용한 카세트가 배치되는 카세트 배치 수단과, 상기 카세트 배치 수단에 배치된 카세트로부터 피가공물을 반출 및 반입하는 반출·반입 수단과, 상기 반출·반입 수단에 의해 반출된 피가공물을 임시로 배치하는 임시 배치 수단과, 상기 임시 배치 수단에 임시로 배치된 피가공물을 척테이블로 반송하는 피가공물 반송 수단을 구비하고 있다. 이와 같이 구성된 절삭 장치는, 척테이블에 유지된 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라 절삭 수단에 의해 절단함으로써 개개의 디바이스로 분할하고 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).
또한, 반도체 웨이퍼 등의 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라 분할하는 방법으로서, 웨이퍼에 대하여 흡수성을 갖는 파장의 펄스 레이저 광선을 분할 예정 라인을 따라 조사함으로써 어블레이션 가공을 행하여 웨이퍼에 레이저 가공홈을 형성하고, 이 파단 기점이 되는 레이저 가공홈이 형성된 분할 예정 라인을 따라 외력을 부여함으로써 분할 절단하는 기술이 실용화되고 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조). 또한, 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라 어블레이션 가공함으로써, 웨이퍼를 분할 예정 라인을 따라 완전 절단하여 개개의 디바이스로 분할하는 기술도 제안되어 있다.
전술한 바와 같이 반도체 웨이퍼 등의 웨이퍼에 분할 예정 라인을 따라 레이저 가공홈을 형성하는 레이저 가공 장치는, 피가공물을 유지하는 척테이블과, 상기 척테이블에 유지된 피가공물에 펄스 레이저 광선을 조사하는 레이저 광선 조사 수단과, 복수의 피가공물을 수용한 카세트가 배치되는 카세트 배치 수단과, 상기 카세트 배치 수단에 배치된 카세트로부터 피가공물을 반출 및 반입하는 반출·반입 수단과, 상기 반출·반입 수단에 의해 반출된 피가공물을 임시로 배치하는 임시 배치 수단과, 상기 임시 배치 수단에 임시로 배치된 피가공물을 척테이블로 반송하는 피가공물 반송 수단을 구비하고 있다. 이와 같이 구성된 레이저 가공 장치는, 척테이블에 유지된 웨이퍼의 분할 예정 라인을 따라 레이저 광선을 조사함으로써 웨이퍼에 레이저 가공홈을 형성한다(예컨대, 특허문헌 2 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2002-66865호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2004-322168호 공보
전술한 절삭 장치나 레이저 가공 장치에 의해 웨이퍼에 절삭홈이나 레이저 가공홈을 형성할 때에는, 환형 프레임의 내측 개구부를 덮도록 외주부가 장착된 다이싱 테이프의 표면에 웨이퍼의 이면을 접착시킨 상태에서 실시한다. 따라서, 웨이퍼는 환형 프레임에 다이싱 테이프를 통해 지지된 웨이퍼 유닛으로서 카세트에 수용된다. 그리고, 가공이 행해진 웨이퍼를 임시 배치 수단으로부터 카세트 배치 수단에 배치된 카세트에 수용할 때에, 임시 배치 수단을 구성하는 한 쌍의 지지 레일에 안내되어 이동하는 웨이퍼를 촬상 수단에 의해 촬상하여 가공 상태를 검증하는 경우가 있다.
그런데, 웨이퍼를 다이싱 테이프를 통해 지지하는 환형 프레임과 임시 배치 수단을 구성하는 한 쌍의 지지 레일 사이에는 1∼2 ㎜ 정도의 간극이 있어, 환형 프레임을 카세트 배치 수단에 배치된 카세트를 향해 이동할 때에 요동하기 때문에, 적정한 화상을 취득할 수 없다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 사실을 감안하여 이루어진 것으로, 그 주된 기술 과제는, 피가공물을 임시 배치 수단을 구성하는 지지 레일을 따라 요동하지 않고 원활하게 이동할 수 있는 가공 장치를 제공하는 것이다.
상기 주된 기술 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따르면, 피가공물을 유지하는 척테이블과, 상기 척테이블에 유지된 피가공물을 가공하는 가공 수단과, 복수의 피가공물을 수용한 카세트가 배치되는 카세트 배치 수단과, 상기 카세트 배치 수단에 배치된 카세트로부터 피가공물을 반출 및 반입하는 반출·반입 수단과, 상기 반출·반입 수단에 의해 반출된 피가공물을 임시로 배치하는 임시 배치 수단과, 상기 임시 배치 수단에 임시로 배치된 피가공물을 척테이블로 반송하는 피가공물 반송 수단과, 컨트롤러를 구비하는 가공 장치로서, 상기 임시 배치 수단은, 상기 반출·반입 수단에 의한 피가공물의 반출·반입 방향으로 피가공물을 슬라이딩 가능하게 안내하는 제1 저벽(底壁)과 제1 측벽을 구비한 제1 지지 레일과, 상기 제1 지지 레일에 대향하여 설치되어 피가공물을 슬라이딩 가능하게 안내하는 제2 저벽과 제2 측벽을 구비한 제2 지지 레일과, 상기 제1 지지 레일과 상기 제2 지지 레일을 서로 접근 및 이격되는 방향으로 작동시키는 지지 레일 작동 수단과, 상기 지지 레일 작동 수단의 부하를 검출하는 부하 검출 수단을 구비하고, 상기 컨트롤러는, 상기 지지 레일 작동 수단을 작동하여 상기 제1 지지 레일과 상기 제2 지지 레일을 서로 접근시켜 상기 제1 측벽과 상기 제2 측벽으로 피가공물을 협지(挾持)할 때에 있어서의 상기 부하 검출 수단으로부터의 부하 신호를 입력하고, 상기 부하 검출 수단으로부터의 부하값이 미리 정해진 값에 도달하였다면 상기 제1 지지 레일과 상기 제2 지지 레일이 서로 미리 정해진 양만큼 이격되는 방향으로 작동하도록 상기 지지 레일 작동 수단을 작동시키는 가공 장치가 제공된다.
바람직하게는, 피가공물은 표면에 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성된 웨이퍼로서, 상기 웨이퍼는 이면이 환형 프레임의 내측 개구부를 덮도록 외주부가 장착된 다이싱 테이프의 표면에 접착된다.
바람직하게는, 상기 임시 배치 수단의 상측에는 제1 지지 레일과 제2 지지 레일 상에 임시로 배치된 피가공물을 촬상하는 촬상 수단이 설치되어 있고, 상기 촬상 수단은 가공된 피가공물을 상기 반출·반입 수단에 의해 카세트 배치 수단에 배치된 카세트에 수용할 때에, 제1 지지 레일과 제2 지지 레일을 따라 슬라이딩하는 피가공물의 가공 상태를 촬상한다.
본 발명의 가공 장치에 따르면, 임시 배치 수단을 구성하는 제1 지지 레일과 제2 지지 레일로 반송된 피가공물을 카세트 배치 수단에 배치된 카세트를 향해 이동할 때에는, 지지 레일 작동 수단을 작동하여 제1 지지 레일과 제2 지지 레일을 서로 접근시켜 제1 측벽과 제2 측벽으로 피가공물을 협지할 때에 있어서의 상기 부하 검출 수단으로부터의 부하 신호를 입력하고, 부하 검출 수단으로부터의 부하값이 미리 정해진 값에 도달하였다면 제1 지지 레일과 제2 지지 레일이 서로 미리 정해진 양만큼 이격되는 방향으로 작동하도록 지지 레일 작동 수단을 작동시키기 때문에, 제1 지지 레일의 제1 측벽과 제2 지지 레일의 제2 측벽에 의해 피가공물과의 사이에 덜거덕거림이 발생하지 않을 정도의 매우 작은 간극이 생긴다. 따라서, 제1 지지 레일과 제2 지지 레일에 지지된 피가공물은, 제1 지지 레일의 제1 측벽과 제2 지지 레일의 제2 측벽에 의해 안내되어 요동하지 않고 원활하게 이동할 수 있다. 이 때문에, 피가공물을 임시 배치 수단으로부터 카세트 배치 수단에 배치된 카세트로 반입할 때에, 피가공물에 가공된 절삭홈이나 레이저 가공홈 등의 가공 상태를 적정하게 촬상할 수 있다.
도 1은 본 발명 실시형태에 따른 절삭 장치의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 절삭 장치에 의해 가공되는 반도체 웨이퍼 및 반도체 웨이퍼를 환형 프레임에 다이싱 테이프를 통해 지지한 웨이퍼 유닛을 나타낸 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 절삭 장치에 장비되는 임시 배치 수단과 반출·반입 수단과 촬상 수단과의 관계를 나타낸 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 절삭 장치에 장비되는 임시 배치 수단의 평면도.
도 5는 도 1에 도시된 절삭 장치에 장비되는 컨트롤러의 블록 구성도.
도 6은 도 5에 도시된 컨트롤러가 실시하는 가공 상태 검출 공정의 절차를 나타낸 흐름도.
이하, 본 발명에 따라 구성된 가공 장치의 적합한 실시형태에 대해서, 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에는 본 발명 실시형태에 따른 절삭 장치(1)의 사시도가 도시되어 있다. 본 실시형태에 있어서의 절삭 장치(1)는, 대략 직방체형의 장치 하우징(2)을 구비하고 있다. 이 장치 하우징(2) 내에는, 후술하는 웨이퍼 유닛을 유지하는 척테이블로서의 척테이블(3)이 가공 이송 방향인 화살표 X로 나타내는 방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 척테이블(3)은, 테이블 본체(31)와, 상기 테이블 본체(31) 상에 설치된 흡착척(32)을 구비하고 있고, 상기 흡착척(32)의 상면인 유지면 상에 후술하는 웨이퍼 유닛의 피가공물을 도시하지 않은 흡인 수단을 작동함으로써 흡인 유지하도록 되어 있다. 또한, 척테이블(3)은, 도시하지 않은 회전 기구에 의해 회전 가능하게 구성되어 있다. 또한, 척테이블(31)에는, 후술하는 웨이퍼 유닛의 환형 프레임을 고정하기 위한 클램프 기구(33)가 설치되어 있다.
본 실시형태에 있어서의 절삭 장치(1)는, 피가공물을 절삭 가공하기 위한 절삭 수단으로서의 스핀들 유닛(4)을 구비하고 있다. 스핀들 유닛(4)은, 도시하지 않은 이동 베이스에 장착되어 인덱싱 방향인 화살표 Y로 나타내는 방향(Y축 방향) 및 절입 방향인 화살표 Z로 나타내는 방향(Z축 방향)으로 이동 조정되는 스핀들 하우징(41)과, 상기 스핀들 하우징(41)에 회전 가능하게 지지된 회전 스핀들(42)과, 상기 회전 스핀들(42)의 전단부에 장착된 절삭 블레이드(43)를 구비하고 있다. 절삭 블레이드(43)는, 실시형태에 있어서는 알루미늄으로 이루어진 원반형 베이스의 측면에 예컨대 입경 2∼4 ㎛ 정도의 다이아몬드 지립을 니켈 도금에 의해 두께 20 ㎛ 정도 고정하고, 베이스의 외주부를 에칭 제거하여 2∼3 ㎜의 절삭날을 돌출시켜 원형으로 형성된 전기 주조 블레이드로 이루어져 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 절삭 장치(1)는, 상기 척테이블(3) 상에 유지된 후술하는 웨이퍼 유닛의 피가공물의 표면을 촬상하고, 상기 절삭 블레이드(43)에 의해 절삭해야 할 영역을 검출하기 위한 얼라인먼트 수단(5)을 구비하고 있다. 이 얼라인먼트 수단(5)은, 현미경이나 CCD 카메라 등의 광학 수단으로 이루어진 촬상 수단을 구비하고 있다. 또한, 절삭 장치(1)는, 얼라인먼트 수단(5)에 의해 촬상된 화상 및 후술하는 촬상 수단에 의해 촬상된 화상 등을 표시하는 표시 수단(6)을 구비하고 있다.
본 실시형태에 있어서의 절삭 장치(1)는, 상기 장치 하우징(2)에 있어서의 카세트 배치 영역(7a)에 설치되고 후술하는 웨이퍼 유닛을 수용하는 카세트를 배치하는 카세트 배치 수단(7)을 구비하고 있다. 이 카세트 배치 수단(7)은, 도시하지 않은 승강 수단에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
카세트 배치 수단(7) 상에는, 후술하는 웨이퍼 유닛을 수용하는 카세트(8)가 배치된다. 여기서, 피가공물 및 웨이퍼 유닛에 대해서 도 2의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명한다.
도 2의 (a)에는 피가공물로서의 반도체 웨이퍼의 사시도가 도시되어 있다. 도 2의 (a)에 도시된 반도체 웨이퍼(10)는, 예컨대 두께가 600 ㎛인 실리콘 웨이퍼로 이루어져 있고, 표면(10a)에 복수의 분할 예정 라인(101)이 격자형으로 형성되어 있음과 더불어, 상기 복수의 분할 예정 라인(101)에 의해 구획된 복수의 영역에 IC, LSI 등의 디바이스(102)가 형성되어 있다.
전술한 반도체 웨이퍼(10)는, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 스테인리스강 등의 금속재로 이루어진 환형 프레임(F)의 내측 개구부를 덮도록 외주부가 장착된 다이싱 테이프(T)의 표면에 이면(10b)이 접착된다. 또한, 다이싱 테이프(T)는, 본 실시형태에 있어서는 염화비닐(PVC) 시트에 의해 형성되어 있다. 이와 같이 하여 환형 프레임(F)에 다이싱 테이프(T)를 통해 지지된 반도체 웨이퍼(10)는, 웨이퍼 유닛(100)으로서 카세트(8)에 수용된다.
도 1로 되돌아가 계속해서 설명하면, 장치 하우징(2)의 상면을 덮는 주 지지 기판(2a)에 임시 배치 영역(9a)이 설정되어 있고, 이 임시 배치 영역(9a)에 웨이퍼 유닛(100)을 일시 임시로 배치함과 더불어 웨이퍼 유닛(100)의 위치 맞춤을 실시하기 위한 임시 배치 수단(9)이 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 절삭 장치(1)는, 상기 카세트 배치 수단(7) 상에 배치된 카세트(8)에 수용되어 있는 웨이퍼 유닛(100)을 임시 배치 수단(9)으로 반출 및 반입하기 위한 반출·반입 수단(11)을 구비하고 있다. 임시 배치 수단(9) 및 반출·반입 수단(11)에 대해서, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
본 실시형태에 있어서의 임시 배치 수단(9)은, 반출·반입 수단(11)에 의한 피가공물의 반출·반입 방향으로 피가공물을 슬라이딩 가능하게 안내하는 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)을 구비하고 있다. 제1 지지 레일(91)은 제1 저벽(911) 및 제1 측벽(912)으로 이루어지고, 제2 지지 레일(92)은 제2 저벽(921) 및 제2 측벽(922)으로 이루어져 있으며, 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)은 서로 대향하여 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 임시 배치 수단(9)은, 도 4에 도시된 바와 같이 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)을 서로 접근 및 이격되는 방향으로 작동시키는 지지 레일 작동 수단(93)을 구비하고 있다. 지지 레일 작동 수단(93)은, 제1 지지 레일(91) 및 제2 지지 레일(92)의 길이 방향 일단부에 각각 일단이 요동 가능하게 연결된 제1 링크(931a 및 931b)와, 제1 지지 레일(91) 및 제2 지지 레일(92)의 길이 방향 타단부에 각각 일단이 요동 가능 및 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결된 제2 링크(932a 및 932b)를 구비하고 있다. 이 제1 지지 레일(91)에 각각 일단이 연결된 제1 링크(931a)와 제2 링크(932a)의 타단이 서로 요동 가능하게 연결되어 있음과 더불어, 제2 지지 레일(92)에 각각 일단이 연결된 제1 링크(931b)와 제2 링크(932b)의 타단이 서로 요동 가능하게 연결되어 있다.
상기 제1 링크(931a 및 931b)와 제2 링크(932a 및 932b)의 연결 구조를 더욱 상세히 설명하면, 제1 링크(931a 및 931b)의 일단은 제1 지지 레일(91) 및 제2 지지 레일(92)의 길이 방향 일단부에 각각 장착된 제1 지지 브래킷(933a 및 933b)에 추축(934a 및 934b)에 의해 요동 가능하게 지지되어 있다. 또한, 제2 링크(932a 및 932b)의 일단은 제1 지지 레일(91) 및 제2 지지 레일(92)의 길이 방향 타단부에 각각 장착된 제2 지지 브래킷(35a 및 935b)에 형성된 긴 구멍(936a 및 936b)에 추축(937a 및 937b)에 의해 요동 가능 및 긴 구멍(936a 및 936b)을 따라 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 제2 링크(932a)의 일단은 제1 지지 레일(91)의 길이 방향 타단부에 장착된 제2 지지 브래킷(935a)에 형성된 긴 구멍(936a)에 추축(937a)에 의해 요동 가능 및 긴 구멍(936a)을 따라 슬라이딩 가능하게 지지되어 있고, 제2 링크(932b)의 일단은 제2 지지 레일(92)의 길이 방향 타단부에 장착된 제2 지지 브래킷(935b)에 형성된 긴 구멍(936b)에 추축(937b)에 의해 요동 가능 및 긴 구멍(936b)을 따라 슬라이딩 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 제1 지지 레일(91)에 각각 일단이 지지된 제1 링크(931a)와 제2 링크(932a)의 타단이 추축(938a)에 의해 요동 가능하게 연결되고, 제2 지지 레일(92)에 각각 일단이 지지된 제1 링크(931b)와 제2 링크(932b)의 타단이 추축(938b)에 의해 요동 가능하게 연결되어 있다.
상기 제1 지지 레일(91)에 일단이 지지된 제1 링크(931a)와 제2 지지 레일(92)에 일단이 지지된 제1 링크(931b)의 중간부가 교차하는 위치는 추축(939a)에 의해 피봇 지지되어 있고, 이 추축(939a)에 제1 이동 블록(94a)이 연결되어 있다. 또한, 상기 제1 지지 레일(91)에 일단이 지지된 제2 링크(932a)와 제2 지지 레일(92)에 일단이 지지된 제2 링크(932b)의 중간부가 교차하는 위치는 추축(939b)에 의해 피봇 지지되어 있고, 이 추축(939b)에 제2 이동 블록(94b)이 연결되어 있다. 또한, 제1 이동 블록(94a)과 제2 이동 블록(94b)에는 각각 반대 방향으로 나사 형성된 암나사가 설치되어 있다.
도 4를 참조하여 설명을 계속하면, 본 실시형태에 있어서의 지지 레일 작동 수단(93)은, 상기 제1 이동 블록(94a) 및 제2 이동 블록(94b)과 나사 결합하는 수나사 로드(95)와, 상기 수나사 로드(95)를 회전 구동하는 펄스 모터(96)(M)와, 상기 펄스 모터(96)(M)에 작용하는 부하를 검출하는 부하 검출 수단으로서의 토크 계측기(97)를 구비하고 있다. 수나사 로드(95)의 외주에는, 서로 반대 방향으로 나사 형성된 제1 수나사(95a)와 제2 수나사(95b)가 형성되어 있고, 제1 수나사(95a)에 제1 이동 블록(94a)에 설치된 암나사가 나사 결합하고, 제2 수나사(95b)에 제2 이동 블록(94b)에 설치된 암나사가 나사 결합하도록 되어 있다. 따라서, 펄스 모터(96)(M)에 의해 수나사 로드(95)가 정회전 방향으로 회전(정회전 작동)되면, 제1 이동 블록(94a)과 제2 이동 블록(94b)이 서로 이격되는 방향으로 이동하여, 제1 링크(931a 및 931b)와 제2 링크(932a 및 932b)에 의해 연결된 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)이 서로 접근하는 방향으로 이동된다. 또한, 펄스 모터(96)(M)에 의해 수나사 로드(95)가 역회전 방향으로 회전(역회전 작동)되면, 제1 이동 블록(94a)과 제2 이동 블록(94b)이 서로 접근하는 방향으로 이동하여, 제1 링크(931a 및 931b)와 제2 링크(932a 및 932b)에 의해 연결된 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)이 서로 이격되는 방향으로 이동된다. 또한, 상기 토크 계측기(97)는, 펄스 모터(96)(M)의 부하 토크를 검출하여 부하 신호를 후술하는 컨트롤러에 보낸다.
도 1 및 도 3을 참조하여 설명을 계속하면, 상기 반출·반입 수단(11)은 가동 블록(111)을 포함하고 있고, 이 가동 블록(111)의 선단에는 한 쌍의 파지편(112)이 설치되어 있다. 한 쌍의 파지편(112)은 상하 방향으로 이격된 비작용 상태와 서로 접근하여 양자 사이에 상기 웨이퍼 유닛(100)에 있어서의 환형 프레임(F)의 편 가장자리부를 파지하는 작용 상태에 선택적으로 위치된다. 상기 주 지지 기판(2a)에는, 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92) 사이에 상기 지지 레일과 평행하게 반출·반입 수단(11)에 의한 피가공물의 반출·반입 방향으로 연장되는 홈(2b)이 형성되어 있다. 이 홈(2b)에 상기 반출·반입 수단(11)의 가동 블록(111)이 이동 가능하게 설치되어 있고, 도시하지 않은 작동 수단에 의해 가동 블록(111)이 홈(2b)을 따라 이동하도록 되어 있다.
도 1로 되돌아가서 설명을 계속하면, 본 실시형태에 있어서의 절삭 장치(1)는, 임시 배치 수단(9)으로 반출된 웨이퍼 유닛(100)을 상기 척테이블(3) 상으로 반송하는 제1 피가공물 반송 수단(12)과, 척테이블(3) 상에서 절삭 가공된 반도체 웨이퍼(10)를 포함하는 웨이퍼 유닛(100)을 세정하는 세정 수단(13)과, 척테이블(3) 상에서 절삭 가공된 반도체 웨이퍼(10)를 포함하는 웨이퍼 유닛(100)을 세정 수단(13)으로 반송하는 제2 피가공물 반송 수단(14)을 구비하고 있다.
도 1 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 실시형태에 있어서의 절삭 장치(1)는, 임시 배치 수단(9)의 상측에 대향하여 설치되어 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)에 임시로 배치된 피가공물을 촬상하는 촬상 수단(15)을 구비하고 있다. 이 촬상 수단(15)은, 임시 배치 수단(9)에 임시로 배치된 절삭 가공을 완료한 반도체 웨이퍼(10)를 포함하는 웨이퍼 유닛(100)을 상기 반출·반입 수단(11)에 의해 카세트 배치 수단으로서의 카세트 배치 수단(7)에 배치된 카세트(8)에 수용할 때에, 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)을 따라 이동하는 웨이퍼 유닛(100)에 있어서의 반도체 웨이퍼(10)의 가공 상태를 촬상하고, 촬상한 화상 신호를 후술하는 컨트롤러에 보낸다.
절삭 장치(1)는, 도 5에 도시된 컨트롤러(20)를 구비하고 있다. 컨트롤러(20)는, 미리 정해진 제어 프로그램에 따라서 연산 처리하는 중앙 처리 장치(CPU)(201)와, 제어 프로그램 등을 저장하는 리드 온리 메모리(ROM)(202)와, 연산 결과 등을 저장하는 기록 및 판독 가능한 랜덤 액세스 메모리(RAM)(203)와, 입력 인터페이스(204) 및 출력 인터페이스(205)를 구비하고 있다. 이와 같이 구성된 컨트롤러(20)의 입력 인터페이스(204)에는, 상기 얼라인먼트 수단(5), 토크 계측기(96), 촬상 수단(15) 등으로부터의 검출 신호가 입력된다. 또한, 상기 출력 인터페이스(205)로부터는, 상기 절삭 수단으로서의 스핀들 유닛(4), 표시 수단(6), 카세트 배치 수단(7), 임시 배치 수단(9)의 지지 레일 작동 수단(93)을 구성하는 펄스 모터(96)(M), 반출·반입 수단(11), 제1 피가공물 반송 수단(12), 세정 수단(13), 제2 피가공물 반송 수단(14) 등에 제어 신호를 출력한다.
본 실시형태에 있어서의 절삭 장치(1)는 이상과 같이 구성되어 있고, 이하 그 작용에 대해서 주로 도 1 및 도 4를 참조하여 설명한다. 컨트롤러(20)는, 우선 카세트 배치 수단(7)의 도시하지 않은 승강 수단을 작동하여 카세트 배치 수단(7) 상에 배치된 카세트(4)를 상하 이동함으로써, 카세트(4)의 미리 정해진 위치에 수용되어 있는 웨이퍼 유닛(100)을 반출 위치에 위치시킨다. 다음에, 컨트롤러(20)는, 반출 수단(11)의 도시하지 않은 작동 수단을 작동하여 가동 블록(111)을 전진 작동하여 반출 위치에 위치된 웨이퍼 유닛(100)의 환형 프레임(F)을 한 쌍의 파지편(112)에 의해 파지하고, 도시하지 않은 작동 수단에 의해 가동 블록(111)을 후진 작동하여 한 쌍의 파지편(112)에 의해 환형 프레임(F)이 파지된 웨이퍼 유닛(100)을 임시 배치 수단(9)을 구성하는 제1 지지 레일(91)의 제1 저벽(911) 및 제2 지지 레일(92)의 제2 저벽(921) 상으로 반송한다.
다음에, 컨트롤러(20)는, 임시 배치 수단(9)의 지지 레일 작동 수단(93)을 구성하는 펄스 모터(96)(M)를 정회전 작동하여 제1 이동 블록(94a)과 제2 이동 블록(94b)을 서로 이격되는 방향으로 이동하고, 제1 링크(931a 및 931b)와 제2 링크(932 a 및 932b)에 의해 연결된 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)이 서로 접근하는 방향으로 이동된다. 이 결과, 제1 지지 레일(91)의 제1 측벽(912)과 제2 지지 레일(92)의 제2 측벽(922)에 의해 웨이퍼 유닛(100)의 환형 프레임(F)이 협지되고, 펄스 모터(96)(M)의 부하가 상승한다. 그리고, 컨트롤러(20)는, 펄스 모터(96)(M)의 부하를 검출하는 토크 계측기(97)로부터의 부하 신호가 예컨대, 1 N·m에 도달했는지 여부를 판정하고, 토크 계측기(97)로부터의 부하 신호가 1 N·m에 도달했으면 제1 지지 레일(91)의 제1 측벽(912)과 제2 지지 레일(92)의 제2 측벽(922)에 의해 협지된 웨이퍼 유닛(100)의 환형 프레임(F)이 미리 정해진 위치에 위치 결정되었다고 판단하여, 펄스 모터(96)(M)를 정해진 양만큼 역회전 작동한다(위치 결정 공정). 이 결과, 웨이퍼 유닛(100)을 미리 정해진 위치에 위치 결정한 제1 이동 블록(94a)과 제2 이동 블록(94b)을 서로 접근하는 방향으로 이동하고, 제1 링크(931a 및 931b)와 제2 링크(932a 및 932b)에 의해 연결된 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)이 서로 이격되는 방향으로 미리 정해진 양만큼 이동된다.
전술한 위치 결정 공정을 실시하였다면, 컨트롤러(20)는 제1 반송 수단(12)을 작동하여 임시 배치 수단(9)의 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)에 의해 위치 결정된 웨이퍼 유닛(100)을 상기 척테이블(3) 상으로 반송한다. 이와 같이 하여 척테이블(3) 상으로 반송된 웨이퍼 유닛(100)은, 상기 임시 배치 수단(9)에 있어서 미리 정해진 위치에 위치 결정되어 있기 때문에, 척테이블(3) 상에 정밀 위치시킬 수 있다. 척테이블(3) 상에 웨이퍼 유닛(100)이 배치되었다면, 컨트롤러(20)는 도시하지 않은 흡인 수단을 작동하여 웨이퍼 유닛(100)의 반도체 웨이퍼(10)를 다이싱 테이프(T)를 통해 척테이블(3) 상에 흡인 유지한다. 또한, 웨이퍼 유닛(100)의 환형 프레임(F)은, 상기 클램프 기구(33)에 의해 고정된다.
이와 같이 하여 척테이블(3) 상에 웨이퍼 유닛(100)을 유지하였다면, 컨트롤러(20)는 도시하지 않은 가공 이송 수단을 작동하여 웨이퍼 유닛(100)을 유지한 척테이블(3)을 얼라인먼트 수단(5)의 바로 아래까지 이동시킨다. 그리고, 컨트롤러(20)는, 얼라인먼트 수단(5)을 작동하여 웨이퍼 유닛(100)의 반도체 웨이퍼(10)의 절삭 영역과 상기 절삭 블레이드(43)와의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 공정을 실시한다. 즉, 컨트롤러(20)는, 얼라인먼트 수단(5)을 작동하여 반도체 웨이퍼(10)의 미리 정해진 방향으로 형성되어 있는 분할 예정 라인(101)을 검출함과 더불어, 이 미리 정해진 방향으로 형성된 분할 예정 라인(101)이 X축 방향과 평행한지 여부를 판정하고, 만일 분할 예정 라인(101)이 X축 방향과 평행하지 않을 경우에는, 도시하지 않은 회전 기구를 작동하여 척테이블(3)을 회동 제어함으로써 분할 예정 라인(101)이 X축 방향과 평행하게 되도록 조정한다. 또한, 반도체 웨이퍼(10)에 형성되어 있는 상기 미리 정해진 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 분할 예정 라인(101)에 대해서도 마찬가지로 절삭 영역의 얼라인먼트를 실시한다.
전술한 얼라인먼트 공정을 실시하였다면, 컨트롤러(20)는 도시하지 않은 가공 이송 수단을 작동하여 웨이퍼 유닛(100)을 유지한 척테이블(3)을 절삭 블레이드(43)에 의한 가공 영역으로 이동하고, 반도체 웨이퍼(10)에 형성되어 있는 미리 정해진 분할 예정 라인(101)의 일단을 절삭 블레이드(43)의 바로 아래에 위치시킨다. 다음에, 절삭 블레이드(43)를 화살표 Z로 나타내는 방향으로 미리 정해진 양만큼 절입 이송하여 미리 정해진 방향으로 회전시키면서, 웨이퍼 유닛(100)을 흡인 유지한 척테이블(3)을 가공 이송 방향인 화살표 X로 나타내는 방향[절삭 블레이드(43)의 회전축과 직교하는 방향]으로 미리 정해진 가공 이송 속도로 이동함으로써, 척테이블(3) 상에 유지된 웨이퍼 유닛(100)의 반도체 웨이퍼(10)에는 절삭 블레이드(43)에 의해 미리 정해진 분할 예정 라인(101)을 따라 다이싱 테이프(T)에 도달하는 절삭홈이 형성된다. 이 결과, 반도체 웨이퍼(10)는 분할 예정 라인(101)을 따라 절단된다(절단 공정). 이와 같이 하여 반도체 웨이퍼(10)를 미리 정해진 분할 예정 라인(101)을 따라 절단하면, 척테이블(3)을 화살표 Y로 나타내는 방향으로 분할 예정 라인(101)의 간격만큼 인덱싱 이송하여, 상기 절단 공정을 실시한다. 그리고, 반도체 웨이퍼(10)의 제1 방향으로 연장되는 모든 분할 예정 라인(101)을 따라 절단 공정을 실시하였다면, 척테이블(3)을 90도 회전시켜, 반도체 웨이퍼(10)의 제1 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 분할 예정 라인(101)을 따라 절삭 공정을 실행함으로써, 반도체 웨이퍼(10)는 격자형으로 형성된 모든 분할 예정 라인(101)을 따라 절단되어 개개의 디바이스로 분할된다. 또한, 분할된 디바이스는, 다이싱 테이프(T)의 작용에 의해 따로따로 흩어지지 않고, 환형 프레임(F)에 다이싱 테이프(T)를 통해 지지된 반도체 웨이퍼(10)의 상태가 유지되어 있다.
전술한 바와 같이 웨이퍼 유닛(100)의 웨이퍼(13)에 형성된 분할 예정 라인(101)을 따라 절단 공정을 실시하였다면, 컨트롤러(20)는 도시하지 않은 가공 이송 수단을 작동하여 웨이퍼 유닛(100)을 유지한 척테이블(3)을 최초로 웨이퍼 유닛(100)을 흡인 유지한 피가공물 착탈 위치로 되돌린다. 그리고, 웨이퍼 유닛(100)의 척테이블(3)에 의한 흡인 유지를 해제한다. 다음에, 컨트롤러(20)는, 제2 피가공물 반송 수단(14)을 작동하여 척테이블(3) 상의 웨이퍼 유닛(100)을 세정 수단(13)으로 반송한다. 그리고, 컨트롤러(20)는, 세정 수단(13)을 작동하여 절단 공정이 실시된 반도체 웨이퍼(10)를 세정함과 더불어, 세정된 반도체 웨이퍼(10)를 건조시킨다. 다음에, 컨트롤러(20)는, 제1 피가공물 반송 수단(12)을 작동하여, 세정 수단(13)에 있어서 세정 및 건조된 반도체 웨이퍼(10)를 포함하는 웨이퍼 유닛(100)을 임시 배치 수단(9)을 구성하는 제1 지지 레일(91)의 제1 저벽(911) 및 제2 지지 레일(92)의 제2 저벽(921) 상으로 반송한다. 이와 같이 하여 임시 배치 수단(9)을 구성하는 제1 지지 레일(91) 및 제2 지지 레일(92)로 반송된 웨이퍼 유닛(100)은, 전술한 바와 같이 절단 공정에 의해 절삭 가공된 반도체 웨이퍼(10)의 가공 상태를 검출하는 가공 상태 검출 공정이 실시된다.
이하, 가공 상태 검출 공정을 도 6에 도시된 흐름도 및 도 4를 참조하여 설명한다.
우선 컨트롤러(20)는, 단계 S1에서 임시 배치 수단(9)의 지지 레일 작동 수단(93)을 구성하는 펄스 모터(96)(M)를 정회전 작동하여 제1 이동 블록(938a)과 제2 이동 블록(938b)을 서로 이격되는 방향으로 이동하고, 제1 링크(931a 및 931b)와 제2 링크(932a 및 932b)에 의해 연결된 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)이 서로 접근하는 방향으로 이동시킨다. 이 결과, 제1 지지 레일(91)의 제1 측벽(912)과 제2 지지 레일(92)의 제2 측벽(922)에 의해 웨이퍼 유닛(10)의 환형 프레임(F)이 협지되고, 펄스 모터(96)(M)의 부하가 상승한다. 다음에, 컨트롤러(20)는 단계 S2로 진행하여, 펄스 모터(96)(M)의 부하를 검출하는 토크 계측기(97)로부터의 부하 신호를 입력하고, 부하 토크가 1 N·m 이상인지 여부를 체크한다. 부하 토크가 1 N·m 미만인 경우에는, 컨트롤러(20)는 제1 지지 레일(91)의 제1 측벽(912)과 제2 지지 레일(92)의 제2 측벽(922)에 의해 환형 프레임(F)이 확실하게 협지되어 있지 않다고 판단하고, 단계 S1로 되돌아가 단계 S1 및 단계 S2를 반복하여 실행한다. 상기 단계 S2에서 부하 토크가 1 N·m 이상인 경우에는, 컨트롤러(20)는 제1 지지 레일(91)의 제1 측벽(912)과 제2 지지 레일(92)의 제2 측벽(922)에 의해 환형 프레임(F)이 확실하게 협지되어 부하 토크가 미리 정해진 값(1 N·m)에 도달했다고 판단하고, 단계 S3으로 진행하여 펄스 모터(96)(M)를 미리 정해진 양만큼 예컨대 10 펄스 역회전 작동한다. 이 결과, 제1 이동 블록(938a)과 제2 이동 블록(938b)을 서로 이격되는 방향으로 이동하고, 제1 링크(931a 및 931b)와 제2 링크(932a 및 932b)에 의해 연결된 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)이 서로 이격되는 방향으로 미리 정해진 양만큼 이동되고, 제1 지지 레일(91)의 제1 측벽(912) 및 제2 지지 레일(92)의 제2 측벽(922)과 웨이퍼 유닛(10)의 환형 프레임(F) 사이에 덜거덕거림이 발생하지 않을 정도의 매우 작은 간극(예컨대, 0.1 ㎜)이 생긴다. 따라서, 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)에 지지된 웨이퍼 유닛(10)은, 환형 프레임(F)이 제1 지지 레일(91)의 제1 측벽(912)과 제2 지지 레일(92)의 제2 측벽(922)에 의해 안내되어 요동하지 않고 원활하게 이동할 수 있다.
전술한 단계 S3을 실행함으로써 제1 지지 레일(91)의 제1 측벽(912)과 제2 지지 레일(92)의 제2 측벽(922)과 웨이퍼 유닛(100)의 환형 프레임(F) 사이에 덜거덕거림이 발생하지 않을 정도의 매우 작은 간극을 형성하였다면, 컨트롤러(20)는 단계 S4로 진행하여 전술한 바와 같이 절단 공정에 의해 절삭 가공되어 반도체 웨이퍼(10)에 형성된 절삭홈의 가공 상태를 촬상하는 촬상 공정을 실시한다. 즉, 컨트롤러(20)는, 반출·반입 수단(11)의 도시하지 않은 작동 수단을 작동하여 가동 블록(111)을 전진 작동하여 임시 배치 수단(9)의 제1 지지 레일(91)과 제2 지지 레일(92)에 지지된 웨이퍼 유닛(100)의 환형 프레임(F)을 한 쌍의 파지편(112)에 의해 파지하고, 도시하지 않은 작동 수단을 더 전진 작동하여 웨이퍼 유닛(100)을 카세트 배치 테이블(7) 상에 배치된 카세트(8)를 향해 이동시킨다. 이 때, 웨이퍼 유닛(100)의 환형 프레임(F)이 제1 지지 레일(91)의 제1 측벽(912)과 제2 지지 레일(92)의 제2 측벽(922)에 의해 안내되지만, 환형 프레임(F)과 제1 지지 레일(91)의 제1 측벽(912) 및 제2 지지 레일(92)의 제2 측벽(922) 사이에는 전술한 바와 같이 덜거덕거림이 발생하지 않을 정도의 매우 작은 간극이 형성되어 있기 때문에, 웨이퍼 유닛(10)은 요동하지 않고 원활하게 이동할 수 있다. 이와 같이 하여, 웨이퍼 유닛(100)을 제1 지지 레일(91)의 제1 측벽(912) 및 제2 지지 레일(92)의 제2 측벽(922)에 안내되면서 카세트 배치 테이블(7) 상에 배치된 카세트(8)를 향해 이동할 때에, 컨트롤러(20)는 촬상 수단(15)을 작동하여 전술한 바와 같이 반도체 웨이퍼(10)의 미리 정해진 분할 예정 라인(101)을 따라 형성된 절삭홈의 가공 상태를 촬상한다. 그리고, 촬상 수단(15)은 촬상한 화상 신호를 컨트롤러(20)에 보낸다.
전술한 단계 S4의 촬상 공정을 실시하였다면, 컨트롤러(20)는 촬상 수단(15)으로부터 보내진 화상 신호를 랜덤 액세스 메모리(RAM)(203)에 일시 저장한다. 그리고, 컨트롤러(20)는 단계 S5로 진행하여, 촬상 수단(15)으로부터 보내진 화상 신호에 기초하여 반도체 웨이퍼(10)의 미리 정해진 분할 예정 라인(101)을 따라 형성된 절삭홈의 화상을 표시 수단(6)에 표시한다.
이상과 같이 하여, 절단 공정에 의해 절삭 가공된 반도체 웨이퍼(10)의 분할 예정 라인(101)을 따라 형성된 절삭홈의 화상을 표시 수단(6)에 표시함으로써, 오퍼레이터는 절삭홈의 가공 상태의 양부(良否)를 확인할 수 있다. 그리고 오퍼레이터는, 표시 수단(6)에 표시된 절삭홈의 가공 상태에 문제가 있다고 판단한 경우에는, 절삭 블레이드의 교환 등의 대책을 강구할 수 있다.
또한, 전술한 촬상 공정이 실시된 웨이퍼 유닛(100)은, 반출·반입 수단(11)에 의해 카세트 배치 수단(7) 측으로 더 반송되고, 카세트 배치 수단(7)에 배치된 카세트(8)에 수납된다.
이상, 본 발명을 도시된 실시형태에 기초하여 설명하였지만 본 발명은 전술한 실시형태만으로 한정되지 않고, 본 발명의 취지 범위에서 여러 가지 변형은 가능하다. 예컨대, 도시된 실시형태에 있어서는 본 발명을 절삭 장치(1)에 적용한 예를 나타내었지만, 본 발명은 레이저 가공된 레이저 가공홈의 가공 상태를 검출하는 레이저 가공 장치에 적용하여도 좋다.
2 : 장치 하우징
3 : 척테이블
4 : 스핀들 유닛
43 : 절삭 블레이드
5 : 얼라인먼트 수단
6 : 표시 수단
7 : 카세트 배치 수단
8 : 카세트
9 : 임시 배치 수단
91 : 제1 지지 레일
92 : 제2 지지 레일
93 : 지지 레일 작동 수단
95 : 수나사 로드
96 : 펄스 모터(M)
97 : 토크 계측기
10 : 반도체 웨이퍼
100 : 웨이퍼 유닛
11 : 반출·반입 수단
12 : 제1 반송 수단
13 : 세정 수단
14 : 제2 반송 수단
15 : 촬상 수단
20 : 컨트롤러
F : 환상의 지지 프레임
T : 다이싱 테이프

Claims (3)

  1. 가공 장치에 있어서,
    피가공물을 유지하는 척테이블과,
    상기 척테이블에 유지된 피가공물을 가공하는 가공 수단과,
    복수의 피가공물을 수용한 카세트가 배치되는 카세트 배치 수단과,
    상기 카세트 배치 수단에 배치된 카세트로부터 피가공물을 반출 및 반입하는 반출·반입 수단과,
    상기 반출·반입 수단에 의해 반출된 피가공물을 임시로 배치하는 임시 배치 수단과,
    상기 임시 배치 수단에 임시로 배치된 피가공물을 척테이블로 반송하는 피가공물 반송 수단과,
    컨트롤러
    를 구비하고,
    상기 임시 배치 수단은,
    상기 반출·반입 수단에 의한 피가공물의 반출·반입 방향으로 피가공물을 슬라이딩 가능하게 안내하는 제1 저벽(底壁)과 제1 측벽을 구비한 제1 지지 레일과,
    상기 제1 지지 레일에 대향하여 설치되어 피가공물을 슬라이딩 가능하게 안내하는 제2 저벽과 제2 측벽을 구비한 제2 지지 레일과,
    상기 제1 지지 레일과 상기 제2 지지 레일을 서로 접근 및 이격되는 방향으로 작동시키는 지지 레일 작동 수단과,
    상기 지지 레일 작동 수단의 부하를 검출하는 부하 검출 수단
    을 구비하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 지지 레일 작동 수단을 작동하여 상기 제1 지지 레일과 상기 제2 지지 레일을 서로 접근시켜 상기 제1 측벽과 상기 제2 측벽으로 피가공물을 협지(挾持)할 때에 있어서의 상기 부하 검출 수단으로부터의 부하 신호를 입력하고, 상기 부하 검출 수단으로부터의 부하값이 미리 정해진 값에 도달하였다면 상기 제1 지지 레일과 상기 제2 지지 레일이 서로 미리 정해진 양만큼 이격되는 방향으로 작동하도록 상기 지지 레일 작동 수단을 작동시키는 것인 가공 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피가공물은 표면에 복수의 분할 예정 라인에 의해 구획된 복수의 영역에 디바이스가 형성된 웨이퍼이고, 상기 웨이퍼는 이면이 환형 프레임의 내측 개구부를 덮도록 외주부가 장착된 다이싱 테이프의 표면에 접착되는 것인 가공 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 임시 배치 수단의 상측에는 상기 제1 지지 레일과 상기 제2 지지 레일 상에 임시로 배치된 피가공물을 촬상하는 촬상 수단이 설치되어 있고, 상기 촬상 수단은 가공된 피가공물을 상기 반출·반입 수단에 의해 상기 카세트 배치 수단에 배치된 카세트에 수용할 때에, 상기 제1 지지 레일과 상기 제2 지지 레일을 따라 이동하는 피가공물의 가공 상태를 촬상하는 것인 가공 장치.
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