TW201447996A - 切削裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於防止工件之大口徑化所造成的裝置面積增大，同時還要能提升生產性。解決手段為使切削裝置設有裝設於導軌機構其中一邊的外側面，且可在第一Y軸導軌上移動的第一及第二切削機構，和裝設於另一邊之側面且可在第二Y軸導軌上移動的第三及第四切削機構。第一切削機構之第一轉軸與第二切削機構之第二轉軸為在懸吊狀態下，使切削刀相面對而裝設，第三切削機構之第三轉軸與第四切削機構之第四轉軸為在懸吊狀態下，使切削刀相面對而裝設。第一及第三轉軸，與第二及第四轉軸並分別在X軸方向上並列而構成為可移動。

Description

切削裝置 發明領域

本發明是有關於一種切削裝置，特別是有關於沿切割道切削半導體晶圓等工件之切削裝置。

發明背景

在半導體裝置製程中，是於半導體晶圓表面使切割道(分割預定線)形成格子狀，並在以切割道所劃分的區域中會形成IC、LSI等電路。並且，半導體晶圓是藉由切削裝置沿切割道切削，而分割為一個個的半導體晶片。作為如此分割半導體晶圓的分割裝置，一般是使用作為晶片切割裝置用的切削裝置。此切削裝置具備了保持工件之夾頭台，和具有對保持於夾頭台上之工件進行切削之切削刀的切削機構。並且，藉由邊旋轉切削刀邊相對地切削傳送夾頭台，來切削半導體晶圓。

隨著近年工件的大口徑化，為了提升生產性，亦有裝設4軸轉軸的切削裝置之方案被提出(參照專利文獻1)。專利文獻1記載之切削裝置中，是使具有Y軸方向之軸心的4個轉軸，以預定的間隔設置以配置成在X軸方向上並列。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開平11-274109號公報

發明概要

然而，在專利文獻1中記載的切削裝置，由於是使4軸轉軸以預定間隔設置並配置成在X軸方向上並列，故除了會使裝置面積增大外，還有單線切削需要耗費時間之課題。

本發明即鑒於此實際情況而作成者，其目的為提供可防止因工件之大口徑化造成裝置面積增大，同時還可提升生產性的切削裝置。

本發明之切削裝置，其特徵為具有沿X軸方向延伸設置的X軸導軌、沿該X軸導軌裝設成可移動並具有保持工件之保持面的夾頭台、使該夾頭台沿著該X軸導軌進行切削傳送之切削傳送機構、在與該X軸導軌垂直相交的方向上延伸裝設的Y軸導軌、沿該Y軸導軌裝設成可移動且用於切削保持於該夾頭台上之工件之切削機構，以及具有一對包夾該X軸導軌形成相面對豎立設置的支柱部，和跨越該X軸導軌架設在該一對支柱部間的導軌機構，並設有可容許該夾頭台移動之開口的門型支撐框架。該Y軸導軌由沿該導軌 機構其中一邊的側面延伸裝設之第一Y軸導軌，和沿該導軌機構另一邊的側面延伸裝設之第二Y軸導軌所構成。該切削機構設有可沿該第一Y軸導軌移動之具備第一切削刀之第一切削機構以及具備第二切削刀之第二切削機構，並設有可沿該第二Y軸導軌移動之具備第三切削刀之第三切削機構以及具備第四切削刀之第四切削機構。該第一切削機構設有裝設成可在該第一Y軸導軌上移動之第一分度傳送基台、可在相對於該夾頭台之保持面為垂直的方向上移動且裝設於該第一分度傳送基台上之第一切入傳送基台，和安裝在該第一切入傳送基台而具備第一切削刀之第一轉軸。該第二切削機構設有裝設成可在沿著該第一Y軸導軌的方向上移動之第二分度傳送基台、可在相對於該夾頭台之保持面為垂直的方向上移動且裝設於該第二分度傳送基台上之第二切入傳送基台，和安裝在該第二切入傳送基台之具備第二切削刀之第二轉軸。該第一轉軸與該第二轉軸是在懸吊狀態下使位於該門型支撐框架之該開口中的該第一切削刀與該第二切削刀以互相相向的方式相面對裝設。該第三切削機構設有裝設成可在該第二Y軸導軌上移動之第三分度傳送基台、可在相對於該夾頭台之保持面為垂直的方向上移動且裝設於該第三分度傳送基台上之第三切入傳送基台，和安裝在該第三切入傳送基台且具備第三切削刀之第三轉軸。該第四切削機構設有裝設成可在沿著該第二Y軸導軌的方向上移動之第四分度傳送基台、可在相對於該夾頭台之保持面為垂直的方向上移動且裝設於該第四分度 傳送基台上之第四切入傳送基台，和安裝在該第四切入傳送基台之具備第四切削刀之第四轉軸。該第三轉軸以及該第四轉軸為在懸吊狀態下使位於該門型支撐框架之該開口中的該第三切削刀以及該第四切削刀以互相相向的方式相面對裝設。該第一轉軸以及該第三轉軸，和該第二轉軸與該第四轉軸分別在該支撐框架之該開口中相互並列並可移動。

根據此構造，在裝設於導軌機構之兩側面之第一Y軸導軌以及第二Y軸導軌中，是藉由使位於支撐框架的開口中，沿Y軸方向相面對之轉軸分別為懸吊狀態，以使切削刀相面對裝設。因此，可在不使整個裝置大型化之下裝設4軸轉軸，所以可以防止因工件之大口徑化所造成的裝置面積增大，同時還可以提升生產性。

本發明之切削裝置的特徵為，該X軸導軌是並列裝設2個以上，且各別的該X軸導軌上裝設有該切削傳送機構以及該夾頭台。

根據本發明，能夠提供可防止因工件之大口徑化所造成的裝置面積增大，同時還可提升生產性的切削裝置。

1、10‧‧‧切削裝置

2‧‧‧基台

3a‧‧‧第一夾頭台

3b‧‧‧第二夾頭台

31a、31b‧‧‧θ基台

32a、32b‧‧‧保持部

33a、33b‧‧‧保持面

34a、34b‧‧‧夾具部

4a‧‧‧第一夾頭台移動機構(切削傳送機構)

4b‧‧‧第二夾頭台移動機構(切削傳送機構)

41a、41b‧‧‧X軸導軌

42a、42b‧‧‧X軸基台

43a、43b、62、63‧‧‧滾珠螺桿

44a、44b、64、73a、73b、73c、73d‧‧‧驅動馬達

5、9‧‧‧支撐框架

51、91‧‧‧支柱部

52、90‧‧‧導軌機構

52a、52b‧‧‧外側面

53‧‧‧開口

61a‧‧‧第一Y軸導軌(Y軸導軌)

65a‧‧‧Y軸基台(第一分度傳送基台)

65b‧‧‧Y軸基台(第二分度傳送基台)

65c‧‧‧Y軸基台(第三分度傳送基台)

65d‧‧‧Y軸基台(第四分度傳送基台)

71a、71b、71c、71d‧‧‧導軌

72a‧‧‧Z軸基台(第一切入傳送基台)

72b‧‧‧Z軸基台(第二切入傳送基台)

72c‧‧‧Z軸基台(第三切入傳送基台)

72d‧‧‧Z軸基台(第四切入傳 送基台)

75a、75b、75c、75d‧‧‧連結部

8a‧‧‧第一切削機構

8b‧‧‧第二切削機構

8c‧‧‧第三切削機構

8d‧‧‧第四切削機構

81a‧‧‧第一轉軸

81b‧‧‧第二轉軸

81c‧‧‧第三轉軸

81d‧‧‧第四轉軸

82a‧‧‧第一切削刀

82b‧‧‧第二切削刀

82c‧‧‧第三切削刀

82d‧‧‧第四切削刀

92、93‧‧‧板狀構件

S‧‧‧切割道(分割預定線)

W、W1、W2‧‧‧半導體晶圓(工件)

T‧‧‧黏貼膠帶

F‧‧‧支撐框架

X、Y、Z‧‧‧方向

圖1為有關本發明之第1實施形態的切削裝置之立體圖；圖2A~圖2C為用於說明本實施形態之切削裝置的切削加工動作例的平面模式圖；以及 圖3為有關本發明之第2實施形態的切削裝置之立體圖。

用以實施發明之形態

以下，參照附圖來詳細說明本發明之實施形態。圖1為有關本發明之第1實施形態的切削裝置之立體圖。首先，在說明本實施形態之切削裝置以前，針對成為切削對象之半導體晶圓(工件)簡單地作說明。

如圖1所示，半導體晶圓W形成為概呈圓盤狀。半導體晶圓W的表面以排列成格子狀之切割道(分割預定線)S劃分成多個區域，並在此劃分之區域中形成IC、LSI等裝置。又，半導體晶圓W透過黏貼膠帶T而受到環狀框架F支撐。再者，在本實施形態中，作為工件，雖然舉矽晶圓等之半導體晶圓W為例來說明，但並不限於此構成。例如，黏貼在半導體晶圓W上之DAF(Die Attach Film)等黏貼構件、半導體製品的封裝、陶瓷、玻璃、藍寶石(Al₂O₃)類的無機材料基板、各種電氣零件以及要求微米級之加工位置精密度的各種加工材料也都可以作為工件。

接下來說明本實施形態之切削裝置。如圖1所示，切削裝置1是以第一切削機構8a、第二切削機構8b、第三切削機構8c以及第四切削機構8d(參照圖2)構成為對保持在設置於基台2之第一夾頭台3a以及第二夾頭台3b上之2個半導體晶圓W進行切削。

在基台2上，設有使第一夾頭台3a沿X軸方向(切 削傳送方向)移動之第一夾頭台移動機構(切削傳送機構)4a，和使第二夾頭台3b沿X軸方向移動之第二夾頭台移動機構(切削傳送機構)4b。

第一夾頭台移動機構4a設有一對在基台2上沿X軸方向延伸之X軸導軌41a，和可滑動地設置於一對X軸導軌41a上的馬達驅動之X軸基台42a。X軸基台42a上設有第一夾頭台3a。X軸基台42a之背面側形成有圖未示之螺母部，於此螺母部上螺合有滾珠螺桿43a。並且，於滾珠螺桿43a之一端部連結有驅動馬達44a，以此驅動馬達44a來使滾珠螺桿43a旋轉驅動。

第二夾頭台移動機構4b具有與第一夾頭台移動機構4a相同的構成。具體而言，第二夾頭台移動機構4b設有一對於基台2上沿X軸方向延伸之X軸導軌41b，和可滑動地設置於一對X軸導軌41b的馬達驅動之X軸基台42b。X軸基台42b的上方設有第二夾頭台3b。X軸基台42b的背面側形成有圖未示之螺母部，於此螺母部上螺合有滾珠螺桿43b。並且，滾珠螺桿43b之一端部連結有驅動馬達44b，以此驅動馬達44b來使滾珠螺桿43b旋轉驅動。

第一夾頭台3a具有固定在X軸基台42a上表面之可繞Z軸旋轉的θ基台31a，和設置在θ基台31a之上方，用來吸附保持半導體晶圓W之保持部32a。保持部32a為具有預定厚度的圓盤狀，並於上表面中央部位形成有保持面33a。保持面33a是一個以負壓並透過黏貼膠帶T來吸附半導體晶圓W的面，並透過保持部32a的內部配管連接至圖未示 的吸引源。此外，在保持部32a的周圍，透過朝直徑方向外側延伸之支撐臂而設有多數個夾具部34a。多數個夾具部34a是以氣動致動器來驅動，用於挾持固定半導體晶圓W周圍的環狀框架F。

第二夾頭台3b具有與第一夾頭台3a相同的構造。具體而言，第一夾頭台3b具有固定在X軸基台42b上表面之可繞Z軸旋轉的θ基台31b，和設置在θ基台31b上方，用來吸附保持半導體晶圓W之保持部32b。保持部32b為具有預定厚度的圓盤狀，並於上表面中央部位形成有保持面33b。保持面33b是一個以負壓並透過黏貼膠帶T來吸附半導體晶圓W的面，並透過保持部32b的內部配管連接至圖未示的吸引源。此外，在保持部32b的周圍，透過朝直徑方向外側延伸之支撐臂而設有多數個夾具部34b。

又，基台2上，設有跨越X軸導軌41a、41b形成的門型支撐框架5。支撐框架5具有一對豎立設置於基台2上的支柱部51，和架設於一對支柱部51之間的導軌機構52。一對支柱部51是包夾X軸導軌41a、41b而在Y軸方向上相面對裝設，並於一對支柱部51之上方支撐著導軌機構52。藉由該等一對支柱部51以及導軌機構52，而形成可容許第一夾頭台3a、第二夾頭台3b往X軸方向移動的開口53。

導軌機構52是由沿Y軸方向延伸的單一個板狀構件所構成。在此導軌機構52其中一邊的外側面(側面)52a上設有上下一對沿Y軸方向延伸的第一Y軸導軌61a，在導軌機構52另一邊的外側面(側面)52b上設有上下一對沿Y軸 方向延伸的第二Y軸導軌(省略圖示)。在第一Y軸導軌61a上，使第一切削機構8a以及第二切削機構8b設置成可沿Y軸方向移動，並在第二Y軸導軌上，使第三切削機構8c以及第四切削機構8d(參照圖2)設置成可沿Y軸方向移動。

在一對第一Y軸導軌61a之間，設有2個滾珠螺桿62、63，在滾珠螺桿62、63的一端部分別設有驅動馬達64(滾珠螺桿62側之驅動馬達未圖示)。同樣地，在一對第二Y軸導軌間也設有2個滾珠螺桿，在滾珠螺桿的一端部分別設有驅動馬達(皆省略圖示)。

第一切削機構8a具有可滑動地裝設於第一Y軸導軌61a上的馬達驅動之Y軸基台(第一分度傳送基台)65a、一對互相平行地配置於Y軸基台65a表面且沿Z軸方向延伸的導軌71a，和可滑動地配置於一對導軌71a上的馬達驅動之Z軸基台(第一切入傳送基台)72a。在Z軸基台72a上，透過連結部75a而安裝有第一轉軸81a。

Y軸基台65a的背面側形成有圖未示之螺母部，於此螺母部上螺合有滾珠螺桿62。滾珠螺桿62的一端部連接有圖未示之驅動馬達，並以此驅動馬達使滾珠螺桿62旋轉驅動。藉此，使Y軸基台65a可沿著第一Y軸導軌61a在Y軸方向上來回動作。

在Z軸基台72a的背面側形成有圖未示之螺母部，於此螺母部上螺合有圖未示之滾珠螺桿。滾珠螺桿的一端部連接有驅動馬達73a，並以此驅動馬達73a使滾珠螺桿旋轉驅動。藉此，使Z軸基台72a可在相對於第一夾頭台 3a的保持面33a(第二夾頭台3b的保持面33b)形成垂直方向之Z軸方向上來回動作。

連結部75a形成為使位於開口53內之第一轉軸81a與第三切削機構8c之第三轉軸81c(參照圖2A)相靠近。在本實施形態中，連結部75a是形成為朝向第三轉軸81c側彎曲之反向L字形。此外，在連結部75a中裝設了具有CCD等攝影元件之第一攝影機構76a(參照圖2)。以第一攝影機構76a的攝影元件來拍攝半導體晶圓W之表面，並藉由使預先儲存的主要圖樣與包含在拍攝影像中的主要圖樣相匹配，來實施校準處理。

第一轉軸81a具有在Y軸方向上之軸心，且在面對第二切削機構8b的第二轉軸81b的一側，設有圓盤狀的第一切削刀82a。藉由第一轉軸81a使第一切削刀82a高速旋轉，並一邊從圖未示之多數個噴嘴往切削部分噴射切削水，一邊對半導體晶圓W進行切削加工。

第二切削機構8b具有與第一切削機構8a幾乎相同的構成。具體而言，第二切削機構8b具有可滑動地裝設於第一Y軸導軌61a上的馬達驅動之Y軸基台(第二分度傳送基台)65b、一對互相平行地配置於Y軸基台65b表面且沿Z軸方向延伸的導軌71b，和可滑動地配置於一對導軌71b上的馬達驅動之Z軸基台(第二切入傳送基台)72b。在Z軸基台72b上，透過連結部75b而安裝有第二轉軸81b。

Y軸基台65b的背面側形成有圖未示之螺母部，於此螺母部上螺合有滾珠螺桿63。滾珠螺桿63的一端部連 接有驅動馬達64，並以此驅動馬達64使滾珠螺桿63旋轉驅動。藉此，使Y軸基台65b可沿著第一Y軸導軌61a在Y軸方向上來回動作。

Z軸基台72b的背面側形成有圖未示之螺母部，於此螺母部上螺合有圖未示之滾珠螺桿。滾珠螺桿的一端部連接有驅動馬達73b，並以此驅動馬達73b使滾珠螺桿旋轉驅動。藉此，使Z軸基台72b可在相對於第二夾頭台3b的保持面33b(第一夾頭台3a的保持面33a)形成垂直方向之Z軸方向上來回動作。

連結部75b形成為使第二轉軸81b與第四切削機構8d之第四轉軸81d相靠近(參照圖2A)。在本實施形態中，連結部75b是形成為朝向第四轉軸81d側彎曲之反向L字形。此外，在連結部75b中，與連結部75a一樣地，設置了校準處理用的第二攝影機構76b(參照圖2)。

第二轉軸81b具有在Y軸方向上之軸心，且在面對第一轉軸81a的一側，設有圓盤狀的第二切削刀82b(參照圖2)。藉由第二轉軸81b使第二切削刀82b高速旋轉，邊從圖未示出之多數個噴嘴往切削部分噴射切削水，邊對半導體晶圓W作切削加工。

第三切削機構8c(參照圖2)具有與第一切削機構8a幾乎相同的構造。具體而言，第三切削機構8c設有可滑動地裝設於第二Y軸導軌上之馬達驅動的Y軸基台(第三分度傳送基台)65c、一對互相平行地配置於Y軸基台65c表面且沿Z軸方向延伸的導軌71c，和可滑動地配置於一對導軌 71c上之馬達驅動的Z軸基台(第三切入傳送基台)72c。並於Z軸基台72c上透過連結部75c以裝設第三轉軸81c(參照圖2)。

Y軸基台65c的背面側形成有圖未示之螺母部，於此螺母部上螺合有滾珠螺桿(省略圖示)。於滾珠螺桿的一端部連結有圖未示之驅動馬達，並藉由此驅動馬達使滾珠螺桿被旋轉驅動。藉此，使Y軸基台65c可沿著第二Y軸導軌在Y軸方向上來回動作。

Z軸基台72c的背面側，形成有圖未示之螺母部，於此螺母部上螺合有圖未示之滾珠螺桿。於滾珠螺桿的一端部連結有驅動馬達73c，並藉此驅動馬達73c使滾珠螺桿被旋轉驅動。藉此，使Z軸基台72c可在相對於第一夾頭台3a的保持面33a(第二夾頭台3b的保持面33b)形成垂直方向的Z軸方向上來回動作。

連結部75c形成為在開口53內使第三轉軸81c與第一轉軸81a相靠近(參照圖2A)。在本實施形態中，連結部75c形成為朝向第一轉軸81a側彎曲的反向L字形。此外，在連結部75c中，與連結部75a一樣地，設置了校準處理用的第三攝影機構76c(參照圖2)。

第三轉軸81c具有在Y軸方向之軸心，且在面對第四轉軸81d的一側，設有圓盤狀的第三切削刀82c(參照圖2)。藉由第三轉軸81c使第三切削刀82c高速旋轉，邊從圖未示之多數個噴嘴往切削部分噴射切削水，邊對半導體晶圓W作切削加工。

第四切削機構8d(參照圖2)具有與第一切削機構8a幾乎相同的構造。具體而言，第四切削機構8d設有可滑動地裝設於第二Y軸導軌上之馬達驅動的Y軸基台(第四分度傳送基台)65d、一對互相平行地配置於Y軸基台65d表面且沿Z軸方向延伸的導軌71d，和可滑動地配置於一對導軌71d上之馬達驅動的Z軸基台(第四切入傳送基台)72d。並於Z軸基台72d上透過連結部75d以裝設第二轉軸81d(參照圖2)。

Y軸基台65d的背面側形成有圖未示之螺母部，於此螺母部上螺合有滾珠螺桿(省略圖示)。於滾珠螺桿的一端部連結有圖未示之驅動馬達，藉由此驅動馬達使滾珠螺桿被旋轉驅動。藉此，使Y軸基台65d可沿著第二Y軸導軌在Y軸方向上來回動作。

Z軸基台72d的背面側，形成有圖未示之螺母部，於此螺母部上螺合有圖未示之滾珠螺桿。於滾珠螺桿的一端部連結有驅動馬達73d，並藉此驅動馬達73d使滾珠螺桿被旋轉驅動。藉此，使Z軸基台72d可在相對於第二夾頭台3b的保持面33b(第一夾頭台3a的保持面33a)形成垂直的Z軸方向上來回動作。

連結部75d形成為使第四轉軸81d與第二轉軸81b相靠近(參照圖2A)。在本實施形態中，連結部75d形成為朝向第二轉軸81b側彎曲的反向L字形。此外，在連結部75d中，與連結部75a一樣地，設置了校準處理用的第四攝影機構76d(參照圖2)。

第四轉軸81d具有在Y軸方向之軸心，且在面對第三轉軸81c的一側，設有圓盤狀的第四切削刀82d(參照圖2)。藉由第四轉軸81d使第四切削刀82d高速旋轉，邊從圖末示之多數個噴嘴往切削部分噴射切削水，邊對半導體晶圓W作切削加工。

在如上述所構成的切削裝置1中，第一轉軸81a以及第二轉軸81b，是在支撐框架5之開口53中，於導軌機構52其中一邊的側面52a以懸吊狀態，使第一切削刀82a以及第二切削刀82b在Y軸方向上相面對而裝設。此外，第一轉軸81a以及第二轉軸81b構成為可在Y軸方向上相靠近以及相遠離。因此，可使第一切削刀82a與第二切削刀82b在同一半導體晶圓W1上，於Y軸方向以預定的線距間隔量錯開而靠近(參照圖2B)。同樣地，第三轉軸81c以及第四轉軸81d是在支撐框架5之開口53中，於導軌機構52另一邊的側面52b以懸吊狀態，使第三切削刀82c以及第四切削刀82d在Y軸方向上相面對而裝設。此外，第三轉軸81c以及第四轉軸81d構成為可在Y軸方向上相靠近以及相遠離。因此，使第三切削刀82c以及第四切削刀82d可在同一半導體晶圓W2上，於Y軸方向以預定的線距間隔量錯開而靠近(參照圖2B)。

此外，因為連結部75a與連結部75c是在支撐框架5之開口53內，形成為朝向互相接近之方向彎曲，故安裝在連結部75a上的第一轉軸81a與安裝在連結部75c上的第三轉軸81c，是在X軸方向上相鄰接而配置。亦即，設置在第 一轉軸81a上的第一切削刀82a與設置在第三轉軸81c上的第三切削刀82c，也是形成為在X軸方向相接近之配置。因此，使第一切削刀82a與第三切削刀82c，以並列於沿X軸方向延伸之同一直線上的狀態配置在同一半導體晶圓W1上(參照圖2A)。同樣地，因為連結部75b與連結部75d是在支撐框架5之開口53內，形成為朝向互相接近之方向彎曲，故安裝在連結部75b上的第二轉軸81b與安裝在連結部75d上的第四轉軸81d，是在X軸方向上相鄰接而配置。亦即，設置在第二轉軸81b上的第二切削刀82b與設置在第四轉軸81d上的第四切削刀82d，也是形成為在X軸方向相接近之配置。因此，使第二切削刀82b與第四切削刀82d，以並列於沿X軸方向延伸之同一直線上的狀態配置在同一半導體晶圓W2上(參照圖2A)。

在此種切削裝置1中，如果使在Y軸方向上相面對之切削刀彼此定位在同一個半導體晶圓W上時，便可以進行所謂的稱之為對向軸雙刃(facing dual)方式的切削加工，如果使在X軸方向上互相接近之切削刀彼此定位在同一個半導體晶圓W上時，便可進行所謂的稱之為同向軸雙刃(parallel dual)方式的切削加工。藉此，可提升切削加工的變化性，同時可以藉由對2個半導體晶圓W同時進行加工而提升生產能力(throughput)。

以下，參照圖2來詳細說明切削裝置1的切削加工的動作例。圖2表示本實施形態之切削裝置1的切削加工之動作例的說明圖。圖2A表示以所謂的同向軸雙刃方式進行 階段式切割(step cut)時的動作例。圖2B表示以所謂對向軸雙刃方式進行雙重切割(dual cut)時的動作例。圖2C表示在以對向軸雙刃方式進行階段式切割的同時進行環切(ring cut)時之動作例。再者，以下所示之加工動作例，終究僅是其中的一例，且並不限定於此等之加工動作例。

圖2A是表示，使在X軸方向上相接近之第一切削刀82a以及第三切削刀82c定位在半導體晶圓W1上，並使在X軸方向上相接近之第二切削刀82b以及第四切削刀82d定位在半導體晶圓W2上，用同向軸雙刃方式進行階段式切割之情況。並列配置於X軸方向上之2個轉軸上，安裝有不同種類的切削刀。在此，是在第一切削刀82a以及第二切削刀82b使用切削溝形成用(去除表面膜用)的刀片，而在第三切削刀82c以及第四切削刀82d使用分割用(全切割用)的刀片。

首先，使保持於第一夾頭台3a上之半導體晶圓W1的格子狀之分割預定線S，透過θ基台31a(參照圖1)的旋轉而與X軸方向以及Y軸方向平行地對齊。同樣地，使保持於第二夾頭台3b上之半導體晶圓W2的格子狀之分割預定線S，透過θ基台31b(參照圖1)的旋轉而與X軸方向以及Y軸方向平行地對齊。

接著，使第一切削刀82a以及第三切削刀82c定位於半導體晶圓W1的Y軸方向上之一端部側的分割預定線S的延長線上。此時，調整第一切削刀82a的切入深度，以使切削溝之底部具有自半導體晶圓W1的背面的預定厚度。又，將第三切削刀82c的切入深度調整成可切斷半導體晶圓 W1之切入深度。同樣地，使第二切削刀82b以及第四切削刀82d定位於半導體晶圓W2的Y軸方向上之一端部側的分割預定線S的延長線上。此時，調整第二切削刀82b的切入深度，以使切削溝之底部具有自半導體晶圓W2的背面之預定厚度。又，將第四切削刀82d的切入深度調整成可切斷半導體晶圓W2的切入深度。

並且，相對於高速旋轉的第一切削刀82a以及第三切削刀82c，使第一夾頭台3a在X軸方向上相對移動。藉此，透過第一切削刀82a切入半導體晶圓W1以沿著分割預定線S形成切削溝。並且，透過第三切削刀82c，切入經由第一切削刀82a的切入動作而形成的切削溝，以切斷半導體晶圓W1。同樣地，相對於高速旋轉的第二切削刀82b以及第四切削刀82d，使第二夾頭台3b在X軸方向上相對移動。藉此，透過第二切削刀82b切入半導體晶圓W2以沿著分割預定線S形成切削溝。並且，透過第四切削刀82d，切入經由第二切削刀82b的切入動作而形成之切削溝，以切斷半導體晶圓W2。

每結束一條分割預定線S的加工時，使第一切削刀82a以及第三切削刀82c，在Y軸方向上只移動分割預定線S的線距間隔量，並定位於半導體晶圓W1上未加工的分割預定線S的延長線上。同樣地，每結束一條分割預定線S的加工時，使第二切削刀82b以及第四切削刀82d，在Y軸方向上只移動分割預定線S的線距間隔量，並定位於半導體晶圓W2上未加工的分割預定線S的延長線上。並且，相對於第 一切削刀82a以及第三切削刀82c，使第一夾頭台3a在X軸方向上相對移動，且相對於第二切削刀82b以及第四切削刀82d，使第二夾頭台3b在X軸方向上相對移動。重複進行這些動作以使半導體晶圓W1、W2在X軸方向的所有分割預定線S都被加工。使半導體晶圓W1、W2在X軸方向上之所有分割預定線S都被加工時，將θ基台31a、31b(參照圖1)旋轉90度，重複進行與上述同樣的動作，以使半導體晶圓W1、W2之所有的分割預定線S都被加工。

如此，由於可透過2組並列於X軸方向的切削刀，同時切削半導體晶圓W1、W2之各分割預定線S，故能提升生產能力。再者，如果並列之切削刀的兩者都是使用全切割用的刀片，並使其中一邊的切削刀在Y軸方向上只錯開預定的線距間隔而定位時，也可以同時切削加工同一個半導體晶圓W上的2條分割預定線S。

圖2B是表示，使在Y軸方向上相面對之第一切削刀82a以及第二切削刀82b定位於半導體晶圓W1上，並使在Y軸方向上相面對之第三切削刀82c以及第四切削刀82d定位於半導體晶圓W2上，以對向軸雙刃方式進行雙重切割的情況。在此，所有的切削刀82a~82d都是使用全切割用的刀片。

首先，使保持於第一夾頭台3a上之半導體晶圓W1的格子狀之分割預定線S，藉θ基台31a(參照圖1)的旋轉而與X軸方向以及Y軸方向平行地對齊。同樣地，使保持於第二夾頭台3b上之半導體晶圓W2的格子狀之分割預定線 S，藉θ基台31b(參照圖1)的旋轉而與X軸方向以及Y軸方向平行地對齊。

接著，使在Y軸方向上相面對之第一切削刀82a以及第二切削刀82b，定位於半導體晶圓W1之Y軸方向的兩端部的分割預定線S的延長線上。亦即，將第一切削刀82a與第二切削刀82b定位在位於半導體晶圓W1之Y軸方向的兩端部的分割預定線S的延長線上，以使其在X軸方向的加工距離一致。此時，將第一切削刀82a以及第二切削刀82b的切入深度，調整成可切斷半導體晶圓W1的切入深度。同樣地，使在Y軸方向上相面對之第三切削刀82c以及第四切削刀82d，定位於半導體晶圓W2之Y軸方向的兩端部的分割預定線S的延長線上。亦即，將第三切削刀82c以及第四切削刀82d定位在位於半導體晶圓W2之Y軸方向的兩端部的分割預定線S的延長線上，以使其在X軸方向的加工距離一致。此時，將第三切削刀82c以及第四切削刀82d的切入深度，調整成可切斷半導體晶圓W2的切入深度。

並且，相對於高速旋轉之第一切削刀82a以及第二切削刀82b，使第一夾頭台3a在X軸方向上相對移動。藉此，可以透過第一切削刀82a以及第二切削刀82b，在同一個行程下同時切入半導體晶圓W1上之兩端部的分割預定線S，以切斷半導體晶圓W1。同樣地，相對於高速旋轉的第三切削刀82c以及第四切削刀82d，使第二夾頭台3b在X軸方向上相對移動。藉此，可以透過第三切削刀82c以及第四切削刀82d，在同一個行程下同時切入半導體晶圓W2上 之兩端部的分割預定線S，以切斷半導體晶圓W2。

每結束2條分割預定線S的加工時，使第一切削刀82a以及第二切削刀82b，從Y軸方向的外側往內側只移動分割預定線S的線距間隔量，並定位於半導體晶圓W1上未加工的分割預定線S的延長線上。此時，也是將第一切削刀82a與第二切削刀82b定位在半導體晶圓W1之分割預定線S的延長線上，以使其在X軸方向的加工距離一致。同樣地，每結束2條分割預定線S的加工時，使第三切削刀82c以及第四切削刀82d，從Y軸方向的外側往內側只移動分割預定線S的線距間隔量，並定位於半導體晶圓W2上未加工的分割預定線S的延長線上。此時，也是將第三切削刀82c以及第四切削刀82d定位在半導體晶圓W2之分割預定線S的延長線上，以使其在X軸方向的加工距離一致。並且，相對於第一切削刀82a以及第二切削刀82b，使第一夾頭台3a在X軸方向上相對移動，相對於第三切削刀82c以及第四切削刀82d，使第二夾頭台3b在X軸方向上相對移動。重複進行這些動作以加工沿半導體晶圓W1、W2之X軸方向延伸之所有分割預定線S。於使沿半導體晶圓W1、W2之X軸方向延伸之所有分割預定線S都被加工時，將θ基台31a、31b(參照圖1)旋轉90度，並重複進行與上述同樣的動作，以使半導體晶圓W1、W2之所有分割預定線S都被加工。

如此，由於可透過在Y軸方向上相面對之2組切削刀，在同一個行程下不浪費地且同時地切削半導體晶圓W1、W2之各分割預定線S，故能提升生產能力。再者，在 圖2B所示之加工動作例中，雖然是從半導體晶圓W之Y軸方向的兩端部的分割預定線S往內側進行加工，但是從半導體晶圓W的中心側之分割預定線S往Y軸方向之外側進行加工亦可。又，在Y軸方向上相面對之切削刀的其中一邊的切削刀使用切削溝形成用(去除表面膜用)刀片，在另一邊的切削刀是使用分割用(全切割用)刀片時，也可進行階段式切割。此時，是以切削溝形成用切削刀沿分割預定線S形成切削溝後，再以全分割用切削刀切入切削溝以切斷半導體晶圓W。

圖2C表示，使在Y軸方向上相面對之第一切削刀82a以及第二切削刀82b定位在半導體晶圓W1上而用對向軸雙刃方式進行階段式切割，並將第四切削刀82d定位於半導體晶圓W2上以進行環切(圓周切割)的情況。在此，形成在第一切削刀82a中使用切削溝形成用(去除表面膜用)刀片，在第二切削刀82b中使用分割用(全切割用)刀片。又，在第四切削刀82d中使用環切用刀片。

首先，使保持於第一夾頭台3a上之半導體晶圓W1的格子狀之分割預定線S，藉由θ基台31a(參照圖1)的旋轉而與X軸方向以及Y軸方向平行地對齊。

其次，使第一切削刀82a定位於半導體晶圓W1之Y軸方向的一端部側的分割預定線S之延長線上。此時，調整第一切削刀82a的切入深度，以使切削溝的底部具有自半導體晶圓W1之背面的預定厚度。另一方面，第四切削刀82d是定位在與半導體晶圓W2之外周部相對峙的位置上。

並且，相對於高速旋轉的第一切削刀82a，使第 一夾頭台3a在X軸方向上相對移動，並切入半導體晶圓W1以在分割預定線S上形成切削溝。在一條分割預定線S上形成切削溝時，使第一切削刀82a從Y軸方向外側往內側只移動分割預定線S的線距間隔量，並定位於半導體晶圓W1上未加工的分割預定線S的延長線上。並且，使第二切削刀82b定位在半導體晶圓W1上之形成切削溝的分割預定線S的延長線上。此時，將第二切削刀82b的切入深度調整成可切斷半導體晶圓W1的切入深度。

並且，相對於高速旋轉的第一切削刀82a以及第二切削刀82b，使第一夾頭台3a在X軸方向上相對移動。藉此，以第一切削刀82a在半導體晶圓W1上未加工的分割預定線S形成切削溝，同時以第二切削刀82b切入形成於半導體晶圓W1上之切削溝以切斷半導體晶圓W1。

如此，每結束一條分割預定線S的加工時，第一切削刀82a在Y軸方向上僅移動分割預定線S的線距間隔量而定位於半導體晶圓W1未加工的分割預定線S的延長線上，且第二切削刀82b在Y軸方向上僅移動分割預定線S的線距間隔量而定位於半導體晶圓W1上已形成切削溝的分割預定線S的延長線上。並且，相對於第一切削刀82a以及第二切削刀82b，使第一夾頭台3a在X軸方向上相對移動。重複進行這些動作以使沿半導體晶圓W1的X軸方向延伸之所有分割預定線S都被加工。於沿半導體晶圓W1的X軸方向延伸之所有分割預定線S都被加工時，將θ基台31a(參照圖1)旋轉90度，重複進行與上述同樣的動作，以使半導體晶圓 W1之所有分割預定線S都被加工。

另一方面，將第四切削刀82d定位在形成於半導體晶圓W2外周部之圓弧狀倒角部(外緣剩餘區域)。並且，將高速旋轉之第四切削刀82d降下，以切入旋轉之第二夾頭台3b上的半導體晶圓W2之外周部。藉由第四切削刀82d，而切入旋轉之半導體晶圓W2之外周部時，可對半導體晶圓W2之外周部進行倒角加工。

如圖2A~圖2C所示，藉由改變4個轉軸(切削刀)的配置位置以及刀片種類，可使切削加工之自由度提升以進行多種切削加工，同時還能提升生產能力。

如上所述，有關本實施形態之切削裝置1，是在構成門型支撐框架5之導軌機構52其中一邊的側面52a裝設第一Y軸導軌61a，並在另一邊的側面52b裝設第二Y軸導軌。並且，在支撐框架5之開口53中，在Y軸方向相面對之轉軸以懸吊狀態，分別使其切削刀相面對而裝設。因此，由於可在不使整個裝置大型化下裝設4軸轉軸，故可以防止工件之大口徑化所造成的裝置面積增大，同時還可以提升生產性。

接著，用圖3說明與第2實施形態有關的切削裝置。圖3為第2實施形態的切削裝置之立體圖。第2實施形態的切削裝置10，與上述第1實施形態的切削裝置1相比，僅門型之支撐框架9的結構不同。因此，僅就特別不同處加以說明，相同的結構則使用相同符號，並省略掉重複的說明。

如圖3所示，門型的支撐框架9具有豎立設置在基 台2上的一對支柱部91，和架設於一對支柱部91間的導軌機構90。導軌機構90是由沿Y軸方向延伸的2個板狀構件92以及93所構成。一對支柱部91以包夾X軸導軌41a、41b的方式，在Y軸方向上相面對而裝設。在一對支柱部91的上方，2個板狀構件92、93以平行於Y軸方向配置的狀態分別受到支撐。藉由此等一對支柱部91以及2個板狀構件92、93，形成了可容許第一夾頭台3a、第二夾頭台3b往X軸方向移動的開口53。

板狀構件92其中一邊的外側面(側面)92a上設置有上下一對之沿Y軸方向延伸的第一Y軸導軌61a，板狀構件93另一邊的外側面(側面)93b上設置有上下一對之沿Y軸方向延伸的第二Y軸導軌(省略圖示)。在第一Y軸導軌61a中，設有可沿Y軸方向移動的第一切削機構8a以及第二切削機構8b，在第二Y軸導軌中，設有可沿Y軸方向移動的第三切削機構8c以及第四切削機構8d(在圖3中，未圖示出第三切削機構8c以及第四切削機構8d)。

如上所述，第2實施形態的切削裝置10，是在構成門型支撐框架9之導軌機構90(板狀構件92)其中一邊的側面92a上裝設第一Y軸導軌61a，並在導軌機構90(板狀構件93)另一邊的側面93b上裝設第二Y軸導軌。並且，在支撐框架9之開口53處，在Y軸方向上相面對之轉軸以懸吊狀態，分別使切削刀相面對而裝設。因此，可在不使整個裝置大型化下裝設4軸轉軸，故可以防止工件之大口徑化所造成的裝置面積增大，同時還可以提升生產性。

再者，上述實施形態，雖然是在基台2上設置2個X軸導軌41a、41b之構造，但並不以此種構造為限。例如，在基台2上裝設2個以上的X軸導軌，並做成在各自的X軸導軌上裝設切削傳送機構以及夾頭台之構造亦可。

又，本次所揭示之實施形態，是以所有的要點來例示，故並不受限於此實施形態。本發明之範圍並非僅以上述實施形態的說明內容表示，而是以專利申請範圍來表示，並意欲包含與專利申請範圍均等的意義以及其範圍內之所有變更。

產業上之可利用性

如以上所說明，本發明可以防止工件之大口徑化所造成的裝置面積增大，同時還具有提升生產性的效果，尤其對於將半導體晶圓等工件沿分割預定線切削的切削裝置而言是有用的。

1‧‧‧切削裝置

2‧‧‧基台

3a‧‧‧第一夾頭台

3b‧‧‧第二夾頭台

31a、31b‧‧‧θ基台

32a、32b‧‧‧保持部

33a、33b‧‧‧保持面

34a、34b‧‧‧夾具部

4a‧‧‧第一夾頭台移動機構(切削傳送機構)

4b‧‧‧第二夾頭台移動機構(切削傳送機構)

41a、41b‧‧‧X軸導軌

42a、42b‧‧‧X軸基台

43a、43b、62、63‧‧‧滾珠螺桿

44a、44b、64、73a、73b、73c、73d‧‧‧驅動馬達

5‧‧‧支撐框架

51‧‧‧支柱部

52‧‧‧導軌機構

52a、52b‧‧‧外側面

53‧‧‧開口

61a‧‧‧第一Y軸導軌(Y軸導軌)

65a‧‧‧Y軸基台(第一分度傳送基台)

65b‧‧‧Y軸基台(第二分度傳送基台)

65c‧‧‧Y軸基台(第三分度傳送基台)

65d‧‧‧Y軸基台(第四分度傳送基台)

71a、71b、71c、71d‧‧‧導軌

72a‧‧‧Z軸基台(第一切入傳送基台)

72b‧‧‧Z軸基台(第二切入傳送基台)

72c‧‧‧Z軸基台(第三切入傳送基台)

72d‧‧‧Z軸基台(第四切入傳送基台)

75a、75b、75c‧‧‧連結部

8a‧‧‧第一切削機構

8b‧‧‧第二切削機構

8c‧‧‧第三切削機構

81a‧‧‧第一轉軸

81b‧‧‧第二轉軸

82a‧‧‧第一切削刀

82c‧‧‧第三切削刀

S‧‧‧切割道(分割預定線)

W‧‧‧半導體晶圓(工件)

T‧‧‧黏貼膠帶

F‧‧‧支撐框架

X、Y、Z‧‧‧方向

Claims (2)

1. 一種切削裝置，特徵為該切削裝置包含：X軸導軌，沿X軸方向延伸設置；夾頭台，沿該X軸導軌裝設成可移動且具有保持工件之保持面；切削傳送機構，使該夾頭台沿該X軸導軌進行切削傳送；Y軸導軌，在與該X軸導軌垂直相交的方向上延伸而裝設；切削機構，沿該Y軸導軌裝設成可移動且用於切削保持於該夾頭台上之工件；以及門型支撐框架，具有一對包夾該X軸導軌形成相面對而豎立設置的支柱部，和跨越該X軸導軌架設在該一對支柱部間的導軌機構，並設有可容許該夾頭台移動之開口；該Y軸導軌由沿該導軌機構其中一邊的側面延伸裝設之第一Y軸導軌，和沿該導軌機構另一邊的側面延伸裝設之第二Y軸導軌所構成，該切削機構包含沿該第一Y軸導軌裝設成分別可移動之設有第一切削刀的第一切削機構與設有第二切削刀之第二切削機構，和沿該第二Y軸導軌裝設成分別可移動之設有第三切削刀的第三切削機構與設有第四切削刀之第四切削機構， 該第一切削機構包含裝設成可在該第一Y軸導軌上移動之第一分度傳送基台、可在相對於該夾頭台之保持面為垂直的方向上移動且裝設於該第一分度傳送基台上之第一切入傳送基台，和安裝在該第一切入傳送基台而具備第一切削刀的第一轉軸，該第二切削機構包含裝設成可在沿著該第一Y軸導軌方向上移動之第二分度傳送基台、可在相對於該夾頭台之保持面為垂直的方向上移動且裝設於該第二分度傳送基台上之第二切入傳送基台，和安裝在該第二切入傳送基台之具備第二切削刀的第二轉軸，該第一轉軸以及該第二轉軸是在懸吊狀態下使該門型支撐框架之該開口中的該第一切削刀與該第二切削刀以互相相向的方式相面對裝設，該第三切削機構包含裝設成可在該第二Y軸導軌上移動之第三分度傳送基台、可在相對於該夾頭台之保持面為垂直的方向上移動且裝設於該第三分度傳送基台上之第三切入傳送基台，和安裝在該第三切入傳送基台上且具備第三切削刀的第三轉軸，該第四切削機構包含裝設成可在沿著該第二Y軸導軌的方向上移動之第四分度傳送基台、可在相對於該夾頭台之保持面為垂直的方向上移動且裝設於該第四分度傳送基台上之第四切入傳送基台，和安裝在該第四切入傳送基台之具備第四切削刀的第四轉軸，該第三轉軸以及該第四轉軸為在懸吊狀態下使該 門型支撐框架之該開口中的該第三切削刀以及該第四切削刀以互相相向的方式相面對裝設，該第一轉軸以及該第三轉軸，與該第二轉軸以及該第四轉軸分別在該支撐框架的該開口中相互並列並可移動。
2. 如請求項1所述的切削裝置，特徵在於，該X軸導軌是並列裝設2個以上，且各別的該X軸導軌上裝設有該切削傳送機構以及該夾頭台。