WO2007102304A1

WO2007102304A1 - シート切断装置及び切断方法

Info

Publication number: WO2007102304A1
Application number: PCT/JP2007/052998
Authority: WO
Inventors: Hideaki Nonaka; Kan Nakata
Original assignee: Lintec Corporation
Priority date: 2006-03-09
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2007-09-13
Also published as: JP2007242948A; TW200802675A

Description

シート切断装置及び切断方法

技術分野

[0001] 本発明はシート切断装置及び切断方法に係り、更に詳しくは、板状部材の外周からはみ出る大きさのシートを板状部材に貼付した後に、当該シートを板状部材の外周に沿って切断することができるシート切断装置及び切断方法に関する。

背景技術

[0002] 従来より、半導体ウェハ（以下、単に、「ウェハ」と称する）には、その表面となる回路面を保護するための保護シートを貼付することが行われている。

[0003] 保護シートが貼付されたウェハは、後工程にて裏面研削 (バックグラインド）が行われるため、保護シートを貼付する際に、ウェハ外周からはみ出ることがないように切断して裏面研削時のシート巻き込みによるウエノ、破損を防止することが要求される。そこで、特許文献 1には、ウェハ外周からはみ出ることがない大きさに保護シートを切断しておき、この切断の後に保護シートをウェハに貼付する方法が提案されている（例えば、特許文献 1参照)。

[0004] 特許文献 1 :特開 2001— 148412号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、特許文献 1に開示されたシート切断方法は、ウェハの外周からはみ出る大きさのシートを吸着装置に吸着させておき、その状態で、ウェハの大きさよりも小さい円周軌跡に沿ってカッター刃を平面内で回転させることでシート切断を行い、この切断の後に、前記シートをウェハに貼付する構成となっている。

このように、特許文献 1に開示されたシート切断方法は、シートをウェハに貼付した状態で行うものではないため、前記吸着装置等、シート切断用の専用装置が必要になり、ウェハ処理装置全体としての構造の大型化、複雑化や、ウェハ処理工程の煩雑性を惹起する、という不都合がある。

[0006] [発明の目的] 本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、ウェハ等の板状部材の外周からはみ出る大きさのシートを板状部材に貼付した状態で、前記シートを板状部材の外周より内側で切断して構造の簡略ィ匕を達成することのできるシート切断装置及び切断方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007] 前記目的を達成するため、本発明は、板状部材の外周からはみ出る大きさのシートを前記板状部材の面に貼付した後に、カッター刃を介して前記シートを板状部材の外周に沿って切断するシート切断装置におヽて、

前記板状部材のシート貼付面に接する差し込み深さとなるようにカッター刃を保持する保持手段を含み、前記カッター刃の刃先が板状部材の外周に沿う直近内側に位置して当該カッター刃と板状部材とを相対移動させることで前記シートを板状部材の大きさよりも小さく切断する、という構成を採っている。

[0008] 本発明において、前記カッター刃と板状部材とを相対回転させるときに、板状部材に対するカッター刃の接触圧を検知する圧力検知手段を更に含み、一定の接触圧を保って前記切断を行う、という構成を採ることができる。

[0009] また、前記カッター刃は、刃ホルダと、当該刃ホルダに着脱自在に設けられた刃とを含み、前記圧力検知手段は、前記刃ホルダに内蔵されるロードセルにより構成することがでさる。

[0010] 更に、前記保持手段は多関節型のロボットにより構成され、当該ロボットは、複数の関節を有するとともに、各関節が数値制御される、という構成を採ることもできる。

[0011] また、前記カッター刃は、切断時にトウイン角、キャンバ角、キャスタ角が調整可能に設けられている。

[0012] 更に、前記カッター刃の先端側を検査する刃先検査手段を更に含み、前記シートの切断動作が完了したとき及び z又はシートの切断動作前に、刃先検査を行うように設けるとよい。

[0013] また、前記刃先検査手段でカッター刃の長さの変化を検出したときに、その変化量に応じてカッター刃の差し込み深さを調整することができる。

[0014] 更に、本発明は、板状部材の外周からはみ出る大きさのシートを前記板状部材に貼付した後に、カッター刃を介して前記シートを板状部材の外周に沿って切断するシート切断方法において、

前記カッター刃の刃先が板状部材のシート貼付面に接する位置までカッター刃を差し込み、

次いで、カッター刃と板状部材とを相対移動させて当該板状部材の大きさよりも小さくシートを切断する、という方法を採っている。

[0015] 前記シート切断方法において、前記板状部材に対する刃先の接触圧を検知し、当該接触圧を一定に保ちながら前記切断を行う、という方法を採っている。

発明の効果

[0016] 本発明によれば、板状部材に貼付されたシートを切断する際に、カッター刃の刃先を差し込む位置が板状部材の外周より内側に設定されるため、その面に切断跡が形成され得るものの、板状部材の大きさよりも小さくシートを切断することができる。なお、板状部材カ Sバックグラインド前の半導体ウェハである場合の回路面側の保護シートを切断する場合には、ウェハの外縁直近の内側は電子部品として使用しない領域として捉えることができるため、その領域への傷つきは実質的な悪影響を与えることはないものとなる。

また、ノックグラインド後の半導体ウェハの場合でも、当該ウェハに対する刃先の接触圧を高精度に管理ないし維持することにより、ウェハ外周側の割れを回避しつつシート切断を行うことも可能となる。接触圧の検出に際しては、刃ホルダにロードセルを内蔵して行う構成であるから、刃先と板状部材との接触圧力を精度よく検知することができる。

更に、前記カッター刃を保持する保持手段を数値制御される多関節型のロボットにより構成した場合には、カッター刃の移動軌跡に多様性を付与して複雑な平面形状となるシート切断を行うことができる他、ロードセルによる検出結果をロボットにフィードノックし、当該フィードバック信号に基づ、て設定された差し込み深さを更新しつつリアルタイムで切断制御を行うことができる。

また、切断時のトウイン角、キャンバ角、キャスタ角が調整可能となることにより、シートの厚み、剛性等に応じてこれらを調整して最適条件によるシート切断を行うことが可能となる。

更に、カッター刃の刃先検査が行える構成であるため、カッター刃が折れたり、磨耗することによって長さ変化を生じたときに、以後のカッター刃の差し込み深さを調整することにより、切断不良を回避することができる。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]本実施形態に係るシート切断装置及びテーブルの概略正面図。

[図 2]前記シート切断装置の自由端側を示す拡大斜視図。

[図 3]カッター刃の拡大斜視図。

[図 4]トウイン角を保ってシートを切断する動作説明図。

[図 5]キャンバ角を保ってシートを切断する動作説明図。

[図 6]キャスタ角を保ってシートを切断する動作説明図。

符号の説明

[0018] 10 シート切断装置

12 ロボット (保持手段）

13 カッター刃

13A 刃ホルダ

13B 刃

25 ロードセル (圧力検知手段）

26 カメラ (刃先検査手段）

S シート

w 半導体ウェハ (板状部材）

発明を実施するための最良の形態

[0019] 以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

[0020] 図 1には、本実施形態に係るシート切断装置 10と、当該シート切断装置 10の側方に位置するとともに、板状部材としてのバックグラインド前のウェハ Wを支持して当該ウェハ _Wの上面（回路面）に保護用の接着性シート Sを貼付するテーブル 11の概略正面図が示されている。この図において、シート切断装置 10は、保持手段を構成するロボット 12と、当該ロボット 12の自由端側に支持されたカッター刃 13とを備えて構成されている。ロボット 12は、ベース部 14と、当該ベース 14の上面側に配置されて矢印 A〜F方向に回転可能に設けられた第 1アーム 15A〜第 6アーム 15Fと、第 6ァーム 15Fの先端側すなわちロボット 12の自由端側に取り付けられた工具保持チヤック 19とを含む。第 2、第 3及び第 5アーム 15B、 15C、 15Eは、図 1中 Y X Z面内で回転可能に設けられているとともに、第 1、第 4及び第 6アーム 15A、 15D、 15Fは、その軸周りに回転可能に設けられている。本実施形態におけるロボット 12は数値制御（ Numerical Control)により制御されるものである。すなわち、加工物（ウェハ W)に対する各関節の移動量がそれぞれに対応する数値情報で制御され、全てその移動量がプログラムにより制御されるものであって、従来の切断装置のようにウェハサイズが変更になるごとにカッター刃の位置を手作業で変更するものとは全く違う方式を利用するものである。更に、従来の切断装置では、カッター刃の姿勢変更 (後述するトウイン角 α 1、キャンバ角 a 2、キャスタ角 a 3)に伴い、切断径をその都度再調整する必要があつたが、本実施形態のロボット 12は、どのようにカッター刃の姿勢が変更になつたとしても、切断径を高精度に設定値に保つことができる。

[0021] 前記工具保持チャック 19は、図 2に示されるように、略円筒状をなすカッター刃受容体 20と、当該カッター刃受容体 20の周方向略 120度間隔を隔てた位置に配置されてカッター刃 13を着脱自在に保持する三つのチャック爪 21とを備えて構成されている。各チャック爪 21は、内方端が鋭角となる先尖形状部 21Aとされており、空圧によってカッター刃受容体 20の中心に対して径方向に進退可能となっている。

[0022] 前記カッター刃 13は、図 3に示されるように、基部領域を形成する第 1刃ホルダ 13a と、先端部領域を形成する第 2刃ホルダ 13bとを備えた刃ホルダ 13Aと、当該第 2刃ホルダ 13bに着脱自在に固定された刃 13Bとにより構成されている。第 1刃ホルダ 13 aは略円柱状をなし、その外周面の周方向略 120度間隔位置における基端側に溝 2 2が軸方向に沿って形成され、これらの溝 22に前記チャック爪 21の先尖形状部 21A が係合することで、工具保持チャック 19に対するカッター刃 13の位置が一定に保たれるようになっている。

[0023] 前記第 1刃ホルダ 13aには、第 2刃ホルダ 13bを介してウェハ Wに対する刃 13Bの接触圧を検知する圧力検知手段としてのロードセル 25が内蔵されている。このロードセル 25は、刃 13Bの先端がウエノ、 Wに接触したとき（図 6参照）の反力を接触圧として検知するものであり、刃ホルダ 13Aを前記工具保持チャック 19に保持させたときに、ロードセル 25がシート切断装置 10の制御装置に電気的に接続されるようになっている。

[0024] 図 2に示されるように、カッター刃 13は、切断動作を終了して所定の位置において、刃検査手段としてのカメラ 26により刃 13Bの先端側が検査されるように構成されている。カメラ 26は、刃 13Bの先端領域を撮像するとともに画像処理して基準長さに対する刃 13Bの長さ変化を検出するようになっており、刃 13Bの先端が折れたり、摩耗等により短くなつた変化を検出したときに、前記ロボット 12は、その変化量を補完するように次の切断時の差し込み深さを調整し、これにより、カッター刃 12の差し込み深さ量が不足することがないようになつている。また、刃 13Bが前記検査によって短くなつたと判断された場合は、直前に切断されたシート Sは正確に切断されていない可能性があるため、当該シートを検査するように外部へ信号を出力できるようになって!/、る

[0025] 前記テーブル 11は、図 1に示されるように、平面視略方形の外側テーブル 31と、平面視略円形の内側テーブル 32とにより構成されている。外側テーブル 31は内側テ一ブル 32の外縁との間に隙間 Cを形成する状態で当該内側テーブル 32を受容可能な凹状に設けられているとともに、単軸ロボット 34を介してベース 35に対して昇降可能に設けられている。この一方、内側テーブル 32は、単軸ロボット 36を介して外側テーブル 31に対して昇降可能に設けられている。従って、外側テーブル 31と内側テ一ブル 32は、一体的に昇降可能であるとともに、相互に独立して昇降可能とされ、これにより、接着性のシート Sの厚み、ウェハ Wの厚みに応じて所定の高さ位置に調整できるようになつている。

[0026] なお、ここでは図示省略している力前記テーブル 11の上部側には、ウェハ W上にシート Sを繰り出すシート繰出ユニットと、ウェハ W上に繰り出されたシート Sの上面側に接しながら回転移動して当該シート Sをウェハ Wに貼り付ける貼合ローラーが配置されるようになつている。

[0027] 次に、本実施形態におけるシート Sの切断方法について、図 4ないし図 6をも参照しながら説明する。なお、シート Sは、特願 2005— 198806号に開示された要領にてゥェハ Wに貼付される。

[0028] 初期設定として、図示しない入力装置にウェハ Wの外形寸法と、図 4に示されるように、切断方向上面視にお、てカッター刃 13の中心線が切断方向に対して傾斜したトウィン角 α 1、図 5に示されるように、切断方向正面視においてカッター刃 13の中心線が傾斜したキャンバ角 α 2、図 6に示されるように、切断方向側面視においてカツタ一刃 13の中心線が切断方向に傾斜したキャスタ角《3をそれぞれ入力する。このようなトウイン角 1、キャンバ角 ex 2及びキャスタ角 ex 3を設定する理由は、シート Sの厚みや、剛性等に応じて最適な条件にて切断を行えるようにするためである。なお、力ッター刃 13の回転半径は、回路パターンにもよる力半導体チップとして使用しない外周領域内であれば任意に設定が可能である。

[0029] 接着シート Sをウエノ、 Wに貼付する間は、シート切断装置 10は、カッター刃 13がテ一ブル 1 1の側方位置に待避した位置に保たれ、ウェハ Wの上面に接着シート Sが貼付された後に、カッター刃 13がテーブル 1 1の上方位置に移動するようにロボット 1 2が所定動作する。

[0030] 次、で、前記入力装置に入力されたデータを基に、図示しな!、制御装置の記憶部に格納された移動データを読み出し、刃 13Bは、トウイン角 a 1、キャンバ角 α 2及びキャスタ角《3を保持しながらウェハ Wの外縁よりも内側位置で、シート Sに先端が差し込まれる。この差し込み量は、シート Sの厚みに略対応しており、前記ロボット 12によって制御され、刃 13Bの先端がウエノ、 Wに接触するまで差し込まれる。このようにしてカッター刃 13の差し込みが行われた状態で、ロードセル 25による接触圧の検知が開始されることとなる。なお、この差し込みに関しては、刃 13Bの先端位置と前記外側テーブル 31の上面位置とが略一致することから、前記単軸ロボット 34とロボット 12とを電気的にリンクさせることによって設定することも可能である。

[0031] そして、ロボット 12の動作によりカッター刃 13がウェハ Wの外周に沿って 360度回転したときに、ウェハ Wの輪郭に略対応するようにシート Sを切断することができる。この切断が終了すると、カッター刃 13は、ロボット 12の動作によって待機位置に戻り、カメラ 26により刃先検査を受ける。この刃先検査において、刃 13Bが摩耗等により長さが短くなつたことが検出されると、次の切断に際して、長さの変化量が補正される。すなわち、カッター刃 13の差し込み深さがロボット 12によって前回よりも深く設定され、これにより、差し込み深さが不十分なことに起因した切断不良が回避される。なお、カメラ 26は、刃 13Bが継続使用できる力否かを併せて判定する機能を備えており、刃 13Bの先端検査により所定長さ以上短くなつたことを検出した場合には、継続使用不可と判断し、図示しな、カッター刃ストツ力に収納されて、る他のカッター刃 13を口ボット 12が自動的に付け替えるようになつている。

[0032] 従って、このような実施形態によれば、ウェハ Wの大きさよりも小さくなる状態でシート Sを切断することが可能となり、後の工程においてウェハ Wの外周力もシート Sがはみ出る場合に生じる不都合を確実に防止することができる、という効果を得る。

[0033] 以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されている力本発明は、これに限定されるものではない。

すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなぐ以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更をカロえることができるものである。

[0034] 例えば、前記実施形態では、関節が数値制御されるロボット 12を用いた場合を図示、説明したが、カッター刃 13の昇降動作と平面内での回転動作とを実現可能な簡易な装置を採用してもよい。この場合、ロードセルにより検知された接触圧と設定圧との誤差調整が必要となったときに、カッター刃 13又はテーブルを上下に微調整することで対応することができる。また、前記ロボット 12を用いた場合には圧力検知手段の省略を妨げない。

Claims

請求の範囲

[1] 板状部材の外周からはみ出る大きさのシートを前記板状部材の面に貼付した後に、カッター刃を介して前記シートを板状部材の外周に沿って切断するシート切断装置において、

前記板状部材のシート貼付面に接する差し込み深さとなるようにカッター刃を保持する保持手段を含み、前記カッター刃の刃先が板状部材の外周に沿う直近内側に位置して当該カッター刃と板状部材とを相対移動させることで前記シートを板状部材の大きさよりも小さく切断することを特徴とするシート切断装置。

[2] 前記カッター刃と板状部材とを相対回転させるときに、板状部材に対するカッター刃の接触圧を検知する圧力検知手段を更に含み、一定の接触圧を保って前記切断を行うことを特徴とする請求項 1記載のシート切断装置。

[3] 前記カッター刃は、刃ホルダと、当該刃ホルダに着脱自在に設けられた刃とを含み、前記圧力検知手段は、前記刃ホルダに内蔵されるロードセルにより構成されていることを特徴とする請求項 2記載のシート切断装置。

[4] 前記保持手段は多関節型のロボットにより構成され、当該ロボットは、複数の関節を有するとともに、各関節が数値制御されることを特徴とする請求項 1, 2又は 3記載のシート切断装置。

[5] 前記カッター刃は、切断時にトウイン角、キャンバ角、キャスタ角が調整可能に設けられて、ることを特徴とする請求項 1な、し 4の何れかに記載のシート切断装置。

[6] 前記カッター刃の先端側を検査する刃先検査手段を更に含み、前記シートの切断動作が完了したとき及び Z又はシートの切断動作前に、刃先検査を行うことを特徴とする請求項 1ないし 5の何れかに記載のシート切断装置。

[7] 前記刃先検査手段でカッター刃の長さの変化を検出したときに、その変化量に応じてカッター刃の差し込み深さが調整されることを特徴とする請求項 6記載のシート切断装置。

[8] 板状部材の外周からはみ出る大きさのシートを前記板状部材に貼付した後に、カツタ一刃を介して前記シートを板状部材の外周に沿って切断するシート切断方法にぉヽて、前記カッター刃の刃先が板状部材のシート貼付面に接する位置までカッター刃を差し込み、

次いで、カッター刃と板状部材とを相対移動させて当該板状部材の大きさよりも小さくシートを切断することを特徴とするシート切断方法。

前記板状部材に対する刃先の接触圧を検知し、当該接触圧を一定に保ちながら前記切断を行うことを特徴とする請求項 8記載のシート切断方法。