(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
該搬出テーブルの移動経路上に設置され、該搬出テーブルに載置された該被加工物の表面に気体を噴射し、切削中に付着した液体を該被加工物から除去する乾燥ノズルを備えることを特徴とする請求項3記載の切削装置。
該加工送りユニットにより移動する該チャックテーブルの移動経路上に設置され、該チャックテーブルの該保持面又は該チャックテーブルに保持された被加工物に液体を噴射して該保持面又は該被加工物を洗浄する洗浄ノズルを備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の切削装置。
【背景技術】
【0002】
デバイスチップの製造工程において半導体ウェーハやパッケージ基板、セラミックス基板、ガラス基板等の基板をスピンドルに装着した切削ブレードで切削する切削装置が知られている。
【0003】
切削装置は、切削ブレードを備える切削ユニットと、被加工物を保持するチャックテーブルと、を備える。切削装置のオペレータは被加工物を切削装置に搬入し、チャックテーブル上面の保持面に載せる。そして、チャックテーブルに被加工物を吸引保持させ、切削ブレードを回転させながら被加工物に接触させて被加工物を切削する。切削が完了した後、オペレータは被加工物をチャックテーブルから搬出する。
【0004】
このように、オペレータがチャックテーブルに被加工物を搬入出する切削装置は、マニュアルタイプの切削装置として知られている。これに対して、被加工物の搬入出を自動で実施するフルオートタイプの切削装置が知られている。
【0005】
フルオートタイプの切削装置は、加工前の被加工物が置かれる載置領域と、加工後の被加工物が置かれる搬出領域と、被加工物の搬入出を実施する搬送機構と、を備える。該搬送機構は、載置領域に置かれた加工前の被加工物をチャックテーブルに搬入し、加工後の被加工物をチャックテーブルから搬出領域に搬出する。さらに、フルオートタイプの切削装置は、加工後の被加工物を洗浄する洗浄ユニットを備える場合がある。
【0006】
搬送機構を備えないマニュアルタイプの切削装置は、安価で構成が比較的シンプルであり、設置に要する面積が小さい。しかし、切削加工の前後の所定のタイミングでオペレータが被加工物を搬入出しなければならず、オペレータによる定期的な作業が必要となる。
【0007】
その一方で、搬送機構を備えるフルオートタイプの切削装置では、オペレータは、被加工物の該切削装置への搬入出を切削加工の進行状況に関わらず任意のタイミングで実施できる。しかしながら、搬送機構を備えるため装置構成が複雑となり、切削装置が高コストなる上、大型となるため比較的広い設置面積が必要となる。
【0008】
そこで、フルオートタイプの切削装置において、比較的簡略化された構成で被加工物の搬送を実施する搬送機構を備える切削装置が開発されている(特許文献1参照)。
【発明を実施するための形態】
【0020】
図面を参照して、本発明の一態様に係る切削装置について説明する。まず、本実施形態に係る切削装置の被加工物について、
図1を用いて説明する。
図1は、被加工物及び切削装置を模式的に示す斜視図である。
【0021】
該被加工物1は、例えば、シリコン、SiC(シリコンカーバイド)、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英、セラミックス等の材料からなる基板である。または、該被加工物は、デバイスが樹脂で覆われたパッケージ基板である。被加工物1には分割予定ラインが設定され、分割予定ラインに沿って切削することで被加工物1を分割すると、デバイスチップを形成できる。
【0022】
次に、本実施形態に係る切削装置2について説明する。切削装置2は、各構成を支持する装置基台4を備え、装置基台4の上面に被加工物1を吸引保持するチャックテーブル6と、被加工物1を切削する切削ユニット8と、を備える。切削装置2は、被加工物1をチャックテーブル6で吸引保持し、切削ユニット8により被加工物1を切削する。また、切削装置2は、切削ユニット8に隣接する位置に切削ユニット8のアライメントを実施するために被加工物1を撮影するカメラユニット10を備える。
【0023】
チャックテーブル6は、一端が吸引源に接続された吸引路(不図示)を内部に有し、該吸引路の他端がチャックテーブル6の上部に配設された多孔質部材に接続されている。該多孔質部材は上方に露出しており、該多孔質部材の上面がチャックテーブル6の保持面6aとなる。
【0024】
被加工物1を該保持面6a上に載せ、吸引源を作動させて多孔質部材を通じて被加工物1に負圧を作用させると、該被加工物1がチャックテーブル6に吸引保持される。該チャックテーブル6は、保持面6aに垂直な方向に沿った軸の周りに回転可能である。
【0025】
装置基台4の上面の中央部にはX軸方向に沿った長辺を有する開口16が設けられており、該開口16の内部にはX軸移動デーブル18と、一端が該X軸移動テーブル18に取り付けられた防塵防滴カバー20と、が配設されている。X軸移動テーブル18の下方の防塵防滴カバー20で保護された領域には、X軸移動テーブル18を該保持面6aに平行なX軸方向に沿って移動させる加工送りユニット(不図示)が配設されている。
【0026】
該加工送りユニットは、被加工物1の切削時にチャックテーブル6をX軸方向に加工送りする。すなわち、X軸方向が加工送り方向となる。また、該加工送りユニットは、被加工物1が切削される加工領域62と、被加工物1がチャックテーブル6へ搬入出される搬入出領域60と、の間でチャックテーブル6を加工送り方向へ移動させる。
【0027】
装置基台4の上面の後部には、開口16の上部に伸長する突出部を有する支持構造22が立設されている。支持構造22の前側面には、Y軸方向に平行な一対のY軸ガイドレール24が設けられており、Y軸ガイドレール24にはY軸移動プレート26がスライド可能に取り付けられている。
【0028】
Y軸移動プレート26の後面側には、ナット部(不図示)が設けられており、このナット部には、該Y軸ガイドレール24に平行な該Y軸ボールねじ28が螺合されている。Y軸ボールねじ28の一端には、該Y軸パルスモータ30が連結されている。該Y軸パルスモータ30で該Y軸ボールねじ28を回転させると、Y軸移動プレート26はY軸ガイドレール24に沿ってY軸方向に移動する。
【0029】
一対のY軸ガイドレール24と、Y軸移動プレート26と、Y軸ボールねじ28と、Y軸パルスモータ30と、は、切削ユニット8及びカメラユニット10をY軸方向に割り出し送りする割り出し送りユニットとして機能する。すなわち、Y軸方向が割り出し送り方向となる。
【0030】
Y軸移動プレート26の前面には、Z軸方向に伸長する一対のZ軸ガイドレール32と、それぞれのZ軸ガイドレール32にスライド可能に取り付けられたZ軸移動プレート34と、が配設されている。Z軸移動プレート34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32に平行なZ軸ボールねじ36が螺合されている。
【0031】
Z軸ボールねじ36の一端には、Z軸パルスモータ38が連結されている。Z軸パルスモータ38でZ軸ボールねじ36を回転させれば、Z軸移動プレート34は、Z軸ガイドレール32に沿ってZ軸方向に移動する。Z軸移動プレート34の前面側下部には、切削ユニット8と、カメラユニット10と、が固定されている。
【0032】
一対のZ軸ガイドレール32と、Z軸移動プレート34と、Z軸ボールねじ36と、Z軸パルスモータ38と、は、切削ユニット8及びカメラユニット10をチャックテーブル6の保持面6aに垂直なZ軸方向に移動させる昇降ユニットとして機能する。そして、該割り出し送りユニットと、該昇降ユニットと、は、切削ユニット8等を移動させる移動ユニットとして機能する。
【0033】
切削ユニット8は、Y軸方向に沿ったスピンドル(不図示)と、スピンドルの先端に装着された円環状の切削ブレード8aと、を備える。該スピンドルの基端側には、該スピンドルをY軸方向の周りに回転させるスピンドルモータ(不図示)が接続されている。該スピンドルモータにより該スピンドルを回転させると、切削ブレード8aが回転する。
【0034】
切削ブレード8aは外周部に切刃を備える。切刃は、例えば、砥粒と、該砥粒が分散された結合材と、を含む。回転する切削ブレード8aを所定の高さ位置に位置づけ、X軸移動テーブル18を加工送り方向に移動させると、切削ブレード8aにより被加工物1が切削される。
【0035】
切削ブレード8aにより被加工物1を切削すると、被加工物1から切削屑が発生して飛散してしまう。また、切削により加工熱が生じて、被加工物1や切削ブレード8aが高温となる。そこで、被加工物1を切削する間、被加工物1や切削ブレード8aには、切削液が供給される。切削ユニット8は、切削ブレード8aの側方にノズル8bを備えており、該ノズル8bから被加工物1の上面及び切削ブレード8aに切削液を供給する。
【0036】
ノズル8bから供給される切削液は、例えば、純水である。切削液は、被加工物1や切削ブレード8aを冷却する機能を有する。また、切削加工により生じる切削屑等は、切削液により被加工物1の外部に流されて排除される。
【0037】
装置基台4の上面の該搬入出領域60に隣接した位置には、切削前の被加工物1が載せられる載置領域40が設定される。該切削装置2のオペレータは、任意のタイミングで切削前の被加工物1を該載置領域40に載せる。
【0038】
また、装置基台4の上面の該搬入出領域60に隣接した他の位置には、切削後の被加工物1を搬出する搬出ユニット50が設けられている。該搬出ユニット50は、例えば、被加工物が載せられる搬出テーブル52を備え、該搬出テーブル52は、搬入領域60の直上の領域と、該加工送りユニットの側方の搬出領域70と、の間を移動できる。該直上の領域に位置付けられた搬出ユニット50には、切削後の被加工物1が載せられる。そして、該搬出ユニット50が搬出領域70に移動することで該被加工物1を搬出できる。
【0039】
該切削装置2は、載置領域40に載せられた被加工物1を搬入出領域60に位置するチャックテーブル6に搬送し、該チャックテーブル6に載る被加工物1を搬出ユニット50の搬出テーブル52に搬送する搬送パッド44を備える。
【0040】
該搬送パッド44は、移動ユニットのZ軸移動プレート34に着脱可能である。搬入出領域60の隣接したさらに他の位置には、搬送パッド44が置かれる待機領域58が設けられており、該搬送パッド44は該Z軸移動プレート34に装着されていないとき該待機領域58に置かれる。
【0041】
搬送パッド44の下面は、被加工物1を吸引保持できる吸着面であり、該搬送パッド44の内部には、一端が該吸着面に達する吸引路68(
図2(A)等参照)を備える。該搬送パッド44は、上部にブラケット状の被係合部46を備え、吸引路68の他端は該被係合部46に達する。
【0042】
移動ユニットのZ軸移動プレート34の前面には、加工送り方向(X軸方向)に伸長するアーム42が固定されている。該アーム42は、先端下部に該搬送パッド44の被係合部46に係合される係合部48を備える。該アーム42の内部には、一端が該係合部48に通じる2つの吸引路64,66(
図2(A)等参照)を備える。該吸引路64,66の他端には、それぞれ独立した吸引源(不図示)が接続されている。
【0043】
Z軸移動プレート34のアーム42は該吸引路64を通じて被係合部46に負圧を作用させることで、搬送パッド44の被係合部46をアーム42の係合部48に係合させる。また、アーム42に搬送パッド44が係合されるとき、アーム42が備える該吸引路66は、搬送パッド44が備える吸引路68に連通する。搬送パッド44は、吸引路66及び吸引路68を通じて吸着面に接する被加工物1に負圧を作用させて被加工物1を吸引保持する。
【0044】
なお、アーム42及び被係合部46は、軽量化のために、例えば、アルミニウムを主成分とする金属材料で形成される。ただし、被係合部46と係合部48との密着性を向上させるために、例えば、互いの接触部分にはステンレス鋼が用いられてもよく、接触面は研磨されてもよい。さらに、該接触部分には、吸引路66及び吸引路68の接続部分の気密性を高めるために、該接続部分の周囲を囲むようにOリング等のシール部材が設けられてもよい。
【0045】
切削装置2は、加工領域62と、搬入出領域60と、の間のチャックテーブル6の移動経路の上方に、該開口16を割り出し送り方向(Y軸方向)に跨るパイプ状の洗浄ノズル54を備える。該洗浄ノズル54には、下方に向いた複数の噴出口(不図示)が設けられており、該洗浄ノズル54は該噴出口から純水等の洗浄液を噴出できる。チャックテーブル6が加工領域62から搬入出領域60に移動する際に該洗浄ノズル54から洗浄液を噴出させると、切削ユニット8により切削された該被加工物1を洗浄できる。
【0046】
なお、洗浄の効果を高めるために、洗浄ノズル54からは高圧な洗浄液が被加工物1に噴出されてもよい。また、洗浄ノズル54からはエアーと、水と、が混合された2流体が噴出されてもよい。
【0047】
また、切削装置2は、搬入出領域60の直上の領域と、搬出領域70と、の間の搬出テーブル52の移動経路の上方に、該移動経路を割り出し送り方向(Y軸方向)に跨るパイプ状の乾燥ノズル56を備える。該乾燥ノズル56には、下方に向いた複数の噴出口(不図示)が設けられており、該乾燥ノズル56は該噴出口から乾燥空気等の気体を噴出できる。搬出テーブル52が搬入出領域60の直上の領域から搬出領域70に移動する際に該乾燥ノズル56から気体を噴出させると、切削液等が付着した被加工物1を乾燥できる。
【0048】
次に、切削装置2への被加工物1の搬入出と、被加工物1の切削について、図面を参照して説明する。まず、
図1に示すように切削装置2のオペレータは、載置領域40に被加工物1を載せる。切削装置2は、載置領域40に載せられた被加工物1を搬送パッド44によりチャックテーブル6の保持面6a上に搬送する。
【0049】
被加工物1を搬送パッド44により搬送させる際は、該搬送パッド44を移動ユニットのZ軸移動プレート34に装着する。装着される前の該搬送パッド44は待機領域58に置かれているため、まず、移動ユニットを作動させてアーム42の先端下部の係合部48を搬送パッド44の被係合部46の直下に位置付ける。そして、Z軸移動プレート34をZ軸方向に移動させて該係合部48と、該被係合部46と、を接触させる。
【0050】
図2(A)は、搬送パッドを移動ユニットに装着する様子を模式的に示す側面図であり、
図4(A)は、搬送パッドを移動ユニットに装着する様子を模式的に示す上面図である。
図2(A)及び
図4(A)には、係合部48と、被係合部46と、を接触させた際の状態が模式的に示されている。係合部48と、被係合部46と、を接触させた状態で吸引路64を通じて該被係合部46に負圧を作用させると、搬送パッド44が移動ユニットに装着される。
【0051】
次に、移動ユニットを作動させて割り出し送り方向(Y軸方向)に移動させ搬送パッド44を載置領域40に移動させる。そして、搬送パッド44を下降させて吸着面を被加工物1に接触させる。その後、吸引路66及び吸引路68を通じて被加工物1に負圧を作用させると、被加工物1が搬送パッド44に吸引吸着される。
図4(B)は、搬送パッド44が載置領域40に載置された被加工物1を吸引保持する様子を模式的に示す上面図である。
【0052】
その後、搬送パッド44を上昇させて割り出し送り方向(Y軸方向)に移動させ、搬入出領域60の上方に位置付ける。そして、加工送りユニットを作動させてチャックテーブル6を搬入領域60に移動させて搬送パッド44を下降させる。被加工物1がチャックテーブル6の保持面6aに接触するときに搬送パッド44の下降を停止させる。搬送パッド44による被加工物1の吸引吸着を解除するとともに、チャックテーブル6に該被加工物1を吸引保持させると、搬送パッド44による被加工物1の搬入が完了する。
【0053】
図2(B)は、搬送パッド44により被加工物1をチャックテーブル6に搬入する様子を模式的に示す側面図であり、
図5(A)は、搬送パッド44により被加工物1をチャックテーブル6に搬入する様子を模式的に示す上面図である。このように、移動ユニットにより搬送パッド44を移動させることで被加工物1を搬送できるため、本実施形態に係る切削装置2では、搬送パッド44を移動させる独立した移動機構が不要である。
【0054】
図3(A)は、切削ユニットにより被加工物を切削する様子を模式的に示す側面図であり、
図5(B)は、切削ユニットにより被加工物を切削する様子を模式的に示す上面図である。搬送パッド44が移動ユニットに装着されていると、被加工物1の切削時に移動ユニットにより切削ユニット8を移動させる際の負荷が大きくなるため、被加工物1を切削する前に搬送パッド44を移動ユニットから脱離させ待機領域58に置いてもよい。
【0055】
図3(A)及び
図5(B)には、待機領域58に置かれた搬送パッド44が示されている。搬送パッド44を待機領域58に置く際は、移動ユニットを作動させて搬送パッド44を待機領域58に接触させ、吸引路66を通じた搬送パッドの吸引を停止させる。
【0056】
被加工物1を切削する際には、加工送りユニットを作動させてX軸移動テーブル18を加工領域62に移動させる。そして、移動ユニットを作動させて、切削ユニット8の切削ブレード8aを被加工物1の切削に適した所定の高さに位置付け、X軸移動テーブル18を加工送り方向に移動させると、チャックテーブル6の保持面6a上に保持された被加工物1が切削され切削溝3が形成される。被加工物1を切削する際は、カメラユニット10で被加工物1を撮像して切削予定のラインを確認しアライメントを実施する。
【0057】
一つの切削予定ラインに沿って被加工物1を切削加工した後、移動ユニットを作動させて切削ユニット8を割り出し送り方向に移動させ、再び加工送りユニットを作動させて被加工物1を切削する。そして、一つの方向に沿った被加工物1の切削が完了した後、チャックテーブル6を保持面6aに垂直な軸の周りに回転させて、他の方向に沿って被加工物1を切削する。
【0058】
被加工物1を切削する際は、ノズル8bから切削液を噴出させ、切削ブレード8a及び被加工物1に切削液を供給する。切削により被加工物1から生じる切削屑は該切削液により洗い流される。また、被加工物1と、切削ブレード8aと、の摩擦により生じる熱は、該切削液により除去される。
【0059】
なお、被加工物1を切削している間に切削装置2のオペレータは、
図5(B)に示すように、新たな被加工物1aを載置領域40に載せてもよい。このように、該オペレータは、任意のタイミングで被加工物1aを切削装置2に搬入できる。
【0060】
被加工物1の切削が完了した後、加工送りユニットを作動させてチャックテーブル6を搬入出領域60に移動させる。この際、洗浄ノズル54から洗浄液を被加工物1に噴出させると、被加工物1の被加工面側が洗浄される。
【0061】
次に、被加工物1をチャックテーブル6から搬出する。被加工物1をチャックテーブル6から搬出する際には、再び搬送パッド44を移動ユニットのZ軸移動プレート34のアーム42に装着する。そして、移動ユニットを作動させて搬送パッド44を移動し、該搬送パッド44に被加工物1を吸引保持させる。
図6(A)は、搬送パッド44により被加工物1を吸引保持する様子を模式的に示す上面図である。
【0062】
そして、被加工物1を保持面6aに垂直な方向(Z軸方向)に移動させる。その後、搬出ユニット50の搬出テーブル52を加工送り方向(X軸方向)に移動させ、該搬入出領域60の直上の領域で搬送パッドの下方に位置付ける。次に、搬送パッド44を下降させ被加工物1を搬出テーブル52に接触させ、搬送パッド44による被加工物1の吸引吸着を解除する。
【0063】
すると、該搬出テーブル52に被加工物1が載る。
図3(B)は、搬送パッド44により被加工物1を搬出ユニット50に載せる様子を模式的に示す側面図であり、
図6(B)は、被加工物1を搬出ユニット50に載せる様子を模式的に示す上面図である。その後、搬出ユニット50の搬出テーブル52を搬出領域70に移動させると、被加工物1が搬出される。
図7(A)は、搬出ユニット50により被加工物1を搬出する様子を模式的に示す上面図である。
【0064】
なお、切削装置2から搬出される被加工物1には、切削液や洗浄液等の液体が付着している。該液体は、加工装置2の外部で床面や被加工物1の収容容器内等に飛散して、汚染の原因となる場合がある。また、被加工物1に該液体が付着していると、被加工物1の劣化の原因となる場合もある。そこで、搬出ユニット50の搬出テーブル52を搬出領域70に移動させる際、乾燥ノズル56から高圧の気体を被加工物1に噴出させることで被加工物1を乾燥し、該液体を除去してもよい。
【0065】
加工された被加工物1は、加工装置2のオペレータが任意のタイミングで搬出テーブル52から搬出できる。加工装置2では、
図7(B)に示す通り、被加工物1が搬出テーブル52から搬出される前に、搬送パッド44による新たな被加工物1aの搬送を開始できる。
図7(B)は、新たな被加工物1aを吸引保持するために搬送パッド44を移動ユニットで移動させる様子を模式的に示す上面図である。
【0066】
さらに、被加工物1の乾燥は、切削ユニット8による新たな被加工物1aの切削を実施する間に実施されてもよい。すなわち、新たな被加工物1aが切削されている間、乾燥ノズル56から高圧の気体を噴出させながら、被加工物1が載る搬出テーブル52を乾燥ノズル56の下方で繰り返し移動させることで被加工物1を乾燥させてもよい。
【0067】
本実施形態に係る切削装置2によると、移動ユニットに着脱可能な搬送パッド44により被加工物1を搬送できる。搬送パッド44は、切削ユニット8等を移動させる移動ユニットにより移動できるため、切削装置2では独立した搬送機構を使用せずに被加工物1を搬送できる。切削装置2は、オペレータが被加工物1を任意のタイミングで搬入出できるフルオートタイプの切削装置であるが、被加工物1の搬送用の独立した移動機構が不要であり、切削装置2の構成が複雑化せず、切削装置2の大型化や高コスト化を抑制できる。
【0068】
なお、上記実施形態では、オペレータは切削前の被加工物1を載置領域40に載せ、切削後の被加工物1を搬出ユニット50の搬出テーブル52から搬出したが、本発明の一態様に係る切削装置2はこれに限定されない。
【0069】
例えば、オペレータは切削前の被加工物1を搬出テーブル52に載せてもよい。この場合、切削装置2は、搬出ユニット50と搬送パッド44とにより被加工物1をチャックテーブル6に搬送し、切削後の被加工物1を搬送パッド44により載置領域40に搬送する。そして、オペレータは載置領域40に置かれた切削後の被加工物1を搬出する。
【0070】
また、上記実施形態では、搬送パッド44は吸引により被加工物1を保持したが、被加工物1の保持方法はこれに限定されない。例えば、搬送パッド44は磁力や静電気力により被加工物1を保持してもよい。
【0071】
その他、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。