JP2004152923A - 加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アライメント作業時に加工水を供給していても、被加工物の撮像領域に加工水が流れ込まないようにした切削装置を提供する。
【解決手段】被加工物を保持し加工領域および該加工領域に隣接するアライメント領域に移動可能に構成されたチャックテーブル３３と、チャックテーブル３３に保持された被加工物に加工水を供給しつつ加工する加工手段と、チャックテーブルに保持された被加工物の加工すべき領域を検出する撮像手段６と、チャックテーブル３３をアライメント領域から加工領域まで移動するとともに加工送り方向に移動せしめるチャックテーブル移動手段３７とが静止基台２に配設された加工装置であって、静止基台２はアライメント領域側が加工領域側より高くなるように傾斜して構成されている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエーハ等の薄板状の被加工物を切削するための切削装置等の加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリート（切断ライン）によって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによって回路が形成された領域を分離して個々の半導体チップを製造している。半導体ウエーハのストリートに沿った切断は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物を保持し切削領域および該切削領域に隣接するアライメント領域に移動可能に構成されたチャックテーブルと、該切削領域に配設され該チャックテーブルに保持された被加工物に加工水を供給しつつ切削する切削手段と、該アライメント領域に配設され該チャックテーブルに保持された被加工物の切削すべき領域を検出する撮像手段と、該チャックテーブルを該アライメント領域から該切削領域まで移動するとともに切削送り方向に移動せしめるチャックテーブル移動手段とを具備し、これらは静止基台に配設されている。このような切削装置においては、被加工物の切削加工精度を維持するため熱変動による切削手段等の構成部材の熱伸縮が生じないようにアライメント作業時においても加工水を供給している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
而して、被加工物を切削した後、切削溝を確認するためにアライメント領域に被加工物を位置付け、被加工物の表面に高圧エアーを吹き付けて被加工物の表面に付着している加工水を排除した後に撮像手段によって切削溝を撮像しているが、残留している加工水が被加工物の撮像領域に流れ込み切削溝に侵入するため切削溝の状態を正確に確認することができない。また、アライメント領域と切削領域とは隣接して設けられているため、被加工物の切削すべき領域を撮像手段によって撮像する際に、被加工物の撮像領域に加工水が流れ込み、アライメントに誤作動が生じるという問題がある。
【０００４】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、アライメント作業時に被加工物の撮像領域に加工水が侵入しないようにした加工装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持し加工領域および該加工領域に隣接するアライメント領域に移動可能に構成されたチャックテーブルと、該加工領域に配設され該チャックテーブルに保持された被加工物に加工水を供給しつつ加工する加工手段と、該アライメント領域に配設され該チャックテーブルに保持された被加工物の加工すべき領域を検出する撮像手段と、該チャックテーブルを該アライメント領域から該加工領域まで移動するとともに加工送り方向に移動せしめるチャックテーブル移動手段とが静止基台に配設された加工装置において、
該静止基台は、該アライメント領域側が該加工領域側より高くなるように傾斜して構成されている、
ことを特徴とする加工装置が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された加工装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００７】
図１には、本発明によって構成された加工装置としての切削装置の斜視図が示されている。図１に示された切削装置は、略直方体状の装置ハウジング１を具備している。この装置ハウジング１内には、図２に示す静止基台２と、該静止基台２に切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構３と、静止基台２に割り出し送り方向である矢印Ｙで示す方向（切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に垂直な方向）に移動可能に配設されたスピンドル支持機構４と、該スピンドル支持機構４に切り込み送り方向である矢印Ｚで示す方向に移動可能に配設された切削手段としてのスピンドルユニット５が配設されている。
【０００８】
上記チャックテーブル機構３は、静止基台２上に矢印Ｘで示す方向に沿って平行に配設された２本の案内レール３１、３２と、該案内レール３１、３２上に矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設された被加工物保持手段としてのチャックテーブル３３と、該チャックテーブル３３を支持するチャックテーブル支持機構３４を具備している。このチャックテーブル支持機構３４は、案内レール３１、３２上に移動可能に配設されたチャックテーブル支持台３４１と、該チャックテーブル支持台３４１上に配設された円筒部材３４２と、該円筒部材３４２の上端に装着されチャックテーブル３３の上面から所定高さ下方に配設された防水カバー３４３を具備している。上記チャックテーブル３３は、円筒部材３４２に配設された図示しない回転軸の上端に取り付けられ、その上面に被加工物である例えば円盤状の半導体ウエーハを図示しない吸引手段によって保持するようになっている。
【０００９】
図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、チャックテーブル３３を２本の案内レール３１、３２に沿って矢印Ｘで示す切削送り方向に移動させるための駆動手段３５を具備している。駆動手段３５は、上記２本の案内レール３１と３２の間に平行に配設された雄ネジロッド３５１と、該雄ネジロッド３５１を回転駆動するためのサーボモータ３５２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド３５１は、その一端が上記静止基台２に固定された軸受ブロック３５３に回転自在に支持されており、その他端が上記サーボモータ３５２の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド３５１は、チャックテーブル３３を構成するチャックテーブル支持台３４１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、サーボモータ３５２によって雄ネジロッド３５１を正転および逆転駆動することにより、チャックテーブル３３は案内レール３１、３２に沿って矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられる。従って、サーボモータ３５２、雄ネジロッド３５１および軸受ブロック３５３は、チャックテーブルと後述するスピンドルユニットとを切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に相対的に移動する切削送り手段として機能する。
【００１０】
上記防水カバー３４３の矢印Ｘで示す方向の両側には図１に示すように蛇腹手段３６１、３６２が配設されており、チャックテーブル機構３を構成するチャックテーブル３３および防水カバー３４３以外の各構成部材は蛇腹手段３６１、３６２によって覆われている。この蛇腹手段３６１、３６２は、対向する端部がそれぞれ防水カバー３４３に取り付けられる。蛇腹手段３６１、３６２の両側端部は、上記被加工物保持機構３を囲撓して静止基台２上に配設される枠状の排水樋手段３７の内側端壁３７１、３７２に取り付けられる。なお、枠状の排水樋手段３７に図２において左上側端部には、排水ホース３７３が接続されている。
【００１１】
上記スピンドル支持機構４は、静止基台２上に矢印Ｙで示す割り出し送り方向に沿って平行に配設された２本の案内レール４１、４２と、該案内レール４１、４２上に矢印Ｙで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台４３を具備している。この可動支持基台４３は、案内レール４１、４２上に移動可能に配設された移動支持部４３１と、該移動支持部４３１に取り付けられた装着部４３２とからなっている。装着部４３２は、一側面に矢印Ｚで示す方向に延びる２本の案内レール４３２ａ、４３２ａが平行に設けられている。図示の実施形態におけるスピンドル支持機構４は、可動支持基台４３を２本の案内レール４１、４２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動させるための駆動手段４４を具備している。駆動手段４４は、上記２本の案内レール４１、４２の間に平行に配設された雄ネジロッド４４１と、該雄ねじロッド４４１を回転駆動するためのパルスモータ４４２等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド４４１は、その一端が上記静止基台２に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ４４２の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド４４１は、可動支持基台４３を構成する移動支持部４３１の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ４４２によって雄ネジロッド４４１を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台４３は案内レール４１、４２に沿って矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。従って、パルスモータ４４２および雄ネジロッド４４１等は、チャックテーブルと後述するスピンドルユニットとを切削送り方向（矢印Ｘ方向）と垂直な矢印Ｙで示す割り出し送り方向に相対的に移動する割り出し送り手段として機能する。
【００１２】
図示の実施形態のおけるスピンドルユニット５は、ユニットホルダ５１と、該ユニットホルダ５１に取り付けられたスピンドルハウジング５２と、該スピンドルハウジング５２に回転可能に支持された回転スピンドル５３を具備している。ユニットホルダ５１は、上記装着部４３２に設けられた２本の案内レール４３２ａ、４３２ａに摺動可能に嵌合する２本の被案内レール５１ａ、５１ａが設けられており、この被案内レール５１ａ、５１ａを上記案内レール４３２ａ、４３２ａに嵌合することにより、矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動可能に支持される。上記回転スピンドル５３はスピンドルハウジング５２の先端から突出して配設されており、この回転スピンドル５３の先端部に切削ブレード５４が装着されている。この切削ブレード５４は、図１に示すように切削領域Ｂに配設される。切削ブレード５４を装着した回転スピンドル５３は、サーボモータ５５等の駆動源によって回転駆動せしめられる。なお、切削ブレード５４の両側には、切削時に被加工物に切削水を供給する切削水供給ノズル５７が配設されている（図２においては一方だけが示されている）。
【００１３】
図示の実施形態におけるスピンドルユニット５は、ホルダ５１を２本の案内レール４３２ａ、４３２ａに沿って矢印Ｚで示す方向に移動させるための駆動手段５８を具備している。駆動手段５８は、上記駆動手段３５および４４と同様に案内レール４３２ａ、４３２ａの間に配設された雄ネジロッド（図示せず）と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ５８２等の駆動源を含んでおり、パルスモータ５８２によって図示しない雄ネジロッドを正転および逆転駆動することにより、ユニットホルダ５１とスピンドルハウジング５２および回転スピンドル５３を案内レール４３２ａ、４３２ａに沿って矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめる。
【００１４】
上記スピンドルユニット５を構成するスピンドルハウジング５２の前端部には、撮像手段６が配設されている。この撮像手段６は、半導体ウエーハ等の被加工物に形成されたストリート等を撮像するための顕微鏡やＣＣＤカメラ等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。なお、撮像手段６は、図１に示すように装置ハウジング１のアライメント領域Ａに配置される。
【００１５】
上述したチャックテーブル機構３とスピンドル支持機構４およびスピンドルユニット５が配設された静止基台２は、切削ブレード５４側（切削領域側）に対して撮像手段６側（アライメント領域側）が高くなるように傾斜して構成されている。図示の実施形態においては、静止基台２の撮像手段６側（アライメント領域側）下面に所定高さの支持脚２１、２１、２１が配設することによって傾斜角度θを形成している。なお、静止基台２の傾斜角度θは、１〜２度でよい。
【００１６】
図１に戻って説明すると、図示の切削装置は、被加工物である半導体ウエーハ７をストックするカセット８を具備している。半導体ウエーハ７は、環状のフレーム７１にテープ７２によって装着されており、フレーム７１に装着された状態で上記カセット８に収容される。なお、カセット８は、図示しない昇降手段によって上下に移動可能に配設されたカセットテーブル８１上に載置される。また、図示の切削装置は、カセット８に収納された半導体ウエーハ７を被加工物載置領域９に搬出するとともに切削加工終了後の半導体ウエーハ７をカセット８に搬入する被加工物搬出・搬入機構１０と、被加工物載置領域９に搬出された半導体ウエーハ７を上記チャックテーブル３３上に搬送する被加工物搬送機構１１と、チャックテーブル３３上で切削加工された半導体ウエーハ７を洗浄する洗浄手段１２と、チャックテーブル３３上で切削加工された半導体ウエーハ７を洗浄手段１２に搬送する洗浄搬送機構１３を具備している。更に、図示の切削装置は、上記撮像手段６によって撮像された画像等を表示する表示手段１４を具備している。また、図示の切削装置においては、装置ハウジング１の前壁にフック１５が取り付けられており、このフック１５に高圧エアー吹き付け器１６が支持されるようになっている。
【００１７】
次に、上述した切削装置の切削加工処理動作について簡単に説明する。
カセット８の所定位置に収容されたフレーム７１に装着された状態の半導体ウエーハ７（以下、フレーム７１に装着された状態の半導体ウエーハ７を単に半導体ウエーハ７という）は、図示しない昇降手段によってカセットテーブル８１が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、被加工物搬出・入機構１０が進退作動して搬出位置に位置付けられた半導体ウエーハ７を被加工物載置領域９に搬出する。被加工物載置領域９に搬出された半導体ウエーハ７は、被加工物搬送機構１１の旋回動作によって上記チャックテーブル３３上に搬送され、吸引保持される。このようにして半導体ウエーハ７を吸引保持したチャックテーブル３３は、案内レール３１、３２に沿ってアライメント領域Ａに移動される。チャックテーブル３３がアライメント領域Ａに位置付けられると、撮像手段６によって半導体ウエーハ７に形成されているストリート（切断ライン）が検出され、スピンドルユニット５を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節して精密位置合わせ作業が行われる。なお、アライメント作業は、加工水を供給した状態で行われる。この結果、加工水供給ノズル５７から噴出された加工水は飛散し、アライメント領域Ａに位置付けられたチャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ７の表面に付着すが、チャックテーブル機構３とスピンドル支持機構４およびスピンドルユニット５が配設された静止基台２が切削ブレード５４側（切削領域側）に対して撮像手段６側（アライメント領域側）が高くなるように傾斜して構成されているので、半導体ウエーハ７の表面に付着した加工水は切削ブレード５４側（切削領域側）に流れ落ちる。なお、必要であれば装置ハウジング１の前壁に取り付けられたフック１５に支持されている高圧エアー吹き付け器１６を把持して、アライメント領域Ａに搬送された半導体ウエーハ７に高圧エアー吹き付けることにより、半導体ウエーハ７の表面に付着した加工水を吹き飛ばすとよい。従って、半導体ウエーハ７の表面に加工水が付着することによるアライメント作業の誤作動を防止することができる。
【００１８】
その後、半導体ウエーハ７を吸引保持したチャックテーブル３３を切削送り方向である矢印Ｘで示す方向（切削ブレード５４の回転軸と直交する方向）に移動することにより、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ７は切削ブレード５４により所定の切断ラインに沿って切削される。即ち、切削ブレード５４は割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されて位置決めされたスピンドルユニット５に装着され、サーボモータ５４によって高速回転（例えば、３０，０００ｒｐｍ）されているので、チャックテーブル３３を切削ブレード６の下側に沿って矢印Ｘで示す切削送り方向に所定速度（例えば、５０ｍｍ／ｓｅｃ）で移動することにより、チャックテーブル３３に保持された半導体ウエーハ７は切削ブレード５４により所定のストリート（切断ライン）に沿って切削される。このとき、切削部には加工水供給ノズル５７から加工水が供給される。この切削部に供給された加工水は防水カバー３４３および蛇腹手段３６１、３６２から枠状の排水樋手段３７に流下し、排水ホース３７３を介して排出される。なお、排水樋手段３７は上述したように傾斜して構成された静止基台２上に配設されているので、排水ホース３７３側が下側になるように傾斜しているため、加工水の排水が円滑に行われる。
【００１９】
上述したように、半導体ウエーハ７をストリート（切断ライン）に沿って切断すると、半導体ウエーハ７は半導体チップに分割される。分割された半導体チップは、テープ７２の作用によってバラバラにはならず、フレーム７１に装着された半導体ウエーハ７の状態が維持されている。このようにして半導体ウエーハ７の切削が終了した後、半導体ウエーハ７を保持したチャックテーブル３３は、最初に半導体ウエーハ７を吸引保持した位置に戻され、ここで半導体ウエーハ７の吸引保持を解除する。次に、半導体ウエーハ７は、洗浄搬送機構１３によって洗浄手段１２に搬送され、ここで上記切削時に生成されたコンタミが洗浄除去される。このようにして洗浄された半導体ウエーハ７は、被加工物搬送機構１１によって被加工物載置領域９に搬送される。そして、半導体ウエーハ７は、被加工物搬出・入機構１０によってカセット８の所定位置に収納される。
【００２０】
なお、上述した半導体ウエーハ７の切削が終了した後、切削溝を確認する場合がある。この場合、切削が終了した半導体ウエーハ７はアライメント領域Ａに搬送され、撮像手段６の直下に位置付けられる。アライメント領域Ａに搬送された半導体ウエーハ７には、切削時に供給された加工水が付着し切削溝に侵入しているので、オペレータは装置ハウジング１の前壁に取り付けられたフック１５に支持されている高圧エアー吹き付け器１６を把持して、アライメント領域Ａに搬送された半導体ウエーハ７に高圧エアー吹き付ける。このとき、チャックテーブル機構３が配設されている静止基台２が切削ブレード５４側（切削領域側）に対して撮像手段６側（アライメント領域側）が高くなるように傾斜して構成されているので、高圧エアーは撮像手段６側（アライメント領域側）から切削ブレード５４側（切削領域側）に向けて吹き付けのが望ましい。この結果、半導体ウエーハ７に付着し切削溝に侵入している加工水は高圧エアーによって吹き飛ばされる。しかも、半導体ウエーハ７は上記のように傾斜して構成されている静止基台２に配設されたチャックテーブル機構３のチャックテーブル３３に保持されているので、残留している加工水が切削溝に侵入することはない。従って、半導体ウエーハ７に形成された切削溝の状態を正確に確認することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明による加工装置は以上のように構成され、被加工物を保持するチャックテーブルと該チャックテーブルに保持された被加工物に加工水を供給しつつ加工する加工手段とチャックテーブルに保持された被加工物の加工すべき領域を検出する撮像手段とチャックテーブルをアライメント領域から加工領域まで移動するとともに加工送り方向に移動せしめるチャックテーブル移動手段とが静止基台が、アライメント領域側が加工領域側より高くなるように傾斜して構成されているので、半導体ウエーハの表面に付着した加工水は加工領域側に流れ落ちる。従って、半導体ウエーハの加工が終了した後に加工溝等を確認する場合も、加工溝等に侵入している加工水を高圧エアーによって吹き飛ばすと、残留している加工水が加工溝等に侵入することはないので、被加工物に形成された加工溝等の状態を正確に確認することができる。また、上記のように半導体ウエーハの表面に付着した加工水は加工領域側に流れ落ちるので、半導体ウエーハの表面に加工水が付着することによるアライメント作業の誤作動を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された切削装置の斜視図。
【図２】図１に示す切削装置の要部斜視図。
【符号の説明】
１：装置ハウジング
２：静止基台
３：チャックテーブル機構
３１、３２：案内レール
３３：チャックテーブル
３４：チャックテーブル支持機構
３４１：チャックテーブル支持台
３４２：円筒部材
３４３：防水カバー
３５：回転軸
３６：蛇腹手段
３７：駆動手段
４：スピンドル支持機構
４１、４２：案内レール
４３：可動支持基台
４４：駆動手段
５：スピンドルユニット
５１：ユニットホルダ
５２：スピンドルハウジング
５３：回転スピンドル
５４：切削ブレード
５５：サーボモータ
５７：加工水供給ノズル
６：撮像手段
７：半導体ウエーハ
７１：環状のフレーム
７２：テープ
８：カセット
８１：カセットテーブル
１０：被加工物搬出・搬入機構
１１：被加工物搬送機構
１２：洗浄手段
１３：洗浄搬送機構
１４：表示手段
１５：フック
１６：高圧エアー吹き付け器

Claims (1)

1. 被加工物を保持し加工領域および該加工領域に隣接するアライメント領域に移動可能に構成されたチャックテーブルと、該加工領域に配設され該チャックテーブルに保持された被加工物に加工水を供給しつつ加工する加工手段と、該アライメント領域に配設され該チャックテーブルに保持された被加工物の加工すべき領域を検出する撮像手段と、該チャックテーブルを該アライメント領域から該加工領域まで移動するとともに加工送り方向に移動せしめるチャックテーブル移動手段とが静止基台に配設された加工装置において、
   該静止基台は、該アライメント領域側が該加工領域側より高くなるように傾斜して構成されている、
   ことを特徴とする加工装置。

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