JP6013163B2

JP6013163B2 - 加工装置

Info

Publication number: JP6013163B2
Application number: JP2012268823A
Authority: JP
Inventors: 芳昭清水
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2016-10-25
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: JP2014113658A

Description

本発明は、チャックテーブルを有する加工装置に関する。

ダイシングソーやグラインダー、レーザー加工装置などは、チャックテーブルにウエーハ等の被加工物を保持して各種の加工を行う。チャックテーブルは被加工物の大きさや加工条件に合わせ、適宜交換される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−０７８４２４号公報

近年、ウエーハ等の被加工物の大径化が進みチャックテーブルが大きくなると、視覚的に一目でチャックテーブルの全体を捕らえられず、感覚的にチャックテーブルの中心とチャックテーブル基台の中心を合わせて、チャックテーブル基台にチャックテーブルを載置することが困難となっている。さらに、ウエーハ等の被加工物の大径化に伴い、チャックテーブルの重量も重くなるため、チャックテーブル基台に対するチャックテーブルの位置合わせの微調整作業自体も困難となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、チャックテーブルの位置合わせを容易に行うことを可能とする加工装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し目的を達成するために、本発明の加工装置は、被加工物を保持面で保持し、該保持面と反対側の面でチャックテーブル基台と嵌合しつつ該チャックテーブル基台に着脱自在に保持され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該被加工物を加工する加工手段とを備える加工装置であって、該チャックテーブル基台に保持された該チャックテーブルの所定の位置に可視光線であるガイド光を照射するガイド光照射手段を有し、該チャックテーブルは、該チャックテーブル基台に保持された際に該ガイド光が照射される位置に目印手段を有し、該チャックテーブルを該チャックテーブル基台に嵌合する際に、該チャックテーブルの該目印手段を該ガイド光と合致させることで、該チャックテーブルが該チャックテーブル基台と嵌合する位置へと案内されることを特徴とする。

また、本発明の加工装置は、前記ガイド光は、前記チャックテーブル基台に装着された前記チャックテーブルの回転中心に照射されることが好ましい。

そこで、本願発明の加工装置では、チャックテーブル基台に装着された際にチャックテーブルに照射されるガイド光と、チャックテーブルのガイド光が照らされる位置に設けられた目印手段とを合致させることで、チャックテーブルがチャックテーブル基台に嵌合する位置へと案内できる。よって、チャックテーブルの位置合わせを容易に行うことができる。

図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例の概略を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る切削装置のチャックテーブル及びガイド光照射手段の概略を示す斜視図である。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、実施形態１に係る切削装置のチャックテーブルをチャックテーブル基台に取り付ける状態を示す斜視図である。図５は、実施形態２に係る切削装置のチャックテーブルをチャックテーブル基台に取り付ける状態を示す断面図である。図６は、実施形態３に係る切削装置のチャックテーブルをチャックテーブル基台に取り付ける状態を示す斜視図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る切削装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例の概略を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る切削装置のチャックテーブル及びガイド光照射手段の概略を示す斜視図である。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、実施形態１に係る切削装置のチャックテーブルをチャックテーブル基台に取り付ける状態を示す斜視図である。

実施形態１に係る切削装置１（加工装置に相当）は、切削ブレード２１を有する切削手段２０（加工手段に相当）と被加工物（図示せず）を保持したチャックテーブル１０とを少なくとも具備し、これらを相対移動させることで、被加工物を切削加工（加工に相当）するものである。切削装置１は、図１に示すように、前記切削手段２０と、前記チャックテーブル１０と、ガイド光ＧＬ（図２などに一点鎖線で示す）を照射するガイド光照射手段３０（ガイド手段に相当）と、制御手段とを備える。さらに、切削装置１は、チャックテーブル１０をＸ軸方向に切削送りするＸ軸移動手段（図示せず）と、チャックテーブル１０と切削手段２０とをＹ軸方向に相対移動させるＹ軸移動手段（図示せず）と、チャックテーブル１０と切削手段２０とをＺ軸方向に相対移動させるＺ軸移動手段（図示せず）を具備している。

ここで、被加工物は、切削装置１により加工される板状の加工対象であり、実施形態１では、互いに直行する分割予定ラインによって区画されたデバイスを複数有した円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。被加工物は、切削装置１がチャックテーブル１０と切削ブレード２１を有する切削手段２０とを相対移動させて、分割予定ラインに切削加工が施されることで、個々のデバイスに分割される。なお、本発明では、被加工物は、分割予定ラインによって区画されたデバイスを複数有した樹脂パッケージ基板や、ガラス板、多結晶シリコン基板であっても良い。

切削手段２０は、図１に示すように、装置本体２の切削領域ＰＲ（加工領域に相当）に配設され、かつチャックテーブル１０に保持された被加工物に切削液を供給しながら切削領域ＰＲにおいて切削加工するものである。切削手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物に対して、Ｙ軸移動手段によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動手段によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。切削手段２０は、略リング形状を有する極薄の切削砥石でありかつスピンドル（図示せず）により回転することで被加工物に切削加工を施す切削ブレード２１と、チャックテーブル１０に保持された被加工物に切削液を供給する切削液ノズル２２などを含んで構成されている。

チャックテーブル１０は、装置本体２の搬出入領域ＴＲにおいて、図示しない搬送手段により切削加工前の被加工物が搬送されて、被加工物を保持するものである。チャックテーブル１０は、図２及び図３に示すように、厚手の円盤状に形成されかつステンレス鋼などの金属で構成されたテーブル本体１１と、テーブル本体１１の上面の中央に設けられかつポーラスセラミック等から構成され表面１２ａ（保持面に相当）で被加工物を吸引保持する吸着部１２とを備えている。図４に示すように、テーブル本体１１の底面１１ａ（保持面と反対側の面に相当）の中央には、円形の嵌合凹部１３が設けられ、テーブル本体１１内には、嵌合凹部１３と吸着部１２とを連通する吸引路１４が設けられている。

チャックテーブル１０は、テーブル本体１１の底面１１ａでチャックテーブル基台１５と嵌合して、装置本体２に設置される。また、チャックテーブル１０は、チャックテーブル基台１５に着脱自在に保持される。

チャックテーブル基台１５は、Ｘ軸移動手段により装置本体２に対してＸ軸方向に移動自在に設けられて、チャックテーブル１０に保持された被加工物を搬出入領域ＴＲと切削領域ＰＲとに亘って搬送するものである。また、チャックテーブル基台１５は、回転駆動源（図示せず）により中心軸線（Ｚ軸と平行である）回りに回転自在に設けられ、チャックテーブル１０に保持された被加工物を切削領域ＰＲにおいて中心軸線回りに回転させるものである。なお、装置本体２内には、搬出入領域ＴＲと切削領域ＰＲとを仕切る開閉自在なシャッタ３が設けられている。

チャックテーブル基台１５は、図３及び図４に示すように、円柱状に形成され、ステンレス鋼などの金属で構成されている。チャックテーブル基台１５のチャックテーブル１０が載置される上面１５ａには、円環状の吸着用溝１６と、円環状のシール部材１７（嵌合凸部に相当）とが設けられている。吸着用溝１６の内径が、シール部材１７の外径よりも大きく形成されて、吸着用溝１６とシール部材１７とが同軸に配設されている。シール部材１７は、弾性を有する合成樹脂で構成されている。シール部材１７の外径が嵌合凹部１３の内径と同等に形成されて、シール部材１７は、チャックテーブル基台１５の上面１５ａにチャックテーブル１０が載置されると、嵌合凹部１３内に侵入して嵌合する。シール部材１７が嵌合凹部１３に嵌合して、チャックテーブル１０は、チャックテーブル基台１５と嵌合する。なお、シール部材１７が嵌合凹部１３に嵌合すると、シール部材１７の内側の空間は吸引路１４と連通する。

また、チャックテーブル基台１５内には、図３に示すように、吸着用溝１６と図示しない真空吸引源とを接続するテーブル吸着用吸引路１８と、シール部材１７の内側と図示しない真空吸引源とを接続する被加工物吸着用吸引路１９とが設けられている。

チャックテーブル１０は、吸引路１４、シール部材１７の内側の空間、被加工物吸着用吸引路１９とを介して、真空吸引源から吸引されることで、吸着部１２の表面１２ａに載置された被加工物を吸引保持する。また、チャックテーブル１０は、テーブル吸着用吸引路１８を介して、真空吸引源から吸引されることで、チャックテーブル基台１５に吸引保持されて、固定される。

また、チャックテーブル１０は、搬出入領域ＴＲに位置するチャックテーブル基台１５に保持された際に、ガイド光照射手段３０からガイド光ＧＬが照射される位置に目印Ｍ（目印手段に相当）を有している。実施形態１では、目印Ｍは、チャックテーブル１０の吸着部１２の表面１２ａの中心、即ち、チャックテーブル１０の回転中心に設けられ、平面形状が円形に形成されている。目印Ｍは、チャックテーブル１０の吸着部１２の表面１２ａの一部が着色されるなどのマーキングが施されて得られる。なお、目印Ｍの色や形状は、適宜変更しても良い。

ガイド光照射手段３０は、チャックテーブル基台１５に保持されたチャックテーブル１０の吸着部１２の表面１２ａの中心（所定の位置に相当）に可視光線であるガイド光ＧＬを照射するものである。即ち、ガイド光ＧＬは、チャックテーブル基台１５に装着されたチャックテーブル１０の回転中心に照射される。実施形態１では、ガイド光照射手段３０は、装置本体２に取り付けられ、チャックテーブル基台１５に保持されて、搬出入領域ＴＲに位置付けられたチャックテーブル１０の上方で、かつＺ軸方向に沿って目印Ｍと対向する位置に配設されている。また、実施形態１では、ガイド光照射手段３０が照射するスポットの直径は、目印Ｍの直径と略等しい。なお、ガイド光照射手段３０は、可視光線でかつチャックテーブル１０の吸着部１２の表面１２ａなどの一部を除去することがなければ、種々の波長のガイド光ＧＬを照射しても良い。ガイド光照射手段３０は、ガイド光ＧＬとして、アイセーフレーザーを照射するのが望ましい。

制御手段は、切削装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物に対する加工動作を切削装置１に行わせるものである。なお、制御手段は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されており、加工動作の状態を表示する図示しない表示手段や、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない操作手段と接続されている。

次に、実施形態１に係る切削装置１の加工動作について説明する。オペレータが加工内容情報を制御手段に登録し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、切削装置１が加工動作を開始する。加工動作では、制御手段は、切削加工前の被加工物を搬送手段によりチャックテーブル１０まで搬送し、チャックテーブル１０に吸引保持する。

次に、制御手段は、Ｘ軸移動手段によりチャックテーブル１０を搬出入領域ＴＲから切削領域ＰＲに向けて移動して、撮像手段の撮像した画像の情報に基づいてアライメントを遂行した後、加工内容情報に基づいて、切削液を供給しながら被加工物に分割予定ラインに沿って切削加工を施し、被加工物を分割する。全ての分割予定ラインに切削加工が施されると、制御手段は、Ｘ軸移動手段によりチャックテーブル１０を切削領域ＰＲから搬出入領域ＴＲに向けて移動する。

そして、制御手段は、チャックテーブル１０が搬出入領域ＴＲに位置すると、Ｘ軸移動手段を停止し、チャックテーブル１０の吸引を停止した後、搬送手段により切削加工後の被加工物を搬出入領域ＴＲのチャックテーブル１０から取り出した後、切削加工前の被加工物をチャックテーブル１０に載置する。

次に、実施形態１に係る切削装置１のチャックテーブル１０を交換する交換動作について説明する。オペレータから交換動作の開始指示があった場合に、交換動作を開始する。交換動作では、制御手段は、チャックテーブル１０が切削領域ＰＲに位置している場合には、Ｘ軸移動手段にチャックテーブル１０を搬出入領域ＴＲに向けて移動させ、チャックテーブル１０が搬出入領域ＴＲに位置すると、Ｘ軸移動手段を停止する。そして、制御手段は、チャックテーブル１０が搬出入領域ＴＲに位置すると、真空吸引源を停止させ、チャックテーブル基台１５に対するチャックテーブル１０の固定を解除する。さらに、制御手段は、ガイド光照射手段３０からガイド光ＧＬを照射させる。そして、オペレータは、実施形態１では、搬出入領域ＴＲの図１中手前側のメンテナンス空間Ｋから手を延ばすなどして、チャックテーブル１０をチャックテーブル基台１５から取り外す。

次に、新たなチャックテーブル１０をチャックテーブル基台１５に嵌合する際に、オペレータは、この新たなチャックテーブル１０を、チャックテーブル基台１５とガイド光照射手段３０との間に挿入する。すると、図４に示すように、チャックテーブル１０の表面１２ａにガイド光ＧＬが照射されて、このガイド光ＧＬのスポットが形成される。そして、オペレータは、チャックテーブル１０を移動させて、チャックテーブル１０の表面１２ａ上の目印Ｍをガイド光ＧＬと合致させる。そして、オペレータは、チャックテーブル１０をチャックテーブル基台１５上に載置する。すると、チャックテーブル１０の自重などにより、チャックテーブル１０がチャックテーブル基台１５に嵌合する位置、即ち、嵌合凹部１３内にシール部材１７が侵入、嵌合する位置へと、チャックテーブル１０が案内される。そして、嵌合凹部１３内にシール部材１７が侵入、嵌合して、チャックテーブル基台１５にチャックテーブル１０が嵌合する。こうして、チャックテーブル１０の目印Ｍをガイド光ＧＬと合致させることで、チャックテーブル１０がオペレータによりチャックテーブル基台１５と嵌合する位置へと案内される。そして、オペレータから交換動作の終了指示があると、制御手段は、真空吸引源を動作させ、チャックテーブル基台１５に対してチャックテーブル１０を固定するとともに、ガイド光照射手段３０からのガイド光ＧＬの照射を停止する。

以上のように、実施形態１に係る切削装置１によれば、搬出入領域ＴＲにおいて、チャックテーブル基台１５にチャックテーブル１０が嵌合すると、ガイド光ＧＬが照射される位置に目印Ｍを有している。このために、チャックテーブル１０をチャックテーブル基台１５に嵌合する際に、チャックテーブル１０に照射されるガイド光ＧＬとチャックテーブル１０の目印Ｍとを合致させることで、チャックテーブル１０をチャックテーブル基台１５と嵌合する位置に案内することができ、チャックテーブル基台１５にチャックテーブル１０を容易に嵌合させることができる。

したがって、切削装置１によれば、被加工物の大径化が進んでも、ガイド光ＧＬと目印Ｍとを合致させることで、チャックテーブル１０の位置合わせを容易に行うことが可能となる。実施形態１に係る切削装置１は、特に、外径が４５０ｍｍ以上の被加工物を保持するチャックテーブル１０の位置合わせを容易に行うために有効である。

また、実施形態１に係る切削装置１によれば、ガイド光照射手段３０がＺ軸方向に目印Ｍと対向する位置に配設されている。このために、ガイド光照射手段３０とチャックテーブル基台１５との間のいずれの高さにチャックテーブル１０を位置付けても、ガイド光ＧＬと目印Ｍと合致させることで、チャックテーブル１０をチャックテーブル基台１５に嵌合する位置に案内することができる。

〔実施形態２〕
次に、本発明の実施形態２に係る切削装置を図面に基づいて説明する。図５は、実施形態２に係る切削装置のチャックテーブルをチャックテーブル基台に取り付ける状態を示す断面図である。なお、図５において、前述した実施形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施形態２では、図５に示すように、ガイド光照射手段３０は、搬出入領域ＴＲに位置付けられたチャックテーブル基台１５に嵌合したチャックテーブル１０の斜め上方からガイド光ＧＬをチャックテーブル１０の目印Ｍに照射する位置に配設されている。実施形態２では、ガイド光照射手段３０は、メンテナンス空間Ｋの奥側から手前側に向けて、チャックテーブル１０の斜め上方からガイド光ＧＬを照射する位置に配設されている。このように、ガイド光照射手段３０が照射するガイド光ＧＬは、Ｚ軸方向に対して交差している。また、実施形態２においても、実施形態１と同様に、目印Ｍは、チャックテーブル１０の吸着部１２の表面１２ａの中心に設けられ、平面形状が円形に形成されている。

実施形態２においても、チャックテーブル１０をチャックテーブル基台１５に嵌合させる際に、オペレータは、チャックテーブル１０の表面１２ａ上の目印Ｍをガイド光ＧＬと合致させて、チャックテーブル１０をチャックテーブル基台１５上に載置し、チャックテーブル基台１５にチャックテーブル１０を嵌合させる。

実施形態２に係る切削装置１によれば、実施形態１と同様に、被加工物の大径化が進んでも、チャックテーブル１０の位置合わせを容易に行うことが可能となり、特に、外径が４５０ｍｍ以上の被加工物を保持するチャックテーブル１０の位置合わせを容易に行うために有効である。

また、実施形態２に係る切削装置１によれば、ガイド光照射手段３０がメンテナンス空間Ｋの奥側から手前側に向けてチャックテーブル１０の斜め上方からガイド光ＧＬを照射する位置に配設されている。このために、チャックテーブル１０を交換するオペレータにより、ガイド光ＧＬが遮られてしまうことを抑制できる。

〔実施形態３〕
次に、本発明の実施形態３に係る切削装置を図面に基づいて説明する。図６は、実施形態３に係る切削装置のチャックテーブルをチャックテーブル基台に取り付ける状態を示す斜視図である。なお、図６において、前述した実施形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

実施形態３では、図６に示すように、ガイド光照射手段３０は、二つ即ち複数設けられ、目印Ｍは、チャックテーブル１０のテーブル本体１１の外縁部のガイド光照射手段３０からのガイド光ＧＬがそれぞれ照射される位置に、二つ即ち複数設けられている。二つの目印Ｍは、チャックテーブル１０の吸着部１２の表面１２ａの中心からの距離が等しい。また、チャックテーブル基台１５にチャックテーブル１０が嵌合すると、ガイド光照射手段３０がＺ軸方向に目印Ｍと対向する位置に配設されている。

実施形態３においても、チャックテーブル１０をチャックテーブル基台１５に嵌合させる際に、オペレータは、チャックテーブル１０のテーブル本体１１の外縁部上の目印Ｍをガイド光ＧＬと合致させて、チャックテーブル１０をチャックテーブル基台１５上に載置し、チャックテーブル基台１５にチャックテーブル１０を嵌合させる。

実施形態３に係る切削装置１によれば、実施形態１と同様に、被加工物の大径化が進んでも、チャックテーブル１０の位置合わせを容易に行うことが可能となり、特に、外径が４５０ｍｍ以上の被加工物を保持するチャックテーブル１０の位置合わせを容易に行うために有効である。さらに、実施形態３に係る切削装置１によれば、実施形態１と同様に、ガイド光照射手段３０とチャックテーブル基台１５との間のいずれの高さにチャックテーブル１０を位置付けても、ガイド光ＧＬと目印Ｍと合致させることで、チャックテーブル１０をチャックテーブル基台１５に嵌合する位置に案内することができる。また、チャックテーブル１０の装着方向が決まっている場合などにも非常に有効である。

前述した実施形態１〜実施形態３では、切削装置１は、チャックテーブル１０と、切削手段２０などを備えている。しかしながら、本発明の加工装置は、加工前後の被加工物を収容するカセットエレベータと、加工前後の被加工物を一時的に載置する仮置き手段と、加工後の被加工物を洗浄する洗浄手段などを更に備えても良い。また、本発明では、切削装置１に限らず、例えば、レーザー加工装置、研削装置や研磨装置などの種々の加工装置にも適用することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１切削装置（加工装置）
１０チャックテーブル
１１ａ底面（保持面と反対側の面）
１２ａ表面（保持面）
１５チャックテーブル基台
２０切削手段（加工手段）
３０ガイド光照射手段（ガイド手段）
ＧＬガイド光
Ｍ目印（目印手段）

Claims

被加工物を保持面で保持し、該保持面と反対側の面でチャックテーブル基台と嵌合しつつ該チャックテーブル基台に着脱自在に保持され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該被加工物を加工する加工手段とを備える加工装置であって、
該チャックテーブル基台に保持された該チャックテーブルの所定の位置に可視光線であるガイド光を照射するガイド光照射手段を有し、
該チャックテーブルは、該チャックテーブル基台に保持された際に該ガイド光が照射される位置に目印手段を有し、
該チャックテーブルを該チャックテーブル基台に嵌合する際に、該チャックテーブルの該目印手段を該ガイド光と合致させることで、該チャックテーブルが該チャックテーブル基台と嵌合する位置へと案内される加工装置。
前記ガイド光は、前記チャックテーブル基台に装着された前記チャックテーブルの回転中心に照射される、請求項１記載の加工装置。