JP6325335B2 - 切削装置のチャックテーブル - Google Patents

Description

本発明は、切削装置のチャックテーブルに関する。

半導体装置製造工程や各種の電子部品製造工程において、ダイシングソーと呼ばれる極薄ブレードを高速回転して被加工物を個々の製品やチップに分割する切削装置は欠かすことができない。この切削装置では、被加工物は、ハンドリングを良くするために、環状のフレームの開口にダイシングテープを介して固定されている。

通常、切削ブレードとの接触を避けるため、フレームはチャックテーブルの保持面より下方に引き落とされて固定された状態で切削が行われる。これは、ダイシングテープにはエキスパンド性があるために実現可能であるが、加工条件によっては、エキスパンド性のないテープ（ＰＥＴ基材）が用いられた場合、引き落として固定すると、フレームからテープが剥離してバキュームエラーや剥がれたテープがブレードと接触してブレード破損を引き起こす恐れがある。そのため、エキスパンド性の無いダイシングテープを使う場合、フレーム支持部の部品を交換したり、チャックテーブル自体を交換したりして保持面とほぼ同等程度の高さでフレームを支持する（特許文献１）。

一方、環状のフレームを支持する支持手段を上下方向に移動させるものがある。例えば、エアシリンダに圧縮空気を導入したり当該圧縮空気を排出したりすることで、環状のフレームを支持するクランプユニットの位置を変更することが開示されている（特許文献２）。

特開２０１０−２１４６４号公報 特開２００９−１４１２３１号公報

しかしながら、被加工物のサイズに応じてチャックテーブルの交換をする際に、チャックテーブルの種類によってはその厚さが異なるため、フレーム支持部との高さ関係が変わってしまう場合があり、その都度、フレーム支持部の部品交換等により調整が必要になるという課題があった。また、エアシリンダによりクランプユニットの位置を調整した場合、クランプユニットの位置を微調整することが困難であった。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工物を保持する保持面に対して、環状フレームを支持するフレーム支持部の高さを微調整できる切削装置のチャックテーブル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、本発明に係る切削装置のチャックテーブルは、粘着テープを介して環状フレームの開口に支持された被加工物を吸引保持する切削装置のチャックテーブルであって、前記チャックテーブルは、前記切削装置のテーブルベースに着脱自在に固定され、被加工物を保持する保持面を有するテーブル本体と、前記テーブルベースに固定され、前記テーブル本体の外周で前記環状フレームを支持するフレーム支持手段と、を備え、前記フレーム支持手段は、前記テーブルベースに固定された基台部と、前記保持面と直交する高さ方向に位置を調整する調整手段を介して前記基台部に固定されるフレーム支持部と、を有し、前記フレーム支持部に支持される前記環状フレームの高さが、前記テーブル本体の前記保持面に対し所望の位置に位置づけられるとともに、前記フレーム支持部は、環状に形成され、前記テーブル本体を囲繞し、前記調整手段によって前記基台部に３点で固定され、前記調整手段は、前記フレーム支持部を貫通する雌ねじに螺合し、内周に貫通穴を有する調整ボルトと、前記雌ねじに螺合した前記調整ボルトの前記貫通穴に挿通し、先端部が前記基台部に螺合する固定ボルトと、によって構成され、前記調整ボルトが前記雌ねじに螺合する長さによって前記フレーム支持部の高さを調整することを特徴とする。

本発明に係る切削装置のチャックテーブルによれば、フレーム支持部の高さを調整するよう構成されているため、保持面の高さに対して環状フレームの位置を微調整することができ、フレーム支持部を交換する必要がないという効果を奏する。

図１は、第１の実施形態に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、チャックテーブルの構成例を示す斜視図である。 図３は、チャックテーブルに環状フレームを装着した例を示す斜視図である。 図４は、図３に示すＡ−Ａ矢視の断面図である。 図５は、図４に示す調整手段の構成例を示す拡大図である。 図６は、チャックテーブルの動作例を示す断面図である。 図７は、図６に示す調整手段の動作例を示す拡大図である。 図８は、第２の実施形態に係るチャックテーブルの構成例を示す斜視図である。 図９は、チャックテーブルに環状フレームを装着した例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、置換または変更を行うことができる。
〔実施形態１〕

図１は、第１の実施形態に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、チャックテーブルの構成例を示す斜視図である。図３は、チャックテーブルに環状フレームを装着した例を示す斜視図である。図４は、図３に示すＡ−Ａ矢視の断面図である。図５は、図４に示す調整手段の構成例を示す拡大図である。図６は、チャックテーブルの動作例を示す断面図である。図７は、図６に示す調整手段の動作例を示す拡大図である。

図１に示すように、切削装置１は、チャックテーブル１０Ａと、第１の切削手段２０と、第２の切削手段３０と、第１の移動手段４０と、第２の移動手段５０と、テーブル移動手段６０とを含んで構成されている。

チャックテーブル１０Ａは、図示しない回転手段により鉛直方向に対して平行となる軸周り、つまり水平面内で回転可能に設置される。チャックテーブル１０Ａは、被加工物であるウエーハＷを吸引保持する。

第１の切削手段２０は、チャックテーブル１０Ａに保持されたウエーハＷを切削する。第１の切削手段２０は、切削ブレード２１と、スピンドル２２と、ハウジング２３とを備える。切削ブレード２１は、一方からウエーハＷを切断して個々のチップに分割する。スピンドル２２は、切削ブレード２１を着脱可能に装着する。ハウジング２３は、モータ等の駆動源を有しており、Ｙ軸方向の回転軸周りに回転自在にスピンドル２２を支持する。

第２の切削手段３０は、第１の切削手段２０と同様に構成され、チャックテーブル１０Ａに保持されウエーハＷを切削する。第２の切削手段３０は、切削ブレード３１と、スピンドル３２と、ハウジング３３とを備える。切削ブレード３１は、他方からウエーハＷを切断して個々のチップに分割する。スピンドル３２は、切削ブレード３１を着脱可能に装着する。ハウジング３３は、モータ等の駆動源を有しており、Ｙ軸方向の回転軸周りに回転自在にスピンドル３２を支持する。

第１の移動手段４０は、第１の切削手段２０をＹ軸及びＺ軸方向に移動させるものであって、Ｙ軸移動プレート４１と、Ｚ軸移動プレート４２とを有している。Ｙ軸移動プレート４１は、Ｙ軸方向に対して平行に延在されるボールねじに係合され、パルスモータ等で構成される駆動源によって第２の切削手段３０に対して接近及び離反する方向に移動する。Ｚ軸移動プレート４２は、Ｚ軸方向に対して平行に延在されるボールねじに係合され、パルスモータ等で構成される駆動源によってチャックテーブル１０Ａに対して接近及び離反する方向に移動する。

第２の移動手段５０は、第２の切削手段３０をＹ軸及びＺ軸方向に移動させるものであって、Ｙ軸移動プレート５１と、Ｚ軸移動プレート５２とを有している。Ｙ軸移動プレート５１は、Ｙ軸方向に対して平行に延在されるボールねじに係合され、パルスモータ等で構成される駆動源によって第１の切削手段２０に対して接近及び離反する方向に移動する。Ｚ軸移動プレート５２は、Ｚ軸方向に対して平行に延在されるボールねじに係合され、パルスモータ等で構成される駆動源によってチャックテーブル１０Ａに対して接近及び離反する方向に移動する。

テーブル移動手段６０は、チャックテーブル１０Ａを支持するテーブル移動基台６１を有している。テーブル移動基台６１は、Ｘ軸方向に対して平行に延在されるボールねじに係合され、パルスモータ等で構成される駆動源によって、第１の切削手段２０及び第２の切削手段３０の加工領域に配置されるようにＸ軸方向に移動する。

次に、チャックテーブル１０Ａの構成例について詳細に説明する。図２に示すように、チャックテーブル１０Ａは、テーブルベース１１と、テーブル本体１２と、フレーム支持手段１３Ａと、調整手段１５（図４等参照）とを有する。テーブルベース１１は、円柱状に形成され、装置本体２のテーブル移動基台６１に固定される。

テーブル本体１２は、テーブルベース１１の上端部に着脱自在に固定され、ウエーハＷを吸引保持する保持面１２１を有する。図３に示すウエーハＷは、粘着テープ７Ａを介して環状フレーム６Ａの開口に支持される。例えば、粘着テープ７Ａは、ウエーハＷにおいてデバイスが形成された面とは反対側の面に貼着される保護部材であり、いわゆるダイシングテープと称されるものである。粘着テープ７Ａは、両面のうち一方の面に粘着剤が設けられており、粘着剤が設けられた粘着面にウエーハＷと環状フレーム６Ａとが貼着される。粘着テープ７Ａには、エキスパンド性を有したものや、エキスパンド性がないもの（例えばＰＥＴ基剤）が存在する。テーブル本体１２の保持面１２１は、図示しない真空吸引源と連通されており、真空吸引源の負圧により、環状フレーム６Ａの粘着テープ７Ａの非粘着面からウエーハＷを吸引保持する。

フレーム支持手段１３Ａは、テーブルベース１１に固定され、テーブル本体１２の外周で環状フレーム６Ａを支持する。フレーム支持手段１３Ａは、フレーム支持部１３１Ａと、基台部１３２とを有する。フレーム支持部１３１Ａは環状の板形状に形成され、環状フレーム６Ａが位置づけられる領域に永久磁石１３３と、環状フレーム６Ａの中心をテーブル本体１２の中心に位置合わせして載置せしめる位置決め手段１３４Ａとを有する。永久磁石１３３は、９０°の位相を有してフレーム支持部１３１Ａの上面に４箇所設置され、磁性体の環状フレーム６Ａを磁力により吸引することで、フレーム支持部１３１Ａは環状フレーム６Ａを支持する。位置決め手段１３４Ａは、フレーム支持部１３１Ａの上面縁部に突起状に２箇所所定の間隔を有して形成され、環状フレーム６Ａの外周が当接されてウエーハＷをテーブル本体１２の中央に位置合わせする。

基台部１３２は、テーブルベース１１に固定される３本の支持柱１３２ａから構成されている。３本の支持柱１３２ａは、円柱状のテーブルベース１１の上部から１２０°の位相でテーブル本体１２の上面と平行に所定の長さで放射状に延設されている。３本の支持柱１３２ａとテーブル本体１２との間には所定の間隔が設けられている。

フレーム支持部１３１Ａは、テーブル本体１２の保持面１２１と直交する高さ方向に位置を調整する調整手段１５を介して基台部１３２に固定される。環状の板形状に形成されたフレーム支持部１３１Ａは、テーブル本体１２を囲繞し、調整手段１５によって基台部１３２の支持柱１３２ａに３点で固定される。フレーム支持部１３１Ａは、支持柱１３２ａが延設される位相と同じ１２０°の位相で３つの貫通穴１３１ａが設けられている。この貫通穴１３１ａに調整手段１５が係合される。貫通穴１３１ａには、図５に示すように雌ねじ１３１ｂと、この雌ねじ１３１ｂの内周よりも大きく開口された開口部１３１ｃとが形成されている。

調整手段１５は、調整ボルト１５１と、固定ボルト１５２とを有する。調整ボルト１５１は、雄ねじ１５１ａと、頭部１５１ｂと、内周に貫通穴１５１ｃとを有する。調整ボルト１５１の雄ねじ１５１ａがフレーム支持部１３１Ａの雌ねじ１３１ｂに螺合されると共に、調整ボルト１５１の頭部１５１ｂが基台部１３２の支持柱１３２ａの上面に当接され、調整ボルト１５１がフレーム支持部１３１Ａと基台部１３２との間に挟まれた状態となる。調整ボルト１５１は、フレーム支持部１３１Ａの３箇所に設けられた貫通穴１３１ａにそれぞれ螺合され、フレーム支持部１３１Ａは３点で基台部１３２の支持柱１３２ａに支持される。調整手段１５は、調整ボルト１５１の雄ねじ１５１ａがフレーム支持部１３１Ａの雌ねじ１３１ｂに螺合する長さによってテーブル本体１２の保持面１２１に対するフレーム支持部１３１Ａの高さを調整する。すなわち、調整ボルト１５１のねじ込みの深さを調整することによって、フレーム支持部１３１Ａに支持される環状フレーム６Ａの高さは、テーブル本体１２の保持面１２１に対し所望の位置に位置づけられる。例えば、図４及び図５に示すように、調整ボルト１５１の雄ねじ１５１ａがフレーム支持部１３１Ａの雌ねじ１３１ｂに螺合する長さを長くすればフレーム支持部１３１Ａが下降して、環状フレーム６Ａの高さとテーブル本体１２の保持面１２１との高低差が大きくなり、エキスパンド性を有した粘着テープ７Ａを使用する場合に好適である。また、図６及び図７に示すように、調整ボルト１５１の雄ねじ１５１ａがフレーム支持部１３１Ａの雌ねじ１３１ｂに螺合する長さを短くすればフレーム支持部１３１Ａが上昇して、環状フレーム６Ａの高さとテーブル本体１２の保持面１２１との高低差をゼロに設定でき、エキスパンド性を有さない粘着テープ７Ａを使用する場合に好適である。このように、調整ボルト１５１をフレーム支持部１３１Ａにねじ込む深さを調整することによって、テーブル本体１２の保持面１２１の高さに対して環状フレーム６Ａの位置を微調整することができる。当然、エキスパンド性の有無によってフレーム支持部１３１Ａの高さを調整する必要がでた場合に、フレーム支持部１３１Ａを交換する必要がない。また、フレーム支持部１３１Ａの高さを調整する際に、調整手段１５によって３箇所を調整することにより全周の高さを調整することができ、最低限の作業工数で調整できる。調整ボルト１５１によってテーブル本体１２の保持面１２１に対するフレーム支持部１３１Ａの高さを調整した後、固定ボルト１５２によって、フレーム支持部１３１Ａを基台部１３２の支持柱１３２ａに固定する。

固定ボルト１５２は、フレーム支持部１３１Ａの雌ネジ１３１ｂに螺合した調整ボルト１５１の貫通穴１５１ｃに上方から挿通し、先端部１５２ａが基台部１３２の支持柱１３２ａに螺合すると共に頭部１５２ｂがフレーム支持部１３１Ａの開口部１３１ｃの縁に当接することで、フレーム支持部１３１Ａと基台部１３２の支持柱１３２ａとを固定する。調整ボルト１５１の内周に設けられた貫通穴１５１ｃの直径は、固定ボルト１５２の先端部１５２ａの直径よりも大きく設計されており、調整ボルト１５１の貫通穴１５１ｃに固定ボルト１５２の先端部１５２ａが挿通された状態で、貫通穴１５１ｃと先端部１５２ａとの間には隙間が存在する。固定ボルト１５２は、フレーム支持部１３１Ａの３箇所に螺合された調整ボルト１５１の貫通穴１５１ｃにそれぞれ挿通され、フレーム支持部１３１Ａは３点で基台部１３２の支持柱１３２ａに固定される。これにより、フレーム支持部１３１Ａにより支持された環状フレーム６Ａは、調整手段１５によりテーブル本体１２の保持面１２１に対して高さ調整可能に設定される。

次に、調整手段１５の動作について説明する。具体的には、エキスパンド性を有した粘着テープ７Ａに貼着されたウエーハＷを切削加工後、同じチャックテーブル１０Ａを用いてエキスパンド性を有さない粘着テープ７Ａに貼着されたウエーハＷを切削加工する場合について説明する。先ず、エキスパンド性を有した粘着テープ７Ａの環状フレーム６Ａをフレーム支持部１３１Ａから取り外す。次に、３箇所の固定ボルト１５２の螺合を解除する。３箇所の固定ボルト１５２は、調整手段１５の調整ボルト１５１を介してフレーム支持部１３１Ａを基台部１３２の支持柱１３２ａに固定している。固定ボルト１５２の螺合を解除した後、フレーム支持部１３１Ａに螺合されている３箇所の調整ボルト１５１に対して、ねじ込み量が少なくなるように調整する。例えば、３箇所の調整ボルト１５１の螺合を一定量解除して、フレーム支持部１３１Ａを基台部１３２の支持柱１３２ａに載置し、フレーム支持部１３１Ａの高さとテーブル本体１２の高さが一致するように、調整ボルト１５１のねじ込み量を調整する。調整ボルト１５１のねじ込み量を調整後、フレーム支持部１３１Ａに螺合された調整ボルト１５１の貫通穴１５１ｃに固定ボルト１５２を挿通させてフレーム支持部１３１Ａを支持柱１３２ａに固定する。フレーム支持部１３１Ａを固定後、エキスパンド性を有さない粘着テープ７Ａを有した環状フレーム６Ａをフレーム支持部１３１Ａに配置する。これにより、図６に示したように、フレーム支持部１３１Ａに支持された環状フレーム６Ａをテーブル本体１２の保持面１２１との高低差がゼロになるように配置でき、エキスパンド性を有さない粘着テープ７Ａを使用することができるようになる。また、フレーム支持部１３１Ａの高さを調整する際に、３箇所に設けられた調整ボルト１５１のねじ込みの深さを調整することでフレーム支持部１３１Ａの全周の高さを調整することができるので最低限の作業工数ですみ、作業効率を向上できる。

このように、第１の実施形態に係るチャックテーブル１０Ａによれば、フレーム支持部１３１Ａの高さを調整するよう構成されているため、テーブル本体１２の保持面１２１の高さに対して環状フレーム６Ａの位置を微調整することができると共に、保持面１２１に対する環状フレーム６Ａの位置を調整する際に、フレーム支持部１３１Ａを交換する必要がないという効果を奏する。

なお、図６に示すように環状フレーム６Ａを引き落とさずに固定する場合、切削ブレード２１，３１が環状フレーム６Ａに接触しないように、ウエーハＷのサイズは小さいものに限定され、切削ブレード２１，３１は、環状フレーム６Ａの近傍で上昇するように制御する。
〔実施形態２〕

次に、第２の実施形態に係るチャックテーブルについて説明する。図８は、第２の実施形態に係るチャックテーブルの構成例を示す斜視図である。図９は、チャックテーブルに環状フレームを装着した例を示す斜視図である。上述した第１の実施形態に係るチャックテーブル１０Ａと同様の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

チャックテーブル１０Ｂは、矩形の環状フレーム６Ｂとともに切削ブレード２１，３１のドレッシングで用いるドレス部材８を併せて支持するフレーム支持部１３１Ｂを有する。矩形の環状フレーム６Ｂは、平行な２つの線分と当該線分の端部を結ぶ円弧部から構成されている。矩形の環状フレーム６Ｂは、円形の環状フレーム６Ａと比較して円弧部が２箇所切り欠けられた形状のため、円形のフレーム支持部１３１Ｂにおいて、当該切り欠かれた円弧部に相当する部分にドレス部材８を支持する領域を設けることが可能となる。

フレーム支持部１３１Ｂは、ドレス部材８を装着するドレス部材吸引領域８ａと、ドレス部材吸引領域８ａに接続された吸引配管８ｂとを有する。吸引配管８ｂは図示しない真空吸引源によって負圧が加えられ、この負圧によってドレス部材吸引領域８ａにドレス部材８が吸引保持される。また、ドレス部材吸引領域８ａには溝が形成されており、この溝によりドレッシング時にドレス部材８がずれないようになっている。

フレーム支持部１３１Ｂは位置決め手段１３４Ｂを有する。位置決め手段１３４Ｂは、上述のドレス部材吸引領域８ａを規定するようにフレーム支持部１３１Ｂの上面縁部に突起状に２箇所所定の間隔を有して形成されている。位置決め手段１３４Ｂは、矩形の環状フレーム６Ｂの直線部分が当接されてウエーハＷをテーブル本体１２の中央に位置合わせする。また、矩形の環状フレーム６Ｂの直線部分が切削装置のＸ方向と平行方向となるようにチャックテーブル１０Ｂの向きを設定する。これにより、ウエーハＷをチャックテーブル本体に載置したままドレス部材８を用いて切削ブレードのドレッシングをしても、環状フレーム６Ｂと切削ブレードが干渉することがない。

このように、第２の実施形態に係るチャックテーブル１０Ｂによれば、ドレッシングで用いるドレス部材８を併せて支持するフレーム支持部１３１Ｂを有するので、ウエーハＷの切削加工を行っているときに、切削加工と同じフレーム支持部１３１Ｂを使用して切削ブレード２１，３１のドレッシング作業を行うことができ、作業効率を向上できる。

なお、図９に示す環状フレーム６Ｂは、その直線部分を位置決め手段１３４Ｂに当接させる方向は位置合わせが容易だが、当接した直線部分がスライドする方向に対しては位置が規定されていないので位置合わせが難しい。そこで、図示していないが、矩形の環状フレーム６Ｂの直線部分に、２箇所の位置決め手段１３４Ｂがそれぞれ嵌合する凹部が設けられていると、当接した環状フレーム６Ｂの直線部分がスライドする方向に対して位置合わせが容易になる。

１ 切削装置
１０Ａ，１０Ｂ チャックテーブル
１１ テーブルベース
１２ テーブル本体
１２１ 保持面
１３Ａ フレーム支持手段
１３１Ａ，１３１Ｂ フレーム支持部
１３１ａ 貫通穴
１３１ｂ 雌ねじ
１３１ｃ 開口部
１３２ 基台部
１３２ａ 支持柱
１３３ 永久磁石
１３４Ａ，１３４Ｂ 位置決め手段
１５ 調整手段
１５１ 調整ボルト
１５１ａ 雄ねじ
１５１ｂ 頭部
１５１ｃ 貫通穴
１５２ 固定ボルト
１５２ａ 先端部
１５２ｂ 頭部
２１，３１ 切削ブレード

Claims (3)

1. 粘着テープを介して環状フレームの開口に支持された被加工物を吸引保持する切削装置のチャックテーブルであって、
   前記チャックテーブルは、
   前記切削装置のテーブルベースに着脱自在に固定され、被加工物を保持する保持面を有するテーブル本体と、
   前記テーブルベースに固定され、前記テーブル本体の外周で前記環状フレームを支持するフレーム支持手段と、を備え、
   前記フレーム支持手段は、
   前記テーブルベースに固定された基台部と、
   前記保持面と直交する高さ方向に位置を調整する調整手段を介して前記基台部に固定されるフレーム支持部と、を有し、
   前記フレーム支持部に支持される前記環状フレームの高さが、前記テーブル本体の前記保持面に対し所望の位置に位置づけられるとともに、
   前記フレーム支持部は、
   環状に形成され、前記テーブル本体を囲繞し、
   前記調整手段によって前記基台部に３点で固定され、
   前記調整手段は、
   前記フレーム支持部を貫通する雌ねじに螺合し、内周に貫通穴を有する調整ボルトと、
   前記雌ねじに螺合した前記調整ボルトの前記貫通穴に挿通し、先端部が前記基台部に螺合する固定ボルトと、によって構成され、
   前記調整ボルトが前記雌ねじに螺合する長さによって前記フレーム支持部の高さを調整することを特徴とする切削装置のチャックテーブル。
2. 前記フレーム支持部は、前記環状フレームが位置づけられる領域に永久磁石と、
   前記環状フレームの中心を前記テーブル本体の中心に位置合わせして載置せしめる位置決め手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の切削装置のチャックテーブル。
3. 前記フレーム支持部は、前記環状フレームとともに切削ブレードのドレッシングで用いるドレス部材を併せて支持することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の切削装置のチャックテーブル。

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