JP2013103280A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削装置の仮置き手段の箇所において、被加工物が保持された環状フレームを確実にセンシングし、環状フレームの存在を確実に認識できる切削装置を提供する。
【解決手段】仮置き手段は、被加工物ユニットを挟持する一対のガイドレールと、ガイドレールを挟んだ上下方向で対面し、２本の該ガイドレールの間を光線が通過するように配置された発光素子と受光素子からなる光学センサを備え、ガイドレールの長手方向の所定範囲に被加工物ユニットがあるときに、光学センサの光線を該被加工物ユニットが遮断することで、被加工物ユニットが所定範囲にあることが検知される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェーハをダイシングする切削装置（ダイシング装置）に配設されて半導体ウェーハを保持する環状フレームを仮置きし、環状フレームの位置決めを行う機構に関するものである。

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状の板状物である半導体ウェーハの表面に格子状に配列された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、回路が形成された各領域をストリートと呼ばれる分割予定ラインに沿って切削（ダイシング）することにより個々の半導体チップを製造している。

このような半導体ウェーハ等の被加工物の分割は、一般にダイシング装置として知られる切削装置によって行われる。この切削装置においてダイシングしようとする被加工物は、粘着テープを介して環状フレームに保持されカセットに収納される。被加工物を保持してカセットに収納された環状フレームは、搬出入手段によって仮置き手段上に搬出され、その後、加工領域のチャックテーブル上へ搬送される（例えば特許文献１参照）。

カセットから搬出された後の被加工物は、センサ等により切削装置内のどこに位置しているのかが常に把握される。例えば、搬出入手段の不用意な保持の解除や、仮置き手段の不用意な解放等により被加工物が落下する等の不具合が生じないよう、常に被加工物の位置を把握している（被加工物の位置を認識していないと、不用意な保持の解除等が起きる危険性がある）。

例えば、特許文献２には、仮置き手段を構成する第一の側部支持部及び第二の側部支持部に、仮置き手段に載置された環状フレームに向けて光電センサを対向して配設し、環状フレームが適正に載置されているときは、双方の光電センサによって環状フレームが認識されていることを検出する技術が開示されている。

他方、特許文献３では、環状フレームを保持して半導体ウェーハを搬送等する際に、環状フレームの保持状態を解除して離脱させようとした際にも環状フレームが離脱せず、予期できない場所に脱落するといった不具合の発生に鑑みたものであり、ウェーハを搬出入する際のウェーハの受け渡しを行う受け取り手段について、環状フレームに粘着屑が付着している場合においても、環状フレームを確実に離脱させることが可能な技術を開示している。

特開平１１−２０４４６１号公報 特開２０１１−１０８８０６号公報 特開２００６−０１９３５４号公報

しかしながら、特許文献２に開示されるような光電センサによって環状フレームを認識する構成、即ち、環状フレームに対して発光し、環状フレームからの反射光を受光する反射型のセンサを採用する構成では、特許文献３にも記載されるように、例えば粘着屑などによって環状フレームが汚れていたり、また、環状フレームにゆがみ等が生じている場合には、設計されたとおりに反射光を受光できなくなってしまうことが懸念される。

このため、反射型センサによるセンシングが正確に行われず、仮置き手段上に環状フレームが位置しているにもかかわらず、環状フレームが無いと判定される誤認識が発生してしまうことが懸念される。

そこで、本発明では、切削装置の仮置き手段の箇所において、被加工物が保持された環状フレームを確実にセンシングし、環状フレームの存在を確実に認識できる切削装置を提供する。

本発明では、被加工物が環状フレームの開口に粘着テープを介して固定された被加工物ユニットを保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を切削加工する加工手段と、被加工物ユニットを収容するカセットを載置するカセット載置部と、カセット載置部に載置されたカセットから被加工物ユニットを搬出する搬出手段と、搬出手段によって搬出された被加工物ユニットを仮置きする仮置き手段と、を備えた切削装置であって、仮置き手段は、被加工物ユニットを挟持する一対のガイドレールと、ガイドレールを挟んだ上下方向で対面し、２本のガイドレールの間を光線が通過するように配置された発光素子と受光素子からなる光学センサを備え、ガイドレールの長手方向の所定範囲に被加工物ユニットがあるときに、光学センサの光線を被加工物ユニットが遮断することで、被加工物ユニットが所定範囲にあることが検知される、ことを特徴とする切削装置が提供される。

好ましくは、光学センサの光線は、ガイドレールの被加工物ユニットが進入する前端部の上方または下方からガイドレールの後端部の下方または上方へと斜めの光路を形成し、ガイドレールの所定範囲上に載置された被加工物ユニットが斜めの光線を常に遮断する構成とする。

本発明によれば、光学センサは仮置き手段を上下から挟む遮断型センサとして構成されるため、被加工物ユニットの環状フレームの汚れやゆがみに影響されることなく、仮置き手段上に位置する環状フレームをセンシングすることが可能となる。また、仮に、仮置き手段にセンサが配置されている場合には、摺動により発生するゴミによる影響でセンサの受発光素子が汚れ、センシング不良が生じることが懸念されるが、このような不具合発生も回避できる。

切削装置の斜視図である。 被加工物ユニットの斜視図である。 仮置き手段の構成について示す平面図である。 仮置き手段の構成について示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態としての切削装置２の外観斜視図を示している。

切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作パネル４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像ユニットによって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示ユニット６が設けられている。

図２は、被加工物となるウェーハＷについて示すものであり、ウェーハＷは粘着テープＴ（ダイシングテープ）に貼着され、粘着テープＴの外周縁部が環状フレームＦに貼着されて被加工物ユニットＵが形成される。被加工物ユニットＵでは、ウェーハＷは粘着テープＴを介して環状フレームＦに支持された状態となり、図１に示したカセット８中に被加工物ユニットＵが複数枚（例えば２５枚）収容される。カセット８は上下動可能なカセット載置部９（カセットエレベータ）上に載置される。

図２に示されるように、ウェーハＷの表面には、第１の分割予定ラインＳ１と第２の分割予定ラインＳ２とが直交して形成されており、第１の分割予定ラインＳ１と第２の分割予定ラインＳ２によって区画された各領域に半導体パッケージＤが形成されている。

図１において、カセット８の後方には、カセット８から切削前のウェーハＷ（被加工物ユニットＵ）を搬出するとともに、切削後のウェーハＷをカセット８に搬入する搬出入ユニット１０が配設されている。

搬出入ユニット１０はクランプ１１を有しており、クランプ１１が被加工物ユニットＵの環状フレームＦを把持して、カセット８に対して被加工物ユニットＵを搬出及び搬入する。搬出入ユニット１０はＹ軸方向に直線移動される。

カセット８と搬出入ユニット１０との間には、搬出入対象の被加工物ユニットＵが一時的に載置される領域である仮置きテーブル１２が設けられており、仮置きテーブル１２には、被加工物ユニットＵの環状フレームＦをセンタリングする一対のガイドレール１４が配設されている。

仮置きテーブル１２の近傍には、被加工物ユニットＵを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送ユニット１６が配設されており、仮置きテーブル１２に搬出された被加工物ユニットＵは、搬送ユニット１６により吸着されてチャックテーブル１９上に搬送され、このチャックテーブル１９に吸引保持されるとともに、複数のフレームクランプ２１により環状フレームＦがクランプされて固定される。

チャックテーブル１９は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１９のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウェーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメントユニット２０が配設されている。

アライメントユニット２０は、ウェーハＷの表面を撮像する撮像素子及び顕微鏡を有する撮像ユニット２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、コントローラによるパターンマッチング等の画像処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像ユニット２２によって取得された画像は、表示ユニット６に表示される。

アライメントユニット２０の左側には、チャックテーブル１９に保持されたウェーハＷに対して切削加工を施す切削ユニット２４が配設されている。切削ユニット２４はアライメントユニット２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削ユニット２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像ユニット２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

２５は切削加工の終了した被加工物ユニットＵを吸着してスピンナ洗浄ユニット２７まで搬送する搬送ユニットであり、スピンナ洗浄ユニット２７では被加工物ユニットＵがスピン洗浄及びスピン乾燥される。

スピン洗浄及びスピン乾燥された後の被加工物ユニットＵは、搬送ユニット１６により吸着されて再び仮置きテーブル１２へと移動され、搬出入ユニット１０にてカセット８へと移動される。

以上の構成により、図１に示す切削装置２では、被加工物（ウェーハＷ）が環状フレームＦの開口に粘着テープＴを介して固定された被加工物ユニットＵを保持するチャックテーブル１９と、チャックテーブル１９に保持された被加工物を切削加工する加工手段となる切削ユニット２４と、被加工物ユニットＵを収容するカセット８を載置するカセット載置部９と、カセット載置部９に載置されたカセット８から被加工物ユニットＵを搬出する搬出手段となる搬出入ユニット１０と、搬出入ユニット１０によって搬出された被加工物ユニットＵを仮置きする仮置き手段となる一対のガイドレール１４と、を備える構成としている。

次に、本発明において特徴的な構成である仮置き手段の構成について説明する。図３及び図４に示すように、仮置き手段は、被加工物ユニットＵを挟持する一対のガイドレール１４，１４と、ガイドレール１４，１４を挟んだ上下方向で対面し、２本のガイドレールの間１４，１４を光線３３が通過するように配置された発光素子３１ａと受光素子３２ａからなる光学センサ３０を備え、ガイドレール１４，１４の長手方向の所定範囲Ｈに被加工物ユニットＵがあるときに、光学センサ３０の光線３３を被加工物ユニットＵが遮断することで、被加工物ユニットＵが所定範囲にあることが検知される構成としている。

以下詳述すると、仮置きテーブル１２上には、基準位置となるセンターラインＣを挟むように２本のガイドレール１４，１４が対向して平行に配置されている。ガイドレール１４，１４は、被加工物ユニットＵの環状フレームＦが載置される水平板状部１４ａと、環状フレームＦの側面に対向するガイド用縦壁部１４ｂを有している。

ガイドレール１４，１４は、図示せぬ駆動装置によって、互いの平行関係を維持したまま、センターラインＣに近づく、或いは、離れるように移動可能に構成されており、互いの距離を狭めることによって、ガイド用縦壁部１４ｂ，１４ｂの間に被加工物ユニットＵが収められ、センターラインＣに対する被加工物ユニットＵの位置決めがなされる。

ガイドレール１４，１４の間に所定の幅を確保することによって、被加工物ユニットＵをガイド用縦壁部１４ｂ，１４ｂにガイドさせながら搬入、或いは、搬出することができるようになっている。例えば、搬入の際には、カセット８内に収容された被加工物ユニットＵの環状フレームＦが、搬出入ユニット１０のクランプ１１で掴まれるとともに、そのまま搬入方向Ｋに引き寄せられるように移動されるが、この際に、ガイド用縦壁部１４ｂ，１４ｂによって環状フレームＦの横方向のズレ（平面視において搬入方向Ｋに対して横方向）が規制される。

ガイドレール１４，１４の水平板状部１４ａ，１４ａには、それぞれピン状のストッパー１４ｃ，１４ｃが突設されており、このストッパー１４ｃ，１４ｃに被加工物ユニットＵの環状フレームＦが突き当てられることによって、被加工物ユニットＵの搬入方向Ｋの位置決めがなされる。

そして、一方のガイドレール１４には、発光素子３１ａと受光素子３２ａからなる光学センサ３０が設けられている。具体的には、ガイドレール１４の長手方向の一側端部において、ガイド用縦壁部１４ｂの側部からセンターラインＣ側に水平に伸びるブラケット３１ｂが突設され、ブラケット３１ｂの先端部に発光素子３１ａが設けられる。また、ガイドレール１４の長手方向の他側端部において、水平板状部１４ａの下部からセンターラインＣ側に水平に伸びるブラケット３２ｂが突設され、ブラケット３２ｂの先端部に受光素子３２ａが設けられる。なお、このようにブラケット３１ｂ，３２ｂを配設する形態とすることによれば、既存の装置構成を維持したまま、本実施例を容易に適用することが可能である。

発光素子３１ａが設けられるブラケット３１ｂは、移動する被加工物ユニットＵよりも上方に設けられ、発光素子３１ａをガイドレール１４よりもセンターラインＣに近い位置に配置させる。受光素子３２ａが設けられるブラケット３２ｂは、移動する被加工物ユニットＵよりも下方に設けられ、受光素子３２ａをガイドレール１４よりもセンターラインＣに近い位置に配置させる。

そして、以上の配置関係により、発光素子３１ａと受光素子３２ａは、ガイドレール１４を挟んだ上下方向で対面し、２本のガイドレール１４，１４の間（ガイドレール１４，１４に対してセンターラインＣ側であること）を光線３３が通過するように配置され、発光素子３１ａから発光される光線３３が、図４に示されるように、水平面に対して交差させられる。これにより、被加工物ユニットＵが水平方向に移動すると、被加工物ユニットＵによって光線３３が遮られることとなり、被加工物ユニットＵの存在を認識することができる。

さらに、本実施形態では、ガイドレール１４，１４の長手方向の所定範囲Ｈに被加工物ユニットＵがあるときに、光学センサ３０の光線３３が被加工物ユニットＵによって遮断される。具体的には、図３に示すように、被加工物ユニットＵの中心Ｕａが位置Ｐ１から位置Ｐ２の間にあるときに、光線３３が被加工物ユニットＵに遮断されるようになっている。また、光線３３と被加工物ユニットＵが交差する点が光線遮断箇所Ｍとして規定され、被加工物ユニットＵが所定範囲Ｈにあるときに、この光線遮断箇所Ｍが形成されることになっている。

以上のような構成により、本実施形態では、光学センサ３０の光線３３は、ガイドレール１４の被加工物ユニットＵが進入する前端部の上方からガイドレールの後端部へと斜めの光路を形成し、ガイドレールの所定範囲Ｈ上に載置された被加工物ユニットＵが斜めの光線３３を常に遮断する構成としている。なお、発光素子３１ａと受光素子３２ａの配置関係において、両者の上下位置関係、さらには、ガイドレール１４の長手方向である搬出入方向の位置関係、は逆であってもよい。

これにより、被加工物ユニットＵの中心Ｕａが所定範囲Ｈにある限りは、光学センサ３０によって被加工物ユニットＵの存在をセンシングすることができる。そして、光学センサ３０は仮置き手段であるガイドレール１４を上下から挟む遮断型センサとして構成されるため、被加工物ユニットＵの環状フレームＦの汚れやゆがみに影響されることなく、ガイドレール１４，１４上に位置する環状フレームＦをセンシングすることが可能となる。また、仮に、水平板状部１４ａにセンサが配置されている場合には、摺動により発生するゴミによる影響でセンサの受発光素子が汚れ、センシング不良が生じることが懸念されるが、このような不具合発生も回避できる。

さらに、本実施形態の構成によれば、被加工物ユニットＵがセンシングする範囲である所定範囲Ｈは、光学センサ３０の発光素子３１ａ、受光素子３２ａのセンターラインＣに対する位置によって容易に設計することが可能となる。即ち、例えば、発光素子３１ａ、受光素子３２ａをセンターラインＣにより近い位置に配置することによれば、ガイドレール１４，１４上に搬入される被加工物ユニットＵによって、光線３３がより早い段階で遮断されることになるため、図３におけるＰ１の位置をよりカセット８に近い位置に設定することが可能となる。

なお、本実施形態では、一対のガイドレール１４，１４のうち、一方のガイドレール１４に発光素子３１ａと受光素子３２ａからなる光学センサ３０を配置し、２本のガイドレール１４，１４の間において光線３３が通過する構成としたが、この他にも、一方のガイドレール１４に発光素子３１ａ、他方のガイドレール１４に受光素子３２ａをそれぞれ配置し、センターラインＣを交差する光線を形成し、この光線を被加工物ユニットＵにて遮断させる実施形態なども考えられる。

２ 切削装置
８ カセット
１０ 搬出入ユニット
１１ クランプ
１４ ガイドレール
１４ａ 水平板状部
１４ｂ ガイド用縦壁部
１４ｃ ストッパー
３０ 光学センサ
３１ａ 発光素子
３１ｂ ブラケット
３２ａ 受光素子
３２ｂ ブラケット
３３ 光線
Ｃ センターライン
Ｆ 環状フレーム
Ｈ 所定範囲
Ｋ 搬入方向
Ｕ 被加工物ユニット
Ｕａ 中心

Claims (2)

1. 被加工物が環状フレームの開口に粘着テープを介して固定された被加工物ユニット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該被加工物を切削加工する加工手段と、
   該被加工物ユニットを収容するカセットを載置するカセット載置部と、
   該カセット載置部に載置された該カセットから該被加工物ユニットを搬出する搬出手段と、
   該搬出手段によって搬出された該被加工物ユニットを仮置きする仮置き手段と、を備えた切削装置であって、
   仮置き手段は、
   該被加工物ユニットを挟持する一対のガイドレールと、
   該ガイドレールを挟んだ上下方向で対面し、２本の該ガイドレールの間を光線が通過するように配置された発光素子と受光素子からなる光学センサを備え、
   該ガイドレールの長手方向の所定範囲に被加工物ユニットがあるときに、該光学センサの光線を該被加工物ユニットが遮断することで、該被加工物ユニットが該所定範囲にあることが検知される、ことを特徴とする切削装置。
2. 前記光学センサの前記光線は、前記ガイドレールの前記被加工物ユニットが進入する前端部の上方または下方から該ガイドレールの後端部の下方または上方へと斜めの光路を形成し、
   該ガイドレールの前記所定範囲上に載置された該被加工物ユニットが斜めの該光線を常に遮断することを特徴とする、請求項１記載の切削装置。

Images