JP2009038181A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像手段の対物レンズを遮蔽する遮蔽部材を着脱可能に構成し、遮蔽部材が汚れたならば取り外して交換または洗浄することができるように構成した切削装置を提供する。
【解決手段】被加工物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の加工すべき領域を検出する対物レンズを有する撮像手段と、チャックテーブルに保持された被加工物に切削加工を施す切削手段とを具備する切削装置であって、撮像手段５の対物レンズ５２を収容した対物レンズケース５３の下端部に対物レンズケースを囲繞して装着され対物レンズに画像を取り込む撮像開口５４２を備えたカバー部材５４と、カバー部材の撮像開口に着脱可能に装着される環状枠体５５１と環状枠体に外周部が保持され対物レンズを遮蔽する透明板５５２とからなる遮蔽手段５５とを具備している。
【選択図】図３

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削する切削装置に関する。

例えば、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形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成し、該回路が形成された各領域を分割予定ラインに沿って分割することにより個々の半導体チップを製造している。半導体ウエーハを分割する分割装置としては一般にダイシング装置としての切削装置が用いられている。この切削装置は、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の切削すべき領域を検出する撮像手段と、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削手段とを具備している。

このような切削装置において、切削手段により切削作業を実施する切削領域と撮像手段によって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アライメント領域は、チャックテーブルの移動経路に設けられている。従って、被加工物を保持したチャックテーブルを切削領域に移動して切削手段によって切削作業を実施すると、切削屑を含んだ切削水の飛沫が撮像手段に付着して、撮像手段の対物レンズを汚染するという問題がある。

上述した問題を解消するために、撮像手段の対物レンズを収容した対物レンズケースの下方を遮蔽する遮蔽手段を設けることにより、切削手段による切削によって飛散する切削屑を含んだ切削水の飛沫が撮像手段の対物レンズに付着しないようにした切削装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−８８３６１号公報

上記撮像手段の対物レンズを収容した対物レンズケースの下方を遮蔽する遮蔽手段は、対物レンズケースの下端に対物レンズの光軸に対して直角に装着され対物レンズケースと対応する第１の穴を備えたガイド部材と、ガイド部材の下側に移動可能に配設され第１の穴と対応する第２の穴を備えた可撓性を有するシート材からなる遮蔽部材と、遮蔽部材をガイド部材の下面に沿って移動し第２の穴を第１の穴と対向する作用位置と第１の穴を遮蔽する遮蔽位置に位置付ける作動手段とからなっており、ガイド部材および遮蔽部材に切削屑を含んだ切削水が付着して遮蔽部材の作動に支障をきたすという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、撮像手段の対物レンズを遮蔽する遮蔽部材を着脱可能に構成し、遮蔽部材が汚れたならば取り外して交換または洗浄することができるように構成した切削装置を提供することにある。

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の加工すべき領域を検出する対物レンズを有する撮像手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物に切削加工を施す切削手段と、を具備する切削装置において、
該撮像手段の該対物レンズを収容した対物レンズケースの下端部に該対物レンズケースを囲繞して装着され、該対物レンズに画像を取り込む撮像開口を備えたカバー部材と、
該カバー部材の該撮像開口に着脱可能に装着される環状枠体と該環状枠体に外周部が保持され該対物レンズを遮蔽する透明板とからなる遮蔽手段と、を具備している、
ことを特徴とする切削装置が提供される。

上記カバー部材は上記撮像開口に連通するエアー導入路を備えており、上記遮蔽手段の環状枠体には上記エアー導入路と連通し上記透明板の下面に沿ってエアーを噴出する複数の細孔が周方向に設けられている。
上記カバー部材には上記エアー導入路と連通するとともに上記対物レンズケースの外周面とによって環状のエアーチャンバーを形成し上記撮像開口に連通する空間部を備えており、上記遮蔽手段の環状枠体には上記複数の細孔と上記環状のエアーチャンバーとを連通する複数のエアー流通路が設けられている。
また、上記カバー部材の撮像開口の内周面には雌ネジが形成されており、上記遮蔽手段の環状枠体の外周面には雌ネジと螺合する雄ネジが形成されている。

本発明による切削装置においては、撮像手段の対物レンズを収容した対物レンズケースの下端部に対物レンズケースを囲繞して装着され対物レンズに画像を取り込む撮像開口を備えたカバー部材と、該カバー部材の撮像開口に着脱可能に装着される環状枠体と該環状枠体に外周部が保持され対物レンズを遮蔽する透明板とからなる遮蔽手段とを具備しているので、切削時に切削部に供給される切削水が飛散しても、飛散した飛沫は遮蔽手段の透明板によって遮蔽され対物レンズに付着することはない。そして、切削作業を実施することにより、透明板に洗浄水が付着し撮像手段による撮像に支障をきたすようになった場合には、遮蔽手段がカバー部材に着脱可能に装着されているので、遮蔽手段を取り外して洗浄するか既に洗浄されている遮蔽手段をカバー部材に装着することにより、撮像手段による撮像機能が保証される。

以下、本発明に従って構成された切削装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１には、本発明に従って構成された切削装置の斜視図が示されている。図示の実施形態における切削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持するチャックテーブル３が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ている。チャックテーブル３は、吸着チャック支持台３１と、該吸着チャック支持台３１上に配設された吸着チャック３２を具備しており、該吸着チャック３２の上面である保持面上に被加工物を図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル３は、図示しない回転機構によって回転可能に構成されている。なお、チャックテーブル３１には、被加工物として後述する半導体ウエーハを保護テープを介して支持する環状の支持フレームを固定するためのクランプ３３が配設されている。このように構成されたチャックテーブル３は、図示しない切削送り手段によって、矢印Ｘで示す切削送り方向に移動せしめられるようになっている。

図示の実施形態における切削装置は、切削手段としてのスピンドルユニット４を具備している。スピンドルユニット４は、図示しない移動基台に装着され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るスピンドルハウジング４１と、該スピンドルハウジング４１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転駆動される回転スピンドル４２と、該回転スピンドル４２に装着された切削ブレード４３とを具備している。この切削ブレード４３の両側には切削水供給ノズル４４が配設されている。この切削水供給ノズル４４は図示しない切削水供給手段に接続されている。

図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル３上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード４３によって切削すべき領域を検出するための撮像手段５を具備している。この撮像手段５について、図２乃至図５を参照して説明する。図示の実施形態における撮像手段５は、本体５１と、該本体５１の下端に装着され対物レンズ５２を収容した対物レンズケース５３を備えている。このように構成された撮像手段５の本体５１内には撮像素子（ＣＣＤ）等が配設されており、対物レンズ５２を通して撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

図示の実施形態における撮像手段５は、上記対物レンズケース５３の下端部に対物レンズケース５３を囲繞して装着されたカバー部材５４と、該カバー部材５４に着脱可能に装着され上記対物レンズ５２を遮蔽する遮蔽手段５５を具備している。カバー部材５４は、上部に対物レンズケース５３に嵌合する嵌合穴５４１を備えているとともに、対物レンズケース５３の下方に対物レンズ５２に画像を取り込む撮像開口５４２を備えている。嵌合穴５４１の内周面にはリング溝５４１aが形成されており、このリング溝５４１aにシールリング５４５が配設されている。なお、カバー部材５４には、撮像開口５４２の内周面に雌ネジ５４２aが形成されている。また、カバー部材５４には、対物レンズケース５３の外周面とによって上記撮像開口５４２に連通する環状のエアーチャンバー５４３を形成する空間部５４３aが設けられているとともに、該エアーチャンバー５４３と連通し図示しないエアー供給源に接続されるエアー導入路５４４が形成されている。

上記遮蔽手段５５は、図４および図５に示すように環状枠体５５１と、該環状枠体５５１に外周部が保持されたガラス板等からなる円形状の透明板５５２とからなっている。環状枠体５５１は、内周上部に上記透明板５５２を保持する環状の保持部５５１aを備えている。環状の保持部５５１aは、上面から段差を設けて形成されており、その上面である保持面に透明板５５２の外周部下面を接着剤によって固着して保持する。また、環状枠体５５１には、環状の保持部５５１aの下側に透明板５５２の下面に沿ってエアーを噴出する断面が矩形状の複数の細孔５５１ｂが周方向に所定の間隔を置いて設けられているとともに、該複数の細孔５５１ｂにそれぞれ連通し上面に開口する複数のエアー流通路５５１cが設けられている。なお、複数のエアー流通路５５１cは、遮蔽手段５５が上記カバー部材５４に装着されると上記エアーチャンバー５４３と連通せしめられる。この複数のエアー流通路５５１cは、その直径が０．５から０．８mmに形成されている。また、環状枠体５５１には、その上部外周面に上記カバー部材５４の撮像開口５４２の内周面に形成された雌ネジ５４２aと螺合する雄ネジ５５１dが設けられており、この雄ネジ５５１dを図３に示すように雌ネジ５４２aに螺合することによりカバー部材５４に着脱可能に装着される。また、環状枠体５５１の下面には、図２に示すように環状枠体５５１を回動するための工具が嵌合する複数の凹部５５１eが設けられている。

上述したように構成されたカバー部材５４のエアー導入路５４４には、図示しないエアー供給源から１分間に１０〜１５リットル（１０〜１５リットル／分）のエアーが供給される。エアー導入路５４４に供給されたエアーは、図３において矢印で示すようにエアーチャンバー５４３に流入する。エアーチャンバー５４３に流入したエアーは、図５において矢印で示すように遮蔽手段５５を構成する環状枠体５５１に設けられた複数のエアー流通路５５１cを通して複数の細孔５５１ｂから透明板５５２の下面に沿って噴出する。

図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記撮像手段５によって撮像された画像を表示する表示手段７を具備している。また、上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域８aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル８が配設されている。このカセット載置テーブル８は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル８上には、被加工物Wを収容するカセット９が載置される。カセット９に収容される被加工物Wは、ウエーハの表面に格子状のストリートが形成されており、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にコンデンサーやLEDや回路等のデバイスが形成されている。このように形成された被加工物Wは、環状の支持フレームFに装着された保護テープTの表面に裏面が貼着された状態でカセット９に収容される。

また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル８上に載置されたカセット９に収容されている被加工物W（環状のフレームFに保護テープTを介して支持されている状態）を仮置きテーブル１０に搬出する搬出手段１１と、仮置きテーブル１０に搬出された被加工物Wを上記チャックテーブル３上に搬送する第１の搬送手段１２と、チャックテーブル３上で切削加工された被加工物Wを洗浄する洗浄手段１３と、チャックテーブル３上で切削加工された被加工物Wを洗浄手段１３へ搬送する第２の搬送手段１４を具備している。

以上のように構成された切削装置の作動について、簡単に説明する。
カセット載置テーブル８上に載置されたカセット９の所定位置に収容されている被加工物Wは、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル８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、搬出手段１１が進退作動して搬出位置に位置付けられた被加工物Wを仮置きテーブル１０上に搬出する。仮置きテーブル１０に搬出された被加工物Wは、第１の搬送手段１２の旋回動作によって上記チャックテーブル３上に搬送される。チャックテーブル３上に被加工物Wが載置されたならば、図示しない吸引手段が作動して被加工物Wをチャックテーブル３上に吸引保持する。また、被加工物Wを保護テープTを介して支持する支持フレームFは、上記クランプ３３によって固定される。このようにして被加工物Wを保持したチャックテーブル３は、撮像手段５の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル３が撮像手段５の直下に位置付けられると、撮像手段５によって被加工物Wに形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット４を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリートと切削ブレード４３との精密位置合わせ作業が行われる。なお、撮像手段５は、対物レンズ５２および対物レンズケース５３に装着された遮蔽手段５５の透明板５５２を通して被加工物Wを撮像する。

その後、切削ブレード５を矢印Ｚで示す方向に所定量切り込み送りし所定の方向に回転させつつ、被加工物Wを吸引保持したチャックテーブル３を切削送り方向である矢印Ｘで示す方向（切削ブレード４３の回転軸と直交する方向）に所定の切削送り速度で移動することにより、チャックテーブル３上に保持された被加工物Wは切削ブレード４３により所定のストリートに沿って切断される（切削工程）。この切削工程においては、切削水供給ノズル４４から切削ブレード４３および被加工物Wの切削部に切削水が供給される。このようにして、被加工物Wを所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル３を矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切削工程を実施する。そして、被加工物Wの所定方向に延在するストリートの全てに沿って切削工程を実施したならば、チャックテーブル３を９０度回転させて、被加工物Wの所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削作業を実行することにより、被加工物Wに格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のチップに分割される。なお、分割されたチップは、保護テープTの作用によってバラバラにはならず、フレームFに支持されたウエーハの状態が維持されている。

上記切削工程においては、上述したように切削水供給ノズル４４から切削ブレード４３および被加工物Wの切削部に切削水が供給されている。この切削水は切削ブレード４３の回転によって切削送り方向の前後に飛散される。この飛散した飛沫は、一部が撮像手段５側に飛散する。しかるに、飛散した飛沫は、遮蔽部手段５５の透明板５５２によって遮蔽され対物レンズ５２に付着することはない。また、上記切削工程においては、撮像手段５の対物レンズケース５３の下端部に装着されたカバー部材５４のエアー導入路５４４に図示しないエアー供給源からエアーが供給されており、このエアーが上述したようにエアーチャンバー５４３、複数のエアー流通路５５１cを通して複数の細孔５５１ｂから透明板５５２の下面に沿って噴出せしめられているので、透明板５５２の下側にはエアーカーテンが形成されているので、洗浄水の飛沫が透明板５５２に付着するのが抑制される。なお、上述した切削工程を長時間継続することにより、透明板５５２に洗浄水が付着し撮像手段５による撮像に支障をきたすようになった場合には、遮蔽手段５５がカバー部材５４に着脱可能に装着されているので、遮蔽手段５５を取り外して洗浄するか既に洗浄されている遮蔽手段５５をカバー部材５４に装着する。

上述したように被加工物Wのストリートに沿って切断作業が終了したら、被加工物Wを保持したチャックテーブル３は最初に被加工物Wを吸引保持した位置に戻される。そして、被加工物Wの吸引保持を解除する。次に、被加工物Wは第２の搬送手段１４によって洗浄手段１３に搬送される。洗浄手段１３に搬送された被加工物Wは、ここで洗浄および乾燥される。このようにして洗浄および乾燥された被加工物Wは、第１の搬送手段１２によって仮置きテーブル１０に搬出される。そして、被加工物Wは、搬出手段１１によってカセット９の所定位置に収納される。従って、搬出手段１１は、加工後の被加工物Wをカセット９に搬入する搬入手段としての機能も備えている。

本発明に従って構成された切削装置の斜視図。 図１に示す切削装置に装備される撮像手段の要部分解斜視図。 図１に示す切削装置に装備される撮像手段の要部断面図。 図２および図３に示す撮像手段を構成する遮蔽手段の平面図。 図４に示す遮蔽手段の断面図。

符号の説明

２：装置ハウジング
３：チャックテーブ
４：スピンドルユニット
４１：スピンドルハウジング
４２：回転スピンドル
４３：切削ブレード
４４：切削水供給ノズル
５：撮像手段
５２：対物レンズ
５３：対物レンズケース
５４：カバー部材
５４２：撮像開口
５４３：エアーチャンバー
５４４：エアー導入路
５５：遮蔽手段
５５１：環状枠体
５５１ｂ：複数の細孔
５５１c：複数のエアー流通路
５５２：透明板
５１：切削ブレードの基台
５１１：円盤状の基台本体
５１２：ブレード装着部
７：表示手段
８：カセット載置テーブル
９：カセット
１０：仮置きテーブル
１１：搬出手段
１２：第１の搬送手段
１３：洗浄手段
１４：第２の搬送手段
W：被加工物
F：環状の支持フレーム
T：保護テープ

Claims (4)

1. 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の加工すべき領域を検出する対物レンズを有する撮像手段と、該チャックテーブルに保持された被加工物に切削加工を施す切削手段と、を具備する切削装置において、
   該撮像手段の該対物レンズを収容した対物レンズケースの下端部に該対物レンズケースを囲繞して装着され、該対物レンズに画像を取り込む撮像開口を備えたカバー部材と、
   該カバー部材の該撮像開口に着脱可能に装着される環状枠体と該環状枠体に外周部が保持され該対物レンズを遮蔽する透明板とからなる遮蔽手段と、を具備している、
   ことを特徴とする切削装置。
2. 該カバー部材は該撮像開口に連通するエアー導入路を備えており、該遮蔽手段の環状枠体には該エアー導入路と連通し該透明板の下面に沿ってエアーを噴出する複数の細孔が周方向に設けられている、請求項1記載の切削装置。
3. 該カバー部材には該エアー導入路と連通するとともに該対物レンズケースの外周面とによって環状のエアーチャンバーを形成し該撮像開口に連通する空間部を備えており、該遮蔽手段の該環状枠体には該複数の細孔と該環状のエアーチャンバーとを連通する複数のエアー流通路が設けられている、請求項２記載の切削装置。
4. 該カバー部材の撮像開口の内周面には雌ネジが形成されており、該遮蔽手段の該環状枠体の外周面には雌ネジと螺合する雄ネジが形成されている、請求項１から３のいずれかに記載の切削装置。

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