(57)【要約】【課題】  簡単な構成で経済的な加工装置の排水機構を提供することである。【解決手段】  被加工物を吸引保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に加工水を供給しながら加工を施す加工手段と、該保持手段に吸引力を伝達する吸引手段とを含む加工装置の該保持手段から吸引された廃液を排水する加工装置の排水機構であって、該保持手段と該吸引手段とを連結する第１の連結管と、該第１の連結管の途中に配設された第１の水溜タンクと、該第１の水溜タンクに垂下して配設された第２の連結管と、該第２の連結管に連結された第２の水溜タンクと、該第２の水溜タンクと前記吸引手段とを連結する第３の連結管と、該第２の水溜タンクに垂下して配設されたドレーンと、該第２の連結管に配設された第１のバルブと、該第３の連結管に配設された第２のバルブと、ドレーンに接続される管路に配設された第３のバルブと、該第２の水溜タンクの上部に配設された大気開放弁とから構成される。【選択図】図３
2010098029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を吸引保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に加工水を供給しながら加工を施す加工手段と、該保持手段に吸引力を伝達する吸引手段とを含む加工装置の該保持手段から吸引された廃液を排水する加工装置の排水機構であって、
該保持手段と該吸引手段とを連結する第１の連結管と、
該第１の連結管の途中に配設された第１の水溜タンクと、
該第１の水溜タンクに垂下して配設された第２の連結管と、
該第２の連結管に連結された第２の水溜タンクと、
該第２の水溜タンクと前記吸引手段とを連結する第３の連結管と、
該第２の水溜タンクに垂下して配設されたドレーンと、
該第２の連結管に配設された第１のバルブと、
該第３の連結管に配設された第２のバルブと、
ドレーンに接続される管路に配設された第３のバルブと、
該第２の水溜タンクの上部に配設された大気開放弁とを具備し、
前記吸引手段を作動させて該保持手段に吸引力を伝達して該第２の水溜タンクに廃液を溜める際は、該第１のバルブと該第２のバルブを開状態にするとともに該第３のバルブと該大気開放弁とを閉状態にし、
前記吸引手段を作動させて該保持手段に吸引力を伝達しながら該第２の水溜タンクに溜められた廃液を排水する際は、該第１のバルブと該第２のバルブを閉状態にするとともに該第３のバルブと該大気開放弁とを開状態にすることを特徴とする加工装置の排水機構。
【請求項２】
前記吸引手段はエジェクタから構成される請求項１記載の加工装置の排水機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工水を供給しながらウエーハ等の被加工物を加工する加工装置の排水機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に形成された半導体ウエーハは、裏面を研削装置により研削して所定の厚みに加工された後、ダイシング装置によって分割予定ラインに沿って切削されて個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【０００３】
ダイシング装置でのダイシング時には、真空吸引源で発生した負圧によりチャックテーブル上にウエーハを吸引保持し、切削水を供給しながら切削ブレードでウエーハの分割予定ラインを切削することにより、ウエーハを個々のデバイスに分割している。
【０００４】
チャックテーブルへの被加工物の吸着方法には、ウエーハ裏面にダイシングテープを貼着した状態で切削する「テープマウント方式」と、ダイシングテープを使用せずに複数の吸引孔が形成されたチャックテーブル上に直接被加工物を吸着させて切削する「直置き加工方式」との２通りがあり、被加工物の種類に応じて使い分けるようにしている。
【０００５】
テープマウント方式では、ポーラスセラミック等から形成された多孔質チャックテーブルを使用し、ダイシングテープ面を全面的に吸着するため、吸引力が比較的小さくても問題がなく、また、ダイシングテープの存在により切削水が真空吸引源に浸入する危険性が少ないため、真空吸引源としては一般的にエジェクタ真空ポンプ（以下、単に「エジェクタ」と言う）を使用している。
【０００６】
一方、直置き加工方式では、セラミック基板のような一般的に硬い材質の被加工物をＳＵＳ等の金属で形成された直置きのチャックテーブルに吸着させているため、チャックテーブルを通して液体浸入の可能性も高く、テープマウント方式よりも大きな吸引力が必要であり、真空吸引源として水を吸引しても吸引力が下がらない水封式真空ポンプを一般的に使用している。
【０００７】
特開２００８−７８４２４号公報には、テープマウント方式及び直置き加工方式の２種類の加工方式に対応すべく、切削水が吸引されても吸引力が低下しない吸引力の強い真空吸引源と、テープマウント方式のように切削水が吸引源に吸引されにくい場合に用いる真空吸引源を配設して、２つの真空吸引源を選択的に使用可能とする切削装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００８−７８４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された切削装置では、２種類の真空吸引源を配設して必要に応じて切り替えているため、装置がコスト高になるという問題がある。また、一方の真空吸引源は切削水が吸引されても吸引力が低下しないとはいえ、真空吸引源の寿命を縮めるという問題がある。かかる問題は、ウエーハを研削する研削装置においても生じるものであり、加工水を使用する加工装置において共通の課題である。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、テープマウント方式及び直置き加工方式の何れにも対応可能な簡単な構成で経済的な加工装置の排水機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
被加工物を吸引保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に加工水を供給しながら加工を施す加工手段と、該保持手段に吸引力を伝達する吸引手段とを含む加工装置の該保持手段から吸引された廃液を排水する加工装置の排水機構であって、該保持手段と該吸引手段とを連結する第１の連結管と、該第１の連結管の途中に配設された第１の水溜タンクと、該第１の水溜タンクに垂下して配設された第２の連結管と、該第２の連結管に連結された第２の水溜タンクと、該第２の水溜タンクと前記吸引手段とを連結する第３の連結管と、該第２の水溜タンクに垂下して配設されたドレーンと、該第２の連結管に配設された第１のバルブと、該第３の連結管に配設された第２のバルブと、ドレーンに接続される管路に配設された第３のバルブと、該第２の水溜タンクの上部に配設された大気開放弁とを具備し、前記吸引手段を作動させて該保持手段に吸引力を伝達して該第２の水溜タンクに廃液を溜める際は、該第１のバルブと該第２のバルブを開状態にするとともに該第３のバルブと該大気開放弁とを閉状態にし、前記吸引手段を作動させて該保持手段に吸引力を伝達しながら該第２の水溜タンクに溜められた廃液を排水する際は、該第１のバルブと該第２のバルブを閉状態にするとともに該第３のバルブと該大気開放弁とを開状態にすることを特徴とする加工装置の排水機構が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、吸引経路に第１の水溜タンクを配設するとともに、バルブを開くことにより第１の水溜タンクに溜まった廃液を自重で第２の水溜タンクに溜まるように第１の水溜タンク内の圧力と第２の水溜タンク内の圧力とが同じになるように配管するとともに、バルブを閉めることによって第２の水溜タンクを吸引経路から独立させて第２の水溜タンクに溜まった廃液を排水できるように排水機構を構成したので、吸引手段を２種類設ける必要がなく経済的であるとともに、吸引手段が水を吸引することがなくその寿命を縮めることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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は本発明の排水機構が適用可能な半導体ウエーハをダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することのできる切削装置（ダイシング装置）２の外観を示している。
【００１３】
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手段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手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。
【００１４】
図２に示すように、ダイシング対象のウエーハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２ストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエーハＷ上に形成されている。
【００１５】
ウエーハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエーハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエーハカセット８中にウエーハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエーハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。
【００１６】
ウエーハカセット８の後方には、ウエーハカセット８から切削前のウエーハＷを搬出するとともに、切削後のウエーハをウエーハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエーハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエーハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエーハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。
【００１７】
仮置き領域１２の近傍には、ウエーハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエーハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数の固定手段１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。
【００１８】
チャックテーブル１８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１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエーハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。
【００１９】
アライメント手段２０は、ウエーハＷの表面を撮像する撮像手段２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の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。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。
【００２０】
アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエーハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段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。
【００２１】
切削手段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は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。
【００２２】
このように構成された切削装置２において、ウエーハカセット８に収容されたウエーハＷは、搬出入手段１０によってフレームＦが挟持され、搬出入手段１０が装置後方（Ｙ軸方向）に移動し、仮置き領域１２においてその挟持が解除されることにより、仮置き領域１２に載置される。そして、位置合わせ手段１４が互いに接近する方向に移動することにより、ウエーハＷが一定の位置に位置づけられる。
【００２３】
次いで、搬送手段１６によってフレームＦが吸着され、搬送手段１６が旋回することによりフレームＦと一体となったウエーハＷがチャックテーブル１８に搬送されてチャックテーブル１８により保持される。そして、チャックテーブル１８がＸ軸方向に移動してウエーハＷはアライメント手段２０の直下に位置づけられる。
【００２４】
アライメント手段２０が切削すべきストリートを検出するアライメントの際のパターンマッチングに用いる画像は、切削前に予め取得しておく必要がある。そこで、ウエーハＷがアライメント手段２０の直下に位置づけられると、撮像手段２２がウエーハＷの表面を撮像し、撮像した画像を表示手段６に表示させる。
【００２５】
切削装置２のオペレータは、操作手段４を操作することにより、撮像手段２２をゆっくりと移動させながら、必要に応じてチャックテーブル１８も移動させて、パターンマッチングのターゲットとなるパターンを探索する。
【００２６】
オペレータがキーパターンを決定すると、そのキーパターンを含む画像が切削装置２のコントローラに備えたメモリに記憶される。また、そのキーパターンとストリートＳ１，Ｓ２の中心線との距離を座標値等によって求め、その値もメモリに記憶させておく。
【００２７】
更に、撮像手段２２を移動させることにより、隣り合うストリートとストリートとの間隔（ストリートピッチ）を座標値等によって求め、ストリートピッチの値についてもコントローラのメモリに記憶させておく。
【００２８】
ウエーハＷのストリートに沿った切断の際には、記憶させたキーパターンの画像と実際に撮像手段２２により撮像されて取得した画像とのパターンマッチングをアライメント手段２０にて行う。
【００２９】
そして、パターンがマッチングしたときは、キーパターンとストリートの中心線との距離分だけ切削手段２４をＹ軸方向に移動させることにより、切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせを行う。
【００３０】
切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせが行われた状態で、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させるとともに、切削水を供給しながら切削ブレード２８を高速回転させ、切削手段２４を下降させると、位置合わせされたストリートが切削される。
【００３１】
メモリに記憶されたストリートピッチずつ切削手段２４をＹ軸方向にインデックス送りにしながら切削を行うことにより、同方向のストリートＳ１が全て切削される。更に、チャックテーブル１８を９０°回転させてから、上記と同様の切削を行うと、ストリートＳ２も全て切削され、個々のデバイスＤに分割される。
【００３２】
切削が終了したウエーハＷはチャックテーブル１８をＸ軸方向に移動してから、Ｙ軸方向に移動可能な搬送手段２５により把持されて洗浄装置２７まで搬送される。洗浄装置２７では、洗浄ノズルから水を噴射しながらウエーハＷを低速回転（例えば３００ｒｐｍ）させることによりウエーハを洗浄する。
【００３３】
洗浄後、ウエーハＷを高速回転（例えば３０００ｒｐｍ）させながら、エアノズルからエアを噴出させてウエーハＷを乾燥させた後、搬送手段１６によりウエーハＷを吸着して仮置き領域１２に戻し、更に搬出入手段１０によりウエーハカセット８の元の収納場所にウエーハＷが戻される。
【００３４】
上述した実施形態のように、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持された半導体ウエーハＷを切削する場合には、図３の排水機構６０に示すように、チャックテーブル１８の吸着チャック１８ａはポーラスセラミック等の多孔性物質から形成される。
【００３５】
一方、セラミック基板等の一般的に硬い材質の被加工物を切削する場合には、チャックテーブル１８に替えてＳＵＳ等の金属から形成された直置き用チャックテーブルを使用する。排水機構６０はいずれのタイプのチャックテーブルにも適用可能である。
【００３６】
図３において、３０は真空吸引源であり、絞り３４を有するエジェクタ３２と、高圧エア源３６とから構成される。高圧エア源３６からエアをエジェクタ３２に供給すると、絞り３４により負圧が発生する。この負圧をチャックテーブル１８の吸引力に利用する。
【００３７】
チャックテーブル１８とエジェクタ３２は第１の連結管３８で連結されており、第１の連結管３８の途中に第１の水溜タンク４０が配設されている。第１の水溜タンク４０の下端から垂下して第２の連結管４２が配設されており、第２の連結管４２の他端は第２の水溜タンク４４の上部に接続されている。
【００３８】
第２の連結管４２の途中には第１のバルブ５２が挿入されている。第２の水溜タンク４４とエジェクタ３２とは第３の連結管４６により連結されており、第３の連結管４６の途中には第２のバルブ５４が挿入されている。
【００３９】
第２の水溜タンク４４の下端から垂下してドレーン４８に連通する管路５０が配設されており、管路５０の途中には第３のバルブ５６が挿入されている。第２の水溜タンク４４の上端部に接続された管路５７には大気開放弁５８が挿入されている。
【００４０】
以下、上述した排水機構６０の作用について説明する。ウエーハＷの切削加工を行うには、真空吸引源３０を作動させてチャックテーブル１８の吸着チャック１８ａによりダイシングテープＴを介してウエーハＷを吸引保持し、切削水を供給しながら切削ブレード２８による切り込みによりウエーハの切削を実施する。
【００４１】
切削作業の開始時点では、第１〜第３のバルブ５２，５４，５６及び大気開放弁５８の全てのバルブを閉じて切削を実施する。チャックテーブル１８の吸着チャック１８ａを通して吸引された切削水は第１の水溜タンク４０に徐々に溜まり出す。
【００４２】
所定水位まで水位が上昇すると、第１のバルブ５２及び第２のバルブ５４を開く。これにより、両水溜タンク４０，４４がエジェクタ３２に接続されるため、第１の水溜タンク４０内の圧力と第２の水溜タンク４４内の圧力とが略同一となる。
【００４３】
その結果、第１の水溜タンク４０内に溜まった切削水、即ち廃液は自重により落下して第２の水溜タンク４４内に移動する。これにより、第１の水溜タンク４０内の切削水はほぼ空になる。
【００４４】
第２の水溜タンク４４内の切削水が所定水位に達すると、第１のバルブ５２及び第２のバルブ５４を閉め、第３のバルブ５６及び大気開放弁５８を開くことにより、第２の水溜タンク４４内に溜まった切削水が大気圧に押されてドレーン４８に排水される。
【００４５】
第２の水溜タンク４４内の切削水が全てドレーン４８に排水されたのを確認した後、第１〜第３のバルブ５２，５４，５６及び大気開放弁５８を閉じ、上述した動作を繰り返す。尚、第３のバルブ５６と大気開放弁５８のみを閉じて、切削水が第１の水溜タンク４０を介して第２の水溜タンク４４に溜まるようにしても良い。
【００４６】
本実施形態では、第２の水溜タンク４４の容量を第１の水溜タンク４０の容量よりも大きく設定するのが好ましい。これにより、第２の水溜タンク４４内にある程度大量の切削水を溜めることができ、ドレーンへの排水動作の回数を減らすことができる。
【００４７】
第１及び第２の水溜タンク４０，４４内での所定水位の検出は、例えば水位計で行うのが好ましく、水位計が所定水位を検出したならば、上述した説明に従って第１〜第３のバルブ５２、５４，５６及び大気開放弁５８の開閉を制御手段により制御する。
【００４８】
しかし、第１及び第２の水溜タンク４０，４４内の水量の検出を目視で行っても良く、この場合には第１〜第３のバルブ５２，５４，５６の開閉及び大気開放弁５８の開閉は手動で制御する。
【００４９】
上述した排水機構６０によると、真空吸引源３０を構成するエジェクタ３２に切削水が吸引されることはない。よって、ただ一つの真空吸引源を使用した簡単な構成で経済的に排水機構を提供することができ、水が吸引されないため真空吸引源３０の寿命を縮めること及び吸引力の低下が防止される。
【００５０】
以上の説明では、排水機構６０を切削装置のチャックテーブル１８に適用した例について説明したが、本発明の排水機構の適用例はこれに限定されるものではなく、例えば、図４に示すような研削装置のチャックテーブルの排水機構にも利用可能である。図４を参照して、研削装置６２の概略構成について説明する。
【００５１】
図４は本発明実施形態の排水機構を具備した研削装置６２の外観斜視図を示している。６４は研削装置６２のハウジングであり、ハウジング６４の後方にはコラム６６が立設されている。コラム６６には、上下方向に伸びる一対のガイドレール６８が固定されている。
【００５２】
この一対のガイドレール６８に沿って研削ユニット（研削手段）７０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット７０は、スピンドルハウジング７２と、スピンドルハウジング７２を保持する支持部７４を有しており、支持部７４が一対のガイドレール６８に沿って上下方向に移動する移動基台７６に取り付けられている。
【００５３】
研削ユニット７０はスピンドルハウジング７２中に回転可能に収容されたスピンドル７８と、スピンドル７８の先端に固定されたホイールマウント８０と、ホイールマウント８０にねじ締結され環状に配設された複数の研削砥石を有する研削ホイール８２と、スピンドル７８を回転駆動する電動モータを含んでいる。
【００５４】
研削装置６２は、研削ユニット７０を一対の案内レール６８に沿って上下方向に移動するボールねじ８４とパルスモータ８６とから構成される研削ユニット移動機構８８を備えている。パルスモータ８６を駆動すると、ボールねじ８４が回転し、移動基台７６が上下方向に移動される。
【００５５】
ハウジング６４の上面には凹部６４ａが形成されており、この凹部６４ａにチャックテーブル機構９０が配設されている。チャックテーブル機構９０はチャックテーブル９２を有し、図示しない移動機構によりウエーハ着脱位置Ａと、研削ユニット７０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。９４，９６は蛇腹である。ハウジング６４の前方側には、研削装置６２のオペレータが研削条件等を入力する操作パネル９８が配設されている。
【００５６】
このように構成された研削装置６２の研削作業について以下に簡単に説明する。図４に示すウエーハ着脱位置Ａに位置付けられたチャックテーブル９２上に、表面に保護テープが貼着されたウエーハＷを保護テープを下にして吸引保持する。チャックテーブル９２は、図３に示した排水機構６０に接続されている。次いで、チャックテーブル９２をＹ軸方向に移動して研削位置Ｂに位置付ける。
【００５７】
このように位置付けられたウエーハＷに対して、チャックテーブル９２を例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール８２をチャックテーブル９２と同一方向に、例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、研削ユニット移動機構８８を作動して研削ホイール８２に装着された研削砥石をウエーハＷの裏面に接触させて研削を遂行する。
【００５８】
この研削遂行時には、図示しない研削水供給手段により研削ホイール８２に研削水を供給しながら研削を実施する。チャックテーブル９２は図３に示した真空吸引源３０を作動させてウエーハＷを吸引保持する。
【００５９】
チャックテーブル９２を通して吸引された研削水、即ち廃液は、図３を参照して切削装置２のチャックテーブル１８の排水機構６０で説明したのと同様に、第１の水溜タンク４０及び第２の水溜タンク４４に順次溜められて、必要に応じてドレーン４８に排水されるため、エジェクタ３２が研削水を吸い込むことが防止され、研削水の吸引によりエジェクタ３２の寿命を縮めること及び吸引力の低下が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の排水機構を具備した切削装置の概略斜視図である。
【図２】ダイシングテープを介して環状フレームに支持された半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図３】本発明実施形態に係る排水機構の構成図である。
【図４】本発明の排水機構を具備した研削装置の概略斜視図である。
【符号の説明】
【００６１】
２    切削装置
１８    チャックテーブル
２８    切削ブレード
３０    真空吸引源
３２    エジェクタ
３４    絞り
３６    高圧エア源
４０    第１の水溜タンク
４４    第２の水溜タンク
４８    ドレーン
５２    第１のバルブ
５４    第２のバルブ
５６    第３のバルブ
５８    大気開放弁
６２    研削装置
８２    研削ホイール
９２    チャックテーブル
【図１】
2010098029.tif 000003
【図２】
2010098029.tif 000004
【図３】
2010098029.tif 000005
【図４】
2010098029.tif 000006