(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を収容したカセットが載置されるカセット領域と、該カセット領域に載置されたカセットから被加工物を搬出する搬出手段と、該搬出手段によって搬出された被加工物をチャックテーブルに載置する被加工物載置領域と、該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が配設される切削領域と、該切削手段によって切削された被加工物を洗浄する洗浄手段が配設される洗浄領域と、該洗浄手段によって洗浄された被加工物を該カセット内に搬入する搬入手段とから構成される切削装置であって、
該カセット領域と該被加工物載置領域と該洗浄領域とはＹ軸方向に一直線上に配設され、該被加工物載置領域の上部には、該Ｙ軸方向にのびると共にそれぞれが独立して該Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向に移動可能な一対のガイドレールを有する仮置き手段が設けられており、該被加工物載置領域と洗浄領域との間で被加工物を搬送できる搬送手段が配設され、
該切削領域は該Ｘ軸方向に該被加工物載置領域と一直線上になるように配設され、
該切削領域に配設される該切削手段には、ブレードが装着されるスピンドルと該スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングとから構成されたスピンドルユニットを備え、該スピンドルユニットは、該スピンドルの軸心がＹ軸方向に向くように配設され、
該チャックテーブルは該被加工物載置領域から該切削領域までをＸ軸方向に移動する構成とした切削装置。
【請求項２】
切削手段には、第一のスピンドルユニット及び第二のスピンドルユニットを備えた請求項１に記載の切削装置。
【請求項３】
第一のスピンドルユニットに装着されたブレードと第二のスピンドルユニットに装着されたブレードとが対峙するように、該第一のスピンドルユニットと該第２のスピンドルユニットとがＹ軸方向に一直線上に配設された請求項２に記載の切削装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を切削する切削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェーハ等の被加工物を切削する装置としては、例えば、特開平１１−２６４０２号公報に開示された精密切削装置が知られている。図６は、この公報に開示された従来の精密切削装置を機能に基づいて領域ごとに区分して示したもので、この精密切削装置５０は、半導体ウェーハ等の被加工物を収容したカセット５１が載置されるカセット領域５２と、カセット５１から搬出された被加工物が一時的に載置される仮置き領域５３と、仮置き領域５３から搬送された被加工物がチャックテーブル５４に載置される被加工物載置領域５５と、チャックテーブル５４に載置された被加工物が切削手段によって切削される切削領域５６と、切削後の被加工物を洗浄する洗浄手段５７が配設された洗浄領域５８とから概ね構成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年は半導体ウェーハが大口径化する傾向にあり、これに対応するために切削装置も大型化を迫られている。しかしながら、切削装置はクリーンルームと呼ばれる平米単価の高い設備内に設置する必要があり、装置が大型化するとその分コストの増大を招くことになるため、小型化が望まれている。
【０００４】
特に、上記公報に開示されたような２つのスピンドルユニットを有する切削装置の場合には、片方のスピンドルユニットが配設される箇所が突出しているために、その分設置スペースを要することになる。
【０００５】
このように、切削装置は、小型化による省スペース化を図ることに課題を有している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、被加工物を収容したカセットが載置されるカセット領域と、該カセット領域に載置されたカセットから被加工物を搬出する搬出手段と、該搬出手段によって搬出された被加工物をチャックテーブルに載置する被加工物載置領域と、該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が配設される切削領域と、該切削手段によって切削された被加工物を洗浄する洗浄手段が配設される洗浄領域と、該洗浄手段によって洗浄された被加工物を該カセット内に搬入する搬入手段とから構成される切削装置であって、該カセット領域と該被加工物載置領域と該洗浄領域とはＹ軸方向に一直線上に配設され、被加工物載置領域の上部には、Ｙ軸方向にのびると共にそれぞれが独立してＹ軸方向に直交するＸ軸方向に移動可能な一対のガイドレールを有する仮置き手段が設けられており、被加工物載置領域と洗浄領域との間で被加工物を搬送できる搬送手段が配設され、切削領域はＸ軸方向に被加工物載置領域と一直線上になるように配設され、切削領域に配設される切削手段には、ブレードが装着されるスピンドルとスピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジングとから構成されたスピンドルユニットを備え、スピンドルユニットは、スピンドルの軸心がＹ軸方向に向くように配設され、チャックテーブルは被加工物載置領域から切削領域までをＸ軸方向に移動する構成とした切削装置を提供する。
【０００７】
そして、切削手段には、第一のスピンドルユニット及び第二のスピンドルユニットを備えたこと、第一のスピンドルユニットに装着されたブレードと第二のスピンドルユニットに装着されたブレードとが対峙するように、第一のスピンドルユニットと第二のスピンドルユニットとがＹ軸方向に一直線上に配設されたことを付加的要件とする。
【０００８】
このように構成される切削装置によれば、従来の切削装置と比較してＸ軸方向の幅が狭くなり、また従来の切削装置には必要であった仮置き領域がなくなるため、装置の小型化を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、図１に示す切削装置１０について説明する。この切削装置１０は、被加工物を収容したカセット１１がカセットテーブル１２ａに載置される領域であるカセット領域１２と、カセット領域１２に載置されたカセット１１から被加工物を挟持部１３ａで挟持して搬出する搬出手段１３と、搬出手段１３によって搬出された被加工物がチャックテーブル１４に載置される領域である被加工物載置領域１５と、チャックテーブル１４に保持された被加工物を切削する切削手段１６が配設される切削領域１７と、切削手段１６によって切削された被加工物を洗浄する洗浄手段１８が配設される洗浄領域１９と、被加工物載置領域１５と洗浄領域１９との間で被加工物を搬送する搬送手段２０と、洗浄手段１８によって洗浄された被加工物をカセット１１内に搬入する搬入手段２１とから概ね構成される。なお、図１の例においては、搬出手段１３が搬入手段２１を兼ねた構成となっている。
【００１０】
図１に示した切削装置１０の内部構造を図２に示す。図２に示すように、カセット載置領域１２においては、カセットテーブル１２ａがガイドレール２２ａに摺動可能に係合すると共に、カセットテーブル１２ａに備えた図示しないナットが第一のボールネジ２２に螺合しており、カセットテーブル１２ａは、第一のボールネジ２２が図示しないモータに駆動されて回動することによりＺ軸方向に上下動可能となっている。そして、この上下動によりカセットテーブル１２ａに載置されたカセット１１が適宜の高さに位置付けられ、カセット１１内に複数段に収容された被加工物が１枚ずつ搬出手段１３によって挟持され、搬出手段１３の＋Ｙ方向の移動により搬出される。
【００１１】
カセット１１から搬出された被加工物、例えば図１に図示した保持テープＴを介してフレームＦに保持された半導体ウェーハＷは、被加工物載置領域１５に位置するチャックテーブル１４の直上において搬出手段１３による保持を解かれ、チャックテーブル１４に吸引保持される。そして、フレームＦは、クランプ部２３によって固定される。
【００１２】
図２に示すように、チャックテーブル１４の下部に備えた図示しないナットには、第二のボールネジ２４が螺合しており、図示しないモータの駆動により回動し、一対のガイドレール２４ａに摺動可能に支持されたチャックテーブル１４は、被加工物載置領域１５から切削領域１７までＸ軸方向に移動可能であり、半導体ウェーハＷを保持したチャックテーブル１４は、＋Ｘ方向に移動して切削領域１７に位置付けられると共に、Ｘ軸方向に往復移動して切削を遂行する。
【００１３】
切削領域１７には、切削領域１７を跨ぐようにして架設した門型の壁部２５の側面にＹ軸方向に設けた１本の非回動の第三のボールネジ２６と、第三のボールネジ２６に螺合して回動可能な駆動ナット（図示せず）を備え一対のガイドレール２６ａに案内されてＹ軸方向に移動可能な第一の基部２７及び第二の基部２８と、第一の基部２７に配設された一対のガイドレール２７ａに摺動可能に係合すると共にモータ２７ｂに連結された図示しないボールネジに螺合してＺ軸方向に上下動可能に支持された第一の支持部２９及び第二の基部２８に配設された一対のガイドレール２８ａに摺動可能に係合すると共にモータ２８ｂに連結された図示しないボールネジに螺合してＺ軸方向に上下動可能に支持された第二の支持部３０と、第一の支持部２９に固定された第一のスピンドルユニット３１及び第二の支持部３０に固定された第二のスピンドルユニット３２と、第一のスピンドルユニット３１の側部に固定された第一の撮像手段３３及び第二のスピンドルユニット３２の側部に固定された第二の撮像手段３４とから構成される切削手段３５が配設されている。なお、第三のボールネジをモータにより回動可能とし、それに螺合する２つの駆動ナットを非回動とする構成としてもよい。
【００１４】
この切削手段３５においては、第一の基部２７及び第二の基部２８がそれぞれ独立してＹ軸方向に割り出し移動可能となっている。また、第一の支持部２９の上下動に伴い第一のスピンドルユニット３１が上下動し、第二の支持部３０の上下動に伴い第二のスピンドルユニット３２が上下動する切り込み移動が可能な構成となっている。
【００１５】
図３は、第一のスピンドルユニット３１及び第二のスピンドルユニット３２の構成を簡略化して示したもので、第一のスピンドルユニット３１には、第一の支持部２９に固定された第一のスピンドルハウジング３６と、第一のスピンドルハウジング３６に回転可能に支持され先端に第一のブレード３７が装着された第一のスピンドル３８とを備え、第二のスピンドルユニット３２には、第二の支持部３０に保持された第二のスピンドルハウジング３９と、第二のスピンドルハウジング３９に回転可能に支持され先端に第二のブレード４０が装着された第二のスピンドル４１とを備えている。
【００１６】
第一のスピンドルユニット３１及び第二のスピンドルユニット３２は、軸心がＹ軸方向に向くように、かつＸ軸方向の位置を共通にして一直線上になるように配設されており、これによって、第一のスピンドル３８に装着された第一のブレード３７と第二のスピンドル４１に装着された第二のブレード４０とが対峙する構成となっている。
【００１７】
図１、図２に基づいて説明を続けると、半導体ウェーハＷは、フレームＦが挟持部１３ａに挟持されて搬出手段１３によって搬出されチャックテーブル１４に保持されると、チャックテーブル１４が＋Ｘ方向に移動すると共に第一の基部２７及び第二の基部２８がＹ軸方向に移動することにより、まず、第一の撮像手段３３及び第二の撮像手段３４の直下に位置付けられる。
そして、半導体ウェーハＷの表面が撮像され、半導体ウェーハＷの表面に多数形成された切削すべきストリートのうち、少なくとも１本のストリートが検出されて、そのストリートと第一のブレード３７及び第二のブレード４０とのＹ軸方向の位置合わせがなされる。なおこのとき、第一の基部２７及び第二の基部２８のＹ軸方向の位置は、リニアスケール２５ａによる計測値に基づいて精密制御される。
【００１８】
次に、更にチャックテーブル１４が＋Ｘ方向に移動すると共に、第一の支持部２９及び第二の支持部３０が切削位置まで下降し、高速回転する第一のブレード３７及び第二のブレード４０の作用を受けて、検出されたストリートが切削される。また、第一の基部２７及び第二の基部２８がＹ軸方向に割り出し移動し、第一のブレード３７及び第二のブレード４０を所定間隔移動させ、チャックテーブル１４のＸ軸方向の往復移動によって同様の切削を行うことにより、順次ストリートが切削されていく。
【００１９】
また、同方向のすべてのストリートの切削が終了した後は、チャックテーブル１４を９０度回転させて、上記と同様の切削を行うことにより、すべてのストリートが縦横に切削されて個々のペレットが形成される。
【００２０】
切削の終了後は、チャックテーブル１４が−Ｘ方向に移動して被加工物載置領域１５まで戻った後に、搬送手段２０の吸着パッド２０ａがフレームＦを吸着して＋Ｙ方向に移動することにより、切削済みの半導体ウェーハＷが洗浄領域１９に搬送される。そして、洗浄領域１９において、洗浄水供給ノズル１８ａとスピンナーテーブル１８ｂを含む洗浄手段１８によってスピン洗浄、乾燥がなされて切削屑等が除去される。
【００２１】
こうして洗浄、乾燥が行われた後は、搬送手段２０がフレームＦを吸着し、−Ｙ方向に移動して再び半導体ウェーハＷが被加工物載置領域１５にあるチャックテーブル１４に載置される。
【００２２】
そして、搬入手段２１がフレームＦを保持して−Ｙ方向に移動することによりカセット１１の所定のスロットに切削及び洗浄済みの半導体ウェーハＷが収容される。
【００２３】
なお、図４に示すように、切削装置１０における被加工物載置領域１５の上部に仮置き手段４２を設けることもできる。この仮置き手段４２は、Ｙ軸方向に設けた一対のフレームガイドレール４３により構成され、ガイド溝４４に沿ってそれぞれが独立してＸ軸方向に移動可能となっている。そして、２つのフレームガイドレール４３は、作用位置においては、一対のフレームガイドレール４３の上に保持テープＴを介してフレームＦに保持された半導体ウェーハＷが載置されるよう適宜の間隔に位置付けられる。一方、非作用位置においては、２つのフレームガイドレール４３同士がガイド溝４４の両端に位置することで、両者が最も離れて位置付けられる。
【００２４】
また、図４において２点鎖線で示す搬入手段２１は、仮置き手段４２の上方をＹ軸方向に移動可能であり、これを上下動可能とすることもできる。
【００２５】
このような仮置き手段４２を設けることにより、チャックテーブル１４に載置された半導体ウェーハの切削が行われている間に、洗浄領域１９において洗浄が終了した半導体ウェーハを搬送手段２０によって仮置き手段４２に載置し、搬入手段２１によってカセット１１に収容することができる。
【００２６】
また、切削前の半導体ウェーハを搬出手段１３によって仮置き手段４２に搬出し、ガイドレール４３がフレームＦを挟持する方向に移動して機械的な位置合わせをした後、搬送手段２０によってフレームＦを吸着保持し、ガイドレール４３を非作用位置に待避させて搬送手段２０の下降によってチャックテーブル１４に半導体ウェーハをフレームと共に載置するよう構成することもできる。
【００２７】
以上のように構成される切削装置１０を領域ごとに区分して示すと、図５に示すように、カセット領域１２と被加工物載置領域１５と洗浄領域１９とがＹ軸方向に一直線上に位置している。また、被加工物載置領域１５と切削領域１７とはＸ軸方向に一直線上に位置している。従って、従来の切削装置よりＸ軸方向の幅が狭くなる。また、被加工物の受け渡しを被加工物載置領域１５に位置するチャックテーブル１４上で行うことができるため、図６に示した従来の切削装置５０において存在した仮置き領域５３に相当する領域が不要となる。更に、これに伴い仮置き領域から被加工物載置領域への被加工物の搬送を行う搬送手段も不要となる。従って、装置を小型化することができ、省スペース化を図ることができる。
【００２８】
また、２つのスピンドルユニットがあるにもかかわらず、図６に示した切削装置５０のように一方のスピンドルユニットが配設された箇所がＹ軸方向に突出しないため、その分省スペース化を図ることができる。
【００２９】
このようにして切削装置の小型化による省スペース化を図ることにより、クリーンルーム内における切削装置の占有面積が狭くなり、経済的であると共に、クリーンルームの有効活用を図ることができる。
【００３０】
なお、搬送手段２０と同様の搬送手段を追加し、洗浄前の被加工物の搬送と洗浄後の被加工物の搬送とをそれぞれ独立して行うようにすれば、切削直後の被加工物の搬送時に搬送手段に付着したコンタミ（切削屑）が洗浄後の被加工物に付着するのを防止することができる。
【００３１】
また、本実施の形態においては、２つのスピンドルユニットを備えた切削装置を例に挙げて説明したが、スピンドルユニットが１つの切削装置の場合にも本発明を適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る切削装置によれば、従来の切削装置と比較してＸ軸方向の幅が狭くなると共に、従来の切削装置には必要であった仮置き領域がなくなるため、装置の小型化を図ることができ、省スペース化を図ることができる。また、２つのスピンドルユニットを有するタイプの切削装置であっても、従来のように突出した形状とならないため、省スペース化を図ることができる。従って、クリーンルーム内における占有面積が狭くなり、経済的であると共に、クリーンルームの有効活用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る切削装置の実施の形態の一例の外観を示す斜視図である。
【図２】同切削装置の内部構造を示す斜視図である。
【図３】同切削装置を構成する第一のスピンドルユニット及び第二のスピンドルユニットを簡略化して示した説明図である。
【図４】同切削装置を領域ごとに区分して示したブロック図である。
【図５】同切削装置の設計変更例を示す拡大斜視図である。
【図６】従来の切削装置を領域ごとに区分して示したブロック図である。
【符号の説明】
１０…切削装置  １１…カセット  １２…カセット領域
１２ａ…カセットテーブル  １３…搬出手段
１３ａ…挟持部  １４…チャックテーブル
１５…被加工物載置領域  １６…切削手段
１７…切削領域  １８…洗浄手段
１８ａ…洗浄水供給ノズル
１８ｂ…スピンナーテーブル  １９…洗浄領域
２０…搬送手段  ２０ａ…吸着パッド  ２１…搬入手段
２２…第一のボールネジ  ２２ａ…ガイドレール
２３…クランプ部  ２４…第二のボールネジ
２４ａ…ガイドレール  ２５…壁部
２５ａ…リニアスケール  ２６…第二のボールネジ
２６ａ…ガイドレール  ２７…第一の基部
２７ａ…ガイドレール  ２７ｂ…モータ
２８…第二の基部  ２８ａ…ガイドレール
２８ｂ…モータ  ２９…第一の支持部
３０…第二の支持部  ３１…第一のスピンドルユニット
３２…第二のスピンドルユニット
３３…第一の撮像手段  ３４…第二の撮像手段
３５…切削手段  ３６…第一のスピンドルハウジング
３７…第一のブレード  ３８…第一のスピンドル
３９…第二のスピンドルハウジング
４０…第二のブレード  ４１…第二のスピンドル
４２…仮置き手段  ４３…フレームガイドレール
４４…ガイド溝
５０…精密切削装置  ５１…カセット
５２…カセット領域  ５３…仮置き領域
５４…チャックテーブル  ５５…被加工物載置領域
５６…切削領域  ５７…洗浄手段  ５８…洗浄領域
【図１】
0004447074.tif 000002
【図２】
0004447074.tif 000003
【図３】
0004447074.tif 000004
【図４】
0004447074.tif 000005
【図５】
0004447074.tif 000006
【図６】
0004447074.tif 000007