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JP6441737B2 - 切削装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削するための切削装置に関する。
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配列された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。
半導体ウエーハ等の被加工物を分割予定ラインに沿って切断する切削装置は、複数の被加工物を収容したカセットが載置されるカセット載置手段と、該カセット載置手段に載置されたカセットから被加工物を搬出および搬入する搬出・搬入手段と、該搬出・搬入手段によって搬出された被加工物を仮置きする仮置き手段と、該仮置き手段に仮置きされた被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された被加工物を切削する切削手段と、該保持テーブルを加工送り方向（X軸方向）に加工送りする加工送り手段と、を具備している。そして、切削手段として第１の切削ブレードを回転可能に備えた第１の切削手段と、該第１の切削手段の第１の切削ブレードと対向して配設された第２の切削ブレードを回転可能に備えた第２の切削手段を具備することにより、半導体ウエーハ等の被加工物を分割予定ラインに沿って効率よく切断して個々のデバイスに分割することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−２６４０２号公報
しかるに、上述した切削装置は、特に被加工物を搬送するための機構が複数必要で装置全体の構成が複雑で大型化するとともに、部品点数が多く製造コストが高くなるという問題がある。
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、装置全体の構成を単純にして小型化するとともに、部品点数を少なくして製造コストを低減することができる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、複数の被加工物を収容したカセットが載置されるカセット載置機構と、該カセット載置機構に載置されたカセットから被加工物を搬出および搬入する搬出・搬入機構と、該搬出・搬入機構によって搬出された被加工物を仮置きする仮置き機構と、該仮置き機構に仮置きされた被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された被加工物を切削する切削機構と、該保持テーブルを加工送り方向（X軸方向）に加工送りする加工送り機構と、を具備する切削装置であって、
該加工送り機構は、該保持テーブルを該仮置き機構が配設された被加工物着脱領域と、該切削機構が配設された加工領域との間を加工送り方向（X軸方向）に移動可能に支持するX軸ガイドレールと、該X軸ガイドレールに沿って該保持テーブルを移動せしめる加工送り手段を備え、
該仮置き機構と該カセット載置機構はX軸方向と直交するY軸方向に隣接して配設されており、
該搬出・搬入機構は、支持基台と、該支持基台に配設されカセットに収容された被加工物を把持する把持部材と、被加工物を所定の位置に規制する一対の規制ピンと、該支持基台をY軸方向に移動する搬送移動手段とを備え、
該仮置き機構は、Y軸方向に延在し被加工物の両側部を支持する底部と側部とを有し該底部が開閉可能に構成された一対の支持レールと、該一対の支持レールの該底部を開閉する開閉手段と、該一対の支持レールを上下方向に移動せしめる昇降手段と、を備えており、
該保持テーブルが該被加工物着脱領域に位置付けられている際に、該搬出・搬入機構によってカセットに収容された被加工物を搬出して該仮置き機構を構成する該一対の支持レールに仮置きし、該昇降手段によって該一対の支持レールを下降して被加工物を該保持テーブルに載置し、該開閉手段によって該底部を開くことにより被加工物を該保持テーブルに保持する、
ことを特徴とする切削装置が提供される。
上記仮置き機構に隣接しカセット載置機構に対してY軸方向反対側に被加工物を洗浄するためのスピンナーテーブルを備えた洗浄機構が配設されるとともに、該洗浄機構の直上に仮置き機構と連通するように構成され被加工物を仮置きする補助仮置き機構が配設されており、該補助仮置き機構は、Y軸方向に延在し被加工物の両側部を支持する底部と側部とを有し該底部が開閉可能に構成された一対の補助支持レールと、該一対の補助支持レールの底部を開閉する開閉手段と、一対の補助支持レールを上下方向に移動せしめる補助昇降手段とを備えている。
上記搬出・搬入機構は、支持基台に配設され一対の補助支持レールに支持された被加工物における把持部材によって把持される領域と反対側の領域を把持する補助把持部材と、一対の補助支持レールに支持された被加工物を所定の位置に規制する一対の補助規制ピンとを備え、
切削済みの被加工物を保持した保持テーブルが被加工物着脱領域に位置付けられている際に、仮置き機構を構成する一対の支持レールの底部を開にした状態で該一対の支持レールを下降して底部を切削済みの被加工物の下部に位置付けた後に該底部を閉にして切削済みの被加工物を支持した状態で該一対の支持レールを上昇させ、
次に、搬出・搬入機構の把持部材によってカセットに収容された被加工物を把持するとともに支持基台に設けられた一対の補助規制ピンを切削済みの被加工物における把持部材によって把持された領域と反対側の領域の端面に位置付け、該支持基台を該補助仮置き機構側に移動することにより、カセットに収容された被加工物を仮置き機構に位置付けるとともに切削済みの被加工物を補助仮置き機構に位置付け、
補助仮置き機構を構成する補助昇降手段によって一対の補助支持レールに仮置きし、昇降手段によって一対の補助支持レールを下降して被加工物を洗浄機構のスピンナーテーブルに載置し、開閉手段によって底部を開くことにより切削済みの被加工物をスピンナーテーブルに保持する。
上記洗浄機構は、スピンナーテーブルの上方に配設された洗浄水を噴射する噴射ノズルを備えており、噴射ノズルは搬出・搬入機構を構成する支持基台に配設され選択的に係合する係合手段によって該支持基台の移動に伴いY軸方向に移動し、少なくとも被加工物の外周から中心までの領域に洗浄水を噴射する。
上記洗浄機構の噴射ノズルには、一端に錘が連結されたワイヤーの他端がプーリーを介して連結され、錘の重力によってY軸方向に移動するように構成されており、
係合手段は、支持基台に進退可能に配設された係合ロッドを備え、係合ロッドを進出した状態で噴射ノズルにおける錘の重力によって移動する方向から接触せしめる。
上記切削機構は、第１の切削ブレードを回転可能に備えた第１の切削手段と、該第１の切削手段の第１の切削ブレードと対向して配設された第２の切削ブレードを回転可能に備えた第２の切削手段と、該第１の切削手段と該第２の切削手段をX軸方向と直交するY軸方向に移動可能に支持するY軸ガイドレールと、該Y軸ガイドレールに沿って第１の切削手段を移動せしめる第１の割り出し送り手段およびY軸ガイドレールに沿って第２の切削手段を移動せしめる第2の割り出し送り手段とを具備している。
本発明による切削装置は、上述したように構成され、被加工物を保持する保持テーブルが被加工物着脱領域に位置付けられている際に、搬出・搬入機構によってカセットに収容された被加工物を搬出して仮置き機構を構成する一対の支持レールに仮置きし、昇降手段によって一対の支持レールを下降して被加工物を保持テーブルに載置し、開閉手段によって底部を開くことにより被加工物を保持テーブルに保持するので、被加工物を搬送する搬送手段は実質的に搬出・搬入機構のみであるため、部品点数が低減してコストが低減が低減するとともに、装置の小型化を図ることができる。
本発明に従って構成された切削装置の斜視図。 図１に示す切削装置の要部斜視図。 図１に示す切削装置に装備される切削機構を示す斜視図。 図１におけるA―A断面図。 図１に示す切削装置を構成する搬出・搬入機構の斜視図。 図５に示す搬出・搬入機構７の要部正面図 図１に示す切削装置を構成する仮置き機構および補助仮置き機構の斜視図。 図７に示す仮置き機構の側面図。 図１に示す切削装置を構成する洗浄機構の斜視図。 搬出・搬入機構の把持部材および一対の規制ピンを待機位置に位置付けた状態を示す斜視図。 搬出・搬入機構の把持部材によってカセット載置機構に載置されたカセットに収容されている被加工物を支持した環状のフレームを把持する状態を示す斜視図。 搬出・搬入機構によって環状のフレームに支持された被加工物を仮置き機構の一対の支持レールに搬送する状態を示す斜視図。 保持テーブルの上面に環状のフレームにダイシングテープを介して支持された被加工物を載置した状態を示す斜視図。 仮置き機構の一対の支持レールを上昇して上部位置に位置付けた状態を示す斜視図。 被加工物を吸引保持した保持テーブルを切削機構が配設された加工領域に移動した状態を示す斜視図。 切削済みの被加工物を吸引保持した保持テーブル被加工物着脱位置に位置付けた状態を示す斜視図。 図１５に示す状態から仮置き機構の一対の支持レールを下部位置に位置付けた状態を示す斜視図。 図１６に示す状態から仮置き機構の一対の支持レールを上部位置より僅かに下方の中間位置に位置付けた状態を示す斜視図。 搬出・搬入機構の把持部によってカセット載置機構に載置されたカセットに収容された被加工物を把持した状態を示す斜視図。 搬出・搬入機構の把持部によって新たな被加工物を仮置き機構の一対の支持レールに位置付けるとともに、切削済み被加工物を補助仮置き機構の一対の補助支持レールに位置付けた状態を示す斜視図。 図１９の状態から補助仮置き機構の一対の補助支持レール下部位置に位置付けた状態を示す斜視図。 図２０の状態から仮置き機構の一対の支持レールと補助仮置き機構の一対の補助支持レール上部位置に位置付けた状態を示す斜視図および洗浄機構の噴射ノズルを移動する状態を示す斜視図。 図２１に示す状態から搬出・搬入機構７を待機位置に位置付けるとともに、補助仮置き機構を構成する一対の補助支持レールを下部位置に位置付けた状態を示す斜視図。 環状のフレームに支持された洗浄済みの被加工物を支持した補助仮置き機構の一対の補助支持レールを上部位置に位置付けた状態を示す斜視図。 図２３の状態から環状のフレームに支持された洗浄済みの被加工物を補助仮置き機構の一対の補助支持レールから仮置き機構の一対の支持レールに移動した状態を示す斜視図。 図２４の状態から仮置き機構の一対の支持レールを中間位置に位置付けるとともに、搬出・搬入機構の把持部材および一対の規制ピンを待機位置に位置付けた状態を示す斜視図。 図２５の状態から搬出・搬入機構を作動して環状のフレームに支持された洗浄済みの被加工物をカセットに収容する状態を示す斜視図。
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一実施形態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、静止基台２と、該静止基台２上に配設され被加工物を保持する保持テーブル機構３と、該保持テーブル機構３に保持された被加工物を切削する切削機構４とを具備している。
保持テーブル機構３は、図２に示すように静止基台２上に矢印Ｘで示す加工送り方向(X軸方向)に沿って配設された２本のX軸ガイドレール３１、３１と、該２本のX軸ガイドレール３１、３１上に摺動可能に配設された移動基台３２と、該移動基台３２上に配設された円筒状の支持部材３３に回転可能に支持された被加工物を保持する保持テーブル３４と、該保持テーブル３４が配設された移動基台３２を２本のX軸ガイドレール３１、３１に沿って加工送り方向(X軸方向)に移動させるための加工送り手段３５とを具備している。保持テーブル３４は、円筒状の支持部材３３に回転可能に支持されたテーブル本体３４１と、該テーブル本体３４１の上面に配設された吸着チャック３４２とを具備している。テーブル本体３４１は、外径が後述する被加工物としてのウエーハの外径より大きくウエーハをダイシングテープを介して支持する環状のフレームの内径より小さく形成されている。吸着チャック３４２は、ポーラスセラミックスによって形成され図示しない吸引手段に接続されており、適宜負圧が作用せしめられるようになっている。従って、吸着チャック３４２上に載置された被加工物は、図示しない吸引手段を作動することにより吸着チャック３４２上に吸引保持される。また、保持テーブル３４は、円筒状の支持部材３３内に配設された図示しないパルスモータによって回動せしめられるようになっている。
上記加工送り手段３５は、２本のX軸ガイドレール３１と３１の間に配設されX軸方向に延在するX軸リニアレール３５１と、該X軸リニアレール３５１に移動可能に嵌挿され保持テーブル３４が配設された移動基台３２に装着されたX軸コイル可動子３５２とからなっている。X軸リニアレール３５１は、例えば複数の円柱状の永久磁石のN極とS極とを交互に接合して軸状に構成し、この軸状に構成された複数の円柱状の永久磁石をステンレス鋼等の非磁性材からなる円筒状のケースに配設して構成されている。このように構成されたX軸リニアレール３５１は、その両端部に図２に示すように支持部材３５３、３５３が装着されており、この支持部材３５３、３５３を介して上記支静止基台２に取付けられる。X軸リニアレール３５１とX軸コイル可動子３５２とからなる加工送り手段３５は、所謂リニアシャフトモータを構成しており、X軸コイル可動子３５２に電流が流れると磁力による吸引力、反発力を繰り返して推力が発生する。従って、X軸コイル可動子３５２に印加する電流の方向を変えることにより、X軸コイル可動子３５２がX軸リニアレール３５１に沿って移動する方向を変更することができる。このように構成された加工送り手段３５は、保持テーブル３４が配設された移動基台３２を図２に示す被加工物着脱領域と切削機構４が配設された加工領域との間を移動せしめる。なお、図示の実施形態における加工送り手段３５は所謂リニアシャフトモータによって構成した例を示したが、ボールねじ機構によって構成してもよい。
次に、上記切削機構４について説明する。
切削機構４は、上記静止基台２上に固定された門型の支持フレーム４１を具備している。この門型の支持フレーム４１は、間隔を置いて配設された第１の柱部４１１および第２の柱部４１２と、該第１の柱部４１１と第２の柱部４１２の上端を連結し矢印Xで示す加工送り方向と直交する矢印Yで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に沿って配設された支持部４１３とからなり、上記２本のX軸ガイドレール３１を跨ぐように配設されている。
上記門型の支持フレーム４１を構成する支持部４１３の図１および図２において背面側には、第１の切削手段５aと第２の切削手段５bが配設されている。第１の切削手段５aおよび第２の切削手段５bについて、図３および図４を参照して説明する。第１の切削手段５aおよび第２の切削手段５bは、それぞれ割り出し移動基台５１と切り込み移動基台５２およびスピンドルユニット５３を具備している。第１の切削手段５aの割り出し移動基台５１および第２の切削手段５bの割り出し移動基台５１は、それぞれ上記支持部４１３の図４において左方の側面に設けられた２本のY軸ガイドレール４１３a、４１３aと嵌合する被案内溝５１１、５１１が設けられており、この被案内溝５１１、５１１を２本のY軸ガイドレール４１３a、４１３aに嵌合することにより、割り出し移動基台５１は２本のY軸ガイドレール４１３a、４１３aに沿って移動可能に構成される。なお、第１の切削手段５aの割り出し移動基台５１および第２の切削手段５bの割り出し移動基台５１の一方の面には、それぞれ後述する割り出し送り手段が配設される凹部５１３が形成されている。また、第１の切削手段５aの割り出し移動基台５１および第２の切削手段５bの割り出し移動基台５１の他方の面には、それぞれ図４に示すように矢印Zで示す切り込み送り方向に沿って一対の案内レール５１２、５１２(図４には一方の案内レールのみが示されている)が設けられている。
上記第１の切削手段５aの切り込み移動基台５２および第２の切削手段５bの切り込み移動基台５２は、それぞれ上下方向に延びる被支持部５２１と、該被支持部５２１の下端から直角に水平に延びる装着部５２２とからなっている。図４に示すように被支持部５２１における装着部５２２側の面には上記割り出し移動基台５１の他方の面に設けられた一対のZ軸ガイドレール５１２、５１２と嵌合する被案内溝５２３、５２３(図４には一方の被案内溝のみが示されている)が設けられており、この被案内溝５２３、５２３を２本のZ軸ガイドレール５１２、５１２に嵌合することにより、切り込み移動基台５２は２本のZ軸ガイドレール５１２、５１２に沿って矢印Zで示す切り込み送り方向に移動可能に構成される。このようにして割り出し移動基台５１に装着された切り込み移動基台５２は、図１および図２に示すように装着部５２２が門型の支持フレーム４１を構成する支持部４１３の下側に突出して配置される。
上記スピンドルユニット５３は、第１の切削手段５aと第２の切削手段５bの切り込み移動基台５２を形成する装着部５２２の下面にそれぞれ装着されている。この第１の切削手段５aのスピンドルユニット５３および第２の切削手段５bのスピンドルユニット５３は、それぞれ図３および図４に示すようにスピンドルハウジング５３１と、該スピンドルハウジング５３１に回転可能に支持された回転スピンドル５３２と、該回転スピンドル５３２の一端に装着された切削ブレード５３３と、切削水を供給する切削水供給管５３４および回転スピンドル５３２を回転駆動する図示しないサーボモータを具備しており、回転スピンドル５３２の軸線方向が矢印Yで示す割り出し送り方向に沿って配設されている。そして、第１の切削手段５aのスピンドルユニット５３を構成する切削ブレード５３３と第２の切削手段５bのスピンドルユニット５３を構成する切削ブレード５３３は、互いに対向して配設されている。
図示の実施形態における第１の切削手段５aと第２の切削手段５bは、図３に示すように上記割り出し移動基台５１、５１を２本のY軸ガイドレール４１３a、４１３aに沿って矢印Yで示す割り出し送り方向（Y軸方向）に移動するための割り出し送り手段５４を具備している。割り出し送り手段５４は、上記２本のY軸ガイドレール４１３a、４１３aに沿って配設された共通のY軸リニアレール５４０と、該共通のY軸リニアレール５４０に移動可能に嵌挿され第１の切削手段５aの割り出し移動基台５１に装着された第１のY軸コイル可動子５４４aと、共通のY軸リニアレール５４０に移動可能に嵌挿され第２の切削手段５bの割り出し移動基台５１に装着された第２のY軸コイル可動子５４４bとからなっている。共通のY軸リニアレール５４０は、例えば複数の円柱状の永久磁石のN極とS極とを交互に接合して軸状に構成し、この軸状に構成された複数の円柱状の永久磁石をステンレス鋼等の非磁性材からなる円筒状のケースに配設して構成されている。このように構成された共通のY軸リニアレール５４０は、その両端部に図３に示すように支持部材５４３、５４３が装着されており、この支持部材５４３、５４３を介して上記支持フレーム４１の支持部４１３に取付けられる。この共通のY軸リニアレール５４０に移動可能に嵌挿された第１のコイル可動子５４４aおよび第２のコイル可動子５４４bは、それぞれ第１の切削手段５aの割り出し移動基台５１および第２の切削手段５bの割り出し移動基台５１に設けられた凹部５１３に配設され、それぞれ割り出し移動基台５１の一方の面に装着される。
上記のように共通のY軸リニアレール５４０と第１のコイル可動子５４４aおよび第２のコイル可動子５４４bとからなる割り出し送り手段５４は、上記X軸リニアレール３６１とX軸コイル可動子３６２とからなる加工送り手段３５と同様に所謂シャフトモータを構成しており、第１のコイル可動子５４４aおよび第２のコイル可動子５４４bに電流が流れると磁力による吸引力、反発力を繰り返して推力が発生する。従って、第１のコイル可動子５４４aおよび第２のコイル可動子５４４bに印加する電流の方向を変えることにより、第１のコイル可動子５４４aおよび第２のコイル可動子５４４bが共通のY軸リニアレール５４０に沿って移動する方向を変更することができる。なお、図示の実施形態における割り出し送り手段５４は所謂リニアシャフトモータによって構成した例を示したが、ボールねじ機構によって構成してもよい。
また、図示の実施形態における第１の切削手段５aと第２の切削手段５bは、図３および図４に示すように上記切り込み移動基台５２、５２を２本のZ軸ガイドレール５１２、５１２に沿って矢印Zで示す切り込み送り方向（Z軸方向）に移動するための切り込み送り手段５５、５５を具備している。切り込み送り手段５５、５５は、それぞれ２本のZ軸ガイドレール５１２、５１２と平行に配設された雄ネジロッド５５１と、雄ネジロッド５５１の一端部を回転可能に支持する軸受５５２と、雄ネジロッド５５１の他端に連結され該雄ネジロッド５５１を正転または逆転駆動するパルスモータ５５３とからなっている。このように構成された切り込み送り手段５５、５５は、それぞれ雄ネジロッド５５１が上記切り込み移動基台５２の被支持部５２１に形成された雌ネジ５２１aに螺合される。従って、切り込み送り手段５５、５５は、それぞれパルスモータ５５３を駆動して雄ネジロッド５５１を正転または逆転駆動することにより、切り込み移動基台５２を２本のZ軸ガイドレール５１２、５１２に沿って図３において矢印Zで示す切り込み送り方向（Z軸方向）に移動することができる。
図１を参照して説明を続けると、上記静止基台２には、半導体ウエーハ等の複数の被加工物を収容するカセット６０が載置されるカセット載置機構６と、該カセット載置機構６に載置されたカセット６０から被加工物を搬出するとともに切削済の被加工物をカセット６０に搬入する搬出・搬入機構７と、該搬出・搬入機構７によって搬出された被加工物を仮置きする仮置き機構８と、該仮置き機構８と隣接して配設された補助仮置き機構９と、切削後の被加工物を洗浄する洗浄機構１０とを具備している。カセット載置機構６は、図示しない昇降手段によって昇降せしめられるカセットテーブル６１上にカセット６０が載置されるようになっている。カセット６０には環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に貼着された半導体ウエーハWが収容されている。なお、環状のフレームFの外周には、後述する規制ピンが係合するノッチF-1およびフラット面Ｆ-2が設けられている。
搬出・搬入機構７は、図１に示すように上記門型の支持フレーム４１を構成する支持部４１３の表面側に配設された搬送移動手段７１と、該搬送移動手段７１によってY軸方向移動せしめられる支持基台７２と、該支持基台７２と搬送移動手段７１とを連結する連結部材７３とからなっている。搬送移動手段７１は支持基台７２が連結された連結部材７３をY軸方向に移動せしめるベルト機構からなっている。図５および図６を参照して説明を続けると、搬出・搬入機構７を構成する支持基台７２には、下側に配設されカセット載置機構６に載置されたカセット６０に収容された半導体ウエーハWをダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFを把持するための把持部材７４（図６参照）と、該把持部材７４を上下方向に移動するエアーシリンダー７４０と、把持部材７４の両側に配設され上記環状のフレームFに設けられたノッチF-1およびフラット面Ｆ-2と係合して環状のフレームFを所定の位置に規制する一対の規制ピン７５が取り付けられている。このように構成された搬出・搬入機構７は、支持基台７２をカセット載置機構６に載置されたカセット６０に向けて移動し、一対の規制ピン７５をカセット６０に収容された半導体ウエーハWをダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFに設けられたノッチF-1およびフラット面Ｆ-2と係合することにより、半導体ウエーハWを所定の位置に位置規制する。そして、エアーシリンダー７４０によって把持部材７４を上方に移動することにより、環状のフレームFを支持基台７２と把持部材７４との間に把持する。
また、搬出・搬入機構７を構成する支持基台７２には、下側に配設され後述する切削済の半導体ウエーハWをダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFを把持するための補助把持部材７６（図６参照）と、該補助把持部材７６を上下方向に移動するエアーシリンダー７６０と、補助把持部材７６の両側に配設され上記環状のフレームFと係合して環状のフレームFを所定の位置に規制する一対の補助規制ピン７７が取り付けられている。更に、搬出・搬入機構７を構成する支持基台７２には、後述する洗浄機構の噴射ノズルと選択的に係合する係合手段７８が配設されている。この係合手段７８は、支持基台７２の下面より下方に進退可能に配設された係合ロッド７８１と、該係合ロッド７８１を進退せしめるエアーシリンダー７８２とからなっている。
上記仮置き機構８について、図１、図７および図８を参照して説明する。仮置き機構８は、上記カセット載置機構６とY軸方向に隣接して上記保持テーブル３４の被加工物着脱領域の直上に配設されている。この仮置き機構８は、Y軸方向に延在し環状のフレームFの両側部を支持する底部８１a、８１ｂと側部８２a、８２bとを有し底部８１a、８１bが開閉可能に構成された一対の支持レール８０と、該一対の支持レール８０の底部８１a、８１bを開閉する開閉手段８５a、８５bと、該一対の支持レール８０を上下方向に移動せしめる昇降手段８６とを備えている。なお、一対の支持レール８０を構成する側部８２a、８２bの上端には互いに内側に突出するフランジ部８３a、８３bが設けられており、該フランジ部８３aと８３bの互いに一端部が連結部８４によって連結されている。上記開閉手段８５a、８５ｂは、図示の実施形態においてはエアーモーターからなっており、一対の支持レール８０の底部８１a、８１bを図８において実線で示す水平位置である閉位置と２点鎖線で示す垂直位置である開位置にそれぞれ作動せしめる。上記昇降手段８６は、図示しない固定部材に取り付けられたエアーシリンダー８６１からなっており、該エアーシリンダー８６１のピストンロッド８６２が上記一対の支持レール８０の連結部８４に連結されている。
上記補助仮置き機構９は、上記仮置き機構８とY軸方向に隣接し上記カセット載置機構６に対してY軸方向反対側において後述する洗浄機構１０の直上に配設されている。この補助仮置き機構９は、上記仮置き機構８と同様の構成であり、図７に示すようにY軸方向に延在し環状のフレームFの両側部を支持する底部９１a、９１bと側部９２a、９２bとを有し底部９１a、９１ｂが開閉可能に構成された一対の補助支持レール９０と、該一対の補助支持レール９０の底部９１a、９１bを開閉する開閉手段９５a、９５bと、該一対の補助支持レール９０を上下方向に移動せしめる昇降手段９６とを備えている。なお、一対の補助支持レール９０を構成する側部９２a、９２bの上端には互いに内側に突出するフランジ部９３a、９３ｂが設けられており、該フランジ部９３aと９３ｂの互いに一端部が連結部９４によって連結されている。上記開閉手段９５a、９５bは、図示の実施形態においてはエアーモーターからなっており、一対の補助支持レール９０の底部９１a、９１ｂを水平位置である閉位置と垂直位置である開位置にそれぞれ作動せしめる。上記昇降手段９６は、図示しない固定部材に取り付けられたエアーシリンダー９６１からなっており、該エアーシリンダー９６１のピストンロッド９６２が上記一対の補助支持レール９０の連結部９４に連結されている。
次に、上記洗浄機構１０について、図１および図９を参照して説明する。
図示の実施形態における洗浄機構１０は、上記仮置き機構８に隣接しカセット載置機構６に対してY軸方向反対側に配設される。この洗浄機構１０は、洗浄ハウジング１１を具備している。この洗浄ハウジング１１は、前壁１１１と後壁１１２と側壁１１３および１１４と底壁（図示せず）とからなっており、上方が解放されている。このように構成された洗浄ハウジング１１内には、スピンナーテーブル１２が配設されている。スピンナーテーブル１２は、テーブル本体１２１と、該テーブル本体１２１の上面に配設された吸着チャック１２２と、テーブル本体１２１を回転駆動するサーボモータ１２３とからなっている。テーブル本体１２１は、外径が上記ウエーハWの外径より大きくウエーハWをダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFの内径より小さく形成されている。吸着チャック１２２は、ポーラスセラミックスによって形成され図示しない吸引手段に接続されており、適宜負圧が作用せしめられるようになっている。従って、吸着チャック１２２上に載置された被加工物は、図示しない吸引手段を作動することにより吸着チャック１２２上に吸引保持される。
図１および図９を参照して説明を続けると、洗浄ハウジング１１の前壁１１１にはY軸方向に沿って形成された案内穴１１１aが設けられているおり、この案内穴１１１aに上記スピンナーテーブル１２に保持された被加工物に洗浄水を噴射する噴射ノズル１３がY軸方向に移動可能に配設されている。この噴射ノズル１３には一端に錘１４が連結されたワイヤー１５の他端がプーリー１６を介して連結され、錘１４の重力によって矢印Y1で示す方向に移動するように構成されている。そして、噴射ノズル１３には、上記搬出・搬入機構７を構成する支持基台７２に配設された係合手段７８は、支持基台７２の下面より下方に進退可能に配設された係合ロッド７８１が進出した状態で噴射ノズル１３における錘１４の重力によって移動する矢印Y1で示す方向から接触せしめられる。なお、噴射ノズル１３は、図示しない洗浄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以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
先ず、図１０に示すように仮置き機構８のエアーシリンダー８６１を作動して一対の支持レール８０を上部位置に位置付けるとともに、搬出・搬入機構７の把持部材７４（図６参照）および一対の規制ピン７５（図５および図６参照）が配設された支持基台７２を図示の待機位置に位置付ける。
次に、搬出・搬入機構７の搬送移動手段７１（図１および図５参照）を作動して、図１１に示すように把持部材７４および一対の規制ピン７５が配設された支持基台７２をカセット載置機構６側に移動し、一対の規制ピン７５（図５および図６参照）をカセット６０に収容された半導体ウエーハWをダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFに設けられたノッチF-1およびフラット面Ｆ-2（図１参照）と係合することにより、半導体ウエーハWを所定の位置に位置規制する。そして、エアーシリンダー７４０を作動することにより、環状のフレームFを支持基台７２と把持部材７４（図６参照）との間に把持する。
環状のフレームFを支持基台７２と把持部材７４によって把持したならば、搬出・搬入機構７の搬送移動手段７１を作動して支持基台７２をカセット載置機構６と反対側に移動し、図１２に示すように環状のフレームFを仮置き機構８の一対の支持レール８０に搬送し、仮置きする。
環状のフレームFを仮置き機構８の一対の支持レール８０に搬送したならば、図１３に示すようにエアーシリンダー８６１を作動して一対の支持レール８０を下降して下部位置に位置付ける。この結果、環状のフレームFに装着され半導体ウエーハWが貼着されているダイシングテープTが、保持テーブル機構３における被加工物着脱位置に位置付けられている保持テーブル３４の上面に載置される。そして、上記開閉手段８５a、８５b（図６および図８参照）を作動して一対の支持レール８０の底部８１a、８１bを図８において実線で示す閉位置から２点鎖線で示す開位置に位置付ける。
次に、図示しない吸引手段を作動することにより、図１４に示すように保持テーブル３４の上面にダイシングテープTを介して半導体ウエーハWを吸引保持する。そして、仮置き機構８のエアーシリンダー８５１を作動して一対の支持レール８０を上昇して上部位置に位置付ける。
図１４に示すように保持テーブル３４の上面にダイシングテープTを介して半導体ウエーハWを吸引保持したならば、保持テーブル機構３を構成する加工送り手段３５を作動して半導体ウエーハWを吸引保持した保持テーブル３４を図１５に示すように切削機構４が配設された加工領域に移動する。そして、第１の切削手段５aと第２の切削手段５bとによって保持テーブル３４に保持された半導体ウエーハWに所定の切削加工が施される。なお、保持テーブル３４は上述したように外径が半導体ウエーハWの外径より大きく環状のフレームFの内径より小さく形成されているので、環状のフレームFが自重によって僅かに垂れ下がり、切削加工において第１の切削手段５aと第２の切削手段５bの切削ブレード５３３と干渉することがないとともに、フレーム押え機構が不要となりコスト低減になる。
上述したように保持テーブル３４に保持された半導体ウエーハWに所定の切削加工を施したならば、加工送り手段３５を作動して切削済みの半導体ウエーハWを吸引保持した保持テーブル３４を図１６に示す被加工物着脱位置に位置付ける。この状態で、保持テーブル３４に保持された切削済みの半導体ウエーハWは、仮置き機構８の直下に位置付けられる。
保持テーブル３４に保持された切削済みの半導体ウエーハWを仮置き機構８の直下に位置付けたならば、仮置き機構８の一対の支持レール８０の底部８１a、８１bを開位置に位置付けた状態でエアーシリンダー８６１を作動して、図１７に示すように一対の支持レール８０を下降して下部位置に位置付ける。そして、一対の支持レール８０の底部８１a、８１bを閉位置に位置付けて環状のフレームFを支持するとともに、保持テーブル３４による半導体ウエーハWの吸引保持を解除する。
次に、仮置き機構８のエアーシリンダー８６１を作動して環状のフレームFを支持した一対の支持レール８０を上昇させ、図１８に示すように上部位置より僅かに下方で搬出・搬入機構７の把持部材７４および一対の規制ピン７５が一対の支持レール８０に支持された切削済み半導体ウエーハWの上方を移動できる中間位置に一対の支持レール８０を位置付ける。
そして、搬出・搬入機構７の搬送移動手段７１を作動して、図１９に示すように支持基台７２をカセット載置機構６側に移動し、一対の規制ピン７５（図５および図６参照）をカセット６０に収容された半導体ウエーハWをダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFに設けられたノッチF-1およびフラット面Ｆ-2（図１参照）と係合することにより、半導体ウエーハWを所定の位置に位置規制する。そして、エアーシリンダー７４０を作動することにより、新たな半導体ウエーハWを支持した環状のフレームFを支持基台７２と把持部材７４（図６参照）との間に把持する。このとき、把持部材７４と一対の規制ピン７５は、切削済み半導体ウエーハWの上方を移動する。
次に、仮置き機構８のエアーシリンダー８５１を作動して切削済み半導体ウエーハWを支持した一対の支持レール８０を上部位置に位置付けるとともに、切削済み半導体ウエーハWを支持する環状のフレームFにおけるカセット載置機構６側の端面を一対の補助規制ピン７７と対向する位置に位置付ける。その後、搬出・搬入機構７の搬送移動手段７１を作動して、図２０に示すように支持基台７２をカセット載置機構６と反対側に移動することにより、支持基台７２と把持部材７４によって把持された新たな半導体ウエーハWを支持した環状のフレームFを仮置き機構８の一対の支持レール８０に搬送するとともに、一対の補助規制ピン７７が当接される切削済み半導体ウエーハWを支持した環状のフレームFを補助仮置き機構９の一対の補助支持レール９０に搬送する。
切削済み半導体ウエーハWを支持した環状のフレームFを補助仮置き機構９の一対の補助支持レール９０に搬送したならば、図２１に示すようにエアーシリンダー９６１を作動して一対の補助支持レール９０を下降して下部位置に位置付ける。この状態で、環状のフレームFに装着され半導体ウエーハWが貼着されているダイシングテープTが、洗浄-機構１０のスピンナーテーブル１２の上面に接触する。そして、一対の補助支持レール９０の底部９１a、９１bを閉位置から開位置に位置付けることにより、切削済みの半導体ウエーハWをダイシングテープTを介してスピンナーテーブル１２の上面に載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、スピンナーテーブル１２の上面にダイシングテープTを介して切削済みの半導体ウエーハWを吸引保持する。
次に、仮置き機構８の一対の支持レール８０と補助仮置き機構９の一対の補助支持レール９０を図２２の(a)に示すように上部位置に位置付け、スピンナーテーブル１２を回転するとともに、図２２の(b)に示すように図示しない洗浄水供給手段を作動することにより噴射ノズル１３から洗浄水１３０を噴射する。このとき、搬出・搬入機構７の支持基台７２に配設された係合手段７８の係合ロッド７８１を進出して噴射ノズル１３と係合する位置に位置付け、搬送移動手段７１を作動して係合ロッド７８１をY軸方向に往復動させる。従って、噴射ノズル１３に連結されたワイヤー１５の一端に連結された錘１４の重力と協働して噴射ノズル１３はY軸方向に往復動せしめられる。なお、噴射ノズル１３の往復動範囲は、少なくとも切削済みの半導体ウエーハWの外周から中心までの範囲でよい。この結果、スピンナーテーブル１２にダイシングテープTを介して吸引保持された切削済みの半導体ウエーハWはスピンナー洗浄される。なお、上記噴射ノズル１３のY軸方向への往復動においては、搬出・搬入機構７が駆動源となっているので、小型化が可能となるとともに、コストの低減を図ることができる。また、スピンナーテーブル１２は上述したように外径が半導体ウエーハWの外径より大きく環状のフレームFの内径より小さく形成されているので、環状のフレームFが自重によって僅かに垂れ下がり、半導体ウエーハWに供給された洗浄水が円滑に外周に排出されるとともに、フレーム押え機構が不要となりコスト低減になる。
上述したように切削済みの半導体ウエーハWを洗浄したならば、図２３に示すように搬出・搬入機構７を上記待機位置に位置付けるとともに、補助仮置き機構９を構成する一対の補助支持レール９０の底部９１a、９１ｂを開位置に位置付けた状態で下部位置に位置付け、底部９１a、９１ｂを閉位置にして洗浄済みの半導体ウエーハWを支持する環状のフレームFを支持する。そして、スピンナーテーブル１２による半導体ウエーハWの吸引保持を解除する。
次に、図２４に示すように洗浄済みの半導体ウエーハWを支持する環状のフレームFを支持した補助仮置き機構９を構成する一対の補助支持レール９０を上部位置に位置付ける。そして、搬出・搬入機構７の支持基台７２に配設された補助把持部材７６を作動して環状のフレームFを把持する。
そして、搬出・搬入機構７の搬送移動手段７１を作動して、図２５に示すように洗浄済みの半導体ウエーハWを支持する環状のフレームFを補助仮置き機構９の一対の補助支持レール９０から仮置き機構８の一対の支持レール８０まで移動する。
次に、図２６に示すように仮置き機構８の一対の支持レール８０を中間位置に位置付けるとともに、搬出・搬入機構７の支持基台７２に配設された把持部材７４および一対の規制ピン７５を待機位置に位置付ける。
そして、搬出・搬入機構７の搬送移動手段７１を作動して、図２７に示すように支持基台７２をカセット載置機構６側に移動して把持部材７４および一対の規制ピン７５を待機位置からカセット載置機構６に載置されたカセット６０まで移動することにより、洗浄済みの半導体ウエーハWを支持する環状のフレームFをカセット６０に収容する。
なお、上述したように洗浄済みの半導体ウエーハWを洗浄するとともにカセット６０に収容する作業を実施している際に、カセット６０から仮置き機構８の一対の支持レール８０に搬出された新たな半導体ウエーハWは、上述したように保持テーブル機構３を構成する保持テーブル３４に搬送され吸引保持される。そして、保持テーブル３４に吸引保持された新たな半導体ウエーハWは、加工送り手段３５によって切削機構４が配設された加工領域に移動せしめられ、第１の切削手段５aと第２の切削手段５bによって所定の切削加工が施される。
以上のように、図示の実施形態における切削装置は、被加工物を保持する保持テーブル３４が被加工物着脱領域に位置付けられている際に、搬出・搬入機構７によってカセット６０に収容された半導体ウエーハWをダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFを搬出して仮置き機構８を構成する一対の支持レール８０に仮置きし、昇降手段８６によって一対の支持レール８０を下降して環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持された半導体ウエーハWを保持テーブル３４に載置し、開閉手段８５a、８５bによって底部８１a、８１bを開くことによりダイシングテープTを介して半導体ウエーハWを保持テーブル３４に保持するので、被加工物としての半導体ウエーハWをダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFを搬送する搬送手段は実質的に搬出・搬入機構７のみであるため、部品点数が低減してコストが低減が低減するとともに、装置の小型化を図ることができる。また、搬出・搬入機構７は、洗浄機構１０のスピンナーテーブル１２の直上に配設された補助仮置き機構９にも切削済の半導体ウエーハWをダイシングテープTを介して支持する環状のフレームFを搬送する機能を有しているので、更に装置の小型化を図ることができる。
２：静止基台
３：保持テーブル機構
３２：移動基台
３４：保持テーブル
３５：加工送り手段
３５１：X軸リニアレール
３５２：X軸コイル可動子
４：切削機構
５a：第１の切削手段
５b：第２の切削手段
５４：割り出し送り手段
５４０：共通のY軸リニアレール
５４４a：第１のY軸コイル可動子
５４４b：第２のコイル可動子
６：カセット載置機構
６０：カセット
７：搬出・搬入機構
７１：搬送移動手段
７２：支持基台
７４：把持部材
７５：一対の規制ピン
７６：補助把持部材
７７：一対の補助規制ピン
８：仮置き機構
８０：一対の支持レール
９：補助仮置き機構
９０：一対の補助支持レール
１０：洗浄機構
１１：洗浄ハウジング
１２：スピンナーテーブル
１３：噴射ノズル
１４：錘
１５：ワイヤー
１６：プーリー
F：環状のフレーム
T：ダイシングテープ
W：半導体ウエーハ

Claims (6)

  1. 複数の被加工物を収容したカセットが載置されるカセット載置機構と、該カセット載置機構に載置されたカセットから被加工物を搬出および搬入する搬出・搬入機構と、該搬出・搬入機構によって搬出された被加工物を仮置きする仮置き機構と、該仮置き機構に仮置きされた被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された被加工物を切削する切削機構と、該保持テーブルを加工送り方向（X軸方向）に加工送りする加工送り機構と、を具備する切削装置であって、
    該加工送り機構は、該保持テーブルを該仮置き機構が配設された被加工物着脱領域と、該切削機構が配設された加工領域との間を加工送り方向（X軸方向）に移動可能に支持するX軸ガイドレールと、該X軸ガイドレールに沿って該保持テーブルを移動せしめる加工送り手段を備え、
    該仮置き機構と該カセット載置機構はX軸方向と直交するY軸方向に隣接して配設されており、
    該搬出・搬入機構は、支持基台と、該支持基台に配設されカセットに収容された被加工物を把持する把持部材と、被加工物を所定の位置に規制する一対の規制ピンと、該支持基台をY軸方向に移動する搬送移動手段とを備え、
    該仮置き機構は、Y軸方向に延在し被加工物の両側部を支持する底部と側部とを有し該底部が開閉可能に構成された一対の支持レールと、該一対の支持レールの該底部を開閉する開閉手段と、該一対の支持レールを上下方向に移動せしめる昇降手段と、を備えており、
    該保持テーブルが該被加工物着脱領域に位置付けられている際に、該搬出・搬入機構によってカセットに収容された被加工物を搬出して該仮置き機構を構成する該一対の支持レールに仮置きし、該昇降手段によって該一対の支持レールを下降して被加工物を該保持テーブルに載置し、該開閉手段によって該底部を開くことにより被加工物を該保持テーブルに保持する、
    ことを特徴とする切削装置。
  2. 該仮置き機構に隣接し該カセット載置機構に対してY軸方向反対側に被加工物を洗浄するためのスピンナーテーブルを備えた洗浄機構が配設されるとともに、該洗浄機構の直上に該仮置き機構と連通するように構成され被加工物を仮置きする補助仮置き機構が配設されており、
    該補助仮置き機構は、Y軸方向に延在し被加工物の両側部を支持する底部と側部とを有し該底部が開閉可能に構成された一対の補助支持レールと、該一対の補助支持レールの該底部を開閉する開閉手段と、該一対の補助支持レールを上下方向に移動せしめる補助昇降手段とを備えている、請求項１記載の切削装置。
  3. 該搬出・搬入機構は、該支持基台に配設され該一対の補助支持レールに支持された被加工物における該把持部材によって把持される領域と反対側の領域を把持する補助把持部材と、該一対の補助支持レールに支持された被加工物を所定の位置に規制する一対の補助規制ピンとを備え、
    切削済みの被加工物を保持した該保持テーブルが該被加工物着脱領域に位置付けられている際に、該仮置き機構を構成する該一対の支持レールの該底部を開にした状態で該一対の支持レールを下降して該底部を切削済みの被加工物の下部に位置付けた後に該底部を閉にして切削済みの被加工物を支持した状態で該一対の支持レールを上昇させ、
    次に、該搬出・搬入機構の該把持部材によってカセットに収容された被加工物を把持するとともに該支持基台に設けられた該一対の補助規制ピンを切削済みの該被加工物における該把持部材によって把持された領域と反対側の領域の端面に位置付け、該支持基台を該補助仮置き機構側に移動することにより、カセットに収容された被加工物を該仮置き機構に位置付けるとともに切削済みの被加工物を該補助仮置き機構に位置付け、
    該補助仮置き機構を構成する該補助昇降手段によって該一対の補助支持レールに仮置きし、該昇降手段によって該一対の補助支持レールを下降して被加工物を該洗浄機構の該スピンナーテーブルに載置し、該開閉手段によって該底部を開くことにより切削済みの被加工物を該スピンナーテーブルに保持する、請求項２記載の切削装置。
  4. 該洗浄機構は、該スピンナーテーブルの上方に配設された洗浄水を噴射する噴射ノズルを備えており、該噴射ノズルは該搬出・搬入機構を構成する該支持基台に配設され選択的に係合する係合手段によって該支持基台の移動に伴いY軸方向に移動し、少なくとも被加工物の外周から中心までの領域に洗浄水を噴射する、請求項２又は３に記載の切削装置。
  5. 該洗浄機構の該噴射ノズルには、一端に錘が連結されたワイヤーの他端がプーリーを介して連結され、該錘の重力によってY軸方向に移動するように構成されており、
    該係合手段は、該支持基台に進退可能に配設された係合ロッドを備え、該係合ロッドを進出した状態で該噴射ノズルにおける該錘の重力によって移動する方向から接触せしめる、請求項４記載の切削装置。
  6. 該切削機構は、第１の切削ブレードを回転可能に備えた第１の切削手段と、該第１の切削手段の第１の切削ブレードと対向して配設された第２の切削ブレードを回転可能に備えた第２の切削手段と、該第１の切削手段と該第２の切削手段をX軸方向と直交するY軸方向に移動可能に支持するY軸ガイドレールと、該Y軸ガイドレールに沿って該第１の切削手段を移動せしめる第１の割り出し送り手段および該Y軸ガイドレールに沿って該第２の切削手段を移動せしめる第２の割り出し送り手段とを具備している、請求項１記載の切削装置。
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