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技術 切削装置

出願人 株式会社ディスコ
発明者 内田文雄
出願日 2016年4月7日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2016-077310
公開日 2017年10月12日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2017-185600
状態 特許登録済
技術分野 研削盤の構成部分、駆動、検出、制御 工作機械の検出装置 ダイシング
主要キーワード 装置カバー内 横方向部材 基準線位置 信号ランプ 多孔性部材 軸方向移動機構 軸移動ブロック セットアップ作業
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年10月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

温度変化に起因する切削装置位置ずれを防止可能な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6と、被加工物を切削ブレード18で切削する切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対移動させる切り込み送り手段と、チャックテーブルと切削手段とを割り出し送りする割り出し送り手段と、切削ブレードの切り込み送り方向又は割り出し送り方向の基準位置を設定するセットアップ手段44と、チャックテーブル、切削手段、切り込み送り手段、割り出し送り手段及びセットアップ手段を含む切削装置の機構部の温度又は機構部を収容する装置カバー内の温度を測定する温度測定手段と、温度測定手段で測定される温度とセットアップ手段で基準位置を設定した際に測定された温度との差の上限を閾値として設定する閾値設定部と、温度測定手段で測定される温度が閾値を超えた際に信号を発信する信号発信手段と、を備える。

概要

背景

IC、LSI等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ラインストリート)によって区画された半導体ウェーハ(以下、単にウェーハ略称することがある)は、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置ダイシング装置)によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスチップに分割され、分割されたデバイスチップは携帯電話パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。

切削装置は、ウェーハ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ウェーハを切削する切削ブレードが装着されたスピンドルを回転可能に支持する切削手段と、切削手段をチャックテーブルに対して相対的に切り込み送り方向に移動させる切り込み送り手段と、を備えている。

切削装置は更に、ウェーハを保持したチャックテーブルを加工送り方向に移動する加工送り手段と、加工送り方向と直交する割り出し送り方向に切削手段を分割予定ラインのピッチずつ割り出し送りする割り出し送り手段とを備えている。

切削装置は、チャックテーブルの保持面と切削ブレードの下端位置とを同一高さ位置に設定するセットアップという作業を適宜実施する(例えば、特開2015−21120号公報参照)。これにより、ウェーハ等の被加工物に対し所望の切り込み深さの切削溝を形成することができる。

また、被加工物の所望位置(分割予定ラインの中央等)に溝を形成するため、加工送り方向と直交し且つ保持面と平行な割り出し送り方向における切削ブレードの位置を設定するヘアライン合わせという設定作業も実施する。

切削装置は、例えば、休止(停止)状態から稼働状態に移ると、軸駆動用モータ電装部品発熱等により装置の各部位や装置内の温度が上昇するため、機構部の伸縮膨張が発生する。また、切削液を供給しながら被加工物を切削すると、チャックテーブルや切削手段に飛散した切削液の気化熱によって温度変化の影響を受ける。

よって、セットアップを実施した時より温度が大きく変化していると、機構部の伸縮・膨張により設定した基準位置がずれている恐れがあった。そのため、従来は切削装置の稼働開始前等に定期的にセットアップ作業を実施していた。

概要

温度変化に起因する切削装置の位置ずれを防止可能な切削装置を提供する。被加工物を保持するチャックテーブル6と、被加工物を切削ブレード18で切削する切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対移動させる切り込み送り手段と、チャックテーブルと切削手段とを割り出し送りする割り出し送り手段と、切削ブレードの切り込み送り方向又は割り出し送り方向の基準位置を設定するセットアップ手段44と、チャックテーブル、切削手段、切り込み送り手段、割り出し送り手段及びセットアップ手段を含む切削装置の機構部の温度又は機構部を収容する装置カバー内の温度を測定する温度測定手段と、温度測定手段で測定される温度とセットアップ手段で基準位置を設定した際に測定された温度との差の上限を閾値として設定する閾値設定部と、温度測定手段で測定される温度が閾値を超えた際に信号を発信する信号発信手段と、を備える。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持した被加工物を切削ブレード切削する切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを該保持面と直交する切り込み送り方向に相対移動させる切り込み送り手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを該保持面と平行方向に割り出し送りする割り出し送り手段と、該チャックテーブルに対する該切削ブレードの該切り込み送り方向又は該割り出し送り方向の基準位置を設定するセットアップ手段と、該チャックテーブル、該切削手段、該切り込み送り手段、該割り出し送り手段及び該セットアップ手段を含む切削装置機構部の温度又は該機構部を収容する装置カバー内の温度を測定する温度測定手段と、該温度測定手段で測定される温度と該セットアップ手段で該基準位置を設定した際に測定された温度との差の上限を閾値として設定する閾値設定部と、該温度測定手段で測定される温度が該閾値を超えた際に信号を発信する信号発信手段と、を備えたことを特徴とする切削装置。

請求項2

該信号発信手段からの信号に基づき、該セットアップ手段を制御して、該基準位置を再度設定する制御手段を更に備えた請求項1記載の切削装置。

請求項3

被加工物に切削液を供給する切削液供給手段を更に備えた請求項1又は2記載の切削装置。

技術分野

0001

本発明は、一般的に切削装置に関し、特に、機構部に大きな温度変化が生じた際に再度セットアップの必要性を報知する切削装置に関する。

背景技術

0002

IC、LSI等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ラインストリート)によって区画された半導体ウェーハ(以下、単にウェーハ略称することがある)は、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、切削装置(ダイシング装置)によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスチップに分割され、分割されたデバイスチップは携帯電話パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。

0003

切削装置は、ウェーハ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ウェーハを切削する切削ブレードが装着されたスピンドルを回転可能に支持する切削手段と、切削手段をチャックテーブルに対して相対的に切り込み送り方向に移動させる切り込み送り手段と、を備えている。

0004

切削装置は更に、ウェーハを保持したチャックテーブルを加工送り方向に移動する加工送り手段と、加工送り方向と直交する割り出し送り方向に切削手段を分割予定ラインのピッチずつ割り出し送りする割り出し送り手段とを備えている。

0005

切削装置は、チャックテーブルの保持面と切削ブレードの下端位置とを同一高さ位置に設定するセットアップという作業を適宜実施する(例えば、特開2015−21120号公報参照)。これにより、ウェーハ等の被加工物に対し所望の切り込み深さの切削溝を形成することができる。

0006

また、被加工物の所望位置(分割予定ラインの中央等)に溝を形成するため、加工送り方向と直交し且つ保持面と平行な割り出し送り方向における切削ブレードの位置を設定するヘアライン合わせという設定作業も実施する。

0007

切削装置は、例えば、休止(停止)状態から稼働状態に移ると、軸駆動用モータ電装部品発熱等により装置の各部位や装置内の温度が上昇するため、機構部の伸縮膨張が発生する。また、切削液を供給しながら被加工物を切削すると、チャックテーブルや切削手段に飛散した切削液の気化熱によって温度変化の影響を受ける。

0008

よって、セットアップを実施した時より温度が大きく変化していると、機構部の伸縮・膨張により設定した基準位置がずれている恐れがあった。そのため、従来は切削装置の稼働開始前等に定期的にセットアップ作業を実施していた。

先行技術

0009

特開2015−211120号公報

発明が解決しようとする課題

0010

しかし、切削装置の稼働開始前等に定期的にセットアップ作業を実施していても、切削作業実施中に大きな温度変化があると、切り込み送り方向の基準位置及び/又は割り出し送り方向の基準位置がずれ、精密な切削加工を実施できない場合があるという問題があった。

0011

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、温度変化に起因する切削装置の位置ずれを防止可能な切削装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0012

本発明によると、被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持した被加工物を切削ブレードで切削する切削手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを該保持面と直交する切り込み送り方向に相対移動させる切り込み送り手段と、該チャックテーブルと該切削手段とを該保持面と平行方向に割り出し送りする割り出し送り手段と、該チャックテーブルに対する該切削ブレードの該切り込み送り方向又は該割り出し送り方向の基準位置を設定するセットアップ手段と、該チャックテーブル、該切削手段、該切り込み送り手段、該割り出し送り手段及び該セットアップ手段を含む切削装置の機構部の温度又は該機構部を収容する装置カバー内の温度を測定する温度測定手段と、該温度測定手段で測定される温度と該セットアップ手段で該基準位置を設定した際に測定された温度との差の上限を閾値として設定する閾値設定部と、該温度測定手段で測定される温度が該閾値を超えた際に信号を発信する信号発信手段と、を備えたことを特徴とする切削装置が提供される。

0013

好ましくは、切削装置は、信号発信手段からの信号に基づき、セットアップ手段を制御して、基準位置の設定を再度自動的に設定する制御手段を更に備えている。

発明の効果

0014

本発明の切削装置は、機構部の温度とセットアップ作業時の温度との間で所定の閾値以上の差が発生した場合、そのことを報知してオペレータに知らせたり、或いは制御手段が自動的にセットアップ作業を再度実施するようにセットアップ手段を制御するため、温度変化に起因する切削位置の位置ずれの発生を防止できるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

0015

外装カバーを取り去った状態の実施形態に係る切削装置の一部破断斜視図である。
切り込み送り方向のセットアップ手段の構成を示す一部断面側面図である。
ダイシングテープを介して環状フレームでウェーハを支持している状態の斜視図である。
割り出し送り方向のセットアップ方法を説明する一部断面側面図であり、図4(A)は切削溝形成時の一部断面側面図、図4(B)は撮像ユニットで切削溝を撮像時の一部断面側面図である。

実施例

0016

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を参照すると、外装カバー(装置カバー)を取り外した状態の本発明実施形態に係る切削装置の一部破断斜視図が示されている。

0017

切削装置2は、各機構部を内部に収容するフレーム骨材)4を有しており、このフレーム4に図示を省略した外装カバーが装着される。チャックテーブル6はX軸移動ブロック8に取り付けられており、X軸移動機構10によりX軸方向に移動される。

0018

切削ユニット(切削手段)12は、スピンドルハウジング14中に回転可能に収容されたスピンドル(図2参照)16と、スピンドル16の先端に着脱可能に装着された切削ブレード18とを備えている。

0019

切削ユニット12は、Y軸移動機構20及びZ軸移動機構28により、Y軸方向及びZ軸方向に移動される。Y軸移動機構20及びZ軸方向移動機構28も共に、良く知られたボールねじとボールねじの一端に連結されたパルスモータとから構成される。Y軸移動機構20はコラム22に固定された横方向部材24に搭載されている。

0020

Y軸移動機構20を駆動すると、Y軸移動ブロック26がY軸方向に移動し、Y軸移動ブロック26に取り付けられたZ軸移動機構28を駆動すると、Z軸移動ブロック30がZ軸方向に移動する。

0021

切削ユニット12はZ軸移動ブロック30に取り付けられているため、Y軸移動機構20及びZ軸方向移動機構28を駆動することにより、切削ユニット12はY軸方向及びZ軸方向に移動される。

0022

本実施形態の切削装置2では、各機構部及び装置カバー(外装カバー)内の温度を測定する温度センサが複数配置されている。例えば、X軸移動ブロック8の温度を測定する温度センサT1、スピンドルハウジング14の温度を測定する温度センサT2、コラム22の温度を測定する温度センサT3、横方向部材24の温度を測定する温度センサT4、Z軸移動ブロック30の温度を測定する温度センサT5が配設されている。

0023

これらの温度センサT1〜T5は切削装置2のコントローラ(制御手段)32に接続されており、コントローラ32に各温度センサT1〜T5で測定された温度が入力される。温度センサT1〜T5の他にも、装置カバー内の温度を測定する温度センサが配置されており、全ての温度センサの測定値はコントローラ32に入力される。

0024

コントローラ32は、温度センサT1〜T5で測定される温度と、チャックテーブルに対する切削ブレード18の切り込み送り方向又は割り出し送り方向の基準位置を設定した際に測定された温度との差の上限を閾値として設定する閾値設定部34と、測定される温度が閾値を超えた際に信号を発信する信号発信部(信号発信手段)36とを含んでいる。

0025

38は切削装置2の稼働状況を示す信号ランプであり、コントローラ2の信号発信部36が温度センサで測定される温度が閾値を超えたと判断した際には信号ランプ38に信号が送信され、信号ランプ38が例えば赤色で点滅する。

0026

次に、図2を参照して、切り込み送り方向のセットアップについて説明する。チャックテーブル6はSUSから形成された本体部(枠体)40と、ポーラスセラミックス等の多孔性部材から形成された吸引保持部42とから構成される。吸引保持部42の保持面(表面)42aと本体部40のセットアップ部である表面40aとは面一に形成されている。

0027

切り込み送り方向のセットアップ時には、スイッチ48を閉じてスピンドル16とチャックテーブル6の枠体40とを接続する閉回路46を形成する。この閉回路46には電源50と電流計52が直列に接続されている。

0028

切削ユニット12をZ軸方向に移動する切り込み送り機構28を駆動して、矢印R方向に高速回転している切削ブレード18を矢印Z1方向に下降してチャックテーブル6のセットアップ部40aに接触させる。これにより、切削ブレード18、スピンドル16及びチャックテーブル6の本体部40を接続する閉回路46が形成される。

0029

この閉回路46には電源50及び電流計52が直列に接続されているため、オペレータは電流計52で閉回路46に電流が流れることを観察することにより、切削ブレード18とチャックテーブル6との電気的導通が取られたことを確認することができる。電気的導通が取られた時の切削ブレード18の高さ位置をZ軸方向の基準位置(原点位置)として検出し、この基準位置を切削装置2のコントローラ32のメモリに記憶する。

0030

切削ブレード18のチャックテーブル6に対するセットアップ手段44は、切削ブレード18をチャックテーブル6のセットアップ部40aに接触させて形成される閉回路46により構成される。

0031

切削装置2の加工対象であるウェーハ11は、図3に示すように、外周部が環状フレームFに装着されたダイシングテープTにその裏面が貼着された状態で切削装置2に投入される。ウェーハ11の表面には複数の分割予定ライン13が格子状に形成されており、分割予定ライン13で区画された各領域にはIC、LSI等のデバイス15が形成されている。

0032

次に、図4を参照して、割り出し送り方向(Y軸方向)のセットアップについて説明する。図4(A)に示すように、切削ユニット12のスピンドルハウジング14には撮像ユニット56が取り付けられている。撮像ユニット56は、基準線を有する顕微鏡と、顕微鏡の拡大画像を撮像するカメラとを含んでいる。

0033

図4(A)において、ウェーハ11はダイシングテープTを介してチャックテーブル6の吸引保持部42で吸引保持され、環状フレームFはクランプ58によりクランプされて固定されている。

0034

割り出し送り方向のセットアップは、撮像ユニット56の顕微鏡の基準線と切削ブレード18の中心線を合わせる作業であり、通常ヘアライン合わせと称される。このヘアライン合わせ作業は、具体的には、図4(A)に示すように、切削ブレード18でウェーハ11を切削して切削溝17を形成する。

0035

次いで、図4(B)に示すように、切削ユニット12をY軸方向に距離Y1だけ移動して、撮像ユニット56で矢印Aに示すように切削溝17を撮像する。撮像画像画像処理して切削溝17の中心を検出し、切削溝17の中心位置と顕微鏡の基準線位置とのずれ量を算出し、このずれ量をY軸方向の座標位置加減することにより、切削溝17の中心位置と顕微鏡の基準線位置とを合致させたY軸方向の基準位置を切削装置2のコントローラ32のメモリに記憶させる。

0036

このヘアライン合わせを実施することにより、切削溝17の中心位置と顕微鏡の基準線位置とを合致させることができ、メモリに記憶した基準位置を基に分割予定ライン13を検出するアライメントを実施して、切削すべき分割予定ライン13の中心に切削ブレード18を一致させる。

0037

通常、停止状態から切削装置2を稼働する際には、Z軸方向のセットアップ及びY軸方向のセットアップ(ヘアライン合わせ)を実施してから、ウェーハ11の切削を開始する。ところで、ウェーハ11の切削を継続すると、軸駆動用のモータや電装部品の発熱等により装置の各部位や装置内の温度が上昇するため、機構部の伸縮・膨張が発生する。

0038

また、ウェーハ11の切削は通常切削液を供給しながら実施するため、チャックテーブル6や切削ユニット12に飛散した切削液の気化熱によっても装置内の温度が変化し、Z軸方向の基準位置及び/又はY軸方向の基準位置がずれる恐れがある。

0039

本実施形態では、切削装置2の各機構部に配設した温度センサT1〜T5により機構部の温度を測定し、測定された温度をコントローラ32に入力する。コントローラ32は、温度センサT1〜T5で測定する温度と基準位置を設定した際に測定された温度との差の上限を閾値として設定する閾値設定部34を含んでいる。

0040

従って、この温度差が閾値を超えたと閾値設定部34が判断すると、信号発信部36が閾値を超えたとの信号を信号ランプ38に送信し、信号ランプ38が例えば赤色で点滅する。よって、オペレータは信号ランプ38を観察することにより、基準位置の再設定が必要だと判断することができ、切り込み送り方向又は割り出し送り方向の基準位置を再設定する。

0041

閾値設定部34は、温度センサT1〜T5で測定した温度が1つでも閾値を超えた際に信号発信部36から信号を発信するように設定するか、又は温度センサT1〜T5で測定した温度の平均が閾値を超えた際に信号発信部36から信号を発信するように設定することができる。或いは、温度センサT1〜T5で測定する温度に優先順位をつけ、優先順位の高い温度センサで測定した温度が閾値を超えた際に、信号発信部36から信号を発信するように設定することもできる。

0042

信号発信部36の他の実施形態では、信号発信部36からZ軸送り機構(切り込み送り機構)28及び/又はY軸送り機構(割り出し送り機構)20に信号を送って、Z軸送り機構28及び/又はY軸送り機構20を駆動して、切り込み送り方向のセットアップ及び/又は割り出し送り方向のセットアップを自動的に実施するように制御することもできる。

0043

上述した実施形態によると、温度センサT1〜T5で各機構部の温度を測定しながら切削作業を実施し、温度センサT1〜T5で測定した温度がセットアップ動作時の温度から所定の閾値以上の差が発生した場合、そのことを信号ランプ38で報知したり、セットアップ作業を自動的に再度実施したりするため、温度変化に起因する位置ずれの発生を未然に防止できるという効果を奏する。

0044

2切削装置
6チャックテーブル
10 X軸移動機構
12切削ユニット
17切削溝
18切削ブレード
20 Y軸移動機構
28 Z軸移動機構
32コントローラ
34閾値設定部
36信号発信部
38信号ランプ
44セットアップ手段
46閉回路
48 スイッチ
50電源
52電流計
56撮像ユニット
T1〜T5 温度センサ

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