加工装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种具有保持构件的加工装置，上述保持构件具有轻量且容易装卸的保持工作台。提供一种加工装置，其具有：保持构件，其用于保持被加工物；加工构件，其用于对保持在保持构件上的被加工物实施加工；以及加工进给构件，其用于对保持构件与加工构件在加工进给方向相对地进行加工进给，保持构件由以下部分构成：保持工作台，其具有吸引保持被加工物的吸引区域和围绕吸引区域的外周区域；以及支撑基座，其支撑保持工作台并使保持工作台能够装卸，且将吸引力传递至上述吸引区域，保持工作台由多孔陶瓷构成，并且在除吸引区域以外的区域施加有镀层。
【专利说明】加工装置【技术领域】
[0001]本发明涉及用于加工晶片等被加工物的切削装置、激光加工装置或磨削装置等加
工装置。
【背景技术】
[0002]在半导体器件制造工序中，通过呈格子状地排列的称为间隔道的分割预定线在大致圆板形状的半导体晶片的正面划分出多个区域，在该划分出的区域形成IC (集成电路)、LSI (大规模集成电路)等器件。并且，通过切削装置或激光加工装置等加工装置沿着间隔道来切割半导体晶片从而制造出一个个半导体器件。另外，为了谋求半导体器件的小型化以及轻量化，在沿着间隔道来切断半导体晶片而分割成一个个器件之前，通过磨削装置对半导体晶片的背面进行磨削而形成为预定厚度。
[0003]例如，切削装置或激光加工装置等加工装置具有:保持构件，其具有保持晶片等被加工物的保持工作台；加工构件，其对保持在该保持构件上的被加工物实施加工；以及加工进给构件，其对保持构件与加工构件在加工进给方向相对地进行加工进给。这样的加工装置中的构成保持被加工物的保持构件的保持工作台由以下部分构成:保持区域，其用于吸引保持被加工物；以及框体，其具有围绕该保持区域的外周区域。
[0004]为了通过与构成切削装置的切削构件的切削刀具的电导通来设定原点位置，构成像这样构成的保持工作台的框体由不锈钢等金属材料形成(例如，参照专利文献I)。
[0005]现有专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2005-142202号公报
[0007]但是，近年，为了提升半导体器件制造中的生产率，晶片的直径有从300毫米大口径化为450毫米的趋势，与此对应地，保持晶片的保持工作台也需要大口径化。与直径为300毫米的晶片对应的保持工作台的重量为10千克左右，而与直径为450毫米的晶片对应的保持工作台的重量为超过20千克的分量。在加工晶片时与晶片的种类对应地更换为最适合的保持工作台，但是如上所述，当保持工作台的重量超过20千克时存在以下问题:一个人难以装卸保持工作台。
【发明内容】
[0008]本发明是鉴于上述事实而完成的发明，其主要的技术课题在于提供一种具有保持构件的加工装置，上述保持构件具有轻量且装卸容易的保持工作台。
[0009]为了解决上述主要的技术课题，根据本发明提出了这样的加工装置，其具有:保持构件，其用于保持被加工物；加工构件，其用于对保持在上述保持构件上的被加工物实施加工；以及加工进给构件，其用于对上述保持构件与上述加工构件在加工进给方向相对地进行加工进给，
[0010]上述加工装置的特征在于，
[0011]上述保持构件由以下部分构成:保持工作台，其具有吸引保持被加工物的吸引区域和围绕上述吸引区域的外周区域；以及支撑基座，其支撑上述保持工作台并使上述保持工作台能够装卸，且将吸引力传递至上述吸引区域，
[0012]上述保持工作台由多孔陶瓷构成，并且在除上述吸引区域以外的区域施加有镀层。
[0013]从吸引区域的上表面带有预定阶梯差地形成上述外周区域的上表面，具有相当于上述阶梯差的厚度并与吸引区域的外周配合的金属环被配设在外周区域。
[0014]发明效果
[0015]由于基于本发明的加工装置中的构成保持被加工物的保持构件的保持工作台由多孔陶瓷构成，所以与以往使用的不锈钢的保持工作台相比较非常轻，因此，即使一名作业员也能够容易地实施装卸作业。
[0016]另外，由于保持工作台在除吸引区域以外的区域形成有镀层，所以当保持工作台应用到切削装置时，能够设定与构成切削构件的切削刀具的电气通电的原点位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是基于本发明的作为根据本发明而构成的加工装置的切削装置的立体图。
[0018]图2是分解表示装备在图1所示的切削装置中的保持构件的保持工作台的立体图。
[0019]图3是装备在图1所示的切削装置中的保持构件的剖视图。
[0020]图4是在保持工作台的除吸引区域以外的区域覆盖镀层的方法的说明图，上述保持工作台构成图2以及图3所示的保持构件。
[0021]图5是表示在保持工作台的除吸引区域以外的区域覆盖镀层的其他方法的说明图，上述保持工作台构成图2以及图3所示的保持构件。
[0022]图6是表示将作为被加工物的半导体晶片粘贴到切割带的表面的立体图，上述切割带装配在环状框架上。
[0023]标号说明
[0024]2:静止基座
[0025]3:被加工物保持机构
[0026]4:保持构件
[0027]41:支撑基座
[0028]42:保持工作台
[0029]5:保持工作台支撑机构
[0030]53:加工进给构件
[0031]6:主轴支撑机构
[0032]63:分度进给构件
[0033]7:主轴单元
[0034]72:主轴套
[0035]73:旋转主轴
[0036]74:切削刀具
[0037]77:摄像构件[0038]78:切入进给构件
[0039]10:半导体晶片
[0040]F:环状的框架
[0041]T:切割带
【具体实施方式】
[0042]以下，参照附图对根据本发明而构成的加工装置的优选实施方式进行详细说明。
[0043]图1表示作为根据本发明而构成的加工装置的切削装置的立体图。
[0044]图1所示的切削装置配设有以下部分:静止基座2 ;被加工物保持机构3，其能够在加工进给方向即箭头X所示的方向移动地配设于该静止基座2，并保持被加工物即晶片；主轴支撑机构6，其能够在分度进给方向即箭头Y所示的方向(与加工进给方向即箭头X所示的方向垂直的方向)移动地配设于静止基座2 ;以及作为切削构件(加工构件)的主轴单元7，其能够在切入进给方向即箭头Z所示的方向移动地配设于该主轴支撑机构6。
[0045]上述被加工物保持机构3由以下部分构成:保持构件4，其用于保持作为被加工物的晶片；以及保持工作台支撑机构5，其支撑该保持构件4并在箭头X所示的加工进给方向移动。另外，在后面对保持构件4进行详细说明。
[0046]参照图1继续说明，保持工作台支撑机构5具有:一对导轨51、51，其沿着箭头X所示的加工进给方向平行地配设在静止基座2上；移动基座52，其能够在箭头X所示的加工进给方向移动地配设在该导轨51、51上，并支撑上述保持构件4 ;以及加工进给构件53，其使该移动基座52沿着一对导轨51、51移动。
[0047]上述移动基座52形成为矩形形状，在其下表面形成有与上述一对导轨51、51配合的被引导槽521、521。通过使该被引导槽521、521与一对导轨51、51配合，移动基座52配设成能够沿着与一对导轨51、51移动。
[0048]上述加工进给构件53包括:平行地配设于上述一对导轨51和51之间的外螺纹杆531、和用于旋转驱动该外螺纹杆531的伺服马达532等驱动源。外螺纹杆531的一端旋转自如地支撑于在上述静止基座2固定的轴承块533，外螺纹杆531的另一端与上述伺服马达532的输出轴连接。另外，外螺纹杆531与形成于移动基座52的中央部的内螺纹522螺合。因此，通过由伺服马达532来正转以及反转驱动外螺纹杆531，移动基座52沿着导轨51、51在箭头X所示的加工进给方向移动。
[0049]接下来，参照图2至图3对上述保持构件4进行说明。
[0050]图2以及图3所示的保持构件4，如图3所示，经轴承56能够旋转地支撑于圆筒状的支撑筒体55，该支撑筒体55配设在移动基座52的上表面。如图2以及图3所示，像这样能够旋转地支撑在支撑筒体55的保持构件4由圆柱状的支撑基座41、和配设在该支撑基座41上表面的保持工作台42构成。支撑基座41由不锈钢等金属材料形成，在其上表面设置有圆形的配合凹部411。如图3所示，该支撑基座41中设置有在配合凹部411开口的吸引通路413，该吸引通路413与未图示的吸引构件连通。因此，在使未图示的吸引构件工作时，负压通过吸引通路413而发挥作用。
[0051]参照图2至图3继续说明，构成保持构件4的保持工作台42作为整体而形成为圆盘状，其具有吸引保持被加工物的吸引区域421、和围绕该吸引区域421的外周区域422，并且具有圆筒状底部423，该圆筒状底部423向下方突出地设置在保持工作台42下部中央，且与设置在上述支撑基座41的配合凹部411配合。在构成该保持工作台42的圆筒状底部423形成有连通路424，在圆筒状底部423与设置在上述支撑基座41的配合凹部411配合的状态下，该连通路424与设置在支撑基座41的吸引通路413连通。另外，保持工作台42具有:放射状吸引路425，其沿半径方向延伸，并且一端与形成于圆筒状底部423的连通路424连通；以及多个圆形吸引路426，其形成为与吸引通路413成同心圆状，且形成为与放射状吸引路425交叉。
[0052]如上所述地构成的保持工作台42在图示的实施方式中由气孔大小为10?30 μ m且气孔率为40%的多孔陶瓷形成。作为由该多孔陶瓷形成的保持工作台42的制作方法，能够通过将粒径为30?60 μ m且体积比为70%的氧化铝陶瓷、粒径为5 μ m以下且体积比为15%的玻璃料、以及体积比为15%的有机粘接剂混匀后成型，并以1100°C烧制5小时而制成。由于像这样形成的保持工作台42通过与以往使用的不锈钢的比重7相比较比重小到
3.9的氧化铝陶瓷而由气孔率为40%的多孔陶瓷构成，所以重量为由不锈钢形成的保持工作台的1/3左右。
[0053]在如上所述地形成的保持工作台42，在除上述吸引区域421以外的区域施加有镀层427。这里，参照图4对在保持工作台42的除吸引区域421以外的区域覆盖镀层427的方法进行说明。
[0054]如图4的(b)所示,将遮蔽带428粘贴到图4的(a)所示的保持工作台42的吸引区域421。这时对形成于上述圆筒状底部423的连通路424也进行遮蔽。通过对这样遮蔽了吸引区域421以及连通路424的保持工作台42实施无电解镀镍，如图4的(c)所示，在除吸引区域421以外的区域形成有基于镍而形成的镀层427。另外，优选，特别是在外周区域422中，镀层427浸透I毫米左右地形成。
[0055]接下来，参照图5，对保持工作台42的其他实施方式进行说明。
[0056]关于图5所示的实施方式中的保持工作台42，如图5的(a)所示，外周区域422的上表面比吸引区域421的上表面带有预定阶梯差422a地形成。并且，如图5的(b)所示，将遮蔽带428粘贴到吸引区域421。这时，对形成于上述圆筒状底部423的连通路424也进行遮蔽。通过对这样遮蔽了吸引区域421以及连通路424的保持工作台42实施无电解镀镍，如图5的(c)所示，在除吸引区域421以外的区域形成有基于镍而形成的镀层427。并且，如图5的(c)以及图5的(d)所示，将具有相当于上述阶梯差422a的厚度且与吸引区域的外周配合的由不锈钢等构成的金属环429配设到外周区域422。
[0057]如上所述地构成的保持工作台42装配于支撑基座41而形成保持构件4,该保持构件4构成为:通过未图示的旋转驱动构件而适当转动。另外，在构成保持构件4的支撑基座41的外周部上表面通过适当的固定构件安装有2个夹紧装置43的基部。另外，在将构成保持构件4的支撑基座41支撑为能够旋转的支撑筒体55的上端配设有罩台57。
[0058]返回图1继续说明，上述主轴支撑机构6具有沿着箭头Y所示的分度进给方向平行地配设在静止基座2上的一对导轨61、61、和能够沿着箭头Y所示的方向移动地配设在该导轨61、61上的可动支撑基座62。该可动支撑基座62由以下部分构成:移动支撑部621，其能够移动地配设在导轨61、61上；以及装配部622，其安装于该移动支撑部621。在移动支撑部621的下表面形成有与导轨61、61配合的一对被引导槽621a、621a，通过使该被引导槽621a、621a与导轨61、61配合，可动支撑基座62构成为能够沿着导轨61、61移动。另夕卜，装配部622在一侧面平行地设置有沿箭头Z所示的方向延伸的一对导轨622a、622a。
[0059]图示的实施方式中的主轴支撑机构6具有分度进给构件63，分度进给构件63用于使可动支撑基座62沿着一对导轨61、61在箭头Y所示的分度进给方向移动。分度进给构件63包括:与上述一对导轨61、61平行地配设于上述一对导轨61、61之间的外螺纹杆631、和用于旋转驱动该外螺纹杆631的脉冲马达632等驱动源。外螺纹杆631的一端旋转自如地支撑于在上述静止基座2上固定的未图示的轴承块，外螺纹杆631的另一端与上述脉冲马达632的输出轴连接。另外，外螺纹杆631与形成于未图示的内螺纹块的内螺纹孔螺合，上述内螺纹块突出地设置在构成可动支撑基座62的移动支撑部621的中央部下表面。因此，通过由脉冲马达632来正转以及反转驱动外螺纹杆631，能够使可动支撑基座62沿着导轨61、61在箭头Y所示的分度进给方向移动。
[0060]图示的实施方式中的主轴单元7具有:单元支架71、安装在该上述单元支架71的主轴套72、以及能够旋转地支撑于该主轴套72的旋转主轴73。单元支架71设置有一对被引导槽71a、71a，一对被引导槽71a、71a能够滑动地与在上述装配部622设置的一对导轨622a、622a配合，通过使该被引导槽71a、71a与上述导轨622a、622a配合，单元支架71被支撑为能够在箭头Z所示的切入进给方向移动。上述旋转主轴73从主轴套72的末端突出地配设，在该旋转主轴73的末端部装配有切削刀具74。切削刀具74在由铝形成的圆盘状的基座的外周部侧面具有圆环状的刀刃，该刀刃通过用镀镍将金刚石磨粒聚在一起而形成且厚度形成为15?30 μ m。装配了该切削刀具74的旋转主轴73由伺服马达75等驱动源旋转驱动。另外，在切削刀具74的两侧配设有将切削液供给到切削刀具74的切削部的切削液供给喷嘴76。在上述主轴套72的末端部具有摄像构件77，该摄像构件77用于对保持在上述卡盘工作台4上的被加工物进行拍摄，检测出应该由上述切削刀具74切削的区域。该摄像构件77由显微镜和CCD照相机等光学构件构成，并将所拍摄的图像信号输送给未图示的控制构件。
[0061]图示的实施方式中的主轴单元7具有切入进给构件78，切入进给构件78用于使支架71沿着一对导轨622a、622a在箭头Z所示的方向移动。切入进给构件78包括:外螺纹杆(未图示)，其与上述加工进给构件53以及分度进给构件63同样地配设在导轨622a、622a之间；以及脉冲马达782等驱动源，其用于旋转驱动该外螺纹杆，通过由脉冲马达782正转以及反转驱动未图示的外螺纹杆，使单元支架71与主轴套72及旋转主轴73沿着导轨622a、622a在箭头Z所示的切入进给方向移动。
[0062]如上所述地构成图示的实施方式中的切削装置，以下对其作用进行说明。
[0063]图6表示作为通过上述的切削装置切削加工的被加工物即晶片的半导体晶片。图6所示的半导体晶片10由硅晶片构成，在正面IOa形成有格子状的间隔道101，在由该格子状的间隔道101划分出的多个区域形成有器件102。像这样构成的半导体晶片10的背面IOb粘贴在切割带T的表面，该切割带T装配于环状的框架F。
[0064]在沿着间隔道101切削上述的半导体晶片10时，选择适合于由硅晶片构成的半导体晶片10的切削加工的保持工作台42，并如图3所示使圆筒状底部423与设置在支撑基座41上的配合凹部411配合进行装配。这时，由于保持工作台42如上所述地由多孔陶瓷形成，因此，与以往使用的不锈钢保持工作台相比较重量为1/3左右，因此，即使一名作业员也能够容易地实施装卸作业。
[0065]像这样，在将适合于由硅晶片构成的半导体晶片10的切削加工的保持工作台42装配到支撑基座41之后，实施如下的设置工序:设定切削刀具74的原点位置。该设置工序中，使构成保持构件4的保持工作台42移动到切削刀具74的切削加工区域，并将保持工作台42的外周区域422定位到切削刀具74的正下方。并且，使切入进给构件78工作而使切削刀具74下降，并检测出切削刀具74的刀刃的外周接触到保持工作台42的外周区域422的时刻，将这时的切削刀具74的位置设定为原点。此时，由于在保持工作台42中在除吸引区域421以外的区域形成有基于镍形成的镀层427，因此，切削刀具74与覆盖外周区域422的镀层427接触而接通检测电流，因此，能够检测出保持工作台42的上表面与切削刀具74的接触。
[0066]另外，如图5所示，作为保持工作台42，与吸引区域421带有预定阶梯差422a地形成外周区域422，并如上所述在除吸引区域421以外的区域形成了基于镍形成的镀层427之后，将具有相当于阶梯差422a的厚度且与吸引区域的外周配合的金属环429配设到外周区域422，在这样的结构中，能够长期地使用。
[0067]接下来，将如上述图6所示粘贴在装配于环状的框架F的切割带T上的半导体晶片10的切割带T侧装载到构成保持构件4的保持工作台42上，并且通过夹紧装置43来固定环状的框架F。并且，当使未图示的吸引构件工作时，负压作用于设置在支撑基座41中的吸引通路413、和设置在保持工作台42中的连通路424、放射状吸引路425以及圆形吸引路426 (参照图3)。其结果为，由于保持工作台42如上所述地由多孔陶瓷形成并且在除吸引区域421以外的区域形成有基于镍形成的镀层427，所以吸引力作用在吸引区域421，从而隔着切割带T吸引保持半导体晶片10 (晶片保持工序)。
[0068]在实施了上述的晶片保持工序之后，使加工进给构件53工作而将保持构件4移动到摄像构件77的正下方。当保持构件4定位到摄像构件77的正下方时,实施如下校准作业:通过摄像构件77以及未图示的控制构件检测出半导体晶片10的应该进行切削加工的加工区域。即，摄像构件77以及未图示的控制构件执行图案匹配等图像处理，从而完成应该切削加工的加工区域的校准，所述图案匹配等图像处理用于进行间隔道101与沿着间隔道101进行切削的切削刀具74的对准，其中上述间隔道101形成于半导体晶片10的预定方向。另外，针对在半导体晶片10形成的沿与上述预定方向垂直的方向延伸间隔道101，也同样地完成应该切削加工的加工区域的校准(校准工序)。
[0069]然后，将保持构件4移动到切削刀具74的下方即切削加工区域，并使切削刀具74向预定方向旋转，并且在箭头Z所示的方向切入进给预定量，将切削刀具74的最下端定位到到达切割带T的位置。然后，在切削进给方向即箭头X所示的方向以预定切削进给速度移动吸引保持了半导体晶片10的保持构件4。其结果为，保持在构成保持构件4的保持工作台42上的半导体晶片10被切削刀具74沿着预定的间隔道101切断(切削工序)。在实施该切削工序时，切削液从切削液供给喷嘴76向切削刀具74的侧面喷射。
[0070]如上所述，在沿着预定的间隔道101切断半导体晶片10之后，使保持构件4在图1中箭头Y所示的方向只分度进给间隔道101的间隔，并实施上述切削工序。并且，沿着在半导体晶片10的预定方向延伸的所有间隔道实施了切削工序之后，使保持构件4旋转90度，沿着半导体晶片10的在与预定方向垂直的方向延伸的间隔道101执行切削工序，由此切削呈格子状地形成于半导体晶片10的所有间隔道101从而分割成一个个器件102。另外，分割成的一个个器件102通过切割带T的作用而没有散乱，维持着被支撑在环状的框架F上的晶片状态。像这样分割成的一个个半导体芯片在粘贴于切割带T的状态下搬送至下一工序，上述切割带T装配于环状的框架F。
[0071]以上，根据图示的实施方式对本发明进行了说明，但是本发明不是仅限定于实施方式，在本发明的宗旨范围内可以进行各种变形。例如，在上述的实施方式中表示了将本发明应用到沿着间隔道101切削半导体晶片10的切削装置，但是本发明能够广泛地应用到激光加工装置或磨削装置等加工装置。
【权利要求】
1.一种加工装置，具有:保持构件，其用于保持被加工物；加工构件，其用于对保持在上述保持构件上的被加工物实施加工；以及加工进给构件，其用于对上述保持构件与上述加工构件在加工进给方向相对地进行加工进给， 上述加工装置的特征在于， 上述保持构件由以下部分构成:保持工作台，其具有吸引保持被加工物的吸引区域和围绕上述吸引区域的外周区域；以及支撑基座，其支撑上述保持工作台并使上述保持工作台能够装卸，且将吸引力传递至上述吸引区域， 上述保持工作台由多孔陶瓷构成，并且在除上述吸引区域以外的区域施加有镀层。
2.根据权利要求1所述的加工装置，其中， 从上述吸引区域的上表面带有预定阶梯差地形成上述外周区域的上表面，具有相当于上述阶梯差的厚度并与上述吸引区域的外周配合的金属环被配设在上述外周区域。
【文档编号】B28D7/04GK103786270SQ201310495079
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2012年10月31日
【发明者】马路良吾 申请人:株式会社迪思科