CN103715127B

CN103715127B - 卡盘工作台

Info

Publication number: CN103715127B
Application number: CN201310445016.9A
Authority: CN
Inventors: 饭塚健太吕; 寺岛将人
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2013-09-26
Publication date: 2018-01-23
Anticipated expiration: 2033-09-26
Also published as: US20140091537A1; US9381577B2; DE102013219901B4; KR20140043678A; JP2014072510A; CN103715127A; DE102013219901A1

Abstract

本发明提供一种能够适当保持具有翘曲的被加工物的卡盘工作台。一种保持被加工物（W）的卡盘工作台（15），其特征在于，具有：吸附部（153），其具有吸引保持被加工物的吸附面（153a）；以及环状密封部（154），其以围绕吸附部的周围的方式由弹性部件形成，且支撑被加工物的外周部分（W2），吸附部与使吸附面产生吸引力的负压生成源连接，环状密封部形成为上表面（154a）的高度比吸附面高，并且形成为：在吸引保持被加工物时，从被加工物和吸附面的间隙泄漏的负压作用于由被加工物的外周部分与环状密封部抵接而成的空间而使被加工物变形，从而表面处于同一平面。

Description

卡盘工作台

技术领域

本发明涉及保持晶片等被加工物的卡盘工作台。

背景技术

在表面形成有器件的晶片等被加工物例如通过具有激光加工单元的激光加工装置被进行加工。该激光加工装置具有在加工时保持被加工物的卡盘工作台（例如，参照专利文献1）。卡盘工作台具有由多孔陶瓷材料构成的吸附部，被加工物由吸附部吸附而被保持在卡盘工作台上。通过使保持了被加工物的卡盘工作台相对于激光加工单元相对移动，能够改变激光光线的照射位置地对被加工物进行加工。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2005-262249号公报

另外，通过上述那样的激光加工装置来加工的被加工物有时具有某种程度的翘曲。例如，在通过照射激光光线来分离贴合的多个基板的提离（lift off）加工中，被加工物具有由基板的贴合引起的翘曲。在以外周侧变高的方式将具有翘曲的被加工物装载到卡盘工作台上时，被加工物的外周部分从吸附部的表面上浮，被加工物与吸附部的紧贴性变低。此时，卡盘工作台不能发挥足够的吸引力，从而无法适当地保持被加工物。

发明内容

本发明是鉴于这样的方面而完成的发明，其目的在于提供一种卡盘工作台，能够适当地保持具有翘曲的被加工物。

本发明的卡盘工作台是在对板状的被加工物实施加工的加工装置中将被加工物保持在上表面上的卡盘工作台，上述卡盘工作台的特征在于，具有：吸附部，其具有在上表面上吸引保持被加工物的吸附面；以及环状密封部，其围绕上述吸附部的周围而形成为环状，且由支撑被加工物的外周侧的弹性部件形成，上述吸附部与在上述吸附面生成负压的负压生成源连通，上述环状密封部的表面高度与被加工物的翘曲对应地形成为比上述吸附面的表面高度高，在吸引保持被加工物时，由于被加工物的翘曲而产生从被加工物外周与上述吸附面间的间隙泄漏的负压，通过被加工物外周与上述环状密封部抵接，该泄漏的负压被密封，该泄漏的负压作用于被加工物外周而使上述弹性部件变形，从而被加工物以与上述吸附面处于同一平面的状态被吸引保持。

根据该结构，由于被加工物的外周部分与由弹性部件形成的环状密封部抵接，所以能够防止翘曲导致的气密性的降低，从而适当地吸引保持被加工物。另外，由于环状密封部通过吸引保持被加工物时的负压而以使被加工物的表面处于同一平面的方式变形，所以能够提高被加工物的加工性。另外，由于环状密封部通过吸引保持被加工物时的负压而变形，所以能够缓和局部的应力而防止被加工物的破损。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够适当保持具有翘曲的被加工物的卡盘工作台。

附图说明

图1是表示本实施方式的激光加工装置的结构例的立体图。

图2是表示本实施方式的卡盘工作台的结构例的立体图。

图3A、图3B和图3C是表示将具有翘曲的晶片吸引保持在本实施方式的卡盘工作台的样子的示意图。

标号说明

1 激光加工装置（加工装置）

14 激光加工单元

15 卡盘工作台

151 θ工作台

152 工作台底座

152a 底座部

152b 支撑部

152c 贯通孔

152d 气体流路

152e 切口部

153 吸附部

153a 吸附面

154 环状密封部

154a 上表面

154b 切口部

W 晶片（被加工物）

W1 中央部分

W2 外周部分

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是表示具有本实施方式的卡盘工作台15的激光加工装置（加工装置）1的结构例的立体图。图1同时表示了成为加工对象的晶片（被加工物）。本实施方式的激光加工装置1构成为，能够对保持在卡盘工作台15上的晶片W照射激光光线，从而对晶片W进行激光加工。

如图1所示，晶片W具有圆板状的外形形状。晶片W的表面被呈格子状地排列的间隔道划分为多个区域。在晶片W中，在由间隔道划分出的各区域中形成有器件。另外，也可以在晶片W的在吸引保持时与卡盘工作台15接触的背面或表面粘贴保护带。

激光加工装置1具有大致长方体状的基座11。在基座11的上表面上设置有使卡盘工作台15在X轴方向进行加工进给，并且在Y轴方向进行分度进给的工作台移动机构13。在工作台移动机构13的后方立设有壁部12。壁部12具有向前方突出的臂部121，在臂部121以与卡盘工作台15对置的方式支撑有激光加工单元14。

工作台移动机构13具有：设置于基座11的上表面、并平行于Y轴方向的一对导轨131；和能够滑动地设置在导轨131上的Y轴工作台132。另外，工作台移动机构13具有：设置在Y轴工作台132的上表面、并平行于X轴方向的一对导轨135；和能够滑动地设置在导轨135上的X轴工作台136。

在X轴工作台136的上部经能够绕Z轴旋转的θ工作台151设置有卡盘工作台15。在Y轴工作台132以及X轴工作台136的下表面侧分别设置有未图示的螺母部，这些螺母部与滚珠丝杠133、137螺合。在滚珠丝杠133、137的一端分别连接有驱动马达134、138。通过利用驱动马达134、138来旋转驱动滚珠丝杠133、137，能够使卡盘工作台15沿着导轨131、135在Y轴方向以及X轴方向上移动。

激光加工单元14在臂部121的末端具有聚光器141。在聚光器141内设置有激光加工单元14的光学系统。聚光器141通过聚光透镜（未图示）对从振荡器（未图示）振荡出的激光光线进行聚光，并朝向保持在卡盘工作台15上的晶片W照射。通过使卡盘工作台15相对于激光加工单元14相对移动，能够改变激光光线的照射位置地加工晶片W。

接下来，参照图2，对激光加工装置1具有的卡盘工作台15的详情进行说明。图2是表示本实施方式的卡盘工作台15的结构例的立体图。卡盘工作台15具有固定在θ工作台151（参照图1）上部的工作台底座152。工作台底座152包括圆板状的底座部152a、和在底座部152a的中央向上方突出的圆筒状的支撑部152b。

在底座部152a的外周部分等间隔地设置有用于将工作台底座152固定到θ工作台151的4个贯通孔152c。在θ工作台151的上表面设置有与底座部152a的贯通孔152c对应的4个螺丝孔（未图示）。穿过贯通孔152c将螺栓旋入θ工作台151的螺丝孔，由此工作台底座152被固定在θ工作台151的上部。

在支撑部152b的内部形成有上下贯通支撑部152b的抽吸路152d（参照图3A、图3B和图3C）。在支撑部152b的上表面中央部分配置有由多孔陶瓷材料构成的吸附部153，通过该吸附部153来覆盖抽吸路152d的上端侧。抽吸路152d的下端侧通过配管与真空泵等负压生成源（未图示）连接。通过利用该负压生成源使抽吸路152d产生负压，晶片W被吸引（吸附）在吸附部153的吸附面153a上。

在支撑部152b的侧表面等间隔地设置有4个切口部152e。切口部152e设置成与通过4个爪来把持晶片W的外周部分（边缘部分）并进行搬送的边缘夹紧式的搬送机构（未图示）的4个爪对应。通过将把持晶片W的边缘夹紧式的搬送机构的4个爪插入切口部152e，能够将晶片W装载到吸附面153a上。另外，同样地，通过使4个爪插入到切口部152e，能够通过边缘夹紧式的搬送机构来把持在吸附面153a上装载的晶片W并进行搬送。另外，搬送机构不限于边缘夹紧式。当不使用边缘夹紧式的搬送机构时，支撑部152b也可以没有切口部152e。

另外，在以往的卡盘工作台中，当将以外周部分比中央部分高的方式翘曲的晶片W装载到吸附部上时，晶片W的中央部分与吸附面接触，但是晶片W的外周部分从吸附面上浮。这时，由于晶片W与吸附部的紧贴性降低，所以卡盘工作台不能发挥足够的吸引力（吸附力），从而无法适当地保持晶片W。

因此，在本实施方式的卡盘工作台15中，在吸附部153的周围设置围绕吸附部153的环状密封部154。该环状密封部154具有与晶片W的外周对应的直径，以便能够保持装载在吸附面153a上的晶片W的外周部分。另外，环状密封部154的上表面154a形成于比吸附面153a高的位置。环状密封部154的上表面154a的高度根据晶片W的翘曲而设定为比吸附面153a的高度高。

由此，当将以外周部分比中央部分高的方式翘曲的晶片W装载到吸附部153上时，晶片W的中央部分与吸附面153a接触，晶片W的外周部分与环状密封部154的上表面154a接触。通过使晶片W的外周部分与环状密封部154接触，能够确保用于吸引保持晶片W的气密性。

环状密封部154由作为弹性部件的氟橡胶海绵形成。更具体来说，环状密封部154由海绵硬度35的氟橡胶海绵形成。当将这样的海绵硬度的弹性部件用于环状密封部154时，环状密封部154通过吸引保持晶片W时所作用的力而变形（参照图3C）。即，通过在吸引保持晶片W时产生适当的负压，能够缓和晶片W的翘曲而使晶片W的表面（或背面）在同一平面上。其结果为晶片W的加工性被提高。

但是，用于环状密封部154的弹性部件不限于上述氟橡胶海绵。只要是海绵硬度为30～40的弹性部件就能够合适地使用于环状密封部154。这里，所谓海绵硬度是通过符合海绵硬度计量器用的标准即SRIS0101的计量器测定的值。

另外，当环状密封部154过硬时（超过海绵硬度40时），在吸引保持时对晶片W施加局部的应力，有使晶片W破损的危险。通过使用适当的海绵硬度的环状密封部154，在吸引保持时使环状密封部154变形，所以能够缓和局部的应力从而防止晶片W的破损。

另外，环状密封部154过软时（低于海绵硬度30时），环状密封部154在吸引保持时有粘贴在晶片W上的危险。这时，即使接触卡盘工作台15的吸引也不容易从卡盘工作台15卸下晶片W。通过使用适当的海绵硬度的环状密封部154，能够防止吸引保持时的环状密封部154的粘贴，能够容易地从卡盘工作台15卸下晶片W。

另外，在环状密封部154的侧面等间隔地设置有4个切口部154b。切口部154b设置在与支撑部152b的切口部152e对应的位置。利用该切口部154b，能够通过边缘夹紧式的搬送机构来搬送晶片W。另外，在不使用边缘夹紧式的搬送机构时，环状密封部154也可以没有切口部154b。

接下来，参照图3A、图3B和图3C，对将具有翘曲的晶片W吸引保持到卡盘工作台15上的样子进行说明。如图3A所示，通过搬送机构来搬送晶片W，并将晶片W定位到卡盘工作台15的上方。在以晶片W的中心和吸附面153a的中心一致的方式进行位置对准之后，将晶片W装载到吸附面153a上。

在晶片W被装载到吸附面153a上时，如图3B所示，晶片W的中央部分W1与吸附面153a接触。另一方面，由于晶片W的外周部分W2上翘，所以不与吸附面153a接触，而与配置成围绕吸附部153的环状密封部154的上表面154a接触。通过晶片W与环状密封部154的接触，能够确保由晶片W和环状密封部154围成的空间的气密性。

在该状态下使负压生成源工作时，在抽吸路152d产生负压。由于吸附部153由多孔陶瓷材料构成，所以来自抽吸路152d的负压作用在吸附部153，从而在吸附面153a产生吸引力。由于晶片W的中央部分W1与吸附面153a接触，所以通过产生的吸引力将晶片W的中央部分W1吸引到吸附面153a上。另一方面，由于在晶片W的外周侧晶片W没有与吸附面153a接触，所以抽吸路152d的负压从晶片W与吸附面153a的间隙泄漏至由晶片W和环状密封部154围成的空间中。由此，由晶片W和环状密封部154围绕的空间被减压。其结果为，基于大气压的向下的力作用在晶片W的外周部分W2。

如上所述，环状密封部154由具有预定海绵硬度的弹性部件构成，以便通过吸引保持晶片W时所作用的力而变形。因此，在基于大气压的向下的力作用在晶片W的外周部分W2时，如图3C所示，环状密封部154被晶片W的外周部分W2和支撑部152b夹着而以在上下方向被压扁的方式变形。另外，通过基于大气压的向下的力，晶片W的翘曲减小，从而晶片W的表面在同一平面。另外，在能够进行上述动作的范围调整由负压生成源产生的负压。

像这样，本实施方式的卡盘工作台15中，由于晶片（被加工物）W的外周部分与由弹性部件形成的环状密封部154抵接，所以能够防止翘曲造成的气密性降低而能够适当地吸引保持晶片W。另外，由于环状密封部154通过吸引保持晶片W时的负压而变形成使晶片W的表面处于同一平面，所以能够提高晶片W的加工性。另外，由于环状密封部154通过吸引保持晶片W时的负压而变形，所以能够缓和局部的应力而防止晶片W的破损。

另外，本发明不限定于上述实施方式的记载，能够加以各种变更地实施。例如，在上述实施方式中，对激光加工装置进行了说明，但是本发明的卡盘工作台所应用的加工装置不限定于激光加工装置。也可以在切削装置等中应用本发明的卡盘工作台。

另外，在上述实施方式中，相对于吸附面通过水平的平坦面形成了环状密封部的上表面，但是没有特别限定环状密封部的上表面的形状。例如，环状密封部的上表面也可以与晶片（被加工物）的翘曲对应地倾斜。这时，由于提高了环状密封部与晶片的紧贴性，所以能够进一步提高由晶片和环状密封部围成的空间的气密性。

另外，环状密封部也可以构成为能够更换。例如，能够事先准备高度不同的多个环状密封部，根据晶片的翘曲等进行更换。另外，也可以分别准备具有高度不同的环状密封部的多个卡盘工作台，根据晶片的翘曲等选择合适的卡盘工作台。像这样，通过与晶片的翘曲对应地变更环状密封部的高度，能够提高环状密封部与晶片的紧贴性。其结果为能够进一步提高由晶片和环状密封部围成的空间的气密性。

另外，在上述实施方式中，环状密封部在截面形状中具有四边形形状（参照图3A、图3B和图3C），但是环状密封部也可以通过倒角而除去四边形的角部。这时，能够进一步缓和施加在晶片的局部的应力，而防止晶片的破损。

另外，上述实施方式的结构、方法等只要不脱离本发明的目的范围可以适当加以变更地实施。

在保持具有翘曲的晶片等被加工物时本发明的卡盘工作台是有用的。

Claims

1.一种卡盘工作台，是在对板状的被加工物实施加工的加工装置中将被加工物保持在上表面上的卡盘工作台，

上述卡盘工作台的特征在于，具有：

吸附部，其具有在上表面上吸引保持被加工物的吸附面；环状密封部，其围绕上述吸附部的周围而形成为环状，且具有下表面和对保持于上述吸附面的被加工物的外周侧进行支撑的上表面，该环状密封部由弹性部件形成；以及支撑部，其被设置于上述吸附部和上述环状密封部的下方，包括上表面和外周面，其中上述支撑部的上述外周面完全处于保持在上述吸附面上的上述被加工物的外周面的径向内侧，

上述吸附部与在上述吸附面生成负压的负压生成源连通，

上述环状密封部的上表面高度与被加工物的翘曲对应地形成为比上述吸附面的表面高度高，并且，无论被加工物是否被吸引保持，上述环状密封部的上述下表面落座并接触于上述支撑部的上述上表面，

在吸引保持被加工物时，由于被加工物的翘曲而产生从被加工物外周与上述吸附面间的间隙泄漏的负压，通过被加工物外周与上述环状密封部抵接，该泄漏的负压被密封，该泄漏的负压作用于被加工物外周而使上述弹性部件变形，从而被加工物以与上述吸附面处于同一平面的状态被吸引保持。