CN112133663A - 保持装置 - Google Patents

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Abstract

提供保持装置，其能够容易地从保持工作台取下被加工物。保持装置具有：保持工作台，其具有保持被加工物的保持面，在保持面上形成有对被加工物的外周部进行吸引的环状的吸引槽；以及气体提供单元，其配置于保持面的外周缘的外侧，朝向保持面与保持面所保持的被加工物之间提供气体，吸引槽与对吸引槽作用负压的吸引源和向吸引槽提供流体的流体提供源连接。

Description

保持装置
技术领域
本发明涉及保持被加工物的保持装置。
背景技术
通过对形成有IC(Integrated Circuit：集成电路)、LSI(Large ScaleIntegration：大规模集成)等器件的半导体晶片进行分割，制造出分别具有器件的多个半导体器件芯片。另外，通过对封装基板进行分割来制造封装器件，该封装基板是通过利用由树脂制成的密封材料(模制树脂)对安装在基板上的多个半导体器件芯片进行覆盖而形成的。该封装器件内置于以移动电话或个人计算机为代表的各种电子设备中。
近年来，随着电子设备的小型化、薄型化，对半导体器件芯片和封装器件也要求薄型化。因此，使用对分割前的半导体晶片或封装基板进行磨削而进行薄化的方法。
在以上述半导体晶片和封装基板为代表的被加工物的分割中，例如采用利用环状的切削刀具对被加工物进行切削的切削装置。另外，在被加工物的薄化中，例如采用利用磨削磨轮对被加工物进行磨削的磨削装置。
在切削装置或磨削装置等加工装置中具有保持被加工物的保持工作台。例如在专利文献1中公开了具有由多孔陶瓷等多孔质部件构成的多孔板的保持工作台。多孔板的上表面构成保持被加工物的保持面，该保持面与吸引源连接。在将被加工物配置在多孔板的保持面上的状态下，通过使吸引源的负压作用于保持面，被加工物被保持台吸引保持。
专利文献1：日本特开2004-14939号公报
在上述的保持工作台中，由在上表面具有微细的凹凸的多孔质部件构成保持面。若利用该保持面保持被加工物，则被加工物沿着保持面的凹凸而变形，有时被加工物的上表面的高度位置产生偏差。该高度位置的偏差成为加工被加工物时的加工精度降低的主要原因。另外，若被加工物的加工所产生的屑(加工屑)等异物进入保持面的凹凸，则难以去除异物，即使清洗保持工作台，异物也会残留在保持面上。
因此，有时代替多孔质部件而使用由金属等制成的非多孔质部件来构成保持面的保持工作台。在该保持台中，在保持面的外周部形成有吸引槽，通过该吸引槽对被加工物的外周部进行吸引，被加工物被保持面吸引保持。
当保持工作台的保持面由非多孔质部件构成时，与使用多孔质部件的情况相比，保持面的平坦性提高。因此，在利用保持工作台保持被加工物时，被加工物沿着保持面被平坦地保持，降低了被加工物的上表面的高度位置的偏差。另外，即使在保持面上附着有加工屑等异物，由于保持面平坦，因此通过清洗保持工作台能够容易地去除异物。
另外，在利用加工装置加工被加工物时，以去除加工屑或冷却被加工物等为目的，提供纯水等加工液。该加工液有时在被加工物的加工中进入被加工物与保持工作台的保持面之间。在此，特别是若保持面由非多孔质部件构成，则加工液容易残留在被加工物与保持面之间。其结果是，被加工物隔着加工液而被吸附于保持面，有时在加工完成后难以从保持工作台取下被加工物。
因此，在从保持工作台取下被加工物时，使用通过从形成于保持面的吸引槽朝向被加工物喷射空气等来辅助被加工物的取下的方法。但是，有时被加工物强力地吸附于保持面，即使进行空气的喷射，被加工物也不会从保持面离开。另外，若为了使被加工物从保持面离开而提高空气的喷射量，则仅与吸引槽重叠的被加工物的外周部局部地被强力上推，被加工物有可能变形或损伤。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够容易地从保持工作台取下被加工物的保持装置。
根据本发明的一个方式，提供一种保持装置，其具有：保持工作台，其具有保持被加工物的保持面，在该保持面上形成有对该被加工物的外周部进行吸引的环状的吸引槽；以及气体提供单元，其配置于该保持面的外周缘的外侧，朝向该保持面与该保持面所保持的该被加工物之间提供气体，该吸引槽与对该吸引槽作用负压的吸引源和向该吸引槽提供流体的流体提供源连接。
另外，优选该保持装置还具有旋转单元，该旋转单元使该保持工作台以沿着垂直于该保持面的方向的旋转轴为中心进行旋转。另外，优选该保持装置还具有移动单元，该移动单元使该气体提供单元沿着该保持面的外周缘移动。另外，优选该气体提供单元具有在该保持面的外周缘的外侧沿着该保持面的外周缘而配置的环状的配管，该配管具有朝向该被加工物与该保持面之间喷射该气体的喷射口。
本发明的一个方式的保持装置具有气体提供单元，该气体提供单元配置在保持工作台的保持面的外周缘的外侧，朝向被加工物与保持面之间提供气体。当使用该保持装置时，在从保持工作台取下被加工物时，使气体进入被加工物与保持面之间，从而能够容易地使吸附于保持面的被加工物从保持面离开。由此，能够容易地从保持工作台取下被加工物。
附图说明
图1的(A)是示出保持装置的立体图，图1的(B)是示出保持装置的剖视图。
图2的(A)是示出保持了被加工物的状态的保持装置的立体图，图2的(B)是示出要取下被加工物时的保持装置的立体图。
图3的(A)是示出要取下被加工物时的保持装置的剖视图，图3的(B)是示出取下被加工物之后的保持装置的剖视图。
图4是示出气体提供单元朝向旋转的保持台提供气体的状态的俯视图。
图5的(A)是示出气体提供单元一边移动一边朝向保持台提供气体的状态的俯视图，图5的(B)是示出使气体提供单元移动的移动单元的主视图。
图6的(A)是示出其他气体提供单元的俯视图，图6的(B)是示出其他气体提供单元的剖视图。
图7是示出具有喷射口的配管的剖视图。
标号说明
11：被加工物；11a：正面；11b：背面；13：分割预定线(间隔道)；15：器件；2：保持装置(保持机构，保持组件)；4：保持工作台(保持单元)；4a：保持面；4b：吸引槽(凹部)；6：吸引路；8：阀；10：吸引源；12：阀；14：流体提供源；16：压力测量器；18：气体提供单元(气体提供机构，气体提供组件)；18a：喷射口；20：流体；22：气体；30：移动单元(移动机构，移动组件)；32：支承臂；34：连接部件；40：气体提供单元(气体提供机构，气体提供组件)；42：配管；42a：流路；42b、42c：喷射口；44：气体。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。首先，对本实施方式的保持装置的结构例进行说明。图1的(A)是示出保持装置(保持机构，保持组件)2的立体图。
保持装置2具有保持被加工物11的保持工作台(保持单元)4。保持台4由非多孔质材料构成，俯视时形成为圆形。例如，保持工作台4由非多孔质的金属(SUS(不锈钢)等)、玻璃、陶瓷等制成。另外，保持工作台4的上表面构成保持被加工物11的保持面4a。保持面4a形成为与X轴方向(第一水平方向)和Y轴方向(第二水平方向)大致平行。
被加工物11是在被保持工作台4保持的状态下实施加工、清洗等处理的部件(被保持物或被处理物)。例如被加工物11是由硅等制成的圆盘状的晶片，具有正面11a及背面11b。被加工物11被以相互交叉的方式排列成格子状的分割预定线(切割道)13划分成多个区域，在该区域的正面11a侧分别形成有IC(Integrated Circuit：集成电路)、LSI(LargeScale Integration：大规模集成、LED(Light Emitting Diode：发光二极管)等器件15。
另外，被加工物11的材质、形状、结构、大小等没有限制。例如被加工物11也可以是由硅以外的半导体(GaAs、InP、GaN、SiC等)、蓝宝石、玻璃、陶瓷、树脂、金属等材料制成的任意形状及大小的晶片。另外，器件17的种类、数量、形状、构造、大小、配置等也没有限制。另外，在被加工物11上也可以不形成器件15。
保持工作台4的保持面4a形成为能够对被加工物11的整体进行支承的形状和大小。具体而言，保持面4a形成为直径比被加工物11大的圆形。例如，在被加工物11的直径为300mm左右的情况下，保持面4a的直径可以设定为310mm左右。但是，保持面4a的形状及大小可根据被加工物11的形状及大小而适当变更。
在保持工作台4的保持面4a侧，沿着保持面4a的外周缘形成有环状的吸引槽(凹部)4b。吸引槽4b在保持面4a开口，形成于当在保持工作台4上配置被加工物11时由被加工物11所覆盖的区域。具体而言，吸引槽4b形成为直径比被加工物11小的圆环状。例如吸引槽4b在从保持面4a的外周缘向保持面4a的中心侧离开3mm～6mm左右的位置以规定的宽度(例如1mm～2mm左右)形成。
另外，在图1的(A)中示出了吸引槽4b形成为连续的线状的例子，但吸引槽4b的形状没有限制。例如，多个线状的吸引槽4b也可以沿着保持面4a的外周缘排列成环状。即，吸引槽4b也可以沿着保持面4a的外周缘形成为不连续的线状(虚线状)。另外，也可以在保持工作台4上同心圆状地形成直径不同的两条以上的环状吸引槽4b。
另外，在保持工作台4上连接有电动机等旋转单元(旋转机构，未图示)。该旋转单元使保持工作台4以沿着垂直于保持面4a的方向(Z轴方向，铅垂方向，上下方向)的旋转轴为中心进行旋转。并且，在保持工作台4上连接有移动单元(移动机构，未图示)。该移动单元使保持工作台4沿着与保持面4a平行的方向(X轴方向和Y轴方向)移动。
图1的(B)是示出保持装置2的剖视图。保持台4的吸引槽4b与形成在保持台4内部的吸引路6连接，吸引路6经由阀8与喷射器等的吸引源10连接。另外，吸引路6经由阀12与提供空气等流体的流体提供源14连接。进而，在吸引路6上连接有测量吸引路6的压力的压力测量器16。
另外，保持装置2具有配置在保持面4a的外周缘的外侧而提供空气等气体的气体提供单元(气体提供机构，气体提供组件)18。气体提供单元18是喷射空气的鼓风机等，从喷射口18a喷射气体。例如，气体提供单元18按照喷射口18a的高度位置(Z轴方向上的位置)与保持面4a的高度位置一致的方式配置，从保持面4a的侧方朝向保持面4a提供气体。
在取下由保持工作台4保持的被加工物11时，通过气体提供单元18朝向保持面4a与保持面4a所保持的被加工物11之间提供气体，来辅助被加工物11的取下。另外，气体提供装置18的具体动作将在后面叙述。
进而，保持装置2具有与构成保持装置2的各构成要素(阀8、吸引源10、阀12、流体提供源14、压力测量器16、气体提供单元18、旋转单元、移动单元等)连接的控制部(未图示)。该控制部由计算机等构成，控制保持装置2的各构成要素的动作。
在利用保持装置2保持被加工物11时，首先，在保持工作台4的保持面4a上配置被加工物11。例如被加工物11以正面11a侧向上方露出、背面11b侧与保持工作台4的保持面4a对置、被加工物11的中心位置与保持面4a的中心位置一致的方式配置在保持工作台4上。此时，形成于保持工作台4的吸引槽4b的整体被被加工物11覆盖，被加工物11的外周缘侧的区域(外周部)的一部分与吸引槽4b重叠。
然后，在被加工物11配置在保持面4a上的状态下，打开阀8并且关闭阀12。由此，吸引源10的负压经由阀8及吸引路6作用于吸引槽4b，被加工物11的外周部被吸引槽4b吸引。即，吸引槽4b相当于吸引被加工物11的外周部的吸引区域。由此，通过保持工作台10对被加工物11进行吸引保持。
图2的(A)是示出保持了被加工物11的状态的保持装置2的立体图。例如，保持装置2作为保持被加工物11的保持机构(保持组件)而设置在加工被加工物11的加工装置和清洗被加工物11的清洗装置等中。并且，对由保持装置2保持的被加工物11实施加工，清洗等各种处理。
另外，设置保持装置2的加工装置的种类没有限制。作为加工装置的例子，可列举出利用环状的切削刀片切削被加工物11的切削装置、利用磨削磨轮磨削被加工物11的磨削装置、利用研磨垫研磨被加工物11的研磨装置、通过激光束的照射来加工被加工物11的激光加工装置等。
例如，当使用切削装置或激光加工装置沿着分割预定线13分割被加工物11时，得到分别具有器件15的多个器件芯片。并且，在分割被加工物11之前，使用磨削装置和研磨装置对被加工物11的背面11b侧实施磨削加工和研磨加工，由此能够使被加工物11薄化，使器件芯片薄型化。
当被加工物11的加工、清洗等完成时，被加工物11被从保持工作台4取下，并被搬送到预定的场所。图2的(B)是示出要取下被加工物11时的保持装置2的立体图。
在被加工物11的加工时，以被加工物11的加工所产生的屑(加工屑)的去除或被加工物11的冷却等为目的，提供纯水等加工液。另外，在清洗被加工物11时，向被加工物11提供纯水等清洗液。该加工液或清洗液等液体有时进入被加工物11与保持工作台4的保持面4a之间，在被加工物11的加工或清洗完成后，也残留在被加工物11与保持面4a之间。在该情况下，被加工物11隔着液体而被吸附于保持面4a，难以从保持工作台4取下被加工物11。
因此，在本实施方式中，在将被加工物11从保持工作台4取下时，从吸引槽4b朝向上方喷射流体20，并且从气体提供单元18朝向被加工物11与保持面4a之间提供气体22。由此，被加工物11容易从保持面4a分离，辅助被加工物11的取下。以下，对取下被加工物11时的保持装置2的具体动作例进行说明。
图3的(A)是示出要取下被加工物11时的保持装置2的剖视图。在从保持装置2取下被加工物11时，首先，通过从保持工作台4上搬送被加工物11的搬送单元(搬送单元，未图示)从正面11a侧吸引保持被加工物11。另外，搬送单元的种类或结构没有限制。例如作为搬送单元，可以使用利用伯努利效应从而不与被加工物11接触地保持被加工物11的非接触卡盘。
接着，关闭阀8，并且打开阀12。由此，解除吸引槽4b对被加工物11的吸引。另外，从流体提供源14经由阀12及吸引路6向吸引槽4b提供空气等流体20。其结果为，在吸引槽4b的内部真空被解除，并且从吸引槽4b朝向上方喷射流体20。
当从吸引槽4b喷射流体20时，流体20被喷射到被加工物11的外周部的背面11b侧，被加工物11的外周部从保持面4a稍微浮起。由此，辅助被加工物11的取下。
另外，流体提供源14提供的流体20的成分只要能够辅助被加工物11的取下即可，没有限制。例如，流体提供源14可以提供水或混合了水和空气而得的混合流体。另外，流体提供源14的结构可以根据流体20的成分适当变更。
另外，从设置在保持面4a的外周缘的外侧(保持面4a的半径方向外侧)的气体提供单元18的喷射口18a朝向保持面4a和保持面4a上所保持的被加工物11之间喷射空气等气体22。该气体22进入被加工物11与保持面4a之间，并被吹到被加工物11的背面11b与保持面4a的接触区域。由此，作用使被加工物11与保持面4a相互隔离的力，被加工物11容易从保持面4a分离。
图3的(B)是示出被加工物11被取下后的保持装置2的剖视图。从保持工作台4取下的被加工物11通过所述搬送单元(非接触卡盘等)被搬送到规定的场所。
在被加工物11通过加工液或清洗液而强力吸附于保持面4a上的情况下，有时即使仅进行来自吸引槽4b的流体20的喷射，被加工物11也不会从保持面4a离开。另外，若为了将被加工物11从保持面4a分离而提高流体20的喷射量，则只有与吸引槽4b重叠的被加工物11的外周部局部地被强力上推，被加工物11有可能变形或损伤。
因此，在本实施方式中，在被加工物11的外周部被流体20推起时，如上所述，从配置在保持面4a的外侧的气体提供单元18朝向被加工物11与保持面4a之间提供气体22。由此，气体22进入被加工物11与保持面4a之间，被加工物11的中央部从背面11b侧被气体22推起。其结果是，被加工物11的中央部容易从保持面4a离开，防止被加工物11的变形或损伤。
另外，在从保持工作台4取下被加工物11时，气体提供单元18可以向保持面4a的外周部的一部分提供气体22，也可以向保持面4a的外周部的整体提供气体22。但是，为了有效地辅助被加工物11的取下，优选遍及保持面4a的整个外周缘而喷射气体22。
图4是示出气体提供单元18朝向旋转的保持台4提供气体22的情况的俯视图。如上所述，在保持工作台4上连接有电动机等旋转单元(未图示)，保持工作台4以沿着与保持面4a垂直的方向(Z轴方向)的旋转轴为中心旋转。并且，若一边使保持台4旋转一边从气体提供单元18喷射气体22，则气体22被提供到保持面4a的整个外周缘。
图5的(A)是示出气体提供单元18一边移动一边朝向保持台4提供气体22的情况的俯视图。如图5的(A)所示，气体提供单元18也可以构成为能够沿着保持面4a的外周缘移动(旋转)。例如气体提供单元18在中心位置与保持面4a一致且直径比保持面4a大的圆的圆周上，一边维持喷射口18a面向保持面4a侧的状态一边移动。
气体提供单元18的移动例如通过移动单元来控制，该移动单元使气体提供单元18沿保持面4a的外周缘移动。图5的(B)是示出使气体提供单元18移动的移动单元(移动机构，移动组件)30的主视图。
移动单元30具有在水平面内旋转的支承臂32。支承臂32的前端配置在不与保持面4a重叠的位置，即配置在俯视时的保持面4a的外侧。另外，在支承臂32的前端部连接有连接部件34，在连接部件34的下表面侧固定有气体提供单元18。另外，气体提供单元18以喷射口18a面向保持面4a侧的方式被固定。
在支承臂32的上端侧连接有使支承臂32旋转的电动机等旋转单元(旋转机构，未图示)。该旋转单元使支承臂32绕与Z轴方向大致平行的旋转轴旋转。另外，支承臂32的旋转轴的位置例如设定为与保持面4a的中心一致。当一边从气体提供单元18喷射气体22一边利用旋转单元使支承臂32旋转时，气体提供单元18沿着保持面4a的外周缘移动，气体22被提供到保持面4a的整个外周缘。
另外，在上文中，对能够向保持面4a的外周缘中的一部分区域提供气体22的小型的气体提供单元18进行了说明，但设置于保持装置2的气体提供单元的结构并不限定于此。例如，保持装置2也可以具有能够同时将气体提供到保持面4a的整个外周缘的气体提供单元。图6的(A)及图6的(B)示出了作为气体提供单元18的变形例的气体提供单元(气体提供机构，气体提供组件)40。图6的(A)是示出气体提供单元40的俯视图，图6的(B)是示出气体提供单元40的剖视图。
气体提供单元40具有由金属等制成的环状的配管42。配管42形成为直径比保持面4a大的圆环状，在配管42的内部具有供气体44流动的流路42a。作为配管42，例如使用由金属制成的中空的O形环。该配管42以包围保持面4a的方式配置在保持面4a的外侧。
另外，配管42具有从配管42的内壁贯通到外壁的多个喷射口42b(参照图6的(B))。喷射口42b分别与流路42a连结，朝向配管42的半径方向内侧(保持面4a侧)开口。多个喷射口42b例如沿着配管42的径向大致等间隔地配置。
在配管42的流路42a上连接有提供空气等气体44的气体提供源(未图示)。当从气体提供源以规定的流量向配管42的流路42a提供气体44时，气体44在流路42a中流动，从多个喷射口42b朝向保持面4a喷射。由此，气体44被同时提供到保持面4a的整个外周缘。
另外，喷射口42b的个数没有限制，可以根据保持面4a的直径等适当设定，以便将气体44提供到保持面4a的整个外周缘。另外，在图6的(B)中示出了形成有多个圆形的喷射口42b的配管42，但喷射口42b的形状没有限制。例如，喷射口42b也可以形成为椭圆状或矩形状。
另外，也可以在配管42上形成缝状的喷射口。图7是示出具有缝状的喷射口42c的配管42的剖视图。该喷射口42c从配管42的内壁贯通到外壁，沿着配管42的圆周方向形成为环状。另外，喷射口42c与流路42a连结，并且朝向配管42的半径方向内侧(保持面4a侧)开口。
当以规定的流量从气体提供源向配管42的流路42a提供气体44时，气体44在流路42a中流动，从形成为线状的喷射口42c朝向保持面4a喷射气体44。由此，气体44被同时提供到保持面4a的整个外周缘。另外，配管42的形状没有限制，可以根据保持面4a的形状适当变更。另外，配管42可以形成为环状连结的闭环状，也可以形成为一端和另一端不连结的开环状。
如上所述，本实施方式的保持装置2具有气体提供单元18，该气体提供单元18配置在保持工作台4的保持面4a的外周缘的外侧，朝向被加工物11与保持面4a之间提供气体22。当使用该保持装置2时，在将被加工物11从保持工作台4取下时，使气体22进入被加工物11与保持面4a之间，能够容易地使吸附于保持面4a的被加工物11从保持面4a离开。由此，能够容易地从保持工作台4取下被加工物11。
另外，在本实施方式中，示出了在保持工作台4上形成有环状的吸引槽4b的例子，但保持工作台4的结构可以在能够保持被加工物11的范围内适当变更。例如，也可以在吸引槽4b的内侧(比吸引槽4b靠保持面4a的半径方向内侧)进一步形成在保持面4a开口的一个或多个吸引槽。
更具体而言，也可以在保持工作台4的中心部形成具有规定的直径(例如1mm～6mm左右)的圆柱状的吸引槽(凹部)。该吸引槽与吸引路6连接，作为由保持工作台4保持被加工物11时的吸引口以及从保持工作台4取下被加工物11时喷射流体的喷射口发挥功能。通过设置该吸引槽，能够利用保持工作台4更可靠地保持被加工物11，并且被加工物11的取下变得更容易。
除此之外，上述实施方式的构造、方法等能够在不脱离本发明的目的范围内适当变更而实施。

Claims (4)

1.一种保持装置，其特征在于，
该保持装置具有：
保持工作台，其具有保持被加工物的保持面，在该保持面上形成有对该被加工物的外周部进行吸引的环状的吸引槽；以及
气体提供单元，其配置于该保持面的外周缘的外侧，朝向该保持面与该保持面所保持的该被加工物之间提供气体，
该吸引槽与对该吸引槽作用负压的吸引源和向该吸引槽提供流体的流体提供源连接。
2.根据权利要求1所述的保持装置，其特征在于，
该保持装置还具有旋转单元，该旋转单元使该保持工作台以沿着垂直于该保持面的方向的旋转轴为中心进行旋转。
3.根据权利要求1或2所述的保持装置，其特征在于，
该保持装置还具有移动单元，该移动单元使该气体提供单元沿着该保持面的外周缘移动。
4.根据权利要求1或2所述的保持装置，其特征在于，
该气体提供单元具有在该保持面的外周缘的外侧沿着该保持面的外周缘而配置的环状的配管，
该配管具有朝向该被加工物与该保持面之间喷射该气体的喷射口。
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