JP2009043771A - チャックテーブル機構および被加工物の保持方法 - Google Patents

チャックテーブル機構および被加工物の保持方法 Download PDF

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Abstract

【課題】チャックテーブル上に吸引保持された被加工物を保持状態に維持することができるチャックテーブル機構および被加工物の保持方法を提供する。
【解決手段】被加工物を収容する開口を備えた環状のフレームに装着されているダイシングテープの表面に貼着された被加工物をダイシングテープを介して吸引保持する被加工物保持部を上面に備えたチャックテーブルと、被加工物保持部に保持される被加工物をダイシングテープを介して支持する環状のフレームを固定するためのクランプを備えたチャックテーブル機構であって、チャックテーブルの上面には被加工物保持部を囲繞して形成されダイシングテープにおける被加工物が貼着された領域と環状のフレームの内周面との間の領域を吸引する保持するテープ保持部が設けられており、被加工物保持部と被加工物保持部が吸引手段に連通されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を切削する切削装置等の加工装置に装備され被加工物を保持するチャックテーブル機構および被加工物を保持する被加工物の保持方法に関する。
例えば、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形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画された多数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成し、該デバイスが形成された各領域をストリートに沿って分割することにより個々のデバイスを製造している。半導体ウエーハをストリートに沿って分割する分割装置としては、一般にダイシング装置としての切削装置が用いられている。この切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルを備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブル機構のチャックテーブルに保持され被加工物を切削する切削ブレードを備えた切削手段と、該切削手段とチャックテーブルを相対的に加工送り方向に加工送りする加工送り手段とを具備している。被加工物は、被加工物を収容する開口を備えた環状のフレームに装着されたダイシングテープの表面に被加工物を貼着した状態でチャックテーブル上に吸引保持される。そして、被加工物をダイシングテープを介して支持している環状のフレームは、チャックテーブルに配設されたクランプによって固定されるように構成されている。（例えば下記特許文献１参照）
特開昭６３−１７４８４１号公報
而して、上述したようにチャックテーブル上に吸引保持された被加工物は、加工中にチャックテーブル上を僅かに動く場合があり、この結果、被加工物の加工位置を外れた領域が加工されてしまうという問題がある。このような現象は、被加工物をダイシングテープを介して支持している環状のフレームをチャックテーブルに配設されたクランプによって固定する際にダイシングテープに張力を作用せしめるため、この張力のアンバランスによって被加工物がチャックテーブル上を僅かに動くものと考えられる。
また、レーザー加工装置等の精密加工装置に装備されるチャックテーブル機構においても、上述した問題が生ずる。
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、チャックテーブル上に吸引保持された被加工物を保持状態に維持することができるチャックテーブル機構および被加工物の保持方法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、被加工物を収容する開口を備えた環状のフレームに装着されているダイシングテープの表面に貼着された被加工物を該ダイシングテープを介して吸引保持する被加工物保持部を上面に備えたチャックテーブルと、該被加工物保持部に保持される被加工物を該ダイシングテープを介して支持する該環状のフレームを固定するためのクランプを備えたチャックテーブル機構であって、
該チャックテーブルの上面には該被加工物保持部を囲繞して形成され該ダイシングテープにおける被加工物が貼着された領域と該環状のフレームの内周面との間の領域を吸引する保持するテープ保持部が設けられており、該被加工物保持部と該被加工物保持部が吸引手段に連通されている、
ことを特徴とするチャックテーブル機構が提供される。
上記テープ保持部は、上記チャックテーブルの上面に被加工物保持部を囲繞して形成され環状の吸引溝からなっている。
また、上記吸引手段は、上記被加工物保持部と環状の吸引溝をそれぞれ開閉弁を介して吸引源に連通するように構成されている。
また、本発明によれば、上記チャックテーブル機構を用いて被加工物を収容する開口を備えた環状のフレームに装着されているダイシングテープの表面に貼着された被加工物を該チャックテーブルに吸引保持する被加工物の保持方法であって、
該被加工物の該ダイシングテープ側を該チャックテーブルの該被加工物保持部上に載置する被加工物載置工程と、
該チャックテーブルの該被加工物保持部上に載置された被加工物を該ダイシングテープを介して支持する該環状のフレームを該クランプによって固定するフレーム固定工程と、
該フレーム固定工程を実施した後に、該被加工物保持部に負圧を作用して該被加工物保持部上に被加工物を該ダイシングテープを介して吸引保持する被加工物吸引保持工程と、
該テープ保持部に負圧を作用して該ダイシングテープにおける被加工物が貼着された領域と該環状のフレームの内周面との間の領域を吸引保持するテープ吸引保持工程と、を含む、
ことを特徴とする被加工物の保持方法が提供される。
本発明によるチャックテーブル機構はチャックテーブルの上面に被加工物保持部を囲繞して形成されたテープ保持部が設けられているので、チャックテーブル上に位置するダイシングテープがテープ保持部に作用する負圧によって吸引保持されるため、チャックテーブルとダイシングテープ間のシール性が向上する。従って、チャックテーブルとダイシングテープ間からの負圧の洩れが減少するため、被加工物はダイシングテープを介して被加工物保持部上に大きな吸引力によって確実に吸引保持されるので、加工中にチャックテーブル上を動くことがない。また、ダイシングテープは被加工物が貼着されている領域の近傍がテープ保持部に作用する負圧によって吸引保持されるので、ダイシングテープにおけるテープ保持部に作用する負圧によって吸引保持される領域と環状のフレームの内周との間の領域に存在する張力が遮断される。
また、本発明による被加工物の保持方法においては、上記被加工物吸引保持工程およびテープ吸引保持工程を実施する前にフレーム固定工程を実施するので、環状のフレームをクランプによって固定する際にダイシングテープに作用する張力にアンバランスが生じても、ダイシングテープに貼着されている被加工物はダイシングテープに作用する張力が安定した状態で静止する。従って、環状のフレームがクランプによって固定された後は、被加工物はダイシングテープに作用する張力が安定した状態で静止することになる。
以下、本発明に従って構成されたチャックテーブル機構および被加工物の保持方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。
図１には、本発明に従って構成されたチャックテーブル機構を装備した加工装置としての切削装置の斜視図が示されている。
図１に示された切削装置は、略直方体状の装置ハウジング２を具備している。この装置ハウジング２内には、被加工物を保持するチャックテーブル機構３が切削送り方向である矢印Ｘで示す方向に移動可能に配設されている。チャックテーブル機構３について、図２および図３を参照して説明する。
図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、被加工物を保持するチャックテーブル４と、該チャックテーブル４を支持する支持基台５を具備している。チャックテーブル４は、ステンレス鋼等の金属材によって円板状に形成されており、上面に設けられ被加工物を吸引保持する被加工物保持部４１と、下面中央部に設けられ支持基台５によって支持される被支持部４２を備えている。被加工物保持部４１には円形の嵌合凹部４１１が形成されており、この嵌合凹部４１１の底面外周部に環状の載置棚４１２が設けられている。そして、嵌合凹部４１１に無数の吸引孔を備えたポーラスなセラミックス等からなる多孔性部材によって形成された吸着チャック４１３が嵌合される。また、チャックテーブル４には、上記嵌合凹部４１１に開口するとともに被支持部４２に開口する連通路４３が設けられている。図示の実施形態におけるチャックテーブル４の上面には、上記被加工物保持部４１と外周との間に被加工物保持部４１を囲繞して形成されたテープ保持部としての環状の吸引溝４４が設けられている。また、チャックテーブル４には、上記環状の吸引溝４４に開口するとともに被支持部４２に開口する連通路４５が設けられている。
上記支持基台５は、ステンレス鋼等の金属材によって円柱状に形成されており、上面に上記チャックテーブル４の被支持部４２を支持する支持部５１を備えており、この支持部５１には環状の溝５１１が設けられている。また、支持基台５には、上記チャックテーブル４に設けられた連通路４３および連通路４５とそれぞれ連通する吸引通路５２および吸引通路５３と、支持部５１に設けられた環状の溝５１１と連通する吸引通路５４が形成されている。なお、吸引通路５２と吸引通路５３および吸引通路５４は、吸引手段６に接続されている。吸引手段６は、吸引源６１と、該吸引源６１と上記吸引通路５２、５３、５４とをそれぞれ接続する吸引パイプ６２、６３、６４と、吸引パイプ６２、６３、６４にそれぞれ配設された常閉式の電磁開閉弁６５、６６、６７とからなっている。従って、支持基台５の支持部５１上にチャックテーブル４の被支持部４２を載置し、電磁開閉弁６７を附勢(ON)して開路すると、吸引源６１から吸引パイプ６４、吸引通路５４および環状の溝５１１を通して支持部５１に負圧が作用し、チャックテーブル４が支持基台５の支持部５１上に吸引保持される。また、電磁開閉弁６５を附勢(ON)して開路すると、吸引源６１から吸引パイプ６２、吸引通路５２および連通路４３を通してチャックテーブル４の嵌合凹部４１１に負圧が作用し、この結果、無数の吸引孔を備えた吸着チャック４１３の上面である保持面に負圧が作用せしめられる。また、電磁開閉弁６６を附勢(ON)して開路すると、吸引源６１から吸引パイプ６３、吸引通路５３および連通路４５を通してチャックテーブル４の環状の吸引溝４４に負圧が作用せしめられる。図示の実施形態における支持基台５の上部には、径方向に突出してクランプ支持部５５が設けられており、このクランプ支持部５５の上面に４個のクランプ７が適宜の固定手段によって取付けられている。このように構成された支持基台５は、図示しない回転駆動機構によって回転せしめられるように構成されている。
図示の実施形態におけるチャックテーブル機構３は、チャックテーブル４の下側周囲を覆うカバーテーブル８を具備している。このカバーテーブル８は、中央部に開口８１が形成されており、この開口８１の周縁に上方に突出するフランジ部８２が設けられている。このフランジ部８２がチャックテーブル４のクランプ支持部５５の下端部に形成されたスカート部５５１の内側に位置付けられる。このように構成されたカバーテーブル８は、図示しない支持部材によって図３に示す状態で支持される。
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル機構３のチャックテーブル４に保持された被加工物を切削する切削手段としてのスピンドルユニット９を具備している。スピンドルユニット９は、図示しない移動基台に装着され割り出し方向である矢印Ｙで示す方向および切り込み方向である矢印Ｚで示す方向に移動調整されるスピンドルハウジング９１と、該スピンドルハウジング９１に回転自在に支持された回転スピンドル９２と、該回転スピンドル９２の前端部に装着された切削ブレード９３を具備している。このように構成された切削手段としてのスピンドルユニット９は、図示しない割り出し送り手段によって図１において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない切り込み送り手段によって図１において矢印Ｚで示す切り込み送り方向に移動せしめられるようになっている。
図示の実施形態における切削装置は、上記チャックテーブル４上に保持された被加工物の表面を撮像し、上記切削ブレード９３によって切削すべき領域を検出するための撮像手段１１を具備している。この撮像手段１１は、顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっている。また、切削装置は、撮像手段１１によって撮像された画像を表示する表示手段１２を具備している。
上記装置ハウジング２におけるカセット載置領域１３aには、被加工物を収容するカセットを載置するカセット載置テーブル１３が配設されている。このカセット載置テーブル１３は、図示しない昇降手段によって上下方向に移動可能に構成されている。カセット載置テーブル１３上には、被加工物としてのウエーハWを収容するカセット１４が載置される。カセット１４に収容されるウエーハWは、例えば半導体ウエーハであり、シリコン基板の表面に格子状のストリートが形成され、この格子状のストリートによって区画された複数の矩形領域にデバイスが形成されている。このように形成されたウエーハWは、被加工物を収容する開口を備えた環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に裏面が貼着された状態でカセット１４に収容される。
また、図示の実施形態における切削装置は、カセット載置テーブル１３上に載置されたカセット１４に収容されているウエーハW（環状のフレームFにダイシングテープTを介して支持されている状態）を仮置きテーブル１５に搬出するとともに切削加工後のウエーハをカセット１４に搬入する搬出・搬入手段１６と、仮置きテーブル１５に搬出されたウエーハWを上記チャックテーブル４上に搬送する第１の搬送手段１７と、チャックテーブル４上で切削加工されたウエーハWを洗浄する洗浄手段１８と、チャックテーブル４上で切削加工された被加工物Wを洗浄手段１８へ搬送する第２の搬送手段１９を具備している。
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、以下その作動につい主に図１を参照して説明する。
カセット載置テーブル１３上に載置されたカセット１４の所定位置に収容されているウエーハWは、図示しない昇降手段によってカセット載置テーブル１３が上下動することにより搬出位置に位置付けられる。次に、搬出・搬入手段１６が進退作動して搬出位置に位置付けられたウエーハWを仮置きテーブル１５上に搬出する。仮置きテーブル１５に搬出されたウエーハWは、第１の搬送手段１７の旋回動作によって上記チャックテーブル４の吸着チャック４１３上に搬送される。このとき、ウエーハWのダイシングテープT側をチャックテーブル４の吸着チャック４１３上に載置する（被加工物載置工程）。なお、被加工物載置工程を実施する前に、図４に示すように吸引手段６の電磁開閉弁６７を附勢(ON)して開路する。この結果、吸引源６１から吸引パイプ６４、吸引通路５４および環状の溝５１１を通して支持部５１に負圧が作用し、チャックテーブル４は支持基台５の支持部５１上に吸引保持されている。上記被加工物載置工程を実施することにより、チャックテーブル４の吸着チャック４１３上にウエーハWが載置されたならば、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を上記クランプ7によって固定する（フレーム固定工程）。このように、チャックテーブル４の吸着チャック４１３上にウエーハ１０が載置されたならば、最初にウエーハ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をクランプ7によって固定するので、クランプ７によって固定する際にダイシングテープTに作用する張力にアンバランスが生じても、ダイシングテープTに貼着されているウエーハWはダイシングテープTに作用する張力が安定した状態で静止する。従って、環状のフレームFがクランプ７によって固定された後は、ウエーハWはダイシングテープTに作用する張力が安定した状態で静止することになる。
上述したフレーム固定工程を実施し、環状のフレームFを上記クランプ7によって固定したならば、図４に示すように吸引手段６の電磁開閉弁６５を附勢(ON)して開路する。この結果、上述したように吸引源６１から吸引パイプ６２、吸引通路５２および連通路４３を通してチャックテーブル４の嵌合凹部４１１に負圧が作用し、無数の吸引孔を備えた吸着チャック４１３の上面である保持面に負圧が作用せしめられ、チャックテーブル４の吸着チャック４１３上に載置されたウエーハWは、ダイシングテープTを介して吸着チャック４１３上に吸引保持される（被加工物吸引保持工程）。次に、図４に示すように吸引手段６の電磁開閉弁６６を附勢(ON)して開路し、吸引源６１から吸引パイプ６３、吸引通路５３および連通路４５を通してチャックテーブル４の環状の吸引溝４４に負圧を作用せしめる。この結果、図5に示すようにダイシングテープTのウエーハWが貼着されている領域と環状のフレームFの内周との間の領域における環状の吸引溝４４と対向する領域が吸引保持される（テープ吸引保持工程）。このように、チャックテーブル４上に位置するダイシングテープTが環状の吸引溝４４に作用する負圧によって吸引保持されるので、チャックテーブル４とダイシングテープT間のシール性が向上する。従って、チャックテーブル４とダイシングテープT間からの負圧の洩れが減少するため、ウエーハWはダイシングテープTを介して吸着チャック４１３上に大きな吸引力によって確実吸引保持される。また、ダイシングテープTはウエーハWが貼着されている領域の近傍が環状の吸引溝４４に作用する負圧によって吸引保持されるので、ダイシングテープTにおける環状の吸引溝４４に作用する負圧によって吸引保持される領域と環状のフレームFの内周との間の領域に存在する張力が遮断される。なお、上記被加工物吸引保持工程とテープ吸引保持工程は、フレーム固定工程を実施した後に同時に実施してもよい。
以上のようにして、ウエーハWを吸引保持したチャックテーブル４は、撮像手段１１の直下まで移動せしめられる。チャックテーブル４が撮像手段１１の直下に位置付けられると、撮像手段１１によってウエーハWに形成されているストリートが検出され、スピンドルユニット９を割り出し方向である矢印Ｙ方向に移動調節してストリートと切削ブレード９３との精密位置合わせ作業が行われる。
その後、切削ブレード９３を図１において矢印Ｚで示す方向に所定量切り込み送りし、切削ブレード９３を図６に示すように矢印９３aで示す方向に回転させつつ、ウエーハWを吸引保持したチャックテーブル４を矢印X1で示す方向に切削送りすることにより、チャックテーブル４上に保持されたウエーハWは切削ブレード９３により所定のストリートに沿って切断される。この切削ブレード９３による切断時においては、ウエーハWは上述したようにダイシングテープTを介してチャックテーブル４の吸着チャック４１３上に大きな吸引力によって確実吸引保持されているので、チャックテーブル４上を動くことはない。従って、ウエーハWは所定のストリートから外れた領域が切削ブレード９３によって切断されることがない。
以上のようにして、ウエーハWを所定のストリートに沿って切断したら、チャックテーブル４を図１において矢印Ｙで示す方向にストリートの間隔だけ割り出し送りし、上記切断作業を実施する。そして、ウエーハWの所定方向に延在するストリートの全てに沿って切断作業を実施したならば、チャックテーブル４を９０度回転させて、ウエーハWの所定方向と直交する方向に延在するストリートに沿って切削作業を実行することにより、ウエーハWに格子状に形成された全てのストリートが切削されて個々のデバイスに分割される。なお、分割されたデバイスは、ダイシングテープTの作用によってバラバラにはならず、環状のフレームFに支持されたウエーハの状態が維持されている。
次に、ウエーハWを保持したチャックテーブル４は最初にウエーハWを吸引保持した位置に戻される。そして、図6に示すように吸引手段６の電磁開閉弁６６を除勢(OFF)して閉路するとともに、電磁開閉弁６５を除勢(OFF)して閉路する。この結果、ダイシングテープTおよびウエーハWの吸引保持が解除される。このようにして、ダイシングテープTおよびウエーハWの吸引保持を解除したならば、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のクランプ7による固定を解除する。次に、ウエーハWは第２の搬送手段１９によって洗浄手段１８に搬送される。洗浄手段１８に搬送されたウエーハWは、ここで洗浄および乾燥される。このようにして洗浄および乾燥されたウエーハWは、第１の搬送手段１７によって仮置きテーブル１５に搬出される。そして、ウエーハWは、搬出・搬入手段１６によってカセット１１４の所定位置に収納される。
以上、本発明を切削装置のチャックテーブル機構に適用した例を示したが、本発明はレーザー加工装置等の精密加工装置のチャックテーブル機構に適用することにより、チャックテーブルに保持された被加工物の所定位置に確実に加工を施すことができる。
本発明に従って構成された切削装置の斜視図。 図１に示す切削装置に装備されるチャックテーブル機構の要部斜視図。 図１に示す切削装置に装備されるチャックテーブル機構の要部断面図。 図３に示すチャックテーブル機構に環状のフレームに装着されているダイシングテープの表面に貼着された被加工物を吸引保持した状態を示す断面図。 図４に示すようにチャックテーブル機構に環状のフレームに装着されているダイシングテープの表面に貼着された被加工物を吸引保持した状態の要部を拡大して示す断面図。 図１に示す切削装置の切断作業状態を示す説明図。 図4に示すようにチャックテーブル機構に吸引保持された被加工物の吸引保持を解除した状態を示す断面図。
符号の説明
２：装置ハウジング
３：チャックテーブル機構
４：チャックテーブル
４１：チャックテーブルの吸引保持部
４１３：吸着チャック
４２：チャックテーブルの被支持部
４４：環状の吸引溝
５：支持基台
５１：支持基台の支持部
６：吸引手段
６１：吸引源
６２，６３，６４：吸引パイプ
６５，６６，６７：電磁開閉弁
７：クランプ
９：スピンドルユニット
９１：スピンドルハウジング
９２：回転スピンドル
９３：切削ブレード
１１：撮像手段
１２：表示手段
１４：カセット
１５：仮置きテーブル
１６：搬出・搬入手段
１７：第１の搬送手段
１８：洗浄手段
１９：第２の搬送手段

Claims (4)

  1. 被加工物を収容する開口を備えた環状のフレームに装着されているダイシングテープの表面に貼着された被加工物を該ダイシングテープを介して吸引保持する被加工物保持部を上面に備えたチャックテーブルと、該被加工物保持部に保持される被加工物を該ダイシングテープを介して支持する該環状のフレームを固定するためのクランプを備えたチャックテーブル機構であって、
    該チャックテーブルの上面には該被加工物保持部を囲繞して形成され該ダイシングテープにおける被加工物が貼着された領域と該環状のフレームの内周面との間の領域を吸引する保持するテープ保持部が設けられており、該被加工物保持部と該被加工物保持部が吸引手段に連通されている、
    ことを特徴とするチャックテーブル機構。
  2. 該テープ保持部は、該チャックテーブルの上面に該被加工物保持部を囲繞して形成され環状の吸引溝からなっている、請求項１記載のチャックテーブル機構。
  3. 該吸引手段は、該環状の吸引溝と該被加工物保持部をそれぞれ開閉弁を介して吸引源に連通するように構成されている、請求項２記載のチャックテーブル機構。
  4. 請求項１から３のいずれかに記載のチャックテーブル機構を用いて被加工物を収容する開口を備えた環状のフレームに装着されているダイシングテープの表面に貼着された被加工物を該チャックテーブルに吸引保持する被加工物の保持方法であって、
    該被加工物の該ダイシングテープ側を該チャックテーブルの該被加工物保持部上に載置する被加工物載置工程と、
    該チャックテーブルの該被加工物保持部上に載置された被加工物を該ダイシングテープを介して支持する該環状のフレームを該クランプによって固定するフレーム固定工程と、
    該フレーム固定工程を実施した後に、該被加工物保持部に負圧を作用して該被加工物保持部上に被加工物を該ダイシングテープを介して吸引保持する被加工物吸引保持工程と、
    該テープ保持部に負圧を作用して該ダイシングテープにおける被加工物が貼着された領域と該環状のフレームの内周面との間の領域を吸引保持するテープ吸引保持工程と、を含む、
    ことを特徴とする被加工物の保持方法。
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