JP2013045869A - チャックテーブル及び該チャックテーブルを備えた加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 剛体からなる支持基板に貼着された被加工物を高精度に加工可能なチャックテーブル、及び該チャックテーブルを備えた加工装置を提供することである。
【解決手段】 剛体からなる支持基板と、該支持基板より小さい面積を有し該支持基板上に固定された板状物とからなる板状物ユニットを保持するチャックテーブルであって、該板状物ユニットの該支持基板側を保持する保持面と、該支持基板の外周縁より内側且つ板状物の外周縁より外側の該保持面上に形成された吸引溝と、一端が該吸引溝に連通し他端が吸引源に連通する吸引路と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、剛体からなる支持基板と、該支持基板より小さい面積を有し支持基板上に固定された板状物とからなる板状物ユニットを保持するチャックテーブル、及び該チャックテーブルを備えた加工装置に関する。

半導体デバイス製造プロセスにおいては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切削装置で切削することにより、半導体ウエーハは個々の半導体チップ（デバイス）に分割される。

分割される半導体ウエーハは、ストリートに沿って切削する前に裏面を研削されて所定の厚さに加工される。近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するために、ウエーハの厚さをより薄く、例えば５０μｍ程度にすることが要求されている。

このように薄く研削されたウエーハは反りが発生し易く、ハンドリングが困難になるため、例えば特開２００４−２０７６０６号公報に開示されるような剛体からなる支持基板上にウエーハを貼着した後、支持基板をチャックテーブルで吸引保持しウエーハに研削や切削等の加工を施す場合がある。

切削装置、研削装置等の加工装置のチャックテーブルとしては、ウエーハ等の被加工物を吸引保持する形態のものが多く、例えば特開昭９−１６２２６９号公報に開示されるようなポーラスセラミックス等の多孔材質からなる吸引保持部が金属から形成された枠体に嵌合されたチャックテーブルが広く使用されている。

特開２００４−２０７６０６号公報 特開２００１−１３５５９８号公報 特開昭９−１６２２６９号公報

上述したような従来のチャックテーブルは、複数の材質をそれぞれ加工し、互いに組み合わせて製造するため、製造工数がかかるとともに非常に高価である。そこで、単一材質からなるチャックテーブルに被加工物を吸引保持するための吸引孔を突設することで、製造工数や製造費用を抑えることが考えられる。

しかし、このようなチャックテーブルで剛体からなる支持基板上に貼着された板状物を吸引保持すると、吸引孔部分に局所的な吸引力が作用して支持基板が僅かに撓み、高精度に被加工物を加工できないという問題があった。

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、剛体からなる支持基板に貼着された被加工物を高精度に加工可能なチャックテーブル、及び該チャックテーブルを備えた加工装置を提供することである。

請求項１記載の発明によると、剛体からなる支持基板と、該支持基板より小さい面積を有し該支持基板上に固定された板状物とからなる板状物ユニットを保持するチャックテーブルであって、該板状物ユニットの該支持基板側を保持する保持面と、該支持基板の外周縁より内側且つ板状物の外周縁より外側の該保持面上に形成された吸引溝と、一端が該吸引溝に連通し他端が吸引源に連通する吸引路と、を具備したことを特徴とするチャックテーブルが提供される。

請求項２記載の発明によると、請求項１記載のチャックテーブルと、チャックテーブルで保持された板状物ユニットの板状物に加工を施す加工手段とを供えた加工装置が提供される。

本発明のチャックテーブルは、支持基板の外周縁より内側且つ板状物の外周縁より外側の保持面に吸引溝が形成されているため、板状物に対応する領域には局部的な吸引力が作用せず、板状物を高精度に加工することができる。

本発明のチャックテーブルを具備した研削装置の斜視図である。 本発明実施形態のチャックテーブルの斜視図である。 実施形態に係るチャックテーブルの縦断面図である。 ウエーハユニットの研削方法を説明する斜視図である。

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、本発明のチャックテーブルを備えた研削装置２の斜視図が示されている。４は研削装置２のベースであり、ベース４の後方には二つのコラム６ａ，６ｂが垂直に立設されている。

コラム６ａには、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）８が固定されている。この一対のガイドレール８に沿って粗研削ユニット１０が上下方向に移動可能に装着されている。粗研削ユニット１０は、そのハウジング２０が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１２に取り付けられている。

粗研削ユニット１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０中に回転可能に収容されたスピンドル２１（図４参照）と、スピンドル２１を回転駆動するサーボモータ２２と、スピンドル２１の先端に固定されたホイールマウント２３と、ホイールマウント２３に着脱可能に装着された研削ホイール２４とを含んでいる。研削ホイール２４は、ホイール基台２５と、ホイール基台２５の下面外周に固着された複数の研削砥石２６とから構成される。

粗研削ユニット１０は、粗研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ１４とパルスモータ１６とから構成される粗研削ユニット送り機構１８を備えている。パルスモータ１６をパルス駆動すると、ボールねじ１４が回転し、移動基台１２が上下方向に移動される。

他方のコラム６ｂにも、上下方向に伸びる一対のガイドレール（一本のみ図示）１９が固定されている。この一対のガイドレール１９に沿って仕上げ研削ユニット２８が上下方向に移動可能に装着されている。

仕上げ研削ユニット２８は、そのハウジング３６が一対のガイドレール１９に沿って上下方向に移動する図示しない移動基台に取り付けられている。仕上げ研削ユニット２８は、ハウジング３６と、ハウジング３６中に回転可能に収容された図示しないスピンドルと、スピンドルを回転駆動するサーボモータ３８と、スピンドルの先端に固定されたホイールマウントと、ホイールマウントに着脱可能に装着された仕上げ研削用の研削砥石４２を有する研削ホイール４０を含んでいる。

仕上げ研削ユニット２８は、仕上げ研削ユニット２８を一対の案内レール１９に沿って上下方向に移動するボールねじ３０とパルスモータ３２とから構成される仕上げ研削ユニット送り機構３４を備えている。パルスモータ３２を駆動すると、ボールねじ３０が回転し、仕上げ研削ユニット２８が上下方向に移動される。

研削装置２は、コラム６ａ，６ｂの前側においてハウジング４の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル４４を具備している。ターンテーブル４４は比較的大径の円盤状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印４５で示す方向に回転される。

ターンテーブル４４には、互いに円周方向に１２０°離間して３個のチャックテーブル４６が水平面内で回転可能に配置されている。ターンテーブル４４に配設された３個のチャックテーブル４６は、ターンテーブル４４が適宜回転することにより、ウエーハ搬入・搬出領域Ａ、粗研削加工領域Ｂ、仕上げ研削加工領域Ｃ、及びウエーハ搬入・搬出領域Ａに順次移動される。

ハウジング４の前側部分には、ウエーハカセット５０と、リンク５１及びハンド５２を有するウエーハ搬送ロボット５４と、複数の位置決めピン５８を有する位置決めテーブル５６と、ウエーハ搬入機構（ローディングアーム）６０と、ウエーハ搬出機構（アンローディングアーム）６２と、研削されたウエーハを洗浄及びスピン乾燥するスピンナ洗浄装置６４と、スピンナ洗浄装置６４で洗浄及びスピン乾燥された研削後のウエーハを収容する収容カセット６６が配設されている。

次に、図２及び図３を参照して、本発明実施形態のチャックテーブル４６の詳細構造について説明する。チャックテーブル４６は、図３及び図４に示すように、剛体からなる支持基板１３と、支持基板１３より小さい面積を有し支持基板１３上に固定されたウエーハ１１とからなるウエーハユニット１５を保持するのに特に適している。支持基板１３はシリコン、ガラス等から形成される。ウエーハ１１の表面に形成されたデバイスを保護するためウエーハ１１はその表面を下にして支持基板１３上に貼着される。

チャックテーブル４０はその全体がセラミックスから形成されており、ウエーハユニット１５の支持基板１３側を保持する保持面４６ａと、チャックテーブル４６に保持された支持基板１３の外周縁より内側且つウエーハ１１の外周縁より外側の保持面４６ａに形成された環状吸引溝７４と、一端が環状吸引溝７４に連通した複数の吸引孔７６とを有している。

チャックテーブル４６はＳＵＳ等の金属から形成されたテーブルベース７２上に搭載されている。テーブルベース７２は、吸引孔７６の他端が連通する凹部７８と、凹部７８の概略中央部に形成された吸引路８０を有しており、吸引路８０は切替バルブ８２を介して吸引源８４に接続されている。

テーブルベース７２は更に、チャックテーブル４６を吸引保持する環状吸引溝８６と、環状吸引溝８６に連通した吸引路８８を有している。吸引路８８は切替バルブ９０を介して吸引源８４に接続されている。

切替バルブ９０を図示した位置に切り替えると、環状吸引溝８６が吸引源８４に接続されて、チャックテーブル４６がテーブルベース７２に吸引保持される。一方、切替バルブ８２を図示した位置に切換えることにより、環状吸引溝７４が吸引孔７６、凹部７８、吸引路８０を介して吸引源８４に接続され、ウエーハユニット１５の支持基板１３がチャックテーブル４６に吸引保持される。

環状吸引溝７４はチャックテーブル４６に保持されたウエーハユニット１５の支持基板１３の外周縁より内側で且つウエーハ１１の外周縁より外側の保持面４６ａに形成されているため、ウエーハ１１に対応した領域には局部的な吸引力が作用することなく、ウエーハユニット１５はチャックテーブル４６に吸引保持される。

次に、図４を参照して、ウエーハユニット１５の粗研削工程について説明する。チャックテーブル４６でウエーハユニット１５を吸引保持した後、ターンテーブル４０を反時計回りに回転してウエーハユニット１５を保持したチャックテーブル４６を図４に示す粗研削加工領域に位置付ける。

そして、チャックテーブル４６を例えば矢印ａ方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２１を矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、粗研削ユニット送り機構１８を作動して粗研削用の研削砥石２６をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。

更に、研削ホイール２４を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りして、ウエーハ１１の裏面１１ｂの研削を遂行する。接触式又は非接触式の厚み測定ゲージによってウエーハユニット１５のウエーハ１１の厚みを測定しながらウエーハを所望の厚みに研削する。

粗研削の終了したウエーハはターンテーブル４４を反時計回り方向に更に１２０度回転することにより、仕上げ研削加工領域Ｃに位置づけられ、仕上げ研削砥石４２を有する仕上げ研削ユニット２８による仕上げ研削が実施される。

上述したように本実施形態のチャックテーブル４６は、保持面４６ａに形成された環状溝７４によりウエーハ１１の外周縁より外側の支持基板１３を吸引保持するため、ウエーハ１１に対応した領域には局部的な吸引力が作用しない。よって、粗研削ユニット１０による粗研削及び仕上げ研削ユニット２８による仕上げ研削を高精度に実施することができる。

また、本実施形態のチャックテーブル４６はセラミックスの単体から形成され、チャックテーブル４６にウエーハ１１を吸引保持するための環状吸引溝７４及び吸引孔７６を形成したため、製造工数や製造費用を従来のチャックテーブルに比較して低く抑えることができる。

上述した実施形態では、本発明のチャックテーブル４６を研削装置に適用した例について説明したが、本発明のチャックテーブル４６は切削装置、バイト切削装置、レーザ加工装置等の他の加工装置にも同様に適用することができる。

１０ 粗研削ユニット
１１ ウエーハ
１３ 支持基板
１５ ウエーハユニット
２８ 仕上げ研削ユニット
４４ ターンテーブル
４６ チャックテーブル
４６ａ 保持面
７２ テーブルベース
７４ 環状吸引溝
７６ 吸引孔
７８ 凹部
８０ 吸引路
８４ 吸引源

Claims (2)

1. 剛体からなる支持基板と、該支持基板より小さい面積を有し該支持基板上に固定された板状物とからなる板状物ユニットを保持するチャックテーブルであって、
   該板状物ユニットの該支持基板側を保持する保持面と、
   該支持基板の外周縁より内側且つ板状物の外周縁より外側の該保持面上に形成された吸引溝と、
   一端が該吸引溝に連通し他端が吸引源に連通する吸引路と、
   を具備したことを特徴とするチャックテーブル。
2. 請求項１記載のチャックテーブルと、該チャックテーブルで保持された板状物ユニットの板状物に加工を施す加工手段と、を具備した加工装置。

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