JP2014072510A - チャックテーブル - Google Patents

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Abstract

【課題】反りを有する被加工物を適切に保持可能なチャックテーブルを提供すること。
【解決手段】被加工物（Ｗ）を保持するチャックテーブル（１５）であって、被加工物を吸引保持する吸着面（１５３ａ）を有する吸着部（１５３）と、吸着部の周囲を囲むように弾性部材で形成され、被加工物の外周部分（Ｗ２）を支持する環状シール部（１５４）と、を備え、吸着部は、吸着面に吸引力を生じさせる負圧生成源と接続されており、環状シール部は、上面（１５４ａ）の高さが吸着面より高くなるように形成されると共に、被加工物を吸引保持する際に、被加工物と吸着面との隙間からリークした負圧が、被加工物の外周部分と環状シール部とが当接されてなる空間に作用して被加工物が変形され、表面が面一となるように形成されたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウェーハなどの被加工物を保持するチャックテーブルに関する。
表面にデバイスの形成されたウェーハなどの被加工物は、例えば、レーザー加工ユニットを備えるレーザー加工装置で加工される。このレーザー加工装置は、加工の際に被加工物を保持するチャックテーブルを備えている（例えば、特許文献１参照）。チャックテーブルは、ポーラスセラミック材による吸着部を有しており、被加工物は、吸着部で吸着されてチャックテーブル上に保持される。被加工物の保持されたチャックテーブルをレーザー加工ユニットに対して相対移動させることで、レーザー光線の照射位置を変化させて被加工物を加工できる。
特開２００５−２６２２４９号公報
ところで、上述のようなレーザー加工装置で加工される被加工物は、ある程度の反りを有していることがある。例えば、貼り合わせられた複数の基板をレーザー光線の照射で分離するリフトオフ加工において、被加工物は、基板の貼り合わせに起因する反りを有している。反りを有する被加工物を外周側が高くなるようにチャックテーブル上に載置すると、被加工物の外周部分は吸着部の表面から浮き上がり、被加工物と吸着部との密着性は低くなる。この場合、チャックテーブルは十分な吸引力を発揮できず、被加工物を適切に保持できない。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、反りを有する被加工物を適切に保持可能なチャックテーブルを提供することを目的とする。
本発明のチャックテーブルは、板状の被加工物に加工を施す加工装置において被加工物を上面に保持するチャックテーブルであって、被加工物を上面に吸引保持する吸着面を有する吸着部と、該吸着部の周囲を囲繞して環状に形成され且つ被加工物の外周側を支持する弾性部材で形成された環状シール部と、を有し、該吸着部は該吸着面に負圧を生成する負圧生成源に連通し、該環状シール部の表面高さは、被加工物の反りに対応して該吸着面の表面高さよりも高く形成されており、被加工物を吸引保持する際には、被加工物の反りにより被加工物外周と該吸着面の隙間からリークした該負圧は、被加工物外周が該環状シール部と当接することによりシールされ被加工物外周に作用し該弾性部材を変形させ被加工物の表面が面一になり吸引保持されること、を特徴とする。
この構成によれば、弾性部材で形成された環状シール部に被加工物の外周部分が当接されるので、反りによる気密性の低下を防いで被加工物を適切に吸引保持できる。また、環状シール部は、被加工物を吸引保持する際の負圧で被加工物の表面が面一になるように変形されるので、被加工物の加工性を高めることができる。また、環状シール部は、被加工物を吸引保持する際の負圧で変形されるので、局所的な応力を緩和して被加工物の破損を防ぐことができる。
本発明によれば、反りを有する被加工物を適切に保持可能なチャックテーブルを提供できる。
本実施の形態に係るレーザー加工装置の構成例を示す斜視図である。 本実施の形態に係るチャックテーブルの構成例を示す斜視図である。 本実施の形態に係るチャックテーブルに反りを有するウェーハが吸引保持される様子を示す模式図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係るチャックテーブル１５を備えるレーザー加工装置（加工装置）１の構成例を示す斜視図である。図１には、加工対象となるウェーハ（被加工物）Ｗを併せて示している。本実施の形態のレーザー加工装置１は、チャックテーブル１５上に保持されるウェーハＷにレーザー光線を照射して、ウェーハＷをレーザー加工できるように構成されている。
図１に示すように、ウェーハＷは、円板状の外形形状を有している。ウェーハＷの表面は、格子状に配列されたストリートによって複数の領域に区画されている。ウェーハＷにおいて、ストリートで区画された各領域には、デバイスが形成される。なお、吸引保持の際にチャックテーブル１５と接触するウェーハＷの裏面又は表面には、保護テープが貼着されても良い。
レーザー加工装置１は、略直方体状の基台１１を有している。基台１１の上面には、チャックテーブル１５をＸ軸方向に割出送りすると共に、Ｙ軸方向に加工送りするテーブル移動機構１３が設けられている。テーブル移動機構１３の後方には、壁部１２が立設されている。壁部１２は、前方に突出するアーム部１２１を備えており、アーム部１２１にはチャックテーブル１５に対向するようにレーザー加工ユニット１４が支持されている。
テーブル移動機構１３は、基台１１の上面に設けられ、Ｙ軸方向に平行な一対のガイドレール１３１と、ガイドレール１３１にスライド可能に設置されたＹ軸テーブル１３２とを有している。また、テーブル移動機構１３は、Ｙ軸テーブル１３２の上面に設けられ、Ｘ軸方向に平行な一対のガイドレール１３５と、ガイドレール１３５にスライド可能に設置されたＸ軸テーブル１３６とを有している。
Ｘ軸テーブル１３６の上部には、Ｚ軸回りに回転可能なθテーブル１５１を介してチャックテーブル１５が設けられている。Ｙ軸テーブル１３２及びＸ軸テーブル１３６の下面側には、それぞれ不図示のナット部が設けられており、これらナット部にはボールネジ１３３，１３７が螺合されている。ボールネジ１３３，１３７の一端部には、それぞれ駆動モータ１３４，１３８が連結されている。駆動モータ１３４，１３８によりボールネジ１３３，１３７が回転駆動されることで、チャックテーブル１５は、ガイドレール１３１，１３５に沿ってＹ軸方向及びＸ軸方向に移動される。
レーザー加工ユニット１４は、アーム部１２１の先端に集光器１４１を有している。集光器１４１内には、レーザー加工ユニット１４の光学系が設けられている。集光器１４１は、発振器（不図示）から発振されたレーザー光線を集光レンズ（不図示）で集光し、チャックテーブル１５に保持されるウェーハＷに向けて放射する。チャックテーブル１５をレーザー加工ユニット１４に対して相対移動させることで、レーザー光線の照射位置を変化させてウェーハＷを加工できる。
次に、図２を参照して、レーザー加工装置１が備えるチャックテーブル１５の詳細を説明する。図２は、本実施の形態に係るチャックテーブル１５の構成例を示す斜視図である。チャックテーブル１５は、θテーブル１５１（図１参照）の上部に固定されるテーブルベース１５２を備えている。テーブルベース１５２は、円板状のベース部１５２ａと、ベース部１５２ａの中央において上方に突出された円筒状の支持部１５２ｂとを含む。
ベース部１５２ａの外周部分には、テーブルベース１５２をθテーブル１５１に固定するための４個の貫通孔１５２ｃが等間隔に設けられている。θテーブル１５１の上面には、ベース部１５２ａの貫通孔１５２ｃに対応する４個のネジ孔（不図示）が設けられている。貫通孔１５２ｃを通じてθテーブル１５１のネジ孔にボルトをねじ込むことで、テーブルベース１５２はθテーブル１５１の上部に固定される。
支持部１５２ｂの内部には、支持部１５２ｂを上下に貫通する気体流路１５２ｄが形成されている（図３参照）。支持部１５２ｂの上面中央部分には、ポーラスセラミック材による吸着部１５３が配置されており、気体流路１５２ｄの上端側は、この吸着部１５３で覆われている。気体流路１５２ｄの下端側は、配管を通じて真空ポンプ等の負圧生成源（不図示）に接続されている。この負圧生成源で気体流路１５２ｄに負圧を発生させることにより、吸着部１５３の吸着面１５３ａにおいてウェーハＷは吸引（吸着）される。
支持部１５２ｂの側面には、４個の切り欠き部１５２ｅが等間隔に設けられている。切り欠き部１５２ｅは、ウェーハＷの外周部分（エッジ部分）を４個の爪で把持して搬送するエッジクランプ式の搬送機構（不図示）の４個の爪に対応して設けられている。ウェーハＷの把持されたエッジクランプ式の搬送機構の４個の爪を、切り欠き部１５２ｅに挿入させることで、ウェーハＷを吸着面１５３ａに載置することができる。また、同様に、切り欠き部１５２ｅに４個の爪を挿入させることで、吸着面１５３ａに載置されたウェーハＷをエッジクランプ式の搬送機構で把持させ搬送できる。なお、搬送機構はエッジクランプ式に限られない。エッジクランプ式の搬送機構を用いない場合、支持部１５２ｂは、切り欠き部１５２ｅを有さなくて良い。
ところで、従来のチャックテーブルにおいて、中央部分より外周部分が高くなるように反らされたウェーハＷを吸着部上に載置すると、ウェーハＷの中央部分は吸着面と接触するが、ウェーハＷの外周部分は吸着面から浮き上がってしまう。この場合、ウェーハＷと吸着部との密着性は低くなるので、チャックテーブルは十分な吸引力（吸着力）を発揮できず、ウェーハＷを適切に保持することができない。
そこで、本実施の形態のチャックテーブル１５では、吸着部１５３の周囲に、吸着部１５３を囲む環状シール部１５４を設ける。この環状シール部１５４は、吸着面１５３ａに載置されたウェーハＷの外周部分を保持できるように、ウェーハＷの外周に対応した径を有している。また、環状シール部１５４の上面１５４ａは、吸着面１５３ａより高い位置に形成されている。環状シール部１５４の上面１５４ａの高さは、ウェーハＷの反りに合わせて、吸着面１５３ａの高さよりも高くなるように設定されている。
これにより、中央部分より外周部分が高くなるように反らされたウェーハＷを吸着部１５３上に載置すると、ウェーハＷの中央部分は吸着面１５３ａと接触し、ウェーハＷの外周部分は環状シール部１５４の上面１５４ａと接触する。環状シール部１５４にウェーハＷの外周部分が接触されることで、ウェーハＷを吸引保持するための気密性を確保することができる。
環状シール部１５４は、弾性部材であるフッ素ゴムスポンジで形成されている。より具体的には、環状シール部１５４は、スポンジ硬度３５のフッ素ゴムスポンジで形成されている。このようなスポンジ硬度の弾性部材を環状シール部１５４に用いると、環状シール部１５４は、ウェーハＷを吸引保持させる際に作用する力で変形される（図３Ｃ参照）。つまり、ウェーハＷを吸引保持させる際に適切な負圧を発生させることで、ウェーハＷの反りを緩和させてウェーハＷの表面（又は裏面）を面一にできる。その結果、ウェーハＷの加工性は高められる。
ただし、環状シール部１５４に用いられる弾性部材は、上記フッ素ゴムスポンジには限られない。スポンジ硬度３０〜４０の弾性部材であれば、環状シール部１５４に好適に使用できる。ここで、スポンジ硬度とは、スポンジ硬度計測器用の規格であるＳＲＩＳ ０１０１に合致する計測器で測定された値をいうものとする。
なお、環状シール部１５４が硬すぎる場合（スポンジ硬度４０を超える場合）、吸引保持の際にウェーハＷに局所的な応力が加わり、ウェーハＷは破損してしまう恐れがある。適切なスポンジ硬度の環状シール部１５４を用いることで、吸引保持の際に環状シール部１５４は変形されるので、局所的な応力を緩和してウェーハＷの破損を防ぐことができる。
また、環状シール部１５４が軟らかすぎる場合（スポンジ硬度３０を下回る場合）、環状シール部１５４は、吸引保持の際にウェーハＷに粘着してしまう恐れがある。この場合、チャックテーブル１５の吸引を解除しても、チャックテーブル１５からウェーハＷを取り外すのは容易でない。適切なスポンジ硬度の環状シール部１５４を用いることで、吸引保持の際の環状シール部１５４の粘着を防止して、チャックテーブル１５からウェーハＷを容易に取り外すことが可能になる。
なお、環状シール部１５４の側面には、４個の切り欠き部１５４ｂが等間隔に設けられている。切り欠き部１５４ｂは、支持部１５２ｂの切り欠き部１５２ｅと対応する位置に設けられている。この切り欠き部１５４ｂにより、エッジクランプ式の搬送機構でウェーハＷを搬送できる。なお、エッジクランプ式の搬送機構を用いない場合には、環状シール部１５４は、切り欠き部１５４ｂを有さなくて良い。
次に、図３を参照して、反りを有するウェーハＷがチャックテーブル１５に吸引保持される様子を説明する。図３は、本実施の形態に係るチャックテーブル１５に反りを有するウェーハＷが吸引保持される様子を示す模式図である。図３Ａに示すように、ウェーハＷは搬送機構で搬送されて、チャックテーブル１５の上方に位置付けられる。ウェーハＷの中心と吸着面１５３ａの中心とが一致するように位置合わせされた後、ウェーハＷは吸着面１５３ａに載置される。
ウェーハＷが吸着面１５３ａに載置されると、図３Ｂに示すように、ウェーハＷの中央部分Ｗ１は吸着面１５３ａと接触される。一方で、ウェーハＷの外周部分Ｗ２は反り上がっているため、吸着面１５３ａには接触されず、吸着部１５３を囲むように配置された環状シール部１５４の上面１５４ａに接触される。ウェーハＷと環状シール部１５４とが接触されることにより、ウェーハＷと環状シール部１５４とで囲まれた空間の気密性は保たれる。
この状態で負圧生成源が動作すると、気体流路１５２ｄには負圧が発生する。吸着部１５３はポーラスセラミック材で構成されているので、気体流路１５２ｄからの負圧は吸着部１５３に作用し、吸着面１５３ａには吸引力が発生する。ウェーハＷの中央部分Ｗ１は、吸着面１５３ａに接触しているので、発生した吸引力で吸着面１５３ａに吸引される。一方、ウェーハＷの外周側においてウェーハＷは吸着面１５３ａに接触していないので、気体流路１５２ｄの負圧は、ウェーハＷと吸着面１５３ａとの隙間から、ウェーハＷと環状シール部１５４とで囲まれた空間にリークする。これにより、ウェーハＷと環状シール部１５４とで囲まれた空間は減圧される。その結果、ウェーハＷの外周部分Ｗ２には大気圧による下向きの力が作用する。
上述のように、環状シール部１５４は、ウェーハＷを吸引保持させる際に作用する力で変形するように、所定のスポンジ硬度を有する弾性部材で構成されている。このため、ウェーハＷの外周部分Ｗ２に大気圧による下向きの力が作用すると、図３Ｃに示すように、環状シール部１５４は、ウェーハＷの外周部分Ｗ２と支持部１５２ｂとで挟まれ上下に押しつぶされるように変形する。また、大気圧による下向きの力でウェーハＷの反りは減少されて、ウェーハＷの表面は面一となる。なお、負圧生成源により生じる負圧は、上述の動作を可能にする範囲で調整される。
このように、本実施の形態のチャックテーブル１５は、弾性部材で形成された環状シール部１５４にウェーハ（被加工物）Ｗの外周部分が当接されるので、反りによる気密性の低下を防いでウェーハＷを適切に吸引保持できる。また、環状シール部１５４は、ウェーハＷを吸引保持する際の負圧でウェーハＷの表面が面一になるように変形されるので、ウェーハＷの加工性を高めることができる。また、環状シール部１５４は、ウェーハＷを吸引保持する際の負圧で変形されるので、局所的な応力を緩和してウェーハＷの破損を防ぐことができる。
なお、本発明は、上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、レーザー加工装置について説明しているが、本発明に係るチャックテーブルの適用される加工装置は、レーザー加工装置に限られない。本発明のチャックテーブルを、切削装置などに適用しても良い。
また、上記実施の形態では、吸着面に対して水平な平坦面により環状シール部の上面が形成されているが、環状シール部の上面の形状は特に限定されない。例えば、環状シール部の上面は、ウェーハ（被加工物）の反りに応じて傾斜されていても良い。この場合、環状シール部とウェーハとの密着性を高められるので、ウェーハと環状シール部とで囲まれた空間の気密性を更に高めることができる。
また、環状シール部は、交換可能に構成されていても良い。例えば、高さの異なる複数の環状シール部をあらかじめ用意しておき、ウェーハの反りなどに応じて交換することができる。また、高さの異なる環状シール部を有する複数のチャックテーブルをそれぞれ用意しておき、ウェーハの反りなどに応じて適したチャックテーブルを選択するようにしても良い。このように、環状シール部の高さをウェーハの反りに応じて変更することで、環状シール部とウェーハとの密着性を高めることができる。その結果、ウェーハと環状シール部とで囲まれた空間の気密性を更に高めることが可能である。
また、上記実施の形態において、環状シール部は、断面形状において角部を有しているが（図３参照）、環状シール部は、角部が面取りで除去されていても良い。この場合、ウェーハに加わる局所的な応力を更に緩和し、ウェーハの破損を防止できる。
その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
本発明のチャックテーブルは、反りを有するウェーハなどの被加工物を保持させる際に有用である。
１ レーザー加工装置（加工装置）
１４ レーザー加工ユニット
１５ チャックテーブル
１５１ θテーブル
１５２ テーブルベース
１５２ａ ベース部
１５２ｂ 支持部
１５２ｃ 貫通孔
１５２ｄ 気体流路
１５２ｅ 切り欠き部
１５３ 吸着部
１５３ａ 吸着面
１５４ 環状シール部
１５４ａ 上面
１５４ｂ 切り欠き部
Ｗ ウェーハ（被加工物）
Ｗ１ 中央部分
Ｗ２ 外周部分

Claims (1)

  1. 板状の被加工物に加工を施す加工装置において被加工物を上面に保持するチャックテーブルであって、
    被加工物を上面に吸引保持する吸着面を有する吸着部と、該吸着部の周囲を囲繞して環状に形成され且つ被加工物の外周側を支持する弾性部材で形成された環状シール部と、を有し、
    該吸着部は該吸着面に負圧を生成する負圧生成源に連通し、
    該環状シール部の表面高さは、被加工物の反りに対応して該吸着面の表面高さよりも高く形成されており、
    被加工物を吸引保持する際には、被加工物の反りにより被加工物外周と該吸着面の隙間からリークした該負圧は、被加工物外周が該環状シール部と当接することによりシールされ被加工物外周に作用し該弾性部材を変形させ被加工物の表面が面一になり吸引保持されること、
    を特徴とするチャックテーブル。
JP2012220248A 2012-10-02 2012-10-02 チャックテーブル Pending JP2014072510A (ja)

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