JP2015070179A - チャックテーブル - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物が環状フレームに対して中央に貼着できていない場合にも、作業効率が悪化することを抑制できる加工装置のチャックテーブルを提供すること。
【解決手段】チャックテーブル１０は粘着シートＳを介して被加工物Ｗを吸着する吸着面１１ａを有する吸着部１１と吸着部１１を囲繞しかつ環状フレームＦを固定する環状フレーム固定部１２と環状フレームＦをチャックテーブル１０中心に位置合わせして載置せしめる位置決め部１３を備える。位置決め部１３は環状フレームＦに当接する位置決めピン１５と位置決めピン１５が係合没入される係合凹部１６と位置決めピン１５を環状フレーム固定部１２の表面１２ａから突出させる圧縮コイルばね１７とから構成される。被加工物Ｗが環状フレームＦに対して中央に貼着されていない場合には環状フレームＦ又は粘着シートＳが位置決めピン１５の上に乗り位置決めピン１５が係合凹部１６内に没入する。
【選択図】図７

Description

本発明は被加工物を加工する加工装置において被加工物を保持するチャックテーブルに関する。

シリコン基板にＩＣやＬＳＩ等のデバイスが複数形成された半導体ウエーハや、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板等の被加工物は、ダイシング装置によって個々のチップに分割され、各種電気機器に広く利用されている。

ダイシング装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを含む切削手段と、チャックテーブルを切削手段に対して相対的に加工送りする加工送り手段とを備えている。

被加工物は、ハンドリングを容易にするためにダイシングテープによって被加工物よりも大きい環状フレームの中央に固定されている。環状フレームは、位置決め用の切欠きが形成されている。環状フレームは、チャックテーブルの外周に形成された位置決めピンに位置決め用の切欠きを当接することで、環状フレームに貼着されたウエーハをチャックテーブルの中央に位置決めする。位置決めされたウエーハは、チャックテーブルに吸着される。

そして、高速回転された切削ブレードが、被加工物外周のダイシングテープへ所定の深さまで切り込んだ状態で予め設定された所定距離分チャックテーブルが加工送りされることで、被加工物が切削される。

特開２０１０−０２１４６４号公報

しかし、被加工物をダイシングテープを介して環状フレームに貼着する際に、マニュアルのマウンタで被加工物毎に貼着している場合などに、環状フレームの中心から外れて被加工物が貼着されてしまうことがある。その場合には、被加工物をチャックテーブルの中央に位置決めしようとすると、チャックテーブルの外周に突出している位置決めピンに環状フレームが干渉して、被加工物を位置決めすることができない。このために、位置決めピンをはずして、被加工物をチャックテーブルの中央に位置決めしていたので、切削装置を停止させて位置決めピンの取り外しを行わなければならず、作業効率が悪化するという問題があった。

本発明は、上記問題にかんがみなされたもので、その目的は、被加工物が環状フレームに対して中央に貼着できていない場合にも、作業効率が悪化することを抑制できる加工装置のチャックテーブルを提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のチャックテーブルは、粘着シートを介して環状フレームに装着された被加工物を保持する加工装置のチャックテーブルであって、該粘着シートを介して被加工物を吸着する吸着面を有する吸着部と、該吸着部を囲繞して形成された該環状フレームを固定する環状フレーム固定部と、該環状フレームをチャックテーブル中心に位置合わせして載置せしめる位置決め部と、備え、該位置決め部は、該環状フレームに当接する凸部材と、該環状フレーム固定部の表面に開口して形成された該凸部材が係合没入される係合凹部と、該係合凹部内に配設され該凸部材を該環状フレーム固定部の表面から突出させる当接位置に付勢する弾性部材と、から構成され、該被加工物が該環状フレームに対して中央に貼着されているときには、当接位置に位置付けられている該凸部材に該環状フレームを当接させて位置決めし、該被加工物が該環状フレームに対して中央に貼着されていない場合には、該環状フレーム又は該粘着シートが該凸部材の上に乗り該凸部材が該係合凹部内に没入することにより被加工物を該チャックテーブルの中央に載置することを特徴とする。

本発明は、通常時には弾性部材の付勢力により環状フレーム固定部の表面から突出させた凸部材を、上から押圧すると、係合凹部内に没入させることができる。このために、本発明によれば、環状フレームに対して中央に貼着されていない被加工物であっても、環状フレーム又は粘着シートを凸部材上に乗せて、環状フレーム又は粘着シートにより凸部材を押すことで、被加工物をチャックテーブルの中央に載置することができる。したがって、本発明は、被加工物が環状フレームに対して中央に貼着されていない場合であっても、作業効率が悪化することを抑制できる。

図１は、実施形態に係るチャックテーブルを備えた切削装置の構成例を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係るチャックテーブルの平面図である。 図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図４は、図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図５は、実施形態に係るチャックテーブルの位置決めピンに環状フレームを当接させて位置決めした状態を示す平面図である。 図６は、実施形態に係るチャックテーブルの位置決めピン上に環状フレームを乗せて位置決めした状態を示す平面図である。 図７は、図６中のＡ−Ｂ−Ｃ線に沿う断面図である。 図８は、実施形態に係るチャックテーブルを備えた切削装置の変形例の構成例を示す斜視図である。 図９は、図８に示された切削装置の投影手段により位置決め用の目盛が投影されたチャックテーブルの平面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係るチャックテーブルを図面に基いて説明する。図１は、実施形態に係るチャックテーブルを備えた切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態に係るチャックテーブルの平面図である。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図２中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

本実施形態に係る加工装置のチャックテーブル１０（以下、単にチャックテーブルと呼ぶ）は、粘着シートＳを介して環状フレームＦに装着された被加工物Ｗを保持するものである。チャックテーブル１０は、被加工物Ｗを切削してチップに分割する切削装置１（加工装置に相当）を構成する。

なお、被加工物Ｗは、本実施形態では、電子部品に使用される各種セラミック基板、樹脂基板、ガラス基板などである。また、本発明では、被加工物Ｗは、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハであってもよい。被加工物Ｗは、図１に示すように、粘着シートＳに貼着され、粘着シートＳに環状フレームＦが貼着されて、粘着シートＳを介して環状フレームＦに装着される。なお、被加工物Ｗの中心と環状フレームＦの中心とが一致する位置に、被加工物Ｗが貼着されるのが望ましい。粘着シートＳは、透明又は半透明な樹脂で構成されている。環状フレームＦは、磁性体で構成され、被加工物Ｗをチャックテーブル１０に位置決めするための位置決め用の切欠きＮが二つ形成されている。

切削装置１は、オペレータが環状フレームＦに装着された被加工物Ｗをチャックテーブル１０に載置して、被加工物Ｗを切削するものである。切削装置１は、図１に示すように、被加工物Ｗを保持するチャックテーブル１０と、被加工物Ｗを切削する切削手段２０と、チャックテーブル１０をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段（図示せず）と、チャックテーブル１０をＺ軸と平行な軸心回りに回転させる回転駆動源（図示せず）と、Ｙ軸移動手段４０と、Ｚ軸移動手段５０と、制御手段１００等を備えている。

切削手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗに加工水を供給しながら切削（加工）するものである。切削手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗに対して、Ｙ軸移動手段４０によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動手段５０によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。

切削手段２０は、略リング形状を有する極薄の切削砥石でありかつスピンドル（図示せず）により回転することで被加工物Ｗを切削する切削ブレード２１などを含んで構成されている。切削手段２０のスピンドルの軸心方向は、Ｙ軸方向と平行に設定されている。切削手段２０は、Ｙ軸移動手段４０及びＺ軸移動手段５０により、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動されて、チャックテーブル１０の表面の任意の位置に切削ブレード２１を位置付け可能となっている。また、切削手段２０は、被加工物Ｗの上面を撮像する撮像手段８０が、スピンドルと一体的に移動するように固定されている。撮像手段８０は、チャックテーブル１０に保持された切削前の被加工物Ｗの切削すべき領域を撮像するＣＣＤカメラを備えている。ＣＣＤカメラは、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗを撮像して、被加工物Ｗと切削ブレード２１との位置合わせを行なうアライメントを遂行するための画像を得、得た画像を制御手段１００に出力する。

制御手段１００は、切削装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物Ｗに対する切削加工を切削装置１に行わせるものである。具体的には、制御手段１００は、チャックテーブル１０と切削手段２０とを相対的にＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動させるとともに、Ｚ軸と平行な軸心回りにチャックテーブル１０を回転させて、被加工物Ｗに対する切削加工を切削装置１に行わせる。なお、制御手段１００は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える図示しないマイクロプロセッサを主体として構成されている。

前提として、制御手段１００は、チャックテーブル１０の中心の位置（座標）を把握している。撮像手段８０は、チャックテーブル１０の中心の位置を基準にアライメントを遂行する。制御手段１００は、被加工物Ｗの中心を基準として、Ｘ軸移動手段、Ｙ軸移動手段４０、Ｚ軸移動手段５０及び回転駆動源を制御して、被加工物Ｗに対する分割加工を切削装置１に行わせる。また、制御手段１００は、加工動作の状態や前記画像などを表示する表示手段、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない操作手段、加工動作の各種の情報を記録する記録手段１１０や、記録した情報を音、画像などで出力する出力手段１２０と接続されている。

前述した構成の切削装置１を構成するチャックテーブル１０は、図２に示すように、吸着部１１と、吸着部１１を囲繞して形成された環状フレーム固定部１２と、位置決め部１３とを備えている。

吸着部１１は、図４に示すように、粘着シートＳを介して被加工物Ｗを吸着する吸着面１１ａを表面に有している。吸着部１１は、ポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、吸着面１１ａ上に粘着シートＳを介して被加工物Ｗが載置される。吸着部１１は、図示しない真空吸引経路を介して真空吸引源Ｂと接続され、吸着面１１ａに載置された被加工物Ｗを吸引することで保持する。

環状フレーム固定部１２は、環状フレームＦを固定するものであって、吸着部１１の外周及び下面側を囲繞して形成されている。環状フレーム固定部１２は、図３及び図４に示すように、その表面１２ａが、外周に向かうにしたがって吸着面１１ａから徐々に下方に向かうように傾斜している。環状フレーム固定部１２は、図２に示すように、吸着部１１の周りに環状フレーム固定手段１４を複数設けている。環状フレーム固定手段１４は、環状フレーム固定部１２の表面１２ａ上に環状フレームＦを載置させて、環状フレームＦを固定するものである。環状フレーム固定手段１４は、本実施形態では、例えば、永久磁石又は電磁石を含んで構成され、環状フレーム固定部１２内に埋設されている。環状フレーム固定手段１４は、環状フレームＦを磁力により吸引することで、環状フレーム固定部１２の表面１２ａ上に環状フレームＦを固定する。

位置決め部１３は、環状フレームＦをチャックテーブル１０の吸着部１１の中心に位置合わせして、環状フレームＦをチャックテーブル１０上に載置せしめるものである。位置決め部１３は、図３に示すように、環状フレームＦに当接する位置決めピン１５（凸部材に相当）と、位置決めピン１５が係合没入される係合凹部１６と、係合凹部１６内に配設された圧縮コイルばね１７（弾性部材に相当）と、から構成されている。位置決めピン１５は、円柱状に形成され、環状フレーム固定部１２の表面１２ａから突出した当接位置（図３に示す）と、表面１２ａよりも係合凹部１６内に没した非当接位置（図７に示す）とに亘って移動自在に係合凹部１６内に取り付けられている。また、位置決めピン１５は、係合凹部１６から脱落することが規制されている。本実施形態では、位置決めピン１５は、二つ設けられ、当接位置で位置決め用の切欠きＮ内に当接することで、環状フレームＦをチャックテーブル１０と同軸となる位置に位置決めする。即ち、位置決めピン１５は、環状フレームＦをチャックテーブル１０中心に位置合わせすることができる。

係合凹部１６は、環状フレーム固定部１２の表面１２ａに開口して形成された凹部であり、環状フレーム固定部１２の周方向に間隔をあけて、二つ設けられている。圧縮コイルばね１７は、位置決めピン１５と係合凹部１６の底面との間に配設され、位置決めピン１５を環状フレーム固定部１２の表面１２ａから突出させる当接位置に付勢する。

また、位置決め部１３は、それぞれの係合凹部１６内に配設された検出スイッチ１８を備えている。検出スイッチ１８は、位置決めピン１５が非当接位置に位置付けられたことを検出し、検出結果を制御手段１００に出力する。

次に、前述したチャックテーブル１０に被加工物Ｗを位置決めする手順を、図５〜図７に基いて説明する。図５は、実施形態に係るチャックテーブルの位置決めピンに環状フレームを当接させて位置決めした状態を示す平面図である。図６は、実施形態に係るチャックテーブルの位置決めピン上に環状フレームを乗せて位置決めした状態を示す平面図である。図７は、図６中のＡ−Ｂ−Ｃ線に沿う断面図である。

チャックテーブル１０に被加工物Ｗを位置決めする際には、撮像手段８０がチャックテーブル１０の中心の位置を基準にアライメントを遂行し、制御手段１００が切削中にはチャックテーブル１０と切削手段２０とを被加工物Ｗの中心を基準として相対移動させるために、チャックテーブル１０の中心と被加工物Ｗの中心とを極力位置合わせするのが望ましい。

このため、図５に示すように、被加工物Ｗが環状フレームＦに対して中央に貼着されているときには、切削装置１のオペレータが、当接位置に位置付けられている位置決めピン１５に環状フレームＦの位置決め用の切欠きＮを当接させて、チャックテーブル１０に対して環状フレームＦ即ち被加工物Ｗを位置決めする。

また、図６に示すように、被加工物Ｗが環状フレームＦに対して中央に貼着されていない場合には、切削装置１のオペレータが、チャックテーブル１０の中心と被加工物Ｗの中心とを極力位置合わせするように、環状フレームＦをチャックテーブル１０に載置する。すると、図７に示すように、環状フレームＦ又は粘着シートＳが位置決めピン１５の上に乗り、位置決めピン１５が係合凹部１６内に没入する非当接位置になることにより、切削装置１のオペレータが、被加工物Ｗをチャックテーブル１０の中央に載置することとなる。なお、図７に示された場合では、環状フレームＦが位置決めピン１５の上に乗っているが、本発明では、粘着シートＳが位置決めピン１５の上に乗ってもよい。

チャックテーブル１０に被加工物Ｗの位置決めが完了し、オペレータが操作手段によりその旨を制御手段１００に入力すると、切削装置１は、アライメントを実行した後、切削手段２０が加工内容情報に基いて被加工物Ｗを切削する。

また、切削装置１では、チャックテーブル１０に被加工物Ｗの位置決めが完了し、オペレータが操作手段によりその旨を制御手段１００に入力すると、制御手段１００が検出スイッチ１８の検出結果を記録手段１１０に記録する。このように、制御手段１００は、各被加工物Ｗを位置決めした際に位置決めピン１５が当接位置又は非当接位置であったかを記録手段１１０に記録する。

制御手段１００は、操作手段からの操作により、記録手段１１０に記録された各被加工物Ｗを位置決めした際に位置決めピン１５が当接位置又は非当接位置であったかを示す情報を出力手段１２０から出力する。

以上のように、本実施形態に係るチャックテーブル１０によれば、通常時には圧縮コイルばね１７の付勢力により環状フレーム固定部１２の表面１２ａから突起した位置決めピン１５を設けている。この位置決めピン１５は、押圧すると係合凹部１６に没入する。このために、チャックテーブル１０によれば、環状フレームＦに対して中央に貼着されていない被加工物Ｗであっても、環状フレームＦ又は粘着シートＳを位置決めピン１５上に乗せて、環状フレームＦ又は粘着シートＳにより位置決めピン１５を押すことで、被加工物Ｗをチャックテーブル１０の中央に載置することができる。したがって、チャックテーブル１０は、被加工物Ｗが環状フレームＦに対して中央に貼着されていない場合であっても、位置決めピン１５を取りはずす必要がなく、チャックテーブル１０の中央に位置決めでき、作業効率が悪化することを抑制できる。

また、チャックテーブル１０を備えた切削装置１によれば、制御手段１００が各被加工物Ｗを位置決めした際に検出スイッチ１８の検出結果を記録手段１１０に記録する。また、切削装置１によれば、制御手段１００が、記録手段１１０に記録された各被加工物Ｗを位置決めした際の検出スイッチ１８の検出結果及び切削の所要時間を示す情報を出力手段１２０から出力する。このために、切削装置１によれば、オペレータが各被加工物Ｗをチャックテーブル１０の中央の近くに位置決めできたか否かを把握することができるとともに、各被加工物Ｗを環状フレームＦの中央の近くに装着できたか否かを把握することができる。したがって、切削装置１によれば、オペレータに環状フレームＦに対して中央に被加工物Ｗを貼着することを促すこともできる。

さらに、チャックテーブル１０を備えた切削装置１によれば、オペレータに環状フレームＦに対して中央に被加工物Ｗを貼着することを促すことができるので、被加工物Ｗのアライメントの所要時間及び切削の所要時間を抑制することができる。また、チャックテーブル１０を備えた切削装置１によれば、オペレータに環状フレームＦに対して中央に被加工物Ｗを貼着することを促すことができるので、切削中のＸ軸移動手段、Ｙ軸移動手段４０の移動範囲を抑制することができ、加工時間をより短縮することができる。

また、前述した実施形態に記載されたチャックテーブル１０を備えた切削装置１は、オペレータがチャックテーブル１０に被加工物Ｗを位置決めする際に、図８に示すように、チャックテーブル１０に位置決め用の目盛Ｇ（図９に示す）を投影する投影手段６０を備えてもよい。図８は、実施形態に係るチャックテーブルを備えた切削装置の変形例の構成例を示す斜視図である。図９は、図８に示された切削装置の投影手段により位置決め用の目盛が投影されたチャックテーブルの平面図である。なお、図８及び図９において、実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。

図８に示された切削装置１の投影手段６０は、チャックテーブル１０の上方に設けられている。投影手段６０は、下方即ちチャックテーブル１０の吸着部１１の吸着面１１ａに向けて光を照射する蛍光ランプなどの発光手段と、発光手段とチャックテーブル１０との間に配設された位置決め用の目盛Ｇを投影するためのフィルタなどを備えている。投影手段６０は、発光手段がチャックテーブル１０の吸着部１１の吸着面１１ａに向けて光を照射すると、フィルタがチャックテーブル１０の吸着部１１の吸着面１１ａに位置決め用の目盛Ｇを投影する。チャックテーブル１０の吸着部１１の吸着面１１ａに投影された位置決め用の目盛Ｇは、チャックテーブル１０の吸着部１１の吸着面１１ａと同軸に設けられ、チャックテーブル１０の吸着部１１の吸着面１１ａの中心からの距離を示す目盛線ＧＬを複数備えている。なお、図９に示された場合では、複数の目盛線ＧＬは、円状に形成されているが、本発明では、これに限定されずに、種々の図形や模様であってもよい。

図８及び図９に示された場合では、制御手段１００は、オペレータがチャックテーブル１０に被加工物Ｗを位置決めする際に、投影手段６０の発光手段に光を照射させる。また、制御手段１００は、チャックテーブル１０に被加工物Ｗの位置決めが完了すると、投影手段６０の発光手段の光の照射を停止させる。図８及び図９に示された場合によれば、チャックテーブル１０に被加工物Ｗを位置決めする際に、投影手段６０が位置決め用の目盛Ｇをチャックテーブル１０の吸着部１１の吸着面１１ａに投影するので、容易に、チャックテーブル１０の吸着部１１の吸着面１１ａの中央に被加工物Ｗを位置決めすることができる。また、本発明では、チャックテーブル１０の吸着部１１の吸着面１１ａに位置決め用の目盛を直接形成してもよい。

前述した実施形態などでは、凸部材として位置決めピン１５を示している。しかしながら、本発明では、これに限定されることなく、凸部材としてバー形状のものを用いてもよい。また、本発明では、切削装置１に限ることなく、種々の加工装置に用いられてもよい。さらに、本発明では、環状フレーム固定手段１４は、永久磁石又は電磁石に限らず種々の部品を備えて構成されてもよい。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

１ 切削装置（加工装置）
１０ チャックテーブル
１１ 吸着部
１１ａ 吸着面
１２ 環状フレーム固定部
１２ａ 表面
１３ 位置決め部
１５ 位置決めピン（凸部材）
１６ 係合凹部
１７ 圧縮コイルばね（弾性部材）
Ｆ 環状フレーム
Ｓ 粘着シート
Ｗ 被加工物

Claims (1)

1. 粘着シートを介して環状フレームに装着された被加工物を保持する加工装置のチャックテーブルであって、
   該粘着シートを介して被加工物を吸着する吸着面を有する吸着部と、
   該吸着部を囲繞して形成された該環状フレームを固定する環状フレーム固定部と、
   該環状フレームをチャックテーブル中心に位置合わせして載置せしめる位置決め部と、
   を備え、
   該位置決め部は、該環状フレームに当接する凸部材と、該環状フレーム固定部の表面に開口して形成された該凸部材が係合没入される係合凹部と、該係合凹部内に配設され該凸部材を該環状フレーム固定部の表面から突出させる当接位置に付勢する弾性部材と、から構成され、
   該被加工物が該環状フレームに対して中央に貼着されているときには、当接位置に位置付けられている該凸部材に該環状フレームを当接させて位置決めし、
   該被加工物が該環状フレームに対して中央に貼着されていない場合には、該環状フレーム又は該粘着シートが該凸部材の上に乗り該凸部材が該係合凹部内に没入することにより被加工物を該チャックテーブルの中央に載置すること、を特徴とする加工装置のチャックテーブル。

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