JP2016132056A - 板状ワークの保持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】板状ワークの種類に応じてチャックテーブルを交換する必要がなく、かつ吸引保持を確実とする板状ワークの保持方法を提供する。【解決手段】板状ワークの保持方法は、板状ワーク１の大きさに応じた開口部を有するシート部材１７０と、該開口部側にはみ出すように貼着される弾性部材１７２とを備える保持面シール手段１７をチャックテーブル１４の保持面１４１に載置して板状ワーク１の吸引保持を準備する準備工程と、開口部に板状ワーク１を載置してシート部材１７０と板状ワーク１とを保持面１４１で吸引し弾性部材１７２が圧縮されることで板状ワーク１と開口部との隙間４をシールさせ板状ワーク１を吸引保持する板状ワーク保持工程とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、チャックテーブルを用いて板状ワークを保持する方法に関する。

複数のパッケージデバイスが樹脂封止されたパッケージ基板は、例えば研削装置においてパッケージ基板の封止樹脂が研削されることで所望の厚みに薄化されている。パッケージ基板を研削する際には、パッケージ基板を吸引保持する専用のチャックテーブルが必要となっている。例えば下記の特許文献１に示す研削装置には、矩形状のパッケージ基板を吸引保持する矩形状の吸引保持部を備えるチャックテーブルが搭載されている。

このような研削装置において、パッケージ基板を研削する場合と円板状のシリコンウェーハとを研削する場合とでは、それぞれ使用するチャックテーブルが異なることから、研削加工しようとする板状ワークの種類に応じてチャックテーブルを適宜交換している。

特開２０１４−０２４１３６号公報

しかし、上記のように、板状ワークの種類に応じてチャックテーブルを交換すると、チャックテーブルの保持面の高さが変わってしまうため、チャックテーブルを交換するたびに、その保持面の高さ位置を調整しなければならず、調整作業が面倒である。

また、パッケージ基板は、封止樹脂でモールドされた部分とモールドされていない部分とを有するため、パッケージ基板の外周縁に反りが形成されていることがあり、この場合は外周縁とチャックテーブルの保持面との間から吸引力がリークしてしまう。そのため、反りが形成された板状ワークをチャックテーブルの保持面で吸引保持するためには、保持面に向けて板状ワークを下方に押し付ける必要がある。一方、反りのない板状ワークであっても、基板とチャックテーブルの保持面との間で吸引力がリークするおそれがあり、パッケージ基板を吸引保持することができない場合がある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、板状ワークの種類に応じてチャックテーブルを交換することなく、板状ワークをチャックテーブルで確実に吸引保持できるようにすることを目的としている。

本発明は、板状ワークを吸引保持する保持面を有するチャックテーブルと、該保持面を吸引源に連通させる吸引手段と、該保持面のうち板状ワークが吸引保持される部分以外を覆う保持面シール手段と、該保持面シール手段を用いて該チャックテーブルで吸引保持した板状ワークを加工する加工手段と、を備える加工装置における該チャックテーブルでの板状ワークの保持方法であって、該保持面シール手段は、板状ワークの大きさに応じた開口部を有するシート部材と、該シート部材が該保持面に接する面において該開口部側にはみ出すように貼着される弾性部材と、を備え、該チャックテーブルの該保持面に該保持面シール手段を載置して板状ワークの吸引保持を準備する準備工程と、該保持面に載置された該シート部材の該開口部に板状ワークを載置して、該吸引手段により該シート部材と板状ワークとを該保持面で吸引し該弾性部材が圧縮されることで板状ワークと該保持面との間の隙間をシールさせ板状ワークを吸引保持する板状ワーク保持工程と、を備える。

上記弾性部材は、多孔質部材で構成され、該弾性部材が圧縮されることで上記隙間をシールするようにすることが好ましい。

上記板状ワーク保持工程では、上記弾性部材に水を供給して少なくとも該弾性部材の上面に水の層を形成するとともに、上記吸引手段により上記シート部材と板状ワークとを該保持面で吸引し該弾性部材が圧縮されることで上記隙間をシールすることが好ましい。

本発明にかかる板状ワークの保持方法は、板状ワークの大きさに応じた開口部を有するシート部材と、シート部材が該保持面に接する面において開口部側にはみ出すように貼着される弾性部材とを備える保持面シール手段をチャックテーブルの保持面に載置して板状ワークの吸引保持を準備する準備工程と、チャックテーブルの保持面に載置されたシート部材の開口部に板状ワークを載置して吸引手段によってシート部材と板状ワークとを保持面で吸引し弾性部材が圧縮されることで板状ワークと開口部との隙間をシールさせ板状ワークを吸引保持する板状ワーク保持工程とを備えたため、加工しようとする板状ワークの種類に応じてチャックテーブルを交換する必要がなくなり、同一のチャックテーブルで例えば円板状の板状ワークや矩形状の板状ワークを吸引保持することが可能となる。
板状ワーク保持工程を実施する際には、板状ワークの大きさに応じたシート部材の開口部に板状ワークを載置してシート部材及び板状ワークを吸引することで弾性部材がつぶれるため、板状ワークとチャックテーブルの保持面との間から吸引力がリークするのを防止することができ、板状ワークをチャックテーブルで確実に吸引保持することができる。
また、例えば外周縁に反りが生じている板状ワークをチャックテーブルで吸引保持する際には、シート部材及び板状ワークを吸引することで弾性部材に板状ワークの外周縁が接触することから、板状ワークを押し付けなくても外周縁の反りが矯正され、チャックテーブルで板状ワークを確実に吸引保持することができる。

上記板状ワーク保持工程では、弾性部材に水を供給して少なくとも弾性部材の上面に水の層を形成することで、吸引力がリークするのを防止することができ、例えば反りのある板状ワークをチャックテーブルで確実に吸引保持することができる。

加工装置の一例の構成を示す斜視図である。 反りのない板状ワーク，チャックテーブル及び保持面シール手段を示す断面図である。 準備工程を示す断面図である。 板状ワーク保持工程のうち、反りのない板状ワークをシート部材の開口部に載置する状態を示す断面図である。 板状ワーク保持工程のうち、保持面シール手段を介してチャックテーブルで反りのない板状ワークを吸引保持する状態を示す断面図である。 加工後の板状ワークを吸引保持するチャックテーブルの保持面の負圧の解除を行う状態を示す断面図である。 チャックテーブルから加工後の板状ワークを搬出する状態を示す断面図である。 反りのある板状ワーク及び準備工程を示す断面図である。 板状ワーク保持工程のうち、反りのある板状ワークをシート部材の開口部に載置する状態を説明する断面図である。 板状ワーク保持工程のうち、保持面シール手段を介してチャックテーブルで反りのある板状ワークを吸引保持する状態を説明する断面図である。

まず、図１及び図２を参照しながら、矩形状のパッケージ基板などの各種の板状ワークに対して所定の研削加工を施す加工装置１０の構成について説明する。加工装置１０は、Ｙ軸方向にのびる装置ベース１１を有している。装置ベース１１の上面１１ａには、Ｙ軸方向に往復移動可能なチャックテーブル１４を備えている。

チャックテーブル１４は、図２に示すように、例えばポーラスセラミックス等の多孔質部材で形成された保持部１４０を備えている。保持部１４０は、バルブ１５を介して吸引源１５０に連通している。バルブ１５を開くと、保持部１４０の上面である保持面１４１に、吸引源１５０によって生じる吸引力を作用させることができる。また、保持部１４０は、バルブ１６を介してエアー供給源１６０に連通しており、バルブ１５，１６の開閉により、保持面１４１には、吸引源１５０とエアー供給源１６０とのいずれかを選択的に連通させることができる。

チャックテーブル１４は、保持面シール手段１７を介して板状ワーク１を保持する。保持面シール手段１７は、図１及び図２に示すように、板状ワーク１の大きさに応じた開口部１７０ａを有するシート部材１７０と、シート部材１７０が保持面１４１に接触する接触面１７１において開口部１７０ａ側にはみ出すように貼着される弾性部材１７２と、シート部材１７０の接触面１７１と反対側の面の周縁に貼着されたリングフレーム１７３とを備えている。

図２に示すように、チャックテーブル１４には、保持面シール手段１７を構成するリングフレーム１７３を保持するフレーム保持部１４２を備えている。フレーム保持部１４２は、保持部１４０の外周縁に沿って複数配設されている。このフレーム保持部１４２は、例えば磁石によって構成されている。フレーム保持部１４２の個数は、特に限定されない。また、フレーム保持部１４２は、リング状に連なって形成されていてもよい。

シート部材１７０の開口部１７０ａは、矩形状の板状ワークの形状及び大きさに合わせて矩形状に形成されており、少なくともこの板状ワーク１の大きさに対応して板状ワーク１と同等の大きさを有している。すなわち、開口部１７０ａの長辺及び短辺は、板状ワーク１の長辺及び短辺以上の長さをそれぞれ有しており、弾性部材１７２の長辺及び短辺は、板状ワーク１の長辺及び短辺よりもそれぞれが短く形成されている。シート部材１７０は、特にその材質が限定されるものではなく、例えば粘着性のテープで構成されている。なお、チャックテーブル１４は、円板状の板状ワークを吸引保持することも可能となっている。

弾性部材１７２は、多孔質部材で構成されており、図２に示すように、その下面側がチャックテーブル１４の保持面１４１において吸引される被吸引面となっている。一方、弾性部材１７２の上面側は、板状ワークの外周縁が載置される載置面となっている。この弾性部材１７２は、保持面１４１に弾性部材１７２が接触した状態において吸引源１５０の吸引作用を受けることで圧縮される構成となっている。弾性部材１７２としては、例えばスポンジを用いることができる。このように構成される保持面シール手段１７は、矩形状の板状ワークをチャックテーブル１４で吸引保持する際に使用される。

図１に示す装置ベース１１のＹ軸方向後部側には、コラム１２が立設されている。コラム１２の側方には、保持面シール手段１７を用いてチャックテーブル１４で吸引保持した板状ワーク１に対して加工を行う加工手段１８を備えている。加工手段１８は、加工送り手段１９によって駆動されて昇降可能となっている。加工手段１８は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドルを備えたスピンドルユニット１８０と、スピンドルユニット１８０の外周側を保持するホルダ１８１と、スピンドルを回転させるモータ１８２と、スピンドルユニット１８０を構成するスピンドルの下端においてマウント１８３を介して装着された研削ホイール１８４と、研削ホイール１８４の下部において環状に固着された研削砥石１８５とにより構成されている。そして、モータ１８２がスピンドルを回転させることにより、研削ホイール１８４を所定の回転速度で回転させることができる。

加工送り手段１９は、Ｚ軸方向にのびるボールネジ１９０と、ボールネジ１９０の一端に接続されたモータ１９１と、ボールネジ１９０と平行にのびる一対のガイドレール１９２と、内部に備えたナットがボールネジ１９０に螺合するとともに側部がガイドレール１９２に摺接しホルダ１８１が一方の面に固定された昇降板１９３とを備えている。加工送り手段１９は、モータ１９１によって駆動されてボールネジ１９０が回動し、一対のガイドレール１９２に沿って昇降板１９３をＺ軸方向に移動させることで、昇降板１９３とともに加工手段１８をＺ軸方向に昇降させることができる。

次に、チャックテーブル１４における板状ワークの保持方法について説明する。図１及び図２に示す板状ワーク１は、矩形状のパッケージ基板の一例であり、例えばＣＳＰ基板やＱＦＮ基板である。板状ワーク１は、ベースとなる基材３を有し、基材３の表面３ａには、図示しない分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスチップが実装されている。デバイスチップは、基材３に形成された配線層に接続されている。また、デバイスチップは、モールド樹脂２によって封止されており、モールド樹脂２側が、例えば研削砥石などによって研削される。なお、板状ワーク１については、反りが発生してないものとして説明する。

（１） 準備工程
図３に示すように、保持面シール手段１７をチャックテーブル１４の保持面１４１に載置して、図２に示した板状ワーク１を保持面１４１で吸引保持できるように準備する。具体的には、シート部材１７０の開口部１７０ａを保持面１４１の中央に位置づけてシート部材１７０及び弾性部材１７２を保持面１４１に載置するとともに、リングフレーム１７３をフレーム保持部１４２の上に載置する。リングフレーム１７３は、磁力によってフレーム保持部１４２に保持される。

フレーム保持部１４２の磁力によってリングフレーム１７３が固定されると、保持面１４１のうち板状ワーク１が吸引保持される部分以外の部分をシート部材１７０が覆うとともに、板状ワーク１が保持面１４１において吸引保持される部分を開口部１７０ａから露出させることができる。このとき、弾性部材１７２は、開口部１７０ａの内側方向にわずかにはみ出るようにして保持面１４１に載置される。

（２）板状ワーク保持工程
準備工程を実施した後、図４に示すように、図３に示した保持面１４１に載置されたシート部材１７０の開口部１７０ａに板状ワーク１を基材３側から載置して、モールド樹脂２を上向きに露出させる。このとき、弾性部材１７２の載置面に基材３の外周縁を載置することにより、板状ワーク１と保持面１４１との間に隙間４が形成される。

次いで、図５に示すように、バルブ１５を開いて保持面１４１を吸引源１５０に連通させ、吸引源１５０の吸引力を保持面１４１に作用させる。これにより、シート部材１７０と板状ワーク１とを保持面１４１で吸引して弾性部材１７２を圧縮させる。このようにして弾性部材１７２がつぶれることで、基材３の裏面３ｂ及びシート部材１７０の接触面１７１が保持面１４１に接触し、図４に示した隙間４をシールして板状ワーク１をチャックテーブル１４で吸引保持する。このようにして基材３の裏面３ｂ側が吸引保持されると、保持面１４１の全面が基材３によって覆われ、エアーがリークしない。

なお、チャックテーブル１４において例えば円板状の板状ワークを吸引保持する際には、上記した準備工程を実施することなく、板状ワークをチャックテーブル１４の保持面１４１で直接吸引保持することができる。また、図１等に示した板状ワーク１とは大きさの異なる矩形の板状ワークを保持するときは、その板状ワークに合わせてシート部材の開口部を形成するとともに、その大きさに合わせた弾性部材をシート部材の接触面に貼着すればよい。すなわち、開口部と弾性部材の大きさを調整するだけで、大きさの異なる板状ワークに対応することができる。

このように、本発明の板状ワークの保持方法では、準備工程において保持面シール手段１７をチャックテーブル１４に載置して板状ワーク１を吸引保持できるように準備してから板状ワーク保持工程を実施するように構成したため、研削加工しようとする板状ワークの種類に応じてチャックテーブル１４自体を交換する必要がなく、保持面１４１の高さが変わることがない。よって、同一のチャックテーブル１４を用いて、例えば円板状のシリコンウェーハや矩形状のパッケージ基板を吸引保持することが可能となる。
また、板状ワーク保持工程を実施するときは、板状ワーク１の大きさに応じたシート部材１７０の開口部１７０ａに板状ワーク１を載置してシート部材１７０及び板状ワーク１を吸引することで弾性部材１７２がつぶれるため、チャックテーブル１４の保持面１４１から吸引力がリークするのを防止することができ、板状ワーク１をチャックテーブル１４で確実に吸引保持することができる。

（３）加工工程
上記板状ワークの保持方法を実施した後は、図１に示したチャックテーブル１４を加工手段１８の下方に移動させる。続いて加工手段１８が作動し、研削ホイール１８４を回転させつつ、加工送り手段１９によって加工手段１８をチャックテーブル１４の保持面１４１に接近する方向に下降させながら、回転する研削砥石１８５で板状ワーク１のモールド樹脂２を所望の厚みに至るまで研削する。保持面シール手段１７を使用しない場合と比較すると、研削中は、圧縮された状態における弾性部材１７２の厚さの分だけ基材３が上方にふくらむことになるが、基材３の上端の高さ（Ｚ軸方向の位置）が、研削終了時における研削砥石１８５の下面の高さより低い位置に位置するように、圧縮された状態における弾性部材１７２の厚さを設定すれば、基材３が研削の邪魔になることはなく、封止樹脂２を所望の厚さまで薄化することができる。

（４）搬出工程
研削加工を実施した後は、図６に示すように、フレーム保持部１４２がリングフレーム１７３を保持した状態のまま、バルブ１５を閉じるとともにバルブ１６を開いて保持面１４１をエアー供給源１６０に連通させる。そして、エアー供給源１６０から保持面１４１にエアーを供給して負圧を解除する。

その後、図７に示すように、チャックテーブル１４の保持面１４１から板状ワーク１のみを搬出する。その結果、保持面１４１に保持面シール手段１７が残存するため、保持面シール手段１７を介して次の板状ワークをチャックテーブル１４で吸引保持することが可能となり、保持面シール手段１７を交換することなく、板状ワークに対して研削加工を連続的に行うことができる。

本発明に係る板状ワークの保持方法は、反りのある板状ワークに対しても適用することができる。以下では、図８−１０を参照しながら、反りのある板状ワーク５の保持方法について説明する。板状ワーク５は、ベースとなる基材７を有し、基材７の表面７ａには、図示しない分割予定ラインによって区画された各領域にデバイスチップが実装されている。デバイスチップは、基材７に形成された配線層に接続されている。また、デバイスチップは、モールド樹脂６によって封止されており、モールド樹脂６側が、例えば研削砥石などによって研削される。デバイスチップをモールド樹脂６で封止する際に発生する熱などの影響によって、板状ワーク５には、外周側が上方に湾曲した反りが発生している。すなわち、基材７の周縁部分が湾曲した状態となっている。

図８に示すように、保持面シール手段１７をチャックテーブル１４の保持面１４１に載置して板状ワーク５を保持面１４１で吸引保持できるように準備工程を行う。なお、準備工程の動作については、上記した準備工程と同様である。

準備工程を実施した後、板状ワーク保持工程を行う。まず、図９に示すように、板状ワーク５のうち基材７側から開口部１７０ａに載置してモールド樹脂６を上向きに露出させ、保持面１４１に載置されている弾性部材１７２の載置面に基材７の外周縁を載置することで、板状ワーク５と図８に示した開口部１７０ａとの間に隙間８が形成される。

次いで、図１０に示すように、バルブ１５によって保持面１４１を吸引源１５０に連通させ、吸引源１５０の吸引力を保持面１４１に作用させる。これにより、シート部材１７０と板状ワーク５とを保持面１４１で吸引して弾性部材１７２を圧縮させる。このようにして弾性部材１７２がつぶれることで、基材７の裏面７ｂ及びシート部材１７０の接触面１７１が保持面１４１に接触し図９に示した隙間８をシールさせ、板状ワーク５をチャックテーブル１４で吸引保持する。

このとき、基材７の外周縁が弾性部材１７２の圧縮とともに下方に引っ張られて外周縁の反りが矯正されることから、基材７の外周縁側から吸引力がリークするのを防止することができ、チャックテーブル１４で反りのある板状ワーク５を確実に吸引保持することが可能となる。

上記した板状ワーク保持工程では、弾性部材１７２に水を供給して少なくとも弾性部材１７２の上面に水の層を形成するとともに、吸引源１５０の吸引力によってシート部材１７０と板状ワーク１とを保持面１４１で吸引し弾性部材１７２を圧縮させて上記した隙間４，隙間８をシールしてチャックテーブル１４で板状ワーク１，５を吸引保持することもできる。このように、弾性部材１７２の上面に水の層を形成することによって、弾性部材１７２における吸引力のリークを防止でき、反りのある板状ワーク５についてもチャックテーブル１４で吸引保持しやすくすることができる。

弾性部材１７２は、その載置面側に膜が形成された構成でもよい。このように構成することにより、弾性部材１７２の載置面側から吸引力がリークするのを防止することができ、弾性部材１７２がより圧縮しやすくなる。よって、本発明の板状ワークの保持方法で使用可能な弾性部材の品種が増える。
また、弾性部材１７２は、吸引力によって圧縮される材料であれば良く、ゲル状のポリウレタンや、シリコーンゴムなどを用いても良い。

１：板状ワーク ２：モールド樹脂 ３：基材 ４：隙間
５：板状ワーク ６：モールド樹脂 ７：基材 ８：隙間
１０：加工装置 １１：装置ベース １１ａ:上面 １２：コラム １３：移動基台
１４：チャックテーブル １４０：保持部 １４１：保持面 １４２：フレーム保持部
１５：バルブ １５０：吸引源 １６：バルブ １６０：エアー供給源
１７：保持面シール手段 １７０：シート部材 １７０ａ：開口部 １７１：接触面
１７２：弾性部材 １７３：リングフレーム
１８：加工手段 １８０：スピンドルユニット １８１：ホルダ
１８２：モータ １８３：マウント １８４：研削ホイール １８５：研削砥石
１９：加工送り手段 １９０：ボールネジ １９１：モータ １９２：ガイドレール
１９３：昇降板

Claims (3)

1. 板状ワークを吸引保持する保持面を有するチャックテーブルと、該保持面を吸引源に連通させる吸引手段と、該保持面のうち板状ワークが吸引保持される部分以外を覆う保持面シール手段と、該保持面シール手段を用いて該チャックテーブルで吸引保持した板状ワークを加工する加工手段と、を備える加工装置における該チャックテーブルでの板状ワークの保持方法であって、
   該保持面シール手段は、板状ワークの大きさに応じた開口部を有するシート部材と、該シート部材が該保持面に接する面において該開口部側にはみ出すように貼着される弾性部材と、を備え、
   該チャックテーブルの該保持面に該保持面シール手段を載置して板状ワークの吸引保持を準備する準備工程と、
   該保持面に載置された該シート部材の該開口部に板状ワークを載置して、該吸引手段により該シート部材と板状ワークとを該保持面で吸引し該弾性部材が圧縮されることで板状ワークと該保持面との間の隙間をシールさせ板状ワークを吸引保持する板状ワーク保持工程と、を備える板状ワークの保持方法。
2. 前記弾性部材は、多孔質部材で構成され、該弾性部材が圧縮されることで前記隙間をシールする請求項１記載の板状ワークの保持方法。
3. 前記板状ワーク保持工程では、前記弾性部材に水を供給して少なくとも該弾性部材の上面に水の層を形成するとともに、前記吸引手段により前記シート部材と板状ワークとを該保持面で吸引し該弾性部材が圧縮されることで前記隙間をシールする請求項１または２記載の板状ワークの保持方法。

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