JP2019111594A

JP2019111594A - チャックテーブル

Info

Publication number: JP2019111594A
Application number: JP2017245332A
Authority: JP
Inventors: 祐介藤井; Yusuke Fujii
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-12-21
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2019-07-11

Abstract

【課題】加工中の被加工物の外縁部のばたつきを抑制することができる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、載置された被加工物１００を吸引保持する円盤状のポーラス吸着部１３と、ポーラス吸着部１３の外周を囲繞する枠体１４とを具備している。ポーラス吸着部１３は、被加工物１００の直径より小さい強力吸着部１６と、強力吸着部１６を囲繞する細メッシュのポーラスで形成されたバリア部１７とから構成されている。チャックテーブル１０の枠体１４の外径１４２は、載置する被加工物１００と略同径である。【選択図】図２

Description

本発明は、研削装置のチャックテーブルに関する。

被加工物を研削して薄化する研削装置の被加工物を保持するチャックテーブルは、通常、被加工物のサイズバラツキや搬送時の位置ずれの影響を加味して、被加工物の外径より大きめに作られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−０２９３００号公報

しかしながら、特許文献１に示されたチャックテーブルは、研削等の加工時に、被加工物の外縁よりも外周側の領域上をつたって研削水がチャックテーブルと被加工物の間に入り込むことがあった。特許文献１に示されたチャックテーブルは、チャックテーブルと被加工物との間に研削水が入り込むと、被加工物の外縁部（エッジ）の保持力が低下して、外縁部がばたついてしまい、被加工物の外縁部に割れや欠けが生じるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、加工中の被加工物の外縁部のばたつきを抑制することができるチャックテーブルを提供することにある。

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、被加工物を研削する研削装置のチャックテーブルであって、載置された被加工物を吸引保持する円盤状のポーラス吸着部と、該ポーラス吸着部の外周を囲繞する枠体とを具備し、該ポーラス吸着部は、被加工物の直径より小さい強力吸引部と、該強力吸引部を囲繞する細メッシュのポーラスで形成されたバリア部とから構成され、該チャックテーブルの該枠体の外径は、載置する被加工物と略同径であることを特徴とする。

本願発明のチャックテーブルは、加工中の被加工物の外縁部のばたつきを抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る加工装置のチャックテーブルを備える研削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係るチャックテーブルの断面図である。図３は、実施形態１に係るチャックテーブルの製造方法を示すフローチャートである。図４は、図３に示されたチャックテーブルの製造方法の部材接合ステップ後を示す断面図である。図５は、図３に示されたチャックテーブルの製造方法の形成ステップ後を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施形態につき、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１〕
本発明の実施形態１に係るチャックテーブルを図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る加工装置のチャックテーブルを備える研削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係るチャックテーブルの断面図である。

実施形態１に係るチャックテーブル１０は、図１に示す加工装置である研削装置１を構成する。研削装置１は、被加工物１００を研削して薄化する装置である。実施形態１において、研削装置１の加工対象である被加工物１００は、シリコン、サファイア、ガリウムなどを基板１０１とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハである。被加工物１００は、基板１０１の表面１０２の交差（実施形態１では、直交）する複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されている。実施形態１において、被加工物１００は、基板１０１の表面１０２に保護テープ１１０が貼着され、かつ研削装置１により基板１０１の表面１０２の裏側の裏面１０３が研削されて薄化される。実施形態において、被加工物１００は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハなどのウエーハであるが、本発明では、デバイスを複数実装した樹脂基板とデバイスを封止したモールド樹脂とを備えた樹脂パッケージ基板でも良く、中央部が薄化され、外周部に厚肉部が形成された所謂ＴＡＩＫＯ(登録商標）ウエーハでもよく、セラミックス板、ガラス板等でも良い。

研削装置１は、図１に示すように、装置基台２と、被加工物１００の裏面１０３側を保護テープ１１０を介して保持面１１に保持するチャックテーブル１０と、研削ユニット３０と、図示しない加工送りユニットと、研削送りユニット４０と、制御ユニット９０を備える。なお、実施形態１に係る研削装置１は、研削ユニット３０を一つのみ備えて、被加工物１００の裏面１０３を研削する所謂１軸の研削装置である。

加工送りユニットは、装置基台２上に設置され、チャックテーブル１０を保持面１１と平行な加工送り方向であるＹ軸方向に相対移動させるものである。加工送りユニットは、チャックテーブル１０を支持した支持基台１２をＹ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０を研削ユニット３０から離間した搬出入位置２０１と研削ユニット３０の下方の加工位置２０２とに亘って移動させる。

研削送りユニット４０は、装置基台２に立設するコラム３に固定され、研削ユニット３０を保持面１１と直交する切り込み送り方向であるＺ軸方向に研削送りするものである。コラム３は、装置基台２の加工位置２０２寄りの端部から立設した柱状に形成されている。研削送りユニット４０は、研削ユニット３０を下降させて研削ユニット３０の研削ホイール３１を加工位置２０２のチャックテーブル１０に保持された被加工物１００に近付け、研削ユニット３０を上昇させて研削ホイール３１を加工位置２０２のチャックテーブル１０に保持された被加工物１００から遠ざける。

加工送りユニット及び研削送りユニット４０は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ４１と、ボールねじ４１を軸心回りに回転させる周知のパルスモータ４２及びチャックテーブル１０又は研削ユニット３０をＹ軸方向又はＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレール４３を備える。

研削ユニット３０は、研削送りユニット４０によりチャックテーブル１０に保持された被加工物１００に研削ホイール３１が押しつけられて、純水などの研削水を供給しながら研削ホイール３１の研削砥石３２でチャックテーブル１０に保持された被加工物１００を研削するものである。研削ユニット３０は、図１に示すように、研削送りユニット４０によりＺ軸方向に移動自在に設けられたスピンドルハウジング３３と、スピンドルハウジング３３内に軸心回りに回転自在に設けられたスピンドル３４と、スピンドル３４の下端に装着される研削ホイール３１と、を備える。スピンドル３４は、Ｚ軸方向と平行に配置され、スピンドルモータ３５により軸心回りに回転される。スピンドル３４は、下端に研削ホイール３１を装着する円盤状のホイールマウント３６が取り付けられている。

研削ホイール３１は、ホイールマウント３６に取り付けられるホイール基台３７と、ホイール基台３７に略円環状に配設された複数の研削砥石３２とを備える。ホイール基台３７は、ステンレス鋼又はアルミニウム合金により構成され、円環状に形成されている。

複数の研削砥石３２は、ホイールマウント３６に取り付けられたホイール基台３７の加工位置２０２に配置されたチャックテーブル１０に対向する下面に配置されている。複数の研削砥石３２は、ホイール基台３７の下面に周方向に並べられ、等間隔に配置されている。実施形態１において、各研削砥石３２は、ビトリファイドボンドなどのボンド材によって、ダイヤモンド、又はＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒が結合されて、構成されている。

制御ユニット９０は、研削装置１の上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物１００に対する加工動作を研削装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット９０は、コンピュータである。制御ユニット９０は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット９０の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、研削装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して研削装置１の上述した構成要素に出力する。また、制御ユニット９０は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットや、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力装置と接続されている。入力装置は、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等とのうち少なくとも一つにより構成される。

チャックテーブル１０は、図１に示す研削装置１のチャックテーブルであって、図２に示すように、円盤状のポーラス吸着部１３と、ポーラス吸着部１３の外周を囲繞する枠体１４と、円盤状のテーブル本体１５とを具備する。

ポーラス吸着部１３は、厚さが一定の円盤状に形成され、ポーラスセラミックス等の多孔質材で構成されているとともに、表面が被加工物１００を保持する保持面１１をなしている。ポーラス吸着部１３は、多孔質材で構成されているので、通気可能な細かな孔が多数形成されている。

ポーラス吸着部１３は、被加工物１００の直径１０４よりも直径１３１が小さい強力吸着部１６と、強力吸着部１６よりも細メッシュのポーラスで構成されたバリア部１７とから構成されている。強力吸着部１６は、平面形状が円形に形成され、ポーラス吸着部１３の中央に設けられている。バリア部１７は、平面形状がリング状に形成され、ポーラス吸着部１３の外縁部の全周に亘って設けられている。バリア部１７の外径１４２は、被加工物１００の直径１０４よりも大きい。

なお、本発明では、強力吸着部１６よりも細メッシュのポーラスで構成されたとは、バリア部１７に設けられた細かな孔が、強力吸着部１６に設けられた細かな孔よりも小さいこと、と少ないこととのうち少なくとも一方であることを示している。実施形態１において、バリア部１７は、ポーラス吸着部１３を構成する多孔質材に樹脂又は水ガラス等が浸漬されて構成され、強力吸着部１６は、ポーラス吸着部１３を構成する多孔質材に樹脂又は水ガラス等に浸漬されることなく構成されているが、本発明では、バリア部１７及び強力吸着部１６の製造方法は、これらに限定されない。

枠体１４は、内径が被加工物１００の直径よりも大きなリング状に形成され、内周側にポーラス吸着部１３を収容している。枠体１４の厚さは、ポーラス吸着部１３の厚さと等しく形成されている。枠体１４は、通気性を有しない非通気性でかつ研削可能なセラミックス等から構成されている。枠体１４の軸心を含む断面における幅１４１は、全周に亘って一定に形成され、０．５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下に形成されている。チャックテーブル１０の枠体１４の外径１４２は、幅１４１が０．５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下に形成されていることにより、保持面１１に載置する被加工物１００の直径１０４と略同径である。なお、枠体１４の外径１４２が被加工物１００の直径１０４と略同径とは、被加工物１００のチャックテーブル１０の保持面１１に対する搬送時の位置ずれ（通常、０．５ｍｍ程度）が生じても、被加工物１００を枠体１４の上面にはみ出すことなくポーラス吸着部１３の保持面１１上に載置することが可能でありながら枠体１４の幅１４１を極力小さくした時の直径１０４及び外径１４２であることを示している。なお、幅１４１が０．５ｍｍ未満であると、０．５ｍｍ程度の被加工物１００の搬送時の位置ずれにより、被加工物１００の一部が枠体１４の上面にはみ出してしまう虞があるので、幅１４１は、０．５ｍｍ以上であるのが望ましい。また、幅１４１が０．６ｍｍを超えると、研削中にポーラス吸着部１３と被加工物１００との間に浸入する研削水の量が増加して、加工中の被加工物１００の外縁部がばたついてしまい、被加工物１００の外縁部に生じる割れ及び欠けを抑制できずに加工品質が低下してしまうので、幅１４１は、０．６ｍｍ以下であるのが望ましい。

テーブル本体１５は、厚さが一定でかつ枠体１４よりも大径な円盤状に形成されているとともに、ステンレス鋼等の金属により構成されている。

チャックテーブル１０は、テーブル本体１５の上面に強力吸着部１６及びバリア部１７が形成されたポーラス吸着部１３を収容した枠体１４が固定されている。実施形態１において、チャックテーブル１０は、テーブル本体１５、強力吸着部１６及びバリア部１７が同軸となる位置に配置されている。チャックテーブル１０は、支持基台１２上に装着される。

また、チャックテーブル１０のテーブル本体１５には、ポーラス吸着部１３に吸引源２１が発生する負圧を作用させるための真空吸引経路２２が形成されている。ポーラス吸着部１３は、チャックテーブル１０が支持基台１２上に装着されると、真空吸引経路２２及び支持基台１２に設けられた吸引路２３を介して吸引源２１と接続され、被加工物１００を吸引源２１が発生する負圧により保持面１１に吸引保持する。また、チャックテーブル１０は、支持基台１２に装着されると、Ｚ軸方向と平行な軸心回りに回転される。なお、Ｚ軸方向は、鉛直方向と平行であり、保持面１１と直交する方向である。

また、支持基台１２には、テーブル本体１５を吸引して固定するために、吸引源２１に接続された吸引路２４が設けられている。

前述した構成の研削装置１は、支持基台１２にチャックテーブル１０を装着して、保護テープ１１０を介して被加工物１００の表面１０２側をチャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持する。保持面１１に被加工物１００を吸引保持する際、チャックテーブル１０の強力吸着部１６の吸引力は、バリア部１７の吸引力よりも強い。研削装置１は、研削水を供給しながら研削ホイール３１及びチャックテーブル１０を軸心回りに回転させて、研削ホイール３１の研削砥石３２を被加工物１００の裏面１０３に押し付けて、被加工物１００の裏面１０３を研削する。

次に、実施形態１に係るチャックテーブル１０の製造方法を説明する。図３は、実施形態１に係るチャックテーブルの製造方法を示すフローチャートである。図４は、図３に示されたチャックテーブルの製造方法の部材接合ステップ後を示す断面図である。図５は、図３に示されたチャックテーブルの製造方法の形成ステップ後を示す断面図である。

チャックテーブル１０の製造方法は、実施形態１に係るチャックテーブル１０を製造する方法であって、図３に示すように、部材接合ステップＳＴ１と、形成ステップＳＴ２とを含む。

部材接合ステップＳＴ１は、ポーラス吸着部１３と枠体１４を構成する枠状部材２５とテーブル本体１５とを互いに接合するステップである。枠状部材２５は、枠体１４よりも外径２５１が大きいこと以外、枠体１４と同じ構成である。実施形態１において、部材接合ステップＳＴ１は、周知の接着剤等を用いて、枠状部材２５の内周面にポーラス吸着部１３を固定し、図４に示すように、接着剤によりテーブル本体１５の上面に枠状部材２５及びポーラス吸着部１３を固定する。チャックテーブル１０の製造方法は、図４に示すように、ポーラス吸着部１３と枠状部材２５とテーブル本体１５とを互いに接合すると、形成ステップＳＴ２に進む。

形成ステップＳＴ２は、枠状部材２５の外周面を切削して、枠状部材２５を枠体１４に形成するステップである。実施形態１において、形成ステップＳＴ２では、幅１４１が０．５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下になるまで枠状部材２５の外周面を切削する。チャックテーブル１０の製造方法は、形成ステップＳＴ２において、枠状部材２５を枠体１４に形成すると終了する。

実施形態１に係るチャックテーブル１０は、強力吸着部１６の直径が被加工物１００の直径１０４よりも小さく、かつ枠体１４の内径であるポーラス吸着部１３の直径１３１が被加工物１００の直径１０４よりも大きく形成されている。また、チャックテーブル１０は、枠体１４の幅１４１が０．５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下に形成されている。このために、チャックテーブル１０は、被加工物１００と略同径にチャックテーブル１０の枠体１４の外径１４２が形成されているため、保持面１１に被加工物１００を保持した際に、被加工物１００の外縁よりも外周に位置付けられるポーラス吸着部１３及び枠体１４の幅を抑制することができる。その結果、チャックテーブル１０は、研削装置１の研削中にポーラス吸着部１３及び枠体１４上の研削水の量を抑制することができ、ポーラス吸着部１３から吸引する研削水の量を抑制することができて、ポーラス吸着部１３と被加工物１００との間に浸入する研削水の量を抑制することができる。したがって、チャックテーブル１０は、加工中の被加工物１００の外縁部のばたつきを抑制することができ、被加工物１００の外縁部に生じる割れ及び欠けを抑制することができる。

また、実施形態１に係るチャックテーブル１０の製造方法は、前述した構成のチャックテーブル１０を製造するので、加工中の被加工物１００の外縁部のばたつきを抑制することができ、被加工物１００の外縁部に生じる割れ及び欠けを抑制できるチャックテーブル１０を得ることができる。

次に、本発明の発明者は、実施形態１に係るチャックテーブルの効果を確認した。結果を表１に示す。確認においては、比較例１、比較例２、本発明品１及び本発明品２のチャックテーブル１０を用いて被加工物１００を研削した。

比較例１は、枠体１４の幅１４１を０．２ｍｍとし、他の構成が実施形態１と等しいチャックテーブルである。比較例２は、枠体１４の幅１４１を１．０ｍｍとし、他の構成が実施形態１と等しいチャックテーブルである。本発明品１は、枠体１４の幅１４１を０．５ｍｍとした実施形態１に係るチャックテーブル１０である。本発明品２は、枠体１４の幅１４１を０．６ｍｍとした実施形態１に係るチャックテーブル１０である。

比較例１は、枠体１４の幅１４１が狭すぎて、枠体１４の機械的な強度が低下し、研削中に枠体１４が破損してしまうとともに、搬送時の位置ずれにより、被加工物１００の一部が枠体１４の上面にはみ出してしまい加工に適しないことが明らかとなった。比較例２は、研削中にポーラス吸着部１３と被加工物１００との間に浸入する研削水の量が増加して、加工中の被加工物１００の外縁部がばたついてしまい、被加工物１００の外縁部に生じる割れ及び欠けを抑制できないことが明らかとなった。これらの比較例１及び比較例２に対して、本発明品１及び本発明品２は、研削中にポーラス吸着部１３と被加工物１００との間に浸入する研削水の量を抑制でき、加工中の被加工物１００の外縁部のばたつきを抑制できて、被加工物１００の外縁部に生じる割れ及び欠けを抑制することができることが明らかとなった。よって、表１によれば、枠体１４の幅１４１を０．５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下とすることにより、加工中の被加工物１００の外縁部のばたつきを抑制できて、被加工物１００の外縁部に生じる割れ及び欠けを抑制することができることが明らかとなった。

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研削装置
１０チャックテーブル
１３ポーラス吸着部
１４枠体
１６強力吸着部
１７バリア部
１００被加工物
１０４直径
１４２外径

Claims

被加工物を研削する研削装置のチャックテーブルであって、
載置された被加工物を吸引保持する円盤状のポーラス吸着部と、
該ポーラス吸着部の外周を囲繞する枠体とを具備し、
該ポーラス吸着部は、
被加工物の直径より小さい強力吸引部と、該強力吸引部を囲繞する細メッシュのポーラスで形成されたバリア部とから構成され、
該チャックテーブルの該枠体の外径は、載置する被加工物と略同径であることを特徴とするチャックテーブル。