JP2019212753A

JP2019212753A - 被加工物ユニットの保持機構及び保持方法

Info

Publication number: JP2019212753A
Application number: JP2018107596A
Authority: JP
Inventors: 秀夫岩田; Hideo Iwata
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-06-05
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2019-12-12
Anticipated expiration: 2038-06-05
Also published as: JP7152882B2

Abstract

【課題】被加工物ユニットを保持する場合、クランプ式のように環状フレームの径を超える大きさの装置面積を要しないようにする。【解決手段】被加工物ＷをテープＴを介し支持する環状フレームＦを備えるユニットＷＵを、保持テーブル３０と保持テーブル３０を囲繞するフレーム保持部３１とからなる保持テーブル手段３Ａで保持する機構３であり、フレーム保持部３１にはボルト状係合突起３１０が形成され、フレームＦには、係合突起３１０の頭部３１０ａが挿入される穴Ｆｅと、挿入穴Ｆｅから周方向に伸長し係合突起３１０の首部３１０ｂが係合する長穴Ｆｇとが形成され、ユニットＷＵと保持テーブル手段３Ａとの相対的回動により、係合突起３１０が挿入穴Ｆｅに挿入される位置と係合突起３１０の首部３１０ｂが長穴Ｆｇと係合される位置とを係合突起３１０は往来し、係合突起３１０が係合位置にあるときにユニットＷＵを保持テーブル手段３Ａにより保持できる機構３。【選択図】図６

Description

本発明は、被加工物ユニットの保持機構及び保持方法に関する。

半導体デバイス製造工程においては、半導体からなるウェーハの表面にＩＣやＬＳＩ等の多数の電子回路を形成し、次いでウェーハの裏面を研削して所定の厚さに加工してから、電子回路が形成された領域を分割予定ラインに沿って切断するダイシングを行って、１枚のウェーハから多数の半導体チップをデバイスとして得ている。

ウェーハの裏面研削及びダイシングには、それぞれ研削装置及び切削装置が一般に用いられている。これらの装置としては、ウェーハを負圧で吸引保持してウェーハの被加工面を露出させる保持テーブルと、該保持テーブルに保持されたウェーハの被加工面を加工する加工手段とを備えた構成のものが知られている。加工手段は、研削装置の場合は研削砥石等の研削工具を備えた研削手段であり、切削装置の場合は切削ブレード等の切削工具を備えた切削手段である。

ところで、一般に半導体ウェーハ等の被加工物をハンドリングする際には、被加工物を環状のフレームの開口部に位置付け、被加工物に貼着した粘着テープを介して環状フレームで支持して被加工物ユニットとし、環状フレームを保持することによって作業性の向上や被加工物の破損を防止することが行われている（例えば、特許文献１参照）。そして、このような被加工物ユニットの被加工物を、上記の研削装置や切削装置のような加工装置に備える保持テーブルで保持する際には、環状フレームが加工手段に干渉しないようにするため環状フレームをクランプで挟持して保持する方式が一般的である。

特開Ｈ０８−６９９８５号公報

しかし、クランプ方式による環状フレームの保持では、環状フレームを外側からクランプで挟み込むため、環状フレームの径を超える大きさの装置面積が必要となり装置構成が大きくなるという問題を招くことになる。また、近年、ウェーハの大口径化が進んでおり、クランプ方式による環状フレームの保持では、より装置構成が大きくなるという懸念がある。

よって、加工装置において被加工物ユニットを保持する場合には、クランプ方式のように環状フレームの径を超える大きさの装置面積を要しないようにするという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、開口部に位置付けられた被加工物を粘着テープを介して支持する環状フレームを備える被加工物ユニットを、該被加工物を保持する被加工物保持テーブルと該被加工物保持テーブルを囲繞し該環状フレームを保持する環状フレーム保持部とからなる保持テーブル手段によって保持する被加工物ユニットの保持機構であって、該環状フレーム保持部には頭部と首部とからなるボルト形状の係合突起が形成され、該環状フレームには、該係合突起の頭部が挿入される挿入穴と、該挿入穴から周方向に伸長し該係合突起の首部が係合する被係合長穴とが形成され、該被加工物ユニットと該保持テーブル手段との相対的な回動により、該係合突起が該挿入穴に挿入される挿入位置と、該係合突起の首部が該被係合長穴と係合される係合位置とを該係合突起は往来し、該係合突起が該係合位置にあるときに被加工物ユニットを該保持テーブル手段によって保持可能であることを特徴とする被加工物ユニットの保持機構である。

また、上記課題を解決するための本発明は、開口部に位置付けられた被加工物を粘着テープを介して支持する環状フレームを備える被加工物ユニットを、該被加工物を保持する被加工物保持テーブルと該被加工物保持テーブルを囲繞し該環状フレームを保持する環状フレーム保持部とからなる保持テーブル手段によって保持する被加工物ユニットの保持方法であって、環状フレーム保持部には頭部と首部とからなるボルト形状の係合突起が形成され、該環状フレームは、該係合突起の頭部が挿入される挿入穴と、該挿入穴から周方向に伸長し該係合突起の首部が係合する被係合長穴とを、少なくとも備え、該係合突起を該挿入穴に挿入するように、該保持テーブル手段に該被加工物ユニットを載置する被加工物ユニット載置ステップと、該被加工物ユニットと該保持テーブル手段とを相対的に回動させて、該係合突起が該挿入穴に挿入される挿入位置から、該係合突起の首部が該被係合長穴と係合する係合位置に該係合突起を移動する被加工物ユニット係合ステップと、を備えることを特徴とする被加工物ユニットの保持方法である。

本発明に係る被加工物ユニットの保持機構は、環状フレーム保持部には頭部と首部とからなるボルト形状の係合突起が形成され、環状フレームには、係合突起の頭部が挿入される挿入穴と、挿入穴から周方向に伸長し係合突起の首部が係合する被係合長穴とが形成され、被加工物ユニットと保持テーブル手段との相対的な回動により、係合突起が挿入穴に挿入される挿入位置と、係合突起の首部が被係合長穴と係合される係合位置とを係合突起は往来し、係合突起が係合位置にあるときに被加工物ユニットを保持テーブル手段によって保持可能であるため、クランプ方式のように環状フレームを環状フレームの外側に位置するクランプで挟持固定する必要がないため、環状フレームの径を超える大きさの装置面積を要さず、装置の小型化に寄与する。

本発明に係る被加工物ユニットの保持方法では、環状フレーム保持部には頭部と首部とからなるボルト形状の係合突起が形成され、環状フレームは、係合突起の頭部が挿入される挿入穴と、挿入穴から周方向に伸長し係合突起の首部が係合する被係合長穴とを、少なくとも備え、係合突起を挿入穴に挿入するように、保持テーブル手段に被加工物ユニットを載置する被加工物ユニット載置ステップと、被加工物ユニットと保持テーブル手段とを相対的に回動させて、係合突起が挿入穴に挿入される挿入位置から、係合突起の首部が被係合長穴と係合する係合位置に係合突起を移動する被加工物ユニット係合ステップと、を備えることで、係合突起が係合位置にあるときに被加工物ユニットが保持テーブル手段によって保持された状態となるため、クランプ方式のように環状フレームを環状フレームの外側に位置するクランプで挟持固定する必要がなくなり、環状フレームの径を超える大きさの装置面積を必要としなくなる。

被加工物ユニットの一例を示す斜視図である。被加工物ユニットの一例を示す平面図である。被加工物ユニットの保持機構の一例を示す平面図である。被加工物ユニットの保持機構の一例を示す断面図である。環状フレーム保持部の係合突起を環状フレームの挿入穴に挿入するように、保持テーブル手段に被加工物ユニットを載置した状態を示す平面図である。被加工物ユニットと保持テーブル手段とを相対的に回動させて、係合突起が挿入穴に挿入される挿入位置から、係合突起の首部が被係合長穴と係合する係合位置に係合突起を移動する場合について説明する平面図である。係合突起が係合位置にあり被加工物ユニットが保持テーブル手段によって保持された状態を示す断面図である。

図１、２に示す被加工物Ｗは、例えば、円形の半導体ウェーハ（例えば、直径３００ｍｍのウェーハ）であり、図１において上側を向いている被加工物Ｗの表面Ｗａには複数の分割予定ラインＳがそれぞれ直交差するように設定されている。そして、分割予定ラインＳによって区画された格子状の領域には、デバイスＤがそれぞれ形成されている。
なお、被加工物Ｗの構成は本実施形態に示す例に限定されるものではない。例えば、被加工物Ｗは外形が矩形の基板であってもよいし、表面Ｗａにデバイスが形成される前のウェーハであってもよい。

図１、２に示す粘着テープＴは、被加工物Ｗよりも大径の円形状のテープである。また、図１に示す環状フレームＦは、ＳＵＳ等からなり粘着テープＴの直径よりも大きな外径を備えるフレームであり、中央に円形の開口部Ｆｃを備えている。
例えば、図示しない貼り付けテーブル上に載置された被加工物Ｗの中心と環状フレームＦの開口部Ｆｃの中心とが略合致するように、被加工物Ｗに対して環状フレームＦが位置付けられる。そして、貼り付けテーブル上でプレスローラー等により被加工物Ｗの裏面Ｗｂに粘着テープＴが押し付けられて貼着される。さらに、粘着テープＴの粘着面（上面）の外周部を環状フレームＦの下面Ｆｂにも貼着することで、被加工物Ｗは、粘着テープＴを介して環状フレームＦに支持された状態になる、即ち、開口部Ｆｃに位置付けられた被加工物Ｗを粘着テープＴを介して支持する環状フレームＦを備える被加工物ユニットＷＵを形成することができる。
なお、図１、２に示す被加工物ユニットＷＵは、切削加工を施すために表面Ｗａが露出した状態になっているが、例えば、研削加工を施す場合には、表面Ｗａを粘着テープＴに貼着して裏面Ｗｂが上方に露出した状態にする。

図３，４に示す被加工物ユニットＷＵの保持機構３は、被加工物Ｗを保持する被加工物保持テーブル３０と、被加工物保持テーブル３０を囲繞し環状フレームＦを保持する環状フレーム保持部３１とからなる保持テーブル手段３Ａを少なくとも備える。
保持機構３は、例えば、被加工物Ｗに対して回転する切削砥石を切込ませて被加工物Ｗをカットする切削装置に備えられている。なお、保持機構３は、回転する研削砥石で被加工物Ｗを研削して薄化する研削装置、被加工物Ｗに対してレーザー照射によって被加工物Ｗに所望の加工を施すレーザー加工装置、研磨パッドで被加工物Ｗを研磨する研磨装置、又は被加工物Ｗの状態を検査する検査装置等に備えられていてもよい。

被加工物保持テーブル３０は、例えば、その外形が円形状であり、ポーラス部材などからなり被加工物Ｗを吸着する吸着部３００と、吸着部３００を囲繞して支持する枠体３０１とを備える。吸着部３００は、コンプレッサーやエジェクター等の真空発生装置である図示しない吸引源に連通する。そして、図示しない吸引源が作動することで、吸引源が生み出す吸引力が吸着部３００の露出面である保持面３００ａに伝達され、被加工物保持テーブル３０は保持面３００ａ上で被加工物Ｗを吸引保持できる。
図４に示すように、被加工物保持テーブル３０の底面側には、軸方向がＺ軸方向である回転軸３２が連結されている。回転軸３２の下端側には図示しないモータが連結されており、モータが回転軸３２を回転させることに伴って、被加工物保持テーブル３０がＺ軸方向の軸心周りに回転する。

被加工物保持テーブル３０を囲繞し環状フレームＦを保持する環状フレーム保持部３１は、例えば、有底筒状の外形を備えており、その底部に回転軸３２が挿通された状態で回転軸３２の側面に取り付けられており、回転軸３２の回転により被加工物保持テーブル３０と共にＺ軸方向の軸心周りに回転可能となっている。本実施形態においては、環状フレーム保持部３１と被加工物保持テーブル３０とは別体となっており、環状フレーム保持部３１の内周面と被加工物保持テーブル３０の外側面との間には隙間がもうけられているが、環状フレーム保持部３１が被加工物保持テーブル３０の外側面に取り付けられて一体的になっていてもよい。環状フレーム保持部３１の上面３１ａと被加工物保持テーブル３０の保持面３００ａとは面一となっている。

例えば、保持機構３が研削装置に配設されている場合には、環状フレーム保持部３１が回転軸３２の側面を上下方向に移動可能となっているとよい。これによって、図１に示す被加工物ユニットＷＵの環状フレームＦを被加工物保持テーブル３０の保持面３００ａより下方に押し下げた状態で固定できる。そのため、環状フレームＦが研削砥石と接触せずに被加工物Ｗを研削することができる。

環状フレーム保持部３１の上面３１ａには、例えば円形の頭部３１０ａと頭部３１０ａよりも小径の首部３１０ｂとからなるボルト形状の係合突起３１０が、周方向に等間隔（例えば、９０度）を空けて４つ形成されている。即ち、係合突起３１０は縦断面略Ｔ字状の外形を備えており、首部３１０ｂの側面にネジは刻まれていないものである。
例えば、首部３１０ｂの長さは、環状フレームＦの厚さに粘着テープＴの厚さを加えた値よりも僅かに大きいと、被加工物ユニットＷＵが保持テーブル手段３Ａによって保持された状態において、被加工物ユニットＷＵの上下方向におけるばたつきが頭部３１０ａによって抑制されるため好ましい。また、係合突起３１０の配設個数は、４つに限定されるものではない。

図１、２に示すように、環状フレームＦには、図３、４に示す環状フレーム保持部３１の係合突起３１０の頭部３１０ａが挿入される挿入穴Ｆｅと、挿入穴Ｆｅから周方向に伸長し係合突起３１０の首部３１０ｂが係合する被係合長穴Ｆｇとが貫通形成されている。挿入穴Ｆｅ及び被係合長穴Ｆｇは、環状フレーム保持部３１の係合突起３１０の配設個数に合わせて、周方向に等間隔（９０度）を空けて４つ形成されている。挿入穴Ｆｅと被係合長穴Ｆｇとが合さった形状は、所謂ダルマ穴となる。例えば、円形の頭部３１０ａの径は、挿入穴Ｆｅの径よりも僅かに小さく、被係合長穴Ｆｇの径よりも大きくなっている。

以下に、図３、４に示す被加工物ユニットの保持機構３を用いて、図１、２に示す被加工物ユニットＷＵを保持する場合の各ステップについて説明していく。

（１）被加工物ユニット載置ステップ
まず、図示しない搬送手段又は作業者により、図２に示す被加工物ユニットＷＵの中心が図３に示す保持テーブル手段３Ａの中心と略合致するように被加工物ユニットＷＵが保持テーブル手段３Ａの上方に位置付けられる。さらに、環状フレーム保持部３１の各係合突起３１０の頭部３１０ａと被加工物ユニットＷＵの環状フレームＦの各挿入穴Ｆｅとが略合致するように両者の位置合わせがなされ、係合突起３１０が挿入穴Ｆｅに挿入される挿入位置に位置付けられる。

次いで、被加工物ユニットＷＵを降下させていき、係合突起３１０を挿入穴Ｆｅに挿入するとともに、環状フレームＦを環状フレーム保持部３１の上面３１ａに粘着テープＴを介して載置し、また、被加工物Ｗを粘着テープＴを介して被加工物保持テーブル３０の保持面３００ａに載置する。

（２）被加工物ユニット係合ステップ
被加工物ユニット載置ステップを上記のように実施することで、図５に示すように、環状フレーム保持部３１の係合突起３１０は、係合突起３１０が挿入穴Ｆｅに挿入されている挿入位置にある。例えば作業者が、図６に示すように固定されている状態の被加工物保持テーブル３０に対して被加工物ユニットＷＵを＋Ｚ方向から見て時計回り方向に回動させる。その結果、係合突起３１０が、係合突起３１０が挿入穴Ｆｅに挿入される挿入位置から、係合突起３１０の首部３１０ｂ（図４参照）が被係合長穴Ｆｇと係合する係合位置まで移動して、首部３１０ｂが被係合長穴Ｆｇと係合する。したがって、首部３１０ｂよりも大径の頭部３１０ａによって環状フレームＦの上下方向における移動が制限された状態になる。
なお、固定されている状態の被加工物ユニットＷＵに対して、＋Ｚ方向から見て反時計回り方向に保持テーブル手段３Ａが回動することで、被係合長穴Ｆｇが係合突起３１０の首部３１０ｂと係合する係合位置まで移動して、首部３１０ｂが被係合長穴Ｆｇと係合するものとしてもよい。

次いで、図示しない吸引源が作動することで、吸引源が生み出す吸引力が保持面３００ａに伝達され、被加工物保持テーブル３０は保持面３００ａ上で被加工物Ｗを吸引保持し、図７に示すように、被加工物ユニットＷＵが保持テーブル手段３Ａによって保持された状態になる。

上記のように、本発明に係る被加工物ユニットＷＵの保持機構３は、環状フレーム保持部３１には頭部３１０ａと首部３１０ｂとからなるボルト形状の係合突起３１０が形成され、環状フレームＦには、係合突起３１０の頭部３１０ａが挿入される挿入穴Ｆｅと、挿入穴Ｆｅから周方向に伸長し係合突起３１０の首部３１０ｂが係合する被係合長穴Ｆｇとが形成され、被加工物ユニットＷＵと保持テーブル手段３Ａとの相対的な回動により、係合突起３１０が挿入穴Ｆｅに挿入される挿入位置と、係合突起３１０の首部３１０ｂが被係合長穴Ｆｇと係合される係合位置とを係合突起３１０は往来し、係合突起３１０が係合位置にあるときに被加工物ユニットＷＵを保持テーブル手段３Ａによって保持可能であるため、従来のクランプ方式のように環状フレームＦを環状フレームＦの外側に位置するクランプで挟持固定する必要がないため、環状フレームＦの径を超える大きさの装置面積を要さず、装置の小型化に寄与する。

本発明に係る被加工物ユニットＷＵの保持方法では、環状フレーム保持部３１には頭部３１０ａと首部３１０ｂとからなるボルト形状の係合突起３１０が形成され、環状フレームＦは、係合突起３１０の頭部３１０ａが挿入される挿入穴Ｆｅと、挿入穴Ｆｅから周方向に伸長し係合突起３１０の首部３１０ｂが係合する被係合長穴Ｆｇとを、少なくとも備え、係合突起３１０を挿入穴Ｆｅに挿入するように、保持テーブル手段３Ａに被加工物ユニットＷＵを載置する被加工物ユニットＷＵ載置ステップと、被加工物ユニットＷＵと保持テーブル手段３Ａとを相対的に回動させて、係合突起３１０が挿入穴Ｆｅに挿入される挿入位置から、係合突起３１０の首部３１０ｂが被係合長穴Ｆｇと係合する係合位置に係合突起３１０を移動する被加工物ユニットＷＵ係合ステップと、を備えることで、係合突起３１０が係合位置にあるときに被加工物ユニットＷＵが保持テーブル手段３Ａによって保持された状態となるため、従来のようなクランプ方式のように環状フレームＦを環状フレームＦの外側に位置するクランプで挟持固定する必要がなくなり、環状フレームＦの径を超える大きさの装置面積を必要としなくなる。

なお、本発明に係る被加工物ユニットの保持方法は上記の例に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている保持機構３の構成についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

被加工物ユニットＷＵが保持テーブル手段３Ａによって保持された後、被加工物Ｗに切削加工を施す場合には、例えば、図６に示す被加工物Ｗの分割予定ラインＳをＸ軸方向（切削送り方向）と平行に合わせるθ合わせ（平行出し）、及び分割予定ラインＳのアライメントに基づく分割予定ラインＳの座標位置の決定などが行われる。

被加工物ユニットＷＵが保持テーブル手段３Ａによって保持された後、被加工物Ｗに研削加工を施す場合には、例えば、環状フレーム保持部３１が被加工物保持テーブル３０に対して相対的に下降して、図７に示す被加工物ユニットＷＵの環状フレームＦを被加工物保持テーブル３０の保持面３００ａより下方に押し下げた状態とする。そして、環状フレームＦが研削砥石と接触せずに被加工物Ｗを研削できるようにする。
なお、被加工物Ｗに研削加工（又は研磨加工）を施す場合には、保持テーブル手段３Ａの回転速度は基本的に高速となるため、図６に示す保持テーブル手段３Ａの回転方向は、＋Ｚ方向から見て反時計回り方向とすると、係合突起３１０の頭部３１０ａが挿入位置まで戻ってしまい挿入穴Ｆｅから抜けてしまうといった事態が生じることが防がれるので好ましい。なお、被加工物ユニットＷＵの環状フレームＦを被加工物保持テーブル３０の保持面３００ａより下方に押し下げた状態とすることで、係合突起３１０の頭部３１０ａによって環状フレームＦが下方に押圧された状態になるため、図６に示す保持テーブル手段３Ａの回転方向を＋Ｚ方向から見て時計回り方向としたとしても、係合突起３１０の頭部３１０ａが挿入位置まで戻ってしまい挿入穴Ｆｅから抜けてしまうといった事態が生じることが防がれる。

ＷＵ：被加工物ユニットＷ：被加工物Ｗａ：被加工物の表面Ｗｂ：被加工物の裏面Ｔ：粘着テープ
Ｆ：環状フレームＦｃ：環状フレームの開口部Ｆｅ：挿入穴Ｆｇ：被係合長穴
３：保持機構３Ａ：保持テーブル手段
３０：被加工物保持テーブル３００：吸着部３００ａ：保持面３０１：枠体
３１：環状フレーム保持部３１０：係合突起３１０ａ：頭部３１０ｂ：首部
３２：回転軸

Claims

開口部に位置付けられた被加工物を粘着テープを介して支持する環状フレームを備える被加工物ユニットを、該被加工物を保持する被加工物保持テーブルと該被加工物保持テーブルを囲繞し該環状フレームを保持する環状フレーム保持部とからなる保持テーブル手段によって保持する被加工物ユニットの保持機構であって、
該環状フレーム保持部には頭部と首部とからなるボルト形状の係合突起が形成され、
該環状フレームには、該係合突起の頭部が挿入される挿入穴と、該挿入穴から周方向に伸長し該係合突起の首部が係合する被係合長穴とが形成され、
該被加工物ユニットと該保持テーブル手段との相対的な回動により、該係合突起が該挿入穴に挿入される挿入位置と、該係合突起の首部が該被係合長穴と係合される係合位置とを該係合突起は往来し、該係合突起が該係合位置にあるときに被加工物ユニットを該保持テーブル手段によって保持可能であることを特徴とする被加工物ユニットの保持機構。
開口部に位置付けられた被加工物を粘着テープを介して支持する環状フレームを備える被加工物ユニットを、該被加工物を保持する被加工物保持テーブルと該被加工物保持テーブルを囲繞し該環状フレームを保持する環状フレーム保持部とからなる保持テーブル手段によって保持する被加工物ユニットの保持方法であって、
環状フレーム保持部には頭部と首部とからなるボルト形状の係合突起が形成され、
該環状フレームは、該係合突起の頭部が挿入される挿入穴と、該挿入穴から周方向に伸長し該係合突起の首部が係合する被係合長穴とを、少なくとも備え、
該係合突起を該挿入穴に挿入するように、該保持テーブル手段に該被加工物ユニットを載置する被加工物ユニット載置ステップと、
該被加工物ユニットと該保持テーブル手段とを相対的に回動させて、該係合突起が該挿入穴に挿入される挿入位置から、該係合突起の首部が該被係合長穴と係合する係合位置に該係合突起を移動する被加工物ユニット係合ステップと、を備えることを特徴とする被加工物ユニットの保持方法。