JP2023010121A - 汚れ付着防止カバー - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物を加工する際に使用されるフレームを保持するためのフレーム保持部に汚れが付着するのを防ぐ。【解決手段】被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、被加工物に貼付されるテープの周縁部に固定して使用され強磁性体でなる環状のフレームを支持する支持面、及び支持面に支持されたフレームを磁力で支持面に固定する磁石を有するフレーム保持部と、チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工ユニットと、を備える加工装置のフレーム保持部に装着される汚れ付着防止カバーであって、支持面の全体を覆うことができる大きさの第１面を有する本体部と、本体部の第１面側に配置され強磁性体で構成される装着部と、を含み、フレームを使用せずに被加工物が加工される場合に、第１面を支持面に対面させることで装着部に作用する磁石の磁力によりフレーム保持部に装着される。【選択図】図４

Description

本発明は、被加工物を加工する際に使用されるフレームを保持するためのフレーム保持部に汚れが付着するのを防ぐ汚れ付着防止カバーに関する。

種々の電子機器に組み込まれる小型で軽量なデバイスチップを実現するために、集積回路に代表されるデバイスが表面側に設けられた半導体ウェーハ等の被加工物を薄く加工する機会が増えている。例えば、被加工物の一方の面（被保持面）をチャックテーブルで保持し、砥粒を含む砥石が固定された研削ホイールとチャックテーブルとを互いに回転させて、水等の液体を供給しながら被加工物の他方の面に砥石を押し当てることで、この被加工物を研削加工して薄くできる。

上述のような被加工物の研削加工では、被加工物の全体を確実に保持できるように、被加工物に対して負圧を作用させることができる保持面を上部に備えた負圧吸引式（真空吸引式）のチャックテーブルが使用される。ところが、この保持面に比べて小さな被加工物をチャックテーブルで保持しようとすると、被加工物の被保持面とチャックテーブルの保持面との隙間から負圧が漏れ、被加工物の全体をチャックテーブルで適切に保持できなくなる。

また、例えば、被加工物を１００μｍよりも薄くなるまで研削加工すると、被加工物の強度が大幅に低下し、その後、被加工物を保持して搬送する際に被加工物が破損し易くなる。そこで、対象の被加工物よりも大きなテープを被加工物に貼付し、このテープの周縁部に環状のフレームを固定することで、保持面からの負圧の漏れと、搬送の際の被加工物の破損と、を防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９－１４１１２２号公報

上述の方法で採用されるフレームは、例えば、鉄等の強磁性体（強磁性材料）により構成されており、チャックテーブルに隣接する位置には、上面側に磁石を有するフレーム保持部が配置されている。そのため、テープの周縁部に固定されたフレームをフレーム保持部の上面に置くと、このフレームは、フレーム保持部に設けられた磁石の磁力（引力）によりフレーム保持部に固定される。

ところで、チャックテーブルとフレーム保持部とで構成される上述の保持ユニットは、フレームを使用せずに被加工物を加工する際にも使用される。しかしながら、その場合には、フレーム保持部の上面が露出した状態で被加工物が加工されるので、加工時に発生する屑等でフレーム保持部の上面が汚れ易かった。

よって、本発明の目的は、被加工物を加工する際に使用されるフレームを保持するためのフレーム保持部に汚れが付着するのを防ぐことである。

本発明の一側面によれば、被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、被加工物に貼付されるテープの周縁部に固定して使用され強磁性体でなる環状のフレームを支持する支持面、及び該支持面に支持された該フレームを磁力で該支持面に固定する磁石を有するフレーム保持部と、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工ユニットと、を備える加工装置の該フレーム保持部に装着される汚れ付着防止カバーであって、該支持面の全体を覆うことができる大きさの第１面を有する本体部と、該本体部の該第１面側に配置され強磁性体で構成される装着部と、を含み、該フレームを使用せずに被加工物が加工される場合に、該第１面を該支持面に対面させることで該装着部に作用する該磁石の磁力により該フレーム保持部に装着される汚れ付着防止カバーが提供される。

好ましくは、該本体部は、該第１面とは反対側の第２面を有し、該第２面は、該第１面に対して傾斜している。

また、好ましくは、該本体部は、該第１面とは反対側の第２面を有し、該本体部の該第２面側には、磁石を有する吸着部が配置されている。

本発明の一側面にかかる汚れ付着防止カバーは、フレーム保持部の支持面の全体を覆うことができる大きさの第１面を有する本体部と、本体部の第１面側に配置され強磁性体で構成される装着部と、を含むので、例えば、フレームを使用せずに被加工物が加工される場合に、第１面をフレーム保持部の支持面に対面させて、フレーム保持部が有する磁石の磁力を装着部に作用させることで、この汚れ付着防止カバーをフレーム保持部に装着できる。よって、フレームを使用せずに被加工物が加工される場合にも、フレーム保持部に汚れが付着するのを防ぐことができる。

図１は、本実施形態の汚れ付着防止カバーが使用される研削装置を模式的に示す断面図である。 図２は、汚れ付着防止カバーを模式的に示す斜視図である。 図３は、汚れ付着防止カバーを模式的に示す下面図である。 図４は、汚れ付着防止カバーの一部を模式的に示す断面図である。 図５は、汚れ付着防止カバーを装着した研削装置を模式的に示す断面図である。 図６は、変形例にかかる汚れ付着防止カバーの一部を模式的に示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態の汚れ付着防止カバーが使用される研削装置（加工装置）２を模式的に示す断面図である。図１に示すように、本実施形態の研削装置２は、板状の被加工物１１を研削加工できるように構成されている。

被加工物１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の半導体を用いて円盤状に形成されたウェーハであり、円形状の表面１１ａと、表面１１ａとは反対側の円形状の裏面１１ｂと、を有している。被加工物１１の表面１１ａ側は、互いに交差する複数の分割予定ライン（ストリート）で複数の小領域に区画されており、各小領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイスが形成されている。

例えば、この被加工物１１の裏面１１ｂ側が、研削装置２で研削加工される。被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削加工する前には、樹脂等で構成されるテープ１３を被加工物１１の表面１１ａ側に貼付しておく。これにより、裏面１１ｂ側を研削加工する際に表面１１ａ側に加わる衝撃をテープ１３で緩和して、被加工物１１のデバイス等を保護できる。

なお、本実施形態では、シリコン等の半導体でなる円盤状のウェーハを被加工物１１としているが、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板を被加工物１１として用いることもできる。同様に、デバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。被加工物１１には、デバイスが形成されていなくても良い。

図１に示すように、研削装置２は、板状の被加工物１１を保持できるように構成されたチャックテーブル４を備えている。チャックテーブル４は、例えば、セラミックスや金属等を用いて形成された円盤状の枠体６を含む。枠体６の上面側には、円形状の開口を上端に持つ凹部６ａが形成されている。この凹部６ａには、セラミックス等を用いて多孔質の円盤状に形成された保持板８が、埋め込まれるように固定されている。

保持板８の上面（保持面）８ａは、例えば、円錐の側面に相当する形状を有している。保持板８の下面側には、枠体６の内部に設けられた流路６ｂや、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）が接続されている。そのため、吸引源を作動させた状態でバルブを開くと、この吸引源で発生した負圧が保持板８の上面８ａに作用する。

よって、例えば、保持板８の上面８ａにテープ１３を接触させた上で、この保持板８の上面８ａに負圧を作用させれば、テープ１３は、保持板８の上面８ａに吸引される。つまり、被加工物１１がテープ１３を介してチャックテーブル４の上面８ａに保持される。なお、図１では、保持板８の上面８ａを構成する円錐の側面の形状が誇張されているが、実際には、上面８ａの最も高い点と最も低い点との高さの差（高低差）が１０μｍ～３０μｍ程度である。

枠体６の下部には、モーター等の回転駆動源（不図示）が連結されている。チャックテーブル４は、この回転駆動源が生じる力によって、円錐の頂点に相当する上面８ａの頂点８ｂが回転の中心となるように、鉛直方向に沿う軸、又は鉛直方向に対して僅かに傾いた軸の周りに回転する。また、枠体６は、移動機構（不図示）によって支持されており、チャックテーブル４は、この移動機構が生じる力によって水平方向に移動する。

ところで、保持板８の直径（幅）に比べて被加工物１１の直径（幅）が小さい場合には、図１に示すように、被加工物１１よりも直径（幅）の大きなテープ１３が被加工物１１に貼付され、このテープ１３の周縁部に環状のフレーム１５が固定される。そのため、チャックテーブル４を構成する枠体６の周囲には、フレーム１５を保持できるフレーム保持部１０が設けられている。

フレーム保持部１０は、フレーム１５を支持できる概ね平坦な上面（支持面）１２ａを持つ環状の保持部本体１２と、保持部本体１２の周方向に沿って保持部本体１２の上面（支持面）１２ａ側に埋め込まれるように配置された複数の磁石１４と、を含む。フレーム１５は、代表的には、鉄等の強磁性体で構成され、保持部本体１２の上面１２ａに載せられると、磁石１４の磁力で上面１２ａに固定される。

チャックテーブル４及びフレーム保持部１０の上方には、研削ユニット（加工ユニット）２０が配置されている。研削ユニット２０は、例えば、筒状のスピンドルハウジング（不図示）を含む。スピンドルハウジングの内側の空間には、柱状のスピンドル２２が収容されている。

スピンドル２２の下端部には、円盤状のマウント２４が設けられている。マウント２４の外周部には、このマウント２４を厚さの方向に貫通する複数の穴（不図示）が形成されており、各穴には、ボルト２６等が挿入される。マウント２４の下面には、このマウント２４と概ね直径が等しい円盤状の研削ホイール２８が、ボルト２６等によって固定されている。

研削ホイール２８は、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属を用いて形成された円盤状のホイール基台３０を含む。ホイール基台３０の下面には、このホイール基台３０の周方向に沿って複数の研削砥石３２が固定されている。スピンドル２２の上端側には、モーター等の回転駆動源（不図示）が連結されている。研削ホイール２８は、この回転駆動源が生じる力によって、鉛直方向に沿う軸、又は鉛直方向に対して僅かに傾いた軸の周りに回転する。

研削ホイール２８の傍、又は研削ホイール２８の内部には、研削砥石３２等に対して研削加工用の液体（代表的には、水）を供給できるように構成されたノズル（不図示）が設けられている。スピンドルハウジングは、例えば、移動機構（不図示）によって支持されており、研削ユニット２０は、この移動機構が生じる力によって、鉛直方向に移動する。

被加工物１１を研削加工する際には、まず、チャックテーブル４を研削ユニット２０の直下に移動させる。そして、図１に示すように、チャックテーブル４と研削ホイール２８とをそれぞれ回転させ、ノズルから液体を供給しながら研削ユニット２０を下降させる。研削ユニット２０の下降の速度は、被加工物１１に対して研削砥石３２が適切な圧力で押し当てられる範囲に調整される。これにより、被加工物１１を裏面１１ｂ側から研削加工して、薄くできる。

図２は、フレーム保持部１０に装着される汚れ付着防止カバー１を模式的に示す斜視図であり、図３は、汚れ付着防止カバー１を模式的に示す下面図であり、図４は、汚れ付着防止カバー１の一部を模式的に示す断面図である。図２、図３、及び図４に示すように、汚れ付着防止カバー１は、フレーム保持部１０の上面１２ａの全体を覆うことができる大きさの下面（第１面）３ａを持つ環状のカバー本体（本体部）３を含む。

カバー本体３の内周縁３ｃの直径は、保持部本体１２の内周縁の直径と同じか、又は、それよりも小さくなっている。一方で、カバー本体３の外周縁３ｄの直径は、保持部本体１２の外周縁の直径と同じか、又は、それよりも大きくなっている。つまり、カバー本体３の内周縁３ｃと外周縁３ｄとの間隔（幅）は、保持部本体１２の内周縁と外周縁との間隔（幅）と同じか、又は、それよりも大きくなっている。

そして、カバー本体３の下面３ａ側には、鉄等の強磁性体で構成された環状の強磁性部材（装着部）５が埋め込まれるように配置されている。そのため、保持部本体１２の上面１２ａに下面３ａが対面するようにカバー本体３をフレーム保持部１０に載せると、この強磁性部材５に磁石１４の磁力が作用し、汚れ付着防止カバー１がフレーム保持部１０に装着される。

その結果、フレーム保持部１０の上面１２ａの全体がカバー本体３で覆われ、フレーム保持部１０の上面１２ａに汚れが付着するのを防ぐことができる。なお、カバー本体３の下面３ａとは反対側に位置する上面（第２面）３ｂは、下面３ａに対して傾斜している。

具体的には、汚れ付着防止カバー１の径方向の中央側に比べて、汚れ付着防止カバー１の内周縁３ｃ側及び外周縁３ｄ側で汚れ付着防止カバー１の厚みが薄くなるように、下面３ａに対して上面３ｂが傾斜している。そのため、研削加工の際に被加工物１１等から発生する屑は、研削加工の際に使用された液体とともに上面３ｂ側から速やかに排出され、この上面３ｂに殆ど残留しない。これにより、汚れ付着防止カバー１の清掃が容易になっている。

図５は、汚れ付着防止カバー１を装着した研削装置２を模式的に示す断面図である。図５に示すように、研削加工の対象となる被加工物２１の直径（幅）が、例えば、保持板８の直径（幅）と同程度か、又は、それよりも大きい場合には、図５に示すように、被加工物１１と同程度の直径（幅）のテープ２３が被加工物２１の表面２１ａに貼付される。一方で、この場合には、図１のような環状のフレームが使用されない。

このように、環状のフレームを使用せずに被加工物２１を研削加工する際には、フレーム保持部１０に汚れ付着防止カバー１が装着される。これにより、フレーム保持部１０の上面１２ａが露出せずに汚れ付着防止カバー１で覆われるので、被加工物２１の裏面２１ｂ側の研削加工によって発生する屑は、フレーム保持部１０の上面１２ａに付着しない。

以上のように、本実施形態にかかる汚れ付着防止カバー１は、フレーム保持部１０の上面（支持面）１２ａの全体を覆うことができる大きさの下面（第１面）３ａを有するカバー本体（本体部）３と、カバー本体３の下面３ａ側に配置され強磁性体で構成される強磁性部材（装着部）５と、を含むので、例えば、フレームを使用せずに被加工物２１が研削加工される場合に、下面３ａをフレーム保持部１０の上面１２ａに対面させて、フレーム保持部１０が有する磁石１４の磁力を強磁性部材５に作用させることで、この汚れ付着防止カバー１をフレーム保持部１０に装着できる。よって、フレームを使用せずに被加工物２１が研削加工される場合にも、フレーム保持部１０に汚れが付着するのを防ぐことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上述した実施形態では、汚れ付着防止カバー１のカバー本体３と、強磁性体で構成された強磁性部材５と、を別の部品で構成しているが、これらは、例えば、強磁性体で一体的に構成されても良い。少なくとも、強磁性体で構成される装着部が、本体部の下面（第１面）側に配置されていれば良い。

また、上述した実施形態では、環状に構成された１つの保持部本体１２が使用されているが、フレーム保持部１０を構成する保持部本体の形状や数量等に特段の制限はない。例えば、複数の保持部本体を、チャックテーブル４の周方向に沿って離散的に配置することもできる。

なお、この場合には、保持部本体の形状等に応じて、汚れ付着防止カバー１の形状等を変更すると良い。フレーム保持部１０を構成する磁石の形状や数量等も同様である。例えば、磁石は、チャックテーブル４を囲む環状に構成されても良い。

更に、上述した実施形態では、汚れ付着防止カバー１が装着される加工装置の一例として、研削ユニット２０を備える研削装置２について説明したが、汚れ付着防止カバー１が装着される加工装置は、環状の切削ブレードが装着される切削ユニット（加工ユニット）を含む切削装置等でも良い。

また、上述した汚れ付着防止カバー１は、研削加工の際に発生する屑等の汚れが自身に残留し難いように構成されているが、本発明の汚れ付着防止カバーは、少なくとも、フレーム保持部１０に汚れが付着するのを防ぐことができるように構成されていれば良い。例えば、汚れ付着防止カバー１の上面（第２面）３ｂは、下面（第１面）３３ａに対して傾斜していなくても良い。

図６は、変形例にかかる汚れ付着防止カバー３１の一部を模式的に示す断面図である。図６に示すように、変形例にかかる汚れ付着防止カバー３１は、フレーム保持部１０の上面（支持面）１２ａの全体を覆うことができる大きさの下面（第１面）３３ａを持つ環状のカバー本体（本体部）３３を含む。

カバー本体３３の内周縁３３ｃの直径は、保持部本体１２の内周縁の直径と同じか、又は、それよりも小さくなっている。一方で、カバー本体３３の外周縁３３ｄの直径は、保持部本体１２の外周縁の直径と同じか、又は、それよりも大きくなっている。つまり、カバー本体３３の内周縁３３ｃと外周縁３３ｄとの間隔（幅）は、保持部本体１２の内周縁と外周縁との間隔（幅）と同じか、又は、それよりも大きくなっている。

そして、カバー本体３３の下面３３ａ側には、鉄等の強磁性体で構成された環状の強磁性部材（装着部）３５が埋め込まれるように配置されている。そのため、保持部本体１２の上面１２ａに下面３３ａが対面するようにカバー本体３３をフレーム保持部１０に載せると、この強磁性部材３５に磁石１４の磁力が作用し、汚れ付着防止カバー３１がフレーム保持部１０に装着される。

その結果、フレーム保持部１０の上面１２ａの全体がカバー本体３３で覆われ、フレーム保持部１０の上面１２ａに汚れが付着するのを防ぐことができる。なお、カバー本体３３の下面３３ａとは反対側に位置する上面（第２面）３３ｂは、下面３３ａに対して傾斜している。具体的には、汚れ付着防止カバー３１の径方向の中央側に比べて、汚れ付着防止カバー３１の内周縁３３ｃ側及び外周縁３３ｄ側で汚れ付着防止カバー３１の厚みが厚くなるように、下面３３ａに対して上面３３ｂが傾斜している。

また、カバー本体３３の上面３３ｂ側には、磁石を含む環状の吸着部材（吸着部）３７が埋め込まれるように配置されている。この吸着部材３７の上面（表面）３７ａも、カバー本体３３の下面３３ａに対して傾斜している。具体的には、汚れ付着防止カバー３１の径方向の中央側に比べて、汚れ付着防止カバー３１の内周縁３３ｃ側及び外周縁３３ｄ側で吸着部材３７の厚みが厚くなるように、下面３３ａに対して上面３７ａが傾斜している。

よって、強磁性体を含む被加工物１１を研削加工する際に発生した強磁性体の屑等は、吸着部材３７の磁力により、カバー本体３３の上面３３ｂ側に捕囚される。そのため、この汚れ付着防止カバー３１を使用する場合には、フレーム保持部１０に汚れが付着するのを防ぐことができるとともに、鉄粉等を含む屑を廃液から除去するための処理を簡略化できる。

その他、上述した実施形態及び変形例にかかる構造、方法等は、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。

１ ：汚れ付着防止カバー
３ ：カバー本体（本体部）
３ａ ：下面（第１面）
３ｂ ：上面（第２面）
３ｃ ：内周縁
３ｄ ：外周縁
５ ：強磁性部材（装着部）
３１ ：汚れ付着防止カバー
３３ ：カバー本体（本体部）
３３ａ ：下面（第１面）
３３ｂ ：上面（第２面）
３３ｃ ：内周縁
３３ｄ ：外周縁
３５ ：強磁性部材（装着部）
３７ ：吸着部材（吸着部）
３７ａ ：上面（表面）
２ ：研削装置（加工装置）
４ ：チャックテーブル
６ ：枠体
６ａ ：凹部
６ｂ ：流路
８ ：保持板
８ａ ：上面
８ｂ ：頂点
１０ ：フレーム保持部
１２ ：保持部本体
１２ａ ：上面（支持面）
１４ ：磁石
２０ ：研削ユニット（加工ユニット）
２２ ：スピンドル
２４ ：マウント
２６ ：ボルト
２８ ：研削ホイール
３０ ：ホイール基台
３２ ：研削砥石
１１ ：被加工物
１１ａ ：表面
１１ｂ ：裏面
１３ ：テープ
１５ ：フレーム
２１ ：被加工物
２１ａ ：表面
２１ｂ ：裏面
２３ ：テープ

Claims (3)

1. 被加工物を保持する保持面を有するチャックテーブルと、被加工物に貼付されるテープの周縁部に固定して使用され強磁性体でなる環状のフレームを支持する支持面、及び該支持面に支持された該フレームを磁力で該支持面に固定する磁石を有するフレーム保持部と、該チャックテーブルに保持された被加工物を加工する加工ユニットと、を備える加工装置の該フレーム保持部に装着される汚れ付着防止カバーであって、
   該支持面の全体を覆うことができる大きさの第１面を有する本体部と、
   該本体部の該第１面側に配置され強磁性体で構成される装着部と、を含み、
   該フレームを使用せずに被加工物が加工される場合に、該第１面を該支持面に対面させることで該装着部に作用する該磁石の磁力により該フレーム保持部に装着される汚れ付着防止カバー。
2. 該本体部は、該第１面とは反対側の第２面を有し、
   該第２面は、該第１面に対して傾斜している請求項１に記載の汚れ付着防止カバー。
3. 該本体部は、該第１面とは反対側の第２面を有し、
   該本体部の該第２面側には、磁石を有する吸着部が配置されている請求項１に記載の汚れ付着防止カバー。

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