JP2023038864A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】新たな清掃ユニットを追加することなく、チャックテーブルの保持面を異物の付着から保護できる処理装置を提供すること。
【解決手段】処理装置１は、板状物を保持面１９で保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持された板状物を処理する処理ユニットと、チャックテーブル１０に板状物を搬入出する搬送ユニットと、チャックテーブル１０、処理ユニット及び搬送ユニットを制御する制御ユニット４０と、を備える。制御ユニット４０は、チャックテーブル１０の保持面１９に板状物が載置されていない間に、保持面１９または保持面１９の周囲に設けられた噴射口から気体を噴出して保持面１９の表面に気体２０１の保護層を形成して異物の付着を防止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、板状物を処理する処理装置に関する。

半導体ウェーハや樹脂パッケージ基板、セラミックス基板など各種板状物を個々のチップに分割したり、研削して薄化したりする場合、板状物の表面を保護するために樹脂製のダイシングテープやシートを板状物に貼着したり、液状樹脂で形成する樹脂の保護層を形成する。その際に、板状物はチャックテーブルの保持面に保持された状態でシートが露出した面に押圧されて貼着されるが、チャックテーブルの保持面に異物が付着していると、板状物の表面に異物が付着したり、押圧された際に板状物が破損したりする恐れがある。そのため、チャックテーブルの保持面を定期的に清掃する清掃ユニットを配置することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８－１４７５０５号公報

しかしながら、清掃ユニットを配置する場合、清掃ユニットの設置コストや清掃ユニット自体の清掃も必要になってしまうという問題があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、新たな清掃ユニットを追加することなく、チャックテーブルの保持面を異物の付着から保護できる処理装置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、本発明の処理装置は、板状物を保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された板状物を処理する処理ユニットと、該チャックテーブルに該板状物を搬入出する搬送ユニットと、該チャックテーブル、該処理ユニット及び該搬送ユニットを制御する制御ユニットと、を備える処理装置であって、該制御ユニットは、該チャックテーブルの該保持面に板状物が載置されていない間に、該保持面または該保持面の周囲に設けられた噴射口から気体を噴出して該保持面の表面に該気体の保護層を形成して異物の付着を防止することを特徴とする。

該処理ユニットは、該チャックテーブルに保持された板状物にシートを貼着するシート貼着ユニットであってもよい。

本発明は、新たな清掃ユニットを追加することなく、チャックテーブルの保持面を異物の付着から保護できる。

図１は、実施形態１に係る処理装置の構成例を示す断面図である。 図２は、図１の処理装置の要部を示す断面図である。 図３は、図１の処理装置の要部を示す断面図である。 図４は、実施形態２に係る処理装置の要部を示す断面図である。

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１〕
本発明の実施形態１に係る処理装置１を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る処理装置１の構成例を示す断面図である。図２及び図３は、図１の処理装置１の要部を示す断面図である。処理装置１は、図１に示すように、チャックテーブル１０と、処理ユニット２０と、搬送ユニット３０と、制御ユニット４０と、を備える。

実施形態１において、処理装置１の処理ユニット２０が処理する処理対象である板状物１００は、例えば、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムヒ素などを母材とする円板状の半導体デバイスウエーハや光デバイスウエーハなどである。板状物１００は、表面に分割予定ラインやデバイスが形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。また、板状物１００は、本発明ではこれに限定されず、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状のパッケージ基板、セラミックス板、又はガラス板等でも良い。

チャックテーブル１０は、図１に示すように、凹部が形成された円盤状の枠体１１と、凹部内に嵌め込まれた円盤形状の吸着部１２と、を備える。チャックテーブル１０の吸着部１２は、ポーラス状のポーラスセラミック等から形成されている。吸着部１２は、実施形態１では、図２及び図３に示すように、枠体１１の凹部より下方に形成された真空吸引路１３及び開閉バルブ１４を介して吸引源１５と接続されている。また、吸着部１２は、枠体１１の凹部より下方に形成された気体噴出路１６及び開閉バルブ１７を介して気体供給源１８と接続されている。気体供給源１８から供給される気体２０１（図３参照）は、例えば、例えば圧縮空気や圧縮不活性ガスである。

なお、チャックテーブル１０は、本発明ではポーラスセラミック等から形成された吸着部１２を備えるいわゆるポーラスチャックテーブルに限定されず、板状物１００に対応する領域に、真空吸引路１３及び開閉バルブ１４を介して吸引源１５と接続された吸引穴、及び、気体噴出路１６及び開閉バルブ１７を介して気体供給源１８と接続された噴出穴が設けられた構成でもよい。

チャックテーブル１０の吸着部１２の上面は、真空吸引路１３を介して吸引源１５より導入された負圧で、吸着部１２の上面に載置された板状物１００を吸引保持する保持面１９である。保持面１９とチャックテーブル１０の枠体１１の上面とは、同一平面上に配置されており、水平面に平行に形成される。チャックテーブル１０は、不図示の移動ユニットにより水平方向の一方向であるＸ軸方向に移動自在で、不図示の回転駆動源により鉛直方向であり保持面１９に対して垂直なＺ軸方向と平行な軸心周りに回転自在に設けられている。

実施形態１では処理ユニット２０が図示しないＺ軸移動ユニットによりＺ軸方向に沿って昇降自在に設けられている。また、このため、チャックテーブル１０は、枠体１１の上面に、板状物１００の外周径と同様の直径を有する不図示の円環状の溝が形成されている。この円環状の溝は、後述する処理ユニット２０のカッター刃６２の切断刃６６の軌道に形成され、切断刃６６の逃げ溝として機能する。

処理ユニット２０は、チャックテーブル１０に保持された板状物１００を切削、研削、研磨するなど、チャックテーブル１０に保持された板状物１００に何らかの処理（加工）を行うものである。処理ユニット２０が板状物１００に対して行う何らかの処理は、例えば、板状物１００の一方の面へのシート１１０の貼着、板状物１００の一方の面へ樹脂を供給して行う保護層形成、板状物１００の切削、研削、研磨、レーザー加工及びプラズマ加工等の加工処理や、板状物１００の洗浄処理等である。

すなわち、処理ユニット２０は、例えば、板状物１００の一方の面にシート１１０を貼着するシート貼着ユニット、スピンドルの先端に装着された切削ブレードで板状物１００を切削する切削ユニット、スピンドルの先端に装着された研削ホイールで板状物１００を研削する研削ユニット、スピンドルの先端に装着された研磨パッドで板状物１００を研磨する研磨ユニット、レーザー照射器で板状物１００をレーザー加工するレーザー加工ユニット、ガス供給部から供給しプラズマ状態にしたガスで板状物１００をプラズマ加工するプラズマ加工ユニット、ノズルから供給する洗浄液で板状物１００を洗浄する洗浄ユニット等である。

処理ユニット２０は、実施形態１では、チャックテーブル１０に保持された板状物１００の表面もしくは裏面にシート１１０を貼着するシート貼着ユニットである。処理ユニット２０は、図１に示すように、送り出しユニット２１と、剥離紙巻き取りユニット２２と、貼着ユニット２３と、シートカットユニット２４と、シート巻き取りユニット２５と、複数の搬送ローラ２６と、を備える。

実施形態１の処理ユニット２０が板状物１００に貼着するシート１１０は、例えば、粘着層と、基材層とを備える。ここで、粘着層は、板状物１００のシート１１０を貼着する貼着面に貼着する粘着性を有する合成樹脂から構成されており、基材層の一方の面に積層される。基材層は、合成樹脂から構成されている。シート１１０は、長尺なシート状の部材に成形され、粘着層側に粘着層を保護する剥離紙１１１が貼着された状態で、ロール状に巻回されている。シート１１０は、実施形態１では、剥離紙１１１側が内周側に位置するように、ロール状に巻回されている。シート１１０は、実施形態１では、処理ユニット２０により端部から順に剥離紙１１１が剥がされて、板状物１００の貼着面に貼着されるとともに、板状物１００の外縁に沿って切断される。

送り出しユニット２１は、ロール状に巻回されたシート１１０を端部から順にチャックテーブル１０の保持面１９上に送り出すものである。送り出しユニット２１は、実施形態１では、チャックテーブル１０よりも＋Ｘ方向側で、チャックテーブル１０よりも上方の位置に配置されている。送り出しユニット２１は、軸心がＹ軸方向と平行な円柱状に形成され、軸心回りに回転自在に設けられている。送り出しユニット２１は、円筒状の芯材の外周面上にシート１１０が巻回されてなるシートロールがセットされることで、送り出し可能なシート１１０がセットされる。

剥離紙巻き取りユニット２２は、送り出しユニット２１から送り出されたシート１１０から剥がされた剥離紙１１１を巻き取るものである。剥離紙巻き取りユニット２２は、実施形態１では、送り出しユニット２１の下方に配置されている。剥離紙巻き取りユニット２２は、軸心がＹ軸方向と平行な円柱状に形成され、図示しないモータなどの駆動装置により軸心回りに回転されることで、外周面上にシート１１０から剥がされた剥離紙１１１を巻き取る。

貼着ユニット２３は、送り出しユニット２１からチャックテーブル１０の保持面１９上に供給されたシート１１０をチャックテーブル１０の保持面１９に吸引保持された板状物１００に貼着するものである。貼着ユニット２３は、チャックテーブル１０の保持面１９の上方に配置されている。貼着ユニット２３は、軸心がＹ軸方向と平行な円柱状に形成された貼着ローラ５１と、貼着ローラ５１を軸心回りに回転自在に支持すると共に図示しない移動機構によりＸ軸方向及びＺ軸方向に移動自在に設けられたローラ支持部材５２とを備える。貼着ユニット２３は、移動機構により下降した状態でＸ軸方向に移動することで、チャックテーブル１０に保持された板状物１００にシート１１０を貼着する。

シートカットユニット２４は、シート１１０を板状物１００に貼着した後に、シート１１０の板状物１００の外縁からはみ出した不要部分を切断するものである。実施形態１では、シート１１０の不要部分は、板状物１００の外縁よりも外周側の部分である。シートカットユニット２４は、チャックテーブル１０の保持面１９の上方に配置されている。

シートカットユニット２４は、実施形態１では、図１に示すように、カッター刃６２と、移動機構６３とを備える。カッター刃６２は、チャックテーブル１０の保持面１９上に供給されるシート１１０の厚みよりはるかに長い所定の長さの刃渡りの切断刃６６を有するものである。カッター刃６２の切断刃６６は、チャックテーブル１０の保持面１９上に供給されるシート１１０及び円環状の溝と対向するとともに、Ｚ軸方向に対して傾斜しており、これにより、Ｚ軸方向からチャックテーブル１０の保持面１９上に供給されるシート１１０の基材層の表面に向かって対向する方向に傾いて設置されている。

移動機構６３は、シート１１０の基材層の表面に沿ってカッター刃６２を移動させるものである。移動機構６３は、カッター刃６２をＺ軸方向に移動させることが可能であるとともに、Ｚ軸方向と平行な軸心を中心とした周方向に沿ってカッター刃６２を移動させることが可能である。移動機構６３は、チャックテーブル１０の保持面１９の中心上に配置されかつ図示しないモータ等の駆動装置により軸心回りに回転される回転軸６１と、回転軸６１からチャックテーブル１０の保持面１９と平行に外縁に向かって延びかつ先端にカッター刃６２を支持したアーム６４と、アーム６４を回転軸６１とともに昇降させるエアシリンダ６５と、を備える。

シート巻き取りユニット２５は、シートカットユニット２４によって板状物１００に貼着された部分が切断された後のシート１１０の不要部分を巻き取るものである。シート巻き取りユニット２５は、実施形態１では、Ｘ軸方向においてチャックテーブル１０に対して送り出しユニット２１とは反対側の位置、すなわち、チャックテーブル１０よりも－Ｘ方向側で、チャックテーブル１０よりも上方の位置に配置されている。シート巻き取りユニット２５は、軸心がＹ軸方向と平行な円柱状に形成され、図示しないモータなどの駆動装置により軸心回りに回転されることで、外周面上にシート１１０を巻き取る。

複数の搬送ローラ２６は、送り出しユニット２１からシート巻き取りユニット２５の間に配置され、シート１１０を送り出しユニット２１からシート巻き取りユニット２５に搬送するとともに、シート１１０に弛みが生じることを抑制するためにシート１１０にテンションを付与するものである。複数の搬送ローラ２６は、軸心がＹ軸方向と平行な円柱状に形成され、かつ軸心回りに回転自在に設けられている。

搬送ローラ２６は、送り出しユニット２１とチャックテーブル１０との間でかつ送り出しユニット２１よりも下方に一対配置されている。これら一対の搬送ローラ２６は、互いに外周面の間に送り出しユニット２１から送り出された剥離紙１１１が貼着された状態のシート１１０が通されて、シート１１０から剥離紙１１１を剥がすとともに、シート１１０から剥がした剥離紙１１１を剥離紙巻き取りユニット２２に送り出し、剥離紙１１１が剥がされたシート１１０を粘着層を下方に向けた状態で送り出す。

また、搬送ローラ２６は、送り出しユニット２１からシート巻き取りユニット２５の間に配置された一対の搬送ローラ２６とチャックテーブル１０との間に一対配置されている。これら一対の搬送ローラ２６は、互いに外周面の間にシート１１０が通されて、シート１１０をチャックテーブル１０の保持面１９と平行にＸ軸方向に沿って保持面１９上に送り出す。

また、搬送ローラ２６は、チャックテーブル１０とシート巻き取りユニット２５との間でかつシート巻き取りユニット２５よりも下方に一対配置されている。これら一対の搬送ローラ２６は、互いに外周面の間にシート１１０が通されて、シート１１０をシート巻き取りユニット２５に向けて送り出す。

搬送ユニット３０は、不図示のカセット載置部に載置されたカセットに収容された処理ユニット２０による処理前（未処理）の板状物１００をカセットから取り出して、チャックテーブル１０の保持面１９上に搬入する。搬送ユニット３０は、処理ユニット２０による処理後の板状物１００をチャックテーブル１０の保持面１９上から搬出して、カセット載置部に載置されたカセットに収容する。搬送ユニット３０は、制御ユニット４０により制御され、板状物１００を搬入または搬出した旨の情報を制御ユニット４０に出力する。搬送ユニット３０は、実施形態１では、例えば円形型ハンドを備えるロボットピックであり、円形型ハンドによって板状物１００を吸着保持して搬送する。搬送ユニット３０は、本発明ではこれに限定されず、例えば、所定のエアを下面に沿って噴射することでベルヌーイの原理によって下面に負圧を生成して、この負圧によって下面を保持面として板状物１００を吸引保持して搬送する非接触式のものでもよい。

制御ユニット４０は、処理装置１の各種構成要素の動作を制御して、処理ユニット２０による板状物１００の処理を処理装置１に実施させる。制御ユニット４０は、実施形態１では、コンピュータシステムを含む。制御ユニット４０が含むコンピュータシステムは、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４０の演算処理装置は、制御ユニット４０の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、処理装置１を制御するための制御信号を、制御ユニット４０の入出力インターフェース装置を介して処理装置１の各構成要素に出力する。

次に、本明細書は、実施形態に係る処理装置１の動作処理を説明する。処理装置１は、例えば、カセット載置部に載置されたカセットに収容された処理前の板状物１００を１枚ずつ、搬送ユニット３０によりチャックテーブル１０の保持面１９上に搬入し、搬入した板状物１００を処理ユニット２０により処理し、処理した板状物１００を搬送ユニット３０によりチャックテーブル１０の保持面１９上から搬出してカセットに再び収容する。

処理装置１の制御ユニット４０は、搬送ユニット３０により板状物１００をチャックテーブル１０の保持面１９上に搬入すると、搬送ユニット３０から板状物１００をチャックテーブル１０の保持面１９上に搬入した旨の情報を取得し、これにより、板状物１００がチャックテーブル１０の保持面１９上に載置された状態となったことを認識する。制御ユニット４０は、板状物１００がチャックテーブル１０の保持面１９上に載置された状態を認識すると、図２に示すように、開閉バルブ１４を開放して吸引源１５から真空吸引路１３を介して保持面１９に負圧を導入し、なおかつ、開閉バルブ１７を閉鎖して気体供給源１８からの気体噴出路１６を介しての保持面１９への気体２０１の供給を遮断することにより、保持面１９に導入した負圧によりチャックテーブル１０の保持面１９上に載置された板状物１００を吸引保持する。

処理装置１の制御ユニット４０は、搬送ユニット３０により板状物１００をチャックテーブル１０の保持面１９上から搬出すると、搬送ユニット３０から板状物１００をチャックテーブル１０の保持面１９上から搬出した旨の情報を取得し、これにより、板状物１００がチャックテーブル１０の保持面１９上に載置されていない状態となったことを認識する。制御ユニット４０は、板状物１００がチャックテーブル１０の保持面１９上に載置されていない状態を認識すると、図３に示すように、開閉バルブ１４を閉鎖して吸引源１５からの真空吸引路１３を介しての保持面１９への負圧の導入を遮断し、なおかつ、開閉バルブ１７を開放して気体供給源１８から気体噴出路１６を介して保持面１９に気体２０１を供給することにより、保持面１９から気体２０１を噴出して保持面１９上に気体２０１の保護膜を形成して、保持面１９に異物が付着するのを防止する。

なお、処理装置１は、実施形態１では、制御ユニット４０が、搬送ユニット３０による板状物１００の搬出入により、板状物１００がチャックテーブル１０の保持面１９上に載置されているか否かを認識するが、本発明ではこれに限定されず、例えば、制御ユニット４０が、チャックテーブル１０もしくはチャックテーブル１０の周囲に設けられたチャックテーブル１０の保持面１９上の板状物１００を検出する検出器により、板状物１００がチャックテーブル１０の保持面１９上に載置されているか否かを認識してもよい。

以上のような構成を有する実施形態１に係る処理装置１は、新たなチャックテーブル１０を清掃する清掃ユニットを追加することなく、チャックテーブル１０の保持面１９に板状物１００が載置されていない間に、保持面１９から気体２０１を噴出することにより、保持面１９上を覆う気体２０１の保護膜を形成するので、保持面１９を異物の付着などから保護できるという作用効果を奏する。特に、保持面１９上の板状物１００の離脱を容易にするために保持面１９に気体を噴射する機構が備えられている従来の処理装置に対しては、制御ユニット４０による保持面１９上の板状物１００の有無に応じた保持面１９での吸引保持と保持面１９からの気体２０１の噴出との切替えの制御機構を追加することで、実施形態１に係る処理装置１による保持面１９を異物の付着などから保護する機能を容易に実現できる。

従来では、特に処理ユニットがシート貼着ユニットである場合には、板状物にシートを貼着する際に貼着ユニットの貼着ローラで板状物の厚み方向に板状物を押圧するので、チャックテーブルの保持面に異物が付着することにより、板状物の表面に異物が付着したり、押圧された際に板状物が破損したりする恐れが大きかった。しかしながら、実施形態１に係る処理装置１は、保持面１９に異物が付着するのを防止することができるので、特に処理ユニット２０がシート貼着ユニットである場合には、より顕著に、板状物１００の表面に異物が付着したり、押圧された際に板状物１００が破損したりする恐れを大きく低減、抑制できるという作用効果を奏する。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係る処理装置１－２を図面に基づいて説明する。図４は、実施形態２に係る処理装置１－２の要部を示す断面図である。図４は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態２に係る処理装置１－２は、図４に示すように、実施形態１において、噴射口７１をさらに備え、気体噴出路１６に代えて気体噴出路１６－２を備えるように変更したものであり、その他の構成は実施形態１と同様である。噴射口７１は、チャックテーブル１０の保持面１９の周囲に、具体的には、チャックテーブル１０の枠体１１の上面の円環状の溝よりも外周側の位置に設けられている。噴射口７１は、気体２０１の噴射方向がチャックテーブル１０の内側、すなわち保持面１９の上方に向けられている。気体噴出路１６－２は、枠体１１の上面の円環状の溝よりも外周側の位置の下方に形成されている。噴射口７１は、気体噴出路１６－２及び開閉バルブ１７を介して気体供給源１８と接続されている。

処理装置１－２の制御ユニット４０は、板状物１００がチャックテーブル１０の保持面１９上に載置されていない状態を認識すると、図４に示すように、開閉バルブ１４を閉鎖して吸引源１５からの真空吸引路１３を介しての保持面１９への負圧の導入を遮断し、なおかつ、開閉バルブ１７を開放して気体供給源１８から気体噴出路１６－２を介して噴射口７１に気体２０１を供給することにより、噴射口７１から気体２０１を噴出して保持面１９上を覆う気体２０１の保護膜を形成して、保持面１９に異物が付着するのを防止する。

以上のような構成を有する実施形態２に係る処理装置１－２は、実施形態１において、気体供給源１８から供給される気体２０１を気体噴出路１６を介して保持面１９から保持面１９の上方に向けて噴出することに代えて、気体供給源１８から供給される気体２０１を気体噴出路１６－２を介して保持面１９の周囲に設けられた噴射口７１から保持面１９の上方に向けて噴出することにより、保持面１９上を覆う気体２０１の保護膜を形成するので、実施形態１と同様の作用効果を奏するものとなる。

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。例えば、板状物１００に貼着されるシート１１０は熱可塑性樹脂がシート状に形成された粘着層のないシートでも良く、その場合、板状物１００にシート１１０を加熱しながら圧着することで、シート１１０を板状物１００に貼着する。

１，１－２ 処理装置
１０ チャックテーブル
１９ 保持面
２０ 処理ユニット
３０ 搬送ユニット
４０ 制御ユニット
７１ 噴射口
１００ 板状物
２０１ 気体

Claims (2)

1. 板状物を保持面で保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された板状物を処理する処理ユニットと、該チャックテーブルに該板状物を搬入出する搬送ユニットと、該チャックテーブル、該処理ユニット及び該搬送ユニットを制御する制御ユニットと、を備える処理装置であって、
   該制御ユニットは、該チャックテーブルの該保持面に板状物が載置されていない間に、該保持面または該保持面の周囲に設けられた噴射口から気体を噴出して該保持面の表面に該気体の保護層を形成して異物の付着を防止することを特徴とする処理装置。
2. 該処理ユニットは、該チャックテーブルに保持された板状物にシートを貼着するシート貼着ユニットである請求項１に記載の処理装置。

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