JP6358879B2 - 被加工物保持ユニット - Google Patents

Description

本発明は、研削装置、切削装置等の加工装置のチャックテーブルに被加工物を保持する際に用いる被加工物保持ユニットに関する。

半導体デバイスの製造プロセスでは、様々な加工装置が用いられる。例えば、研削装置では、ウェーハを円形のチャックテーブルに吸引保持し、研削手段でチャックテーブルに吸引保持された被加工物の露出した面を研削してミクロンオーダーの精度で被加工物を薄化する。

近年、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉｚｅ Ｐａｃｋａｇｅ）基板等のパッケージ基板にも、小デバイス化のために高精度の薄化加工が必要となる場合がある。パッケージ基板とは、矩形のリードフレーム上にＩＣ、ＬＳＩ等の回路が形成された半導体チップを複数配設し、更に半導体チップが複数配設された裏面を樹脂封止して形成されている。

パッケージ基板は基板自体が矩形であるため、パッケージ基板をチャックテーブルで吸引保持するためには、保持領域を矩形に形成した特殊なチャックテーブルを製造する必要がある。

特殊形状のチャックテーブルを製造するのに変えて、外周部が環状フレームに装着された粘着テープに矩形状のパッケージ基板を貼着してフレームユニットを形成し、フレームユニットの状態で粘着テープを介してパッケージ基板を吸引保持する構成も考えられる。

特許第３３２５６５０号公報

しかし、パッケージ基板を吸引保持するために、チャックテーブルの保持領域を矩形に形成した特殊なチャックテーブルを製造するのは非常にコストがかかり、現実的でない。また、フレームユニットを形成した後、フレームユニットの粘着テープを介してパッケージ基板を吸引保持する構成では、環状フレームや粘着テープのコスト及び粘着テープの貼着工数等が多くかかるという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、円形の吸引保持面を有するチャックテーブルで矩形状の被加工物の吸引保持を可能とする被加工物保持ユニットを提供することである。

本発明によると、反りを有する被加工物を保持する被加工物保持ユニットであって、第１の経路で吸引源に連通する第１の領域と、第２の経路で吸引源に連通し該第１の領域を囲繞する第２の領域とからなる保持面を有するチャックテーブルと、該チャックテーブルの保持面上に載置された被加工物保持プレートと、を備え、該被加工物保持プレートは、被加工物に対応して上面に形成された吸引領域と、該吸引領域を囲繞して該上面に配設され、該上面より突出した上端が該被加工物の端部を支持する弾性部材と、該吸引領域と下面とを連通させ該吸引領域に負圧を伝達する連通路と、を含み、該チャックテーブルの該保持面の全体を覆う面積を有すると共に、該チャックテーブルの該第１の領域で該被加工物保持プレートの該吸引領域に載置された被加工物が吸引され、該チャックテーブルの該第２の領域で該被加工物保持プレート自体が吸引されることを特徴とする被加工物保持ユニットが提供される。

本発明の保持ユニットによると、被加工物保持プレート自体を第２の領域で別途吸引できるため、被加工物を吸引保持しなくてもチャックテーブルに被加工物保持プレートを固定することができ、被加工物保持プレートをチャックテーブルに固定して必要に応じて被加工物を吸引保持することが可能となる。

本発明実施形態に係る保持ユニットを具備した研削装置の斜視図である。 本発明実施形態に係る保持ユニットの分解斜視図である。 図３（Ａ）は第１実施形態の被加工物保持プレートの断面図、図３（Ｂ）は第２実施形態の被加工物保持プレートの断面図である。 第２実施形態の被加工物保持プレートを備えた保持ユニットの断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明実施形態に係る保持ユニットを具備した研削装置２の外観斜視図が示されている。４は研削装置２のベースであり、ベース４の後方にはコラム６が立設されている。コラム６には上下方向に伸びる一対のガイドレール８が固定されている。

この一対のガイドレール８に沿って研削ユニット（研削手段）１０が上下方向に移動可能に装着されている。研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２と、スピンドルハウジング１２を保持する支持部１４を有しており、支持部１４が一対のガイドレール８に沿って上下方向に移動する移動基台１６に取り付けられている。
研削ユニット１０は、スピンドルハウジング１２中に回転可能に収容されたスピンドル１８と、スピンドル１８を回転駆動するモータ２０と、スピンドル１８の先端に固定されたホールマウント２２と、ホイールマウント２２に着脱可能に装着された研削ホイール２４とを含んでいる。

研削装置２は、研削ユニット１０を一対の案内レール８に沿って上下方向に移動するボールねじ３０とパルスモータ３２とから構成される研削ユニット送り機構３４を備えている。パルスモータ３２を駆動すると、ボールねじ３０が回転し、移動基台１６が上下方向に移動される。

ベース４の上面には凹部４ａが形成されており、この凹部４ａに保持ユニット機構３６が配設されている。保持ユニット機構３６は、チャックテーブル４０とチャックテーブル４０上に搭載された被加工物保持プレート４２とから構成される保持ユニット３８を備え、図示しない移動機構によって被加工物着脱位置Ａと、研削ユニット１０に対向する研削位置Ｂとの間でＹ軸方向に移動される。４４は蛇腹である。ベース４の前方側には、研削装置２のオペレーターが研削条件等を入力する操作パネル４６が配設されている。

図２を参照すると、本発明実施形態に係る保持ユニット３８の分解斜視図が示されている。保持ユニット３８は、チャックテーブル４０と、チャックテーブル４０上に載置される被加工物保持プレート４２とから構成される。

チャックテーブル４０の吸引保持面４８は、環状の隔壁５０によって仕切られた中心部分の第１の領域４８ａと、第１の領域４８ａを囲繞する第２の領域４８ｂとから構成される。保持面４８はポーラスセラミックス等の多孔性部材から形成されており、環状隔壁５０は非多孔性のセラミックスから形成されている。チャックテーブル４０の保持面４８は非多孔性のセラミックスから形成された枠体５２で支持されている。

図４に示されるように、保持面４８の第１の領域４８ａは、第１の経路７０と、第１の経路７０中に挿入された第一電磁弁７２を介して吸引源７４に選択的に接続される。一方、保持面４８の第２の領域４８ｂは、第２の経路７６と、第２の経路７６中に挿入された第二電磁弁７８を介して吸引源７４に選択的に接続される。

図２に示されるように、被加工物保持プレート４２はチャックテーブル４０の保持面４８の全体を覆う面積を有している。被加工物保持プレート４２は、ＳＵＳ等の金属から形成されている。

被加工物保持プレート４２の表面４２ａには矩形状被加工物１１に対応した吸引領域５４が形成されている。矩形状被加工物１１は例えばパッケージ基板から構成され、その一面は樹脂１３で封止されている。このように一面が樹脂１３で封止された被加工物１１には反りが発生しやすいという傾向がある。

吸引領域５４には、図３（Ａ）に示すように、被加工物保持プレート４２の下面４２ｂに形成された凹部６４に連通する連通路５６と、連通路５６に接続された直線状の吸引溝５８と、吸引溝５８にそれぞれ接続された同心状に形成された複数の矩形状吸引溝６０とが形成されている。

被加工物保持プレート４２の上面４２ａには、吸引領域５４を囲繞して、上面４２ａより突出した上端が被加工物１１の端部を支持する矩形状の弾性部材６２が配設されている。好ましくは、弾性部材６２はＯ−リングから形成されている。図３（Ａ）に示されるように、被加工物保持プレート４２の底面４２ｂには、凹部６４を囲繞する環状凹部６６が形成されている。

図３（Ｂ）を参照すると、本発明第２実施形態の被加工物保持プレート４２Ａの断面図が示されている。第２実施形態の被加工物保持プレート４２Ａでは、連通路５６に接続されたバッファー室６８が形成されている。

バッファー室６８は、連通路５７を介して凹部６４に接続されている。本実施形態の被加工物保持プレート４２Ａの他の構成は、図３（Ａ）に示した第１実施形態の被加工物保持プレート４２の構成と同様であり、重複を避けるためその説明を省略する。

次に、図４を参照して、第２実施形態の被加工物保持プレート４２Ａを採用した保持ユニット３８の作用について説明する。非加工物保持プレート４２Ａをチャックテーブル４０で吸引保持するには、被加工物保持プレート４２Ａをチャックテーブル４０の保持面４８上に載置した後、図４に示すように、電磁弁７８を連通位置に切り替えて、保持面４８の第２の領域４８ｂを第２の経路７８を介して吸引源７４に接続する。これにより、第２の領域４８ｂに負圧が導入されて、被加工物保持プレート４２Ａはチャックテーブル４０に吸引保持される。

このように被加工物保持プレート４２Ａをチャックテーブル４０で吸引保持した後、被加工物保持プレート４２Ａの吸引領域５４上に被加工物１１を載置する。この状態で電磁弁７２を連通位置に切り替えると、吸引領域５４の吸引溝５８，６０が連通路５６、バッファー室６８、連通路５７、チャックテーブル４０の保持面４８の第１の領域４８ａ、第１の経路７０を介して吸引源７４に接続される。

その結果、吸引領域５４に負圧が伝達され、被加工物１１は被加工物保持プレート４２Ａの吸引領域５４に吸引保持される。この時、吸引領域５４を囲繞して被加工物保持プレート４２Ａの表面４２ａには、好ましくはＯ−リングからなる弾性部材６２が配設されているため、反りを有する被加工物１１の外周部にこの弾性部材６２が接触し、吸引領域５４からの負圧のリークが防止され、反りを有する被加工物１１でも被加工物保持プレート４２Ａの吸引領域５４で確実に吸引して保持することができる。

本実施形態の被加工物保持プレート４２Ａはバッファー室６８を有しているため、研削加工中に一時的に発生しやすいリークによって負圧が急激に変動しても、バッファー室６８によって急激な変動が緩衝されるため、吸引領域５４で被加工物１１の保持を継続できるため、研削加工を中断せずに継続することができる。

また、チャックテーブル４０の保持面４８はそれぞれ独立して吸引源７４に選択的に接続可能な第１の領域４８ａと第２の領域４８ｂとに分離されているため、被加工物保持プレート４２Ａ自体を第２の領域４８ｂで吸引保持できる。

従って、被加工物１１を吸引保持しなくても、被加工物保持プレート４２Ａをチャックテーブル４０に固定することができ、必要に応じて保持ユニット３８で被加工物１１を吸引保持することができる。

尚、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、被加工物保持プレート４２，４２Ａの下面４２ｂには凹部６４と環状凹部６６が形成されているが、これはチャックテーブル４０の保持面４８上にゴミ等が付着している場合にも、ゴミの影響を受けないようにするためである。

従って、チャックテーブル４０の保持面４８上にゴミ等が付着しない環境下では、被加工物保持プレート４２，４２Ａの下面４２ｂに凹部６４及び環状凹部６６を形成せずに、下面４２ｂが平坦でも良い。

上述した実施形態では、本発明実施形態の被加工物保持プレート４２，４２Ａ及び保持ユニット３８を研削装置に適用した例について説明したが、本発明の被加工物保持プレート及び保持ユニットは研削装置に限定されるものではなく、切削装置、レーザー加工装置等の他の加工装置にも同様に適用することができる。

１１ 被加工物
１３ 封止樹脂
３８ 保持ユニット
４０ チャックテーブル
４２，４２Ａ 被加工物保持プレート
４８ 保持面
４８ａ 第１の領域
４８ｂ 第２の領域
５４ 吸引領域
５６，５７ 連通路
５８，６０ 吸引溝
６２ 弾性部材
６４ 凹部
６６ 環状凹部
７０ 第１の経路
７２，７８ 電磁弁
７４ 吸引源
７６ 第２の経路

Claims (1)

1. 反りを有する被加工物を保持する被加工物保持ユニットであって、
   第１の経路で吸引源に連通する第１の領域と、第２の経路で吸引源に連通し該第１の領域を囲繞する第２の領域とからなる保持面を有するチャックテーブルと、
   該チャックテーブルの保持面上に載置された被加工物保持プレートと、を備え、
   該被加工物保持プレートは、被加工物に対応して上面に形成された吸引領域と、
   該吸引領域を囲繞して該上面に配設され、該上面より突出した上端が該被加工物の端部を支持する弾性部材と、
   該吸引領域と下面とを連通させ該吸引領域に負圧を伝達する連通路と、を含み、
   該チャックテーブルの該保持面の全体を覆う面積を有すると共に、
   該チャックテーブルの該第１の領域で該被加工物保持プレートの該吸引領域に載置された被加工物が吸引され、
   該チャックテーブルの該第２の領域で該被加工物保持プレート自体が吸引されることを特徴とする被加工物保持ユニット。