JP6360756B2 - チャックテーブル - Google Patents

Description

本発明は、板状ワークを切断する装置において板状ワークを保持するチャックテーブルに関する。

従来、板状ワークとして、格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域に区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の半導体デバイスが形成されたウエーハが知られている。このウエーハにあっては、分割予定ラインに沿って切断することにより個々の半導体デバイスとなるチップが製造される。

このようにウエーハを切断する加工装置としては、分割予定ラインに沿ってレーザ光線を照射させてウエーハを切断するレーザ加工装置や、回転する切削ブレードによってウエーハを切削加工させて切断する切削加工装置が使用されている。これら加工装置では、ウエーハをチャックテーブルに吸引保持させた状態として加工を行っている。

特許文献１及び２に開示されるように、チャックテーブルは、吸引源に連通するポーラス板からなる保持部材を備え、保持部材は、ウエーハを吸引保持する保持面を有している。また、チャックテーブルは、保持部材を囲繞する枠体を備え、枠体には、吸引源と保持部材とに連通する連通路が形成されている。

ここで、レーザ加工装置では、切削加工装置のように切削水を利用しないので、加工中、チャックテーブル及びウエーハに帯電した静電気を除電できなくなる。そのため、アースを介してチャックテーブルを接地させ、チャックテーブルの静電気を除電する必要がある。このとき、ウエーハを保持する保持部材を導電性部材とし、保持部材が静電気を通電させてウエーハの静電気を除電し得るようにする必要がある。

特開２００５−１４２２０２号公報 特開平１１−２５４２５９号公報

しかし、保持部材の電気的な抵抗値を低くして導電性を高めた場合、チャックテーブルにウエーハを載置すべく近付けたときに、それらの間で静電気が放電（スパーク）される、という問題がある。かかる放電が発生すると、ウエーハのデバイスが破損する場合がある、という問題もある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、板状ワークとの間で静電気が放電されることを防止でき、且つ、保持する板状ワークの静電気を除電することができるチャックテーブルを提供することを目的とする。

本発明に係るチャックテーブルは、板状ワークを切断する加工装置における板状ワークを保持するチャックテーブルであって、板状ワークを保持する保持面を有するポーラスセラミックで形成される保持部材と、保持面を露出させて保持部材を囲繞し、保持部材と吸引源とを連通する吸引路を備える枠体と、を備え、保持部材は、非導電性粒子及び結合剤に対して導電性粒子を分散させ、結合剤と非導電性粒子との総和に対し、導電性粒子を５０体積％以上１５０体積％以下の配合率で配合し、保持面の表面抵抗値が１×１０^５Ωから１×１０^９Ωで構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、保持面の表面抵抗値が上述した範囲に設定されるので、以下の２つの効果を同時に得ることができる。１つ目の効果は、板状ワークをチャックテーブルに載置する時に、板状ワークに帯電された静電気が放電（スパーク）されることを防止でき、板状ワークの損傷を防ぐことができる。２つ目の効果は、チャックテーブルに保持されたウエーハから静電気を少しずつ保持部材に流して除電する、いわゆるスローリークすることができる。このスローリークによって、加工する前に板状ワークに帯電した静電気を除電できるばかりでなく、加工後の板状ワークにおける静電気の帯電量を少なくでき、チャックテーブルからウエーハを離間する時にも静電気が放電することを防止することができる。また、導電性粒子の配合率によって保持面の表面抵抗値を調整することができる。

また、本発明のチャックテーブルにおいて、保持部材と枠体との境界領域に、導電性を持たせた樹脂層を設けてもよい。この構成では、樹脂層の選択によって保持面の表面抵抗値を設定することができる。

また、本発明のチャックテーブルにおいて、枠体は、導電性を持たせた樹脂によって形成されていてもよい。この構成では、枠体を形成する樹脂を選択することによって、保持面の表面抵抗値を設定することができる。

本発明によれば、板状ワークとの間で静電気が放電されることを防止でき、且つ、保持する板状ワークの静電気を除電することができる。

実施の形態に係るレーザ加工装置の斜視図である。 実施の形態に係るチャックテーブルの説明用断面図である。 第１変形例に係るチャックテーブルの説明用断面図である。 第２変形例に係るチャックテーブルの説明用断面図である。 第３変形例に係るチャックテーブルの説明用断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るチャックテーブルが適用されるレーザ加工装置について説明する。図１は、本実施の形態に係るレーザ加工装置の斜視図である。なお、本発明に係るレーザ加工装置は、図１に示すレーザ加工装置に限定されない。レーザ加工装置は、本発明に係るチャックテーブルが適用される構成であれば、どのように構成されてもよい。また、本発明に係るチャックテーブルは、板状ワークを切断する他の加工装置にも適用することが可能である。

図１に示すように、レーザ加工装置１は、チャックテーブル２０上の円板状の板状ワークＷにレーザ光線を照射して、板状ワークＷを個々のチップに切断するように構成されている。

レーザ加工装置１の基台１０上には、チャックテーブル２０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するチャックテーブル移動機構３０が設けられている。チャックテーブル移動機構３０は、基台１０上に配置されたＸ軸方向に平行な一対のガイドレール３１と、一対のガイドレール３１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＸ軸テーブル３２とを有している。また、チャックテーブル移動機構３０は、Ｘ軸テーブル３２上に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール３３と、一対のガイドレール３３にスライド可能に設置されたモータ駆動のＹ軸テーブル３４とを有している。

Ｘ軸テーブル３２及びＹ軸テーブル３４の背面側には、それぞれ図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ３５、３６が螺合されている。そして、ボールネジ３５、３６の一端部に連結された駆動モータ３７、３８が回転駆動されることで、チャックテーブル２０がガイドレール３１、３３に沿ってＸ軸方向及びＹ軸方向に移動される。Ｙ軸テーブル３４上には、基台３９を介してチャックテーブル２０が取り付けられている。基台３９の内部には、不図示の回転手段が設けられ、この回転手段によってチャックテーブル２０がＺ軸回りに回転可能に設けられている。

切削装置１の基台１０上には、レーザ照射装置５０をチャックテーブル２０の上方でＺ軸方向に移動するレーザ照射装置移動機構４０が設けられている。レーザ照射装置移動機構４０は、側壁部４１の壁面に設置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール４２（１つのみ図示）と、一対のガイドレール４２にスライド可能に設置されたＺ軸テーブル４３とを有している。Ｚ軸テーブル４３には、チャックテーブル２０に向ってＹ軸方向に延在するアーム部５１が片持ちで支持されている。また、Ｚ軸テーブル４３の背面側には、図示しないナット部が形成され、このナット部にボールネジ４４が螺合されている。そして、ボールネジ４４の一端部に連結された駆動モータ４５が回転駆動されることで、レーザ照射装置５０がガイドレール４２に沿ってＺ軸方向に移動される。

レーザ照射装置５０は、アーム部５１の先端に設けられた加工ヘッド５２を有している。アーム部５１及び加工ヘッド５２内には、レーザ照射装置５０の光学系が設けられている。加工ヘッド５２では、不図示の発振器から発振されたレーザ光線が集光レンズによって集光されてから板状ワークＷに照射される。この場合、レーザ光線は、板状ワークＷに対して透過性を有する波長であり、光学系において板状ワークＷの内部に集光するように調整される。

図２は、本実施の形態に係るチャックテーブルの説明用断面図である。図２に示すように、チャックテーブル２０は、ポーラスセラミックで形成される保持部材２１と、保持部材２１の側面及び底面を囲繞する枠体２２とを備えている。保持部材２１は、上面が板状ワークＷを保持する保持面２１ａとして形成されている。枠体２２の上面側には凹部２２ａが形成され、この凹部２２ａ内に保持部材２１が配置されている。言い換えると、枠体２２は、保持部材２１の保持面２１ａを露出させるように保持部材２１を囲繞している。枠体２２は、ステンレスなどの導電性部材で構成され、凹部２２ａの底部において保持部材２１と通電するように導通性を有する接着剤で接着されている。チャックテーブル２０を取り付けるための基台３９は、ステンレスなどの導電性部材で構成され、且つ、アース構造（不図示）によって接地されている。従って、チャックテーブル２０に帯電した静電気を枠体２２と基台３９との接触部分を通じて逃がすことができ、静電気の帯電を解消することができる。

枠体２２は、第１吸引路２２ｂを備えている一方、基台３９は、吸引源２３に接続される第２吸引路３９ａ及び第３吸引路３９ｂを備えている。第１吸引路２２ｂは、保持部材２１の下面側から枠体２２の下面へ延びて第２吸引路３９ａに接続されており、これにより、第１吸引路２２ｂ及び第２吸引路３９ａを介して保持部材２１と吸引源２３とが連通される。この連通によって、吸引源２３の作動により保持面２１ａに負圧が生じ、この負圧によって板状ワークＷが保持面２１ａで吸着保持される。第３吸引路３９ｂは、一端が基台３９の上面に開口する複数の流路３９ｂａと、これら流路３９ｂａを吸引源に連通する連結流路３９ｂｂとを備えている。従って、吸引源２３の作動により、第３吸引路３９ｂによる吸引を介して基台３９の上面に載置された枠体２２が基台３９の上面で吸着保持される。なお、特に限定されるものでないが、第１吸引路２２ｂ及び第２吸引路３９ａは、チャックテーブル２０の平面視において、中央部に形成され、第３吸引路３９ｂの流路３９ｂａの上端は、枠体２２の外周寄りの複数箇所に分散して形成されている。

保持部材２１は、非導電性粒子及びボンド等の結合剤に対して導電性粒子を分散させたポーラスセラミックによって形成されている。保持部材２１は、帯電しにくく、かつ電荷をゆるやかに拡散させる静電気拡散性材料からなり、保持面２１ａの表面抵抗値が、１×１０^５Ωから１×１０^９Ωで構成されている。保持面２１ａの表面抵抗値を上記範囲とするため、保持部材２１では、ボンド等の結合剤と非導電性粒子との総和に対し、導電性粒子を５０体積％以上１５０体積％以下の配合率で配合している。また、保持部材２１では、ボンド等の結合剤と非導電性粒子との総和に対し、結合剤を１５体積％以上３０体積％以下の配合率で配合している。導電性粒子としては、シリコンや金属の粒子を例示することができる。

以上の構成において、静電気拡散性材料によって保持部材２１を構成し、保持面２１ａの表面抵抗値を上記範囲に設定したので、板状ワークＷを搬送してチャックテーブル２０に載置する直前に、所定の電荷に帯電した板状ワークＷと保持部材２１とが接近した状態としても、それらの間で放電（スパーク）が生じることを防止することができる。かかる放電の防止によって、板状ワークＷにおけるデバイス等が破損することを防止することができる。

しかも、静電気拡散性材料によって保持部材２１を構成することで、保持面２１ａに板状ワークＷを載置した後、板状ワークＷに帯電した静電気を保持部材２１に少しずつ逃がして除電する、いわゆるスローリークすることができる。これにより、静電気の帯電によって、板状ワークＷに形成されたデバイスの破壊を防止することができる。板状ワークＷから保持部材２１に流れた静電気は第１吸引路２２ｂ、第２吸引路３９ａ及びアース構造（不図示）を介して除電される。また、チャックテーブル２０に載置されると板状ワークＷは除電されるので、板状ワークＷを搬送する際、保持面２１ａから板状ワークＷが離れた瞬間に放電することも防止することができる。

ここで、従来のように保持部材２１を絶縁性材料とすれば、放電を防止できるものの板状ワークＷを除電できなくなる。また、仮に、保持部材２１を導電性材料とすれば、板状ワークＷを除電できるものの放電が発生し易くなる。本実施の形態のように、静電気拡散性材料によって保持部材２１を構成することで、放電を防止可能としつつ、チャックテーブル２０上で板状ワークＷを除電可能となり、相反する技術的効果を両方とも得ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、方向などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、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することが可能である。

例えば、チャックテーブル２０は、図３乃至図５に示す構成に変更してもよい。図３は、第１変形例に係るチャックテーブルの説明用断面図、図４は、第２変形例に係るチャックテーブルの説明用断面図、図５は、第３変形例に係るチャックテーブルの説明用断面図である。

図３の第１変形例に係るチャックテーブル２０は、保持部材２１の下面と、枠体２２における凹部２２ａの底面との境界領域に導電性を持たせた樹脂層２５を備えている。導電性を持たせた樹脂層２５としては、制電塩化ビニル、ポリカーボネートが例示できる。かかる樹脂層２５を保持部材２１と枠体２２との間に介在させることによっても、保持面２１ａの表面抵抗値を上述した範囲に設定でき、上記実施の形態と同様に、放電を防止可能としつつ、板状ワークＷの静電気をスローリークすることができる。なお、樹脂層２５の導電性を調整することによって、保持部材２１を導電性部材により構成しても、保持面２１ａの表面抵抗値を上述した範囲に設定することができる。

図４の第２変形例に係るチャックテーブル２０は、上記実施の形態の枠体２２に形成された凹部２２ａに代えて、枠体２２を上下に貫通する開口部２６を備えた構成としている。そして、開口部２６内に保持部材２１が設けられ、保持部材２１の上下両端が開口部２６の上下両端に揃うように配設されている。また、保持部材２１の下面に第２吸引路３９ａが接続されている。保持部材２１の下面は、基台３９に接触しており、この接触によって板状ワークＷからの静電気が保持部材２１及び基台３９を通電可能となっている。従って、本変形例では、枠体２２を導電性材料で形成する他、絶縁性材料によって形成することができる。

図５の第３変形例に係るチャックテーブル２０は、保持部材２１の下面と、枠体２２における凹部２２ａの底側との間に跨る連結部２７を少なくとも１箇所（本変形例では２箇所）に設けた構成としている。連結部２７は、導電性材料によって構成され、板状ワークＷから保持部材２１に流れた静電気を、連結部２７を介して基台３９に通電可能となっている。連結部２７は、上記実施の形態において、凹部２２ａの底側と保持部材２１とを接着する導通性の接着剤に代えて設けられる。

また、上記実施の形態において、凹部２２ａの底側と保持部材２１とを接着する接着剤の抵抗値を変更することによって、保持面２１ａの表面抵抗値を上述した範囲に設定してもよい。

枠体２２は、保持部材２１の保持面２１ａを露出させるように保持部材２１を囲繞すればよく、保持部材２１に対し、導電性を持たせた樹脂をコーティングや塗装等の方法によって形成してもよい。このとき、枠体２２を形成する樹脂の導電性を調整することによって、保持部材２１を導電性部材により構成しても、保持面２１ａの表面抵抗値を上述した範囲に設定することができる。

上述したチャックテーブル２０は、板状ワークＷを切断できる限りにおいて、上記実施の形態のレーザ加工装置１への適用に限られず、例えば、回転する切削ブレードによって、板状ワークＷを切削加工させて切断する切削加工装置に適用してもよい。

以上説明したように、本発明は、チャックテーブルの保持面と板状ワークとの間での放電を防止することができるという効果を有し、特に、ウエーハを分割予定ラインに沿って分割する加工装置のチャックテーブルとして有用である。

１ レーザ加工装置
２０ チャックテーブル
２１ 保持部材
２１ａ 保持面
２２ 枠体
２２ｂ 第１吸引路（吸引路）
２３ 吸引源
Ｗ 板状ワーク

Claims (2)

1. 板状ワークを切断する加工装置における板状ワークを保持するチャックテーブルであって、
   該板状ワークを保持する保持面を有するポーラスセラミックで形成される保持部材と、該保持面を露出させて該保持部材を囲繞し、該保持部材と吸引源とを連通する吸引路を備える枠体と、を備え、
   該保持部材は、非導電性粒子及び結合剤に対して導電性粒子を分散させ、該結合剤と該非導電性粒子との総和に対し、該導電性粒子を５０体積％以上１５０体積％以下の配合率で配合し、
   該保持面の表面抵抗値が１×１０^５Ωから１×１０^９Ωで構成されていることを特徴とするチャックテーブル。
2. 該導電性粒子はシリコン粒子を用いたことを特徴とする請求項１記載のチャックテーブル。

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