JP6576172B2 - チャックテーブル - Google Patents

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Description

本発明は、レーザー加工装置等の加工装置のチャックテーブルに関する。
半導体ウェーハやサファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ等のエピタキシャル基板上に発光層が形成された光デバイスウェーハ等は、ウェーハに対して透過性を有する波長のレーザービームをウェーハ内部に集光点を位置付けて照射してウェーハ内部に改質層を形成し、次いで、ウェーハに外力を付与して改質層を破断起点としてウェーハを個々のデバイスチップに分割する加工方法が近年用いられ始めている（例えば、特許第３４０８８０５号公報参照）。
この加工方法では、レーザービームのエネルギーを減衰させるもの（例えば、デバイスを構成する各種パターンを形成する材料）がレーザービームの照射面側に形成されていないことが条件となる。そのため、表面に複数のデバイスが形成されたウェーハに対しては、デバイスが無い裏面側からレーザービームを照射し、内部に改質層を形成することが一般的に実施されている。
ウェーハの裏面側からレーザービームを照射するためには、デバイスが形成されたウェーハの表面側をチャックテーブルで保持するが、チャックテーブルの保持面がデバイスに直接接触してデバイスが破損するのを防ぐため、保持面をシート部材で覆う加工方法が知られている（特開２０１３−２２９４０３号公報参照）。
特許第３４０８８０５号公報 特開２０１３−２２９４０３号公報
フリップチップボンディングタイプの半導体デバイスは、デバイスの電極上に電極バンプが形成されている場合があり、半導体ウェーハの表面に電極バンプが多数並んで形成されている。
このような半導体デバイスでは、電極バンプが突出しているため、ウェーハの表面をチャックテーブルで吸引保持しようとすると、負圧のリークが発生して十分負圧を確保できず、吸引保持が完全でないという課題があった。
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、表面に複数の電極バンプが形成された半導体ウェーハの表面側を吸引保持する場合に、負圧のリークを防止してウェーハを確実に吸引保持することのできるチャックテーブルを提供することである。
本発明によると、格子状に区画された複数の領域に電極バンプを有するデバイスがそれぞれ形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に備えたウェーハの表面を吸引して保持するチャックテーブルであって、枠体と、該枠体の凹部に嵌合され、該電極バンプと対向しウェーハの該デバイス領域を吸引保持する保持面を備える吸引保持部と、該保持面を囲繞し、該保持面より突出した弾性部材でウェーハの該外周余剰領域を支持する外周余剰領域支持部と、を備え、該外周余剰領域支持部は、該電極バンプの高さに対応して該保持面から突出し、該枠体及び該吸引保持部は、ウェーハの該外周余剰領域を支持しないことを特徴とするチャックテーブルが提供される。
好ましくは、チャックテーブルは、ウェーハより大きい直径で可撓性と通気性を備え、該保持面と該外周余剰領域支持部とを覆って吸引保持したウェーハの表面を保護するシート部材と、該シート部材の外周を該外周余剰領域支持部より下方に押し下げて固定するシート部材固定部と、を更に備える。
好ましくは、チャックテーブルは、該外周余剰領域支持部の該保持面からの突出量を調整する高さ調整手段を更に備えている。
本発明のチャックテーブルによると、ウェーハの電極バンプ側を保持面で保持しつつ保持面から電極バンプの高さに対応して突出した外周余剰領域支持部でウェーハと保持面との間をシールし、十分に負圧を確保することができるため、複数の電極バンプを有するウェーハを電極バンプ側から吸引保持することができる。
また、シート部材を用いてウェーハ表面を保護する場合、シート部材固定部でシート部材へも対応できる。更には、電極バンプの高さがデバイスの種類によって変更されても、外周余剰領域支持部の高さを調整手段によって調整することができるため、別のチャックテーブルを用意する必要がない。
本発明のチャックテーブルが適用可能なレーザー加工装置の斜視図である。 各デバイスが複数の電極バンプを有するウェーハの表面側斜視図である。 ウェーハの裏面を外周部が環状フレームに貼着されたダイシングテープに貼着した形態のフレームユニットの斜視図である。 本発明実施形態のチャックテーブルでフレームユニットの電極バンプ側を吸引保持した状態の断面図である。 図４に示すチャックテーブルの一部拡大断面図である。
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は本発明実施形態に係るチャックテーブルを備えたレーザー加工装置２の概略構成図を示している。レーザー加工装置２は、静止基台４上に搭載されたＹ軸方向に伸長する一対のガイドレール６を含んでいる。
Ｙ軸移動ブロック８は、ボールねじ１０及びパルスモータ１２とから構成されるＹ軸送り機構（Ｙ軸送り手段）１４により割り出し送り方向、即ちＹ軸方向に移動される。Ｙ軸移動ブロック８上には、Ｘ軸方向に伸長する一対のガイドレール１６が固定されている。
Ｘ軸移動ブロック１８は、ボールねじ２０及びパルスモータ２２とから構成されるＸ軸送り機構（Ｘ軸送り手段）２８により、ガイドレール１６に案内されて加工送り方向、即ちＸ軸方向に移動される。
Ｘ軸移動ブロック１８上には円筒状支持部材３０を介してチャックテーブル２４が搭載されている。チャックテーブル２４には、図３に示す環状フレームＦをクランプする複数（本実施形態では４個）のクランプ２６が配設されている。
ベース４の後方にはコラム３２が立設されている。コラム３２には、レーザービーム照射ユニット３４のケーシング３６が固定されている。ケーシング３６中には、ＹＡＧレーザー発振器等を含んだレーザービーム発振手段が収容されており、ケーシング３６の先端にはレーザービームを加工すべきウェーハ上に集光する集光器（レーザーヘッド）３８が装着されている。
レーザービーム照射ユニット３４のケーシング３６の先端には、チャックテーブル２４に保持されたウェーハ１１を撮像する撮像ユニット４０が装着されている。撮像ユニットは赤外光に対応した撮像素子を備えている。集光器３８と撮像ユニット４０はＸ軸方向に整列して配設されている。
図２を参照すると、本発明実施形態に係るチャックテーブルで吸引保持するのに適した半導体ウェーハ（以下、単にウェーハと略称することがある）１１の表面側斜視図が示されている。
半導体ウェーハ１１の表面１１ａにおいては、複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に形成されており、直交する分割予定ライン１３によって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。
各デバイス１５が複数の電極バンプ１７を有しているウェーハ１１は、それぞれ複数の電極バンプ１７を備えた複数のデバイス１５が形成されたデバイス領域１９と、デバイス領域１９を囲繞する外周余剰領域２１とをその表面に備えている。
図３に示すように、ウェーハ１１は粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周部は環状フレームＦに貼着されている。即ち、ダイシングテープＴを介して環状フレームＦの開口にウェーハ１１が固定されたフレームユニット１７の形態でハンドリングされる。ダイシングテープＴは、ポリオレフィン等の樹脂からなる基材上に粘着層が塗布されて形成されている。
次に図４及び図５を参照して、本発明実施形態に係るチャックテーブル２４について詳細に説明する。図４はチャックテーブル２４でウェーハ１１を吸引保持し、ウェーハの裏面に貼着されたダイシングテープＴを介してレーザービームをウェーハ１１に照射し、ウェーハ１１の内部に改質層２５を形成している状態の断面図である。図５は図４の一部拡大断面図である。
円筒状支持部材３０上に搭載されたチャックテーブル２４は、ＳＵＳ等の金属から形成された枠体４２と、枠体４２の凹部に嵌合されたポーラスセラミックス等から形成された吸引保持部４４とから構成される。枠体４２には吸引保持部４４に連通する吸引路４６が形成されており、吸引路４６の他端は、電磁切替弁を介して図示しない吸引源に選択的に接続される。
図４において、ウェーハユニット２３の表裏を反転し、ウェーハ１１の電極バンプ１７が形成された表面１１ａ側をシート部材４８を介して保持面４４ａで吸引保持すると共に、フレームユニット２３の環状フレームＦをクランプ２６でクランプして固定する。
吸引保持部４６の表面である保持面４４ａはウェーハ１１の電極バンプ１７と対向し、チャックテーブル２４上に搭載されたウェーハ１１のデバイス領域１９を吸引保持する。ウェーハ１１の外周余剰領域２１は電極バンプ１７の高さに対応して保持面４４ａから突出して配設された外周余剰領域支持部としてのＯリング５４に当接して支持される。
Ｏリング５４は、環状のＯリング固定部５０に形成された環状の切り欠き５２中に挿入されて固定されている。Ｏリング固定部５０とＯリング５４とで高さ調整手段５６を構成する。Ｏリング固定部５０は円周方向に所定間隔離間した複数のねじ５８によりチャックテーブル２４の枠体４２に固定されている。
チャックテーブル２４の保持面４４ａと外周余剰領域支持部としてのＯリング５４は、ウェーハ１１より大きい直径で可撓性と通気性を備えたシート部材４８に覆われている。このシート部材４８によりウェーハ１１の表面１１ａが保護される。
シート部材４８の外周はＯリング固定部５０とシート部材固定部６０とに挟まれて固定されている。シート部材固定部６０は環状をしており、円周方向に所定間隔離間した複数のねじ６２によりチャックテーブル２４の枠体４２に固定されている。シート部材固定部６０は、シート部材４８の外周を外周余剰領域支持部としてのＯリング５４より下方に押し下げてＯリング固定部５０と共働して固定する。
上述したように、Ｏリング支持部５０とＯリング５４とで高さ調整手段５６を構成し、電極バンプ１７の高さに応じてＯリング５４の直径を変更することにより、Ｏリング５４の保持面４４ａからの突出量を調整することができる。電極バンプ１７の高さは約５０〜２００μｍ程度である。また、Ｏリング支持部をＯリングのサイズに応じて変更しても良い。
上述した実施形態のチャックテーブル２４によると、ウェーハ１１の電極バンプ１７側を保持面４４ａで保持し、外周余剰領域支持部であるＯリング５４で外周余剰領域２１を支持することで、Ｏリング５４でウェーハ１１と保持面４４ａとの間をシールするので、十分に負圧を確保することができるため、電極バンプ１７を備えるウェーハ１１を電極バンプ１７側から保持することができる。
また、シート部材４８を用いてウェーハ１１の表面を保護するので、ウェーハ１１を吸引保持する際ウェーハ１１の表面１１ａを十分に保護することができる。更に、電極バンプ１７の高さがデバイスの種類によって変更されても、Ｏリング５４を変更することにより外周余剰領域支持部の高さを調整することができるため、別のチャックテーブルを用意する必要がない。
２ レーザー加工装置
１１ 半導体ウェーハ
１５ デバイス
１７ 電極バンプ
１９ デバイス領域
２１ 外周余剰領域
２４ チャックテーブル
４２ 枠体
４４ 吸引保持部
４４ａ 保持面
４８ シート部材
５０ Ｏリング固定部
５４ Ｏリング
５６ 高さ調整手段
６０ シート部材固定部

Claims (3)

  1. 格子状に区画された複数の領域に電極バンプを有するデバイスがそれぞれ形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを表面に備えたウェーハの表面を吸引して保持するチャックテーブルであって、
    枠体と、
    該枠体の凹部に嵌合され、該電極バンプと対向しウェーハの該デバイス領域を吸引保持する保持面を備える吸引保持部と、
    該保持面を囲繞し、該保持面より突出した弾性部材でウェーハの該外周余剰領域を支持する外周余剰領域支持部と、を備え、
    該外周余剰領域支持部は、該電極バンプの高さに対応して該保持面から突出し、
    該枠体及び該吸引保持部は、ウェーハの該外周余剰領域を支持しないことを特徴とするチャックテーブル。
  2. ウェーハより大きい直径で可撓性と通気性を備え、該保持面と該外周余剰領域支持部とを覆って吸引保持したウェーハの表面を保護するシート部材と、
    該シート部材の外周を該外周余剰領域支持部より下方に押し下げて固定するシート部材固定部と、を更に備えた請求項１記載のチャックテーブル。
  3. 該外周余剰領域支持部の該保持面からの突出量を調整する高さ調整手段を更に備えた請求項１又は２記載のチャックテーブル。
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