JP6713210B2 - チャックテーブル - Google Patents

Description

本発明は、一般的にチャックテーブルに関し、特に、レーザー加工装置のチャックテーブルに関する。

近年、携帯電話やパソコン等の電子機器はより軽量化、小型化が求められており、これに伴いより薄い半導体デバイスチップが要求されている。より薄い半導体デバイスチップを形成する技術として、所謂先ダイシング法（ＤＢＧ：Ｄｉｃｉｎｇ Ｂｅｆｏｒｅ Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）を称する分割技術が実用化されている。

この先ダイシング法は、半導体ウェーハの表面から分割予定ラインに沿って厚みが２０〜４０μｍの切削ブレードによって所定の深さ（半導体デバイスチップの仕上がり厚みに相当する深さ）の分割溝を形成し、その後、表面に分割溝が形成された半導体ウェーハの裏面を研削して切削溝を裏面に露出させ、半導体ウェーハを個々の半導体デバイスチップに分割する技術であり、半導体デバイスチップの厚さを５０μｍ以下に加工することが可能である。

しかし、先ダイシング法においては、所定深さの分割溝を形成した半導体ウェーハの裏面を研削して裏面に分割溝を露出させるので、Ｄｉｅ Ａｔｔａｃｈ Ｆｉｌｍ（ＤＡＦ）と称するダイボンディング用の接着フィルムを前もって半導体ウェーハの裏面に装着することができない。

そこで、先ダイシング法によって個々の半導体デバイスチップに分割された半導体ウェーハの裏面にＤＡＦを貼着し、このＤＡＦを介して半導体デバイスチップをダイシングテープに貼着した後、各半導体デバイスチップ間の間隙に露出されたＤＡＦの部分に、半導体ウェーハの表面側からチップ間の間隙を通してレーザービームを照射し、チップ間の間隙を通してＤＡＦを分割するようにした技術が特開２００２−１１８０８１号公報で提案されている。

然し、先ダイシング法によって分割された分割溝の幅は狭いため分割溝を認識することは困難であり、分割溝から外れてレーザービームが照射されＤＡＦの分割が不十分となり、ダイシングテープからＤＡＦ付きデバイスチップをピックアップできないと共にデバイスチップの裏面を損傷させるという問題がある。

この問題を解決するために、本願の出願人は、チャックテーブルに保持されたウェーハに光を照射できるチャックテーブル機構を特開２０１４−１５０２１９号で提案した。

特開２００２−１１８０８１号公報 特開２０１４−１５０２１９号公報

然し、特許文献２に開示されたチャックテーブル機構では、複合ガラスプレートとＬＥＤが配設されたテーブル基台との間に空間領域が存在するため、複合ガラスプレートの上面（ウェーハ保持面）が湾曲して精度が出ないという問題がある。

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、発光体が発光してもチャックテーブルの保持面が湾曲することがない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、被加工物を保持するチャックテーブルであって、透明部材で形成され
被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルの外周を囲繞し該保持テーブルを照
明する環状の発光体と、該保持テーブルと該環状の発光体とを支持するテーブル基台と、
を備え、前記保持テーブルの表面には複数の溝が形成されており、前記環状の発光体には該テーブル基台側から該保持テーブルの表面に形成された該複数の溝に連通する連通孔が形成され、前記テーブル基台には該環状の発光体に形成された該連通孔に吸引力を伝達する吸引路が形成されており、該吸引路を介して該環状の発光体の該連通孔に吸引力を作用させることにより、該保持テーブルの表面に形成された該複数の溝に負圧を作用させることを特徴とするチャックテーブルが提供される。

本発明のチャックテーブルによると、保持テーブルとテーブル基台との間の空間領域を無くすことができるため、発光体が発光しても保持テーブルの保持面の平面精度が悪化することがない。

更に、保持テーブルの表面に複数の溝が形成されているので、保持テーブルの表面をダイシングテープで覆った状態でこれらの溝に負圧を作用させることにより、被加工物を保持テーブルに確実に吸引保持することができる。

本発明のチャックテーブルを備えたレーザー加工装置の斜視図である。 レーザービーム発生ユニットのブロック図である。 本発明実施形態に係るチャックテーブルの分解斜視図である。 図４（Ａ）はチャックテーブルの上面図、図４（Ｂ）は環状発光体の底面図である。 図５（Ａ）は図４（Ａ）の５Ａ−５Ａ線断面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ部分の拡大断面図である。 フレームユニットの斜視図である。 レーザービームの照射によるＤＡＦの切断ステップを示す断面図である。

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、本発明実施形態のチャックテーブルを具備したレーザー加工装置の斜視図が示されている。レーザー加工装置２は、静止基台４上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第１スライドブロック２６を含んでいる。

第１スライドブロック６は、ボールねじ８及びパルスモータ１０から構成される加工送り手段１２により一対のガイドレール１４に沿って加工送り方向、即ちＸ軸方向に移動される。

第１スライドブロック６上には第２スライドブロック１６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。すなわち、第２スライドブロック１６はボールねじ１８及びパルスモータ２０から構成される割り出し送り手段２２により一対のガイドレール２４に沿って割り出し方向、すなわちＹ軸方向に移動される。

第２スライドブロック１６上には円筒支持部材２６を介してチャックテーブル２８が搭載されており、チャックテーブル２８は加工送り手段１２及び割り出し送り手段２２によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。チャックテーブル２８には、チャックテーブル２８に吸引保持された半導体ウェーハをクランプするクランパ３０が設けられている。

静止基台４にはコラム３２が立設されており、このコラム３２にレーザービーム照射ユニット３４が取り付けられている。レーザービーム照射ユニット３４は、ケーシング３３中に収容された図２に示すレーザービーム発生ユニット３５と、光学系３６と、ケーシング３３の先端に取り付けられた集光器３７とを含んでいる。

レーザービーム発生ユニット３５は、図２に示すように、ＹＡＧレーザー又はＹＶＯ４レーザーを発振するレーザー発振器６２と、繰り返し周波数設定手段６４と、パルス幅調整手段６６と、パワー調整手段６８とを含んでいる。特に図示しないが、レーザー発振器６２はブリュースター窓を有しており、レーザー発振器６２から出射するレーザービームは直線偏光のレーザービームである。

ケーシング３３の先端部には、集光器３７とＸ軸方向に整列してレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段３９が配設されている。撮像手段３９は、可視光によって半導体ウェーハの加工領域を撮像する通常のＣＣＤ等の撮像素子を含んでいる。

撮像手段３９は更に、半導体ウェーハに赤外線を照射する赤外線照射手段と、赤外線照射手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、この光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する赤外線ＣＣＤ等の赤外線撮像素子から構成される赤外線撮像手段を含んでおり、撮像した画像信号はコントローラ（制御手段）４０に送信される。

コントローラ４０はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）４２と、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４４と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４６と、カウンタ４８と、入力インターフェイス５０と、出力インターフェイス５２とを備えている。

５６は案内レール１４に沿って配設されたリニアスケール５４と、第１スライドブロック６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される加工送り量検出手段であり、加工送り量検出手段５６の検出信号はコントローラ４０の入力エンターフェイス５０に入力される。

６０はガイドレール２４に沿って配設されたリニアスケール５８と第２スライドブロック１６に配設された図示しない読み取りヘッドとから構成される割り出し送り量検出手段であり、割り出し送り量検出手段６０の検出信号はコントローラ４０の入力インターフェイス５０に入力される。

撮像手段３９で撮像した画像信号もコントローラ４０の入力インターフェイス５０に入力される。一方、コントローラ４０の出力インターフェイス５２からはパルスモータ１０、パルスモータ２０、レーザービーム照射ユニット３４等に制御信号が出力される。

図３を参照すると、本発明実施形態に係るチャックテーブル２８の分解斜視図が示されている。チャックテーブル２８は、ＳＵＳ等の金属から形成されたテーブル基台７０と、ガラス又はポリカーボネート等の透明樹脂から形成された保持テーブル７２と、環状の発光体７４とを含んでいる。

テーブル基台７０は複数のねじ穴７６と、テーブル基台７０の表面に露出した一対の吸引路７８とを有している。図５（Ａ）の断面図に示すように、吸引路７８は吸引路８８及び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。

保持テーブル７２の表面７２ａには一方向に伸長する複数の微細な溝８０が形成されている。好ましくは、溝８０の幅は０．０５〜０．１０ｍｍ、深さは０．０３〜０．０８ｍｍ、溝８０のピッチは０．１５〜０．２２ｍｍである。

環状の発光体７４は、テーブル基台７０のねじ穴７６に対応する複数の丸穴８２と、発光体７４の表面に露出した一対の連通孔８４ａとを有している。更に、図４（Ｂ）の発光体７４の裏面図に示すように、環状の発光体７４の内周には複数の（本実施形態では８個）ＬＥＤ８６が装着されている。環状の発光体７４は本実施形態ではＳＵＳから形成されているが、他の材料から形成するようにしてもよい。

図４（Ａ）を参照すると、チャックテーブル２８の上面図が示されている。テーブル基台７０と環状の発光体７４との間に保持テーブル７０を挟んで、ねじ８５を環状の発光体７４の丸穴８２に挿入してテーブル基台７０のねじ穴７８に螺合することにより、図５（Ａ）に示すように、チャックテーブル２８が組み立てられる。

図５（Ｂ）の拡大断面図に示すように、環状の発光体７４に装着されたＬＥＤ８６は所定幅の空間を介して透明な保持テーブル７４の側面に対向している。環状の発光体７４には連通孔８４が形成されており、連通孔８４は環状の発光体７４の表面に形成された連通孔８４ａと接続しており、この連通孔８４ａが保持テーブル７２の表面に形成された微細な溝８０の一つと連通している。

従って、テーブル基台７０に形成された吸引路８８を電磁切替弁を介して吸引源に接続することにより、吸引路７８を介して環状の発光体７４の連通孔８４に負圧が導入され、後で説明するようにチャックテーブル２８にダイシングテープをかぶせることにより、この負圧が連通孔８４ａを介して保持テーブ７２の表面に形成された微細な溝８０に導入され、ダイシングテープをチャックテーブル２８で吸引保持することができる。

このような構造のチャックテーブル２８を有するレーザー加工装置２では、特に先ダイシング法で個々の半導体デバイスチップに分割されたウェーハの裏面にダイボンディング用の接着フィルムであるＤＡＦを接着し、このＤＡＦをレーザービームの照射により個々の半導体デバイスチップに対応して分割する実施形態に適している。以下、チャックテーブル２８を使用したＤＡＦの分割方法について詳細に説明する。

図６を参照すると、レーザー加工装置２に投入するフレームユニット２１の斜視図が示されている。フレームユニット２１では、半導体ウェーハ１１は分割予定ライン１３に沿った切削溝１７により個々の半導体デバイスチップ１５に分割されており、半導体ウェーハ１１の裏面にはＤＡＦ１９が接着されている。半導体ウェーハ１１はＤＡＦ１９を介して外周部が環状フレームＦに貼着されたダイシングフレームＴに貼着されてフレームユニット２１が形成される。

ＤＡＦ１９の分割に際しては、図６に示すフレームユニット２１がレーザー加工装置に投入され、チャックテーブル２８により裏面にＤＡＦ１９が貼着された半導体ウェーハ１１をチャックテーブル２８上に載置する。

テーブル基台７０に形成された吸引路８８，７８及び環状の発光体７４に形成された連通孔８４，８４ａを介して透明の保持テーブル７２の表面７２ａに形成された微細な溝８０の一つに負圧を導入すると、保持テーブル７２の表面はダイシングテープＴで覆われているため、他の微細な溝８０にも負圧が作用し、裏面にＤＡＦ１９の接着された半導体ウェーハ１１はダイシングテープＴを介して透明な保持テーブル７２に吸引保持される。そして、フレームユニット２１の環状フレームＦは、図１に示すクランプ３０によりクランプされて固定される。

この状態で、環状の発光体７４に装着されたＬＥＤ８６を点灯すると、ＬＥＤ８６から出射された光は透明な保持テーブル７２にその側面から進入し、保持テーブル７２の表面がＬＥＤ８６の光により明るくなる。

従って、レーザー加工装置２のオペレータは、保持テーブル７２からの光により切削溝１７の位置を明確に認識することができ、集光器３７からのレーザービームＬＢを切削溝１７を介してＤＡＦ１９に確実に照射することができ、ＤＡＦ１９を個々の半導体デバイスチップの裏面に接着された状態で分割することができる。

上述した実施形態ではＤＡＦを貼着する被加工物として半導体ウェーハについて説明したが、ＤＡＦが貼着される被加工物は半導体ウェーハに限定されるものではなく、光デバイスウェーハ等の他のウェーハ、セラミックス基板等の他の被加工物にもＤＡＦを接着して、本発明実施形態のチャックテーブルを使用してＤＡＦ付きのチップに被加工物を分割することができる。

２ レーザー加工装置
１１ 半導体ウェーハ
１７ 切削溝
１９ ＤＡＦ
２１ フレームユニット
２８ チャックテーブル
３４ レーザービーム照射ユニット
３５ レーザービーム発生ユニット
３７ 集光器
７０ テーブル基台
７２ 保持テーブル
７４ 環状の発光体
７８ 吸引路
８０ 微細な溝
８４，８４ａ 連通孔
８６ ＬＥＤ

Claims (1)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルであって、
   透明部材で形成され被加工物を保持する保持テーブルと、
   該保持テーブルの外周を囲繞し該保持テーブルを照明する環状の発光体と、
   該保持テーブルと該環状の発光体とを支持するテーブル基台と、
   を備え、
   前記保持テーブルの表面には複数の溝が形成されており、
   前記環状の発光体には該テーブル基台側から該保持テーブルの表面に形成された該複数の溝に連通する連通孔が形成され、前記テーブル基台には該環状の発光体に形成された該連通孔に吸引力を伝達する吸引路が形成されており、
   該吸引路を介して該環状の発光体の該連通孔に吸引力を作用させることにより、該保持テーブルの表面に形成された該複数の溝に負圧を作用させることを特徴とするチャックテーブル。