JP7034845B2 - チャックテーブル、研削装置および研削品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、チャックテーブル、研削装置および研削品の製造方法に関する。

チャックテーブルに吸着された研削対象物を研削装置によって研削することが従来から行なわれている。１つの形態として、多孔質部材により研削対象物の吸着保持部を形成する方法がある。

特開２０１６－１５９４１２号公報（特許文献１）には、ポーラスセラミックス等の多孔質部材により吸着保持部を形成する場合において、研削対象物であるパッケージ基板の外周縁をシートで覆い、シートとパッケージ基板とを吸着保持することで、パッケージ基板の外周縁と研削対象物との間から吸引力がリークすることを抑えることが開示されている。

特開２０１６－１５９４１２号公報

特許文献１においては、シートによってワークの反りを矯正しつつ保持面から吸引力がリークするのを防止することができるので、パッケージ基板をチャックテーブルで確実に吸引保持できるとされている（特許文献１の段落［００１４］等参照）。

しかしながら、特許文献１に記載の研削方法においては、シートを設ける工程が別途必要となり工程が煩雑になり得る。また、シートの耐久性の限界から、多数回使用できない場合がある。研削工程中にシートが破損したり外れたりした場合、パッケージ基板の外周縁の吸着保持を行なうことができず、パッケージ基板が破損する可能性がある。パッケージ基板の破損は、外観不良の原因となり、さらに動作不良の原因ともなり得る。

本発明の目的は、工程が煩雑になることを抑制しながら研削対象物の安定した吸着保持を行なうことが可能なチャックテーブルおよび研削装置を提供するとともに、製品の外観不良ないし動作不良の発生を抑制することが可能な研削品の製造方法を提供することにある。

本発明に係るチャックテーブルは、研削対象物を吸着するためのチャックテーブルであって、研削対象物を配置可能な領域を有する本体と、本体における研削対象物を配置可能な領域内に設けられる多孔質部材と、本体における研削対象物を配置可能な領域内であって、多孔質部材の外側に設けられた吸着孔配置領域とを備える。

本発明に係る研削装置は、上述のチャックテーブルと、チャックテーブルに吸着された研削対象物を研削する研削部とを備える。

本発明に係る研削品の製造方法は、上述のチャックテーブルに研削対象物を吸着する工程と、砥石が配置された研削部を回転させ、砥石によって研削対象物を研削する工程とを備える。

本発明によれば、工程が煩雑になることを抑制しながら研削対象物の安定した吸着保持を行なうことができる。この結果、研削品の外観不良ないし動作不良の発生を抑制することができる。

本発明の１つの実施の形態に係るチャックテーブルを装着可能な研削装置の全体図である。 本発明の１つの実施の形態に係るチャックテーブルを模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるIIＢ－IIＢ断面図である。 図２に示すチャックテーブルの一部を示す斜視図である。 比較例に係るチャックテーブルを模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるIＶＢ－IＶＢ断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るチャックテーブルを模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＶＢ－ＶＢ断面図である。 図５に示すチャックテーブルの変形例を示す平面図である。 本発明の１つの実施の形態に係るチャックテーブルを含む研削装置を用いて行なう研削品の製造方法のフローを示す図である。 研削対象物について示す図である。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。

図１は、研削装置の全体構成を示す図である。図１に示すように、研削装置は、ベース１と、研削液供給部２と、研削ホイール３と、スピンドル４と、モータ５と、連結部６と、柱部７と、吸引装置８とを含む。

ベース１上にチャックテーブル１００（吸着治具）が設置される。チャックテーブル１００は、研削対象物１００αを吸着可能である。

チャックテーブル１００は、ベース１上において柱部７とＸ方向（水平方向）に間隔を空けて配置される。チャックテーブル１００には、研削対象物１００αが設置される。研削液供給部２は、研削対象物１００αの研削面に研削液（たとえば純水）を供給する。研削液供給部２は、研削対象物１００αの研削面に研削液を供給することが可能であれば、その構成は特に限定されない。

研削ホイール３（研削部）は、環状基台３Ａと、環状基台３Ａに取り付けられた研削砥石３Ｂとを含む。研削砥石３Ｂは、複数の砥石が環状に配置されて構成される。研削砥石３Ｂは、たとえばダイヤモンド砥石である。研削ホイール３は、スピンドル４のモータ５側の端部とは反対側の端部に取り付けられる。研削ホイール３は、Ｚ方向に延在する軸を中心として、回転可能とされている。

スピンドル４は、モータ５に一端が取り付けられてＺ方向（鉛直下方向）に延在する。モータ５は、連結部６のＸ方向の端部に取り付けられる。連結部６は、柱部７におけるベース１側の端部と反対側の端部からＸ方向に延在する。柱部７は、ベース１の端部の領域からＺ方向（鉛直上方向）に延在する。チャックテーブル１００は、真空ポンプなどからなる吸引装置８に接続されている。吸引装置８を動作させることにより、研削対象物１００αはチャックテーブル１００に吸着保持される。

図２は、チャックテーブル１００を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるIIＢ－IIＢ断面図である。図３は、チャックテーブル１００の一部を示す斜視図である。なお、図２、図３はチャックテーブル１００を模式的に示しているため、吸着孔１３１の個数や形状等は必ずしも完全には一致しない。

図２，図３に示すように、チャックテーブル１００は、本体１１０と、多孔質部材１２０と、吸着孔配置領域１３０とを含む。本体１１０は、セラミックス材料やステンレスなどから構成される。

多孔質部材１２０は、アルミナや炭化珪素を含む多孔質セラミックス材料を含み、複数の気孔が連通する連通気孔構造を有する。多孔質部材１２０は、１００μｍ以下の気孔を多数有する部材である。図２の例では、多孔質部材１２０は矩形の平面形状を有しているが、多孔質部材１２０の平面形状はこれに限定されず、たとえば円形や楕円形状、四角形以外の多角形形状であってもよい。また、図３に示すように、多孔質部材１２０のコーナ部が曲線状に形成された部分を有してもよい。吸着孔配置領域１３０には、複数の吸着孔１３１が形成される。図２の例では、多孔質部材１２０の短辺上に３つ、長辺上に５つの吸着孔１３１が各々並んで形成されているが、吸着孔１３１の数はこれに限定されない。多孔質部材１２０が矩形形状を有する場合、一例としては、一辺に３個以上の吸着孔１３１が並んで形成される。複数の吸着孔１３１はすべて等間隔に配置されてもよいし、一部の吸着孔１３１について間隔が異なるように配置されてもよい。吸着孔１３１の形状は、半円状であってもよいし、楕円形状の一部を有するものであってもよいし、矩形状であってもよいし、その他の形状であってもよい。吸着孔１３１の幅ないし径は、たとえば２ｍｍ以上程度である。複数の吸着孔１３１のうち一部の吸着孔１３１の形状が他と異なっていてもよい。

本体１１０上の研削対象物配置領域１１０Ａに研削対象物１００αが配置される。研削対象物配置領域１１０Ａの中心に近い第１部分に多孔質部材１２０が設けられる。多孔質部材１２０の外側に吸着孔配置領域１３０が位置している。多孔質部材１２０の側面が吸着孔１３１に面している。すなわち、多孔質部材１２０の気孔は吸着孔１３１と連通している。

本体１１０は、吸引路１１１および空間１１２を有する。吸引路１１１は吸引装置８に接続される。多孔質部材１２０および吸着孔１３１は、吸引路１１１に連通する空間１１２上に設けられる。多孔質部材１２０および吸着孔１３１によって研削対象物１００αが吸着される。多孔質部材１２０の側面が吸着孔１３１に面しているため、連通気孔の気孔端の開口が多孔質部材１２０の側面に位置しても、吸引力をリーク成分として浪費することなく、研削対象物１００αの吸着に用いることができる。

多孔質部材１２０上では吸引力が分散しやすい。吸着孔１３１上では多孔質部材１２０上よりも強い吸引力によって研削対象物１００αを吸着固定できる。図２，図３に示すチャックテーブル１００においては、研削対象物配置領域１１０Ａの中心に近い領域においては吸引力を分散させながら、研削対象物配置領域１１０Ａの外周縁に近い領域においては吸着孔１３１を用いてより強力な吸着を行なうことができる。これにより、研削対象物１００αの反りや研削液噴出による研削対象物１００αの端部の浮き上がりを抑制して安定した吸着を行なうことができ、より平坦な研削品を得ることができる。

図４は、比較例に係るチャックテーブル２００を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるIＶＢ－IＶＢ断面図である。

図４に示す比較例のチャックテーブル２００は、研削対象物配置領域２１０Ａ、吸引路２１１、および空間２１２を有する本体２１０と、研削対象物配置領域２１０Ａの全域に亘って形成される複数の吸着孔２３１とを含む。

図４の比較例においては、多孔質部材を用いず、研削対象物配置領域２１０Ａの全域に亘って吸着孔２３１による吸着を行なっているため、吸着孔２３１に吸引される部分が引っ張られる状態となる、その状態で研削対象物を研削すると、吸着孔２３１上の部分が相対的に厚くなり、研削後に吸着孔２３１が転写された吸着痕が残り、これが外観不良の１つの原因となる。

また、吸着孔２３１から研削対象物配置領域２１０Ａの縁部までの距離が図２，図３の例よりも大きいため、たとえば基板とモールド樹脂との熱収縮率の違いにより発生する研削対象物の反りや研削液の噴出による研削対象物の端部の浮き上がりにより、研削後の端部の厚みが小さくなって破損することがある。研削対象物の端部の破損は、製品の外観不良の原因となり、さらには動作不良の原因にもなり得る。

これに対し、本実施の形態に係るチャックテーブル１００においては、研削対象物配置領域１１０Ａの中心に近い領域においては吸引力を分散させながら、研削対象物配置領域１１０Ａの外周縁に近い領域においては強力な吸着を行なって端部の浮き上がりを抑制できる。

図５は、他の実施の形態に係るチャックテーブル１００を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＶＢ－ＶＢ断面図である。図５に示す例では、本体１１０が凹部１１３を有する。研削対象物配置領域１１０Ａは、凹部１１３の底面上に設けられる。それ以外の点については、図２，図３の例と同様であるため、詳細な説明は繰り返さない。

図５に示す例では、多孔質部材１２０および吸着孔配置領域１３０が外側部分よりも窪むように凹部１１３が設けられている。この凹部１１３に研削対象物１００αが嵌め込まれる。この凹部１１３により、研削中に供給される研削液が研削対象物１００αの端部から侵入することを抑える効果を高めることができる。

図６は、図５に示すチャックテーブル１００の変形例を示す平面図である。図６に示す変形例では、凹部１１３は本体１１０の径方向全体に亘って形成されている。

図７は、本実施の形態に係るチャックテーブル１００を含む研削装置を用いて行なう研削品の製造方法のフローを示す図である。

図７に示すように、研削品の製造方法は、チャックテーブル１００に研削対象物１００αを吸着する工程（Ｓ１）と、研削砥石３Ｂが配置された研削ホイール３を回転させ、研削砥石３Ｂによって研削対象物１００αを研削する工程（Ｓ２）とを備える。この研削工程（Ｓ２）において、研削対象物１００αの研削面に研削液を供給する。

図８は、研削対象物１００αについて示す図である。１つの例では、研削対象物１００αは、支持部材１０１αと、支持部材１０１α上の封止樹脂１０２αとを含む。研削対象物１００αを研削する工程（Ｓ２）において、研削対象物１００αの厚さを低減するように、少なくとも封止樹脂１０２αの一部を研削する。すなわち、封止樹脂１０２αの上面１０３αを研削する。研削後には上面１０４αが露出する。

封止樹脂１０２αを含む半導体パッケージについては、薄型化の要請が年々高まっているが、モールドプロセス自体で必ずしも十分な薄型化を図ることができない場合がある。さらに、研削対象物１００αが大型化する傾向にある。また、研削後の製品の外観不良を抑制したいという要請もある。本実施の形態に係るチャックテーブル１００を用いることにより、比較的大型の研削対象物であっても平坦な状態で安定して吸着保持することができるので、研削対象物の端部が過度に研削されて破損することを抑制できる。また、多孔質部材１２０上に位置する部分では、吸着孔による吸着痕も発生しない。以上の結果として、本実施の形態に係るチャックテーブル１００によれば、製品の外観不良ないし動作不良の発生を抑制しながら十分に平坦かつ薄型の半導体パッケージを製造することが可能である。また、本実施の形態に係るチャックテーブル１００によれば、特段に追加の工程を設けることなく研削対象物を安定して吸着保持することができるので、安定した吸着保持のために工程が煩雑化することも抑制できる。

支持部材１０１αは、半導体チップ、薄膜などを支持するものであって、リードフレーム、サブストレート、インターポーザ、半導体ウエハ（シリコンウエハ等）、金属基板、ガラス基板、セラミックス基板、樹脂基板、配線基板などを含む。支持部材１０１αは、配線が施されたものであってもよいし、配線が施されていないものであってもよい。

封止樹脂１０２αは、支持部材１０１αに支持された半導体チップ、薄膜などの少なくとも一面を封止する樹脂である。

本実施の形態に係る研削装置の研削対象は、封止樹脂１０２αに限定されない。モールド樹脂の他、シリコン、銅、錫などが研削対象になり得る。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ベース、２ 研削液供給部、３ 研削ホイール、３Ａ 環状基台、３Ｂ 研削砥石、４ スピンドル、５ モータ、６ 連結部、７ 柱部、８ 吸引装置、１００，２００ チャックテーブル、１００α 研削対象物、１０１α 支持部材、１０２α 封止樹脂、１０３α，１０４α 上面、１１０，２１０ 本体、１１０Ａ，２１０Ａ 研削対象物配置領域、１１１，２１１ 吸引路、１１２，２１２ 空間、１１３ 凹部、１２０ 多孔質部材、１３０ 吸着孔配置領域、１３１，２３１ 吸着孔。

Claims (9)

1. 研削対象物を吸着するためのチャックテーブルであって、
   前記研削対象物を配置可能な領域を有する本体と、
   前記本体における前記研削対象物を配置可能な領域内に設けられ、連通気孔を有する多孔質部材と、
   前記本体における前記研削対象物を配置可能な領域内であって、前記多孔質部材の外側に設けられた吸着孔配置領域とを備え、
   前記研削対象物を吸着保持する面上において、複数の吸着孔が間隔をあけて形成され、
   前記多孔質部材は矩形の平面形状を有し、前記多孔質部材の４つのコーナ部を含む位置に前記複数の吸着孔が配置され、
   前記連通気孔の気孔端の開口が前記吸着孔配置領域の前記複数の吸着孔の各々に連通するように、前記多孔質部材の側面が前記吸着孔配置領域の前記複数の吸着孔の各々に面する、チャックテーブル。
2. 前記本体は凹部を有し、
   前記研削対象物を配置可能な領域は、前記凹部の底面上に設けられる、請求項１に記載のチャックテーブル。
3. 吸引装置に接続可能な吸引路が前記本体に形成され、
   前記多孔質部材および前記吸着孔配置領域は、前記吸引路に連通する空間上に設けられる、請求項１または請求項２に記載のチャックテーブル。
4. 前記多孔質部材は、連通気孔構造を有する多孔質セラミックス材料からなる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のチャックテーブル。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のチャックテーブルと、
   前記チャックテーブルに吸着された前記研削対象物を研削する研削部とを備えた、研削装置。
6. 前記チャックテーブルに吸着された前記研削対象物に研削液を供給する研削液供給部をさらに備えた、請求項５に記載の研削装置。
7. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のチャックテーブルに前記研削対象物を吸着する工程と、
   砥石が配置された研削部を回転させ、前記砥石によって研削対象物を研削する工程とを備えた、研削品の製造方法。
8. 前記研削する工程において、前記研削対象物の研削面に研削液を供給する、請求項７に記載の研削品の製造方法。
9. 前記研削対象物は、支持部材と、前記支持部材上の封止樹脂とを含み、
   前記研削対象物を研削する工程は、前記研削対象物の厚さを低減するように少なくとも前記封止樹脂の一部を研削することを含む、請求項７または請求項８に記載の研削品の製造方法。

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