JP2014143295A

JP2014143295A - 加工装置のチャックテーブル

Info

Publication number: JP2014143295A
Application number: JP2013010798A
Authority: JP
Inventors: Kohei Tanaka; 康平田中; Yasukichi Yuhira; 泰吉湯平
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2014-08-07

Abstract

【課題】粘着テープの粘着層を下側にしてウエーハの表面側（デバイス面）をチャックテーブルの保持面上に載置しても、加工後の搬送エラー等を引き起こす恐れのない加工装置のチャックテーブルを提供することである。
【解決手段】板状の被加工物を吸引保持する加工装置のチャックテーブルであって、被加工物を保持面で保持する被加工物保持部と、該被加工物保持部を支持する基台と、該被加工物保持部と吸引源とを連通する該基台に形成された吸引路と、を備え、該被加工物保持部は、外周が樹脂によってシールされた弾性を有する板状の多孔質樹脂によって形成され、該被加工物保持部と該基台とは同等の直径を有することを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、加工装置のチャックテーブルに関し、特に、デバイスが形成された面と反対側の面から加工を施すレーザー加工装置のチャックテーブルに関する。

ＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたシリコンウエーハ、サファイアウエーハ等のウエーハは、加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に広く利用されている。

ウエーハの分割には、ダイサーと呼ばれる切削装置を用いたダイシング方法が広く採用されている。ダイシング方法では、ダイアモンド等の砥粒を金属や樹脂で固めて厚さ３０μｍ程度とした切削ブレードを、３００００ｒｐｍ程度の高速で回転させつつウエーハへと切り込ませることでウエーハを切削し、個々のデバイスチップへと分割する。

一方、近年では、ウエーハに対して透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍ）のレーザービームの集光点を分割予定ラインに対応するウエーハの内部に位置付けて、レーザービームを分割予定ラインに沿って照射してウエーハ内部に改質層を形成し、その後分割装置によりウエーハに外力を付与して、ウエーハを改質層を分割起点として個々のデバイスチップに分割する方法が用いられ始めている（例えば、特許第３４０８８０５号参照）。

レーザービームを用いる加工方法は、ダイサーによるダイシング方法に比べて加工速度を早くすることができるとともに、サファイアやＳｉＣ等の硬度の高い素材からなるウエーハであっても比較的容易に加工することができる。

また、改質層を例えば１０μｍ以下等の狭い幅とすることができるので、ダイシング方法で加工する場合に対してウエーハ１枚当たりのデバイス取り量を増やすことができるという利点を有している。

このレーザー加工方法では、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入射面側に形成されていないことが条件となる。そのため、表面にデバイスが形成されたウエーハに対しては、ウエーハの裏面側からレーザービームを照射してウエーハ内部に改質層を形成する。

デバイス面からレーザービームを照射できない場合、通常の加工で用いられるのと同様に、一般的には粘着テープ（ダイシングテープ）にウエーハの表面側を貼着して環状フレームに固定するウエーハユニットを形成した後、ポーラスセラミックスからなるチャックテーブルの保持面にダイシングテープを介してウエーハの表面側を吸引保持し、露出されたウエーハの裏面側からレーザービームを照射して、ウエーハ内部に改質層を形成する。

特許第３４０８８０５号公報特開２０１２−１０９３３８号公報

ところで、このようにウエーハの表面側をダイシングテープに貼着し、ウエーハの裏面側からレーザービームを照射してウエーハ内部に改質層を形成した後、分割装置によりウエーハを個々のデバイスチップに分割する方法では、分割装置からピックアップされるデバイスチップは表面が下側となるため、デバイスチップを表裏反転してからその後の工程を実施する必要がある。

このような不都合を解消するために、粘着テープ（ダイシングテープ）にウエーハの裏面を貼着して環状フレームに固定するウエーハユニットを形成した後、チャックテーブルの保持面にウエーハの表面（デバイス面）を載置して、粘着テープ越しにレーザービームを照射する方法をとる場合がある。

しかしながら、この方法では、硬質なポーラスセラミックスに当たってデバイスが損傷したり、粘着テープの粘着層がチャックテーブル側を向いているため、ウエーハの外周で露出している粘着テープがチャックテーブルの外周部分に貼りつき、レーザー加工後に搬送エラーを引き起こしてしまう恐れがある。

そこで、ウエーハ周囲の粘着層に離形紙をドーナツ状に貼着して粘着層をカバーしたり、通気性と離型性を兼ね備えた多孔質シートを介して吸引する等の方法が検討されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、これらの材料はセッティングするのに工数を有したり、消耗品であるためコストが掛かったり、チャックテーブルとウエーハとの間に部材を挿入しているため、吸引保持したウエーハの上面精度が通常のチャックテーブル単体と比較して悪化する（高さばらつきが大きくなる）という弊害があった。

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、粘着テープの粘着層を下側にしてウエーハの表面側（デバイス面）をチャックテーブルの保持面上に載置しても、デバイスを傷つけず、加工後の搬送エラー等を引き起こす恐れのない加工装置の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、板状の被加工物を吸引保持する加工装置のチャックテーブルであって、被加工物を保持面で保持する被加工物保持部と、該被加工物保持部を支持する基台と、該被加工物保持部と吸引源とを連通する該基台に形成された吸引路と、を備え、該被加工物保持部は、外周が樹脂によってシールされた弾性を有する板状の多孔質樹脂によって形成され、該被加工物保持部と該基台とは同等の直径を有することを特徴とする加工装置のチャックテーブルが提供される。

好ましくは、被加工物は、表面側に複数のデバイスが形成され、外周縁が環状フレームに貼着された粘着テープの粘着面に裏面が貼着されており、デバイスが形成された被加工物の表面側が保持面で吸引保持される。

本発明のチャックテーブルによれば、ウエーハのデバイス面が直接載置されてもデバイスを傷つけない程度の弾性と、ウエーハを吸引保持する通気性とを備えたウエーハ保持部を直接基台に装着してチャックテーブルを構成したため、消耗品によるコスト増や上面精度の悪化を防ぐことができる。本発明のチャックテーブルは、半導体ウエーハを吸引保持する場合のみならず、ガラスやセラミックス等を傷つけることなく直接載置する場合も効果が得られる。

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の斜視図である。図２（Ａ）は本発明実施形態に係るチャックテーブルの分解斜視図、図２（Ｂ）はその斜視図である。本発明実施形態に係るチャックテーブルの断面図である。半導体ウエーハの表面側斜視図である。ウエーハユニットの分解斜視図である。ウエーハユニットをチャックテーブル上に搭載する様子を示す分解斜視図である。図７（Ａ）はウエーハユニットをチャックテーブル上に搭載する様子を示す断面図、図７（Ｂ）はウエーハユニットがチャックテーブル上に搭載された状態の断面図である。

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
実施形態に係るチャックテーブルを備えたレーザー加工装置２の斜視図が示されている。レーザー加工装置２の静止基台４上には、Ｙ軸方向に伸長する一対のガイドレール６が固定されている。

静止基台４上にはＹ軸移動ブロック８が、ボールねじ１０及びパルスモータ１２から構成されるＹ軸移動機構（割り出し送り機構）１４により一対のガイドレール６に沿って割り出し送り方向、即ちＹ軸方向に移動可能に搭載されている。

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。Ｙ軸移動ブロック８上にはＸ軸移動ブロック１８が、ボールねじ２０及びパルスモータ２２から構成されるＸ軸移動機構（加工送り機構）２４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軸方向に移動可能に搭載されている。

Ｘ軸移動ブロック１８上には、テーブル載置台２６を介してチャックテーブル２８が搭載されている。チャックテーブル２８は、その外周に等間隔で配設された４個のクランプ３０を備えている。

静止基台４上には支持基台３２が固定されている。支持基台３２には、Ｚ軸方向に伸長する一対のガイドレール３４（一本のみ図示）が固定されている。Ｚ軸移動ブロック３６が図示しないボールねじとパルスモータ３８とから構成されるＺ軸移動機構４０により、ガイドレール３４に案内されてＺ軸方向（上下方向）に移動可能に搭載されている。

Ｚ軸移動ブロック３６には、レーザービーム照射ユニット４２のハウジング４４が支持されている。レーザービーム照射ユニット４２は、ハウジング４４中に収容されたレーザー発振器等を含むレーザービーム発生ユニットと、ハウジング４４の先端部に搭載された集光器（レーザーヘッド）４６とから構成される。レーザービーム照射ユニット４２のハウジング４４には撮像ユニット５０を含むアライメントユニット４８が一体的に配設されている。

次に、図２及び図３を参照して、本発明実施形態に係るチャックテーブル２８について詳細に説明する。図２（Ａ）はチャックテーブル２８の分解斜視図、図２（Ｂ）はその斜視図、図３はチャックテーブル２８の断面図である。

チャックテーブル２８は基台５２と、基台５２上に搭載される吸引保持部５４とから構成される。基台５２には同心円状の複数の吸引溝５８と、各吸引溝５８を接続する径方向に伸長する２本の接続吸引溝６０と、接続吸引溝６０に接続された吸引路６２とが形成されている。

一方、吸引保持部５４は弾性を有する多孔質樹脂から形成されている。多孔質樹脂としては、「フッ素樹脂」を用いるのが望ましい。

吸引保持部５４の気孔率は３０〜６０％程度であり、外周に樹脂を含浸させて封止（シール）領域５６を形成している。保持部５４の保持面５４ａの平面度は例えば１０μｍ以下、平行度は３０μｍ以下に形成した。

図２（Ｂ）及び図３に示されるように、吸引保持部５４を基台５２上に搭載すると、チャックテーブル２８が構成される。吸引路６２を図示しない吸引源に接続すると、径方向の接続吸引溝６０及び同心円状の吸引溝５８に負圧が作用して、吸引保持部５４は基台５２に吸引保持される。

図４を参照すると、半導体ウエーハ（以下、単にウエ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。ウエーハ１１の表面１１ａには、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、分割予定ライン１３により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。

本発明実施形態のチャックテーブル２８を利用してレーザー加工装置２でウエーハ１１にレーザー加工を施す際には、図５に示すように、外周部が環状フレームＦに貼着された粘着テープ（ダイシングテープ）Ｔにウエーハ１１の裏面側を貼着してウエーハユニット１７を形成する。

そして、図６及び図７（Ａ）に示すように、ウエーハユニット１７の表裏を反転してウエーハ１１の表面（デバイス面）１１ａをチャックテーブル２８の保持面５４ａ上に載置し、図７（Ｂ）に示すように、クランプ３０で環状フレームＦをクランプして固定する。

図７に示すように、チャックテーブル２８のテーブル載置台２６には、チャックテーブル２８の基台５２に形成された吸引路６２に連通する吸引路６４と、テーブル載置台２６の表面に連通した吸引路６６が形成されている。

テーブル載置台２６の吸引路６４，６６を図示しない真空吸引源に接続すると、吸引路６６を介してチャックテーブル２８に負圧が作用してチャックテーブル２８はテーブル載置台２６に吸引保持されるとともに、吸引路６４，６２及び吸引溝６０，５８を介して吸引保持部５４に負圧が作用する。従って、ウエーハユニット１７のウエーハ１１は吸引保持部５４により吸引保持される。

吸引保持部５４はフッ素樹脂から形成されているため、ウエーハ１１のデバイス面（表面）１１ａがチャックテーブル２８の保持面５４ａ上に直接載置されても、フッ素樹脂の弾性によりデバイス１５を傷つけることがない。

また、吸引保持部５４の外周部には樹脂を含浸させてシール部５６が形成されているため、吸引保持部５４の外周から負圧が逃げることがなく、吸引保持部５４でウエーハ１１を確実に吸引保持することができる。

ウエーハユニット１７のウエーハ１１を、図７（Ｂ）に示すように、チャックテーブル２８の吸引保持部５４で吸引保持した後、レーザービームを粘着テープＴを介してウエーハ１１の裏面１１ｂ側から入射して、ウエーハ１１の内部に分割予定ライン１７に沿った改質層を形成する。

図７（Ｂ）を参照すると明らかなように、ウエーハ１１の直径とシール部５６を含めた吸引保持部５４の直径は概略同等であり、従来のチャックテーブルのように吸引保持部５４の外側にＳＵＳ等の金属から形成された枠体が存在しないため、粘着テープＴの粘着層がチャックテーブル２８の外周部分に貼りつくことがなく、レーザー加工後にウエーハユニット１７の搬送エラーを引き起こすことがない。また、チャックテーブル２８の吸引保持部５４と基台５２とは概略同等の直径を有している。

上述した実施形態では、チャックテーブル２８上に搭載される被加工物として半導体ウエーハ１１について説明したが、被加工物は半導体ウエーハに限定されるものではなく、ガラスやセラミックス等の被加工物も傷つけることなくチャックテーブル２８の保持面５４ａ上に直接載置することができる。

２レーザー加工装置
１１半導体ウエーハ
Ｔ粘着テープ（ダイシングテープ）
Ｆ環状フレーム
１７ウエーハユニット
２８チャックテーブル
５２基台
５４吸引保持部
５４ａ保持面
５６封止部

Claims

板状の被加工物を吸引保持する加工装置のチャックテーブルであって、
被加工物を保持面で保持する被加工物保持部と、
該被加工物保持部を支持する基台と、
該被加工物保持部と吸引源とを連通する該基台に形成された吸引路と、を備え、
該被加工物保持部は、外周が樹脂によってシールされた弾性を有する板状の多孔質樹脂によって形成され、
該被加工物保持部と該基台とは同等の直径を有することを特徴とする加工装置のチャックテーブル。
前記被加工物は、
表面側に複数のデバイスが形成され、
外周縁が環状フレームに貼着された粘着テープの粘着面に裏面が貼着されており、
該デバイスが形成された被加工物の表面側が前記保持面で吸引保持される請求項１記載の加工装置のチャックテーブル。