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発明の名称 加工装置のチャックテーブル
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−158241(P2007−158241A)
公開日 平成19年6月21日(2007.6.21)
出願番号 特願2005−354923(P2005−354923)
出願日 平成17年12月8日(2005.12.8)
代理人 【識別番号】100075177
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 尚純
発明者 関家 一馬
要約 課題
ウエーハ等の被加工物が貼着された粘着テープが溶融しないように保持することができる加工装置のチャックテーブルを提供する。

解決手段
加工手段によって加工が施される被加工物を保持する加工装置のチャックテーブルであって、基台部421と、基台部の表面に設けられ被加工物を保持する保持面を備えた複数の保持部422と、複数の保持部の周囲に形成された外気流通部423と、外気流通部に開口し吸引手段に連通する吸引穴424と、外気流通部に開口し冷却液供給手段に連通する冷却液供給穴425とを具備している。
特許請求の範囲
【請求項1】
加工手段によって加工が施される被加工物を保持する加工装置のチャックテーブルであって、
基台部と、該基台部の表面に設けられ被加工物を保持する保持面を備えた複数の保持部と、該複数の保持部の周囲に形成された外気流通部と、該外気流通部に開口し吸引手段に連通する吸引穴と、該外気流通部に開口し冷却液供給手段に連通する冷却液供給穴と、を具備し、
該吸引穴に作用する吸引力により該外気流通部に外気が導入され、該外気流通部に導入された外気によって該冷却液供給穴から該外気流通部に供給された冷却液を気化し、その気化熱によって該保持部を冷却せしめる、
ことを特徴とする加工装置のチャックテーブル。
【請求項2】
該複数の保持部は、基台部の表面に設けられた複数の柱状突起からなっている、請求項1記載の加工装置のチャックテーブル。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を加工する加工装置における被加工物を保持するチャックテーブルに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【0003】
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等のウエーハをストリートに沿って分割する方法として、ウエーハに形成されたストリートに沿ってパルスレーザー光線を照射することによりレーザー加工溝を形成し、このレーザー加工溝に沿って破断する方法が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)
【特許文献1】特開平10−305420号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
半導体ウエーハ等のウエーハをレーザー加工する場合には、ウエーハの搬送等の取り扱いを容易にするために、ウエーハを環状のフレームに装着された粘着テープの表面に貼着した状態でチャックテーブルに保持し、該チャックテーブルに保持されたウエーハのストリートに沿ってレーザー光線を照射する。しかるに、ウエーハにレーザー光線が照射されるとウエーハが発熱し、ウエーハが貼着されたポリオレフィンやポリエチレン等の合成樹脂によって形成されている粘着テープが溶融して有毒ガスが発生したり、分割されたチップが粘着テープに強固に固着して剥離できないという問題がある。また、チップが粘着テープから剥離できても、チップの裏面に溶融した粘着テープの一部が付着してチップの品質を低下させるという問題がある。
【0005】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、ウエーハ等の被加工物が貼着された粘着テープが溶融しないように保持することができる加工装置のチャックテーブルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、加工手段によって加工が施される被加工物を保持する加工装置のチャックテーブルであって、
基台部と、該基台部の表面に設けられ被加工物を保持する保持面を備えた複数の保持部と、該複数の保持部の周囲に形成された外気流通部と、該外気流通部に開口し吸引手段に連通する吸引穴と、該外気流通部に開口し冷却液供給手段に連通する冷却液供給穴と、を具備し、
該吸引穴に作用する吸引力により該外気流通部に外気が導入され、該外気流通部に導入された外気によって該冷却液供給穴から該外気流通部に供給された冷却液を気化し、その気化熱によって該保持部を冷却せしめる、
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。
【0007】
上記複数の保持部は、基台部の表面に設けられた複数の柱状突起からなっている。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、冷却液供給穴を通して外気流通部に供給された冷却液は外気流通部に導入された外気と接触して気化し、その気化熱によって保持部が冷却せしめられる。従って、保持部に保持されている粘着テープおよび粘着テープに貼着されている被加工物が冷却されるため、粘着テープが溶融することはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明に従って構成された加工装置のチャックテーブルの好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1には、本発明に従って構成されたチャックテーブルを装備した加工装置としてのレーザー加工装置の斜視図が示されている。図1に示すレーザー加工装置は、静止基台2と、該静止基台2に矢印Xで示す加工送り方向に移動可能に配設され被加工物を保持するチャックテーブル機構3と、静止基台2に上記矢印Xで示す方向と直角な矢印Yで示す割り出し方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット支持機構6と、該レーザー光線ユニット支持機構6に矢印Zで示す焦点位置調整方向に移動可能に配設されたレーザー光線照射ユニット7とを具備している。
【0010】
上記チャックテーブル機構3は、静止基台2上に矢印Xで示す方向に沿って平行に配設された一対の案内レール31、31と、該案内レール31、31上に矢印Xで示す方向に移動可能に配設された第一の滑動ブロック32と、該第1の滑動ブロック32上に矢印Yで示す方向に移動可能に配設された第2の滑動ブロック33と、該第2の滑動ブロック33上に円筒部材34によって支持されたカバーテーブル35と、被加工物保持手段としてのチャックテーブル4を具備している。
【0011】
上記第1の滑動ブロック32は、その下面に上記一対の案内レール31、31と嵌合する一対の被案内溝321、321が設けられているとともに、その上面に矢印Yで示す方向に沿って平行に形成された一対の案内レール322、322が設けられている。このように構成された第1の滑動ブロック32は、被案内溝321、321が一対の案内レール31、31に嵌合することにより、一対の案内レール31、31に沿って矢印Xで示す方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構3は、第1の滑動ブロック32を一対の案内レール31、31に沿って矢印Xで示す方向に移動させるための加工送り手段37を具備している。加工送り手段37は、上記一対の案内レール31と31の間に平行に配設された雄ネジロッド371と、該雄ネジロッド371を回転駆動するためのパルスモータ372等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド371は、その一端が上記静止基台2に固定された軸受ブロック373に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ372の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド371は、第1の滑動ブロック32の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ372によって雄ネジロッド371を正転および逆転駆動することにより、第一の滑動ブロック32は案内レール31、31に沿って矢印Xで示す加工送り方向に移動せしめられる。
【0012】
上記第2の滑動ブロック33は、その下面に上記第1の滑動ブロック32の上面に設けられた一対の案内レール322、322と嵌合する一対の被案内溝331、331が設けられており、この被案内溝331、331を一対の案内レール322、322に嵌合することにより、矢印Yで示す方向に移動可能に構成される。図示の実施形態におけるチャックテーブル機構3は、第2の滑動ブロック33を第1の滑動ブロック32に設けられた一対の案内レール322、322に沿って矢印Yで示す方向に移動させるための第1の割り出し送り手段38を具備している。第1の割り出し送り手段38は、上記一対の案内レール322と322の間に平行に配設された雄ネジロッド381と、該雄ネジロッド381を回転駆動するためのパルスモータ382等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド381は、その一端が上記第1の滑動ブロック32の上面に固定された軸受ブロック383に回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ382の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド381は、第2の滑動ブロック33の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された貫通雌ネジ穴に螺合されている。従って、パルスモータ382によって雄ネジロッド381を正転および逆転駆動することにより、第2の滑動ブロック33は案内レール322、322に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
【0013】
次に、上記チャックテーブル4について、図2および図3を参照して説明する。
図2および図3に示すチャックテーブル4は、図3に示すようにステンレス鋼等の金属材によって形成された円柱状の本体41と、該本体41の上部に設けられた吸着チャック部42とからなっており、円柱状の本体41が上記第2の滑動ブロック33の上面に配設された円筒状の支持筒体34に軸受340を介して回転可能に支持されている。吸着チャック部42は、本体41の上部に設けられた円形状の基台部421と、該基台部421の表面に設けられ被加工物を保持する保持面422aを備えた複数の保持部422と、該複数の保持部422の周囲に形成された外気流通部423と、基台部421の中心部に形成され外気流通部423に開口する吸引穴424と、基台部421の外周部に形成され外気流通部423に開口する複数の冷却液供給穴425とからなっている。上記複数の保持部422の高さは、0.5〜1mmに設定されている。上記吸引穴424は、本体41に形成された吸引通路411を介して吸引手段43に連通している。この吸引手段43の吸引量は、図示の実施形態においては1分間に100リットル(100リットル/分)に設定されている。また、上記複数の冷却液供給穴425は、本体41に形成された供給通路412を介して冷却液供給手段44に連通している。なお、冷却液供給手段44は、図示の実施形態においては冷却水を供給する。この冷却液供給手段44の供給量は、図示の実施形態においては1分間に100cc(100cc/分)に設定されている。
【0014】
上記チャックテーブル4を構成する吸着チャック部42には、環状の溝426が形成されている。この環状の溝426内には4個のクランプ45の基部が配設され、このクランプ45、45の基部が本体41に適宜の固定手段によって取付けられている。また、支持筒体34の上端には、カバーテーブル35が配設されている。このように構成されたチャックテーブル4の本体41の下端は、円筒部材34内に配設された図示しないパルスモータに連結され、パルスモータによって適宜回転せしめられる。
【0015】
図1に戻って説明を続けると、上記レーザー光線照射ユニット支持機構6は、静止基台2上に矢印Yで示す方向に沿って平行に配設された一対の案内レール61、61と、該案内レール61、61上に矢印Yで示す方向に移動可能に配設された可動支持基台62を具備している。この可動支持基台62は、案内レール61、61上に移動可能に配設された移動支持部621と、該移動支持部621に取り付けられた装着部622とからなっている。装着部622は、一側面に矢印Zで示す方向に延びる一対の案内レール623、623が平行に設けられている。図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット支持機構6は、可動支持基台62を一対の案内レール61、61に沿って矢印Yで示す方向に移動させるための第2の割り出し送り手段63を具備している。第2の割り出し送り手段63は、上記一対の案内レール61、61の間に平行に配設された雄ネジロッド631と、該雄ねじロッド631を回転駆動するためのパルスモータ632等の駆動源を含んでいる。雄ネジロッド631は、その一端が上記静止基台2に固定された図示しない軸受ブロックに回転自在に支持されており、その他端が上記パルスモータ632の出力軸に図示しない減速装置を介して伝動連結されている。なお、雄ネジロッド631は、可動支持基台62を構成する移動支持部621の中央部下面に突出して設けられた図示しない雌ネジブロックに形成された雌ネジ穴に螺合されている。このため、パルスモータ632によって雄ネジロッド631を正転および逆転駆動することにより、可動支持基台62は案内レール61、61に沿って矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられる。
【0016】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット7は、ユニットホルダ71と、該ユニットホルダ71に取り付けられたレーザー光線照射手段72を具備している。ユニットホルダ71は、上記装着部622に設けられた一対の案内レール623、623に摺動可能に嵌合する一対の被案内溝711、711が設けられており、この被案内溝711、711を上記案内レール623、623に嵌合することにより、矢印Zで示す方向に移動可能に支持される。
【0017】
図示のレーザー光線照射手段72は、上記ユニットホルダ71に固定され実質上水平に延出する円筒形状のケーシング721を含んでいる。ケーシング721内には、YAGレーザー発振器或いはYVO4レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器および繰り返し周波数設定手段等を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング721の先端部には、上記パルスレーザー光線発振手段から発振されたレーザー光線を集光する集光器73が装着されている。
【0018】
上記レーザー光線照射手段72を構成するケーシング721の前端部には、上記レーザー光線照射手段72によってレーザー加工すべき加工領域を検出する撮像手段8が配設されている。この撮像手段8は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子(CCD)等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【0019】
図示の実施形態におけるレーザー光線照射ユニット7は、ユニットホルダ71を一対の案内レール623、623に沿って矢印Zで示す方向に移動させるための移動手段74を具備している。移動手段74は、一対の案内レール623、623の間に配設された雄ネジロッド(図示せず)と、該雄ネジロッドを回転駆動するためのパルスモータ742等の駆動源を含んでおり、パルスモータ742によって図示しない雄ネジロッドを正転または逆転駆動することにより、ユニットホルダ71およびレーザー光線照射手段72を一対の案内レール623、623に沿って矢印Zで示す方向に移動せしめる。なお、図示の実施形態においては、パルスモータ742を正転駆動することによりレーザー光線照射手段72を上方に移動し、パルスモータ742を逆転駆動することによりレーザー光線照射手段72を下方に移動するようになっている。
【0020】
図示の実施形態におけるレーザー加工装置は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
ここで、上記レーザー加工装置によってレーザー加工が施される被加工物としての半導体ウエーハについて、図4を参照して説明する。図4に示す半導体ウエーハ10はシリコンウエーハからなり、その表面10aには複数のデバイス101がマトリックス状に形成されている。そして、各デバイス101は、格子状に形成されたストリート102によって区画されている。この半導体ウエーハ10は、環状のフレーム11に装着された粘着テープ12に加工面である表面10aを上側にして裏面が貼着される。なお、半導体ウエーハ10に裏面から加工する場合には、半導体ウエーハ10の表面10aを粘着テープ12に貼着する。この粘着テープ12は、例えば厚さが100μmのポリオレフィンやポリエチレン等の合成樹脂シートの表面にアクリル系樹脂粘着材が厚さ5μm程度敷設されたテープが用いられている。
【0021】
上述した半導体ウエーハ10のストリート102に沿ってレーザー光線を照射し、ストリート102に沿ってレーザー加工溝を形成するには、環状のフレーム11に装着された粘着テープ12の表面に貼着された半導体ウエーハ10を、図1に示す被加工物搬入搬出位置に位置付けられているチャックテーブル4の吸着チャック部42上に載置する。従って、半導体ウエーハ10は、図5に示すようにチャックテーブル4の吸着チャック部42上に粘着テープ12を介して載置される。そして、吸引手段43を作動すると、外気流通部423の空気が吸引穴424および吸引通路411を通して吸引される。この結果、粘着テープ12に負圧が作用し、半導体ウエーハ10が貼着された粘着テープ12が吸着チャック部42を構成する複数の保持部422の保持面422aに吸引保持される。なお、外気流通部423に空気が吸引穴424および吸引通路411を通して吸引されると、外気流通部423に周囲から外気が導入されるが、複数の保持部422の高さが0.5〜1mmと低く、吸引手段43の吸引量が多量であるため、外気流通部423は負圧状態が維持される。次に、粘着テープ12が装着された環状のフレーム11をクランプ45によって固定する。
【0022】
上述したように半導体ウエーハ10を吸引保持したチャックテーブル4は、加工送り手段37によって撮像手段8の直下に位置付けられる。チャックテーブル4が撮像手段8の直下に位置付けられると、撮像手段8および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ10のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段8および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ10の所定方向に形成されているストリート102と、ストリート102に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段72の集光器724との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ10に形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリート102に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。
【0023】
上述したようにチャックテーブル4上に保持された半導体ウエーハ10に形成されているストリート102を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、チャックテーブル4を移動して図5の(a)で示すように所定の分割予定ライン102の一端(図5の(a)において左端)を集光器73の直下に位置付ける。そして、集光器73からシリコンウエーハに対して吸収性を有する例えば355nmの波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル4を図5の(a)において矢印X1で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図5の(b)で示すように集光器73の照射位置がストリート102の他端の位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル4の移動を停止する。この結果、図5の(b)で示すようにストリート102に沿ってレーザー加工溝110が形成される(レーザー光線照射工程)。このレーザー光線照射工程においては、パルスレーザー光線の集光点Pを半導体ウエーハ10の表面10a(上面)付近に合わせる。このレーザー光線照射工程においては、冷却液供給手段44を作動して、冷却水を供給通路412および複数の冷却液供給穴425を通して外気流通部423に供給する。
【0024】
なお、上記レーザー光線照射工程における加工条件は、図示の実施形態においては次のように設定されている。
光源 :LD励起QスイッチNd:YVO4スレーザー
波長 :355nmのパルスレーザー
パルス出力 :14μJ
集光スポット径 :φ13μm
繰り返し周波数 :100kHz
加工送り速度 :100mm/秒
【0025】
上述したレーザー光線照射工程においては、半導体ウエーハ10にパルスレーザー光線が照射されると、半導体ウエーハ10が発熱する。半導体ウエーハ10が発熱すると、半導体ウエーハ10が貼着されている粘着テープ12はポリオレフィンやポリエチレン等の合成樹脂によって形成されているので溶融せしめられる。しかるに、図示の実施形態においては、上述したように冷却液供給手段44を作動して、冷却水を供給通路412および複数の冷却液供給穴425を通して外気流通部423に供給する。外気流通部423に供給された冷却水は、上述したように外気流通部423に導入された外気と接触して気化し、その気化熱によって複数の保持部422が冷却せしめられる。従って、複数の保持部422に保持されている粘着テープ12および該粘着テープ12に貼着されている半導体ウエーハ10が冷却されるため、粘着テープ12が溶融することはない。
【0026】
上述したように所定のストリート102に沿ってレーザー光線照射工程を実施したならば、チャックテーブル4を図1において矢印Yで示す方向にストリート102の間隔だけ割り出し送りし(割り出し工程)、上記レーザー光線照射工程を実施する。このようにして半導体ウエーハ10の所定方向に延在する全てのストリート102についてレーザー光線照射工程と割り出し工程を遂行したならば、チャックテーブル4従ってこれに保持されている半導体ウエーハ2を90度回動せしめて、上記所定方向に対して直角に延びる各ストリート102に沿って上記レーザー光線照射工程と割り出し工程を実行することにより、半導体ウエーハ10の全てのストリート102に沿ってレーザー加工溝110を形成することができる。
【0027】
以上のようにして、半導体ウエーハ10の全てのストリート102に沿ってレーザー加工溝110を形成したならば、冷却液供給手段44による冷却水の供給を停止し、チャックテーブル4を図1に示す被加工物搬入搬出位置に戻す。そして、吸引手段43の作動を停止して半導体ウエーハ10の吸引保持を解除する。次に、クランプ45による環状のフレーム11の固定を解除することにより、半導体ウエーハ10は粘着テープ12を介して環状のフレーム11に保持された状態で次工程である分割工程に搬送される。分割工程においては、半導体ウエーハ10に形成されたレーザー加工溝110に沿って外力を付与することによって、半導体ウエーハ10を個々の半導体チップに分割する。このようにして、個々の半導体チップに分割された半導体ウエーハ10は、粘着テープ12を介して環状のフレーム11に保持された状態で次工程であるピックアップ工程に搬送される。ピックアップ工程においては、個々に分割された半導体チップを粘着テープ12から剥離してピックアップするが、このとき粘着テープ12は上述したように溶融していないので、粘着テープ12から容易に剥離するとともに、半導体チップの裏面に粘着テープ12の一部が付着することもない。
【0028】
以上、本発明を図示の実施形態に基いて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば、図示の実施形態においては複数の保持部422を柱状突起によって形成した例を示したが、吸着チャック部42における基台部421の表面に放射状の溝或いは格子状の溝による外気流通部を形成することにより、外気流通部に囲まれた保持部を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明に従って構成されたレーザー加工装置の斜視図。
【図2】図1に示すレーザー加工装置に装備されるチャックテーブルの斜視図。
【図3】図2に示すチャックテーブルの断面図。
【図4】被加工物としての半導体ウエーハを環状のフレームに装着された粘着テープに貼着した状態を示す斜視図。
【図5】図1に示すレーザー加工装置によって実施するレーザー光線照射工程の説明図。
【符号の説明】
【0030】
2:静止基台
3:チャックテーブル機構
31、31:一対の案内レール
32:第一の滑動ブロック
33:第2の滑動ブロック
37:加工送り手段
38:第1の割り出し送り手段
4:チャックテーブル
41:チャックテーブルの本体
42:吸着チャック部
421:基台部
422:保持部
423:外気流入部
424:吸引穴
425:冷却液供給穴
43:吸引手段
44:冷却液供給手段
6:レーザー光線照射ユニット支持機構
61、61:一対の案内レール
62:可動支持基台
63:第2の割り出し送り手段
7:レーザー光線照射ユニット
71:ユニットホルダ
72:レーザー光線照射手段
73:集光器
8:撮像手段
10:半導体ウエーハ
11:環状のフレーム
12:粘着テープ




 

 


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