(57)【要約】      （修正有）【課題】ハーフカット溝が形成されたウエーハを、保持手段を構成するチャックテーブルから脱離させることができる被加工物保持装置を提供する。【解決手段】被加工物１０を保持する保持手段２０と、保持手段における被加工物の脱着を制御する制御手段１００と、から構成された被加工物保持装置であって、枠体２２ｂに第１のバルブＶ１を介して連結される吸引源３０と、第２のバルブＶ２を介して連結され水を供給する水供給源４０と、第３のバルブＶ３を介して連結され気体を含む流体を供給する流体供給源５０と、を備え、制御手段は、被加工物に対して所定の加工が施される際には、第１のバルブを開き被加工物を保持領域で吸引保持し、次いで、第１のバルブを閉じて第２のバルブを開き、水供給源と連通させて保持領域に水を供給して被加工物を保持領域から浮上させ、次いで、第３のバルブを開き保持領域に気体を含む流体を供給して水の表面張力を緩和させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に対する被加工物の脱着を制御する制御手段と、から少なくとも構成された被加工物保持装置であって、
該保持手段は、被加工物を保持する保持領域と、該保持領域を囲繞する枠体と、該枠体に第１のバルブを介して該保持領域に連通される吸引源と、該枠体に第２のバルブを介して該保持領域に連通されて水を供給する水供給源と、該枠体に第３のバルブを介して該保持領域に連通されて気体を含む流体を供給する流体供給源と、を備え、
該制御手段は、被加工物に対して所定の加工が施される際には、該第１のバルブを開き被加工物を該保持領域で吸引保持し、
次いで、被加工物に対して該加工が施された後、該第１のバルブを閉じて該吸引源との連通を遮断し、該第２のバルブを開き該水供給源と連通させて該保持領域に水を供給して被加工物を該保持領域から浮上させ、
次いで、該第３のバルブを開き該保持領域に気体を含む流体を供給して水の表面張力を緩和させる、被加工物保持装置。
【請求項２】
該被加工物はウエーハであり、ウエーハに対する該所定の加工は、ウエーハに不完全切削を施す加工である、請求項１に記載の被加工物保持装置。
【請求項３】
被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に対する被加工物の脱着を制御する制御手段と、から少なくとも構成された被加工物保持装置を用いた被加工物脱着方法であって、
該保持手段は、被加工物を保持する保持領域と、該保持領域を囲繞する枠体と、該枠体に第１のバルブを介して連結され該保持領域に連通される吸引源と、該枠体に第２のバルブを介して該保持領域に連通されて水を供給する水供給源と、該枠体に第３のバルブを介して該保持領域に連通されて気体を含む流体を供給する流体供給源と、該保持領域から該被加工物を搬出する搬出機構と、を含み、
被加工物に対して所定の加工が施される際には、該第１のバルブを開き被加工物を該保持領域で吸引保持する吸引保持工程と、
該被加工物に対して該加工が施された後、該第１のバルブを閉じて該吸引源との連通を遮断し、該第２のバルブを開き該水供給源と連通させて該保持領域に水を供給して該被加工物を該保持領域から浮上させる浮上工程と、
該第３のバルブを開き該保持領域に気体を含む流体を供給して水の表面張力を緩和させて該搬出機構により被加工物を該保持領域から搬出する搬出工程と、
から少なくとも構成される被加工物脱着方法。
【請求項４】
該被加工物はウエーハであり、該ウエーハに対する該所定の加工は、ウエーハに不完全切削を施す加工である請求項３の被加工物脱着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を保持する被加工物保持装置、及び被加工物を被加工物保持装置において脱着する被加工物脱着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ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、表面に形成されたウエーハは、切削装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【０００３】
また、ウエーハを吸引保持する保持テーブルで保持し、ウエーハの表面から分割予定ラインに沿って裏面まで達しない不完全な切削を施して、デバイスの仕上がり厚みに相当する深さのハーフカット溝を形成し、その後ウエーハの表面に保護部材を配設して裏面を研削し、ハーフカット溝を裏面に表出させて個々のデバイスに分割する先ダイシングと称される技術も知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−００７６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された加工方法によれば、デバイスの厚みを従来よりも薄く（例えば５０μｍ以下）加工することも可能となるため、携帯電話機等の各種機器の小型化、薄型化の要求に応えることができる。しかし、先ダイシングにおいてハーフカット溝が形成されたウエーハを、保持手段を構成するチャックテーブルから搬出する場合、すでにウエーハにハーフカット溝が形成されていることから、ウエーハの強度が不足し、搬出時にハーフカット溝を起点としてウエーハが予期せずに割れてしまうという問題がある。特に、チャックテーブルの保持面からエアを噴出させてウエーハを離脱させようとすると、チャックテーブルの保持面とウエーハ１０の下面で形成される空間に急激な体積変化が生じて破損するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記事実に鑑みなされたものであり、その主たる技術課題は、先ダイシングにおいてハーフカット溝が形成されたウエーハを、保持手段を構成するチャックテーブルから脱離させることができる被加工物保持装置、及び被加工物脱着方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に対する被加工物の脱着を制御する制御手段と、から少なくとも構成された被加工物保持装置であって、該保持手段は、被加工物を保持する保持領域と、該保持領域を囲繞する枠体と、該枠体に第１のバルブを介して連結され該保持領域に連通される吸引源と、該枠体に第２のバルブを介して連結され該保持領域に連通されて水を供給する水供給源と、該枠体に第３のバルブを介して連結され該保持領域に連通し気体を含む流体を供給する流体供給源と、を備え、該制御手段は、被加工物に対して所定の加工が施される際には、該第１のバルブを開き被加工物を該保持領域で吸引保持し、次いで、被加工物に対して該加工が施された後、該第１のバルブを閉じて該吸引源との連通を遮断し、該第２のバルブを開き該水供給源と連通させて該保持領域に水を供給して被加工物を該保持領域から浮上させ、次いで、該第３のバルブを開き該保持領域に気体を含む流体を供給して水の表面張力を緩和させる、被加工物保持装置が提供される。
【０００８】
被加工物保持装置により保持される該被加工物はウエーハであり、ウエーハに対する該所定の加工は、ウエーハに不完全切削を施す加工であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明によれば、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に対する被加工物の脱着を制御する制御手段と、から少なくとも構成された被加工物保持装置を用いた被加工物脱着方法であって、該保持手段は、被加工物を保持する保持領域と、該保持領域を囲繞する枠体と、該枠体に第１のバルブを介して連結され該保持領域に連通される吸引源と、該枠体に第２のバルブを介して該保持領域に連通されて水を供給する水供給源と、該枠体に第３のバルブを介して該保持領域に連通されて気体を含む流体を供給する流体供給源と、該保持領域から該被加工物を搬出する搬出機構と、を含み、被加工物に対して所定の加工が施される際には、該第１のバルブを開き被加工物を該保持領域で吸引保持する吸引保持工程と、該被加工物に対して該加工が施された後、該第１のバルブを閉じて該吸引源との連通を遮断し、該第２のバルブを開き該水供給源と連通させて該保持領域に水を供給して該被加工物を該保持領域から浮上させる浮上工程と、該第３のバルブを開き該保持領域に気体を含む流体を供給して水の表面張力を緩和させて該搬出機構により被加工物を該保持領域から搬出する搬出工程と、から少なくとも構成される被加工物脱着方法が提供される。
【００１０】
被加工物脱着方法により脱着される該被加工物はウエーハであり、該ウエーハに対する該所定の加工は、ウエーハに不完全切削を施す加工であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の被加工物保持装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に対する被加工物の脱着を制御する制御手段と、から少なくとも構成された被加工物保持装置であって、該保持手段は、被加工物を保持する保持領域と、該保持領域を囲繞する枠体と、該枠体に第１のバルブを介して連結され該保持領域に連通する吸引源と、該枠体に第２のバルブを介して連結され該保持領域に連通し水を供給する水供給源と、該枠体に第３のバルブを介して連結され該保持領域に連通し気体を含む流体を供給する流体供給源と、を備え、該制御手段は、被加工物に対して所定の加工が施される際には、該第１のバルブを開き被加工物を該保持領域で吸引保持し、次いで、被加工物に対して該加工が施された後、該第１のバルブを閉じて該吸引源との連通を遮断し、該第２のバルブを開き該水供給源と連通させて該保持領域に水を供給して被加工物を該保持領域から浮上させ、次いで、該第３のバルブを開き該保持領域に気体を含む流体を供給して水の表面張力を緩和させるように構成されていることから、破損しやすい被加工物（例えばウエーハ）を破損させるとなく浮上させ、その後、水の表面張力を緩和させて搬出することができる。
【００１２】
また、本発明の被加工物脱着方法は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に対する被加工物の脱着を制御する制御手段と、から少なくとも構成された被加工物保持装置を用いた被加工物脱着方法であって、該保持手段は、被加工物を保持する保持領域と、該保持領域を囲繞する枠体と、該枠体に第１のバルブを介して連結され該保持領域に連通する吸引源と、該枠体に第２のバルブを介して連結され該保持領域に連通し水を供給する水供給源と、該枠体に第３のバルブを介して連結され該保持領域に連通し気体を含む流体を供給する流体供給源と、該保持領域から該被加工物を搬出する搬出機構と、を含み、被加工物に対して所定の加工が施される際には、該第１のバルブを開き被加工物を該保持領域で吸引保持する吸引保持工程と、該被加工物に対して該加工が施された後、該第１のバルブを閉じて該吸引源との連通を遮断し、該第２のバルブを開き該水供給源と連通させて該保持領域に水を供給して該被加工物を該保持領域から浮上させる浮上工程と、該第３のバルブを開き該保持領域に気体を含む流体を供給して水の表面張力を緩和させて該搬出機構により被加工物を該保持領域から搬出する搬出工程と、から少なくとも構成されることにより、破損しやすい被加工物（例えばウエーハ）を破損させるとなく浮上させ、その後、水の表面張力を緩和させて搬出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の本実施形態に係る被加工物保持装置の概略を示す斜視図である。
【図２】図１の被加工物保持装置を用いた切削工程を説明するための斜視図である。
【図３】図２に示す切削工程が完了し、浮上工程に移行する状態を示す斜視図である。
【図４】図３に示す状態から、浮上工程を説明するための斜視図である。
【図５】本実施形態における搬出工程を説明するための斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る被加工物保持装置の概略を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態に係る被加工物保持装置、及び該被加工物保持装置によって実現される被加工物脱着方法について添付図面を参照しながら、更に詳細に説明する。
【００１５】
図１には、切削装置（全体図は省略する。）に適用される本実施形態に係る被加工物保持装置の模式図が記載されている。
【００１６】
図に示す被加工物保持装置１は、被加工物であるウエーハ１０を保持する保持手段２０と、保持手段２０を制御する制御手段１００を備えている。
【００１７】
ウエーハ１０は、例えば、Ｓｉ（シリコン）ウエーハであり、ウエーハ１０の表面１０ａに複数の分割予定ライン１２が格子状に形成され、該複数の分割予定ライン１２によって区画された複数の領域にデバイス１４が形成されている。
【００１８】
保持手段２０は、ウエーハ１０を保持する保持領域２２ａと、該保持領域２２ａを囲繞する枠体２２ｂとで構成された保持テーブル２１と、第１の連通路２３上に配設された第１のバルブＶ１を介して枠体２２ｂに連結され保持領域２２ａに連通する吸引源３０と、第２の連通路２４上に配設された第２のバルブＶ２を介して枠体２２ｂ連結され保持領域２２ｂに連通し水を供給する水供給源４０と、第３の連通路２５上の第３のバルブＶ３を介して枠体２２ｂに連結され保持領域２２ｂに連通し気体を含む流体を供給する流体供給源５０と、を備えている。保持テーブル２１は図示しない加工送り手段により矢印Ｘで示す方向に移動させることができ、また枠体２２ｂを矢印Ｒで示す方向に回転させることができる。
【００１９】
上記した保持領域２２ａは、通気性を有するポーラスセラミックスからなり、空気や水等の液体も通過可能に形成されている。吸引源３０は、具体的には、吸引ポンプからなり、保持領域２２ａから空気を吸引するように構成される。水供給源４０は、具体的には図示しない水タンクと水吐出ポンプから構成され、水を保持領域２２ａに吐出するように構成される。流体供給源５０は、具体的には吐出ポンプからなり、本実施形態では、空気を保持領域２２ａに向けて吐出するように構成される。
【００２０】
制御手段１００は、本実施形態に係る被加工物保持装置１が適用される切削装置に備えられているものであり、切削装置の切削加工において駆動される各機構（切削ブレードの回転駆動機構、搬送機構、加工送り機構等）に接続されてその作動を制御するのに加え、保持手段２０に備えられた第１〜第３のバルブ（Ｖ１〜Ｖ３）、吸引源３０、水供給源４０、及び流体供給源５０に接続され、その作動を制御する。
【００２１】
なお、制御手段１００は、コンピュータにより構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、検出した検出値、演算結果等を一時的に格納するための読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）と、入力インターフェース、及び出力インターフェースとを備えている（詳細についての図示は省略）。
【００２２】
本実施形態に係る被加工物保持装置１は概ね上記したよう構成されており、その作用について、図２〜５を参照しながら以下に説明する。
【００２３】
本実施形態の被加工物保持装置１が適用された切削装置において、ウエーハ１０に対して所定の切削加工が施される際には、まず、図示しない搬入手段により運ばれたウエーハ１０がウエーハ１０の裏面１０ｂ側を保持領域２２ａに向けながら保持テーブル２１の保持領域２２ａに載置される。次いで、制御手段１００からの指示信号により、吸引源３０の吸引ポンプを作動する。そして、第１のバルブＶ１を開いて、保持領域２２ａから空気を吸引し、ウエーハ１０を保持領域２２ａに吸引保持する（吸引保持工程）。
【００２４】
上記したように、保持領域２２ａにウエーハ１０を吸引保持した状態で切削加工を実施する。図２に示すように、該切削装置はスピンドルユニット６０を備えている。スピンドルユニット６０は、回転スピンドル６２の先端部に固定された切削ブレード６３を保持するスピンドルハウジング６１を備えている。スピンドルハウジング６１には、切削ブレード６３とウエーハ１０との切削部位に切削水を供給する水供給ノズル６４を備えている。所定の厚さ（例えば、７００μｍ）で形成された加工前のウエーハ１０の表面１０ａ側は、分割予定ライン１２により複数の領域に区画されており、当該区画された各領域にデバイス１４が形成されている。回転スピンドル６２と共に高速回転させられた切削ブレード６３を、保持領域２２ａに吸引保持されたウエーハ１０に対して下降させて水供給ノズル６４から切削水を供給しながら切り込ませ、図示しない加工送り機構により保持テーブル２１と切削ブレード６３を加工送り方向（図中矢印Ｘで示す方向）に相対移動させる。これにより、裏面１０ｂ側に達しない不完全な切削が実施され、分割予定ライン１２に沿った該デバイス１４の仕上がり厚み（例えば、２００μｍ）に相当する深さで、所定の溝幅（例えば、３０μｍ）のハーフカット溝１６を形成する。
【００２５】
該切削装置は、保持テーブル２１を切削ブレード６３の切削方向に沿った加工送り方向に移動させる該加工送り機構、該加工送り方向と直交する割り出し送り方向に移動させる割り出し送り機構、切削ブレード６３をウエーハ１０に向けて上下動させる切り出し方向に移動させる切り出し送り機構を備え（図示は省略する。）、いずれに対しても制御手段１００に予め記憶されたプログラムに従って制御可能に構成されている。所定の方向に形成された分割予定ライン１２の全てにハーフカット溝１６を形成したならば、保持テーブル２１を矢印Ｒで示す方向に９０度回転させる。そして、未加工の分割予定ライン１２に沿って上記と同様の切削加工を施し、ハーフカット溝１６を形成する。これにより、図３に示すように、ウエーハ１０上の分割予定ライン１２上のすべてに上記と同様な分離溝１６を形成する（加工工程）。なお、この加工工程を実施している間は、ウエーハ１０は、吸引源３０の作用により引き続き保持領域２２ａに吸引保持されている。
【００２６】
上記加工工程を実施すると共に、図３に示すように図示しない駆動機構を作動させることにより搬出機構７０を保持テーブル２１上に移動させる。本実施形態の搬出機構７０は、非接触チャック７１と、非接触チャックを中央に配置したチャックプレート７２と、チャックプレート７２の外周に複数配置されたガイドピン７３と、チャックプレート７２を昇降させる昇降ロッド７５とを備えている。以下に、本実施形態の搬出機構７０の作動原理について説明する。
【００２７】
非接触チャック７１は図示しない圧縮空気供給手段に接続されており、チャックプレート７２の吸着面側（下面側）に配設されたノズル（図示は省略する。）から外方に向けて圧縮空気を噴出する。チャックプレート７２の下面に吸引しようとするウエーハ１０を近接させた状態で該圧縮空気を噴出させると、噴出された該圧縮空気は、チャックプレート７２の下面とウエーハ１０との間を通って外方向に向かって拡散しながら放出される。これにより、チャックプレート７２の下面とウエーハ１０の隙間においてベルヌーイ効果が働き、非接触チャック７１の中心部に負圧が生じ、この負圧により近接した位置に位置付けられたウエーハ１０に対して吸引力が作用する。この際、継続して圧縮空気を供給することで、チャックプレート７２の下面とウエーハ１０との間に空気層が形成されるため、非接触状態でウエーハ１０を吸引することができる。なお、ガイドピン７３はチャックプレート７２の下面側にピン部７４が形成されており、ウ
エーハ１０が非接触状態で吸引保持される際に外方向への移動を規制する。
【００２８】
上記加工工程が完了し、チャックプレート７２をウエーハ１０の上方に位置付けたならば、図４に示すように、昇降ロッド７５を伸長し、チャックプレート７２を下降させて、チャックプレート７２の下面とウエーハ１０との間に所定の隙間を形成した近接状態とする。チャックプレート７２とウエーハ１０とを近接状態にしたならば、吸引源３０の吸引ポンプを停止し、第１のバルブＶ１を閉弁して吸引状態を解除する。次いで、第２のバルブＶ２を開弁し、水供給源４０の水吐出ポンプを作動する。このようにすることで、保持領域２２ａの全面から水が供給されて保持領域２２ａからウエーハ１０が浮上する（浮上工程）。上記したように、保持領域２２ａは、微細な通気孔を有するポーラスセラミックスから構成されているため、保持領域２２ａの表面に対して水を供給しても急激な体積変化が抑制されて緩やかにウエーハ１０が上昇させられ、割れの発生が防止される。
【００２９】
上記した浮上工程を実施したならば、次に、図５に示すように、第２のバルブＶ２を開いた状態で、第３のバルブＶ３を開弁し、気体（空気）を含む流体を供給する流体供給源５０の吐出ポンプを作動する。該吐出ポンプを作動することで、保持領域２２ａには水供給源４０から供給される水と、流体供給源５０から供給される空気が供給される。流体供給源５０から供給される空気は、保持領域２２ａを構成するポーラスセラミックスを通過することにより微細なミクロ状の気泡となり、ウエーハ１０の下面側全体に供給される。ここで、ウエーハ１０は、上記したように浮上工程において水が供給され浮上しているが、保持領域２２ａ上に表出した水とウエーハ１０の裏面１０ｂが密に接していることから、そのまま搬出することが困難である。よって、そのまま上記搬出機構７０により搬出しようとすると、ウエーハ１０に過度に負荷が掛かり、強度が低下したハーフカット溝１６を起点として割れが発生する恐れがある。ここで、本実施形態では、上記したように、流体供給源５０から気体（空気）を含む流体が供給されて、保持領域２２ａ全体に微細なミクロ状の気泡となって供給される。これにより、保持領域２２ａ上に供給された水の分子同士の結合が弱められ、表面張力が緩和される。このような水供給減４０、及び流体供給源５０の作用により、保持領域２２ａ上の水に気泡が供給されることで、保持領域２２ａからウエーハ１０が良好に離脱され、搬出することが可能になる。
【００３０】
上記したように、ウエーハ１０が保持領域２２ａから離脱させられたならば、ウエーハ１０に所定の隙間をもって近接状態にあるチャックプレート７２の非接触チャック７１の下面から外方に向けて圧縮空気を噴出させる。図５の右方にチャックプレート７２を側方から見た一部拡大側面図から理解されるように、非接触チャック７１の下面から圧縮空気（Ａｉｒ）を外方に向けて噴出させることにより、非接触チャック７１の下面中央に負圧領域が形成され、矢印で示す方向に吸引力が働く。また、噴出される圧縮空気により所定の隙間が維持され、ウエーハ１０がチャックプレート７２の下面に対し非接触状態で吸引保持される。この際にも、ガイドピン７３のピン部７４の作用によりウエーハ１０の中心位置が、チャックプレート７２の中心位置に対して移動しないよう規制される。次いで、昇降ロッド７５を上昇させ、ウエーハ１０を保持領域２２ａから完全に取り出し、搬出機構７０を移動して、洗浄工程、分割工程等の次工程を実施する領域に搬出される（搬出工程）。
【００３１】
本発明は、上記した実施形態に限定されず、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の変形例が想定される。例えば、上記した実施形態では、浮上工程を実施した後、搬出工程を実施する際に、水供給源４０から水を供給しつつ、流体供給源５０から空気を供給するようにしたが、本発明はこれに限定されず、浮上工程を実施した後、水供給源４０からの水の供給を停止すると共に、流体供給源５０から空気と水の混合物を供給することとしてもよい。さらには、第３の連通路２５を直接枠体２２ｂに接続せずに、図６に示すように、第２の連通路２４に接続するようにしてもよい。このようにすれば、搬出工程時に保持領域２２ａにおいて水を空気の混合がより促進される。
【００３２】
上記した実施形態では、搬出機構７０において非接触チャック７１を採用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、吸引パッドを用いた負圧による搬送手段を実施する犯行機構に適用するものであってもよい。
【００３３】
上記した実施形態では、本発明の被加工物保持装置、及び被加工物脱着方法を切削装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限定されず、レーザー光線を照射することよって被加工物に溝を形成する加工装置に適用するものであってもよい。また、切削装置、レーザー加工装置に適用する形態に限定されず、加工装置とは別体で被加工物保持装置として独立した装置として形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１：被加工物保持装置
１０：ウエーハ
１２：分割予定ライン
１４：デバイス
１６：ハーフカット溝
２０：保持手段
２１：保持テーブル
２２：枠体
２２ａ：保持領域
２２ｂ：枠体
３０：吸引源
４０：水供給源
５０：流体供給源
６０：スピンドルユニット
６３：切削ブレード
７０：搬出機構
７１：非接触チャック
７２：チャックプレート
７３：ガイドピン
７５：昇降ロッド
１００：制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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