(57)【要約】【課題】反った形状の板状物を保持することができるチャックテーブル機構を提供すること。【解決手段】チャックテーブル機構１は、チャックテーブル２と、静電吸着部３と、バキューム吸着部４とを備える複合チャックテーブル機構である。チャックテーブル２は、板状物を保持する保持面である上面２１を備える。静電吸着部３は、チャックテーブル２の内部に設置され電力の供給によって保持面である上面２１を帯電させ板状物を静電吸着する正極電極３１と負極電極３２とを備える。バキューム吸着部４は、上面２１と面一に形成されかつ吸引源４３と連通するとともに吸引口である微細な孔４５が設けられたポーラス部４１を備える。制御ユニット５は、電極３１，３２への電力供給とポーラス部４１への負圧の供給とを実施し複合力によって板状物を吸着させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電吸着部とバキューム吸着部とを備える複合チャックテーブル機構であって、
板状物を保持する保持面を備えるチャックテーブルと、
該チャックテーブルの内部に設置され電力の供給によって該保持面を帯電させ該板状物を静電吸着する電極と、
該保持面に形成され吸引源と連通する吸引口と、
該電極への電力供給と該吸引口への負圧の供給とを実施し複合力によって板状物を吸着させる制御ユニットと、を備えるチャックテーブル機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャックテーブル機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスやＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）などの光デバイスが形成される、シリコン、サファイア、リチウムタンタレート、炭化珪素などのウェーハや、内部にデバイスチップが搭載されたパッケージデバイス基板などの各種板状の板状物を、分割したり、研削したり、ドライエッチングしたりする加工装置が知られている。
【０００３】
例えば、切削ブレードで板状物を分割する切削装置や、研削砥石で板状物を薄化する研削装置は、板状物をチャックテーブルの保持面にバキューム吸着によって固定し、加工を実施する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０４４４７３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に示されたチャックテーブル機構は、成膜等の影響でお椀型や山型に沿ったウェーハや、研削加工中に形成される破砕層の影響によって反り形状が発生してしまうウェーハなどを、強力なバキューム手段で吸引しないと負圧がリークして、ウェーハ等が保持面から離れてしまう。このために、特許文献１に示されたチャックテーブル機構は、反ったウェーハ等の板状物を保持するためには、強力な吸引源を用いたり、吸引力を上げるような特殊な機構を必要としていた。
【０００６】
また、減圧チャンバー内で板状の板状物を保持する場合、静電チャックテーブルで板状物を保持する。静電チャックテーブルは、保持面に密着した板状物に対しては強力な吸引力を発生させる事が出来るが、保持面に載置されたウェーハ等の板状物が反って、保持面から離れていると、静電気による吸着力が板状物に作用させることができずに、板状物を保持できないという問題がある。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、反った板状物を保持することができるチャックテーブル機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のチャックテーブル機構は、静電吸着部とバキューム吸着部とを備える複合チャックテーブル機構であって、板状物を保持する保持面を備えるチャックテーブルと、該チャックテーブルの内部に設置され電力の供給によって該保持面を帯電させ該板状物を静電吸着する電極と、該保持面に形成され吸引源と連通する吸引口と、該電極への電力供給と該吸引口への負圧の供給とを実施し複合力によって板状物を吸着させる制御ユニットと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本願発明のチャックテーブル機構は、反った板状物を保持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態１に係るチャックテーブル機構に保持される板状物を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示された板状物の表面に粘着テープを貼着した状態を示す斜視図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るチャックテーブル機構を備える研削装置の要部の構成を示す図である。
【図４】図４は、実施形態１に係るチャックテーブル機構の側断面図である。
【図５】図５は、図４に示されたチャックテーブル機構が板状物を保持する状態を示す側断面図である。
【図６】図６は、実施形態２に係るチャックテーブル機構が板状物を保持する状態を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１２】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るチャックテーブル機構を図面に基いて説明する。図１は、実施形態１に係るチャックテーブル機構に保持される板状物を示す斜視図である。図２は、図１に示された板状物の表面に粘着テープを貼着した状態を示す斜視図である。
【００１３】
実施形態１に係る図３に示すチャックテーブル機構１は、図１に示す板状物２０１を保持するものである。図１に示す板状物２０１は、本実施形態ではシリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハなどのウェーハである。板状物２０１は、図１に示すように、表面２０２の交差する複数の分割予定ライン２０３によって区画された各領域にデバイス２０４が形成された板状物である。デバイス２０４として、ＩＣ（Integrated  Circuit）、ＬＳＩ（Large  Scale  Integration）、ＭＥＭＳ（Micro  Electro  Mechanical  Systems：微少電気機械システム）デバイスが各領域に形成される。即ち、板状物２０１は、表面２０２側にデバイス２０４として、ＩＣ、ＬＳＩ又はＭＥＭＳデバイスが形成される。
【００１４】
板状物２０１は、図２に示すように、デバイス２０４が複数形成されている表面２０２に粘着テープ２１０が貼着されて、粘着テープ２１０を介して表面２０２側がチャックテーブル機構１に保持される。実施形態１において、粘着テープ２１０は、板状物と同径の円板状に形成されている。実施形態１において、板状物２０１は、ウェーハであるが、本発明では、ウェーハの他に、樹脂により封止されたパッケージ基板、セラミックス板又はガラス板でも良い。
【００１５】
実施形態１に係るチャックテーブル機構１は、図３に示された加工である研削装置１０を構成する。研削装置１０の構成を、図面に基いて説明する。図３は、実施形態１に係るチャックテーブル機構を備える研削装置の要部の構成を示す図である。図４は、実施形態１に係るチャックテーブル機構の側断面図である。図５は、図４に示されたチャックテーブル機構が板状物を保持する状態を示す側断面図である。
【００１６】
研削装置１０は、板状物２０１の表面２０２の裏側の裏面２０５を研削加工して、板状物２０１を所定の仕上げ厚さまで薄化する装置である。研削装置１０は、粘着テープ２１０を介して板状物２０１の表面２０２側を保持するチャックテーブル機構１と、チャックテーブル機構１に保持された板状物２０１の裏面を研削する研削ユニット２０とを備える。
【００１７】
研削ユニット２０は、図示しないモータにより鉛直方向と平行な軸心回りに回転されるスピンドル２５と、スピンドル２５を鉛直方向に移動させる図示しない移動ユニットと、スピンドル２５の下端に装着される研削ホイール２２とを備える。研削ホイール２２は、スピンドル２５の下端に装着される円盤状の基台２３と、基台２３の外周部に等間隔に配置されてチャックテーブル機構１に保持された板状物２０１と対向する研削砥石２４とを備える。
【００１８】
研削ユニット２０は、スピンドル２５により研削ホイール２２が回転されるとともに純水により構成される研削水をチャックテーブル機構１に保持された板状物２０１の裏面２０５に供給しながら移動ユニットにより研削砥石２４がチャックテーブル機構１に所定の送り速度で近づけられるとともにチャックテーブル機構１が鉛直方向と平行な軸心回りに回転されることによって、板状物２０１の裏面２０５を研削加工する。
【００１９】
なお、実施形態１において、研削ユニット２０の研削ホイール２２の回転中心である軸心と、チャックテーブル機構１の回転中心である軸心とは、互いに平行であるとともに、水平方向に間隔をあけて配置されて、研削砥石２４が板状物２０１の裏面２０５の中心又は中心付近を通る。また、実施形態１において、チャックテーブル機構１を備える加工装置である研削装置１０を示しているが、本発明では、加工装置としての板状物２０１を切削加工する切削装置、板状物２０１を研磨する研磨装置、板状物２０１をレーザー加工するレーザー加工装置がチャックテーブル機構１を備えても良い。
【００２０】
チャックテーブル機構１は、図３及び図４に示すように、静電吸着部３と、バキューム吸着部４とを備える複合チャックテーブル機構である。また、チャックテーブル機構１は、円盤状のチャックテーブル２と、制御ユニット５とを備える。
【００２１】
チャックテーブル２は、鉛直方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。チャックテーブル２の上面２１は、水平方向と平行である。上面２１は、板状物２０１が載置される。上面２１は、載置された板状物２０１を保持する保持面である。即ち、チャックテーブル２は、板状物２０１を保持する保持面である上面２１を備える。
【００２２】
静電吸着部３は、電極である正極電極３１と、電極である負極電極３２と、を備える。正極電極３１と負極電極３２とは、互いに水平方向に間隔をあけて、互いに電気的に絶縁されている。正極電極３１と負極電極３２とは、チャックテーブル２の中央部から外周部に亘ってチャックテーブル２の内部に設置されている。正極電極３１と負極電極３２とは、酸化インジウムスズ（Indium  Tin  Oxide：ＩＴＯ）等により構成される。実施形態１において、正極電極３１と負極電極３２とは、同じ形状で同じ大きさの半円形に形成され、上面２１と平行に配置されている。
【００２３】
正極電極３１は、制御ユニット５の極性切換スイッチ５１を介して常時電源３３からプラスの電圧（電力）が印加される状態と、常時電源３４からマイナスの電圧（電力）が印加される状態とが切り換えられる。負極電極３２は、常時電源３４からマイナスの電圧（電力）が印加される。正極電極３１は、常時電源３３からのプラスの電力の供給によって、プラスの電荷が帯電されて、保持面である上面２１のうちの正極電極３１に重なる部分をプラスの電荷に帯電させる。負極電極３２は、常時電源３４からのマイナスの電力の供給によって、マイナスの電荷が帯電されて、保持面である上面２１のうちの負極電極３２に重なる部分をマイナスの電荷に帯電させる。静電吸着部３は、正極電極３１が上面２１のうちの正極電極３１に重なる部分をプラスの電荷に帯電させ、負極電極３２が上面２１のうちの負極電極３２に重なる部分をマイナスの電荷に帯電させることによって、これらの帯電された部分間に静電吸着力を発生させ、発生した静電吸着力によって板状物２０１を上面２１に吸着保持する。なお、実施形態１では、静電吸着部３は、正極電極３１が上面２１のうちの正極電極３１に重なる部分をプラスの電荷に帯電させ、負極電極３２が上面２１のうちの負極電極３２に重なる部分をマイナスの電荷に帯電させているが、本発明では、チャックテーブル２内に電極を一つのみ設け、この一つの電極にプラス又はマイナスの電力を供給して、上面２１全体をプラス又はマイナスの電荷に帯電させて、板状物２０１を上面２１に吸着保持しても良い。
【００２４】
バキューム吸着部４は、円環状に形成されたポーラス部４１と、チャックテーブル２内に設置された吸引路４２と、吸引源４３とを備える。ポーラス部４１は、ポーラスセラミック等の多孔質材で構成されており、上面４４がチャックテーブル２の上面２１と面一の状態となるように、チャックテーブル２の外周部のみに埋設されている。なお、バキューム吸着部４の上面４４は、水平方向と平行であり、板状物２０１を保持する保持面である。ポーラス部４１は、チャックテーブル２の全周に亘って設けられ、チャックテーブル２の外周部に配置されている。ポーラス部４１を構成する多孔質材の複数の微細な孔４５は、保持面に形成されかつ吸引源４３と連通する吸引口である。即ち、バキューム吸着部４は、吸引口であるポーラス部４１に設けられた微細な孔４５を備える。
【００２５】
吸引路４２は、チャックテーブル２内に設けられた通路であり、ポーラス部４１の下面と制御ユニット５の開閉弁５２を介して吸引源４３とを連通している。吸引源４３は、真空ポンプなどで構成される。バキューム吸着部４は、吸引源４３が開閉弁５２及び吸引路４２を介して吸引して、ポーラス部４１の微細な孔４５に負圧を供給される（作用させる）ことで、板状物２０１を上面２１に吸引保持する。
【００２６】
制御ユニット５は、電極３１，３２への電力供給と、吸引口であるポーラス材の微細な孔４５への負圧の供給とを同時に実施し、静電吸着力と負圧の吸引力とを同時に生じさせて、静電吸着力と負圧の吸引力との複合力によって、板状物２０１を上面２１に吸着させるものである。制御ユニット５は、吸引路４２と吸引源４３との間に配置され、これらの双方と連結する開閉弁５２を備える。制御ユニット５は、開閉弁５２を開くことで、吸引口であるポーラス材の微細な孔４５へ吸引源４３からの負圧を供給する。
【００２７】
また、制御ユニット５は、極性切換スイッチ５１を備える。極性切換スイッチ５１は、常時電源３３からのプラスの電力を正極電極３１に供給する状態と、常時電源３４からのマイナスの電力を正極電極３１に供給する状態とを切り換える。制御ユニット５は、常時電源３３からのプラスの電力を正極電極３１に供給する状態に極性切換スイッチ５１が切り換えられることで、上面２１の電極３１，３２それぞれに重なる部分間に静電吸着力を生じさせる。
【００２８】
また、実施形態１において、制御ユニット５は、研削装置１０の構成要素をそれぞれ制御して、板状物２０１の裏面２０５を研削する動作を研削装置１０に実施させるものであるコンピュータ５３を備える。コンピュータ５３は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）又はＲＡＭ（Random  Access  Memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。
【００２９】
コンピュータ５３の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、研削装置１０を制御するための制御信号を入出力インターフェース装置を介して研削装置１０の極性切換スイッチ５１及び開閉弁５２を含む上述した構成要素に出力する。また、制御ユニット５は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニット及びオペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットとが接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。なお、実施形態１では、制御ユニット５は、研削装置１０の各構成要素を制御しているが、本発明では、チャックテーブル機構１の極性切換スイッチ５１及び開閉弁５２を制御する制御ユニット５を、研削装置１０の各構成要素を制御する制御ユニットと別に設けても良い。
【００３０】
前述した構成の研削装置１０は、オペレータが加工内容情報を制御ユニット５に登録し、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に、加工動作を開始する。加工動作では、研削装置１０は、開閉弁５２を閉じ、正極電極３１にマイナスの電力を供給した状態で、チャックテーブル機構１のチャックテーブル２の上面２１に粘着テープ２１０を介して板状物２０１の表面２０２側が載置される。
【００３１】
そして、研削装置１０の制御ユニット５は、吸引源４３を駆動するとともに開閉弁５２を開き、極性切換スイッチ５１を常時電源３３からプラスの電力を正極電極３１に供給させて、静電吸着力と負圧の吸引力とを同時に生じさせ、静電吸着力と負圧の吸引力との複合力によって、板状物２０１を上面２１に吸着させる。研削装置１０の制御ユニット５は、チャックテーブル２を軸心回りに回転するとともに、研削ユニット２０の研削ホイール２２を軸心回りに回転させて、板状物２０１の裏面２０５を研削する。
【００３２】
実施形態１に係るチャックテーブル機構１は、チャックテーブル２の中央部から外周部に亘って静電吸着部３の電極３１，３２を設け、チャックテーブル２の外周部にバキューム吸着部４のポーラス部４１を設けている。一般に、静電吸着部３は、保持面である上面２１をプラス又はマイナスの電荷に帯電させるために、上面２１に接触する板状物２０１を吸着するのに適しており、バキューム吸着部４は、負圧により板状物２０１を吸引するために、ポーラス部４１、上面２１及び板状物２０１との間の空間が閉じられる場合に板状物２０１を吸着するのに適している。このために、チャックテーブル機構１は、バキューム吸着部４の負圧により上面２１に保持することが困難な形状に板状物２０１が反っていても、上面２１の板状物２０１が接触している部分で静電吸着部３が板状物２０１を吸着することができる。その結果、チャックテーブル機構１は、反った形状の板状物２０１を保持することができる。
【００３３】
また、実施形態１に係るチャックテーブル機構１は、制御ユニット５が静電吸着部３の静電吸着力と、バキューム吸着部４の負圧の吸引力とを同時に生じさせるので、板状物２０１の上面２１に接触している領域を静電吸着部３によって吸着し、上面２１から離れ易い領域をバキューム吸着部４による吸引力で僅かに離れてしまうとしても吸引力で上面２１に引き戻し、確実に反った板状物２０１が吸着保持できるという効果を奏する。
【００３４】
また、チャックテーブル機構１は、チャックテーブル２の中央部から外周部に亘って静電吸着部３の電極３１，３２を設けているために、図５に点線で示すように、板状物２０１が外周に向かうにしたがって保持面である上面２１から離れる方向に反っていても、静電吸着部３の電極３１，３２が板状物２０１の中央部をチャックテーブル２の中央部に吸着することとなる。その結果、チャックテーブル機構１は、図５に点線で示すように外周に向かうにしたがって保持面である上面２１から離れる方向に反った形状の板状物２０１を保持することができる。
【００３５】
また、チャックテーブル機構１は、チャックテーブル２の外周部にバキューム吸着部４のポーラス部４１を設けている。チャックテーブル２の外周部にバキューム吸着部４のポーラス部４１を設けているために、図５に二点鎖線で示すように、板状物２０１が中央部に向かうにしたがって保持面である上面２１から離れる方向に反っていても、板状物２０１の外周部がポーラス部４１に接触するとともに、ポーラス部４１、上面２１及び板状物２０１との間の空間が閉じられるので、この空間内の気体をバキューム吸着部４が吸引することとなる。その結果、チャックテーブル機構１は、図５に二点鎖線で示すように中央部に向かうにしたがって保持面である上面２１から離れる方向に反った形状の板状物２０１を保持することができる。
【００３６】
また、チャックテーブル機構１は、チャックテーブル２の外周部のみにバキューム吸着部４のポーラス部４１を設けて、バキューム吸着部４の負圧の吸引力を局所的に生じさせて、負圧の吸引力を集中させることが出来るため、吸引源４３の吸引力を抑制でき、板状物２０１が上面２１と密着した領域を静電吸着力によって吸着できる。その結果、チャックテーブル機構１は、静電吸着部３とバキューム吸着部４の板状物２０１を吸着するのに不得意な状態を相互補完できるという効果を奏する。
【００３７】
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係るチャックテーブル機構を図面に基いて説明する。図６は、実施形態２に係るチャックテーブル機構が板状物を保持する状態を示す側断面図である。なお、図６は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００３８】
実施形態２に係るチャックテーブル機構１−２は、バキューム吸着部４−２のポーラス部４１−２の配置が異なる以外、実施形態１と同じ構成である。チャックテーブル機構１−２のバキューム吸着部４−２のポーラス部４１−２は、円盤状に形成され、チャックテーブル２の上面２１の中央部のみに配置されて、静電吸着部３の電極３１，３２よりも上面２１側に配置されている。チャックテーブル機構１−２は、実施形態１と同様に、静電吸着力と負圧の吸引力とを同時に生じさせて、静電吸着力と負圧の吸引力との複合力によって、板状物２０１を上面２１に吸着する。
【００３９】
実施形態２に係るチャックテーブル機構１−２は、チャックテーブル２に静電吸着部３の電極３１，３２とバキューム吸着部４−２のポーラス部４１−２とを設けている。このために、チャックテーブル機構１−２は、バキューム吸着部４−２の負圧により上面２１に保持することが困難な形状に板状物２０１が反っていても、上面２１の板状物２０１が接触している部分で静電吸着部３が板状物２０１を吸着することができる。その結果、チャックテーブル機構１−２は、実施形態１と同様に、反った形状の板状物２０１を保持することができる。
【００４０】
また、チャックテーブル機構１−２は、チャックテーブル２の中央部に静電吸着部３の電極３１，３２とバキューム吸着部４−２のポーラス部４１−２とを設けているために、図６に点線で示すように、板状物２０１が外周に向かうにしたがって保持面である上面２１から離れる方向に反っていても、静電吸着部３の電極３１，３２及びバキューム吸着部４−２とが板状物２０１の中央部をチャックテーブル２に吸着することとなる。その結果、チャックテーブル機構１−２は、図６に点線で示すように外周に向かうにしたがって保持面である上面２１から離れる方向に反った形状の板状物２０１を保持することができる。
【００４１】
また、チャックテーブル機構１−２は、チャックテーブル２の中央部にバキューム吸着部４−２のポーラス部４１−２を設けているために、図６に二点鎖線で示すように、板状物２０１が中央部に向かうにしたがって保持面である上面２１から離れる方向に反っていても、板状物２０１の外周部が上面２１に接触するとともに、ポーラス部４１、上面２１及び板状物２０１との間の空間が閉じられるので、この空間内の気体をバキューム吸着部４−２が吸引することとなる。その結果、チャックテーブル機構１−２は、図６に二点鎖線で示すように中央部に向かうにしたがって保持面である上面２１から離れる方向に反った形状の板状物２０１を保持することができる。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  チャックテーブル機構
２  チャックテーブル
３  静電吸着部
４  バキューム吸着部
５  制御ユニット
２１  上面（保持面）
３１  正極電極（電極）
３２  負極電極（電極）
４３  吸引源
４５  微細な孔（吸引口）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019075477.tif 000005
【図４】
2019075477.tif 000006
【図５】
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【図６】
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