(57)【要約】【課題】  板状物に所定サイズの円形加工を施す際に、作業者が容易に板状物を保持テーブル上に載置できる板状物の保持システムを提供することである。【解決手段】  板状物に所定サイズの円形加工を施す際に板状物を保持する板状物保持システムであって、板状物より大きいサイズを有し板状物を保持する保持面と該保持面の中心を通り該保持面に直交する回転軸とを有する保持テーブルと、光源と、該光源と保持面との間に配設され位置合わせ用のパターンを有するマスクとを含み、該保持テーブルの上方に配設された光源ユニットと、を備え、該光源を点灯すると、板状物に施す円形加工の中心が該保持面の中心に位置付くように板状物を位置決めするための位置決め用マークが該保持面上に形成されることを特徴とする。【選択図】図２
2015050400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状物に所定サイズの円形加工を施す際に板状物を保持する板状物の保持システムであって、
板状物より大きいサイズを有し板状物を保持する保持面と該保持面の中心を通り該保持面に直交する回転軸とを有する保持テーブルと、
光源と、該光源と保持面との間に配設され位置合わせ用のパターンを有するマスクとを含み、該保持テーブルの上方に配設された光源ユニットと、を備え、
該光源を点灯すると、板状物に施す円形加工の中心が該保持面の中心に位置付くように板状物を位置決めするための位置決め用マークが該保持面上に形成されることを特徴とする板状物の保持システム。
【請求項２】
該位置決め用マークは板状物に施す円形加工の輪郭を板状物上に形成する請求項１記載の板状物の保持システム。
【請求項３】
該位置決め用マークは該保持面上に載置する板状物の輪郭を示す請求項１記載の板状物の保持システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状物に所定サイズの円形加工を施す際に板状物を保持する板状物の保持システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエーハの直径は、生産性の向上を図るべく８インチ、３０ｃｍ、更には４５ｃｍへと大口径化の傾向にあり、それに伴って、拡散炉、ＣＶＤ装置、研削装置、ダイシング装置等の加工装置もウエーハの直径の大口径化に対応してきている。
【０００３】
その一方で、小口径のウエーハの方が生産効率が良い場合もあることから、ウエーハ等の板状被加工物上から円板を切り出す場合がある（例えば、特開平１１−５４４６１号公報参照）。
【０００４】
板状物上から円板を切り出す場合には、保持テーブル（チャックテーブル）の保持面の中心を通る回転軸回りに保持テーブルを回転させつつ、保持面の中心から半径方向に所定距離離間した位置を加工手段で加工することで、板状物上に円形加工を施している。
【０００５】
このような円形加工を利用して板状物から複数の円板を切り出す場合には、円形加工を施したい領域の中心と保持テーブルの保持面の中心とを位置合わせした状態に、板状物を保持テーブル上にその都度載置し直す必要がある。
【０００６】
多くの加工装置は板状物搬送機構を備えており、板状物を搬送機構により保持テーブル上に自動で搬送して、所定の加工を施す自動加工装置であるが、例えば、特開２００６−１３３１２号公報に開示されているように、搬送機構を備えず、作業者が保持テーブル上に板状物を載置し、保持テーブル上から板状物を搬出する所謂マニュアルタイプの加工装置も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−５４４６１号公報
【特許文献２】特開２００６−１３３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、マニュアルタイプの加工装置において、円形加工を施したい領域の中心と保持テーブルの保持面の中心とを位置合わせした状態に作業者が板状物を保持テーブル上に載置するのは、非常に難しい。
【０００９】
特に複数の円形加工を施す場合には、１つの板状物上にできるだけ多くの円形加工を施したいという要望があるが、すでに加工を施した領域がこれから円形加工を施す領域に重ならないように調整して、保持テーブル上に板状物を載置するのは非常に手間が掛かるという問題がある。
【００１０】
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、板状物に所定サイズの円形加工を施す際に、作業者が容易に板状物を保持テーブル上に載置できる板状物の保持システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によると、板状物に所定サイズの円形加工を施す際に板状物を保持する板状物保持システムであって、板状物より大きいサイズを有し板状物を保持する保持面と該保持面の中心を該保持面に直交する回転軸とを有する保持テーブルと、光源と、該光源と保持面との間に配設され位置合わせ用のパターンを有するマスクとを含み、該保持テーブルの上方に配設された光源ユニットと、を備え、該光源を点灯すると、板状物に施す円形加工の中心が該保持面の中心に位置付くように板状物を位置決めするための位置決め用マークが該保持面上に形成されることを特徴とする板状物の保持システムが提供される。
【００１２】
好ましくは、位置決め用マークは板状物に施す円形加工の輪郭を板状物上に形成する。代替実施形態として、位置決め用マークは保持面上に載置する板状物の輪郭を示す。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の板状物の保持システムによると、保持テーブルの保持面上に位置決め用マークを形成できるため、位置決め用マークに合わせて作業者が容易に板状物を保持テーブル上に載置できる。
【００１４】
請求項２記載の発明によると、板状物に施す円形加工の輪郭が板状物上に投影されるため、例えば複数の円形加工を板状物上に施す場合でも、すでに加工を施した領域を避けて容易に板状物を位置付けることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の被加工物の保持システムを備えたレーザー加工装置の斜視図である。
【図２】保持システムを説明する一部断面側面図である。
【図３】保持面上に円形の位置決め用マークが形成された保持テーブルの平面図である。
【図４】図４（Ａ）は板状物の中央加工時に板状物上に円形加工の輪郭となる円形の位置決め用マークが形成された状態の保持テーブルの平面図、図４（Ｂ）は板状物上に円形加工痕を有する板状物上に次に加工するときの円形の位置決め用マークが形成された状態の保持テーブルの平面図である。
【図５】保持テーブル上に載置する板状物の輪郭が位置決め用マークとして投影されている状態の保持テーブルの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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被加工物の保持システム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は、静止基台４上にＸ軸方向に移動可能に搭載された第１スライドブロック６を含んでいる。
【００１７】
第１スライドブロック６は、ボール螺子８及びパルスモータ１０から構成される加工送り機構１２により一対のガイドレール１４に沿って加工送り方向、即ちＸ軸方向に移動される。
【００１８】
第１スライドブロック６上には第２スライドブロック１６がＹ軸方向に移動可能に搭載されている。即ち、第２スライドブロック１６はボール螺子及びパルスモータ２０から構成される割り出し送り機構２２により、一対のガイドレール２４に沿って割り出し方向、即ちＹ軸方向に移動される。
【００１９】
第２スライドブロック１６上には円筒状支持部材２６を介して保持テーブル（チャックテーブル）２８が搭載されており、保持テーブル２８は加工送り機構１２及び割り出し送り機構２２によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能である。保持テーブル２８には、保持テーブル２８に吸引保持された半導体ウエーハ等の板状物をクランプするクランプ３０が設けられている。
【００２０】
静止基台４には支持基台３２が搭載されている。この支持基台３２にはレーザービーム照射手段３４を収容したケーシング（枠体）３６が取り付けられている。即ち、ケーシング３６の一対の取り付け部３６ａを固定用ボルト３８で支持基台３２に固定することにより、ケーシング３６は支持基台３２に固定される。
【００２１】
ケーシング３６の先端部にはレーザービームを集光して保持テーブル２８に保持された板状物に照射する集光器４０が取り付けられている。レーザービーム照射手段３４は、レーザービームを発振するレーザービーム発振器と、レーザービーム発振器から発振されたレーザービームを集光器４０に導く光学系を含んでいる。
【００２２】
ケーシング３６の先端部には、集光器４０とＸ軸方向に整列してレーザービームによってレーザー加工すべき加工領域を検出する顕微鏡及びＣＣＤカメラ等のカメラを含む撮像ユニット４２が配設されている。
【００２３】
レーザー加工装置２の電源が断たれると、保持テーブル２８は加工送り機構１２及び割り出し送り機構２２により移動されて、保持テーブル２８上に板状物を載置するオリジナルポジションに戻って停止される。
【００２４】
保持テーブル２８は、図２に示すように、ＳＵＳ等の金属から形成された枠体２９と、枠体２９に囲繞されたポーラスセラミックス等から形成された吸引保持部３１から構成され、吸引保持部３１は円筒状支持部材２６中に形成された吸引路３３及び電磁切替弁３５を介して吸引源３７に選択的に接続されている。保持テーブル２８は、吸引保持部３１の保持面３1ａに直交する回転軸２８ａ回りに回転される。
【００２５】
本実施形態では、オリジナルポジションに位置付けられた保持テーブル２８の保持面３１ａの中心の真上に光源ユニット４４の中心が位置づけられるように、光源ユニット４４が支持基台３２に取り付けられている。光源ユニット４４を、レーザー加工装置２の図示しない装置フレームに取り付けるようにしてもよい。
【００２６】
光源ユニット４４は、ＬＥＤ、白色光源等からなる光源４６と、着脱可能に光源ユニット４４に装着されるマスク４８とから構成される。マスク４８は光が透過する位置合わせ用の円形パターン等のパターンを有している。
【００２７】
直径が相違するパターンを有するマスク４８を複数種類用意し、保持テーブル２８の保持面３１ａ上に形成する位置決め用マークの大きさ（直径）に応じてマスク４８を選択して光源ユニット４４に装着する。
【００２８】
本実施形態では、光源ユニット４４と保持テーブル２８の保持面３１ａとの間の距離は予め判明している所定距離であるため、光源ユニット４４に装着するマスク４８に応じて保持テーブル２８の保持面３１ａ上に形成される位置決め用マーク５０の直径は予め判明している。
【００２９】
図２に示すように、オリジナルポジションに位置付けられた保持テーブル２８に対して、光源ユニット４４の光源４６を点灯して、マスク４８を介して保持テーブル２８の保持面３１ａに光を照射すると、図３に示すように、保持面３１ａ上にはマスク４８の位置合わせ用パターンを透過して位置決め用マーク５０が形成される。本実施形態では、この位置決め用マーク５０はウエーハ等の被加工物に施す円形加工の輪郭として利用される。
【００３０】
板状物の中央に円形加工を施したい場合には、作業者は図４（Ａ）に示すように、板状物１１の中心が位置決め用マーク５０の中心に合致するように板状物１１を保持面３１ａ上に搭載する。
【００３１】
被加工物１１のレーザー加工にあたっては、位置決め用マーク５０の半径は予め判明しているため、加工送り機構１２を駆動して板状物１１を集光器４０の直下から予め判明している位置決め用マーク５０の半径分近い位置または遠い位置まで保持テーブル２８を移動する。
【００３２】
この状態でレーザービーム照射ユニット３６の集光器４０から板状物に対して透過性を有する波長のレーザービームを照射しながら、保持テーブル２８を少なくとも１回転させると、板状物１１の内部に位置決め用マーク５０に対応した分割起点としての円形改質層が形成される。
【００３３】
代替実施形態として、集光器４０から板状物１１に対して吸収性を有する波長のレーザービームを照射すると、アブレーション加工により板状物１１に位置決め用マーク５０に対応した円形溝が形成される。この円形溝を分割起点として利用するようにしても良い。
【００３４】
板状物１１の中央部に円形改質層または円形溝等の加工痕５２を形成した後、加工送り機構１２を駆動して保持テーブル２８をオリジナルポジションに戻す。この状態で、光源ユニット４４を作動して位置決め用マーク５０を形成し、作業者は図４（Ｂ）に示すように、板状物上に投影された位置決め用マーク５０に加工痕５２が隣接するよう板状物１１を置き直す。
【００３５】
次いで、加工送り機構１２を駆動して保持テーブル２８を集光器５０の直下から位置決め用マーク５０の半径分近い位置または遠い位置まで移動する。そして、集光器５０から板状物１１に対して透過性を有する波長のレーザービームを照射しながら保持テーブル２８を少なくとも１回転することにより、ウエーハ１１内部に位置決め用マーク５０に対応した円形改質層が形成される。板状物１１に対して吸収性を有する波長のレーザービームを照射すると、板状物１１上に位置決め用マーク５０に対応した円形溝が形成される。
【００３６】
このように周辺部分に加工痕５２を形成後、加工送り機構１２を駆動して保持テーブル２８をオリジナルポジションまで戻し、作業者は板状物１１を次に形成したい円形改質層または円形溝が光源ユニット４４の直下に位置付けられるように置き直す。
【００３７】
次いで、板状物１１上の新たな位置に位置決め用マーク５０を形成後、保持テーブル２８を加工位置まで移動して、板状物１１内部に円形改質層を形成するか或いは板状物１１表面に円形溝を形成する。
【００３８】
オリジナルポジションでの被加工物１１の置き直し及び位置決め用マーク５０の形成と、加工送り機構１２を駆動して保持テーブル２８を加工位置に位置付けてからのレーザー加工とを次々と繰り返すことにより、板状物１１に板状物１１に形成できる最大個数の円形改質層または円形溝を形成する。
【００３９】
次いで、板状物１１を保持テーブル２８の保持面３１ａから取り外して、例えばエキスパンドテープに貼着し、エキスパンドテープを拡張することにより板状物１１に半径方向の外力を付与すると、板状物１１は円形改質層または円形溝を分割起点として、複数個の円板に分割される。
【００４０】
次に、図５を参照して、本発明の板状物の保持システムの他の実施形態について説明する。本実施形態では、光源ユニット４４により保持テーブル２８の保持面３１ａ上に保持面３１ａの中央に載置する板状物の輪郭を示す位置決め用マーク５４又は中央以外に載置する板状物の輪郭を示す位置決め用マーク５４ａを形成する。位置決め用マーク５４と５４ａは別々に形成しても良いし、同時に形成しても良い。
【００４１】
そして、作業者は、オリジナルポジションで保持テーブル２８の中央に位置決め用マーク５４に対応した板状物を載置して、保持テーブル２８を加工位置まで移動して板状物１１にレーザー加工を施す。
【００４２】
保持面３１ａの中央以外の場所に板状物の輪郭を示す位置決め用マーク５４ａを形成する場合には、位置決め用マーク５４ａに円周方向に所定間隔離間した複数の切欠き５６を形成するようにしても良い。
【００４３】
例えば、板状物１１がノッチを有するウエーハの場合には、ウエーハの輪郭が位置決め用マーク５４に合致するようにウエーハを保持テーブル２８上に載置し、ウエーハの中央、即ち保持テーブル２８の中央のウエーハ上に円形加工を実施した後、保持テーブル２８をオリジナルポジションに戻し、ウエーハのノッチを位置決め用マーク５４ａの切欠き５６に一致させるように、ウエーハを位置決め用マーク５４ａに合わせて搭載する。
【００４４】
レーザー加工位置で保持テーブル中央のウエーハ上に円形レーザー加工実施後、保持テーブル２８を再びオリジナルポジションまで戻し、ウエーハのノッチが隣接する次の切欠き５６に一致するようにウエーハを置き直す。
【００４５】
この状態で保持テーブル２８を加工位置まで移動して、ウエーハに円形レーザー加工を施す。これを次々と繰り返すことによりウエーハに所望数のレーザー加工を施すことができる。
【００４６】
上述した実施形態では、本発明の板状物の保持システムを利用して板状物を保持テーブル２８上に保持した後、レーザー加工装置２でレーザー加工を施す例について説明したが、加工方法はレーザー加工に限定されるものではなく、切削装置の切削ブレードにより位置決め用マーク５０に沿って円形加工を施すようにしても良い。
【符号の説明】
【００４７】
２    レーザー加工装置
１２    加工送り機構
２２    割り出し送り機構
２８    保持テーブル
３１ａ    保持面
３４    レーザービーム照射ユニット
４０    集光器
４２    撮像ユニット
４４    光源ユニット
４６    光源
４８    マスク
５０    位置決め用マーク
５２    加工痕
５４    中央に載置する板状物の輪郭を示す位置決め用マーク
５４ａ    中央以外に載置する板状物の輪郭を示す位置決め用マーク
５６    切欠き
【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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