TW202101703A - 保持裝置 - Google Patents

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Abstract

[課題]本發明提供一種保持裝置，可簡單地將被加工物從保持台卸下。[解決手段]本發明之保持裝置，具備：保持台，具備保持被加工物的保持面，並於保持面形成吸引被加工物之外周部的環狀之吸引槽；以及氣體供給手段，配置於保持面之外周緣的外側，朝向保持面與藉由保持面保持的被加工物之間供給氣體；其中，吸引槽與使負壓作用於吸引槽的吸引源以及將流體供給至吸引槽的流體供給源連接。

Description

保持裝置
本發明係關於一種保持被加工物之保持裝置。
藉由將形成有IC（Integrated Circuit，積體電路）、LSI（Large Scale Integration，大型積體電路）等元件之半導體晶圓分割，而製造分別具備元件的多片半導體元件晶片。此外，將藉由以樹脂形成的密封材（封膜樹脂）被覆安裝於基板上的多片半導體元件晶片而形成之封裝基板分割，藉以製造封裝元件。此封裝元件，內建於以行動電話或個人電腦為代表之各式各樣的電子設備。
近年來，伴隨電子設備之小型化、薄型化，對於半導體元件晶片或封裝元件亦要求薄型化。因而，利用將分割前之半導體晶圓或封裝基板研削而使其薄化的手法。
在以上述半導體晶圓或封裝基板為代表之被加工物的分割，例如，利用以環狀的切割刀片切割被加工物之切割裝置。此外，在被加工物的薄化，例如，利用以研削磨石研削被加工物之研削裝置。
在切割裝置或研削裝置等加工裝置，具備保持被加工物之保持台。例如，於專利文獻1揭露一種保持台，具備由多孔陶瓷等多孔質構件構成的多孔板。多孔板之上表面構成保持被加工物之保持面，且此保持面與吸引源連接。藉由在將被加工物配置於多孔板之保持面上的狀態下，使吸引源之負壓作用於保持面，而以保持台吸引保持被加工物。 [習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開第2004-14939號公報
[發明所欲解決的課題] 在上述保持台，藉由在上表面具有微小凹凸之多孔質構件構成保持面。若以此保持面保持被加工物，則有被加工物沿著保持面之凹凸而變形，在被加工物的上表面之高度位置產生偏差的情形。此高度位置的偏差，成為將被加工物加工時之加工精確度降低的主要因素。此外，若因被加工物的加工而產生之碎屑（加工屑）等異物進入至保持面之凹凸，則有異物變得難以去除，即便清洗保持台，異物仍殘留在保持面的情形。
因而，有取代多孔質構件，利用藉由以金屬等構成的非多孔質構件構成保持面之保持台的情形。在此保持台中於保持面之外周部形成吸引槽，此吸引槽吸引被加工物之外周部，藉而以保持面吸引保持被加工物。
若藉由非多孔質構件構成保持台的保持面，則相較於利用多孔質構件之情況，保持面之平坦性改善。因此，以保持台保持被加工物時，沿著保持面而平坦地保持被加工物，被加工物的上表面之高度位置的偏差減少。此外，即便加工屑等異物附著於保持面，由於保持面平坦，故藉由清洗保持台而簡單地將異物去除。
另，藉由加工裝置將被加工物加工時，以去除加工屑或冷卻被加工物等為目的，供給純水等加工液。此加工液有在被加工物的加工中進入至被加工物與保持台的保持面之間的情形。此時，特別是若保持面係藉由非多孔質構件構成，則加工液容易殘留在被加工物與保持面之間。此一結果，被加工物透過加工液而吸附於保持面，有加工完成後變得難以將被加工物從保持台卸下的情形。
因而，在將被加工物從保持台卸下時，利用藉由從形成在保持面之吸引槽朝向被加工物噴射空氣等，而輔助被加工物的卸下之方法。然而，有被加工物強力吸附在保持面，即便施行空氣的噴射，被加工物仍未從保持面分離之情形。此外，若為了將被加工物從保持面分離而提高空氣的噴射量，則有僅在與吸引槽重合的被加工物之外周部部分地受到強力上推，使被加工物變形或損傷的疑慮。
鑒於上述問題，本發明之目的在於提供一種保持裝置，可簡單地將被加工物從保持台卸下。
[解決課題的技術手段] 依本發明的一態樣，提供一種保持裝置，其具備：保持台，具備保持被加工物的保持面，並於該保持面形成吸引該被加工物之外周部的環狀之吸引槽；以及氣體供給手段，配置於該保持面之外周緣的外側，朝向該保持面與藉由該保持面保持的該被加工物之間供給氣體；其中，該吸引槽與使負壓作用於該吸引槽的吸引源以及將流體供給至該吸引槽的流體供給源連接。
另，較佳為，進一步具備旋轉手段，其使該保持台以沿著與該保持面垂直之方向的旋轉軸為中心而旋轉。此外，較佳為，進一步具備移動手段，其使該氣體供給手段沿著該保持面之外周緣而移動。此外，較佳為，該氣體供給手段於該保持面之外周緣的外側，具備沿著該保持面之外周緣配置的環狀之配管；該配管具備朝向該被加工物與該保持面之間噴射該氣體的噴射口。
[發明功效] 本發明的一態樣之保持裝置具備氣體供給手段，其配置於保持台的保持面之外周緣的外側，朝向被加工物與保持面之間供給氣體。若利用此保持裝置，則在將被加工物從保持台卸下時，可使氣體進入至被加工物與保持面之間，而變得容易將吸附於保持面的被加工物從保持面分離。藉此，可簡單地將被加工物從保持台卸下。
以下，參照圖式，說明本發明之實施方式。首先，針對本實施方式之保持裝置的構成例予以說明。圖1（A）係表示保持裝置（保持機構、保持單元）2之立體圖。
保持裝置2具備保持被加工物11之保持台（保持手段）4。保持台4由非多孔質材料構成，形成為俯視時呈圓形。例如，保持台4由非多孔質之金屬（SUS（不鏽鋼）等）、玻璃、陶瓷等構成。此外，保持台4的上表面構成保持被加工物11的保持面4a。保持面4a形成為與X軸方向（第1水平方向）及Y軸方向（第2水平方向）大致平行。
被加工物11係在藉由保持台4保持之狀態下，施行加工、清洗等處理的構件（被保持物或被處理物）。例如，被加工物11為由矽等構成的圓盤狀之晶圓，具備正面11a及背面11b。被加工物11是藉由以彼此交叉之方式排列為格子狀的分割預定線（切割道）13劃分為多個區域，於此區域之正面11a側，分別形成IC（Integrated Circuit，積體電路）、LSI（Large Scale Integration，大型積體電路）、LED（Light Emitting Diode，發光二極體）等元件15。
另，被加工物11之材質、形狀、構造、尺寸等並無限制。例如，被加工物11亦可為由矽以外的半導體（GaAs、InP、GaN、SiC等）、藍寶石、玻璃、陶瓷、樹脂、金屬等材料構成之任意形狀及尺寸的晶圓。此外，元件15之類型、數量、形狀、構造、尺寸、配置等亦無限制。此外，於被加工物11，亦可未形成元件15。
保持台4的保持面4a形成為可支撐被加工物11全體之形狀及尺寸。具體而言，保持面4a形成為直徑較被加工物11更大的圓形。例如，被加工物11之直徑為300mm左右的情況，保持面4a之直徑可設定為310mm左右。然則，保持面4a之形狀及尺寸是依據被加工物11之形狀及尺寸而適當變更。
於保持台4的保持面4a側，沿著保持面4a之外周緣形成環狀之吸引槽（凹部）4b。吸引槽4b在保持面4a開口，形成於在保持台4上配置被加工物11時由被加工物11覆蓋的區域。具體而言，吸引槽4b形成為直徑較被加工物11更小的圓環狀。例如，吸引槽4b是在從保持面4a之外周緣往保持面4a之中心側距離3～6mm左右的位置，以預定寬度（例如1～2mm左右）形成。
另，在圖1（A）中表示吸引槽4b形成為連續的線狀之例子，但吸引槽4b之形狀並無限制。例如，亦可將多條線狀之吸引槽4b，沿著保持面4a之外周緣環狀地排列。亦即，吸引槽4b亦可沿著保持面4a之外周緣形成為不連續的線狀（虛線狀）。此外，亦可於保持台4，將直徑不同之2條以上的環狀之吸引槽4b形成為同心圓狀。
此外，於保持台4連接有馬達等旋轉手段（旋轉機構，未圖示）。此旋轉手段是使保持台4以沿著與保持面4a垂直之方向（Z軸方向、鉛直方向、上下方向）的旋轉軸為中心而旋轉。進一步，於保持台4連接有移動手段（移動機構，未圖示）。此移動手段是使保持台4沿著與保持面4a平行之方向（X軸方向及Y軸方向）而移動。
圖1（B）係表示保持裝置2之剖面圖。保持台4之吸引槽4b是與形成於保持台4的內部之吸引路徑6連接；吸引路徑6透過閥門8而與噴射器等吸引源10連接。此外，吸引路徑6是透過閥門12而與供給空氣等流體的流體供給源14連接。進一步，於吸引路徑6連接有測量吸引路徑6之壓力的壓力測量器16。
此外，保持裝置2具備氣體供給手段（氣體供給機構、氣體供給單元）18，其配置於保持面4a之外周緣的外側，供給空氣等氣體。氣體供給手段18係噴射空氣之空氣噴吹器等，從噴射口18a噴射氣體。例如，氣體供給手段18配置為噴射口18a之高度位置（Z軸方向之位置）與保持面4a之高度位置一致，從保持面4a之側邊朝向保持面4a供給氣體。
氣體供給手段18在將藉由保持台4保持之被加工物11卸下時，朝向保持面4a與藉由保持面4a保持的被加工物11之間供給氣體，藉以輔助被加工物11的卸下。另，關於氣體供給手段18的具體運作將於之後說明。
進一步，保持裝置2具備與構成保持裝置2之各構成要素（閥門8、吸引源10、閥門12、流體供給源14、壓力測量器16、氣體供給手段18、旋轉手段、移動手段等）連接的控制部（未圖示）。此控制部是藉由電腦等構成，控制保持裝置2之各構成要素的運作。
藉由保持裝置2保持被加工物11時，首先，於保持台4的保持面4a上配置被加工物11。例如，被加工物11以正面11a側往上方露出、背面11b側與保持台4的保持面4a對向、被加工物11之中心位置與保持面4a之中心位置一致的方式，配置於保持台4上。此時，形成於保持台4之吸引槽4b之全體由被加工物11覆蓋，被加工物11之外周緣側的區域（外周部）之一部分與吸引槽4b重合。
而後，在被加工物11配置於保持面4a上之狀態下，將閥門8開啟且將閥門12關閉。藉此，吸引源10的負壓透過閥門8及吸引路徑6而作用於吸引槽4b，將被加工物11之外周部吸引至吸引槽4b。亦即，吸引槽4b是相當於吸引被加工物11之外周部的吸引區域。藉此，藉由保持台4吸引保持被加工物11。
圖2（A）係表示已保持被加工物11之狀態的保持裝置2之立體圖。例如，在加工被加工物11之加工裝置、清洗被加工物11之清洗裝置等，作為保持被加工物11的保持機構（保持單元）而具備保持裝置2。而後，對於藉由保持裝置2保持之被加工物11，施行加工、清洗等各種處理。
另，設置保持裝置2的加工裝置之類型並無限制。作為加工裝置之例子，可列舉：以環狀之切割刀片切割被加工物11的切割裝置、以研削磨石研削被加工物11的研削裝置、以研磨墊研磨被加工物11的研磨裝置、藉由雷射光束之照射將被加工物11加工的雷射加工裝置等。
例如，若利用切割裝置或雷射加工裝置將被加工物11沿著分割預定線13分割，則可獲得分別具備元件15之多片元件晶片。此外，在被加工物11的分割前，利用研削裝置及研磨裝置對被加工物11的背面11b側施行研削加工及研磨加工，藉以可將被加工物11薄化，而將元件晶片薄型化。
若被加工物11的加工、清洗等完成，則將被加工物11從保持台4卸下，搬送至預定場所。圖2（B）係表示卸下被加工物11時的保持裝置2之立體圖。
於被加工物11的加工時，以去除因被加工物11的加工而產生之碎屑（加工屑）、冷卻被加工物11等為目的，供給純水等加工液。此外，於被加工物11的清洗時，對被加工物11供給純水等清洗液。此加工液或清洗液等液體會進入至被加工物11與保持台4的保持面4a之間，有即便於被加工物11的加工或清洗完成後，仍殘留在被加工物11與保持面4a之間的情形。此一情況，被加工物11透過液體而吸附於保持面4a，變得難以將被加工物11從保持台4卸下。
因而，在本實施方式中，在將被加工物11從保持台4卸下時，從吸引槽4b朝向上方噴射流體20，且從氣體供給手段18朝向被加工物11與保持面4a之間供給氣體22。藉此，被加工物11變得容易從保持面4a分離，輔助被加工物11的卸下。以下，說明關於被加工物11的卸下時之保持裝置2的具體運作例。
圖3（A）係表示卸下被加工物11時的保持裝置2之剖面圖。從保持裝置2將被加工物11卸下時，首先，藉由從保持台4上搬送被加工物11的搬送手段（搬送機構，未圖示），從正面11a側吸引保持被加工物11。另，搬送手段之類型或構造並無限制。例如，作為搬送機構，可使用利用白努利效應以不接觸被加工物11之方式保持被加工物11的非接觸卡盤。
接著，將閥門8關閉，且將閥門12開啟。藉此，解除吸引槽4b所產生之被加工物11的吸引。此外，從流體供給源14透過閥門12及吸引路徑6，對吸引槽4b供給空氣等流體20。此一結果，在吸引槽4b之內部解除真空，且從吸引槽4b朝向上方噴射流體20。
若從吸引槽4b噴射流體20，則流體20被吹往被加工物11之外周部的背面11b側，被加工物11之外周部會從保持面4a略微浮起。藉此，輔助被加工物11的卸下。
另，流體供給源14所供給的流體20之成分，若可輔助被加工物11的卸下則無限制。例如，流體供給源14亦可供給水、或混合有水與空氣的混合流體。另，流體供給源14之構成可依據據流體20之成分而適當變更。
此外，從設置於保持面4a之外周緣的外側（保持面4a的半徑方向外側）之氣體供給手段18的噴射口18a，將空氣等氣體22朝向保持面4a與藉由保持面4a保持的被加工物11之間噴射。此氣體22進入至被加工物11與保持面4a之間，被吹往被加工物11的背面11b與保持面4a之接觸區域。藉此，將被加工物11與保持面4a彼此分隔的力會作用，簡單地將被加工物11從保持面4a分離。
圖3（B）係表示卸下被加工物11後的保持裝置2之剖面圖。將從保持台4卸下之被加工物11，藉由前述搬送手段（非接觸卡盤等）搬送至預定場所。
在被加工物11藉由加工液或清洗液強力吸附於保持面4a的情況，有僅施行來自吸引槽4b之流體20的噴射，被加工物11仍未從保持面4a分離之情形。此外，若為了將被加工物11從保持面4a分離而提高流體20的噴射量，則有僅在與吸引槽4b重合的被加工物11之外周部部分地受到強力上推，導致被加工物11變形或損傷的疑慮。
因而，在本實施方式中，藉由流體20將被加工物11之外周部上推時，如同上述地從配置於保持面4a的外側之氣體供給手段18，朝向被加工物11與保持面4a之間供給氣體22。藉此，氣體22進入至被加工物11與保持面4a之間，藉由氣體22將被加工物11的中央部從背面11b側上推。此一結果，簡單地將被加工物11的中央部從保持面4a分離，防止被加工物11的變形或損傷。
另，從保持台4將被加工物11卸下時，氣體供給手段18可對保持面4a之外周部的一部分供給氣體22，亦可對保持面4a之外周部全體供給氣體22。然則，為了有效地輔助被加工物11的卸下，較佳為使氣體22噴射至遍及保持面4a之外周緣全體。
圖4係表示氣體供給手段18朝向旋轉之保持台4供給氣體22的樣子之俯視圖。如同前述，於保持台4連接馬達等旋轉手段（未圖示），以沿著與保持面4a垂直之方向（Z軸方向）的旋轉軸作為中心而旋轉。而後，若一邊使保持台4旋轉並一邊從氣體供給手段18噴射氣體22，則使氣體22供給至遍及保持面4a之外周緣全體。
圖5（A）係表示氣體供給手段18一邊移動並一邊朝向保持台4供給氣體22的樣子之俯視圖。如圖5（A）所示，氣體供給手段18亦可構成為可沿著保持面4a之外周緣移動（旋轉）。例如，氣體供給手段18是在中心位置與保持面4a一致且直徑較保持面4a更大的圓之圓周上，一邊維持噴射口18a面向保持面4a側的狀態並一邊移動。
氣體供給手段18的移動，例如係藉由使氣體供給手段18沿著保持面4a之外周緣移動的移動手段而控制。圖5（B）係表示使氣體供給手段18移動的移動手段（移動機構、移動單元）30之前視圖。
移動手段30具備在水平面內迴旋之支撐臂32。支撐臂32的前端配置於不與保持面4a重疊之位置，即俯視時在保持面4a之外側。此外，將連接構件34連接至支撐臂32的前端部，於連接構件34的下表面側固定氣體供給手段18。另，氣體供給手段18以使噴射口18a面向保持面4a側之方式固定。
於支撐臂32的上端側，連接使支撐臂32旋轉之馬達等旋轉手段（旋轉機構，未圖示）。此旋轉手段使支撐臂32繞與Z軸方向大致平行之旋轉軸而旋轉。另，支撐臂32的旋轉軸之位置是例如設定為與保持面4a之中心一致。若一邊從氣體供給手段18噴射氣體22，並一邊藉由旋轉手段使支撐臂32旋轉，則氣體供給手段18沿著保持面4a之外周緣移動，使氣體22供給至遍及保持面4a之外周緣全體。
此外，上述內容中，雖對於可往保持面4a之外周緣中的一部分區域供給氣體22之小型的氣體供給手段18予以說明，但設置於保持裝置2的氣體供給手段之構成並未限定於此。例如，保持裝置2亦可具備可遍及保持面4a之外周緣全體並同時地供給氣體的氣體供給手段。於圖6（A）及圖6（B），表示氣體供給手段18之變形例，即氣體供給手段（氣體供給機構、氣體供給單元）40。圖6（A）係表示氣體供給手段40之俯視圖，圖6（B）係表示氣體供給手段40之剖面圖。
氣體供給手段40具備以金屬等構成的環狀之配管42。配管42形成為直徑較保持面4a更大的圓環狀，於其內部具備使氣體44流通之流路42a。作為配管42是例如利用由金屬構成之中空的O型環。此配管42是於保持面4a的外側配置為圍繞保持面4a。
此外，配管42具備從配管42的內壁貫通至外壁之多個噴射口42b（參照圖6（B））。噴射口42b分別與流路42a連結，朝向配管42之半徑方向內側（保持面4a側）開口。多個噴射口42b，例如沿著配管42之徑向大致等間隔地配置。
於配管42之流路42a是連接供給空氣等氣體44的氣體供給源（未圖示）。若從氣體供給源對配管42之流路42a以預定流量供給氣體44，則氣體44在流路42a流通，並從多個噴射口42b朝向保持面4a噴射。藉此，遍及保持面4a之外周緣全體並同時地供給氣體44。
另，噴射口42b之個數並無限制，依據保持面4a之直徑等，以使氣體44供給至遍及保持面4a之外周緣全體的方式適當設定。此外，在圖6（B）中雖表示形成有多個圓形之噴射口42b的配管42，但噴射口42b之形狀並無限制。例如，噴射口42b，亦可形成為橢圓形或矩形。
此外，亦可於配管42形成狹縫狀之噴射口。圖7係表示具備狹縫狀之噴射口42c的配管42之剖面圖。此噴射口42c從配管42之內壁貫通至外壁，並沿著配管42之圓周方向形成為環狀。此外，噴射口42c與流路42a連結，且朝向配管42之半徑方向內側（保持面4a側）開口。
若從氣體供給源對配管42之流路42a以預定流量供給氣體44，則氣體44在流路42a流通，並從形成為線狀的噴射口42c朝向保持面4a噴射氣體44。藉此，遍及保持面4a之外周緣全體並同時地供給氣體44。另，配管42之形狀並無限制，可依據保持面4a之形狀而適當變更。此外，配管42可形成為環狀地連結的封閉環路狀，亦可形成為一端與另一端並未連結的開放環路狀。
如同上述，本實施方式之保持裝置2具備氣體供給手段18，其配置於保持台4的保持面4a之外周緣的外側，朝向被加工物11與保持面4a之間供給氣體22。若利用此保持裝置2，則在將被加工物11從保持台4卸下時，可使氣體22進入至被加工物11與保持面4a之間，而變得容易將吸附於保持面4a的被加工物11從保持面4a分離。藉此，可簡單地將被加工物11從保持台4卸下。
另，在本實施方式中，表示於保持台4形成環狀之吸引槽4b的例子，但保持台4之構造可在可保持被加工物11之範圍內適當變更。例如，亦可於吸引槽4b之內側（較吸引槽4b更往保持面4a之半徑方向內側），進一步形成在保持面4a開口之一條或多條吸引槽。
更具體而言，亦可於保持台4之中心部形成具有預定直徑（例如1～6mm左右）的圓柱狀之吸引槽（凹部）。此吸引槽與吸引路徑6連接，作為以保持台4保持被加工物11時的吸引口、及在將被加工物11從保持台4卸下時噴射流體的噴射口而作用。藉由設置此吸引槽，而可以保持台4更確實地保持被加工物11，且使被加工物11的卸下變得更為簡單。
其他，上述實施方式之構造、方法等，在未脫離本發明之目的範圍，則可適當變更而實施。
11:被加工物 11a:被加工物的正面 11b:被加工物的背面 13:分割預定線（切割道） 15:元件 2:保持裝置（保持機構、保持單元） 4:保持台（保持手段） 4a:保持面 4b:吸引槽（凹部） 6:吸引路徑 8:閥門 10:吸引源 12:閥門 14:流體供給源 16:壓力測量器 18:氣體供給手段（氣體供給機構、氣體供給單元） 18a:噴射口 20:流體 22:氣體 30:移動手段（移動機構、移動單元） 32:支撐臂 34:連接構件 40:氣體供給手段（氣體供給機構、氣體供給單元） 42:配管 42a:流路 42b,42c:噴射口 44:氣體
圖1（A）係表示保持裝置之立體圖，圖1（B）係表示保持裝置之剖面圖。 圖2（A）係表示已保持被加工物之狀態的保持裝置之立體圖，圖2（B）係表示卸下被加工物時的保持裝置之立體圖。 圖3（A）係表示卸下被加工物時的保持裝置之剖面圖，圖3（B）係表示卸下被加工物後的保持裝置之剖面圖。 圖4係表示氣體供給手段朝向旋轉之保持台供給氣體的樣子之俯視圖。 圖5（A）係表示氣體供給手段一邊移動並一邊朝向保持台供給氣體的樣子之俯視圖，圖5（B）係表示使氣體供給手段移動的移動手段之前視圖。 圖6（A）係表示另一氣體供給手段之俯視圖，圖6（B）係表示另一氣體供給手段之剖面圖。 圖7係表示具備噴射口的配管之剖面圖。
11:被加工物
11a:被加工物的正面
11b:被加工物的背面
13:分割預定線(切割道)
15:元件
2:保持裝置(保持機構、保持單元)
4:保持台(保持手段)
4a:保持面
4b:吸引槽(凹部)
6:吸引路徑
8:閥門
10:吸引源
12:閥門
14:流體供給源
16:壓力測量器
18:氣體供給手段(氣體供給機構、氣體供給單元)
18a:噴射口

Claims (4)

  1. 一種保持裝置，其特徵在於具備： 保持台，具備保持被加工物的保持面，並於該保持面形成吸引該被加工物之外周部的環狀之吸引槽；以及 氣體供給手段，配置於該保持面之外周緣的外側，朝向該保持面與藉由該保持面保持的該被加工物之間供給氣體； 其中，該吸引槽與使負壓作用於該吸引槽的吸引源以及將流體供給至該吸引槽的流體供給源連接。
  2. 如請求項1之保持裝置，其中， 進一步具備旋轉手段，其使該保持台以沿著與該保持面垂直之方向的旋轉軸為中心而旋轉。
  3. 如請求項1或2之保持裝置，其中， 進一步具備移動手段，其使該氣體供給手段沿著該保持面之外周緣而移動。
  4. 如請求項1或2之保持裝置，其中， 該氣體供給手段於該保持面之外周緣的外側，具備沿著該保持面之外周緣配置的環狀之配管； 該配管具備朝向該被加工物與該保持面之間噴射該氣體的噴射口。
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