CN108701639B - 基板吸附台、基板处理装置、基板处理方法 - Google Patents

基板吸附台、基板处理装置、基板处理方法 Download PDF

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Abstract

基板吸附台的特征在于，具备：基板支撑部，其具有上表面，在基板支撑部的内部形成有空腔，在基板支撑部，形成有从该空腔至该上表面的喷出孔，形成有将该喷出孔与该上表面连接的吸附孔；以及气体供给部，其将气体供给至该空腔之中，在俯视观察时该喷出孔将该吸附孔包围，如果向该空腔供给气体，则该吸附孔的气体经由该喷出孔排出至外部。

Description

基板吸附台、基板处理装置、基板处理方法
技术领域
本发明涉及对基板实施液体处理时所使用的基板吸附台、基板处理装置以及基板处理方法。
背景技术
在例如功率器件等的晶片工艺中，有时是在FZ晶片的表面形成晶体管，然后对晶片的背面进行磨削，在磨削后的背面进行离子注入或形成金属电极膜。如果在对晶片进行磨削后，晶片的厚度变薄至例如小于或等于100微米，则晶片翘曲几毫米，不能通过离子注入装置等进行搬送。
为了对晶片的翘曲进行抑制，存在将晶片的外周侧保留几毫米并仅将晶片内侧挖空的方法。较厚地残留下来的外周侧的部分被称为环部。环部最终需要从晶片切下。为了对环部进行切除，存在使用水柱激光的方法。所谓水柱激光是指导入至直径几十微米的高压水柱之中的YAG激光。在用于水柱激光的水中混有磨削屑。如果磨削屑附着于晶片，则成为异物或斑点的原因，使合格品成品率降低。另外，如果这种水进入工作台与晶片背面之间，则有时导致晶片不与工作台分离，晶片发生破裂。
在专利文献1中，公开了对基板进行真空吸附的基板吸附台。
专利文献1：日本特开2014－086638号公报
发明内容
在对基板实施液体处理的情况下，应使得液体不进入基板的背面侧。因此，考虑使基板以大于或等于600转/分钟的转速旋转，通过离心力使液体向外部飞出。但是，水柱激光的扫描速度为小于或等于几百毫米/秒，因此，在将晶片直径设为200毫米的情况下，如果换算成转速，则为几十转/分钟左右。因此，在使用了水柱激光的液体处理中，不能使基板高速旋转。寻求一种技术，根据该技术，不限定于利用水柱激光的情况，能够在使得液体不进入基板的背面侧的同时进行液体处理。
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供能够在使得液体不进入基板的背面侧的同时进行液体处理的基板吸附台、基板处理装置以及基板处理方法。
本发明所涉及的基板吸附台的特征在于，具备：基板支撑部，其具有上表面，在该基板支撑部的内部形成有空腔，在该基板支撑部，形成有从该空腔至该上表面的喷出孔，形成有将该喷出孔与该上表面连接的吸附孔；以及气体供给部，其将气体供给至该空腔之中，在俯视观察时该喷出孔将该吸附孔包围，如果向该空腔供给气体，则该吸附孔的气体经由该喷出孔排出至外部。
本发明所涉及的基板处理装置的特征在于，具备：基板吸附台，其具备基板支撑部以及气体供给部，该基板支撑部具有上表面，在该基板支撑部的内部形成有空腔，在该基板支撑部，形成有从该空腔至该上表面的喷出孔，形成有将该喷出孔与该上表面连接的吸附孔，该气体供给部将气体供给至该空腔之中，在俯视观察时该喷出孔将该吸附孔包围，如果向该空腔供给气体，则该吸附孔的气体经由该喷出孔排出至外部；以及液体处理装置，其对该基板吸附台之上的基板实施液体处理。
本发明所涉及的基板处理方法的特征在于，具备如下工序：将基板搭载于基板支撑部的上表面；以及通过从1个气体供给部将气体供给至该基板支撑部内的空腔，从而将气体从与该空腔连接的喷出孔吹至该基板的背面外周部，并且在将气体从将该基板支撑部的上表面与该喷出孔连接的吸附孔抽出，使该基板吸附于该基板支撑部的状态下，对该基板实施液体处理。
以下，使得本发明的其他的特征得以明确。
发明的效果
根据本发明，能够利用一个气体供给部，使基板真空吸附于基板支撑部，并且将气体吹至基板的背面外周部，因此，能够在使得液体不进入基板的背面侧的同时进行液体处理。
附图说明
图1是实施方式1涉及的基板吸附台的剖视图。
图2是基板支撑部的俯视图。
图3是基板支撑部的一部分的俯视图。
图4是基板支撑部的剖视图。
图5是表示基板处理装置的图。
图6是表示在基板处理装置设置有基板的图。
图7是表示使基板吸附于基板吸附台的图。
图8是表示基板的切断方法的图。
图9是表示基板的清洗处理的图。
图10是实施方式2涉及的基板支撑部的一部分的俯视图。
图11是表示气体的流动的图。
图12是表示实施方式1中的气体的流动的图。
图13是实施方式3涉及的气体吸附台的剖视图。
图14是基板支撑部的俯视图。
图15是第2部分等的俯视图。
图16是基板支撑部的剖视图。
图17是表示气体的流动的图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的实施方式所涉及的基板吸附台、基板处理装置以及基板处理方法进行说明。对相同或对应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复说明。
实施方式1
图1是实施方式1涉及的基板吸附台的剖视图。基板吸附台具备对基板进行支撑的基板支撑部1。基板支撑部1具有上表面1C。上表面1C具备第1上表面1a和形成得比第1上表面1a低的第2上表面1b。在基板支撑部1的内部形成有空腔1c。空腔1c位于基板支撑部1的大致中央。
在基板支撑部1形成有从空腔1c至上表面1C的喷出孔1d和将喷出孔1d与上表面1C连接的吸附孔1e。喷出孔1d与空腔1c连接，并且连接至第1上表面1a与第2上表面1b的台阶部分。吸附孔1e形成于第1上表面1a。吸附孔1e提供将基板支撑部1的上表面1C与喷出孔1d连接的流路。在剖面观察时吸附孔1e倾斜地形成。
基板支撑部1具备第1部分1A和第2部分1B。第1部分1A是形成有第1上表面1a和吸附孔1e的部分。第2部分1B是具有第2上表面1b的部分。第2部分1B的大部分位于第1部分1A之下。喷出孔1d的形状由第1部分1A的下表面和第2部分1B的上表面决定。
图2是基板支撑部1的俯视图。第2上表面1b包围着第1上表面1a。在基板支撑部1的中央部形成有多个吸附孔1e。喷出孔1d环状地形成于第1上表面1a与第2上表面1b的边界。在俯视观察时喷出孔1d包围着吸附孔1e。第1部分1A通过螺钉2固定于第2部分1B。
图3是表示第1部分1A的一部分和第2部分1B的俯视图。喷出孔1d的底面由第2部分1B形成。在图3中被标上阴影的区域表示喷出孔1d的流路。该流路是通过向远离空腔1c的方向延伸的8根槽1f和与这些槽1f连接的环状的区域而确保的。通过使第1部分1A的一部分连接至第2部分1B，从而形成有宽度窄的槽1f。
在第1部分1A和第2部分1B形成有螺孔1g。前述的螺钉2固定于该螺孔1g。图1的基板支撑部1是图2的虚线处的剖视图。图2、3的虚线表示相同的位置。该虚线是经过包含槽1f的部分的线。
图4是图2的单点划线处的剖视图。单点划线是经过没有槽1f的部分的线。在未形成槽1f的部分，图3所示的第1部分1A将空腔1c与喷出孔1d之间阻塞，因此，空腔1c未与喷出孔1d连接。此外，图2、3的单点划线表示相同的位置。
返回图1的说明。在基板支撑部1之下设置有工作台旋转轴3。工作台旋转轴3是通过伺服电动机5进行旋转的部分。工作台旋转轴3中成为空腔3a。该空腔3a与基板支撑部1的空腔1c连接。工作台旋转轴3被固定筒9包围。固定筒9具备上部轴承6、下部轴承7以及旋转密封件8。上部轴承6和下部轴承7支撑进行旋转的工作台旋转轴3。旋转密封件8隔着O型环8a与工作台旋转轴3相接。
空腔3a经由在工作台旋转轴3和固定筒9的侧面设置的孔以及阀11而连接至气体供给部10。气体供给部10对例如非活性气体等气体进行加压而供给至空腔3a、1c中。
图5是具备上述的基板吸附台的基板处理装置的剖视图。基板处理装置具备对基板吸附台之上的基板实施液体处理的液体处理装置20。液体处理装置20具备向基板供给液体的液体供给部26和向液体之中供给激光的YAG激光振荡器即激光部23。激光经过光纤25到达水柱混合喷嘴29，液体经过高压用配管27到达水柱混合喷嘴29。
另外，为了应对将在晶片的外周部具有厚的环部的挖空晶片作为液体处理的对象的情况，设置有用于收容该环部的环部收容部21。环部收容部21的上表面处于比基板支撑部1的上表面1C低的位置。
下面，对使用了图5所示的基板处理装置的基板处理方法进行说明。首先，将基板搭载于基板支撑部1的第1上表面1a。图6是表示将基板30搭载于基板支撑部1的第1上表面1a的图。基板30是通过挖空晶片的中央部而使中央部薄、外周部厚的挖空晶片。外周部的厚的部分是环部30a。将薄的中央部搭载于第1上表面1a，将环部30a搭载于环部收容部21。
然后，打开阀11。图7是用箭头示出通过打开阀11而产生的气流的图。如果阀11打开，则加压后的气体从气体供给部10被供给至工作台旋转轴3的空腔3a和基板支撑部1的空腔1c。然后，产生经过喷出孔1d的一部分即图3的槽1f的气流。由于从空腔1c至槽1f，截面积变窄，因此流速增加，产生文丘里效应。由此，在吸附孔1e产生真空，从而使基板30吸附于第1上表面1a。换言之，如果向空腔1c供给加压后的气体，则吸附孔1e的气体经由喷出孔1d而排出至外部。经过了喷出孔1d的加压气体朝向基板30的背面外周部排出。
如此，维持使基板30吸附于第1上表面1a、将气体吹向基板30的背面外周部的状态，与此同时，将基板30切断。图8是对基板的切断进行说明的图。从液体供给部26将高压水28供给至水柱混合喷嘴29。另外，从激光部23经由光纤25将激光供给至水柱混合喷嘴29。从水柱混合喷嘴29将直径几十微米的水柱向基板30的上表面喷出，与此同时，通过进入该水柱之中的激光对基板30进行切断。
此时，由于气体从喷出孔1d呈放射状吹至基板30的背面外周部，因此能够防止含有激光切屑的水31侵入至基板30的背面。为了推进基板30的切断，通过例如X-Y工作台，使基板支撑部1、伺服电动机5以及环部收容部21一体地旋转。基板30的进给速度是例如小于或等于几百毫米/秒。由此，通过使基板30旋转一周，从而将环部30a从基板30切除。
图9是对环部切断后的动作进行说明的图。如果环部30a的切断完成，则将环部收容部21向下下降。然后，开始清洗工序。如图9所示，清洗工序是在将加压气体从气体供给部10供给至空腔3a、1c的状态下进行的。在该状态下，通过液体将附着在基板30的表面的含有激光切屑的水31洗去。具体地说，从清洗液供给部32将清洗液35供给至基板30的上表面，由伺服电动机5使基板支撑部1以大于等于500转/分钟的转速旋转。如此，能够使基板30之上的水31通过离心力飞出。在适当的定时(timing)关闭阀33，使所有的清洗液35通过离心力飞出。此外，基板支撑部1的旋转方向由箭头37表示。
由于利用旋转密封件8和O型环8a对工作台旋转轴3的空腔3a进行了密封，因此能够将加压气体在工作台旋转轴3旋转时从气体供给部10供给至空腔1c。因此，能够在将气体吹至基板30的背面外周部的同时向基板30施加离心力，因此，能够防止水31向基板30的背面侧侵入。
如此，仅通过从1个气体供给部10产生的1个系统的加压气流，就能够生成用于基板吸附的真空，并且将气体吹至基板的背面外周部。由此，不需要用于生成真空和用于喷出气体的2个系统的气流。在液体处理中，由于在将气体吹向基板30的背面外周部的同时将液体供给至基板30的上表面，因此，能够防止液体漫入至基板的背面侧。因此，能够防止基板30的背面被浸湿，或由于基板30的背面被浸湿而产生斑点，或将基板支撑部1的上表面1C浸湿。
根据本发明的实施方式1的结构，由于防止液体向进基板背面漫入，因此不需要使基板高速旋转。因此，能够在使基板支撑部1停止或低速旋转的状态下对基板的上表面实施液体处理。在实施方式1中，作为液体处理采用了水柱激光切断加工。在采用实施方式1的基板吸附台的情况下，通过将环部收容部21与图1所示的基板吸附台分离设置，从而能够防止基板处理装置成为复杂的构造。
实施方式1涉及的发明的重点是，通过将气体从1个气体供给部10供给至基板吸附台内的空腔1c，从而将气体从喷出孔1d吹至基板30的背面外周部，并在将气体从吸附孔1e抽出使基板30吸附于基板吸附台的状态下，对基板30实施液体处理。只要不失去该特征，上述的基板吸附台、基板处理装置以及基板处理方法可以进行各种各样的变形。例如，在实施方式1中说明了在使水冲至基板的表面的同时通过激光对基板进行切断的液体处理，但只要是使用液体的处理即可，也可以执行其他的处理。也可以将挖空晶片之外的基板作为处理对象。根据液体处理的内容，也可以省略用于使基板支撑部旋转的要素。
这些变形能够适当应用于以下的实施方式涉及的基板吸附台、基板处理装置以及基板处理方法。另外，就以下的实施方式涉及的基板吸附台、基板处理装置以及基板处理方法而言，与实施方式1的共同点多，因此，以与实施方式1之间的不同点为中心进行说明。
实施方式2
图10是实施方式2涉及的第2部分1B的俯视图。在俯视观察时基板支撑部1的第2部分1B形成为圆形。图10的第2部分1B的槽1i的形状与图3的槽1f不同。槽1i在接近空腔1c的区域呈直线，但是在远离空腔1c的区域以曲线形成。根据该曲线部分，能够针对从喷出孔1d喷出的气流，赋予向第2部分1B的外缘的切线方向行进的成分。
图11是用箭头示出将加压气体供给至空腔1c时的喷出孔1d内外的气体的流动的图。箭头46的方向表示从喷出孔1d喷出的气体的行进方向，箭头46的长度表示气体的速度。并且，曲线46a表示从喷出孔1d喷出的气体的速度。从喷出孔1d至曲线46a的距离表示该位置处的气体的速度。从喷出孔1d至曲线46a的距离在任意位置都大概相同，因此可知能够将大概均一流速的气体吹至基板的背面外周部。
与此相对，就实施方式1的第2部分1B的槽形状而言，不能够将气体以放射状大致均等地吹出。图12是用箭头示出采用实施方式1涉及的槽形状的情况下的气体的行进方向的图。箭头45的方向表示从喷出孔1d喷出的气体的行进方向，箭头45的长度表示吹出的气体的速度。曲线45a表示从喷出孔1d喷出的气体的速度。根据曲线45a可知，气体的速度对应于气体的流动的方向而存在强弱。被吹出的气流强的位置45b夹着的位置45c，有时产生空腔1c方向的气流。如果像这样从喷出孔1d喷出的气体的速度存在波动，则有可能在基板背面的特定的位置漫入液体。
但是，如参照图11所说明的这样，通过设置曲线状的槽1f，从而能够将大概均一流量的气体吹至基板的背面外周部整体。由此，能够提高防止液体向基板的背面外周部进入的效果。
实施方式2涉及的槽1f的形状能够进行适当变形。只要相对于基板支撑部1的边缘的切线以小于90°的角度将气体吹出，喷出孔1d能够设为任意形状。
实施方式3
图13是实施方式3涉及的基板吸附台的剖视图。基板支撑部1的第1部分1A具备隔板50。在隔板50之下有喷出孔1d的一部分，在隔板50之上有吸附孔1e。吸附孔1e由平行流路1k和连接流路1j构成，该平行流路1k与喷出孔1d连接，与喷出孔1d平行地延伸，连接流路1j将平行流路1k与基板支撑部1的上表面1C连接。在平行流路1k具有空腔1c侧的区域和基板支撑部1的外缘侧的区域。外缘侧的区域与喷出孔1d连接，空腔1c侧的区域与连接流路1j连接。
图14是实施方式3涉及的基板吸附台的俯视图。图14的虚线处的剖视图是图13。图15是实施方式3涉及的第2部分1B和隔板50的俯视图。通过隔板50形成槽50a，该槽50a成为喷出孔1d的一部分。图16是图14的单点划线处的剖视图。通过使隔板50形成得厚，从而将空腔1c与喷出孔1d之间的空间阻塞。此外，图14、图15的虚线和单点划线表示相同的位置。
图17是用箭头示出实施方式3涉及的基板支撑部1的内部的气体的流动的图。通过使连接流路1j与平行流路1k的空腔1c侧的部分连接，从而能够提高吸附孔1e的真空度。通过使基板密接于基板支撑部1，从而能够防止在基板旋转时基板浮起而导致基板破裂。
在剖面观察时实施方式1的吸附孔1e倾斜，因此，有可能产生流过喷出孔1d的气体进入吸附孔1e的“逆流”，使基板的吸附力变得不稳定。与此相对，在本发明的实施方式3涉及的基板吸附台中，存在平行流路1k与喷出孔1d平行延伸的部分，因此，能够防止气体进入吸附孔1e。
此外，也可以将上述的各实施方式的技术特征进行适当组合，提高本发明的效果。
标号的说明
1基板支撑部，1A第1部分，1B第2部分，1C上表面，1a第1上表面，1b第2上表面，1c空腔，1d喷出孔，1e吸附孔，5伺服电动机，10气体供给部，20液体处理装置，30基板。

Claims (10)

1.一种基板吸附台，其特征在于，具备：
基板支撑部，其具有上表面，在该基板支撑部的内部形成有空腔，在该基板支撑部，形成有从所述空腔至所述上表面的喷出孔，形成有将所述喷出孔与所述上表面连接的吸附孔；以及
气体供给部，其将气体供给至所述空腔之中，
在俯视观察时所述喷出孔将所述吸附孔包围，
如果向所述空腔供给气体，则所述吸附孔的气体经由所述喷出孔排出至外部，
所述基板支撑部的所述上表面具有：第1上表面，在该第1上表面形成有所述吸附孔；以及第2上面，其包围所述第1上表面，形成得比所述第1上表面低，
所述喷出孔连接至所述第1上表面与所述第2上表面的台阶部分。
2.根据权利要求1所述的基板吸附台，其特征在于，
所述吸附孔在剖面观察时倾斜地形成。
3.根据权利要求1或2所述的基板吸附台，其特征在于，
在俯视观察时所述基板支撑部形成为圆形，
所述喷出孔形成为相对于所述基板支撑部的外缘的切线以小于90°的角度将气体吹出。
4.根据权利要求1或2所述的基板吸附台，其特征在于，
作为所述吸附孔，形成平行流路和连接流路，该平行流路与所述喷出孔连接，与所述喷出孔平行地延伸，该连接流路将所述平行流路与所述基板支撑部的上表面连接，
在所述平行流路具有所述空腔侧的区域和所述基板支撑部的外缘侧的区域，所述外缘侧的区域与所述喷出孔连接，所述空腔侧的区域与所述连接流路连接。
5.根据权利要求3所述的基板吸附台，其特征在于，
作为所述吸附孔，形成平行流路和连接流路，该平行流路与所述喷出孔连接，与所述喷出孔平行地延伸，该连接流路将所述平行流路与所述基板支撑部的上表面连接，
在所述平行流路具有所述空腔侧的区域和所述基板支撑部的外缘侧的区域，所述外缘侧的区域与所述喷出孔连接，所述空腔侧的区域与所述连接流路连接。
6.一种基板处理装置，其特征在于，具备：
基板吸附台，其具备基板支撑部以及气体供给部，该基板支撑部具有上表面，在该基板支撑部的内部形成有空腔，在该基板支撑部，形成有从所述空腔至所述上表面的喷出孔，形成有将所述喷出孔与所述上表面连接的吸附孔，该气体供给部将气体供给至所述空腔之中，在俯视观察时所述喷出孔将所述吸附孔包围，如果向所述空腔供给气体，则所述吸附孔的气体经由所述喷出孔排出至外部；以及
液体处理装置，其对所述基板吸附台之上的基板实施液体处理，
所述基板支撑部的所述上表面具有：第1上表面，在该第1上表面形成有所述吸附孔；以及第2上面，其包围所述第1上表面，形成得比所述第1上表面低，
所述喷出孔连接至所述第1上表面与所述第2上表面的台阶部分。
7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其特征在于，
所述液体处理装置具备将液体供给至基板的液体供给部和将激光供给至所述液体之中的激光部。
8.一种基板处理方法，其特征在于，具备如下工序：
将基板搭载于基板支撑部的上表面；以及
通过从1个气体供给部将气体供给至所述基板支撑部内的空腔，从而将气体从与所述空腔连接的喷出孔吹至所述基板的背面外周部，并且在将气体从将所述基板支撑部的上表面与所述喷出孔连接的吸附孔抽出，使所述基板吸附于所述基板支撑部的状态下，对所述基板实施液体处理。
9.根据权利要求8所述的基板处理方法，其特征在于，
在俯视观察时所述基板支撑部的上表面是圆形，
通过从所述喷出孔相对于所述基板支撑部的上表面的边缘的切线以小于90°的角度将气体吹出，从而将气体吹至所述基板的背面外周部整体。
10.根据权利要求8或9所述的基板处理方法，其特征在于，
所述液体处理是在使水冲至所述基板的表面的同时通过激光对所述基板进行切断。
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