JP2009297859A - 付着物排出機構付きクリーナ及びそれを用いたチャックテーブルクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】テープかすなどの付着物の再付着を招くことなく、付着物を効率良く除去することができ、薄片化された半導体ウェーハの割れを確実に防止することができる付着物排出機構付きクリーナ及びそれを用いたチャックテーブルクリーニング方法を提供する。
【解決手段】ウェーハを吸着するチャックテーブル１５の吸着面１６ａ上に付着している不要な付着物２０を除去する付着物排出機構付きクリーナ１であって、付着物２０を削り取る刃部７ａ及び削り取った付着物２０を捕捉する捕捉部６とを有するクリーナ本体２と、捕捉した付着物２０を吸引して排出する排出手段１０と、を備え、クリーナ本体２内には、チャックテーブル１５の吸着面１６ａ上に付着している付着物２０をクリーナ本体２内に進入させるための開口部８が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェーハを吸着するチャックテーブルの吸着面上に付着している不要な付着物を除去する付着物排出機構付きクリーナ及びそれを用いたチャックテーブルクリーニング方法に関する。

半導体ウェーハは、バックグラインドステージや、ポリッシュステージや、フレームマウントステージや、ピーリングステージや、ダイシングステージなどにおいて、所定の処理が行われるようになっているため、チャックテーブルの吸着面にダストがない状態で負圧により吸着固定されるようになっている。吸着面上に残留するダストには、空気中に浮遊している異物や、フレームマウントステージでダイシングテープをカッターの刃でカットしたときや、ダイシングテープを交換するときや、ダイシングテープをフレームから剥がすことにより生ずる”テープかす”や、半導体ウェーハの板面にマウントされたチップを保護するために貼着された保護テープを剥がしたときに生じる”テープかす”などを挙げることができる。

”テープかす”などのダストが吸着面上に残留した状態で半導体ウェーハが吸着面に吸着されると、ダストが残留している部分で半導体ウェーハが浮き上がった状態となり、裏面研削時にウェーハを均一な厚みに研削することができなくなると共に、ダストが残留している部分で半導体ウェーハにストレスがかかり、ウェーハの割れやチッピングを生ずる場合があるためである。フレームマウントステージやピーリングステージにおいても、ローラなどを介してウェーハに所定の圧力がかかると、ダストが残留している部分で半導体ウェーハにストレスが作用して割れる心配があるためである。したがって、チャックテーブルの吸着面上にはダストが残留していないことを確認すると共に、ダストが残留している場合にはローラやブラシでダストを除去した上で、ウェーハを吸着していた。

しかしながら、”テープかす”は、チャックテーブルの吸着面に強固に付着する場合があるため、ローラやブラシを使用する従来の方法では完全に除去することができず、”テープかす”が吸着面に残留したままになる場合があった。半導体ウェーハの厚みが十分に厚い場合は、多少の”テープかす”が残留していても割れなどを生ずる問題はあまり見られないが、半導体ウェーハの厚みが１００μｍ以下になると、従来問題の無かった”テープかす”によって割れやチッピングを生ずる心配があった。

”テープかす”などの付着物を除去する従来の一例として、特許文献１で開示されているダイシングチャックテーブルの異物除去装置が開示されている。段落番号［００１５］には、「異物７は粘着性を有しており、ダイシングチャックテーブル２への付着は強固である。そこで、本発明においては、払拭面を硬質な材料（例えば、高速度鋼（工具鋼）などの金属、または硬質ゴムのブレードなど）にしたバー状の異物除去部材８ａ、及びこの異物除去部材８ａを移動させると共にダイシングチャックテーブル２の表面に押圧する附勢力を異物除去部材８ａに付与する移動機構８ｂから成る異物除去装置８を設け、異物除去部材８ａの接触面をテーブル面に加圧接触させた状態のまま異物除去装置８を図示の矢印方向へ往復動させることにより異物７を除去している。」と記載されている。

特開平５−２９１４００号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された発明では、異物除去装置８の払拭面への付着物が多くなった場合に、除去効率が低下するばかりか付着物の再付着を招いたり、消耗部品の交換または払拭面の清掃を行ったりする必要があった。

そこで、本発明は、”テープかす”などの付着物の再付着を招くことなく、付着物を効率良く除去することができ、薄片化された半導体ウェーハの割れを確実に防止することができる付着物排出機構付きクリーナ及びそれを用いたチャックテーブルクリーニング方法を提供する。

本発明の一態様は、半導体ウェーハを吸着するチャックテーブルの吸着面上に付着している不要な付着物を除去する付着物排出機構付きクリーナであって、前記付着物を削り取る刃部及び削り取った前記付着物を捕捉する捕捉部とを有するクリーナ本体と、捕捉した前記付着物を吸引して排出する排出手段と、を備え、前記クリーナ本体内には、前記チャックテーブルの吸着面上に付着している前記付着物を前記クリーナ本体内に進入させるための開口部が設けられている付着物排出機構付きクリーナを提供する。

また、本発明の他の態様は、半導体ウェーハを吸着するチャックテーブルの吸着面に付着している不要な付着物を除去するチャックテーブルクリーニング方法であって、請求項１〜５の何れか１項に記載の付着物排出機構付きクリーナを円形の前記吸着面上で遊星運動させながら前記付着物を除去するチャックテーブルクリーニング方法を提供する。

以上の如く、本発明によれば、チャックテーブルから付着物を完全に効率良く取り除くことができ、付着物の再付着を防止することができる。したがって、薄片化された半導体ウェーハの割れを確実に防止することができる。

以下添付図面に従って本発明に係る付着物排出機構付きクリーナ（以下、「クリーナ」という）の好ましい実施形態について説明する。図１には、本発明に係るクリーナの代表的形態が示されている。本実施形態のクリーナ１は、チャックテーブル１５の吸着面１６ａに対向する対向面に凹設された捕捉部６内で刃部７ａを有する本体２と、刃部７ａにより削り取られ、捕捉部６内に収容された付着物２０を吸引して外部へ排出する付着物吸引ユニット１０と、を備えている。

図４には、クリーナ１によりクリーニングされるチャックテーブル１５の一例が示されている。チャックテーブル１５は、多孔質セラミック製のチャックテーブルであり、上面に吸着面１６ａを有するセラミック体１６と、このセラミック体１６を支持する金属製の支持体１７とを備えている。真空源１９により支持体１７を貫通する通路１８から真空引きすることにより、ウェーハ１３に負圧が作用し、ウェーハ１３が吸着面１６ａに吸着固定されるようになっている。このようなチャックテーブル１５は、図示しない駆動源により回動されるようになっている。

このようなチャックテーブル１５の適用例は限定されるものではないが、半導体製造プロセスを例に挙げると、バックグラインドステージやポリシングステージに加え、フレームマウントステージやテープピーリングステージなどで適用することができる。その他の適用例として、非常に薄いシート状のものを平面に吸着させる各種測定装置や検査装置に適用することもできる。チャックテーブル１５は、例えば数１００μｍ〜数１０μｍの非常に薄いものを変形させたり、破損させたりすることなく吸着固定できるものである。

個々のチャックテーブル１５により真空吸着されるウェーハ１３の形態は、本実施形態に制限されるものではない。フレームマウントステージでは、回路パターンが形成された表面に保護テープ（図示せず）が貼着されたウェーハ１３がチャックテーブル１５に吸着固定される。フレームマウントステージの前工程のバックグラインド／ポリシングステージでは、保護テープを介してガラス基材（支持基材）が貼り合わされたウェーハ１３がチャックテーブルに吸着固定されるようになっている。本発明に係るクリーナ１は、チャックテーブル１５の吸着面１６ａに強固に付着した付着物２０、例えば”テープかす”などを容易に除去することができるものであり、このような付着物２０は従来技術の欄で説明したように、主としてフレームマウントステージやテープピーリングステージなどで発生するのである。

図５には、フレームマウントステージで使用されるダイシングテープ貼付装置２５の一例が示されている。フレームマウントステージは、ダイシングテープ貼付装置２５を使用し、片面に粘着剤を有するダイシングテープ３２を用いてウェーハ１３をダイシング用のフレーム３３に一体的に取り付ける工程である。ダイシングテープ３２は、チャックテーブル１５の吸着面１６ａ上に載置されているフレーム３３の内側に配置されたウェーハ１３が、研削面（裏面）を上にしてテーブル１５に吸着固定された後、貼着される。

ダイシングテープ貼付装置２５のチャックテーブル１５は、移動機構２６により、横方向と上下方向に移動可能になっている。テープ供給リール２７が、ウェーハ１３とフレーム３３の裏面にダイシングテープ３２を供給する。ダイシングテープ３２は第１のローラ２８の部分で、テープ本体３２ａと表面カバーであるライナー３２ｂの部分に分けられ、ライナー３２ｂはテープ３２の供給に合わせて第２のローラ２９に巻き取られる。カッタ３０は、図示していない回転移動機構により回転移動可能に保持されている。カッタ３０の刃の先端がフレーム３３上で円形の軌跡を描くことで、ダイシングテープ３２が円形にカットされる。このとき、”テープかす”が発生し、チャックテーブル１５の吸着面１６ａに落下し付着する。このような”テープかす”は、テープ３２をウェーハ１３から剥離する際にも生成する。”テープかす”は片面に粘着剤が有しているため、一旦チャックテーブル１５の吸着面１６ａに付着するとローラやブラシなどで簡単に除去することができないが、本発明のクリーナ１を使用すれば容易に除去することができる。

本発明のクリーナ１は、チャックテーブル１５の吸着面１６ａに強固に付着した付着物２０を除去するために独自の新しい特徴を備えたものであり、付着物２０が刃部７ａにより削り取られ、付着物吸引ユニット１０により外部へ排出されるようになっている。クリーナ本体２の代表的形態として、チャックテーブル１５のセラミック体１６と同程度ないしそれより硬度が低いアルミナを主成分とする油砥石を用いることができる。油砥石とチャックテーブル１５との摩擦係数は低く、チャックテーブル１５の吸着面１６ａにダメージを与えることなく、吸着面１６ａに付着した付着物２０を削りとることができるからである。クリーナ本体２の他の形態として、ジルコニア（ＺｒＯ₂）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｏ₄）などのセラミックスでクリーナ本体２を所定の形状に焼結成形することも可能である。

クリーナ１には、刃部７ａにより削り取られた付着物２０が飛散しないようにするための凹所である捕捉部６が、チャックテーブル１５の吸着面１６ａと対向する底壁（対向壁）３に形成されている。捕捉部５は、クリーナ１の移動方向前側の前壁５で付着物２０を捕捉部６内に受け入れるための開口部８を有している。開口部８の間口の幅は、クリーニングされるチャックテーブル１５の半径と同程度ないしはそれより小さい寸法であることが好ましい。また、間口の高さは、付着物２０を捕捉部６内に受け入れることができる程度の寸法に形成されている。

また、開口部８に対向する捕捉部６の奥側には、吸着面１６ａに対して起立している奥壁７が形成されている。本実施形態において奥壁７は幅方向で湾曲しているが、本発明はこれに限定するものではなく、奥壁７をクリーナ１の前壁５と平行に形成することも可能である。本実施形態のように、奥壁７を湾曲させた場合には、捕捉部６内に収容された付着物２０が捕捉部６の中央に集まりやすくなり、付着物２０の排出が容易になる利点がある。また、図２に示すように、本実施形態の奥壁７は、吸着面に対して略垂直に起立しているがこれに限られない。図３にはクリーナ１Ａの変形例が示されているように、吸着面に対して鋭角θになるように斜めに奥壁７を起立させることもできる。このように奥壁７を傾斜させることで、刃部７ａの切れ味が高まり、付着物２０をより一層容易に削り取ることが可能になる。

奥壁７の稜線部に形成された刃部７ａは、付着物２０を削り取る切れ刃として機能している。クリーナ１をチャックテーブル１５の吸着面１６ａ上に置いたとき、刃部７ａは吸着面１６ａに接した状態となり、クリーナ１を吸着面１６ａ上で滑らせることで、開口部８から捕捉部６内に進入した付着物２０が刃部７ａにより削り取られるようになっている。図２，３に示すように、刃部７ａは付着物２０を削り取るためのものであるため、シャープエッジ、すなわち刃立ちの良いものほど小さい切削力で付着物２０を削りとることができるが、刃部７ａのチッピングを防止するため、ホーニングを形成することもできる。

クリーナ１の上壁４には、捕捉部６内に連通する貫通孔９が形成されている。貫通孔９の上壁４側の端部には、付着物吸引ユニット１０のダクトパイプ１１の一端が接続している。ダクトパイプ１１の他端は、図示しない集塵器に接続している。付着物吸引ユニット１０は、エア吸入源及びフィルタ付き集塵機を有する図示しない本体と、ダクトホース１１とを備えているから、刃部７ａに削り取られた付着物２０は、ダクトパイプ１１を介して吸入され、集塵機へ排出されるようになっている。これにより、テーブル吸着面１６ａ上に付着物２０が残留せず、付着物２０の再付着を防止することができる。

なお、本実施形態のクリーナ１，１Ａを用いたチャックテーブル１５のクリーニング方法は特に限定されるものではない。例えば、フレームマウントステージに備わるチャックテーブル１５のように、テーブル１５が円形で回転運動する場合には、図６に示すように、テーブル１５の吸着面１６ａ上でクリーナ１を遊星運動させることにより、チャックテーブル１５の吸着面１６ａの中心部に付着物２０を残さずに除去することができる。すなわち、クリーナ１，１ＡはＯ₂軸を中心に半時計方向に自転しながら、Ｏ₁軸の回りを公転することにより、吸着面１６ａの中心部に付着物２０を残さずに除去することができる。クリーナ１，１Ａにはダクトパイプ１１が接続され、除去した付着物２０が吸引されるようになっているため、クリーナ１，１Ａを遊星運動させたときにリークが生じないように、クリーナ１，１Ａはチャックテーブルからはみ出ない寸法を有する。

また、別のクリーニング方法としては、例えば、保護テープを剥離するピーリングステージに備わるチャックテーブルのように、テーブルが矩形で直線運動する場合には、テーブルの吸着面上でクリーナ１，１Ａを直線運動させることにより、チャックテーブルの吸着面から付着物２０を効率良く除去することができる。

このように本実施形態のテーブルクリーニング方法クリーナ１，１Ａによれば、チャックテーブル１５の吸着面１６ａに付着している付着物２０をシャープエッジである刃部７ａにより削り取ることができ、削り取った付着物２０を吸引し排出することができるから、チャックテーブル１５の吸着面１６ａに付着物２０が残留せず、付着物２０の再付着が防止される。これにより、薄片化された半導体ウェーハ１３の割れを確実に防止することができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に関連して説明したが、後述する請求の範囲の開示から逸脱することなく様々な修正及び変更を為し得ることは、当業者に理解されるであろう。

本発明に係るクリーナの一実施形態を示す斜視図である。 図１に示すクリーナのＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。 同じく図１に示すクリーナの変形例を示す断面図である。 チャックテーブルを示す説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。 ダイシングテープ貼付装置の一例を示す正面図である。 チャックテーブルのクリーニング方法の一例を示す説明図である。

符号の説明

１ 付着物排出機構付きクリーナ（クリーナ）
２ クリーナ本体
６ 捕捉部
７ 奥壁
７ａ 刃部
８ 開口部
１０ 吸引ユニット
１３ ウェーハ
１５ テーブル
１６ａ 吸着面

Claims (6)

1. 半導体ウェーハを吸着するチャックテーブルの吸着面上に付着している不要な付着物を除去する付着物排出機構付きクリーナであって、
   前記付着物を削り取る刃部及び削り取った前記付着物を捕捉する捕捉部を有するクリーナ本体と、
   捕捉した前記付着物を吸引して排出する排出手段と、を備え、
   前記クリーナ本体内には、前記チャックテーブルの吸着面上に付着している前記付着物を前記クリーナ本体内に進入させるための開口部が設けられている付着物排出機構付きクリーナ。
2. 前記刃部が前記捕捉部の内縁部に形成されているシャープエッジである請求項１に記載の付着物排出機構付きクリーナ。
3. 前記刃部が前記チャックテーブルの吸着面に対して鋭角になるように傾斜形成されている、請求項２に記載の付着物排出機構付きクリーナ。
4. 前記排出手段が、前記捕捉部に連通する貫通孔に接続するダクトパイプと、該ダクトパイプを介してエアを吸引する吸引源と、前記エアと共に吸引された前記付着物を収容する集塵器と、を備えた請求項１〜３の何れか１項に記載の付着物排出機構付きクリーナ。
5. 前記クリーナ本体が、前記チャックテーブルと同程度ないしそれより硬度が低い砥石又はセラミックスである、請求項１〜４の何れか１項に記載の付着物排出機構付きクリーナ。
6. 半導体ウェーハを吸着するチャックテーブルの吸着面に付着している不要な付着物を除去するチャックテーブルクリーニング方法であって、
   請求項１〜５の何れか１項に記載の付着物排出機構付きクリーナを円形の前記吸着面上で遊星運動させながら前記付着物を除去するチャックテーブルクリーニング方法。

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