JP2010103287A - 半導体ウエハの支持具及び支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凸部を備えた半導体ウエハを支持対象とし、凸部に吸着力を確実に付与して半導体ウエハを支持することに適した支持具及び支持装置を提供すること。
【解決手段】外周に閉ループ状の凸部Ｗ１が設けられた半導体ウエハＷを支持するための支持具１１と、当該支持具１１を支持するテーブル１２とを備えて支持装置１０が構成されている。支持具１１は、凸部Ｗ１の先端面Ｗ２を吸着する吸引孔１５が設けられたシート状部材１６を備えているともに、中央部に通気孔１７を備える。このシート状部材１６は、凸部Ｗ１の先端面Ｗ２に密着可能な弾性と、自粘性とを備えた材料により形成されている。ポンプＰを作動して吸引力を凸部Ｗ１に付与したときに、エアリークを生ずることなくウエハＷが支持具１１上に確実に支持される。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体ウエハの支持具及び支持装置に係り、更に詳しくは、半導体ウエハの外周に設けられた凸部に接する状態で当該半導体ウエハを支持することに適した支持具と、この支持具を備えた支持装置に関する。

近時の半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）は、デバイス形成効率の向上を図るべく大径化される一方、数十μｍの厚みとなるまで裏面研削することが要求される。大径及び極薄化されたウエハは、一層高まる脆弱性により、各種の処理を施す際に割れ等の損傷をもたらすリスクが高いものとなる。
そこで、特許文献１には、デバイスが形成されないウエハ外周側にリング状の凸部を残す状態で裏面研削を行い、当該凸部をウエハの補強として利用する構成が開示されている。
このようなウエハの裏面研削を行う場合には、デバイス形成面側に保護用の接着シートを貼付し、当該接着シート側を研削装置のテーブル上に載置して行われる。この接着シートは、裏面研削を行った後の段階で剥離することが必要となり、当該剥離を行うための支持装置を備えたシート剥離装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００７−１９３７９号公報 特開平５−１１６８３７号公報

特許文献２に記載されたシート剥離装置は、ウエハに仮着された接着シートに剥離用テープを貼付し、当該剥離用テープを引っ張ることで接着シートを剥離するもので、ウエハを支持する支持装置は、テーブルの上面側に多孔質部材を配置して当該ウエハを吸着する構成となっている。
しかしながら、外周に凸部を有するウエハを対象として当該凸部の先端面がテーブル上面に接する向きでウエハを吸着した場合には、ウエハとテーブル上面との間の空間が生ずることにより、当該空間が減圧されてウエハを割ってしまう、という不都合を招来する。
このような場合、例えば、図４に示されるように、接着シートＳが仮着されたウエハＷの凸部Ｗ１の先端面Ｗ２がテーブルＴの上面に当接する状態でウエハＷをテーブルＴ上に支持し、減圧ポンプＰの作動によりテーブルＴに設けられた吸引孔Ｔ１でウエハＷを吸着する、という構成が考えられる。
しかしながら、このような構成では、先端面Ｗ２に微細な凹凸が存在している場合に、テーブルＴの上面との間に隙間Ｄが生ずるものとなり、当該隙間からエアリークを生じて吸着力を凸部Ｗ１に付与することができなくなり、結果として、接着シートＳの剥離不良を生ずる、という不都合を招来する。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、外周に凸部を備えたウエハを支持対象とし、凸部に吸着力を確実に付与してウエハを安定して支持することに適した支持具と、この支持具を備えた支持装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、外周に凸部を有する半導体ウエハの支持具において、前記凸部の先端面に接する領域内に吸着用の吸引孔が設けられたシート状部材を含み、当該シート状部材は、前記先端面に密着可能な弾性を備えた材料により形成される、という構成を採っている。

本発明において、前記シート状部材は、自粘性を備えた材料により形成することが好ましい。

また、前記シート状部材は、前記半導体ウエハを支持したときに、当該半導体ウエハとの間に形成される空間を外部に連通させる通気孔を備える、という構成を採るとよい。

更に、前記シート状部材の外周に、前記半導体ウエハの位置決め部を連設するとよい。

また、本発明は、外周に閉ループ状の凸部を有する半導体ウエハの支持具と、当該支持具を支持するテーブルとを含む支持装置であって、前記支持具は、前記凸部の先端面に接する領域内に吸着用の吸引孔が設けられたシート状部材を含み、当該シート状部材は、前記先端面に密着可能な弾性を備えた材料により形成され、前記テーブルは、前記吸引孔に連通する貫通孔を備え、当該貫通孔と前記吸引孔とを通じて前記凸部の先端面に吸着力を付与する、という構成を採っている。

前記支持装置において、前記シート状部材は、前記半導体ウエハを支持したときに、当該半導体ウエハとの間に形成される空間に連通する通気孔を備え、前記テーブルは、前記通気孔と外部とを連通させる通路を備える、という構成を採ることが好ましい。

本発明によれば、ウエハの凸部先端面を吸引する吸引孔をシート状部材に設け、当該シート状部材が凸部先端面に密着可能な弾性を備えた材料により形成されているため、ウエハとテーブル上面との間の空間が減圧されてウエハを割ってしまうといった不都合を解消できる上、凸部先端面に微細な凹凸があっても、シート状部材との間でエアリークを生じさせることがなく、吸引孔を介してウエハの吸着を確実に行うことができる。従って、例えば、ウエハに仮着された接着シートを剥離する際に、ウエハを確実に支持して安定した剥離を行うことができる。
また、シート状部材が自粘性を備えた材料により形成されている場合には、シート状部材自体が有する粘着性と、吸引孔を通じた吸着力とが相互に補完し合うように作用し、ウエハの吸着力若しくは支持力を一層高めることが可能となる。しかも、ウエハの加工精度にばらつきがあっても、当該精度に依存することなく安定して支持することができる。
更に、シート状部材に通気孔を設けることで、ウエハとシート状部材との間に生ずる空間内が負圧になるようなことはなく、この負圧を原因とするウエハの割れが回避可能となる。
また、前記シート状部材が位置決め部を備えた構成では、ウエハの支持位置がずれてしまうような不都合を回避でき、凸部先端面に対応する領域内に吸引孔が常に位置するように保つことができる。
更に、前記支持具とテーブルとを備えた支持装置にあっては、支持具がテーブルで支持されるため、支持具が撓み易いものであっても、当該支持具の撓みを防止して安定した面精度を確保することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本実施形態に係る支持装置の概略断面図が示され、図２には、その斜視図が示されている。これらの図において、支持装置１０は、支持具１１と当該支持具１１が載置されるテーブル１２とを備えて構成されている。支持具１１は、外周に閉ループ状の凸部Ｗ１を有するとともに、図１中上面側に接着シートＳが仮着された半導体ウエハＷを支持するように構成されている。この支持具１１は、凸部Ｗ１の先端面Ｗ２に接する領域内に吸着用の吸引孔１５が複数設けられたシート状部材１６を含む。このシート状部材１６は、先端面Ｗ２に密着可能な弾性を備え、且つ、自粘性を備えた材料により形成されている。ここで、「先端面Ｗ２に密着可能な弾性」とは、先端面Ｗ２に微細な凹凸があっても、この凹凸面に倣うようにシート状部材１６の接触面が凹凸に変形して先端面Ｗ２とシート状部材１６との接触面間にエアリークの要因となる隙間を生じさせない可撓性を有することを意味する。また、「自粘性」は、感圧、感熱粘着剤等を介さなくても、その濡れ性によって先端面Ｗ２にシート状部材１６が粘着できることを意味し、支持具１１は、例えば、シリコーン系、ウレタン系、アクリル系、フッ素系のエラストマを素材として形成することができる。

前記シート状部材１６は、ウエハＷの平面形状に対応する略円形をなし、その中央部に通気孔１７を備えているとともに、位置決め部としての環状のリブ１８を外周に備え、扁平な皿状に設けられている。通気孔１７は、先端面Ｗ２がシート状部材１６の上面に接する状態でウエハＷを支持したときに、当該ウエハＷとシート状部材１６との間に形成される空間Ｓ１を外部に連通させて当該空間Ｓ１内が負圧にならないように通気を行うようになっている。

前記テーブル１２は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、平面視略方形をなす形状に設けられている。このテーブル１２は、図１に示されるように、内部にチャンバＣを備えた中空体により構成されており、その上面側には、吸引孔１５とチャンバＣとを連通させる貫通孔２０が設けられている一方、底部側には、チャンバＣに連通する底部連通孔２１が設けられている。底部連通孔２１は、減圧装置として作用するポンプＰに接続され、当該ポンプＰにより、底部連通孔２１、チャンバＣ、貫通孔２０及び吸引孔１５を通じて先端面Ｗ２を吸着するようになっている。また、テーブル１２には、一端が図１中上面に開放して他端が側面（図１中紙面平行面）に開放する通気路２３が設けられており、当該通気路２３は、通気孔１７に連通して空間Ｓ１内が負圧にならないように通気を行うようになっている。

前記支持装置１０を用いてウエハＷを支持する場合には、テーブル１２の上面に支持具１１を載置して行われる。この際、特に限定されるものではないが、支持具１１を載置する位置は、例えば、支持具１１の外周部分と、テーブル１２の上面とに図示しないマークをそれぞれ付しておき、これらのマークが対応するように支持具１１を載置することで、吸引孔１５と連通孔２０とが相互に連通するように相対位置を合わせることができる。この際、支持具１１は自粘性を有しているため、テーブル１２に密着した状態に保たれ、テーブル１２の上面で位置ずれを起こすようなことはない。

前記支持具１１には、接着シートＳが仮着されたウエハＷが先端面Ｗ２を下向きとする姿勢で、図示しない搬送アーム等を介して移載される。このとき、ウエハＷは支持具１１のリブ１８によって位置ずれを生じない状態に保たれる。
ウエハＷが支持具１１上に載置されると、ポンプＰによって吸引孔１５を通じて先端面Ｗ２に吸着力が付与される。この際、シート状部材１６は、先端面Ｗ２に密着可能な弾性を備え、且つ、自粘性を備えた材料により形成されているため、先端面Ｗ２に凹凸があっても、吸引力の作用によって微細な隙間を埋めるように密着する。従って、吸引力は、先端面Ｗ２に確実に及ぶこととなる。一方、ウエハＷとシート状部材１６との間の空間Ｓ１は、通気孔１７、通気路２３を通じて外部に開放しているため、何らかの要因によって、吸引孔１５の吸引力が空間Ｓ１内に及ぶようなことがあっても、空間Ｓ１内が負圧になることはなく、ウエハＷの面位置が凹んで割れてしまうような不都合は生じない。

以上の状態で、図示しないシート剥離装置を用い、例えば、接着シートＳの上面に剥離用テープを貼付し、当該剥離用テープをウエハＷの面に沿って引っ張ることで、ウエハＷが支持具１１に確実に支持された状態で、接着シートＳを径方向一端から他端に向かって剥離することができる。

従って、このような実施形態によれば、外周に凸部Ｗ１を有する極薄のウエハＷを支持対象としたときの、当該ウエハＷを確実に支持することができる、という効果を得る。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施の形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、前記実施形態では、ウエハＷの外周に設けられた凸部Ｗ１は、リング状である場合を図示説明したが、当該凸部Ｗ１は、ウエハ外周に沿って断続的に設けられたものであってもよい。この場合には、シート状部材１６の通気孔１７及びテーブル１２の通気路２３を設けることを要しない。

また、支持具１１のリブ１８は、シート状部材１６の外周に沿って断続的に設けてもよく、また、シート状部材１６と一体形成してもよいし、別体の部材で構成してもよい。

更に、支持装置１０は、例えば、図３に示されるように、支持具１１の大きさ（直径）よりも小さい面積となる多孔質部材３０を上面側に備えたテーブル１２を用いて構成することもできる。この支持装置１０は、ポンプＰにより、底部貫通孔２１、多孔質部材３０及び吸引孔１５を通じて先端面Ｗ２を吸着することができる。この構成においても、多孔質部材３０にシート状部材１６の下面が密着するため、先端面Ｗ２を確実に吸引することができ、従来例で示したような汎用タイプのテーブルＴを利用することができる。なお、このような汎用タイプのテーブルＴを利用する場合、通気孔１７は、同図に示されるように、空間Ｓ１からシート状部材１６の内部を貫通、すなわち、空間Ｓ１からシート状部材１６の面方向に貫通孔を設けて外気を導入するように構成してもよい。

また、底部貫通孔２１は、減圧装置としてのポンプＰに加え、加圧機能を備えた別のポンプにも接続されるように構成し、図示しない切替バルブによって減圧と加圧とを使い分けるように構成することもできる。このような構成では、支持具１１上のウエハＷを後工程に移載若しくは搬送するときに、吸引孔１５より先端面Ｗ２に加圧空気を吐出して支持具１１からウエハＷを分離する動作を補助することができる。

更に、支持装置１０、及び支持具１１は、多関節ロボット等に取り付けて搬送装置を構成する支持装置、及び支持具としてもよい。このように搬送装置に採用した場合、搬送途中でウエハＷが割れたり、落下したりすることを確実に防止することができる。

また、通気孔１７は、空間Ｓ１内に連通していればどの位置に設けてもよいし、数に限定はない。また、空間Ｓ１内の圧力を図示しない圧力検知手段によって検知し、通気孔１７を介して空間Ｓ１内を所定の圧力になるように構成してもよく、この場合、加圧若しくは減圧手段を通気孔１７に接続し、積極的に圧力制御するようにしてもよい。

更に、貫通孔２０は、必ずしも吸引口１５に対して１：１で対応していなくてもよく、複数の吸引口１５に対して１の貫通孔２０が対応してもよいし、１の吸引口１５に対して複数の貫通孔２０が対応してもよい。

ウエハＷを支持した状態における支持装置の概略断面図。 図１の概略斜視図。 本発明の変形例を示す図１と同様の概略断面図。 凸部を有するウエハを吸着する場合の不都合を説明するための概略断面図。

符号の説明

１０ 支持装置
１１ 支持具
１２ テーブル
１５ 吸引孔
１６ シート状部材
１７ 通気孔
１８ リブ（位置決め部）
２０ 貫通孔
２３ 通気路
Ｓ１ 空間
Ｗ 半導体ウエハ
Ｗ１ 凸部
Ｗ２ 先端面

Claims (6)

1. 外周に凸部を有する半導体ウエハの支持具において、
   前記凸部の先端面に接する領域内に吸着用の吸引孔が設けられたシート状部材を含み、当該シート状部材は、前記先端面に密着可能な弾性を備えた材料により形成されていることを特徴とする支持具。
2. 前記シート状部材は、自粘性を備えた材料により形成されていることを特徴とする請求項１記載の支持具。
3. 前記シート状部材は、前記半導体ウエハを支持したときに、当該半導体ウエハとの間に形成される空間を外部に連通させる通気孔を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の支持具。
4. 前記シート状部材の外周に、前記半導体ウエハの位置決め部が連設されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の支持具。
5. 外周に閉ループ状の凸部を有する半導体ウエハの支持具と、当該支持具を支持するテーブルとを含む支持装置であって、
   前記支持具は、前記凸部の先端面に接する領域内に吸着用の吸引孔が設けられたシート状部材を含み、当該シート状部材は、前記先端面に密着可能な弾性を備えた材料により形成され、
   前記テーブルは、前記吸引孔に連通する貫通孔を備え、当該貫通孔と前記吸引孔とを通じて前記凸部の先端面に吸着力を付与することを特徴とする支持装置。
6. 前記シート状部材は、前記半導体ウエハを支持したときに、当該半導体ウエハとの間に形成される空間に連通する通気孔を備え、前記テーブルは、前記通気孔と外部とを連通させる通気路を備えていることを特徴とする請求項５記載の支持装置。

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