JP2010283286A - ワーク保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保持したワークに加工や処理を施した際に、摩擦による静電気発生が抑えられてワークに電荷が溜まりにくく帯電量を小さくし、静電破壊を抑制する。
【解決手段】枠体４１１の上面に吸着部４１２が嵌合され、吸着部４１２の上面が保持面４１３とされたスピンナテーブル４１と、スピンナテーブル４１を回転可能に支持する回転ベース４２とからなるワーク保持装置４０において、吸着部４１２と枠体４１１をともにフッ素樹脂等の絶縁体で形成し、回転ベース４２をアルミニウム等の導体で形成する。導体であるウェーハ１と回転ベース４２との間に絶縁体のスピンナテーブル４１を挟んだコンデンサ構造を有し、間の絶縁体すなわちスピンナテーブル４１の厚さを大きくしてウェーハ１への帯電を抑える。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば半導体ウェーハ等の薄板状のワークに種々の加工や処理を施す装置に具備されるワーク保持装置に関する。

半導体デバイスは、半導体ウェーハの表面に分割予定ラインによって区画された多数の矩形領域に、ＩＣやＬＳＩ等の電子回路（デバイス）を形成し、次いで、該ウェーハの裏面を研削・研磨するなど必要な処理を施してから、分割予定ラインを切断して個々のデバイス（半導体チップ）にダイシングするといった過程を経て得られる。デバイスに分割された後のウェーハは、洗浄水で洗浄されてダイシング時に生じた切削屑等が除去されてから高圧エアが吹き付けられて乾燥処理され（特許文献１等参照）、次のボンディング工程等に移される。なお、通常、ダイシング時にはウェーハの裏面にダイシングテープが貼られるため、多数のデバイスに分割されてもウェーハは分散せず元の形状が維持され、ダイシングテープごと洗浄工程に移される。

ウェーハのダイシングや洗浄・乾燥といった工程では、静電気が発生してウェーハが帯電するといったことが起こる。例えばダイシングを切削ブレードによる切削で行う場合には、潤滑や冷却のためにウェーハに切削水を供給しており、この切削水が接触する際に生じる摩擦などでウェーハが帯電する。また、洗浄・乾燥時においては、回転するテーブル上に保持したウェーハに洗浄水や高圧エアを吹き付けるため、これら洗浄水や高圧エアなどがウェーハに接触する時に摩擦が生じて帯電する。

ウェーハが帯電するということは放電に至る可能性を有するということであり、放電が起こることによってデバイスの中に流れる電気が許容量以上であった場合には、静電破壊が生じてデバイスがダメージを受け、結果としてデバイスの品質が低下したり使用不能になったりする。そこでこの問題を解決するために、上記ダイシングテープとして導電性を有するもの（導電テープ）を用い、ウェーハが帯電しにくいようにすることが行われている。また、このように導電性部材によって除電を図る技術として、ワークの保持テーブルを導電性の高い材質にすることが特許文献２によって提案されている。また、この他には、ウェーハ等のワークを洗浄する際に、除電効果を有するイオン化されたエアを吹き付けて静電気を除去することが上記特許文献１で提案されている。

特開２００４−３２７６１３号公報 特開２００３−９２３４３号公報

上記ダイシングテープは、ワークの種類等に応じて複数の種類があり、その中からワークに適合したものが選択される。ところが導電性を有するタイプは少ないため、導電テープを使用できない場合が多かった。しかも、導電テープは高価であり、製造コストの面でも不利である。

ところで、上記の導電テープや導電性保持テーブル、あるいはイオン化エアといった手段は、ワークに生じる静電気を速やかに除去して静電破壊を抑えるといったものであるが、そもそもワークに電荷が溜まりにくくして帯電量を抑え、結果として電子の移動に起因する放電を抑えるといった根本的な対策を施すことができれば、上記従来のような静電破壊抑止策よりも大いに効果的である。

よって本発明は、保持したワークに加工や処理を施した際に、摩擦による静電気発生が抑えられてワークに電荷が溜まりにくく帯電量を小さくすることができ、これによって静電破壊を効果的に抑制することができるワーク保持装置を提供することを目的としている。

本発明は、ワークを保持する保持面が設けられた保持部と、該保持部を支持する支持部とを備えたワーク保持装置であって、保持部が絶縁体からなり、支持部が導体からなることを特徴としている。

本発明のワーク保持装置によると、ワークは保持部の保持面に保持された状態で、所定の加工や処理等が施される。ここで、絶縁体からなる保持部の厚さがある程度確保されており、このため導体からなる支持部とワークとの離間距離が大きくなることにより、摩擦によってワークに溜まる帯電量を小さくすることができるといった作用が得られ、その結果、帯電による静電破壊を抑制することができる。

本発明の上記保持部は、保持面が形成された単体で構成される場合の他に、吸着部が別体で設けられ、この吸着部に保持面が形成されている構成のものも含む。すなわち保持面が保持部に設けられた吸着部に形成されているという形態である。

また、本発明のワーク保持装置は、上記保持部に保持されたワークに洗浄水を供給するノズルを有し、上記支持部は保持部を回転可能に支持する形態を含む。この形態では保持部に保持されたワークは回転し、回転するワークに対して洗浄水が供給されるため、洗浄水の接触による摩擦帯電がワークに起こりやすいものであるが、上記のように本発明では帯電量が小さく抑えられるため静電破壊が効果的に抑制される。

また、上記保持面にイオン化エアを吹き付ける除電手段が付加された形態は、ワークに生じる静電誘導に起因する静電破壊が抑制されるため、好ましい形態である。

なお、本発明で言うワークは特に限定はされないが、例えばシリコンウェーハ等の半導体ウェーハや、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）もしくはシリコン系の無機材料基板の上に導電性のデバイスを有するものなどが挙げられる。

本発明によれば、保持したワークに加工や処理を施した際に生じる静電気の発生が抑えられてワークに電荷が溜まりにくく帯電量を小さくすることができ、これによって静電破壊を効果的に抑制することができるといった効果を奏する。

本発明の第１実施形態のワーク保持装置が適用されたスピンナ式の洗浄装置を示す斜視図である。 第１実施形態のワーク保持装置の一部断面側面図である。 （ａ）は第１実施形態のワーク保持装置をコンデンサの構造に見立てた場合の側面図、（ｂ）は同じ構造で枠体が導体の場合である。 本発明の第２実施形態のワーク保持装置を示す斜視図である。 第２実施形態のワーク保持装置の一部断面側面図である。 （ａ）は第２実施形態のワーク保持装置をコンデンサの構造に見立てた場合の側面図、（ｂ）は同じ構造でスピンナテーブルが導体の場合である。 本発明の第３実施形態のワーク保持装置の一部断面側面図である。 （ａ）は第３実施形態のワーク保持装置をコンデンサの構造に見立てた場合の側面図、（ｂ）は同じ構造で吸着部が薄い場合である。

以下、図面を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
［１］洗浄装置
図１は、第１実施形態のワーク保持装置４０が適用されたスピンナ式の洗浄装置１０を示している。この洗浄装置１０は、図示せぬ加工装置で所定の加工がなされた円板状の半導体ウェーハ（ワーク）１を洗浄する装置として好適なものである。

ウェーハ１は、厚さが例えば１００〜７００μｍ程度であり、表面には電子回路が形成された多数の半導体チップ２が形成されている。ウェーハ１は、環状のフレーム３の内側に粘着テープ４を介して同心状に一体に支持された状態で、上記加工装置により加工が施される。粘着テープ４は片面が粘着面とされた絶縁性のテープであって、その粘着面にフレーム３とウェーハ１が貼着される。フレーム３は、金属等の板材からなる剛性を有するものであり、このフレーム３を支持することにより、ウェーハ１を損傷させることなく安全に搬送することができる。

粘着テープ４を介してウェーハ１を支持したフレーム３（以下、ウェーハ付きフレーム５と称する）は、洗浄装置１０の上方のウェーハ供給位置に位置付けられてから、ワーク保持装置４０の上面に同心状に保持されて、洗浄・乾燥処理される。

なお、ウェーハ１の加工装置としては、ダイシング加工（切削ブレードによるダイシング、またはレーザ光照射によるダイシングを含む）、レーザ光を用いた孔あけ加工、研削加工、研磨加工、エキスパンド分割加工などを行うものが挙げられる。本実施形態の洗浄装置１０は、そのような加工装置に付随して装備されるか、あるいは加工装置とは離され単独で設置される。

さて、本実施形態の洗浄装置１０は、支持台２０上に支持されたケーシング３０と、ケーシング３０内に収容されたワーク保持装置４０およびノズル５１，５２を備えている。支持台２０は、水平に設置される板状のベース２１上に複数の脚部２２が立設されたものである。ケーシング３０は、軸心がほぼ鉛直方向に沿った円筒状の側壁部３１と、この側壁部３１の下部開口を閉塞する底部３２とを備えたもので、底部３２の下面が支持台２０の脚部２２の上端に固定されている。

ワーク保持装置４０は、図２に示すように、円板状のスピンナテーブル（保持部）４１と、スピンナテーブル４１を支持する円板状の回転ベース（支持部）４２とを備えている。回転ベース４２の下面中心には、鉛直下方に延びる回転軸４３の上端が固定されており、回転ベース４２は、回転軸４３を中心として、ケーシング３０の下方に配設されたモータ４４により回転駆動される。また、回転ベース４２は、エアシリンダ等からなる図示せぬ昇降装置により、モータ４４と一体的に昇降させられるようになっている。

回転ベース４２の上面に、上記スピンナテーブル４１が同心状に固定されている。スピンナテーブル４１は、円板状の枠体４１１と、この枠体４１１の上面に同心状に配設されて嵌合された円板状の吸着部４１２とから構成されている。吸着部４１２は、無数の気孔を有する多孔質体からなるものであり、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミック（絶縁体）が用いられる。この吸着部４１２はスピンナテーブル４１の上面の大部分を占めており、その上面４１３が、ウェーハ１を吸着して保持する保持面を構成している。吸着部４１２の上面（以下、保持面）４１３と、吸着部４１２の周囲の環状の枠体４１１の上面とは、同一平面であって水平に設定されている。

上記回転ベース４２と枠体４１１の中心には、吸着部４１２に連通する吸引通路４２４，４１４がそれぞれ形成されており、これら吸引通路４２４，４１４は、図示せぬバキューム装置に接続されている。そしてそのバキューム装置が運転されると、吸引通路４２４，４１４から空気が吸引されて吸着部４１２が負圧となり、吸着部４１２の保持面４１３に載置されたウェーハ付きフレーム５のウェーハ１が、保持面４１３に粘着テープ４を介して吸着し、保持されるようになっている。

スピンナテーブル４１の吸着部４１２の外径はウェーハ１の外径とほぼ同等であり、また、保持面４１３は多孔質体の吸着部４１２で形成されているため、吸着部４１２に同心状に載置されるウェーハ１は、全体が吸着部４１２に均等に密着して保持される。スピンナテーブル４１は、回転ベース４２と一体にモータ４４によって回転させられ、したがって吸着部４１２に保持されたウェーハ１は自転することになる。なお、スピンナテーブル４１の外周縁部に、回転時にフレーム３を保持する機構（例えばクランプのような保持機構）を設けると、ウェーハ付きフレーム５全体が安定して保持されるので好ましい。

上記昇降機構により、回転ベース４２を含むワーク保持装置４０全体が昇降させられる。この場合、スピンナテーブル４１は、ケーシング３０の上方の開口部に近いかまたは開口部から上方に出たウェーハ受け渡し位置と、ウェーハ受け渡し位置から下降したケーシング３０内の洗浄位置（図１のスピンナテーブル４１は洗浄位置にある）とに位置付けられるようになっている。

ケーシング３０内には、水平方向に延びる２つのノズル５１，５２が、上下に並列した状態で設けられている。これらノズル５１，５２はいずれも先端が下向きに屈曲しており、一方は洗浄水ノズル５１、もう１方がエアノズル５２である。これらノズル５１，５２は、ノズル基部５０に、水平旋回可能に支持されている。

洗浄水ノズル５１には、水源５１１から配管５１２を介して洗浄水が送られ、先端から洗浄水が吐出されるようになっている。使用される洗浄水としては、純水、あるいは静電気防止のためにＣＯ_２が混入された純水が好ましく用いられる。一方、エアノズル５２には、エア源５２１から配管５２２を介して乾燥エアが送られ、先端から高圧の乾燥エアが吐出されるようになっている。なお、図示はしていないが、ケーシング３０の底部３２には、洗浄水の排水を処理設備に排出するための排水管が接続されている。

ノズル基部５０は、側壁部３１の内壁に近接して配設されている。各ノズル５１，５２は、側壁部３１の内壁に近接した最も外側の待機位置においては、ワーク保持装置４０よりも外周側であって、ワーク保持装置４０に保持されているウェーハ付きフレーム５のフレーム３に干渉しない位置に退避するようになされている。そして各ノズル５１，５２は、スピンナテーブル４１が洗浄位置に位置付けられている時に、スピンナテーブル４１の上方において水平旋回するように作動する。各ノズル５１，５２は、水平旋回することにより、少なくとも先端がスピンナテーブル４１の中心から外周縁までの間の半径に対応する領域を移動可能とされている。これにより、自転するウェーハ１の表面全面に洗浄水および乾燥エアが吐出される。

上記ワーク保持装置４０のスピンナテーブル４１を構成する枠体４１１は、絶縁体を材料として形成されている。この場合の絶縁体としては、テフロン（登録商標）等に代表されるフッ素樹脂や、ポリアセタール樹脂、多孔質状のセラミック等が挙げられる。スピンナテーブル４１の厚さは、８ｍｍ以上が確保されていることが望ましく、例えば３０ｍｍ程度とされる。また、スピンナテーブル４１を支持する回転ベース４２は、アルミニウムやステンレス鋼等の金属からなる導体によって形成されている。

ケーシング３０の上方には、ウェーハ供給位置に位置付けられたワーク保持装置４０のスピンナテーブル４１の上面にイオン化エアを吹き付けるイオン化エアノズル（除電手段）６１が配設されている。このイオン化エアノズル６１は水平方向に延びており、ノズル基部６０に水平旋回可能に支持されている。イオン化エアノズル６１には、下向きにエアを吐出する複数の吐出口（図示略）が形成されており、上記エア源５２１から配管６１２を介してエアが送られ、該吐出口からエアが下向きに吐出されるようになっている。

配管６１２の途中には、エアをイオン化するイオン化エア生成手段６１３が配設されている。このイオン化エア生成手段６１３としては、例えば、針状の電極に電圧をかけてコロナ放電を起こし、針状の電極周辺を通過するエアをイオン化するものなどが用いられる。このようなイオン化エア生成手段６１３にあっては、印加する電圧をコントロールすることにより、プラスイオンとマイナスイオンとを適宜に発生させることができる。このイオン化エア生成手段６１３を作動させた状態で、イオン化エアノズル６１が往復旋回しながら該ノズル６１からエアが吐出されることにより、ウェーハ供給位置に位置付けられたスピンナテーブル４１の上面にイオン化エアが吹き付けられる。

［２］洗浄装置の動作
次に、上記構成からなる洗浄装置１０の動作例を説明する。
ウェーハ１に所定の加工が施されたウェーハ付きフレーム５は、搬送手段等によってケーシング３０の上方のウェーハ供給位置に位置付けられる。次いで、ワーク保持装置４０が上昇してスピンナテーブル４１がウェーハ受け渡し位置に位置付けられ、ウェーハ付きフレーム５のウェーハ１が、粘着テープ４を介してスピンナテーブル４１の吸着部４１２の保持面４１３に同心状に吸着、保持される。

スピンナテーブル４１の吸着部４１２にウェーハ１が吸着して保持されたらワーク保持装置４０が下降し、ウェーハ付きフレーム５がケーシング３０内のウェーハ洗浄位置に位置付けられる。

次に、モータ４４が作動してワーク保持装置４０が例えば８００ｒｐｍ（revolutions per minute）程度といった所定の洗浄回転速度で回転する。そして、洗浄水ノズル５１が往復旋回しながら該ノズル５１の先端から洗浄水が吐出される。洗浄水は自転するウェーハ１の上面にまんべんなく吐出され、ウェーハ１に付着している汚れ成分（例えば切削屑や研削屑）が洗浄水で洗い流される。所定の洗浄時間が経過したら、洗浄水の供給が停止されて洗浄水ノズル５１が退避する。

続いて、スピンナテーブル４１の回転速度が例えば３０００ｒｐｍ程度まで上昇し、ウェーハ１に付着している洗浄水が遠心力により吹き飛ばされる。そしてこれと同時に、エアノズル５２が往復旋回しながら該ノズル５２の先端から高圧の乾燥エアが吐出される。乾燥エアは自転するウェーハ１の上面にまんべんなく行き渡り、遠心力による洗浄水の吹き飛ばし作用と相まってウェーハ１は速やかに乾燥する。所定の乾燥時間が経過したら、乾燥エアの供給が停止されてエアノズル５２が退避する。

ウェーハ１の洗浄および乾燥が終了したら、ワーク保持装置４０が上昇してスピンナテーブル４１がウェーハ受け渡し位置に位置付けられ、吸着部４１２によるウェーハ１の吸着が解除され、上記搬送手段等によってウェーハ付きフレーム５は次の工程が行われる場所に搬送される。この後、イオン化エアノズル６１が往復旋回しながらイオン化エアがスピンナテーブル４１の表面全面に吹き付けられる。所定のイオン化エア吹き付け時間が経過したらイオン化エアの吹き付けが停止、次の洗浄処理されるウェーハがスピンナテーブル４１に搬送されてくる。
以上が、１枚のウェーハ１に対する洗浄装置１０の動作の１サイクルである。

［３］静電破壊抑制の作用
ところで、上記洗浄工程および乾燥工程においては、ウェーハ１の表面に洗浄水や高圧エアを吹き付けることにより摩擦が生じてウェーハ１が帯電するといったことが従来では起こっていた。ところが本実施形態のワーク保持装置４０を用いることにより、以下の理由から帯電が起こりにくいものとなっている。

ワーク保持装置４０の吸着部４１２にウェーハ１が保持された状態では、導体であるウェーハ（半導体）１と回転ベース４２（アルミニウム等の金属製）との間に、絶縁体であるスピンナテーブル４１（枠体４１１が例えばフッ素樹脂、吸着部４１２が例えばアルミナである）が挟まれている。これは２枚の導体の間に絶縁体を挟んだ平行コンデンサと同じような構造として考えられる。

２枚の導体板からなる一般的なコンデンサの容量Ｃは、
Ｃ＝εｒ（導体板間の比誘導率）×Ｓ（導体の面積）／ｄ（導体間の距離）…式１
であり、これを本実施形態のワーク保持装置４０に対応させると、
Ｃ＝εｒ（回転ベース４２とウェーハ１の間の比誘導率）×Ｓ（回転ベース４２とウェーハ１の面積）／ｄ（回転ベース４２とウェーハ１間の距離＝絶縁体の厚さ）となる。この式から、ｄすなわちスピンナテーブル４１の厚さが大きければ大きいほどコンデンサの容量は小さくなる。ここで、コンデンサに蓄えられる電気量ｑと電位差の一般的な関係式
ｑ＝ＣＶ （Ｃ：コンデンサの容量、Ｖ：電位差）…式２
から、コンデンサの容量が小さければ小さいほどｑすなわち帯電量が小さくなるということが導かれる。

図３（ａ）に示すように、本実施形態のワーク保持装置４０においては、ウェーハ１の裏面に貼着された粘着テープ４とスピンナテーブル４１（枠体４１１＋吸着部４１２）とを合わせた厚さｄ１が、保持装置４０をコンデンサとして考えた場合における導体間の距離（絶縁体の厚さ）である。一方、図３（ｂ）は、スピンナテーブル４１の枠体４１１が本実施形態のように絶縁体ではなく導体（例えばアルミニウム）からなり、吸着部４１２が本実施形態と同様に絶縁体であるセラミック製の多孔質体からなる場合を示しており、この場合は、粘着テープ４と吸着部４１２とを合わせた厚さｄ２が保持装置４０をコンデンサとして考えた場合における導体間の距離（絶縁体の厚さ）である。

両者を比べると、本実施形態ではスピンナテーブル４１の枠体４１１が絶縁体であるため、吸着部４１２が嵌合している部分の枠体４１１の厚さ分、ｄ１がｄ２よりも厚い。したがって、本実施形態のワーク保持装置４０の方が、電荷が溜まりにくく帯電量が常に小さく抑えられる。静電破壊は、ウェーハ１内での電子の移動に起因するものであり、電子の移動は溜まった電荷が放電した時に生じるが、本実施形態では帯電量が常に小さく抑えられるので、ウェーハ１内での電子の移動も生じにくくなって放電が起こりにくくなり、結果として静電破壊が効果的に抑制される。

ところで、静電破壊を引き起こす電子の移動は、溜まった電荷が放電した時の他に、内部で静電誘導が起こった時にも生じる可能性がある。静電誘導は、例えば誘電分極した絶縁体が導体に近付くことによって起こり、誘電分極は、本実施形態の場合では、洗浄水が帯電していると、その洗浄水が吐出されるスピンナテーブル４１の保持面４１３に起こる可能性がある。保持面４１３が誘電分極していると、保持されるウェーハ１に静電誘導が起こって電子が移動し、静電破壊を招くことになる。ところが、本実施形態のスピンナテーブル４１の枠体４１１の材料で挙げたフッ素樹脂や、吸着部４１２のような多孔質体は、誘電分極が生じにくい材料であり、したがってスピンナテーブル４１に保持されるウェーハ１に静電誘導は起こりにくく、結果としてスピンナテーブル４１の厚さを大きくすることと相まって静電破壊の抑制効果を相乗的に得ることができる。

さらにスピンナテーブル４１の誘電分極は、洗浄後のウェーハ１が除去された後にイオン化エアノズル６１からイオン化エアを吹き付けることによっても抑えられ、特に本実施形態のようにスピンナテーブル４１の厚さが比較的大きいと効果的である。これは、以下の理由による。

帯電した洗浄水がスピンナテーブル４１に吐出されることなどによって、スピンナテーブル４１の吸着部４１２の保持面４１３で誘電分極が生じたとする。誘電分極が保持面４１３に発生すると、図３（ｂ）に示したような厚さの小さい吸着部４１２のみが絶縁体である従来構造の場合には、導体である枠体４１１が、回転ベース４２を介して接地されていることによりマイナスに帯電する。この接地されている枠体４１１が、絶縁体である吸着部４１２の厚さが小さいために保持面４１３の近くに存在することから、保持面４１３の誘電分極によって発生する電気力線（電界）のうち、上方の保持面４１３方向に発生する電気力線は枠体４１１からの電界で打ち消される。このため、イオン化エアを保持面４１３に吹き付けてもイオンが保持面４１３には引き寄せられず、除電効果が得られにくい。なお、これは見かけ上電界が発生していないように見えるだけで、帯電した状態のウェーハ１が保持面４１３に近づくと、電界が上方向にも発生してウェーハ１内で静電誘導は起こる。

一方、枠体４１１が絶縁体からなる本実施形態のスピンナテーブル４１の保持面４１３に、同様にして誘電分極が発生する状況を考えると、保持面４１３に誘電分極が発生する際には、導体である回転ベース４２が、接地されていることによりマイナスに帯電する。この接地されている回転ベース４２と保持面４１３との間は比較的大きく離れているので、保持面４１３の誘電分極によって発生する電気力線は、回転ベース４２からの電界で打ち消されることはなく上方の保持面４１３方向に発生する。したがって保持面４１３に対してイオン化エアが吹き付けられれば、電界によってイオンが保持面４１３に引き寄せられ誘電分極が解消されるといった除電効果は得られ、結果として静電破壊の抑制につながる。

以上のように、本実施形態のワーク保持装置４０は静電破壊抑制の効果が大いに発揮される。上記洗浄装置１０は、回転させたウェーハ１に対して洗浄水を供給したり高圧エアを吹き付けるため、ウェーハ１に摩擦帯電は起こりやすく、かつ、帯電量は多くなりやすいものであるが、上記のように静電破壊抑制の効果が大いに発揮されることから、この洗浄装置１０に本実施形態のワーク保持装置４０を適用することはきわめて有効である。

［４］第２実施形態
図４および図５は、スピンナテーブル４１の形態が変更された第２実施形態のワーク保持装置４０を示している。この場合のスピンナテーブル４１は、上記枠体４１１と同様のフッ素樹脂等の絶縁材料によって円板状に形成された１つの材料のみからなるものである。スピンナテーブル４１の上面には、複数の同心状の円形溝４１５と、これら円形溝４１５を横断して十字状に交差する直線溝４１６とが形成されている。複数の円形溝４１５は直線溝４１６によって連通している。これら溝４１５，４１６が形成された円形領域が、上記第１実施形態の吸着部４１２に匹敵し、その上面がウェーハ１の保持面４１７となっている。

図５に示すように、２つの直線溝４１６の交差部であるスピンナテーブル４１の中心には、回転ベース４２の吸引通路４２４に連通する吸引通路４１８が形成されている。このスピンナテーブル４１では、接続された上記バキューム装置が運転されると、吸引通路４２４，４１８から２つの直線溝４１６および各円形溝４１５内の空気が吸引され、負圧となった保持面４１７にウェーハ１が粘着テープ４を介して吸着、保持される。

このスピンナテーブル４１でウェーハ１を保持した状態も、図６（ａ）に示すように、導体からなるウェーハ１と回転ベース４２とで絶縁体（粘着テープ４とスピンナテーブル４１）を挟んだコンデンサの構造となっている（絶縁体の厚さはｄ１）。図６（ｂ）は、スピンナテーブル４１が当該第２実施形態のスピンナテーブル４１と同一の構造でアルミニウム等の導体からなるものとした場合を示している（絶縁体の厚さは粘着テープ４だけのｄ３）。

両者を比べると、スピンナテーブル４１が導体の場合には絶縁体の厚さは粘着テープ４の厚さｄ３しかなく、これに比べて第２実施形態のワーク保持装置４０ではスピンナテーブル４１と粘着テープ４を合わせた厚さｄ１はかなり大きい。したがって、単一材料でスピンナテーブル４１を形成する場合においてスピンナテーブル４１を絶縁体からなるものにすることは、導体の場合に比べると、帯電量が小さくなったり誘電分極が起こりにくくなったりすることによる静電破壊の抑制効果を格段に得ることができる。

［５］第３実施形態
図７は、上記第１実施形態のワーク保持装置４０におけるスピンナテーブル４１を変更した第３実施形態のワーク保持装置４０Ｂを示している。この場合のスピンナテーブル４１Ｂは、枠体４１１Ｂが回転ベース４２と同じくアルミニウム等の金属からなる導体で形成されていることと、吸着部４１２Ｂの厚さが大きいことが、第１実施形態と異なっている。吸着部４１２Ｂは第１実施形態と同様にアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミック（絶縁体）からなる多孔質体で形成されており、厚さは８ｍｍ以上が望ましく、例えば３０ｍｍ程度とされる。この第３実施形態では、絶縁体からなる吸着部４１２Ｂが本発明における保持部を構成し、吸引通路４１４Ｂから空気が吸引されると上面の保持面４１３Ｂに負圧が発生してウェーハ１が保持面４１３Ｂに吸着、保持される。

第３実施形態のワーク保持装置４０Ｂで上記ウェーハ１を保持した状態では、該ワーク保持装置４０Ｂをコンデンサとして考えた場合における導体間の距離は、図８（ａ）のｄ１に示すように吸着部４１２Ｂと粘着テープ４とを合わせた厚さである。ここで、図８（ｂ）に示す第３実施形態と同じ構成で吸着部４１２がきわめて薄い場合（これは図３（ｂ）のものと同じである）の絶縁体の厚さ（吸着部４１２＋粘着テープ４）ｄ２とｄ１を比べると、ｄ１の厚さが格段に大きい。したがって枠体が導体であっても吸着部の厚さが帯電量を抑える程度に十分大きければ、静電破壊の抑制効果を得ることができる。

なお、この他の実施形態であっても、ウェーハ１と回転ベース４２との間に一定以上の厚さ（上記式１からも判るようにεｒの値やＳの値の影響も受けるが、直径が３００ｍｍ程度のシリコンウェーハを保持するスピンナテーブルにフッ素樹脂を使用した場合は、例えば８ｍｍ以上の厚さ）を有する絶縁体を介在させた構造であれば、本発明の要件を満たすものとして適用可能である。

なお、上記実施形態は、スピンナ式の洗浄装置１０のワーク保持装置４０に本発明を適用した例であるが、本発明のワーク保持装置は洗浄装置に限らず、例えば洗浄前のウェーハをダイシングするダイシング装置に具備されるウェーハ保持用のチャックテーブル等にも適用可能である。

また、イオン化エアノズル６１はケーシング３０の上方に別途設けているが、乾燥エアをウェーハ１に吐出するエアノズル５２をイオン化エアノズルとして兼用させ、イオン化エアノズル６１を省略することができる。その場合には、配管５２２の途中にイオン化エア生成手段６１３を配設し、洗浄・乾燥後にウェーハ１が除去された後にワーク保持装置４０を再び洗浄位置まで下降させてエアノズル５２からイオン化エアをスピンナテーブル４１の上面に吹き付けるという動作になる。

また、ウェーハ１は粘着テープ４を介してフレーム３で支持した状態で搬送され、洗浄装置１０に供給されているが、粘着テープ４を貼らずにウェーハ１のみを直接搬送する場合にも、本発明は適用可能である。

次に、実施例によって本発明の効果を実証する。
［実施例］
図４および図５に示した構造の絶縁体(フッ素樹脂)からなる厚さ３０ｍｍのスピンナテーブルに、表面に電子回路が形成されていないシリコンウェーハ（直径３００ｍｍ）を粘着テープを介して保持し、このウェーハに超純水を掛ける水洗を１０００ｒｐｍで３０秒間行った後、２０００ｒｐｍで３０秒間回転させながら乾燥エアを吹き付けて乾燥してからスピンナテーブルより剥離し、ウェーハの帯電電位（ウェーハの帯電量）を測定した。また、ウェーハを剥離させた後のスピンナテーブルの保持面の帯電電位（保持面の帯電量）を、測定器（オムロン社製：ＺＤ−ＳＤ）を用いて測定した。

［比較例］
スピンナテーブルをアルミニウム製のものとした以外は実施例と同様にして、ウェーハとスピンナテーブルの保持面の帯電電位を測定した。

測定結果を表１に示す。表１によると、実施例でのウェーハの帯電量は比較例と比べると大幅に低く、静電破壊が発生しにくい効果を得られている。また、保持面の帯電量に関しては、比較例の測定値が相当低いが（絶対値で比較する）、これは、上述したようにコンデンサ構造の絶縁体（比較例で粘着テープ）の厚さが小さすぎて保持面の誘電分極による電界が発生しにくく、帯電量そのものが測定されないという理由による。

１…半導体ウェーハ（ワーク）
１０…洗浄装置
４０…ワーク保持装置
４１…スピンナテーブル（保持部）
４１２…吸着部
４１２Ｂ…吸着部（保持部）
４１３，４１７…保持面
４２…回転ベース（支持部）
５１…洗浄水ノズル
５２…エアノズル
６１…イオン化エアノズル（除電手段）

Claims (4)

1. ワークを保持する保持面が設けられた保持部と、
   該保持部を支持する支持部と
   を備えたワーク保持装置であって、
   前記保持部が絶縁体からなり、前記支持部が導体からなることを特徴とするワーク保持装置。
2. 前記保持面は、前記保持部に設けられた吸着部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のワーク保持装置。
3. 前記保持部に保持された前記ワークに洗浄水を供給するノズルを有し、
   前記支持部は前記保持部を回転可能に支持することを特徴とする請求項１または２に記載のワーク保持装置。
4. 前記保持面にイオン化エアを吹き付ける除電手段が付加されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のワーク保持装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   

Images