JP2011129745A - 板状部材の保持装置および保持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置構造が簡素化できるとともに工程を短縮化して製造効率を向上させることができる板状部材の保持装置および保持方法を提供すること。
【解決手段】ウェハＷの表面ＷＢに塗布した接着剤Ｂを介して当該ウェハＷを載置手段３の載置面に載置し、載置後に硬化させた接着剤ＢによってウェハＷを接着保持することで、載置手段３における吸着保持機構が不要にできて載置手段３の構造が簡単化できる。さらに、ウェハＷの表面ＷＢが接着剤Ｂで保護されることから、別途の表面保護材料などが不要になり、表面保護材料の塗布や貼付に係る工程が省略でき、ウェハＷの製造に係る全体工程を短縮化して製造効率を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、板状部材の保持装置および保持方法に関する。

従来、半導体製造工程において、半導体ウェハ（板状部材）の裏面を研削してウェハを薄型化する研削装置や、ウェハを切断して個片化しチップに分割するダイシング装置などが用いられている。このような装置において、ウェハを支持する方法としては、支持テーブル等に設けた吸着手段によってウェハを吸着保持することが一般的に行われている（例えば、特許文献１参照）。この研削装置において、ウェハの吸着保持に際し、回路が形成されたウェハの表面に表面保護材料をコーティングし、表面保護材料を硬化させてからその表面を研削して平滑化し、平滑化した表面保護材料の側から研削機の固定台に載置して吸着保持することで、ウェハの表面を保護しつつウェハへのストレスを軽減できるようになっている。

特開２００３−９４２９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された研削装置のように、ウェハの表面にコーティングした表面保護材料の側から吸着保持する構成では、固定台に吸着機構を設ける必要があることから、装置の構造が複雑になるとともに、表面保護材料のコーティングや硬化、研削などの工程が余分に必要であることから、半導体製造工程が長期化して製造効率が低下するという問題がある。

本発明の目的は、装置構造が簡素化できるとともに工程を短縮化して製造効率を向上させることができる板状部材の保持装置および保持方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の板状部材の保持装置は、一方の面と他方の面とを有する板状部材の他方の面が当接する載置面を有する載置手段と、前記板状部材の他方の面と前記載置面との少なくとも一方に接着剤を塗布する塗布手段と、前記板状部材と前記載置面とを互いに相対接近させて前記接着剤を介して当該板状部材を当該載置面に載置する移動手段とを備える、という構成を採用している。

この際、本発明の板状部材の保持装置では、前記移動手段によって前記板状部材を前記載置面に載置するよりも以前に前記塗布された接着剤を硬化させる硬化手段を備えることが好ましい。
また、保持装置は、前記板状部材を前記載置面に載置する際または前記板状部材を前記載置面から剥離する際に、前記接着剤に振動を付与する加振手段を備えることが好ましい。
さらに、保持装置は、前記板状部材を前記載置面に載置する際または前記板状部材を前記載置面から剥離する際に、前記接着剤を加熱する加熱手段を備えることが好ましい。
さらに、前記接着剤は、エネルギー線硬化型の接着剤であって、前記板状部材を前記載置面に載置した状態で、前記接着剤にエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を備えてもよい。

一方、本発明の板状部材の保持方法は、一方の面と他方の面とを有する板状部材の他方の面と、当該板状部材の他方の面が当接する載置面との少なくとも一方に接着剤を塗布し、前記板状部材および前記載置面を互いに相対接近させ、前記塗布した接着剤を介して当該板状部材を当該載置面に載置することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、板状部材と載置面との少なくとも一方に塗布した接着剤を介して当該板状部材を載置面に載置することで、接着剤によって板状部材が載置面に接着されて保持される。従って、塗布した接着剤の接着力で保持することで、載置手段に吸着保持のための機構が不要になって構造が簡素化できるとともに、別途の表面保護材料なども不要になることから、表面保護材料の硬化、研削などの工程が省略でき、製造に係る全体工程を短縮化して製造効率を向上させることができる。
また、板状部材を載置面に載置するよりも以前に塗布された接着剤を硬化させることで、接着剤の流動性を低めてから載置して保持することができ、載置後における板状部材と載置面とのずれを防止することができる。

また、板状部材を載置面に載置する際に、加振手段で接着剤に振動を付与したり、加熱手段で接着剤を加熱したりすることで、接着剤の流動性が増し、板状部材および載置面と接着剤との密着性を高めることができ、載置面に対して板状部材を適切かつ確実に保持させることができる。一方、載置面から剥離する際に振動を付与したり加熱したりすることでも前述と同様に、接着剤の流動性が増すことで、板状部材を載置面から剥離しやすくすることもでき、板状部材に余分なストレスを与えることなく載置面から容易に剥離することができる。
また、研削やダイシングなどの工程の後にエネルギー線を照射するようにすれば、接着剤の接着力が弱まり板状部材を速やかに載置面から取り外すことができる。

本発明の一実施形態に係るウェハ研削装置の全体図。 図１のウェハ研削装置における載置手段の平面図。 (Ａ)は図２のＡ矢視断面図、(Ｂ)は図２のＢ矢視断面図。 図１のウェハ研削装置における接着剤の塗布パターンを示す図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、ウェハ研削装置１は、表面に回路が形成されたウェハＷの裏面を研削して当該ウェハＷを薄型化する装置であり、このウェハ研削装置１において、板状部材としてのウェハＷを保持する本発明の保持手段および保持方法が利用されている。このウェハ研削装置１は、前工程の払い出しテーブルＴからウェハＷを受け取って搬送する搬送手段２と、搬送手段２で搬送したウェハＷを載置する載置手段３と、載置手段３に載置したウェハＷの裏面（一方の面）ＷＡを研削するグラインダ４とを備えるとともに、搬送手段２で搬送する途中において、ウェハＷの表面（他方の面）ＷＢにエネルギー線硬化型の接着剤Ｂを塗布する塗布手段５と、塗布した接着剤Ｂにエネルギー線である紫外線を照射して当該接着剤Ｂを硬化させる硬化手段６とを備えて構成されている。

搬送手段２は、裏面ＷＡ側からウェハＷを吸着支持する複数の吸着パッド２１と、複数の吸着パッド２１を支持する支持プレート２２と、この支持プレート２２に出力軸２３Ａが固定された移動手段としての直動モータ２３と、この直動モータ２３を支持するスライダ２４とを備え、スライダ２４が図示しない単軸ロボットによって図１中左右に移動自在に支持されることで、払い出しテーブルＴと載置手段３との間を移動可能に構成されている。

グラインダ４は、図示しない駆動装置に連結されたアーム４１と、このアーム４１先端に設けられた回転モータ４２と、回転モータ４２によって回転駆動される研削刃４３とを有して構成されている。塗布手段５は、内部に接着剤Ｂを収容するタンクや吐出用のポンプ等を有して構成され、その上面に形成された複数の吐出ノズルから液滴状または霧状の接着剤Ｂを吐出することで、ウェハＷの表面ＷＢに接着剤Ｂを塗布するように構成されている。硬化手段６は、紫外線を照射する紫外線ランプ６１および反射板６２を備え、紫外線ランプ６１から直接あるいは反射板６２を介して紫外線を照射して塗布した接着剤Ｂを硬化させることで、硬化後の接着剤Ｂの流動性を低下させるようになっている。

載置手段３は、図２、３にも示すように、上方に開口した全体箱状のケース３１と、このケース３１の開口部に設けられた上面板３２と、この上面板３２の側端縁部をケース３１の開口部端縁３１Ａに支持する４つの支持部３３と、上面板３２の底面をケース３１の底面３１Ｂに対して支持する４つの弾性体３４とを有して構成されている。また、ケース３１の底面３１Ｂには、上面板３２を加振する加振手段としての２個の超音波振動体７と、エネルギー線である紫外線を照射するエネルギー線照射手段８とが設けられている。さらに、ケース３１の側面部３１Ｃには、加熱手段９が設けられており、この加熱手段９は、図示しない温風機等に接続される温風管９１を備え、この温風管９１を介してケース３１内に供給した温風によって上面板３２を加熱するように構成されている。

上面板３２は、平面矩形状でかつ中央に孔が形成された上面板本体３５と、この上面板本体３５の孔に固定されて紫外線を透過可能なガラス板等の透過部材３６とを有して構成され、透過部材３６の上面によって、ウェハＷが表面ＷＢ側から載置される載置面３７が構成されている。上面板本体３５における図２中左右の側端縁には、外方に凸なＶ字形断面を有した被支持縁部３５Ａが形成され、これらの被支持縁部３５Ａが対向する各一対の支持部３３で挟持されることで、上面板３２がケース３１に支持されるようになっている。

４つの支持部３３は、それぞれケース３１の開口部端縁３１Ａに設けられる直動モータ３３Ａと、この直動モータ３３Ａからケース３１の開口部内方に水平に進退可能な複数の出力軸３３Ｂと、これらの出力軸３３Ｂの先端に固定されて被支持縁部３５Ａを挟持する挟持部３３Ｃとを有して構成されている。この支持部３３は、直動モータ３３Ａを駆動することで出力軸３３Ｂおよび挟持部３３Ｃを進退移動させ、これにより上面板３２を固定できるようになっている。

超音波振動体７は、それぞれケース３１の底面３１Ｂに固定される本体部７１と、上面板３２の底面に連結された出力軸７２と、本体部７１内部に設けられる各種の振動モータや圧電素子（電歪素子）などの振動体とを備え、振動体の振動によって出力軸７２が振動するようになっている。この超音波振動体７は、例えば、周波数（振動数）が０．０１〜１００ｋＨｚで振動幅が５〜１０００μｍの振動性能を有するものが採用可能であり、その出力軸７２が連結され上面板３２を介して接着剤Ｂを所定の周波数および振幅で振動させるように構成されている。

エネルギー線照射手段８は、ケース３１の底面３１Ｂに固定される直動モータ８１と、直動モータ８１のスライダ８２に固定されるランプケース８３と、ランプケース８３内に設けられた紫外線ランプ８４および反射板８５とを備えて構成されている。このエネルギー線照射手段８は、紫外線ランプ８４から直接あるいは反射板８５を介して上方に照射した紫外線を上面板３２の透過部材３６に透過させ、当該透過部材３６に載置されたウェハＷ表面ＷＢの接着剤Ｂに照射することで、接着剤Ｂを硬化させるように構成されている。

以下、ウェハ研削装置１の動作を説明する。
先ず、払い出しテーブルＴ上に表面ＷＢ側を下方にしてウェハＷが払い出されると、搬送手段２が直動モータ２３を駆動して裏面ＷＡに吸着パッド２１を当接させ、ウェハＷを吸着保持して払い出しテーブルＴから離隔させる。
次に、搬送手段２の図示しない単軸ロボットでスライダ２４を駆動し、図１中右方向に所定速度でウェハＷを移動させる。このとき、ウェハＷが塗布手段５の上方を通過する際に、当該塗布手段５から接着剤Ｂを吐出することで、表面ＷＢに接着剤Ｂが塗布される。この際、塗布手段５は、表面ＷＢの全面に接着剤Ｂを塗布する場合の他に、複数の吐出ノズルからの吐出または非吐出を適宜に切り替えることで、所定の塗布パターンによって接着剤Ｂを塗布可能に構成されている。

塗布パターンとしては、図４(Ａ)に示すように、ウェハＷの外縁に沿った表面ＷＢに円環状の塗布領域Ｒを設定しておき、この塗布領域Ｒに対して接着剤Ｂを吐出することで、ウェハＷの外縁に沿って接着剤Ｂを塗布したパターンが例示できる。
また、図４(Ｂ)に示すように、ウェハＷの表面ＷＢにおける中間位置の複数箇所（例えば、４箇所）に離散して塗布領域Ｒを設定しておき、これら塗布領域Ｒに接着剤Ｂを塗布したパターンであってもよい。
さらに、図４(Ｃ)に示すように、ウェハＷの外縁に沿うとともに互いに離隔した複数箇所（例えば、３箇所）に塗布領域Ｒを設定しておき、これら塗布領域Ｒに接着剤Ｂを塗布したパターンであってもよい。

以上のように塗布手段５によって表面ＷＢにおける全面または所定の塗布パターンで接着剤Ｂが塗布されたウェハＷは、搬送手段２の図示しない単軸ロボットで図１中右方向にさらに移動され、硬化手段６の上方を通過する際に紫外線が照射されることで、塗布した接着剤Ｂを硬化させる。なお、この硬化手段６は、接着剤Ｂを完全に硬化させるものではなく、接着力を有したままで適度に流動性が低下する程度まで硬化させた接着剤Ｂを生成するように設定されている。このように硬化された接着剤Ｂが積層されたウェハＷは、載置手段３の上方位置までさらに移動され、透過部材３６上面の載置面３７に接着剤Ｂを介してウェハＷの表面ＷＢが当接するように載置する。

この載置面３７にウェハＷを載置する際に、載置手段３は、加熱手段９の温風管９１からケース３１内に温風を供給することで、上面板３２を加熱するとともに、超音波振動体７によって上面板３２を加振することで、接着剤Ｂの流動性を高め、当該接着剤Ｂが良好に透過部材３６の表面になじむようにして接着剤Ｂと透過部材３６との密着性を高める。そして、所定時間が経過したら温風および振動を停止することで、載置面３７にウェハＷを接着保持する。載置面３７にウェハＷが固定されたら、搬送手段２が吸着パッド２１をウェハＷ上から退避させる。なお、上面板３２は、超音波振動体７による加振時には、挟持部３３Ｃによって固定されておらず、弾性体３４によって移動可能に支持されている。

以上のように載置面３７にウェハＷを固定すると、上面板３２は、直動モータ３３Aによって挟持部３３Ｃを介して不動状態に固定される。そして、グラインダ４は、回転モータ４２によって研削刃４３を回転駆動するとともに、アーム４１を駆動して所定の移動経路に従って研削刃４３をウェハＷの裏面ＷＡに当接させ、裏面ＷＡ側を研削してウェハＷを所定の厚さまで薄型化する（図３(Ａ)参照）。研削が完了したらグラインダ４は、研削刃４３を退避させる。次に、載置手段３は、紫外線ランプ８４を発光するとともに、直動モータ８１を駆動して紫外線ランプ８４を移動させ、透過部材３６を介して紫外線を接着剤Ｂに照射し、接着剤Ｂを硬化させることで、接着剤Ｂの接着力を消失させてウェハＷを載置面３７から簡単に取り外しできるようにする。そして、図３(Ｂ)に示すように、搬送手段２は、直動モータ２３を駆動して研削した面（研削面ＷＣ）に吸着パッド２１を当接させてウェハＷを吸着保持し、直動モータ２３によってウェハＷを上方に引き上げる。

なお、ウェハＷを引き上げる際において、載置手段３は、加熱手段９によって上面板３２を加熱したり、挟持部３３Ｃによる上面板３２の固定状態を解除して超音波振動体７によって上面板３２を加振したりして、接着剤Ｂと透過部材３６との剥離性を高め、ウェハＷにストレスを加えることなく載置面３７から剥離できるようになっている。このように載置面３７から離隔されたウェハＷは、搬送手段２によって図示しない後工程に搬送され、以降上述と同様の各工程を繰り返すようになっている。

以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、ウェハＷの表面ＷＢに塗布した接着剤Ｂを介して当該ウェハＷを載置面３７に載置して保持することで、載置手段３における吸着保持機構が不要にできて載置手段３の構造が簡素化できる。さらに、ウェハＷの表面ＷＢが接着剤Ｂで保護されることから、別途の表面保護材料などが不要になる。

また、ウェハＷを載置面３７に載置する前に、硬化手段６で接着剤Ｂの流動性を低下させることで、載置後のウェハＷの位置ずれを防止することができる。さらに、載置の際に加熱手段９や超音波振動体７を用いることで、ウェハＷと載置面３７との密着性を高め、載置面３７の所定位置にウェハＷを確実に接着保持させることができる。一方、載置面３７からウェハＷを剥離する際に、加熱手段９で接着剤Ｂを軟化させたり、超音波振動体７で接着剤Ｂを振動させたり、あるいはエネルギー線照射手段８で接着剤Ｂをさらに硬化させたりすることで、接着剤Ｂと透過部材３６との剥離性を高め、ウェハＷに作用するストレスを低減してウェハＷの破損を防止することができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記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、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、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。また、上記に開示した形状、材質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、材質などの限定の一部も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、板状部材が半導体ウェハＷである場合を示したが、板状部材は半導体ウェハＷに限定されるものではなく、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の部材も対象とすることができ、半導体ウェハとしては、シリコンウェハや化合物ウェハ等が例示できる。
また、前記実施形態では、ウェハ研削装置１を例示して説明したが、本発明の板状部材の保持装置としては、研削装置に限らず、ダイシング装置におけるウェハの保持装置であってもよい。その場合には、ウェハＷの裏面ＷＡを他方の面として裏面ＷＡ側から載置面に載置するとともに、接着保持後に表面ＷＢ側からウェハＷを切断して個片化する適宜な切断手段を設けておけばよい。

また、前記実施形態では、塗布手段５から吐出した接着剤ＢをウェハＷの表面ＷＢに塗布する構成を説明したが、塗布手段としては、接着剤を吐出するものに限らず、適宜な塗布ローラを用いて接着剤を塗布するものであってもよい。さらに、接着剤Ｂは、ウェハＷ（板状部材）の他方の面に限らず、載置面３７に塗布されてもよいし、板状部材の他方の面と載置面の両方に塗布されてもよい。
また、前記実施形態では、エネルギー線硬化型の接着剤Ｂを用い、載置前に紫外線ランプ６１を有した硬化手段６で硬化させるとともに、載置後に紫外線ランプ８４を有したエネルギー線照射手段８でさらに硬化させる構成を採用したが、このような構成に限定されない。すなわち、接着剤としてはエネルギー線硬化型のものに限らず、熱硬化型の接着剤であってもよく、その場合には、硬化手段としてヒータ等の加熱手段を用いることができ、エネルギー線照射手段８を省略することができる。
さらに、加振手段は、超音波振動体７に限らず、振動モータ、エアシリンダ等、上面板３２に振動を付与できるものであれば何ら限定されることはない。
また、加振手段の周波数（振動数）や振動幅は、前記実施形態の数値に限定されることなく、適宜な周波数、振動幅を設定することができる。
さらに、加振手段の振動方向は、図１中上下方向や左右方向、斜め方向であってよい。

１ ウェハ研削装置
３ 載置手段
５ 塗布手段
６ 硬化手段
７ 超音波振動体（加振手段）
８ エネルギー線照射手段
９ 加熱手段
２３ 直動モータ（移動手段）
３７ 載置面
Ｂ 接着剤
Ｗ ウェハ（板状部材）
ＷＡ 裏面（一方の面）
ＷＢ 表面（他方の面）

Claims (6)

1. 一方の面と他方の面とを有する板状部材の他方の面が当接する載置面を有する載置手段と、
   前記板状部材の他方の面と前記載置面との少なくとも一方に接着剤を塗布する塗布手段と、
   前記板状部材と前記載置面とを互いに相対接近させて前記接着剤を介して当該板状部材を当該載置面に載置する移動手段とを備えることを特徴とする板状部材の保持装置。
2. 前記移動手段によって前記板状部材を前記載置面に載置するよりも以前に前記塗布された接着剤を硬化させる硬化手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の板状部材の保持装置。
3. 前記板状部材を前記載置面に載置する際または前記板状部材を前記載置面から剥離する際に、前記接着剤に振動を付与する加振手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の板状部材の保持装置。
4. 前記板状部材を前記載置面に載置する際または前記板状部材を前記載置面から剥離する際に、前記接着剤を加熱する加熱手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の板状部材の保持装置。
5. 前記接着剤は、エネルギー線硬化型の接着剤であって、
   前記板状部材を前記載置面に載置した状態で、前記接着剤にエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の板状部材の保持装置。
6. 一方の面と他方の面とを有する板状部材の他方の面と、当該板状部材の他方の面が当接する載置面との少なくとも一方に接着剤を塗布し、
   前記板状部材および前記載置面を互いに相対接近させ、前記塗布した接着剤を介して当該板状部材を当該載置面に載置することを特徴とする板状部材の保持方法。

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