JP2013122977A

JP2013122977A - 保持装置

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Publication number: JP2013122977A
Application number: JP2011270678A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Miyanari; 淳宮成; Seishi Oishi; 誠士大石
Original assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2031-12-09
Also published as: TW201334112A; TWI552257B; JP6043060B2

Abstract

【課題】ウェハをスピンさせる際の、ダイシングテープからのダイシングフレームの離脱を防ぐ。
【解決手段】保持装置１０は、ウェハ２０を保持して回転可能な保持台１３と、保持台１３を回転させることによって生じる遠心力によりダイシングフレーム２２を把持する振り子と、ダイシングフレーム２２よりも外側の位置からウェハ２０の面方向とは異なる方向に突出するように設けられたガードピン１２とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばウェハ等の基板を保持する保持装置に関する。

近年、ＩＣカード、携帯電話などの電子機器の薄型化、小型化、軽量化などが要求されている。これらの要求を満たすためには、組み込まれる半導体チップについても薄型の半導体チップを使用しなければならない。このため、半導体チップの基となる半導体ウェハの厚さ（膜厚）は現状では１２５μｍ〜１５０μｍであるが、次世代のチップ用には２５μｍ〜５０μｍにしなければならないといわれている。したがって、上記の膜厚の半導体ウェハを得るためには、半導体ウェハの薄板化工程が必要不可欠である。

半導体ウェハの薄板化工程は次のように行なう。まず、半導体ウェハの回路形成面を覆うように、半導体ウェハを保護するためのサポートプレートを、両面に接着層を有するテープまたは接着剤を介して貼り付ける。次に、これを反転して、半導体ウェハの裏面をクラインダーによって研削して薄板化する。続いて、薄板化した半導体ウェハの裏面を、ダイシングフレームに保持されているダイシングテープ上に固定する。さらに、この状態で半導体ウェハの回路形成面を覆うサポートプレートを剥離した後、ダイシング装置によって各チップに分割する。

上記のように薄板化工程を行った場合、サポートプレートを剥離したあと、半導体ウェハの回路形成面に、接着剤等が残存してしまう。このため、付着している接着剤等を除去して、半導体ウェハの回路形成面を清浄な面にしなければならない。つまり、半導体ウェハをダイシングテープ上に固定した状態で、半導体ウェハの回路形成面を覆うサポートプレートを剥離した後、ダイシング装置によって各チップに分割する前に、半導体ウェハの表面に対して洗浄処理をすることが必要である。

この洗浄処理を行なう際や、その前のサポートプレートを剥離する際に、半導体ウェハを保持台等に載せて固定する場合がある。

半導体ウェハを保持する保持装置として、特許文献１〜３が報告されている。

特許文献１に記載の基板処理装置は、半導体ウェハを破損させることなく、サポートプレートから剥離するためのものである。

特許文献２には、ウェハから保護テープを剥離する際に、リングフレームをその位置に固定するために押さえる押さえ部材を備えた剥離装置が記載されている。

特許文献３には、テープが粘着している複数枚のウェハをスピンさせる際に押さえる押さえ手段を備えるスピンナー洗浄装置が記載されている。

特開２００９−５９７７６号公報（２００９年３月１９日公開）特開２００３−５９８６２号公報（２００３年２月２８日公開）特開２００６−１２８３５９号公報（２００６年５月１８日公開）

溶剤を用いてウェハを洗浄する際に、ダイシングテープとダイシングフレームとの界面に溶剤が浸入すると、ダイシングテープとダイシングフレームとの粘着性が低下する。このように、ダイシングテープとダイシングフレームとの粘着性が低下した状態でウェハをスピンさせると、回転時の遠心力によりダイシングテープからダイシングフレームが離脱する可能性がある。

特許文献１〜３には、溶剤の浸入によるダイシングテープとダイシングフレームとの粘着性の低下については記載されておらず、また、その解決に資する技術も開示されていない。したがって、ダイシングテープとダイシングフレームとの粘着性が低下した状態でウェハをスピンさせると、ダイシングテープからダイシングフレームが離脱する可能性がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウェハをスピンさせる際の、ダイシングテープからのダイシングフレームの離脱を防ぐことが可能な保持装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る保持装置は、外周に枠部を備えるとともに片面に基板が接着されている支持膜を保持する保持装置であって、上記支持膜を介して上記基板を保持し、上記基板の面方向に垂直な直線を回転軸として回転可能な保持部と、上記保持部に設けられ、上記保持部において上記基板を保持したときに、上記枠部よりも外側に位置し、上記保持部を回転させることによって生じる遠心力により上記枠部を把持する振り子を備えた把持部と、上記保持部において上記基板を保持したときに、上記枠部よりも外側の位置から上記基板の面方向とは異なる方向に突出するように設けられた保護部とを備えている。

本発明によれば、ダイシングテープとダイシングフレームとの粘着性が低下していても、ウェハをスピンさせる際の、ダイシングテープからのダイシングフレームの離脱を防ぐことができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る保持装置の構造の概略を示す部分上面図である。本発明の一実施形態に係る保持装置の構造の概略を示す部分断面図である。ウェハをスピンさせた状態における、本発明の一実施形態に係る保持装置の構造の概略を示す部分上面図である。ウェハをスピンさせた状態における、本発明の一実施形態に係る保持装置の構造の概略を示す部分断面図である。ダイシングフレームの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

〔保持装置１０〕
本発明に係る保持装置の一実施形態について、図１〜４を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る保持装置の構造の概略を示す部分上面図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る保持装置の構造の概略を示す部分断面図である。図３は、ウェハをスピンさせた状態における、本発明の一実施形態に係る保持装置の構造の概略を示す部分上面図であり、図４は、ウェハをスピンさせた状態における、本発明の一実施形態に係る保持装置の構造の概略を示す部分断面図である。図２は、保持装置１０を図１に示すＡ−Ａ’線において切断した断面図であり、図４は、保持装置１０を図３に示すＢ−Ｂ’線において切断した断面図である。

保持装置１０は、保持台（保持部）１３、振り子１１、及びガードピン（保護部）１２を備えており、外周にダイシングフレーム（枠部）２２を備えるとともに片面にウェハ（基板）（図示せず）が接着されているダイシングテープ（支持膜）２１を保持するものである。

保持台１３は、図２に示すように、ダイシングテープ２１を介してウェハ２０を保持する。そして、保持台１３は、ウェハ２０の面方向に垂直な直線を回転軸として回転可能になっている。保持台１３は、回転駆動部を備えていてもよい。また、保持台１３は、ダイシングテープ２１を吸着することによって、ウェハ２０を保持する吸引部１４を備えていてもよい。保持台１３のウェハ２０を載せる面は円形状であることが好ましい。

吸引部１４は、ウェハ２０をダイシングテープ２１が接着されている側の面から吸引する。吸引機構としては従来公知の吸引機構が設けられていればよい。例えば、吸着面上の気体を吸引するための吸引孔（図示せず）が設けられていてもよい。そして、この吸引孔は、真空ポンプなどの減圧手段に接続されており、ウェハ２０を配置し、吸引手段を作動させることで、ウェハ２０と吸着面との間が減圧された状態になり、これによって吸着することができる。吸引孔は、板状部材の所定の位置に孔を形成することで設けることができ、例えば、吸引孔はプレートを貫通する貫通孔であってもよい。また、ポーラスな材質を用いて形成してもよい。ポーラスな材質としては、たとえば、ポリプロピレン、カーボン、アルミニウム、セラミック等を例示することができる。これにより、ウェハ２０を保持台１３上に固定することができる。なお、吸引部１４のウェハ２０を載せる面は円形状であることが好ましい。

ダイシングテープ２１は、ウェハの保持台１３側の面に接着剤を介して貼り付けられている。ウェハ２０のダイシングテープ２１が貼り付けられた面に背向する面には、サポートプレート２４が貼り付けられている。

例えば、本実施形態では、まず、ウェハ２０は薄化プロセスに供される。具体的には、ウェハ２０の片面に接着剤を塗布して接着剤層２３を形成した上でサポートプレート２４が接着される。そして、サポートプレート２４が接着された面とは反対側の面を研磨してウェハ２０は薄化される。なお、サポートプレート２４は、ウェハ２０を薄化する工程で支持する役割を果たす部材である。サポートプレート２４は、例えば、その膜厚が、５００〜１０００μｍであるガラスで形成されている。次に、ウェハ２０のサポートプレート２４が接着された面とは反対側の面にダイシングテープ２１が接着されて保持台１３上に載せられる。

ダイシングテープ２１は、外周にダイシングフレーム２２を備えている。ダイシングテープ２１としては、ベースフィルムが、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）やポリオレフィン、ポリプロピレン等の樹脂フィルムが用いられる。また、ダイシングテープ２１は、サポートプレート２４を外した後におけるウェハ２０の強度を補填し、取り扱いを容易にする役割を果たす。

次に、サポートプレート２４上から溶剤を供給することで、接着剤層２３を構成する接着剤を溶解して当該接着剤層２３を除去し、サポートプレート２４を取り外すことができる。なお、サポートプレート２４は面方向に垂直な貫通孔が形成されており、上面から供給される溶剤が接着剤層２３に到達するようになっている。また、このとき、ウェハ２０上には接着剤は完全には除去されず残存することになる。なお、保持台１３上にはサポートプレート２４を除去した後に載せてもよい。

サポートプレート２４を剥離した後、ウェハ２０上に残存する接着剤を除去するために、ウェハ２０を保持する保持台１３を回転させながら、ウェハ２０に溶剤を供給する。保持装置１０を回転させると、その遠心力により振り子１１がダイシングフレーム２２方向に傾き、振り子１１の上側がダイシングフレーム２２を把持する。

保持台１３が備えていてもよい回転駆動部は、保持台１３に載せられているウェハ２０を保持台１３と共に回転させるためのものである。回転駆動部は、ウェハ２０の面方向に垂直な直線を回転軸としてウェハ２０を回転させるように構成されている。ウェハ２０は、その中心が上記回転軸上になるように保持台１３上に載せられる。これにより、保持装置１０はウェハ２０を回転させることができる。回転駆動部によるウェハ２０の回転数は、用途等に応じて適宜設定すればよく、例えば、５００ｍｉｎ^−１以上、３０００ｍｉｎ^−１以下としてもよい。

振り子１１は、保持台１３の外周に設けられており、保持台１３においてウェハを保持したとき、ダイシングフレーム２２よりも外側に位置する。そして、図３及び４に示すように、保持台１３を回転させることによって生じる遠心力により、振り子１１はダイシングフレーム２２側に傾斜して、ダイシングフレーム２２を、振り子１１の上側と保持台１３との間に挟みこむように把持する。振り子１１は、ダイシングフレーム２２の把持部として機能する。

振り子１１は、軸支部１１ａにより軸支されている。そして、振り子１１は、軸支部１１ａよりも下側（保持台１３を中心としてウェハ２０が保持されている側の反対側）が、軸支部１１ａよりも上側（保持台１３を中心としてウェハ２０が保持されている側）よりも重量が重くなっており、軸支部１１ａを中心として回転可能になっている。また、軸支部１１ａは、振り子１１において保持台１３のウェハ２０（ダイシングテープ２１）載置面に沿った方向の位置が、中心よりも保持台１３側になっている。これにより、図４の矢印に示すように、保持台１３の回転により生じる遠心力によって、振り子１１の軸支部１１ａよりも上側がダイシングフレーム２２側（内側）に傾斜し、振り子１１の軸支部１１ａよりも下側がダイシングフレーム２２の反対側（外側）に傾斜する。

振り子１１は、ダイシングフレーム２２を把持してウェハ２０を確実に保持台１３上に保持するために、少なくとも４つ設けられていることが好ましく、それぞれの振り子１１が、ダイシングフレーム２２の外周において等間隔に設けられていることがより好ましい。

このように、保持台１３を回転させるとき、振り子１１によりダイシングフレーム２２を把持するが、このとき、ウェハ２０に供給された溶剤がダイシングテープ２１とダイシングフレーム２２との界面に浸入し、ダイシングテープ２１とダイシングフレーム２２との粘着性を低下させることがある。そして、ダイシングテープ２１とダイシングフレーム２２との粘着性が低下した状態で、保持装置１０を回転させると、ダイシングテープ２１からダイシングフレーム２２が離脱するおそれがある。

これを防ぐために、保持装置１０は、ガードピン１２を備えている。ガードピン１２は、保持台１３においてウェハ２０を保持したときに、ダイシングフレーム２２よりも外側の位置からウェハ２０の面に沿った面方向とは異なる方向に突出するように設けられている。すなわち、ガードピン１２は、保持台１３のウェハ２０載置面（ダイシングテープ２１載置面）に垂直な方向に突出するように設けられていてもよい。ガードピン１２が設けられていることによって、ダイシングテープ２１とダイシングフレーム２２との粘着性が低下した状態で保持装置１０を回転させたとしても、ダイシングフレーム２２はガードピン１２に接触し、ダイシングテープ２１からダイシングフレーム２２が離脱しない。

ガードピン１２は、どの位置からのダイシングフレーム２２の離脱をも防げるように、少なくとも４つ設けられていることが好ましく、それぞれのガードピン１２が、ダイシングフレーム２２の外周において等間隔に設けられていることがより好ましい。

ガードピン１２は、保持台１３にウェハ２０が保持されたときに、ダイシングフレーム２２に設けられた直線状に切り取られた部分に対応する位置、すなわち、切り取り部に向き合う位置に設けられていることが好ましい。ダイシングフレーム２２には、図５に示すように、ダイシングフレーム２２の外周の一部が直線状に切り取られた切り取り部２２ａ〜２２ｄが設けられている。図５は、ダイシングフレームの一例を示す図である。すなわち、ガードピン１２は、ダイシングフレーム２２の湾曲した部分ではなく、直線の切り取り部２２ａ〜２２ｄに対応する位置に設けられていればよい。これにより、ダイシングテープ２１とダイシングフレーム２２との粘着性が低下した状態で保持装置１０を回転させたとしても、ダイシングフレーム２２とガードピン１２とが好適に接触し、ダイシングテープ２１からのダイシングフレーム２２の離脱を防ぐことができる。

また、ガードピン１２と振り子１１とは、隣接して設けられていることが好ましい。さらに、図１及び３に示すように、ガードピン１２が設けられている台から延びる軸を振り子１１の軸支部１１ａとして振り子１１を設けていてもよい。このように、ガードピン１２と振り子１１とを一体形成することによって、装置の構成が単純になり、装置の製造及び組み立てが容易になる。また、ガードピン１２は、図１及び３に示すように、２つのガードピン１２で振り子１１を挟むように設けられていてもよい。

ガードピン１２は、保持台１３においてウェハを保持したとき、ダイシングフレーム２２から０．２〜５ｍｍ離れた位置に設けられていることが好ましい。これにより、ダイシングフレーム２２がダイシングテープ２１に接着しているときには、ガードピン１２はダイシングフレーム２２には接触しないが、ダイシングテープ２１とダイシングフレーム２２との粘着性が低下した状態で保持装置１０を回転させたときに、ガードピン１２がダイシングフレーム２２に接触し、ダイシングテープ２１からのダイシングフレーム２２の離脱をより確実に防ぐことができる。

また、ガードピン１２は、金属又は樹脂材料により形成されていることが好ましい。ガードピン１２を形成する金属材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレススチール、チタン等が挙げられる。ガードピン１２を形成する樹脂材料としては、例えば、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が挙げられる。
このような材料によりガードピン１２を形成することによって、ダイシングテープ２１からのダイシングフレーム２２の離脱を防止するのに必要な剛性を付与することができ、かつ軽量であるため装置の重量化を防ぐことができる。

ガードピン１２は、先端部が細くなっている円柱状等の柱形状であることが好ましいものの、その形状は特に限定されない。また、ガードピン１２の高さは、特に限定されないが、ダイシングフレーム２２の厚さ以上であればよく、例えばダイシングフレーム２２の上面から０．５〜５ｍｍの高さであり得る。また、ガードピン１２の径は、必要な剛性が得られる径であれば特に限定されない。

本発明は、例えば、薄板化ウェハの表面処理等に利用することができる。

１０保持装置
１１振り子
１１ａ軸支部
１２ガードピン（保護部）
１３保持台（保持部）
１４吸引部
２０ウェハ（基板）
２１ダイシングテープ
２２ダイシングフレーム
２２ａ〜２２ｄ切り取り部
２３接着剤層
２４サポートプレート

Claims

外周に枠部を備えるとともに片面に基板が接着されている支持膜を保持する保持装置であって、
上記支持膜を介して上記基板を保持し、上記基板の面方向に垂直な直線を回転軸として回転可能な保持部と、
上記保持部に設けられ、上記保持部において上記基板を保持したときに、上記枠部よりも外側に位置し、上記保持部を回転させることによって生じる遠心力により上記枠部を把持する振り子を備えた把持部と、
上記保持部において上記基板を保持したときに、上記枠部よりも外側の位置から上記基板の面方向とは異なる方向に突出するように設けられた保護部と、
を備えていることを特徴とする保持装置。
上記保護部を４つ以上備え、それぞれ等間隔に設けたことを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
上記保護部は、上記保持部において、上記基板が保持されたときに上記枠部に設けられた直線状の切り取り部に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の保持装置。
上記保護部は、上記保持部において上記基板を保持したときに、上記枠部から０．２〜５ｍｍ離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の保持装置。
上記保護部は、金属又は樹脂材料により形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の保持装置。
上記保護部は、柱形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の保持装置。
上記保持部は、上記基板を上記支持膜が接着されている側の面から吸引する吸引部を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の保持装置。