JP2013191756A

JP2013191756A - 保持装置及び基板処理装置

Info

Publication number: JP2013191756A
Application number: JP2012057462A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Inao; 吉浩稲尾; Akihiko Nakamura; 彰彦中村; Kimihiro Nakada; 公宏中田; Shugo Tsushima; 修吾対馬
Original assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-09-26

Abstract

【課題】吸引部に基板が食い込むのを防止する。
【解決手段】保持装置１００は、基板１をダイシングテープ２側から吸引して保持する吸引部１１における、基板１を保持したときに基板１の下側に位置する内周部１１ａと、内周部１１ａの外側の外周部１１ｂとの少なくとも一方には、貫通孔が形成されているので、吸引部１１に基板１が食い込まず、離脱時に基板を破損させることがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、保持装置及び基板処理装置に関する。

ダイシングテープのような粘着テープが片面に貼り付けられた基板を処理する際に、当該基板を保持する基板保持装置として、特許文献１に記載の基板保持装置が知られている。特許文献１に記載の基板保持装置は、基板の外縁よりも外側にはみ出したダイシングテープが熱により劣化するのを防ぐために、基板の下側に対応する内周部の温度と、基板の外縁よりも外側にはみ出したダイシングテープの下側に対応する外周部の温度とを、互いに独立して制御する温度制御手段を備えている。

特開２００９−５９７７８号公報（２００９年３月１９日公開）

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は、特許文献１に記載のような基板保持装置に半導体ウェハを載せて固定する場合がある。しかしながら、特許文献１に記載の基板保持装置は、ダイシングテープが貼り付けられた面から基板を吸着することによって基板を保持するので、基板保持装置の吸着面に形成された複数の貫通孔に、吸引力によってダイシングテープと半導体ウェハとが食い込んでしまう。これにより、半導体ウェハに余分な負荷がかかり、処理後の半導体ウェハを離脱する際に半導体ウェハが破損したり、ロボットアームの吸着不良が生じたりする。

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、基板を破損させることなく離脱可能な保持装置及び基板処理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、その外縁部分が基板の外縁部分よりも外側にはみ出すように形成された粘着テープが貼着されている基板を保持する保持装置であって、上記基板を上記粘着テープ側から吸引して保持する吸引部を備え、上記吸引部における、上記基板を保持したときに上記基板の下側に位置する内周部と、当該内周部の外側の外周部との少なくとも一方には、貫通孔が形成されていることを特徴としている。

また、本発明に係る基板処理装置は、上記保持装置を備えたことを特徴とする。

本発明に係る保持装置は、基板を粘着テープ側から吸引して保持する吸引部における、基板を保持したときに基板の下側に位置する内周部と、内周部の外側の外周部との少なくとも一方には、貫通孔が形成されているので、吸引部に基板が食い込まず、処理後の半導体ウェハを離脱する時に基板を破損させることがない。

本発明の一実施形態に係る保持装置を示す概略の断面図である。本発明の他の実施形態に係る保持装置を示す概略の断面図である。

（保持装置）
以下、図１を参照して、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る保持装置を示す概略の断面図である。図１に示すように、保持装置１００は、基板１を保持するものである。基板１は、その外縁部分が基板１の外縁部分よりも外側にはみ出すように形成されたダイシングテープ（粘着テープ）２が、その片面に貼着されている。ダイシングテープ２の外縁部分には、ダイシングフレーム３が取り付けられていてもよい。本実施形態において、保持装置１００は、基板１、ダイシングテープ２及びダイシングフレーム３から構成される積層体１０を保持する。

基板１は、例えば、薄化された半導体ウェハである。半導体ウェハの膜厚は、１０〜１５０μｍであることが好ましい。保持装置１００によれば、このように薄化された半導体ウェハであっても、破損させることなく好適に保持することができる。

ダイシングテープ２は、基板１を保持するものであり、その外縁部分が基板１の外縁部分よりも外側にはみ出すように、基板１に貼着されている。ダイシングテープ２は、少なくとも基板１に接する部分のみが粘着性を有していればよい。ダイシングテープ２としては、例えば、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を用いることができる。

ダイシングフレーム３は、ダイシングテープ２の弛みを防止するものである。基板１のダイシングテープ２が貼着された面に背向する面には、サポートプレート（図示せず）が貼り付けられていてもよい。サポートプレートは、厚みのある基板を薄化するとき、薄化した基板を搬送するとき等に、基板を支持するものである。

保持装置１００は、基板１をダイシングテープ２側から吸引して保持する吸引部１１を備えている。吸引部１１は、ステージ（図示せず）の一部に設けられていてもよい。吸引部１１は、基板１を保持したときに基板１の下側に位置する内周部１１ａと、当該内周部の外側の外周部１１ｂとの少なくとも一方には、貫通孔（図示せず）が形成されている。すなわち、吸引部１１においては、内周部１１ａ及び外周部１１ｂのいずれか一方にのみ貫通孔が形成されていてもよいし、内周部１１ａ及び外周部１１ｂの両方に貫通孔が形成されていてもよい。

吸引部１１には、複数の貫通孔が設けられており、当該貫通孔を介して吸引部１１と積層体１０との間の気体を吸い出すことによって、積層体１０を吸引部１１に吸着させる。吸引部１１の貫通孔は、通気管１２（図２）を介して真空ポンプ等の減圧手段１３（図２）に接続されていてもよい。減圧手段による、吸引部１１の吸着面と積層体１０のダイシングテープ２側の面との間の気体を排気して減圧された状態にすることによって、積層体１０を吸引部１１上に吸着固定することができる。

吸引部１１は、ステージに孔を設けることによって形成してもよいし、孔を設ける箇所のステージをポーラスな（多孔質の）材質により形成してもよい。ポーラスな材質としては、例えば、ポリプロピレン、カーボン、アルミ、セラミックなどが挙げられる。

吸引部１１に形成された貫通孔の孔径は、４０μｍ以下であることが好ましい。貫通孔の口径が４０μｍ以下であることによって、基板１を吸着保持するときに、吸引部１１に基板１が食い込まない。また、吸引部１１に形成された貫通孔の孔径が４０μｍ以下であることによって、例えば厚みが１０〜１５０μｍのように薄い基板１を保持する場合や、基板１を高温で処理する場合であっても、吸引部１１に食い込ませることなく保持することが可能であり、処理後の基板１を容易に取り出すことができる。

従来の保持装置においては、特に基板が薄化された場合、薄化された基板とダイシングテープとが、吸引部の貫通孔に食い込み、処理後に吸着を解除しても、基板を容易に取り出すことができなかった。そのため、ロボットアーム等により基板を取り出す際に、基板に余分な負荷がかかり、基板が破損することがあった。また、吸着を解除しても基板が吸引部に貼り付いてしまうので、基板の取り出し時にロボットアームの吸着不良が生じていた。

本発明者らは、貫通孔の孔径を変更すれば、このような吸引部への基板の食い込みを低減し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。従来の保持装置においては、吸引部への基板の食い込みと貫通孔の孔径との関係を特段考慮していないので、吸引部への基板の食い込みを防ぐことができなかった。

保持装置１００においては、吸引部１１に形成された貫通孔の孔径が、４０μｍ以下であるため、処理時には好適に基板を吸着保持できる一方で、処理後に吸着を解除すれば、吸引部１１に基板１が食い込んでいないため、基板１を容易に取り出すことができる。これにより、基板を取り出すときに余分な負荷がかからないため、取り出し時の基板の破損を防ぐことができる。

また、保持装置１００は、図２に示すように、吸引部１１に形成された貫通孔を介して、吸引部１１とダイシングテープ２との間に気体を送入する送入手段１４を備えていてもよい。送入手段１４は、通気管１２を介して貫通孔に接続されており、貫通孔を介して、吸引部１１の吸着面と積層体１０のダイシングテープ２側の面との間に気体を送入する。積層体１０に、ダイシングテープ２側から気体を吹き付けられることによって、吸引部１１と基板１との吸着をより容易に解除することができるので、取り出し時に基板１にかかる負荷をより抑えることができる。

なお、図２においては、１つの通気管１２に減圧手段１３と送入手段１４の両方を連結し、バルブの開閉により気体の排気と供給とを制御する構成であるが、これに限定されず、減圧手段と送入手段とがそれぞれ異なる通気管に連結されていてもよい。また、送入手段から送入される気体は特に限定されないが、例えばヘリウム、ネオン、アルゴン等の希ガス、及び窒素（Ｎ_２）ガス等の不活性ガスが挙げられる。

保持装置１００により保持する基板１は、吸引部１１に吸引される前に薄化工程に供された基板であってもよい。保持装置１００においては、例えば、１０〜１５０μｍのように薄い基板１であっても、吸引部１１に食い込まないように保持するので、薄化した基板１を破損させることなく吸着保持することができる。また、保持装置１００は、このように薄化した基板１を高温条件下で保持する場合であっても、基板１が吸引部１１に食い込まないように保持するので、吸着保持を解除した後の基板１を容易に離脱させることができる。

（基板処理装置）
本発明に係る基板処理装置は、本発明に係る保持装置を備えている。すなわち、上述した保持装置１００は、本発明に係る基板処理装置が備える保持装置の一実施形態であるため、本発明に係る基板処理装置の説明は、保持装置１００の説明に準じる。

なお、保持装置１００に基板１を保持した状態で、基板１を処理する基板処理方法も、本発明の範疇に含まれる。

ステージにおける吸引部のポーラス径（貫通孔の孔径）が、ステージからの基板の離脱に及ぼす影響を調べた。

まず、ポーラス径が４０μｍのステージと６０μｍのステージを準備し、これらのステージに薄化処理した１２インチシリコンウェハ（厚さ５０μｍ）の片面にダイシングテープを貼り付けた積層体を、ダイシングテープ側がステージに接するように載置した。

積層体を載置した各ステージを４５℃に設定された環境下において、積層体とステージの吸着面との間を−９４ｋＰａに減圧してステージに積層体を吸着させ、６０分後に吸着解除して積層体を離脱させた。積層体の離脱時に、積層体にかかる力をロードセルにより測定した。

その結果、ポーラス径が４０μｍのステージ上の積層体は、０．５０Ｋｇｆの力で容易に離脱させることができたが、ポーラス径が６０μｍのステージ上の積層体は、０．６０Ｋｇｆ以上の力でも離脱させることができず、ウェハが破損した。

実施例１と同様にステージに吸着させた積層体に、吸引部のポーラスを介して気体を吹き付けたときに、ポーラス径がステージからの基板の離脱に及ぼす影響を調べた。

積層体の吸着を解除した後、通気管から吸引部に、窒素（Ｎ_２）１００ｃｃを０．５ＭＰａで３秒間供給した。吸引部に供給されたＮ_２は、ポーラスを介して積層体とステージとの間に送入された。Ｎ_２の供給後に積層体を離脱させた。

その結果、ポーラス径が４０μｍのステージ上の積層体は、０．４２Ｋｇｆの力で容易に離脱させることができたが、ポーラス径が６０μｍのステージ上の積層体は、離脱させるのに０．５３Ｋｇｆの力がかかった。

また、ポーラス径が６０μｍのステージにおいては、Ｎ_２が吹き付けられたことによって、薄化したウェハが不均一に盛り上がるように変形した。このようなウェハの変形は、離脱が困難になる上に、ウェハの破損の原因となる可能性がある。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、例えば、薄板化ウェハの表面処理等に好適に利用することができる。

１基板
２ダイシングテープ（粘着テープ）
３ダイシングフレーム
１０積層体
１１吸引部
１１ａ内周部
１１ｂ外周部
１３減圧手段
１４送入手段
１００保持装置

Claims

その外縁部分が基板の外縁部分よりも外側にはみ出すように形成された粘着テープが貼着されている基板を保持する保持装置であって、
上記基板を上記粘着テープ側から吸引して保持する吸引部を備え、
上記吸引部における、上記基板を保持したときに上記基板の下側に位置する内周部と、当該内周部の外側の外周部との少なくとも一方には、貫通孔が形成されていることを特徴とする保持装置。
上記貫通孔の孔径は、４０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の保持装置。
上記貫通孔を介して、上記吸引部と上記粘着テープとの間に気体を送入する送入手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の保持装置。
上記基板は、上記吸引部に吸引される前に薄化工程に供された基板であ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。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の保持装置を備えたことを特徴とする基板処理装置。