JP2013532899A - ウエハーをハンドリングするためのハンドリング装置 - Google Patents

Abstract

ウエハーの加工時にウエハーをハンドリングするためのハンドリング装置であって、以下の特徴、すなわち、ウエハーを受容するための平らな受容面を有する支持体と、受容面上で受容面に対して隆起した、特に格子状の網目構造と、支持体の上にウエハーを固定するための、支持体に対して網目構造を漏れがないように覆うフレキシブルなカバーであって、当該カバーと支持体とによって限定される網目空間には低圧を印加可能であるカバーとを有するハンドリング装置において、網目構造とカバーとは受容面とともに、ウエハーに備えられかつウエハー受容面に対して隆起した受容構造を受容するための、特に槽状の受容空間を形成することを特徴とするハンドリング装置。

Description

本願発明は、請求項１に記載の、ウエハーの加工時にウエハーをハンドリングするためのハンドリング装置に関する。

ウエハーをハンドリングするための様々な装置が存在し、ウエハーはますます薄くなり、同時にウエハーの直径はより大きくなって４５０ｍｍまでになっている結果、ウエハーのためのハンドリング装置は、特にウエハーにすでに高価な構造を実装されている場合に、ますます大きな重要性を持つようになる。

ウエハーを固定するための機械的な方法が知られているが、その方法では同時に、特に機械クリップの圧力点でのウエハーの機械的負荷が、重大な技術的問題となる。

粘着のような化学的方法によってあるいは接着によってウエハーを固定すると、サンプルホルダもしくは支持ウエハーとウエハーとはしばしば非常に堅固に固着する。そのようにして構築された接合は、たいてい化学的に分離されなくてはならず、それは環境に有害でかつ時間のかかるプロセスである。

帯電によるウエハーの固定は、支持体および／あるいはウエハーの、部分的に意図しない放電をもたらす。

特許文献１には、半導体チップ１２のためのハンドリング装置が開示されており、当該装置では、支持体１０上の繊維織物１６が、フレキシブルなカバー１８に覆われ、当該カバー１８にはチップ１２が接着可能である。フレキシブルフィルム１８の間の接触面に真空状態を施すことによって、接着力を低下させることができる。

米国特許第４６６７９４４号明細書

本願発明の課題は、できる限り傷めず破損のないやり方で、ウエハーの安全かつ簡単なハンドリングを可能にする、ウエハーをハンドリングするためのハンドリング装置を提供することである。さらに、ウエハーを損なうことなく、かつ大きな力を加えることなく、ハンドリング装置から残留物なしにウエハーが分離可能であるという技術的な問題が解決されるはずである。

この課題は、請求項１の特徴によって解決される。本発明の有利なさらなる形態は、従属請求項に記載されている。明細書、請求項および／あるいは図に記載された特徴の少なくとも２つの組み合わせもすべて、本発明の枠内に含まれる。記載された数値範囲では、挙げられた限界内にある値も、限界値を開示するものとみなされ、任意の組み合わせで請求可能である。

本発明は、ハンドリング装置に、ウエハーを部分的にのみ支えるスペーサを備えるという思想に基づいており、当該スペーサは、カバー特にカバーホイルによって、かつ周囲に比べて低圧をかけることによって、カバーホイルとウエハーとの接触面を減少可能なように形成されている。これによって、接着力が低下し、その結果ウエハーを、簡単にかつ破損なくかつ残留物なしに、カバーから取り除くことができる。同時に本ハンドリングは圧力変化のみにより、環境にやさしく、ひいては同時に、エネルギー的に特に節約できる。

本発明に係る支持体によって、極薄ウエハー、特に表面に部品を有するウエハーを、表面に部品のない領域で固定することが可能であり、その結果、ウエハーの特に壊れやすく高価な部分を傷めず、ウエハーの固定は、特に縁部の、できれば特別にこのために備わっている領域で可能である。それによってウエハーを、残留物なしに、破損なく、かつ極めてわずかな力を加えるだけで、支持体もしくは粘着性カバーから取り除くことができる。特に有利なのは、ハンドリング装置が再度、特に１０回以上、好適には１００回以上、特に好ましくは１０００回以上のハンドリングプロセスに使用可能であることである。

本発明の有利な実施形態に従えば、網目構造は、リング状特に円形リング状に、好適には網目構造の直径Ｄに対するリング幅Ｂの比率が１：５より小さく、特に１：１０より小さく、好適には１：１５より小さく形成されていることが意図されている。これによって、均等な固定と、網目構造のリング状のカバーからのウエハーの特に簡単な分離とが可能となる。

カバーが、特に接着性のあるフィルム、好適にはジェルフィルムである場合には、ハンドリング、特にウエハーの分離は、簡単なやり方で、化学分離剤なしにあるいは温度影響なしに行われ、その結果、これによって設備を傷めることがない。フィルムの材料として特に適しているのは、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）あるいはＰＦＰＥ（ペルフルオロポリエーテル）である。

本発明のさらなる有利な実施形態に従えば、固定はもっぱら、隆起構造のない、ウエハーの一領域において、特にウエハーの縁部で行われることが意図されている。このやり方で、ウエハーの隆起構造を傷めることがなく、ウエハーを応力なしに受容することが可能である。

低圧でウエハーを加工するウエハー加工装置内部でのハンドリング装置の使用が、独立した発明と見なされ得る。その際、網目空間に、ウエハー加工装置における低圧よりも高い低圧が印加可能であれば、特に有利である。

本発明のさらなる利点と特徴と詳細とは、好ましい実施例の以下の記述から、および図に基づいてもたらされる。図に示されるのは以下である。

実装がなされたウエハーの概略上面図である。 本発明に係るハンドリング装置の概略上面図である。 図２ａの線Ａ−Ａで切断された、概略側面図である。 固定位置における、本発明に係る網目構造の拡大概略断面図である。 分離位置における、本発明に係る網目構造の拡大概略断面図である。

図においては、同じ部材と、同じ機能を有する部材は、同じ参照符号を付されている。

図１はウエハー１を示しており、当該ウエハー１は、隆起構造４、特にチップを有するウエハー１の一領域と、隆起構造のないウエハー１の一領域、すなわちウエハー１の縁部領域３を有し、この縁部領域３は、図２ａで示されたハンドリング装置５にウエハー１を固定するために用いられる。隆起構造４はウエハー受容面２の上にあり、当該ウエハー受容面２は縁部領域３において、ハンドリング装置５に接触面１４にて接触する。

ハンドリング装置５は、ここではチャックである支持体６から成っており、当該支持体６の上に網目構造８が、特に平らな受容面１１上に取り付けられており、この受容面１１は、図２ｂで示されている配置では、上方に向いている。

網目構造８は、図２ａによれば円形リング状であり、支持体６の受容面１１から出っ張っている。網目構造８は支持体６と接合されており、嵌め込まれているか、あるいは溶着されているか、あるいは固着されている。網目構造８は、閉曲面を有しておらず、ジェルフィルムとして形成されたカバー７で被覆されており、さらにこのカバー７は同様にリング状であり、ここで示されている実施形態においては、網目構造８の横で、支持体６、ここでは受容面１１に固定され、かつ密封シールされている。フィルムが受容面１１全体を覆い、側面に沿って、あるいは下部で支持体６に固定されることも考えられ得る。これによってフィルムは確かにより強固になるが、示された実施形態においては、リング状フィルムは、常に延ばされることによって、わずかに変形されている。

ウエハー１は、ハンドリング装置５によるハンドリングのために、ハンドリング装置５の上の中心に置かれ、その結果縁部領域３が網目構造８の上に載置され、ウエハー１上の隆起構造４は、網目構造８とカバー７と受容面１１とによって形成される槽状の受容空間１２に受容され、そこでは傷むことがない。したがって、本願発明は、複数の課題、すなわちウエハー１を傷めずハンドリングすることと、同時にウエハー１を簡単に分離するという課題を同時に達成する。

ウエハー１は、カバー７の粘着作用によって、カバー７に接着する。図３ａに示されている、カバー７の固定位置においては、カバー７の接触面１４と、ウエハー１の縁部領域３の対応する接触面との間で特に全面にわたって、粘着力が最大である。

固定位置においては、カバー７は、その柔軟性ゆえに、網目構造８の上面に沿ってクランプされ、ほぼ平らである。

カバー７と網目構造８と平らな受容面１１とによって限定される網目空間１３には、真空導管９に接続された真空装置１０によって低圧を印加可能であり、低圧は、網目構造８の網目の結果として、リング状の網目構造８に沿って均等に分散する。網目構造８は、有利な構成では格子状であるが、個別の構造構成要素、特に球体から形成されていてもよい。

網目空間１３に低圧をかけることにより、フレキシブルなカバー７が、網目構造８の空き領域１５で網目空間１３に引っ張り込まれることによって、カバー７は網目構造８の上面の接触面１４で変形し、その結果図３ｂで示された分離位置においては、対応してより小さな接触面１４’で網目構造８によって支えられているカバー７の領域のみが、ウエハー１と接触している。接触面１４’は、接触面１４と比べて明らかに小さくなっており、それによって同時に、縁部領域３におけるウエハー１に対するカバー７の粘着力が減少し、それでウエハー１は簡単にハンドリング装置５から分離可能である。

図３ａで示された固定位置における接触面１４の面積と、図３ｂで示された分離位置における接触面１４’の面積との比率は、１．５：１より大きく、特に２：１、好ましくは３：１である。

１ ウエハー
２ ウエハー受容面
３ 縁部領域
４ 隆起構造
５ ハンドリング装置
６ 支持体
７ カバー
８ 網目構造
９ 導管
１０ 真空装置
１１ 平らな受容面
１２ 受容空間
１３ 網目空間
１４、１４’ 接触面
１５ 空き領域
Ｂ リング幅
Ｄ 直径

Claims (4)

1. ウエハー（１）の加工時に該ウエハー（１）をハンドリングするためのハンドリング装置（５）であって、以下の特徴、すなわち、
   ‐前記ウエハー（１）を受容するための平らな受容面（１１）を有する支持体（６）と、
   ‐前記受容面（１１）上で該受容面（１１）に対して隆起した、特に格子状の網目構造（８）と、
   ‐前記支持体（６）の上に前記ウエハー（１）を固定するための、前記支持体（６）に対して前記網目構造（８）を漏れがないように覆うフレキシブルなカバー（７）であって、該カバー（７）と前記支持体（６）とによって限定される網目空間（１３）には低圧を印加可能であるカバー（７）とを有するハンドリング装置（５）において、
   前記網目構造（８）と前記カバー（７）とは前記受容面（１１）とともに、前記ウエハー（１）に備えられかつウエハー受容面（２）に対して隆起した受容構造（４）を受容するための、特に槽状の受容空間（１２）を形成することを特徴とするハンドリング装置（５）。
2. 前記網目構造（８）は、リング状特に円形リング状に、好適には前記網目構造（８）の直径Ｄに対するリング幅Ｂの比率が１：５より小さく、特に１：１０より小さく、好適には１：１５より小さく形成されていることを特徴とする請求項１に記載のハンドリング装置（５）。
3. 前記カバー（７）が、特に粘着性を有するフィルム好適にはジェルフィルムであることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のハンドリング装置（５）。
4. 固定はもっぱら、前記ウエハー（１）の一領域において、あるいは隆起構造、特に前記ウエハー（１）の縁部で行われることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のハンドリング装置（５）。

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