JP2017017207A

JP2017017207A - ウェーハ保持装置

Info

Publication number: JP2017017207A
Application number: JP2015133230A
Authority: JP
Inventors: 祐司紀; Yuji Nori
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2017-01-19

Abstract

【課題】フレームのサイズ変更に要する時間を短縮できるウェーハ保持装置を提供する。
【解決手段】ウェーハ１１を環状フレーム１７と共に保持する円形の保持面１０を有する保持テーブル８と、保持テーブルの回転手段１６と、保持テーブルからのウェーハの飛び出しを防ぐ飛び出し防止手段１２と、を備える。保持面には、大きい環状フレームを保持する第１保持領域の外周縁より外側に、複数の雌ねじ部が形成され、小さい環状フレームを保持する第２保持領域の外周縁より内側に、吸引源と繋がる吸引孔が形成される。飛び出し防止手段は、大きい環状フレームのサイズと小さい環状フレームのサイズとの差に応じた長さを持つアーム部材と、アーム部材の長さ方向の一端側に形成された貫通孔を介して雌ねじ部に螺合し、アーム部材を保持面に固定する雄ねじを緩める事で、雄ねじを支点にアーム部材を回転可能に構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、環状のフレームに支持されたウェーハを保持するウェーハ保持装置に関する。

半導体デバイス等の製造工程では、加工後のウェーハを取扱い易くするために、環状のフレームでウェーハを支持することがある。この場合、ウェーハの洗浄には、フレームと共にウェーハを吸引、保持可能な保持テーブルを備える洗浄装置が使用される。例えば、ウェーハを保持した保持テーブルを高速に回転させて、上方から洗浄用の流体を吹き付けることで、ウェーハを洗浄できる。

ところで、ウェーハの吸引、保持が不完全な状態で保持テーブルを高速に回転させると、この回転の力によってウェーハが保持テーブルの外部へと飛び出してしまう。そこで、吸引、保持が不完全な場合等でもウェーハの飛び出しを防止できるように、フレームの移動（位置ずれ）を規制するねじ込み式のピンを保持テーブルに装着した洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２８３２８６号公報

上述した洗浄装置の保持テーブルは、サイズが異なる２種類のフレームを選択的に保持できるように構成されており、ピンの装着位置もフレームのサイズに合わせて変更される。しかしながら、この保持テーブルでは、フレームのサイズ変更に伴うピンの交換作業に長い時間が必要となる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フレームのサイズ変更に要する時間を短縮できるウェーハ保持装置を提供することである。

本発明によれば、サイズが異なる大小２種類の環状フレームの内側に粘着テープを介してそれぞれ支持されたウェーハを選択的に保持可能なウェーハ保持装置であって、ウェーハを環状フレームと共に保持する円形の保持面を有する保持テーブルと、該保持テーブルを回転させる回転手段と、該保持面に固定され、回転する該保持テーブルからのウェーハの飛び出しを防ぐ飛び出し防止手段と、を備え、該保持面には、大きい環状フレームを保持する第１保持領域の外周縁より外側に、複数の雌ねじ部が形成され、小さい環状フレームを保持する第２保持領域の外周縁より内側に、吸引源と繋がる吸引孔が形成され、該飛び出し防止手段は、該大きい環状フレームのサイズと該小さい環状フレームのサイズとの差に応じた長さを持つアーム部材と、該アーム部材の長さ方向の一端側に形成された貫通孔を介して該雌ねじ部に螺合し、該アーム部材を該保持面に固定する雄ねじと、を備え、該雄ねじを緩めることで、該雄ねじを支点に該アーム部材を回転できるように構成されており、該大きい環状フレームに支持されたウェーハを保持する場合には、該保持面の直径方向に対して垂直な方向に長さ方向を合わせて該アーム部材を該保持面に固定し、該小さい環状フレームに支持されたウェーハを保持する場合には、該保持面の直径方向に長さ方向を合わせて該アーム部材を該保持面に固定することを特徴とするウェーハ保持装置が提供される。

本発明に係るウェーハ保持装置は、大きい環状フレームのサイズと小さい環状フレームのサイズとの差に応じた長さを持つアーム部材と、このアーム部材を保持テーブルの保持面に固定する雄ねじと、を含む飛び出し防止手段を備え、この飛び出し防止手段は、雄ねじを支点にアーム部材を回転できるように構成されている。

そのため、大きい環状フレームに支持されたウェーハを保持する場合には、保持面の直径方向に対して垂直な方向に長さ方向を合わせてアーム部材を保持面に固定し、小さい環状フレームに支持されたウェーハを保持する場合には、保持面の直径方向に長さ方向を合わせてアーム部材を保持面に固定することで、回転する保持テーブルからのウェーハの飛び出しを防ぐことができる。

このように、本発明に係るウェーハ保持装置では、アーム部材を回転させるだけでサイズが異なる大小２種類の環状フレームに対応できるので、ピンの交換作業等は不要になる。すなわち、本発明に係るウェーハ保持装置によれば、フレームのサイズ変更に要する時間を短縮できる。

ウェーハ保持装置を含む洗浄装置の構成例を模式的に示す斜視図である。図２（Ａ）は、保持テーブルの構成例を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、飛び出し防止ユニットの構成例を模式的に示す斜視図である。図３（Ａ）は、大型のフレームに支持されたウェーハを保持テーブルで吸引、保持した状態を模式的に示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、小型のフレームに支持されたウェーハを保持テーブルで吸引、保持した状態を模式的に示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るウェーハ保持装置を含む洗浄装置の構成例を模式的に示す斜視図である。なお、図１では、洗浄装置で洗浄されるウェーハ等を併せて示している。

図１に示すように、洗浄装置２は、上端部に円形の開口が設けられた有底円筒状の洗浄ハウジング４を備えている。洗浄ハウジング４の内部空間には、ウェーハ１１を保持するウェーハ保持装置６が収容されている。

ウェーハ１１は、例えば、シリコン、サファイア等の材料でなる円板であり、その表面側は、中央のデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とに分けられている。デバイス領域は、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）でさらに複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ、ＬＥＤ等のデバイス１３が形成されている。

このウェーハ１１の表面側には、ウェーハ１１より径の大きい粘着テープ１５が貼り付けられている。粘着テープ１５の外周部分は、環状のフレーム（環状フレーム）１７に固定されている。すなわち、ウェーハ１１は、粘着テープ１５を介してフレーム１７の内側に支持されている。

なお、本実施形態では、シリコン、サファイア等の材料でなる円板をウェーハ１１としているが、ウェーハ１１の材質、形状等に制限はない。例えば、セラミック、樹脂、金属等の材料でなる基板をウェーハ１１として用いることもできる。また、ウェーハ１１に形成されるデバイス１３の種類、数量等にも制限はない。

さらに、本実施形態では、ウェーハ１１の裏面側を洗浄できるように、デバイス１３が形成されたウェーハ１１の表面側に粘着テープ１５を貼り付けているが、ウェーハ１１の裏面側に粘着テープ１５を貼り付けることで、ウェーハ１１の表面側を洗浄することもできる。

上述したウェーハ１１を保持するウェーハ保持装置６は、回転可能に支持された円盤状の保持テーブル８を備えている。保持テーブル８の円形の上面は、粘着テープ１５及びフレーム１７と共にウェーハ１１を吸引、保持する保持面１０となっている。この保持面１０には、保持テーブル８の回転時にウェーハ１１（フレーム１７）の飛び出しを防ぐ複数（好ましくは３個以上、本実施形態では４個）の飛び出し防止ユニット（飛び出し防止手段）１２が固定されている。

保持テーブル８の下方には、テーブルベース１４が設けられており、保持テーブル８は、このテーブルベース１４で支持されている。テーブルベース１４には、モータ等の回転駆動源（回転手段）１６が連結されており、保持テーブル８及びテーブルベース１４は、回転駆動源１６によって回転する。

洗浄ハウジング４の保持テーブル８より下方の位置には、洗浄ハウジング４の内部空間に存在するミストやエアを、洗浄ハウジング４の外部に排出する排気管１８が取り付けられている。洗浄ハウジング４は、この排気管１８を介して排気ポンプ（不図示）等に接続される。

保持テーブル８の上方には、保持テーブル８で吸引、保持されたウェーハ１１に洗浄用の流体（エア、純水等）を噴射する洗浄ノズル２０，２２が配置されている。洗浄ノズル２０，２２は、搖動機構（不図示）に連結されており、保持テーブル８の上方で径方向に搖動する。

この洗浄装置２でウェーハ１１を洗浄する際には、まず、ウェーハ１１を保持テーブル８に保持させる。次に、この保持テーブル８を高速に回転させて、洗浄ノズル２０，２２を搖動させながら洗浄用の流体を吹き付ける。これにより、ウェーハ１１の主に裏面側を洗浄できる。

本実施形態に係るウェーハ保持装置６は、サイズが異なる大小２種類のフレーム１７にそれぞれ支持されたウェーハ１１を選択的に保持できるように構成されている。図２（Ａ）は、保持テーブル８の構成例を模式的に示す斜視図である。

図２（Ａ）に示すように、保持テーブル８の保持面１０は、大型のフレーム（大きい環状フレーム）１７ａを保持する第１保持領域１０ａと、小型のフレーム（小さい環状フレーム）１７ｂを保持する第２保持領域１０ｂとを含んでいる。

第１保持領域１０ａの外周縁より外側には、開口の内面にねじ溝が切られた複数（好ましくは３個以上、本実施形態では４個）の雌ねじ部１０ｃが形成されている。一方、第２保持領域１０ｂには、真空ポンプ等の吸引源（不図示）に繋がる１又は複数（本実施形態では４個）の吸引孔１０ｄが形成されている。

この保持テーブル８で、小型のフレーム１７ｂに支持されたウェーハ１１ｂ（図３（Ｂ）参照）を吸引、保持する場合には、第２保持領域１０ｂに小型のフレーム１７ｂを載せて、吸引源を作動させる。その結果、吸引孔１０ｄから作用する負圧によって、小型のフレーム１７ｂは、第２保持領域１０ｂに吸引、保持される。

一方、大型のフレーム１７ａに支持されたウェーハ１１ａ（図３（Ａ）参照）を吸引、保持する場合には、第１保持領域１０ａに大型のフレーム１７ａを載せて、吸引源を作動させる。その結果、吸引孔１０ｄから作用する負圧によって、大型のフレーム１７ａに貼り付けられた粘着テープ１５ａ（図３（Ａ）参照）が吸引され、大型のフレーム１７ａは、第１保持領域１０ａに保持される。

なお、本実施形態では、吸引孔１０ｄを第２保持領域１０ｂに形成しているが、吸引孔１０ｄは、少なくとも第２保持領域１０ｂの外周縁より内側の位置に形成されれば良い。例えば、第２保持領域１０ｂの内周縁より内側に吸引孔１０ｄを形成した場合には、小型のフレーム１７ｂの代わりに、小型のフレーム１７ｂに貼り付けられた粘着テープ１５ｂ（図３（Ｂ）参照）が吸引される。吸引孔１０ｄの数量、配置等にも特段の制限はない。

図２（Ｂ）は、飛び出し防止ユニット１２の構成例を模式的に示す斜視図である。図２（Ｂ）に示すように、飛び出し防止ユニット１２は、大型のフレーム１７ａのサイズ（例えば、外径）と小型のフレーム１７ｂのサイズとの差に応じた長さを持つアーム部材２４と、アーム部材２４を保持面１０に固定する雄ねじ２６とを備えている。

アーム部材２４は、平坦なアーム部２４ａと、アーム部２４ａの長さ方向の一端側に形成された貫通孔２４ｂと、アーム部２４ａの長さ方向の他端側に形成されたブロック状の規制部２４ｃとを有する。貫通孔２４ｂを介して保持面１０の雌ねじ部１０ｃに雄ねじ２６を螺合させることで、アーム部材２４を保持面１０に固定できる。一方、雄ねじ２６を僅かに緩めれば、この雄ねじ２６を支点にアーム部材２４を回転させることができる。

図３（Ａ）は、大型のフレーム１７ａに支持されたウェーハ１１ａを保持テーブル８で吸引、保持した状態を模式的に示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、小型のフレーム１７ｂに支持されたウェーハ１１ｂを保持テーブル８で吸引、保持した状態を模式的に示す斜視図である。

大型のフレーム１７ａに支持されたウェーハ１１ａを保持テーブル８で吸引、保持する場合には、まず、雄ねじ２６を僅かに緩め、アーム部材２４（飛び出し防止ユニット１２）を回転させる。具体的には、図３（Ａ）に示すように、アーム部材２４の長さ方向を保持面１０の径方向（直径方向）に対して垂直な方向に合わせる。

その結果、アーム部材２４は、第１保持領域１０ａの外周縁より僅かに外側に位置付けられる。そのため、この状態でアーム部材２４を保持面１０に固定すれば、飛び出し防止ユニット１２によって大型のフレーム１７ａの移動（位置ずれ）を規制できる。

小型のフレーム１７ｂに支持されたウェーハ１１ｂを保持テーブル８で吸引、保持する場合にも、同様に、雄ねじ２６を僅かに緩め、アーム部材２４（飛び出し防止ユニット１２）を回転させる。具体的には、図３（Ｂ）に示すように、アーム部材２４の長さ方向を保持面１０の径方向（直径方向）に合わせる。

その結果、アーム部材２４は、第２保持領域１０ｂの外周縁より僅かに外側に位置付けられる。そのため、この状態でアーム部材２４を保持面１０に固定すれば、飛び出し防止ユニット１２によって小型のフレーム１７ｂの移動（位置ずれ）を規制できる。

以上のように、本実施形態に係るウェーハ保持装置６は、大型のフレーム（大きい環状フレーム）１７ａのサイズ（例えば、外径）と小型のフレーム（小さい環状フレーム）１７ｂのサイズとの差に応じた長さを持つアーム部材２４と、このアーム部材２４を保持テーブル８の保持面１０に固定する雄ねじ２６と、を含む飛び出し防止ユニット（飛び出し防止手段）１２を備え、この飛び出し防止ユニット１２は、雄ねじ２６を支点にアーム部材２４を回転できるように構成されている。

そのため、大型のフレーム１７ａに支持されたウェーハ１１ａを保持する場合には、保持面１０の径方向（直径方向）に対して垂直な方向に長さ方向を合わせてアーム部材２４を保持面１０に固定し、小型のフレーム１７ｂに支持されたウェーハ１１ｂを保持する場合には、保持面１０の径方向（直径方向）に長さ方向を合わせてアーム部材２４を保持面１０に固定することで、回転する保持テーブル８からのウェーハ１１ａ，１１ｂの飛び出しを防ぐことができる。

このように、本実施形態に係るウェーハ保持装置６では、アーム部材２４を回転させるだけでサイズが異なる大小２種類のフレーム１７ａ，１７ｂに対応できるので、ピンの交換作業等は不要になる。すなわち、本実施形態に係るウェーハ保持装置６によれば、フレーム１７のサイズ変更に要する時間を短縮できる。

なお、本発明は、上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、アーム部材２４と雄ねじ２６との間や、アーム部材２４と保持面１０との間には、スプリングワッシャー等を介在させても良い。スプリングワッシャーを介在させることによって、雄ねじ２６の意図しない緩みを抑制できると共に、スプリングワッシャーの弾性力によってアーム部材２４を回転させ易くなる。

また、保持面１０には、アーム部材２４の長さ方向を合せる際の基準となる基準線等を付与しても良い。この場合、保持面１０に付与された基準線を用いてアーム部材２４の長さ方向を素早く合わせることができるので、フレーム１７のサイズ変更に要する時間をさらに短縮できる。同様の目的で、例えば、保持面１０やアーム部材２４の裏面に、アーム部材２４の方向を規定する凹凸構造を設けても良い。

また、上記実施形態では、アーム部２４ａの長さ方向の他端側にブロック状の規制部２４ｃが形成されたアーム部材２４を使用しているが、アーム部材２４の形状、構造等は任意に変更できる。例えば、重量等に問題が無いのであれば、アーム部２４ａを全体的に厚くして規制部２４ｃを省略しても良い。また、アーム部２４ａや規制部２４ｃを逆テーパー形状（上方で幅が広くなる形状）にすることで、保持テーブル８からのウェーハ１１の飛び出しをより確実に防ぐことができる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２洗浄装置
４洗浄ハウジング
６ウェーハ保持装置
８保持テーブル
１０保持面
１０ａ第１保持領域
１０ｂ第２保持領域
１０ｃ雌ねじ部
１０ｄ吸引孔
１２飛び出し防止ユニット（飛び出し防止手段）
１４テーブルベース
１６回転駆動源（回転手段）
１８排気管
２０，２２洗浄ノズル
２４アーム部材
２４ａアーム部
２４ｂ貫通孔
２４ｃ規制部
２６雄ねじ
１１，１１ａ，１１ｂウェーハ
１３デバイス
１５，１５ａ，１５ｂ粘着テープ
１７フレーム（環状フレーム）
１７ａ大型のフレーム（大きい環状フレーム）
１７ｂ小型のフレーム（小さい環状フレーム）

Claims

サイズが異なる大小２種類の環状フレームの内側に粘着テープを介してそれぞれ支持されたウェーハを選択的に保持可能なウェーハ保持装置であって、
ウェーハを環状フレームと共に保持する円形の保持面を有する保持テーブルと、
該保持テーブルを回転させる回転手段と、
該保持面に固定され、回転する該保持テーブルからのウェーハの飛び出しを防ぐ飛び出し防止手段と、を備え、
該保持面には、大きい環状フレームを保持する第１保持領域の外周縁より外側に、複数の雌ねじ部が形成され、小さい環状フレームを保持する第２保持領域の外周縁より内側に、吸引源と繋がる吸引孔が形成され、
該飛び出し防止手段は、該大きい環状フレームのサイズと該小さい環状フレームのサイズとの差に応じた長さを持つアーム部材と、該アーム部材の長さ方向の一端側に形成された貫通孔を介して該雌ねじ部に螺合し、該アーム部材を該保持面に固定する雄ねじと、を備え、該雄ねじを緩めることで、該雄ねじを支点に該アーム部材を回転できるように構成されており、
該大きい環状フレームに支持されたウェーハを保持する場合には、該保持面の直径方向に対して垂直な方向に長さ方向を合わせて該アーム部材を該保持面に固定し、該小さい環状フレームに支持されたウェーハを保持する場合には、該保持面の直径方向に長さ方向を合わせて該アーム部材を該保持面に固定することを特徴とするウェーハ保持装置。