JP2017017286A - チャックテーブル及び洗浄装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 非常に薄いウェーハの場合にもウェーハを破損することなく吸引保持可能なチャックテーブルを提供することである。
【解決手段】 環状フレームの開口を覆うように該環状フレームに貼着された粘着テープでウェーハが支持されたウェーハユニットを保持するチャックテーブルであって、該環状フレームの開口より小さくウェーハの直径より大きく形成され、平坦な底面を有する凹部と、該粘着テープを介して保持したウェーハを囲繞する領域の該凹部の該底面又は内周面に形成された複数の吸引孔と、該複数の吸引孔を吸引源に連通する吸引路と、を備え、該ウェーハユニットを保持する際は、該粘着テープで覆われた該凹部に負圧を発生させ、該粘着テープを介してウェーハを該底面で吸引保持することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、チャックテーブル及び該チャックテーブルを利用した洗浄装置に関する。
半導体ウェーハ等のウェーハは、電気機器の軽薄短小化に伴いより薄く小さいデバイスチップへと加工される。ウェーハは、研削装置でその裏面が研削されて１００μｍ以下に薄化され、切削装置、レーザー加工装置等で個々のデバイスチップに分割される。
薄化されたウェーハを切削加工する際、ハンドリング性を高めるため、環状フレームに粘着テープであるダイシングテープでウェーハを固定したウェーハユニットを形成する。そして、ウェーハユニットのダイシングテープ越しにチャックテーブルでウェーハを保持するが、ポーラスセラミックスで保持面を構成したチャックテーブルを用い、均一に偏りなく吸引力を作用させてウェーハを保持するのが一般的である。
しかしながら、保持面がポーラスセラミックスから形成されるチャックテーブルでは、チャックテーブルからウェーハユニットを離脱させる際に発生する静電気の抑制に限度があった。
半導体デバイスの微細化、高集積化に伴い、半導体デバイス製造プロセスで発生する静電気によるデバイスの損傷対策は非常に重要である。そこで、絶縁体と導電体からなる静電気の発生を抑制するチャックテーブルが特開２０１０−２８３２８６号公報に開示されている。
特開２０１０−２８３２８６号公報
しかし、特開２０１０−２８３２８６号公報に開示されたチャックテーブルは、吸引保持部がポーラス状ではなく吸引用の複数の溝を保持部に形成してウェーハを吸引保持しているため、非常に薄いウェーハの場合、吸引するだけでウェーハが溝に倣って変形し破損してしまう恐れがあった。
本発明はこのような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、非常に薄いウェーハの場合にもウェーハを破損することなく吸引保持可能なチャックテーブルを提供することである。
請求項１記載の発明によると、環状フレームの開口を覆うように該環状フレームに貼着された粘着テープでウェーハが支持されたウェーハユニットを保持するチャックテーブルであって、該環状フレームの開口より小さくウェーハの直径より大きく形成され、平坦な底面を有する凹部と、該粘着テープを介して保持したウェーハを囲繞する領域の該凹部の該底面又は内周面に形成された複数の吸引孔と、該複数の吸引孔を吸引源に連通する吸引路と、を備え、該ウェーハユニットを保持する際は、該粘着テープで覆われた該凹部に負圧を発生させ、該粘着テープを介してウェーハを該底面で吸引保持することを特徴とするチャックテーブルが提供される。
請求項２記載の発明によると、環状フレームの開口を覆うように該環状フレームに貼着された粘着テープでウェーハが支持されたウェーハユニットの該ウェーハを洗浄する洗浄装置であって、回転可能に支持された請求項１記載のチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持されたウェーハに流体を供給する流体供給手段と、を備えたことを特徴とする洗浄装置が提供される。
好ましくは、洗浄装置は、チャックテーブルに保持されたウェーハにイオン化エアを供給する除電手段を更に備えている。
本発明のチャックテーブルによると、粘着テープで覆う凹部で密閉空間を形成し、この密閉空間に負圧を発生させてウェーハを粘着テープを介して吸引保持するため、強力にウェーハを吸引保持することができる。吸引孔はウェーハから離間した位置に形成されているので、ウェーハを破損することなく凹部の底面である平坦面でウェーハを強力に保持することができる。
図１（Ａ）はウェーハユニットの斜視図、図１（Ｂ）はウェーハユニットの断面図である。 本発明実施形態に係るチャックテーブルを採用したスピンナー洗浄装置の一部破断斜視図である。 ウェーハユニットを保持する前の本発明実施形態に係るチャックテーブルの縦断面図である。 ウェーハユニットを保持した状態のチャックテーブルの縦断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１（Ａ）を参照すると、ウェーハユニット１９の斜視図が示されている。図１（Ｂ）はウェーハユニット１９の断面図である。
半導体ウェーハ（以下、単にウェーハと略称することがある）１１の表面には複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に形成されていると共に、分割予定ライン１３で区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。
ウェーハユニット１９は、環状フレームＦの開口１７を覆うように外周部が環状フレームＦに貼着された粘着テープであるダイシングテープＴにウェーハ１１の裏面が貼着されて構成されている。即ち、ウェーハユニット１９では、ウェーハ１５はダイシングテープＴを介して環状フレームＦに支持されている。
図２を参照すると、本発明実施形態に係るチャックテーブル１６を備えたスピンナー洗浄装置１２の一部破断斜視図が示されている。１４はスピンナー洗浄装置１２のハウジングであり、ハウジング１４内にチャックテーブル１６が回転可能且つ上昇位置であるウェーハ搬出入位置と下降位置である洗浄位置との間で上下方向に移動可能に配設されている。
図３及び図４に最もよく示されるように、チャックテーブル１６は、ＳＵＳ、アルミニウム合金等の金属から形成されたテーブルベース１８と、テーブルベース１８に固定された樹脂から形成された保持テーブル２０とを含んでいる。保持テーブル２０を形成する樹脂としては、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂等が使用可能である。
保持テーブル２０の上面には円形凹部２２が形成されており、円形凹部２２は環状凸部２４で囲繞されている。円形凹部２２の直径は、環状フレームＦの開口１７より小さくウェーハ１１の直径より大きく形成されており、円形凹部２２の底面２２ａは平坦面に形成されている。
円形凹部２２の底面２２ａの外周部には複数の吸引孔２６が形成されている。これらの吸引孔２６が形成された位置は、図４に示すように、ウェーハユニット１９がチャックテーブル１６に吸引保持された際、ウェーハ１１の外周よりも外側の位置であることが重要である。
吸引孔２６は吸引路２８，３０及び電磁切替弁３２を介して吸引源３４に接続されている。特に図示しないが、吸引孔２６を円形凹部２２の底面２２ａに形成せずに、円形凹部２２の内周面に形成するようにしてもよい。或いは、吸引孔２６を円形凹部２２の底面２２ａに加えて円形凹部の内周面に形成するようにしてもよい。
本実施形態のチャックテーブル１６では、チャックテーブル１６は導体であるテーブルベース１８と絶縁体である保持テーブル２０とから構成されている。従って、図４に示すように、半導体であるウェーハ１１がチャックテーブル１６に吸引保持された状態では、半導体であるウェーハ１１とテーブルベース１８との間に、絶縁体である保持テーブル２０が挟まれている。これは２枚の導体の間に絶縁体を挟んだ平行コンデンサと類似した構造と考えられる。
平行コンデンサでは、コンデンサの容量が小さければ小さいほど帯電量が小さくなる。本実施形態のチャックテーブル１６では、保持テーブル２０全体が樹脂から形成されているため、電荷が溜まり難く帯電量が常に小さく抑えられる。
静電破壊は、ウェーハ１１内での電子の移動に起因するものであり、電子の移動は溜まった電荷が放電した時に生じるが、本実施形態のチャックテーブル１６では帯電量が常に小さく抑えられるので、ウェーハ１１内での電子の移動も生じにくくなって放電が起こりにくくなり、結果として静電破壊を効果的に抑制することができる。
図２を再び参照すると、スピンナー洗浄装置１２は流体供給ユニット３８を備えている。流体供給ユニット３８は、純水供給源及びエア源に選択的に接続されるパイプ４０と、パイプ４０に嵌合しパイプ４０に対して回動可能なジョイント４２と、ジョイント４２に一端部が連結された洗浄水ノズル４４及びエアノズル４６とから構成される。これらのノズル４４，４６は水平旋回可能に支持されている。
４８は除電ユニットであり、チャックテーブル１６の上面にイオン化エアを吹き付けるイオン化エアノズル５０と、イオン化エアノズル５０の一端部が連結された回転シリンダ５２と、回転シリンダ５２に接続されたエアをイオン化するイオン化エア生成源５４とを含んでいる。
以下、上述した実施形態に係るスピンナー洗浄装置１２の作用について説明する。本実施形態のスピンナー洗浄装置１２は、切削ブレードによりウェーハ１１をダイシングする切削装置に配設されている。
ダイシングの終了したウェーハ１１を支持したウェーハユニット１９は、搬送装置によってスピンナー洗浄装置１２の真上に位置付けられる。次いで、スピンナー洗浄装置１２のチャックテーブル１６が上昇してウェーハ搬入位置に位置付けられ、ウェーハユニット１９がスピンナー洗浄装置１２のチャックテーブル１６上に載置され、環状フレームＦが図示しないクランプにより固定される。
次いで、図４に示すように、電磁切替弁３２を連通位置に切り替えて、吸引孔２６を吸引路２８，３０を介して吸引源３４に接続することにより、円形凹部２２内に負圧を発生させ、図４に示すように、ダイシングテープＴを円形凹部２２の底面２２ａに吸引し、ウェーハ１１をダイシングテープＴを介して円形凹部２２の底面２２ａで吸引保持する。
吸引孔２６はウェーハ１１よりも外周部分の保持面２２ａに開口しているので、ダイシングテープＴを介して吸引保持されたウェーハ１１の下側には吸引孔が存在せず、ウェーハ１１はダイシングテープＴを介して円形凹部２２の底面２２ａに密着する。従って、ウェーハ１１が５０μｍ程度に薄化されたウェーハであっても、吸引保持されたウェーハ１１が吸引孔２６に倣って変形することなくウェーハ１１の破損が完全に防止される。
再び図２を参照すると、チャックテーブル１６は回転軸３６に連結されており、図４に示すように、ウェーハ洗浄位置でウェーハ１１をダイシングテープＴを介して吸引保持したならば、チャックテーブル１６を例えば８００ｒｐｍで回転すると共に、洗浄水ノズル４４を往復旋回しながら洗浄水ノズル４４の先端から洗浄水を噴射する。
洗浄水は自転するウェーハ１１の上面に万遍なく吐出され、ウェーハ１１に付着している切削屑等の汚れ成分を洗浄水で洗い流す。所定の洗浄時間が経過したら、洗浄水の供給を停止して洗浄水ノズル４４を図２に示す待避位置に待避する。
続いて、チャックテーブル１６の回転速度を例えば３０００ｒｐｍ程度まで上昇し、ウェーハ１１に付着している洗浄水を遠心力により吹き飛ばす。これと同時に、エアノズル４６が往復旋回しながらエアノズル４６の先端から高圧の乾燥エアを吐出する。
乾燥エアは自転するウェーハ１１の上面に万遍なく行き渡り、遠心力による洗浄水を吹き飛ばす作用と相まってウェーハ１１は速やかに乾燥する。所定の乾燥時間が経過したら、乾燥エアの供給が停止されてエアノズル４６が図２に示す待避位置に待避する。
ウェーハ１１の洗浄及び乾燥が終了したら、チャックテーブル１６が上昇して搬出位置に位置付けられ、ウェーハ１１の吸引が解除され図示しない搬送装置によってウェーハユニット１９が次の工程が実施される場所に搬送される。
ウェーハユニット１９をスピンナー洗浄装置１２から搬出した後、イオン化エアノズル５０が往復旋回しながらイオン化エアがチャックテーブル１６の表面全面に吹き付けられる。所定のイオン化エア吹き付け時間が経過したらイオン化エアの吹き付けを停止し、次に搬送されてくるウェーハユニット１９の洗浄処理に備えることになる。
上述した実施形態のチャックテーブル１６では、ダイシングテープＴで覆う円形凹部２２で密閉空間を形成し、この密閉空間に負圧を発生させてウェーハ１１をダイシングテープＴを介して吸引保持するため、強力にウェーハ１１を保持することができる。
ウェーハ１１を吸引保持する際、ウェーハ１１は吸引孔２６と離間した位置で吸引保持されるので、平坦面である円形凹部２２の底面２２ａでウェーハ１１を強力に吸引保持することができる。
上述した実施形態では、本発明のチャックテーブル１６をスピンナー洗浄装置１２のスピンナーテーブルとして利用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、吸引孔や吸引溝を用いて吸引力を発生させるタイプの外周に凸部があっても問題のないチャックテーブル全般に適用することが可能である。
１１ 半導体ウェーハ
１２ スピンナー洗浄装置
１６ チャックテーブル
１８ テーブルベース
１９ ウェーハユニット
２０ 保持テーブル
２２ 円形凹部
２４ 環状凸部
２６ 吸引孔
２８，３０ 吸引路
３４ 吸引源
３８ 流体供給ユニット
４４ 洗浄水ノズル
４６ エアノズル
４８ 除電ユニット
５０ イオン化エアノズル
Ｔ 粘着テープ（ダイシングテープ）
Ｆ 環状フレーム

Claims (3)

  1. 環状フレームの開口を覆うように該環状フレームに貼着された粘着テープでウェーハが支持されたウェーハユニットを保持するチャックテーブルであって、
    該環状フレームの開口より小さくウェーハの直径より大きく形成され、平坦な底面を有する凹部と、
    該粘着テープを介して保持したウェーハを囲繞する領域の該凹部の該底面又は内周面に形成された複数の吸引孔と、
    該複数の吸引孔を吸引源に連通する吸引路と、を備え、
    該ウェーハユニットを保持する際は、該粘着テープで覆われた該凹部に負圧を発生させ、該粘着テープを介してウェーハを該底面で吸引保持することを特徴とするチャックテーブル。
  2. 環状フレームの開口を覆うように該環状フレームに貼着された粘着テープでウェーハが支持されたウェーハユニットの該ウェーハを洗浄する洗浄装置であって、
    回転可能に支持された請求項１記載のチャックテーブルと、
    該チャックテーブルに保持されたウェーハに流体を供給する流体供給手段と、
    を備えたことを特徴とする洗浄装置。
  3. 該チャックテーブルに保持されたウェーハにイオン化エアを供給する除電手段を更に備えたことを特徴とする請求項２記載の洗浄装置。
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