JP4235266B2

JP4235266B2 - 半導体ウェーハの吸着装置

Info

Publication number: JP4235266B2
Application number: JP01104597A
Authority: JP
Inventors: 洋篠山
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2017-01-24
Also published as: JPH10209247A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＩＣ等の回路が表面側に複数形成されている半導体ウェーハのような材料を研磨装置に供給し、半導体ウェーハの裏面を研削砥石等で研磨する際に、その供給に従事する搬送手段に取り付けて使用される半導体ウェーハの吸着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、ＩＣ等の回路が表面側に複数形成されている半導体ウェーハは、８インチ及び１２インチと大口径化の傾向にあると共に、放熱性の向上、移動通信及び携帯用パソコン等の機器の軽量化並びに小型化等のために、より薄く（２００μｍ前後）形成されることが要望されており、半導体ウェーハをチップ状に分割する前にその裏面を、例えば図１０に示したような、一例の研磨装置１等により研磨される。
【０００３】
この一例の研磨装置１は、作業台２上に回転自在に配設されたターンテーブル３と、該ターンテーブル３上に２以上配設され半導体ウェーハ４を保持するチャックテーブル５と、該チャックテーブル５と対峙して半導体ウェーハ４を研磨する研磨砥石６を備えた複数の研磨手段７とから概ね構成されている。
【０００４】
前記ターンテーブル３は、適宜の制御手段により回転駆動されて、前記チャックテーブル５をウェーハ搬出入領域Ａに位置付けすると共に、ウェーハ４を研磨する研磨領域Ｂに位置付けするように構成されている。そして、ターンテーブル３の回転により、チャックテーブル５がウェーハ搬出入領域Ａに位置付けされたときに、搬送手段８によってウェーハ４の供給と搬出とが行われ、研磨領域Ｂに位置付けされたときに、チャックテーブル５に保持されたウェーハ４の裏面が研磨砥石６によって所要厚さまで研磨される。
【０００５】
搬送手段８が配設されている近傍には、洗浄機能を備えた仮受け台９と、位置合せテーブル１０とが配設されており、この位置合せテーブル１０に対してウェーハ４をカセット１１から取り出して載置したり、または位置合せテーブル１０からウェーハ４をピックアップしてカセット１１に仕舞ったりするロボットアーム１２が配設されている。
【０００６】
そして、搬送手段８の先端には、ウェーハ４を吸着してピックアップするための吸着手段１３が取り付けられている。一般的な従来の吸着手段は、当該業界において広く知られている、所謂吸着盤形式のベルヌイチャックであったり、或いはゴムパットチャックである。
【０００７】
このような吸着盤形式の吸着手段によると、吸引力がウェーハの中央部に集中するので、ウェーハのサイズが大きくなり且つ薄く研磨されると、搬送途中で割れ易くなるという問題点を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この問題点を解決したのが、同一出願人に係る特開平８-５５８９６号公報に開示された発明、即ち吸着手段の全面で吸着するタイプの搬送手段である。しかしながら、全面で吸着するタイプの吸着手段は、吸引作用が生じない外周の平坦な面において新たな問題が生ずるようになった。
即ち、外周の平坦な面と吸着したウェーハとの間に切削水等が一面に存在し、その切削水の表面張力によって、吸引作用とは別の密着又は吸着作用が生じ、吸着手段の吸引作用が開放された後においても、しばしば吸着手段からウェーハが離れないという現象が生じ、搬送の作業性に支障を来たすと共に、これを無理に引き離そうとすると薄いウェーハは割れ易いという問題点が生ずる。
【０００９】
従って、従来技術の吸着手段または吸着装置においては、吸引作用によってウェーハを割らないように確実に吸着し、且つ吸引作用が解除された時に、ウェーハを確実に離すようにすることに解決しなければならない課題を有している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記従来例の課題を解決する具体的な手段として、本発明は、研磨液または研削水を供給しながら半導体ウェーハを研磨する研磨装置において研磨された半導体ウェーハを搬送する際の搬送手段に使用する吸着装置であって、上面側に吸引手段を兼ねた搬送手段への取付部が形成された円盤状の基台の下面に取り付けられ、半導体ウェーハを吸引保持する平坦な吸着面を備えた吸着面構成部材を有し、基台と吸着面構成部材との間に吸引手段に連結されている溝状空隙部が形成され、吸着面には、溝状空隙部と連通する吸引孔を持つ中央部の吸引領域とその外周を囲繞するリング状の非吸引領域とが形成されており、リング状の非吸引領域には、格子状の溝部を形成し該溝部の形成によって凸部が区画され溝部と凸部とによって複数の凹凸が形成されているか、または、直線状の溝群を方向を変えて複数条形成し溝群がない部分と該溝群とによって複数の凹凸が形成されていることを特徴とする半導体ウェーハの吸着装置を提供するものである。
【００１１】
更に、前記吸引領域は、ポーラス部材で形成されており、非吸引領域は、セラミックスで形成されていること；吸引領域には、複数の凹凸部が形成され、その一部の凹部に吸引孔形成されていること；及び半導体ウェーハの裏面を研磨する研磨装置に配設されることを付加的要件として含むものである。
【００１２】
本発明の吸着装置においては、ウェーハを全面で吸着するタイプの構成であっても、外周の非吸引領域に複数の凹凸が形成されていることにより、切削水等の表面張力の影響を受けず、吸引作用が解除されたときに確実に且つ速やかにウェーハを離すことができるのである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を図示の実施例により更に詳しく説明する。まず、図１〜５に示した第１実施例において、吸着装置２０は前記従来例の搬送手段８の先端に取り付けられるものであって、例えばセラミックス等で形成された円盤状の基台２１の上面側には、その中心部に吸引手段を兼ねた搬送手段８への取付部２２が形成され、更にその取付部の周辺には複数の取付部２３、２４、２５が適宜に形成されている。
【００１４】
これら取付部２２〜２５は、搬送手段のアームに取り付けられる関係上、所定の強度を付与するために、例えば金属製のブッシュによって形成されており、各ブッシュの中心部にはネジ孔２２ａ〜２５ａが形成されている。そして、各取付部、即ちブッシュ２２〜２５は基台２１に設けられた所要の孔に対して例えば接着手段等により強固に取り付けられるものである。尚、基台２１が金属製の場合には、ブッシュ等を必要としないで、基台２１の所定位置に各取付部２２〜２５を適宜形成することができる。
【００１５】
基台２１の下面（裏面）側には、略同形状（円盤状）の吸着面構成部材２６が一体的に取り付けられる。この吸着面構成部材２６は、例えばセラミックスで形成することができ、接着手段等により基台２１に対して一体に取り付けられる。そして、基台２１と吸着面構成部材２６との間に複数条の浅い溝状空隙部２７が周方向に沿って形成されており、これら溝状空隙部２７は、中心部の取付部２２に形成されたネジ孔２２ａと連通した状態になっている。
【００１６】
吸着面構成部材２６は、その下面が平坦な吸着面に形成され、その吸着面は吸引領域２８と非吸引領域２９とに分けて形成されている。この場合に、吸引領域２８は、中心部から所定の広さをもった円形状の領域であり、非吸引領域２９はその外周に位置する狭いリング状の領域である。そして、前記溝状空隙部２７は吸引領域２８に対応した位置に形成されている。
【００１７】
吸引領域２８は、図４及び図５に示したように、吸着面に複数の点状凸部３０が所定間隔をもって整列して形成され、これら点状凸部３０の間が実質的に凹部３１となるものである。従って、吸引領域２８の吸着面には複数の凹凸部が形成されることになる。
【００１８】
そして、吸着面の凹部３１には前記溝状空隙部２７と連通する吸引孔３２が複数個形成されており、該吸引孔３２を介し吸着面における凹部３１が減圧状態に維持され、それによって半導体ウェーハ４を吸着保持するものである。
【００１９】
非吸引領域２９には、全面的に格子状の溝部３３を形成し、該溝部３３の形成によって凸部３４が区画され、これら溝部３３と凸部３４とによって実質的に複数の凹凸部が非吸引領域２９に形成されることになる。
【００２０】
このように形成された非吸引領域２９においては、凹凸部の存在によって、切削水等の表面張力を破壊するので、仮に吸着する半導体ウェーハ４の表面に切削水等が存在していても、その表面張力の影響を遮断できるのである。
【００２１】
図６〜９に第２実施例の吸着装置２０を示してある。この第２実施例において前記第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明する。この吸着装置２０も前記従来例の搬送手段８の先端に取り付けられるものであって、例えばセラミックス等で所定の厚さに形成された円盤状の基台２１の上面側には、その中心部に吸引手段を兼ねた搬送手段８への取付部２２が形成され、更にその取付部の周辺には複数の取付部２３、２４、２５が適宜に形成されている。
【００２２】
これら取付部２２〜２５は、搬送手段のアームに取り付けられる関係上、所定の強度を付与するために、例えば金属製のブッシュによって形成されており、各ブッシュの中心部にはネジ孔２２ａ〜２５ａが形成されている。そして、各取付部、即ちブッシュ２２〜２５は基台２１に設けられた所要の孔に対して例えば接着手段等により強固に取り付けられるものである。これらの構成は、前記第１実施例と略同一である。
【００２３】
基台２１の下面（裏面）側は、図７の一部切欠図から明らかなように、中央部に所定大きさの円形状の凹陥部３５を抉り取った状態で形成し、該凹陥部３５内に通気性を有する材料、例えばポーラス部材３６を嵌着させて取り付け、該ポーラス部材３６が取り付けられた領域が所謂吸引領域２８となるのである。従って、円形状の凹陥部３５の外周に残されたリング状の部分が非吸引領域２９となるのであり、この非吸引領域２９は基台２１の一部で構成されることになる。
【００２４】
取り付けられるポーラス部材３６は、予め凹陥部３５の形状、大きさ及び深さに対応して形成しておき、ポーラス部材３６を凹陥部３５に嵌め込んで、例えば適宜の接着手段により一体的に取り付ける。そして、吸着面を構成する吸引領域２８と非吸引領域２９とが実質的に面一になるように加工する。
【００２５】
取り付けられたポーラス部材３６と凹陥部３５との間に、複数条の浅い溝状空隙部２７が周方向に沿って形成されており、これら溝状空隙部２７は、中心部の取付部２２に形成されたネジ孔２２ａと連通した状態になっている。この構成は前記第１実施例と同一である。
【００２６】
この第２実施例においても、非吸引領域２９には、前記凹陥部３５の円弧の接線方向に沿うように直線状の溝群３７を方角を変えて複数条形成し、該溝群３７の形成によって、その溝群がない部分とにより実質的に複数の凹凸部が非吸引領域２９に形成されることになる。
【００２７】
このように形成された非吸引領域２９においては、前記第１実施例と同様に、凹凸部の存在によって、切削水等の表面張力を破壊するので、仮に吸着する半導体ウェーハ４の表面に切削水等が存在していても、その表面張力の影響を遮断できるのである。
【００２８】
前記いずれの実施例における吸着装置２０も、図１０に示した研磨装置１における搬送手段８の吸着手段１３として使用することができるものであり、特に、研磨液または研削水を供給しながら研磨手段７によって半導体ウェーハ４が研磨された後に、ウェーハ搬出入領域Ａにおいて、搬送手段８によってチャックテーブル５からウェーハ４をピックアップする際に、該チャックテーブル５上に吸着装置２０を近接させて位置させ、適宜の吸引手段により吸引孔２２ａを介して吸引すると、吸引領域２８によってウェーハ４は吸着され、吸着装置２０の吸着面全面に当接した状態でピックアップされる。
【００２９】
一般に研磨後のウェーハ４はウェーハ搬出入領域Ａに来る前に、エアースプレー等により、水分および汚れ等は払拭されるが、仮にウェーハ４の表面に水滴等が残っていた場合でも、搬送作業は行われるのであるから、吸着装置２０によって吸着したときに、特に、非吸着領域２９においては、凹凸が形成されていることにより、水滴の拡がりを防止すると共に水の表面張力を破壊し、表面張力の影響を全く受けない状態になる。
【００３０】
従って、吸着装置２０によりウェーハ４を吸着した後に、所定の位置に搬送して吸引領域２８における吸引力を解除すれば、ウェーハ４は直ちに離脱して所定の位置に載置される。また、吸着領域２８に水滴があった場合には、吸引力により吸引除去されるので、水滴等による表面張力の影響を受けることは全くない。なお、前記実施例において、研磨装置１の搬送手段８に取り付けて使用する例について説明したが、これに限定されることなく、他の装置の搬送手段にも適用できることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る半導体ウェーハの吸着装置は、半導体ウェーハを搬送する際に使用する吸着装置であって、半導体ウェーハを吸引保持する平坦な吸着面を有し、該吸着面には、吸引領域とその外周に非吸引領域とが形成されており、該非吸引領域には複数の凹凸が形成されている構成としたことにより、特に、前記複数の凹凸の形成によって、水滴の表面張力を破壊してその影響を遮断できるので、従来半導体ウェーハの搬送工程において、非吸引領域において生じていた水滴による表面張力での密着性で、吸着支持した半導体ウェーハが吸引力を解除しても離脱しないという不都合を解消できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る吸着装置の平面図である。
【図２】同実施例の吸着装置の一部を切り欠いて示した下面図である。
【図３】図２のＣ−Ｃ線に沿う略示的断面図である。
【図４】図３のＤで示した部分の拡大断面図である。
【図５】図４で示した拡大部分の下面図である。
【図６】本発明の第２実施例に係る吸着装置の平面図である。
【図７】同実施例の吸着装置の一部を切り欠いて示した下面図である。
【図８】図６のＥ−Ｅ線に沿う略示的断面図である。
【図９】図８のＦで示した部分の拡大断面図である。
【図１０】一般的に使用されている一例の研磨装置の略示的斜視図である。
【符号の説明】
１……研磨装置、２……作業台、３……ターンテーブル、
４……半導体ウェーハ、５……チャックテーブル、６……研磨砥石、
７……研磨手段、８……搬送手段、９……仮受け台、
１０……位置合せテーブル、１１……カセット、１２……ロボットアーム、
１３……吸着手段、Ａ……ウェーハ搬出入領域、Ｂ……研磨領域、
２０……吸着装置、２１……基台、２２〜２５……取付部、
２２ａ……吸引孔を兼ねたネジ孔、２３ａ〜２５ａ……ネジ孔、
２６……吸着面構成部材、２７……溝状空隙部、２８……吸引領域、
２９……非吸引領域、３０……点状凸部、３１、３４……凹部、
３２……吸引孔、３３……溝部、３５……凹陥部、
３６……ポーラス部材、３７……溝群。

Claims

研磨液または研削水を供給しながら半導体ウェーハを研磨する研磨装置において研磨された半導体ウェーハを搬送する際の搬送手段に使用する吸着装置であって、
上面側に吸引手段を兼ねた搬送手段への取付部が形成された円盤状の基台の下面に取り付けられ、半導体ウェーハを吸引保持する平坦な吸着面を備えた吸着面構成部材を有し、
該基台と該吸着面構成部材との間に吸引手段に連結されている溝状空隙部が形成され、
該吸着面には、該溝状空隙部と連通する吸引孔を持つ中央部の吸引領域とその外周を囲繞するリング状の非吸引領域とが形成されており、
該リング状の該非吸引領域には、格子状の溝部を形成し該溝部の形成によって凸部が区画され該溝部と該凸部とによって複数の凹凸が形成されているか、または、直線状の溝群を方向を変えて複数条形成し該溝群がない部分と該溝群とによって複数の凹凸が形成されていることを特徴とする半導体ウェーハの吸着装置。
吸引領域は、ポーラス部材で形成されており、非吸引領域は、セラミックスで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの吸着装置。
吸引領域には、複数の凹凸部が形成され、その一部の凹部に吸引孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの吸着装置。
半導体ウェーハの裏面を研磨する研磨装置に配設される請求項１、２又は３のいずれかに記載の吸着装置。