JP4634949B2 - Wafer holding pad - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハを吸引保持するためのウエーハの保持パッドに関する。 The present invention relates to a wafer holding pad for sucking and holding a wafer such as a semiconductor wafer.
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハもストリートに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。 In the semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by dividing lines called streets arranged in a lattice pattern on the surface of a substantially wafer-shaped semiconductor wafer, and devices such as ICs, LSIs, etc. are partitioned in the partitioned regions. Form. Then, the semiconductor wafer is cut along the streets to divide the region in which the device is formed to manufacture individual semiconductor chips. In addition, optical device wafers with gallium nitride compound semiconductors laminated on the surface of a sapphire substrate are also divided into individual optical devices such as light emitting diodes and laser diodes by cutting along the streets, and are widely used in electrical equipment. ing.
上述したように分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に裏面を研削またはエッチングによって所定の厚さに形成される。近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するためにウエーハの厚さを50μm以下に形成することが要求されている。
しかるに、ウエーハの厚さを50μm以下に形成すると破損し易くなり、ウエーハの搬送等の取り扱いが困難になるという問題がある。
As described above, the wafer to be divided is formed to have a predetermined thickness by grinding or etching the back surface before cutting along the street. In recent years, it has been required to form a wafer with a thickness of 50 μm or less in order to reduce the weight and size of electrical equipment.
However, if the thickness of the wafer is formed to be 50 μm or less, the wafer tends to be damaged, and there is a problem that handling such as transport of the wafer becomes difficult.
上述した問題を解消するために本出願人は、ウエーハの裏面におけるデバイス領域に対応する領域を研削してデバイス領域の厚さを所定厚さに形成するとともに、ウエーハの裏面における外周部を残存させて環状の補強部を形成することにより、剛性を有するウエーハを形成することができるウエーハの加工方法を特願2005−165395号として提案した。 In order to solve the above-mentioned problem, the present applicant grinds the region corresponding to the device region on the back surface of the wafer to form the thickness of the device region to a predetermined thickness, and leaves the outer peripheral portion on the back surface of the wafer. Japanese Patent Application No. 2005-165395 has proposed a method of processing a wafer capable of forming a rigid wafer by forming an annular reinforcing portion.
上述したように所定の厚さに形成されたウエーハを搬送するためには、一般にウエーハの全面を吸引保持する全面吸着パッドが用いられている。しかるに、上述した外周部に環状の補強部が設けられ凹部が形成されたウエーハを全面吸着パッドによって吸引保持すると、薄く形成されたデバイス領域が湾曲して破損するという問題がある。 As described above, in order to transport a wafer formed to have a predetermined thickness, a full-surface suction pad that sucks and holds the entire surface of the wafer is generally used. However, if the wafer having the annular reinforcing portion provided on the outer peripheral portion and having the concave portion formed thereon is sucked and held by the entire suction pad, there is a problem that the thinly formed device region is bent and damaged.
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、外周部に環状の補強部が設けられ凹部が形成されたウエーハであっても破損させることなく吸引保持することができるウエーハの保持パッドを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and the main technical problem thereof is that even a wafer in which an annular reinforcing portion is provided on the outer peripheral portion and a concave portion is formed can be sucked and held without being damaged. An object of the present invention is to provide a wafer holding pad that can be used.
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを備えたウエーハを保持するウエーハの保持パッドであって、
該外周余剰領域に対応する環状の吸引保持面を備え該吸引保持面に吸引孔が開口された保持部と、該保持部を支持する支持部と、を具備している、
該環状の保持面を備えた該保持部は、ウエーハの直径に対応して同心円状に複数個設けられており、
該支持部には、該環状の保持面を備えた該保持部の内側を大気に開放する大気開放穴が形成されている、
ことを特徴とするウエーハの保持パッドが提供される。
In order to solve the main technical problem described above, according to the present invention, there is provided a wafer holding pad for holding a wafer having a device region having a plurality of devices formed on a surface and an outer peripheral surplus region surrounding the device region. And
A holding part having an annular suction holding surface corresponding to the outer peripheral surplus area and having a suction hole opened in the suction holding surface; and a support part for supporting the holding part.
A plurality of the holding portions having the annular holding surface are provided concentrically corresponding to the diameter of the wafer,
The support portion is formed with an air opening hole that opens the inside of the holding portion having the annular holding surface to the atmosphere.
A wafer holding pad is provided.
上記吸引孔は、上記環状の吸引保持面に沿って形成された連通溝からなっている。
また、ウエーハの外周余剰領域にはウエーハの結晶方位を示すマークが形成されており、上記連通溝は該マークが形成されている領域を除いて形成されていることが望ましい。
The suction hole includes a communication groove formed along the annular suction holding surface.
Further, in the peripheral marginal area of the wafer and a mark indicating the crystal orientation of the wafer is formed, the communication Tsumizo is preferably formed except the area where the mark is formed.
本発明によれば、デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを備えたウエーハを保持するウエーハの保持パッドは、外周余剰領域に対応する環状の吸引保持面を備え該吸引保持面に吸引孔が開口された保持部を備えているので、環状の吸引保持面によってウエーハの外周余剰領域のみを吸引保持するため、デバイス領域には負圧が作用しないので、外周余剰領域に環状の補強部が設けられデバイス領域に凹部が形成されたウエーハであってもデバイス領域を破損させることなく吸引保持することができる。 According to the present invention, a wafer holding pad for holding a wafer having a device region and an outer peripheral surplus region surrounding the device region includes an annular suction holding surface corresponding to the outer peripheral surplus region. Since the suction hole is provided with a holding part, only the outer peripheral surplus area of the wafer is sucked and held by the annular suction holding surface, so that no negative pressure acts on the device area. Even a wafer in which a portion is provided and a recess is formed in the device region can be sucked and held without damaging the device region.
以下、本発明によるウエーハの保持パッドの好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
先ず、本発明によるウエーハの保持パッドによって吸引保持される表面に複数のデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを備えたウエーハの加工方法について説明する。
図1には、所定の厚さに加工される前のウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図1に示す半導体ウエーハ10は、例えば厚さが700μmのシリコンウエーハからなっており、表面10aに複数のストリート101が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート101によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス102が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ10は、デバイス102が形成されているデバイス領域104と、該デバイス領域104を囲繞する外周余剰領域105を備えている。また、図1に示す半導体ウエーハ10の外周には、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ106が形成されている。なお、シリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしては、オリエンテーションフラットのものもある。
Hereinafter, preferred embodiments of a wafer holding pad according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
First, a method of processing a wafer provided with a device region in which a plurality of devices are formed on a surface sucked and held by a wafer holding pad according to the present invention and an outer peripheral surplus region surrounding the device region will be described.
FIG. 1 shows a perspective view of a semiconductor wafer as a wafer before being processed to a predetermined thickness. A
上記のように構成された半導体ウエーハ10の表面10aには、図2に示すように保護部材11を貼着する(保護部材貼着工程)。従って、半導体ウエーハ10の裏面10bが露出する形態となる。
As shown in FIG. 2, the
保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ10の裏面10bにおけるデバイス領域104に対応する領域を研削してデバイス領域104の厚さを所定厚さに形成するとともに、半導体ウエーハ10の裏面10bにおける外周余剰領域105に対応する領域を残存させて環状の補強部を形成する補強部形成工程を実施する。この補強部形成工程は、図3に示す研削装置によって実施する。
When the protective member attaching step is performed, the region corresponding to the
図3に示す研削装置2は、略直方体状の装置ハウジング20を具備している。装置ハウジング20の図3において右上端には、静止支持板21が立設されている。この静止支持板21の内側面には、上下方向に延びる1対の案内レール22、22が設けられている。一対の案内レール22、22には研削手段としての研削ユニット3が上下方向に移動可能に装着されている。
The
研削ユニット3は、ユニットハウジング31と、該ユニットハウジング31の下端に回転自在に装着されたホイールマウント32に締結ボルト334によって締結され装着された研削ホイール33と、該ユニットハウジング31の上端に装着されホイールマウント32を矢印32aで示す方向に回転せしめる電動モータ34と、ユニットハウジング31を装着した取り付け部材35と、該取り付け部材35が取付けられた移動基台36を具備している。研削ホイール33は、円板状の基台331と、該基台331の下面に装着された環状の研削砥石332とからなっており、基台331が複数の締結ボルト334によってホイールマウント32に取付けられている。
The grinding unit 3 includes a
図示の実施形態における研削ユニット3は、上記移動基台36を一対の案内レール22、22に沿って移動させ研削ホイール33を後述するチャックテーブルの保持面に垂直な方向に移動せしめる垂直移動手段37を具備している。垂直移動手段37は、上記静止支持板21に一対の案内レール22、22と平行に上下方向に配設され回転可能に支持された雄ねじロッド371と、該雄ねじロッド371を回転駆動するためのパルスモータ372と、上記移動基台36に装着され雄ねじロッド371と螺合する図示しない雌ねじブロックを具備しており、パルスモータ372によって雄ねじロッド371を正転および逆転駆動することにより、研削ユニット3を上下方向(後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向)に移動せしめる。
The grinding unit 3 in the illustrated embodiment moves the
図示の実施形態における研削装置2は、上記静止支持板21の前側において装置ハウジング20の上面と略面一となるように配設されたターンテーブル4を具備している。このターンテーブル4は、比較的大径の円盤状に形成されており、図示しない回転駆動機構によって矢印4aで示す方向に適宜回転せしめられる。ターンテーブル4には、図示の実施形態の場合それぞれ180度の位相角をもって2個のチャックテーブル5が水平面内で回転可能に配置されている。このチャックテーブル5は、円盤状の基台51とポーラスセラミック材によって円盤状に形成され吸着保持チャック52とからなっており、吸着保持チャック52上(保持面)に載置された被加工物を図示しない吸引手段を作動することにより吸引保持する。このように構成されたチャックテーブル5は、図3に示すように図示しない回転駆動機構によって矢印5aで示す方向に回転せしめられる。ターンテーブル4に配設された2個のチャックテーブル5は、ターンテーブル4が適宜回転することにより被加工物搬入・搬出域A、研削加工域Bおよび被加工物搬入・搬出域Aに順次移動せしめられる。図示の実施形態における研削装置2は、チャックテーブル5上に保持され後述する研削加工が施された半導体ウエーハ10をチャックテーブル5から搬出するウエーハ搬送手段6を具備している。このウエーハ搬送手段6については、後で詳細に説明する。
The
上述した研削装置2を用いて補強部形成工程を実施するには、被加工物搬入・搬出域Aに位置付けられたチャックテーブル5の上面(保持面)に図示しないウエーハ搬入手段によって搬送された上記半導体ウエーハ10の保護部材11側を載置し、半導体ウエーハ10をチャックテーブ5上に吸引保持する。次に、ターンテーブル4を図示しない回転駆動機構によって矢印4aで示す方向に180度回動せしめて、半導体ウエーハ10を載置したチャックテーブル5を研削加工域Bに位置付ける。ここで、チャックテーブル5に保持された半導体ウエーハ10と研削ホイール33を構成する環状の研削砥石332の関係について、図4を参照して説明する。チャックテーブル5の回転中心P1と環状の研削砥石332の回転中心P2は偏芯しており、環状の研削砥石332の外径は、半導体ウエーハ10のデバイス領域104と余剰領域105との境界線106の直径より小さく境界線106の半径より大きい寸法に設定され、環状の研削砥石332がチャックテーブル5の回転中心P1(半導体ウエーハ10の中心)を通過するようになっている。
In order to carry out the reinforcing portion forming step using the
次に、図3および図4に示すようにチャックテーブル5を矢印5aで示す方向に300rpmで回転しつつ、研削砥石332を矢印32aで示す方向に6000rpmで回転せしめるとともに、垂直移動手段37を作動して研削ホイール33即ち研削砥石332を半導体ウエーハ10の裏面に接触させる。そして、研削ホイール33即ち研削砥石332を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ10の裏面には、図5に示すようにデバイス領域104に対応する領域が研削除去されて所定厚さ(例えば30μm)の円形状の凹部104bに形成されるとともに、外周余剰領域105に対応する領域が残存されて環状の補強部105bに形成される。
Next, as shown in FIGS. 3 and 4, while rotating the chuck table 5 in the direction indicated by the
上述した補強部形成工程を実施したならば、ターンテーブル4を図示しない回転駆動機構によって矢印4aで示す方向に180度回動せしめて、補強部形成工程が実施された半導体ウエーハ10を載置したチャックテーブル5を被加工物搬入・搬出域Aに位置付ける。被加工物搬入・搬出域Aに位置付けられたチャックテーブル5に保持された補強部形成工程が実施された半導体ウエーハ10は、ウエーハ搬送手段6の保持パッド7に吸引保持され次工程に搬送される。
If the reinforcement part formation process mentioned above was implemented, the turntable 4 was rotated 180 degree | times to the direction shown by the arrow 4a with the rotation drive mechanism which is not shown in figure, and the
ここで、ウエーハ搬送手段6について、図6乃至図8を参照して説明する。
図6乃至図8に示すウエーハ搬送手段6は、本発明に従って構成された保持パッド7と、該保持パッド7を支持する作動アーム8を具備しており、作動アーム8の基端部が図3に示すように回動軸9に連結されている。なお、回動軸9図示しない回転駆動手段によって回動せしめられるとともに、図示しない移動手段によって上下方向に移動せしめられるようになっている。
Here, the wafer conveyance means 6 will be described with reference to FIGS.
6 to 8 includes a
保持パッド7は、図7および図8に示すように上記半導体ウエーハ10の外周余剰領域105即ち環状の補強部105bに対応する第1の環状の保持部71と、該第1の環状の保持部71の径方向外側に同心円状に配置された第2の環状の保持部72と、該第1の環状の保持部71および第2の環状の保持部72を支持する円形状の支持部73とからなっている。第1の環状の保持部71は、半導体ウエーハ10の外周余剰領域105即ち環状の補強部105bに対応する環状の吸引保持面711を備えている。また、第1の環状の保持部71には、環状の吸引保持面711に開口する吸引孔712が設けられている。この吸引孔712は、環状の吸引保持面711に沿って形成された連続溝からなっており、半導体ウエーハ10の結晶方位を示すマークとしてのノッチ106と対応する領域711aを除いて形成されている。このように形成された吸引孔712には吸引通路713が連通して設けられている。第2の環状の保持部72は、上記半導体ウエーハ10より直径の大きいウエーハに対応する大きさに形成されており、第1の環状の保持部71と同様に環状の吸引保持面721と、該環状の吸引保持面721に開口する吸引孔722と、吸引通路723を備えている。このように構成された第1の環状の保持部71および第2の環状の保持部72は、図6に示すようにそれぞれ吸引通路713および吸引通路723が吸引手段74に接続されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
吸引手段74は、吸引源741と、該吸引源741と上記吸引通路713および吸引通路723とを連通する第1のフレキシブルパイプ742および第2のフレキシブルパイプ743と、該第1のフレキシブルパイプ742および第2のフレキシブルパイプ743にそれぞれ配設された第1の電磁開閉弁744および第2の電磁開閉弁745とからなっている。このように構成された吸引手段74は、第1の電磁開閉弁744をONして開路すると、吸引源741から第1のフレキシブルパイプ742および吸引通路713を介して吸引孔712に負圧を作用せしめる。また、第2の電磁開閉弁745をONして開路すると、吸引源741から第2のフレキシブルパイプ743および吸引通路723を介して吸引孔722に負圧を作用せしめる。
The suction means 74 includes a
上記円形状の支持部73は、図示の実施形態においては適宜の合成樹脂によって上記第1の環状の保持部71および第2の環状の保持部72と一体に形成されており、第1の環状の保持部71および第2の環状の保持部72の吸引保持面711および吸引保持面721と反対側の面と接続されている。このように形成された円形状の支持部73には、第1の環状の保持部71の内側および第2の環状の保持部72の内側をそれぞれ大気に開放する複数の大気開放穴731および732が形成されている。また、支持部73の上面中央部には支持軸部733が突出して形成されており、この支持軸部733が上記作動アームの先端部に装着される。支持軸部733の上端には係止部733aが設けられており、この係止部733aが作動アーム8に形成された係合部81と係合するようになっている。なお、支持部73の上面と作動アーム8との間には圧縮コイルばね82が配設され、支持部73を図8において下方に向けて付勢している。
In the illustrated embodiment, the
図示の実施形態におけるウエーハ搬送手段6は以上のよう構成されており、以下その作用について説明する。
ウエーハ搬送手段6は図3に示す状態から図示しない回転駆動機構によって回動軸9を所定角度回動し、作動アーム8の先端部に装着された保持パッド7を被加工物搬入・搬出域Aに位置付けられたチャックテーブル5に保持されている半導体ウエーハ10の上方に移動する。次に、図示しない移動手段によって回動軸9を下方に移動することにより、図9に示すように保持パッド7の第1の環状の保持部71の環状の吸引保持面711を半導体ウエーハ10の外周余剰領域105即ち環状の補強部105bの上面に載置する。このとき、環状の吸引保持面711における吸引孔712が形成されていない領域711aが半導体ウエーハ10の結晶方位を示すマークとしてのノッチ106と対応する位置に位置付けられるように設定されている。そして、チャックテーブル5による半導体ウエーハ10の吸引保持を解除し、上記吸引手段74の第1の電磁開閉弁744をONして開路する。この結果、吸引源741から第1のフレキシブルパイプ742、吸引通路713および吸引孔712を介して第1の環状の保持部71の環状の吸引保持面711に負圧が作用するため、該環状の吸引保持面711に半導体ウエーハ10の外周余剰領域105即ち環状の補強部105bの上面が吸引保持される。
The wafer transport means 6 in the illustrated embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below.
The wafer transfer means 6 rotates the rotation shaft 9 by a predetermined angle from the state shown in FIG. 3 by a rotation drive mechanism (not shown), and the
このように保持パッド7は、環状の吸引保持面711によって半導体ウエーハ10の外周余剰領域105即ち環状の補強部105bのみを吸引保持するので、デバイス領域104には負圧が作用しないので、薄肉に形成されたデバイス領域104が負圧により湾曲して破損することはない。また、第1の環状の保持部71の吸引保持面711に作用する負圧は洩れて第1の環状の保持部71内に作用する場合もあるが、保持パッド7を構成する支持部73には大気開放穴731が設けられているので、第1の環状の保持部71内が負圧となることはない。従って、半導体ウエーハ10の薄肉に形成されたデバイス領域104が負圧によって湾曲することによる破損を未然に防止できる。また、図示の実施形態においては、保持パッド7の環状の吸引保持面711における吸引孔712が形成されていない領域711aが半導体ウエーハ10の結晶方位を示すマークとしてのノッチ106と対応する位置に位置付けられるように設定されているので、ノッチ106を通して負圧が洩れることがない。なお、図示の実施形態においては、保持パッド7は第1の環状の保持部71と第2の環状の保持部72を備えているので、径の異なる2種類のウエーハに対応することができる。
In this way, the
以上本発明によるウエーハの保持パッドを研削装置の搬送手段に適用した例を示すたが、本発明によるウエーハの保持パッドは他の加工装置および加工装置間においてウエーハを搬送する搬送手段にも適用することができる。 Although the example in which the wafer holding pad according to the present invention is applied to the conveying means of the grinding apparatus has been described above, the wafer holding pad according to the present invention is also applied to the conveying means for conveying the wafer between other processing apparatuses and processing apparatuses. be able to.
2:研削装置
20:装置ハウジング
3:研削ユニット
31:ユニットハウジング
32:ホイールマウント
33:研削ホイール
332:環状の研削砥石
4:ターンテーブル
5:チャックテーブル
6:ウエーハ搬送手段
7:保持パッド
71:第1の環状の保持部
711:環状の吸引保持面
712:吸引孔
713:吸引通路
72:第2の環状の保持部
721:環状の吸引保持面
722:吸引孔
723:吸引通路
74:吸引手段
741:吸引源
742:第1のフレキシブルパイプ
743:第2のフレキシブルパイプ
744:第1の電磁開閉弁
745:第2の電磁開閉弁
8:作動アーム
9:回動軸
10:半導体ウエーハ
101:ストリート
102:デバイス
104:デバイス領域
105:余剰領域
104b:円形状の凹部
105b:環状の補強部
2: grinding device 20: device housing 3: grinding unit 31: unit housing 32: wheel mount 33: grinding wheel 332: annular grinding wheel 4: turntable 5: chuck table 6: wafer transport means 7: holding pad 71: first 1 annular holding portion 711: annular suction holding surface 712: suction hole 713: suction passage 72: second annular holding portion 721: annular suction holding surface 722: suction hole 723: suction passage 74: suction means 741 : Suction source 742: first flexible pipe 743: second flexible pipe 744: first electromagnetic on-off valve 745: second electromagnetic on-off valve 8: operating arm 9: rotating shaft 10: semiconductor wafer 101: street 102 : Device 104: device region 105:
Claims (3)
該外周余剰領域に対応する環状の吸引保持面を備え該吸引保持面に吸引孔が開口された保持部と、該保持部を支持する支持部と、を具備している、
該環状の保持面を備えた該保持部は、ウエーハの直径に対応して同心円状に複数個設けられており、
該支持部には、該環状の保持面を備えた該保持部の内側を大気に開放する大気開放穴が形成されている、
ことを特徴とするウエーハの保持パッド。 A wafer holding pad for holding a wafer comprising a device region having a plurality of devices formed on a surface and an outer peripheral surplus region surrounding the device region,
A holding part having an annular suction holding surface corresponding to the outer peripheral surplus area and having a suction hole opened in the suction holding surface; and a support part for supporting the holding part.
A plurality of the holding portions having the annular holding surface are provided concentrically corresponding to the diameter of the wafer,
The support portion is formed with an air opening hole that opens the inside of the holding portion having the annular holding surface to the atmosphere.
A wafer holding pad.
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