JP4965485B2 - 処理液浸透ユニットおよび処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板と基板を支持する支持板とを貼着している接着剤に対して、処理液を浸透させる処理液浸透ユニット、およびこれを備えた処理装置に関する。
携帯電話、デジタルAV機器およびICカード等の高機能化に伴い、搭載される半導体シリコンチップ(以下、チップ)を小型化および薄板化することによって、パッケージ内にチップを高集積化する要求が高まっている。パッケージ内のチップの高集積化を実現するためには、チップの厚さを25〜150μmの範囲にまで薄くする必要がある。
しかしながら、チップのベースとなる半導体ウエハ(以下、ウエハ)は、研削することにより肉薄となるため、その強度は弱くなり、ウエハにクラックまたは反りが生じやすくなる。また、薄板化することによって強度が弱くなったウエハを自動搬送することは困難であるため、人手によって搬送しなければならず、その取り扱いが煩雑であった。
そのため、研削するウエハにサポートプレートと呼ばれる、ガラス、硬質プラスチック等からなるプレートを貼り合わせることによって、ウエハの強度を保持し、クラックの発生およびウエハの反りを防止するウエハサポートシステムが開発されている。ウエハサポートシステムによりウエハの強度を維持することができるため、薄板化した半導体ウエハの搬送を自動化することができるのである。
ウエハとサポートプレートとは、粘着テープ、熱可塑性樹脂、接着剤等を用いて貼り合わせられている。その後、ウエハをダイシングする前にサポートプレートを基板から剥離する。ウエハとサポートプレートとの貼り合わせに粘着テープを用いる場合は、ウエハをサポートプレートから引き剥がす、熱可塑性樹脂を用いる場合は樹脂を加熱して樹脂を溶解させる、接着剤を用いる場合は溶解液を用いて接着剤を溶解させること等によって、ウエハをサポートプレートから剥離する。
たとえば、特許文献1には、接着剤を用いてウエハとサポートプレートとを貼り合わせ、溶解液により接着剤を溶解させることによって、ウエハをサポートプレートから剥離する技術が開示されている。特許文献1においては、厚さ方向に貫通した貫通孔を有するサポートプレートを用いており、ウエハをサポートプレートから剥離する際には、サポートプレート側から貫通孔を介して溶解液が接着剤に供給されるようになっている。
特開2006−135272号公報(2006年5月25日公開)
上述のように、ウエハの支持部材として貫通孔を有するサポートプレートを使用した場合には、サポートプレート側から貫通孔を介して溶解液が接着剤に供給されるため、貫通孔近傍の接着剤から溶解液が浸透し、ウエハ側に向かって溶解が進む。そして、溶解液を接着剤全体に浸透させ、接着剤全体を溶解させることによって、ウエハをサポートプレートから剥離する。
しかしながら、接着剤全体に溶解液を浸透させるのに時間がかかるため、接着剤の溶解に時間がかかる。また、接着剤を均一に溶解させることが困難である。その結果、ウエハをサポートプレートから剥離するのに時間がかかり、生産効率の低下につながる。そのため、ウエハとサポートプレートとを貼り合わせている接着剤に、短時間で均一に溶解液を浸透させる装置の開発が求められている。また、接着剤に短時間で溶解液を浸透させることが可能な装置であれば、ウエハをサポートプレートから剥離した後に、ウエハ表面に残留した接着剤を短時間で取り除くことができるため、ウエハの洗浄装置としての利用も期待される。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウエハとサポートプレートとを貼り合わせている接着剤、またはウエハ表面に付着した接着剤に、接着剤を溶解させる処理液をより短時間で均一に浸透させることが可能な処理液浸透ユニット、および当該処理液浸透ユニットを備えた処理装置を提供することにある。
本発明に係る処理液浸透ユニットは、基板と基板を支持する支持板とを貼着している接着剤に対して、処理液を浸透させる処理液浸透ユニットであって、少なくとも1つの振動部と、該接着剤と該振動部との間に配置され、処理液が供給された該接着剤に該振動部による振動を伝達する振動伝達部とを備えていることを特徴としている。
また、本発明に係る処理液浸透ユニットは、基板表面の付着物に対して処理液を供給し、当該付着物を基板表面から除去する処理液浸透ユニットであって、少なくとも1つの振動部と、該付着物と該振動部との間に配置され、処理液が供給された該付着物に該振動部による振動を伝達する振動伝達部とを備えていることを特徴としている。
本発明に係る処理装置は、基板と基板を支持する支持板とを貼着している接着剤に対して、処理液を供給する処理液供給手段と、該処理液が供給された該接着剤に対して、該処理液を浸透させる処理液浸透ユニットとを備え、該処理液浸透ユニットは、少なくとも1つの振動部と、該接着剤と該振動部との間に配置され、処理液が供給された該接着剤に該振動部による振動を伝達する振動伝達部とを備えていることを特徴としている。
また、本発明に係る処理装置は、基板表面の付着物に対して、処理液を供給する処理液供給手段と、該処理液が供給された該付着物に対して、該処理液を浸透させる処理液浸透ユニットとを備え、該処理液浸透ユニットは、少なくとも1つの振動部と、該付着物と該振動部との間に配置され、処理液が供給された該付着物に該振動部による振動を伝達する振動伝達部とを備えていることを特徴としている。
本発明に係る処理液浸透ユニットは、少なくとも1つの振動部と、接着剤と振動部との間に配置され、接着剤を溶解させる処理液が供給された接着剤に振動部による振動を伝達する振動伝達部とを備えているので、ウエハとサポートプレートとを貼り合わせている接着剤、またはウエハ表面に付着した接着剤に供給された処理液の浸透を促すことによって、接着剤に短時間で均一に溶解液を浸透させることが可能である。
〔処理液浸透ユニット〕
(第1の実施形態)
本発明の一実施形態に係る処理液浸透ユニットについて、図1および2を参照して以下に説明する。図1は、第1の実施形態に係る処理液浸透ユニット10の上面図であり、図2は、図1の処理液浸透ユニット10のA−A’線における矢視断面図である。図1および2に示すように、処理液浸透ユニット10は、振動部11、振動伝達部12、空洞部13、液体注入口(注入口)14、液体排出口(排出口)15、溶解液注入口(処理液供給口)16および溶解液排出口(処理液排出口)17を備えている。振動部11は、振動伝達部12上に、当該振動伝達部12に接するように設けられている。
また、図2において、振動部11の振動伝達部12を挟んで反対側には、接着剤を用いてウエハ20とサポートプレート21とが貼り合わされた積層体22が配設されている。すなわち、振動伝達部12は、振動部11と積層体22との間に位置している。本実施形態においては、サポートプレート21として、厚さ方向に貫通した貫通孔を複数有するサポートプレート21を用いている。積層体22において、ウエハ20をサポートプレート21から剥離するとき、ウエハ20とサポートプレート21とを貼り合わせている接着剤に、接着剤を溶解させる溶解液(処理液)を供給する。処理液浸透ユニット10は、溶解液が供給された接着剤に、溶解液を浸透させるものである。
(振動部11)
振動部11は、例えば、振動部11自体が振動すること等によって振動を生じさせるバイブレータ等である。具体的には、低周波で20〜100kHz、および高周波で400〜1000kHzの超音波を発生させるものであることが好ましい。本実施形態においては、4つの振動部11がそれぞれ対向するように設けられているが、これに限定されず、振動伝達部12上において振動が生じるように、少なくとも1つの振動部11を備えていればよく、5つ以上備えていてもよい。
(振動伝達部12)
振動伝達部12は、振動部11から生じた振動を積層体22に伝達するものであり、内部に空洞部13を有する筐体である。空洞部13は、溶解液注入口16を中心としていわゆるドーナツ状に形成されており、振動伝達部12において振動部11の下には空洞部13が位置するようになっている。そして、空洞部13中には、液体が充填されている。振動伝達部12の内部の空洞部13に液体が充填されていることによって、振動部11からの振動は液体中において拡散される。したがって、振動部11からの振動をより広範囲に伝達することが可能である。
振動伝達部12は、振動部11からの振動を効率よく積層体22側に伝達し得るように、ステンレス等の振動の伝達効率のよい金属により構成されていることが好ましい。振動伝達部12の積層体22が配置される側の面は、積層体22の振動伝達部12に面する面の面積と略同一、またはより大きいことが好ましい。これにより、振動部11からの振動を積層体22に確実に伝達することができる。
振動伝達部12の厚さ方向の長さは、振動部11から伝達される振動の振幅が、振動伝達部12の積層体22側の面に到達するときに最大になるような長さにすることが好ましい。これにより、積層体22に効率よく振動を伝達することができる。振動伝達部12の積層体側の面に到達する振動の振幅が最大となる長さは、空洞部13に充填される液体の密度、当該液体により伝達される振動の周波数等によって決定される。また、空洞部13内に充填される液体の容積を適宜変更することによっても、接着剤の溶解に最も適した振幅の振動が積層体22に伝達されるように調整することができる。
振動伝達部12において、振動部11に接する面は、その中心を軸として回転可能となっている。したがって、振動伝達部12の振動部11に接する面を回転させ、振動部11の位置を移動させることによって、より広範囲に均一に振動を伝達することができる。ここで、振動伝達部12の振動部11に接する面は、連続して回転させてもよく、90度回転させて一旦停止し、さらに90度回転させるというように不連続に回転させてもよい。また、振動伝達部12の振動部11に接する面を回転させるタイミングとしては、振動伝達部12の空洞部13内に液体が充填され、振動部11が振動し始めてから回転させることが好ましい。
振動伝達部12は、空洞部13内に液体を充填するための液体注入口14、および空洞部13内の液体を排出するための液体排出口15を有している。空洞部13内に充填された液体には、振動部11からの振動が伝達されることによって、気泡が発生することがある。液体に発生した気泡は振動の伝達を妨げるため、このような場合には空洞部13内の液体を液体排出口15から排出し、液体注入口14から新たに液体を注入する。
また、振動伝達部12は、積層体22のウエハ20とサポートプレート21とを貼り合わせている接着剤に溶解液を供給するための溶解液注入口16、および溶解液注入口16から供給された溶解液を排出するための溶解液排出口17とを有している。溶解液注入口16は、振動伝達部12を振動部11側から積層体22側に貫通するように設けられている。溶解液排出口17は、振動伝達部12の積層体22側の面から、振動伝達部12の側面に貫通するように設けられている。溶解液排出口17は、真空ポンプなどの減圧手段(図示せず)に接続されており、溶解液排出口17内を減圧された状態にすることによって、溶解液を排出する。具体的には、例えば溶解液排出口17内を10〜30kPa減圧された状態にする。
溶解液注入口16から接着剤に供給される溶解液としては、ウエハ20とサポートプレート21とを貼り合わせている接着剤を溶解することが可能な液状の溶剤であれば特に限定されず、アルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチルラクトンなどのレジスト用溶剤等を好適に利用可能である。
積層体22は、サポートプレート21が振動伝達部12側に位置するように配置されている。溶解液注入口16から積層体22に供給された溶解液は、サポートプレート21の貫通孔を介して、ウエハ20とサポートプレート21とを貼り合わせている接着剤に達し、接着剤に浸透する。溶解液注入口16からサポートプレート21に供給された溶解液は、振動伝達部12のサポートプレート21側の面とサポートプレート21との間に表面張力により保持されて液漏れしないようになっている。
空洞部13に充填される液体は、振動部11からの振動を拡散させ得るものであれば特に限定されず、水、フッ素系溶剤、シリコンオイル等を好適に利用可能である。さらに、空洞部13に、接着剤を溶解する溶解液を充填してもよい。これにより、液体注入口14から空洞部13内に注入され、液体排出口15から排出された溶解液を、溶解液注入口16から接着剤に供給することができる。したがって、空洞部13内に液体を供給する供給ライン(図示せず)と、接着剤に溶解液を供給する供給ライン(図示せず)とを共通にすることができる。
また、空洞部13に充填される液体の温度は適宜調節することができる。具体的には、空洞部13内に充填される液体の温度を20℃〜50℃の範囲にすることが好ましい。液体の温度を50℃以下にすることによって、振動部11の過熱を防止するのに好適である。空洞部13内に溶解液を充填した場合、溶解液の温度を20℃以上にすることで、溶解液を供給された接着剤の溶解性を高めることもできる。
ここで、振動部11を振動させるタイミングとしては、液体注入口14から振動伝達部12の空洞部13内に液体を充填した後に振動させることが好ましい。これにより、空洞部13内に液体が充填される前に振動することによる空焚きを防止することができる。また、接着剤に対して溶解液が供給されてから振動部11を振動させてもよく、接着剤に対して溶解液を供給させながら振動部11を振動させてもよい。
処理液浸透ユニット10は、サポートプレート21の貫通孔を介して溶解液が供給された接着剤に、振動部11からの振動が伝達されることによって、接着剤への溶解液の浸透を促す。その結果、接着剤への溶解液の浸透速度を速め、接着剤をより短時間で溶解させることが可能である。特に、処理液浸透ユニット10においては、振動伝達部12の内部の空洞部13に液体が充填されているため、振動部11からの振動が液体中において拡散される。このような振動伝達部12を介さずに、振動部11からの振動を積層体22に伝達する場合、振動部11の真下にのみ振動が伝達され、積層体22全体に振動を伝達することが困難であった。処理液浸透ユニット10によれば、振動部11からの振動をより広範囲に伝達することができるので、より均一に接着剤を溶解させることができる。結果として、ウエハ20をサポートプレート21から剥離するのに要する時間を短縮することができる。
また、本発明に係る処理液浸透ユニット10は、サポートプレート21を剥離した後、ウエハ20表面に残留または付着した接着剤を洗浄除去する場合にも好適に利用可能である。具体的には、ウエハ20表面に残留または付着した接着剤に溶解液を供給し、振動伝達部12を介して振動部11からの振動を当該接着剤に伝達することによって、接着剤への溶解液の浸透を促し、より短時間で接着剤を溶解させることも可能である。
(第2の実施形態)
図3を参照しつつ、第2の実施形態に係る処理液浸透ユニット30について説明する。第2の実施形態は、振動伝達部12と積層体22との間にOリング31を有している点において第1の実施形態とは異なる例である。第2の実施形態においては、第1の実施形態と異なる点について説明する。
図3は、処理液浸透ユニット30を示す断面図である。図3に示すように、処理液浸透ユニット30は、振動伝達部12のサポートプレート21側の面の周縁に、リング状に突出するように形成されたOリング31を有している。これにより、溶解液注入口16から積層体22に供給された溶解液は、振動伝達部12のサポートプレート21側の面とサポートプレート21との間に表面張力により保持される。
第2の実施形態に係る処理液浸透ユニット30によれば、より確実に溶解液の液漏れを防ぐことができるという利点を有する。
(第3の実施形態)
図4を参照しつつ、第3の実施形態に係る処理液浸透ユニット40について説明する。第3の実施形態は、振動伝達部41が第1の実施形態とは異なる例である。第3の実施形態においては、第1の実施形態と異なる点について説明する。
図4は、処理液浸透ユニット40を示す断面図である。図4に示すように、処理液浸透ユニット40において、振動伝達部41は、空洞部42内部の、振動部11が設けられている側の面に凹凸が形成された凹凸面43を有している。すなわち、振動伝達部41は、空洞部42内部の、処理対象として配置される積層体に対向する面の反対側に凹凸面43を有している。ここで、空洞部42内部の振動部11が設けられている側の面の全体に凹凸が形成されていなくてもよく、当該面の少なくとも一部に凹凸が形成されていればよい。
第3の実施形態に係る処理液浸透ユニット40によれば、振動部11から振動伝達部41に伝達された振動が、凹凸面43において拡散され、さらに空洞部42内に充填された液体によって拡散されて積層体に伝達される。したがって、振動部11からの振動をより広範囲に伝達することができるので、より均一に接着剤に溶解液を浸透させることができる。
(第4の実施形態)
図5を参照しつつ、第4の実施形態に係る処理液浸透ユニット50について説明する。第4の実施形態は、振動伝達部51が第1の実施形態とは異なる例である。第4の実施形態においては、第1の実施形態と異なる点について説明する。
図5は、処理液浸透ユニット50を示す断面図である。図5に示すように、処理液浸透ユニット50において、振動伝達部51は、空洞部52内部の、振動部11が設けられている側の反対側の面に凹凸が形成された凹凸面53を有している。すなわち、振動伝達部51は、空洞部52内部の、処理対象として配置される積層体に対向する面に凹凸面53を有している。ここで、空洞部52内部の振動部11が設けられている側の反対側の面の全体に凹凸が形成されていなくてもよく、当該面の少なくとも一部に凹凸が形成されていればよい。
第4の実施形態に係る処理液浸透ユニット50によれば、振動部11から振動伝達部51に伝達された振動が、空洞部52内に充填された液体によって拡散され、さらに凹凸面53において拡散されて積層体に伝達される。したがって、振動部11からの振動をより広範囲に伝達することができるので、より均一に接着剤に溶解液を浸透させることができる。
なお、第3および第4の実施形態においては、空洞部内部の、振動部11が設けられている側の面およびその反対側の面のいずれか一方の面に凹凸面が形成されている例を示したが、これらの両方の面に凹凸面が形成されていてもよい。
(第5の実施形態)
図6を参照しつつ、第5の実施形態に係る処理液浸透ユニット60について説明する。第5の実施形態は、振動伝達部61が第1の実施形態とは異なる例である。第5の実施形態においては、第1の実施形態と異なる点について説明する。
図6は、処理液浸透ユニット60を示す断面図である。図6に示すように、処理液浸透ユニット60において、振動伝達部61は、振動部11が設けられている側の反対側の面に凹凸が形成された凹凸面63を有している。すなわち、振動伝達部61は、処理対象として配置される積層体に対向する面に凹凸面63を有している。ここで、振動伝達部61の、振動部11が設けられている側の反対側の面の全体に凹凸が形成されていなくてもよく、当該面の少なくとも一部に凹凸が形成されていればよい。
第5の実施形態に係る処理液浸透ユニット60によれば、振動部11から振動伝達部61に伝達された振動が、空洞部62内に充填された液体によって拡散され、さらに凹凸面63において拡散されて積層体に伝達される。したがって、振動部11からの振動をより広範囲に伝達することができるので、より均一に接着剤に溶解液を浸透させることができる。
〔処理装置〕
本発明の一実施形態に係る処理装置について、以下に説明する。本発明に係る処理装置は、図1に示すウエハ20とサポートプレート21とが接着剤を介して貼り合わされている積層体22において、溶解液を浸透させて接着剤を溶解させるためのものである。また、本発明に係る処理装置は、ウエハ20表面に付着した接着剤を洗浄除去するためにも用いられ得る。本発明に係る処理装置は、ウエハ20とサポートプレート21とを貼り合わせている接着剤に対して、接着剤を溶解させる溶解液を供給する処理液供給手段(図示せず)と、上記第1〜第5の実施形態に示したいずれかの処理液浸透ユニットとを備えている。
したがって、本発明に係る処理装置によれば、処理液浸透ユニットにおいて拡散された振動が積層体22の広範囲に伝達されるため、より短時間で均一に接着剤に溶解液を浸透させることができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明に係る処理液浸透ユニットおよび処理装置によれば、より短時間で均一に接着剤に溶解液を浸透させることができるので、例えば、微細化された半導体装置の製造に好適に利用可能である。
第1の実施形態に係る処理液浸透ユニットの上面図である。 図1のA−A’線における矢視断面図である。 第2の実施形態に係る処理液浸透ユニットの断面図である。 第3の実施形態に係る処理液浸透ユニットの断面図である。 第4の実施形態に係る処理液浸透ユニットの断面図である。 第5の実施形態に係る処理液浸透ユニットの断面図である。
符号の説明
10、30、40、50、60 処理液浸透ユニット
11、41、51、61 振動伝達部
12 振動部
13、42,52,62 空洞部
14 液体注入口
15 液体排出口
16 溶解液注入口(処理液注入口)
17 溶解液排出口(処理液排出口)
20 ウエハ(基板)
21 サポートプレート(支持板)
22 積層体
31 Oリング
43、53、63 凹凸面

Claims (13)

  1. 基板と基板を支持する支持板とを貼着している接着剤に対して、処理液を浸透させる処理液浸透ユニットであって、
    少なくとも1つの振動部と、
    前記接着剤と前記振動部との間に配置され、処理液が供給された前記接着剤に前記振動部による振動を伝達する振動伝達部とを備え
    前記振動伝達部の内部に空洞部を有することを特徴とする処理液浸透ユニット。
  2. 基板表面の付着物に対して処理液を供給し、当該付着物を基板表面から除去する処理液浸透ユニットであって、
    少なくとも1つの振動部と、
    前記付着物と前記振動部との間に配置され、処理液が供給された前記付着物に前記振動部による振動を伝達する振動伝達部とを備え
    前記振動伝達部の内部に空洞部を有することを特徴とする処理液浸透ユニット。
  3. 前記振動伝達部は、前記空洞部に液体が充填されていることを特徴とする請求項1または2に記載の処理液浸透ユニット。
  4. 前記振動伝達部は、前記空洞部の、前記接着剤または前記付着物に対向する面およびその反対側の面の少なくともいずれか一方の一部に、凹凸が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の処理液浸透ユニット。
  5. 前記振動伝達部は、前記接着剤または前記付着物に対向する面の一部に、凹凸が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の処理液浸透ユニット。
  6. 前記振動伝達部は、前記空洞部に液体を注入する注入口と、前記空洞部から液体を排出する排出口とを備えていることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載の処理液浸透ユニット。
  7. 前記液体が、前記接着剤に浸透させる処理液または前記付着物に供給する処理液であることを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載の処理液浸透ユニット。
  8. 前記振動部は、前記振動伝達部における前記接着剤または前記付着物に対向する面とは反対の表面側に、移動可能に配設されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の処理液浸透ユニット。
  9. 前記接着剤または前記付着物に処理液を供給する処理液供給口と、供給した処理液を排出する処理液排出口とを有する処理液供給部をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の処理液浸透ユニット。
  10. 前記振動伝達部における前記接着剤または前記付着物に対向する面の周縁部に形成され、振動伝達部と接着剤との間または振動伝達部と付着物との間に存在する処理液を表面張力によって保持する突出部をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の処理液浸透ユニット。
  11. 基板と基板を支持する支持板とを貼着している接着剤に対して、処理液を供給する処理液供給手段と、
    前記処理液が供給された前記接着剤に対して、該処理液を浸透させる処理液浸透ユニットとを備え、
    前記処理液浸透ユニットは、
    少なくとも1つの振動部と、
    前記接着剤と前記振動部との間に配置され、処理液が供給された前記接着剤に前記振動部による振動を伝達する振動伝達部とを備え
    前記振動伝達部の内部に空洞部を有することを特徴とする処理装置。
  12. 基板表面の付着物に対して、処理液を供給する処理液供給手段と、
    前記処理液が供給された前記付着物に対して、該処理液を浸透させる処理液浸透ユニットとを備え、
    前記処理液浸透ユニットは、
    少なくとも1つの振動部と、
    前記付着物と前記振動部との間に配置され、処理液が供給された前記付着物に前記振動部による振動を伝達する振動伝達部とを備え
    前記振動伝達部の内部に空洞部を有することを特徴とする処理装置。
  13. 上記振動伝達部の上記振動部に接する面は、回転可能になっていることを特徴とする請求項1〜10に記載の処理液浸透ユニット。
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