JP5185080B2 - 板状部材の支持装置及び支持方法並びに支持具 - Google Patents

Description

本発明は板状部材の支持装置及び支持方法並びに支持具に係り、特に、半導体ウエハ等の板状部材を支持するとともに、板状部材の搬送にも適用することのできる支持装置及び支持方法並びに支持具に関する。

近時の半導体ウエハ（以下、単に、「ウエハ」と称する）は、デバイス形成効率の向上を図るべく大径化される一方、数十μｍの厚みとなるまで裏面研削することが要求される。大径及び極薄化されたウエハは、一層高まる脆弱性により、各種の処理を施す際に割れ等の損傷をもたらすリスクが高いものとなる。
そこで、特許文献１には、デバイスが形成されないウエハ外周側にリング状の凸部を残す状態で裏面研削を行い、当該凸部をウエハの補強として利用する構成が開示されている。
このようなウエハの裏面研削を行う場合には、デバイス形成面側に保護用の接着シートを貼付し、当該接着シート側を研削装置のテーブル上に載置して行われる。この接着シートは、裏面研削を行った後の段階で剥離することが必要となり、当該剥離を行うための支持装置を備えたシート剥離装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００７−１９３７９号公報 特開平５−１１６８３７号公報

特許文献２に記載されたシート剥離装置は、ウエハに貼付された接着シートに剥離用テープを貼付し、当該剥離用テープを引っ張ることで接着シートを剥離するもので、ウエハを支持する支持装置は、テーブルの上面側に多孔質部材を配置して当該ウエハを吸着する構成となっている。
しかしながら、このような構成では、凸部の先端面に凹凸が存在している場合に、テーブルの上面との間に微細な隙間が生ずるものとなり、当該隙間からエアリークを生じて吸着力を凸部に付与することができなくなり、結果として、接着シートの剥離不良を生ずる、という不都合を招来する。
また、外周に凸部を有するウエハを対象として当該凸部の先端面がテーブル上面に接する向きでウエハを吸着した場合には、ウエハとテーブル上面との間の隙間が生じ、当該隙間が減圧されてウエハを割ってしまう、という不都合を招来する。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、簡単な構成で板状部材を挟持して確実に支持することのできる支持装置及び支持方法並びに支持具を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、板状部材を支持する支持面側に開通する吸引孔を備えた支持手段と、前記支持面に配置される支持具とを含み、前記支持具は、前記板状部材の外周側を囲む本体部と、この本体部の内側に連設されて前記吸引孔に連通する閉塞された空間を形成可能な鍔状部とを備え、前記本体部と鍔状部とのうち少なくとも本体部は、弾性部材により構成されるとともに、前記空間が減圧されたときに、前記本体部と鍔状部とのうち少なくとも本体部が弾性変形を伴って相対角度変位することによって、当該本体部と鍔状部とで板状部材の外周側を挟持する、という構成を採っている。

更に、本発明は、板状部材を支持する支持面側に開通する吸引孔を備えた支持手段を用いて前記板状部材を支持する支持方法において、弾性部材により構成されるとともに、前記板状部材の外周側を囲む本体部と、この本体部の内側に連設されて前記吸引孔との間に閉塞された空間を形成可能な鍔状部とを備えた支持具を前記支持手段に配置する工程と、前記鍔状部に板状部材を載置する工程と、前記空間を減圧して前記本体部と鍔状部とを相対角度変位させることで当該本体部と鍔状部とで板状部材の外周側を挟持する工程とを含む、という手法を採っている。

また、本発明は、板状部材を支持する支持具であって、前記板状部材の外周側を囲む本体部と、この本体部の内側に連設されて前記板状部材を支持する鍔状部とを備え、前記本体部と鍔状部とのうち少なくとも本体部は、弾性部材により構成されるとともに、前記本体部と鍔状部とのうち少なくとも本体部が弾性変形を伴って相対角度変位することによって、当該本体部と鍔状部とで前記板状部材の外周側を挟持可能に設けられる、という構成を採っている。

本発明によれば、支持具を介して板状部材を支持した状態で閉塞された空間を減圧することで、本体部と鍔状部とが相対角度変位して板状部材を挟み込んで確実に支持することができる。
更に、本発明の支持具によれば、簡単な構成によって板状部材を支持することができる支持具を提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本実施形態に係る支持装置の分解斜視図が示され、図２には、支持装置の断面図が示されている。これらの図において、支持装置１０は、支持手段としてのテーブル１１と、当該テーブル１１上に配置された支持具１２とを備え、この支持具１２を介して板状部材としてのウエハＷがテーブル１１に支持される。ここで、ウエハＷは、図中上面側となるデバイス形成面側に保護用の接着シートＳが貼付され、裏面は、外周に閉ループ状の凸部Ｗ１を残した状態で研削されたものが対象とされている。

前記テーブル１１は、本実施形態では、平面視略方形をなす形状に設けられている。このテーブル１１は、図２に示されるように、内部にチャンバＣを備えた中空体により構成されており、上面側となる支持面１１Ａに開通する吸引孔１５がチャンバＣに連通する状態で形成されている。また、チャンバＣとテーブル１１の下面との間には連通孔１６が形成されており、当該連通孔１６は図示しないバルブを介して減圧ポンプと加圧ポンプに接続されるようになっている。吸引孔１５は、図１に示されるように、仮想円周上に所定間隔を隔てて形成されている。また、テーブル１１には、一端がテーブル１１の支持面１１Ａに開放して他端がテーブル１１の一側面１１Ｂに開放する通気路１８が設けられており、当該通気路１８は、支持面１１Ａと支持具１２とウエハＷとで形成される隙間Ｃ１（図２参照）が減圧、又は、加圧されないように保つ一方、図示しない加圧ポンプに接続されて気体を供給する通路としても作用するようになっている。

前記支持具１２は、ウエハＷの外周側を囲む閉ループ状の本体部２０と、この本体部２０の内側に連設された鍔状部２１とを備えて構成され、支持面１１Ａ上に配置される。本体部２０は短筒状で自粘性を備えた弾性部材により構成され、一端側が支持面１１Ａに固定され、図３に示されるように、一端側の内周面に断面視略横向きＶ字状の変位促進部としての切欠部２４が形成されている。本体部２０は、この切欠部２４の一番肉薄なＶ字谷部２４Ａ（図３参照）を境として変位可能となっている。ここで、本体部２０の内周面であって鍔状部２１との交点上部がウエハＷの位置決め部３０として構成され、当該位置決め部３０から本体部２０の他端側領域がウエハＷを挟持するチャック部３１として構成されている。

前記鍔状部２１は、自粘性を備えた弾性部材により構成され、切欠部２４側に傾斜するように設けられて内周側下部２１Ａが支持面１１Ａに固定されている。鍔状部２１は、内周側下部２１Ａ（図３参照）を基点として変位可能となっている。これにより、本体部２０、鍔状部２１及び支持面１１Ａによって吸引孔１５に連通する閉塞された空間Ｓ１（図３参照）を形成可能となっている。
なお、「自粘性」とは、粘着剤等を介さなくても、その濡れ性によってウエハＷを粘着できることを意味し、例えば、シリコーン系、ウレタン系、アクリル系、フッ素系、ゴム系、ポリオレフィン系のエラストマーを素材として形成することが好ましい。

次に、本実施形態におけるウエハ支持方法について説明する。

先ず、支持面１１Ａ上に支持具１２が固定されたテーブル１１に、接着シートＳが貼付されたウエハＷが凸部Ｗ１を下向きとする姿勢で、図示しない搬送アーム等を介して載置される。この際、支持具１２の位置決め部３０に、凸部Ｗ１の外周部が一致することで当該ウエハＷが位置決めされる。

ウエハＷが支持具１２上に載置されると、チャンバＣが図示しないバルブを介して減圧ポンプに連通され、吸引孔１５を通じて空間Ｓ１が減圧される。この減圧により、図４、５に示されるように、鍔状部２１は、内周側下部２１Ａ（図３参照）を基点として空間Ｓ側に変位する。この鍔状部２１の変位とともに、本体部２０は、Ｖ字谷部２４Ａを境にし、このＶ字谷部２４Ａよりも一端側（下端側）は、当該一端側を基点としてウエハＷの反対側に変位し、Ｖ字谷部２４Ａよりも他端側（上端側）が当該Ｖ字谷部２４Ａを基点としてウエハＷ側に変位する。なお、これら本体部２０と鍔状部２１との変位を相対角度変位という。この相対角度変位によって、ウエハＷは、本体部２０と鍔状部２１とでその外周側が挟持され、これにより、ウエハＷは、支持具１２を介してテーブル１１に確実に支持されることとなる。
なお、隙間Ｃ１は、通気路１８を通じて外部に連通しているため、空間Ｓ１を減圧する際に、何らかの要因で隙間Ｃ１側にエアリークを生じることがあっても隙間Ｃ１が減圧状態になったり、相対角度変位によって隙間Ｃ１の体積減少があっても加圧状態になったりするような不都合は生じない。従って、ウエハＷは、隙間Ｃ１が減圧されたり、加圧されたりすることによって破損することはない。

以上の状態で、図示しないシート剥離装置を用い、例えば、接着シートＳの上面に剥離用テープを貼付し、当該剥離用テープをウエハＷの面に沿って引っ張ることで、接着シートＳを径方向一端から他端に向かって剥離することができる。このときウエハＷは支持具１２を介して確実にテーブル１１に支持されているため、剥離用テープの引っ張りによって支持が外れて剥離不良を発生させたり、ウエハを損傷させたりするような不都合は生じない。

なお、接着シートＳが剥離されたウエハＷは、図示しない移載アーム等を介して後工程に搬送される。この際、テーブル１１の通気路１８を通じて隙間Ｃ１内に気体を供給したり、図示しないバルブを解して吸引口１５を加圧ポンプに連通させ空間Ｓ１内に気体を供給したりすることで、ウエハＷと支持具１２との分離を促進したり、相対角度変位した支持具１２を復元したりすることができる。

従って、このような実施形態によれば、支持具１２を介してウエハＷを支持対象としたときに、当該ウエハＷを固定的に支持することができる、という効果を得る。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施の形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、前記実施形態では、板状部材を構成するウエハＷは、その外周に凸部Ｗ１を有する場合について図示、説明したが、凸部Ｗ１を有しない平坦なウエハを対象とすることもできる。また、板状部材は半導体ウエハＷに限定されるものではなく、ガラス板、鋼板、または、樹脂板等、その他の板状部材も対象とすることができ、半導体ウエハは、シリコンウエハや化合物ウエハであってもよい。

また、支持具１２の変位促進部は切欠部２４に限らず、本体部２１の内面側から外面側に向かって切り込み等を設けることでもよい。但し、切欠部２４を形成すれば、本体部２０と鍔状部２１との相対角度変位をスムースに行わせることができる。

更に、本発明は、図６及び図７に示されるように、適宜なロボットアーム等を介してテーブル１１を支持させ、当該テーブル１１を反転させた状態でウエハ支持台４０に載置されたウエハＷを搬送することも可能である。

また、支持具１２は、接着剤、ボルト、ビス等の固定具で支持面１１Ａに固定されるが、自粘性を有している場合は、その粘着力で支持面１１Ａに固定されるように構成してもよし、自粘性を有している場合であっても、固定具で支持面１１Ａに固定してもよい。

更に、吸引口１５や通気路１８は、単数又は複数設けてもよい。

また、前記実施形態では、閉ループ状の支持体１２を図示して説明したが、板状部材の外周側に断続的に（複数）設けるように構成してもよい。

更に、チャック部３１は、本体部２０上に断続的に設けてもよい。

また、本体部２０の形状は、板状部材の外周形状に合わせて適宜変更が可能で、例えば、ウエハＷに結晶方位を示すオリエンテーションフラットが設けられている場合、その形状に合わせて本体部２０を略Ｄ字形状に形成することができる。

更に、鍔状部２１は、相対角度変位が可能であれば、特に弾性部材により構成する必要はない。

実施形態に係る支持装置の分解斜視図。 テーブル上の支持具にウエハを載置した状態を示す概略断面図。 図２の要部断面図。 支持具が変位してウエハを挟持した状態を示す概略断面図。 図４の要部断面図。 本発明に係る支持装置を搬送装置に利用した場合の概略断面図。 図６の搬送装置でウエハを挟持した状態を示す概略断面図。

符号の説明

１０ 支持装置
１１ テーブル（支持手段）
１１Ａ 支持面
１２ 支持具
１５ 吸引孔
１８ 通気路
２０ 本体部
２１ 鍔状部
２４ 切欠部（変位促進部）
３０ 位置決め部
３１ チャック部
Ｃ１ 隙間
Ｓ１ 空間
Ｗ 半導体ウエハ（板状部材）

Claims (3)

1. 板状部材を支持する支持面側に開通する吸引孔を備えた支持手段と、前記支持面に配置される支持具とを含み、
   前記支持具は、前記板状部材の外周側を囲む本体部と、この本体部の内側に連設されて前記吸引孔に連通する閉塞された空間を形成可能な鍔状部とを備え、
   前記本体部と鍔状部とのうち少なくとも本体部は、弾性部材により構成されるとともに、前記空間が減圧されたときに、前記本体部と鍔状部とのうち少なくとも本体部が弾性変形を伴って相対角度変位することによって、当該本体部と鍔状部とで板状部材の外周側を挟持することを特徴とする支持装置。
2. 板状部材を支持する支持面側に開通する吸引孔を備えた支持手段を用いて前記板状部材を支持する支持方法において、
   弾性部材により構成されるとともに、前記板状部材の外周側を囲む本体部と、この本体部の内側に連設されて前記吸引孔との間に閉塞された空間を形成可能な鍔状部とを備えた支持具を前記支持手段に配置する工程と、
   前記鍔状部に板状部材を載置する工程と、
   前記空間を減圧して前記本体部と鍔状部とを相対角度変位させることで当該本体部と鍔状部とで板状部材の外周側を挟持する工程とを含むことを特徴とする支持方法。
3. 板状部材を支持する支持具であって、
   前記板状部材の外周側を囲む本体部と、この本体部の内側に連設されて前記板状部材を支持する鍔状部とを備え、
   前記本体部と鍔状部とのうち少なくとも本体部は、弾性部材により構成されるとともに、前記本体部と鍔状部とのうち少なくとも本体部が弾性変形を伴って相対角度変位することによって、当該本体部と鍔状部とで前記板状部材の外周側を挟持可能に設けられていることを特徴とする支持具。

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