JPWO2012043349A1 - Suction plate - Google Patents
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Abstract
【課題】リブ付きウエハを吸着プレートにリブ側を下にして吸着させる際に、リブ付きウエハの位置ズレを起こし難い吸着プレートを提供すること。【解決手段】裏面の外周部がリング状に厚く、内周部が凹部状に薄いリブ付き半導体ウエハを、前記凹部に嵌まる凸状部(14)表面で吸着支持する機構を有する吸着プレート(10)が、前記凸状部(14)表面の外周に沿って通気用切り欠き(18)を備える。The present invention provides an adsorption plate which is difficult to cause a positional deviation of a wafer with ribs when the wafer with ribs is adsorbed to the adsorption plate with the rib side facing down. A suction plate having a mechanism for sucking and supporting a ribbed semiconductor wafer having a thin outer periphery on the back surface in a ring shape and a thin inner periphery in a concave shape on the surface of a convex portion (14) fitted in the concave portion. 10) includes a ventilation notch (18) along the outer periphery of the surface of the convex portion (14).
Description
本発明は、円形状の半導体基板(以降半導体ウエハまたは単にウエハと記すことがある)を出発材料として半導体装置を製造するために所要のプロセス処理を施す際に、半導体ウエハを支持し固定する吸着プレートに関する。特には、直径8インチ以上で厚さが150μm程度以下の薄ウエハの取り扱いを容易にするために、ウエハ裏面の外周部をリング状に厚くした補強リブを形成したウエハに適した吸着プレートに関する。 The present invention provides an adsorption for supporting and fixing a semiconductor wafer when a required process is performed to manufacture a semiconductor device using a circular semiconductor substrate (hereinafter sometimes referred to as a semiconductor wafer or simply a wafer) as a starting material. Regarding plates. More particularly, the present invention relates to a suction plate suitable for a wafer having reinforcing ribs in which the outer peripheral portion of the back surface of the wafer is thickened in a ring shape in order to facilitate handling of a thin wafer having a diameter of 8 inches or more and a thickness of about 150 μm or less.
従来のウエハの吸着プレート1を図3(a)、(b)の平面図に示す。図3(a)は吸着孔2を複数個表面に形成することにより、面内で均一にウエハ(図示せず)を吸着する機構を備える吸着プレート1aである。図3(a)はたとえば、ウエハの加熱用の吸着プレートである。表面には複数の吸着孔2と3個のウエハの脱着用ピン孔6が設けられている。図3(b)は(a)より少ない吸着孔2であるが、吸着孔2を表面に設けた接続溝3により、吸着面積を面内均一に広げてウエハを吸着する機構を有する吸着プレート1bである。たとえば、レジストのスピンコート用の吸着プレートとして用いられる。図3(c)は(a)の一点鎖線B−B’線断面図である。(a)に対して(b)では、吸着プレートの凸状部4表面に設けられるウエハの吸着孔2とこの吸着孔2を表面に形成した接続溝3で接続して吸着面を広くしている。図3では吸着孔2に接続される真空ポンプは省略されている。このような円形状であって、通常、静電吸着、真空吸着などの方法により吸着プレート上に載置されたウエハを吸着支持し固定し、所要のウエハプロセス処理が施される。そのようなプロセス処理として、フォトレジストのスピン塗布、ベーキング処理や有機パッシベーション膜の硬化処理などがある。これらの処理ではウエハが吸着プレート上にできる限り密着することにより水平面に保持され、吸着プレートの回転軸に対してウエハの中心が同心円状に合わせられている必要がある。
A conventional
最近、パワー半導体装置用のシリコン半導体ウエハにも直径8インチのウエハの採用が検討されてきている。さらに、縦型パワー半導体装置ではオン電流が厚さ方向に流れるので、ウエハの厚さは耐圧が許容できる範囲で薄いほど抵抗が小さく損失が少なくなり、好ましい。しかし、ウエハの厚さを薄くすると、ウエハ径が大きくなるほど、プロセス中のウエハ割れ、カケや反りが大きくなり、その後のプロセス処理、良品率に悪影響を及ぼすので、たとえば、8インチ径のウエハを150μm以下の厚さに薄くして複数のウエハプロセス処理をすることは容易なことではない。 Recently, the adoption of a wafer having a diameter of 8 inches has been studied as a silicon semiconductor wafer for power semiconductor devices. Further, since the on-current flows in the thickness direction in the vertical power semiconductor device, it is preferable that the thickness of the wafer is as thin as possible within a range where the withstand voltage can be tolerated, because the resistance is small and the loss is reduced. However, if the thickness of the wafer is reduced, the larger the wafer diameter, the greater the wafer cracking, chipping and warping during the process, which will adversely affect the subsequent process processing and non-defective product rate. It is not easy to process a plurality of wafer processes by reducing the thickness to 150 μm or less.
このような薄ウエハのプロセス中のウエハ割れ、カケや反りを防ぐために、ウエハの裏面を研削してウエハの厚さを薄くする際に、図2に示すように、ウエハの外周部をリング状に厚いまま残して、中央部のみを凹部状に研削して薄くして厚い外周部に補強部(リブ5a)を形成するリブ付きウエハ5とする半導体ウエハの製造方法が知られている(特許文献1)。このリブ付きウエハ5を前述の吸着プレート1a上に適正に保持させるには吸着プレート1aを前記リブ付きウエハ5裏面の凹部に嵌め込まれる凸状部4を有する形状の吸着プレート1aが必要となる(特許文献2、4)。
In order to prevent such wafer cracking, chipping and warping during the thin wafer process, when the thickness of the wafer is reduced by grinding the back surface of the wafer, as shown in FIG. There is known a method of manufacturing a semiconductor wafer that is left as a thick wafer and is made thin by grinding only the central part into a concave shape to form a reinforcing part (
また、リブ付きウエハ5を吸着プレート1a上に載置する方法として吸着プレート1aの表面に設けられるピン孔6を通して上下する3本以上のピン7で支持したリブ付きウエハ5を下降して吸着プレート1a表面に載置させる方法が知られている。その際、図2(b)に示すように、ピン7の下降速度によっては、リブ付きウエハ5と吸着プレート1a間の空気が圧縮される。その反発により、図2(c)に示すように、特にリブ付きウエハ5は薄くて軽いので、吸着プレート1a上の正しい位置からズレてリブが凸状部4表面に乗る状態で載置され、適正に吸着されないという課題が示されている(特許文献3)。
Further, as a method for placing the
しかしながら、前記特許文献3にも記載されるように、吸着プレート1a上へウエハを載置させる際に位置ズレを起こすと、特にリブ付きウエハ5では、裏面の凹部に吸着プレート1aの凸状部4が嵌らず、裏面リブ部が吸着プレート1aの凸状部4表面に乗り上げ易くなる(図2(b)、(c))。この場合、リブ付きウエハ5と吸着プレート1aの間に隙間が生じて密着不足になる。その結果、吸着プレート1aが加温機能を有する場合は、リブ付きウエハ5の温度の上昇が適正にされず、また、フォトレジストのベーキング処理が不十分になり、露光工程は焦点が合わせ難くなり、解像度低下などの不具合が生じる。
However, as described in
また、前記特許文献3の記載にもあるように、通常、吸着プレート1aの最表面には、ピン7が上下するための複数のピン孔6が設けられている。リブ付きウエハ5を裏面側の凹部を下にして載せると、そのピン孔6をピン7が上下することでリブ付きウエハ5を吸着プレート1aから脱着させる機構となっている。さらに、リブ付きウエハ5を吸着プレート1aに固定させるために、真空吸着機構や、静電吸着機構(図示せず)が設けられている。真空吸着機構では空気を吸い込む吸着孔2が設けられている。その吸着孔2を通してリブ付きウエハ5を吸着固定する。その際、リブ付きウエハ5を吸着プレート1aに吸着固定するために、リブ付きウエハ5を下降させて吸着プレート1aに近づけていくと、リブ付きウエハ5と吸着プレート1a間の隙間にある空気が抜けようとする。リブ付きウエハ5の下降速度に対して、この空間の空気の抜ける速度が不充分の場合、リブ付きウエハ5と吸着プレート1aとの間に吸気が閉じこめられる。すると、リブ付きウエハ5がこの閉じ込められた空気層に乗ってしまい、横滑りをおこし、位置ズレを起こす。
Further, as described in
静電吸着機構では吸着孔2は無いが、リブ付きウエハ5を静電吸着機構へ載置する際の下降速度が速いと、リブ付きウエハ5と静電吸着機構との間に吸気が閉じこめられる。すると、リブ付きウエハ5がこの閉じ込められた空気層に乗ってしまい、横滑りをおこし、位置ズレを起こす。
Although there is no
そこで、リブ付きウエハ5の吸着時に、前述の横滑りを起こさないために、吸着プレート1aの表面に吸着孔2を多くしたり、あるいは吸着孔2の径を大きくすることがある。
吸着プレート1aが加温機構を備えている場合、吸着孔2の部分はリブ付きウエハ5に充分に熱が伝達できない。また吸着孔2の径が大きいと、径の大きな吸着孔2の付近でリブ付きウエハ5に局所的に過度なウエハたわみが発生するので好ましくない。Therefore, in order to prevent the above-mentioned side slip at the time of suction of the
When the
また、前述の横滑りを起こさないために、リブ付きウエハ5と吸着プレート1aとの間の空気を排出する能力を強くすると、排気能力に応じて真空ポンプが大型化したり、吸着力が強すぎると、吸着孔2の付近でリブ付きウエハ5に局所的なたわみが発生し、その力によっては割れが発生したりする。
Further, in order not to cause the above-mentioned side slip, if the ability to exhaust air between the ribbed
また、リブ付きウエハ5と吸着プレート1aとの間に滞留する空気が抜けるのを待つためにウエハの上下速度を遅くすると、ウエハ処理時間が長くなり、一定時間内の処理可能枚数が減少する。
Further, if the vertical velocity of the wafer is decreased in order to wait for the air staying between the ribbed
また、空気を逃がす目的で吸着プレート1aの径を小さくする、すなわち、リブ付きウエハ5のリブ部と吸着プレート1aとの隙間を大きくすることがある。しかしながら、吸着プレート1aで支持されないリブ付きウエハ5の表面は、リブ付きウエハ5の温度の上昇が適正にされず、フォトレジストのベーキング処理が不十分となる。また、露光工程は焦点が合わせ難くなり、解像度低下などの不具合が生じる。従って、リブ付きウエハ5の表面に無効領域が増えるので好ましくない。
Further, the diameter of the
本発明は、以上説明した点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、リブ付きウエハを吸着プレートにリブ側を下にして吸着させる際に、リブ付きウエハの位置ズレを起こし難い吸着プレートを提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to hardly cause positional deviation of the ribbed wafer when the ribbed wafer is sucked to the suction plate with the rib side facing down. An adsorption plate is provided.
前記本発明の目的を達成するために、請求の範囲第1項に記載の発明では、裏面の外周部がリング状に厚く、内周部が凹部状に薄いリブ付き半導体ウエハを、前記凹部に嵌まる凸状部表面で吸着支持する機構を有する吸着プレートが、前記凸状部表面の外周に沿って通気用切り欠きを備える吸着プレートとする。前記吸着プレートがリブ付き半導体ウエハを支持して上下させるための複数のピンと該ピンをそれぞれ通すピン孔を備えていることが好ましい。前記通気用切り欠きが吸着プレートの凸状部の外周に複数個、対称的に配置されていることも好ましい。
In order to achieve the object of the present invention, in the invention described in
本発明によれば、リブ付きウエハを吸着プレートにリブ側を下にして吸着させる際に、リブ付きウエハの位置ズレを起こし難い吸着プレートを提供することができる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when making a wafer with a rib adsorb | suck with a rib side down to an adsorption | suction plate, the adsorption | suction plate which cannot raise | generate a position shift of a wafer with a rib can be provided.
These and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments by way of example of the present invention.
以下、本発明の吸着プレートの実施例について、図面を参照して詳細に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する実施例の記載に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the suction plate of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the description of the examples described below unless it exceeds the gist.
図1は本発明の吸着プレートの実施例1を示す、異なる吸着孔パターンの平面図(a)、(b)と、(a)の一点鎖線A−A’線断面図(c)である。図1(a)、(b)はリブ付きウエハを吸着するために、吸着プレート10の凸状部14表面に設けられている吸着孔11の配置と吸着孔11から接続される接続溝13のパターンが異なる。材料は真空吸着方式ならば、ステンレスなどの金属であり、静電吸着ならば、内部に電極が埋め込まれた絶縁樹脂の成型品である。真空吸着のための負圧は吸着孔に接続される図示しない真空ポンプにより行われる。静電吸着では、図5のように、絶縁樹脂からなる吸着樹脂プレート30の内部に埋め込まれた金属電極31と吸着樹脂プレート30上に載置されるウエハ32間に電圧印加される際に、ウエハ32と吸着樹脂プレート30表面に生じる互いに異なる極性の静電気により吸着され固定される。
1A and 1B are plan views (a) and (b) of different suction hole patterns and a cross-sectional view (a) along a dashed line A-A 'in FIG. FIGS. 1A and 1B show the arrangement of the suction holes 11 provided on the surface of the
吸着プレート10は凸状部14と、その下部にあるベース15部分から構成される。凸状部14とベース15部分は図1のように一体化形状でも良いし、上下に分離されていても良い。凸状部14の厚さはリブ付きウエハのリブと凹部との段差より厚くする必要がある。直径8インチのウエハでは当初のウエハ厚は750μm程度であるので、凹部のウエハ厚が100μmの場合リブの段差は650μmとなるので、凸状部14の厚さは1mm程度以上であれば良い。この凸状部14はリブ付きウエハの裏面に設けられているリブ部の内径にできるだけ近い外径、たとえば、直径200mmウエハの裏面の外周に幅3mmのリング状リブが設けられ、その内径が194mmの場合、凸状部14の外径は193mm程度にされる。このように、ウエハ裏面のリブの内径と吸着プレート10の凸状部14の外径の差は数mm以下の近い径にされるので、少しの位置ズレでも、リブ付きウエハ20のリブが吸着プレート上に乗り易くなり、特に本発明の効果が有効となる。静電吸着方式の場合は真空吸着方式に必要な吸着孔11は不要である。いずれの方式でも、リブ付きウエハを吸着プレート上に脱着させるためのピン17とこのピンを通すピン孔16は必要である。ピン孔16とピン17は少なくとも3個は必要である。
The
図1(c)の断面図ではピン孔16とピンは1個しか示されていないが、図1(a)、(b)に示すように3個が吸着プレート10の表面に配置され、ピン孔16は吸着プレート10を貫通している。この貫通した3個のピン孔16を通る3本のピンの上にリブ付きウエハ(図示せず)を載せ、ピン17を下降させてリブ付きウエハを吸着プレート10上に載せる。
Although only one
図1に示す例では、吸着プレート10の凸状部14の外周に、挟まれた空気を逃がすための切り欠き18が4箇所設けられている。このため、下降するウエハが吸着プレート10に近づいた際に、吸着プレート10とリブ付きウエハとの間に挟まれる空気は、切り欠き18から速やかに排出され、吸着プレート10とリブ付きウエハとの間に挟まれて滞留する空気層が生じない。
In the example shown in FIG. 1, four
よって、リブ付きウエハが吸着プレート10とリブ付きウエハとの間に挟まれて滞留する空気層に乗って横ズレしたり、位置ズレを起こすことはない。
この切り欠き18は1箇所でも効果があるが、吸着プレート10の凸状部14の円周に対して対称的な複数配置がより好ましい。Therefore, the ribbed wafer does not shift laterally or cause a positional shift on the air layer that is sandwiched between the
Although this
なお、リブ付きウエハの切り欠き18の上に載置される部分は、吸着プレート10による支持が無いため、所望の加温や吸着力が得られない惧れがある。
したがって、切り欠き18は、ウエハからのチップの取れ数に影響を与えない場所に設けることが望ましい。In addition, since the part mounted on the
Therefore, it is desirable to provide the
図4は、吸着プレートに設けた切り欠きの位置とウエハ上の有効チップの位置関係を示す平面図である。図4に示すように、吸着プレートの凸状部14と、その上に載置されたリブ付きウエハ20の表面に形成される矩形状のチップの配置を示している。矩形上のチップは破線で示し、形状的に良品となるチップ(有効チップ)を破線の丸印で示す。
FIG. 4 is a plan view showing the positional relationship between the positions of the notches provided on the suction plate and the effective chips on the wafer. As shown in FIG. 4, the arrangement | positioning of the rectangular-shaped chip | tip formed in the surface of the convex-shaped
切り欠き18を、図4に示すように、ノッチNの近くに1箇所(18−1)設けるとよい。さらに、吸着プレートの中心に対して点対称となる位置(18−2)に、対称的に配置させることでバランスよく排気することができる。図4の例では、ノッチN付近、吸着プレートの中心に対して点対称となる位置、これらを結ぶ直径に直交する位置(18−3,18−4)の計4箇所に切り欠き18が設けられている。
As shown in FIG. 4, the
これらの位置は、リブ付きウエハ20上に形成される半導体素子のチップサイズが変更されて、図4の点線で示されているチップの位置が変更された場合であっても、有効チップの領域に重なりにくい位置である。あるいは、図4の左右の位置(18−3,18−4)の2箇所としてもよい。 These positions are effective chip areas even when the chip size of the semiconductor element formed on the ribbed wafer 20 is changed and the position of the chip indicated by the dotted line in FIG. 4 is changed. It is a position that is difficult to overlap. Or it is good also as two places of the left-right position (18-3, 18-4) of FIG.
また、切り欠き18は、有効チップの領域に重ならない位置に設ければよい。バランスよく排気するためには、切り欠き18を複数個所に設けることが望ましい。
切り欠き18を複数個所に設ける場合は、上述の例のように、2箇所または4箇所としてもよい。例えば、オリエンテーションフラットが設けられているウエハの場合は、オリエンテーションフラットの近くに1箇所、そのほかは上記と同様に設けるとよい。Further, the
When the
あるいは、切り欠き18を3箇所に設けてもよいし、更に多数設けてもよい。バランスよく排気するという観点からは、切り欠き18は、吸着プレートの外周に対称的もしくは均等に配置されるのが望ましい。
Or you may provide the
また、切り欠き18の大きさは、できる限りチップの取れ数に悪影響を及ぼさない大きさが好ましい。たとえば、吸着プレートの直径方向には2mm以下で、円周方向には10mm程度の寸法にすることが好ましい。
In addition, the size of the
また、切り欠き18の形状は、排気を妨げず、吸着プレートの加工がしやすい形状であればよい。図1の例では、吸着プレートの吸着面と平行な面の断面は、円弧(楕円弧)状である。あるいは、三角形の2辺による切り欠きや、方形、台形の3辺による切り欠きとしてもよい。
Moreover, the shape of the
また、これと直交する断面は、図1(c)のごとくテーパー状である。このほか吸着面に対して垂直に切り欠いてもよいし、曲線的に切り欠いてもよい。
これまでは、真空吸着方式を例に説明したが、静電吸着方式における吸着プレートについても同様に適用することができる。Moreover, the cross section orthogonal to this is a taper shape like FIG.1 (c). In addition, you may cut out perpendicularly | vertically with respect to an adsorption | suction surface, and you may cut out like a curve.
So far, the vacuum suction method has been described as an example, but the same can be applied to the suction plate in the electrostatic suction method.
以上実施例1に説明した本発明によれば、8インチ径の大口径の半導体ウエハであって、150μm以下の厚さの薄ウエハであっても、リブ付きウエハの位置ズレを起こし難い吸着プレートとすることができ、その後のプロセス処理の良品率を高くすることができる。 According to the present invention described in the first embodiment, the suction plate which is difficult to cause displacement of the ribbed wafer even if it is a semiconductor wafer having a large diameter of 8 inches and a thin wafer having a thickness of 150 μm or less. And the non-defective product rate in the subsequent process processing can be increased.
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。 The above merely illustrates the principle of the present invention. In addition, many modifications and changes can be made by those skilled in the art, and the present invention is not limited to the precise configuration and application shown and described above, and all corresponding modifications and equivalents may be And the equivalents thereof are considered to be within the scope of the invention.
1、10 吸着プレート
2、11 吸着孔
3、13 接続溝
4、14 凸状部
5、20 リブ付きウエハ
6、16 ピン孔
7、17 ピン
15 ベース
18 切り欠き
30 吸着樹脂プレート
31 金属電極
32 ウエハ
A−A’、B−B’ 切断線DESCRIPTION OF
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