TWI515819B

TWI515819B - Keep the table

Info

Publication number: TWI515819B
Application number: TW100105997A
Authority: TW
Inventors: Shuji Nitta; Takeshi Torikai; Naokatsu Urita; Tasuku Yamanaka; Katsuharu Negishi
Original assignee: Disco Corp
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2016-01-01
Also published as: TW201145444A; JP5554617B2; CN102214550A; JP2011222800A; CN102214550B

Description

保持台

發明領域

本發明係有關於一種用以對例如半導體晶圓等薄板狀工作件施行各種加工或處理之裝置所具備之工作件的保持台。

發明背景

半導體元件係經過於半導體晶圓之表面被分割預定線所區劃之多數矩形領域，形成1C或LSI等之電子電路(元件)，接著，對該晶圓之背面施行研削‧研磨等必要之處理後，將分割預定線切斷，切割成各個元件(半導體晶片〉之過程而得。分割成元件後之晶圓以洗淨水洗淨，除去切割時所產生之切削屑等後，噴灑高壓空氣，以進行乾燥處理(參照專利文獻1等)，並轉移到下一接合製程等。

晶圓之切割或洗淨、乾燥之製程中，會產生靜電而發生晶圓帶電之情況。例如以切削板之切削進行切割時，將切削水供給到晶圓以潤滑或冷卻，且因該切削水接觸時產生之摩擦等而使晶圓帶電。又，洗淨、乾燥時，由於朝支持於旋轉之台上之晶圓噴灑洗淨水或高壓空氣，因此該等洗淨水或高壓空氣等接觸到晶圓時會產生摩擦而帶電。

所謂晶圓帶電係指具有到放電之可能性，因發生放電而流通於元件中之電在容許量以上時，會產生靜電破壞而元件受到損害，結果元件之品質降低且變得不能使用。因此為了解決該問題，上述專利文獻1中提出在洗淨晶圓等工作件時，噴灑具有除電效果且經離子化之空氣以除去靜電。

先行技術文獻

[專利文獻1]日本專利公開公報特開第2004-327613號公報

發明概要

然而，雖然離子化空氣之噴灑係用以快速除去工作件所產生之靜電以抑制靜電破壞之手段，但本來電荷就難以貯存於工作件而抑制帶電量，結果若可施行抑制因電子移動而產生之放電如此根本的對策，則可比上述習知之靜電破壞抑止對策更具效果。

因此本發明之目的即在於提供一種保持台，其係在對保持之工作件施行加工或處理時，可抑制摩擦造成之靜電發生而使電荷難以貯存於工作件，減少帶電量，藉此，可有效地抑制靜電破壞。

本發明係將負壓傳達到工作件之背面且用以吸附保持之保持台，其特徵在於包含有：工作件支持部，係具有將負壓傳達到用以支持工作件之支持面之吸附部，且由具有絕緣性之構件所形成；旋轉支持部，係將該工作件支持部可旋轉地支持；輕量化空間，係形成於該旋轉支持部與前述工作件支持部之間；及吸引路徑，係使前述吸附部與產生負壓之負壓源連通，又，前述吸引路徑不與前述輕量化空間連通。

本發明之保持台中，工作件係載工作件支持部之支持面，藉由吸附部而支持面成負壓，藉此支持於工作件支持部。而且，藉由旋轉支持部，工作件在經由工作件支持部旋轉之狀態下，對該工作件施行預定之加工或處理等。

根據本發明，由於工作件支持部具有絕緣性，因此相較於工作件支持部為導體之情況，可加大工作件與旋轉支持部之間之絕緣距離。因此，可縮小因摩擦而貯存於工作件之帶電量，其結果是可有效地抑制帶電造成工作件之靜電破壞。又，工作件支持部與旋轉支持部之間形成有輕量化空間，因此不會招致重量增加，而可加大工作件支持部之厚度，即絕緣距離。

本發明中，使工作件支持部之吸附部發生負壓之吸引路徑係未與輕量化空間連通。其中，吸引路徑與輕量化空間連通時，恐有工作件支持部朝輕量化空間側凹下之變形，而對工作件造成不良影響，但由於本發明中，吸引路徑未連通於輕量化空間，因此工作件支持部不會發生變形。

本發明中係將工作件經由支持膠帶而支持於環狀框架之開口之狀態，前述吸附部形成於工作件之外周與前述環狀框架之內周之間之對應於前述支持膠帶之位置的環狀溝，前述吸引路徑包含設置於前述輕量化空間中之配管，作成具體的形態。

再者，本發明所言之工作件未有特別限定，可舉例如矽晶圓等之半導體晶圓、或陶瓷、玻璃、藍寶石(Al₂O₃)，或者於矽系之無機材料基板之上具有導電性元件者等。

根據本發明，可抑制對保持之工作件施行加工或處理時產生之靜電發生，電荷難以貯存於工作且可縮小帶電量，藉此可有效地抑制靜電破壞。

圖式簡單說明

第1圖係顯示適用本發明之一實施形態之保持台之旋轉式之洗淨裝置之立體圖，(a)顯示保持台位於工作件傳遞位置之狀態，(b)顯示保持台位於洗淨位置之狀態。

第2圖係顯示一實施形態之保持台與保持於該保持台之工作件的立體圖。

第3圖係一實施形態之保持台之分解立體圖。

第4圖係第2圖之IV-IV截面圖。

第5圖係構成一實施形態之保持台之工作件支持部之框體之平面圖。

第6(a)圖係將一實施形態之保持台選定為電容器之構造之態樣之側面圖、(b)係相同構造而框體為導體且未具有輕量化空間之情況。

第7圖係顯示本發明之其他實施形態之保持台之立體圖。

第8圖係一實施形態之保持台之分解立體圖。

第9圖係第7圖之IV-IV截面圖。

第10(a)圖係顯示雙重環狀溝及連通該等環狀溝之連通溝，第10(b)圖係顯示第10(a)圖之10B-10B截面圖。

較佳實施例之詳細說明

以下，說明本發明之一實施形態。

[1]洗淨裝置

第1圖係顯示適用一實施形態之保持台30A之洗淨裝置10。該洗淨裝置10適合作為用以沖洗已在未圖示之加工裝置進行預定之加工之薄板狀工作件之裝置。第2圖之標號1係表示在此之工作件。該工作件1係具有電子電路之多數矩形元件2形成於表面之圓板狀半導體晶圓。

工作件1之加工裝置可舉例進行切割加工(包含切削刀片進行之切割、或雷射光照射之切割)、使用雷射光之開孔加工、研削加工、研磨加工、擴張分割加工等者。本實施形態之洗淨裝置10係附隨裝備在此種加工裝置，或者與加工裝置脫離而為單獨設置。

如第1圖所示，洗淨裝置10係於長方體狀殼體11內收容上述保持台30A與2個噴嘴21,22而構成者。殼體11由圓筒狀內壁111與底部112形成洗淨空間12。該洗淨空間12於上方閉口。

保持台30A之全體為圓板狀，且與洗淨空間12呈同心狀配設在殼體11內。保持台30A係如第2圖所示，具有：呈水平配置之圓板狀工作件支持部40與可旋轉地支持工作件支持部40之旋轉支持部50。藉由未圖示之馬達等之旋轉驅動部而驅動旋轉之旋轉軸51係由旋轉支持部50之下面中心開始朝鉛直下方延伸，旋轉支持部50以旋轉軸51為中心而旋轉。又，旋轉支持部50係藉由氣缸等構成之未圖示昇降裝置，而與該旋轉驅動部一體昇降。

工作件支持部40係如第3圖所示，包含：呈同心狀載置且固定於旋轉支持部50之上面之載體41、及呈同心狀配設於該框體41之上面之圓板狀吸附部42。如第4圖所示，於框體41之外周面之下部形成有鍔部411。鍔部411之直徑比旋轉支持部50之直徑小，且旋轉支持部50之環狀之外周部501超出鍔部411之外側。又，於框體41之下面，圓形狀凹處形成作為輕量化空間43。另一方面，於框體41之上面留有外周緣部412以形成圓形凹處413，吸附部42則設置成嵌合於該凹處413。

構成工作件支持部40之框體41係由具有絕緣性之材料所形成。此種情況下之絕緣性材料可舉代表鐵氟龍(登錄商標)等氟樹脂、或聚縮醛樹脂、多孔質狀陶瓷等。又，吸附部42係由具有無數氣孔之多孔質體構成，使用氧化鋁(Al₂O₃)等之陶瓷(絕緣體)。又，用以支持工作件支持部40之旋轉支持部50係由鋁或不鏽鋼等金屬構成之導體所形成。

吸附部42佔工作件支持部40之上面之大部分，其直徑係設定與工作件1之直徑相同或略小。該吸附部42之上面成為吸附且支持工作件1之支持面421。吸附部42之厚度與框體41之凹處413之深度相同，因此嵌合於凹處413之吸附部42之上面與框體41之外周緣部412之上面係齊平的，設定為水平。又，上述輕量化空間43之直徑係設定比工作件1之直徑大。

工作件支持部40係藉由嵌合於包含鍔部411之框體41之外周面的固定環60被螺栓65固定於旋轉支持部50，而固定於旋轉支持部50。固定環60之直徑與旋轉支持部50之直徑相同，且於固定環60之內周面之下部形成有與鍔部411嵌合之環狀凹處61。旋轉支持部50之上述外周部501於周方向上隔有間隔而形成有複數之螺孔502。而且在比固定環60之環狀凹處61更外周側形成有對應於螺孔502之螺栓65之貫通孔62。

固定環60係在貫通孔62對應於旋轉支持部50之螺孔502之狀態下，環狀凹處61嵌合於框體41之鍔部411，並且將通過貫通孔62之螺栓65栓入旋轉支持部50之螺孔502且栓固，藉此固定於旋轉支持部50。藉此，工作件支持部40在被固定環60與旋轉支持部50挾入之狀態下固定。在該固定狀態下，輕量化空間43被框體41與旋轉支持部50固定。由於框體41非由螺栓65直接栓固於旋轉支持部50，而是以固定環60被夾入而固定，因此即使框體41為樹脂亦不會使框體41歪斜而可予以固定。

如上所述，工作件支持部40固定於旋轉支持部50上而構成之保持台30A係如第4圖所示，形成有使吸附部42與負壓源(真空泵等)80連通之吸引路徑70A。吸引路徑70A包含：形成於旋轉軸51之中心而與負壓源80連通之第1吸引路徑71、由第1吸引路徑71之上端分歧後呈放射狀形成於旋轉支持部50之內部，且朝旋轉支持部50之上面開口之複數第2吸引路徑72、及呈放射狀形成於框體41之內部，且連通各第2吸引路徑72之開口721與吸附部42之複數第3吸引路徑73。如第4圖及第5圖所示，第3吸引路徑73係在對應於凹處413之外周部之位置、成為第3吸引路徑73之交錯點之位置且對應於凹處413之中心之位置，形成有朝凹處413開口之開口731。上述輕量化空間43未連通於吸引路徑70A，且成為在保持台30A內密閉之空間。

負壓源80與第1吸引路徑71係以配管81連通，負壓源80運轉時，經由配管81、第1吸引通路71、第2吸引路徑72、第3吸引路徑73而吸附部42內之空氣被吸引，吸附部42成負壓，且負壓傳達到支持面421。藉由該負壓作用，載置於支持面421之工作件1會吸附於支持面421且受支持。

藉由上述昇降機構，保持台30A定位於第1(a)圖所示之殼體11之開口121附近之工作件傳遞位置、與由工作件傳遞位置下降之如第1(b)圖所示之洗淨空間12內之洗淨位置。

如第1圖所示之上述2個噴嘴21、22係其中一方作為噴出洗淨水之洗淨水噴嘴、另一者作為噴出乾燥空氣之空氣噴嘴。該等噴嘴21、22係並列且設置成水平，基端部可水平旋動地受支持於豎立設置在殼體11之底部112之供給管部23之上端，且前端部向下屈曲。由洗淨水噴嘴21噴出之洗淨水宜使用純水、或者混入CO₂之純水以防止靜電。再者，雖未圖示，但殼體11之底部112連接了用以將洗淨水之排水朝處理設備排出之排水管。

各噴嘴21，22係當保持台30A定位於洗淨位置時，在保持台30A之上方作水平旋動，且朝與保持台30A一起旋轉且自轉之工作件1之表面全面噴出洗淨水或乾燥空氣。又，保持台30A昇降時，會朝比保持台30A更外周側旋動，且定位於不甘擾保持台30A之昇降的退避位置。

[2]洗淨裝置之動作

其次，說明由上述構成形成之洗淨裝置10之動作例。

保持台30A上昇後定位於工作件傳遞位置，負壓源80運轉而成為負壓傳達到吸附部42之支持面421之狀態。接著，施行預定之加工之工作件1呈同心狀載置於支持面421，藉此，工作件1以負壓作用吸附、保持於支持面421。

接著保持台30A下降到洗淨位置，且保持台30A以例如800rpm(revolutionsperminute)左右之預定洗淨旋轉速度進行旋轉。而且，洗淨水噴嘴21進行往返旋動並且由該噴嘴21之前端噴出洗淨水。洗淨水噴出而遍及於自轉之工作件1，附著於工作件1之髒汙成分〈例如切削屑或研削屑)以洗淨水沖洗。經過預定之洗淨時間後，洗淨水之供給停止，洗淨水噴嘴21退避。

接著，保持台30A之旋轉速度上昇到例如3000rpm左右，附著於工作件1之洗淨水藉由離心力而驅散。接著與此同時，空氣噴嘴22進行往返旋動，由該噴嘴22之前端噴出高壓之乾燥空氣。乾燥空氣遍及自轉之工作件1，且與利用離心力之洗淨水之驅散作用相輔相成而使工作件1快速地乾燥。經過預定之乾燥時間後，停止乾燥空氣之供給且空氣噴嘴22退避。

工作件1之洗淨及乾燥結束後，保持台30A上升到工作件傳遞位置，負壓源80之運轉停止而解除吸附部42進行之工作件1之吸附。該後工作件1由保持台30A拿起移動到下一製程。以上係洗淨裝置10對於1片工作件1之動作的1個循環。

[3]一實施形態之作用以及效果

其次，說明上述實施形態之保持台30A之作用與伴隨之效果。上述洗淨製程及乾燥製程中，由於將洗淨水或高壓空氣噴灑到工作件1之表面，因此以往會產生摩擦而使工作件1帶電。然而，根據本實施形態之保持台30A，由於以下之理由故難以產生帶電。

在工作件1保持於保持台30A之吸附部42之狀態下，為導體之工作件(半導體晶圓)1與旋轉支持部50(鋁等之金屬製)之間，挾有為絕緣體之工作件支持部40(框體41為例如氟樹脂、吸附部4為例如氧化鋁)。而在此被認為與在2片導體之間夾有絕緣體之平行電容器有同樣構造。

由2片導體板構成之一般電容器之容量C為：C=ε r(導體板間之比介電率)×S(導體之面積)/d(導體間之距離)…式1，將此對應於本實施形態之保持台30A時，成為：C=ε r(旋轉支持部50與工作件1之間之比介電率)×S(旋轉支持部50與工作件1之面積)/d(工作件1與旋轉支持部50間之距離〉。由該式，d、即工作件1與旋轉支持部50間之距離愈大則電容器之容量愈小。以下為儲存於電容器之電量q與電位差之一般的關係式：q=CV(C：電容器之容量、V：電位差)…式2因此，可導出電容器之容量愈小，則q、即帶電量會變小。

如第6圖(a)所示，本實施形態之保持台30A中，工作件1之背面與旋轉支持部50之間的距離d1為，將保持台30A作為電容器來考慮時之導體間之距離(相當於絕緣體之厚度)。另一方面，第6(b)圖係顯示，工作件支持部40之框體41係如本實施形態，並非為絕緣體，而是由導體(例如鋁)所構成者，且不形成輕量化空間43，吸附部42與本實施形態同樣由作為絕緣體之陶瓷製之多孔質體構成之情況，該情況係，吸附部42之厚度d2為將保持台30A作為電容器來考慮時之導體間之距離(絕緣體之厚度)。再者，第6圖中，省略了上述固定環60及吸引路徑70A之圖示。

將兩者中由工作件1之背面到導體之間之距離d1、d2相比較，本實施形態者(d1)特別大，因此，本實施形態之保持台30A之電荷難以貯存，而可經常將帶電量抑制較小。靜電破壞起因於在工作件1內之電子的移動，電子之移動係在貯存之電荷放電時產生，但本實施形態中，由於帶電量經常抑制在較小，因此在工作件1內之電子移動難以產生，且難以產生放電，結果可有效地抑制靜電破壞。即，作為絕緣距離之工作件1與旋轉支持部50之間的距離d1宜確保在8mm以上，例如30mm左右。

然而，引起靜電破壞之電子移動除了貯存之電荷放電時，亦可能在內部產生靜電感應時產生。靜電感應係例如已介電極化之絕緣體靠近導體而引起，介電極化在本實施形態之情況下係當洗淨水已帶電時，可能會發生於吐出該洗淨水之工作件支持部40之支持面421。當支持面421已介電極化時，在保持之工作件1會產生靜電感應而電子移動，招致靜電破壞。然而，本實施形態之工作件支持部40之框體41之材料所舉例之氟樹脂、或如吸附部42之多孔質體為難以產生介電極化之材料，因此靜電感應難以產生於保持在工作件支持部40之工作件1，結果與加大工作件1與旋轉支持部50間之距離相輔相成，也得到相乘之靜電破壞之抑制效果。

又，本實施形態中，並非僅單純將工作件支持部40作為絕緣體，且於構成工作件支持部40之框體41之下面形成輕量化空間43。因此，由於加大絕緣距離，因此即使加厚框體41，保持台30A之重量之增加少。當保持台30A之重量增加時，例如旋轉中容易晃動，有損穩定度。然而，本實施形態中，藉由於框體41形成輕量化空間43，不會招致重量之增加，且絕緣距離會變大而可抑制帶電。

又，本實施形態中，使工作件支持部40之吸附部42產生負壓之吸引路徑70A與輕量化空間43未連通。在此，當吸引路徑70A與輕量化空間43連通時，對應於保持之工作件1之較薄部分(吸附部42、及吸附部42接觸之框體41之上部)可能會產生輕量化空間43側凹下之變形。該變形產生時，工作件1也會仿效而變形，恐有不良影響之虞。然而，由於吸引路徑70A未連通於輕量化空間43，因此不會產生該種變形，因此可安全地保持工作件1。

[4]保持台之其他實施形態

接著，參考第7圖~第10圖，說明本發明之保持台之其他實施形態。該等圖面中，與上述實施形態之保持台30A相同之構成要素則附以相同標號且簡略說明。

第7圖所示之其他實施形態之保持台30B係用以支持透過支持膠帶6而支持成同心狀配設且支持於環狀框架5之開口5a之狀態之工作件1。支持膠帶6係單面作成黏著面之膠帶，且於該黏著面貼著有環狀框架5與工作件1之背面。環狀框架5係由金屬等板材構成且具有剛性者，藉由支持該環狀框架5來搬送工作件1。

如第8圖及第9圖所示，該實施形態之保持台30B也與上述實施形態之保持台30A同樣，係於旋轉支持部50上以固定環60來固定具有輕量化空間43之工作件支持部40的構成。該態樣之工作件支持部40不具有由上述多孔質體構成之吸附部42，且以絕緣性之框體41之平坦上面構成工作件1之支持面414，又，於該框體41未形成第3吸引路徑73。又，旋轉支持部50不具有第2吸引路徑72，且第1吸引路徑71朝面臨輕量化空間43之上面開口。

如第9圖所示，工作件1係隔著支持膠帶6而載置於工作件支持部40(框體41)之支持面414，且環狀框架5載置於固定環60上。而且，支持膠帶6中之工作件1之外周與環狀框架5之內周之間的環狀部6a係由支持面414之外周部414a跨越固定環60而載置。

在框體41之支持面414之對應於支持膠帶6之環狀部6a之位置之該外周部414a，內周側與外周側之2個環狀溝(吸附部)415，416與框體41形成同心狀。該等環狀溝415、416係如第10圖所示，藉由形成於支持面414之複數連通溝417而連通。該態樣之連通溝417形成於彼此距離180。之角度之位置。框體41形成有由下面通過連通溝417之吸引口418，且如第9圖所示，該等吸引口418與旋轉支持部50之第1吸引路徑71之開口711係藉由配設於輕量化空間43之配管74而連通。

該實施形態中，藉由旋轉支持部50之第1吸引路徑71、配管74、框體41之吸引口418及連通溝417，構成使環狀溝415、416與負壓源80連通之吸引路徑70B。吸引口418係朝面臨輕量化空間43之框體41之下面開口，第1吸引路徑71係朝面臨輕量化空間43之旋轉支持部50之上面閉口，但該等開口被配管74堵塞。因此，輕量化空間43不連通於吸引路徑708，且在保持台308內形成密閉之空間。

固定環60係等間隔地安裝有可自由裝脫地保持環狀框架5之複數搖動式夾66。該等夾66係當保持台30B旋轉而產生離心力時，則如第9圖所示，按壓部66a由上方壓住載置於固定環60上之環狀框架5地進行搖動，藉此保持環狀框架5。

根據該實施形態之保持台308，當負壓源80運轉時，經由配管81、第1吸引通路71、配管74、吸引口418及連通溝417而吸引環狀溝415、416內之空氣，環狀溝415、416成為負壓。藉此，支持膠帶6之環狀部6a之覆蓋環狀溝415、416之部分吸附於環狀溝415、416，因此工作件1隔著支持膠帶6而支持於框體41之支持面414。

藉由該實施形態之保持台30B，也不會因為具有輕量化空間43之工作件支持部40而招致重量之增加，可加大工作件1與旋轉支持部50之間的絕緣距離，並且可有效地抑制工作件1之帶電。特別是該實施形態中，若將支持膠帶6作成絕緣性者，則可將支持膠帶6之厚度增大作為絕緣距離之一部份。又，與上述實施形態之保持台30A同樣地，吸引路徑70B未連通輕量化空間43，因此可得到工作件1之吸附時不會產生工作件支持部40及工作件1之變形之狀況之優點。

1‧‧‧工作件

5‧‧‧環狀框架

5a‧‧‧環狀框架之開口

6‧‧‧支持膠帶

6a‧‧‧環狀部

10‧‧‧洗淨裝置

11‧‧‧殼體

12‧‧‧洗淨空間

21,22‧‧‧噴嘴

23‧‧‧供給管部

30A,30B‧‧‧保持台

40‧‧‧工作件支持部

41‧‧‧框體

42‧‧‧吸附部

43‧‧‧輕量化空間

50‧‧‧旋轉支持部

51‧‧‧旋轉軸

60‧‧‧固定環

61‧‧‧環狀凹處

62‧‧‧貫通孔

65‧‧‧螺栓

66‧‧‧夾

66a‧‧‧按壓部

70A,70B‧‧‧吸引路徑

71‧‧‧第1吸引路徑

72‧‧‧第2吸引路徑

73‧‧‧第3吸引路徑

74‧‧‧配管

80‧‧‧負壓源

81‧‧‧配管

111‧‧‧內壁

112‧‧‧底部

121‧‧‧開口

411‧‧‧鍔部

412‧‧‧外周緣部

413‧‧‧凹處

414,421‧‧‧支持面

415,416‧‧‧環狀溝(吸附部)

417‧‧‧連通溝

418‧‧‧吸引孔

501‧‧‧外周部

502‧‧‧螺孔

721‧‧‧開口

731‧‧‧開口

d1,d2‧‧‧距離