JP2002059363A

JP2002059363A - ウエーハ支持体

Info

Publication number: JP2002059363A
Application number: JP2000253206A
Authority: JP
Inventors: Koji Honma; 孝治本間
Original assignee: Chemitronics Co Ltd
Current assignee: Chemitronics Co Ltd
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2002-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】薄層化した半導体ウエーハのハンドリング時
に、ウエーハを簡便な手法で保持・脱離ができるハンド
リング用のウエーハ支持体と、上記支持体への薄層化し
たウエーハの着脱方法を得る。【解決手段】剛性のある裏打ち補強板上に粘着シート
を貼りつけてウエーハ支持体を構成する。補強板と粘着
シートには、同一箇所に表裏を貫通する複数個の細孔ま
たは細いスリット状の通気孔が設けられており、粘着シ
ート上に薄層ウエーハを載せた後、裏打ち補強板側から
真空排気をして、大気圧により薄層ウエーハを粘着シー
ト上に押圧して貼りつける。また、支持体に貼りつけら
れた薄層ウエーハを取り外すには、裏打ち補強板側から
通気孔に空気・窒素ガスなどのガス圧力を加え、薄層ウ
エーハを粘着シートから取り外す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として半導体素
子の製造プロセスにおいて、薄層化した半導体ウエーハ
をハンドリングするために使用するウエーハ支持体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の製造プロセスでは、半導体
基板をチップに切断・分離する直前に、通常２００μｍ
以下の厚さまで基板を研削して薄くしている。このよう
に薄くなると機械的強度が乏しくなるので、ウエーハの
ハンドリングが極めて困難であった。このため、薄層化
したウエーハをワックスやホトレジスト材などを用いて
ガラス板など剛性のある裏打ち補強板に貼りつけた状態
でハンドリングする方法が採られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ワックスやホトレジス
ト材を用いて裏打ち板に接着するする方法では、薄層化
した大面積ウエーハを均一に貼りつけるのが困難であ
り，また、ウエーハが薄くなっているので、裏打ち補強
板から取り外すのが困難な上、ワックスなどの洗浄工程
でのハンドリングが極めて困難であった。本発明は、特
に薄層化したウエーハのハンドリング時に、ウエーハを
簡便な手法で保持・脱離ができるハンドリング用のウエ
ーハ支持体と、上記ウエーハ支持体への薄層化したウエ
ーハの着脱方法を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、剛性のある
裏打ち補強板上に粘着シートを貼りつけて構成したウエ
ーハ支持体を用いて、粘着シート上に薄層ウエーハを粘
着させた状態でウエーハをハンドリングすることを特徴
としている。剛性のある裏打ち補強板と粘着シートの同
一箇所に、表裏を貫通して複数個の細孔または細いスリ
ットを設け、粘着シート上に薄層ウエーハを載せた後、
裏打ち補強板側から真空排気をして、大気圧により薄層
ウエーハを粘着シート上に押圧して貼りつける。また、
ウエーハ支持体に貼りつけられた薄層ウエーハを取り外
すには、裏打ち補強板側から、空気、窒素ガスなどのガ
ス圧力を加え、薄層ウエーハを粘着シートから取り外
す。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の実施例について、以下に
説明する。（実施例１）図１は、本発明の一実施例を示す模式図で
ある。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面図であ
る。直径２００ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの石英ガラス製裏
打ち補強板１の上に厚さ０．２ｍｍの粘着シート２が接
着されている。また，図１（ａ）、（ｂ）に示すように
粘着シート２と石英ガラス板１とを貫通する直径１ｍｍ
の細孔３が複数本あけられ、ウエーハ支持体１０を構成
している。上述のウエーハ支持体１０に、薄層化したウ
エーハを取りつける方法を図１（ｃ）の断面模式図によ
り説明する。まず、ウエーハ支持体１０を真空シール８
を介して吸着・加圧ヘッド５の上にセットする。次に、
基板研削により厚さ約６０μｍにまで薄層化された直径
２００ｍｍのＳｉウエーハ４を、位置決めしながら粘着
シート２の上に載せる。ついで、真空引き口６から吸着
・加圧ヘッド５内を真空排気する。これにより、細孔３
を通じてＳｉウエーハ４に大気圧が加わり、Ｓｉウエー
ハ４は粘着シート２に均一に押圧・接着される。上記の
接着が完了した後、ウエーハ支持体１０を吸着・加圧ヘ
ッド５から取り外しても、Ｓｉウエーハ４がウエーハ支
持体１０から剥がれることはなく、この状態で搬送ロボ
ットなどにより各種の搬送処理をすることができる。ま
た、ウエーハ支持体に保持されたＳｉウエーハを、ウエ
ーハ支持体ごと各種の半導体処理装置、例えばドライエ
ッチング装置にセットして所望のドライエッチングを行
った後、装置から取り出すことも可能である。さらに、
ウエーハ支持体１０の粘着シート２からＳｉウエーハ４
を取り外すには、図１（ｃ）に示すようにウエーハ支持
体１０を吸着・加圧ヘッド５に載置した後、固定用フッ
ク７で裏打ち補強板１を吸着・加圧ヘッド５に固定す
る。ついで、予めＳｉウエーハ４の上面を円形状真空チ
ャックなどで仮保持して（図示せず）、Ｓｉウエーハ４
が離脱したときに飛散しないようにした後、例えば窒素
ガスを真空引き口６から吹き込んで、細孔３を通してＳ
ｉウエーハ４を下側から押し上げる。これによりウエー
ハを損傷することなく引き剥がすことができる。また、
取り外したウエーハ面には、粘着シートから転写された
粘着物質はほとんど残ることがないので、通常のプロセ
スでは後洗浄が不要であり、ハンドリングが極めて容易
になる。なお、粘着シートから取り外した後に格別の清
浄度が要求される場合には、ハンドリングが容易な光洗
浄やプラズマ洗浄などを実施すればよい。

【０００６】さらに、剛性のある裏打ち補強板１を熱伝
導性に優れた材料（金属板、合金板、熱伝導性セラミク
ス板、II―Ａダイヤモンド板など）で構成し、粘着シー
ト２についても熱伝導性粘着シート材（例えば銀（Ａ
ｇ）またはニッケル（Ｎｉ）等の熱伝導性に優れる金属
微粒子、あるいは、熱伝導性に優れるII−Ａ型ダイヤモ
ンド微粒子を含有する熱伝導性粘着シート材）で粘着シ
ートを構成すれば、熱放散に優れたウエーハ支持体とす
ることができる。これにより、プロセス処理中にウエー
ハの温度上昇が懸念される工程においても、本発明のウ
エーハ支持体が適用可能である。なお、粘着シート２に
貼りつける試料が充分な機械的強度を持っており、試料
表面から直接押圧して貼り付けが可能な試料に対して
は、以上述べた真空吸引・ガス加圧用の細孔３を設ける
必要はないので、ウエーハ支持体１０を単純な平板のみ
で構成できる。

【０００７】（実施例２）図２は、本発明の第２の実施
例を示す断面模式図である。図２（ａ）はウエーハ支持
体２０の断面図である。剛性のある裏打ち補強板１１を
熱伝導性に優れる強磁性体材料で構成し、また、粘着シ
ート１２を熱伝導性に優れる粘着シートで構成してい
る。その他の構造は、前述の実施例１と同様であり、裏
打ち補強板１１と粘着シート１２には脱着用の通気細孔
１３を設けている。裏打ち補強板１１の材質は、熱伝導
性に優れる強磁性体、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、強磁
性を有するニッケル合金、強磁性を有するステンレス鋼
などである。また粘着シート１２についても、熱伝導性
粘着シート材（例えば銀（Ａｇ）またはニッケル（Ｎ
ｉ）等の熱伝導性に優れる金属微粒子、あるいは、熱伝
導性に優れるII−Ａ型ダイヤモンド微粒子を含有する熱
伝導性粘着シート材）で構成して、熱放散に優れたウエ
ーハ支持体２０を構成している。図２（ｂ）は、表面に
保護テープ２１が貼られた薄層化Ｓｉウエーハ１４（ウ
エーハ厚さ約４０μｍ）を、図２（ａ）のウエーハ支持
体２０に着脱する方法を示す断面模式図である。ウエー
ハ支持体２０を真空シール１７を介して吸着・加圧ヘッ
ド１５の上にセットする。次に、直径２００ｍｍのテー
プ付きＳｉウエーハ１４を位置決めしながら粘着シート
１２の上に載せる。ついで、真空引き口１６から吸着・
加圧ヘッド１５内を真空排気する。これにより、細孔１
３を通じてＳｉウエーハ１４に大気圧が加わり、Ｓｉウ
エーハ１４は粘着シート１２に均一に押圧・接着され
る。本例のウエーハ支持体２０では、裏打ち補強板１１
を強磁性体で構成しているので、プロセス処理装置側の
試料台に磁性チャックを用いることが可能になる。これ
により、処理装置内でもウエーハ支持体２０を確実に保
持することができるので、充分な熱放散が可能となる。
また、テープ付きＳｉウエーハ１４をウエーハ支持体２
０から離脱させる際にも、ウエーハ支持体の固定に磁性
チャックを用いることができ、この際の固定が簡単にな
る。すなわち、図２（ｂ）に示すように、ウエーハ支持
体２０を真空シール１７を介して吸着・加圧ヘッド１５
の上にセットする。次に、複数本の棒状永久磁石１８と
上下駆動機構１９で構成される磁性チャックにより裏打
ち補強板１１を吸着・加圧ヘッド１５に固定する。つい
で、予めＳｉウエーハ１４の上面を円形状真空チャック
などで仮保持して（図示せず）、Ｓｉウエーハ１４が離
脱したときに飛散しないようにした後、例えば窒素ガス
を真空引き口１６から吹き込んで、細孔１３を通してＳ
ｉウエーハ１４を下側から押し上げる。これによりＳｉ
ウエーハを損傷することなく引き剥がすことができる。
この後、磁性チャックの上下駆動機構１９を押し下げ、
吸着・加圧ヘッド１５に固定されていたウエーハ支持体
２０を解除する。なお、棒状永久磁石部分を電磁石を用
いた磁性チャックとすることも可能である。

【０００８】（実施例3）図３に、本発明の第３の実施
例を示す。図３（ａ）は、ウエーハ支持体３０の平面
図、図３（ｂ）はその断面図である。直径３００ｍｍ、
厚さ２．５ｍｍのステンレス鋼製の裏打ち補強板３１の
上に部分的に複数個の熱伝導性粘着シート３２が貼りつ
けられている。図３（ａ）の平面図では、わかりやすく
するために粘着シート３２の部分にハッチングを施して
いる。また、先の実施例１、２と同様の直径１．５ｍｍ
の複数個の通気細孔３３が設けられている。本例では、
図３（ｂ）に示すように、ステンレス鋼板３１に座グリ
してから粘着シート３２を貼りこんであり、半導体ウエ
ーハ（図示せず）を接着したときに、ステンレス鋼板３
１の面にウエーハが密着するように構成されている。本
例のように、部分的に粘着シートを設けることにより、
その設置面積の大小により半導体ウエーハに対する接着
力を制御することができる。なお、ウエーハ支持体から
の放熱が特に要求されない場合には、粘着シートをあえ
てステンレス鋼板に埋め込む構造は必要ではなく、平板
ステンレス鋼板に単に貼りつければよい。

【０００９】（実施例４）図４、５に本発明のその他の
実施例を示す。図４は、粘着シートを円環状に設けたウ
エーハ支持体４０を示す平面図である。金属板４１上に
部分的に複数個の円環状粘着シート４２を貼りつけてあ
る。また、他の実施例と同様に、複数個の通気細孔４３
を要所（粘着シートの有る部分及び金属板のみの部分）
に設けている。図５は、通気細孔と通気スリットを組み
合わせて設けたウエーハ支持体５０を示す平面図であ
る。粘着シート部分をわかりやすくするために図中にハ
ッチングを施してある。剛性のある裏打ち補強板の上
に、粘着シート５２が貼りつけられており，粘着シート
５２と補強板を貫通して複数本の放射状スリット（幅約
１ｍｍ）５４と複数個の細孔（直径約１．５ｍｍ）５３
とで通気孔を構成している。以上説明してきた、粘着シ
ートの部分的配置については、粘着シートの形状・面積
の大小によりウエーハに対する接着力が制御でき、ウエ
ーハを均一に接着できる構成であれば、実施例で述べた
形状・レイアウト・寸法に限定されるものではない。同
様に、細孔やスリットなどで構成される通気細孔におい
ても、ウエーハを均一かつ確実に吸着・離脱できるのに
寄与する形状・寸法・レイアウトであればよく、実施例
で開示した形状・寸法・レイアウトに限定されるもので
はない。また、ウエーハ支持体に貼りつける試料とし
て、Ｓｉウエーハのみならず、化合物半導体ウエーハや
半導体材料以外の板状試料、とりわけ、取扱いが困難な
薄層化された板状試料などに適用可能なことは言うまで
もない。

【００１０】

【発明の効果】本発明によって得られる効果を以下に
述べる。（１）薄層化したＳｉウエーハでも、本発明のウエーハ
支持体には簡単に着脱できるので、製造工程中の薄層化
ウエーハのハンドリングが極めて容易になる。（２）本発明のウエーハ支持体を、熱伝導性に優れた材
質で構成することにより、熱放散を必要とする半像体製
造装置内でも本発明のウエーハ支持体を使用することが
できる。（３）本発明の裏打ち補強板をニッケルなどの強磁性体
で構成することにより，半導体プロセス装置内での磁性
チャックにより、薄層化された半導体ウエーハをワーク
ホルダに確実に固定することができ、ウエーハの効果的
な熱放散が可能となる。

【００１１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す平面図、断面図で
ある。

【図２】本発明の第二の実施例を示す平面図、断面図で
ある。

【図３】本発明の第三の実施例を示す平面図、断面図で
ある。

【図４】本発明のその他の実施例を示す平面図、断面図
である。

【図５】本発明のその他の実施例を示す平面図である。

【符号の説明】

１剛性のある裏打ち補強板２、５２粘着シート３、１３、３３通気細孔４、１４Ｓｉウエーハ５、１５吸着・加圧ヘッド８、１７真空シール１０、２０、３０、４０、５０ウエーハ支持体１１熱伝導性・強磁性を有する、剛性のある裏打ち補
強板１２熱伝導性に優れる粘着シート１８棒状永久磁石３１ステンレス鋼鈑３２分割された粘着シート４１金属板４２円環状粘着シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】剛性のある裏打ち補強板上に粘着シート
を貼りつけ、粘着シート上にウエーハを粘着・保持する
ことを特徴とする、ウエーハ支持体。
【請求項２】剛性のある裏打ち補強板と粘着シートの
同一箇所に、複数個の細孔や細いスリット等、表裏を貫
通する通気孔を設けたことを特徴とする、請求項1に記
載のウエーハ支持体。
【請求項３】剛性のある裏打ち補強板の表面に、部分
的に複数個の粘着シートを貼りつけたことを特徴とす
る、請求項１、２に記載のウエーハ支持体。
【請求項４】部分的に貼りつける粘着シートの形状
が、島状、格子状、同心円環状、放射線状のいずれかの
形状、または上記形状の組み合わせで構成されているこ
とを特徴とする、請求項３に記載のウエーハ支持体。
【請求項５】請求項２、３、４に記載の支持体の粘着
シート上にウエーハを載置後、裏打ち補強板側から真空
排気をして大気圧によりウエーハを粘着シート上に押圧
して貼りつけることを特徴とする、ウエーハ支持体への
ウエーハの接着・保持方法。
【請求項６】請求項２、３、４に記載のウエーハ支持
体に貼りつけられたウエーハに、裏打ち補強板側から空
気・窒素ガスなどのガス圧力を加え、ウエーハを粘着シ
ートから取り外すことを特徴とする、ウエーハの接着解
除方法。
【請求項７】剛性のある裏打ち補強板と粘着シート
が、ともに熱伝導性に優れた材料により構成されたこと
を特徴とする、請求項２、３、４に記載のウエーハ支持
体。
【請求項８】剛性のある裏打ち補強板が、熱伝導性に
優れた強磁性体材料により構成されたことを特徴とす
る、請求項７に記載のウエーハ支持体。
【請求項９】ニッケル（Ｎｉ）または強磁性を有する
ステンレス鋼で裏打ち補強板を構成し、また、銀（Ａ
ｇ）またはニッケル（Ｎｉ）等の熱伝導性に優れる金属
微粒子、あるいは、熱伝導性に優れるII−Ａ型ダイヤモ
ンド微粒子を含有する熱伝導性粘着シート材で粘着シー
トを構成したことを特徴とする、請求項７、８に記載の
ウエーハ支持体。
【請求項１０】請求項２、３、４に記載の支持体の粘着
シート上にウエーハを載置後、裏打ち補強板側から通気
孔を真空排気してウエーハを粘着シートに押圧・接着す
るためのマウント機構と、機械力または磁気力により上
記マウント機構に裏打ち補強板を固定するためのチャッ
ク機構とを有し、上記チャック機構により裏打ち補強板
をマウント機構に固定したのち、裏打ち補強板側から通
気孔に空気または窒素ガスなどのガス圧力を加えてウエ
ーハ支持体に貼りつけられているウエーハを取り外すこ
とを特徴とする、ウエーハ支持体用ウエーハ接着・脱離
ジグ。
【請求項１１】請求項２、３、４、７、８、９に記載の
ウエーハ支持体を用いた半導体素子の製造方法。