JP2007115961A - 基板保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】載置ステージに載置された基板を歪みを生じることなく均一にかつ確実に固定しながら、光透過性を付与することにより基板の位置を精密に検出可能な基板保持装置を提供すること。
【解決手段】本実施の形態における基板保持装置１０は、載置ステージ１がガラス素材等の光透過性を有する素材を薄型平板状に成形した多孔質の平板部材であるため、ウエハ１１をその下面全体において吸着して保持することにより確実に固定しながら、ＬＥＤ４により光が照射されたウエハ１１を鮮明に映し出してカメラ９で撮影することができ、カメラ９によってウエハ１１、各回路の位置にズレが生じているか否かを確認しながらウエハ１１を正確かつ高精度に裁断し、高品質な回路を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板を載置する載置ステージと載置ステージにより上部が密閉される中空部と中空部内の空気を排気する排気手段とを備え、中空部内の空気を排気して載置ステージを介して基板を吸着し保持する基板保持装置に関する。

従来より、半導体ウエハ等の基板上に複数の回路等が形成されこの基板をカッティングしてこれらの回路等を１個ずつ個別に切り出す際に、この基板を固定して保持する従来の基板装置２０においては、図４に示すように、半導体ウエハ等の基板であるウエハ１１を載置する通気孔を有する平板状の載置ステージ２１と、載置ステージ２１の外縁部を支持するステージ台２と、ステージ台２を延在して載置ステージ２１下方の空間である中空部３ａを取り囲む側部および底部を構成する壁面３と、中空部３ａを取り囲む壁面３の底部に開けられた中空部３ａ内の空気を排気するための排気口５と、排気口５から基板保持装置２０の外部まで連続して中空部３ａ内の空気を排気するための流路を形成する排気路６と、排気路６の先端が接続され排気路６を通して中空部３ａ内の空気を排気させる機能を有するバキューム７と、排気路６上に設けられ排気路６内の空気の流れを遮断して密閉する真空弁８とを備えている。

そして、載置ステージ２１に基板を載置して載置ステージ２１の通気孔を塞ぎ、バキューム７により中空部３ａ内の空気を排気して真空状態とし載置ステージ２１の通気孔を介して基板を吸着して保持する。このようして保持し基板を固定した状態で図示しないカッティング装置を用いて基板を裁断し各回路毎に個別に切り出すことを行っている。

また、基板を載置する載置ステージとして基板をより確実に固定するためにセラミック素材を用いたものとしては、多孔質セラミックからなり、被吸着体を吸着、保持するための保持面を有する吸着体と、吸着体の保持面と吸引孔対応部とを除いた部分を封止するための封止体とを含んで構成される真空チャックにおいては、多孔質セラミックに形成された通気孔を介して被吸着体である基板を高い吸着力で均一に保持するものも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００４−２９１１７９号公報（第１−４頁、第１図）

しかしながら上述の基板保持装置では、基板を高い吸着力で保持する場合にはセラミック等の載置ステージ２１を多孔質とし、孔を多く開け吸着力を高めて載置した基板を保持している。この載置ステージ２１の材質として用いているセラミック等は、光透過性がないため、ウエハ１１および載置ステージ２１を通して基板保持装置２０上方から中空部３ａ内を見ることはできない。また、ウエハ１１および載置ステージ２１を通して中空部３ａ内から基板保持装置２０上方を見ることもできない。このため、ウエハ１１および載置ステージ２１に例えば下方から光を照射してウエハ１１及びその周辺を明るい状態としてウエハ１１を高精度なカメラ等で撮影しウエハ１１が固定された位置やカッティングの最中の位置等を精密に検出しズレが生じていないかを確認することはできなかった。

ウエハ１１を高精度なカメラ等で撮影可能とするための方法として、載置ステージ２１に平板状の石英を用いることにより、石英の光透過性を利用して載置ステージ２１を透過してウエハ１１をＬＥＤ等で照射しウエハ１１及びその周辺を明るい状態として光透過性を有する載置ステージ２１を透過してカメラでウエハ１１を撮影することによりウエハ１１の位置を精密に検出することも行われていたが、石英はその材質上セラミック等と同じように複数の通気孔を有して多孔質とすることは困難であり、少ない孔を加工して開けてこれらの孔を介してウエハ１１を吸着しているため、ウエハ１１の表面上で孔で吸着された箇所のみ下方に歪みが生じて表面全体が平坦とならずに凹凸ができてしまい、高い吸着力により表面全体を均一かつ確実に固定することができないという問題があった。

本発明は、以上のような問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、載置ステージに載置された基板を歪みを生じることなく均一にかつ確実に固定しながら、光透過性を付与することにより基板の位置を精密に検出可能な基板保持装置を提供することにある。

以上の問題点を解決するために本発明は、基板を載置する通気性を有する平板状の載置ステージと前記載置ステージにより上部が覆われる中空部と前記中空部内の空気を排気する排気手段と前記載置ステージに載置された基板に光を照射する照射手段とを備え、前記中空部内の空気を排気して前記載置ステージを介して基板を吸着し保持する基板保持装置において、
前記載置ステージは、光透過性を有する多孔質平板部材であることを特徴とする。

このような発明によれば、載置ステージは、光透過性を有する多孔質平板部材であるので、セラミック等と同じようにこの多孔質平板部材に開けられた無数の通気孔を介して基板を吸着することにより確実に保持しながら、載置ステージを透過して基板をＬＥＤ等で基板及びその周辺を明るい状態として載置ステージを透過してカメラ等で撮影することにより基板の位置を精密に検出することが可能である。

上述の基板保持装置において、
前記載置ステージは、多孔質ガラスであっても良い。このような発明によれば、載置ステージは、光透過性を有しているので、セラミック等と同じようにこの多孔質平板部材に開けられた無数の通気孔を介して基板を吸着することにより確実に保持しながら、載置ステージを透過して基板をＬＥＤ等で基板及びその周辺を明るい状態として載置ステージを透過してカメラ等で撮影することにより基板の位置を精密に検出することが可能である。

上述の基板保持装置において、
前記載置ステージは、薄型平板状の多孔質セラミックであっても良い。このような発明によれば、載置ステージが光透過性を有しなくても、光の明るさがその上面側に達するため、基板をＬＥＤ等で基板及びその周辺を明るい状態として載置ステージを透過してカメラ等で撮影することにより基板の位置を精密に検出することが可能である。

本発明に係る基板保持装置によれば、載置ステージに載置された基板を歪みを生じることなく均一にかつ確実に固定しながら、光透過性を付与することにより基板の位置を精密に検出可能となる。

以下、本発明に係る基板保持装置を実施する最良の形態を、図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施における基板保持装置１０の全体構成を示す説明図である。基板保持装置１０は、図１に示すように、半導体ウエハ等の基板であるウエハ１１を載置する無数の通気孔を有する多孔質平板状の載置ステージ１と、この載置ステージ１の外縁部を支持するステージ台２と、ステージ台２を延在して載置ステージ１下方の空間であって上部を載置ステージ１に覆われ中空部３ａを取り囲む側部および底部を構成する壁面３と、壁面３の例えば底部の所定の箇所に取り付けられ載置ステージ１を透過してウエハ１１に下方側から光を照射する照射手段であるＬＥＤ４と、中空部３ａを取り囲む壁面３の底部に開けられた中空部３ａ内の空気を排気するための排気口５と、排気口５から基板保持装置２０の外部まで連続して中空部３ａ内の空気を排気するための流路を形成する排気路６と、排気路６の先端が接続され排気路６を通して中空部３ａ内の空気を排気させる機能を有するバキューム７と、排気路６上に設けられ排気路６内の空気の流れを遮断して密閉する真空弁８と、ＬＥＤ４により光が照射されたウエハ１１を上方側からその位置およびウエハ１１上に形成された各回路の様子を高精度に撮影可能なカメラ９とを備えている。

図２は、載置ステージ１の構成を示す説明図である。載置ステージ１は、図２に示すように、例えばガラス素材等の光透過性を有する素材を薄型平板状に成形した多孔質の平板部材であり、その表面には上面及び下面に通した複数の微細な通気孔がその表面全体に分布してゆうしており、従来の基板保持装置におけるセラミック等の載置ステージと同様の多孔質の平板部材となっている。また、載置ステージ１は、その材質が光透過性を有するガラス素材であるため、ＬＥＤ４により光を照射されると光を透過してその上面に載置されたウエハ１１を効果的に照射することができウエハ１１を明るい状態として鮮明に映し出してカメラ９によって撮影することが可能である。

載置ステージ１は、図２に示すように、発泡ポリウレタン又は発泡ゴムのように、その上面から下面まで貫通して通気性を有する連続する多数の微細な通気孔を有する多孔質ガラスを薄型平板状に成形されている。この微細な通気孔は、連続気泡型の構造を有することが好ましいが、独立気泡型の構造を有していても、通気孔が実質的に連続するような構造であればよい。

また、載置ステージ１は、光透過性を有しない素材であっても発泡ポリウレタン又は発泡ゴムのように、その上面から下面まで貫通して通気性を有する連続する多数の微細な通気孔を有する多孔質素材、例えば多孔質セラミックを３ｍｍ〜８ｍｍ等の厚さ程度に薄型平板状とすることにより、透明でなくてもＬＥＤ４により光を照射されると光の明るさがその上面側に達するように成形したものであっても良い。このような薄型に成形した多孔質セラミックを用いてもウエハ１１を明るい状態として鮮明に映し出してカメラ９によって撮影することが可能である。

続いて、本実施の形態における基板保持装置１０が上述のような構成を有することにより生じる作用効果について詳細に説明する。まず、載置ステージ１の上面にウエハ１１を載置すると、バキューム７を作動させて中空部３ａ内の空気を排気し真空状態として、載置ステージ１に開けられた複数の微細な通気孔を通してウエハ１１を吸着し保持して、確実に固定した状態とする。そして、このウエハ１１を固定した状態で真空弁８を閉じて排気路６内の空気の流れを遮断し、中空部３ａ内を真空状態で維持させてバキューム７を停止させる。

このとき、載置ステージ１は、その全体に分布した複数の微細な通気孔を介してウエハ１１を吸着して保持することにより、ウエハ１１をその下面全体において均一に吸着して保持することにより歪みを生じることなく確実に固定することが可能となっている。

このようにウエハ１１を確実に保持した状態で中空部３ａ内に設けられたＬＥＤ４によりウエハ１１を下方側から光を照射すると、載置ステージ１がガラス素材でできており、光透過性を有しているため、ＬＥＤ４からの光が載置ステージ１を透過してウエハ１１およびその周辺を鮮明に明るい状態とすることができる。カメラ９は、載置ステージ１を透過して光が照射されたウエハ１１を鮮明に映し出して撮影することができ、カメラ９を操作する作業者は、ウエハ１１の位置を正確に検出でき、ウエハ１１の映像でウエハ１１上に形成された複数の回路において、光が当たって影となる電極等の部分の位置を把握しながら各回路の位置を検出および測定しながら精密に各回路の位置にズレが生じているか否かを確認することができる。

またここで、載置ステージ１が光透過性を有しない多孔質素材、例えば多孔質セラミックを薄型平板状としたものであっても、ＬＥＤ４からの光が載置ステージ１の上面側に達してウエハ１１およびその周辺を鮮明に明るい状態とすることができる。カメラ９は、載置ステージ１上面側で明るく照らされたウエハ１１を鮮明に映し出して撮影することができ、カメラ９を操作する作業者は、ウエハ１１の位置を正確に検出でき、ウエハ１１の映像でウエハ１１上に形成された複数の回路において、光が当たって影となる電極等の部分の位置を把握しながら各回路の位置を検出および測定しながら精密に各回路の位置にズレが生じているか否かを確認することができる。

そして、ウエハ１１を確実に固定し、カメラ９によってウエハ１１、各回路の位置にズレが生じているか否かを確認しながらウエハ１１を各回路毎にカッティングする図示しないカッティング装置等を用いてウエハ１１を正確かつ高精度に裁断し、ウエハ１１を各回路毎に個別に切り出していくことができる。

図３は、カメラ９によってウエハ１１を上方側から撮影した映像を示す説明図である。ＬＥＤ４により載置ステージ１を透過して、または、載置ステージ１上面側を明るく照らしてウエハ１１およびその周辺に光を照射し、ウエハ１１およびその周辺を鮮明に明るい状態として撮影しているため、ウエハ１１上に形成された複数の各回路の構造も映し出して撮影することができ、光が当たって影が生じる各回路内の電極等の構成部分の位置を検出しながら、この位置を目印、ポイントとして各回路やウエハ１１の位置にズレが生じているか否かを判断してウエハ１１を正確かつ高精度に各回路毎にカッティングすることができる。

以上のように、本実施の形態における基板保持装置１０は、載置ステージ１がガラス素材等の光透過性を有する素材を薄型平板状に成形した多孔質の平板部材であるため、ウエハ１１をその下面全体において均一に吸着して保持することにより確実に固定しながら、ＬＥＤ４により光が照射されたウエハ１１を鮮明に映し出してカメラ９で撮影することができ、カメラ９によってウエハ１１、各回路の位置にズレが生じているか否かを確認しながらウエハ１１を正確かつ高精度に裁断し、高品質な回路を得ることができる。また、載置ステージ１が光透過性を有しない多孔質素材、例えば多孔質セラミックを薄型平板状としたものであっても、ウエハ１１をその下面全体において均一に吸着して保持することにより確実に固定しながら、ＬＥＤ４により光が照射されたウエハ１１を鮮明に映し出してカメラ９で撮影することができる。

（他の実施の形態）
上述の実施の形態における基板保持装置１０では、中空部３ａ内にＬＥＤ４を設け、カメラ９により上方から撮影しているが、これに限られず、ＬＥＤ４をステージ台２の周囲に設けて側方からウエハ１１に光を照射し、光が照射されたウエハ１１を鮮明に映し出してカメラ９により上方から撮影することとしても良い。

上述の実施の形態における基板保持装置１０では、載置ステージ１がガラス素材であったが、光透過性を有する素材を薄型平板状に成形した多孔質の平板部材であれば、光透過性を有するプラスチック等の他の素材であっても良い。

本実施の形態における基板保持装置の全体構成を示す説明図である。 本実施の形態における基板保持装置の載置ステージの構成を示す説明図である。 本実施の形態における基板保持装置のウエハを上方側から撮影した映像を示す説明図である。 従来技術における基板保持装置の全体構成を示す説明図である。

符号の説明

１０ 基板保持装置
１ 載置ステージ
２ ステージ台
３ 壁面
３ａ 中空部
４ ＬＥＤ
５ 排気口
６ 排気路
７ バキューム
８ 真空弁
９ カメラ

Claims (3)

1. 基板を載置する通気性を有する平板状の載置ステージと前記載置ステージにより上部が覆われる中空部と前記中空部内の空気を排気する排気手段と前記載置ステージに載置された基板に光を照射する照射手段とを備え、前記中空部内の空気を排気して前記載置ステージを介して基板を吸着し保持する基板保持装置において、
   前記載置ステージは、光透過性を有する多孔質平板部材であることを特徴とする基板保持装置。
2. 請求項１に記載の基板保持装置において、
   前記載置ステージは、多孔質ガラスであることを特徴とする基板保持装置。
3. 請求項１に記載の基板保持装置において、
   前記載置ステージは、薄型平板状の多孔質セラミックであることを特徴とする基板保持装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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