JP2007157886A - 表面処理用冶具 - Google Patents

Abstract

【課題】真空装置内でも利用可能であり、移送も容易な表面処理用治具を得る。
【解決手段】上側ケース１０１と下側ケース１０２によって内部に形成される空間内に、搬送用コンテナ等から供給される交流磁界によって電磁誘導による交流電流を生じる誘導コイル１０４と、誘導コイル１０４から整流回路１０５を経て供給される電流によって充電されるフィルムキャパシタ１０３を備え、フィルムキャパシタ１０３の電圧を制御回路１０６、昇圧回路１０７を経て電極パターン１０９に印加することにより、基板２００を分極させ、静電引力で吸着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面処理用冶具に関するものである。

近年、半導体ウェハー等の基板の加工においては、基板の薄型化や基板両面への素子形成が盛んに行われている。
しかしながら、基板を薄型化すると、基板のハンドリングが難しい。また、基板両面に素子を形成する場合には、加工面の裏面が加工用ステージと接触するのを避ける必要がある。

これらの課題に対し、基板に保護シートを貼り付けることで、薄い基板を補強し、裏面の素子が加工用ステージ等に接触して破損するのを防止する方法が利用されている。
このような保護シートには、紫外線や熱を加えることにより基板からの剥離が容易になるなどの工夫がされていることが一般的である。しかし、保護シートは有機材料であることから、例えば全ての半導体プロセスに対応することは困難である。そのため、一連の製造プロセスの間に、何度も保護シートを貼りなおす必要があり、大量の廃棄物が生じていた。また、基板からの剥離が容易とはいえ、貼り合わせには細心の注意が必要で、剥離後も接着剤が残っていないか検査する必要があった。さらに、基板の裏面に段差形状が形成されている場合には、保護シートを貼り付けることは困難であった。

そこで、特許文献１に開示されているような、真空吸着を利用して裏面に貼付することが可能な表面処理用治具が提案されている。しかし、このような治具は負圧によって基板に吸着していることから、真空装置内では吸着力を維持することができない。よって、真空処理を含む製造プロセスでは使用できない。

特開２００５−１２６８１５号公報

本発明の目的は、真空装置内でも利用可能であり、移送も容易な基板裏面保護用の表面処理用治具を得ることである。

本発明の表面処理用治具は、外部からの電流供給を受けずに電流を発生させる電流供給部と、前記電流供給部から供給される電流によって充電される電荷保持部と、前記電荷保持部から電力の供給を受ける電極パターンと、前記電極パターンを覆う絶縁層を備え、前記絶縁層を介して、前記電極パターンとの間の静電引力により被加工基板を吸着するものである。
これにより、表面処理用治具単独で電流供給が可能となり、表面処理用治具に電源供給用のコード等を設ける必要がないので、表面処理用治具を取り付けた状態で加工対象基板の移送が容易に行える。

特に、加工対象基板を真空装置内に移す場合、真空装置は密封されるためコードなどが取り付けられていると不便であるが、本発明によれば、表面処理用治具に装着したままで加工対象基板を真空装置内に入れることができる。

このように、加工対象基板の製造工程を通して、表面処理用治具を取り付けておくことができるため、表面処理用治具の着脱による工数の増加を防止でき、廃棄物の量も減らすことができる。

また、電荷保持部を設けたことにより、電流の供給がなくても、数十秒〜数分程度の間吸着力を維持できる程度の電圧保持が可能となる。これにより、搬送用キャリア等から真空装置等の加工装置内へ表面処理用治具を移す間の吸着力の保持が可能となる。

また、前記電流供給部は例えば誘導コイルとすることが可能であり、これにより、外部から与えられる交流磁界によって電磁誘導により電流を発生させることができる。すなわち、搬送用キャリア等から交流磁界を供給するだけで、表面処理用治具の吸着力を維持することが可能となる。

本発明の表面処理用治具は、外部から電流の供給を受ける端子と、前記端子を介して供給される電流によって充電される電荷保持部と、前記電荷保持部から電力の供給を受ける電極パターンと、前記電極パターンを覆う絶縁層を備え、前記絶縁層を介して、前記電極パターンとの間の静電引力により被加工基板を吸着するものである。
これにより、電荷保持部に数十秒〜数分程度の間吸着力を維持できる程度の電圧保持が可能なので、搬送用キャリア等から真空装置等の加工装置内へ表面処理用治具を移す間の吸着力の保持が可能となる。

前記電荷保持部は例えばフィルムキャパシタとすることができる。フィルムキャパシタを用いることにより、装置の軽量化、小型化を図ることができる。
電荷保持部には、電池等を用いることもできる。
なお、本発明の表面処理用治具は、各種半導体プロセス、水晶発振子、マイクロマシン全般に適用することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による静電力を利用した表面処理用治具１００の断面図である。上側ケース１０１、下側ケース１０２、フィルムキャパシタ（電荷保持部）１０３、誘導コイル（電流供給部）１０４、整流回路１０５、制御回路１０６、昇圧回路１０７、導通電極１０８、電極パターン１０９、絶縁層１１０を備えている。

上側ケース１０１および下側ケース１０２は、ガラス、セラミック等のプロセス条件に適した材料で形成される。上側ケース１０１と下側ケース１０２を合わせると内部に空間が形成され、その空間にフィルムキャパシタ１０３、誘導コイル１０４、整流回路１０５、制御回路１０６、および昇圧回路１０７が収納される。整流回路１０５、制御回路１０６、昇圧回路１０７は、ダイオードやトランジスタなどを用いた一般的な回路を用いることができる。

上側ケース１０１の上には電極パターン１０９が設けられており、上側ケース１０１に埋め込まれた導通電極１０８を通してケース内部の回路と接続されている。電極パターン１０９の上には絶縁層１１０が設けられている。電極パターン１０９は、図２（Ａ）に示すように、双極方式の電極パターンである。

下側ケース１０２には、図２（Ｂ）に示すような渦巻状の誘導コイル１０４が設けられている。誘導コイル１０４には、外部から供給される交流磁界により交流電流が生じる。誘導コイル１０４に生じた交流電流は、整流回路１０５を経てフィルムキャパシタ１０３に供給され、フィルムキャパシタ１０３を充電する。

フィルムキャパシタ１０３は、軽量化、小型化に適しているが、多くても数十Ｖ程度の電圧しか得られないため、制御回路１０６、昇圧回路１０７を通して数百〜１ｋＶに昇圧し、導通電極１０８を通して電極パターン１０９に供給する。ここで、表面処理用治具１００が基板を吸着するためには、一般に数百〜１ｋＶの電圧が必要である。

表面処理用治具１００と基板（被加工基板）２００の吸着原理について説明する。
基板２００は、絶縁層１１０の上に設置される。電極パターン１０９に電圧が印加されることにより、図３に示すように絶縁層１１０上の基板２００が分極し、表面処理用治具１００と基板２００がコンデンサーを構成する状態となり、両者は静電力により吸着する。

ここで、表面処理用治具１００と基板２００は絶縁層１１０によって絶縁されており、放電が発生しない限り吸着力は保持されるはずであるが、実際には高電圧による電荷のリークが避けられない。このため、搬送用キャリア等、外部装置から供給される交流磁界から表面処理用治具１００を離すと、僅かな時間で基板２００の吸着力が消失する。

そこで、表面処理用治具１００を貼り付けた基板２００の移送、加工中は、常に交流磁界を発生する専用コンテナ等に収納しておく必要がある。
図４は、表面処理用治具を貼り付けた加工基板を収納するコンテナ３００を示す図である。図に示すように、コンテナ３００は交流電源３０１、複数の誘導コイル３０２、誘導コイル３０２と誘導コイル３０２の間に設けられた基板収納部３０３を備えている。

表面処理用治具１００に取り付けられた基板２００は、この基板収納部３０３に、誘導コイル１０４の渦巻面と誘導コイル３０２の渦巻面が平行になるように設置される。
交流電源３０１からの交流電流が誘導コイル３０２に供給されると、基板収納部３０３内に誘導コイル１０４の渦巻面と垂直な方向の交流磁界が発生し、誘導コイル１０４に交流電流が生じる。

以上のように、実施の形態１によれば、表面処理用治具１００に、誘導コイル１０４と、誘導コイル１０４から供給される交流電流により充電されるフィルムキャパシタ１０３とを設け、フィルムキャパシタ１０３の電圧を電極パターン１０９に印加することにより、基板２００を分極させ、静電引力で吸着するようにしたので、外部のコンテナ等から交流磁界を供給するだけで、表面処理用治具１００の吸着力を維持することが可能である。このため、表面処理用治具１００に電源供給用のコード等を設ける必要がないので、表面処理用治具１００を取り付けた状態で基板２００の移送が容易に行える。

特に、基板２００を真空装置内に移す場合、真空装置は密封されるためコードなどが取り付けられていると不便であるが、実施の形態１による表面処理用治具１００を用いれば、表面処理用治具１００に装着したままで基板２００を真空装置内に入れることができる。

このように、基板２００の製造工程を通して、表面処理用治具１００を取り付けておくことができるため、表面処理用治具１００の着脱による工数の増加を防止でき、廃棄物の量も減らすことができる。

また、フィルムキャパシタ１０３を設けたことにより、外部からの交流磁界の供給がなくても、数十秒〜数分程度の間吸着力を維持できる程度の電圧供給が可能となる。これにより、移動用キャリア等から真空装置等の加工装置内へ表面処理用治具１００を移す間の吸着力の保持が可能となる。

なお、表面処理用治具１００は、各種半導体プロセス、水晶発振子、マイクロマシン全般に適用することができる。

なお、実施の形態１では、電磁誘導によって誘導コイル１０４に発生した交流電流を用いてフィルムキャパシタ１０３を充電したが、フィルムキャパシタ１０３に電流を供給する手段はこれに限られず、例えば、表面処理用治具１００内に太陽電池を備えて電流を供給してもよい。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２による表面処理用治具４００の断面図である。実施の形態２では、表面処理用治具４００の外部に端子４０１を設け、フィルムキャパシタ１０３に外部から直接電流を供給して充電できるようにしている。

図６は、実施の形態２による表面処理用治具を貼り付けた加工基板を収納するコンテナ５００を示す図である。図に示すように、コンテナ５００は直流電源５０１、複数の端子５０２、複数の基板収納部５０３を備えている。

表面処理用治具４００に取り付けられた基板２００は、この基板収納部５０３に、端子４０１を端子５０２に接触させて設置される。
直流電源５０１からの電流は、端子５０２、端子４０１を介してフィルムキャパシタ１０３に供給され、フィルムキャパシタ１０３が充電される。

実施の形態２によれば、表面処理用治具４００にさらに端子４０１を設けたので、外部から供給される電流によってもフィルムキャパシタ１０３の充電をすることが可能である。
なお、表面処理用治具４００は、誘導コイル１０４を設けず、端子４０１を介した外部からの電流のみでフィルムキャパシタ１０３を充電する構成とすることもできる。

図１は、本発明の実施の形態１による表面処理用治具の断面図である。 図２（Ａ）は、実施の形態１による表面処理用治具の電極パターンを図１のＡ方向から見た図、図２（Ｂ）は、誘導コイルを図１のＡ方向から見た図である。 図３は、実施の形態１による表面処理用治具と基板の吸着原理を説明する図である。 図４は、実施の形態１による表面処理用治具を貼り付けた加工基板を収納するコンテナの例を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態２による表面処理用治具の断面図である。 図６は、実施の形態２による表面処理用治具を貼り付けた加工基板を収納するコンテナの他の例を示す図である。

符号の説明

１００，４００ 表面処理用治具、１０１ 上側ケース、１０２ 下側ケース、１０３ フィルムキャパシタ、１０４ 誘導コイル、１０５ 整流回路、１０６ 制御回路、１０７ 昇圧回路、１０８ 導通電極、１０９ 電極パターン、１１０ 絶縁層、２００ 基板、３００，５００ コンテナ、３０１ 交流電源、３０２ 誘導コイル、３０３，５０３ 基板収納部、４０１ 端子、５０１ 直流電源、５０２ 端子

Claims (4)

1. 外部からの電流供給を受けずに電流を発生させる電流供給部と、
   前記電流供給部から供給される電流によって充電される電荷保持部と、
   前記電荷保持部から電力の供給を受ける電極パターンと、
   前記電極パターンを覆う絶縁層を備え、
   前記絶縁層を介して、前記電極パターンとの間の静電引力により被加工基板を吸着する表面処理用治具。
2. 前記電流供給部は誘導コイルであり、外部から与えられる交流磁界によって電磁誘導により電流を発生することを特徴とする請求項１に記載の表面処理用治具。
3. 外部から電流の供給を受ける端子と、
   前記端子を介して供給される電流によって充電される電荷保持部と、
   前記電荷保持部から電力の供給を受ける電極パターンと、
   前記電極パターンを覆う絶縁層を備え、
   前記絶縁層を介して、前記電極パターンとの間の静電引力により被加工基板を吸着する表面処理用治具。
4. 前記電荷保持部はフィルムキャパシタであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の表面処理用治具。
   
   

Images