JP2012059994A - 保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェハ及びダイシングテープの反り並びにダイシングテープにしわが有っても、ウェハを良好に吸着して保持することができる保持装置を提供する。
【解決手段】片面にダイシングテープ１１が接着されているウェハ１０を保持する保持装置１であって、ウェハ１０をダイシングテープ１１が接着されている側の面から吸引する吸引部４と、ウェハ１０を水平になるように設置したとき、ダイシングテープ１１における吸引部４により吸引される部位よりも外側の部位に対して、鉛直下向きの力を加え、当該力が加えられた部位が当該部位の内側より鉛直下側に位置するようにするクランプ３と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばウェハ等の基板を保持する保持装置に関する。

近年、ＩＣカード、携帯電話などの電子機器の薄型化、小型化、軽量化などが要求されている。これらの要求を満たすためには、組み込まれる半導体チップについても薄型の半導体チップを使用しなければならない。このため、半導体チップの基となる半導体ウェハの厚さ（膜厚）は現状では１２５μｍ〜１５０μｍであるが、次世代のチップ用には２５μｍ〜５０μｍにしなければならないといわれている。したがって、上記の膜厚の半導体ウェハを得るためには、半導体ウェハの薄板化工程が必要不可欠である。

半導体ウェハの薄板化工程は次のように行なう。まず、半導体ウェハの回路形成面を覆うように、半導体ウェハを保護するためのサポートプレートを、両面に接着層を有するテープまたは接着剤を介して貼り付ける。次に、これを反転して、半導体ウェハの裏面をクラインダーによって研削して薄板化する。続いて、薄板化した半導体ウェハの裏面を、ダイシングフレームに保持されているダイシングテープ上に固定する。さらに、この状態で半導体ウェハの回路形成面を覆うサポートプレートを剥離した後、ダイシング装置によって各チップに分割する。

上記のように薄板化工程を行った場合、サポートプレートを剥離したあと、半導体ウェハの回路形成面に、接着剤等が残存してしまう。このため、付着している接着剤等を除去して、半導体ウェハの回路形成面を清浄な面にしなければならない。つまり、半導体ウェハをダイシングテープ上に固定した状態で、半導体ウェハの回路形成面を覆うサポートプレートを剥離した後、ダイシング装置によって各チップに分割する前に、半導体ウェハの表面に対して洗浄処理をすることが必要である。

この洗浄処理を行なう際や、その前のサポートプレートを剥離する際に、半導体ウェハを保持台等に載せて固定する場合がある。

半導体ウェハを保持する保持装置として、特許文献１〜３が報告されている。

特許文献１に記載の基板処理装置は、半導体ウェハを破損させることなく、サポートプレートから剥離するためのものである。

特許文献２には、ウェハから保護テープを剥離する際に、リングフレームをその位置に固定するために押さえる押さえ部材を備えた剥離装置が記載されている。

特許文献３には、テープが粘着している複数枚のウェハをスピンさせる際に押さえる押さえ手段を備えるスピンナー洗浄装置が記載されている。

特開２００９−５９７７６号公報（２００９年３月１９日公開） 特開２００３−５９８６２号公報（２００３年２月２８日公開） 特開２００６−１２８３５９号公報（２００６年５月１８日公開）

特許文献１に記載の基板処理装置は、ダイシングフレームを周囲に備えたダイシングテープをウェハに接着して、支持台に当該ウェハを吸引して処理をする。この基板処理装置では、ウェハ及びダイシングフレームの反り並びにダイシングテープにしわが有ると、吸着不良が起こる虞がある。特許文献２及び３には、このウェハの反り等による問題については記載されておらず、また、その解決に資する技術も開示されていない。後述するが、本願発明では基板に接着された支持膜の、吸引される部位より外側を下向きに強く押さえて、その内側よりも下側に位置するまで引っ張ることで、ウェハ及びダイシングフレームの反り並びにダイシングテープのしわの影響を軽減する。一方、特許文献２及び３の装置ではダイシングテープの外側を下向きに強く引っ張ることを行なわないので、ウェハ及びダイシングフレームの反り並びにダイシングテープのしわの影響を受けてしまい、仮に支持台に吸引しようとしても、吸着不良が生じる虞がある。

そこで、本発明は、ウェハ及びダイシングフレームの反り並びにダイシングテープにしわが有っても、ウェハを良好に吸着して保持できる保持装置を提供する。

上記の課題を解決するために、本発明に係る保持装置は、片面に支持膜が接着されている基板を保持する保持装置であって、上記基板を上記支持膜が接着されている側の面から吸引する吸引部と、上記基板を水平になるように設置したとき、上記支持膜における上記吸引部により吸引される部位よりも外側の部位に対して、鉛直下向きの力を加え、当該力が加えられた部位が当該部位の内側より鉛直下側に位置するようにする加力部と、を備える。

本発明によれば、ウェハ等の基板及びダイシングフレーム等の支持膜の反り並びにダイシングテープ等の支持膜にしわが有っても、当該基板を良好に吸着して保持できるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る保持装置の構造の概略を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る保持装置の構造の概略を示す図である。 本発明のさらに別の実施形態に係る保持装置の構造の概略を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

〔実施形態１〕
図１を用いて実施形態１に係る保持装置１について説明する。図１は実施形態１に係る保持装置１の構造を模式的に示す図であり、図１の（ａ）にクランプ３でウェハ１０を固定していない状態の保持装置１を示し、図１の（ｂ）にクランプ３でウェハ１０を固定している状態のクランプ３付近を示す。

保持装置１は保持台２、クランプ３（加力部）及び回転駆動部５を備えている。

保持台２は吸引部４を備えている。保持台２は、その上にウェハ１０（基板）を載せるためのものである。なお、保持台２のウェハ１０を載せる面は円形状である。

図１の（ａ）に示すように、ウェハ１０の下（保持台２側の片面）にダイシングテープ１１（支持膜）が接着されており、ウェハ１０の上（保持台２とは逆側の片面）に接着剤層１２を介してサポートプレート１３（支持板）が載せられている。

例えば、本実施形態では、まず、ウェハ１０は薄化プロセスに供される。具体的には、ウェハ１０の片面に接着剤を塗布して接着剤層１２を形成した上でサポートプレート１３が接着される。そして、サポートプレート１３が接着された面とは反対側の面を研磨してウェハ１０は薄化される。なお、サポートプレート１３は、ウェハ１０を薄化する工程で支持する役割を果たす部材である。サポートプレート１３は、例えば、その膜厚が、５００〜１０００μｍであるガラスで形成されている。

次に、ウェハ１０のサポートプレート１３が接着された面とは反対側の面にダイシングテープ１１が接着されて保持台２上に載せられる。

なお、ダイシングテープ１１は、外周にダイシングフレーム１１ａ（枠部）を備えている。ダイシングテープ４ａとしては、ベースフィルムが、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）やポリオレフィン、ポリプロピレン等の樹脂フィルムが用いられる。

また、ダイシングテープ１１は、サポートプレートを外した後におけるウェハ１０の強度を補填し、取り扱いを容易にする役割を果たす。

次に、サポートプレート１３上から溶剤を供給することで接着剤層１２を構成する接着剤を溶解して当該接着剤層１２を除去し、サポートプレート１３を取り外すことができる。なお、サポートプレート１３は面方向に垂直な貫通孔が形成されており、上面から供給される溶剤が接着剤層１２に到達するようになっている。また、このとき、ウェハ１０上には接着剤は完全には除去されず残存することになる。なお、保持台２上にはサポートプレートを除去した後に載せてもよい。ダイシングテープ１１の保持台２と密着している面の端からダイシングフレーム１１ａ上のクランプ３で力を加えられる箇所までの距離（ダイシングテープ１１において保持台２と密着していない領域の径方向の幅）は、クランプ３による引張力が十分確保できる距離であることが好ましい。この距離を十分確保することによって、ダイシングテープ１１の撓みを十分に吸収することができる。

吸引部４はウェハ１０をダイシングテープ１１が接着されている側の面から吸引する。吸引機構としては従来公知の吸引機構が設けられていればよい。例えば、吸着面上の気体を吸引するための吸引孔（図示せず）が設けられていてもよい。そして、この吸引孔は、真空ポンプなどの減圧手段に接続されており、ウェハ１０を配置し、吸引手段を作動させることで、ウェハ１０と吸着面との間が減圧された状態になり、これによって吸着することができるのである。吸引孔は、板状部材の所定の位置に孔を形成することで設けることができ、例えば、吸引孔はプレートを貫通する貫通孔であってもよい。また、ポーラスな材質を用いて形成してもよい。ポーラスな材質としては、たとえば、ポリプロピレン、カーボン、アルミニウム、セラミック等を例示することができる。これにより、ウェハ１０は保持台２上に固定される。なお、吸引部４のウェハ１０を載せる面は円形状である。

クランプ３は、ダイシングフレーム１１ａを押さえるためのものである。クランプ３は、吸引部４よりも外側に位置している。図１の（ｂ）に示すように、クランプ３は、ダイシングテープ１１における吸引部４により吸引される部位よりも外側の部位であるダイシングフレーム１１ａに対して、ウェハ１０を水平になるように設置したときに鉛直下向きの方向（矢印Ａの方向）となる力を加える。そして、当該力が加えられた部位が当該部位の内側より鉛直下側に位置するようにする。具体的には、押さえられた箇所が、その内側より下に位置するようになるまで、ダイシングフレーム１１ａを押さえる。本発明において、力を加えられた部位の内側とは、その内側の領域の少なくとも一部であればよいが、内側全体よりも力を加えられた部位が下に位置するように押さえることがより好ましい。換言すれば、力を加えられた部位より上に位置する部位の面積が大きければ大きいほど、支持膜が下向きへ引っ張られる力が強くなり、ウェハ等の基板及びダイシングフレーム等の支持膜の反り並びにダイシングテープ等の支持膜にしわによる影響を軽減することができる。

また、クランプ３はバネ（弾性体；図示せず）を備えている。バネによる力が鉛直下向きに働き、ウェハ１０に加えられる力が強くなる。

また、ダイシングフレーム１１ａ上におけるクランプ３によって力が加わる箇所は、ウェハ１０よりも下に位置している。このような構成にすることで、ダイシングテープ１１を十分に引っ張ることができ、ウェハ１０の固定をより強固にすることができる。

以上に説明したクランプ３の機能によりダイシングテープ１１は中心から外側及び鉛直下向きに向かって引っ張られることになり、保持装置１は、ウェハ１０及びダイシングテープ１１の反り並びにダイシングテープ１１にしわが有っても、ウェハ１０を良好に吸着して保持することができる。

なお、本実施形態ではクランプ３がバネを備える場合について説明したが、本発明に係る保持装置の加力部は弾性体を備えなくてもよい。ただし、より強い力で基板を押さえる観点から、本発明に係る保持装置の加力部は弾性体を備えることがより好ましい。

また、本実施形態では、クランプ３がダイシングフレーム１１ａを上から押さえる場合について説明したが、本発明に係る保持装置の加力部は、支持膜を上から押さえる形態でなくてもよい。例えば、加力部は支持膜を下から引っ張ってもよく、支持膜に鉛直下向きの力を加えることができる限り、加力部の形態は限定されない。

回転駆動部５は保持台２に載せられているウェハ１０を保持台２と共に回転させるためのものである。回転駆動部５は、ウェハ１０の面方向に垂直な直線を回転軸としてウェハ１０を回転させるように構成されている。ウェハ１０は、その中心が上記回転軸上になるように保持台２上に載せられる。これにより、保持装置１はウェハ１０を回転させることができる。保持装置１によってウェハ１０を回転させながら、剥離液、例えば接着剤に使用した溶剤を使用して、残存する接着剤を除去する。

回転駆動部５によるウェハ１０の回転数は、用途等に応じて適宜設定すればよく、例えば、５００ｍｉｎ^−１以上、３０００ｍｉｎ^−１以下としてもよい。

〔実施形態２〕
本発明の別の実施形態について図２を用いて説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１に係る構成要素と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、主に、実施形態１との相違点について説明するものとする。

保持装置２０は、クランプ３とは形状が異なるクランプ２３（加力部）を備えている点で実施形態１に係る保持装置２とは異なる。

クランプ２３は矢印Ｂ方向に回転することでダイシングフレーム１１ａを矢印Ａ方向に押さえる。矢印Ａ方向はウェハ１０を水平に設置したときに鉛直下向きの方向である。この力を加えることによって、少なくとも当該力を加えられた部位が後述の突起部２ａに支えられている部位（力を加えられた部位の内側の一部である）より下側に位置することとなる。これにより、ダイシングフレーム１１ａが強く下側に引っ張られ、ウェハ等の基板及びダイシングフレーム等の支持膜の反り並びにダイシングテープ等の支持膜にしわによる影響を軽減することができる。

また、保持装置２０は、保持台２が突起部２ａを備える点でも実施形態１に係る保持装置２とは異なる。

突起部２ａはダイシングテープ１１のウェハ１０よりも外側の部位の一部を、ウェハ１０を水平になるように設置したとき鉛直上向き（矢印Ｃの方向）に押し上げるためのものである。矢印Ａの方向に加えて矢印Ｃの方向にも力が加わることで、ダイシングテープ１１をより良好に引っ張ることができ、その結果、吸引部４によるウェハ１０の吸着を良好にして、より確実にウェハ１０を固定することができる。

〔実施形態３〕
本発明の別の実施形態について図３を用いて説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１に係る構成要素と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、主に、実施形態２との相違点について説明するものとする。

保持装置３０は、クランプ２３とは形状が異なるクランプ３３（加力部）を備えている点で実施形態１に係る保持装置２とは異なる。

クランプ３３は押圧部３３ａを備えている。クランプ３３は矢印Ｂ’の方向に回転することで、ダイシングフレーム１１ａを矢印Ａ”の方向に押さえると共に、押圧部３３ａにてサポートプレート１３をも矢印Ｄの方向に押圧する。これにより、サポートプレート１３を接着した状態でウェハ１０を保持台２に載せたとき、より確実にウェハ１０を固定することができる。つまり、矢印Ａ、矢印Ｃ及び矢印Ｄの方向に（３重に）力を加えることによりウェハ１０を固定する力をより強固にすることができる。

なお、本実施形態では、ダイシングフレーム１１ａを押圧する部材と、サポートプレート１３を押圧する部材とが一体形成されている場合について説明したが、これらの部材は一体ではなく、別々に形成されていてもよい。

〔実施例１：ダイシングテープのしわの影響〕
本実施例では、図１に示した保持装置１と同じ構成であり、保持台２の直径が３３０ｍｍ、吸引部４の直径が３０２ｍｍの装置（以下、「装置Ａ」という。）及び、保持台２の直径が３４０ｍｍ、吸引部４の直径が３０２ｍｍの装置（以下、「装置Ｂ」という。）を用いた。

装置Ａ及び装置Ｂ上に、ウェハに予めダイシングテープに意図的にしわを付けた状態のものを接着して載せた。ウェハとしては直径３００ｍｍのものを用い、ダイシングテープは保持台２の面積より十分に大きいものを使用した。次に、ダイシングフレームをクランプ３で固定して保持台２を回転数５００〜３０００ｍｉｎ^−１で回転させると同時に吸引部４にて吸着を行なった。

その結果、いずれの装置においても吸着は良好であり、ウェハを十分に固定することができた。また、テープの撓みの吸収は装置Ａの方がより良好であった。また、ダイシングフレームを押さえる力は装置Ｂの方が強かった。

〔実施例２：ウェハの反りの影響〕
ダイシングテープにしわを付けず、ウェハに５ｍｍの反りを付けた以外は実施例１と同様にして保持台２の回転、クランプ３による押圧、及び吸着部４による吸着を行なった。

その結果、いずれの装置においても吸着は良好であり、ウェハを十分に固定することができた。なお、比較のため、クランプ３による押圧を行なわなかった場合は、ポーラス部の真空圧の吸着エラーが生じ、十分に吸着して固定することができなかった。

〔実施例３：ダイシングフレームの反りの影響〕
ダイシングテープにしわを付けず、ダイシングフレームに２ｍｍの反りを付けて、装置Ｂのみを用いた以外は実施例１と同様にして保持台２の回転、クランプ３による押圧、及び吸着部４による吸着を行なった。

その結果、吸着は良好であり、ウェハを十分に固定することができた。

本発明は、例えば、薄板化ウェハの表面処理等に利用することができる。

１，２０，３０ 保持装置
２ 保持台
２ａ 突起部
３，２３，３３ クランプ（加力部）
４ 吸引部
５ 回転駆動部
１０ ウェハ（基板）
１１ ダイシングテープ（支持膜）
１１ａ ダイシングフレーム（枠部）
１３ サポートプレート（支持板）
３３ａ 押圧部

Claims (7)

1. 片面に支持膜が接着されている基板を保持する保持装置であって、
   上記基板を上記支持膜が接着されている側の面から吸引する吸引部と、
   上記基板を水平になるように設置したとき、上記支持膜における上記吸引部により吸引される部位よりも外側の部位に対して、鉛直下向きの力を加え、当該力が加えられた部位が当該部位の内側より鉛直下側に位置するようにする加力部と、を備える保持装置。
2. 上記支持膜は、その外周に枠部を備えており、
   上記加力部は上記枠部に力を加えるものである、請求項１に記載の保持装置。
3. 上記加力部によって力が加わる箇所が、上記基板を水平になるように設置したときに、上記基板より下に位置する、請求項１又は２に記載の保持装置。
4. 上記基板を面方向に垂直な直線を回転軸として回転させる回転駆動部を備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の保持装置。
5. 上記加力部は弾性体を備えており、弾性体によって力を加えるようになっている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の保持装置。
6. 上記基板を水平になるように設置したとき、上記外側の部位の一部を鉛直上向きに押し上げる突起部を備えており、上記加力部は、当該突起部によって押し上げられる上記支持膜の当該部位よりさらに外側の部位に力を加えるようになっている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の保持装置。
7. 上記基板は、上記支持膜が接着されている側の面とは反対側の面に支持板が接着されており、
   上記支持板を、基板に接着している側の面とは反対側の面から押圧する押圧部を備えている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の保持装置。

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