JP7214455B2 - 保護部材形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ウエーハの一方の面に保護部材を形成する装置に関する。
円柱状のインゴットをワイヤーソーによってスライスして円板状のウエーハを形成する場合、スライスする際にウエーハに反りやうねりが発生する。これらの反りやうねりを除去するため、従来、ウエーハの一方の面に樹脂を塗布し、これを硬化させて保護部材を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１６－１６７５４６号公報
この種の技術では、ステージ上に載置されたシートの上に樹脂を供給（滴下）し、この樹脂に向けてウエーハを押圧することによってウエーハの下面（一方の面）に樹脂を均一に塗布して保護部材を形成している。しかし、従来の構成では、シートをステージ上に載置する際にシートにしわがよってしまう問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、シートにしわがよることなく該シートをステージ上に載置できる保護部材形成装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ウエーハの一方の面に保護部材を形成する保護部材形成装置であって、枠体で囲われたチャックテーブルを備えシートが載置されるステージと、該枠体に形成されたエア供給源と連通する複数のエア供給口と、該ステージと対面しウエーハを保持する移動可能な保持ユニットと、該シート上に樹脂を供給する樹脂供給ユニットと、該シートと対面する位置に上下方向に移動可能に支持されるシート押さえパッドと、各ユニットを駆動させる制御ユニットと、を備え、該制御ユニットは、該ステージに載置された該シートの中央部分に該シート押さえパッドを接触させた状態でエア供給源からエアを供給し、該シート押さえパッドが接触していない該シートの領域を該ステージから浮かせて外周方向へ滑らせしわを伸ばすことを特徴とする。
この構成によれば、シートが載置されるステージと、枠体に形成された複数のエア供給口と、シートを押さえるシート押さえパッドとを備え、このシート押さえパッドは、複数のエア供給口より内側の領域で、ステージ上に載置されて複数のエア供給口を覆ったシートの一部に接触して該シートを押さえるため、エア供給口からエアを供給することにより、シート押さえパッドが接触していないシートの領域をステージから浮かせて外周方向へ滑らせ、シートのしわを伸ばすことができる。従って、シートにしわがよることなく該シートをステージ上に載置できる。
この構成において、該ステージの枠体はフッ素樹脂によってコーティングされていてもよい。
本発明によれば、シート押さえパッドは、複数のエア供給口より内側の領域で、ステージ上に載置されて複数のエア供給口を覆ったシートの一部に接触して該シートを押さえるため、エア供給口からエアを供給することにより、シート押さえパッドが接触していないシートの領域をステージから浮かせて外周方向へ滑らせ、シートのしわを伸ばすことができる。従って、シートにしわがよることなく該シートをステージ上に載置できる。
図１は、本実施形態に係る保護部材形成装置の模式図である。 図２は、保護部材形成装置を用いて保護部材が形成されるウエーハの模式図である。 図３は、ステージの平面図である。 図４は、ステージ上にシートが載置される動作を示す模式図である。 図５は、シートのしわ取りが実行される動作を示す模式図である。 図６は、しわ取りが実行された後のステージ上に載置されたシートを示す模式図である。 図７は、シート上に液状樹脂が供給される動作を示す模式図である。 図８は、液状樹脂上にウエーハが搬送される動作を示す模式図である。 図９は、液状樹脂を硬化させてウエーハの保護部材を形成する動作を示す模式図である。
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
図１は、本実施形態に係る保護部材形成装置の模式図である。図２は、保護部材形成装置を用いて保護部材が形成されるウエーハの模式図である。図２に示すように、本実施形態に係る保護部材形成装置を用いて保護部材が形成されるウエーハ１は、デバイスパターンが形成される前のものであり、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等の円柱状のインゴット２をワイヤーソー（不図示）によって円板状にスライス（切断）することにより得られるアズスライスウエーハである。この種のウエーハ１は、両面（上面１Ａ及び下面１Ｂ）に、ワイヤーソーによって切り出された時に発生するうねりや反りなどの変形要素を含んでいる。これらのうねりや反りを除去するため、例えば、ウエーハ１の下面１Ｂ（一方の面）に樹脂を塗布して保護部材を形成した後、ウエーハ１の両面を順次研削することで平坦化される。
本実施形態に係る保護部材形成装置１００は、図１に示すように、ステージ１０と、シート搬送装置２０と、シート押さえユニット３０と、樹脂供給ユニット４０と、ウエーハ搬送ユニット（保持ユニット）５０と、制御ユニット６０とを備える。なお、図１では、保護部材形成装置１００の構成要素を模式的に示したものであり、各構成要素の配置関係を示すものではない。次に、保護部材形成装置１００の構成要素について説明する。
図３は、ステージの平面図である。ステージ１０は、ウエーハ１の一方の面に保護部材を形成する際の作業台として機能するものであり、図２に示すように、枠状に形成されたステージ本体（枠体）１１と、このステージ本体１１の上部に設けられたガラステーブル（チャックテーブル）１２と、ステージ本体１１内に配置された複数のＵＶ（紫外線）ランプ１３とを備える。ステージ本体１１は、図３に示すように平面視で矩形状に形成され、中央部に円形のガラステーブル１２が設けられている。すなわち、ガラステーブル１２は枠体としてのステージ本体１１に囲われている。ガラステーブル１２の上面１２Ａは平坦に形成されており、シート３の載置面となる。また、ガラステーブル１２は、上記ランプ１３が照射する紫外線を透過する材質であればガラスでなくてもよい。
ステージ本体１１には、ガラステーブル１２の周囲に複数のエア供給口１４が設けられている。本実施形態では、図３に示すように、円形のガラステーブル１２の周囲に間隔をあけて複数のエア供給口１４が円環状に配置されている。これらエア供給口１４には、供給路１５を介してエア供給源１６と接続されており、エア供給口１４からそれぞれエアが噴出される。エア供給口１４は、図１ではステージ本体１１の上面１１Ａに垂直に形成されているが、ガラステーブル１２の外側に放射状に向けて形成されるのが好ましい。また、ステージ本体１１には、エア供給口１４の外側に複数の吸引口（不図示）が円環状に配置されている。これらの吸引口には吸引源（不図示）が接続され、載置面に吸引力を作用させてシート３をステージ１０に吸引保持することができる。
また、図１に示すように、ステージ本体１１の上面１１Ａには、例えばフッ素樹脂によるコーティング加工（表面加工）が施されている。フッ素樹脂は、金属に比べて摩擦係数が格段に小さいため、ステージ１０上に載置されたシート３がステージ本体１１の上面１１Ａ上をよく滑るようになる。なお、この種のコーティング加工は、ステージ本体１１の上面１１Ａ全面に施すのが好ましいが、ガラステーブル１２から放射状に連続して延びていれば部分的に施してもよい。
シート搬送装置２０は、図１に示すように、シート３を搬送してステージ１０上に載置する。シート３は、ステージ１０上に直接、液状樹脂が滴下されることを防止して、ステージ１０の上面に傷がつかないように守るためや掃除の手間を防ぐものである。また、シート３は、液状樹脂が塗布されたウエーハ１のハンドリング（取扱い）を容易にするものでもある。シート３は、ある程度の柔軟性を備え、図３に示すように、ステージ１０と同等もしくは僅かに小さく形成されている。シート３の形状は、ステージ１０と同様に矩形（四角形）に形成されているが、これに限るものではなく円形などに形成されていてもよい。また、シート３の材質は、ポリオレフィン（polyolefin）やＰＥＴ（polyethylene terephthalate）などが用いられている。
シート搬送装置２０は、水平方向に延在する搬送アーム２１と、この搬送アーム２１の下面に設けられてシート３を吸着する吸着パッド２２と、搬送アーム２１をステージ１０に対して昇降する昇降ユニット２３と、昇降ユニット２３を水平方向に移動する水平移動機構（不図示）とを備える。水平移動機構は、昇降ユニット２３に支持された搬送アーム２１をステージ１０上の搬送位置と、ステージ１０から離れた図１に示す退避位置との間で移動させる。吸着パッド２２には、吸引源（不図示）が接続されシート３の吸引または解除を行う。昇降ユニット２３は、搬送アーム２１の一端側を支持して搬送アーム２１を上下方向に移動する。シート３は、吸着パッド２２に吸着されて搬送アーム２１に保持され、退避位置からステージ１０の上方の搬送位置に搬送される。
シート押さえユニット３０は、ステージ１０上に載置されたシート３の一部（中央部）を押さえる。シート押さえユニット３０は、水平方向に延在するユニット本体３１と、このユニット本体３１の下面から下方に延びるアーム部３２と、このアーム部３２に連結されてユニット本体３１と略平行に支持されるパッドフレーム３３と、このパッドフレーム３３に支持される押さえパッド（シート押さえパッド）３４と、ユニット本体３１（押さえパッド３４）をステージ１０（シート３）に対して昇降する昇降ユニット３５と、昇降ユニット３５を水平方向に移動する水平移動機構（不図示）とを備える。水平移動機構は、昇降ユニット３５に支持された押さえパッド３４をステージ１０上の押さえ位置と、ステージ１０から離れた図１に示す退避位置との間で移動させる。
パッドフレーム３３は、ステージ１０よりも小さく、例えば円形または矩形状の枠体として形成される。押さえパッド３４は、パッドフレーム３３よりも柔らかい材料（例えばゴム）により、円形または矩形状に形成されており、外縁部３４Ｂをパッドフレーム３３で囲まれて支持される。このため、押さえパッド３４の中央部３４Ａは、自重によって、外縁部３４Ｂよりも下方に垂れ下がっており、この中央部３４Ａとガラステーブル１２とでシート３を挟んでシート３を押さえる。押さえパッド３４は、ガラステーブル１２よりも小さく形成されることが好ましい。
樹脂供給ユニット４０は、ステージ１０（シート３）上に配置される供給ノズル４１と、この供給ノズル４１に液状樹脂４２を送るポンプ（不図示）とを備え、供給ノズル４１から所定量の液状樹脂４２をシート３の上面中央に供給（滴下）する。また、樹脂供給ユニット４０は、供給ノズル４１を図１に示すステージ１０上の供給位置と、ステージ１０から水平もしくは上方に離れた退避位置との間で移動させる移動機構を備えてもよい。液状樹脂４２は、ウエーハ１の下面（一方の面）１Ｂを保護する保護部材となるもので、例えば紫外線硬化樹脂を使用する。
ウエーハ搬送ユニット５０は、水平方向に延在するユニット本体５１と、このユニット本体５１の下面に設けられてウエーハ１を保持する保持部５２と、ユニット本体５１をステージ１０に対して昇降する昇降ユニット５３と、昇降ユニット５３を水平方向に移動する水平移動機構（不図示）とを備える。水平移動機構は、昇降ユニット５３に支持されたユニット本体５１をステージ１０上の搬送位置と、図１に示すステージ１０から離れた退避位置との間で移動させる。保持部５２は、例えばポーラスセラミック等で構成されており、図示しない真空吸引源の負圧により、保持部５２の下面５２Ａ（保持面）にウエーハ１の上面（他方の面）１Ａを吸引して保持する。
制御ユニット６０は、例えばＣＰＵ等で構成された演算処理装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、保護部材形成装置１００全体の制御を司るマイクロプロセッサを主体に構成されている。制御ユニット６０には、保護部材形成装置１００の各構成要素であるステージ１０、シート搬送装置２０、シート押さえユニット３０、樹脂供給ユニット４０、ウエーハ搬送ユニット５０が接続され、制御ユニット６０のマイクロプロセッサによりシート搬送、液状樹脂の供給、または、ウエーハの搬送等の各動作が制御される。
次に、保護部材形成装置１００の動作について説明する。図４は、ステージ上にシートが載置される動作を示す模式図である。図５は、シートのしわ取りが実行される動作を示す模式図である。図６は、しわ取りが実行された後のステージ上に載置されたシートを示す模式図である。図７は、シート上に液状樹脂が供給される動作を示す模式図である。図８は、液状樹脂上にウエーハが搬送される動作を示す模式図である。図９は、液状樹脂を硬化させてウエーハの保護部材を形成する動作を示す模式図である。
［シートの搬送動作］
はじめに、シート搬送装置２０は、シート３をステージ１０上に搬送する。シート搬送装置２０は、制御ユニット６０により、図１に示すように、吸着パッド２２でシート３を吸引保持しつつ、水平移動機構（不図示）を動作させて、搬送アーム２１（シート３）をステージ１０の上方に搬送する。そして、シート搬送装置２０は、昇降ユニット２３の動作により搬送アーム２１を降下させるとともに、吸着パッド２２の吸引を解除し、図４に示すように、シート３をステージ１０のステージ１０上に載置する。この場合、シート３は、図３に示すように、ステージ本体１１に形成された複数のエア供給口１４を覆うようにステージ１０上に載置される。シート３をステージ１０上に載置すると、シート搬送装置２０はステージ１０上から退避する。また、ステージ１０上にシート３を載置した場合、このシート３は多少のしわが寄った状態となることがある。しわが寄った状態でシート３上に樹脂を供給すると、シート３上の樹脂の厚みにバラつきが生じるため、シート３のしわ取りが行われる。
［シートのしわ取り動作］
シート３のしわ取りは、シート押さえユニット３０を用いて実行される。シート押さえユニット３０は、制御ユニット６０により、図５に示すように、水平移動機構（不図示）を動作させて、押さえパッド３４をステージ１０に載置されたシート３の上方に搬送する。そして、シート押さえユニット３０は、昇降ユニット３５の動作により押さえパッド３４を降下させる。これにより、押さえパッド３４の中央部３４Ａは、複数のエア供給口１４よりも内側に位置するシート３の領域３Ａの少なくとも一部に接触する。
一方、ステージ１０は、制御ユニット６０により、エア供給源１６が動作され、エア供給口１４からそれぞれエアを噴出する。このエアは、シート３に当たり、シート３の外周方向に流れてシート３とステージ１０との間から排出される。これにより、押さえパッド３４が接触していないシート３の領域（特にエア供給口１４よりも外側の領域３Ｂ）は、エアの流れによってステージ１０から浮遊してステージ１０上を放射状に滑る。特に、本実施形態では、ステージ本体１１の上面１１Ａには、フッ素樹脂によるコーティング加工が施されているため、シート３の外側の領域３Ｂはステージ本体１１の上面１１Ａ上を外側に向けてよく滑るようになる。このため、シート３の中央部を押さえた状態で、エアの供給によりシート３の外周部を外側に滑らせることでシート３のしわを容易にかつ効果的に伸ばすことができる。従って、図６に示すように、シート３にしわがよることなくシート３をステージ１０上に載置することできる。
［樹脂供給動作］
次に、図７に示すように、ステージ１０（シート３）の中央の上方に樹脂供給ユニット４０の供給ノズル４１を配置し、この供給ノズル４１からシート３上に液状樹脂４２を供給する。シート３上に所定量の液状樹脂４２が溜まった時点で、供給ノズル４１からシート３に液状樹脂４２を供給（滴下）するのを停止する。シート３上に供給される液状樹脂４２の量は、後に液状樹脂４２が硬化して保護部材となる部分の厚さとウエーハ１（図１）の面積とにより求められる。
［液状樹脂の拡張動作］
次に、シート３上に供給された液状樹脂を拡張させる。本実施形態では、液状樹脂の拡張は、ウエーハ（アズスライスウエーハ）１を保持してステージ１０上に搬送するウエーハ搬送ユニット５０を用いて実行される。具体的には、ウエーハ搬送ユニット５０は、水平移動機構（不図示）を動作させて、図８に示すように、ステージ１０の中心の平面方向の位置と保持部５２の下面５２Ａに保持されるウエーハ１の中心の平面方向の位置とを一致させた後、昇降ユニット５３によってユニット本体５１をステージ１０に接近させる方向に降下させる。ユニット本体５１が降下すると、ウエーハ１を保持する下面５２Ａとステージ１０上のシート３とが接近して液状樹脂４２を押圧することにより、ウエーハ１とシート３との間の液状樹脂４２は、ウエーハ１の径方向に拡張する。このため、液状樹脂４２は、ウエーハ１の下面１Ｂの全面に押し広げられる。
なお、本実施形態では、ウエーハ１を搬送するウエーハ搬送ユニット５０がそのままウエーハ１を降下させることで、液状樹脂４２を押圧して押し広げているが、ウエーハ１を液状樹脂４２上に搬送した後、ウエーハ搬送ユニット５０を退避させて、ウエーハ１をシート３に向けて液状樹脂４２を押圧する押圧ユニット（不図示）を備えた構成としてもよい。すなわち、液状樹脂４２を介してシート３上に位置するウエーハ１がシート３に向けて押圧される構成であれば、ウエーハ１を押圧する手段は何でもよい。
［樹脂の硬化動作］
液状樹脂を拡張した後、図９に示すように、ステージ本体１１内に配置された複数のＵＶ（紫外線）ランプ１３を点灯し、液状樹脂４２に向けて紫外光１３Ａを照射する。この紫外光１３Ａの刺激により液状樹脂４２が硬化することにより、ウエーハ１の下面１Ｂの全面を保護する保護部材４３が形成される。次に、保持部５２は、ウエーハ１に対する吸引保持を解除し、昇降ユニット５３によってユニット本体５１を上昇させ、ウエーハ１から保持部５２を離反させる。
その後は、例えば研削砥石などによって、保護部材４３を設けた側と反対側に位置するウエーハ１の上面１Ａ側から研削を行い、その後、保護部材４３を剥離してから研削した上面１Ａ側を保持し、ウエーハ１の下面１Ｂを研削する。これにより、ウエーハ１のうねりや反りを除去して平坦なウエーハ１を形成することができる。
以上、本実施形態に係るウエーハ１の下面（一方の面）１Ｂに保護部材４３を形成する保護部材形成装置１００は、ステージ本体１１で囲われたガラステーブル１２を備え、シート３が載置されるステージ１０と、ステージ本体１１に形成され、エア供給源１６と連通する複数のエア供給口１４と、ステージ１０と対面しウエーハ１を保持する移動可能なウエーハ搬送ユニット５０と、シート３上に液状樹脂を供給する樹脂供給ユニット４０と、シート３と対面する位置に上下方向に移動可能に支持される押さえパッド３４と、を備え、押さえパッド３４は、複数のエア供給口１４より内側の領域３Ａで、ステージ１０上に載置されて複数のエア供給口１４を覆ったシート３の領域３Ａの少なくとも一部に接触してシート３を押さえる構成とした。この構成によれば、エア供給口１４からエアを供給することにより、押さえパッド３４が接触していないシート３の領域３Ｂをステージ１０から浮かせて外周方向へ滑らせ、シート３のしわを伸ばすことができる。従って、シート３にしわがよることなく、シート３をステージ１０上に載置することができる。
また、本実施形態によれば、ステージ本体１１の上面１１Ａは、フッ素樹脂によってコーティング加工が施されているため、シート３の中央部を押さえた状態で、エアの供給によりシート３の外周部を外側に滑らせることでシート３のしわを容易にかつ効果的に伸ばすことができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。上記実施形態の保護部材形成装置は、切り出されたウエーハに発生するうねりや反りなどを除去するために、ウエーハの一方の面に樹脂を塗布して保護部材を形成だけでなく、例えば、表面（一方の面）にバンプ等の凹凸のあるウエーハを研削する際に、表面に樹脂を塗布して保護部材を形成した後、ウエーハの裏面（他の面）を研削する構成に用いることもできる。
１ ウエーハ
１Ａ 上面
１Ｂ 下面（一方の面）
３ シート
３Ａ 内側の領域
３Ｂ 外側の領域（シート押さえパッドが接触していないシートの領域）
１０ ステージ
１１ ステージ本体（枠体）
１１Ａ 上面
１２ ガラステーブル（チャックテーブル）
１３ ランプ
１４ エア供給口
１６ エア供給源
３０ シート押さえユニット
３３ パッドフレーム
３４ 押さえパッド（シート押さえパッド）
３４Ａ 中央部
３４Ｂ 外縁部
４０ 樹脂供給ユニット
４１ 供給ノズル
４２ 液状樹脂（樹脂）
４３ 保護部材
５０ ウエーハ搬送ユニット（保持ユニット）
５２ 保持部
５２Ａ 下面（保持面）
６０ 制御ユニット
１００ 保護部材形成装置

Claims (2)

  1. ウエーハの一方の面に保護部材を形成する保護部材形成装置であって、
    枠体で囲われたチャックテーブルを備えシートが載置されるステージと、
    該枠体に形成されたエア供給源と連通する複数のエア供給口と、
    該ステージと対面しウエーハを保持する移動可能な保持ユニットと、
    該シート上に樹脂を供給する樹脂供給ユニットと、
    該シートと対面する位置に上下方向に移動可能に支持されるシート押さえパッドと、
    各ユニットを駆動させる制御ユニットと、を備え、
    該制御ユニットは、該ステージに載置された該シートの中央部分に該シート押さえパッドを接触させた状態でエア供給源からエアを供給し、
    該シート押さえパッドが接触していない該シートの領域を該ステージから浮かせて外周方向へ滑らせしわを伸ばすことを特徴とする保護部材形成装置。
  2. 該ステージの枠体はフッ素樹脂によってコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載の保護部材形成装置。
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