JP5487560B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は基板処理装置及び基板処理方法に関するものであり、例えば、薄葉化ウェハ等の被処理基板を破損することなく簡単な機構により支持基板から剥がすための構成に関するものである。

半導体デバイスやマイクロマシン（ＭＥＭＳ）などの製造工程においては、ウェハ厚を１００μｍ以下にするまで研磨し薄葉化し、さらにウェハ裏面にビアホール形成等のプロセスを行うために、熱可塑性接着剤を用いてウェハを支持基板に貼り付けて脆弱化したウェハを保護している。プロセス終了後、この脆弱化したウェハは支持基板から剥離される。

従来、シリコンやガリウム砒素など比較的やわらかい材料のデバイスにおいては、背面研磨やビアホール加工時にウェハ温度がそれほど高温にならないため、軟化点が１００℃程度の熱可塑性接着剤などを用いていた。

しかし、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）などの難エッチング材を加工する際には非常にウェハ温度が高くなるため、２００℃近い高軟化点の熱可塑性接着剤を用いる必要がある。このため、加工後に薄葉化ウェハと支持基板を剥離する処理温度も２００℃以上と高くなっている。

このような熱可塑性接着剤で接着した薄葉化ウェハと支持基板を剥離する装置の方式としては、スライド方式（例えば、特許文献１或いは特許文献２参照）、ナイフエッジ方式（例えば、特許文献３参照）、上下片開き方式（例えば、特許文献４参照）等がある。

これらの場合、軟化した熱可塑性接着剤を介して接着したウェハにおいては、接着剤の表面張力によりウェハ面に対して垂直方向に作用する接着力よりも平行方向の粘性抵抗力が弱いことから、スライド方式ではウェハ面に平行な方向に薄葉化ウェハと支持基板を滑らせることにより剥離を行う。

例えば、特許文献１においては、図１３に示すように、薄葉化ウェハ４１と支持基板４２を容易に剥離するために、薄葉化ウェハ４１を接着剤４３により接着した支持基板４２を水平方向に稼動可能なアーム５３に接続されたアーム側真空チャック５４に吸着するとともに、加熱機構が設けられた真空チャック５２で薄葉化ウェハ４１の背面を吸着・加熱し、支持台５１に設けられた凹部のエッジ（図示は省略）に支持基板４２を引っ掛け、それを起点として、アーム５３を水平方向に滑らして剥離を行っている。

また、特許文献２においては、図１４に示すように、薄葉化ウェハ４１と支持基板４２を容易に剥離するために、薄葉化ウェハ４１を接着剤４３により接着した支持基板４２を水平方向に稼動可能であるとともに、中心軸を回転軸として回転自在なアーム５５に接続されたアーム側真空チャック５６に吸着するとともに、加熱機構が設けられた真空チャック５２で薄葉化ウェハ４１の背面を吸着・加熱し、アーム側真空チャック５６を正反転方向に回転させた後、アーム５５を水平方向に滑らして剥離を行っている。
特開平０７−１６９７２３号公報 特開２００２−１００５９５号公報 米国特許第６，４１５，８４３号明細書 特開２００２−２３７５１５号公報

しかしながら、従来のスライド方法では薄葉化ウェハ面と支持基板を吸着したアーム側真空チャックの稼動方向の平行度が高くないと支持基板が薄葉化ウェハに接触し、破壊する可能性がある。

例えば、上述の図１４に示した正反転方向に回転させる場合、アーム側真空チャック５６が水平線に対して０．０１°傾斜すると、４インチ（≒１０．１６ｃｍ）の支持基板４２の外周では位置が上下方向に約±９μｍ移動する。

最近では膜厚精度良く、均一に研磨するために、スピンコーティングで塗布する液状熱可塑性接着剤（例えば、スペースリキッドシリーズ〔日化精工株式会社製商品型番〕）が存在するが、この種の接着剤４３の固化後の厚みは５〜１０μｍ程度である。そのため、上下方向に約±９μｍ移動すると薄葉化ウェハ４１が支持基板４２に接触し、破壊するという問題が発生する。

また、ウェハサイズが大きくなればなるほど、外周部での上下移動範囲は大きくなるため、ウェハが破壊されやすくなる。もちろん、熱可塑性接着剤を厚く手塗りし、その厚みが数１０μｍ程度であれば問題ないが、今度は研磨精度が悪くなる。

また、上述の図１３に示した水平方向にスライドさせる場合も、稼動線が水平線より下方方向にずれると、同様のことが起こる。そのため、従来のスライド方式のウェハ剥がし装置では、平行度精度の高い部品や位置や圧力を検知するためのセンサーが多数必要で、装置自体が高価となり、製造コストが高いという問題がある。

さらに、高軟化点の熱可塑性接着剤を軟化させるために２００℃以上の高温に加熱すると、熱伝導によりアーム等の部品の歪みの影響を受けやすく、如何に精度の高い部品やセンサーを配置しても、安定した平行度を保つことが難しく、薄葉化ウェハを破壊する可能性が高いという問題がある。

したがって、本発明は、被処理基板を破壊することなく確実に剥離するスライド方式の被処理基板剥がし機構を安価に構成することを目的とする。

本発明の一観点からは、支持基板を吸着する加熱機構付き真空チャックと、被処理基板を吸着する吸着領域の外周輪郭が前記被処理基板の外周輪郭より小さい真空チャックと、伸縮可能な部材と、前記真空チャックの一方が前記伸縮可能な部材により接続され、水平方向に稼動するアーム状支持部材とを有する基板処理装置が提供される。

また、本発明の別の観点からは、被処理基板を接着剤で接着した支持基板を加熱機構付き真空チャックに吸着する工程と、前記支持基板に接着された被処理基板に対して間隙を介して水平方向に稼動するアーム状支持部材に伸縮可能な部材により接続された真空チャックを対向させる工程と、前記アーム状支持部材を降下させることなく前記真空チャックを降下させて前記被処理基板に当接させて前記伸縮可能な部材に引張力が作用する状態で吸着する工程と、前記アーム状支持部材を水平方向に稼動して前記水平方向に対して垂直方向へ前記伸縮可能な部材に引張力を作用する状態で前記被処理基板を前記支持基板から剥がす工程とを有する基盤処理方法が提供される。

また、本発明のさらに別の観点からは、支持基板に接着剤で接着した被処理基板を真空チャックに吸着する工程と、前記支持基板に対して間隙を介して水平方向に稼働するアーム状支持部材に伸縮可能な部材により接続された加熱機構付き真空チャックを対向させる工程と、前記アーム状支持部材を降下させることなく前記加熱機構付き真空チャックを降下させて前記支持基板に当接させて前記伸縮可能な部材に引張力が作用する状態で吸着する工程と、前記アーム状支持部材を水平方向に稼働して前記水平方向に対して垂直方向へ前記伸縮可能な部材に引張力が作用する状態で前記被処理基板を前記支持基板から剥がす工程とを有する基板処理方法が提供される。

開示の上記構成を採ることにより、装置構成を簡略化しつつ、水平方向の平行度精度、熱による稼動部の曲がりなどを補償することができる。このため、装置自体が安価となり、製造コストを下げることができ、さらに、薄葉化ウェハを確実に支持基板から剥離することができる。

ここで、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の実施の形態のスライド方式被処理基板剥がし装置の概念的構成図であり、ステージ１、ステージ１に固定されて支持基板或いは薄葉化ウェハ等の被処理基板を真空吸着するステージチャック２、ステージ１に固定された水平稼働機構３、水平稼働機構３に固定された垂直稼働機構４、垂直稼働機構４に支持されたアーム５、アーム５に対して伸縮性のバネ６で保持されて被処理基板或いは支持基板を真空吸着するヘッドチャック７、アーム５の先端部に設けられたヘッドチャック押し機構８、及び、剥離した後の被処理基板或いは支持基板を収容する収容台９からなる。

この場合、ステージチャック２に支持基板を吸着するか或いは被処理基板を吸着するかは任意であり、少なくとも支持基板を吸着する真空チャックに、例えば、ヒータを内蔵させて加熱機構付き真空チャックとする。また、被処理基板を吸着する真空チャックにも、例えば、ヒータを内蔵させて加熱機構付き真空チャックとしても良いが必須ではない。

このような加熱機構付き真空チャックには、加熱用ヒーター制御装置が設けられているが、ヘッドチャックに加熱機構を設ける場合には、そのための接続配線は、ヘッドチャック７に直接接続しても良いし、或いは、ヘッドチャック押し機構８及びアーム５の内部を挿通するようにしても良い。

また、このステージチャック２及びヘッドチャック７にはポンプ、配管、バルブ等の真空系統（図示は省略）が接続されているが、ヘッドチャック７に接続する配管はヘッドチャック７に直接接続しても良いし、或いは、ヘッドチャック押し機構８及びアーム５の内部を挿通するようにしても良い。

また、被処理基板を吸着する真空チャックは、その径を被処理基板の径と同じにしても良いが、被処理基板を接着するための接着剤が被処理基板の外周から張り出して真空チャックの表面に粘着するのを防止するために、真空チャックの径を被処理基板の径より小さくすることが望ましい。なお、被処理基板が方形等の円形でない場合には、真空チャックの外周輪郭を被処理基板の外周輪郭より小さくする。

そのためには、被処理基板を吸着する真空チャックを被処理基板の径より小径の円筒状としても良いし、吸着面側のみを小径にして凸形にしても良い。

また、ステージチャック２及びヘッドチャック７は、数十個の直径１ｍｍ程度の小穴を開けたタイプのものや数本の溝を掘ったタイプのものでも良いが、多孔質部材からなるポーラスチャックが望ましく、特に、薄葉化ウェハ等の被処理基板を吸着する真空チャックはポーラスチャックが望ましい。

また、伸縮性のバネ６は、図１においては引張コイルバネとして示しているが、圧縮コイルバネをボルト等を介してアーム５を挿通してヘッドチャック７に固定しても良い。
また、伸縮性のバネ６は水平移動方向にヘッドチャック押し機構８を挟むように１個ずつの計２個としても良いし、さらに、水平移動方向と直交する水平方向にもヘッドチャック押し機構８を挟むように１個ずつ設けて計４個としても良い。

まず、伸縮性のバネ６としては、伸縮性のバネ６がヘッドチャック７の重力と釣り合った状態からさらに伸張した時に発生する引張力が、ヘッドチャック７およびステージチャック２の吸着力、かつ、熱により軟化した接着剤の垂直方向の表面張力による接着力よりも弱いバネを選択することが必要条件となる。

この場合の垂直接着力Ｆ_v 〔Ｎ〕は、図２に示すように、被処理基板２３と支持基板２１との接触面積をＡ〔ｍｍ² 〕、接着剤２２の表面張力をγ、接着剤２２の厚みをＨ〔μｍ〕とした場合、
Ｆ_v ＝Ａ×２γ／Ｈ ・・・（１）
で表される。

さらに、ヘッドチャック７或いはステージチャック２の吸着力により発生する摩擦力が軟化した接着剤２２の粘性抵抗力よりも強いことも必要条件となる。この場合の粘性抵抗力Ｆ_A 〔Ｎ〕は、図２に示すように、被処理基板２３と支持基板２１との接触面積をＡ〔ｍｍ² 〕、接着剤２２の粘度をｖ〔ｃｐ〕、接着剤２２の厚みをＨ〔μｍ〕、スライド速度をＶ〔ｍｍ／秒〕とした場合、
Ｆ_A ＝Ａ×ｖ×Ｖ／Ｈ ・・・（２）
で表される。

バネの引張力が強すぎると、ヘッドチャック７及びステージチャック２がサンプルから外れる、あるいは、被処理基板２３と支持基板２１を無理やり引き剥がすことになる。 また、真空チャックの吸着力が弱いと、スライドさせたときにどちらか片側の真空チャックからサンプルが外れることになる。

次に、図３を参照して、本発明の被処理基板剥がしの原理を説明する。上述の必要条件が維持された状態で支持基板２１と被処理基板２３をスライドさせると、接着面の面積Ａが狭くなり、垂直接着力Ｆv が徐々に低下する。ヘッドチャック７は常に伸縮性のバネ６でアーム側に引っ張られているため、ヘッドチャック７を少しずつアーム側へ引き上げながら剥離することになり、被処理基板２３を支持基板２１に接触させずに支持基板２１から剥離できる。なお、接着剤２２としては、熱可塑性接着剤、例えば、市販のテルペンフェノール樹脂を含有する液状接着剤を用いる。

以上を前提として、次に、本発明の実施例１の薄葉化ウェハ剥がし装置を説明する。図４は本発明の実施例１の薄葉化ウェハ剥がし装置の概念的構成図であり、基本的には上記の図１の構成と同じであり、ステージ１１、ステージ１１に固定されて支持基板を真空吸着する加熱機構付きのステージチャック１２、ステージ１１に固定された水平稼働機構１３、水平稼働機構１３に固定された垂直稼働機構１４、垂直稼働機構１４に支持されたアーム１５、アーム１５に対して引張コイルバネ１６で保持されて薄葉化ウェハ真空吸着するヘッドチャック１７、アーム１５の先端部に設けられたヘッドチャック押し機構１８、及び、剥離した後の薄葉化ウェハを収容する薄葉化ウェハ収容台１９からなる。なお、真空吸引するための真空ポンプは、市販のダイヤフラムポンプを用いて、到達真空度は−８０ｋＰａ（ゲージ圧）とする。

ヘッドチャック１７及びステージチャック１２には、例えば、気孔径５５μｍ、気孔率３３％の多孔質部材からなる市販のポーラスチャックを用いる。従来のタイプの真空チャックは小穴や溝の周辺が特に強く真空引きされるため、薄葉化ウェハの特定部位の歪みが大きくなるが、ポーラスチャックはポーラスの粒を細かくすれば、薄葉化ウェハの歪みが少なくなり、特に、厚さが、１００μｍ程度の薄葉化ウェハに好適となる。

また、真空チャックの吸着力は、真空引きされる面積とその真空度の積で決まるが、ポーラスチャックは吸着面全体で均一に真空引きするため、小穴や溝のタイプの真空チャックより吸着力が強い。例えば、ポーラスチャックの吸着面直径が６５ｍｍの場合、到達真空度が−８０ｋＰａ（ゲージ圧）の時、その吸着力は７０．７Ｎとなる。

一般的な金属同士の摩擦係数は０．５〜０．６とされているが、ポーラスチャックは非常に細かい凹凸表面であるため、通常のステンレス製真空チャックステージよりも摩擦力が強いと考えられる。ここで、ポーラスチャックの摩擦係数を０．６とすると、摩擦力は４２．４Ｎとなり、後述する熱可塑性接着剤の粘性抵抗力１．７Ｎよりも十分強いことがわかる。一方、従来の６５個の直径１ｍｍの小穴のタイプの場合、薄葉化ウェハの歪みにより小穴エリアを完全に閉じてしまうと、吸着力は４．４Ｎとなり、摩擦係数を０．５とすると、摩擦力は２．２Ｎとなる。もし、後述する熱可塑性接着剤を２００℃で軟化させた場合、その粘性抵抗力は４．３Ｎになるので、スライドさせるとチャックは外れてしまうことになる。

次に、引張コイルバネ１６としては、例えば、初張力３．７５Ｎ、バネ定数１Ｎ／ｍｍ、最大荷重２１．５Ｎ、最大たわみ範囲１８ｍｍの引張コイルバネを２個、ヘッドチャック１７のスライド方向にヘッドチャック押し機構１８を挟んで対向するように設ける。

ヘッドチャック１７の重量を例えば、０．９ｋｇとすると、重力は８．８Ｎとなるので、２個の引張コイルバネ１６が０．６５ｍｍ伸びた状態で、ヘッドチャック１７と釣り合う。釣り合い状態から、２個の引張コイルバネ１６を０．５ｍｍ伸ばした場合、ヘッドチャック１７には常に１Ｎ（＝０．５〔ｍｍ〕×１〔Ｎ／ｍｍ〕×２〔個〕）の引張力が作用している。

ヘッドチャック１７とステージチャック１２、及び、軟化した熱可塑性接着剤の垂直方向の接着力は引張コイルバネ１６の引張力よりも十分強いため、引張コイルバネ１６によりヘッドチャック１７が外れたり、接着剤界面より無理やり引き剥がすことはない。理論的には薄葉化ウェハと支持基板の重なり合う面積Ａが１００ｍｍ² 程度より狭くなったとき、引張コイルバネ１６の引張力が勝り、ヘッドチャック１７を完全に引き上げることになる。

次に、図５乃至図７を参照して、本発明の実施例１の薄葉化ウェハ剥がし工程を説明するが、その前に、薄葉化ウェハを支持基板に接着するための熱可塑性接着剤について説明する。熱可塑性接着剤としては、例えば、市販のテルペンフェノール樹脂を含有する液状接着剤を用いる。

この液状接着剤は、固化前の粘度は７３ｃｐで、ウェハにスピンコーティングできる。
スピンコータを用いて例えば、２０００ｒｐｍ、３秒でウェハにスピンコーティングした後、ホットプレートで１００℃、１８０℃でそれぞれ１分ずつベーキングを行い、有機溶媒を蒸発させる。

固化後の膜厚は約６μｍで、支持基板には１８０℃に加熱しながら、０．１５ＭＰａ（ゲージ圧）で加圧して接着する。因に、固化後の接着力は２．６Ｎ／ｍｍ² であり、軟化点は１５５℃で、流動開始温度は１６９℃である。流動開始後の接着剤の粘度は、２００℃で９４００ｃｐ、２２０℃で２２００ｃｐ、２４０℃で７８０ｃｐである。

ここで、接触面積Ａを３インチ（≒７．６２ｃｍ）のウェハと同じとし、スライド速度Ｖを１ｍｍ／秒とすると、２２０℃の時の粘性抵抗力ＦA は１．７Ｎとなる。一方、一般的に液体物質の表面張力は水の表面張力の半分程度であることから、軟化した熱可塑性接着剤の表面張力を３６ｍＮ／ｍとしてウェハ面に垂直方向に作用する力を計算すると、約５４Ｎとなる。

次に、薄葉化ウェハの剥がし工程を説明すると、まず、図５（ａ）に示すように、まず、ステージチャック１２を予め設定温度、例えば、２７０℃まで加熱した後、薄葉化ウェハ２４を熱可塑性接着剤２５で支持基板２６に接着したサンプルをステージチャック１２に載せ、真空引きしながらサンプルを加熱する。この場合、ステージ表面は温度モニター用熱電対の位置から少し離れているため、実際にはステージ表面温度は設定温度よりも３０℃程度低くなっている。

次いで、図５（ｂ）に示すように、水平稼働機構１３及び垂直稼働機構１４を用いて、アーム１５に対して引張コイルバネ１６により支持したヘッドチャック１７をサンプルに対して、例えば、０．５ｍｍの間隙を介して対向配置する。この場合、垂直稼働機構１４を用いてヘッドチャック１７を徐々に降下させて０．５ｍｍの間隙としても良いし、ヘッドチャック１７を一旦、薄葉化ウェハ２４に当接したのち、垂直稼働機構１４を用いてヘッドチャック１７を徐々に上昇させて０．５ｍｍの間隙としても良い。

次いで、図６（ａ）に示すように、ヘッドチャック１７を真空引きしながら、ヘッドチャック押し機構１８でヘッドチャック１７をゆっくり下方に押し、サンプルに吸着させる。この状態で、引張コイルバネ１６は０．５ｍｍ程度伸び、ヘッドチャック１７をアーム側に引っ張る方向に力を作用させるため、薄葉化ウェハ２４を支持基板２６に押さえつけることはない。

この時、ヘッドチャック１７への放熱によりステージチャック１２のモニター温度が２４０℃まで低下した。このため、ヘッドチャック１７を吸着させたまま、１０分間加熱放置した。この熱伝導により稼動部に歪みが生じたとしても、引張コイルバネ１６の伸縮で十分補償される。

次いで、図６（ｂ）に示すように、ステージチャック１２の温度が十分回復した後、水平稼動機構１３でヘッドチャック１７を水平方向（図においては左右方向）にゆっくりスライドさせる。この時、ヘッドチャック１７は常に引張コイルバネ１６でアーム側に引っ張られているため、接触面が狭くなり、垂直方向の接着力Ｆv が低下して徐々に持ち上がってくる。このため、薄葉化ウェハ２４を支持基板２６に接触させることなく、剥離することができる。

但し、引張コイルバネ１６によるヘッドチャック１７の引張力が強すぎて、スライド途中に支持基板２６から薄葉化ウェハ２４を引き剥がしてしまうような場合には、ヘッドチャック押し機構１８を使用せずに、先に垂直稼動機構１４、例えば、マイクロゲージを使ってフリー状態のヘッドチャック１７を薄葉化ウェハ２４の背面にチャックさせた後に、マイクロゲージで０．１ｍｍ程度アーム１５を上昇させて引張コイルバネ１６をわずかに伸ばしておくと良い。また、熱可塑性接着剤の種類を変更したとしても、その接着力に適したばね定数の引張コイルバネ１６に交換するだけで良い。

次いで、図７（ａ）に示すように、水平稼働機構１３によるスライドをさらに進めると、薄葉化ウェハ２４が完全に支持基板２６から分離する。

最後に、図７（ｂ）に示すように、ヘッドチャック１７を薄葉化ウェハ収容台１９の上方まで移動させたのち、ヘッドチャック１７の真空吸引を解除して薄葉化ウェハ２４を薄葉化ウェハ収容台１９に落とし、剥離工程が完了する。

このように、本発明の実施例１においては、上述の機構を採用することにより、装置構成を簡略化しつつ、水平方向の平行度精度、熱による稼動部の曲がりなどを補償することができるため、装置自体が安価となり、製造コストを下げることができる。

次に、図１を借用して、本発明の実施例２のスライド式薄葉化ウェハ剥がし装置を説明する。この本発明の実施例２においては、ステージチャック２で薄葉化ウェハを吸着し、ヘッドチャック１７で支持基板を吸着するものであり、収容台９は支持基板収容台となる。

次に、図８を参照して、本発明の実施例３のスライド式薄葉化ウェハ剥がし装置を説明するが、この実施例３においては引張コイルバネの数が異なるだけであるので、ヘッドチャック及び伸縮性バネの構成のみを説明する。図８は、本発明の実施例３の伸縮性バネ取付け部の概念的構成説明図であり、図８（ａ）は概念的側面図であり、図８（ｂ）は概念的平面図である。図に示すように、アーム１５の先端部２０を円盤状にして、４つの引張コイルバネ１６によりヘッドチャック１７をアーム１５に支持したものである。

この実施例３においては、４つの引張コイルバネ１６によりヘッドチャック１７を支持しているので、剥離動作時においてスライド方向と直交する水平方向における薄葉化ウェハ２４の揺動が安定する。

次に、図９を参照して、本発明の実施例４のスライド式薄葉化ウェハ剥がし装置を説明するが、この実施例４においては伸縮性バネの構成が異なるだけであるので、ヘッドチャック及び伸縮性バネの構成のみを説明する。図９は、本発明の実施例４の伸縮性バネ取付け部の概念的構成説明図であり、アーム１５の上からアーム１５を貫通するボルト３１により圧縮コイルバネ３２を設けたものである。

この本発明の実施例４においては伸縮性バネとして圧縮コイルバネを用いているので、引張コイルバネのように取付けのためのフック機構が不要になるため、伸縮性バネ機構を簡単に且つ小型に構成することが可能になる。なお、この場合も圧縮コイルバネ３２を４個設けても良い。

次に、図１０を参照して、本発明の実施例５のスライド式薄葉化ウェハ剥がし装置を説明するが、この実施例５においてはヘッドチャックに加熱機構を設けた点で異なるだけであるので、ヘッドチャックの構成のみを説明する。図１０は、本発明の実施例５のヘッドチャックの概念的構成図であり、ヘッドチャック１７の内部に加熱用ヒータ３３を設けたものである。なお、この場合の加熱用ヒータ３３に対する接続配線３４は、ヘッドチャック１７の側面から取り出すようにしても良い。

この本発明の実施例５においては、ヘッドチャックに加熱機構を設けているので、ヘッドチャック１７を薄葉化ウェハ２４の背面に吸着させた際に、ヘッドチャック１７への放熱によりステージチャック１２の温度の低下を抑制できるため、スライドさせるまでの処理時間を早くすることができ、それによって、スループットが向上する。

次に、図１１を参照して、本発明の実施例６のスライド式薄葉化ウェハ剥がし装置を説明するが、この実施例６においてはヘッドチャックの断面形状が異なるだけであるので、ヘッドチャックの構成のみを説明する。図１１は、本発明の実施例６のヘッドチャックの概念的構成図であり、ヘッドチャック３５の先端に吸着する薄葉化ウェハ２４より小径の小径吸着部３６を設けて断面形状を凸形にしたものである。

この場合、例えば、３インチウェハ（≒７６．２ｍｍ）に対して、小径吸着部３６の直径を６５〜７５ｍｍ、例えば、７０ｍｍとし、段差を０．１〜１ｍｍ、例えば、０．５ｍｍとしたものである。小径吸着部３６の直径を６５ｍｍ未満にすると薄葉化工程、即ち、研磨工程におけるウェハの周辺部に対する押し付けが十分ではなくなり、一方、７５ｍｍを超えると熱可塑性接着剤２５の張り出しによる薄葉化ウェハ２４のヘッドチャック３５への貼り付けが発生し易くなる。なお、この小径吸着部３６の直径と段差は、ウェハの直径に殆ど依存しないので、他のサイズのウェハの場合も同様の直径と段差で良い。

この本発明の実施例６においては、ヘッドチャック３５を凸形にしているので、水平方向にスライドさせた時に熱可塑性接着剤２５が張り出したとしても、薄葉化ウェハ２４がヘッドチャック３５に貼り付くことはなく、真空吸引を解除するだけで剥離した薄葉化ウェハ２４を容易にヘッドチャック３５から離脱させることができる。なお、ヘッドチャックの直径が薄葉化ウェハと同一径或いは大きい場合には、水平方向にスライドさせた時に張り出した熱可塑性接着剤によって薄葉化ウェハがヘッドチャックに貼り付くことがあり、真空吸引を解除するだけでは剥離した薄葉化ウェハをヘッドチャック３５から離脱させることが困難になる。

次に、図１２を参照して、本発明の実施例７のスライド式薄葉化ウェハ剥がし装置を説明するが、この実施例７においてはヘッドチャックの直径が異なるだけであるので、ヘッドチャックの構成のみを説明する。図１２は、本発明の実施例７のヘッドチャックの概念的構成図であり、ヘッドチャック３７の直径を吸着する薄葉化ウェハ２４より小径にしたものである。この場合も、例えば、３インチウェハ（≒７６．２ｍｍ）に対して、ヘッドチャック３７の直径を６５〜７５ｍｍ、例えば、７０ｍｍとする。

この本発明の実施例７においては、ヘッドチャック３７の直径自体を薄葉化ウェハの直径より小径にしているので、水平方向にスライドさせた時に熱可塑性接着剤２５が張り出したとしても、薄葉化ウェハ２４がヘッドチャック３７に貼り付くことはなく、真空吸引を解除するだけで剥離した薄葉化ウェハ２４を容易にヘッドチャック３７から離脱させることができる。

以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は、各実施例に示した構成・条件に限られるものではない。例えば、上記の実施例では薄葉化ウェハをチャックし、稼動するヘッドチャック側にバネを設ける構造としたが、支持基板をチャックするステージチャック側を稼動させることも可能であり、ステージチャック側にバネを設ける構造にしても構わない。

また、上記の各実施例においては、剥離対象を薄葉化ウェハとしているが、薄葉化ウェハに限られるものではなく、例えば、ダマシン法により銅埋込配線を形成する場合の研磨工程において支持基板に接着させたウェハの剥離工程等にも適用されるものである。

また、剥離対象となる被処理基板の形状は円盤状である必要はなく、方形状であっても良く、その場合には、ヘッドチャックの平面形状は、剥離対象となる被処理基板の形状と相似の形状とすれば良い。

本発明の実施の形態のスライド方式被処理基板剥がし装置の概念的構成図である。 垂直接着力Ｆv と粘性抵抗力ＦA の説明図である。 本発明の被処理基板剥がしの原理の説明図である。 本発明の実施例１の薄葉化ウェハ剥がし装置の概念的構成図である。 本発明の実施例１の薄葉化ウェハ剥がし工程の途中までの説明図である。 本発明の実施例１の薄葉化ウェハ剥がし工程の図５以降の途中までの説明図である。 本発明の実施例１の薄葉化ウェハ剥がし工程の図６以降の説明図である。 本発明の実施例３の伸縮性バネ取付け部の概念的構成説明図である。 本発明の実施例４の伸縮性バネ取付け部の概念的構成説明図である。 本発明の実施例５のヘッドチャックの概念的構成図である。 本発明の実施例６のヘッドチャックの概念的構成図である。 本発明の実施例７のヘッドチャックの概念的構成図である。 従来のスライド式ウェハ剥がし装置の概念的要部構成図である。 従来の他のスライド式ウェハ剥がし装置の概念的要部構成図である。

符号の説明

１ ステージ
２ ステージチャック
３ 水平稼働機構
４ 垂直稼働機構
５ アーム
６ 伸縮性のバネ
７ ヘッドチャック
８ ヘッドチャック押し機構
９ 収容台
１１ ステージ
１２ ステージチャック
１３ 水平稼働機構
１４ 垂直稼働機構
１５ アーム
１６ 引張コイルバネ
１７ ヘッドチャック
１８ ヘッドチャック押し機構
１９ 薄葉化ウェハ収容台
２０ 先端部
２１ 支持基板
２２ 接着剤
２３ 被処理基板
２４ 薄葉化ウェハ
２５ 熱可塑性接着剤
２６ 支持基板
３１ ボルト
３２ 圧縮コイルバネ
３３ 加熱用ヒータ
３４ 接続配線
３５ ヘッドチャック
３６ 小径吸着部
３７ ヘッドチャック
４１ 薄葉化ウェハ
４２ 支持基板
４３ 接着剤
５１ 支持台
５２ 真空チャック
５３ アーム
５４ アーム側真空チャック
５５ アーム
５６ アーム側真空チャック

Claims (7)

1. 支持基板を吸着する加熱機構付き真空チャックと、
   被処理基板を吸着する吸着領域の外周輪郭が前記被処理基板の外周輪郭より小さい真空チャックと、
   伸縮可能な部材と、
   前記真空チャックの一方が前記伸縮可能な部材により接続され、水平方向に稼動するアーム状支持部材と
   を有する基板処理装置。
2. 前記被処理基板を吸着する真空チャックが、水平方向に稼動するアーム状支持部材と前記伸縮可能なバネで接続されている請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記被処理基板を吸着する真空チャックが、多孔質チャックである請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記アーム状支持部材を垂直方向に稼動させる垂直稼動機構と、
   前記アーム状支持部材に設けられ、前記真空チャックを押す真空チャック押し機構と
   を有している請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
5. 前記被処理基板を吸着する真空チャックが、加熱機構を有している請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載の基板処理装置。
6. 被処理基板を接着剤で接着した支持基板を加熱機構付き真空チャックに吸着する工程と、
   前記支持基板に接着された被処理基板に対して間隙を介して水平方向に稼働するアーム状支持部材に伸縮可能な部材により接続された真空チャックを対向させる工程と、
   前記アーム状支持部材を降下させることなく前記真空チャックを降下させて前記被処理基板に当接させて前記伸縮可能な部材に引張力が作用する状態で吸着する工程と、
   前記アーム状支持部材を水平方向に稼働して前記水平方向に対して垂直方向へ前記伸縮可能な部材に引張力が作用する状態で前記被処理基板を前記支持基板から剥がす工程と
   を有する基板処理方法。
7. 支持基板に接着剤で接着した被処理基板を真空チャックに吸着する工程と、
   前記支持基板に対して間隙を介して水平方向に稼働するアーム状支持部材に伸縮可能な部材により接続された加熱機構付き真空チャックを対向させる工程と、
   前記アーム状支持部材を降下させることなく前記加熱機構付き真空チャックを降下させて前記支持基板に当接させて前記伸縮可能な部材に引張力が作用する状態で吸着する工程と、
   前記アーム状支持部材を水平方向に稼働して前記水平方向に対して垂直方向へ前記伸縮可能な部材に引張力が作用する状態で前記被処理基板を前記支持基板から剥がす工程と
   を有する基板処理方法。

Images