JPH10209247A - 半導体ウェーハの吸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハを吸着して搬送する吸着装置
において、搬送時の吸引作用によって吸着しても薄いウ
ェーハを割らないように確実に吸着保持し、且つ吸引作
用が解除された時に、ウェーハを速やかに且つ確実に離
脱させることができるようにすること。 【解決手段】 半導体ウェーハを搬送する際に使用する
吸着装置であって、半導体ウェーハを吸引保持する平坦
な吸着面を有し、該吸着面には、吸引領域とその外周に
非吸引領域ととが形成されており、該非吸引領域には複
数の凹凸が形成されている構成とし、ウェーハを全面で
吸着するタイプの構成であっても、外周の非吸引領域に
複数の凹凸が形成されていることにより、切削水等の表
面張力の影響を受けず、吸引作用が解除されたときに確
実にウェーハを離脱させることができるのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＩＣ等の回
路が表面側に複数形成されている半導体ウェーハのよう
な材料を研磨装置に供給し、半導体ウェーハの裏面を研
削砥石等で研磨する際に、その供給に従事する搬送手段
に取り付けて使用される半導体ウェーハの吸着装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】昨今、ＩＣ等の回路が表面側に複数形成
されている半導体ウェーハは、８インチ及び１２インチ
と大口径化の傾向にあると共に、放熱性の向上、移動通
信及び携帯用パソコン等の機器の軽量化並びに小型化等
のために、より薄く（２００μｍ前後）形成されること
が要望されており、半導体ウェーハをチップ状に分割す
る前にその裏面を、例えば図１０に示したような、一例
の研磨装置１等により研磨される。

【０００３】この一例の研磨装置１は、作業台２上に回
転自在に配設されたターンテーブル３と、該ターンテー
ブル３上に２以上配設され半導体ウェーハ４を保持する
チャックテーブル５と、該チャックテーブル５と対峙し
て半導体ウェーハ４を研磨する研磨砥石６を備えた複数
の研磨手段７とから概ね構成されている。

【０００４】前記ターンテーブル３は、適宜の制御手段
により回転駆動されて、前記チャックテーブル５をウェ
ーハ搬出入領域Ａに位置付けすると共に、ウェーハ４を
研磨する研磨領域Ｂに位置付けするように構成されてい
る。そして、ターンテーブル３の回転により、チャック
テーブル５がウェーハ搬出入領域Ａに位置付けされたと
きに、搬送手段８によってウェーハ４の供給と搬出とが
行われ、研磨領域Ｂに位置付けされたときに、チャック
テーブル５に保持されたウェーハ４の裏面が研磨砥石６
によって所要厚さまで研磨される。

【０００５】搬送手段８が配設されている近傍には、洗
浄機能を備えた仮受け台９と、位置合せテーブル１０と
が配設されており、この位置合せテーブル１０に対して
ウェーハ４をカセット１１から取り出して載置したり、
または位置合せテーブル１０からウェーハ４をピックア
ップしてカセット１１に仕舞ったりするロボットアーム
１２が配設されている。

【０００６】そして、搬送手段８の先端には、ウェーハ
４を吸着してピックアップするための吸着手段１３が取
り付けられている。一般的な従来の吸着手段は、当該業
界において広く知られている、所謂吸着盤形式のベルヌ
イチャックであったり、或いはゴムパットチャックであ
る。

【０００７】このような吸着盤形式の吸着手段による
と、吸引力がウェーハの中央部に集中するので、ウェー
ハのサイズが大きくなり且つ薄く研磨されると、搬送途
中で割れ易くなるという問題点を有する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この問題点を解決した
のが、同一出願人に係る特開平８-５５８９６号公報に
開示された発明、即ち吸着手段の全面で吸着するタイプ
の搬送手段である。しかしながら、全面で吸着するタイ
プの吸着手段は、吸引作用が生じない外周の平坦な面に
おいて新たな問題が生ずるようになった。即ち、外周の
平坦な面と吸着したウェーハとの間に切削水等が一面に
存在し、その切削水の表面張力によって、吸引作用とは
別の密着又は吸着作用が生じ、吸着手段の吸引作用が開
放された後においても、しばしば吸着手段からウェーハ
が離れないという現象が生じ、搬送の作業性に支障を来
たすと共に、これを無理に引き離そうとすると薄いウェ
ーハは割れ易いという問題点が生ずる。

【０００９】従って、従来技術の吸着手段または吸着装
置においては、吸引作用によってウェーハを割らないよ
うに確実に吸着し、且つ吸引作用が解除された時に、ウ
ェーハを確実に離すようにすることに解決しなければな
らない課題を有している。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記従来例の課題を解決
する具体的な手段として、本発明は、半導体ウェーハを
搬送する際に使用する吸着装置であって、半導体ウェー
ハを吸引保持する平坦な吸着面を有し、該吸着面には、
吸引領域とその外周に非吸引領域とが形成されており、
該非吸引領域には複数の凹凸が形成されていることを特
徴とする半導体ウェーハの吸着装置を提供するものであ
る。

【００１１】更に、前記吸引領域は、ポーラス部材で形
成されており、非吸引領域は、セラミックスで形成され
ていること；吸引領域には、複数の凹凸部が形成され、
その一部の凹部に吸引孔形成されていること；及びＩＣ
等の回路が表面に複数形成された半導体ウェーハの裏面
を研磨する研磨装置に配設されることを付加的要件とし
て含むものである。

【００１２】本発明の吸着装置においては、ウェーハを
全面で吸着するタイプの構成であっても、外周の非吸引
領域に複数の凹凸が形成されていることにより、切削水
等の表面張力の影響を受けず、吸引作用が解除されたと
きに確実に且つ速やかにウェーハを離すことができるの
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明を図示の実施例によ
り更に詳しく説明する。まず、図１〜５に示した第１実
施例において、吸着装置２０は前記従来例の搬送手段８
の先端に取り付けられるものであって、例えばセラミッ
クス等で形成された円盤状の基台２１の上面側には、そ
の中心部に吸引手段を兼ねた搬送手段８への取付部２２
が形成され、更にその取付部の周辺には複数の取付部２
３、２４、２５が適宜に形成されている。

【００１４】これら取付部２２〜２５は、搬送手段のア
ームに取り付けられる関係上、所定の強度を付与するた
めに、例えば金属製のブッシュによって形成されてお
り、各ブッシュの中心部にはネジ孔２２ａ〜２５ａが形
成されている。そして、各取付部、即ちブッシュ２２〜
２５は基台２１に設けられた所要の孔に対して例えば接
着手段等により強固に取り付けられるものである。尚、
基台２１が金属製の場合には、ブッシュ等を必要としな
いで、基台２１の所定位置に各取付部２２〜２５を適宜
形成することができる。

【００１５】基台２１の下面（裏面）側には、略同形状
（円盤状）の吸着面構成部材２６が一体的に取り付けら
れる。この吸着面構成部材２６は、例えばセラミックス
で形成することができ、接着手段等により基台２１に対
して一体に取り付けられる。そして、基台２１と吸着面
構成部材２６との間に複数条の浅い溝状空隙部２７が周
方向に沿って形成されており、これら溝状空隙部２７
は、中心部の取付部２２に形成されたネジ孔２２ａと連
通した状態になっている。

【００１６】吸着面構成部材２６は、その下面が平坦な
吸着面に形成され、その吸着面は吸引領域２８と非吸引
領域２９とに分けて形成されている。この場合に、吸引
領域２８は、中心部から所定の広さをもった円形状の領
域であり、非吸引領域２９はその外周に位置する狭いリ
ング状の領域である。そして、前記溝状空隙部２７は吸
引領域２８に対応した位置に形成されている。

【００１７】吸引領域２８は、図４及び図５に示したよ
うに、吸着面に複数の点状凸部３０が所定間隔をもって
整列して形成され、これら点状凸部３０の間が実質的に
凹部３１となるものである。従って、吸引領域２８の吸
着面には複数の凹凸部が形成されることになる。

【００１８】そして、吸着面の凹部３１には前記溝状空
隙部２７と連通する吸引孔３２が複数個形成されてお
り、該吸引孔３２を介し吸着面における凹部３１が減圧
状態に維持され、それによって半導体ウェーハ４を吸着
保持するものである。

【００１９】非吸引領域２９には、全面的に格子状の溝
部３３を形成し、該溝部３３の形成によって凸部３４が
区画され、これら溝部３３と凸部３４とによって実質的
に複数の凹凸部が非吸引領域２９に形成されることにな
る。

【００２０】このように形成された非吸引領域２９にお
いては、凹凸部の存在によって、切削水等の表面張力を
破壊するので、仮に吸着する半導体ウェーハ４の表面に
切削水等が存在していても、その表面張力の影響を遮断
できるのである。

【００２１】図６〜９に第２実施例の吸着装置２０を示
してある。この第２実施例において前記第１実施例と同
一部分には同一符号を付して説明する。この吸着装置２
０も前記従来例の搬送手段８の先端に取り付けられるも
のであって、例えばセラミックス等で所定の厚さに形成
された円盤状の基台２１の上面側には、その中心部に吸
引手段を兼ねた搬送手段８への取付部２２が形成され、
更にその取付部の周辺には複数の取付部２３、２４、２
５が適宜に形成されている。

【００２２】これら取付部２２〜２５は、搬送手段のア
ームに取り付けられる関係上、所定の強度を付与するた
めに、例えば金属製のブッシュによって形成されてお
り、各ブッシュの中心部にはネジ孔２２ａ〜２５ａが形
成されている。そして、各取付部、即ちブッシュ２２〜
２５は基台２１に設けられた所要の孔に対して例えば接
着手段等により強固に取り付けられるものである。これ
らの構成は、前記第１実施例と略同一である。

【００２３】基台２１の下面（裏面）側は、図７の一部
切欠図から明らかなように、中央部に所定大きさの円形
状の凹陥部３５を抉り取った状態で形成し、該凹陥部３
５内に通気性を有する材料、例えばポーラス部材３６を
嵌着させて取り付け、該ポーラス部材３６が取り付けら
れた領域が所謂吸引領域２８となるのである。従って、
円形状の凹陥部３５の外周に残されたリング状の部分が
非吸引領域２９となるのであり、この非吸引領域２９は
基台２１の一部で構成されることになる。

【００２４】取り付けられるポーラス部材３６は、予め
凹陥部３５の形状、大きさ及び深さに対応して形成して
おき、ポーラス部材３６を凹陥部３５に嵌め込んで、例
えば適宜の接着手段により一体的に取り付ける。そし
て、吸着面を構成する吸引領域２８と非吸引領域２９と
が実質的に面一になるように加工する。

【００２５】取り付けられたポーラス部材３６と凹陥部
３５との間に、複数条の浅い溝状空隙部２７が周方向に
沿って形成されており、これら溝状空隙部２７は、中心
部の取付部２２に形成されたネジ孔２２ａと連通した状
態になっている。この構成は前記第１実施例と同一であ
る。

【００２６】この第２実施例においても、非吸引領域２
９には、前記凹陥部３５の円弧の接線方向に沿うように
直線状の溝群３７を方角を変えて複数条形成し、該溝群
３７の形成によって、その溝群がない部分とにより実質
的に複数の凹凸部が非吸引領域２９に形成されることに
なる。

【００２７】このように形成された非吸引領域２９にお
いては、前記第１実施例と同様に、凹凸部の存在によっ
て、切削水等の表面張力を破壊するので、仮に吸着する
半導体ウェーハ４の表面に切削水等が存在していても、
その表面張力の影響を遮断できるのである。

【００２８】前記いずれの実施例における吸着装置２０
も、図１０に示した研磨装置１における搬送手段８の吸
着手段１３として使用することができるものであり、特
に、研磨液または研削水を供給しながら研磨手段７によ
って半導体ウェーハ４が研磨された後に、ウェーハ搬出
入領域Ａにおいて、搬送手段８によってチャックテーブ
ル５からウェーハ４をピックアップする際に、該チャッ
クテーブル５上に吸着装置２０を近接させて位置させ、
適宜の吸引手段により吸引孔２２ａを介して吸引する
と、吸引領域２８によってウェーハ４は吸着され、吸着
装置２０の吸着面全面に当接した状態でピックアップさ
れる。

【００２９】一般に研磨後のウェーハ４はウェーハ搬出
入領域Ａに来る前に、エアースプレー等により、水分お
よび汚れ等は払拭されるが、仮にウェーハ４の表面に水
滴等が残っていた場合でも、搬送作業は行われるのであ
るから、吸着装置２０によって吸着したときに、特に、
非吸着領域２９においては、凹凸が形成されていること
により、水滴の拡がりを防止すると共に水の表面張力を
破壊し、表面張力の影響を全く受けない状態になる。

【００３０】従って、吸着装置２０によりウェーハ４を
吸着した後に、所定の位置に搬送して吸引領域２８にお
ける吸引力を解除すれば、ウェーハ４は直ちに離脱して
所定の位置に載置される。また、吸着領域２８に水滴が
あった場合には、吸引力により吸引除去されるので、水
滴等による表面張力の影響を受けることは全くない。な
お、前記実施例において、研磨装置１の搬送手段８に取
り付けて使用する例について説明したが、これに限定さ
れることなく、他の装置の搬送手段にも適用できること
は言うまでもない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体ウェーハの吸着装置は、半導体ウェーハを搬送する際
に使用する吸着装置であって、半導体ウェーハを吸引保
持する平坦な吸着面を有し、該吸着面には、吸引領域と
その外周に非吸引領域とが形成されており、該非吸引領
域には複数の凹凸が形成されている構成としたことによ
り、特に、前記複数の凹凸の形成によって、水滴の表面
張力を破壊してその影響を遮断できるので、従来半導体
ウェーハの搬送工程において、非吸引領域において生じ
ていた水滴による表面張力での密着性で、吸着支持した
半導体ウェーハが吸引力を解除しても離脱しないという
不都合を解消できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る吸着装置の平面図で
ある。

【図２】同実施例の吸着装置の一部を切り欠いて示した
下面図である。

【図３】図２のＣ−Ｃ線に沿う略示的断面図である。

【図４】図３のＤで示した部分の拡大断面図である。

【図５】図４で示した拡大部分の下面図である。

【図６】本発明の第２実施例に係る吸着装置の平面図で
ある。

【図７】同実施例の吸着装置の一部を切り欠いて示した
下面図である。

【図８】図６のＥ−Ｅ線に沿う略示的断面図である。

【図９】図８のＦで示した部分の拡大断面図である。

【図１０】一般的に使用されている一例の研磨装置の略
示的斜視図である。

【符号の説明】

１……研磨装置、 ２……作業台、 ３……ターンテー
ブル、４……半導体ウェーハ、 ５……チャックテーブ
ル、 ６……研磨砥石、７……研磨手段、 ８……搬送
手段、 ９……仮受け台、１０……位置合せテーブル、
１１……カセット、 １２……ロボットアーム、１３
……吸着手段、 Ａ……ウェーハ搬出入領域、 Ｂ……
研磨領域、２０……吸着装置、 ２１……基台、 ２２
〜２５……取付部、２２ａ……吸引孔を兼ねたネジ孔、
２３ａ〜２５ａ……ネジ孔、２６……吸着面構成部
材、 ２７……溝状空隙部、 ２８……吸引領域、２９
……非吸引領域、 ３０……点状凸部、 ３１、３４…
…凹部、３２……吸引孔、 ３３……溝部、 ３５……
凹陥部、３６……ポーラス部材、 ３７……溝群。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェーハを搬送する際に使用する
   吸着装置であって、 半導体ウェーハを吸引保持する平坦な吸着面を有し、 該吸着面には、吸引領域とその外周に非吸引領域とが形
   成されており、 該非吸引領域には複数の凹凸が形成されていることを特
   徴とする半導体ウェーハの吸着装置。
2. 【請求項２】 吸引領域は、ポーラス部材で形成されて
   おり、 非吸引領域は、セラミックスで形成されていることを特
   徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハの吸着装置。
3. 【請求項３】 吸引領域には、複数の凹凸部が形成さ
   れ、 その一部の凹部に吸引孔形成されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の半導体ウェーハの吸着装置。
4. 【請求項４】 ＩＣ等の回路が表面に複数形成された半
   導体ウェーハの裏面を研磨する研磨装置に配設される請
   求項１、２又は３のいずれかの吸着装置。