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公開番号2021106218
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210726
出願番号2019236801
出願日20191226
発明の名称吸着保持装置、吸着保持方法、及び半導体装置の製造方法
出願人エイブリック株式会社
代理人
主分類H01L 21/683 20060101AFI20210625BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】平坦な表面からの高さが異なる面が存在する裏面を有するウェハWであっても、ウェハWを破損させないように表面を平坦に保ちながら吸着保持することができる吸着保持装置100を提供する。
【解決手段】平坦な表面からの高さが異なる面が存在する裏面を有するウェハWを載置可能な載置面110aに、ウェハWを吸着保持するための複数の吸着孔111が設けられている載置板110と、載置板110がウェハWの裏面側を吸着保持したときに、ウェハWの裏面側から印加される支持力により高さが異なる面のうち低い面W2を載置面110aに接触させないように支持する支持機構120と、を有する吸着保持装置100である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項1】
平坦な表面からの高さが異なる面が存在する裏面を有する半導体基板を載置可能な載置面に、前記半導体基板を吸着保持するための複数の吸着孔が設けられている載置板と、
前記載置板が前記半導体基板の裏面側を吸着保持したときに、前記半導体基板の裏面側から印加される支持力により前記高さが異なる面のうち低い面を前記載置面に接触させないように支持する支持機構と、
を有することを特徴とする吸着保持装置。
続きを表示(約 1,400 文字)【請求項2】
前記載置板には、前記載置面に複数の部材収容穴が更に設けられており、
前記支持機構は、
前記複数の部材収容穴にそれぞれ収容され、前記半導体基板を裏面側から支持する複数の支持部材と、
前記複数の支持部材の下端にそれぞれ当接し、前記半導体基板を前記載置面で吸着保持した際に、前記半導体基板の最も厚い領域を前記載置面に接触させ、前記最も厚い領域以外を前記載置面に接触しないように、前記複数の支持部材をそれぞれ付勢する複数の付勢部材と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の吸着保持装置。
【請求項3】
前記支持機構は、
前記複数の吸着孔にそれぞれ設けられ、前記複数の支持部材が前記半導体基板を支持した際に、それぞれの前記支持部材の下降量に応じて前記複数の吸着孔をそれぞれ開閉する複数の弁を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の吸着保持装置。
【請求項4】
前記複数の吸着孔は、上部がそれぞれ閉塞され、下部には、隣接する前記部材収容穴とそれぞれ連通する複数の連通孔が設けられており、
前記支持部材は、円柱状であって、上端から所定の位置より上における直径が前記部材収容穴の直径よりも小さく、前記所定の位置から下端までの直径のうち少なくとも前記所定の位置の直径が前記複数の部材収容穴の直径と略同一であり、
前記支持部材が前記半導体基板を支持して下降すると、前記支持部材の前記所定の位置が少なくとも前記連通孔の開口部の上端より下に位置することを特徴とする請求項2に記載の吸着保持装置。
【請求項5】
前記載置板の前記載置面と前記半導体基板の裏面との間に間隙が存在する領域である間隙領域を検知する間隙検知器を更に有し、
前記載置板の前記載置面には、
前記半導体基板の周縁を囲う載置枠と、
前記半導体基板を前記載置板で吸着保持した際に、前記間隙検知器により検知された前記間隙領域に気体を放出する複数の気体放出孔と、
が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の吸着保持装置。
【請求項6】
前記載置枠の内壁が樹脂又はゴムで覆われていることを特徴とする請求項5に記載の吸着保持装置。
【請求項7】
平坦な表面からの高さが異なる面が存在する裏面を有する半導体基板を載置可能な載置面に、前記半導体基板を吸着保持するための複数の吸着孔が設けられている載置板に前記半導体基板を載置する載置工程と、
前記載置板が前記半導体基板の裏面側を吸着保持したときに、前記半導体基板の裏面側から印加される支持力により前記高さが異なる面のうち低い面を前記載置面に接触させないように支持する支持工程と、
を含むことを特徴とする吸着保持方法。
【請求項8】
裏面に異なる高さの面を有し、表面に複数の半導体装置を有する半導体基板を用意する工程と、
前記複数の半導体装置の電気的特性をそれぞれ検査する工程と、
前記半導体基板を切削して前記複数の半導体装置を個片化する工程と、
を含み、
少なくとも前記検査する工程において、請求項7に記載の吸着保持方法を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、吸着保持装置、吸着保持方法、及び半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示(約 6,300 文字)【背景技術】
【0002】
半導体装置の製造工程の一例として、洗浄、リソグラフィ、エッチング、成膜、平坦化などの処理を組み合わせて円盤状のウェハの表面に多数の半導体装置を形成した後、円盤状のウェハを切削して個片化するものが挙げられる。
【0003】
上記のような製造工程において、各半導体装置に対し、個片化する前のウェハの状態でウェハテストシステムなどにより電気的特性の検査が行われる場合が多い。このようなウェハテストシステムでは、まずウェハを吸着保持装置で吸着保持し、ウェハの表面に形成されている半導体装置の電極パッドにプローブニードルを当接させる。プローブニードルに接続されているテスタは、プローブニードルから電極パッドに電源電圧や各種の試験信号を印加し、半導体装置から出力された信号を検査することにより、各半導体装置が正常に動作するかを確認する。
【0004】
このため、ウェハが反りなどで変形すると、半導体装置の電極パッドにプローブニードルを当接させることが難しい場合がある。また、このようなウェハの変形は、検査のみならずリソグラフィの処理においてもパターン精度に影響を及ぼすため問題になる場合がある。
そこで、ウェハの平面矯正を行うことを目的に、例えば、ウェハ接触部分とウェハ非接触部分との単位面積当たりの比がウェハ外周方向に向かって増加しているウェハチャックが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開平1−231345号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
一つの側面では、平坦な表面からの高さが異なる面が存在する裏面を有する半導体基板であっても、半導体基板を破損させないように表面を平坦に保ちながら吸着保持することができる吸着保持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一つの実施形態では、吸着保持装置は、
平坦な表面からの高さが異なる面が存在する裏面を有する半導体基板を載置可能な載置面に、前記半導体基板を吸着保持するための複数の吸着孔が設けられている載置板と、
前記載置板が前記半導体基板の裏面側を吸着保持したときに、前記半導体基板の裏面側から印加される支持力により前記高さが異なる面のうち低い面を前記載置面に接触させないように支持する支持機構と、を有する。
【発明の効果】
【0008】
一つの側面では、平坦な表面からの高さが異なる面が存在する裏面を有する半導体基板であっても、半導体基板を破損させないように表面を平坦に保ちながら吸着保持することができる吸着保持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1は、第1の実施形態における吸着保持装置を示す概略図である。
図2は、第1の実施形態における吸着保持装置の動作を示す説明図である。
図3は、第1の実施形態における吸着保持装置の動作を示す説明図である。
図4は、第1の実施形態の変形例における吸着保持装置の支持機構の動作を示す説明図である。
図5は、第1の実施形態の変形例における吸着保持装置の支持機構の動作を示す説明図である。
図6は、第1の実施形態の別の変形例における吸着保持装置の支持機構の動作を示す説明図である。
図7は、第1の実施形態の別の変形例における吸着保持装置の支持機構の動作を示す説明図である。
図8は、第2の実施形態における吸着保持装置を示す概略図である。
図9は、第2の実施形態における吸着保持装置の動作を示す説明図である。
図10は、裏面に異なる高さの面を有し、表面に複数の半導体装置を有する半導体基板の一例を示す概略図である。
図11は、裏面に異なる高さの面を有し、表面に複数の半導体装置を有する半導体基板の別の一例を示す概略図である。
図12は、検査する工程において、第1の実施形態における吸着保持装置により半導体基板を吸着保持した状態の一例を示す説明図である。
図13は、複数の半導体装置を個片化する工程において、半導体基板をダイシングブレードにより切削する状態の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の一実施形態に係る吸着保持装置は、平坦な表面からの高さが異なる面が存在する裏面を有する半導体基板を載置可能な載置面に、半導体基板を吸着保持するための複数の吸着孔が設けられている載置板と、載置板が半導体基板の裏面側を吸着保持したときに、半導体基板の裏面側から印加される支持力により高さが異なる面のうち低い面を載置面に接触させないように支持する支持機構と、を有する。
【0011】
本発明の一実施形態に係る吸着保持装置は、以下の知見に基づくものである。
【0012】
半導体パッケージの種類としては、例えば、SOT(Small Outline Transistor)、SNT(Small outline Nonleaded Thin package)などの多様な構造や高さのものが存在する。このため、半導体パッケージの高さに合わせてウェハ全体を研削して厚みを調整している。
また、従来から半導体装置のレイアウト面積の狭小化が進められており、例えば、1枚のウェハから数万個の半導体装置(以下、「チップ」と称することがある)が得られる場合がある。このような場合、月数百個の出荷数の品種を製造すると在庫過多になってしまう。
このため、多品種少量生産に対応するには、1枚のウェハにおいて、複数種の半導体装置を表面に形成し、その後に裏面の一部の研削量を調整して半導体パッケージの構造や高さに応じた厚さにすることが考えられる。つまり、平坦な表面からの高さが異なる面が存在する裏面を有するウェハになるが、特許文献1に記載されているような従来の吸着保持装置では、裏面を吸着保持すると表面が平坦に保てない。また、上述のようなウェハを従来の吸着保持装置で無理に吸着保持すると、ウェハの表面に亀裂や割れなどが発生して破損する可能性がある。
【0013】
そこで、本発明の一実施形態に係る吸着保持装置は、平坦な表面からの高さが異なる面が存在する裏面を有するウェハを平坦な載置板で裏面側を吸着保持したときに、支持力によりウェハ裏面の薄い領域を載置板に接触させないように支持する支持機構を有する。
これにより、平坦な表面からの高さが異なる面が存在する裏面を有する半導体基板であっても、半導体基板を破損させないように表面を平坦に保ちながら吸着保持することができる。
なお、支持力としては、特に制限はなく、適宜選択することができ、例えば、付勢力、弾性力、気体や液体の圧力などが挙げられる。
【0014】
また、本発明の一実施形態に係る吸着保持方法は、平坦な表面からの高さが異なる面が存在する裏面を有する半導体基板を載置可能な載置面に、半導体基板を吸着保持するための複数の吸着孔が設けられている載置板に半導体基板を載置する載置工程と、載置板が半導体基板の裏面側を吸着保持したときに、半導体基板の裏面側から印加される支持力により高さが異なる面のうち低い面を載置面に接触させないように支持する支持工程と、を含む。
【0015】
本発明の一実施形態に係る吸着保持方法は、本発明の一実施形態に係る吸着保持装置により好適に行うことができる。また、載置工程は載置板により好適に行うことができ、支持工程は支持機構により好適に行うことができるため、以下では、本発明の一実施形態に係る吸着保持方法については、本発明の一実施形態に係る吸着保持装置の動作に沿って説明する。
【0016】
次に、本発明の吸着保持装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【0017】
[第1の実施形態]
(吸着保持装置)
図1は、第1の実施形態における吸着保持装置を示す概略図である。
図1に示すように、吸着保持装置100は、ウェハWを吸着保持する載置板110と、ウェハWが平坦な表面からの高さが異なる面が存在する裏面を有していても、ばねの付勢力によりその表面を平坦に保つように支持する支持機構120と、を有する。
【0018】
<半導体基板>
半導体基板としてのウェハWの形状及び構造は、円盤状である。なお、ウェハWの外周の一部には、オリフラやノッチが形成されていてもよい。
ウェハWの大きさは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、直径が150mmで厚さが625μm、直径が200mmで厚さが725μm、直径が300mmで厚さが775μm、などが挙げられる。
ウェハWの材質は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリコン単結晶、SiC、Al



、GaNなどが挙げられる。
【0019】
また、ウェハWの表面には、2品種の半導体装置が品種ごとに領域を分けてそれぞれ多数形成されている。本実施形態では、この2品種の半導体装置は、表面に形成される素子のレイアウトや機能などが同様であるが、完成品である半導体パッケージの種類が異なるため、チップにしたときの厚さだけが異なる品種である。このため、ウェハWの裏面が領域ごとに分けられてそれぞれ所定の厚さに研削されており、領域W1は所定の厚さの領域であり、領域W2は領域W1よりも薄い領域である。
言い換えると、ウェハWは、裏面に異なる高さの面を有し、表面に複数の半導体装置を有する。また、裏面において、高さが異なる面のうち高い面が領域W1に該当し、低い面が領域W2に該当する。
【0020】
なお、ウェハWの表面に多数の半導体装置を形成する方法については、いわゆる前工程で用いられる周知の技術により行うことができるため、その説明を省略する。
【0021】
<載置板>
載置板110は、ウェハWの直径よりも大きい直径の円盤状であり、平坦な載置面110aにウェハW全体を吸着保持するものである。載置面110aには、複数の吸着孔111と、複数の部材収容穴112と、複数の仮支持ピン収容孔113と、が設けられている。
なお、本実施形態では、載置板110の形状を円盤状としたが、これに限ることなく、ウェハWを載置でき、かつ吸着保持できる形状であればよい。
また、載置板を「チャックテーブル」と称する場合がある。
【0022】
−吸着孔−
複数の吸着孔111は、載置面110aに点在するように配置されている。また、複数の吸着孔111は、ポンプなどの吸引装置にそれぞれ連通しており、吸引装置の負圧によりウェハWを吸着保持するために設けられている。
吸着孔111の形状、構造及び大きさは、特に制限はなく、目的に応じて選択することができる。
【0023】
−部材収容穴−
複数の部材収容穴112は、複数の吸着孔111と同様に、載置面110aに点在するように配置されている。また、部材収容穴112は、開口部が円形状であり、後述する円柱状の支持ピン121及びコイルばね122を収容する。具体的には、部材収容穴112は、コイルばね122を底部に収容し、支持ピン121をコイルばね122により上方に付勢できるように収容する。
部材収容穴112の深さは、ウェハWを吸着保持したときに、支持ピン121が部材収容穴112の開口部から突出しない深さとしている。
なお、本実施形態では、部材収容穴112の開口部を円形状としたが、これに限ることなく、部材収容穴112の全体が支持ピン121及びコイルばね122を収容できる形状であればよい。
【0024】
仮支持ピン収容孔113は、後述する仮支持ピン123が上昇及び下降できるように仮支持ピン123を収容する。
【0025】
<支持機構>
支持機構120は、複数の吸着孔111によりウェハWを載置面110aに吸着保持した際に、付勢力でウェハWの薄い領域W2を載置面110aに接触させないようにして、ウェハWの表面を平坦に支持する。
この支持機構120は、複数の支持ピン121と、複数のコイルばね122と、複数の仮支持ピン123と、を備えている。
【0026】
−支持部材−
支持部材としての支持ピン121は、円柱状であり、部材収容穴112の底部に配置されたコイルばね122と一緒に収容され、コイルばね122の付勢力により上方に付勢された状態でウェハWを裏面側から支持する。
支持ピン121の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、ウェハWにダメージを与えにくい点でゴムが好ましい。
なお、本実施形態では、支持ピン121の形状を円柱状としたが、これに限ることなく、ウェハWを支持できて部材収容穴112に収容できればよく、例えば、多角柱状などでもよい。
【0027】
−付勢部材−
付勢部材としてのコイルばね122は、部材収容穴112の底部に収容され、支持ピン121を上方に付勢する。
なお、本実施形態では、付勢部材をコイルばね122としたが、弾性力を有する部材であればよく、例えば、板ばねなどでもよい。
【0028】
このコイルばね122は、支持ピン121がウェハWを支持していない場合には、その付勢力により、支持ピン121の上部が部材収容穴112の開口部から突出する状態にする。また、支持ピン121がウェハWを支持すると、ウェハWの重さで支持ピン121が下降するが、部材収容穴112の開口部から突出した状態を維持する。さらに、コイルばね122は、支持ピン121が支持しているウェハWが吸着保持されると、ウェハWの最も厚い領域である領域W1を載置面110aに接触させ、ウェハWの最も厚い領域以外の領域W2を載置面110aに接触しない状態にする。
【0029】
複数の仮支持ピン123は、図示しないウェハハンドによりウェハWが吸着保持装置100の上方に搬送されてくると、複数の支持ピン121よりも高く上昇し、ウェハWを裏面側から仮支持する。その後、複数の仮支持ピン123は、ウェハWを仮支持しながら下降することにより、複数の支持ピン121にウェハWを引き渡して支持させる。
【0030】
次に、第1の実施形態における吸着保持装置100の動作について、図1から図3を参照して説明する。
(【0031】以降は省略されています)

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