吸着装置
【課題】 例え基板が薄い場合でも、ハンドリング時等に容易に破損するのを抑制できる吸着装置を提供する。
【解決手段】 半導体ウェーハＷを保持する吸着治具１を吸着パッド１０に取り外し可能に支持させ、吸着治具１を、板体２と、板体２に形成される凹み穴３と、凹み穴３を被覆して半導体ウェーハＷを保持する変形可能な保持層５と、板体２に設けられて保持層５に被覆された凹み穴３の空気を排気する排気孔６とから構成して凹み穴３に、保持層５用の複数の支持突起４を設ける。また、吸着パッド１０を、吸着治具１の板体裏面に重なるパッド１１と、パッド１１から伸びるアーム１４から構成してパッド１１に、吸着治具１の板体裏面に対向する対向溝穴１２と、吸着治具１の排気孔６に連通する連通溝穴１３をそれぞれ設け、パッド１１とアーム１４には、パッド１１の対向溝穴１２に連通する給排路１５、及びパッド１１の連通溝穴１３に連通する排出路１６を設ける。
【解決手段】 半導体ウェーハＷを保持する吸着治具１を吸着パッド１０に取り外し可能に支持させ、吸着治具１を、板体２と、板体２に形成される凹み穴３と、凹み穴３を被覆して半導体ウェーハＷを保持する変形可能な保持層５と、板体２に設けられて保持層５に被覆された凹み穴３の空気を排気する排気孔６とから構成して凹み穴３に、保持層５用の複数の支持突起４を設ける。また、吸着パッド１０を、吸着治具１の板体裏面に重なるパッド１１と、パッド１１から伸びるアーム１４から構成してパッド１１に、吸着治具１の板体裏面に対向する対向溝穴１２と、吸着治具１の排気孔６に連通する連通溝穴１３をそれぞれ設け、パッド１１とアーム１４には、パッド１１の対向溝穴１２に連通する給排路１５、及びパッド１１の連通溝穴１３に連通する排出路１６を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハのバックグラインド工程やダイシング工程等で使用される吸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハは、半導体製造の前工程では反らないように厚いことが好ましいが、そのままの厚さでは薄化、小型化、軽量化が要求される近年の半導体パッケージには適さないので、バックグラインド工程と呼ばれる工程でグラインダ装置により裏面が削られ、薄くされた後、次工程に移される（特許文献１参照）。
【０００３】
半導体ウェーハをバックグラインド工程で薄くして次工程に移す場合には、先ず、７５０μｍ程度の厚さを有する半導体ウェーハＷのパターン形成面に保護シート６０を粘着して好ましい大きさにカット（図１５参照）し、半導体ウェーハＷをストッカーである基板収納カセット２０Ａに収納して図１６に示すグラインダ装置６１に搬送する。
【０００４】
基板収納カセット２０Ａをグラインダ装置６１に搬送したら、このグラインダ装置６１のチャックテーブル６２に半導体ウェーハＷをセットし、チャックテーブル６２を回転させて半導体ウェーハＷの裏面に粗研削と仕上げ研削とを回転砥石により順次施し、その後、バックグラインドにより５０μｍ程度に薄化された半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０Ａに収納したり、洗浄装置６３で洗浄する。
【０００５】
そして、薄化された半導体ウェーハＷをグラインダ装置６１から下流にインラインされたストレスリリーフ装置６４に搬送ラインで搬送し、半導体ウェーハＷの強度が低下した裏面のダメージ層をエッチング液又はポリッシュにより除去して抗折強度を向上させた後、基板収納カセット２０Ａに半導体ウェーハＷを収納すれば、薄化された半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０Ａにより次工程に移すことができる（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５‐２２３３５９号公報
【特許文献２】特開２０００‐１００９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来における半導体ウェーハＷは、以上のように薄化されて基板収納カセット２０Ａに単に収納されるが、非常に薄く（例えば、５０μｍ以下の薄さ）、撓みやすく、割れやすいので、ハンドリング等の作業中に簡単に破損してしまうという大きな問題がある。また、弓なりに反ることが少なくないので、以後の作業でハンドリングすることができないという問題もある。
【０００７】
本発明は上記に鑑みなされたもので、例え基板が薄い場合でも、ハンドリング時等に容易に破損するのを抑制することのできる吸着装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては上記課題を解決するため、基板を保持する吸着治具を吸着パッドに取り外し可能に支持させたものであって、
吸着治具は、剛性を有する板体と、この板体の表面に形成される凹部と、この凹部を被覆して基板を着脱自在に粘着保持する変形可能な保持層と、板体に設けられて保持層に被覆された凹部の気体を外部に排気する排気孔とを含み、凹部には、保持層を支持する複数の支持突起を設け、
吸着パッドは、吸着治具の板体裏面に重なるパッドと、このパッドから伸びるアームとを含み、パッドには、吸着治具の板体裏面に対向する対向穴と、吸着治具の排気孔に連通（気体の流れる状態に連なり通す）する連通穴とをそれぞれ設け、パッドとアームのうち少なくともアームには、パッドの対向穴に連通する給排路、及びパッドの連通穴に連通する排出路を設けたことを特徴としている。
【０００９】
なお、吸着治具の凹部に保持層の一部を変形させて取り付け、この保持層の変形した一部から板体にかけて吸着パッドの対向穴に連通する貫通部を設けることができる。
また、吸着治具の凹部に保持層の一部を変形させて取り付け、この保持層の変形した一部から板体にかけて吸着パッドの対向穴に連通する貫通部を設け、この貫通部には通気筒を嵌め入れることができる。
また、吸着パッドの給排路を給排装置に接続し、吸着パッドの排出路を負圧源に接続することができる。
【００１０】
また、本発明においては上記課題を解決するため、基板収納カセットと、この基板収納カセットに収納可能に構成されるとともに、吸着パッドに支持され、基板を保持する吸着治具とを備えたものであって、
基板収納カセットは、複数の対向壁の間に架設（架け渡して設ける）される棚板と、この棚板に形成される凹部と、この凹部を被覆して基板あるいは吸着治具を着脱自在に粘着保持する可撓性の保持層と、この保持層に被覆された凹部内の気体を外部に排気する排気通路とを含んでなることを特徴としても良い。
【００１１】
なお、棚板の凹部に、保持層を支持する複数の突起を間隔をおいて並べ設けることができる。
また、排気通路を負圧源に取り外し可能に接続し、この負圧源を駆動して保持層を変形させることができる。
【００１２】
さらに、本発明においては上記課題を解決するため、基板収納カセットと、この基板収納カセットに収納可能に構成されるとともに、吸着パッドに支持され、基板を保持する吸着治具とを備えたものであって、
基板収納カセットは、複数の対向壁の間に架設されて基板あるいは吸着治具を搭載する棚板と、この棚板に形成されて基板あるいは吸着治具に被覆される凹部と、負圧源の駆動に基づき、被覆された凹部内から外部に気体を排気する排気通路とを含み、凹部には、基板あるいは吸着治具を支持する複数の突起を設けたことを特徴としても良い。
【００１３】
ここで、特許請求の範囲における基板は、バックグラインドされた厚さ３００μｍ以下の薄い半導体ウェーハ（例えば、口径２００ｍｍや３００ｍｍのシリコンウェーハ等）が主ではあるが、何らこれに限定されるものではない。例えば、厚い半導体ウェーハでも良いし、１ｍｍ以下の薄さが要求されるガラス基板、１００μｍ以下の薄さが要望される可撓性の高密度フレキシブル配線板、液晶セル、あるいはプリント配線板等でも良い。
【００１４】
吸着治具や吸着パッドのパッドは、基板と略同じ大きさ、基板よりも僅かに大きい大きさ、あるいは基板よりも僅かに小さい大きさに形成されることが好ましい。吸着治具の板体や凹部は、平面視で円形や多角形等に形成することができる。保持層は、単数のエラストマーからなるものでも良いし、性質（材料、硬度、弾性、粘度等）の異なる積層した複数のエラストマー等とすることもできる。
【００１５】
複数の支持突起は、凹部に規則的に配列されるものでも良いし、不規則に配列されるものでも良く、凹部と一体構造あるいは別体として設けることができる。各支持突起は、円錐台形、角柱形、角錐台形等に形成することができ、保持層に接着していても良いし、そうでなくても良い。
【００１６】
対向穴と連通穴とは、単数複数を特に問うものではなく、丸穴、楕円形の穴、円弧形の穴、矩形の穴、直線の複数の溝穴が一列に並んだり、Ｘ字形に配列された溝穴等でも良い。給排装置には、少なくとも負圧源の他、圧縮機やファン等が含まれる。さらに、負圧源は、例えば各種の真空ポンプや真空ブロワー等からなり、エジェクタ取り付けの有無を特に問うものではない。
【００１７】
本発明によれば、吸着装置により基板を保持する場合には、基板の被吸着面に吸着パッドに支持された吸着治具の保持層を重ねて接触させれば、保持層の粘着力により基板を略平らに保持することができる。
また、吸着治具の保持層から基板を取り外したい場合には、凹部内の気体を排気孔により凹部の外に排気すれば良い。すると、気体の排気に伴い、凹部の底方向に保持層が変形して基板との間に隙間を形成し、保持層と基板との接触部分が減少する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、例え半導体ウェーハ等の基板が薄い場合でも、ハンドリング時等に容易に破損することのないような吸着装置を提供することができるという効果がある。また、吸着装置の吸着治具を吸着パッドから取り外すことが可能なので、基板収納カセット、容器、あるいは治具等に基板、吸着治具、又は基板を搭載した吸着治具を適宜収納することができ、これにより、基板の搬送、ハンドリング、保管等の便宜を図ることができる。
【００１９】
また、吸着治具の凹部に保持層の一部を変形させて取り付け、この保持層の変形した一部から板体にかけて吸着パッドの対向穴に連通する貫通部を設ければ、基板と保持層の変形した一部との隙間に気体を給排して基板に対する保持力や解除力を高めることができ、これにより、基板の取り付け取り外しを容易にすることができる。
【００２０】
また、吸着パッドの給排路を給排装置に接続すれば、吸着治具を吸着パッドに真空吸着したり、取り外すことができる。さらに、吸着パッドの排出路を負圧源に接続すれば、凹部の気体を排気して保持層を変形させ、保持層に粘着した基板を取り外すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における吸着装置は、図１ないし図１６に示すように、バックグラインドにより薄化された半導体ウェーハＷ用の吸着治具１を吸着パッド１０に取り外し可能に支持させ、この吸着パッド１０により吸着治具１を、半導体製造装置であるグラインダ装置６１から基板収納カセット２０、洗浄装置６３、あるいは次工程であるダイシング工程等に適宜搬送するようにしている。
【００２２】
半導体ウェーハＷは、図１、図２、図６、図７、図１０に示すように、例えば口径３００ｍｍのシリコンウェーハからなり、周縁部に結晶方向の判別や整列を容易にするノッチが平面略半楕円形に切り欠かれる。
【００２３】
吸着治具１は、図１や図２に示すように、剛性を有する薄い板体２と、この板体２に形成される凹み穴３と、この凹み穴３を被覆して半導体ウェーハＷを着脱自在に粘着保持する弾性変形可能な保持層５と、この保持層５に被覆された凹み穴３の空気を排気する排気孔６とを備え、凹み穴３内には、保持層５を支持する複数の支持突起４が並設される。
【００２４】
板体２は、所定の材料を使用して半導体ウェーハＷと略同じか、あるいは僅かに大きい円板形に形成され、半導体ウェーハＷを粘着保持した状態、あるいは粘着保持しない状態で基板収納カセット２０に水平に収納される。この板体２の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば板体２に半導体ウェーハＷが搭載された場合の撓み量を５ｍｍ以下に抑制可能なＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ガラス、ステンレス等があげられる。
【００２５】
凹み穴３は、図１ないし図５等に示すように、板体２の表面における周縁部を除く大部分に浅く凹み形成され、半導体ウェーハＷよりも僅かに小さい円形に形成される。この凹み穴３の底面には、保持層５を接着支持する複数の支持突起４が隙間をおいて規則的に配列され、各支持突起４が凹み穴３の深さと略同じ長さ・高さの円柱形に形成される。複数の支持突起４は、例えば凹み穴３の底面に成形法、サンドブラスト法、エッチング法等により一体形成される。
【００２６】
保持層５は、図１や図２に示すように、可撓性、粘着性、弾性の材料を使用して半導体ウェーハＷと略同じか、あるいは僅かに大きい平面円形の柔軟な薄膜に成形され、板体２の表面周縁部に積層して接着されるとともに、各支持突起４の平坦な表面に接着されており、凹み穴３を被覆してその底面との間に空気流通用の空間を区画する。
【００２７】
保持層５の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば耐熱性、耐候性、耐水性、剥離性、経時安定性等に優れるシリコーン系、ウレタン系、オレフィン系、フッ素系のエラストマーが使用される。この保持層５には、半導体ウェーハＷの保護シート面側又は裏面側が選択的に保持される。
【００２８】
排気孔６は、同図に示すように、板体２の外側厚さ方向に丸く穿孔され、保持層５に被覆された凹み穴３内の空気を排気するとともに、この空気の排気により平坦な保持層５を凹み穴３の底面方向に変形させ、保持層５と半導体ウェーハＷとの界面に空気流入用の隙間を形成して粘着した半導体ウェーハＷの剥離を容易化するよう機能する。
【００２９】
吸着パッド１０は、同図に示すように、吸着治具１の裏面に接離可能に積層するパッド１１と、このパッド１１の後部から後方に直線的に伸びる長板形のアーム１４とを備え、これらパッド１１とアーム１４とが所定の成形材料により透明に一体成形されており、アーム１４が図示しないロボットに取付具を介しＸＹＺ方向に移動可能、そして回転可能に支持される。
【００３０】
パッド１１は、半導体ウェーハＷや吸着治具１よりも僅かに小さい円板形に形成され、吸着治具１の板体裏面に重なる表面の中心部には、吸着治具１の板体裏面中心部に対向する拡径の対向溝穴１２が浅く穿孔されており、表面の周縁部には、吸着治具１の排気孔６に重なって連通する連通溝穴１３が深く穿孔される。
【００３１】
パッド１１からアーム１４の内部後方にかけては、パッド１１の対向溝穴１２に上流端部が連通する給排路１５と、パッド１１の連通溝穴１３に上流端部が連通する排出路１６とが互いに交差しないように並べて設けられ、アーム１４の後部裏面から露出した給排路１５の下流端部が真空ポンプからなる給排装置１７に接続されており、アーム１４の後部裏面から露出した排出路１６の下流端部が真空ポンプからなる負圧源１８に接続される。
【００３２】
給排装置１７は、対向溝穴１２内の空気を排気してパッド１１やその対向溝穴１２に吸着治具１の裏面を真空吸着するよう機能する。また、負圧源１８は、半導体ウェーハＷの着脱に応じて駆動し、凹み穴３の空間の空気を排気孔６と連通溝穴１３を介し外部に排気して保持層５を凹み穴３の底面方向に凹凸に変形させ、保持層５と半導体ウェーハＷとの界面に空気流入用の隙間を形成して半導体ウェーハＷの剥離を容易化する。
【００３３】
基板収納カセット２０は、フロントオープンボックスタイプのカセットケース２１に内蔵して並べられる複数の棚板３１と、各棚板３１に形成される凹部である窪み穴３２と、この窪み穴３２を被覆して半導体ウェーハＷ又は吸着治具１を着脱自在に粘着保持する弾性変形可能な密着保持層３４と、この密着保持層３４に被覆された窪み穴３２の空気を排気する複数の排気通路３５とを備え、バックグラインド工程からその後の工程にかけて使用されるグラインダ装置６１等からなる半導体製造装置やそのオープナ５０に位置決め搭載される。
【００３４】
カセットケース２１は、図６ないし図９に示すように、半導体ウェーハＷ又は吸着治具１の収納に十分な隙間をおいて相対向する左右一対の側壁２２を備え、この一対の側壁２２の下部間には底板２３が水平に架設されるとともに、上端部間には天板２４が水平に架設され、開口した背面には縦長の背面壁２５が装着されており、正面が開口して薄化された半導体ウェーハＷや吸着治具１の出し入れ口として機能する。
【００３５】
カセットケース２１の側壁２２、底板２３、天板２４、及び背面壁２５は、例えば耐衝撃性、耐熱性、耐水性等に優れる透明のＰＣやＰＥＥＫ等の成形材料を使用して別々に成形され、ビスやナット等を介して組み立てられる。
【００３６】
カセットケース２１の側壁２２は上下方向に伸びる縦長の板に形成され、底板２３の裏面における前部両側と後部中央とには、複数の位置決め具２６が底面視で三角形を描くよう配設される。各位置決め具２６は、平面略トラック形のブロックに形成され、オープナ５０のステージから突出した位置決めピン５１に摺接するＶ溝２７が長手方向に切り欠かれており、このＶ溝２７がオープナ５０の位置決めピン５１に上方から嵌合することにより、基板収納カセット２０を高精度に位置決めするよう機能する。
【００３７】
カセットケース２１の天板２４には、ＲＦＩＤシステムを構築するＩＣタグ２８が貼着されるとともに、把持用のハンドル２９が着脱自在に装着され、背面壁２５には、半導体ウェーハＷや密着保持層３４の視認を可能とする縦長の観察窓３０が選択的に形成される。
【００３８】
複数の棚板３１は、図６や図７に示すように、カセットケース２１の内部上下方向に所定のピッチで配列され、棚板３１と棚板３１との間には、半導体ウェーハＷや吸着治具１の出し入れに支障を来たさない空間が確保される。各棚板３１は、所定の材料を使用して半導体ウェーハＷ、吸着治具１、密着保持層３４よりも大きい平面矩形に形成され、カセットケース２１の両側壁間にビスやナット等を介し水平に架設される。
【００３９】
棚板３１の材料としては、特に限定されるものではないが、例えばＰＥＳ、ＰＡＩ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＥＮ、ＰＥＩ、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ポリアリレート、アルミニウム、マグネシウム、銅、ニッケル、ガラス、セラミックス等があげられる。
【００４０】
窪み穴３２は、図７や図１０に示すように、各棚板３１の表面に浅く凹み形成され、半導体ウェーハＷや吸着治具１よりも大きい平面矩形を呈する。この窪み穴３２の底面には、密着保持層３４を下方から支持する複数の突起３３が間隔をおき規則的に並設され、各突起３３が窪み穴３２の深さと略同じ長さ・高さの円柱形に形成される。
【００４１】
密着保持層３４は、図６、図７、図１０に示すように、可撓性、粘着性、弾性の材料を使用して半導体ウェーハＷや吸着治具１よりも大きい平面矩形で柔軟な薄膜に成形され、各棚板３１の表面に積層して接着されるとともに、各突起３３の表面に接着されており、窪み穴３２を被覆してその底面との間に空気流通用の空間を区画する。この密着保持層３４の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば耐熱性、耐候性、耐水性、剥離性、経時安定性等に優れるシリコーン系、ウレタン系、オレフィン系、フッ素系のエラストマーが使用される。
【００４２】
複数の排気通路３５は、同図に示すように、棚板３１や密着保持層３４の数に応じて基板収納カセット２０の内部に間隔をおいて形成され、この基板収納カセット２０がオープナ５０に高精度に位置決め搭載されることにより、オープナ５０に内蔵された真空ユニット３８に自動的に接続される。
【００４３】
各排気通路３５は、棚板３１の内部に屈曲形成されて窪み穴３２に下方から上流端部が連通する第一の通路３６と、一の側壁２２の内部上下方向に形成されて第一の通路３６の棚板側面に開口した下流端部に連通する第二の通路３７とを備え、この第二の通路３７の下流端部が側壁２２の底面に開口して真空ユニット３８の接続ノズル３９にＯリング等を介し着脱自在に接続される。
【００４４】
真空ユニット３８は、図７に示すように、例えばオープナ５０のステージに接続ノズル３９を起立状態に露出させた真空ポンプ４０やその付属タンク等からなり、吸着パッド１０の吸着に応じて駆動し、窪み穴３２の空間の空気を外部に排気して平坦な密着保持層３４を窪み穴３２の底面方向に凹凸に変形させ、密着保持層３４と半導体ウェーハＷ等との界面に空気流入用の隙間を形成して粘着した半導体ウェーハＷや吸着治具１の剥離を容易化する。その他の部分については、従来例と同様であるので説明を省略する。
【００４５】
上記において、グラインダ装置６１によりバックグラインドされ、薄化された半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０の棚板３１に移す場合には、先ず、チャックテーブル６２に吸着された半導体ウェーハＷの裏面からなる被吸着面の略全てに吸着装置の吸着治具１を上方から対向させ、この吸着治具１を降下押圧して保持層５に半導体ウェーハＷを粘着保持（図１、図３、図４参照）し、チャックテーブル６２の吸着を解除して半導体ウェーハＷを吸着装置により基板収納カセット２０に搬送する（図５、図６参照）。
【００４６】
半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０に搬送したら、密着保持層３４の表面上に半導体ウェーハＷを僅かな力で押圧して重ね、密着保持層３４の粘着力により半導体ウェーハＷを安定した平坦な姿勢で密着し、その後、吸着装置の負圧源１８を駆動する。すると、凹み穴３の空間の空気が外部に排気され、平坦な保持層５が複数の支持突起４に沿い凹凸に変形し、保持層５と半導体ウェーハＷとの界面に空気流入用の隙間が多数形成されて半導体ウェーハＷを吸着治具１から取り外すことができる（図２、図７参照）。
【００４７】
上記構成によれば、吸着治具１の保持層５が有する粘着力により半導体ウェーハＷを隙間なく略平坦に密着支持することができるので、半導体ウェーハＷがバックグラインドにより５０μｍ以下に薄化され、脆くなっていても、搬送時やハンドリング時等に簡単に破損することがない。
【００４８】
また、薄化された半導体ウェーハＷの周縁部がばたついて弓なりに変形したり、湾曲した半導体ウェーハＷの周縁部が周囲に干渉するのを防止することができるので、基板収納カセット２０に半導体ウェーハＷを円滑かつ確実に収納したり、以後の作業におけるハンドリング性を著しく向上させたり、工程間のハンドリングの安全性に大いに資することができる。また、保持層５の粘着力のみにより半導体ウェーハＷを長時間密着支持することができるので、半導体ウェーハＷを平坦に保持するための専用真空装置等を省略することができ、装置の簡素化や大幅なコスト削減を図ることができる。
【００４９】
また、凹み穴３の底面に、保持層５を接着支持する複数の支持突起４を配列するので、保持層５が広範囲に亘って過剰に大きく凹んだり、保持層５の半導体ウェーハＷの姿勢が崩れて傾斜したり、位置ずれして脱落するのを確実に防止することができる。また、吸着治具１と吸着パッド１０とが固定ではなく、真空吸着により取り外し可能であるので、基板収納カセット２０や従来の基板収納カセット２０Ａに半導体ウェーハＷの他、吸着治具１や半導体ウェーハＷを搭載した吸着治具１を適宜収納することができ、これにより、半導体ウェーハＷの搬送、ハンドリング、又は保管等の便宜を大いに図ることができる。
【００５０】
また、基板収納カセット２０の密着保持層３４が有する粘着力により半導体ウェーハＷを隙間なく略平坦に密着支持することができるので、半導体ウェーハＷがバックグラインドにより５０μｍ以下に薄化され、脆くても、搬送時やハンドリング時等に簡単に破損するのを防止することが可能になる。
【００５１】
また、上記基板収納カセット２０によれば、薄化された半導体ウェーハＷの周縁部がばたついて弓なりに変形したり、湾曲した半導体ウェーハＷの周縁部が周囲に干渉するのを防止することができるので、基板収納カセット２０に半導体ウェーハＷを円滑かつ確実に収納したり、以後の作業におけるハンドリング性を向上させたり、工程間のハンドリングの安全性に寄与することが可能になる。
【００５２】
また、基板収納カセット２０の密着保持層３４の粘着力のみにより半導体ウェーハＷを長時間密着支持することができるので、半導体ウェーハＷを保持する専用真空装置等を省略することができ、装置の簡素化やコスト削減を図ることが可能になる。また、窪み穴３２の底面に、密着保持層３４を接着支持する複数の突起３３を配列するので、密着保持層３４が広範囲に亘って大きく凹んだり、密着保持層３４の半導体ウェーハＷの姿勢が崩れたり、位置ずれして脱落するのを防止することが可能になる。
【００５３】
さらに、カセットケース２１にＩＣタグ２８を貼着するので、半導体ウェーハＷや基板収納カセット２０を非接触で明瞭に識別することができ、しかも、ＩＣタグ２８とＲＦＩＤシステムのリーダ／ライタとの間に金属以外の障害物（例えば、水や合成樹脂等）が介在しても、確実に交信することが期待できる。
【００５４】
次に、図１１、図１２は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、吸着治具１の凹み穴３の中心部に保持層５の中心部を断面略漏斗形に凹ませて接着し、この保持層５の凹んだ中心部から板体２の中心部厚さ方向にかけて吸着パッド１０の対向溝穴１２に連通する丸い貫通孔４１を穿孔し、給排路１５の下流端部を真空ポンプとブロワーからなる給排装置１７に接続して空気を排気したり、圧送するようにしている。
【００５５】
上記において、グラインダ装置６１によりバックグラインドされ、薄化された半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０の棚板３１に移す場合には、先ず、チャックテーブル６２に吸着された半導体ウェーハＷの裏面からなる被吸着面の略全てに吸着装置の吸着治具１を上方から押圧して半導体ウェーハＷを粘着保持するとともに、給排装置１７を駆動して半導体ウェーハＷと保持層５の中心部の間から空気を貫通孔４１、対向溝穴１２、給排路１５を介し外部に排気することにより半導体ウェーハＷを吸着保持し、チャックテーブル６２の吸着を解除して半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０に搬送する（図１１参照）。
【００５６】
半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０に搬送したら、密着保持層３４の表面上に半導体ウェーハＷを僅かな力で押圧して重ね、密着保持層３４の粘着力により半導体ウェーハＷを安定した平坦な姿勢で密着し、吸着装置の給排装置１７と負圧源１８とをそれぞれ駆動する。すると、空気が給排装置１７から給排路１５、対向溝穴１２、貫通孔４１を順次経由して半導体ウェーハＷと保持層５の中心部の間に供給され、これらの間に空気が流入して半導体ウェーハＷを吸着治具１から速やかに取り外すことができる（図１２参照）。
【００５７】
また、凹み穴３の空間の空気が外部に排気され、平坦な保持層５が複数の支持突起４に沿い凹凸に変形し、保持層５と半導体ウェーハＷとの界面に空気流入用の隙間が形成されて半導体ウェーハＷを吸着治具１から取り外すことができる。これらの際、給排装置１７の空気供給力が負圧源１８の空気排気力よりも大きいと、吸着パッド１０に吸着治具１を真空吸着することが困難になるので、給排装置１７の空気供給力を負圧源１８の空気排気力未満とすることが好ましい。すなわち、排気孔６の表面積×排出路１６の真空圧＞対向溝穴１２の表面積×給排路１５のエア圧であることが好ましい。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５８】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、半導体ウェーハＷと保持層５の大きく凹んだ中心部との間で空気を吸引したり、供給するので、半導体ウェーハＷの脱着をさらに容易化することができるのは明らかである。
【００５９】
次に、図１３は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、基板収納カセット２０のカセットケース２１から背面壁２５を省略し、密着保持層３４を省略して複数の突起３３に半導体ウェーハＷや吸着治具１を直接支持させるようにしている。
この場合、カセットケース２１に、排気通路３５の下流端部に接続した真空ポンプ等の別の負圧源を装着し、この負圧源の駆動に基づき、半導体ウェーハＷや吸着治具１を真空吸着するようにしても良い。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、基板収納カセット２０の構成の多様化の他、背面壁２５や密着保持層３４を省略できるので、部品点数の大幅な削減を図ることができるのは明らかである。
【００６１】
次に、図１４は本発明の第４の実施形態を示すもので、この場合には、棚板３１の表面に、窪み穴３２の周面に連通する第一の通路３６を略溝形に切り欠くとともに、この第一の通路３６を棚板３１の側面まで伸ばして側壁２２に形成された第二の通路３７の上流端部に接続可能とし、第一の通路３６を拡大した密着保持層３４に被覆させるようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、排気通路３５の構成の多様化を図ることができるのは明白である。
【００６２】
なお、上記実施形態では吸着パッド１０を透明に形成したが、何らこれに限定されるものではなく、例えば不透明や半透明に形成したり、パッド１１を平面略多角形等に形成して円板形のプレートを取り付け、このプレートを板体２の裏面に重ねて姿勢を安定化させるようにしても良い。また、基板収納カセット２０のカセットケース正面に、着脱自在の蓋体や開閉可能な扉を設けても良いし、カセットケース２１の両側壁に、作業者が握持するためのハンドルやフランジをそれぞれ装着しても良い。
【００６３】
また、カセットケース２１を、棚板３１を並べ備えた周知の構成としたり、カセットケース２１の両側壁内面に、半導体ウェーハＷを支持する左右一対のティースを複数配設して棚板３１を省略しても良い。また、窪み穴３２の周面に密着保持層３４の周縁部を接着支持させ、窪み穴３２の底面と密着保持層３４との間に空間を区画することもできる。また、排気通路３５を、棚板３１の内部に形成されて窪み穴３２に連通する第一の通路３６と、側壁２２と底板２３の内部に形成されて第一の通路３６の下流端部に連通する第二の通路３７とから形成し、この第二の通路３７の下流端部を底板２３の裏面に開口することもできる。
【００６４】
また、オープナ５０のステージに対して真空ポンプ４０のシール付きの接続ノズル３９をエアシリンダ等のアクチュエータにより昇降させ、位置決めされた基板収納カセット２０の排気通路３５の下流端部に真空ポンプ４０を接続することもできる。また、基板収納カセット２０をバックグラインド工程におけるバックグラインド作業の直後のみに使用しても良い。
【００６５】
さらに、バックグラインド工程に、半導体ウェーハＷの裏面にダイシング工程で必要なＵＶテープを貼着する作業や半導体ウェーハＷのパターン形成面から保護シート６０を剥離する作業が含まれる場合には、その際に使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る吸着装置の実施形態における半導体ウェーハの粘着保持状態を模式的に示す断面説明図である。
【図２】本発明に係る吸着装置の実施形態における半導体ウェーハの取り外し状態を模式的に示す断面説明図である。
【図３】本発明に係る吸着装置の実施形態における半導体ウェーハ上に吸着装置の吸着治具を対向させた状態を模式的に示す説明図である。
【図４】図３の半導体ウェーハに吸着治具の保持層を密着させた状態を模式的に示す説明図である。
【図５】図４のチャックテーブルの吸着を解除して半導体ウェーハを搬送する状態を模式的に示す説明図である。
【図６】本発明に係る吸着装置の実施形態における基板収納カセット等を模式的に示す一部分解斜視説明図である。
【図７】本発明に係る吸着装置の実施形態における基板収納カセットを模式的に示す断面説明図である。
【図８】図７の基板収納カセットの底面図である。
【図９】図７の基板収納カセットの背面図である。
【図１０】本発明に係る吸着装置の実施形態における基板収納カセットの棚板や保持層等を模式的に示す断面説明図である。
【図１１】本発明に係る吸着装置の第２の実施形態における半導体ウェーハの粘着保持状態を模式的に示す断面説明図である。
【図１２】本発明に係る吸着装置の第２の実施形態における半導体ウェーハの取り外し状態を模式的に示す断面説明図である。
【図１３】本発明に係る吸着装置の第３の実施形態における基板収納カセットを模式的に示す断面説明図である。
【図１４】本発明に係る吸着装置の第４の実施形態における基板収納カセットの棚板や保持層等を模式的に示す断面説明図である。
【図１５】半導体ウェーハのパターン形成面に保護シートを粘着してカットする状態を示す説明図である。
【図１６】グラインダ装置等を示す平面説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 吸着治具
２ 板体
３ 凹み穴（凹部）
４ 支持突起
５ 保持層
６ 排気孔
１０ 吸着パッド
１１ パッド
１２ 対向溝穴（対向穴）
１３ 連通溝穴（連通穴）
１４ アーム
１５ 給排路
１６ 排出路
１７ 給排装置
１８ 負圧源
２０ 基板収納カセット
２１ カセットケース
４１ 貫通孔（貫通部）
６１ グラインダ装置
６２ チャックテーブル
Ｗ 半導体ウェーハ（基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハのバックグラインド工程やダイシング工程等で使用される吸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハは、半導体製造の前工程では反らないように厚いことが好ましいが、そのままの厚さでは薄化、小型化、軽量化が要求される近年の半導体パッケージには適さないので、バックグラインド工程と呼ばれる工程でグラインダ装置により裏面が削られ、薄くされた後、次工程に移される（特許文献１参照）。
【０００３】
半導体ウェーハをバックグラインド工程で薄くして次工程に移す場合には、先ず、７５０μｍ程度の厚さを有する半導体ウェーハＷのパターン形成面に保護シート６０を粘着して好ましい大きさにカット（図１５参照）し、半導体ウェーハＷをストッカーである基板収納カセット２０Ａに収納して図１６に示すグラインダ装置６１に搬送する。
【０００４】
基板収納カセット２０Ａをグラインダ装置６１に搬送したら、このグラインダ装置６１のチャックテーブル６２に半導体ウェーハＷをセットし、チャックテーブル６２を回転させて半導体ウェーハＷの裏面に粗研削と仕上げ研削とを回転砥石により順次施し、その後、バックグラインドにより５０μｍ程度に薄化された半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０Ａに収納したり、洗浄装置６３で洗浄する。
【０００５】
そして、薄化された半導体ウェーハＷをグラインダ装置６１から下流にインラインされたストレスリリーフ装置６４に搬送ラインで搬送し、半導体ウェーハＷの強度が低下した裏面のダメージ層をエッチング液又はポリッシュにより除去して抗折強度を向上させた後、基板収納カセット２０Ａに半導体ウェーハＷを収納すれば、薄化された半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０Ａにより次工程に移すことができる（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５‐２２３３５９号公報
【特許文献２】特開２０００‐１００９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来における半導体ウェーハＷは、以上のように薄化されて基板収納カセット２０Ａに単に収納されるが、非常に薄く（例えば、５０μｍ以下の薄さ）、撓みやすく、割れやすいので、ハンドリング等の作業中に簡単に破損してしまうという大きな問題がある。また、弓なりに反ることが少なくないので、以後の作業でハンドリングすることができないという問題もある。
【０００７】
本発明は上記に鑑みなされたもので、例え基板が薄い場合でも、ハンドリング時等に容易に破損するのを抑制することのできる吸着装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては上記課題を解決するため、基板を保持する吸着治具を吸着パッドに取り外し可能に支持させたものであって、
吸着治具は、剛性を有する板体と、この板体の表面に形成される凹部と、この凹部を被覆して基板を着脱自在に粘着保持する変形可能な保持層と、板体に設けられて保持層に被覆された凹部の気体を外部に排気する排気孔とを含み、凹部には、保持層を支持する複数の支持突起を設け、
吸着パッドは、吸着治具の板体裏面に重なるパッドと、このパッドから伸びるアームとを含み、パッドには、吸着治具の板体裏面に対向する対向穴と、吸着治具の排気孔に連通（気体の流れる状態に連なり通す）する連通穴とをそれぞれ設け、パッドとアームのうち少なくともアームには、パッドの対向穴に連通する給排路、及びパッドの連通穴に連通する排出路を設けたことを特徴としている。
【０００９】
なお、吸着治具の凹部に保持層の一部を変形させて取り付け、この保持層の変形した一部から板体にかけて吸着パッドの対向穴に連通する貫通部を設けることができる。
また、吸着治具の凹部に保持層の一部を変形させて取り付け、この保持層の変形した一部から板体にかけて吸着パッドの対向穴に連通する貫通部を設け、この貫通部には通気筒を嵌め入れることができる。
また、吸着パッドの給排路を給排装置に接続し、吸着パッドの排出路を負圧源に接続することができる。
【００１０】
また、本発明においては上記課題を解決するため、基板収納カセットと、この基板収納カセットに収納可能に構成されるとともに、吸着パッドに支持され、基板を保持する吸着治具とを備えたものであって、
基板収納カセットは、複数の対向壁の間に架設（架け渡して設ける）される棚板と、この棚板に形成される凹部と、この凹部を被覆して基板あるいは吸着治具を着脱自在に粘着保持する可撓性の保持層と、この保持層に被覆された凹部内の気体を外部に排気する排気通路とを含んでなることを特徴としても良い。
【００１１】
なお、棚板の凹部に、保持層を支持する複数の突起を間隔をおいて並べ設けることができる。
また、排気通路を負圧源に取り外し可能に接続し、この負圧源を駆動して保持層を変形させることができる。
【００１２】
さらに、本発明においては上記課題を解決するため、基板収納カセットと、この基板収納カセットに収納可能に構成されるとともに、吸着パッドに支持され、基板を保持する吸着治具とを備えたものであって、
基板収納カセットは、複数の対向壁の間に架設されて基板あるいは吸着治具を搭載する棚板と、この棚板に形成されて基板あるいは吸着治具に被覆される凹部と、負圧源の駆動に基づき、被覆された凹部内から外部に気体を排気する排気通路とを含み、凹部には、基板あるいは吸着治具を支持する複数の突起を設けたことを特徴としても良い。
【００１３】
ここで、特許請求の範囲における基板は、バックグラインドされた厚さ３００μｍ以下の薄い半導体ウェーハ（例えば、口径２００ｍｍや３００ｍｍのシリコンウェーハ等）が主ではあるが、何らこれに限定されるものではない。例えば、厚い半導体ウェーハでも良いし、１ｍｍ以下の薄さが要求されるガラス基板、１００μｍ以下の薄さが要望される可撓性の高密度フレキシブル配線板、液晶セル、あるいはプリント配線板等でも良い。
【００１４】
吸着治具や吸着パッドのパッドは、基板と略同じ大きさ、基板よりも僅かに大きい大きさ、あるいは基板よりも僅かに小さい大きさに形成されることが好ましい。吸着治具の板体や凹部は、平面視で円形や多角形等に形成することができる。保持層は、単数のエラストマーからなるものでも良いし、性質（材料、硬度、弾性、粘度等）の異なる積層した複数のエラストマー等とすることもできる。
【００１５】
複数の支持突起は、凹部に規則的に配列されるものでも良いし、不規則に配列されるものでも良く、凹部と一体構造あるいは別体として設けることができる。各支持突起は、円錐台形、角柱形、角錐台形等に形成することができ、保持層に接着していても良いし、そうでなくても良い。
【００１６】
対向穴と連通穴とは、単数複数を特に問うものではなく、丸穴、楕円形の穴、円弧形の穴、矩形の穴、直線の複数の溝穴が一列に並んだり、Ｘ字形に配列された溝穴等でも良い。給排装置には、少なくとも負圧源の他、圧縮機やファン等が含まれる。さらに、負圧源は、例えば各種の真空ポンプや真空ブロワー等からなり、エジェクタ取り付けの有無を特に問うものではない。
【００１７】
本発明によれば、吸着装置により基板を保持する場合には、基板の被吸着面に吸着パッドに支持された吸着治具の保持層を重ねて接触させれば、保持層の粘着力により基板を略平らに保持することができる。
また、吸着治具の保持層から基板を取り外したい場合には、凹部内の気体を排気孔により凹部の外に排気すれば良い。すると、気体の排気に伴い、凹部の底方向に保持層が変形して基板との間に隙間を形成し、保持層と基板との接触部分が減少する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、例え半導体ウェーハ等の基板が薄い場合でも、ハンドリング時等に容易に破損することのないような吸着装置を提供することができるという効果がある。また、吸着装置の吸着治具を吸着パッドから取り外すことが可能なので、基板収納カセット、容器、あるいは治具等に基板、吸着治具、又は基板を搭載した吸着治具を適宜収納することができ、これにより、基板の搬送、ハンドリング、保管等の便宜を図ることができる。
【００１９】
また、吸着治具の凹部に保持層の一部を変形させて取り付け、この保持層の変形した一部から板体にかけて吸着パッドの対向穴に連通する貫通部を設ければ、基板と保持層の変形した一部との隙間に気体を給排して基板に対する保持力や解除力を高めることができ、これにより、基板の取り付け取り外しを容易にすることができる。
【００２０】
また、吸着パッドの給排路を給排装置に接続すれば、吸着治具を吸着パッドに真空吸着したり、取り外すことができる。さらに、吸着パッドの排出路を負圧源に接続すれば、凹部の気体を排気して保持層を変形させ、保持層に粘着した基板を取り外すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における吸着装置は、図１ないし図１６に示すように、バックグラインドにより薄化された半導体ウェーハＷ用の吸着治具１を吸着パッド１０に取り外し可能に支持させ、この吸着パッド１０により吸着治具１を、半導体製造装置であるグラインダ装置６１から基板収納カセット２０、洗浄装置６３、あるいは次工程であるダイシング工程等に適宜搬送するようにしている。
【００２２】
半導体ウェーハＷは、図１、図２、図６、図７、図１０に示すように、例えば口径３００ｍｍのシリコンウェーハからなり、周縁部に結晶方向の判別や整列を容易にするノッチが平面略半楕円形に切り欠かれる。
【００２３】
吸着治具１は、図１や図２に示すように、剛性を有する薄い板体２と、この板体２に形成される凹み穴３と、この凹み穴３を被覆して半導体ウェーハＷを着脱自在に粘着保持する弾性変形可能な保持層５と、この保持層５に被覆された凹み穴３の空気を排気する排気孔６とを備え、凹み穴３内には、保持層５を支持する複数の支持突起４が並設される。
【００２４】
板体２は、所定の材料を使用して半導体ウェーハＷと略同じか、あるいは僅かに大きい円板形に形成され、半導体ウェーハＷを粘着保持した状態、あるいは粘着保持しない状態で基板収納カセット２０に水平に収納される。この板体２の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば板体２に半導体ウェーハＷが搭載された場合の撓み量を５ｍｍ以下に抑制可能なＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ガラス、ステンレス等があげられる。
【００２５】
凹み穴３は、図１ないし図５等に示すように、板体２の表面における周縁部を除く大部分に浅く凹み形成され、半導体ウェーハＷよりも僅かに小さい円形に形成される。この凹み穴３の底面には、保持層５を接着支持する複数の支持突起４が隙間をおいて規則的に配列され、各支持突起４が凹み穴３の深さと略同じ長さ・高さの円柱形に形成される。複数の支持突起４は、例えば凹み穴３の底面に成形法、サンドブラスト法、エッチング法等により一体形成される。
【００２６】
保持層５は、図１や図２に示すように、可撓性、粘着性、弾性の材料を使用して半導体ウェーハＷと略同じか、あるいは僅かに大きい平面円形の柔軟な薄膜に成形され、板体２の表面周縁部に積層して接着されるとともに、各支持突起４の平坦な表面に接着されており、凹み穴３を被覆してその底面との間に空気流通用の空間を区画する。
【００２７】
保持層５の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば耐熱性、耐候性、耐水性、剥離性、経時安定性等に優れるシリコーン系、ウレタン系、オレフィン系、フッ素系のエラストマーが使用される。この保持層５には、半導体ウェーハＷの保護シート面側又は裏面側が選択的に保持される。
【００２８】
排気孔６は、同図に示すように、板体２の外側厚さ方向に丸く穿孔され、保持層５に被覆された凹み穴３内の空気を排気するとともに、この空気の排気により平坦な保持層５を凹み穴３の底面方向に変形させ、保持層５と半導体ウェーハＷとの界面に空気流入用の隙間を形成して粘着した半導体ウェーハＷの剥離を容易化するよう機能する。
【００２９】
吸着パッド１０は、同図に示すように、吸着治具１の裏面に接離可能に積層するパッド１１と、このパッド１１の後部から後方に直線的に伸びる長板形のアーム１４とを備え、これらパッド１１とアーム１４とが所定の成形材料により透明に一体成形されており、アーム１４が図示しないロボットに取付具を介しＸＹＺ方向に移動可能、そして回転可能に支持される。
【００３０】
パッド１１は、半導体ウェーハＷや吸着治具１よりも僅かに小さい円板形に形成され、吸着治具１の板体裏面に重なる表面の中心部には、吸着治具１の板体裏面中心部に対向する拡径の対向溝穴１２が浅く穿孔されており、表面の周縁部には、吸着治具１の排気孔６に重なって連通する連通溝穴１３が深く穿孔される。
【００３１】
パッド１１からアーム１４の内部後方にかけては、パッド１１の対向溝穴１２に上流端部が連通する給排路１５と、パッド１１の連通溝穴１３に上流端部が連通する排出路１６とが互いに交差しないように並べて設けられ、アーム１４の後部裏面から露出した給排路１５の下流端部が真空ポンプからなる給排装置１７に接続されており、アーム１４の後部裏面から露出した排出路１６の下流端部が真空ポンプからなる負圧源１８に接続される。
【００３２】
給排装置１７は、対向溝穴１２内の空気を排気してパッド１１やその対向溝穴１２に吸着治具１の裏面を真空吸着するよう機能する。また、負圧源１８は、半導体ウェーハＷの着脱に応じて駆動し、凹み穴３の空間の空気を排気孔６と連通溝穴１３を介し外部に排気して保持層５を凹み穴３の底面方向に凹凸に変形させ、保持層５と半導体ウェーハＷとの界面に空気流入用の隙間を形成して半導体ウェーハＷの剥離を容易化する。
【００３３】
基板収納カセット２０は、フロントオープンボックスタイプのカセットケース２１に内蔵して並べられる複数の棚板３１と、各棚板３１に形成される凹部である窪み穴３２と、この窪み穴３２を被覆して半導体ウェーハＷ又は吸着治具１を着脱自在に粘着保持する弾性変形可能な密着保持層３４と、この密着保持層３４に被覆された窪み穴３２の空気を排気する複数の排気通路３５とを備え、バックグラインド工程からその後の工程にかけて使用されるグラインダ装置６１等からなる半導体製造装置やそのオープナ５０に位置決め搭載される。
【００３４】
カセットケース２１は、図６ないし図９に示すように、半導体ウェーハＷ又は吸着治具１の収納に十分な隙間をおいて相対向する左右一対の側壁２２を備え、この一対の側壁２２の下部間には底板２３が水平に架設されるとともに、上端部間には天板２４が水平に架設され、開口した背面には縦長の背面壁２５が装着されており、正面が開口して薄化された半導体ウェーハＷや吸着治具１の出し入れ口として機能する。
【００３５】
カセットケース２１の側壁２２、底板２３、天板２４、及び背面壁２５は、例えば耐衝撃性、耐熱性、耐水性等に優れる透明のＰＣやＰＥＥＫ等の成形材料を使用して別々に成形され、ビスやナット等を介して組み立てられる。
【００３６】
カセットケース２１の側壁２２は上下方向に伸びる縦長の板に形成され、底板２３の裏面における前部両側と後部中央とには、複数の位置決め具２６が底面視で三角形を描くよう配設される。各位置決め具２６は、平面略トラック形のブロックに形成され、オープナ５０のステージから突出した位置決めピン５１に摺接するＶ溝２７が長手方向に切り欠かれており、このＶ溝２７がオープナ５０の位置決めピン５１に上方から嵌合することにより、基板収納カセット２０を高精度に位置決めするよう機能する。
【００３７】
カセットケース２１の天板２４には、ＲＦＩＤシステムを構築するＩＣタグ２８が貼着されるとともに、把持用のハンドル２９が着脱自在に装着され、背面壁２５には、半導体ウェーハＷや密着保持層３４の視認を可能とする縦長の観察窓３０が選択的に形成される。
【００３８】
複数の棚板３１は、図６や図７に示すように、カセットケース２１の内部上下方向に所定のピッチで配列され、棚板３１と棚板３１との間には、半導体ウェーハＷや吸着治具１の出し入れに支障を来たさない空間が確保される。各棚板３１は、所定の材料を使用して半導体ウェーハＷ、吸着治具１、密着保持層３４よりも大きい平面矩形に形成され、カセットケース２１の両側壁間にビスやナット等を介し水平に架設される。
【００３９】
棚板３１の材料としては、特に限定されるものではないが、例えばＰＥＳ、ＰＡＩ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＥＮ、ＰＥＩ、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ポリアリレート、アルミニウム、マグネシウム、銅、ニッケル、ガラス、セラミックス等があげられる。
【００４０】
窪み穴３２は、図７や図１０に示すように、各棚板３１の表面に浅く凹み形成され、半導体ウェーハＷや吸着治具１よりも大きい平面矩形を呈する。この窪み穴３２の底面には、密着保持層３４を下方から支持する複数の突起３３が間隔をおき規則的に並設され、各突起３３が窪み穴３２の深さと略同じ長さ・高さの円柱形に形成される。
【００４１】
密着保持層３４は、図６、図７、図１０に示すように、可撓性、粘着性、弾性の材料を使用して半導体ウェーハＷや吸着治具１よりも大きい平面矩形で柔軟な薄膜に成形され、各棚板３１の表面に積層して接着されるとともに、各突起３３の表面に接着されており、窪み穴３２を被覆してその底面との間に空気流通用の空間を区画する。この密着保持層３４の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば耐熱性、耐候性、耐水性、剥離性、経時安定性等に優れるシリコーン系、ウレタン系、オレフィン系、フッ素系のエラストマーが使用される。
【００４２】
複数の排気通路３５は、同図に示すように、棚板３１や密着保持層３４の数に応じて基板収納カセット２０の内部に間隔をおいて形成され、この基板収納カセット２０がオープナ５０に高精度に位置決め搭載されることにより、オープナ５０に内蔵された真空ユニット３８に自動的に接続される。
【００４３】
各排気通路３５は、棚板３１の内部に屈曲形成されて窪み穴３２に下方から上流端部が連通する第一の通路３６と、一の側壁２２の内部上下方向に形成されて第一の通路３６の棚板側面に開口した下流端部に連通する第二の通路３７とを備え、この第二の通路３７の下流端部が側壁２２の底面に開口して真空ユニット３８の接続ノズル３９にＯリング等を介し着脱自在に接続される。
【００４４】
真空ユニット３８は、図７に示すように、例えばオープナ５０のステージに接続ノズル３９を起立状態に露出させた真空ポンプ４０やその付属タンク等からなり、吸着パッド１０の吸着に応じて駆動し、窪み穴３２の空間の空気を外部に排気して平坦な密着保持層３４を窪み穴３２の底面方向に凹凸に変形させ、密着保持層３４と半導体ウェーハＷ等との界面に空気流入用の隙間を形成して粘着した半導体ウェーハＷや吸着治具１の剥離を容易化する。その他の部分については、従来例と同様であるので説明を省略する。
【００４５】
上記において、グラインダ装置６１によりバックグラインドされ、薄化された半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０の棚板３１に移す場合には、先ず、チャックテーブル６２に吸着された半導体ウェーハＷの裏面からなる被吸着面の略全てに吸着装置の吸着治具１を上方から対向させ、この吸着治具１を降下押圧して保持層５に半導体ウェーハＷを粘着保持（図１、図３、図４参照）し、チャックテーブル６２の吸着を解除して半導体ウェーハＷを吸着装置により基板収納カセット２０に搬送する（図５、図６参照）。
【００４６】
半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０に搬送したら、密着保持層３４の表面上に半導体ウェーハＷを僅かな力で押圧して重ね、密着保持層３４の粘着力により半導体ウェーハＷを安定した平坦な姿勢で密着し、その後、吸着装置の負圧源１８を駆動する。すると、凹み穴３の空間の空気が外部に排気され、平坦な保持層５が複数の支持突起４に沿い凹凸に変形し、保持層５と半導体ウェーハＷとの界面に空気流入用の隙間が多数形成されて半導体ウェーハＷを吸着治具１から取り外すことができる（図２、図７参照）。
【００４７】
上記構成によれば、吸着治具１の保持層５が有する粘着力により半導体ウェーハＷを隙間なく略平坦に密着支持することができるので、半導体ウェーハＷがバックグラインドにより５０μｍ以下に薄化され、脆くなっていても、搬送時やハンドリング時等に簡単に破損することがない。
【００４８】
また、薄化された半導体ウェーハＷの周縁部がばたついて弓なりに変形したり、湾曲した半導体ウェーハＷの周縁部が周囲に干渉するのを防止することができるので、基板収納カセット２０に半導体ウェーハＷを円滑かつ確実に収納したり、以後の作業におけるハンドリング性を著しく向上させたり、工程間のハンドリングの安全性に大いに資することができる。また、保持層５の粘着力のみにより半導体ウェーハＷを長時間密着支持することができるので、半導体ウェーハＷを平坦に保持するための専用真空装置等を省略することができ、装置の簡素化や大幅なコスト削減を図ることができる。
【００４９】
また、凹み穴３の底面に、保持層５を接着支持する複数の支持突起４を配列するので、保持層５が広範囲に亘って過剰に大きく凹んだり、保持層５の半導体ウェーハＷの姿勢が崩れて傾斜したり、位置ずれして脱落するのを確実に防止することができる。また、吸着治具１と吸着パッド１０とが固定ではなく、真空吸着により取り外し可能であるので、基板収納カセット２０や従来の基板収納カセット２０Ａに半導体ウェーハＷの他、吸着治具１や半導体ウェーハＷを搭載した吸着治具１を適宜収納することができ、これにより、半導体ウェーハＷの搬送、ハンドリング、又は保管等の便宜を大いに図ることができる。
【００５０】
また、基板収納カセット２０の密着保持層３４が有する粘着力により半導体ウェーハＷを隙間なく略平坦に密着支持することができるので、半導体ウェーハＷがバックグラインドにより５０μｍ以下に薄化され、脆くても、搬送時やハンドリング時等に簡単に破損するのを防止することが可能になる。
【００５１】
また、上記基板収納カセット２０によれば、薄化された半導体ウェーハＷの周縁部がばたついて弓なりに変形したり、湾曲した半導体ウェーハＷの周縁部が周囲に干渉するのを防止することができるので、基板収納カセット２０に半導体ウェーハＷを円滑かつ確実に収納したり、以後の作業におけるハンドリング性を向上させたり、工程間のハンドリングの安全性に寄与することが可能になる。
【００５２】
また、基板収納カセット２０の密着保持層３４の粘着力のみにより半導体ウェーハＷを長時間密着支持することができるので、半導体ウェーハＷを保持する専用真空装置等を省略することができ、装置の簡素化やコスト削減を図ることが可能になる。また、窪み穴３２の底面に、密着保持層３４を接着支持する複数の突起３３を配列するので、密着保持層３４が広範囲に亘って大きく凹んだり、密着保持層３４の半導体ウェーハＷの姿勢が崩れたり、位置ずれして脱落するのを防止することが可能になる。
【００５３】
さらに、カセットケース２１にＩＣタグ２８を貼着するので、半導体ウェーハＷや基板収納カセット２０を非接触で明瞭に識別することができ、しかも、ＩＣタグ２８とＲＦＩＤシステムのリーダ／ライタとの間に金属以外の障害物（例えば、水や合成樹脂等）が介在しても、確実に交信することが期待できる。
【００５４】
次に、図１１、図１２は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、吸着治具１の凹み穴３の中心部に保持層５の中心部を断面略漏斗形に凹ませて接着し、この保持層５の凹んだ中心部から板体２の中心部厚さ方向にかけて吸着パッド１０の対向溝穴１２に連通する丸い貫通孔４１を穿孔し、給排路１５の下流端部を真空ポンプとブロワーからなる給排装置１７に接続して空気を排気したり、圧送するようにしている。
【００５５】
上記において、グラインダ装置６１によりバックグラインドされ、薄化された半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０の棚板３１に移す場合には、先ず、チャックテーブル６２に吸着された半導体ウェーハＷの裏面からなる被吸着面の略全てに吸着装置の吸着治具１を上方から押圧して半導体ウェーハＷを粘着保持するとともに、給排装置１７を駆動して半導体ウェーハＷと保持層５の中心部の間から空気を貫通孔４１、対向溝穴１２、給排路１５を介し外部に排気することにより半導体ウェーハＷを吸着保持し、チャックテーブル６２の吸着を解除して半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０に搬送する（図１１参照）。
【００５６】
半導体ウェーハＷを基板収納カセット２０に搬送したら、密着保持層３４の表面上に半導体ウェーハＷを僅かな力で押圧して重ね、密着保持層３４の粘着力により半導体ウェーハＷを安定した平坦な姿勢で密着し、吸着装置の給排装置１７と負圧源１８とをそれぞれ駆動する。すると、空気が給排装置１７から給排路１５、対向溝穴１２、貫通孔４１を順次経由して半導体ウェーハＷと保持層５の中心部の間に供給され、これらの間に空気が流入して半導体ウェーハＷを吸着治具１から速やかに取り外すことができる（図１２参照）。
【００５７】
また、凹み穴３の空間の空気が外部に排気され、平坦な保持層５が複数の支持突起４に沿い凹凸に変形し、保持層５と半導体ウェーハＷとの界面に空気流入用の隙間が形成されて半導体ウェーハＷを吸着治具１から取り外すことができる。これらの際、給排装置１７の空気供給力が負圧源１８の空気排気力よりも大きいと、吸着パッド１０に吸着治具１を真空吸着することが困難になるので、給排装置１７の空気供給力を負圧源１８の空気排気力未満とすることが好ましい。すなわち、排気孔６の表面積×排出路１６の真空圧＞対向溝穴１２の表面積×給排路１５のエア圧であることが好ましい。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５８】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、半導体ウェーハＷと保持層５の大きく凹んだ中心部との間で空気を吸引したり、供給するので、半導体ウェーハＷの脱着をさらに容易化することができるのは明らかである。
【００５９】
次に、図１３は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、基板収納カセット２０のカセットケース２１から背面壁２５を省略し、密着保持層３４を省略して複数の突起３３に半導体ウェーハＷや吸着治具１を直接支持させるようにしている。
この場合、カセットケース２１に、排気通路３５の下流端部に接続した真空ポンプ等の別の負圧源を装着し、この負圧源の駆動に基づき、半導体ウェーハＷや吸着治具１を真空吸着するようにしても良い。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６０】
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、基板収納カセット２０の構成の多様化の他、背面壁２５や密着保持層３４を省略できるので、部品点数の大幅な削減を図ることができるのは明らかである。
【００６１】
次に、図１４は本発明の第４の実施形態を示すもので、この場合には、棚板３１の表面に、窪み穴３２の周面に連通する第一の通路３６を略溝形に切り欠くとともに、この第一の通路３６を棚板３１の側面まで伸ばして側壁２２に形成された第二の通路３７の上流端部に接続可能とし、第一の通路３６を拡大した密着保持層３４に被覆させるようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、排気通路３５の構成の多様化を図ることができるのは明白である。
【００６２】
なお、上記実施形態では吸着パッド１０を透明に形成したが、何らこれに限定されるものではなく、例えば不透明や半透明に形成したり、パッド１１を平面略多角形等に形成して円板形のプレートを取り付け、このプレートを板体２の裏面に重ねて姿勢を安定化させるようにしても良い。また、基板収納カセット２０のカセットケース正面に、着脱自在の蓋体や開閉可能な扉を設けても良いし、カセットケース２１の両側壁に、作業者が握持するためのハンドルやフランジをそれぞれ装着しても良い。
【００６３】
また、カセットケース２１を、棚板３１を並べ備えた周知の構成としたり、カセットケース２１の両側壁内面に、半導体ウェーハＷを支持する左右一対のティースを複数配設して棚板３１を省略しても良い。また、窪み穴３２の周面に密着保持層３４の周縁部を接着支持させ、窪み穴３２の底面と密着保持層３４との間に空間を区画することもできる。また、排気通路３５を、棚板３１の内部に形成されて窪み穴３２に連通する第一の通路３６と、側壁２２と底板２３の内部に形成されて第一の通路３６の下流端部に連通する第二の通路３７とから形成し、この第二の通路３７の下流端部を底板２３の裏面に開口することもできる。
【００６４】
また、オープナ５０のステージに対して真空ポンプ４０のシール付きの接続ノズル３９をエアシリンダ等のアクチュエータにより昇降させ、位置決めされた基板収納カセット２０の排気通路３５の下流端部に真空ポンプ４０を接続することもできる。また、基板収納カセット２０をバックグラインド工程におけるバックグラインド作業の直後のみに使用しても良い。
【００６５】
さらに、バックグラインド工程に、半導体ウェーハＷの裏面にダイシング工程で必要なＵＶテープを貼着する作業や半導体ウェーハＷのパターン形成面から保護シート６０を剥離する作業が含まれる場合には、その際に使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る吸着装置の実施形態における半導体ウェーハの粘着保持状態を模式的に示す断面説明図である。
【図２】本発明に係る吸着装置の実施形態における半導体ウェーハの取り外し状態を模式的に示す断面説明図である。
【図３】本発明に係る吸着装置の実施形態における半導体ウェーハ上に吸着装置の吸着治具を対向させた状態を模式的に示す説明図である。
【図４】図３の半導体ウェーハに吸着治具の保持層を密着させた状態を模式的に示す説明図である。
【図５】図４のチャックテーブルの吸着を解除して半導体ウェーハを搬送する状態を模式的に示す説明図である。
【図６】本発明に係る吸着装置の実施形態における基板収納カセット等を模式的に示す一部分解斜視説明図である。
【図７】本発明に係る吸着装置の実施形態における基板収納カセットを模式的に示す断面説明図である。
【図８】図７の基板収納カセットの底面図である。
【図９】図７の基板収納カセットの背面図である。
【図１０】本発明に係る吸着装置の実施形態における基板収納カセットの棚板や保持層等を模式的に示す断面説明図である。
【図１１】本発明に係る吸着装置の第２の実施形態における半導体ウェーハの粘着保持状態を模式的に示す断面説明図である。
【図１２】本発明に係る吸着装置の第２の実施形態における半導体ウェーハの取り外し状態を模式的に示す断面説明図である。
【図１３】本発明に係る吸着装置の第３の実施形態における基板収納カセットを模式的に示す断面説明図である。
【図１４】本発明に係る吸着装置の第４の実施形態における基板収納カセットの棚板や保持層等を模式的に示す断面説明図である。
【図１５】半導体ウェーハのパターン形成面に保護シートを粘着してカットする状態を示す説明図である。
【図１６】グラインダ装置等を示す平面説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 吸着治具
２ 板体
３ 凹み穴（凹部）
４ 支持突起
５ 保持層
６ 排気孔
１０ 吸着パッド
１１ パッド
１２ 対向溝穴（対向穴）
１３ 連通溝穴（連通穴）
１４ アーム
１５ 給排路
１６ 排出路
１７ 給排装置
１８ 負圧源
２０ 基板収納カセット
２１ カセットケース
４１ 貫通孔（貫通部）
６１ グラインダ装置
６２ チャックテーブル
Ｗ 半導体ウェーハ（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する吸着治具を吸着パッドに取り外し可能に支持させた吸着装置であって、
吸着治具は、剛性を有する板体と、この板体の表面に形成される凹部と、この凹部を被覆して基板を着脱自在に粘着保持する変形可能な保持層と、板体に設けられて保持層に被覆された凹部の気体を外部に排気する排気孔とを含み、凹部には、保持層を支持する複数の支持突起を設け、
吸着パッドは、吸着治具の板体裏面に重なるパッドと、このパッドから伸びるアームとを含み、パッドには、吸着治具の板体裏面に対向する対向穴と、吸着治具の排気孔に連通する連通穴とをそれぞれ設け、パッドとアームのうち少なくともアームには、パッドの対向穴に連通する給排路、及びパッドの連通穴に連通する排出路を設けたことを特徴とする吸着装置。
【請求項２】
吸着治具の凹部に保持層の一部を変形させて取り付け、この保持層の変形した一部から板体にかけて吸着パッドの対向穴に連通する貫通部を設けた請求項１記載の吸着装置。
【請求項３】
吸着パッドの給排路を給排装置に接続し、吸着パッドの排出路を負圧源に接続した請求項１又は２記載の吸着装置。
【請求項１】
基板を保持する吸着治具を吸着パッドに取り外し可能に支持させた吸着装置であって、
吸着治具は、剛性を有する板体と、この板体の表面に形成される凹部と、この凹部を被覆して基板を着脱自在に粘着保持する変形可能な保持層と、板体に設けられて保持層に被覆された凹部の気体を外部に排気する排気孔とを含み、凹部には、保持層を支持する複数の支持突起を設け、
吸着パッドは、吸着治具の板体裏面に重なるパッドと、このパッドから伸びるアームとを含み、パッドには、吸着治具の板体裏面に対向する対向穴と、吸着治具の排気孔に連通する連通穴とをそれぞれ設け、パッドとアームのうち少なくともアームには、パッドの対向穴に連通する給排路、及びパッドの連通穴に連通する排出路を設けたことを特徴とする吸着装置。
【請求項２】
吸着治具の凹部に保持層の一部を変形させて取り付け、この保持層の変形した一部から板体にかけて吸着パッドの対向穴に連通する貫通部を設けた請求項１記載の吸着装置。
【請求項３】
吸着パッドの給排路を給排装置に接続し、吸着パッドの排出路を負圧源に接続した請求項１又は２記載の吸着装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−１５７８４７（Ｐ２００７−１５７８４７Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４８２６６（Ｐ２００５−３４８２６６）
【出願日】平成１７年１２月１日（２００５．１２．１）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１日（２００５．１２．１）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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