基板処理装置及び基板処理方法
【課題】製造プロセス中のウエハの反りを防止する。
【解決手段】基板処理装置は、ウエハにおける、サポートプレートが貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部を支持する支持ピンにより支持された積層体を減圧環境下において搬送する搬送ユニット２０とを備え、製造プロセス中のウエハの反りを防止することを可能とした。
【解決手段】基板処理装置は、ウエハにおける、サポートプレートが貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部を支持する支持ピンにより支持された積層体を減圧環境下において搬送する搬送ユニット２０とを備え、製造プロセス中のウエハの反りを防止することを可能とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、熱処理する際に、ウエハの外周位置における複数の点においてウエハを支持する方法及びウエハを支持する治具について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９８５８９号公報（２００８年４月２４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、携帯電話、デジタルＡＶ機器及びＩＣカード等の高機能化に伴い、搭載される半導体シリコンチップの小型化、薄型化及び高集積化への要求が高まっている。チップの小型化及び薄型化への要求により、ウエハを研削して薄板化する必要がある。
【０００５】
薄化したウエハは、製造プロセス中の搬送時、保管時等に、反りが生じやすい。特許文献１に記載の方法は、ウエハの反り防止を考慮しておらず、ウエハの反りを好適に防止することができない。したがって、製造プロセス中のウエハの反りを防止することが可能な基板処理装置及び基板処理方法が求められている。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造プロセス中のウエハの反りを防止することが可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る基板処理装置は、支持体が貼り付けられたウエハにおける、当該支持体が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部を支持する支持部により、上記ウエハを支持する支持治具と、上記支持治具により支持された上記ウエハを減圧環境下において搬送する搬送手段とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る基板処理方法は、支持体が貼り付けられたウエハにおける、当該支持体が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部において、上記ウエハを支持する支持工程と、支持された上記ウエハを減圧環境下において搬送する搬送工程とを包含することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る基板処理装置及び基板処理方法によれば、支持体が貼り付けられたウエハにおける、当該支持体が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部を支持する支持部により、上記ウエハを支持する支持治具と、上記支持治具により支持された上記ウエハを減圧環境下において搬送する搬送手段とを備えているので、製造プロセス中のウエハの反りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置を示す概略の上面斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基板処理装置における積層体の支持位置の一例を示す概略の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る基板処理装置における積層体の支持位置の一例を示す概略の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る基板処理装置における積層体の支持位置の一例を示す概略の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る基板処理装置における積層体の支持位置の例を示す概略の上面図である。
【図６】サポートプレートの材質と支持ピンの支持位置がウエハの反り量に及ぼす影響を示すグラフである。
【図７】搬送時の支持ピンの支持位置が、ウエハの反り量に及ぼす影響を示すグラフである。
【図８】搬送時の支持ピンの支持位置が、ウエハの反り量に及ぼす影響を示すグラフである。
【図９】冷却時の支持ピンの支持位置が、ウエハの反り量に及ぼす影響を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〔基板処理装置１００〕
以下、本発明の実施の形態について、図１及び２を参照して以下に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置を示す概略の上面斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置における積層体の支持位置の一例を示す概略の断面図である。基板処理装置１００は、図１及び２に示すように、ウエハ１とサポートプレート（支持体）２とが貼り合わされて構成された積層体３における、ウエハ１側を支持ピン（支持部）１２により支持した状態で、積層体３を搬送する搬送ユニット（搬送手段）２０を備えている。
【００１２】
基板処理装置１００は、貼付ユニット１０、クーリングユニット３０、及び塗布ユニット４０をさらに備えていてもよい。基板処理装置１００は、クーリングユニット３０においてウエハ１及びサポートプレート２を位置合わせした後、塗布ユニット４０において、ウエハ１又はサポートプレート２に接着剤を塗布してベークする。その後、ウエハ１及びサポートプレート２を貼付ユニット１０に搬送し、ウエハ１とサポートプレート２とを圧着させて積層体３を形成する。その後、搬送ユニット２０により積層体３をクーリングユニット３０に搬送し、クーリングユニット３０内において積層体３を保持して冷却する。
【００１３】
基板処理装置１００は、サポートプレート２が貼り付けられたウエハ１を処理する。サポートプレート２は、薄化処理時、搬送時等の製造プロセス中におけるウエハ１のクラックの発生及び反りを防止するために、ウエハ１を支持するものである。基板処理装置１００において、ウエハ１は、ウエハ１とサポートプレート２とが貼り合わされて構成された積層体３の状態で処理され、処理後にウエハ１からサポートプレート２が剥離される。
【００１４】
（クーリングユニット３０）
クーリングユニット３０は、クーリングエリア（保持治具）３１、クーリングプレート３２、プリアライナ３３を備えている。クーリングユニット３０は、クーリングプレート３２においてウエハ１又はサポートプレート２をチラーによる水冷等の方式により冷却し、プリアライナ３３によりウエハ１又はサポートプレート２の中心位置合わせを行う。また、クーリングユニット３０は、ウエハ１とサポートプレート２とが貼り合わされて積層体３が形成された後、当該積層体３をクーリングエリア３１において保持して自然冷却させる。クーリングエリア３１の詳細については後述する。
【００１５】
なお、クーリングユニット３０は、クーリングエリア３１及びクーリングプレート３２をそれぞれ複数ユニット備えていてもよく、これにより、複数のウエハ１、サポートプレート２、又は積層体３を同時に冷却することができる。
【００１６】
（塗布ユニット４０）
塗布ユニット４０は、ウエハ１又はサポートプレート２を、搬送ロボット４１により搬送してウエハ１又はサポートプレート２の表面に接着剤を塗布する。このとき、ウエハ１又はサポートプレート２の裏面に接着剤が付着した場合には、ウエハ１又はサポートプレート２を洗浄カップユニット４４に搬送し、裏面に付着した接着剤を除去する。接着剤が表面に塗布されたウエハ１又はサポートプレート２を、搬送ロボット４１によりベークプレート４２に搬送してベークした後、後述するロードロック室２１に搬送する。そして、ロードロック室２１においてウエハ１とサポートプレート２とを重ね合わせた後、ウエハ１とサポートプレート２との積層体３を貼付ユニット１０に搬送する。
【００１７】
（貼付ユニット１０）
貼付ユニット１０内には、貼付対象であるウエハ１及びサポートプレート２を載置して積層体３を形成する一対の貼付プレートと、形成後の積層体３を取り出すためのリフトピンとが設けられている。積層体３は、貼付ユニット１０内において、貼付プレートによりウエハ１とサポートプレート２とを加熱圧着することよって形成され、リフトピンにより取り出される。
【００１８】
ここで、ウエハ１は、例えばその表面に回路パターンが形成されており、当該回路パターンの形成面がサポートプレート２に接着され得る。リフトピンにより取り出された積層体３は搬送ユニット２０に搬送される。ウエハ１としては、公知の基板を用いればよく、その材料としては、例えば、石英、シリコン、サファイヤ、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）等が挙げられる。
【００１９】
また、サポートプレート２としては、ウエハ１を支持可能なように、可撓性を有する板状体であることが好ましく、例えば、ガラス、シリコン、アルミナ、炭化珪素、アルミニウム、樹脂、ステンレス、鉄−ニッケル合金等の金属類により形成された、公知の板状体を用いることができる。サポートプレート２には貫通孔が形成されていてもよい。貫通孔が形成されたサポートプレート２を用いれば、ウエハ１からサポートプレート２を剥離するとき、当該貫通孔を介してウエハ１とサポートプレート２との間の接着剤に溶剤を供給することによって、効率よく剥離することができる。
【００２０】
ウエハ１とサポートプレート２との接着に用いられる接着剤としては、例えば、アクリル系樹脂、マレイミド系樹脂、炭化水素系樹脂（シクロオレフィン系樹脂、テルペン樹脂、石油樹脂等）、又はノボラックタイプのフェノール樹脂系材料を含有してなる接着剤組成物等、有機溶剤に対して可溶性を示す接着剤を用いることができる。また、これらの接着剤を単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。
【００２１】
貼付ユニット１０に搬送された積層体３を、貼付ユニット１０内において加熱圧着する。貼付ユニット１０内は、接着剤によるウエハ１とサポートプレート２との圧着を好適に行うために、減圧環境とし、接着剤の種類に応じて適した温度に積層体３を加熱するようになっている。貼付ユニット１０内における加熱温度は特に限定されないが、１５０〜２５０℃であることが好ましい。
【００２２】
貼付ユニット１０において、減圧環境における加熱圧着処理によって形成した積層体３を、リフトピンにより貼付ユニット１０から取り出して、搬送ユニット２０のロードロック室２１内に移動させる。リフトピンは、ウエハ１のサポートプレート２が貼り付けられた面とは反対側の被支持面の内周部を支持点として、積層体３を支持して持ち上げる。これにより、積層体３は貼付プレートから離される。
【００２３】
（搬送ユニット２０）
搬送ユニット２０は、ロードロック室２１、搬送ロボット（支持治具）２２、及びカセットステーション２３を備えている。貼付ユニット１０から取り出された積層体３はロードロック室２１内において搬送される。ロードロック室２１内は減圧環境である。積層体３はロードロック室２１内において、搬送ロボット２２により搬送される。搬送ロボット２２により搬送された積層体３は、カセットステーション２３に載置される。搬送中の積層体３は、搬送ロボット２２に設けられた、図２に示すような支持ピン１２により支持される。支持ピン１２は、ウエハ１のサポートプレート２が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部を支持点として、積層体３を支持する。
【００２４】
積層体３は、貼付ユニット１０から取り出された直後は高温であるが、搬送ユニット２０のロードロック室２１内を搬送されるにつれて、徐々に温度が低下する。この温度の低下時に、積層体３に反りが生じ、すなわちウエハ１に反りが生じてしまう。基板処理装置１００においては、ロードロック室２１内において、支持ピン１２によりウエハ１の被支持面の内周部を支持点として積層体３を支持し、搬送するので、ウエハ１の中心が盛り下がるように撓むのを防ぎ、ウエハの反りの発生を防止することができる。
【００２５】
ここで、支持ピン１２による積層体３の支持について、図３〜５を参照して以下に説明する。図３及び４は、基板処理装置１００における積層体３の支持位置の一例を示す概略の断面図であり、図５は、基板処理装置１００における積層体３の支持位置の例を示す概略の上面図である。上述した図２に示すように、支持ピン１２は、ウエハ１の被支持面の内周部であって、よりウエハ１の中心近傍を支持点として、積層体３を支持する。また、図３に示すように、支持ピン１３は、ウエハ１の被支持面の内周部であって、支持ピン１２よりも外側を支持点として、積層体３を支持してもよい。このように、支持ピン１２及び１３を、ウエハ１の内周部に対応する位置に設け、ウエハ１の被支持面の内周部を支持点として積層体３を支持することによって、例えばサポートプレート２を構成するガラスの種類により異なるウエハ１の反りを抑制することができる。
【００２６】
なお、積層体３をロードロック室２１内において搬送する前又は搬送開始時には、図４に示す支持ピン１４のように、ウエハ１の外周部を支持点として積層体３を支持してもよい。そして、積層体３の搬送中には、支持ピン１２又は支持ピン１３のように、ウエハ１の内周部を支持点として積層体３を支持するようになっていればよい。
【００２７】
すなわち、支持ピンの位置は、積層体３のロードロック室２１内における搬送中には、ウエハ１の被支持面の内周部を支持点とする位置になっていればよく、図５に示すように、支持ピン１２、支持ピン１３、及び支持ピン１４のように、その位置を適宜選択することができる。したがって、支持ピンは、ウエハ１の被支持面の面方向に移動可能なように構成されていてもよい。これにより、ウエハ１の反り方向や、反りの生じやすさ等に応じて、支持ピンの位置を適宜選択することができる。
【００２８】
ここで、支持ピンは、図５に示すように、ウエハ１の被支持面の内周部における少なくとも三点を支持点とするように、三つ以上設けられていることが好ましい。そして、支持点は、図５に示すように、略円形のウエハ１の被支持面と中心点を共有する一つの同心円の円周上に、互いに等間隔で位置していることが好ましい。これにより、積層体３をより安定して支持することが可能である。
【００２９】
なお、支持ピンの位置を、ウエハ１の被支持面と中心点を共有する一つの同心円の円周上とするとき、当該同心円の直径は、被支持面の直径の０．１〜０．８倍であることが好ましい。これにより、ロードロック室２１内における搬送中の積層体３の反り、すなわちウエハ１の反りの発生を、より確実に防止することができる。支持ピンを配置する上記同心円の直径は、より小さい方が反りの発生を効果的に防止することができる。
【００３０】
支持ピンの形状は、特に限定されないが、その胴体が、安定した支持を実現するために円柱形状であり、その先端が、ウエハ１の被支持面を傷つけないように丸頭形状であってもよい。
【００３１】
支持ピンにより支持された積層体３は、減圧環境のロードロック室２１内を搬送された後、ロードロック室２１から取り出され、大気圧環境の積層体３の外周を支持しつつ、クーリングユニット３０に移動させる。
【００３２】
ロードロック室２１から取り出された積層体３は、大気圧環境下においてクーリングエリア３１に保持され、自然冷却される。クーリングエリア３１は、上述した搬送ロボット２２と同様に、支持ピン（保持治具、保持部）を備えており、当該支持ピンによりウエハ１の被支持面の内周部を支持点として、積層体３を保持する。積層体３は、大気圧環境下においてクーリングエリアに放置されることによって、温度がさらに低下し、冷却される。
【００３３】
クーリングエリア３１の支持ピンは、搬送ロボット２２の支持ピンと同様に、支持ピン１２及び支持ピン１３のような位置を支持点として積層体３を支持するようになっている。したがって、クーリングエリア３１の支持ピンも、ウエハ１の被支持面の面方向に移動可能なように構成されていてもよい。このように、クーリングエリア３１は、ウエハ１の被処理面の内周部を支持点として積層体３を支持するので、クーリングエリア３１における冷却時の積層体３の反りの発生を防ぎ、結果としてウエハ１の反りの発生を防ぐことができる。
【００３４】
〔基板処理方法〕
本発明に係る基板処理方法は、支持体が貼り付けられたウエハにおける、当該支持体が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部において、上記ウエハを支持する支持工程と、支持された上記ウエハを減圧環境下において搬送する搬送工程とを包含している。すなわち、上述した基板処理装置１００は、本発明に係る基板処理方法に用いられる基板処理装置の一実施形態であり、本発明に係る基板処理方法の一実施形態は、上述の実施形態及び図１の説明に準ずる。
【００３５】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３６】
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。
【実施例】
【００３７】
（１．サポートプレートの材質が反りに及ぼす影響）
上述した基板処理装置を用いて、サポートプレートの材質が反りの発生に及ぼす影響について調べた。材質Ａ（熱膨張係数３．３×（１０−６Ｋ−１））、材質Ｂ（熱膨張係数３．３×（１０−６Ｋ−１））、及び材質Ｃ（熱膨張係数３．２×（１０−６Ｋ−１））の、熱膨張係数が互いに異なる三種類のガラスウエハを用いた。各ガラスウエハの直径は３００ｍｍであり、厚さは０．６７ｍｍであった。これらのサポートプレートを、ウエハに貼り合わせて実験に用いた。
【００３８】
ガラスウエハとサポートプレートとを、炭化水素系の接着剤を厚さ０．０５ｍｍになるように塗布し、２１５℃で加熱して貼り合わせた。
【００３９】
このようにして形成したガラスウエハとサポートプレートとの積層体を、支持ピンを配置する同心円の直径を、１４０ｍｍ及び６０ｍｍとして、ロードロック室内において搬送し、ウエハの反り量を測定した。ここで、ロードロック室内を２Ｐａとし、１０秒程度の速度で積層体を搬送した。ウエハの反り量を、レーザー変位計により測定した。結果を図６に示す。
【００４０】
図６は、サポートプレートの材質と支持位置がウエハの反り量に及ぼす影響を示すグラフである。図６に示すように、いずれのサポートプレートを用いた場合であっても、支持ピンが配置される同心円の直径がより小さい６０ｍｍの方が、１４０ｍｍよりもウエハの反り量が小さく、同心円の直径が小さいほどウエハの反り量が低減することが確認された。
【００４１】
（２．搬送中及び冷却時の支持ピンの位置が反りに及ぼす影響）
上述した基板処理装置を用いて、減圧環境下における搬送時及び大気圧環境下における冷却時の支持位置の違いがウエハの反りの発生に及ぼす影響について調べた。上記１．と同様に形成した積層体を用いた。
【００４２】
積層体を、支持ピンを配置する同心円の直径を、３００ｍｍ及び６０ｍｍとして、搬送条件を上記１．と同様とし、ウエハの反り量を測定した。その後、支持ピンを配置する同心円の直径を、６０ｍｍ、１００ｍｍ、１４０ｍｍ、及び２００ｍｍとして、それぞれクーリングエリアにおいて放置して冷却した。冷却後のウエハの反り量を、レーザー変位計により測定した。結果を図７〜９に示す。
【００４３】
図７は、支持ピンを配置する同心円の直径を３００ｍｍとし、ロードロック室内を搬送した後、上述した各直径の同心円上に配置した支持ピンにより積層体を保持したときのウエハの反り量を示す図である。図８は、支持ピンを配置する同心円の直径を６０ｍｍとし、ロードロック室内を搬送した後、上述した各直径の同心円上に配置した支持ピンにより積層体を保持したときのウエハの反り量を示す図である。図７及び８に示すように、のちの冷却時の支持ピンの位置に関わらず、搬送時に支持ピンが配置される同心円の直径がより小さい６０ｍｍの方が、３００ｍｍよりも反り量が小さく、搬送時においては、同心円の直径が小さいほど反り量が低減することが確認された。
【００４４】
図９は、図７及び８に示す実験結果を、クーリングエリアにおける支持ピン位置を比較するために示したグラフである。ロードロック室における支持ピンを配置する同心円の直径が６０ｍｍ及び３００ｍｍのそれぞれの場合について、クーリングエリアにおける支持ピンを配置する同心円の直径を６０ｍｍ、１００ｍｍ、１４０ｍｍ、及び２００ｍｍとしたときの、ウエハの反り量を比較した。図９に示すように、クーリングエリアにおける支持ピンが配置される同心円の直径も、より小さい方がウエハの反り量が小さかった。そして、ロードロック室における支持ピンの位置が、より顕著にウエハの反り量に影響を及ぼすことが示された。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、携帯電話、デジタルＡＶ機器、及びＩＣカード等に搭載される半導体チップの製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ ウエハ
２ サポートプレート
３ 積層体
１０ 貼付ユニット
１２ 支持ピン（支持部、保持部）
１３ 支持ピン
１４ 支持ピン
２０ 搬送ユニット
２１ ロードロック室
２２ 搬送ロボット（支持治具）
２３ カセットステーション
３０ クーリングユニット
３１ クーリングエリア（保持治具）
３２ クーリングプレート
３３ プリアライナ
４０ 塗布ユニット
４１ 搬送ロボット
４２ ベークプレート
４３ 塗布カップユニット
４４ 洗浄カップユニット
１００ 基板処理装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、熱処理する際に、ウエハの外周位置における複数の点においてウエハを支持する方法及びウエハを支持する治具について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９８５８９号公報（２００８年４月２４日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、携帯電話、デジタルＡＶ機器及びＩＣカード等の高機能化に伴い、搭載される半導体シリコンチップの小型化、薄型化及び高集積化への要求が高まっている。チップの小型化及び薄型化への要求により、ウエハを研削して薄板化する必要がある。
【０００５】
薄化したウエハは、製造プロセス中の搬送時、保管時等に、反りが生じやすい。特許文献１に記載の方法は、ウエハの反り防止を考慮しておらず、ウエハの反りを好適に防止することができない。したがって、製造プロセス中のウエハの反りを防止することが可能な基板処理装置及び基板処理方法が求められている。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造プロセス中のウエハの反りを防止することが可能な基板処理装置及び基板処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る基板処理装置は、支持体が貼り付けられたウエハにおける、当該支持体が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部を支持する支持部により、上記ウエハを支持する支持治具と、上記支持治具により支持された上記ウエハを減圧環境下において搬送する搬送手段とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
本発明に係る基板処理方法は、支持体が貼り付けられたウエハにおける、当該支持体が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部において、上記ウエハを支持する支持工程と、支持された上記ウエハを減圧環境下において搬送する搬送工程とを包含することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る基板処理装置及び基板処理方法によれば、支持体が貼り付けられたウエハにおける、当該支持体が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部を支持する支持部により、上記ウエハを支持する支持治具と、上記支持治具により支持された上記ウエハを減圧環境下において搬送する搬送手段とを備えているので、製造プロセス中のウエハの反りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置を示す概略の上面斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基板処理装置における積層体の支持位置の一例を示す概略の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る基板処理装置における積層体の支持位置の一例を示す概略の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る基板処理装置における積層体の支持位置の一例を示す概略の断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る基板処理装置における積層体の支持位置の例を示す概略の上面図である。
【図６】サポートプレートの材質と支持ピンの支持位置がウエハの反り量に及ぼす影響を示すグラフである。
【図７】搬送時の支持ピンの支持位置が、ウエハの反り量に及ぼす影響を示すグラフである。
【図８】搬送時の支持ピンの支持位置が、ウエハの反り量に及ぼす影響を示すグラフである。
【図９】冷却時の支持ピンの支持位置が、ウエハの反り量に及ぼす影響を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
〔基板処理装置１００〕
以下、本発明の実施の形態について、図１及び２を参照して以下に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置を示す概略の上面斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置における積層体の支持位置の一例を示す概略の断面図である。基板処理装置１００は、図１及び２に示すように、ウエハ１とサポートプレート（支持体）２とが貼り合わされて構成された積層体３における、ウエハ１側を支持ピン（支持部）１２により支持した状態で、積層体３を搬送する搬送ユニット（搬送手段）２０を備えている。
【００１２】
基板処理装置１００は、貼付ユニット１０、クーリングユニット３０、及び塗布ユニット４０をさらに備えていてもよい。基板処理装置１００は、クーリングユニット３０においてウエハ１及びサポートプレート２を位置合わせした後、塗布ユニット４０において、ウエハ１又はサポートプレート２に接着剤を塗布してベークする。その後、ウエハ１及びサポートプレート２を貼付ユニット１０に搬送し、ウエハ１とサポートプレート２とを圧着させて積層体３を形成する。その後、搬送ユニット２０により積層体３をクーリングユニット３０に搬送し、クーリングユニット３０内において積層体３を保持して冷却する。
【００１３】
基板処理装置１００は、サポートプレート２が貼り付けられたウエハ１を処理する。サポートプレート２は、薄化処理時、搬送時等の製造プロセス中におけるウエハ１のクラックの発生及び反りを防止するために、ウエハ１を支持するものである。基板処理装置１００において、ウエハ１は、ウエハ１とサポートプレート２とが貼り合わされて構成された積層体３の状態で処理され、処理後にウエハ１からサポートプレート２が剥離される。
【００１４】
（クーリングユニット３０）
クーリングユニット３０は、クーリングエリア（保持治具）３１、クーリングプレート３２、プリアライナ３３を備えている。クーリングユニット３０は、クーリングプレート３２においてウエハ１又はサポートプレート２をチラーによる水冷等の方式により冷却し、プリアライナ３３によりウエハ１又はサポートプレート２の中心位置合わせを行う。また、クーリングユニット３０は、ウエハ１とサポートプレート２とが貼り合わされて積層体３が形成された後、当該積層体３をクーリングエリア３１において保持して自然冷却させる。クーリングエリア３１の詳細については後述する。
【００１５】
なお、クーリングユニット３０は、クーリングエリア３１及びクーリングプレート３２をそれぞれ複数ユニット備えていてもよく、これにより、複数のウエハ１、サポートプレート２、又は積層体３を同時に冷却することができる。
【００１６】
（塗布ユニット４０）
塗布ユニット４０は、ウエハ１又はサポートプレート２を、搬送ロボット４１により搬送してウエハ１又はサポートプレート２の表面に接着剤を塗布する。このとき、ウエハ１又はサポートプレート２の裏面に接着剤が付着した場合には、ウエハ１又はサポートプレート２を洗浄カップユニット４４に搬送し、裏面に付着した接着剤を除去する。接着剤が表面に塗布されたウエハ１又はサポートプレート２を、搬送ロボット４１によりベークプレート４２に搬送してベークした後、後述するロードロック室２１に搬送する。そして、ロードロック室２１においてウエハ１とサポートプレート２とを重ね合わせた後、ウエハ１とサポートプレート２との積層体３を貼付ユニット１０に搬送する。
【００１７】
（貼付ユニット１０）
貼付ユニット１０内には、貼付対象であるウエハ１及びサポートプレート２を載置して積層体３を形成する一対の貼付プレートと、形成後の積層体３を取り出すためのリフトピンとが設けられている。積層体３は、貼付ユニット１０内において、貼付プレートによりウエハ１とサポートプレート２とを加熱圧着することよって形成され、リフトピンにより取り出される。
【００１８】
ここで、ウエハ１は、例えばその表面に回路パターンが形成されており、当該回路パターンの形成面がサポートプレート２に接着され得る。リフトピンにより取り出された積層体３は搬送ユニット２０に搬送される。ウエハ１としては、公知の基板を用いればよく、その材料としては、例えば、石英、シリコン、サファイヤ、ＧａＡｓ（ガリウムヒ素）等が挙げられる。
【００１９】
また、サポートプレート２としては、ウエハ１を支持可能なように、可撓性を有する板状体であることが好ましく、例えば、ガラス、シリコン、アルミナ、炭化珪素、アルミニウム、樹脂、ステンレス、鉄−ニッケル合金等の金属類により形成された、公知の板状体を用いることができる。サポートプレート２には貫通孔が形成されていてもよい。貫通孔が形成されたサポートプレート２を用いれば、ウエハ１からサポートプレート２を剥離するとき、当該貫通孔を介してウエハ１とサポートプレート２との間の接着剤に溶剤を供給することによって、効率よく剥離することができる。
【００２０】
ウエハ１とサポートプレート２との接着に用いられる接着剤としては、例えば、アクリル系樹脂、マレイミド系樹脂、炭化水素系樹脂（シクロオレフィン系樹脂、テルペン樹脂、石油樹脂等）、又はノボラックタイプのフェノール樹脂系材料を含有してなる接着剤組成物等、有機溶剤に対して可溶性を示す接着剤を用いることができる。また、これらの接着剤を単独で用いても、組み合わせて用いてもよい。
【００２１】
貼付ユニット１０に搬送された積層体３を、貼付ユニット１０内において加熱圧着する。貼付ユニット１０内は、接着剤によるウエハ１とサポートプレート２との圧着を好適に行うために、減圧環境とし、接着剤の種類に応じて適した温度に積層体３を加熱するようになっている。貼付ユニット１０内における加熱温度は特に限定されないが、１５０〜２５０℃であることが好ましい。
【００２２】
貼付ユニット１０において、減圧環境における加熱圧着処理によって形成した積層体３を、リフトピンにより貼付ユニット１０から取り出して、搬送ユニット２０のロードロック室２１内に移動させる。リフトピンは、ウエハ１のサポートプレート２が貼り付けられた面とは反対側の被支持面の内周部を支持点として、積層体３を支持して持ち上げる。これにより、積層体３は貼付プレートから離される。
【００２３】
（搬送ユニット２０）
搬送ユニット２０は、ロードロック室２１、搬送ロボット（支持治具）２２、及びカセットステーション２３を備えている。貼付ユニット１０から取り出された積層体３はロードロック室２１内において搬送される。ロードロック室２１内は減圧環境である。積層体３はロードロック室２１内において、搬送ロボット２２により搬送される。搬送ロボット２２により搬送された積層体３は、カセットステーション２３に載置される。搬送中の積層体３は、搬送ロボット２２に設けられた、図２に示すような支持ピン１２により支持される。支持ピン１２は、ウエハ１のサポートプレート２が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部を支持点として、積層体３を支持する。
【００２４】
積層体３は、貼付ユニット１０から取り出された直後は高温であるが、搬送ユニット２０のロードロック室２１内を搬送されるにつれて、徐々に温度が低下する。この温度の低下時に、積層体３に反りが生じ、すなわちウエハ１に反りが生じてしまう。基板処理装置１００においては、ロードロック室２１内において、支持ピン１２によりウエハ１の被支持面の内周部を支持点として積層体３を支持し、搬送するので、ウエハ１の中心が盛り下がるように撓むのを防ぎ、ウエハの反りの発生を防止することができる。
【００２５】
ここで、支持ピン１２による積層体３の支持について、図３〜５を参照して以下に説明する。図３及び４は、基板処理装置１００における積層体３の支持位置の一例を示す概略の断面図であり、図５は、基板処理装置１００における積層体３の支持位置の例を示す概略の上面図である。上述した図２に示すように、支持ピン１２は、ウエハ１の被支持面の内周部であって、よりウエハ１の中心近傍を支持点として、積層体３を支持する。また、図３に示すように、支持ピン１３は、ウエハ１の被支持面の内周部であって、支持ピン１２よりも外側を支持点として、積層体３を支持してもよい。このように、支持ピン１２及び１３を、ウエハ１の内周部に対応する位置に設け、ウエハ１の被支持面の内周部を支持点として積層体３を支持することによって、例えばサポートプレート２を構成するガラスの種類により異なるウエハ１の反りを抑制することができる。
【００２６】
なお、積層体３をロードロック室２１内において搬送する前又は搬送開始時には、図４に示す支持ピン１４のように、ウエハ１の外周部を支持点として積層体３を支持してもよい。そして、積層体３の搬送中には、支持ピン１２又は支持ピン１３のように、ウエハ１の内周部を支持点として積層体３を支持するようになっていればよい。
【００２７】
すなわち、支持ピンの位置は、積層体３のロードロック室２１内における搬送中には、ウエハ１の被支持面の内周部を支持点とする位置になっていればよく、図５に示すように、支持ピン１２、支持ピン１３、及び支持ピン１４のように、その位置を適宜選択することができる。したがって、支持ピンは、ウエハ１の被支持面の面方向に移動可能なように構成されていてもよい。これにより、ウエハ１の反り方向や、反りの生じやすさ等に応じて、支持ピンの位置を適宜選択することができる。
【００２８】
ここで、支持ピンは、図５に示すように、ウエハ１の被支持面の内周部における少なくとも三点を支持点とするように、三つ以上設けられていることが好ましい。そして、支持点は、図５に示すように、略円形のウエハ１の被支持面と中心点を共有する一つの同心円の円周上に、互いに等間隔で位置していることが好ましい。これにより、積層体３をより安定して支持することが可能である。
【００２９】
なお、支持ピンの位置を、ウエハ１の被支持面と中心点を共有する一つの同心円の円周上とするとき、当該同心円の直径は、被支持面の直径の０．１〜０．８倍であることが好ましい。これにより、ロードロック室２１内における搬送中の積層体３の反り、すなわちウエハ１の反りの発生を、より確実に防止することができる。支持ピンを配置する上記同心円の直径は、より小さい方が反りの発生を効果的に防止することができる。
【００３０】
支持ピンの形状は、特に限定されないが、その胴体が、安定した支持を実現するために円柱形状であり、その先端が、ウエハ１の被支持面を傷つけないように丸頭形状であってもよい。
【００３１】
支持ピンにより支持された積層体３は、減圧環境のロードロック室２１内を搬送された後、ロードロック室２１から取り出され、大気圧環境の積層体３の外周を支持しつつ、クーリングユニット３０に移動させる。
【００３２】
ロードロック室２１から取り出された積層体３は、大気圧環境下においてクーリングエリア３１に保持され、自然冷却される。クーリングエリア３１は、上述した搬送ロボット２２と同様に、支持ピン（保持治具、保持部）を備えており、当該支持ピンによりウエハ１の被支持面の内周部を支持点として、積層体３を保持する。積層体３は、大気圧環境下においてクーリングエリアに放置されることによって、温度がさらに低下し、冷却される。
【００３３】
クーリングエリア３１の支持ピンは、搬送ロボット２２の支持ピンと同様に、支持ピン１２及び支持ピン１３のような位置を支持点として積層体３を支持するようになっている。したがって、クーリングエリア３１の支持ピンも、ウエハ１の被支持面の面方向に移動可能なように構成されていてもよい。このように、クーリングエリア３１は、ウエハ１の被処理面の内周部を支持点として積層体３を支持するので、クーリングエリア３１における冷却時の積層体３の反りの発生を防ぎ、結果としてウエハ１の反りの発生を防ぐことができる。
【００３４】
〔基板処理方法〕
本発明に係る基板処理方法は、支持体が貼り付けられたウエハにおける、当該支持体が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部において、上記ウエハを支持する支持工程と、支持された上記ウエハを減圧環境下において搬送する搬送工程とを包含している。すなわち、上述した基板処理装置１００は、本発明に係る基板処理方法に用いられる基板処理装置の一実施形態であり、本発明に係る基板処理方法の一実施形態は、上述の実施形態及び図１の説明に準ずる。
【００３５】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３６】
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。
【実施例】
【００３７】
（１．サポートプレートの材質が反りに及ぼす影響）
上述した基板処理装置を用いて、サポートプレートの材質が反りの発生に及ぼす影響について調べた。材質Ａ（熱膨張係数３．３×（１０−６Ｋ−１））、材質Ｂ（熱膨張係数３．３×（１０−６Ｋ−１））、及び材質Ｃ（熱膨張係数３．２×（１０−６Ｋ−１））の、熱膨張係数が互いに異なる三種類のガラスウエハを用いた。各ガラスウエハの直径は３００ｍｍであり、厚さは０．６７ｍｍであった。これらのサポートプレートを、ウエハに貼り合わせて実験に用いた。
【００３８】
ガラスウエハとサポートプレートとを、炭化水素系の接着剤を厚さ０．０５ｍｍになるように塗布し、２１５℃で加熱して貼り合わせた。
【００３９】
このようにして形成したガラスウエハとサポートプレートとの積層体を、支持ピンを配置する同心円の直径を、１４０ｍｍ及び６０ｍｍとして、ロードロック室内において搬送し、ウエハの反り量を測定した。ここで、ロードロック室内を２Ｐａとし、１０秒程度の速度で積層体を搬送した。ウエハの反り量を、レーザー変位計により測定した。結果を図６に示す。
【００４０】
図６は、サポートプレートの材質と支持位置がウエハの反り量に及ぼす影響を示すグラフである。図６に示すように、いずれのサポートプレートを用いた場合であっても、支持ピンが配置される同心円の直径がより小さい６０ｍｍの方が、１４０ｍｍよりもウエハの反り量が小さく、同心円の直径が小さいほどウエハの反り量が低減することが確認された。
【００４１】
（２．搬送中及び冷却時の支持ピンの位置が反りに及ぼす影響）
上述した基板処理装置を用いて、減圧環境下における搬送時及び大気圧環境下における冷却時の支持位置の違いがウエハの反りの発生に及ぼす影響について調べた。上記１．と同様に形成した積層体を用いた。
【００４２】
積層体を、支持ピンを配置する同心円の直径を、３００ｍｍ及び６０ｍｍとして、搬送条件を上記１．と同様とし、ウエハの反り量を測定した。その後、支持ピンを配置する同心円の直径を、６０ｍｍ、１００ｍｍ、１４０ｍｍ、及び２００ｍｍとして、それぞれクーリングエリアにおいて放置して冷却した。冷却後のウエハの反り量を、レーザー変位計により測定した。結果を図７〜９に示す。
【００４３】
図７は、支持ピンを配置する同心円の直径を３００ｍｍとし、ロードロック室内を搬送した後、上述した各直径の同心円上に配置した支持ピンにより積層体を保持したときのウエハの反り量を示す図である。図８は、支持ピンを配置する同心円の直径を６０ｍｍとし、ロードロック室内を搬送した後、上述した各直径の同心円上に配置した支持ピンにより積層体を保持したときのウエハの反り量を示す図である。図７及び８に示すように、のちの冷却時の支持ピンの位置に関わらず、搬送時に支持ピンが配置される同心円の直径がより小さい６０ｍｍの方が、３００ｍｍよりも反り量が小さく、搬送時においては、同心円の直径が小さいほど反り量が低減することが確認された。
【００４４】
図９は、図７及び８に示す実験結果を、クーリングエリアにおける支持ピン位置を比較するために示したグラフである。ロードロック室における支持ピンを配置する同心円の直径が６０ｍｍ及び３００ｍｍのそれぞれの場合について、クーリングエリアにおける支持ピンを配置する同心円の直径を６０ｍｍ、１００ｍｍ、１４０ｍｍ、及び２００ｍｍとしたときの、ウエハの反り量を比較した。図９に示すように、クーリングエリアにおける支持ピンが配置される同心円の直径も、より小さい方がウエハの反り量が小さかった。そして、ロードロック室における支持ピンの位置が、より顕著にウエハの反り量に影響を及ぼすことが示された。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、携帯電話、デジタルＡＶ機器、及びＩＣカード等に搭載される半導体チップの製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１ ウエハ
２ サポートプレート
３ 積層体
１０ 貼付ユニット
１２ 支持ピン（支持部、保持部）
１３ 支持ピン
１４ 支持ピン
２０ 搬送ユニット
２１ ロードロック室
２２ 搬送ロボット（支持治具）
２３ カセットステーション
３０ クーリングユニット
３１ クーリングエリア（保持治具）
３２ クーリングプレート
３３ プリアライナ
４０ 塗布ユニット
４１ 搬送ロボット
４２ ベークプレート
４３ 塗布カップユニット
４４ 洗浄カップユニット
１００ 基板処理装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体が貼り付けられたウエハにおける、当該支持体が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部を支持する支持部により、上記ウエハを支持する支持治具と、
上記支持治具により支持された上記ウエハを減圧環境下において搬送する搬送手段とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
上記支持部は、上記被支持面の内周部における少なくとも三点を支持点として上記ウエハを支持することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
上記支持点のうちの少なくとも三点が、略円形である上記被支持面の中心点を共有する一つの同心円の円周上に、互いに等間隔で位置することを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
上記同心円の直径は、上記被支持面の直径の０．１〜０．８倍であることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
上記支持部は上記被支持面の面方向に移動可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
上記搬送手段により搬送された上記ウエハを大気圧環境下において保持する保持治具をさらに備え、
上記保持治具は、上記被支持面の内周部を保持する保持部により、上記ウエハを保持することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に基板処理装置。
【請求項７】
支持体が貼り付けられたウエハにおける、当該支持体が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部において、上記ウエハを支持する支持工程と、
支持された上記ウエハを減圧環境下において搬送する搬送工程とを包含することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１】
支持体が貼り付けられたウエハにおける、当該支持体が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部を支持する支持部により、上記ウエハを支持する支持治具と、
上記支持治具により支持された上記ウエハを減圧環境下において搬送する搬送手段とを備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
上記支持部は、上記被支持面の内周部における少なくとも三点を支持点として上記ウエハを支持することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
上記支持点のうちの少なくとも三点が、略円形である上記被支持面の中心点を共有する一つの同心円の円周上に、互いに等間隔で位置することを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
上記同心円の直径は、上記被支持面の直径の０．１〜０．８倍であることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
上記支持部は上記被支持面の面方向に移動可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項６】
上記搬送手段により搬送された上記ウエハを大気圧環境下において保持する保持治具をさらに備え、
上記保持治具は、上記被支持面の内周部を保持する保持部により、上記ウエハを保持することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に基板処理装置。
【請求項７】
支持体が貼り付けられたウエハにおける、当該支持体が貼り付けられている面とは反対側の被支持面の内周部において、上記ウエハを支持する支持工程と、
支持された上記ウエハを減圧環境下において搬送する搬送工程とを包含することを特徴とする基板処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０２０５２（Ｐ２０１３−１０２０５２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４８３２（Ｐ２０１１−２４４８３２）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
【Ｆターム（参考）】
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