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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-24
(45)【発行日】2023-12-04
(54)【発明の名称】吸着保持装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20231127BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 P
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019236801
(22)【出願日】2019-12-26
(65)【公開番号】P2021106218
(43)【公開日】2021-07-26
【審査請求日】2022-11-08
(73)【特許権者】
【識別番号】715010864
【氏名又は名称】エイブリック株式会社
(72)【発明者】
【氏名】宮島 祐一
(72)【発明者】
【氏名】田中 克則
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 栄一
(72)【発明者】
【氏名】中村 典幸
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 豊
【審査官】渡井 高広
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－１７１８９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１６４５３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０１－１０４７２６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】国際公開第２０１４／１５７０１４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００６－３１９１８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１４０２２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２５２６０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１１７４４１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
(57)【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、
を有し、
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、
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吸着保持装置。
【請求項2】
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、
を有し、
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、
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吸着保持装置。
【請求項3】
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、
を有し、
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吸着保持装置。
【請求項4】
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３に記載の吸着保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、吸着保持装置に関する。
【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）。
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】
【文献】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。
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】
【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。
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。
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。
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。
（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、Ａｌ２Ｏ３、ＧａＮなどが挙げられる。
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、Ａｌ２Ｏ３、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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】
【0031】
図１に示すように、ウェハＷが吸着保持装置１００の上方に搬送されると、複数の仮支持ピン１２３が上昇してウェハＷを裏面から仮支持する。
【0032】
次に、図２に示すように、複数の仮支持ピン１２３がウェハＷの裏面側から仮支持しながら下降すると、複数の支持ピン１２１が複数の仮支持ピン１２３からウェハＷを受け取って支持する。
【0033】
次に、図３に示すように、複数の仮支持ピン１２３の上端が仮支持ピン収容孔１１３の開口部まで下降して、吸着孔１１１がウェハＷの吸着を開始すると、ウェハＷの最も厚い領域である領域Ｗ１を支持する支持ピン１２１の上端が部材収容穴１１２の開口部まで下降する。言い換えると、ウェハＷの領域Ｗ１は、裏面が載置面１１０ａに接触した状態で吸着保持される。
また、ウェハＷの領域Ｗ１よりも薄い領域Ｗ２を支持する支持ピン１２１の上端は、部材収容穴１１２の開口部まで下降せずに載置面１１０ａよりも高い位置となり、上端がウェハＷの表面全体を平坦に支持することができる。
また、ウェハＷの領域Ｗ１よりも薄い領域Ｗ２を支持する支持ピン１２１の上端は、部材収容穴１１２の開口部まで下降せずに載置面１１０ａよりも高い位置となり、上端がウェハＷの表面全体を平坦に支持することができる。
【0034】
このように、吸着保持装置１００は、薄い領域Ｗ２が存在するウェハＷを平坦な載置板１１０に吸着保持したときに、コイルばね１２２の付勢力によりウェハＷの薄い領域Ｗ２を載置面１１０ａに接触させないように支持する支持機構１２０を有する。これにより、吸着保持装置１００は、薄い領域Ｗ２が存在するウェハ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。
【0035】
［第１の実施形態の変形例］
第１の実施形態の変形例における吸着保持装置１００は、吸着保持装置１００の支持機構１２０において、複数の弁１２４及び複数の弁開閉部材１２５が追加された以外は、吸着保持装置１００と同様である。このため、以下では、複数の弁１２４及び複数の弁開閉部材１２５について説明する。
第１の実施形態の変形例における吸着保持装置１００は、吸着保持装置１００の支持機構１２０において、複数の弁１２４及び複数の弁開閉部材１２５が追加された以外は、吸着保持装置１００と同様である。このため、以下では、複数の弁１２４及び複数の弁開閉部材１２５について説明する。
【0036】
図４及び図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り、吸着保持装置１００の支持機構１２０の一部を示す。
図４及び図５に示すように、第１の実施形態の変形例における支持機構１２０は、複数の支持ピン１２１、複数のコイルばね１２２及び複数の仮支持ピン１２３の他に、複数の弁１２４及び複数の弁開閉部材１２５を備えている。
図４及び図５に示すように、第１の実施形態の変形例における支持機構１２０は、複数の支持ピン１２１、複数のコイルばね１２２及び複数の仮支持ピン１２３の他に、複数の弁１２４及び複数の弁開閉部材１２５を備えている。
【0037】
－弁－
弁１２４は、吸着孔１１１に設けられ、支持ピン１２１がウェハＷを支持した際に、支持ピン１２１の下降量に応じて吸着孔１１１を開閉する。
具体的には、複数の弁１２４は、複数の吸着孔１１１の下部にそれぞれ設けられており、ウェハＷを支持した際に下降する支持ピン１２１の下端に当接して連動する弁開閉部材１２５により押下されて開く。すなわち、弁１２４は、吸引装置の負圧に対して開かずに、弁開閉部材１２５に押下されたときに開く。
この弁１２４は、支持ピン１２１が支持したウェハＷの重さに応じて開く状態が変わり、ウェハＷが厚いほど負圧が強くなり、ウェハＷが薄いほど負圧が弱くなる。したがって、弁１２４は、ウェハＷの薄い領域Ｗ２に対し、吸着保持のための負圧を弱くすることができるため、ウェハＷを破損させにくくすることができ、かつウェハＷの表面を平坦に吸着保持しやすくすることができる。
弁１２４は、吸着孔１１１に設けられ、支持ピン１２１がウェハＷを支持した際に、支持ピン１２１の下降量に応じて吸着孔１１１を開閉する。
具体的には、複数の弁１２４は、複数の吸着孔１１１の下部にそれぞれ設けられており、ウェハＷを支持した際に下降する支持ピン１２１の下端に当接して連動する弁開閉部材１２５により押下されて開く。すなわち、弁１２４は、吸引装置の負圧に対して開かずに、弁開閉部材１２５に押下されたときに開く。
この弁１２４は、支持ピン１２１が支持したウェハＷの重さに応じて開く状態が変わり、ウェハＷが厚いほど負圧が強くなり、ウェハＷが薄いほど負圧が弱くなる。したがって、弁１２４は、ウェハＷの薄い領域Ｗ２に対し、吸着保持のための負圧を弱くすることができるため、ウェハＷを破損させにくくすることができ、かつウェハＷの表面を平坦に吸着保持しやすくすることができる。
【0038】
弁開閉部材１２５は、支持ピン１２１がウェハＷを支持して下降すると支持ピン１２１の下端に当接して弁１２４を押下して開き、支持ピン１２１がばね１２２の付勢力により上昇すると弁１２４の押下を解除して弁１２４を閉じる。
【0039】
【0040】
図４に示すように、支持ピン１２１は、ウェハＷを支持していないときは、コイルばね１２２により上方に付勢されているため、部材収容穴１１２から上方に突出した状態になる。また、コイルばね１２２の上端に配置されている弁開閉部材１２５が吸着孔１１１の下部に設けられた弁１２４と当接していないため、弁１２４は閉じた状態になる。
【0041】
次に、図５に示すように、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が下降して、下端が弁開閉部材１２５に当接する。すると、弁開閉部材１２５は、支持ピン１２１と連動して下降し、弁１２４に当接して吸着孔１１１を開く。このとき、弁１２４は、ウェハＷの重さに応じて吸着孔１１１の開く状態が変わるため、ウェハＷの薄い領域Ｗ２に対し、吸着保持のための負圧を弱くすることができる。
【0042】
このように、第１の実施形態の変形例における吸着保持装置１００は、ウェハＷの重さに応じて吸着孔１１１を開閉する弁１２４を有する。これにより、この吸着保持装置１００は、ウェハＷの薄い領域Ｗ２に対し、吸着保持のための負圧を弱くすることができるため、第１の実施形態の吸着保持装置１００よりもウェハＷを破損させにくくすることができ、かつウェハＷの表面を平坦に保ちながら吸着保持しやすくすることができる。
【0043】
【0044】
図６及び図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ピンの動作を示す説明図である。
図６及び図７に示すように、この別の変形例における吸着保持装置１００は、第１の実施形態の変形例の吸着保持装置１００において、吸着孔１１１の上部が閉塞され、下部には、隣接する部材収容穴１１２と水平方向に連通する連通孔１２６が設けられている。
図６及び図７に示すように、この別の変形例における吸着保持装置１００は、第１の実施形態の変形例の吸着保持装置１００において、吸着孔１１１の上部が閉塞され、下部には、隣接する部材収容穴１１２と水平方向に連通する連通孔１２６が設けられている。
【0045】
別の変形例における支持ピン１２７は、円柱状であって、上端から所定の位置Ｐより上の部分における直径が部材収容穴１１２の直径よりも小さく、所定の位置Ｐから下端までの部分における直径が部材収容穴１１２の直径と略同一である。すなわち、所定の位置Ｐには段差が設けれられている。また、支持ピン１２７は、上端から所定の位置Ｐの段差までの長さが、部材収容穴１１２の開口部から連通孔１２６の上端までの長さよりも短い。
【0046】
この支持ピン１２７は、図６に示すように、ウェハＷを支持していない場合には、コイルばね１２２の付勢力により下端の位置が連通孔１２６よりも高くなり、吸着孔１１１が部材収容穴２１２の開口部に対し閉じた状態になる。また、図７に示すように、支持ピン１２７は、ウェハＷを支持すると連通孔１２６にかかる高さまで所定の位置Ｐの段差が下降する。言い換えると、支持ピン１２７がウェハＷを支持して下降すると、支持ピン１２７の所定の位置Ｐの段差が少なくとも連通孔１２６の開口部の上端より下に位置する。このため、支持ピン１２７がウェハＷを支持すると、吸着孔１１１が部材収容穴１１２の開口部に対し開いた状態になる。すなわち、支持ピン１２７は、弁１２４と同様に、ウェハＷの薄い領域Ｗ２に対し、吸着保持のための負圧を弱くすることができるため、第１の実施形態の吸着保持装置１００よりもウェハＷを破損させにくくすることができ、かつウェハＷの表面を平坦に保ちながら吸着保持しやすくすることができる。
【0047】
なお、本実施形態では、支持ピン１２７の形状を上記のようにしたが、これに限ることはなく、上端から所定の位置Ｐより上の部分における直径が部材収容穴１１２の直径よりも小さく、所定の位置Ｐから下端までの部分における直径のうち少なくとも所定の位置Ｐの直径が部材収容穴１１２の直径と略同一であればよい。
【0048】
［第２の実施形態］
第２の実施形態における吸着保持装置２００は、第１の実施形態のようにコイルばねの付勢力によりウェハＷの表面を平坦に保ちながら吸着保持するのではなく、気圧によりウェハＷの表面を平坦に保ちながら吸着保持する。このため、吸着保持装置２００は、吸着保持装置１００において、支持ピン１２１及びコイルばね１２２の代わりに、間隙検知器、気体放出孔及び載置枠を有する以外は、吸着保持装置１００と同様であるため、間隙検知器、気体放出孔及び載置枠について説明する。
なお、説明しない２００番台の符号で示すものは、第１の実施形態の１００番台の符号の下２桁が同一のものと同様である。
第２の実施形態における吸着保持装置２００は、第１の実施形態のようにコイルばねの付勢力によりウェハＷの表面を平坦に保ちながら吸着保持するのではなく、気圧によりウェハＷの表面を平坦に保ちながら吸着保持する。このため、吸着保持装置２００は、吸着保持装置１００において、支持ピン１２１及びコイルばね１２２の代わりに、間隙検知器、気体放出孔及び載置枠を有する以外は、吸着保持装置１００と同様であるため、間隙検知器、気体放出孔及び載置枠について説明する。
なお、説明しない２００番台の符号で示すものは、第１の実施形態の１００番台の符号の下２桁が同一のものと同様である。
【0049】
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８に示すように、吸着保持装置２００は、支持機構２２０として、間隙検知器２２１を更に有し、載置板２１０の載置面２１０ａには、気体放出孔２２２及び載置枠２２４が設けられている。
図８に示すように、吸着保持装置２００は、支持機構２２０として、間隙検知器２２１を更に有し、載置板２１０の載置面２１０ａには、気体放出孔２２２及び載置枠２２４が設けられている。
【0050】
－間隙検知器－
間隙検知器２２１は、載置板２１０の載置面２１０ａと、載置面２１０ａに載置されたウェハＷとの間に間隙が存在する領域（以下、「間隙領域」と称することがある）を検知する。この間隙検知器２２１は、部材収容穴２１２に収容されているファイバ同軸変位センサであり、部材収容穴２１２からレーザなどをウェハＷに照射して距離を測定することにより間隙領域を検知する。
なお、本実施形態では、間隙検知器２２１をファイバ同軸変位センサとしたが、これに限ることなく、例えば、吸着孔の負圧センサなどでもよい。間隙検知器２２１が吸着孔の負圧センサであると、ウェハＷが載置面３１０ａに接触している領域と接触していない領域では吸着孔の負圧が異なるため、適切なしきい値を設けることにより間隙領域を検出することができる。
間隙検知器２２１は、載置板２１０の載置面２１０ａと、載置面２１０ａに載置されたウェハＷとの間に間隙が存在する領域（以下、「間隙領域」と称することがある）を検知する。この間隙検知器２２１は、部材収容穴２１２に収容されているファイバ同軸変位センサであり、部材収容穴２１２からレーザなどをウェハＷに照射して距離を測定することにより間隙領域を検知する。
なお、本実施形態では、間隙検知器２２１をファイバ同軸変位センサとしたが、これに限ることなく、例えば、吸着孔の負圧センサなどでもよい。間隙検知器２２１が吸着孔の負圧センサであると、ウェハＷが載置面３１０ａに接触している領域と接触していない領域では吸着孔の負圧が異なるため、適切なしきい値を設けることにより間隙領域を検出することができる。
【0051】
－気体放出孔－
複数の気体放出孔２２２は、ウェハＷが載置板２１０により吸着保持されると、間隙検知器２２１により検知された間隙領域に所定量の気体をそれぞれ放出する。
放出する気体の量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、気圧センサにより計測した気圧に基づいた量としてもよく、間隙検知器２２１が検知した間隙領域の面積に応じた量であってもよい。
放出する気体としては、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が化学反応しにくい点で窒素が好ましい。
複数の気体放出孔２２２は、ウェハＷが載置板２１０により吸着保持されると、間隙検知器２２１により検知された間隙領域に所定量の気体をそれぞれ放出する。
放出する気体の量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、気圧センサにより計測した気圧に基づいた量としてもよく、間隙検知器２２１が検知した間隙領域の面積に応じた量であってもよい。
放出する気体としては、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が化学反応しにくい点で窒素が好ましい。
【0052】
－載置枠－
載置枠２２４は、載置板２１０の載置面２１０ａに設けられており、載置面２１０ａに載置されたウェハＷの周縁を囲う。これにより、載置枠２２４は、複数の気体放出孔２２２から放出された気体による気圧を維持することができるため、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。
載置枠２２４は、載置板２１０の載置面２１０ａに設けられており、載置面２１０ａに載置されたウェハＷの周縁を囲う。これにより、載置枠２２４は、複数の気体放出孔２２２から放出された気体による気圧を維持することができるため、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。
【0053】
また、載置枠２２４の内壁２２５は、気体放出孔２２２から放出された気体の圧力をより維持しやすくするようにゴムで覆われている。
なお、本実施形態では、載置枠２２４の内壁２２５はゴムで覆われているとしたが、これに限ることなく、例えば、樹脂で覆われていてもよい。
なお、本実施形態では、載置枠２２４の内壁２２５はゴムで覆われているとしたが、これに限ることなく、例えば、樹脂で覆われていてもよい。
【0054】
【0055】
図８に示すように、ウェハＷが吸着保持装置２００の上方に搬送されると、複数の仮支持ピン２２３が上昇してウェハＷを裏面から仮支持する。
次に、図９に示すように、複数の仮支持ピン２２３は、ウェハＷの裏面側から仮支持しながら下降すると、ウェハＷを載置面２１０ａに載置する。このとき、載置枠２２４の内壁２２５は、ウェハＷの周縁に当接する。
次に、図９に示すように、複数の仮支持ピン２２３は、ウェハＷの裏面側から仮支持しながら下降すると、ウェハＷを載置面２１０ａに載置する。このとき、載置枠２２４の内壁２２５は、ウェハＷの周縁に当接する。
【0056】
次に、間隙検知器２２１は、載置板２１０の載置面２１０ａと、載置面２１０ａに載置されたウェハＷとの間に間隙が存在する領域、即ち間隙領域である領域Ｗ２を検知する。
そして、ウェハＷの間隙領域ではない領域、即ち領域Ｗ１が載置板２１０により吸着保持されると、複数の気体放出孔２２２は間隙領域に所定量の気体を放出する。このとき、間隙領域では載置板２１０は吸着保持しない。これにより、間隙が存在する空間の気圧を高め、ウェハＷの薄い領域Ｗ２を載置板２１０に接触させないように支持する
そして、ウェハＷの間隙領域ではない領域、即ち領域Ｗ１が載置板２１０により吸着保持されると、複数の気体放出孔２２２は間隙領域に所定量の気体を放出する。このとき、間隙領域では載置板２１０は吸着保持しない。これにより、間隙が存在する空間の気圧を高め、ウェハＷの薄い領域Ｗ２を載置板２１０に接触させないように支持する
【0057】
このように、吸着保持装置２００は、薄い領域Ｗ２が存在するウェハＷを平坦な載置板２１０に吸着保持したときに、気圧により薄い領域Ｗ２を載置板２１０に接触させないように支持する支持機構２２０を有する。これにより、吸着保持装置２００は、薄い領域Ｗ２が存在するウェハ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。
【0058】
（半導体装置の製造方法）
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法は、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を用意する工程と、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、半導体基板を切削して複数の半導体装置を個片化する工程と、を含み、少なくとも検査する工程において、本発明の一実施形態に係る吸着保持方法を用いる。
これにより、この半導体装置の製造方法は、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。このため、検査する工程においては、プロービング、トリミング、バッドマーキングなどの処理を再度繰り返すことなく行うことが可能となり、生産性を向上できるとともに、半導体基板に亀裂や割れが発生する可能性を低減できる。
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法は、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を用意する工程と、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、半導体基板を切削して複数の半導体装置を個片化する工程と、を含み、少なくとも検査する工程において、本発明の一実施形態に係る吸着保持方法を用いる。
これにより、この半導体装置の製造方法は、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。このため、検査する工程においては、プロービング、トリミング、バッドマーキングなどの処理を再度繰り返すことなく行うことが可能となり、生産性を向上できるとともに、半導体基板に亀裂や割れが発生する可能性を低減できる。
【0059】
次に、本発明の半導体装置の製造方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【0060】
本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板を用意する工程と、検査する工程と、複数の半導体装置を個片化する工程と、を含む。
【0061】
＜半導体基板を用意する工程＞
半導体基板としてのウェハＷを用意する工程では、図１０に示すように、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ウェハＷを用意する。
ウェハＷの裏面に異なる高さの面を設ける方法としては、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、ウェハＷの裏面を研削する際に、一部を深く研削するようにしてもよい。また、図１１に示すように、ウェハＷとしては、作業ミスなどにより裏面が削れてしまったものであってもよい。
なお、ウェハＷの表面に複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。
半導体基板としてのウェハＷを用意する工程では、図１０に示すように、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ウェハＷを用意する。
ウェハＷの裏面に異なる高さの面を設ける方法としては、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、ウェハＷの裏面を研削する際に、一部を深く研削するようにしてもよい。また、図１１に示すように、ウェハＷとしては、作業ミスなどにより裏面が削れてしまったものであってもよい。
なお、ウェハＷの表面に複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。
【0062】
＜検査する工程＞
検査する工程では、ウェハＷの表面に形成されている複数の半導体装置の電気的特性をそれぞれ検査する。
複数の半導体装置の電気的特性をそれぞれ検査する方法としては、例えば、図１２に示すように、半導体装置の電極パッドにプローブカードＣのプローブニードルＮを当接させる。そして、プローブニードルＮに接続されているテスタは、プローブニードルＮ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。
検査する工程では、ウェハＷの表面に形成されている複数の半導体装置の電気的特性をそれぞれ検査する。
複数の半導体装置の電気的特性をそれぞれ検査する方法としては、例えば、図１２に示すように、半導体装置の電極パッドにプローブカードＣのプローブニードルＮを当接させる。そして、プローブニードルＮに接続されているテスタは、プローブニードルＮ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。
【0063】
検査する工程においては、例えば、第１の実施形態で示した吸着保持装置１００によりウェハＷを吸着保持することでウェハＷの表面を平坦に保つことができるため、プロービング、トリミング、バッドマーキングなどの処理を再度繰り返すことなく行うことが可能となり、生産性を向上できるとともに、ウェハＷに亀裂や割れが発生する可能性を低減できる。
【0064】
＜複数の半導体装置を個片化する工程＞
複数の半導体装置を個片化する工程は、ウェハＷを切削することによりウェハＷの表面に形成されている複数の半導体装置を個片化する。
複数の半導体装置を個片化する方法としては、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、図１３に示すように、ダイシングブレードＤを回転及び移動させながらウェハＷを切削してもよい。
なお、ダイシングブレードＤは、市販のダイサーに備えられているものである。
複数の半導体装置を個片化する工程は、ウェハＷを切削することによりウェハＷの表面に形成されている複数の半導体装置を個片化する。
複数の半導体装置を個片化する方法としては、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、図１３に示すように、ダイシングブレードＤを回転及び移動させながらウェハＷを切削してもよい。
なお、ダイシングブレードＤは、市販のダイサーに備えられているものである。
【0065】
なお、本実施形態では、検査する工程で吸着保持装置１００によりウェハＷを吸着保持するとしたが、これに限ることなく、他の工程で吸着保持装置１００によりウェハＷを吸着保持するようにしてもよい。
【0066】
以上説明したように、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。
これにより、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。
これにより、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。
【符号の説明】
【0067】
１００，２００ 吸着保持装置
１１０，２１０ 載置板
１１０ａ,２１０ａ 載置面
１１１，２１１ 吸着孔
１１２，２１２ 部材収容穴
１１３，２１３ 仮支持ピン収容孔
１２０，２２０ 支持機構
１２１，１２７ 支持ピン（支持部材）
１２２ コイルばね（付勢部材）
１２３，２２３ 仮支持ピン
１２４ 弁
１２５ 弁開閉部材
１２６ 連通孔
２２１ 間隙検知器
２２２ 気体放出孔
２２４ 載置枠
２２５ 内壁
Ｗ ウェハ
１１０，２１０ 載置板
１１０ａ,２１０ａ 載置面
１１１，２１１ 吸着孔
１１２，２１２ 部材収容穴
１１３，２１３ 仮支持ピン収容孔
１２０，２２０ 支持機構
１２１，１２７ 支持ピン（支持部材）
１２２ コイルばね（付勢部材）
１２３，２２３ 仮支持ピン
１２４ 弁
１２５ 弁開閉部材
１２６ 連通孔
２２１ 間隙検知器
２２２ 気体放出孔
２２４ 載置枠
２２５ 内壁
Ｗ ウェハ
【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】
