JP6226563B2

JP6226563B2 - 静電保持装置および静電保持装置からの保持対象物の離脱方法

Info

Publication number: JP6226563B2
Application number: JP2013112119A
Authority: JP
Inventors: 祐太黒澤
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2017-11-08
Anticipated expiration: 2033-05-28
Also published as: JP2014232772A

Description

本発明は、静電保持装置および静電保持装置からの保持対象物の離脱方法に関する。

従来、静電気によって半導体ウエハ（以下、単にウエハという場合がある）を保持する静電チャックステージが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の静電チャックステージ（静電保持装置）は、静電チャックの内電極および外電極の上面を覆う誘電体膜と、内電極と外電極との空隙から等間隔で突き出る複数のリフトピンとを備え、誘電体膜の抵抗率を１０^１１〜１０^１２Ωｃｍまたは１０^１７Ωｃｍ以上にすることや、複数のリフトピンを配置した円の半径のウエハ（保持対象物）の半径に対する比率を所定の比率にすることで、残留吸着力を小さくし、保持対象物を静電チャックから離脱しやすいようになっている。

特開平１１−２３３６０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の静電保持装置では、誘電体膜の抵抗率や複数のリフトピンの配置を上記のように設定しても、残留引付力が残ってしまうため、この残留引付力が保持対象物の離脱を妨げてしまうという不都合がある。

本発明は、保持対象物を容易に離脱できる静電保持装置および静電保持装置からの保持対象物の離脱方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明の静電保持装置は、変形可能に構成され、保持対象物を静電気によって引き付けて保持する静電チャックと、前記静電チャックを支持するとともに、前記静電チャックとの間に密閉空間を形成可能なテーブル本体と、前記密閉空間に流体を供給して前記静電チャックを膨出させることで、当該静電チャックと前記保持対象物との接触面積を低減させる接触面積低減手段とを備えている、という構成を採用している。

また、本発明の他の静電保持装置は、保持対象物を静電気によって引き付けて保持する静電チャックと、前記静電チャックを支持するテーブル本体と、変形可能に構成されるとともに、前記テーブル本体との間に当該テーブル本体の平面視で前記静電チャックを内包する密閉空間を形成可能に設けられた変形部材と、前記密閉空間に流体を供給して前記変形部材を膨出させることで、当該変形部材と前記保持対象物との接触面積を低減させる接触面積低減手段とを備えている、という構成を採用している。

一方、本発明の静電保持装置からの保持対象物の離脱方法は、変形可能に構成され、保持対象物を静電気によって引き付ける静電チャックと、前記静電チャックを支持するとともに、前記静電チャックとの間に密閉空間を形成可能なテーブル本体とを用い、前記静電チャックによって保持対象物を引き付けて保持する工程と、前記密閉空間に流体を供給して前記静電チャックを膨出させ、当該静電チャックと前記保持対象物との接触面積を低減させる工程とを備えている、という構成を採用している。

また、本発明の他の静電保持装置からの保持対象物の離脱方法は、保持対象物を静電気によって引き付ける静電チャックと、前記静電チャックを支持するテーブル本体と、変形可能に構成されるとともに、前記テーブル本体との間に当該テーブル本体の平面視で前記静電チャックを内包する密閉空間を形成可能に設けられた変形部材とを用い、前記変形部材を間に挟んで静電チャックによって保持対象物を引き付けて保持する工程と、前記密閉空間に流体を供給して前記変形部材を膨出させ、当該変形部材と前記保持対象物との接触面積を低減させる工程とを備えている、という構成を採用している。

以上のような本発明によれば、接触面積低減手段を備えたことで、保持対象物と静電チャックまたは変形部材との接触面積を小さくしてからそれらを離間させることができるので、保持対象物の離脱の妨げとなっている残留引付力の影響や、それらの密着を解除することができ、保持対象物を容易に離脱することができる。その上、リフトピンを使用する必要がないので、当該リフトピン用の挿抜孔をなくすることができ、当該挿抜孔によって保持対象物が損傷することも防止できる。

本発明の第１、第２実施形態に係るシート貼付装置の側面図。（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、シート貼付装置の動作説明図。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、各実施形態での同様の構成および動作については、詳細な説明を省略する。
また、第１、第２実施形態において、基準となる図を挙げることなく、例えば、上、下、左、右、または、手前、奥といった方向を示した場合は、全て図１を正規の方向（付した番号が適切な向きとなる方向）から観た場合を基準とし、上、下、左、右方向が紙面に平行な方向であり、手前、奥方向が紙面に直交する方向とする。

図１、２において、シート貼付装置１は、保持対象物としてのウエハＷＦを保持する静電保持装置２と、接着シートＡＳをウエハＷＦに押圧して貼付する押圧手段３とを備えている。

静電保持装置２は、変形可能に構成され、ウエハＷＦを静電気によって引き付ける静電チャックとしての第１静電チャック２１と、第１静電チャック２１を支持するとともに、第１静電チャック２１との間に密閉空間としての第１密閉空間ＳＰ１を形成可能なテーブル本体２２と、第１密閉空間ＳＰ１に流体としての空気を供給して第１静電チャック２１を膨出させることで、当該第１静電チャック２１とウエハＷＦとの接触面積を低減させる接触面積低減手段２３と、第１静電チャック２１からのウエハＷＦの離脱を補助する離脱補助手段２４（図２（Ｂ）参照）とを備えている。

第１静電チャック２１は、正、負の電荷を発生させてクーロン力によってウエハＷＦを引き付ける電極２１Ａと、電極２１Ａを表面、裏面または内部で保持するとともに、ゴムや樹脂等によって変形可能に構成された変形部材２１Ｂとを備えている。なお、電極２１Ａは、変形可能でも変形不能でもどちらでもよい。
テーブル本体２２は、上面が開口された略箱状の下ケース２２Ａと、この下ケース２２Ａの内側底面に設けられたテーブル２２Ｂとを備え、下ケース２２Ａの内側底面には、テーブル２２Ｂ全体を内包するように設けられた第１静電チャック２１の外縁部が支持されている。
接触面積低減手段２３は、配管２３Ａを介して第１密閉空間ＳＰ１に連通され、第１密閉空間ＳＰ１を加圧可能な加圧ポンプやタービン等の加圧手段と、第１密閉空間ＳＰ１を減圧可能な減圧ポンプ、真空エジェクタ、開閉弁等の減圧手段とを有する第１圧力調整手段２３Ｂを備えている。
離脱補助手段２４は、図示しない減圧ポンプや真空エジェクタ等の吸引手段によってウエハＷＦや接着シートＡＳを吸着保持可能な保持面２４Ａを有する支持プレート２４Ｂと、支持プレート２４Ｂを移動させる駆動機器としての図示しない多関節ロボットとを備えている。

押圧手段３は、駆動機器としての直動モータ３１の出力軸３２に支持され、下面が開口されて下ケース２２Ａとで第２密閉空間ＳＰ２（図２（Ａ）参照）を形成可能な上ケース３３と、変形可能に構成され、上ケース３３との間に第３密閉空間ＳＰ３（図２（Ａ）参照）を形成可能に設けられるとともに、その外縁部が上ケース３３の内側上面に支持されて接着シートＡＳを静電気によって引き付ける第２静電チャック３４と、第２密閉空間ＳＰ２を加圧または減圧可能な第１加減圧手段３５と、第３密閉空間ＳＰ３を加圧または減圧可能な第２加減圧手段３６とを備えている。
第２静電チャック３４は、第１静電チャック２１と同等の電極３４Ａと変形部材３４Ｂとを備えている。
第１および第２加減圧手段３５、３６は、それぞれ配管３５Ａ、３６Ａを介して第２および第３密閉空間ＳＰ２、ＳＰ３に連通され、それぞれ第１圧力調整手段２３Ｂと同等の第２および第３圧力調整手段３５Ｂ、３６Ｂを備えている。

以上のシート貼付装置１において、ウエハＷＦに接着シートＡＳを貼付する手順について説明する。
先ず、図１中実線で示すように、上ケース３３が下ケース２２Ａから離れた状態で、離脱補助手段２４が図示しない多関節ロボットを駆動し、支持プレート２４Ｂで吸着保持した接着シートＡＳを上ケース３３の第２静電チャック３４に当接させると、押圧手段３が第２静電チャック３４を駆動し、接着シートＡＳを引き付けて保持する。また、離脱補助手段２４が図示しない多関節ロボットを駆動し、支持プレート２４Ｂで吸着保持したウエハＷＦを第１静電チャック２１に当接させると、静電保持装置２が第１静電チャック２１を駆動し、ウエハＷＦを引き付けて保持する。

次に、押圧手段３が直動モータ３１を駆動し、上ケース３３を下降させて、第２密閉空間ＳＰ２を形成した後、押圧手段３が第１および第２加減圧手段３５、３６を駆動し、第２および第３密閉空間ＳＰ２、ＳＰ３を同じ減圧率で減圧し、所定の圧力となったことが図示しない検知手段で検知されると、第１および第２加減圧手段３５、３６の駆動を停止する。その後、押圧手段３が第１加減圧手段３５を駆動または第２加減圧手段３６を駆動し、第２密閉空間ＳＰ２に対して第３密閉空間ＳＰ３の圧力を高くすることで、図２（Ａ）に示すように、第２静電チャック３４を膨出させて接着シートＡＳをウエハＷＦに押圧して貼付する。

次いで、押圧手段３が第２静電チャック３４の駆動を停止し、第１加減圧手段３５を駆動または第２加減圧手段３６を駆動し、第２および第３密閉空間ＳＰ２、ＳＰ３の圧力を等しくすることで、第２静電チャック３４を接着シートＡＳから離脱させて膨出前の状態に戻す。そして、押圧手段３が第１および第２加減圧手段３５、３６を駆動し、第２および第３密閉空間ＳＰ２、ＳＰ３を同じ加圧率で加圧して所定の圧力（大気圧）となったことが図示しない検知手段で検知されると、第１および第２加減圧手段３５、３６の駆動を停止する。次いで、押圧手段３が直動モータ３１を駆動し、上ケース３３を上方に移動させる。次に、離脱補助手段２４が図示しない多関節ロボットを駆動し、図２（Ｂ）に示すように、支持プレート２４Ｂの保持面２４Ａを接着シートＡＳに当接させ、図示しない吸引手段を駆動し、接着シートＡＳを保持した後、静電保持装置２が第１静電チャック２１の駆動を停止し、ウエハＷＦの保持を解除する。

その後、離脱補助手段２４が図示しない多関節ロボットを駆動し、接着シートＡＳが貼付されたウエハＷＦを第１静電チャック２１から取り外すこととなるが、ウエハＷＦと第１静電チャック２１との間に残留引付力が残っている場合や濡れ性で密着している場合がある。このようなとき、ウエハＷＦを静電保持する構成ではなく吸着保持する構成の場合では、吸引孔から少量の空気を突出させて密着解除ができるが、静電保持の場合には、このような密着解除ができない。そこで、静電保持装置２が接触面積低減手段２３を駆動し、図２（Ｃ）に示すように、第１密閉空間ＳＰ１に空気を供給して第１静電チャック２１を膨出させることで、第１静電チャック２１とウエハＷＦとの接触面積を低減させる。このとき、接着シートＡＳが貼付されたウエハＷＦが上昇するので、それに合わせて離脱補助手段２４が図示しない多関節ロボットを駆動し、支持プレート２４Ｂを上昇させる。これにより、ウエハＷＦが第１静電チャック２１の膨出とともに屈曲して破損したり、第１静電チャック２１から脱落して破損したりすることを防止することができる。第１静電チャック２１が所定量膨出したことが図示しない検知手段で検知されると、離脱補助手段２４が図示しない多関節ロボットを駆動し、接着シートＡＳが貼付されたウエハＷＦを次工程に搬送するとともに、静電保持装置２が接触面積低減手段２３を駆動し、第１密閉空間ＳＰ１から空気を排出することで、第１静電チャック２１を図１中実線で示す膨出前の状態に戻し、以降上記同様の動作が繰り返される。

以上のような実施形態によれば、接触面積低減手段２３を備えたことで、ウエハＷＦと第１静電チャック２１との接触面積を小さくしてからそれらを離間させることができるので、ウエハＷＦの離脱の妨げとなっている残留引付力の影響や、それらの密着を解除することができ、ウエハＷＦを容易に離脱することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図１、２に示すように、第２実施形態のシート貼付装置１Ａは、第１実施形態のシート貼付装置１に対し、静電保持装置２の代わりに、ウエハＷＦを静電気によって引き付ける静電チャックとしての第１静電チャック２１Ｃ（図１、２中二点鎖線で図示）と、第１静電チャック２１Ｃを支持するテーブル本体２２と、変形可能に構成されるとともに、テーブル本体２２との間に当該テーブル本体２２の平面視で静電チャック２１Ｃを内包する第１密閉空間ＳＰ１を形成可能に設けられた変形部材２５と、第１密閉空間ＳＰ１に空気を供給して変形部材２５を膨出させることで、当該変形部材２５とウエハＷＦとの接触面積を低減させる接触面積低減手段２３とを備えている静電保持装置２Ａを設けた点が相違する。なお、第１密閉空間ＳＰ１がテーブル本体２２の平面視で静電チャック２１Ｃを内包するとは、図１中上方から第１密閉空間ＳＰ１を見たときに、当該第１密閉空間ＳＰ１の領域内に静電チャック２１Ｃが存在することを意味する。変形部材２５は、第１実施形態の第１静電チャック２１と同様に、テーブル２２Ｂ全体を内包するように、その外縁部が下ケース２２Ａの内側底面に支持されている。第１静電チャック２１Ｃは、正、負の電荷を発生させてクーロン力によってウエハＷＦを引き付ける電極からなり、テーブル２２Ｂの表面、裏面または内部に保持されている。
なお、シート貼付装置１Ａの動作については、変形部材２５を間に挟んで第１静電チャック２１ＣによってウエハＷＦを引き付けて保持し、接触面積低減手段２３の駆動により変形部材２５を膨出させて、ウエハＷＦと変形部材２５との接触面積を低減させながら接着シートＡＳが貼付されたウエハＷＦを上昇させること以外は、第１実施形態のシート貼付装置１の動作と同様であるため、説明を省略する。

以上のような第２実施形態によっても、第１実施形態の効果を奏することができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、各実施形態において、接触面積低減手段２３が第１密閉空間ＳＰ１に供給する流体は、大気、単体ガス、混合ガス、水やオイル等の液体、ジェル状体等であってもよい。
また、各実施形態において、大気圧の雰囲気中や第２密閉空間ＳＰ２を大気圧よりも高い圧力として接着シートＡＳをウエハＷＦに押圧して貼付してもよい。
さらに、各実施形態において、離脱補助手段２４を設けなくてもよく、この場合人手で接着シートＡＳやウエハＷＦを搬送することができる。
また、各実施形態において、第２静電チャック３４および第２加減圧手段３６の代わりに、駆動機器としての直動モータの出力軸に支持され、図示しない減圧ポンプや真空エジェクタ等の吸引手段によって接着シートＡＳを吸着保持可能な保持テーブルを設けてもよい。
さらに、離脱補助手段２４の吸引手段によってウエハＷＦ等を吸着保持可能な支持プレート２４Ｂの代わりに、ウエハＷＦ等を静電気によって引き付ける静電チャックを設けてもよい。
また、第１静電チャック２１および変形部材２５は、弾性変形可能なものや塑性変形可能なものであってもよく、変形した後に完全に元の形状に戻らないものであってもよい。
さらに、テーブル２２Ｂを設けなくてもよく、この場合、第１静電チャック２１Ｃは、下ケース２２Ａの表面や内部に配置すればよい。
また、第１実施形態の静電保持装置２に第２実施形態の第１静電チャック２１Ｃを追加した構成としてもよい。

さらに、本発明における接着シートＡＳおよび保持対象物の材質、種別、形状等は、特に限定されることはない。例えば、接着シートＡＳは、感圧接着性、感熱接着性等の接着形態に限定されることはなく、感熱接着性のものが採用された場合は、当該接着シートＡＳを加熱する適宜な加熱手段を設ければよい。また、このような接着シートＡＳは、例えば、接着剤層だけの単層のもの、基材シートと接着剤層との間に中間層を有するもの、基材シートの上面にカバー層を有する等３層以上のもの、更には、基材シートを接着剤層から剥離することのできる所謂両面接着シートのようなものであってもよく、両面接着シートは、単層又は複層の中間層を有するものや、中間層のない単層又は複層のものであってよい。また、保持対象物としては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等の半導体ウエハ、回路基板、光ディスク等の情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板等、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。なお、接着シートＡＳを機能的、用途的な読み方に換え、例えば、情報記載用ラベル、装飾用ラベル、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、ダイボンディングテープ、記録層形成樹脂シート等の任意の形状の任意のシート、フィルム、テープ等を前述のような任意の保持対象物に貼付することができる。
また、静電保持装置２、２Ａは、シート貼付装置１、１Ａ以外に塗布装置、検査装置等の他の装置に採用してもよい。静電保持装置２、２Ａを塗布装置や検査装置に採用することで、保持対象物としての被塗布物や被検査物を容易に離脱することができ、効率を落とすことなく塗布や検査を行うことができる。

本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、静電チャックは、変形可能に構成され、保持対象物を静電気によって引き付けるものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせ、その技術範囲内のものであればなんら限定されることはない（他の手段および工程についての説明は省略する）。
また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダおよびロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

２、２Ａ…静電保持装置
２１、２１Ｃ…第１静電チャック（静電チャック）
２２…テーブル本体
２３…接触面積低減手段
２５…変形部材
ＳＰ１…第１密閉空間（密閉空間）
ＷＦ…ウエハ（保持対象物）

Claims

変形可能に構成され、保持対象物を静電気によって引き付けて保持する静電チャックと、
前記静電チャックを支持するとともに、前記静電チャックとの間に密閉空間を形成可能なテーブル本体と、
前記密閉空間に流体を供給して前記静電チャックを膨出させることで、当該静電チャックと前記保持対象物との接触面積を低減させる接触面積低減手段とを備えていることを特徴とする静電保持装置。
保持対象物を静電気によって引き付けて保持する静電チャックと、
前記静電チャックを支持するテーブル本体と、
変形可能に構成されるとともに、前記テーブル本体との間に当該テーブル本体の平面視で前記静電チャックを内包する密閉空間を形成可能に設けられた変形部材と、
前記密閉空間に流体を供給して前記変形部材を膨出させることで、当該変形部材と前記保持対象物との接触面積を低減させる接触面積低減手段とを備えていることを特徴とする静電保持装置。
変形可能に構成され、保持対象物を静電気によって引き付ける静電チャックと、
前記静電チャックを支持するとともに、前記静電チャックとの間に密閉空間を形成可能なテーブル本体とを用い、
前記静電チャックによって保持対象物を引き付けて保持する工程と、
前記密閉空間に流体を供給して前記静電チャックを膨出させ、当該静電チャックと前記保持対象物との接触面積を低減させる工程とを備えていることを特徴とする静電保持装置からの保持対象物の離脱方法。
保持対象物を静電気によって引き付ける静電チャックと、
前記静電チャックを支持するテーブル本体と、
変形可能に構成されるとともに、前記テーブル本体との間に当該テーブル本体の平面視で前記静電チャックを内包する密閉空間を形成可能に設けられた変形部材とを用い、
前記変形部材を間に挟んで静電チャックによって保持対象物を引き付けて保持する工程と、
前記密閉空間に流体を供給して前記変形部材を膨出させ、当該変形部材と前記保持対象物との接触面積を低減させる工程とを備えていることを特徴とする静電保持装置からの保持対象物の離脱方法。