WO2024070009A1 - 静電キャリア、処理システム及び処理方法 - Google Patents

Abstract

導電性を有し、厚み方向に複数の貫通孔を有する本体部と、前記本体部の表面に形成される絶縁層と、を有する静電キャリアを用いたチップの処理方法であって、複数の前記チップを前記静電キャリアの保持面上に並べて配置することと、前記本体部に給電し、前記本体部を帯電させることと、前記チップにアース線を接触させ、当該チップと前記本体部の間で静電力を発生させることと、を含む。

Description

静電キャリア、処理システム及び処理方法

　本開示は、静電キャリア、処理システム及び処理方法に関する。

　特許文献１には、ウェハ上にチップを実装するためのチップオンウェハ（ＣｏＷ：Ｃｈｉｐ　ｏｎ　Ｗａｆｅｒ）接合方法が開示されている。このチップオンウェハ接合方法では、複数のチップを基板の対応する接合部上に本接合する前に、チップ側接合面に表面活性化処理、親水化処理を行い、複数のチップを基板上に仮接合する。

　特許文献２には、シリコンウェハ等の薄板材料の補強材が開示されている。この補強材は、電気絶縁層（ポリイミド層）の内部に電極部を埋設させた薄板状の静電保持部を備えた補強材本体を有する。そして、前記電極部に高電圧を印加するとともに、前記電極部への印加電圧とは逆極性の電荷を補強対象物に対して供給することで、前記静電保持部に吸着力を発揮させて補強対象物を吸着し、前記補強材本体を補強材として機能させる。

日本国　特許第６３３７４００号 日本国　特開２００９－０９９６７４号公報

　本開示にかかる技術は、チップオンウェハ製造プロセスにおいて、ダイシング後のチップのウェハへの移送を適切に実行できる静電キャリアを提供する。

　本開示の一態様は、チップオンウェハ製造プロセスにおいて用いられる静電キャリアであって、導電性を有し、厚み方向に複数の貫通孔を有する本体部と、前記本体部の表面に形成される絶縁層と、を有する。

　本開示によれば、チップオンウェハ製造プロセスにおいて、ダイシング後のチップのウェハへの移送を適切に実行できる静電キャリアを提供できる。

ダイシングシートに貼付されたチップの構成の概略を示す説明図である。 本実施形態に係る静電キャリアの構成の概略を示す断面図である。 本実施形態に係る静電キャリアの構成の概略を示す平面図である。 静電キャリアの他の構成の概略を示す断面図である。 静電キャリアの他の構成の概略を示す平面図である。 チップの接合対象であるウェハの構成の概略を示す断面図である。 本実施形態にかかる処理システムの構成の概略を示す平面図である。 チップ配置装置の構成の概略を示す断面図である。 除電部の他の構成例を示す説明図である。 除電部の他の構成例を示す説明図である。 接合装置の構成の概略を示す断面図である。 本実施形態にかかるチップオンウェハ製造プロセスの主な工程を示すフロー図である。 本実施形態にかかるチップオンウェハ製造プロセスの主な工程を示す側面視の説明図である。 チップ配置装置における静電キャリアへのチップの静電吸着の様子を示す側面視の説明図である。 接合装置における静電キャリアからのチップの離脱の様子を示す説明図である。 接合装置における静電キャリアからのチップの離脱の様子を示す説明図である。 接合装置の他の構成例を示す断面図である。 接合装置の他の構成例を示す断面図である。 接合装置の他の構成例を示す断面図である。

　近年、半導体デバイスの製造工程においては、デバイスの更なる高性能化、高密度化の要望に応じ、３次元実装技術の一方式としてチップオンウェハ（ＣｏＷ）製造プロセスの検討がなされている。チップオンウェハの製造は、一例として特許文献１に記載の方法により行われる。

　このチップオンウェハ製造プロセスでは、特許文献１にも記載があるように、半導体基板（以下、「ウェハ」という。）に対する半導体チップ（以下、単に「チップ」という。）の本実装に先立ち、当該チップの接合面に表面活性化、親水化や保護膜の除去等を含む一連の処理が必要となる。これら、チップに対する一連の処理は、例えば当該チップがダイシングフレームに固定されたダイシングテープ上に配置された状態で行われるが、このような状態で一連の処理が行われた場合、チップが配置されたダイシングテープにダメージを与え、当該ダイシングテープの再利用ができなくなる、という課題が生じる。

　そこで本発明者らが鋭意検討を行ったところ、静電型保持機構を応用することで、チップオンウェハ製造プロセスにおけるダイシングテープの損耗を抑制できる可能性を見出した。具体的には、チップオンウェハ製造プロセスにおいてダイシングテープ上のチップに上記一連の処理を行うことに代え、静電（クーロン）力による吸着保持機能を有するキャリア基板（以下、「静電キャリア（ＥＳＷ：Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｓｔａｔｉｃ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｗａｆｅｒ）」という。）にチップを保持した状態で、上記一連の処理を行う。
　そして特許文献２にはシリコンウェハ等の薄板材料を保持、補強する静電型補強装置の開示があるが、このように複数のチップを静電吸着によりキャリアウェハ上に保持し、上記一連の処理を施した後、当該チップを実装対象のウェハに本実装することについては記載がない。

　また、特許文献２にも開示されるように、シリコンウェハ等の薄板材料の移送に用いる静電キャリアでは、電極部の周囲を絶縁のために被覆する絶縁層（例えばポリイミド層）が必須の構成となる。しかしながら、電極部を被覆する絶縁層が硬い（弾性率が大きい）と、上記一連の処理で用いられる導電性液体を介して電荷がリークし、静電キャリアに対する薄板材料の静電吸着力が失われるおそれがある。
　そして特許文献２には、このように導電性液体を介して電荷がリークすることによる、静電吸着力の低下については記載がない。

　本開示にかかる技術は、チップオンウェハ製造プロセスにおいて、ダイシング後のチップのウェハへの移送を適切に実行できる静電キャリアを提供する。以下、本実施形態にかかる処理システム及び処理方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

　本実施形態に係る後述の処理システム１０では、後述のダイシングテープＴの接着面上に並べて貼付された複数のチップＣを後述の静電キャリアＣｗ上に配置し、更に静電キャリアＣｗ上の複数のチップＣを、実装対象のウェハＷに接合する（チップオンウェハ製造プロセス）。以下、複数のチップＣにおいて、後述のデバイス層Ｄが形成されている側の面を表面Ｃａ（または「デバイス面」）といい、表面Ｃａ（デバイス面）と反対側のダイシングテープＴに貼付される側の面を裏面Ｃｂという。

　図１に示すように、チップＣには、裏面Ｃｂ側から表面Ｃａ側に向けて、シリコン層Ｓｉ、複数のデバイスを含むデバイス層Ｄ、及びデバイス層Ｄを保護する保護膜Ｐが順次形成されている。そしてチップＣは、裏面Ｃｂ側のシリコン層ＳｉがダイシングテープＴに貼付されている。
　なお、ダイシングテープＴは、後述の処理システム１０での搬送時においては図１に示したようにダイシングフレームＦに固定される。

　静電キャリアＣｗは、複数のチップＣを静電吸着及び真空吸着して保持するための吸着面を上面に有する。図２に示すように静電キャリアＣｗは、本体部１の表面に絶縁層２が形成された構成を有する。従って、本開示の技術に係る静電キャリアＣｗにおいて、本体部１には、チップＣを静電吸着するための電極部（電極配線パターン）は形成されない。静電キャリアＣｗは、図２に示すようにチップＣの裏面Ｃｂ側のシリコン層Ｓｉを吸着保持する。

　本体部１は、チップＣの実装対象である後述のウェハＷと略同径、略同一の厚みを有し、導電性を有する任意の材料、例えばシリコン、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス又はチタン等により構成される。換言すれば、導体基板としてのシリコン基板を本体部１として用いてもよい。または、本体部１は、チップＣの実装対象である後述のウェハＷと略同径であり、かつ、ウェハＷとは異なる厚み（例えば５００μｍ～１０００μｍ）で構成してもよい。
　また本体部１は、図２及び図３に示すように、静電キャリアＣｗの吸着面内でチップＣの保持位置と対応するように、本体部１の厚み方向に貫通する複数の貫通孔１ａが形成されている。一例において静電キャリアＣｗの吸着面内におけるチップＣの保持位置は、ウェハＷの実装面上におけるチップＣの接合位置（チップＣの実装位置）と対応するように配置される。

　複数の貫通孔１ａは、静電キャリアＣｗの吸着面において任意の位置に形成することが可能である。
　一例において、複数の貫通孔１ａは、図２及び図３で示したように、静電キャリアＣｗに保持される複数のチップＣの各々に対応して１つずつ、換言すれば、静電キャリアＣｗに保持される複数のチップＣと同数で形成されてもよい。
　または、一例において複数の貫通孔１ａは、図４及び図５に示すように、静電キャリアＣｗに保持される複数のチップＣの各々に対応して複数、換言すれば、静電キャリアＣｗに保持される複数のチップＣよりも多く形成されてもよい。この場合、貫通孔１ａの形成数、大きさ、形成間隔および配置は特に限定されるものではないが、当該静電キャリアＣｗに撓み等の変形が発生しない強度（剛性）を確保できるような形成数、大きさや形成間隔で決定することが望ましい。一例において貫通孔１ａの大きさはφ０．５ｍｍ～１．０ｍｍ、形成間隔（貫通孔１ａの間に残る金属部分の格子幅）は０．５ｍｍ～１．０ｍｍである。

　絶縁層２は本体部１の表面に形成される層であり、柔軟性を有し、かつ絶縁性を有する材料、例えばポリイミドやＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合体）等により構成される。絶縁層２は、図２に示すように静電キャリアＣｗにおいてチップＣの吸着面を構成する。絶縁層２の厚みは、静電吸着により静電キャリアＣｗ上にチップを保持できる程度の厚み、例えば１０μｍである。一例において絶縁層２には、図２及び図３に示したように、静電キャリアＣｗの吸着面内でチップＣの保持位置、すなわち本体部１に形成される複数の貫通孔１ａの形成位置と対応する位置において、複数の貫通孔２ａ（第２の貫通孔）が形成されている。複数の貫通孔２ａは、本体部１に形成される複数の貫通孔１ａと比較して小径であることが好ましい。
　なお、本開示の技術において「絶縁層２が柔軟性を有する」とは、本体部１上の絶縁層２の弾性率が２ＧＰａ以下、好ましくは０．５ＧＰａ以下であることを言う。
　また、本開示の技術において「絶縁層２が絶縁性を有する」とは、本体部１上の絶縁層２の絶縁破壊電圧が３０ｋＶ以上、好ましくは４０ｋＶ以上であることを言う。

　なお絶縁層２には、静電キャリアＣｗ上のチップＣに対する処理の目的に応じて、複数の貫通孔２ａが形成されていなくてもよく（上記した図４及び図５も参照）、または、複数の貫通孔２ａが本体部１に形成される複数の貫通孔１ａと同径で形成されてもよい。
　換言すれば、本開示の技術に係る静電キャリアＣｗにおいては、導電性を有し、複数の貫通孔１ａが形成された本体部１の表面に、絶縁性を有する絶縁層２が少なくとも形成されていればよい。

　絶縁層２は、本体部１に対して任意の方法により形成される。例えば、絶縁層２は、本体部１の表面に対してスピンコートでのポリイミドの塗布により形成される膜であってもよい。また例えば、絶縁層２は、本体部１の表面に対して絶縁膜（例えばポリイミドフィルムやバックグラインド（ＢＧ）テープ）を貼付して形成される絶縁膜であってもよい。

　本体部１及び絶縁層２の貫通孔１ａ、２ａは、任意の方法、タイミングで形成される。
　例えば、本体部１の貫通孔１ａと絶縁層２の貫通孔２ａの両方を形成する場合においては、本体部１に相当するシリコン基板の表面に絶縁層２を形成した後、レーザ照射等により、貫通孔１ａと貫通孔２ａを同時に形成してもよい。または、本体部１への貫通孔１ａの形成と絶縁層２への貫通孔２ａの形成とを独立して行い、その後、貫通孔１ａと貫通孔２ａの位置合わせを行いながら本体部１に対して絶縁層２を貼付してもよい。
　また例えば、本体部１にのみ貫通孔１ａを形成し、絶縁層２に貫通孔２ａを形成しない場合においては、本体部１にレーザ照射やパンチング加工等で貫通孔１ａを形成した後に、本体部１に絶縁膜を貼付してもよい。

　本開示の技術に係る静電キャリアＣｗは以上のように構成され、静電キャリアＣｗとチップＣとの間で静電（クーロン）力を発生させることにより、吸着面上にチップＣを吸着保持する。なお、静電キャリアＣｗによるチップＣの保持方法の詳細については後述する。

　チップＣの実装対象であるウェハＷは、半導体デバイスの製造工程時に用いられる、例えばシリコン基板等の半導体ウェハやガラス基板であって、図６に示すように、チップＣの実装面である表面Ｗａ側に複数のデバイスを含むデバイス層Ｄｗが形成されている。一例においてウェハＷの厚みは、例えば上記した静電キャリアＣｗと同じかまたは若干大きく構成され、例えば８００μｍである。
　デバイス層Ｄｗは、例えば、図６に示したように実装されるチップＣと略同一の大きさに小片化されている。換言すれば、ウェハＷの実装面上において小片化されたデバイス層Ｄｗのそれぞれが、当該ウェハＷにおけるチップＣの接合位置（チップＣの実装位置）となる。
　また、ウェハＷの表面Ｗａ側には保護膜Ｐｗが形成され、当該保護膜Ｐｗの厚みは、デバイス層Ｄｗの厚みと略同一である。換言すれば、ウェハＷの表面Ｗａ側には、小片化されたデバイス層Ｄｗの各々が露出した部分と、これらデバイス層Ｄｗ間で保護膜Ｐｗが露出した部分と、が形成されている。

　なお、デバイス層Ｄｗの大きさは実装されるチップＣと必ずしも略同一である必要はなく、チップＣと比較して大きくてもよいし、または小さくてもよい。

　なお、ウェハＷは後述するようにチップＣと接合されるが、チップＣとの接合に先立ち、ウェハＷの表面Ｗａ側には接合のための各種前処理が施されている。より具体的には、ウェハＷの表面Ｗａ側には、処理システム１０に配置される後述の１つ又は複数の前処理装置において、表面活性化や親水化を含む一連の前処理が予め施される。

　図７に示すように処理システム１０は、搬入出ステーション１１と処理ステーション１２を一体に接続した構成を有している。搬入出ステーション１１では、例えば外部との間で複数のダイシングフレームＦ、複数の静電キャリアＣｗ及び複数のウェハＷをそれぞれ収容可能なフープＦｆ、Ｆｃ、Ｆｗがそれぞれ搬入出される。処理ステーション１２は、後述する一連のチップオンウェハ製造プロセスを実現するための各種処理装置を備えている。

　搬入出ステーション１１には、フープ載置台２０が設けられている。図示の例においてフープ載置台２０には、複数、例えば３つのフープＦｆ、Ｆｃ、ＦｗがＹ軸方向に一列に並べて載置される。なお、フープ載置台２０に載置されるフープＦｆ、Ｆｃ、Ｆｗの数や配置は本実施形態に限定されず、任意に決定できる。

　フープ載置台２０のＸ軸正方向側には、当該フープ載置台２０に隣接して搬送装置３０が設けられている。搬送装置３０は、Ｙ軸方向に延伸する搬送路３１上を移動自在に構成されている。また搬送装置３０は、ダイシングフレームＦ、静電キャリアＣｗ及びウェハＷ（以下、これらを併せて「ダイシングフレームＦ等」という場合がある。）を保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム３２、３２を有している。各搬送アーム３２は、水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸回りに移動自在に構成されている。なお、搬送アーム３２の構成は本実施形態に限定されず、任意の構成を取り得る。そして、搬送装置３０は、フープ載置台２０のフープＦｆ、Ｆｃ、Ｆｗ、及び後述するトランジション装置４０に対して、ダイシングフレームＦ等を搬送可能に構成されている。

　搬入出ステーション１１には、搬送装置３０のＸ軸正方向側において、当該搬送装置３０に隣接して、ダイシングフレームＦ等を処理ステーション１２との間で受け渡すためのトランジション装置４０が設けられている。

　処理ステーション１２には、搬送装置５０、チップ配置装置６０、保護膜除去装置７０、表面改質装置８０、表面親水化装置９０、前処理装置１００及び接合装置１１０が配置されている。なお、これら各種処理装置の数や配置は本実施形態に限定されず、任意に決定できる。

　搬送装置５０は、トランジション装置４０のＸ軸正方向側に設けられている。搬送装置５０は、Ｘ軸方向に延伸する搬送路５１上を移動自在に構成されている。また搬送装置５０は、ダイシングフレームＦ等を保持して搬送する、例えば２つの搬送アーム５２、５２を有している。各搬送アーム５２は水平方向、鉛直方向、水平軸回り及び鉛直軸回りに移動自在に構成され、搬入出ステーション１１のトランジション装置４０及び処理ステーション１２の各種処理装置に対してダイシングフレームＦ等を搬送可能に構成されている。

　チップ配置装置６０では、ダイシングテープＴ上に裏面Ｃｂ側が貼付された複数のチップＣを、当該チップＣをウェハＷへ実装する際の中継部材となる静電キャリアＣｗの吸着面上に、表面Ｃａ側の保護膜Ｐが上側となるように並べて配置する。すなわちチップ配置装置６０では、チップＣの表裏面を反転させずにダイシングテープＴから静電キャリアＣｗに当該チップＣの移し替えを行う。

　図８に示すようにチップ配置装置６０の内部には、ピックアップ領域６０ａ及びアレンジ領域６０ｂが形成されている。ピックアップ領域６０ａでは、ダイシングフレームＦからのチップＣのピックアップが行われる。アレンジ領域６０ｂでは、静電キャリアＣｗへのチップＣの配置が行われる。

　ピックアップ領域６０ａには、フレーム保持部６１、突上げ部６２及びコレット６３が設けられている。

　フレーム保持部６１は、ダイシングフレームＦの保持面を上面に有し、搬送装置５０により搬送されるダイシングフレームＦを、ダイシングテープＴに貼付された複数のチップＣが上側を向いた状態で保持する。
　突上げ部６２はフレーム保持部６１の下方に配置されるとともに、フレーム保持部６１と相対的に水平方向に移動可能に構成される。フレーム保持部６１と突上げ部６２は、相対的に水平方向に移動できれば、フレーム保持部６１と突上げ部６２の少なくともいずれか一方が移動可能に構成されていればよい。これにより突上げ部６２は、ダイシングテープＴ上の複数のチップＣのうちから、一のチップＣを選択的に下方から突き上げて上昇させる。
　コレット６３はフレーム保持部６１の上方に配置され、突上げ部６２により突き上げられた一のチップＣを上方から保持し、保持したチップＣをピックアップ領域６０ａとアレンジ領域６０ｂとの間で搬送する。

　アレンジ領域６０ｂには、キャリア保持部６４、電力供給部６５、除電部６６及びアライメント機構６７が設けられている。

　キャリア保持部６４は、静電キャリアＣｗの保持面を上面に有し、搬送装置５０により搬送される静電キャリアＣｗを、チップＣの吸着面である絶縁層２が上側を向いた状態で保持する。

　電力供給部６５は一例においてキャリア保持部６４の下方に配置され、キャリア保持部６４上の静電キャリアＣｗの裏面側、すなわち本体部１に接触して電圧を印加する給電ピン６５ａと、給電ピン６５ａに電力を供給する電力供給源６５ｂと、アース線６５ｃと、を有する。チップ配置装置６０では、給電ピン６５ａから本体部１に給電することで発生するクーロン力により、静電キャリアＣｗの吸着面上にチップＣを吸着保持する。なお、静電キャリアＣｗによるチップＣの吸着原理の詳細は後述する。
　なお、電力供給部６５の配置はこれに限定されず、静電キャリアＣｗに適切に電圧を印加できれば、キャリア保持部６４の外部、例えば側方や上方に配置されていてもよい。

　なお、本実施形態においては電力供給部６５が１本の給電ピン６５ａを有する場合を例に説明を行ったが、電力供給部６５は、複数の給電ピン６５ａを備えてもよい。

　除電部６６は一例においてキャリア保持部６４の上方において、静電キャリアＣｗの保持面と対向して配置され、キャリア保持部６４に保持された静電キャリアＣｗ上のチップＣの除電（アース）を行うためのアース線６６ｂを有する。
　一例において除電部６６はキャリア保持部６４の上方で移動可能に構成され、静電キャリアＣｗ上の任意の位置に配置されたチップＣと接触し、アースをとることができる。

　なお、除電部６６の配置や構成はこれに限定されず、チップＣの除電を適切に行うことができれば、任意の場所に配置できる。
　例えば除電部６６は、図９に示すように、コレット６３の内部にアース線６６ｂを埋め込んで構成されてもよい。換言すれば、チップＣを保持して搬送するコレット６３と、チップＣのアースをとる除電部６６とを一体に構成してもよい。
　また例えば除電部６６は、図１０に示すようにキャリア保持部６４上の静電キャリアＣｗの全面を覆うように構成され、静電キャリアＣｗ上の複数のチップＣの除電（アース）を同時に行うことができるように構成してもよい。
　また更に、例えばチップＣを保持して搬送するためのコレット６３のパッド部分を導体で構成し、このコレット６３にアース線６６ｂを結合することで、除電部６６をコレット６３により構成してもよい。この場合、コレット６３のパッド部材は、チップＣの除電が適当に行える抵抗値（例えば１０ｅ６Ω～１０ｅ９Ω）を有する材料で構成することが望ましい。この抵抗値が低すぎる（１０ｅ６Ω未満）場合、チップＣの除電を適切に行えないおそれがある。一方、抵抗値が高すぎる（１０ｅ９Ω超）場合、チップＣの保持（除電）に際して異常放電が発生し、保持対象のチップＣやコレット６３に損傷を与えるおそれがある。

　アライメント機構６７は、キャリア保持部６４に保持された静電キャリアＣｗと、コレット６３に保持されたチップＣの位置合わせを行う。より具体的には、コレット６３に保持された一のチップＣと、静電キャリアＣｗの吸着面上におけるチップＣの吸着保持位置の位置合わせを行う。なお、静電キャリアＣｗの吸着面上におけるチップＣの吸着保持位置は、例えば絶縁層２に形成された貫通孔２ａにより判断してもよいし、又は予め取得されたレシピ等に基づいて判断してもよい。
　またアライメント機構６７は、静電キャリアＣｗの吸着面上において、適切にチップＣが配置されたか否かを検知できる。より具体的には、静電キャリアＣｗの吸着面上に実際に配置されたチップＣの位置と、静電キャリアＣｗの吸着面内におけるチップＣの吸着保持の設定位置と、の位置合わせを行い得る。
　アライメント機構６７は、一例としてカメラやセンサ等を備える。

　なお、図８に示した例においては、ダイシングテープＴ上のチップＣを枚葉で静電キャリアＣｗに対して移し替えを行う場合の構成を例に説明を行ったが、チップ配置装置６０では、複数のチップＣを同時に静電キャリアＣｗ上に移し替えを行うようにしてもよい。この場合、フレーム保持部６１の上方には複数のコレット６３が配置されてもよいし、又は、複数のチップＣを同時にピックアップ可能なチップ搬送機構を備えてもよい。

　保護膜除去装置７０では、チップＣの表面側に形成された保護膜Ｐを除去する。保護膜除去装置７０の構成は任意であるが、一例において保護膜除去装置７０では、チップＣに形成された保護膜Ｐに対するエッチング用の薬液の供給（ウェットエッチング処理）や、保護膜Ｐに対するレーザ光の照射（アブレーション処理）により、当該保護膜Ｐを除去し得る。

　表面改質装置８０では、例えば減圧雰囲気下において、処理ガスである酸素ガス又は窒素ガスが励起されてプラズマ化され、イオン化される。この酸素イオン又は窒素イオンが保護膜Ｐの除去により露出したデバイス層Ｄの表面（デバイス面）に照射されて、このデバイス面がプラズマ処理され、改質される。

　表面親水化装置９０では、例えばスピンチャックに保持された静電キャリアＣｗを回転させながら、当該静電キャリアＣｗ上、より具体的には表面改質が行われたデバイス面上に純水を供給する。そうすると、供給された純水はデバイス面上を拡散し、デバイス面が親水化される。

　前処理装置１００では、チップＣの接合前のウェハＷの表面（デバイス層Ｄｗの表面）に、チップＣとの接合のための前処理、例えば表面活性化や親水化が行われる。ウェハＷの表面の前処理方法は、例えば表面改質装置８０、表面親水化装置９０においてチップＣに対して行われる前処理方法と同様である。

　なお、本実施形態に係る処理システム１０では、このようにチップＣに対する前処理と、ウェハＷに対する前処理を異なる装置内において行うが、チップＣに対する前処理とウェハＷに対する前処理は同一の処理装置内で行われてもよい。すなわち、例えば表面改質装置８０及び表面親水化装置９０において、ウェハＷに対する前処理を行ってもよい。
　また、本実施形態に係る処理システム１０では、ウェハＷに対して前処理を行う前処理装置１００を１つのみ配置し、当該前処理装置１００内で表面活性化処理及び親水化処理を行ったが、これら表面活性化処理と親水化処理は異なる装置で行われてもよい。すなわち処理システム１０には、前処理装置１００に代えて、ウェハＷに前処理を行うための表面改質装置（図示せず）と表面親水化装置（図示せず）が配置されてもよい。同様に、チップＣに対して前処理を行う表面改質装置８０と表面親水化装置９０は、一体に構成されてもよい。

　接合装置１１０では、静電キャリアＣｗに吸着保持された複数のチップＣを、当該チップＣの実装対象であるウェハＷの実装面に接合する。

　図１１に示すように接合装置１１０には、キャリア保持部１１１、エア供給部１１２、ウェハ保持部１１３及びアライメント機構１１４が設けられている。

　第２のキャリア保持部としてのキャリア保持部１１１は、静電キャリアＣｗの保持面を上面に有し、搬送装置５０により搬送される、上記の保護膜Ｐの除去、表面改質処理及び表面親水化処理が施されたチップＣを吸着保持する静電キャリアＣｗを、当該チップＣが上側を向いた状態で保持する。

　エア供給部１１２は、キャリア保持部１１１の保持面上に形成された供給口１１２ａと、供給口１１２ａと反対側の端部に接続されたエア供給源１１２ｂとを有する。エア供給部１１２は、静電キャリアＣｗに保持されたチップＣの裏面Ｃｂ側に向けて、キャリア保持部１１１の下方側から貫通孔１ａ及び貫通孔２ａを介してエアを供給する。接合装置１１０では、このようにチップＣの裏面Ｃｂ側にエアを供給することで静電キャリアＣｗの吸着面からチップＣをリフトアップさせ、これにより静電キャリアＣｗの吸着面からチップＣを離脱させる。なお、チップＣの離脱方法の詳細については後述する。

　基板保持部としてのウェハ保持部１１３は、チップＣの実装対象であるウェハＷの保持面を下面に有し、搬送装置５０により搬送されるウェハＷを、チップＣの実装面が下側を向いた状態で保持する。また、一例においてウェハ保持部１１３は水平方向、鉛直方向及び水平軸回りに移動可能に構成され、保持したウェハＷの上下面を反転できるとともに、保持したウェハＷを静電キャリアＣｗに対して相対的に移動できる。

　アライメント機構１１４は、キャリア保持部１１１に保持された静電キャリアＣｗと、ウェハ保持部１１３に保持されたウェハＷの位置合わせを行う。より具体的には、静電キャリアＣｗに吸着保持された複数のチップＣと、ウェハＷの実装面上におけるチップＣの接合位置、すなわちウェハＷの表面Ｗａにおける小片化されたデバイス層Ｄｗと対応する位置と、の位置合わせを行う。アライメント機構１１４は、一例としてカメラやセンサ等を備える。

　なお、図示の例ではキャリア保持部１１１を接合装置１１０の底面側に固定して配置し、ウェハ保持部１１３をその上方に配置したが、キャリア保持部１１１を接合装置１１０の天面側に固定して配置し、ウェハ保持部１１３をその下方に配置してもよい。換言すれば、接合装置１１０ではキャリア保持部１１１により静電キャリアＣｗの吸着面に吸着保持された複数のチップＣが下側を向いた状態で保持し、更に、ウェハ保持部１１３によりウェハＷをチップＣの実装面が上側を向いた状態で保持するようにしてもよい。

　以上の処理システム１０には、制御装置１２０が設けられている。制御装置１２０は、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、処理システム１０におけるチップオンウェハ製造プロセスを制御するプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体Ｈに記録されていたものであって、当該記憶媒体Ｈから制御装置１２０にインストールされたものであってもよい。また、上記記憶媒体Ｈは、一時的なものであっても非一時的なものであってもよい。

　一実施形態に係る処理システム１０は以上のように構成されるが、処理システム１０には、目的に応じて他の処理装置が更に配置されてもよく、また、目的に応じて一部処理装置が処理システム１０の外部に配置されてもよい。
　具体的には、例えば処理システム１０には、チップＣの裏面Ｃｂ側に形成されたシリコン層Ｓｉを薄化するための各種装置が更に設けられてもよい。
　また、例えばウェハＷに前処理を行うための前処理装置１００を処理システム１０から省略し、処理システム１０の外部で前処理（表面活性化処理及び親水化処理）が予め行われたウェハＷを、フープＦｗにより処理システム１０に搬入するようにしてもよい。

　次に、以上のように構成された処理システム１０において行われるチップオンウェハ製造プロセスについて説明する。図１２は、チップオンウェハ製造プロセスの主な工程を示すフロー図である。図１３は、チップオンウェハ製造プロセスの一部工程を模式的に示す側面視の説明図である。

　先ず、複数のダイシングフレームＦ、静電キャリアＣｗ及びウェハＷを各々収納したフープＦｆ、Ｆｃ、Ｆｗが、搬入出ステーション１１のフープ載置台２０に載置される。
　図１３（ａ）に示すように、フープＦｆに収納されたダイシングフレームＦには、複数のチップＣが貼付されたダイシングテープＴが固定されている。複数のチップＣは、裏面Ｃｂ側のシリコン層ＳｉがダイシングテープＴに貼付されている。

　次に、搬送装置３０によりフープＦｆ内のダイシングフレームＦが取り出され、トランジション装置４０に搬送される。トランジション装置４０に搬送されたダイシングフレームＦは、搬送装置５０によりチップ配置装置６０に搬送される。またこれと同時に、又は続けて、フープＦｃ内の静電キャリアＣｗがチップ配置装置６０に搬送される。

　チップ配置装置６０では、ダイシングテープＴの接着面に裏面Ｃｂ側が貼付されたチップＣを、図１３（ｂ）に示すように、当該裏面Ｃｂが下側となるように静電キャリアＣｗの吸着面内における保持位置と対応する位置に配置し、吸着保持させる（図１２のステップＳｔ１）。
　以下、チップ配置装置６０における静電キャリアＣｗに対するチップＣの配置動作の一例について説明する（図８も参照のこと）。

　先ず、フレーム保持部６１と突上げ部６２を相対的に水平方向に移動させ、ダイシングテープＴに貼付された複数のチップＣのうちから、一のチップＣの下方に突上げ部６２を移動させる。そして、突上げ部６２を用いて一のチップＣを選択的に下方（裏面Ｃｂ側）から突き上げ、上昇させる。
　次に、突き上げられた一のチップＣの表面Ｃａをコレット６３により上方から保持する。この時、チップＣの表面Ｃａ側には保護膜Ｐが形成されているため、コレット６３の保持、例えば吸着保持によりデバイス層Ｄに損傷を与えることはない。
　次に、チップＣを保持したコレット６３を、キャリア保持部６４上の静電キャリアＣｗにおける一の吸着用保持位置と対応する位置に移動させ、当該静電キャリアＣｗの吸着面上にチップＣを配置（載置）し、コレット６３によるチップＣの保持、例えば吸着を解除する。
　次に、アライメント機構６７を用いて、一の吸着用保持位置に適切にチップＣが配置されたか否かを検知する。検知の結果、チップＣが適切に配置されていると判断される場合には、ダイシングテープＴ上の次のチップＣの配置動作を開始する。一方、チップＣが適切に配置されていないと判断される場合には、コレット６３により配置されたチップＣの再保持を行い、一の吸着用保持位置へのチップＣの再配置を行う。
　最後に、電力供給部６５の給電ピン６５ａを静電キャリアＣｗの本体部１に接触させ、当該給電ピン６５ａを介して静電キャリアＣｗに電圧を印加し、発生したクーロン力により、チップＣを静電キャリアＣｗの吸着面上に吸着保持させる。

　静電キャリアＣｗによるチップＣの静電吸着について、より詳細に説明する。
　コレット６３により静電キャリアＣｗの吸着用保持位置に全てのチップＣが配置されると、図１４（ａ）に示すように、給電ピン６５ａを介して静電キャリアＣｗに電圧（図示の例では正（＋）の電荷）が印加され、静電キャリアＣｗの本体部１が正（＋）に帯電する。
　本体部１が正（＋）に帯電すると、図１４（ｂ）に示すように、絶縁層２を隔ててチップＣの裏面Ｃｂ側に本体部１に蓄積した電荷とは逆極性（すなわち負（－））の電荷が蓄積され、また、チップＣの表面Ｃａ側に本体部１に蓄積した電荷と同極性（すなわち正（＋））の電荷が蓄積される。
　続いて、除電部６６のアース線をチップＣにおける表面Ｃａ側（保持面である裏面Ｃｂの対向側）に接触させる。そうすると、図１４（ｃ）に示すように、チップＣにおいては本体部１の正の電荷と引き合う負の電荷を残して表面Ｃａ側の正の電荷が除電（アース）される。
　その後、除電部６６を退避させると、静電キャリアＣｗの本体部１とチップＣの間に絶縁層２を隔てて電位差が発生し、互いに引き合う静電力が発生し、チップＣは静電キャリアＣｗの吸着面に静電力により吸着される。

　このように、本開示の技術においては、静電キャリアＣｗの本体部１は単極の電極として疑似的に作用し、当該本体部１の内部に電極配線パターンを形成することなく、絶縁層２を介してチップＣを吸着面に吸着保持できる。すなわち絶縁層２は、本体部１に印加された電荷を絶縁させることにより、本体部１に蓄積された電荷を維持するためのものである。

　また本開示の技術に係る静電キャリアＣｗにおいては、絶縁層２を弾性率が小さな柔軟性のある材料により形成する。
　静電キャリアＣｗへのチップＣの配置後、静電力によるチップＣの吸着保持前には、チップＣのシリコン層Ｓｉと静電キャリアＣｗの絶縁層２の間に、隙間が形成されている。この絶縁層２の柔軟性により、静電キャリアＣｗにおいては、静電力によるチップＣの吸着に際して、チップＣが絶縁層２に吸着される力により、チップＣのシリコン層Ｓｉと吸着面となる絶縁層２との間から空気が抜け、チップＣと絶縁層２の間に疑似的な真空状態が形成される。
　これにより、静電キャリアＣｗとチップＣの間では静電力による静電吸着に加え、疑似的な真空状態により形成される真空吸着力が発現し、静電吸着力と真空吸着力の両方を用いた強固な保持状態が形成される。

　静電キャリアＣｗによるチップＣの静電吸着は、以上のように行われる。
　なお、静電キャリアＣｗに対するチップＣの配置動作は、ダイシングテープＴ上に貼付された複数のチップＣのそれぞれに対して枚葉で、連続的に行われてもよいし、ダイシングテープＴ上の複数のチップＣが同時に静電キャリアＣｗ上に配置されてもよい。

　また、本体部１へ電圧印加のタイミング及びチップＣのアースのタイミングは上記した例に限定されない。すなわち、例えば吸着面上へのチップＣの配置に先立って（静電キャリアＣｗ上にチップＣがない状態で）、予め本体部１へ電圧を印加していてもよいし、図１４で示したように吸着面上へのチップＣの配置の後に（静電キャリアＣｗ上に全てのチップＣが配置された後に）電圧を印加していてもよい。また、静電キャリアＣｗに対して複数のチップＣを同時に配置する場合には、吸着面上へのチップＣの配置と同時に、本体部１に電圧を印加してもよい。また静電キャリアＣｗ上のチップＣの除電（アース）は、吸着面上にチップＣが配置され、電圧の印加と同時に行われてもよいし、吸着面上へのチップＣの配置が完了し、電圧を印加してチップＣが吸着保持された後に行われてもよい。
　ただし、吸着面上にチップＣが配置されていない状態で本体部１への電圧の印加を行った場合、発生する静電力により吸着面上にパーティクルが吸引され、付着してしまうおそれがある。係る点を鑑みて、本体部１への電圧印加のタイミングは吸着面上へのチップＣの配置よりも後、又は吸着面上へのチップＣの配置と同時であることが好ましい。より好適には、静電キャリアＣｗ上に、全てのチップＣが配置された後に、本体部１への電圧印加を行うことが望ましい。

　なお、チップ配置装置６０では、上記したようにアライメント機構６７を用いてチップＣが適切に配置されているかを確認し、チップＣの再配置を行ってもよいが、例えば後述の接合装置１１０においてウェハＷに対してチップＣを枚葉で接合する場合には、チップ配置装置６０では高いアライメント精度は求められず、少なくともチップＣ同士が干渉しなければよい。すなわち、接合装置１１０においてチップＣを枚葉で接合する場合には、接合装置１１０における後述の接合処理において、チップＣとウェハＷ上の実装位置とを高い精度でアライメントし、接合できればよく、チップ配置装置６０でのアライメント精度が求められるものではない。

　静電キャリアＣｗにチップＣが配置されると、次に、チップＣを吸着保持した静電キャリアＣｗを、搬送装置５０により保護膜除去装置７０に搬送する。保護膜除去装置７０では、図１３（ｃ）に示すように、チップＣのデバイス層Ｄに形成された保護膜Ｐを除去する（図１２のステップＳｔ２）。

　ここで、保護膜Ｐの除去に際して導電性の薬液（保護膜除去装置７０においては例えばエッチング液）を用いた場合、上記したように、この導電性の薬液を介して静電キャリアＣｗ、又はチップＣに蓄積した電荷がリークし、静電キャリアＣｗに対するチップＣの静電吸着力が失われるおそれがある。
　この点、本開示の技術に係る静電キャリアＣｗにおいては、上記したように、静電キャリアＣｗとチップＣの間に、静電吸着力に加えて真空吸着力を発生させて当該チップの吸着保持を行っている。これにより本開示の技術に係る静電キャリアＣｗにおいては、静電キャリアＣｗとチップＣの間の静電吸着力が失われた場合であっても、真空吸着力によりチップＣの吸着保持を維持することができる。
　なお、かかる効果は、後述する表面改質処理、及び親水化処理においても同様である。

　また、従来の方法のように、チップＣがダイシングテープＴに貼付された状態で保護膜Ｐの除去が行われた場合、特にダイシングテープＴは粘着面が上側を向いた状態でチップＣを保持するため、上記したようにダイシングテープＴに損耗を与え、当該ダイシングテープＴによるチップＣの保持を維持できなくなることや、再利用ができなくなるという課題があった。
　この点、本開示の技術に係るチップオンウェハ製造プロセスによれば、ダイシングテープＴに代えて静電キャリアＣｗに保持されたチップＣに対して保護膜Ｐの除去を行う。本実施形態において、静電キャリアＣｗは、シリコンやアルミニウム等の耐薬性を有する本体部１と、ポリイミドフィルムやバックグラインドテープ等の耐薬性を有する絶縁層２を組み合わせて構成される。このため、保護膜Ｐの除去に際しての、ダイシングテープＴの損耗と比較して静電キャリアＣｗの損耗が抑制でき、ダイシングフレームＦに固定されていたダイシングテープＴの再利用が可能であると共に、当該静電キャリアＣｗについても繰り返し使用が可能である。
　なお、かかる効果は、後述する表面改質処理、及び親水化処理においても同様である。

　次に、保護膜Ｐが除去されたチップＣを保持する静電キャリアＣｗを、搬送装置５０により表面改質装置８０に搬送する。表面改質装置８０では、図１３（ｄ）に示すように、チップＣの表面Ｃａ側に露出したデバイス面がプラズマ処理により改質される（図１２のステップＳｔ３）。

　次に、デバイス面が改質されたチップＣを保持する静電キャリアＣｗを、搬送装置５０により表面親水化装置９０に搬送する。表面親水化装置９０では、図１３（ｅ）に示すように、表面改質装置８０において改質されたチップＣのデバイス面上に水酸基（シラノール基）が付着して当該デバイス面が親水化される。また、当該純水によって、静電キャリアＣｗ及びチップＣが洗浄される（図１２のステップＳｔ４）。

　また、ステップＳｔ３における表面改質装置８０でのチップＣの表面改質処理、及びステップＳｔ４における表面親水化装置９０でのチップＣの親水化処理に続けて、又は同時に、又は先立って、フープＦｗ内のウェハＷを前処理装置１００に搬送する。前処理装置１００では、チップＣに対する表面改質処理及び親水化処理と同様に、ウェハＷの表面Ｗａ側のデバイス層Ｄｗに、表面改質処理及び親水化処理が施される（図１２のステップＳｔ３－２及びステップＳｔ４－２）。

　次に、デバイス面が親水化されたチップＣを保持する静電キャリアＣｗを、搬送装置５０により接合装置１１０に搬送する。またこれと同時に、又は続けて、表面Ｗａ側（デバイス層Ｄｗ）が親水化されたウェハＷを接合装置１１０に搬送する。

　接合装置１１０では、図１３（ｆ）に示すように静電キャリアＣｗ上の複数のチップＣと、チップＣの実装対象であるウェハＷの実装面（前処理が施された表面Ｗａ）とを重ね合わせ、更に上下方向から押圧することで、ウェハＷにチップＣを接合（いわゆるフュージョンボンディング）する（図１２のステップＳｔ５）。
　以下、接合装置１１０におけるウェハＷに対するチップＣの接合動作の一例について説明する（図１１も参照のこと）。

　先ず、複数のチップＣを吸着保持する静電キャリアＣｗを、吸着面が上側となるように、すなわち複数のチップＣが上側を向いた状態でキャリア保持部１１１上に載置する。
　次に、ウェハＷを保持するウェハ保持部１１３を静電キャリアＣｗの上方に配置する。ウェハＷは、前処理が施されたチップＣの実装面である表面Ｗａが下側を向いた状態でウェハ保持部１１３に保持される。またこの時、ウェハ保持部１１３に保持されたウェハＷは、当該ウェハＷの実装面上における小片化されたデバイス層Ｄｗの各々が、静電キャリアＣｗ上の複数のチップＣの位置と対応するようにアライメント機構１１４により位置合わせされる。チップ配置装置６０における、静電キャリアＣｗに対するチップＣの高い精度のアライメント、及び再配置は、このウェハＷ上のデバイス層Ｄｗと静電キャリアＣｗ上のチップＣとの位置合わせのために行われる。

　次に、キャリア保持部１１１に保持された静電キャリアＣｗ上のチップＣと、ウェハ保持部１１３に保持されたウェハＷ上のデバイス層Ｄｗとを上下方向から押圧し、当該チップＣとデバイス層Ｄｗとを接合する。
　この時、ウェハＷのデバイス層Ｄｗと静電キャリアＣｗ上のチップＣのそれぞれのデバイス面は改質されているため、先ず、デバイス層ＤｗとチップＣのデバイス面の間にファンデルワールス力（分子間力）が生じ、ウェハＷのデバイス層Ｄｗと静電キャリアＣｗ上のチップＣが接合される。さらに、デバイス層ＤｗとチップＣのそれぞれのデバイス面は親水化されているため、当該デバイス層ＤｗとチップＣの間の親水基が水素結合し（分子間力）、ウェハＷのデバイス層Ｄｗと静電キャリアＣｗ上のチップＣが強固に接合される。

　ウェハＷのデバイス層Ｄｗと静電キャリアＣｗ上のチップＣが接合されるとエア供給部１１２の供給口１１２ａから貫通孔１ａ、２ａを介して静電キャリアＣｗ上のチップＣの裏面Ｃｂ側にエアによる圧力を付与し、これにより静電キャリアＣｗの吸着面上におけるチップＣと絶縁層２の密着力を低下させる。
　より具体的に、チップＣの裏面Ｃｂ側にエアが供給されると、絶縁層２に形成された貫通孔２ａはチップＣにより閉塞されているため、図１５に示すように、チップＣの直下で本体部１に形成された貫通孔１ａの中心部分を頂点として絶縁層２が膨張する。そうすると、貫通孔１ａの中心部分と対応するチップＣの中心ではチップＣと絶縁層２の密着が維持されたまま、貫通孔１ａの周縁部分と対応するチップＣの外周部では当該チップＣが絶縁層２から浮き上がり、これによりチップＣと絶縁層２の密着力が低下、より具体的にはチップＣとウェハＷのデバイス層Ｄｗとの間の接合力と比較して低くなる。

　なお、上記したように絶縁層２に貫通孔２ａが形成されていない場合であっても、図１６に示すように、貫通孔１ａを介してチップＣの裏面Ｃｂ側にエアを供給することで、同様に絶縁層２を膨張させてチップＣと絶縁層２の密着力を低下できる。
　また、本開示に係る技術によれば、上記したようにチップＣと絶縁層２の間に静電吸着力と真空吸着力の両方が作用している。このため、上記したように絶縁層２の貫通孔２ａと本体部１の貫通孔１ａが同径で形成されている場合であっても、エアを供給してチップＣと絶縁層２の密着力を低下させる際に、チップＣと絶縁層２との間の真空吸着の破壊（貫通孔１ａからチップＣの下方へのエアの吹き上げ）によりチップＣが飛散することが抑制される。

　次に、ウェハＷを保持したウェハ保持部１１３を上昇させる。これにより、チップＣと絶縁層２の密着力が低下しているため、チップＣが絶縁層２から完全に離脱される。
　最後に、ウェハ保持部１１３を水平軸回りに回転させ、これによりウェハＷの表裏面を反転させる。換言すれば、複数のチップＣが接合されたウェハＷの実装面が上側を向いた状態にする。

　一実施形態に係るウェハＷに対するチップＣの接合動作は以上のように行われる。

　なお、上記したように複数のチップＣを吸着保持する静電キャリアＣｗを、吸着面が下側となるように、すなわち複数のチップＣが下側を向いた状態で保持し、ウェハＷを静電キャリアＣｗの下方に配置するようにしてもよい。換言すれば、静電キャリアＣｗとウェハＷの上下方向の配置は図示の例に限定されず、上下反対に保持、搬送されてもよい。

　ウェハＷのデバイス層Ｄｗに複数のチップＣが接合されると、その後、チップＣが実装されたウェハＷは、搬送装置５０によりトランジション装置４０に搬送され、その後、さらに搬送装置３０によりフープ載置台２０のフープＦｗに搬送される。
　また同様に、チップＣが離脱された後の静電キャリアＣｗは、搬送装置５０によりトランジション装置４０に搬送され、その後、さらに搬送装置３０によりフープ載置台２０のフープＦｃに搬送される。こうして、処理システム１０における一連のチップオンウェハ製造プロセスが終了する。

　なお、ダイシングフレームＦ、静電キャリアＣｗ及びウェハＷが回収されるフープは、必ずしも、搬入時にダイシングフレームＦ等をそれぞれ収納していたフープと同一のフープである必要はない。すなわち、例えばダイシングフレームＦ等をそれぞれ収納していたフープが、それぞれ別の部材を搬出してもよいし、又は、ダイシングフレーム等を搬出するための新たなフープ等が処理システム１０に搬入されていてもよい。

　以上の実施形態によれば、一連のチップオンウェハ製造プロセスに際して、ダイシングテープＴからウェハＷへのチップＣの中継部材となる静電キャリアＣｗを、導電性の本体部１の表面に絶縁層２を形成したのみの簡易な構造で構成することができる。
　そしてこれにより、従来の静電キャリアのように導電性の本体部の内部に電極配線パターンを構成する必要がないため、チップＣの離脱に用いる貫通孔の形成の自由度も大幅に向上し、当該静電キャリアＣｗの構成に係る手間やコストも大幅に削減できる。

　より具体的に、従来の静電キャリア（静電型保持機構）の構造では、保持対象物を離脱させる際に必要となる貫通孔を、当該保持対象物の直下に形成し、かつ、当該保持対象物を吸着保持するための埋込型の電極部の配線パターンを避けて配置する必要があった。更に、これとともに、保持する保持対象物の個数や配置に応じて、貫通口の配置の変更、又は配線パターンの変更が必要となり、多大な手間やコストを要していた。
　この点、本開示の技術に係る静電キャリアＣｗでは、導電性の本体部の内部に電極配線パターンを構成する必要がないため、貫通孔の個数や配置を任意に決定できる。

　また本開示の技術に係る静電キャリアＣｗによれば、本体部１の表面に形成する絶縁層２を、弾性率の低い柔軟性の有する材料により構成する。これにより、絶縁層２とチップＣの間から空気が排出され、本体部１への電圧の印加により発生する静電吸着力に加え、疑似的に真空吸着力をも発生させ、チップＣの吸着保持をより適切に実行できる。

　更に、このように静電吸着力に加え真空吸着力をも発生できることから、例えば保護膜Ｐの除去等において導電性液体を静電キャリアＣｗ上に供給し、静電キャリアＣｗとチップＣの間の静電吸着力が失われる場合であっても、適切にチップＣの保持力を維持できる。

　更に本実施形態に係る静電キャリアＣｗによれば、上記したように本体部１の表面に形成する絶縁層２を、弾性率の低い柔軟性の有する材料により構成することで、チップＣの離脱に際してのエアの供給により、絶縁層２を容易に膨張させ、チップＣと絶縁層２の間の吸着力を適切に低下できる。

　また、本実施形態に係る静電キャリアＣｗは、上記したようにチップＣの実装対象であるウェハＷと略同径で構成される。これにより、静電キャリアＣｗをウェハＷと同一の搬送装置、処理装置を用いて搬送および処理することが可能であり、新たに静電キャリアＣｗを搬送、処理するための装置を設ける必要がない。

　なお、上記実施形態に係る接合装置１１０においては、キャリア保持部１１１上の静電キャリアＣｗと、ウェハ保持部１１３上のウェハＷとを対向させ、互いに接触させることで複数のチップＣを同時にウェハＷ上に実装したが、ウェハＷに対するチップＣの実装は枚葉で行われてもよい。

　図１７に示すように、チップＣを枚葉でウェハＷに実装するための他の実施形態に係る接合装置２００には、離脱領域２００ａ、接合領域２００ｂ及び受渡領域２００ｃが形成されている。離脱領域２００ａでは、静電キャリアＣｗからのチップＣのピックアップが行われる。接合領域２００ｂでは、ウェハＷへのチップＣの接合が行われる。受渡領域２００ｃでは、離脱領域２００ａと接合領域２００ｂの間におけるチップＣの受け渡しが行われる。

　離脱領域２００ａには、第２のキャリア保持部としてのキャリア保持部２０１、エア供給部２０２及び第１のコレット２０３が設けられている。

　キャリア保持部２０１及びエア供給部２０２は、上記実施形態に係る接合装置１１０のキャリア保持部１１１及びエア供給部１１２と略同様の構成を有している。エア供給部２０２は供給口２０２ａとエア供給源２０２ｂを有し、静電キャリアＣｗに保持されたチップＣの裏面Ｃｂ側に向けて、貫通孔１ａ及び貫通孔２ａを介してエアを供給する。

　他の実施形態に係る接合装置２００においては、静電キャリアＣｗ上に吸着保持されたチップＣの各々に対して独立して、換言すれば、本体部１に形成された複数の貫通孔１ａの各々に対して独立して、エア供給源２０２ｂからのエアを供給可能に構成されている。この場合、エア供給部２０２の各々には、チップＣの各々に対して独立してエアを供給するための制御バルブ（図示せず）が配置されることが望ましい。

　なお、他の実施形態に係る接合装置２００においては、静電キャリアＣｗ上に吸着保持されたチップＣの各々に対して独立してエア供給源２０２ｂからのエアを供給可能に構成されていればよい。例えば、図１７に示したように、複数の供給口２０２ａに対して共通のエア供給源２０２ｂが接続されていてもよいし、又は図１８に示すように、複数の供給口２０２ａの各々に１つずつエア供給源２０２ｂを接続するようにしてもよい。換言すれば、接合装置２００には、１つ以上の任意の個数のエア供給源２０２ｂを配置できる。

　第１のコレット２０３はキャリア保持部２０１の上方に配置され、エア供給部２０２からのエアの供給により絶縁層２との間の密着力が低下され、外周部が浮き上がったチップＣを保持して静電キャリアＣｗから離脱させ、保持したチップＣを離脱領域２００ａと受渡領域２００ｃとの間で搬送する。また、一例において第１のコレット２０３は水平軸回りに回転可能に構成され、図示のように保持したチップＣの上下面を反転できる。

　なお、接合装置２００において第１のコレット２０３により保持されるチップＣの上面側は、上記したように保護膜Ｐの除去によりデバイス層Ｄが露出したデバイス面である。このため、第１のコレット２０３によるチップＣの保持は、この露出したデバイス面に損傷を与えないように行われることが必要となる。
　具体的に、第１のコレット２０３としては、例えばベルヌーイ効果や超音波スクイーズ効果を利用してチップＣを上方から非接触で保持可能な非接触チャックを用いることが望ましい。
　又は、第１のコレット２０３は、チップＣの上面（デバイス面）を保持することに代え、例えばエアの供給により浮き上がったチップＣの側面を挟み込んで保持するように構成されてもよい。

　接合領域２００ｂには、ウェハ保持部２０４、第２のコレット２０５及びアライメント機構２０６が設けられている。

　基板保持部としてのウェハ保持部２０４は、ウェハＷの保持面を上面に有し、搬送装置５０により搬送されるウェハＷを、チップＣの実装面であるデバイス層Ｄｗの形成面が上側を向いた状態で保持する。

　第２のコレット２０５はウェハ保持部２０４の上方に配置され、第１のコレット２０３が保持するチップＣを上方から保持し、保持したチップＣを接合領域２００ｂと受渡領域２００ｃとの間で搬送する。
　なお、一例において第２のコレット２０５は、第１のコレット２０３に代えて水平軸回りに回転可能に構成されてもよい。この場合、第２のコレット２０５は、受渡領域２００ｃにおいて第１のコレット２０３が保持するチップＣを下方から保持し、当該チップＣの上下面を反転させた後、接合領域２００ｂにおいて当該チップＣをウェハＷに接合する。

　なお、接合装置２００において第２のコレット２０５により保持されるチップＣの裏面Ｃｂ側は、第１のコレット２０３が保持する表面Ｃａ側と異なりデバイス層が露出していない。このため第２のコレット２０５は、第１のコレット２０３のように必ずしも非接触チャック等により構成される必要はない。

　アライメント機構２０６は、一例においてチップ配置装置６０のアライメント機構６７と同様の構成を有する。すなわち、アライメント機構２０６は例えばカメラやセンサ等を備え、ウェハ保持部２０４に保持されたウェハＷと、第２のコレット２０５に保持されたチップＣの位置合わせを行う。

　他の実施形態に係る接合装置２００は以上のように構成されている。以下、接合装置２００を用いて行われるウェハＷへのチップＣの接合方法の一例について説明する。

　接合装置２００におけるウェハＷに対するチップＣの接合に際しては、先ず、複数のチップＣを吸着保持する静電キャリアＣｗを、複数のチップＣが上側を向いた状態でキャリア保持部２０１上に載置する。次に、チップＣの実装対象であるウェハＷを、デバイス層Ｄｗの形成面が上側を向いた状態でウェハ保持部２０４上に載置する。

　次に、離脱対象の一のチップＣに対応する貫通孔１ａに対して選択的にエアを供給し、絶縁層２を膨張させることで当該一のチップＣを下方から突き上げ、浮き上がらせる。
　次に、浮き上がらせられた一のチップＣを第１のコレット２０３によりデバイス面を損傷させないように保持して、持ち上げる。なお、第１のコレット２０３によるチップＣの保持は、エアによりチップＣを浮き上がらせる前に行ってもよいし、エアによりチップＣを浮き上がらせるのと同時に行ってもよい。
　次に、第１のコレット２０３を水平軸回りに回転させ、これによりチップＣの表裏面を反転させる。換言すれば、第１のコレット２０３に保持されたチップＣの裏面Ｃｂ（デバイス面との対向面側）が上側を向いた状態にする。
　次に、第１のコレット２０３に保持されたチップＣの裏面Ｃｂを第２のコレット２０５により上方から保持し、更に、第１のコレット２０３によるチップＣの表面Ｃａ側の保持を解除する。換言すれば、第１のコレット２０３から第２のコレット２０５にチップＣの持ち替えを行う。
　次に、チップＣを保持した第２のコレット２０５を、ウェハＷの実装面上における一のデバイス層Ｄｗと対応する位置に移動させる。第２のコレット２０５とデバイス層Ｄｗとの位置合わせは、アライメント機構２０６を用いて適宜行われる。
　最後に、第２のコレット２０５に保持されたチップＣのデバイス面と、ウェハＷの一のデバイス層Ｄｗとを上下方向からから押圧し、当該チップＣとデバイス層Ｄｗとを接合する。

　他の実施形態に係るウェハＷに対するチップＣの接合動作は以上のように行われる。かかるチップＣの接合動作は、静電キャリアＣｗ上に吸着保持された複数のチップＣのそれぞれに対して独立して、連続的に行われる。

　なお、上記した例では、離脱対象の一のチップＣに対応する貫通孔１ａに対して選択的にエアを供給し、当該一のチップＣのみを下方から突き上げ、浮き上がらせたが、例えば貫通孔１ａの各々に独立してエアを供給できない場合（例えば制御バルブを設けない場合等）には、予め全ての貫通孔１ａにエアを供給し、全てのチップＣを浮き上がらせた状態にしておき、順次第１のコレット２０３でチップＣをピックアップしていくようにしてもよい。

　または、例えば図１９に示すキャリア保持部３０１のように、複数のチップＣの全てに共通して１つの供給口３１１のみが配置されたエア供給部３１０を配置してもよい。供給口３１１には、エア供給源３１２が接続される。
　またこの場合、キャリア保持部３０１と１つの供給口３１１は相対的に水平方向に移動可能に構成されことが望ましい。キャリア保持部３０１と供給口３１１は、相対的に水平方向に移動できれば、キャリア保持部３０１と供給口３１１の少なくともいずれか一方が移動可能に構成されていればよい。

　そしてキャリア保持部３０１では、供給口３１１からキャリア保持部３０１に保持された静電キャリアＣｗの下面全面にエアを供給し、静電キャリアＣｗに保持された複数のチップＣの全部を一括して静電キャリアＣｗから離脱させてもよい。または、キャリア保持部３０１と供給口３１１とを相対的に水平方向に移動させ、供給口３１１を複数のチップＣのうちから一のチップＣの下方に配置することで、当該一のチップＣに選択的にエアを供給し、当該一のチップＣを選択的に静電キャリアＣｗから離脱するようにしてもよい。

　なお、以上の実施形態にかかる接合装置では、キャリア保持部上の静電キャリアＣｗに対して、エア供給部からのエアを供給することで、静電キャリアＣｗに保持されたチップＣの離脱を行う場合を例に説明を行った。しかしながら、静電キャリアＣｗに保持されたチップＣの離脱方法はこれに限定されるものではなく、例えばエアの供給に代えて、静電キャリアＣｗの下方から貫通孔１ａにリフトピン（図示せず）を挿通させ、このリフトピンの先端を静電キャリアＣｗの本体部１の上面（貫通孔１ａの上端）から突没自在に構成してもよい。この場合、貫通孔１ａを介して静電キャリアＣｗに保持されたチップＣの下面にリフトピンが当接され、これによりチップＣが持ち上げられることで静電キャリアＣｗから離脱される。

　また更に、以上の実施形態に係る接合装置では、静電キャリアＣｗの下方からチップＣの下面に対してエアを供給、またはリフトピンを当接させることでチップＣの離脱を行った。しかしながら、このように静電キャリアＣｗ上のチップＣの下面側から力を加えることとなく、上方のコレット（以上の実施形態における第１のコレットに対応）のみを用いて静電キャリアＣｗからチップＣを離脱可能に構成してもよい。
　具体的に、静電キャリアＣｗ上におけるチップＣに作用する応力としては、コレットによるピックアップの他、表面改質装置８０や表面親水化装置９０でのスピンチャックの回転に伴う遠心力や、導電性液体の流動に伴う応力、または静電キャリアＣｗの搬送に伴う慣性力等が考えられる。このうち、コレットによるピックアップに伴う応力はチップＣに対して上下方向（鉛直方向）に作用する一方、その他の遠心力、流動力や慣性力は水平方向に作用するせん断力である。かかる観点から、例えば静電キャリアＣｗによるチップＣの保持力を、水平方向に（せん断応力に対して）強く、鉛直方向に（引っ張り力に対して）弱くすることで、上記したエアの供給やリフトピンによる上昇を行うことなく、コレットにより保持することのみによって、静電キャリアＣｗからチップＣを離脱可能にしてもよい。

　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。例えば、上記実施形態の構成要件は任意に組み合わせることができる。当該任意の組み合せからは、組み合わせにかかるそれぞれの構成要件についての作用及び効果が当然に得られるとともに、本明細書の記載から当業者には明らかな他の作用及び他の効果が得られる。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

　例えば、上記実施形態ではチップ配置装置６０と接合装置１１０を同一の処理システム１０内に配置したが、これらチップ配置装置６０と接合装置１１０はそれぞれ異なる処理システム内に配置されてもよい。換言すれば、ダイシングフレームＦ上のチップＣを静電キャリアＣｗ上に配置するための第１の処理システムと、静電キャリアＣｗ上のチップＣをウェハＷ上に接合するための第２の処理システムと、をそれぞれ独立して構成してもよい。

　　１　　　本体部
　　１ａ　　貫通孔
　　２　　　絶縁層
　　Ｃｗ　　静電キャリア

Claims (20)

1. 導電性を有し、厚み方向に複数の貫通孔を有する本体部と、
   前記本体部の表面に形成される絶縁層と、を有する静電キャリア。
2. 前記本体部がシリコン、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス又はチタンにより構成される導体基板である、請求項１に記載の静電キャリア。
3. 前記絶縁層は、弾性率が２ＧＰａ以下、好ましくは０．５ＧＰａ以下の材料により構成される、請求項１に記載の静電キャリア。
4. 前記絶縁層が前記本体部の表面にスピンコートにより形成されるポリイミド膜である、請求項３に記載の静電キャリア。
5. 前記絶縁層が前記本体部の表面にポリイミドフィルム又はバックグラインドテープを貼付して形成される絶縁膜である、請求項３に記載の静電キャリア。
6. 前記絶縁層が、前記貫通孔と対応する位置において第２の貫通孔を有する、請求項３に記載の静電キャリア。
7. 前記第２の貫通孔は前記貫通孔と比較して小径で形成される、請求項６に記載の静電キャリア。
8. チップを処理する処理システムであって、
   前記チップをピックアップし、請求項１～７のいずれか一項に記載の静電キャリアの吸着面上に並べて配置するチップ配置装置を有し、
   前記チップ配置装置は、
   前記静電キャリアの保持面を上面に有するキャリア保持部と、
   前記キャリア保持部上の前記静電キャリアの前記本体部に給電する電力供給部と、
   前記静電キャリア上の前記チップに接触してアースをとる除電部と、を有する、処理システム。
9. 前記除電部は、前記チップと接触するアース線を、前記キャリア保持部における前記静電キャリアの保持面に対向して有する、請求項８に記載の処理システム。
10. 前記チップをピックアップして前記キャリア保持部上の前記静電キャリアに対して搬送するコレットを有し、
    前記除電部における前記チップと接触するアース線を、前記コレットと一体に構成する、請求項８に記載の処理システム。
11. 前記除電部は、前記チップをピックアップして前記キャリア保持部上の前記静電キャリアに対して搬送するコレットにより構成され、
    前記コレットは、１０ｅ６Ω～１０ｅ９Ωの抵抗値を有する、請求項８に記載の処理システム。
12. 複数の前記チップを同時に保持して前記キャリア保持部上の前記静電キャリアに対して搬送するチップ搬送機構を備える、請求項８に記載の処理システム。
13. 前記除電部は、前記キャリア保持部の上方において前記静電キャリアの全面を覆うように配置され、前記静電キャリア上の複数の前記チップに対して同時に接触して、複数の当該チップに対して同時にアースをとる、請求項８に記載の処理システム。
14. 前記静電キャリアに吸着保持された前記チップのデバイス面に形成された保護膜を除去する保護膜除去装置と、
    前記静電キャリアに吸着保持された前記チップを、当該チップの実装対象の基板に接合する接合装置を有し、
    前記接合装置は、前記静電キャリアを保持する第２のキャリア保持部と、
    前記基板を保持する基板保持部と、
    前記第２のキャリア保持部上の前記静電キャリアの前記本体部に形成された前記貫通孔に向けてエアを供給するエア供給部と、を備える、請求項８に記載の処理システム。
15. 前記接合装置は、
    前記静電キャリア上のチップを保持して搬送する第１のコレットと、
    前記第１のコレットとの間で前記チップの受け渡しを行い、当該チップを前記基板上へと搬送する第２のコレットと、を備え、
    前記第１のコレットは、前記チップの前記デバイス面を非接触で保持する非接触チャックである、請求項１４に記載の処理システム。
16. 前記静電キャリアに吸着保持された前記チップのデバイス面に形成された保護膜を除去する保護膜除去装置と、
    前記静電キャリアに吸着保持された前記チップを、当該チップの実装対象の基板に接合する接合装置を有し、
    前記接合装置は、前記静電キャリアを保持する第２のキャリア保持部と、
    前記基板を保持する基板保持部と、
    前記第２のキャリア保持部上の前記静電キャリアの前記本体部に形成された前記貫通孔に挿通するリフトピンと、を備える、請求項８に記載の処理システム。
17. チップを処理する処理方法であって、
    複数の前記チップを、導電性を有し、厚み方向に複数の貫通孔を有する本体部と、前記本体部の表面に形成される絶縁層と、を有する静電キャリアの保持面上に並べて配置することと、
    前記本体部に給電し、前記本体部を帯電させることと、
    前記チップにアース線を接触させ、当該チップと前記本体部の間で静電力を発生させることと、を含む、処理方法。
18. 前記本体部への給電を、前記静電キャリアへの前記チップの配置に先立って行い、
    前記チップへのアース線の接触を、前記静電キャリアへの前記チップの配置の後に行う、請求項１７に記載の処理方法。
19. 前記本体部への給電及び前記チップへのアース線の接触を、前記静電キャリアへの前記チップの配置の後に行う、請求項１７に記載の処理方法。
20. 前記チップへのアース線の接触を、前記静電キャリアに配置された複数の前記チップに対して同時に行う、請求項１７に記載の処理方法。

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