(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエーハのウネリの適切な除去加工を可能とするウエーハ保持装置を提供する。【解決手段】ウエーハ保持装置２は、ウエーハを保持する保持面４ａを有する保持部４と、保持部を支持する枠体６とから少なくとも構成されている。保持部は複数の進退素子で構成されている。ウエーハ保持装置は、ウエーハのウネリに対応して進退素子を制御する制御手段２８を備え、ウエーハのウネリに倣ってウエーハを保持する。その後、平坦面を有する基板にゲル状樹脂を敷設し、ウエーハの他方の面と該基板とを対面させゲル状樹脂を押圧してウエーハの他方の面にゲル状樹脂を敷設し硬化する。これにより、樹脂が硬化してもウエーハを歪ませることなくウネリを維持したウェーハ保持が可能になり、研削によりウネリを適切に除去することが可能になる。【選択図】図１
2020064930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハを保持するウエーハ保持装置であって、
ウエーハを保持する保持面を有する保持部と、該保持部を支持する枠体と、から少なくとも構成され、
該保持部は複数の進退素子で構成され、ウエーハのウネリに対応して該進退素子を制御する制御手段を備え、ウエーハのウネリに倣ってウエーハを保持するウエーハ保持装置。
【請求項２】
該進退素子は圧電素子で構成され、該制御手段は対応する該圧電素子の電圧を制御する請求項１記載のウエーハ保持装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のウエーハ保持装置を用いたウエーハの加工方法であって、
ウエーハの一方の面のウネリを検出するウネリ検出工程と、
ウエーハのウネリに対応して該ウエーハ保持装置の該進退素子を制御して該保持面にウネリを生成するウネリ生成工程と、
ウエーハのウネリに一致させ該保持面でウエーハを保持する保持工程と、
平坦面を有する基板にゲル状樹脂を敷設する樹脂敷設工程と、
ウエーハの他方の面と該基板とを対面させゲル状樹脂を押圧してウエーハの他方の面にゲル状樹脂を敷設し硬化させる樹脂硬化工程と、
該基板から硬化した樹脂と共にウエーハを離脱させる離脱工程と、
から少なくとも構成されるウエーハの加工方法。
【請求項４】
硬化した樹脂が敷設されたウエーハの他方の面をチャックテーブルで支持する他方面支持工程と、
該チャックテーブルに支持されたウエーハの一方の面を研削砥石で研削して平坦面に仕上げる一方面平坦化工程と、
ウエーハから硬化した樹脂を剥離し該チャックテーブルでウエーハの一方の面を支持する一方面支持工程と、
該チャックテーブルに支持されたウエーハの、硬化した樹脂が剥離された他方の面を研削砥石で研削して平坦面に仕上げる他方面平坦化工程と、
を更に含む請求項３記載のウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハを保持するウエーハ保持装置およびウエーハ保持装置を用いたウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上面に複数の機能層が積層されＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが形成されたウエーハは、ダイシング装置、レーザー加工装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。
【０００３】
ウエーハは、例えばシリコン等のインゴットをワイヤーソーでスライスして生成され、その後、両面が研削されて平坦面に仕上げられる。
【０００４】
また、本出願人は、ウエーハのウネリ（反り）を効果的に除去する方法の発明について特許を受けている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３２４２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ゲル状樹脂をウエーハのウネリに馴染ませた後、樹脂が硬化する過程で内部応力が生じてウエーハのウネリを僅かに歪ませて硬化し、ウエーハを研削してもウネリを適切に除去することができないという問題がある。
【０００７】
上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、ウエーハのウネリの適切な除去加工を可能とするウエーハ保持装置およびウエーハ保持装置を用いたウエーハの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の第一の局面が提供するのは以下のウエーハ保持装置である。すなわち、ウエーハを保持するウエーハ保持装置であって、ウエーハを保持する保持面を有する保持部と、該保持部を支持する枠体と、から少なくとも構成され、該保持部は複数の進退素子で構成され、ウエーハのウネリに対応して該進退素子を制御する制御手段を備え、ウエーハのウネリに倣ってウエーハを保持するウエーハ保持装置である。
【０００９】
好ましくは、該進退素子は圧電素子で構成され、該制御手段は対応する該圧電素子の電圧を制御する。
【００１０】
上記課題を解決するために本発明の第二の局面が提供するのは以下のウエーハの加工方法である。すなわち、上述したとおりのウエーハ保持装置を用いたウエーハの加工方法であって、ウエーハの一方の面のウネリを検出するウネリ検出工程と、ウエーハのウネリに対応して該ウエーハ保持装置の該進退素子を制御して該保持面にウネリを生成するウネリ生成工程と、ウエーハのウネリに一致させ該保持面でウエーハを保持する保持工程と、平坦面を有する基板にゲル状樹脂を敷設する樹脂敷設工程と、ウエーハの他方の面と該基板とを対面させゲル状樹脂を押圧してウエーハの他方の面にゲル状樹脂を敷設し硬化させる樹脂硬化工程と、該基板から硬化した樹脂と共にウエーハを離脱させる離脱工程と、から少なくとも構成されるウエーハの加工方法である。
【００１１】
好適には、硬化した樹脂が敷設されたウエーハの他方の面をチャックテーブルで支持する他方面支持工程と、該チャックテーブルに支持されたウエーハの一方の面を研削砥石で研削して平坦面に仕上げる一方面平坦化工程と、ウエーハから硬化した樹脂を剥離し該チャックテーブルでウエーハの一方の面を支持する一方面支持工程と、該チャックテーブルに支持されたウエーハの、硬化した樹脂が剥離された他方の面を研削砥石で研削して平坦面に仕上げる他方面平坦化工程と、を更に含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第一の局面が提供するウエーハ保持装置は、ウエーハを保持する保持面を有する保持部と、該保持部を支持する枠体と、から少なくとも構成され、該保持部は複数の進退素子で構成され、ウエーハのウネリに対応して該進退素子を制御する制御手段を備え、ウエーハのウネリに倣ってウエーハを保持するように構成されているので、ゲル状樹脂をウエーハのウネリに馴染ませた後、樹脂が硬化する過程で内部応力が生じてもウエーハのウネリを保持部によって維持し、樹脂が硬化してもウエーハを歪ませることがない。したがって、本発明のウエーハ保持装置を用いることにより、樹脂が硬化した後、ウエーハを研削してウネリを適切に除去することが可能になる。
【００１３】
本発明の第二の局面が提供するウエーハの加工方法は、上述のウエーハ保持装置を用いたウエーハの加工方法であって、ウエーハの一方の面のウネリを検出するウネリ検出工程と、ウエーハのウネリに対応して該ウエーハ保持装置の該進退素子を制御して該保持面にウネリを生成するウネリ生成工程と、ウエーハのウネリに一致させ該保持面でウエーハを保持する保持工程と、平坦面を有する基板にゲル状樹脂を敷設する樹脂敷設工程と、ウエーハの他方の面と該基板とを対面させゲル状樹脂を押圧してウエーハの他方の面にゲル状樹脂を敷設し硬化させる樹脂硬化工程と、該基板から硬化した樹脂と共にウエーハを離脱させる離脱工程と、から少なくとも構成されているので、ゲル状樹脂をウエーハのウネリに馴染ませた後、樹脂硬化工程で内部応力が生じてもウエーハのウネリを保持部によって維持し、樹脂が硬化してもウエーハを歪ませることがない。したがって、本発明のウエーハの加工方法を実施することにより、樹脂が硬化した後、ウエーハを研削してウネリを適切に除去することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に従って構成されたウエーハ保持装置の斜視図。
【図２】図１に示すウエーハ保持装置の部分断面図。
【図３】図１に示す制御手段のランダムアクセスメモリに記憶されている各圧電素子のＸ座標Ｙ座標（位置データ）を示す模式図。
【図４】ウエーハの断面模式図。
【図５】ウネリ検出工程を実施している状態を示す斜視図。
【図６】ウネリ生成工程を実施している状態を示す斜視図。
【図７】保持工程を実施している状態を示す斜視図。
【図８】樹脂敷設工程を実施している状態を示す斜視図。
【図９】樹脂硬化工程を実施している状態を示す斜視図。
【図１０】離脱工程を実施した状態を示す斜視図。
【図１１】他方面支持工程を実施している状態を示す斜視図。
【図１２】一方面平坦化工程を実施している状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に従って構成されたウエーハ保持装置およびウエーハ保持装置を用いたウエーハの加工方法について図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
まず、本発明に従って構成されたウエーハ保持装置について図１および図２を参照しつつ説明する。図１に示すとおり、全体を符号２で示すウエーハ保持装置は、ウエーハを保持する保持面４ａを有する保持部４と、保持部４を支持する枠体６とから少なくとも構成されている。
【００１７】
保持部４は複数の進退素子から構成される。図示の実施形態では図２に示すとおり、各進退素子は角柱状の圧電素子（ピエゾ素子）８から構成され、印加される電圧に応じて、先端面８ａ（図２における上端面）が長手方向に進退するようになっている。各圧電素子８の基端面（図２における下端面）８ｂには、一対の端子１０が設けられている。また、各圧電素子８には、先端面８ａから基端面８ｂまで長手方向に延びる吸引孔１２が形成されている。そして、保持部４においては、複数の圧電素子８の先端面８ａによって全体として円形状の保持面４ａが構成されている。なお、圧電素子８の先端面８ａおよび基端面８ｂの寸法は０．５ｍｍ×０．５ｍｍ程度でよく、圧電素子８の長さは１０ｃｍ程度でよい。
【００１８】
図１および図２に示すとおり、枠体６は、円筒状の周面壁１４と、周面壁１４の内部に配置された円形状の内側壁１６（図２参照。）と、周面壁１４の端部に配置された円形状の端面壁１８（図２参照。）とを有し、周面壁１４と内側壁１６とで規定される収容空間に複数の圧電素子８が収容されている。図２に示すとおり、内側壁１６には、各圧電素子８の端子１０に接続される複数の電極２０と、各圧電素子８の吸引孔１２に連通する複数の貫通孔２２とが設けられている。また、端面壁１８には円形開口２４が形成されており、この円形開口２４の周縁から外方に突出する円筒状の接続部２６が端面壁１８に付設されている。
【００１９】
保持部４を構成する複数の圧電素子８の各吸引孔１２は、内側壁１６の各貫通孔２２、接続部２６および適宜の流路（図示していない。）を介して吸引源（図示していない。）に接続されている。そして、保持部４においては、吸引源を作動して保持面４ａに吸引力を生成することにより、保持面４ａでウエーハを吸引保持するようになっている。
【００２０】
図１に示すとおり、ウエーハ保持装置２は、更に、ウエーハのウネリに対応して進退素子（図示の実施形態では圧電素子８）を制御する制御手段２８を含む。制御手段２８は、コンピュータから構成され、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）３０と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）３２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３４とを含む。ランダムアクセスメモリ３４には、図３に示すような各圧電素子８のＸ座標Ｙ座標（位置データ）が記憶されている。また、制御手段２８においては、後述するウネリ検出装置３８が検出したウエーハのウネリデータをランダムアクセスメモリ３４に記憶すると共に、ランダムアクセスメモリ３４に記憶したウエーハのウネリデータに基づいて、ウエーハの各部分に対応する各圧電素子８に印加する電圧を制御し各圧電素子８の長さを調整することによって、ウエーハのウネリに対応するウネリを保持面４ａに生成する。そして、ウエーハ保持装置２においては、ウエーハのウネリに対応するウネリを保持面４ａに生成した上で、保持面４ａでウエーハを吸着することにより、ウエーハのウネリに倣ってウエーハを保持することができるようになっている。
【００２１】
次に、上述のウエーハ保持装置２を用いたウエーハの加工方法について図４ないし図１２を参照しつつ説明する。
【００２２】
図４には、本発明のウエーハの加工方法が実施され得る円盤状のウエーハ３６の部分断面図が示され、図５にはウエーハ３６の斜視図が示されている。ウエーハ３６は、例えばシリコン等の円柱状インゴットをワイヤーソーで所定厚さにスライスした初期段階のものであり、スライス時に生じる抵抗等に起因してウネリ（反り）が生じている。なお、図４においては、便宜上、ウエーハ３６のウネリを誇張して示している。そして、このウエーハ３６は、一方の面３６ａおよび他方の面３６ｂが研削されて平坦面に仕上げられた後、一方の面３６ａまたは他方の面３６ｂに複数の機能層が積層されＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが形成される。
【００２３】
図示の実施形態では、まず、ウエーハ３６の一方の面３６ａのウネリを検出するウネリ検出工程を実施する。ウネリ検出工程は、たとえば図５に一部を示すウネリ検出装置３８を用いて実施することができる。ウネリ検出装置３８は、たとえば光学式高さ検出装置から構成され得る。ウネリ検出工程では、ウネリ検出装置３８の長手方向をＹ軸方向に整合させた上で、ウネリ検出装置３８とウエーハ３６とをＸ軸方向に相対的に移動させ、ウエーハ３６の一方の面３６ａをＸ軸方向およびＹ軸方向において適宜のサイズのメッシュに分割した微小領域（たとえば０．５ｍｍ×０．５ｍｍ程度の領域）のそれぞれのＺ軸方向位置をＸ座標Ｙ座標に関連づけて計測することによって、ウエーハ３６の一方の面３６ａのウネリを検出する。そして、ウネリ検出装置３８で検出したウエーハ３６の一方の面３６ａのウネリデータを制御手段２８のランダムアクセスメモリ３４に記憶させる。なお、Ｘ軸方向は図５に矢印Ｘで示す方向であり、Ｙ軸方向は図５に矢印Ｙで示す方向であってＸ軸方向に直交する方向であり、Ｚ軸方向は図５に矢印Ｚで示す方向であってＸ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向である。また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向が規定する平面は実質上水平である。
【００２４】
ウネリ検出工程を実施した後、ウエーハ３６のウネリに対応してウエーハ保持装置２の進退素子を制御して保持面４ａにウネリを生成するウネリ生成工程を実施する。図６を参照して説明すると、ウネリ生成工程では、まず、ランダムアクセスメモリ３４に記憶させたウネリデータのＺ軸方向位置を電圧値に制御手段２８で変換する。次いで、Ｚ軸方向位置を電圧値に変換したウネリデータに基づいて、Ｘ座標Ｙ座標に関連づけて、ウエーハ３６の各微小領域に対応する各圧電素子８に印加する電圧を制御手段２８で制御し、各圧電素子８の長さを調整することによって、ウエーハ３６の一方の面３６ａのウネリに対応するウネリを保持面４ａに生成する。
【００２５】
ウネリ生成工程を実施した後、ウエーハ３６のウネリに一致させ保持面４ａでウエーハを保持する保持工程を実施する。図７を参照して説明すると、保持工程では、まず、ウエーハ３６の一方の面３６ａのウネリと、ウネリ生成工程で生成した保持面４ａのウネリとを一致させた上で、ウエーハ３６の一方の面３６ａと保持面４ａとを接触させる。次いで、保持部４に接続された吸引源を作動させ、保持面４ａに吸引力を生成することにより、ウエーハ３６のウネリに倣ってウエーハ３６を保持面４ａで吸引保持する。
【００２６】
保持工程を実施した後、図８に示すとおり、平坦面４０ａを有する基板４０にゲル状樹脂４２を敷設する樹脂敷設工程を実施する。樹脂敷設工程で用いることができるゲル状樹脂４２としては、紫外線照射によって硬化する紫外線硬化性樹脂、加熱によって硬化する熱硬化性樹脂、あるいは加熱によって液化し冷却によって硬化する熱可塑性樹脂を挙げることができる。なお、ゲル状樹脂４２として紫外線硬化性樹脂を用いる場合、基板４０はガラス等の紫外線を透過する材質から形成される。
【００２７】
樹脂敷設工程を実施した後、ウエーハ３６の他方の面３６ｂと基板４０とを対面させゲル状樹脂４２を押圧してウエーハ３６の他方の面３６ｂにゲル状樹脂４２を敷設し硬化させる樹脂硬化工程を実施する。図９を参照して説明すると、樹脂硬化工程では、まず、保持部４の保持面４ａでウエーハ３６を吸引保持した状態で、ウエーハ３６の他方の面３６ｂでゲル状樹脂４２を押圧する。これによって、ゲル状樹脂４２を押し広げウエーハ３６のウネリに馴染ませて、ウエーハ３６の他方の面３６ｂにゲル状樹脂４２を敷設することができる。次いで、ゲル状樹脂４２の性状に応じた硬化手段（たとえば、紫外線照射手段、加熱手段あるいは冷却手段）を用いてゲル状樹脂４２を硬化させる。このとき、保持部４の保持面４ａによってウエーハ３６のウネリに倣ってウエーハ３６が保持されていることから、ウエーハ３６のウネリが保持部４によって維持され、ゲル状樹脂４２が硬化してもウエーハ３６が歪むことがない。
【００２８】
樹脂硬化工程を実施した後、基板４０から硬化した樹脂４２と共にウエーハ３６を離脱させる離脱工程を実施する。図１０に示すとおり、離脱工程では、基板４０から硬化した樹脂４２と共にウエーハ３６を離脱させる。そして、保持部４に接続された吸引源の作動を停止させ、保持面４ａの吸引力を解除することにより、ウエーハ保持装置２からウエーハ３６を離脱させる。
【００２９】
離脱工程を実施した後、硬化した樹脂４２が敷設されたウエーハ３６の他方の面３６ｂをチャックテーブルで支持する他方面支持工程を実施する。他方面支持工程では、たとえば図１１に示すチャックテーブル４４を用いることができる。チャックテーブル４４の上端部分には、吸引手段（図示していない。）に接続された多孔質の吸着チャック４６が配置されている。また、チャックテーブル４４は、上下方向に延びる軸線を回転中心として回転自在に構成されていると共に、被加工物を着脱するための被加工物着脱位置と後述する研削装置４８の下方の研削位置との間で移動自在に構成されている。
【００３０】
図１１を参照して説明を続けると、他方面支持工程では、まず、ウエーハ３６の一方の面３６ａを上に向けて、吸着チャック４６の上面にウエーハ３６を載せる。そして、吸引手段を作動させ、吸着チャック４６の上面に吸引力を生成することにより、硬化した樹脂４２が敷設されたウエーハ３６の他方の面３６ｂをチャックテーブル４４で吸着して支持する。
【００３１】
他方面支持工程を実施した後、チャックテーブル４４に支持されたウエーハ３６の一方の面３６ａを研削砥石で研削して平坦面に仕上げる一方面平坦化工程を実施する。一方面平坦化工程は、たとえば図１２に一部を示す研削装置４８を用いて実施することができる。研削装置４８は、スピンドル用モータ（図示していない。）に連結され、かつ上下方向に延びるスピンドル５０と、スピンドル５０の下端に固定された円板状のホイールマウント５２とを含む。ホイールマウント５２の下面にはボルト５４によって環状の研削ホイール５６が固定されている。研削ホイール５６の下面の外周縁部には、周方向に間隔をおいて環状に配置された複数の研削砥石５８が固定されている
【００３２】
図１２を参照して説明を続けると、研削工程では、まず、チャックテーブル４４を被加工物着脱位置から研削位置（図１２に示す位置）に移動させる。次いで、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば３００ｒｐｍ）でチャックテーブル４４を回転させる。また、上方からみて反時計回りに所定の回転速度（たとえば６０００ｒｐｍ）でスピンドル５０を回転させる。次いで、研削装置４８の昇降手段（図示していない。）でスピンドル５０を下降させ、ウエーハ３６の一方の面３６ａに研削砥石５８を接触させる。その後、所定の研削送り速度（たとえば１．０μｍ／ｓ）でスピンドル５０を下降させる。これによって、ウエーハ３６の一方の面３６ａを研削砥石５８で研削して平坦面に仕上げることができる。
【００３３】
一方面平坦化工程を実施した後、ウエーハ３６から硬化した樹脂４２を剥離しチャックテーブル４４でウエーハ３６の一方の面３６ａを支持する一方面支持工程を実施し、次いで、チャックテーブル４４に支持されたウエーハ３６の、硬化した樹脂４２が剥離された他方の面３６ｂを研削砥石５８で研削して平坦面に仕上げる他方面平坦化工程を実施する。一方面支持工程および他方面平坦化工程については、ウエーハ３６の他方の面３６ｂから硬化した樹脂４２を剥離した上で、ウエーハ３６の一方の面３６ａと他方の面３６ｂとを相互に置き換えて、上述の他方面支持工程および一方面平坦化工程と同様に実施すればよいので詳細な説明は省略する。
【００３４】
以上のとおり図示の実施形態では、保持部４の保持面４ａによってウエーハ３６のウネリに倣ってウエーハ３６が保持されていることから、ウエーハ３６のウネリが保持部４によって維持され、樹脂硬化工程においてゲル状樹脂４２が硬化してもウエーハ３６が歪むことがない。したがって、ウエーハ保持装置２を用いて上述のウエーハの加工方法を実施することにより、ウエーハ３６を研削してウネリを適切に除去することができる。
【符号の説明】
【００３５】
２：ウエーハ保持装置
４：保持部
４ａ：保持面
６：枠体
８：圧電素子（進退素子）
２８：制御手段
３６：ウエーハ
３６ａ：ウエーハの一方の面
３６ｂ：ウエーハの他方の面
４０：基板
４０ａ：基板の平坦面
４２：ゲル状樹脂
４４：チャックテーブル
５８：研削砥石
【図１】
2020064930.tif 000003
【図２】
2020064930.tif 000004
【図３】
2020064930.tif 000005
【図４】
2020064930.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2020064930.tif 000009
【図８】
2020064930.tif 000010
【図９】
2020064930.tif 000011
【図１０】
2020064930.tif 000012
【図１１】
2020064930.tif 000013
【図１２】
2020064930.tif 000014