(57)【要約】【課題】ウエーハの形状を自然な状態で固定できる保護部材の形成方法を提供すること。【解決手段】支持基台１０の平坦な保持面１０Ａに水３を溜める水溜めステップと、保持面１０Ａに溜めた水３の上にウエーハ１が載るようにウエーハ１を水３の表面に載置した後、水３の表面張力によってウエーハ１が浮遊した状態で水を凍らせ、ウエーハ１を氷４上に固定するウエーハ固定ステップと、ウエーハ１の上面１Ａに紫外線照射によって硬化する液状樹脂を供給する液状樹脂供給ステップと、保持面１０Ａと平行な透明シートを液状樹脂を介してウエーハ１に対面させ、液状樹脂をウエーハ１の上面１Ａの全面に押し広げながら押圧する液状樹脂押圧ステップと、ウエーハ１の上面１Ａに押し広げられた液状樹脂に紫外光を照射して硬化させる液状樹脂硬化ステップと、氷を加熱して軟化させ、ウエーハ１を氷から離脱させるウエーハ離脱ステップとを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハの一方の面の全面に液状樹脂を押し広げて硬化させ保護部材を形成する保護部材の形成方法であって、
支持基台の平坦な保持面に水を溜める水溜ステップと、
該保持面に溜めた水の上にウエーハが載るようにウエーハを水の表面に載置した後、水の表面張力によってウエーハが浮遊した状態で水を凍らせ、ウエーハを氷上に固定するウエーハ固定ステップと、
ウエーハ固定ステップを実施後、ウエーハの露出した表面に、外的刺激によって硬化する液状樹脂を、押し広げられた際にウエーハ表面全面に行き渡る量を供給する液状樹脂供給ステップと、
該液状樹脂供給ステップを実施後、該保持面と平行な押圧平面を該液状樹脂を介してウエーハに対面させ、該液状樹脂を該ウエーハ全面に押し広げながら押圧する液状樹脂押圧ステップと、
該液状樹脂押圧ステップを実施後、該ウエーハ全面に押し広げられた該液状樹脂に外的刺激を付与して硬化させる液状樹脂硬化ステップと、
該氷を加熱して軟化させ、該ウエーハを該氷から離脱させるウエーハ離脱ステップと、を備える保護部材の形成方法。
【請求項２】
該支持基台の該保持面は撥水性を有する材料で形成されている請求項１に記載の保護部材の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護部材の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウエーハなど半導体ウエーハの多くは、インゴット状態からワイヤーソーなどで薄く切り出されてウエーハ状に加工される。切り出し工程後のウエーハ（アズスライスウエーハ）は、面内厚さに大きくばらつきがあり、いわゆるうねりがある状態になる。通常、この種のウエーハに微細なデバイスを形成するためには、厚さばらつきを極力抑える必要があり、厚さが一様かつ平坦なウエーハ基板が必要となる。このため、うねりを除去するためにウエーハは表裏面を研削、研磨される。しかし、うねりのあるウエーハを表裏面から押さえつけつつ研削研磨しても、厚さばらつきは減少するもののうねりは除去されないという課題がある。そこで、うねりのある状態を維持したままウエーハの一方の面に塗布した液状樹脂を硬化させることにより、ウエーハを保護部材で固定して研削する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５３２００５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した従来技術では、保護部材を形成する際に粘度のある液状樹脂の上にウエーハを押圧して液状樹脂をウエーハの全面に広げている。このため、液状樹脂をウエーハの全面に広げた後に押圧力を解放したとしても、液状樹脂の粘度によってウエーハに内部応力が残存し、ウエーハの形状が自然な状態（切り出した時の元の状態）と異なる形状に矯正される懸念があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ウエーハの形状を自然な状態で固定できる保護部材の形成方法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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ウエーハの一方の面の全面に液状樹脂を押し広げて硬化させ保護部材を形成する保護部材の形成方法であって、支持基台の平坦な保持面に水を溜める水溜ステップと、該保持面に溜めた水の上にウエーハが載るようにウエーハを水の表面に載置した後、水の表面張力によってウエーハが浮遊した状態で水を凍らせ、ウエーハを氷上に固定するウエーハ固定ステップと、ウエーハ固定ステップを実施後、ウエーハの露出した表面に、外的刺激によって硬化する液状樹脂を、押し広げられた際にウエーハ表面全面に行き渡る量を供給する液状樹脂供給ステップと、該液状樹脂供給ステップを実施後、該保持面と平行な押圧平面を該液状樹脂を介してウエーハに対面させ、該液状樹脂を該ウエーハ全面に押し広げながら押圧する液状樹脂押圧ステップと、該液状樹脂押圧ステップを実施後、該ウエーハ全面に押し広げられた該液状樹脂に外的刺激を付与して硬化させる液状樹脂硬化ステップと、該氷を加熱して軟化させ、該ウエーハを該氷から離脱させるウエーハ離脱ステップと、を備えるものである。
【０００７】
この構成によれば、ウエーハを水の上に載置した状態で水を冷却して凍らせてウエーハを固定するため、ウエーハの形状を自然な状態で固定することができる。ここで、自然な形状とは、ウエーハに重力以外の外力が付加されていない状態における形状をいう。また、ウエーハは氷の上に固定されているため、ウエーハの一方の面に保護部材を容易に形成することができる。
【０００８】
この構成において、該支持基台の該保持面は撥水性を有する材料で形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ウエーハを水の上に載置した状態で水を冷却して凍らせてウエーハを固定するため、ウエーハの形状を自然な状態で固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態に係る保護部材の形成方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】図２は、本実施形態に係る保護部材の形成方法が適用されるウエーハの模式図である。
【図３】図３は、水溜ステップを説明する模式図である。
【図４】図４は、ウエーハ固定ステップを説明する模式図である。
【図５】図５は、液状樹脂供給ステップを説明する模式図である。
【図６】図６は、液状樹脂押圧ステップを説明する模式図である。
【図７】図７は、液状樹脂硬化ステップを説明する模式図である。
【図８】図８は、ウエーハ離脱ステップを説明する模式図である。
【図９】図９は、ウエーハの研削ステップを説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る保護部材の形成方法の手順を示すフローチャートである。図２は、本実施形態に係る保護部材の形成方法が適用されるウエーハの模式図である。図２に示すように、本実施形態に係る保護部材の形成方法が適用されるウエーハ１は、デバイスパターンが形成される前のものであり、例えば、シリコン（Ｓｉ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等の円柱状のインゴット２をワイヤーソー（不図示）によって円板状にスライスすること（切り出しステップ）により得られるアズスライスウエーハである。この種のウエーハ１は、少なくとも一方の面（図中上面）に、ワイヤーソーによって切り出された時に発生するうねりや反りなどの変形要素を含んでいる。これらのうねりや反りを除去するため、ウエーハ１の一方の面に樹脂を塗布して保護部材を形成した後、ウエーハ１の両面を順次研削することで平坦化される。本実施形態に係る保護部材の形成方法は、図１に示すように、水溜ステップＳＴ１と、ウエーハ固定ステップＳＴ２と、液状樹脂供給ステップＳＴ３と、液状樹脂押圧ステップＳＴ４と、液状樹脂硬化ステップＳＴ５と、ウエーハ離脱ステップＳＴ６と、研削ステップＳＴ７とを備えて構成される。以下、各ステップについて説明する。
【００１３】
［水溜ステップＳＴ１］
図３は、水溜ステップを説明する模式図である。水溜ステップＳＴ１では、図３に示すように、支持基台１０の保持面１０Ａにウエーハ１を保持するための水を溜める。支持基台１０は、平坦に形成された保持面１０Ａを備えて熱伝導率の高い金属材料を用いて形成されている。支持基台１０の保持面１０Ａは、例えば、フッ素樹脂などの撥水性を有する材料でコーティング処理されている。
【００１４】
また、支持基台１０の内部には、支持基台１０を冷却及び加熱する熱源部１１が配置されている。この熱源部１１は、支持基台１０を介して保持面１０Ａに溜まった水を冷却して凍結させたり、凍結した水（氷）を加熱して融解させたりするものである。熱源部１１は、例えば、支持基台１０を冷却するペルチェ素子や加熱する電気ヒータなどを用いたり、不図示のヒートポンプ装置に接続されて支持基台１０を冷却または加熱する熱交換器を用いることができる。
【００１５】
支持基台１０の保持面１０Ａには、水滴下ノズル（不図示）から水（純水）が滴下されて保持面１０Ａ上に溜まる。この保持面１０Ａには、いわゆる撥水加工がなされているため、滴下された水３は円形にまとまって保持面１０Ａ上に溜まる。滴下される水量は、少なくとも、載置されたウエーハ１が全面支持される量の水３が溜まる程度に調整される。
【００１６】
ここで、図３に示すウエーハ１は、上記したアズスライスウエーハであり、例えば、下面（他方の面）１Ｂの中央が下方に突出するように湾曲した形状をしている。この形状は、ウエーハ１に重力以外の外力が付加されていない状態の形状であり、このウエーハ１が切り出された際の自然な状態の形状である。
【００１７】
［ウエーハ固定ステップＳＴ２］
図４は、ウエーハ固定ステップを説明する模式図である。ウエーハ固定ステップＳＴ２では、保持面１０Ａに溜まった水３の上にウエーハ１の下面１Ｂが載せられる。この場合、ウエーハ１は、上記した自然な状態の形状を保持したまま、水３の表面張力によって水３の表面に浮遊している。
【００１８】
このウエーハ１が水３の表面に浮遊した状態で該水３を凍らせることによりウエーハ１が固定される。具体的には、熱源部１１を動作させて支持基台１０を冷却することで保持面１０Ａ上の水３を凍結させる。さらに、支持基台１０の保持面１０Ａ上にカバー体１２を載せ、このカバー体１２に形成された冷気導入管１３を通じて、カバー体１２の内部空間１４に冷気を導入する。これにより、保持面１０Ａ上の水３の凍結が促進され、ウエーハ１は、切り出された際の自然な状態の形状を保持したまま氷４上に固定される。
【００１９】
［液状樹脂供給ステップＳＴ３］
図５は、液状樹脂供給ステップを説明する模式図である。液状樹脂供給ステップＳＴ３では、図５に示す供給ノズル２０から所定量の液状樹脂２１をウエーハ１の上面（露出した表面）１Ａの中心に供給（滴下）する。液状樹脂２１は、ウエーハ１の上面１Ａを保護する保護部材となるもので、外的刺激（例えば紫外線照射）によって硬化する硬化樹脂が使用される。液状樹脂２１の供給量は、押し広げられた際にウエーハ１の上面１Ａの全面に行き渡る程度の量に調整される。
【００２０】
［液状樹脂押圧ステップＳＴ４］
図６は、液状樹脂押圧ステップを説明する模式図である。液状樹脂押圧ステップＳＴ４は、図６に示す樹脂押圧硬化ユニット３０を用いて実行される。樹脂押圧硬化ユニット３０は、支持基台１０に対して昇降自在に配置されるユニット本体３１と、このユニット本体３１の下部に設けられた透明板３２と、ユニット本体３１内に配置された複数の紫外線光源３３とを備える。透明板３２は下面が平坦に形成されており、ユニット本体３１の下面３１Ａと面一に形成されている。また、透明板３２は、紫外線を透過する材質（ガラスや樹脂）で形成されている。
【００２１】
ユニット本体３１の下面３１Ａには、透明板３２の周囲に複数の吸引口３４が形成されている。この吸引口３４にはユニット本体３１内に形成された吸引路３７が接続され、この吸引路３７は、電磁弁３５を介して吸引源３６に接続されている。本実施形態では、ユニット本体３１の下面３１Ａには、吸引源３６の吸引力により透明シート５が吸引保持されている。この透明シート５は、支持基台１０の保持面１０Ａと平行に保持され、液状樹脂２１を介してウエーハ１に対面する。透明シート５は、ユニット本体３１を支持基台１０に対して降下させた際に、ウエーハ１の上面１Ａの液状樹脂２１を上面１Ａの全面に押し広げる押圧平面として機能する。透明シート５は、透明板３２に液状樹脂２１が付着することを防止するとともに、液状樹脂２１が塗布されたウエーハ１のハンドリング（取扱い）を容易にするものでもある。透明シート５は、例えば、ＰＥＴ樹脂などによって、ある程度の柔軟性を備えて形成されている。
【００２２】
［液状樹脂硬化ステップＳＴ５］
図７は、液状樹脂硬化ステップを説明する模式図である。図７に示すように、ユニット本体３１の下面３１Ａに透明シート５を吸引保持した状態で、ユニット本体３１を支持基台１０の保持面１０Ａに対して降下する。ウエーハ１の上面１Ａに供給された液状樹脂２１は、ユニット本体３１の降下に伴い透明シート５によって、ウエーハ１の上面１Ａの全面に押し広げられる。本実施形態では、ウエーハ１は、上記した自然な状態の形状のまま支持基台１０の保持面１０Ａ上の氷４に固定されているため、液状樹脂２１を押し広げる際の押圧力が付与された場合であっても、ウエーハ１の形状が変形するように矯正されることが防止される。
【００２３】
次に、図７に示すように、ユニット本体３１が液状樹脂２１を押圧した状態で、ユニット本体３１内の紫外線光源３３を点灯し、液状樹脂２１に向けて紫外光３３Ａを照射する。この紫外光３３Ａの刺激により液状樹脂２１が硬化することにより、ウエーハ１の上面（一方の面）１Ａには、ウエーハ１を自然な状態の形状のまま、該上面１Ａの全面を保護する保護部材２２が形成される。また、保護部材２２のウエーハ１と反対側の面（図中上面）は、押圧平面としての透明シート５を介して、ユニット本体３１によって押圧されるため平坦面２２Ａとなる。液状樹脂２１が硬化して保護部材２２が形成されると透明シート５の吸引を解除し、ユニット本体３１を上昇させて透明シート５からユニット本体３１を離反させる。
【００２４】
［ウエーハ離脱ステップＳＴ６］
図８は、ウエーハ離脱ステップを説明する模式図である。ウエーハ離脱ステップＳＴ６では、透明シート５を介して保護部材２２が形成されたウエーハ１を吸引して搬送する搬送ユニット４０が用いられる。搬送ユニット４０は、支持基台１０に対して昇降自在に配置される本体部４１を備え、この本体部４１の下面４１Ａには複数の吸引口４２が形成されている。この吸引口４２には本体部４１内に形成された吸引路４３が接続され、この吸引路４３は、電磁弁４４を介して吸引源４５に接続されている。
【００２５】
本体部４１は、下面４１Ａの吸引口４２に吸引源４５の吸引力を作用させ、下面４１Ａに透明シート５を介して保護部材２２が形成されたウエーハ１を吸引保持する。この状態で、支持基台１０の熱源部１１を動作させて支持基台１０を加熱することで保持面１０Ａ上の氷４を融かして軟化させる。これにより、ウエーハ１は、氷４が融けたことにより、氷４から離脱する。
【００２６】
［研削ステップＳＴ７］
図９は、ウエーハの研削ステップを説明する模式図である。研削ステップＳＴ７は、図９に示すチャックテーブル５０と研削スピンドル６０とを用いて実行される。チャックテーブル５０の水平な上面は、不図示の吸引源の作用によってウエーハ１を吸着して保持する吸着部５１を備える。この吸着部５１は、多孔質材料によって円板状に形成されており、上面が吸着面５１Ａとなっている。チャックテーブル５０は、不図示の回転駆動手段によって回転するようになっている。
【００２７】
研削スピンドル６０は、チャックテーブル５０の上方に配置される。研削スピンドル６０は、ハウジング６１内にモータ６２によって回転するスピンドルシャフト６３が内蔵され、スピンドルシャフト６３にフランジ６４を介して砥石ホイール６５が固定されている。研削スピンドル６０は、スピンドルシャフト６３の軸方向が上下方向に沿った状態に設置され、不図示の昇降機構で昇降可能とされている。砥石ホイール６５は、環状のフレーム６６の下面に複数の砥石６７が環状に配列されて固着されたものである。
【００２８】
図９に示すように、チャックテーブル５０の吸着部５１の吸着面５１Ａには、透明シート５を介して保護部材２２の平坦面２２Ａが吸着され、ウエーハ１の下面１Ｂ側が上向きに露出した状態でチャックテーブル５０に保持される。そして、チャックテーブル５０を回転させ、一方、研削スピンドル６０を降下させながら回転する砥石６７をウエーハ１に押しつける。これによってウエーハ１の下面（他方の面）１Ｂが平坦に研削されて基準面となる。ウエーハ１の下面１Ｂが平坦に加工されたら、保護部材２２をウエーハ１の上面１Ａから剥離して除去する。そして研削された下面１Ｂを吸着面５１Ａに吸着させて、上面１Ａが露出する状態に保持する。下面１Ｂと同様に、チャックテーブル５０を回転させながら研削スピンドル６０によって上面（一方の面）１Ａを研削して該上面１Ａを平坦に加工する。これにより、自然な状態で上面１Ａおよび下面１Ｂが平坦に、かつ、互い平行に加工され、厚さが均一となったウエーハ基板を得ることができる。
【００２９】
このように、本実施形態に係る保護部材の形成方法は、ウエーハ１の上面１Ａの全面に液状樹脂２１を押し広げて硬化させ保護部材２２を形成するものであり、支持基台１０の平坦な保持面１０Ａに水３を溜める水溜ステップＳＴ１と、保持面１０Ａに溜めた水３の上にウエーハ１が載るようにウエーハ１を水３の表面に載置した後、水３の表面張力によってウエーハ１が浮遊した状態で水を凍らせ、ウエーハ１を氷４上に固定するウエーハ固定ステップＳＴ２と、ウエーハ固定ステップＳＴ２を実施後、ウエーハ１の露出した上面１Ａに、紫外線照射によって硬化する液状樹脂２１を押し広げられた際にウエーハ１の上面１Ａ全面に行き渡る量を供給する液状樹脂供給ステップＳＴ３と、液状樹脂供給ステップＳＴ３を実施後、保持面１０Ａと平行な透明シート５を液状樹脂２１を介してウエーハ１に対面させ、液状樹脂２１をウエーハ１の上面１Ａの全面に押し広げながら押圧する液状樹脂押圧ステップＳＴ４と、液状樹脂押圧ステップＳＴ４を実施後、ウエーハ１の上面１Ａ全面に押し広げられた液状樹脂２１に紫外光を照射して硬化させる液状樹脂硬化ステップＳＴ５と、氷４を加熱して軟化させ、ウエーハ１を氷４から離脱させるウエーハ離脱ステップＳＴ６と、を備える。この構成によれば、ウエーハ１を水３の上に載置した状態で水３を冷却して凍らせてウエーハ１を固定するため、ウエーハ１の形状を自然な状態で固定することができる。また、ウエーハ１は氷４の上に固定されているため、ウエーハ１の上面（一方の面）１Ａに保護部材２２を容易に形成することができる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、支持基台１０の保持面１０Ａは撥水性を有する材料を含んで形成されているため、保持面１０Ａに溜まった水３は円形にまとまることで水３上にウエーハ１を容易に載せることができる。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  ウエーハ
１Ａ  上面（一方の面、露出する表面）
１Ｂ  下面（他方の面）
２  インゴット
３  水
４  氷
５  透明シート（押圧平面）
１０  支持基台
１０Ａ  保持面
１１  熱源部
２１  液状樹脂
２２  保護部材
２２Ａ  平坦面
３１  ユニット本体
３１Ａ  下面
３２  透明板
３３  紫外線光源
３３Ａ  紫外光
３４  吸引口
４１  本体部
４１Ａ  下面
４２  吸引口
【図１】
2020072152.tif 000003
【図２】
2020072152.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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