(57)【要約】      （修正有）【課題】反ったウエーハを平坦になるまで押圧する際に必要な荷重の測定及び平坦になった場合の判定を効率的に行える荷重測定装置を提供することである。【解決手段】ウエーハが載置される載置面と、載置面に開口した吸引溝と、一端が吸引溝に接続され他端が吸引源に接続される吸引路とを有するウエーハ載置テーブル２２と、吸引経路中に配設された吸引圧測定手段３４と、載置されたウエーハを押圧するウエーハ押圧手段３８と、押圧する荷重を測定する荷重測定手段５０と、吸引圧値及び荷重値に基づいて、ウエーハ押圧手段を制御する制御手段５２と含む。制御手段は、ウエーハが平坦になったことを判定する判定部を有し、判定部は、吸引圧測定手段から送られた吸引圧値が基準吸引圧値に達した時にウエーハが平坦になったと判定し、ウエーハが平坦になったと判定した時の荷重値をウエーハを平坦にする際に必要な荷重値として記憶手段に記憶することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反りを有するウエーハを押圧して平坦にする際に必要な荷重を測定する荷重測定装置であって、
ウエーハが載置される載置面と、該載置面に開口した吸引溝と、一端が該吸引溝に接続され他端が吸引源に接続される吸引路と、を有するウエーハ載置テーブルと、
該ウエーハ載置テーブルの該吸引路と前記吸引源とを接続する吸引経路中に配設された吸引圧測定手段と、
該ウエーハ載置テーブル上に載置されたウエーハを押圧するウエーハ押圧手段と、
該ウエーハ押圧手段がウエーハを押圧する際の荷重を測定する荷重測定手段と、
該吸引圧測定手段が測定した吸引圧値及び該荷重測定手段が測定した荷重値に基づいて、該ウエーハ押圧手段を制御する制御手段と、を備え、
該ウエーハ押圧手段は、該ウエーハ載置テーブルの上方に配設され該載置面に載置されたウエーハを押圧するウエーハより大きい直径を有する押圧面を備えた押圧部材と、該押圧部材を該ウエーハ載置テーブルの該載置面に対して垂直な方向に接近又は離反させる移動手段と、を含み、
該制御手段は、該吸引圧測定手段から送られた該吸引圧値と、該荷重測定手段から送られた該荷重値と、該ウエーハ載置テーブルで平坦なウエーハを吸引した際の吸引圧値である予め測定された基準吸引圧値と、を記憶する記憶手段と、ウエーハが平坦になったことを判定する判定部とを有し、
該判定部は、該吸引圧測定手段から送られた該吸引圧値が該基準吸引圧値に達した時にウエーハが平坦になったと判定し、ウエーハが平坦になったと判定した時の該荷重値をウエーハを平坦にする際に必要な荷重値として該記憶手段に記憶することを特徴とする荷重測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反ったウエーハを平坦になるまで押圧する際に必要な荷重値を測定する荷重測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の電子回路が表面に形成された半導体チップは、円盤状の半導体ウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）の表面に格子状に形成された複数の分割予定ラインで区画された各領域に電子回路を形成し、ウエーハの裏面を研削装置で研削して所定の厚みに加工した後、ウエーハを分割予定ラインに沿って切削装置又はレーザー加工装置等によって分割することによって製造される。
【０００３】
半導体チップの種類としては、表面に複数の突起状の金属電極（バンプ）が形成されたものや、表面が封止樹脂膜で封止されたものがあり、金属電極及び封止樹脂膜の両方が表面に設けられた半導体チップもある。
【０００４】
例えば、ＷＬ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ  ｌｅｖｅｌ−Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）ウエーハを分割して得られるＣＳＰは、表面に金属電極及び封止樹脂膜を備えたチップサイズのパッケージである。
【０００５】
ウエーハの表面を被覆する樹脂としては、ポリイミドやエポキシといった種類の樹脂が用いられるが、このような樹脂をウエーハの表面に塗布して乾燥させると、硬化時の樹脂の収縮作用によってウエーハは樹脂側に反るという変形が生じやすい。この変形は、樹脂を加熱して塗布し、冷却によって硬化するものにおいて収縮応力が大きいため顕著である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１７３９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、反ったウエーハを研削装置のチャックテーブルで吸引保持しようとしても、チャックテーブルの保持面にウエーハが密着していない部分から負圧がリークし、ウエーハを吸引保持できないという問題がある。
【０００８】
従来、反ったウエーハを平面状の押圧手段によって研削装置のチャックテーブルに押しつけて吸引保持させることが行われているが、ウエーハの反りの状態は様々であり、チャックテーブルに押しつけて吸引保持するのに必要な荷重についても様々である。
【０００９】
反ったウエーハをチャックテーブルに押しつける押圧手段の押しつけ荷重が、十分に大きければ全てのウエーハをチャックテーブルに吸着させることが可能となるが、弱い荷重しか必要のないウエーハに対して大きな荷重をかける能力のある押圧手段を用意してもコストアップの原因となる。
【００１０】
そこで、対象となるウエーハをチャックテーブルに吸引保持させるのに必要な荷重を測定して必要十分な荷重を発生させる機構を設計することになるが、ウエーハの反りの状況は様々であり、同じ材質でも厚さや反りの状況に応じて必要な荷重が変化するため、測定自体が煩雑になり易いという問題もある。
【００１１】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、反ったウエーハを平坦になるまで押圧する際に必要な荷重の測定及び平坦になった場合の判定を効率的に行える荷重測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によると、反りを有するウエーハを押圧して平坦にする際に必要な荷重を測定する荷重測定装置であって、ウエーハが載置される載置面と、該載置面に開口した吸引溝と、一端が該吸引溝に接続され他端が吸引源に接続される吸引路と、を有するウエーハ載置テーブルと、該ウエーハ載置テーブルの該吸引路と前記吸引源とを接続する吸引経路中に配設された吸引圧測定手段と、該ウエーハ載置テーブル上に載置されたウエーハを押圧するウエーハ押圧手段と、該ウエーハ押圧手段がウエーハを押圧する際の荷重を測定する荷重測定手段と、該吸引圧測定手段が測定した吸引圧値及び該荷重測定手段が測定した荷重値に基づいて、該ウエーハ押圧手段を制御する制御手段と、を備え、該ウエーハ押圧手段は、該ウエーハ載置テーブルの上方に配設され該載置面に載置されたウエーハを押圧するウエーハより大きい直径を有する押圧面を備えた押圧部材と、該押圧部材を該ウエーハ載置テーブルの該載置面に対して垂直な方向に接近又は離反させる移動手段と、を含み、該制御手段は、該吸引圧測定手段から送られた該吸引圧値と、該荷重測定手段から送られた該荷重値と、該ウエーハ載置テーブルで平坦なウエーハを吸引した際の吸引圧値である予め測定された基準吸引圧値と、を記憶する記憶手段と、ウエーハが平坦になったことを判定する判定部とを有し、該判定部は、該吸引圧測定手段から送られた該吸引圧値が該基準吸引圧値に達した時にウエーハが平坦になったと判定し、ウエーハが平坦になったと判定した時の該荷重値をウエーハを平坦にする際に必要な荷重値として該記憶手段に記憶することを特徴とする荷重測定装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の荷重測定装置によると、反ったウエーハを平坦になるまで押圧する際に必要な荷重の測定を容易に行うことができ、ウエーハが平坦になった場合の判定を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】表面が樹脂封止された半導体ウエーハの斜視図である。
【図２】ＷＬ−ＣＳＰウエーハの断面図である。
【図３】反ったウエーハをチャックテーブルで保持する際の断面図である。
【図４】本発明実施形態に係る荷重測定装置の全体構成図である。
【図５】制御手段の構成ブロック図である。
【図６】実施形態に係る荷重測定装置の作用を説明する一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、ＷＬ−ＣＳＰウエーハ等の表面に樹脂封止材２５を有するウエーハ１１の斜視図が示されている。
【００１６】
ＷＬ−ＣＳＰウエーハ１１は、例えば図２の断面図に示すように、半導体ウエーハ１３の表面には格子状に形成された複数の分割予定ライン（ストリート）１５によって区画された各領域にＬＳＩ等のデバイス１７が形成されている。
【００１７】
ウエーハ１３は予め裏面１３ｂが研削されて所定の厚さ（１００μｍ程度）に薄化された後、表面１３ａ上に再配線層２１が形成される。更に、再配線層２１上にデバイス１７中の電極１９に電気的に接続する複数の金属ポスト（金属電極）２３を形成した後、ウエーハ１３の表面１３ａ側を金属ポスト２３が埋設するように樹脂封止材２５で封止する。
【００１８】
樹脂封止材２５としては、封止材２５の熱膨張率を半導体ウエーハ１３の熱膨張率に近づけるために、ＳｉＣからなるフィラーが混入されたエポキシ樹脂等を使用するのが好ましい。
【００１９】
樹脂を半導体ウエーハ１３の表面に塗布して乾燥させると、硬化時の樹脂の収縮作用によってウエーハ１３は樹脂側に反るという変形が生じやすい。この変形は、樹脂を加熱して塗布し、冷却によって硬化するものにおいて収縮応力が大きいため顕著に生じる。
【００２０】
反ったウエーハ１１をチャックテーブル１０で保持する際の問題点について図３を参照して説明する。チャックテーブル１０はその保持面１０ａに開口する複数の吸引溝１２を備えており、各吸引溝１２は吸引路１４，１６を介して図示しない吸引源に接続されている。
【００２１】
チャックテーブル１０の吸引路１４を吸引源に接続して反りを有するウエーハ１１を吸引保持しようとすると、チャックテーブル１０の保持面１０ａにウエーハ１１が密着していない部分から負圧がリークし、ウエーハ１１をチャックテーブル１０で吸引保持することができない。
【００２２】
ウエーハ１１を押圧手段で押圧して、チャックテーブル１０の保持面１０ａに対して平坦にすると、チャックテーブル１０の保持面１０ａから負圧がリークしないため、チャックテーブル１０でウエーハ１１を吸引保持することができる。
【００２３】
以下、図４乃至図６を参照して、反ったウエーハを平坦になるまで押圧する際に必要な荷重を測定する本発明の荷重測定装置について詳細に説明する。図４を参照すると、本発明実施形態に係る荷重測定装置１８の全体構成図が示されている。
【００２４】
荷重測定装置１８のベース２０上にはウエーハ載置テーブル２２が搭載されている。ウエーハ載置テーブル２２の保持面２２ａには複数の吸引溝２４が開口しており、これらの吸引溝２４はウエーハ載置テーブル２２に形成された吸引路２６、ベース２０に形成された吸引路２８及び吸引経路３０を介して吸引源３２に接続されている。
【００２５】
吸引経路３０には、ウエーハ載置テーブル２２でウエーハ１１を吸引保持する際に発生する吸引圧値を測定する吸引圧測定手段３４が挿入されている。また、特に図示しないが、吸引経路３０にはウエーハ載置テーブル２２を選択的に吸引源３２に接続する電磁切替弁が挿入されている。
【００２６】
ベース２０上にはコラム３６が立設されており、このコラム３６にウエーハ押圧手段３８が上下動可能に搭載されている。ウエーハ押圧手段３８はウエーハ載置テーブル２２の上方に配設され、載置面（吸引面）２２ａ上に載置されたウエーハ１１を押圧するウエーハより大きい直径を有する押圧面４０ａを有する押圧部材４０と、押圧部材４０をウエーハ載置テーブル２２の載置面２２ａに対して垂直な方向に接近又は離反させる移動手段４２とを含んでいる。
【００２７】
移動手段４２は、ボールねじ４４と、ボールねじ４４の一端に連結されたパルスモータ４６とから構成される。上下方向に移動する移動ブロック４８が押圧部材４０に連結されており、移動ブロック４８中にボールねじ４４に螺合するナットが配設されている。パルスモータ４６を駆動すると、ボールねじ４４が回転し、押圧部材４０は移動ブロック４８中に配設されたナットを介して上下方向に移動する。
【００２８】
押圧部材４０には、押圧部材４０がウエーハ載置テーブル２２上に載置されたウエーハ１１を押圧する際の荷重値を測定する荷重測定手段５０が接続されている。上述した吸引圧測定手段３４で測定した吸引圧値及び荷重測定手段５０で測定した荷重値は制御手段５２に入力される。
【００２９】
図５に示すように、制御手段５２は、吸引圧測定手段３４から送られた吸引圧値と、荷重測定手段５０から送られた荷重値と、ウエーハ載置テーブル２２で平坦なウエーハを吸引保持した際の吸引圧値である予め測定された基準吸引圧値とを記憶する記憶手段５４と、ウエーハが平坦になったことを判定する判定部５６とを有している。
【００３０】
判定部５６は、吸引圧測定手段３４から送られた吸引圧値が基準吸引圧値に達した時にウエーハが平坦になったと判定し、ウエーハが平坦になったと判定した時の荷重値をウエーハを平坦にする際に必要な荷重値として記憶手段５４に記憶する。
【００３１】
制御手段５２は、吸引圧測定手段３４で測定した吸引圧値が基準吸引圧値に達するまで押圧部材４０を下方に移動するように移動手段４２のパルスモータ４６を制御し、吸引圧値が基準吸引圧値に達した際パルスモータ４６の駆動を停止する。
【００３２】
判定部５６は、吸引圧測定手段３４から送られた吸引圧値が基準吸引圧値に達した時にウエーハ１１が平坦になったと判定し、ウエーハが平坦になったと判定した時の荷重測定手段５０で測定した荷重値をウエーハ１１を平坦にする際に必要な荷重値として記憶手段５４に記憶する。
【００３３】
次に、図６を参照して、荷重測定装置１８の作用について説明する。まず、図６（Ａ）に示すように、ウエーハ載置テーブル２２上に反りのあるウエーハ１１を載置する。次いで、移動手段４２のパルスモータ４６を駆動して、押圧部材４０を下方に移動し、押圧面４０ａでウエーハ載置テーブル２２上に載置されたウエーハ１１を押圧する。
【００３４】
ウエーハ１１が押圧部材４０で十分に押圧されて、図６（Ｂ）に示すうに、平坦になると、ウエーハ１１はウエーハ載置テーブル２２の載置面２２ａに密着する。ウエーハ１１が押圧部材４０で載置面２２ａに対して押圧されると、吸引圧測定手段３４で測定する吸引経路３０中の吸引力は徐々に上昇し、ウエーハ１１が十分に押圧されて平坦になると、ウエーハ１１はウエーハ載置テーブル２２の載置面２２ａに完全に密着する。
【００３５】
従って、判定部５６は、吸引圧測定手段３４から送られてくる吸引圧値が記憶手段５４に記憶されている基準吸引圧値に達した時にウエーハ１１が平坦になったと判定し、この時の荷重値をウエーハ１１を平坦にする際に必要な荷重値として記憶手段５４に記憶する。
【００３６】
従って、記憶手段５４に記憶されているウエーハ１１を平坦にする際に必要な荷重値を利用して、研削装置のチャックテーブルでウエーハ１１を保持する際に、チャックテーブルに付随しているウエーハ押圧手段を前記荷重値に基づいて駆動し、ウエーハ１１を研削装置のチャックテーブルに対して平坦にした後、チャックテーブルを吸引源に接続してウエーハ１１をチャックテーブルで吸引保持することができる。
【００３７】
上述した実施形態では、ウエーハ１１をＷＬ−ＣＳＰウエーハであるとして説明したが、ウエーハ１１はこれに限定されるものではなく、反りを有するウエーハ全般に本発明の荷重測定装置を適用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１１    ウエーハ（ＷＬ−ＣＳＰウエーハ）
１３    半導体ウエーハ
１８    荷重測定装置
２０    ベース
２２    ウエーハ載置テーブル
２２ａ    載置面（保持面）
２５    樹脂封止材
３４    吸引圧測定手段
３８    ウエーハ押圧手段
４０    押圧部材
４０ａ    押圧面
４２    移動手段
４４    ボールねじ
４６    パルスモータ
５０    荷重測定手段
５２    制御手段
５４    記憶手段
５６    判定部
【図１】
2015216289.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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