(57)【要約】【課題】平行かつ接着剤の漏れがないように、ウェハと貼り合せ用ウェハを貼り合せる。【解決手段】貼り合せ用ウェハＳに、厚み方向に貫通する複数の貫通孔５０を形成し、その貫通孔５０内に熱可塑性接着剤Ａを埋設する。そして、貼り合せ処理時には、貼り合せ用ウェハＳとウェハＷの貼り合せ面同士を合わせる。その後、貼り合せ用ウェハＳの熱可塑性接着剤Ａを加熱し溶融して、貼り合せ用ウェハＳとウェハＷとの間に熱可塑性接着剤Ａを流し込む。その後、熱可塑性接着剤Ａを冷却し固化して、貼り合せ用ウェハＳとウェハＷを接着する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と貼り合せ用基板を貼り合せる方法であって、
厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有し、その貫通孔内に熱可塑性の接着剤が埋設されている貼り合せ用基板と基板の貼り合せ面同士を合わせる工程と、
その後、前記貼り合せ用基板の貫通孔内の熱可塑性の接着剤を加熱し溶融して、前記貼り合せ用基板と基板との間に前記熱可塑性の接着剤を流し込む工程と、
その後、前記熱可塑性の接着剤を冷却して固化する工程と、を有することを特徴とする、貼り合せ方法。
【請求項２】
減圧雰囲気内で前記熱可塑性の接着剤を溶融することを特徴とする、請求項１に記載の貼り合せ方法。
【請求項３】
前記貼り合せ用基板と基板との間に前記熱可塑性の接着剤を流し込む工程において、熱可塑性の接着剤の周辺雰囲気の圧力を調整することにより、前記貼り合せ用基板と基板との間の前記熱可塑性の接着剤の厚みを制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の貼り合せ方法。
【請求項４】
基板と貼り合せられる貼り合せ用基板であって、
厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有し、
前記貫通孔内には、熱可塑性の接着剤が埋設されていることを特徴とする、貼り合せ用基板。
【請求項５】
前記複数の貫通孔は、貼り合せ用基板面内に均等に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の貼り合せ用基板。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の貼り合せ基板は、シリコン基板である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板と貼り合せ用基板を貼り合せる方法と、その貼り合せ方法に用いられる貼り合せ用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造工程では、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」とする。）の大型化と薄型化が進められている。
【０００３】
例えば大口径で薄いウェハを搬送したり研磨する場合、ウェハに反りや割れが生じる恐れがある。このため、ウェハを同形の貼り合せ用基板に貼り合わせて、ウェハを補強する必要がある。また、例えばウェハを薄く研削する場合には、ウェハを直接保持することが難しいので、この場合にもウェハを貼り合せ用基板に貼り付ける必要がある。
【０００４】
上述のウェハと貼り合せ用基板との貼り合せは、固形の熱可塑性の接着剤をウェハ上に載置して、熱によりその熱可塑性の接着剤を溶かし、そのウェハに貼り合せ用基板を合せ、その後接着剤を冷却し固化することによって行っていた（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−５１０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のようにウェハ上で固形の熱可塑性の接着剤を溶かすと、ウェハ面内で接着剤の分布がばらつくことがあり、最終的にウェハと貼り合せ用基板が平行に貼り合せられないことがある。特に固形の熱可塑性の接着剤が置かれていた場所が厚くなりやすい。ウェハと貼り合せ用基板が平行にならないと、例えば薄型化のための研削時にウェハが均一に研削されず、ウェハの厚みがばらつくことになる。
【０００７】
また、熱可塑性の接着剤をウェハの全面に確実に行き渡らせるために、通常接着剤の量は多めに設定されている。このため、ウェハと貼り合せ用基板を貼り合せた際に、貼り合せ面の外周部から余分な接着剤が漏れてウェハや貼り合せ用基板を汚すことがある。例えばウェハの裏面が汚れた場合には、チャックで保持した際のウェハの水平性が確保されず、ウェハの処理が面内で均一に行われないことがある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、平行かつ接着剤の漏れがないように、ウェハなどの基板とその貼り合せ用基板を貼り合せることをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明は、基板と貼り合せ用基板を貼り合せる方法であって、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有し、その貫通孔内に熱可塑性の接着剤が埋設されている貼り合せ用基板と基板の貼り合せ面同士を合わせる工程と、その後、前記貼り合せ用基板の貫通孔内の熱可塑性の接着剤を加熱し溶融して、前記貼り合せ用基板と基板との間に前記熱可塑性の接着剤を流し込む工程と、その後、前記熱可塑性の接着剤を冷却して固化する工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、貼り合せ用基板の貫通孔内の熱可塑性の接着剤が毛細管現象により貼り合せ用基板と基板との間に流れ込むので、熱可塑性の接着剤が貼り合せ面に均一に拡散する。この結果、貼り合せ用基板と基板が平行に貼り付けられる。また、毛細管現象の作用により熱可塑性の接着剤が貼り合せ用基板と基板との隙間にのみ流れ込むので、貼り合せ面の外側に漏れることがなく、接着剤により基板や貼り合せ用基板が汚染されることを防止できる。
【００１１】
前記貼り合せ方法において、減圧雰囲気内で前記熱可塑性の接着剤を溶融するようにしてもよい。
【００１２】
また、前記貼り合せ用基板と基板との間に前記熱可塑性の接着剤を流し込む工程において、熱可塑性の接着剤の周辺雰囲気の圧力を調整することにより、前記貼り合せ用基板と基板との間の前記熱可塑性の接着剤の厚みを制御するようにしてもよい。
【００１３】
別の観点による本発明は、基板と貼り合せられる貼り合せ用基板であって、厚み方向に貫通する複数の貫通孔を有し、前記貫通孔内には、熱可塑性の接着剤が埋設されていることを特徴とする。
【００１４】
前記複数の貫通孔は、貼り合せ用基板面内に均等に配置されていてもよい。
【００１５】
前記貼り合せ基板は、シリコン基板であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、基板とその貼り合せ用基板が平行かつ接着剤の漏れがないように貼り合せられるので、その後の基板の処理が適正に行われ、歩留まりが向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる貼り合せ方法が行われる貼り合せ装置１の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【００１８】
貼り合せ装置１は、例えば気密に閉鎖可能な処理容器１０を有している。処理容器１０の中央には、例えば載置台２０が設けられている。載置台２０は、例えば厚みのある略円盤形状を有しており、その上面には、平坦面が形成されている。この平坦面にウェハＷを載置できる。
【００１９】
載置台２０の内部には、電源３０からの給電により発熱するヒータ３１が内蔵されている。このヒータ３１により、載置台２０上のウェハＷや後述する貼り合せ用ウェハＳを加熱できる。
【００２０】
また、載置台２０の内部には、例えば冷媒供給装置３２から供給される冷媒が流れる冷媒流路３３が形成されている。これにより、載置台２０上のウェハＷや貼り合せ用ウェハＳを冷却できる。
【００２１】
図１に示すように処理容器１０の側壁面には、排気管４０が接続されている。排気管４０は、真空ポンプなどの負圧発生装置４１に接続されている。これにより、処理容器１０内を所定の圧力に減圧できる。
【００２２】
次に、ウェハＷと貼り合せられる貼り合せ用ウェハＳの構成について説明する。
【００２３】
貼り合せ用ウェハＳは、例えば図２及び図３に示すようにウェハＷと同形の円形状を有する。貼り合せ用ウェハＳの基材には、ウェハＷと同じシリコンウェハが用いられている。貼り合せ用ウェハＳは、例えば３００μｍ程度の厚みを有する。
【００２４】
貼り合せ用ウェハＳには、厚み方向に貫通する複数の貫通孔５０が形成されている。貫通孔５０は、例えば直径５００μｍ程度の円形孔であり、貼り合せ用ウェハＳ面内に均等に配置されている。例えば貫通孔５０は、図２に示すように貼り合せ用ウェハＳの中心を円心とする同一円周上に等間隔に複数配置され、その同一円周上の貫通孔５０が同心円状に複数重ねられている。これらの各貫通孔５０には、熱可塑性接着剤Ａが埋設されている。
【００２５】
上記貼り合せ用ウェハＳは、例えば基材のシリコンウェハにエッチング加工、ドリル加工又はレーザ加工等により貫通孔５０を形成し、その貫通孔５０に溶融した熱可塑性接着剤Ａを流し込み、その後熱可塑性接着剤Ａを固めることで製造されている。
【００２６】
次に、上記貼り合せ装置１と貼り合せ用ウェハＳを用いて行われる、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳとの貼り合せ処理について説明する。
【００２７】
先ず、図１及び図４に示すように処理容器１０内の載置台２０上に、ウェハＷが載置され、その上に貼り合せ用ウェハＳが重ねて置かれる。これにより、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳの貼り合せ面同士が合わせられる。なお、このとき、載置台２０の温度は、熱可塑性接着剤Ａの溶融温度（例えば７０℃）よりも低い、例えば常温程度（例えば２５℃程度）に維持されている。
【００２８】
次に、排気管４０からの排気が開始され、処理容器１０内が減圧された後、ヒータ３１が発熱し、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳの温度が上昇する。ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳは、熱可塑性接着剤Ａの溶融温度以上、例えば７０℃以上に加熱され、貼り合せ用ウェハＳの貫通孔５０内の熱可塑性接着剤Ａが溶融する。このとき、処理容器１０内の圧力は、例えば常圧から−９０ｋＰａ程度減圧される。
【００２９】
熱可塑性接着剤Ａが溶融すると、図５に示すように溶けた熱可塑性接着剤Ａが、毛細管現象により各貫通孔５０内から流出し、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳとの隙間に流れ込む。このとき、熱可塑性接着剤Ａは、毛細管現象の作用によりウェハＷと貼り合せ用ウェハＳとの貼り合せ面の全面に均一に拡散する。また、熱可塑性接着剤Ａは、毛細管現象が作用する領域、つまりウェハＷと貼り合せ用ウェハＳとの隙間にのみ広がり、貼り合せ面の外部に漏れることはない。
【００３０】
その後、処理容器１０内の圧力を大気圧に戻してから、冷媒流路３３に冷媒を流すことにより、載置台２０上のウェハＷと貼り合せ用ウェハＳが、熱可塑性接着剤Ａの固化温度以下、例えば常温に冷却され、図６に示すように熱可塑性接着剤Ａが固化される。これにより、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳとが接着され、貼り合せられて、一連の貼り合せ処理が終了する。
【００３１】
以上の実施の形態では、貫通孔５０内に熱可塑性接着剤Ａが埋設された貼り合せ用ウェハＳとウェハＷの貼り合せ面同士が合わせられ、その後熱可塑性接着剤Ａが加熱され溶融してウェハＷと貼り合せ用ウェハＳの隙間に流し込まれ、その後熱可塑性接着剤Ａが冷却され固化されて、ウェハＷと貼り合せウェハＳが貼り合せられている。本実施の形態によれば、熱可塑性接着剤Ａが、毛細管現象によりウェハＷと貼り合せ用ウェハＳの貼り合せ面に均一に拡散されるので、熱可塑性接着剤Ａの厚みが均一になり、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳが平行に貼り合せられる。また、毛細管現象が作用する領域にのみ熱可塑性接着剤Ａが流れ込むので、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳの隙間にのみ熱可塑性接着剤Ａが供給され、貼り合せ面から外部に熱可塑性接着剤Ａが漏れることを防止できる。
【００３２】
また、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳとの僅かな隙間にのみ熱可塑性接着剤Ａが流れ込むので、熱可塑性接着剤Ａの膜厚が薄くなり、熱可塑性接着剤Ａの使用量を低減できる。
【００３３】
さらに、熱可塑性接着剤Ａは、図６に示したようにウェハＷと貼り合せ用ウェハＳの貼り合せ面内と、貫通孔５０内で固化する。このため、熱可塑性接着剤Ａと、ウェハＷ及び貼り合せ用ウェハＳとの接触面積が広くなり、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳとの接着力が強くなる。また、最終的に、熱可塑性接着剤Ａの上面の凸部に貼り合せ用ウェハＳの貫通孔５０が嵌め込まれている状態になるので、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳのずれ方向の強度も上がる。
【００３４】
以上の実施の形態では、熱可塑性接着剤Ａが溶融したときに、処理容器１０内を減圧雰囲気にしたので、溶けた熱可塑性接着剤Ａ内の気泡を除去することができる。これにより、固化した熱可塑性接着剤Ａ内に気泡が残ることがなく、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳとの強い接着力を確保できる。
【００３５】
以上の実施の形態で用いられた貼り合せ用ウェハＳには、複数の貫通孔５０が形成され、その貫通孔５０に熱可塑性接着剤Ａが埋設されているので、熱可塑性接着剤Ａが溶融したときに、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳの間に適正に流れ込む。また、複数の貫通孔５０が貼り合せ用ウェハ面内に均等に配置されているので、溶けた熱可塑性接着剤Ａがウェハ面内に均等に供給され、貼り合せ後のウェハＷと貼り合せ用ウェハＳの平行度をさらに向上できる。
【００３６】
また、貼り合せ用ウェハＳは、ウェハＷと同じシリコンウェハにより構成されているので、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳとの熱膨張率がほぼ同じであり、例えば貼り合せ後のウェハＷと貼り合せ用ウェハＳの熱膨縮による反りや損傷が防止される。
【００３７】
上記実施の形態において、熱可塑性接着剤Ａの溶融時に、熱可塑性接着剤Ａの周辺雰囲気の圧力を調整することにより、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳの間の熱可塑性接着剤Ａの厚みを制御してもよい。周辺雰囲気の圧力を上げると、熱可塑性接着剤Ａの厚みが大きくなり、周辺雰囲気の圧力を下げると、熱可塑性接着剤Ａの厚みが小さくなることが確認されている。したがって、熱可塑性接着剤Ａを薄くする場合には、処理容器１０内の圧力を下げ、熱可塑性接着剤Ａを厚くする場合には、処理容器１０内の圧力を上げる。こうすることにより、例えば要求される接着強度や接着剤の使用量に応じて、ウェハＷと貼り合せ用ウェハＳの間の熱可塑性接着剤Ａを所望の厚みにすることができる。
【００３８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３９】
例えば、以上の実施の形態では、貼り合せ用ウェハＳの片面にウェハＷを貼り付ける例について説明したが、本発明は、図７に示すように貼り合せ用ウェハＳの両面にウェハＷを貼り付ける場合にも適用できる。また、貼り合せ用ウェハＳの貫通孔５０の構成は、上記例に限られず、他の形状、他の配置であってもよい。また、本発明は、ウェハ以外のＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）等の基板とその貼り合せ用基板を貼り合せる場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、基板と貼り合せ用基板を貼り合わせる際に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】貼り合せ装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。
【図２】貼り合せ用ウェハの平面図である。
【図３】貼り合せ用ウェハの縦断面の説明図である。
【図４】ウェハ上に貼り合せ用ウェハを載せた様子を示す説明図である。
【図５】溶融した熱可塑性接着剤がウェハと貼り合せ用ウェハの間に流れ込む様子を示す説明図である。
【図６】熱可塑性接着剤を固化した様子を示す説明図である。
【図７】貼り合せ用ウェハの両面にウェハを貼り合せたものを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    貼り合せ装置
１０  処理容器
２０  載置台
３１  ヒータ
５０  貫通孔
Ｓ    貼り合せ用ウェハ
Ｗ    ウェハ
Ａ    熱可塑性接着剤
【図１】
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【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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【図７】
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