JP2010155297A - Method and apparatus for coating with resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェーハ等の薄板状のワークを平面に研削するにあたり、ワークの片面を樹脂で被覆し、樹脂側の面を、ワークを研削する際の基準面として形成する方法に関する。 The present invention relates to a method of forming one surface of a workpiece with a resin and grinding the surface of the workpiece as a reference surface for grinding the workpiece when a thin plate-like workpiece such as a semiconductor wafer is ground to a flat surface.
半導体や電子部品の材料となる半導体ウェーハは、例えばシリコンなどの単結晶材料からなるものや、複数の元素を有する化合物からなるものなどがある。これらウェーハは、円柱状のインゴットに成形されてからワイヤソーなどによって基板状にスライスされ、さらに、ラッピング、エッチング等を施すことによりスライス時に発生したうねりや反りが除去され平坦かつ薄く加工されている。 Semiconductor wafers used as materials for semiconductors and electronic components include those made of a single crystal material such as silicon and those made of a compound having a plurality of elements. These wafers are formed into a cylindrical ingot and then sliced into a substrate by a wire saw or the like, and further, lapping, etching, etc. are applied to remove waviness and warpage generated during slicing, and the wafer is processed flat and thin.
ところが、上記エッチングを行うためには、ウェーハの周囲に反応ガスを供給、滞留させ、この反応ガスに高電圧を付加することでプラズマ化するといった大掛かりな設備が必要になる。また、ウェーハに用いられるシリコンをエッチングすることが可能なガスとして、例えばSF6などのフッ化ガスがあるが、この種のガスは温暖化ガスであるとともに高価なものである。したがってエッチングを行うためには、大掛かりな設備と高価なガスを用いることになり多額の費用がかかるといった欠点がある。 However, in order to perform the above etching, a large facility is required in which a reactive gas is supplied and retained around the wafer, and plasma is generated by applying a high voltage to the reactive gas. Further, as a gas capable of etching silicon used for a wafer, there is a fluoride gas such as SF 6 , for example. This kind of gas is a warming gas and is expensive. Therefore, in order to perform the etching, there is a drawback that a large amount of equipment and expensive gas are used, and a large amount of cost is required.
そこで、ウェーハの片面に、樹脂やワックス等を塗布し硬化させて被覆物を形成してから、ウェーハを研削することで、ウェーハのうねりや反りを除去する方法が提案されている(特許文献1、2参照)。これらの方法では、塗布された樹脂を硬化させて表面が平坦な被覆物を形成し、この被覆物の表面を基準面としてウェーハを研削することで、ウェーハのうねりや反りが除去され、ウェーハが平坦に加工される。 Therefore, a method has been proposed in which swell and warpage of a wafer are removed by applying a resin, wax or the like to one side of the wafer and curing it to form a coating, and then grinding the wafer (Patent Document 1). 2). In these methods, the applied resin is cured to form a coating with a flat surface, and the wafer is ground using the surface of the coating as a reference surface, thereby removing the waviness and warpage of the wafer. Processed flat.
しかしながら、上記特許文献1の方法では、ウェーハの片面に形成された被覆物の厚さによって次のような問題が生じることがある。例えば、ウェーハに塗布する被覆物の厚さが薄い場合では、被覆物によってうねりや反りを十分に吸収することができない。また、ウェーハに塗布する被覆物の厚さが大きい場合では、一般的な研削装置を用い、回転させた研削砥石をウェーハに押し当ててウェーハを研削した時に、被覆物の弾性作用によって研削砥石からウェーハが逃げてしまい、うねりや反りが除去できてもウェーハを均一な厚さに研削することが難しいといった問題が生じる。
However, in the method of
一方、上記特許文献2の方法では被覆物を適切な膜厚に制御することができるため、うねりや反りを効果的に除去することができる。しかしながら、ウェーハに内部応力が残留した状態で樹脂等を硬化させているため、ウェーハの研削後に被覆物を除去するとウェーハ内に残留している内部応力によって再びうねりや反りが復帰するといったスプリングバックが生じる場合があり、必ずしも満足し得るものではない。 On the other hand, in the method of Patent Document 2, since the coating can be controlled to an appropriate film thickness, undulation and warpage can be effectively removed. However, since the resin or the like is cured with the internal stress remaining on the wafer, if the coating is removed after the wafer is ground, the spring back such that waviness and warpage are restored again due to the internal stress remaining in the wafer. It may occur and is not always satisfactory.
また、重力環境下におけるウェーハの形状は、うねりや反りに加えて「たわみ」の影響も受けた結果の形状だと考えられる。「たわみ」とは重力による変形であり、たわみの影響を考慮した厳密な平坦さに関しては、上記いずれの文献でも言及はされていない。 In addition, the shape of the wafer in a gravitational environment is considered to be the result of being affected by “deflection” in addition to waviness and warpage. “Deflection” is deformation due to gravity, and no exact flatness considering the influence of deflection is mentioned in any of the above documents.
よって本発明は、うねりや反りやたわみ等の変形要素を含む上記ウェーハ等の薄板状ワークを研削して平坦に加工するためにワークの片面に樹脂を被覆するにあたり、ワークのうねりや反りが適切に除去され、無重力下においてうねりや反りが抑制されたワークを得ることができる樹脂被覆方法および装置の提供を目的としている。 Therefore, in the present invention, when a thin plate-like workpiece such as a wafer including deformation elements such as waviness, warpage, and deflection is ground and processed flatly, when the resin is coated on one side of the workpiece, the waviness or warpage of the workpiece is appropriate. It is an object of the present invention to provide a resin coating method and apparatus capable of obtaining a workpiece that is removed and is capable of obtaining a work in which undulation and warpage are suppressed under zero gravity.
本発明の樹脂被覆方法は、うねりや反り等の変形要素を含む薄板状ワークの一の面を研削して平坦に加工するために該ワークの他の面に樹脂を被覆する樹脂被覆方法であって、平坦面に、ワークの一の面を密着させた状態で該ワークを保持し、変形要素を矯正して該ワークを平坦とするワーク矯正工程と、外的刺激によって硬化する硬化性樹脂上に、矯正工程で矯正された状態のワークを、他の面が該樹脂に密着する状態に載置するワーク載置工程と、ワークの一の面から平坦面を離反させる平坦面離反工程と、外的刺激付与手段によって硬化性樹脂に刺激を付与して該樹脂を硬化させる樹脂硬化工程とを少なくとも備えることを特徴としている。 The resin coating method of the present invention is a resin coating method in which one surface of a thin plate workpiece including deformation elements such as waviness and warpage is ground and processed to be flat so that the other surface of the workpiece is coated with resin. A workpiece correction step of holding the workpiece in a state where one surface of the workpiece is in close contact with the flat surface and correcting the deformation element to flatten the workpiece, and a curable resin that is cured by an external stimulus. In addition, a workpiece placement step of placing the workpiece corrected in the correction step in a state where the other surface is in close contact with the resin, a flat surface separation step of separating the flat surface from one surface of the workpiece, It comprises at least a resin curing step of applying a stimulus to the curable resin by an external stimulus applying means to cure the resin.
本発明の樹脂被覆方法では、矯正工程で変形を矯正された状態のワークを、ワーク載置工程で硬化性樹脂上に載置し、次いで平坦面離反工程で、一の面に密着させてワークを矯正していた平坦面を該一の面から離反させる。この段階でワークは硬化前の樹脂上に、矯正が解除され、かつ、他の面が樹脂に密着して載置された状態となる。 In the resin coating method of the present invention, a workpiece in which the deformation has been corrected in the straightening step is placed on the curable resin in the workpiece placing step, and then the workpiece is brought into close contact with one surface in the flat surface separation step. The flat surface that has corrected is separated from the one surface. At this stage, the workpiece is in a state in which the correction is released and the other surface is placed in close contact with the resin before being cured.
矯正が解除されたワークは、元の変形した状態(うねりや反りやたわみがある状態)に戻ろうとするが、本発明では、上記平坦面離反工程において、矯正が解除されて硬化前の樹脂上に載置されたワークは、内部応力による変形は樹脂を流動させながら生じるものの、重力による変形は樹脂で支持されることにより抑えられる。すなわち、ワークを、重力の影響を受けずに内部応力のみで変形した形状、もしくはそれに近似した形状にすることができる。そして、平坦面離反工程の後に樹脂を硬化させることにより、ワークはほぼ内部応力のみで変形した形状に保持される。 The workpiece whose straightening has been released tries to return to the original deformed state (there is a state of waviness, warpage or deflection). However, in the present invention, in the flat surface separation step, the straightening is canceled and the resin before curing is removed. Although the workpiece placed on the plate is deformed by internal stress while flowing the resin, the deformation caused by gravity is suppressed by being supported by the resin. That is, the workpiece can be deformed only by internal stress without being affected by gravity, or a shape approximated thereto. Then, by hardening the resin after the flat surface separation step, the work is held in a deformed shape by only the internal stress.
本発明の樹脂被覆方法は、ステージのワーク載置面に上記硬化性樹脂を供給する樹脂供給工程を有し、該樹脂供給工程の後に上記ワーク載置工程を行い、ワーク載置工程と上記平坦面離反工程との間に、上記矯正工程で矯正された状態のワークを、押圧手段によって一の面側からワーク載置面に供給された硬化性樹脂に向かって押圧するワーク押圧工程を含む。 The resin coating method of the present invention includes a resin supply step of supplying the curable resin to a workpiece mounting surface of a stage, and the workpiece mounting step is performed after the resin supply step. Between the surface separation step, a workpiece pressing step of pressing the workpiece corrected in the correction step from the one surface side toward the curable resin supplied to the workpiece mounting surface by the pressing means is included.
この形態を採用すると、ステージのワーク載置面に供給した硬化性樹脂がワークで押し広げられ、ワークの他の面全面に樹脂を均一に行き渡らせることができる。特に本発明では、変形を矯正して平坦に近い状態のワークを樹脂に押圧するので、樹脂がより均一に広がりやすく、かつ、短い押圧距離で樹脂を均一に広げることができる。さらに、ワークと樹脂との間に気泡が入りにくくなるといった利点もある。 If this form is adopted, the curable resin supplied to the workpiece placement surface of the stage is spread by the workpiece, and the resin can be uniformly distributed over the entire other surface of the workpiece. In particular, in the present invention, since the deformation is corrected and the workpiece in a nearly flat state is pressed against the resin, the resin is more easily spread more uniformly, and the resin can be spread evenly with a short pressing distance. Furthermore, there is an advantage that bubbles are less likely to enter between the workpiece and the resin.
また、本発明の樹脂被覆方法は、上記ワーク押圧工程と上記平坦面離反工程との間に、上記平坦面にワークの一の面を保持した状態で、該平坦面を、該ワークの他の面から一の面に向かう方向に移動させる平坦面移動工程を含む。 In the resin coating method of the present invention, the flat surface is held in a state where one surface of the work is held on the flat surface between the work pressing step and the flat surface separation step. A flat surface moving step of moving in a direction from the surface toward one surface is included.
この形態を採用すると、ワーク押圧工程で広がった樹脂の厚さを大きくすることができる。樹脂の厚さを大きくすることは、例えば、ワーク押圧工程で樹脂を均一に広げるために要した押圧距離が長くて平坦面離反工程後にワークが内部応力により変形するために必要な樹脂の厚さを得られなかった場合、樹脂の厚さを確保するために行われる。すなわち樹脂厚さが薄いとワークがステージのワーク載置面に当接してそれ以上の変形が不可能となってしまうおそれがあるが、樹脂の厚さを確保することでワークを十分に変形させることができ、押圧前の変形状態を再現することができる。言い換えると、この平坦面移動工程での平坦面の移動量は、矯正されていたワークが内部応力の影響によって元の形状に戻る程度でよい。 If this form is adopted, the thickness of the resin spread in the work pressing process can be increased. Increasing the thickness of the resin is, for example, the thickness of the resin required for the workpiece to deform due to internal stress after the flat surface separation step because the pressing distance required to uniformly spread the resin in the workpiece pressing step is long. If it is not obtained, it is carried out to ensure the thickness of the resin. In other words, if the resin thickness is thin, the workpiece may come into contact with the workpiece mounting surface of the stage and further deformation may not be possible. However, ensuring the resin thickness sufficiently deforms the workpiece. The deformation state before pressing can be reproduced. In other words, the amount of movement of the flat surface in this flat surface movement step may be such that the corrected workpiece returns to its original shape due to the influence of internal stress.
本発明の樹脂被覆方法で用いる上記硬化性樹脂としては、紫外線照射により硬化する紫外線硬化樹脂が挙げられ、この場合の上記外的刺激付与手段は、紫外線を照射する紫外線照射手段とされる。 Examples of the curable resin used in the resin coating method of the present invention include an ultraviolet curable resin that is cured by ultraviolet irradiation. In this case, the external stimulus imparting unit is an ultraviolet irradiation unit that irradiates ultraviolet rays.
この他の硬化性樹脂としては、加熱されることにより硬化する熱硬化樹脂や、加熱されることにより液化し、冷却されることにより硬化する熱可塑性樹脂が挙げられる。熱硬化樹脂の場合の外的刺激付与手段は加熱を行う加熱手段とされ、熱可塑性樹脂の場合の外的刺激付与手段は冷却を行う冷却手段とされる。 Examples of the other curable resin include a thermosetting resin that is cured by being heated, and a thermoplastic resin that is liquefied by being heated and is cured by being cooled. The external stimulus applying means in the case of a thermosetting resin is a heating means for heating, and the external stimulus applying means in the case of a thermoplastic resin is a cooling means for cooling.
次に、本発明の樹脂被覆装置は、上記本発明の樹脂被覆方法を好適に実施し得るものであって、ワークを、一の面が密着する状態に着脱自在に保持する平坦面を有し、該平坦面に該ワークを保持した時において変形要素を矯正して該ワークを平坦とするワーク矯正手段と、ワーク載置面を有し、該ワーク載置面に硬化性樹脂が供給されるステージと、ワーク矯正手段で矯正された状態のワークを、該ワーク載置面に供給された硬化性樹脂に載置するワーク載置手段と、ステージのワーク載置面に供給された硬化性樹脂に外的刺激を付与する外的刺激付与手段とを少なくとも備えることを特徴としている。 Next, the resin coating apparatus of the present invention can suitably carry out the resin coating method of the present invention, and has a flat surface that detachably holds a workpiece in a state where one surface is in close contact. And a workpiece correction means for correcting the deformation element when the workpiece is held on the flat surface to flatten the workpiece, and a workpiece placement surface, and a curable resin is supplied to the workpiece placement surface. A stage, a workpiece placement means for placing the workpiece corrected by the workpiece correction means on the curable resin supplied to the workpiece placement surface, and a curable resin supplied to the workpiece placement surface of the stage It is characterized by comprising at least an external stimulus applying means for applying an external stimulus.
本発明の樹脂被覆装置は、上記ワーク矯正手段を上記ステージの上記ワーク載置面に対向配置させるとともに、該ワーク矯正手段を該ワーク載置面に対し進退自在に移動させ、進出時に、硬化性樹脂に載置されたワークを該樹脂に向かって押圧する押圧手段を有する形態を含む。この形態では、上記本発明方法のワーク押圧工程を行うことができる。 In the resin coating apparatus of the present invention, the work correction means is disposed opposite to the work placement surface of the stage, and the work correction means is movably moved relative to the work placement surface, and is hardened when advanced. It includes a form having pressing means for pressing the workpiece placed on the resin toward the resin. In this embodiment, the work pressing step of the method of the present invention can be performed.
なお、本発明で言うワークは特に限定はされないが、例えばシリコンやガリウム砒素等からなる半導体ウェーハや、サファイア(酸化アルミニウム)等の無機化合物からなるウェーハ等が挙げられる。 In addition, although the workpiece | work said by this invention is not specifically limited, For example, the semiconductor wafer which consists of silicon, gallium arsenide, etc., the wafer which consists of inorganic compounds, such as sapphire (aluminum oxide), etc. are mentioned.
本発明によれば、変形を矯正した状態のワークを硬化前の樹脂に載置してから矯正を解除し、この後、樹脂を硬化させるといった手順でワークに樹脂を被覆させることにより、研削後のワークは、重力影響による変形が緩和された状態で研削されるため、無重力下において反りやうねりが抑制されたワークを得ることができるといった効果を奏する。 According to the present invention, the workpiece in a state in which the deformation is corrected is placed on the resin before curing, then the correction is released, and then the workpiece is coated with the resin in a procedure of curing the resin, after grinding. Since the workpiece is ground in a state where the deformation due to the influence of gravity is relaxed, there is an effect that a workpiece in which warpage and undulation are suppressed under zero gravity can be obtained.
以下、図面を参照して本発明に係る一実施形態を説明する。
[1]半導体ウェーハ
図1(a)の符号1は、一実施形態でのワークである半導体ウェーハ(以下、ウェーハ)を示している。このウェーハ1は、シリコン等からなる円柱状の材料インゴットをワイヤソーにより所定の厚さにスライスして得られた素材段階のものである。
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] Semiconductor
図1(a)では、重力下で、ウェーハ1の中心を下から支持した時の状態を示している。このウェーハ1は内部応力によりA方向に反りを生じており、表面には一部拡大図に示すようにうねりが生じている。ここで、反りに対して横断する方向をA方向と、反りの峰が延びる方向をB方向と呼ぶ。ウェーハ1は重力下で中心が支持された状態であるので、図1(b)に示すように、「重力ありのA方向のウェーハ形状」は、「重力なしのA方向のウェーハ形状」に比べて、重力の影響を受けて押し下げられた状態になっている。
FIG. 1A shows a state where the center of the
すなわち図1(a)のA方向におけるウェーハの形状は内部応力と重力によって変形した図1(b)の「重力ありのA方向のウェーハ形状」と考えられる。同じく図1(b)のように「重力ありのB方向のウェーハ形状」は「重力なしのB方向のウェーハ形状」に比べて、ウェーハの端が重力の影響を受けて下がった状態になっている。すなわち図1(a)のA方向におけるウェーハの形状は重力によって変形した図1(b)の「重力ありのB方向のウェーハ形状」と考えられる。このウェーハ1は、裏面1bに紫外線硬化型の樹脂が塗布されて硬化してから、表面1aが研削され、次いで裏面1bが研削されて平坦に加工された後、研削された表面に、電子回路を有する複数のデバイスからなるパターンが形成される。
In other words, the shape of the wafer in the A direction in FIG. 1A is considered to be “the wafer shape in the A direction with gravity” in FIG. 1B deformed by internal stress and gravity. Similarly, as shown in FIG. 1B, the “wafer shape in the B direction with gravity” is lower than the “wafer shape in the B direction without gravity” in which the edge of the wafer is lowered due to the influence of gravity. Yes. That is, the shape of the wafer in the A direction in FIG. 1A is considered to be “the wafer shape in the B direction with gravity” in FIG. The
[2]樹脂被覆装置の構成
図2は、ウェーハ1の裏面1bに樹脂を供給して硬化させる一実施形態の樹脂塗布装置10を示している。図2で符号11は中空の基台であり、この基台11の上部には、上面が平坦、かつ水平なワーク載置面12aとされた矩形板状のステージ12が配設されている。ステージ12は、紫外線が透過するホウ珪酸ガラスや石英ガラス等からなるもので、ステージ12の下面は基台11内の中空に面している。
[2] Configuration of Resin Coating Apparatus FIG. 2 shows a
基台11内の底部には、上方のステージ12に向けて紫外線(紫外光)を照射する複数のUVランプ13が配設されている。また、基台11には、シリンダ14によってUVランプ13の上方に対して進退し、進出時にUVランプ13の上方への紫外線照射光路を遮断する矩形板状のシャッタ15が設けられている。シャッタ15は、図2では1つしか示していないが、図3に示すように左右一対のものであり、各シャッタ15にシリンダ14が接続されている。
A plurality of
シリンダ14は、基台11方向に水平に伸縮するピストンロッド14aを有し、ピストンロッド14aの先端にシャッタ15が水平な状態で固定されている。ピストンロッド14aが伸びると、図3に示すように、左右のシャッタ15はUVランプ13の上方に進出し、先端が互いに当接して閉状態となり、UVランプ13からの上方への紫外線照射が遮断される。また、ピストンロッド14aが縮小すると、図5(b)に示すように、各シャッタ15はUVランプ13の上方から退避して開状態となり、UVランプ13からステージ12に向けて紫外線が照射される。
The
図3に示すように、基台11内のシャッタ15の上方には、紫外線以外の光を遮断する矩形板状のフィルタ16が配設されている。このフィルタ16により、基台11内の空間は上下に仕切られている。図2に示すように、基台11の側壁部11aには、基台11内の、フィルタ16の上方空間に連通する円筒状のダクト17が設けられている。このダクト17には、基台11内の空気を吸引して排出する図示せぬ排気手段が接続されている。
As shown in FIG. 3, a rectangular plate-
基台11内は、UVランプ13から照射される紫外線によって温度が上昇するため、ステージ12が熱膨張してステージ12のワーク載置面12aの平坦度が低下するおそれがある。そのため、ステージ12の下面側の空気をダクト17から外部に排出することで、ステージ12の温度上昇が抑えられ、ワーク載置面12aの平坦度が維持されるようになっている。また、フィルタ16により必要のない光成分が遮断され、これによってもワーク載置面12aの平坦度が維持される。
Since the temperature inside the base 11 rises due to the ultraviolet rays emitted from the
図2に示すように、基台11におけるステージ12の奥側には背板部18が立設しており、さらにこの背板部18の上端部には、ステージ12の上方に延びる庇部19が形成されている。そして庇部19には、ウェーハ1を水平に吸着して保持し、かつ、保持したウェーハ1を下方に移動させるウェーハ保持手段20が設けられている。
As shown in FIG. 2, a
ウェーハ保持手段20は、庇部19のほぼ中心から、下方のステージ12と庇部19との間の空間に延びるメインロッド21と、このメインロッド21の周囲に配設された複数(この場合4本)のサブロッド22と、これらロッド21,22の下端に水平に固定された円板状の押圧パッド23とを備えている。互いに平行に配設された各ロッド21,22は、上端部に駆動部21A,22Aを備えており、これら駆動部21A,22Aが庇部19に固定されている。駆動部21A,22Aがそれぞれ運転されると、各ロッド21,22は下方に伸びたり上方に縮小したりするよう作動し、各ロッド21,22の伸縮に伴って押圧パッド23が昇降する。
The wafer holding means 20 includes a
図3に示すように、押圧パッド23の下面の大部分には吸着部24が設けられている。この吸着部24は、多孔質材料によって円板状に形成されたもので、接続された図示せぬ空気吸引源を運転すると吸着部24の平坦な下面である吸着面24aに負圧が発生し、その吸着面24aにウェーハ1が吸着して保持されるようになっている。図3(c)に示すように、うねりや反りを含むウェーハ1が吸着部24に吸着されると、ウェーハ1は吸着面24aに密着し、うねりや反りやたわみ等の変形が矯正されてほぼ平らになる。
As shown in FIG. 3, a
[3]樹脂被覆装置の動作
次に、上記樹脂被覆装置10の動作を説明する。この動作中に、本発明の樹脂被覆方法が含まれている。
[3] Operation of Resin Coating Device Next, the operation of the
初期の状態として、図3(a)に示すように、UVランプ13は常にONの状態で紫外線を照射しているが、シャッタ15が閉じてステージ12には紫外線が照射されてはいない。また、押圧パッド23は上方の待機位置に位置付けられている。
As an initial state, as shown in FIG. 3A, the
この状態から、図3(b)に示すように、ステージ12のワーク載置面12aの中央に、液状の樹脂P1を、塊状の状態で所定量供給する(樹脂供給工程)。供給する樹脂P1は、紫外線の照射を受けることにより硬化する紫外線硬化型が用いられ、粘度は、例えば50〜30000mPa程度のものが選択される。次に、押圧パッド23の吸着部24に負圧を発生させ、図3(c)に示すように、吸着部24の吸着面24aにウェーハ1の表面1aを吸着させる。うねりや反りを含んで変形していたウェーハ1は吸着面24aに密着して変形が矯正される(ワーク矯正工程)。
From this state, as shown in FIG. 3B, a predetermined amount of liquid resin P1 is supplied in the form of a lump to the center of the
続いて、駆動部21A,22Aを運転して各ロッド21,22を下方に伸ばして押圧パッド23を下降させ、ウェーハ1の裏面1bを樹脂P1に押し付ける。これにより、変形が矯正されているウェーハ1の裏面1bが樹脂P1に密着し、ウェーハ1は樹脂P1に載置された状態となる(ワーク載置工程)。続いて、さらに押圧パッド23を下降させてウェーハ1を樹脂P1に向けて押圧する。すると、図4(a)に示すように、樹脂P1が押し広げられてウェーハ1の裏面からはみ出る状態となり、裏面1b全面に樹脂P1が均一に行き渡った状態が確保される(ワーク押圧工程)。
Subsequently, the driving
樹脂P1がウェーハ1の裏面1b全面に塗布されたら、駆動部21A,22Aの運転を停止するか、または運転によって樹脂P1に付与されていた圧力を弱める。すると、押圧パッド23によりウェーハ1を樹脂P1に押圧している荷重が抜け、樹脂P1の反発力を受けて図4(b)に示すように押圧パッド23が僅かに上昇し、これにより樹脂P1の厚さが若干大きくなる(平坦面移動工程)。
When the resin P1 is applied to the
次に、押圧パッド23の負圧運転を停止してから、図5(a)に示すように、押圧パッド23を上昇させて待機位置に戻し、ウェーハ1の表面1aから吸着面24aを離反させる(平坦面離反工程)。ウェーハ1から押圧パッド23を離反させると、変形が矯正されていた力が解除され、ウェーハ1は平坦な状態から元の状態に戻ろうとして変形する。
Next, after the negative pressure operation of the
図6は、矯正されたウェーハ1が樹脂P1上に載置されている状態(矯正あり)と、矯正が解除されたウェーハ1が樹脂P1上に載置されている状態(矯正なし)において、図1(a)で示したA方向とB方向から見た場合の形状を比較した表である。ここで、A方向でのウェーハ1は、重力によってかかる下向きの力をウェーハ1の下面全体から樹脂P1によって支えられるため、ウェーハ1は重力の影響を受けて押し下げられた「矯正なしの破線の形状(図1(b)に示す重力ありのA方向のウェーハ形状)」にはならず、反りが主に反映した「矯正なしの実線の形状」のようになる。
FIG. 6 shows a state in which the corrected
一方、B方向では重力によってかかる下向きの力が樹脂P1によって支えられるので、図6の「矯正なしの破線の形状(図1(b)に示す重力ありのB方向のウェーハ形状)」のようにウェーハ1の端は垂れ下がることなく維持されて「矯正なしの実線の形状」のようになる。つまり、図6で示した矯正無しのA方向とB方向から見た場合の形状はたわみによる形状変化が抑制された状態の形状になる。この時のウェーハ1の変形は、樹脂P1がまだ硬化処理されていないため可能であって、変形は樹脂P1を流動させながら生じる。
On the other hand, since the downward force applied by gravity is supported by the resin P1 in the B direction, as shown in “the shape of the broken line without correction (the wafer shape in the B direction with gravity shown in FIG. 1B)” in FIG. The edge of the
次に、図5(b)に示すようにシャッタ15を開く。すると、UVランプ13から発せられる紫外線がフィルタ16を通して樹脂P1に照射される(樹脂硬化工程)。紫外線が照射された樹脂P1は硬化し、ウェーハ1の裏面1bには、裏面1bに密着した樹脂膜P2が形成され、ワーク載置面12aからウェーハ1を取り出すことができる状態となる。樹脂膜P2の、ワーク載置面12aに密着する表面(下面)は、平坦なワーク載置面12aが転写されることにより平坦に形成される。
Next, the
[4]ウェーハの研削による平坦加工
以上のようにして裏面1aに樹脂膜P2が被覆されたウェーハ1は、両面が研削される平坦加工工程に移される。図7は、ウェーハ1を研削するための研削スピンドル30およびチャックテーブル40を示している。
[4] Flattening by grinding the wafer The
研削スピンドル30は、円筒状のハウジング31内に、モータ32によって回転するスピンドルシャフト33が内蔵され、スピンドルシャフト33に、フランジ34を介して砥石ホイール35が固定された構成である。研削スピンドル30は、スピンドルシャフト33の軸方向が上下方向に沿った状態に設置され、図示せぬ昇降機構で昇降可能とされている。砥石ホイール35は、環状のフレーム36の下面に複数の砥石チップ37が環状に配列されて固着されたものである。
The grinding
チャックテーブル40は、研削スピンドル30の下方に、砥石ホイール35と対向するように配設されている。チャックテーブル40の水平な上面は、負圧の作用によってワークを吸着して保持する吸着部41によって構成されている。この吸着部41は、上記樹脂被覆装置10の押圧パッド23の吸着部24と同様ものもので、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41aとなっている。チャックテーブル40は、図示せぬ回転駆動手段によって回転するようになっている。
The chuck table 40 is disposed below the grinding
ウェーハ1の研削は、まず、図7に示すように樹脂膜P2を吸着部24の吸着面24aに吸着させ、表面1aが露出する状態にウェーハ1をチャックテーブル40に保持する。そして、チャックテーブル40を回転させ、一方、研削スピンドル30を下降させながら回転する砥石37をウェーハ1の表面に押し付ける。これによってウェーハ1の表面1aが研削される。なお、この場合は、回転する砥石ホイール35の外周部が回転しているウェーハ1の中心を通過することによりウェーハ1の表面全面が研削され、表面が平坦に加工される。
For grinding the
図8(a)に示すように、ウェーハ1の表面1aが平坦に加工されたら、次いで、図8(b)に示すように、樹脂膜P2をウェーハ1の裏面1bから剥離して除去する。そして研削された表面1aを吸着面24aに吸着させて、裏面1bが露出する状態にウェーハ1をチャックテーブル40に保持する。次いでチャックテーブル40を回転させながら研削スピンドル30によって裏面1bを研削し、図8(c)に示すように裏面1bを平坦に加工する。以上で、図8(d)に示すように、表面1aおよび裏面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ェーハ1を得る。
As shown in FIG. 8A, after the
[5]実施形態の作用効果
上記のようにして樹脂被覆装置10によりウェーハ1の裏面1bに樹脂膜P2を被覆する実施形態においては、押圧パッド23に吸着して変形を矯正したウェーハ1を、硬化前の樹脂P1の上に載置して押圧してから、この時点ではまだ樹脂P1を硬化させず、一旦ウェーハ1から押圧パッド23を離反させて矯正を解除した後に、樹脂P1を硬化するといった手順をポイントとしている。
[5] Effect of Embodiment In the embodiment in which the resin film P2 is coated on the
従来は、たわみによるウェーハの変形を考慮せず、例えば図1の状態のまま樹脂上にウェーハを載置し、たわみによる変形を含んだ形状でウェーハは樹脂上で固定され、研削されていた。したがって、従来のウェーハはたわみによる内部応力を含んだものとなり、無重力環境下においてはたわみによる内部応力により新たな反りが発生していた。しかしながら前述の手順により、矯正が解除されたウェーハ1は、重力の影響が緩和されて主に反りによって変形した形状で固定されるため、得られたウェーハ1はたわみによる内部応力を含まないか、もしくはそれに近い状態となる。このため、無重力下においてもより平坦に近い形状のウェーハとなる。
Conventionally, without considering the deformation of the wafer due to deflection, for example, the wafer was placed on the resin in the state shown in FIG. 1, and the wafer was fixed on the resin and ground in a shape including the deformation due to deflection. Therefore, the conventional wafer includes an internal stress due to the deflection, and a new warp is generated due to the internal stress due to the deflection in a weightless environment. However, the
なお、使用する樹脂としては、適切な粘度および厚さが、ウェーハ1の素材や構造、形状、さらには元来ある内部応力などの様々な要素を考慮して選定されることで、本発明の効果をより顕著に得ることが可能となる。すなわち、適切な粘度および厚さとは、矯正を解除した後のウェーハの、反りによる変形は許容し、かつ、たわみによる変形は抑えることができるものと考えられる。言い換えると、重力によってウェーハに発生する力をほぼ同等の力で押し返す様な樹脂であると言える。
In addition, as a resin to be used, an appropriate viscosity and thickness are selected in consideration of various factors such as the material, structure, and shape of the
本実施形態では、ウェーハ1の裏面1bに樹脂P1が付着してから、さらに図4(b)に示したようにウェーハ1で樹脂P1を押圧することにより、樹脂P1が押し広げられて裏面1b全面に樹脂P1を均一に行き渡らせることができる。特に本実施形態では、変形を矯正して平坦に近い状態のウェーハ1を樹脂P1に押圧するので、樹脂P1がより均一に広がりやすく、かつ、短い押圧距離で樹脂P1を均一に広げることができる。さらに、ウェーハ1と樹脂P1との間に気泡が入りにくくなるといった利点もある。
In this embodiment, after the resin P1 adheres to the
また、本実施形態では、ステージ12のワーク載置面12aに塊状の樹脂P1を供給し、この樹脂P1をウェーハ1で押圧することによりウェーハ1の裏面1bに樹脂P1を塗布する形態である。この形態では、用いる樹脂P1の量を、ウェーハ1の裏面1bに塗布され得る最低限の量にすることが可能であり、結果として樹脂使用量が抑えられてコスト低減が図られる。また、使用直前に樹脂P1を供給することが可能であるから、粘度が低い樹脂でも使用が可能であり、粘度の選択肢が広がってウェーハ1をより平坦に近付けることが可能となる。
In the present embodiment, a block-shaped resin P1 is supplied to the
また、本実施形態では、図4(b)に示したように樹脂P1を押圧した後、すぐに押圧パッド23をウェーハ1から離反させず、ウェーハ1を吸着して保持したまま(すなわち平坦に矯正したまま)、一旦押圧パッド23を僅かに上昇させて樹脂P1の厚さを押圧状態から大きくしている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4B, after pressing the resin P1, the
この動作をさせることにより、押圧パッド23をウェーハ1から離反させた時、内部応力によってウェーハ1が樹脂P1内で十分に変形することができ、元の変形状態を再現させることができる。このため、研削による平坦加工工程において樹脂膜P2をウェーハ1から剥離した際に、ウェーハ1の内部応力による変形が生じにくく、厳密な平坦状態か、あるいは平坦に近い状態を得ることができる。なお、押圧後にウェーハ1を吸着、保持したまま押圧パッド23を上昇させる量は、上昇後の樹脂P1の厚さ内で、ウェーハ1が変形する程度とされる。
By performing this operation, when the
なお、上記実施形態では、ステージ12のワーク載置面12aへの樹脂P1の供給は、必要な量の樹脂P1を直接ワーク載置面12aに供給しているが、本発明方法はこの供給方式に限られない。例えば、予め樹脂が塗布されたフィルムの樹脂が塗布された面を上側にしてステージ12のワーク載置面12a上に供給し、このフィルムの上面の樹脂の上に、押圧パッド23に吸着させたウェーハを密着して押圧することにより、ウェーハの裏面に樹脂を塗布する方式を採ってもよい。
In the above embodiment, the resin P1 is supplied to the
また、ウェーハ1が反りを含む形状である場合には、反りの凸側の面を押圧パッド23の吸着部24に吸着させる方が、矯正解除後に樹脂P1を流動させながら反りが戻る挙動が起きやすいので好ましい。
Further, when the
以下、本発明の実施例を説明する。
[実施例]
単結晶シリコンからなる円柱状の材料インゴットをワイヤソーでスライスし、直径φ300mm、厚さ900μmのウェーハを得た。続いてこのウェーハの反りを測定した。
Examples of the present invention will be described below.
[Example]
A cylindrical material ingot made of single crystal silicon was sliced with a wire saw to obtain a wafer having a diameter of 300 mm and a thickness of 900 μm. Subsequently, the warpage of the wafer was measured.
次いでこのウェーハを、図2と同様の樹脂被覆装置の押圧パッドに吸着して変形を矯正した。一方、ステージ(石英ガラス製)上に、片面に紫外線硬化型の樹脂が塗布されたフィルムを樹脂を上側にして供給し、このフィルムの上面の樹脂の上に、押圧パッドを下降させて矯正したウェーハの裏面を密着させ、さらにウェーハを樹脂に押圧した。次いで、押圧パッドによる吸着、すなわち矯正を解除してから押圧パッドを上昇させてウェーハから離反させ、この後、樹脂を硬化させてウェーハの裏面に樹脂膜を形成した。 Next, this wafer was adsorbed to a pressing pad of a resin coating apparatus similar to that shown in FIG. On the other hand, on the stage (made of quartz glass), a film coated with an ultraviolet curable resin on one side was supplied with the resin facing up, and the pressure pad was lowered onto the resin on the top surface of the film to correct it. The back surface of the wafer was brought into close contact, and the wafer was further pressed against the resin. Next, after releasing the adsorption by the pressing pad, that is, the correction, the pressing pad was raised and separated from the wafer, and then the resin was cured to form a resin film on the back surface of the wafer.
次に、図7〜図8に示した要領で、樹脂膜の表面を基準面にウェーハの表面を研削し、次いで樹脂膜をウェーハの裏面から除去した後、表面を基準面として裏面を研削して、両面が研削されて平坦加工されたウェーハを得た。 Next, in the manner shown in FIGS. 7 to 8, the surface of the wafer is ground with the surface of the resin film as a reference surface, and then the resin film is removed from the back surface of the wafer and then the back surface is ground with the surface as the reference surface. Thus, a wafer whose both surfaces were ground and flattened was obtained.
[比較例]
ウェーハをフィルムの樹脂の上に載置するにあたり、押圧パッドにウェーハを吸着して変形を矯正することはせず、単にウェーハをフィルムの樹脂上に載置してから、このウェーハを押圧パッドで押圧し、次いで、押圧パッドをウェーハから離間させるといった方法を採った。これ以外の工程は上記実施例と同様にして、両面が研削されて平坦加工されたウェーハを得た。
[Comparative example]
When placing the wafer on the film resin, the wafer is not adsorbed on the pressure pad to correct the deformation. A method of pressing and then separating the pressing pad from the wafer was adopted. Other processes were the same as in the above example, and a wafer having both surfaces ground and flattened was obtained.
[反りの測定値の比較]
平坦加工後の上記実施例と比較例のウェーハのWARP(反り)を(株)コベルト科研の「ウェーハBOW/WARP測定装置SBW-331M」で測定した。その結果を、樹脂被覆前の反りの測定値と合わせて表1に示す。なお、当該測定装置「SBW-331M」の測定結果は、たわみによる形状の変形量を打ち消す数値補正が反映されるため、無重力下における測定結果とみなすことができる。
[Comparison of measured values of warpage]
The WARP (warpage) of the wafers of the above examples and comparative examples after the flat processing was measured with “Wafer BOW / WARP measuring device SBW-331M” of Cobelt Research Institute. The results are shown in Table 1 together with the measured values of warpage before resin coating. The measurement result of the measurement apparatus “SBW-331M” can be regarded as a measurement result under weightlessness because it reflects a numerical correction that cancels out the deformation amount of the shape due to deflection.
表1で明らかなように、変形を矯正しないままウェーハを樹脂に押圧してから押圧する力を解除して樹脂を硬化させた比較例では、平坦加工後における反りが樹脂被覆前とそれほど変わらず、反りが除去されていない。これに対し、変形を矯正した状態のウェーハを樹脂に載置する本発明方法によれば、平坦加工後の反りが著しく低減し、平坦に近いウェーハを得ることができており、本発明の効果が実証された。 As is apparent from Table 1, in the comparative example in which the resin was cured by pressing the wafer against the resin without correcting the deformation, the warpage after the flat processing was not so different from that before the resin coating. The warping has not been removed. On the other hand, according to the method of the present invention in which the wafer with the deformation corrected is placed on the resin, the warpage after the flat processing is remarkably reduced, and a wafer that is nearly flat can be obtained. Has been demonstrated.
1…ウェーハ(ワーク)、1a…ウェーハの表面(一の面)、1b…ウェーハの裏面(他の面)、10…樹脂被覆装置、ステージ12、ワーク載置面12a、13…UVランプ(外的刺激付与手段)、20…ウェーハ保持手段(ワーク矯正手段、ワーク載置手段、押圧手段、平坦面移動手段)、23…押圧パッド、24a…吸着面(平坦面)。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
平坦面に、前記ワークの前記一の面を密着させた状態で該ワークを保持し、前記変形要素を矯正して該ワークを平坦とするワーク矯正工程と、
外的刺激によって硬化する硬化性樹脂上に、前記矯正工程で矯正された状態の前記ワークを、前記他の面が該樹脂に密着する状態に載置するワーク載置工程と、
前記ワークの前記一の面から前記平坦面を離反させる平坦面離反工程と、
外的刺激付与手段によって前記硬化性樹脂に刺激を付与して該樹脂を硬化させる樹脂硬化工程と、を少なくとも備えることを特徴とする樹脂被覆方法。 A resin coating method for coating a resin on the other surface of the workpiece in order to grind and flatten one surface of a thin plate-shaped workpiece including deformation elements such as waviness and warpage,
A workpiece correction step of holding the workpiece in a state in which the one surface of the workpiece is in close contact with a flat surface, and correcting the deformation element to flatten the workpiece;
On the curable resin that is cured by an external stimulus, the workpiece placed in a state where the other surface is in close contact with the resin, the workpiece placed in a state of being corrected in the correction step,
A flat surface separation step of separating the flat surface from the one surface of the workpiece;
A resin coating method comprising at least a resin curing step of curing the resin by applying a stimulus to the curable resin by an external stimulus applying means.
前記外的刺激付与手段は、紫外線を照射する紫外線照射手段であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂被覆方法。 The curable resin is an ultraviolet curable resin that is cured by ultraviolet irradiation,
The resin coating method according to claim 1, wherein the external stimulus applying unit is an ultraviolet irradiation unit that irradiates ultraviolet rays.
前記外的刺激付与手段は、加熱を行う加熱手段であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂被覆方法。 The curable resin is a thermosetting resin that cures when heated.
The resin coating method according to claim 1, wherein the external stimulus imparting unit is a heating unit that performs heating.
前記外的刺激付与手段は、冷却を行う冷却手段であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂被覆方法。 The curable resin is a thermoplastic resin that liquefies when heated and cures when cooled.
The resin coating method according to claim 1, wherein the external stimulus applying unit is a cooling unit that performs cooling.
前記ワークを、前記一の面が密着する状態に着脱自在に保持する平坦面を有し、該平坦面に該ワークを保持した時において前記変形要素を矯正して該ワークを平坦とするワーク矯正手段と、
ワーク載置面を有し、該ワーク載置面に硬化性樹脂が供給されるステージと、
前記ワーク矯正手段で矯正された状態の前記ワークを、該ワーク載置面に供給された前記硬化性樹脂に載置するワーク載置手段と、
前記ステージの前記ワーク載置面に供給された硬化性樹脂に外的刺激を付与する外的刺激付与手段と、を少なくとも備えることを特徴とする樹脂被覆装置。 A resin coating apparatus for coating a resin on the other surface of the workpiece in order to grind and flatten one surface of a thin plate-shaped workpiece including deformation elements such as undulation and warpage,
A workpiece correction that has a flat surface that detachably holds the workpiece in a state where the one surface is in close contact, and corrects the deformation element when the workpiece is held on the flat surface to flatten the workpiece. Means,
A stage having a workpiece placement surface, and a curable resin is supplied to the workpiece placement surface;
A workpiece placement means for placing the workpiece in a state corrected by the workpiece correction means on the curable resin supplied to the workpiece placement surface;
A resin coating apparatus comprising at least an external stimulus applying means for applying an external stimulus to the curable resin supplied to the work placement surface of the stage.
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