JP2014093420A - ウェハを支持ディスクに接着する治具、および、それを用いた半導体装置の製造方法 - Google Patents

ウェハを支持ディスクに接着する治具、および、それを用いた半導体装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 ウェハを支持ディスクに接着した後に行われるエッチング工程において、支持ディスクがエッチングされることを防止することができる技術を提供する。
【解決手段】
本明細書は、ウェハ６を支持ディスク８に接着する治具２を開示する。治具２は、台座１４と、固定治具１２０とを有している。支持ディスク８は、上面と側面との間に形成された面取り部８ａを有している。固定治具１２０は、支持ディスク８が台座１４に固定されたときに、支持ディスク８の側面に当接して支持ディスク８の側面を覆う第１面１２１ｃ、１２２ｃと、支持ディスク８の面取り部８ａに当接して支持ディスク８の面取り部８ａを覆う第２面１２１ａ、１２２ａとを有している。
【選択図】図１

Description

本明細書に開示の技術は、ウェハを支持ディスクに接着する治具、および、それを用いた半導体装置の製造方法に関する。
近年ウェハが薄肉化されつつある。このため、ウェハを処理して半導体装置を製造する際のウェハの搬送等を容易にするために、ウェハを支持ディスクに接着することがある。特許文献１は、円板型の基板サポート板（支持ディスク）を開示する。基板サポート板のウェハ貼り付け面には、外周縁部に沿って円弧状の溝（凹状の重ね合わせ限界マーク）が形成されている。このため、ウェハを基板サポート板に接着する際に、ウェハと基板サポート板との隙間からあふれた余剰の接着剤が円弧状の溝に流入する。これにより、余剰の接着剤が基板サポート板の側面に回り込むことが防止され、ウェハ接着後に実施される工程において、接着剤が装置に付着する等の悪影響が生じることが防止される。
特開２０１２−４９２７４号公報
特許文献１の基板サポート板では、ウェハ貼り付け面の外周縁部に沿って円弧状の溝が形成されている。ウェハ貼り付け面は、円弧状の溝よりも基板サポート板の半径方向の中心側に位置する面（以下、内側のウェハ貼り付け面と呼ぶ）と、円弧状の溝よりも基板サポート板の半径方向外側に位置する面（以下、外側のウェハ貼り付け面と呼ぶ）とに分割されている。
円弧状の溝は、内側のウェハ貼り付け面の直径が、ウェハの直径よりもわずかに大きくなるように形成される。ウェハを基板サポート板に接着する際には、ウェハは、ウェハの外周が内側のウェハ貼り付け面の外周よりも内側に収まるように配置される。ウェハを基板サポート板に接着した際には、内側のウェハ貼り付け面は、ウェハか余剰接着剤のいずれかに覆われる。ところが、ウェハの接着に使用される接着剤の量は、溝を乗り越えて内側のウェハ貼り付け面から外側のウェハ貼り付け面に移動することはできない量とされている。このため、外側のウェハ貼り付け面は、ウェハを基板サポート板に接着した後の状態では、ウェハにも余剰接着剤にも覆われず、むき出しになっている。
このため、ウェハを基板サポート板に接着した後にウェハのエッチング工程を行うと、むき出しになっている外側のウェハ貼り付け面がエッチングされ、外側のウェハ貼り付け面が損傷する。このため、基板サポート板の交換頻度が増加し半導体装置の生産コストが増加する。
本明細書は上記の課題を解決する技術を開示する。本明細書では、ウェハを支持ディスクに接着した後に行われるエッチング工程において、支持ディスクのウェハ貼り付け面がエッチングされることを防止することができる技術を提供する。
本明細書は、ウェハを支持ディスクに接着する治具を開示する。支持ディスクは、ウェハが接着される上面と、支持ディスクが台座に固定されたときに台座に当接する下面と、上面と下面との間にある円筒状の側面とを有している。その治具の支持ディスクは、上面と側面との間に形成された面取り部を有している。治具は、台座と、台座上に設けられ、支持ディスクを台座に固定する固定治具を有している。固定治具は、支持ディスクが台座に固定されたときに、支持ディスクの側面に当接して支持ディスクの側面を覆う第１面と、支持ディスクの面取り部に当接して支持ディスクの面取り部を覆う第２面を有している。
上記の治具では、支持ディスクが台座に固定された状態では、支持ディスクの側面が固定治具の第１面に覆われるとともに、支持ディスクの面取り部が固定治具の第２面に覆われる。このため、ウェハを支持ディスクに接着する際に、ディスクの側面部および面取り部に接着剤が付着することを抑制することができる。
また、上記の治具を使用すれば、支持ディスクの側面への接着剤の付着を防止するための溝を設ける必要がない。このため、支持ディスクの上面（即ち、ウェハ貼り付け面）を、ウェハか接着剤のいずれかによって覆われている状態とすることができる。これにより、エッチング工程において、支持ディスクの上面がエッチングされてしまうことを抑制することができる。
実施例１の治具２を示す断面図である。 固定治具１２０を開き台座１４に支持ディスク８を載置した状態を示す平面図である。 図２の（III−III）断面での断面図である 固定治具１２０を閉じ支持ディスク８を台座１４に固定した状態を示す断面図である。 接着剤１０を塗布したウェハ６を、支持ディスク８の上方に配置した状態を示す断面図である。 接着剤１０を塗布したウェハ６を、支持ディスク８に圧着している状態を示す断面図である。 ウェハ６が支持ディスク８に接着された状態を示す断面図である。 実施例１の治具２を用いて半導体装置を製造する方法のフローを示す。
以下、本明細書で開示する実施例の技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。
（特徴１）
本明細書は、治具を用いて半導体装置を製造する方法も開示する。その製造方法は、固定治具の第１面と第２面とを支持ディスクの側面と面取り部とに当接させて、支持ディスクを台座に固定する工程を備えている。その製造方法は、接着剤を用いて支持ディスクの上面にウェハを接着する工程を備えている。その製造方法は、支持ディスクに接着されたウェハをエッチング液によってエッチングする工程を備えている。
以下に、治具２を用いた半導体装置の製造方法を説明する。この製造方法では、治具２を用いてウェハ６を支持ディスク８に接着し、ウェハ接着体（６、８、１０）を製造する。その後、ウェハ接着体（６、８、１０）をエッチングしてウェハ６を薄板化する。
まず、ウェハ接着体（６、８、１０）について説明する。ウェハ６が支持ディスク８に接着されることでウェハ接着体（６、８、１０）が形成される。図７に示すように、ウェハ接着体（６、８、１０）は、ウェハ６と、支持ディスク８と、ウェハ６と支持ディスク８とを接着している接着剤１０とを有する。
ウェハ６は半導体ウェハである。ウェハ６は、例えば、シリコン（Ｓｉ）や、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の半導体からなる。
支持ディスク８は、ウェハ６が接着される上面と、支持ディスク８が冶具２の台座１４に固定されたときに台座１４に当接する下面とを有している。支持ディスク８の上面と下面とはそれぞれ平面である。支持ディスク８は、上面と下面との間にある円筒状の側面８ｃを有している。
支持ディスク８は、ウェハ６と比較して大きな剛性を有している。このため、ウェハ接着体（６、８、１０）が形成されることにより、ウェハ６を処理して半導体装置を製造する際のウェハ６の搬送等が容易化される。支持ディスク８の材質として、例えば、無アルカリガラスが使用できる。ウェハ６を処理して製造される半導体装置は、どのような半導体装置であってもよい。ウェハ６を処理して製造される半導体装置は、例えば、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴであってもよい。
また、支持ディスク８は、上面と側面８ｃとの間に形成された面取り部８ａを有している。面取り部８ａにより、支持ディスク８の上面と側面８ｃとの間の角部の損傷を防止することができる。また、支持ディスク８は、下面と側面８ｃとの間にも面取り部８ｂを有している。面取り部８ｂにより、支持ディスク８の下面と側面８ｃとの間の角部の損傷を防止することができる。
次に、治具２について説明する。図１，２に示すように、治具２は、台座１４と、固定治具１２０とを備えている。台座１４は、支持ディスク８と固定治具１２０とが載置される上面を有している。
固定治具１２０は、台座１４の上面に設置されている。固定治具１２０は、右側の固定治具１２１と、左側の固定治具１２２とを備える。右側の固定治具１２１の左側の面は、支持ディスク８の外周面の形状に倣った円弧形状となっている(図２）。また、左側の固定治具１２２の右側の面も同様に、支持ディスク８の外周面の形状に倣った円弧形状となっている(図２）。
図３に示すように、右の固定治具１２１の左側（円弧の内側）の側面には、上下方向で中央に位置する第１面１２１ｃと、第１面の上側に位置する第２面１２１ａと、第１面の下側に位置する第３面１２１ｂとが形成されている。第１面１２１ｃ、第２面１２１ａ、および第３面１２１ｂは、固定治具１２１の右側に向かってくぼんだ凹形状を形成している。図４に示すように、支持ディスク８が台座１４に固定された状態では、右側の固定治具１２１の第１面１２１ｃ、第２面１２１ａ、および第３面１２１ｂは、それぞれ、支持ディスク８の右側の側面８ｃ、面取り部８ａ、および、面取り部８ｂに当接する（後に詳述する）。
同様に、左側の固定治具１２２の右側（円弧の内側）の側面には、上下方向で中央に位置する第１面１２２ｃと、第１面の上側に位置する第２面１２２ａと、第１面の下側に位置する第３面１２２ｂとが形成されている。第１面１２２ｃ、第２面１２２ａ、および第３面１２２ｂは、左側の固定治具１２２の左側に向かってくぼんだ凹形状を形成している。図４に示すように、支持ディスク８が台座１４に固定された状態では、左側の固定治具１２２の第１面１２２ｃ、第２面１２２ａ、および第３面１２２ｂは、それぞれ、支持ディスク８の左側の側面８ｃ、面取り部８ａ、および、面取り部８ｂに当接する（後に詳述する）。
台座１４と右側の固定治具１２１との間、および、台座１４と左側の固定治具１２２との間には、従来公知の電動スライド機構が設けられている（不図示）。右側の固定治具１２１は、台座１４に対して左右方向に相対移動可能である。また、左側の固定治具１２２も台座１４に対して左右方向に相対移動可能である。
次に、本実施例の半導体装置の製造方法を図８のフローを用いて説明する。工程Ｓ２において、支持ディスク８を台座１４に固定する。まず、右側の固定治具１２１と、左側の固定治具１２２とを、互いに離間する方向にスライドさせる。次いで、台座１４の上面に、支持ディスク８を載置する（図２、３）。
次に、左右の固定治具１２１、１２２のそれぞれを、互いに近づく方向にスライドさせる。すなわち、右側の固定治具１２１は、左向きにスライドされる。同様に、左側の固定治具１２２は、右向きにスライドされる。右側の固定治具１２１の第１面１２１ｃが、支持ディスク８の側面８ｃに当接して側面８ｃを覆う。また、右側の固定治具１２１の第２面１２１ａが、上側の面取り部８ａに当接して面取り部８ａを覆う。さらに、右側の固定治具１２１の第３面１２１ｂが、下側の面取り部８ｂに当接して下側の面取り部８ｂを覆う。
また、左側の固定治具１２２の第１面１２２ｃが、支持ディスク８の側面８ｃに当接して側面８ｃを覆う。左側の固定治具１２２の第２面１２２ａが、上側の面取り部８ａに当接して上側の面取り部８ａを覆う。左側の固定治具１２２の第３面１２２ｂが、下側の面取り部８ｂに当接して下側の面取り部８ｂを覆う。
固定治具１２１、１２２の第１面１２１ｃ、１２２ｃが支持ディスク８の側面８ｃに当接されることにより、支持ディスク８が台座１４上で固定される。また、左右の固定治具１２１、１２２の第２面１２１ａ、１２２ａが支持ディスク８の上側の面取り部８ａに当接することにより、支持ディスク８が台座１４の方向(下方向）に押し付けられる。これにより、支持ディスク８の下面が、台座１４の上面に密着する。第３面１２１ｂ、１２２ｂは支持ディスク８の下側の面取り部８ｂに当接する。
次に、工程Ｓ４において、支持ディスク８の上面にウェハ６を接着する（図８）。工程Ｓ４では、まず、支持ディスク８の上方にウェハ６を配置する（図５）。ウェハ６のハンドリングには、例えば、従来公知の吸着搬送装置２０が使用される。ウェハ６の下面には接着剤１０が塗布されている。接着剤１０として、例えばポリイミドを含む接着剤が使用できる。このとき、ウェハ６および接着剤１０の温度は、接着剤の硬化温度よりも高い温度とされている。このため、ウェハ６の下面に塗布された接着剤１０は、硬化していない状態を保っている。
次に、支持ディスク８の上方に配置されたウェハ６を下側に移動させる。先述のように、支持ディスク８の上面の外径は、ウェハ６の外径よりもわずかに大きい。ウェハ６は、ウェハ６の外径が支持ディスク８の上面の外径の内側に収まるように配置される。これにより、ウェハ６を支持ディスク８の上面に配置した際に、ウェハ６の外周縁部が支持ディスク８の上面からはみ出すことが防止される。
続いて、ウェハ６を支持ディスク８に圧着する。すなわち、ウェハ６を支持ディスク８の方に向かって押し付ける（図６）。ウェハ６が支持ディスク８の方に向かって押し付けられるため、接着剤１０がウェハ６と支持ディスク８との隙間からあふれ出る。接着剤１０は、支持ディスク８の上面の全体に広がる。
次に、ウェハ６が支持ディスク８の上面に圧着された状態を保ちつつ、ウェハ接着体（６、８、１０）を自然冷却する。接着剤１０の温度が低下することにより、接着剤１０が徐々に硬化する。接着剤１０の硬化がある程度進んだ後、吸着搬送装置２０をウェハ６から離間する。接着剤１０の硬化が進行しているため、吸着搬送装置２０を離間してもウェハ６が支持ディスク８の上面に接着された状態が保たれる（図１）。ただし、このときには、接着剤１０は完全には硬化していない（後に詳述する）。
本実施例の治具２では、支持ディスク８が台座１４に固定された状態では、支持ディスク８の側面８ｃが固定治具１２０の第１面１２１ｃ、１２２ｃに覆われる。また、支持ディスク８の面取り部８ａが固定治具１２０の第２面１２１ａ、１２２ａに覆われる。このため、本実施例の治具２では、ウェハ６を支持ディスク８に接着する際に、ディスクの側面８ｃおよび面取り部８ａに接着剤１０が付着することを抑制することができる。
ウェハ６が支持ディスク８の上面に圧着された状態では、支持ディスク８の上面の一部は、ウェハ６に覆われている。また、支持ディスク８の上面のうちのウェハ６に覆われていない部分は、接着剤１０に覆われている。先述の固定治具１２０は、支持ディスク８の上面を覆っていないため、支持ディスク８の上面のうちのウェハ６に覆われていない部分は、すべて接着剤１０に覆われる。つまり、支持ディスク８の上面は、ウェハ６か接着剤１０のいずれかに覆われる。なお、ウェハ６に塗布される接着剤１０の量は、支持ディスク８の上面が、ウェハ６か接着剤１０のいずれかに覆われる為に必要な量以上とされている。
仮に、支持ディスク８の上面に特許文献１の円弧状の溝を形成した場合には、支持ディスク８の上面うちの溝の外側の部分は接着剤１０に覆われない。しかし、本実施例の治具２では、支持ディスク８の側面８ｃおよび面取り部８ａに接着剤１０が付着することを抑制することができるため、円弧状の溝を設ける必要が無い。このため、支持ディスク８の上面の全体を、ウェハ６か接着剤１０のいずれかによって覆われている状態とすることができる。
また、本実施例の治具２では、固定治具１２０は支持ディスク８の上面を覆わない。このため、支持ディスク８の上面の全体をウェハ６の接着する為に使用することができる。これにより、例えば、支持ディスク８の上面の一部が固定治具１２０等に覆われている場合等と比較して、支持ディスク８の外径を小さくすることができる。
次に、工程Ｓ６において、ウェハ接着体（６、８、１０）を台座１４から取りはずす（図８、図７）。まず、左右の固定治具１２１、１２２をスライドさせて、支持ディスク８に対して離間させる。具体的には、右側の固定治具１２１は右方向に、左側の固定治具１２２は左方向にスライドさせる。その後、支持ディスク８を台座１４の上面から取り外す。ウェハ接着体（６、８、１０）の台座１４の取り出しは、従来公知の搬送手段によって行われる。
このとき、固定治具１２０は、接着剤１０が完全に硬化する前に支持ディスク８から離間させる。これにより、固定治具１２０と支持ディスク８とが接着剤１０により固着することが防止される。
台座１４から取り外されたウェハ接着体（６、８、１０）は、エッチング装置（不図示）に搬送される。台座１４からエッチング装置への搬送は、従来公知の搬送手段によって行われる。
次に、工程Ｓ８において、ウェハ６をエッチングする（図８、図７）。具体的には、エッチング液を用いてウェットエッチングを行う。エッチング工程では、従来公知のエッチング装置を使用することができる。エッチング工程では、ウェハ６の軸周りにウェハ６を回転させながら、ウェハ６の上面にエッチング液を噴霧する。ウェハ６の回転は、接着体（６、８、１０）を回転させることで行う。ウェハ６の上面に噴霧されたエッチング液には、回転による遠心力が加わる。このため、エッチング液はウェハ６の半径方向外側に向かって流れる。これにより、ウェハ６の上面の全体がエッチングされ、ウェハ６の全体が薄肉化される。
また、ウェハの上面を半径方向外側に向かって流れたエッチング液の一部は、ウェハ６に覆われていない部分の支持ディスク８の上面に接触する。また、エッチング液の一部が、ウェハ６に覆われていない部分の支持ディスク８の上面に直接噴霧されることもある。
上述したように、本実施例の治具２を使用すれば、支持ディスク８の上面の全体を、ウェハ６か接着剤１０のいずれかに覆われている状態とすることができる。このため、エッチング工程において支持ディスク８の上面にエッチング液が接触することを抑制することができる。これにより、エッチング工程において支持ディスク８の上面がエッチングされることを抑制することができる。
なお、上記のエッチング工程ではエッチング液は支持ディスク８の上方から噴霧される。また、支持ディスク８は回転している。このため、支持ディスク８の側面８ｃ、および、上下の面取り部８ａ、８ｂに接触するエッチング液の量は比較的少ない。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
２ 治具
６ ウェハ
８ 支持ディスク
８ａ 上側の面取り部
８ｂ 下側の面取り部
８ｃ 側面
１０ 接着剤
１４ 台座
２０ 吸着搬送装置
１２０ 固定治具
１２１ 右側の固定治具
１２１ａ 第２面
１２１ｂ 第３面
１２１ｃ 第１面
１２２ 左側の固定治具
１２２ａ 第２面
１２２ｂ 第３面
１２２ｃ 第１面
Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８ 工程

Claims (2)

  1. ウェハが接着される上面と、支持ディスクが台座に固定されたときに台座に当接する下面と、上面と下面との間にある円筒状の側面と、上面と側面との間に形成された面取り部と、を有する支持ディスクにウェハを接着するための治具であって、
    台座と、
    台座上に設けられ、支持ディスクを台座に固定する固定治具と、を有しており、
    固定治具は、支持ディスクが台座に固定されたときに、支持ディスクの側面に当接して支持ディスクの側面を覆う第１面と、支持ディスクの面取り部に当接して支持ディスクの面取り部を覆う第２面と、を有する治具。
  2. 請求項１に記載の治具を用いて半導体装置を製造する方法であり、
    固定治具の第１面と第２面とを支持ディスクの側面と面取り部とに当接させて、支持ディスクを台座に固定する工程と、
    接着剤を用いて支持ディスクの上面にウェハを接着する工程と、
    支持ディスクに接着されたウェハをエッチング液によってエッチングする工程と、
    を備える半導体装置の製造方法。
JP2012243024A 2012-11-02 2012-11-02 ウェハを支持ディスクに接着する治具、および、それを用いた半導体装置の製造方法 Pending JP2014093420A (ja)

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