JPH0822969A - 基板の貼り合わせ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は基板を補強した貼り合わせ基板の製
造方法に関し、加熱した上部基準面と弾力性板状体を載
置した加熱していない下部基準面との間に貼り合わせ基
板を挟持・加圧することにより、全面が均一な貼り合わ
せ構造を得ることを目的としている。 【構成】 支持基板２３上に接着材２２により基板１を
接着させて貼り合わせ基板を形成した後、前記貼り合わ
せ基板を基板貼り合わせ装置の加熱をしない側の基準面
である下部基準面２８ａに弾力性板状体２５を介して載
置し、予め所定温度に昇温させて予備加熱した上部基準
面２８ｂに前記貼り合わせ基板を当接させて前記接着材
２２を溶解させ、次いで、前記貼り合わせ基板を加圧し
て過剰接着材３１を接着面から基板１の外周に放出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板を薄層化する研削
工程の前処理工程である、基板を支持基板に貼り付ける
基板の貼り合わせ方法、即ち、研削マウント工程に関す
るものであり、基板、特に、半導体デバイスウェハ基板
を支持基板に貼り付ける研削マウント工程に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体基板を高精度に研削するために
は、全体が均一になるように半導体基板を支持基板に貼
り合わせて固定するマウント方法が必要であり、従来、
その様なマウントを行う方法として、図３に示すように
フレキシブルな支持基板を用いる方法と、図４に示すよ
うに硬質の支持基板を用いる方法（特開昭６２─９０９
４４号）とがあった。

【０００３】図３の場合は、半導体素子を形成したウェ
ハである半導体デバイスウェハ基板１と支持基板となる
裏面に接着材がついたフレキシブルな研削保護シート２
を重ね合わせて研削保護シート貼り合わせローラ３，４
の噛み合わせ部分に送り込み、研削保護シート貼り合わ
せローラ３，４で押圧することにより半導体デバイスウ
ェハ基板１の半導体素子を形成した側の面を研削保護シ
ート２の接着面に当接して貼り合わせていた。

【０００４】また、図４の場合は、貼り合わせ装置は基
台１７上に断熱材層１４ａを介して設けたアルミ鋳込ヒ
ータ１３ａ、及び、支柱１８により基台１７に固定した
延在部１９に挿入された押圧機構により作動する昇降軸
１６、この昇降軸１６の先端に断熱材層１４ｂを介して
取り付けたアルミ鋳込ヒータ１３ｂ及び耐熱性のクッシ
ョン材からなる押圧体１５から構成される。

【０００５】このヒータ１３ａ上にワックスにより多数
の半導体ウェハ１１を接着した接着プレート１２を載置
し、昇降軸１６を降下させて約１９０℃で約９０秒間高
温加熱加圧し、次いで約９０℃で約９０秒間低温加熱す
ることによりワックス膜の上面と下面との間に温度勾配
が生じないようにしてワックスの最終膜厚を一定にして
いた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３の
従来技術においては、半導体デバイスウェハ基板１がシ
ート状のフレキシブルな支持基板である研削保護シート
２に保持されているため、半導体デバイスウェハ基板１
を２０〜３０μｍの厚みに研削した後の処理工程におけ
る取扱の際に破損が生じ易いという欠点があった。

【０００７】また、半導体デバイスウェハ基板１と研削
保護シート２の間の密着面にゴミや気泡が混入し全体を
均一に貼り合わせることが困難になるという問題も生じ
ていた。

【０００８】一方、図４の従来技術（特開昭６２─９０
９４４号）においては、押圧の際に基準面となるヒータ
１３ａ, １３ｂが熱膨張係数の大きなアルミで構成され
ているため基準面の熱歪みが大きく、且つ、上下の基準
面が加熱されるため熱歪みがより大きくなりワックスの
最終膜厚を均一にすることが困難であった。

【０００９】また、この場合は、クッション材からなる
押圧体１５が加熱面である上部ヒータ１３ｂに固定され
ているため、長期間の使用によって押圧体１５が熱によ
って劣化し、均一な押圧が困難になるという欠点があっ
た。さらに、支持基板１２が不透明であるため簡単にそ
の接着状態を確認することが困難であり、作業性に問題
があった。

【００１０】したがって、本発明は、基板貼り合わせ装
置の状態とは関係なく全体が均一に貼り合わされた研削
マウント構造を製造することを目的とすると共に、取扱
い時に基板の破損を防止することを目的とするものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、支持基板上
（図１の２３）に接着材（図１の２２）により基板（図
１の１）を接着させて貼り合わせ基板を形成した後、前
記貼り合わせ基板を基板貼り合わせ装置の加熱をしない
側の基準面である下部基準面（図１の２８ａ）に弾力性
板状体（図１の２５）を介して載置し、予め所定温度に
昇温させて予備加熱した上部基準面（図１の２８ｂ）に
前記貼り合わせ基板を当接させて前記接着材（図１の２
２）を溶解させ、次いで、前記貼り合わせ基板を加圧し
て過剰接着材（図１の３１）を接着面から放出する工程
を有することを特徴とするものである。

【００１２】また、この場合に、上下の基準面（図１の
２８ａ，２８ｂ）を構成する押圧体（図１の２７ａ，２
７ｂ）としてセラミックスを用い、弾力性板状体（図１
の２５）として円錐台状のシリコンゴム等の弾力性樹脂
を用い、支持基板（図１の２３）としてガラス基板を用
い、接着材（図１の２２）としては予め脱泡処理したワ
ックスを用い、更に、弾力性板状体（図１の２５）と基
板（図１の１）との間にパラフィン紙等の剥離用シート
状部材（図１の２４）を介在させておくことが望まし
い。

【００１３】

【作用】本発明では、基準面を構成する押圧体の一方の
みを加熱することにより熱歪を少なくして基準面の平坦
度を高精度に保つものであり、弾力性板状体を他方の加
熱されない側の基準面上に載置することにより熱による
劣化をなくすと共に、経時的な劣化に際しても弾力性板
状体が基準面に固着されていないので、常に劣化してい
ない新しい弾力性板状体を用いることにより均一な押圧
が得られる。

【００１４】そして、最終的な加圧の前に、予め所定温
度に昇温させて予備加熱した上部基準面に貼り合わせ基
板を当接させて接着材を溶解させることにより、接着材
の上面と下面との間に温度勾配が生じないようにして均
一な押圧が得られる。

【００１５】また、押圧体としてセラミックスを用いる
とセラミックスの熱膨張係数が低いので熱による歪が少
なく平坦度の高い基準面が得られ、弾力性板状体として
円錐台状のシリコンゴム等の弾力性樹脂を用いると、所
謂「枚葉式」処理の場合により均一性の高い押圧が得ら
れる。

【００１６】さらに、支持基板がガラス基板であるた
め、研削工程あるいはその後の処理工程における取扱時
の破損が少なくなり、且つ、研削工程の前に気泡の含有
状態等の接着状態を目視により簡単に確認することがで
きる。

【００１７】また、接着材（図１の２２）として予め脱
泡処理したワックスを用いると、気泡がほとんど存在し
ないため均一で安定した膜厚が得られ、さらに、弾力性
板状体と半導体基板との間にパラフィン紙等の剥離用シ
ート状部材を介在させておくと押圧を解除した際に、上
部基準面に自然吸着している貼り合わせ基板に引張力を
加えることなく弾力性板状体との分離ができるので、完
全に固化されていない状態のワックスに不要な力が加わ
らず、膜厚を均一に保つことができる。

【００１８】

【実施例】図１は、図２に示す基板貼り合わせ装置を用
いた本発明の実施例の製造工程を工程順に示したもので
ある。

【００１９】先ず、清浄な雰囲気中でガラス基板等の透
明な硬質支持基板２３上に脱泡処理したワックス２２を
用いてＳｉ半導体デバイスウェハ基板１の素子を形成し
た側の面を接着して貼り合わせ基板を形成する。この場
合の脱泡処理は、板状体でワックスに圧力を加えながら
回転させ、遠心力を利用してワックス内の気泡を半径方
向に押し出すものである。

【００２０】次いで、基板貼り合わせ装置のサンプル台
となるセラミックス等の熱膨張係数の低い材料で構成さ
れ且つ下部基準面２８ａの平坦度が約１μｍの下部押圧
体２７ａ上に円錐台状のシリコンゴム等の弾力性樹脂か
らなる弾力性板状体２５を載置し、パラフィン紙等の剥
離用シート状部材２４を介して貼り合わせ基板を弾力性
板状体２５上に設置する。〔図１（Ａ）〕

【００２１】基板貼り合わせ装置の上部基準面２８ｂを
構成する上部押圧体２７ｂをマイクロコンピュータを備
えた制御系３０で温度制御される加熱用ヒータ２６によ
って予め８０〜９０℃に昇温しておき、制御系３０によ
り制御されるエアーシリンダ２９を駆動して下部基準面
２８ａを押し上げて貼り合わせ基板を上部基準面２８ｂ
に軽く接触させ、この状態で５分間放置することにより
予備加熱し、ワックス２２を均一に溶解させる。〔図１
（Ｂ）〕

【００２２】次いで、この加熱状態を保ったままでエア
ーシリンダ２９により下部基準面２８ａを更に上昇さ
せ、制御系３０により圧力及び移動量を制御しながら５
〜１０分間貼り合わせ基板を加圧することにより過剰な
ワックス３１を半導体デバイスウェハ基板１の外周に押
し出す。〔図１（Ｃ）〕

【００２３】この場合、下部押圧体２７ａの表面にダイ
ヤルゲージを固定しておき、ダイヤルゲージの先端を上
部基準面２８ｂに接触させることによりその移動量を測
定することが望ましい。

【００２４】その後、エアーシリンダ２９を制御して加
圧を解除するとともに下部基準面２８ａを降下させる。
この場合、貼り合わせ基板は上部基準面２８ｂとの当接
部が真空状態になっているため自然吸着して上部基準面
２８ｂに保持されている。〔図１（Ｄ）〕

【００２５】次いで、貼り合わせ基板を上部基準面２８
ｂから滑らして取り出し、室温まで降温し、パラフィン
紙等の剥離用シート状部材２４を剥離したのち過剰ワッ
クス３１を除去し、研削工程に送り出す。

【００２６】なお、エアーシリンダ２９は、基板貼り合
わせ装置の支持柱２１に取り付けられた扉２０が閉まっ
ているときのみ作動するものであり、また、貼り合わせ
基板を下部基準面２８ａに設置する場合には、その前に
上下の基準面２８ａ，２８ｂを清浄にクリーニングする
必要がある。

【００２７】また、上記実施例においては特段の限定は
していないが、半導体デバイスウェハ基板を一枚ずつ処
理する所謂「枚葉式」の処理の場合には、頂面の径が半
導体デバイスウェハ基板の径より小さな円錐台状の弾力
性板状体を用いるとその効果が顕著であった。

【００２８】さらに、上記実施例においては三次元半導
体集積回路を構成する半導体デバイスウェハ基板につい
て説明したが、この様なＳｉ半導体デバイスウェハ基板
に限られるものではなく、素子を形成する前のＳｉウェ
ハも対象とするものであり、さらに、ＧａＡｓ等の化合
物半導体ウェハも対象とするものである。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば全
体が均一に貼り合わされた貼り合わせ基板を得ることが
でき、研削工程における研削精度を向上することがで
き、また、支持基板が研削保護シートに比べて硬質であ
るため研削後の薄層半導体ウェハの破損が少なくハンド
リングが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である半導体デバイスウェハ基
板の貼り合わせ工程を示す工程図である。

【図２】本発明の実施例に用いる基板貼り合わせ装置の
断面図である。

【図３】従来の研削保護シートを用いた基板貼り合わせ
工程を示す図である。

【図４】従来の硬質の支持基板を用いた基板貼り合わせ
工程を示す図である。

【符号の説明】

１ 半導体デバイスウェハ基板 ２ 研削保護シート ３ 研削保護シート貼り合わせローラ ４ 研削保護シート貼り合わせローラ １１ 半導体ウェハ １２ 接着プレート（支持基板） １３ａ 下部アルミ鋳込ヒータ １３ｂ 上部アルミ鋳込ヒータ １４ａ 断熱材層 １４ｂ 断熱材層 １５ 押圧体 １６ 昇降軸 １７ 基台 １８ 支柱 １９ 延在部 ２０ 扉 ２１ 支持柱 ２２ ワックス ２３ 透明支持基板 ２４ パラフィン紙 ２５ 弾力性樹脂 ２６ 加熱用ヒータ ２７ａ 下部押圧体（サンプル台） ２７ｂ 上部押圧体 ２８ａ 下部基準面 ２８ｂ 上部基準面 ２９ 押し上げ機構( エアーシリンダ） ３０ 制御系 ３１ 過剰ワックス

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持基板上に接着材により基板を接着さ
   せて貼り合わせ基板を形成する工程、前記貼り合わせ基
   板を基板貼り合わせ装置の下部基準面に弾力性板状体を
   介して載置する工程、予め所定温度に昇温させて予備加
   熱した上部基準面に前記貼り合わせ基板を当接させて前
   記接着材を溶解させる工程、更に前記貼り合わせ基板を
   加圧して過剰接着材を接着面から放出する工程を有する
   ことを特徴とする基板の貼り合わせ方法。
2. 【請求項２】 上記上下の基準面を構成する押圧体がセ
   ラミックスからなることを特徴とする請求項１記載の基
   板の貼り合わせ方法。
3. 【請求項３】 上記支持基板がガラス基板であることを
   特徴とする請求項１記載の基板の貼り合わせ方法。
4. 【請求項４】 上記弾力性板状体が円錐台状の弾力性樹
   脂であることを特徴とする請求項１記載の基板の貼り合
   わせ方法。
5. 【請求項５】 上記弾力性樹脂がシリコンゴムであるこ
   とを特徴とする請求項４記載の基板の貼り合わせ方法。
6. 【請求項６】 上記弾力性板状体と上記基板との間に剥
   離用シート状部材を設けたことを特徴とする請求項１記
   載の基板の貼り合わせ方法。
7. 【請求項７】 上記剥離用シート状部材がパラフィン紙
   であることを特徴とする請求項６記載の基板の貼り合わ
   せ方法。
8. 【請求項８】 上記接着材が脱泡処理されたワックスで
   あることを特徴とする請求項１記載の基板の貼り合わせ
   方法。