JPH11219872A

JPH11219872A - ウェーハ減圧接着装置

Info

Publication number: JPH11219872A
Application number: JP3358798A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Kawamoto; 敏郎川本; Shuichi Funada; 秀一船田; Takeshi Maeda; 剛前田; Tatsunobu Kobayashi; 達宜小林
Original assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-10
Anticipated expiration: 2018-01-30
Also published as: JP3846007B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数枚のウェーハを一括してキャリアプレー
トに本接着するときの各ウェーハのダメージを低減する
ウェーハ減圧接着装置を提供する。【解決手段】台座１３上に複数枚のシリコンウェーハ
Ｗが仮接着されたキャリアプレート１２を載置し、次に
減圧カバー１５を、台座１３を密閉するように本体架台
１１上に被せる。そして、空気吸引ポンプ２０により減
圧カバー１５内を負圧化し、空気供給ポンプ１８でドー
ナツ形の加圧バルーン１４を膨らませると、カバー１５
内の減圧効果で各ウェーハＷとプレート１２との接着面
が脱気されながら、プレート軸線回りに配置された各ウ
ェーハＷが、バルーン１４により一括してキャリアプレ
ート１２に比較的やわらかく加圧・接着される。結果、
本接着時の各ウェーハＷのダメージを低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はウェーハ減圧接着
装置、詳しくはウェーハの表面を研磨する表面研磨装置
に使用されるキャリアプレートに仮接着された複数枚の
ウェーハを、一括して本接着するためのウェーハ減圧接
着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、シリコンウェーハの表面研磨に
おいては、キャリアプレートにウェーハを接着固定し
て、これを表面研磨装置に投入し、ウェーハの表面研磨
を行っている。このキャリアプレートにウェーハを接着
する場合には、ウェーハの裏面にあらかじめワックスを
塗布しておき、次いでキャリアプレート上に複数枚のウ
ェーハをプレート軸線回りに沿って所定間隔で仮接着
し、その後、ウェーハ接着装置を用いてウェーハを加圧
・接着することで本接着していた。

【０００３】従来、このようなキャリアプレートにウェ
ーハを加圧・接着する装置として、例えば特開昭６３−
２４５３６６号公報に記載されたもののように、減圧下
でこの本接着を行うウェーハ減圧接着装置が知られてい
る。以下、これを、図４の従来手段に係るウェーハ減圧
接着装置の説明図を参照しながら説明する。図４に示す
ように、この装置は、本体架台１００上に、所定枚数の
ウェーハ１１０が仮接着されたキャリアプレート１１１
の台座１０５が設けられ、この本体架台１００の上方
に、各ウェーハ１１０を一括して本接着する大型のプレ
ス板１０３を設けたものである。プレス板１０３は、台
座１０５の周辺を密閉する減圧カバー１０２に昇降可能
に取り付けられている。この昇降には、エアシリンダ１
０４が用いられている。

【０００４】ウェーハ本接着時には、台座１０５上にウ
ェーハ１１０付きのキャリアプレート１１１を載置し、
その後、減圧カバー１０２を、この台座１０５の周辺を
密閉するように本体架台１００上に被せて減圧室１０１
を形成する。それから、配管１０６を通して空気吸引手
段１０８により減圧室１０１を負圧化し、エアシリンダ
１０４のロッドを突出させてプレス板１０３を下降する
ことで、ウェーハ１１０を加圧する。この結果、減圧効
果により、各ウェーハ１１０とキャリアプレート１１１
との接着面が脱気されながら、プレス板１０３によっ
て、それぞれのウェーハ１１０がキャリアプレート１１
１に加圧・接着される。その後、減圧室１０１内を常圧
に戻す。このようにすることで、ウェーハ１１０とキャ
リアプレート１１１との間に気泡が存在しない本接着が
行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のウェーハ減圧接着装置では、一般的に、研磨
する前のウェーハ１１０はその表面の平坦度が悪いため
に、ウェーハ本接着時、硬いプレス板１０３によって、
各ウェーハ１１０をキャリアプレート１１１に加圧・接
着した際に、このウェーハ１１０に局部的に大きな圧力
がかかり、これによりウェーハ１１０にダメージを残す
おそれがあった。

【０００６】

【発明の目的】そこで、この発明は、複数枚のウェーハ
を一括してキャリアプレートに本接着する際の各ウェー
ハのダメージを低減することができるウェーハ減圧接着
装置を提供することを、その目的としている。また、こ
の発明は、設備コストの低減が図れるウェーハ減圧接着
装置を提供することを、その目的としている。さらに、
この発明は、加圧バルーンのコスト低減化と、ウェーハ
への加圧バルーンの圧着が比較的やわらかいウェーハ減
圧接着装置を提供することを、その目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数枚のウェーハが、ワックスを介して、プレート
軸線回りに沿って所定間隔で片面接着されるキャリアプ
レートと、ワックスによりウェーハが仮接着されたキャ
リアプレートが載置される台座と、この台座に載置され
たキャリアプレートを外方から密閉する減圧カバーと、
この減圧カバーの内部空間を減圧する空気吸引手段と、
上記減圧カバー内に設けられて、気体の注入により膨張
して、上記キャリアプレートの片面に配置された各ウェ
ーハを、一括して上記キャリアプレートに加圧・接着す
る環状の加圧バルーンと、この加圧バルーン内に気体を
注入する気体注入手段とを備えたウェーハ減圧接着装置
である。

【０００８】ウェーハの品種や大きさなどは限定されな
い。例えばシリコンウェーハ，ガリウム砒素ウェーハな
どでもよい。キャリアプレートに接着されるウェーハの
枚数も、プレート軸線回りに沿って所定間隔で接着する
ことができれば限定されない。例えば、２枚，３枚，４
枚，５枚またはそれ以上でもよい。空気吸引手段として
は、減圧カバーにより密閉された内部空間から空気を吸
引することができる各種の空気吸引ポンプなどが採用す
ることができる。この装置による減圧カバー内の減圧度
合いは、真空またはそれに近い方が、各ウェーハとキャ
リアプレートとの接着面の脱気力が大きくなって好まし
い。

【０００９】加圧バルーンとしては、例えばドーナツ形
のゴム製のバルーン（風船）などを採用することができ
る。要は、気体の注入や排出により膨張したり収縮した
りすることができ、しかもキャリアプレート上の複数枚
のウェーハを一括して加圧・接着することができる環状
のバルーンであれば、その平面視した際の外観形状，大
きさ，素材，膨縮の度合いなどは限定されない。気体注
入手段としては、加圧バルーン内へ気体を注入すること
ができる例えばコンプレッサなどのポンプ類を採用する
ことができる。ここでいう気体とは、空気や各種の不活
性ガスなどである。気体注入手段により膨張される加圧
バルーンへの気体の注入量は、バルーンの膨張時に、ウ
ェーハを過剰に加圧してダメージを与えないように、制
御装置により制御される。また、台座は、キャリアプレ
ートを加熱できるヒータ付きのものでもよい。さらに、
このウェーハ減圧接着装置には、加圧バルーンを昇降さ
せる駆動手段（例えばエアシリンダといったアクチュエ
ータ，ねじ送り機構，電動モータなど）を配備してもよ
い。

【００１０】請求項２に記載の発明は、上記加圧バルー
ンは、上記減圧カバーの内面に設けられたバルーン装着
台部に取り付けられ、上記気体注入手段は、上記バルー
ン装着台部の内部に配設された気体路と、外部に設けら
れた気体供給ポンプとを有する請求項１に記載のウェー
ハ減圧接着装置である。バルーン装着台部内の気体路の
配管の大きさや引回し経路は任意でよい。

【００１１】請求項３に記載の発明は、上記加圧バルー
ンがゴム製である請求項１または請求項２に記載のウェ
ーハ減圧接着装置である。

【００１２】

【作用】この発明によれば、複数枚のウェーハがワック
スを介して仮接着されたキャリアプレートを台座上に載
置し、その後、減圧カバーを、この台座の周辺を密閉す
るように被せる。それから、空気吸引手段により密閉さ
れた減圧カバーの内部空間を負圧化し、次いで、気体注
入手段を用いて減圧カバー内に設けられた環状の加圧バ
ルーンを膨張させると、この空気吸引手段による減圧効
果により、各ウェーハとキャリアプレートとの接着面が
脱気されながら、加圧バルーンにより、プレート軸線回
りに沿って所定間隔で仮接着された各ウェーハが、一括
してキャリアプレートに比較的やわらかく加圧・接着さ
れる。

【００１３】これにより、このウェーハ本接着時におけ
る各ウェーハのダメージを低減することができる。な
お、加圧バルーンの形状を、プレート軸線回りに配置さ
れた各ウェーハを一括して押圧することができる環状と
したので、アルキメデスの原理により、これらの各ウェ
ーハは、それぞれ略均等な力でもって、面内一様に加圧
される。この結果、本接着時の各ウェーハのダメージを
略均等に低減することができる。

【００１４】特に、請求項２の発明によれば、減圧カバ
ーのバルーン装着台部に取り付けられた加圧バルーン
を、バルーン装着台部内の気体路を経由して気体供給ポ
ンプから注入した気体により環状に膨張させることによ
り、この膨れた加圧バルーンによって、ウェーハが一括
してキャリアプレートに加圧・接着される。このような
比較的安価な構成を採用したので、設備コストを低減す
ることができる。

【００１５】さらに、請求項３の発明によれば、加圧バ
ルーンをゴム製としたので、加圧バルーンのコスト低減
が図れるとともに、ウェーハへの加圧バルーンの圧着が
よりやわらかくなり、この加圧・接着時のウェーハのダ
メージをさらに低減することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。まず、この発明の一実施例に係るウ
ェーハ減圧接着装置を説明する。図１は、この発明の一
実施例に係るウェーハ減圧接着装置の減圧カバー密封前
の状態を示す説明図である。図２は、キャリアプレート
が配置された本体架台の平面図である。図３は、減圧カ
バー密封後のウェーハの本接着工程を示す説明図であ
る。図１，図２において、１０はこの発明の一実施例に
係るウェーハ減圧接着装置であり、このウェーハ減圧接
着装置１０は、本体架台１１上に、５枚のシリコンウェ
ーハＷがワックスにより仮接着されたキャリアプレート
１２の台座１３が設けられ、この本体架台１１の上方
に、各シリコンウェーハＷを一括して本接着するドーナ
ツ形の加圧バルーン１４を配置した装置である。

【００１７】加圧バルーン１４は、台座１３の周辺を密
閉する減圧カバー１５の内面に固着された厚い円盤状の
バルーン装着台部１６に装着されている。具体的には、
バルーン装着台部１６の下端部の周側面に、円形をした
厚さ０．５〜１ｍｍのゴムシート製の加圧バルーン１４
の外周部が密着され、かつバルーン装着台部１６の下面
中央部に、加圧バルーン１４の中央部が固着されてい
る。これにより、加圧バルーン１４は圧縮空気が注入さ
れることでドーナツ形状に膨らむ。なお、減圧カバー１
５は、エアシリンダ１７のロッド１７ａの出し入れによ
って昇降可能となっている。また、減圧カバー１５は平
面視して円形であり、その下端面には、シール材１５ａ
が周設されている。

【００１８】バルーン装着台部１６の内部には、外設さ
れた気体注入手段の一例である空気供給ポンプ（気体供
給ポンプ）１８から、供給管１８ａを介して、圧縮空気
（または大気圧の空気）を加圧バルーン１４内へ供給す
る空気路（気体路）１６ａが形成されている。また、本
体架台１１上には、減圧カバー１５の下縁部と突き合わ
せ自在な平面視して円形のカバー受皿１９が固着されて
いる。すなわち、台座１３は、このカバー受皿１９の内
面に固着される。また、カバー受皿１９の外周部には、
減圧管２０ａの一端部が連結されている。この減圧管２
０ａの他端部は、減圧カバー１５の内部空間を減圧する
空気吸引手段の一例である空気吸引ポンプ２０に連結さ
れている。

【００１９】次に、この一実施例に係るウェーハ減圧接
着装置１０の作動を説明する。図１に示すように、５枚
のシリコンウェーハＷがワックスにより仮接着されたキ
ャリアプレート１２を台座１３上に載置し、その後、エ
アシリンダ１７のロッド１７ａを突出させて、台座１３
の周辺を密閉するように減圧カバー１５をガバー受皿１
９上に被せる。それから、図３に示すように、空気吸引
ポンプ２０により密閉された減圧カバー１５の内部空間
を負圧化し、その後、空気供給ポンプ１８を作動させ
て、減圧カバー１５の内面に固着されたバルーン装着台
部１６の加圧バルーン１４をドーナツ形に膨らませる
（図３の実線状態→一点鎖線状態→二点鎖線状態を参
照）。

【００２０】この結果、空気吸引ポンプ２０の減圧効果
により、各シリコンウェーハＷとキャリアプレート１２
との接着面が、ウェーハ中央部から（図３の一点鎖線参
照）、ウェーハ外周部（図３の二点鎖線参照）へと放射
外方へ向かって徐々に脱気される。これと同時に、この
加圧バルーン１４により、プレート軸線回りに沿って所
定間隔で仮接着された各シリコンウェーハＷは、一括し
てキャリアプレート１２の片面に、比較的小さな力では
あるが、本接着を行うには十分な力で加圧・接着され
る。なお、このときの空気供給ポンプ１８による圧縮空
気の供給量は、図外の制御装置を用いて、各シリコンウ
ェーハＷにダメージを与えない程度に調整される。これ
により、このウェーハ本接着時における各シリコンウェ
ーハＷのダメージを低減することができる。なお、加圧
バルーン１４の形状を、同心円に配置されたシリコンウ
ェーハＷを一括して押圧可能なドーナツ形状としたの
で、アルキメデスの原理により、これらの各シリコンウ
ェーハＷはそれぞれ略均等な力でもって加圧される。こ
の結果、この本接着時の各シリコンウェーハＷのダメー
ジは略均等に低減される。

【００２１】この実施例では、ウェーハ減圧接着装置１
０を、主に、前述したような本体架台１１，台座１３，
加圧バルーン１４，減圧カバー１５，バルーン装着台部
１６，エアシリンダ１７，空気供給ポンプ１８および空
気吸引ポンプ２０といった比較的安価な部品によって構
成したので、設備コストを低減することができる。ま
た、加圧バルーン１４をゴム製としたので、加圧バルー
ン１４のコスト低減が図れるとともに、シリコンウェー
ハＷへの加圧バルーン１４の圧着がよりやわらかくな
り、この加圧・接着時のシリコンウェーハＷのダメージ
をさらに低減することができる。

【００２２】

【発明の効果】この発明によれば、仮接着された各ウェ
ーハを減圧環境下でキャリアプレートに本接着させる加
圧機構として、環状の加圧バルーンを気体注入手段によ
り膨縮させるものを採用したので、減圧効果により、各
ウェーハとキャリアプレートとの接着面を脱気しなが
ら、プレート軸線回りに沿って所定間隔で仮接着された
各ウェーハを、加圧バルーンによりキャリアプレートに
比較的やわらかく、かつ一括して加圧・接着させること
ができる。これにより、このウェーハ本接着時における
各ウェーハのダメージを低減することができる。しか
も、加圧バルーンの形状を環状としたので、本接着時の
各ウェーハのダメージを略均等に低減することができ
る。

【００２３】特に、請求項２の発明によれば、減圧カバ
ーの内面に設けられたバルーン装着台部に加圧バルーン
を設け、気体注入手段として気体供給ポンプを採用した
ので、構成が比較的安価となり、設備コストを低減する
ことができる。

【００２４】さらに、請求項３の発明によれば、加圧バ
ルーンをゴム製としたので、加圧バルーンの製造コスト
の低減が図れるとともに、ウェーハへの加圧バルーンの
圧着がよりやわらかくなり、この加圧・接着時のウェー
ハのダメージをさらに低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るウェーハ減圧接着装
置の減圧カバー密封前の状態を示す説明図である。

【図２】この発明の一実施例に係るキャリアプレートが
配置された本体架台の平面図である。

【図３】この発明の一実施例に係る減圧カバー密封後の
ウェーハの本接着工程を示す説明図である。

【図４】従来手段に係るウェーハ減圧接着装置の説明図
である。

【符号の説明】

１０ウェーハ減圧接着装置、１２キャリアプレート、１３台座、１４加圧バルーン、１５減圧カバー、１６バルーン装着台部、１６ａ空気路（気体路）、１８空気供給ポンプ（気体注入手段）、２０空気吸引ポンプ（空気吸引手段）、Ｗシリコンウェーハ（ウェーハ）。

フロントページの続き (72)発明者小林達宜東京都千代田区大手町１丁目５番１号三菱マテリアルシリコン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数枚のウェーハが、ワックスを介し
て、プレート軸線回りに沿って所定間隔で片面接着され
るキャリアプレートと、ワックスによりウェーハが仮接着されたキャリアプレー
トが載置される台座と、この台座に載置されたキャリアプレートを外方から密閉
する減圧カバーと、この減圧カバーの内部空間を減圧する空気吸引手段と、上記減圧カバー内に設けられて、気体の注入により膨張
して、上記キャリアプレートの片面に配置された各ウェ
ーハを、一括して上記キャリアプレートに加圧・接着す
る環状の加圧バルーンと、この加圧バルーン内に気体を注入する気体注入手段とを
備えたウェーハ減圧接着装置。
【請求項２】上記加圧バルーンは、上記減圧カバーの
内面に設けられたバルーン装着台部に取り付けられ、上記気体注入手段は、上記バルーン装着台部の内部に配
設された気体路と、外部に設けられた気体供給ポンプと
を有する請求項１に記載のウェーハ減圧接着装置。
【請求項３】上記加圧バルーンがゴム製である請求項
１または請求項２に記載のウェーハ減圧接着装置。