JP2004510334A - チャック上に背面研磨テープを残したままウェーハを背面研磨する方法 - Google Patents

Abstract

チャック（１２）の表面（６）に接着テープ（３４）を貼る工具は、着脱可能な真空室（２４）を含む。真空室（２４）は、チャックと密閉係合状態になり、位置決めピン（３２）によってチャックに対して位置合わせされる。真空室はスタンプ（２８）を含む。テープは、スタンプ（２８）上に取り付けられ、位置決めピンによって位置合わせされる。スタンプは、テープがチャックの表面に接触するまで、チャックに向かって真空室内を前進する。その後、スタンプはチャックから後退し、真空が解除されてから、真空室はチャックから取り外される。テープの穴は、チャックの表面の穴と合う。真空室によってチャックとテープとの間に空気が閉じ込められるのが防止される。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、半導体製造分野に属し、より詳しくは、非常に薄くて壊れ易いウェーハの研磨に関する。
【０００２】
（背景技術）
１９９５年１２月１９日に発行されたＣａｖａｓｉｎの米国特許第５，４７６，５６６号に開示されるように、半導体ウェーハは、一般に、それらが製造されるときに、約３０ミル（０．７６ミリメータ）の厚みに切られる。その後、電子回路構成要素（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）がウェーハの前面または活動面（ａｃｔｉｖｅ ｓｉｄｅ）と呼ばれる一方の面に形成される。そして、背面研磨プロセスによる次の処理において薄くされる。このプロセスでは、ウェーハが一般に１４ミル（０．３６ミリメータ）のオーダに減じられた厚さになるまで、背面すなわち回路構成要素で覆われていない面が研磨される。
【０００３】
デバイスのパッケージ（ｄｅｖｉｃｅ ｐａｃｋａｇｉｎｇ）の進歩は、８ミル（０．２０ミリメータ）のオーダの厚みの非常に薄いウェーハに対する要求につながっている。
【０００４】
あいにく、より薄いウェーハについての要求は、より大径のウェーハについての要求を伴っている。名目上の直径８．０インチ（実際には２００ミリメータ）を有するウェーハは、名目上の直径が６．０インチ（実際には１５０ミリメータ）のウェーハに取って代わりつつある。これらの収束する傾向の結果、処理の際におけるウェーハの破損が重大な問題になった。もし、ウェーハ上でいくつかの処理段階が行なわれた後に破損が起きると、その結果は高価な無駄になり、これによってより大径のウェーハを使用することによる利益が害されることになる。そのため、背面研磨プロセスでウェーハにかかる力は、破損を最小限にするためにウェーハ全体について均一に作用しなければならない。
【０００５】
前記問題は、ウェーハの活動前面上につくられる回路構成要素の繊細な性質によってさらに悪化される。前記回路構成要素は、理想的には、背面研磨プロセスの際にチャックにより適用される圧力の下ですべらせることによってひっかかれるべきではない。この事態からウェーハを保護すべく、厚み減少を達成するためにウェーハの背面が研磨されている間、回路構成要素を保護するためにウェーハの前面に接着テープ（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｔａｐｅ）を貼ることがその分野（米国特許第５，４７６，５６６号）において知られている。
【０００６】
１９９９年１０月１２日に発行されたＫａｓｓｉｒ等の米国特許第５，９６４，６４６号には、ウェーハと研磨プロセス中にウェーハを支持するチャックとの間における弾力パッドの有利な使用について開示されている。弾力パッドの使用は、研磨面の平面度を改良するために見出されたものである。
【０００７】
（発明の開示）
（発明が解決しようとする技術的課題）
本発明は、ウェーハの前面にではなく、チャック上に弾力テープを装着するのを容易にする工具を提供するものである。これは、いくつかのウェーハが連続して研磨されている間に、弾力テープが所定位置に保持されることを可能にし、このことは各ウェーハに弾力テープを貼る従来技術よりも非常に効率的である。
【０００８】
いくつかの環境が、研磨の際にウェーハを保持するのに使用されるチャックに接着テープを貼るという非常に簡単な作業を面倒なものにする。
【０００９】
第１に、広く使用されているタイプのチャックは、連続気泡多孔質セラミックからなり、これはセラミック材料を介して適用される真空によってウェーハがチャックに保持されるのを可能にするものである。研磨の進行につれて、研磨粉塵はセラミックチャックの小孔内に引かれる傾向にある。これらの粉塵の粒子はウェーハのデバイス面（ｄｅｖｉｃｅ ｓｉｄｅ）と接触する可能性があり、これにより損傷を生じさせることになる。そのため、粉塵は、通常、各ウェーハが研磨された後に除去される。粉塵は、一般的には、バックフラッシュ（ｂａｃｋｆｌｕｓｈｉｎｇ）によって除去され、これにより水は真空空気流と反対方向に多孔質セラミックチャックを通って押される。バックフラッシュはチャックからテープを取り除く傾向にあるが、テープの接着力が水圧に耐えるのに十分に大きければ、バックフラッシュは起こらないことになる。
【００１０】
チャックにテープを貼る際に遭遇する第２の問題は、テープがセラミック材料を密閉する傾向にあり、これによりチャックにウェーハを保持するためにかけられる真空状態が損なわれてしまうことである。
【００１１】
本発明が解決すべき第３の問題は、テープとチャックとの間に空気が閉じ込められてしまうのを防止することである。
【００１２】
（その解決方法）
本願発明者らが採った方策は、多孔質セラミックチャックに代えて、ウェーハに真空を適用するのを可能にするために貫通する通路を有する中実のチャックを用いたことにある。そして、彼等は、チャックの表面にある通路の端部に合った穴を有するテープを使用した。最後に、テープと中実チャックとの間に空気が閉じ込められるのを防止するために、テープは真空中でチャックに貼られる。チャックにテープを貼るのを容易にするために、発明者らは、操作を迅速かつ完全に達成することを可能にする特別な工具を開発した。
【００１３】
本発明の好適な実施形態では、着脱可能な真空室がチャックに対して取り付けられて密閉状態で係合する。着脱可能な真空室は、位置決めピンによってチャックに対して位置合わせされる。着脱可能な真空室内には、チャックの表面と垂直な方向に移動可能なスタンプが設けられている。貼られることになるテープは、スタンプの表面に位置合わせされ、それからスタンプはチャックに向かって前進してチャックの表面にテープを接着させる。室内の空気の欠乏は、テープとチャック表面との間に空気が閉じ込められる可能性を排除する。テープがチャックに貼られた後、スタンプが後退して、室内の真空が解除されてから、室がチャックから取り外され、ディスクを受け取るためにチャックを残す。
【００１４】
構造および操作方法の両方について、本発明の特徴であると信じられる新規な特徴は、本発明のさらなる目的および利点と共に、例示の方法で本発明のいくつかの実施形態が図示される添付図面に関連しての下記の説明からより良く理解されるであろう。しかし、図面は図示および説明を目的としたものにすぎず、本発明の限定として解釈されないことは理解されるべきである。
【００１５】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明によれば、チャック１２は、無孔質セラミックのような無孔質の硬い材料からなる。チャックには、いくつかの通路が設けられている。その通路１４は、一般的なもので、チャックを完全に貫通して延びるとともに、チャックの表面１６に穴として現れている。ウェーハが背面研磨される（ｂｅｉｎｇ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ）とき、ウェーハの前面はチャックの表面１６に対向する。チャックの反対面１８側には、吸い込み口２２に真空ポンプを接続することにより選択的に真空（または減圧状態）にされ得る室２０がある。
【００１６】
本発明によれば、工具は、チャックの表面にテープを貼るために使用される。好適な実施形態では、工具は、着脱可能なハウジング２４を有する。ハウジング２４は、密閉状態でチャック上に配置されるとき、閉じられた室２６を形成する。室２６は真空ポンプが吸い込み口２２に接続されるときに真空にされる。すなわち、最初に室２６内にある空気は、通路１４を介して室２０内に吸い込まれてから、吸い込み口２２を介して排気される。
【００１７】
室２６内において、スタンプ（ｓｔａｍｐ）２８がチャックの表面１６に対向している。スタンプ２８は、スタンプがチャックに向かって前進するときに、チャックの平面１６と平行に維持される平面３０を有する。ピン３２からなる少なくとも２つの位置決めピンは、前記表面３０から突出している。これらのピンは、後述するように使用される。
【００１８】
手順（ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）が開始されるとき、着脱可能なハウジング２４がチャック上に配置される前に、チャックの表面１６に貼られることになるテープ３４が所望の大きさ及び形状に予めカットされる（ｐｒｅｃｕｔ）。このテープ３４は、チャックの通路１４に合うように間隔をおいた穴の配列を有する。予めカットされたテープ３４は、スタンプの表面３０上に手操作で配置され、位置決めピン３２がテープの特定の穴を貫通して延びるまでテープを移動させることによりスタンプに位置合わせされる（ｉｎｄｅｘｅｄ）。テープのチャックとの対向面は、接着剤コーティングを有している。その後、着脱可能なハウジング２４がチャック上に配置される。
【００１９】
ピン３６が一般的である１つ以上の位置決めピンが、着脱可能なハウジング２４をチャック１２に対して位置合わせしている。それから、吸い込み口２２に真空が適用され、室２０，２６が十分に真空にされた後、スタンプ２８がチャック１２に向かって前進する。表面３０がチャックの表面１６に非常に接近したとき、位置決めピン３２が通路１４内に侵入し、これによりテープ３４の穴がチャックの通路１４と一致する精度が向上する。
【００２０】
テープ３４の露出面上の接着剤コーティングは、チャックの表面１６にテープを接着させる。室内の空気の欠乏は、テープとチャック表面との間に空気が閉じ込められるのを防止する。
【００２１】
スタンプの設計にはいくつかの可能性があり、チャックに向かってスタンプを移動させるのにもいくつかの方法がある。例えば、好適な実施形態では、スタンプの表面３０は、（位置決めピン３が貫通している）弾性材料からなる層３８を有しており、これによりチャックの表面１６にテープを押圧するときに均一な圧力分布が保証される。もう１つの実施形態では、テープが表面１６に接触する前において、スタンプ上にテープを保持するためにはスタンプに対向するテープの面上の接着剤はより弱いもので十分である。テープがチャックに貼られた後にテープ上に残っている前記弱い接着剤の痕跡は、適当な溶剤で除去され得る。
【００２２】
別の好適な実施形態では、テープは、スタンプを介して適用される真空によってスタンプに対して引っ張られる。このことは、チャック１２がウェーハを保持する方法と同様に、多孔質スタンプまたは貫通路を有する無孔質スタンプを用いることによって可能である。室２６内の圧力は、テープがチャックに接触するまでは、スタンプの表面３０での圧力よりも僅かに大きくなるように調節されなければならないことは明らかである。その後、スタンプの表面にくっつくテープの傾向性を克服するために、僅かな超過圧力がスタンプを介して適用されてもよい。
【００２３】
本発明によれば、スタンプを前進させるためにいくつかの技術のうちのいずれかが用いられてもよい。図１の好適な実施形態では、スタンプはハウジング２４内に手操作で押される。他の実施形態では、着脱可能なハウジングの完全性（ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）が妨げられることなく、移動機構が室２６内に配置される。
【００２４】
例えば、図２に示される別の実施形態では、吸い込み口２２に真空を適用したときに、スタンプの上に配置された空気を充填した蛇腹４０が伸びて、チャックに向かってスタンプを押す。真空の適用が解除されると、蛇腹は元の小さいサイズに戻る。蛇腹の動作は真空が適用される度に自動的に繰り返される。蛇腹の使用は、ハウジング２４上に電気式または真空式のフィードスルー（ｆｅｅｄ−ｔｈｒｏｕｇｈ）を設ける必要性を排除する。さらに別の実施形態では、スタンプは電気ソレノイドまたはモータによって駆動されてもよい。
【００２５】
またさらに別の実施形態では、チャックが背面研磨機から取り外されて、室２６の上端部を形成するように逆さにされてもよい。そのとき、チャックの表面１６にテープが接触する前にはスタンプの表面３０上にテープを保持するように、重力が作用することになる。
【００２６】
このように、研磨作業の際にウェーハを保持するのに使用されるチャックの表面に接着剤コーティングテープを貼るための工具について説明されてきた。チャックの表面に接着剤コーティングされた弾力のあるテープを貼ることは、ウェーハの背面研磨を行なうときに特に有効であり、そのときにテープの弾力性は、チャックの硬い表面がウェーハの前面にある壊れ易い電子部品を損傷するのを防止する。
【００２７】
上記の詳細な説明は、本発明のいくつかの実施形態の例示であり、本発明の追加の実施形態が当業者にとって明らかであることは理解されるべきである。これらの追加の実施形態と共にここに説明された各実施形態は、本発明の範囲内にあると解釈される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の工具の第１の好適な実施形態を示す側面図。
【図２】本発明の別の実施形態を示す側面図。
【符号の説明】
１２…チャック、１４…通路、１６…表面、１８…反対面、２０…室、２２…吸い込み口、２４…ハウジング、２６…室、２８…スタンプ、３０…表面、３２…ピン、３４…テープ、３６…ピン、３８…層、４０…蛇腹。

Claims (8)

1. テープに形成された所定配置の穴がチャックの表面にある同一配置の穴と合うように保つとともに、前記テープと前記チャックの表面との間に空気が閉じ込められるのを防止するための、前記チャックの表面に接着剤コーティングした表面を有する前記テープを貼る方法であって、
   前記テープの前記穴を貫通して延びる位置決めピンを有するスタンプ上に、前記チャックの表面に対向して露出する接着剤コーティング面を有するテープを位置合わせするステップと、
   前記スタンプと前記チャックの表面との間の空間を真空にするステップと、
   前記テープの前記接着剤コーティング面が前記チャックの表面に接触するまで前記チャックの表面に向かって前記スタンプを前進させるステップと、
   前記スタンプを後退させるステップと、
   前記真空を解除するステップと、を備えた方法。
2. テープの穴がチャックの穴に合うように所定配置の穴を有する弾力テープを同一配置の穴を有するチャックの表面に接触させるのに使用する工具であって、
   前記チャックの表面に垂直な方向に選択的に移動可能で、スタンプに対して前記弾力テープを正確に位置決めする第１の位置決め手段を有するスタンプと、
   前記チャックの表面に対して前記スタンプを正確に位置決めする第２の位置決め手段と、
   前記スタンプと前記チャックの表面との間の空間を真空にする手段と、
   前記チャックの表面に向かって前記スタンプを前進させる手段と、を備えた工具。
3. 前記前進手段は蛇腹を含み、前記蛇腹は、前記スタンプに取り付けられ、前記スタンプと前記チャックとの間の空間が真空にされたときに前記チャックの表面に向かって前記スタンプを前進させることを特徴とする請求項２に記載の工具。
4. 前面に配置された回路構成要素を有するウェーハの背面を前記回路構成要素に損傷を与えることなく研磨する装置であって、
   表面を有するとともに、貫通して延びて前記表面の穴で終わっている通路を有する無孔質材料からなるチャックと、
   前記通路を真空にする手段と、
   前記チャックの表面に貼られる、前記チャックの表面の穴に合った穴を有する弾力テープと、
   前記弾力テープと接触する前面を有し、その背面が研磨されるようになっているウェーハと、を備えた装置。
5. 前面に配置された回路構成要素を有するウェーハの背面を前記回路構成要素に損傷を与えることなく研磨する方法であって、
   チャックに弾力テープを貼るステップと、
   前記弾力テープが前記チャックから前記ウェーハの前面を保護するように、前記ウェーハの前面が前記弾力テープに対向した状態で前記ウェーハを前記チャックに配置するステップと、
   前記ウェーハの背面を研磨するステップと、を備えた方法。
6. 前記チャックは所定配置の穴を含む表面を有し、前記弾力テープはそれに一致した配置の穴を有し、前記方法は、前記弾力テープの穴が前記チャックの表面の穴と合うように前記弾力テープを位置決めする最初のステップを備えることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 第２の面も有するウェーハの第１の面を研磨する方法であって、
   チャックに弾力テープを貼るステップと、
   前記ウェーハの前記第２の面が前記弾力テープに対向した状態で前記チャックに前記ウェーハを配置するステップと、
   前記ウェーハの前記第１の面を研磨するステップと、を備えた方法。
8. 前記チャックは所定配置の穴を含む表面を有し、前記弾力テープはそれに一致した配置の穴を有し、前記方法は、前記弾力テープの穴が前記チャックの表面の穴と合うように前記弾力テープを位置決めする最初のステップを備えることを特徴とする請求項７に記載の方法。