JP2007109999A - Lamination method - Google Patents

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Eiji Yamaguchi
永司 山口
英一郎 ▲高▼鍋
Eiichiro Takanabe
Wataru Okase
亘 大加瀬
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To laminate a wafer with a board for reinforcing without an air bubble included in an adhesive agent. <P>SOLUTION: An underside chuck 11 and an upperside chuck 12 are provided in a processing container 10 so as to face each other. A heater 21 and a coolant flow path 23 are provided to the chuck 11. The chuck 11 is vertically movable with a cylinder 33. An exhaust pipe 90 communicating with a negative-pressure generating device 91 is connected to the processing container 10. At the time of lamination processing, the board S for reinfocing is held by the chuck 11, the wafer W is held by the chuck 12, and a solid-state liquid crystal wax is placed on the board S for reinfocing. The board S for reinfocing is heated by the heater 21 and the liquid crystal wax is melted. The inside of the processing container 10 is depressurized by the exhaust from the exhaust pipe 90 to remove the gaseous matter in the liquid crystal wax. The chuck 11 is lifted to laminate the board S for reinfocing to the wafer W. The liquid crystal wax is cooled and solidified by the coolant flow path 23. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は,ホットメルト型の接着剤を用いて2枚の基板を貼り合せる貼り合せ方法に関する。   The present invention relates to a bonding method in which two substrates are bonded using a hot-melt adhesive.

近年,半導体デバイスの製造においては,半導体ウェハ(以下,「ウェハ」とする)の大型化と薄型化が進んでいる。例えば大口径で薄いウェハを,そのまま搬送したり,研磨すると,ウェハに反りや割れが生じる恐れがある。このため,例えばウェハを補強するために,ウェハを例えば補強用基板に貼り付けることが行われている。また,ウェハを薄型化するためには,ウェハを研削する必要があり,この際ウェハを支持基板に貼り付ける必要がある。   In recent years, in the manufacture of semiconductor devices, semiconductor wafers (hereinafter referred to as “wafers”) are becoming larger and thinner. For example, if a thin wafer with a large diameter is transported or polished as it is, the wafer may be warped or cracked. For this reason, for example, in order to reinforce the wafer, the wafer is attached to a reinforcing substrate, for example. Further, in order to reduce the thickness of the wafer, it is necessary to grind the wafer, and it is necessary to attach the wafer to a support substrate.

例えば上述のウェハと補強用基板との貼り合せは,通常貼り合せ装置を用いて行われる。この貼り合せ装置では,例えばウェハと補強用基板とを上下のチャックにより対向するように保持し,ホットメルト型の接着剤である例えば液晶ワックスをウェハ上で熱により溶かしている。そして,チャックを移動させて,ウェハと補強用基板を互いに押圧し,液晶ワックスを全面に広げ,その後液晶ワックスを冷却して固化することによって,ウェハと補強用基板を接着していた(例えば,特許文献1参照。)。   For example, the above-described bonding of the wafer and the reinforcing substrate is usually performed using a bonding apparatus. In this bonding apparatus, for example, a wafer and a reinforcing substrate are held so as to be opposed to each other by upper and lower chucks, and for example, liquid crystal wax as a hot-melt adhesive is melted on the wafer by heat. Then, by moving the chuck, the wafer and the reinforcing substrate are pressed together, the liquid crystal wax is spread over the entire surface, and then the liquid crystal wax is cooled and solidified to bond the wafer and the reinforcing substrate (for example, (See Patent Document 1).

特開2005−51055号公報JP 2005-51055 A

しかしながら,上述したように液晶ワックスを融解させると,その液晶ワックス内に気泡が生じ,その状態でウェハと補強用基板とを貼り合わせると,ウェハと補強用基板との接着性が落ちることがあった。また,ウェハの熱処理時に,液晶ワックス内の気泡が膨縮して,ウェハが破損する恐れがある。さらに,研削材によりウェハを研削処理する際には,気泡により研削がウェハ面内で均一に行われず,ウェハを適正に平坦化できないことがあった。   However, when the liquid crystal wax is melted as described above, bubbles are generated in the liquid crystal wax, and if the wafer and the reinforcing substrate are bonded together in this state, the adhesion between the wafer and the reinforcing substrate may be reduced. It was. Further, during the heat treatment of the wafer, bubbles in the liquid crystal wax may expand and contract, and the wafer may be damaged. Further, when the wafer is ground with the abrasive, the bubbles are not uniformly ground on the wafer surface, and the wafer may not be flattened properly.

本発明は,かかる点に鑑みてなされたものであり,液晶ワックスなどのホットメルト型の接着剤を用いて,ウェハと補強用基板などの2枚の基板を貼り合せる際に,接着剤内に気泡が入らないようにすることをその目的とする。   The present invention has been made in view of the above points. When a hot melt type adhesive such as liquid crystal wax is used to bond two substrates such as a wafer and a reinforcing substrate, the adhesive is included in the adhesive. Its purpose is to prevent bubbles from entering.

上記目的を達成するための本発明は,ホットメルト型の接着剤を用いて2枚の基板を貼り合せる方法であって,2枚の基板を上下に対向配置する工程と,下側の基板上に固体状態のホットメルト型の接着剤を置く工程と,前記下側の基板上の前記接着剤を加熱して融解する工程と,融解した前記接着剤の周辺雰囲気を減圧する工程と,前記減圧を維持した状態で,前記融解した接着剤を挟んで前記2枚の基板を合わせる工程と,前記2枚の基板の間の前記接着剤を冷却して固化する工程と,を有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention is a method of bonding two substrates using a hot-melt adhesive, the step of arranging the two substrates vertically opposite each other, Placing a solid hot-melt adhesive on the substrate, heating and melting the adhesive on the lower substrate, reducing the ambient atmosphere of the molten adhesive, and reducing the pressure Maintaining the two, the step of combining the two substrates sandwiching the melted adhesive, and the step of cooling and solidifying the adhesive between the two substrates, To do.

本発明によれば,接着剤を融解させた後,接着剤の周辺雰囲気を減圧させて,接着剤内の気泡を除去できるので,2枚の基板を貼り合せた際に接着剤内に気泡が入り込むことを抑制できる。これにより,2枚の基板を高い接着力で接着できる。また,基板の研削処理を基板面内で均一に行うことができる。接着剤中に入り込む気泡が低減されるので,基板の熱処理を適正に行うことができる。   According to the present invention, after the adhesive is melted, the ambient atmosphere of the adhesive can be decompressed to remove the bubbles in the adhesive. Therefore, when the two substrates are bonded together, the bubbles are generated in the adhesive. Intrusion can be suppressed. Thereby, two board | substrates can be adhere | attached with high adhesive force. In addition, the substrate can be ground uniformly within the substrate surface. Since bubbles entering the adhesive are reduced, the substrate can be appropriately heat-treated.

前記接着剤を融解する工程は,前記下側の基板と上側の基板を近接配置し,当該両基板を加熱することにより行われてもよい。また,前記上側の基板の加熱温度は,前記下側の基板の加熱温度よりも高く設定されていてもよい。   The step of melting the adhesive may be performed by placing the lower substrate and the upper substrate close to each other and heating both the substrates. The heating temperature of the upper substrate may be set higher than the heating temperature of the lower substrate.

前記2枚の基板を合わせた直後に,前記接着剤の周辺雰囲気を常圧に戻すようにしてもよい。   Immediately after combining the two substrates, the ambient atmosphere of the adhesive may be returned to normal pressure.

本発明によれば,2枚の基板の間の接着剤に気泡が入ることが抑制されるので,貼り合わせられた基板の処理が適正に行われる。   According to the present invention, since bubbles are prevented from entering the adhesive between the two substrates, the bonded substrates are appropriately processed.

以下,本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は,本実施の形態にかかる貼り合せ方法が行われる貼り合せ装置1の構成の概略を示す縦断面の説明図である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory view of a longitudinal section showing an outline of the configuration of a bonding apparatus 1 in which the bonding method according to the present embodiment is performed.

貼り合せ装置1は,例えば気密に閉鎖可能な処理容器10を有している。処理容器10の中央には,例えば補強用基板Sを載置して保持する第1の保持部材としての下部チャック11が設けられている。また,下部チャック11の上方で,下部チャック11に対向する位置には,例えばウェハWを保持する第2の保持部材としての上部チャック12が設けられている。なお,本実施の形態において,ウェハWは,デバイスが形成される基板である。また,補強用基板Sには,ウェハWと同じ径の基板が用いられる。   The laminating apparatus 1 has a processing container 10 that can be hermetically closed, for example. In the center of the processing container 10, for example, a lower chuck 11 is provided as a first holding member for placing and holding the reinforcing substrate S. Further, an upper chuck 12 as a second holding member that holds the wafer W, for example, is provided above the lower chuck 11 at a position facing the lower chuck 11. In the present embodiment, the wafer W is a substrate on which a device is formed. The reinforcing substrate S is a substrate having the same diameter as that of the wafer W.

下部チャック11は,例えば厚みのある略円盤形状を有している。下部チャック11の上面には,補強用基板Sの径よりも大きい水平の保持面11aが形成されている。この保持面11aは,平坦化する表面処理が施されており,例えば中心線平均粗さ5μm以下に形成されている。下部チャック11の保持面11aには,図示しない吸引口が形成されており,この吸引口による吸引により,補強用基板Sを保持面11aに吸着できる。これにより,下部チャック11は,保持面11a上に,貼り合せ面を上に向けた状態で補強用基板Sを保持できる。   The lower chuck 11 has, for example, a thick and substantially disk shape. On the upper surface of the lower chuck 11, a horizontal holding surface 11a larger than the diameter of the reinforcing substrate S is formed. The holding surface 11a is subjected to a surface treatment for flattening, and has a center line average roughness of 5 μm or less, for example. A suction port (not shown) is formed in the holding surface 11a of the lower chuck 11, and the reinforcing substrate S can be attracted to the holding surface 11a by suction by the suction port. Accordingly, the lower chuck 11 can hold the reinforcing substrate S on the holding surface 11a with the bonding surface facing upward.

下部チャック11の内部には,電源20からの給電により発熱する加熱部材であるヒータ21が内蔵されている。このヒータ21により,下部チャック11上の補強用基板Sや当該補強用基板S上の接着剤を加熱できる。なお,本実施の形態においては,例えば電源20及びヒータ21によって加熱機構が構成されている。   Inside the lower chuck 11, a heater 21, which is a heating member that generates heat when power is supplied from the power source 20, is built in. The heater 21 can heat the reinforcing substrate S on the lower chuck 11 and the adhesive on the reinforcing substrate S. In the present embodiment, for example, the power source 20 and the heater 21 constitute a heating mechanism.

また,下部チャック11の内部には,例えば冷媒供給装置22から供給される冷媒を通流させる冷却部材である冷媒流路23が形成されている。これにより,下部チャック11上の補強用基板Sや当該補強用基板S上の接着剤を冷却できる。   Further, inside the lower chuck 11, for example, a refrigerant flow path 23 is formed that is a cooling member through which the refrigerant supplied from the refrigerant supply device 22 flows. Thereby, the reinforcing substrate S on the lower chuck 11 and the adhesive on the reinforcing substrate S can be cooled.

下部チャック11は,例えば断熱板30と支持板31を介してロッド32に支持されている。ロッド32は,例えばシリンダ33により上下動する。これによって,下部チャック11を上部チャック12側に上昇させ,下部チャック11に保持された補強用基板Sを上部チャック12に保持されたウェハWに押し付けることができる。なお,本実施の形態においては,ウェハWと補強用基板Sとを合わせるために,下部チャック11を移動させる保持部材駆動機構がロッド32とシリンダ33によって構成されている。   The lower chuck 11 is supported by a rod 32 via, for example, a heat insulating plate 30 and a support plate 31. The rod 32 moves up and down by a cylinder 33, for example. Thus, the lower chuck 11 is raised to the upper chuck 12 side, and the reinforcing substrate S held by the lower chuck 11 can be pressed against the wafer W held by the upper chuck 12. In the present embodiment, in order to align the wafer W and the reinforcing substrate S, a holding member driving mechanism for moving the lower chuck 11 is constituted by the rod 32 and the cylinder 33.

上部チャック12は,例えば厚みのある略円盤形状を有している。上部チャック12の下面には,ウェハWの径よりも大きい水平の保持面12aが形成されている。この保持面12aは,平坦化する表面処理が施されており,例えば中心線平均粗さ5μm以下に形成されている。保持面12aには,図示しない吸引口が形成されており,この吸引口による吸引により,保持面12aにウェハWの上面を吸着できる。上部チャック12は,ウェハWの貼り合せ面を下に向けた状態で,下部チャック11の補強用基板Sに対向するようにウェハWを保持できる。   The upper chuck 12 has, for example, a thick and substantially disk shape. On the lower surface of the upper chuck 12, a horizontal holding surface 12a larger than the diameter of the wafer W is formed. The holding surface 12a is subjected to a surface treatment for flattening, and has a center line average roughness of 5 μm or less, for example. A suction port (not shown) is formed in the holding surface 12a, and the upper surface of the wafer W can be attracted to the holding surface 12a by suction by the suction port. The upper chuck 12 can hold the wafer W so as to face the reinforcing substrate S of the lower chuck 11 with the bonding surface of the wafer W facing downward.

上部チャック12の内部には,電源40からの給電により発熱する加熱部材であるヒータ41が内蔵されている。このヒータ41により,例えば上部チャック12の下面のウェハWを加熱できる。また上部チャック12からの放射熱により,下部チャック11の補強用基板Sや接着剤も加熱できる。   Inside the upper chuck 12, a heater 41, which is a heating member that generates heat when power is supplied from the power supply 40, is built in. For example, the wafer W on the lower surface of the upper chuck 12 can be heated by the heater 41. Further, the reinforcing substrate S and the adhesive of the lower chuck 11 can be heated by the radiant heat from the upper chuck 12.

上部チャック12の上面には,例えば円盤状の断熱板50が取り付けられている。断熱板50の上面には,支持板51が取り付けられている。支持板51の中央部は,処理容器10の天井面に取り付けられたボールプランジャー52により支持されている。ボールプランジャー52を回すことによって上部チャック12全体の高さを調整できる。   For example, a disk-shaped heat insulating plate 50 is attached to the upper surface of the upper chuck 12. A support plate 51 is attached to the upper surface of the heat insulating plate 50. The central portion of the support plate 51 is supported by a ball plunger 52 attached to the ceiling surface of the processing container 10. The overall height of the upper chuck 12 can be adjusted by turning the ball plunger 52.

支持板51上には,上端部が処理容器10の天井面に取り付けられ,下端部が支持板51に取り付けられた引き上げ部材としての引きネジ60が設けられている。引きネジ60を回すことにより,ボールプランジャー52のある支持板51の中心部(上部チャック12の中心部)を支点として上部チャック12を上方に引き上げることができる。また,支持板51上には,上端部が処理容器10の天井面に取り付けられ,下端部が支持板51の上面に当接された押し下げ部材としての押しネジ61が設けられている。押しネジ61を回すことにより,支持板51の中心部を支点として上部チャック12を下方に押し下げることができる。   On the support plate 51, there is provided a pull screw 60 as a lifting member having an upper end attached to the ceiling surface of the processing vessel 10 and a lower end attached to the support plate 51. By turning the pull screw 60, the upper chuck 12 can be lifted upward with the center portion of the support plate 51 with the ball plunger 52 (the center portion of the upper chuck 12) as a fulcrum. On the support plate 51, there is provided a push screw 61 as a push-down member whose upper end is attached to the ceiling surface of the processing vessel 10 and whose lower end is in contact with the upper surface of the support plate 51. By turning the push screw 61, the upper chuck 12 can be pushed downward with the central portion of the support plate 51 as a fulcrum.

引きネジ60と押しネジ61は,例えば図2に示すように平面から見て支持板51(上部チャック12)の径方向に沿って中心側から順に配置されている。また,引きネジ60と押しネジ61は,それぞれが複数個所,例えば3箇所に設けられている。引きネジ60と押しネジ61は,それぞれが同一円周上に等間隔(120°間隔)に配置されている。これらの引きネジ60と押しネジ61により,上部チャック12の高さを調整して,上部チャック12と下部チャック11の平行度を調整できる。なお,本実施の形態においては,例えばボールプランジャー52,引きネジ60及び押しネジ61により平行度調整機構が構成されている。   For example, as shown in FIG. 2, the pull screw 60 and the push screw 61 are sequentially arranged from the center side along the radial direction of the support plate 51 (upper chuck 12) when viewed from above. The pull screw 60 and the push screw 61 are provided at a plurality of locations, for example, at three locations. The pull screw 60 and the push screw 61 are arranged at equal intervals (120 ° intervals) on the same circumference. These pull screws 60 and push screws 61 can adjust the height of the upper chuck 12 to adjust the parallelism between the upper chuck 12 and the lower chuck 11. In the present embodiment, for example, the parallelism adjusting mechanism is configured by the ball plunger 52, the pull screw 60, and the push screw 61.

支持板51の外周部には,図1に示すように板ばね71が設けられている。この板ばね70によっており,支持板51は上面側から押さえられている。板ばね70は,例えば処理容器10の天井面に取り付けられた支持柱71によって支持されている。板ばね70は,例えば図2に示すように120°おきに3箇所に配置されている。また,一対の引きネジ60及び押しネジ61と,板ばね70とが交互に等間隔に配置されている。   A leaf spring 71 is provided on the outer peripheral portion of the support plate 51 as shown in FIG. By this leaf spring 70, the support plate 51 is pressed from the upper surface side. The leaf spring 70 is supported by a support pillar 71 attached to the ceiling surface of the processing container 10, for example. For example, as shown in FIG. 2, the leaf springs 70 are arranged at three positions every 120 °. A pair of pulling screws 60 and pressing screws 61 and leaf springs 70 are alternately arranged at equal intervals.

下部チャック11の保持面11aの外周部には,図1に示すようにスペーサ80が設けられている。スペーサ80は,例えば図3に示すように保持面11aに保持される補強用基板Sの周りを囲むように形成されている。スペーサ80は,例えば4つの突状部81から形成されている。例えば4つの突状部81は,同じ高さ,同じ長さで直線状に形成され,補強用基板Sの周りを正方形の枠状に囲むように配置されている。各突状部81の高さは,例えば図4に示すように下部チャック11と上部チャック12が接近してスペーサ80が上部チャック12に当接した際の隙間を規定し,補強用基板SとウェハWと接着剤Aを合わせた接合体Bが所望の厚みになるように設定されている。このスペーサ80により,接合時の下部チャック11と上部チャック12の隙間が保持面内で一定に維持されるので,補強用基板SとウェハWが平行に接着される。   Spacers 80 are provided on the outer peripheral portion of the holding surface 11a of the lower chuck 11 as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 3, the spacer 80 is formed so as to surround the periphery of the reinforcing substrate S held on the holding surface 11a. The spacer 80 is formed from, for example, four projecting portions 81. For example, the four protrusions 81 are linearly formed with the same height and the same length, and are arranged so as to surround the reinforcing substrate S in a square frame shape. For example, as shown in FIG. 4, the height of each protrusion 81 defines a gap when the lower chuck 11 and the upper chuck 12 approach and the spacer 80 contacts the upper chuck 12. The bonded body B, which is a combination of the wafer W and the adhesive A, is set to have a desired thickness. By this spacer 80, the gap between the lower chuck 11 and the upper chuck 12 at the time of bonding is maintained constant within the holding surface, so that the reinforcing substrate S and the wafer W are bonded in parallel.

また,図3に示すようにスペーサ80の各突状部81の間には,通気部82が形成されている。これにより,図4に示すように下部チャック11のスペーサ80が上部チャック12に当接した際にも,接合体Bのある領域とスペーサ80より外側の領域とが連通し,例えば接着剤Aから脱泡した気体をスペーサ80の外側に排出することができる。   Further, as shown in FIG. 3, a ventilation portion 82 is formed between the protruding portions 81 of the spacer 80. As a result, as shown in FIG. 4, even when the spacer 80 of the lower chuck 11 contacts the upper chuck 12, the region where the joined body B is located and the region outside the spacer 80 communicate with each other. The degassed gas can be discharged to the outside of the spacer 80.

図1に示すように処理容器10の側壁面には,排気管90が接続されている。排気管90は,真空ポンプなどの負圧発生装置91に接続されている。これにより,処理容器10内を所定の圧力に減圧できる。なお,本実施の形態においては,例えば排気管90及び負圧発生装置91によって,液晶ワックスAの周辺雰囲気を減圧する減圧機構が構成されている。   As shown in FIG. 1, an exhaust pipe 90 is connected to the side wall surface of the processing container 10. The exhaust pipe 90 is connected to a negative pressure generator 91 such as a vacuum pump. Thereby, the inside of the processing container 10 can be depressurized to a predetermined pressure. In the present embodiment, for example, the exhaust pipe 90 and the negative pressure generator 91 constitute a decompression mechanism that decompresses the ambient atmosphere of the liquid crystal wax A.

例えば上述したシリンダ33,ヒータ21,41,冷媒供給装置22及び負圧発生装置91などの動作の制御は,例えば制御部100によって行われている。制御部100は,例えばコンピュータであり,例えば記憶されたプログラムを実行し,各部材や装置を駆動して,貼り合せ処理を制御できる。   For example, the control of the operation of the cylinder 33, the heaters 21 and 41, the refrigerant supply device 22, the negative pressure generation device 91, and the like described above is performed by the control unit 100, for example. The control unit 100 is, for example, a computer, and can control a bonding process by executing a stored program and driving each member or device, for example.

次に,以上のように構成された貼り合せ装置1を用いた,補強用基板SとウェハWとの貼り合せ方法について説明する。図5は,貼り合せ処理における補強用基板Sの温度,処理容器10の圧力,下部チャック11の位置についてのタイムチャートである。また,図6は,貼り合せ処理の各工程時の処理容器10内の様子を示す説明図である。   Next, a method for bonding the reinforcing substrate S and the wafer W using the bonding apparatus 1 configured as described above will be described. FIG. 5 is a time chart regarding the temperature of the reinforcing substrate S, the pressure of the processing container 10 and the position of the lower chuck 11 in the bonding process. Moreover, FIG. 6 is explanatory drawing which shows the mode in the processing container 10 at the time of each process of a bonding process.

先ず,図1に示すように処理容器10内の下部チャック11と上部チャック12に,補強用基板SとウェハWが互いに対向するように吸着保持される。このとき,図5に示すように補強用基板Sは,例えば常温T1(例えば23℃)に維持されている。処理容器10内の圧力は,例えば常圧P1に維持されている。また,下部チャック11は,上部チャック12と離れた待機位置K1に配置されている。なお,このときの下部チャック11と上部チャック12との距離は,5〜30mm程度,より好ましくは10mm以下に設定される。   First, as shown in FIG. 1, the reinforcing substrate S and the wafer W are attracted and held by the lower chuck 11 and the upper chuck 12 in the processing container 10 so as to face each other. At this time, as shown in FIG. 5, the reinforcing substrate S is maintained at, for example, room temperature T1 (for example, 23 ° C.). The pressure in the processing container 10 is maintained at normal pressure P1, for example. Further, the lower chuck 11 is disposed at a standby position K1 that is separated from the upper chuck 12. At this time, the distance between the lower chuck 11 and the upper chuck 12 is set to about 5 to 30 mm, more preferably 10 mm or less.

補強用基板SとウェハWが下部チャック11と上部チャック12に保持されると,ホットメルト型の接着剤である固形の液晶ワックスAが補強用基板Sの中央部に置かれる(図6の(a))。その後,例えばヒータ21が発熱し,図5に示すように補強用基板Sの温度が,例えば液晶ワックスAの融点温度T2(例えば148℃)を超える貼り合せ温度T3(例えば170℃)まで上昇される。貼り合せ温度T3は,例えば融点温度T2より5℃〜30℃程度高い温度に設定される。また,ヒータ41の発熱により,ウェハWも例えば融点温度T2以上であって,貼り合せ温度T3との差が10℃以内の温度,例えば貼り合せ温度T3よりも5℃程度高い温度に加熱される。この補強用基板SとウェハWの加熱により,液晶ワックスAが融点温度T2を超えて融解する(図6の(b))。この液晶ワックスAの融解は,例えば補強用基板Sからの伝熱とウェハWからの放射熱により行われる。その後,補強用基板Sの温度は,図5に示すように貼り合せ温度T3に維持される。   When the reinforcing substrate S and the wafer W are held by the lower chuck 11 and the upper chuck 12, a solid liquid crystal wax A, which is a hot-melt adhesive, is placed at the center of the reinforcing substrate S ((( a)). Thereafter, for example, the heater 21 generates heat, and the temperature of the reinforcing substrate S is raised to a bonding temperature T3 (for example, 170 ° C.) exceeding the melting point temperature T2 (for example, 148 ° C.) of the liquid crystal wax A, as shown in FIG. The The bonding temperature T3 is set, for example, to a temperature about 5 ° C. to 30 ° C. higher than the melting point temperature T2. Further, due to the heat generated by the heater 41, the wafer W is also heated to a temperature that is equal to or higher than the melting temperature T2, for example, and a difference from the bonding temperature T3 within 10 ° C., for example, about 5 ° C. higher than the bonding temperature T3. . By heating the reinforcing substrate S and the wafer W, the liquid crystal wax A melts above the melting point temperature T2 ((b) of FIG. 6). The melting of the liquid crystal wax A is performed by, for example, heat transfer from the reinforcing substrate S and radiant heat from the wafer W. Thereafter, the temperature of the reinforcing substrate S is maintained at the bonding temperature T3 as shown in FIG.

続いて,排気管90からの排気により処理容器10内の圧力が,常圧P1から,例えば20kPa以下の低圧P2に減圧される。この減圧により,液晶ワックスA中の気泡が除去される(図6の(c))。   Subsequently, the pressure in the processing container 10 is reduced from the normal pressure P1 to a low pressure P2 of, for example, 20 kPa or less by exhausting from the exhaust pipe 90. By this decompression, bubbles in the liquid crystal wax A are removed ((c) in FIG. 6).

その後,処理容器10内を減圧雰囲気に維持した状態で,下部チャック11が貼り合せ位置K2まで上昇され,補強用基板SがウェハWに押し付けられて,補強用基板SとウェハWとが合わせられる(図6の(d))。このときの下部チャック11の上昇に伴い,スペーサ80が上部チャック12に当接し,上部チャック12と下部チャック11の隙間が保持面内で一定に維持され,補強用基板SとウェハWが平行に維持される。これにより,補強用基板S,液晶ワックスA及びウェハWからなる接合体Bの厚みがウェハ面内で均一になる。   Thereafter, the lower chuck 11 is raised to the bonding position K2 while the inside of the processing container 10 is maintained in a reduced pressure atmosphere, the reinforcing substrate S is pressed against the wafer W, and the reinforcing substrate S and the wafer W are aligned. ((D) of FIG. 6). As the lower chuck 11 is raised at this time, the spacer 80 comes into contact with the upper chuck 12, the gap between the upper chuck 12 and the lower chuck 11 is kept constant within the holding surface, and the reinforcing substrate S and the wafer W are parallel to each other. Maintained. As a result, the thickness of the bonded body B composed of the reinforcing substrate S, the liquid crystal wax A, and the wafer W becomes uniform within the wafer surface.

補強用基板SとウェハWが互いに加圧された後,図5に示すように処理容器10内の圧力が,低圧P2から常圧P1に戻され維持される。これにより,液晶ワックスAが圧力差によって補強用基板SとウェハWの間から外側に漏れて飛散することが防止される。また,その後,例えば冷却流路23に冷媒を流すことより,補強用基板Sが冷却され,補強用基板Sの温度が,液晶ワックスAの固化温度T4(例えば113℃)より低い最終温度T5(例えば103℃)まで徐々に下げられる。液晶ワックスAは,固化温度T4になると固化し,補強用基板SとウェハWとが接着される。なお,この冷却時の温度変動速度は,加熱時の温度変動速度よりも小さい,例えば5℃/min以下に設定される。   After the reinforcing substrate S and the wafer W are pressurized with each other, as shown in FIG. 5, the pressure in the processing container 10 is returned from the low pressure P2 to the normal pressure P1 and maintained. As a result, the liquid crystal wax A is prevented from leaking and scattering from between the reinforcing substrate S and the wafer W due to a pressure difference. Further, after that, for example, by flowing a coolant through the cooling flow path 23, the reinforcing substrate S is cooled, and the temperature of the reinforcing substrate S is the final temperature T5 (which is lower than the solidification temperature T4 (eg, 113 ° C.) of the liquid crystal wax A. For example, the temperature is gradually lowered to 103 ° C. The liquid crystal wax A is solidified at the solidification temperature T4, and the reinforcing substrate S and the wafer W are bonded. The temperature fluctuation rate during cooling is set to be lower than the temperature fluctuation rate during heating, for example, 5 ° C./min or less.

補強用基板Sが最終温度T5まで冷却されると,上部チャック12のウェハWの吸着が解除される。その後,図5に示すように下部チャック11が待機位置K1まで下降し,下部チャック11と上部チャック12が離される(図6の(e))。こうして,補強用基板SとウェハWとの貼り合せ処理が終了する。なお,この一連の貼り合せ処理は,制御部100がシリンダ33,ヒータ21,41,冷媒供給装置22及び負圧発生装置91などの動作を制御することにより行われている。   When the reinforcing substrate S is cooled to the final temperature T5, the suction of the wafer W on the upper chuck 12 is released. Thereafter, as shown in FIG. 5, the lower chuck 11 is lowered to the standby position K1, and the lower chuck 11 and the upper chuck 12 are separated ((e) of FIG. 6). Thus, the bonding process between the reinforcing substrate S and the wafer W is completed. The series of bonding processes is performed by the control unit 100 controlling the operations of the cylinder 33, the heaters 21, 41, the refrigerant supply device 22, the negative pressure generation device 91, and the like.

以上の実施の形態によれば,補強用基板S上で液晶ワックスAを融解した後,処理容器10内を減圧するので,溶けた液晶ワックスA内の混入している気泡を,ウェハWと補強用基板Sを貼り合せる前に液晶ワックスAから除去することができる。これにより,貼り合せ後の液晶ワックスA内に気泡が残存することがなく,ウェハWと補強用基板Sの強い接着力を確保できる。また,熱により気泡が膨縮することがなく,貼り合せ後の加熱処理を適正に行うことができる。さらに,貼り合せ後の研削処理をウェハ面内で均一に行うことができる。   According to the embodiment described above, after the liquid crystal wax A is melted on the reinforcing substrate S, the inside of the processing container 10 is depressurized, so that bubbles mixed in the melted liquid crystal wax A are reinforced with the wafer W. The liquid crystal wax A can be removed before the substrate S is bonded. Thereby, bubbles do not remain in the liquid crystal wax A after bonding, and a strong adhesive force between the wafer W and the reinforcing substrate S can be secured. Further, the bubbles do not expand and contract due to heat, and the heat treatment after bonding can be performed appropriately. Furthermore, the grinding process after bonding can be performed uniformly within the wafer surface.

ウェハWと補強用基板Sとを合わせる際に,減圧を維持したので,液晶ワックスAがウェハWと補強用基板Sの間で拡散する間も,気泡を除去できる。また,減圧により,液晶ワックスAには外側の力が働き,液晶ワックスAの拡散を補助することができる。この結果,ウェハWと補強用基板Sとの間に,より短時間で均一に液晶ワックスAが広げられる。   Since the reduced pressure is maintained when the wafer W and the reinforcing substrate S are put together, the bubbles can be removed even while the liquid crystal wax A diffuses between the wafer W and the reinforcing substrate S. Further, due to the reduced pressure, an external force acts on the liquid crystal wax A to assist the diffusion of the liquid crystal wax A. As a result, the liquid crystal wax A is spread uniformly between the wafer W and the reinforcing substrate S in a shorter time.

補強用基板Sを加熱する際に,上方のウェハWを加熱したので,液晶ワックスAが補強用基板SとウェハWにより両面から加熱される。このため,補強用基板Sとの接触部である液晶ワックスAの下面だけが融解することがなく,液晶ワックスAが補強用基板S上を滑って移動することがない。この結果,液晶ワックスAが補強用基板Sの中央部で融解し,その後の加圧により補強用基板S上で均一に広げられる。ウェハWの加熱温度を補強用基板Sの加熱温度よりも高くしたので,液晶ワックスAの表面側も放射熱により十分に融解できる。   Since the upper wafer W is heated when the reinforcing substrate S is heated, the liquid crystal wax A is heated from both sides by the reinforcing substrate S and the wafer W. For this reason, only the lower surface of the liquid crystal wax A which is a contact portion with the reinforcing substrate S is not melted, and the liquid crystal wax A does not slide on the reinforcing substrate S. As a result, the liquid crystal wax A melts at the central portion of the reinforcing substrate S and is spread uniformly on the reinforcing substrate S by the subsequent pressurization. Since the heating temperature of the wafer W is set higher than the heating temperature of the reinforcing substrate S, the surface side of the liquid crystal wax A can be sufficiently melted by the radiant heat.

ウェハWと補強用基板Sを合わせた直後に,処理容器10内の圧力を常圧に戻すようにしたので,減圧により液体の液晶ワックスAが外側に引っ張られることがなく,液晶ワックスAがウェハWと補強用基板Sとの間から外側に漏れて飛散することを防止できる。   Immediately after the wafer W and the reinforcing substrate S are combined, the pressure in the processing container 10 is returned to the normal pressure, so that the liquid crystal wax A is not pulled outward by the reduced pressure, and the liquid crystal wax A is removed from the wafer. It is possible to prevent leakage and scattering from between W and the reinforcing substrate S.

以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが,本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において,各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiment of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such an example. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the spirit described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.

例えば,以上の実施の形態では,下部チャック11に冷却機能を設け,液晶ワックスAの固化時には,液晶ワックスAを積極的に冷却していたが,自然冷却であってもよい。また,以上の実施の形態では,下部チャック11が上下動して,補強用基板SとウェハWを貼り合わせていたが,上部チャック12が上下動してもよい。また,上部チャック12と下部チャック11の両方が上下動してもよい。以上の実施の形態では,下部チャック11側に補強用基板Sを保持し,上部チャック12側にウェハWを保持していたが,逆であってもよい。さらに,下部チャック11と上部チャック12の両側にウェハWを保持し,ウェハ同士を貼り合わせる際にも本発明は適用できる。本発明は,ウェハWや補強用基板S以外の基板の貼り合せにも適用できる。また,本発明は,液晶ワックス以外のホットメルト型の接着剤を用いる場合にも適用できる。   For example, in the above embodiment, the lower chuck 11 is provided with a cooling function, and the liquid crystal wax A is actively cooled when the liquid crystal wax A is solidified. However, natural cooling may be used. In the above embodiment, the lower chuck 11 moves up and down to bond the reinforcing substrate S and the wafer W, but the upper chuck 12 may move up and down. Further, both the upper chuck 12 and the lower chuck 11 may move up and down. In the above embodiment, the reinforcing substrate S is held on the lower chuck 11 side and the wafer W is held on the upper chuck 12 side. Furthermore, the present invention can also be applied when holding the wafer W on both sides of the lower chuck 11 and the upper chuck 12 and bonding the wafers together. The present invention can also be applied to bonding of substrates other than the wafer W and the reinforcing substrate S. The present invention can also be applied when a hot-melt adhesive other than liquid crystal wax is used.

本発明は,接着剤内に気泡が入り込まないように2枚の基板を貼り合わせる際に有用である。   The present invention is useful when two substrates are bonded together so that bubbles do not enter the adhesive.

貼り合せ装置の構成の概略を示す縦断面の説明図である。It is explanatory drawing of the longitudinal cross-section which shows the outline of a structure of the bonding apparatus. 上部チャックの平面図である。It is a top view of an upper chuck | zipper. 下部チャックの平面図である。It is a top view of a lower chuck. 貼り合せ時の状態を説明する上部チャックと下部チャックの断面図である。It is sectional drawing of the upper chuck | zipper and lower chuck | zipper explaining the state at the time of bonding. (a)は,補強用基板上に液晶ワックスを置いた状態を示す説明図である。(b)は,液晶ワックスが融解した状態を示す説明図である。(c)は,液晶ワックスから脱泡する様子を示す説明図である。(d)は,補強用基板とウェハを貼り合せた状態を示す説明図である。(e)は,ウェハを上部チャックから離した状態を示す説明図である。(A) is explanatory drawing which shows the state which put the liquid crystal wax on the board | substrate for reinforcement. (B) is explanatory drawing which shows the state which liquid crystal wax melt | dissolved. (C) is explanatory drawing which shows a mode that it defoams from liquid crystal wax. (D) is explanatory drawing which shows the state which bonded the board | substrate for reinforcement and the wafer. (E) is explanatory drawing which shows the state which separated the wafer from the upper chuck | zipper. 貼り合せ処理における補強用基板の温度と,処理容器内の圧力と,下部チャックの位置の制御を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the control of the temperature of the board | substrate for a reinforcement | strengthening in a bonding process, the pressure in a processing container, and the position of a lower chuck | zipper.

符号の説明Explanation of symbols

1 貼り合せ装置
10 処理容器
11 下部チャック
11a 保持面
12 上部チャック
21 ヒータ
33 シリンダ
90 排気管
91 負圧発生装置
S 補強用基板
W ウェハ
A 液晶ワックス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bonding apparatus 10 Processing container 11 Lower chuck 11a Holding surface 12 Upper chuck 21 Heater 33 Cylinder 90 Exhaust pipe 91 Negative pressure generator S Reinforcing substrate W Wafer A Liquid crystal wax

Claims (4)

ホットメルト型の接着剤を用いて2枚の基板を貼り合せる方法であって,
2枚の基板を上下に対向配置する工程と,
下側の基板上に固体状態のホットメルト型の接着剤を置く工程と,
前記下側の基板上の前記接着剤を加熱して融解する工程と,
融解した前記接着剤の周辺雰囲気を減圧する工程と,
前記減圧を維持した状態で,前記融解した接着剤を挟んで前記2枚の基板を合わせる工程と,
前記2枚の基板の間の前記接着剤を冷却して固化する工程と,を有することを特徴とする,貼り合せ方法。
A method of bonding two substrates using a hot-melt adhesive,
A process of arranging two substrates facing each other vertically;
Placing a solid hot-melt adhesive on the lower substrate;
Heating and melting the adhesive on the lower substrate;
Reducing the ambient atmosphere of the melted adhesive;
In a state where the reduced pressure is maintained, the step of combining the two substrates with the melted adhesive sandwiched therebetween,
And a step of cooling and solidifying the adhesive between the two substrates.
前記接着剤を融解する工程は,前記下側の基板と上側の基板を近接配置し,当該両基板を加熱することにより行われることを特徴とする,請求項1に記載の貼り合せ方法。 2. The bonding method according to claim 1, wherein the step of melting the adhesive is performed by placing the lower substrate and the upper substrate close to each other and heating the two substrates. 前記上側の基板の加熱温度は,前記下側の基板の加熱温度よりも高く設定されることを特徴とする,請求項2に記載の貼り合せ方法。 The bonding method according to claim 2, wherein a heating temperature of the upper substrate is set higher than a heating temperature of the lower substrate. 前記2枚の基板を合わせた直後に,前記接着剤の周辺雰囲気を常圧に戻すことを特徴とする,請求項1〜3のいずれかに記載の貼り合せ方法。 The bonding method according to claim 1, wherein the ambient atmosphere of the adhesive is returned to normal pressure immediately after the two substrates are combined.
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