JP2012115911A - Substrate grinding method and semiconductor element manufactured by using the same - Google Patents

Substrate grinding method and semiconductor element manufactured by using the same Download PDF

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基也寿 芳井
Toshiki Tsuboi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate grinding method by which a substrate is ground easily.SOLUTION: The substrate grinding method includes the process of placing a substrate 100 on one main surface of an substrate holding part 800 of elastic tabular form containing cavities communicatively connecting the outer surface to the interior, and vacuum sucking the substrate 100 via the substrate holding part 800 to fix the same as one main surface of the substrate holding part 800 is deformed into a shape along a surface shape of the substrate 100 by deaerating the substrate holding part 800 from its another main surface. The substrate grinding method also includes the process of grinding a main surface 110 of the substrate 100 that is opposite to its another main surface 120 in contact with the substrate holding part 800 as the substrate 100 is fixed via the substrate holding part 800, and the process of canceling the vacuum suction following the grinding process.

Description

本発明は、基板の研削方法およびそれを用いて作製された半導体素子に関する。   The present invention relates to a method for grinding a substrate and a semiconductor device manufactured using the same.

被研削基材を含む積層体の製造方法を開示した先行文献として特許文献1がある。特許文献1に記載された被研削基材を含む積層体の製造方法においては、基板の一方の面に光硬化型接着剤層を形成し、基板保持部の一方の面に光熱変換層を形成している。その基板を光硬化型接着剤層を介して光熱変換層の表面上に位置するように基板保持部上に積層した状態で、光を照射することで光硬化型接着剤層を硬化して積層体を得ている。その積層体の状態で、基板の表面を研削することにより極薄基材を製造している。   There exists patent document 1 as a prior art document which disclosed the manufacturing method of the laminated body containing a to-be-ground base material. In the method for manufacturing a laminate including a substrate to be ground described in Patent Document 1, a photocurable adhesive layer is formed on one surface of a substrate, and a photothermal conversion layer is formed on one surface of a substrate holding portion is doing. Laminate the photocurable adhesive layer by irradiating light with the substrate laminated on the substrate holding part so that it is positioned on the surface of the photothermal conversion layer via the photocurable adhesive layer. I'm getting a body. In the state of the laminated body, an ultrathin base material is manufactured by grinding the surface of the substrate.

特開2004−64040号公報JP 2004-64040 A

特許文献1に記載された被研削基材を含む積層体の製造方法においては、光熱変換層を形成して、基板の研削後に放射エネルギーを光熱変換層に照射する必要があり、基板の研削工程が複雑となる。   In the method for producing a laminate including a substrate to be ground described in Patent Document 1, it is necessary to form a photothermal conversion layer and irradiate the photothermal conversion layer with radiant energy after grinding the substrate. Becomes complicated.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な方法で行なうことができる、基板の研削方法およびそれを用いて作製された半導体素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for grinding a substrate and a semiconductor device manufactured using the same, which can be performed by a simple method.

本発明に基づく基板の研削方法は、第1の局面においては、外表面および内部に連通した空隙を含み弾性力を有する平板状の基板保持部の一方の主表面上に基板を載置する工程と、基板保持部の他方の主表面側から脱気することにより、基板保持部の一方の主表面を基板の表面形状に沿うように変形させた状態で、基板を基板保持部を介して真空吸着して固定する工程とを備える。また、基板の研削方法は、基板が基板保持部を介して固定された状態で、基板の基板保持部と接している主表面とは反対側の主表面を研削する工程と、上記研削する工程の後、真空吸着を解除する工程とを備える。   In the first aspect of the substrate grinding method according to the present invention, the step of placing the substrate on one main surface of the flat substrate holding portion including the outer surface and the gap communicating with the inside and having elasticity. And vacuuming the substrate through the substrate holder in a state where one main surface of the substrate holder is deformed so as to follow the surface shape of the substrate by degassing from the other main surface side of the substrate holder. Adsorbing and fixing. The substrate grinding method includes a step of grinding the main surface of the substrate opposite to the main surface in contact with the substrate holding portion in a state where the substrate is fixed via the substrate holding portion, and the grinding step And a step of releasing the vacuum suction.

好ましくは、基板保持部の厚さが、10μm以上500μm以下である。また、真空吸着を解除することにより、基板保持部の一方の主表面の形状が元の形状に復元する。   Preferably, the thickness of the substrate holding part is 10 μm or more and 500 μm or less. Further, by releasing the vacuum suction, the shape of one main surface of the substrate holding part is restored to the original shape.

本発明に基づく基板の研削方法は、第2の局面においては、平板状の基材上に紫外線を受けて硬化する接着層を有する基板保持部に、基板の一方の主表面とこの接着層とが接するように貼り合わせる工程と、基板が貼り合わされた基板保持部の基材を真空吸着して基板保持部を固定する工程とを備える。また、基板の研削方法は、基板保持部が固定された状態で、基板の他方の主表面を研削する工程と、上記研削する工程の後、基板保持部の真空吸着を解除する工程と、上記真空吸着を解除する工程の後、基板保持部の前記接着層に紫外線を照射する工程と、上記紫外線を照射する工程の後、基板保持部と基板とを剥離する工程とを備える。好ましくは、接着層の厚さが、1μm以上100μm以下である。   In the second aspect, the substrate grinding method according to the present invention includes a substrate holding part having an adhesive layer that is cured by receiving ultraviolet rays on a flat base material, one main surface of the substrate, and the adhesive layer. And a step of fixing the substrate holding part by vacuum suction of the base material of the substrate holding part to which the substrate is attached. The substrate grinding method includes a step of grinding the other main surface of the substrate in a state where the substrate holding portion is fixed, a step of releasing vacuum suction of the substrate holding portion after the grinding step, After the step of releasing the vacuum suction, a step of irradiating the adhesive layer of the substrate holding part with ultraviolet rays and a step of peeling the substrate holding part and the substrate after the step of irradiating the ultraviolet rays are provided. Preferably, the thickness of the adhesive layer is 1 μm or more and 100 μm or less.

本発明によれば、基板の研削を簡易な方法で行なうことができる。   According to the present invention, the substrate can be ground by a simple method.

本発明の実施形態1に係る基板の研削方法において、基板を基板保持部上に載置する状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which mounts a board | substrate on a board | substrate holding part in the grinding method of the board | substrate which concerns on Embodiment 1 of this invention. 同実施形態において、基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which fixed the board | substrate via the board | substrate holding part. 同実施形態において、基板の一方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which canceled the vacuum suction after grinding of one main surface of a board | substrate. 同実施形態において、上下反転させた基板を基板保持部上に載置する状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which mounts the board | substrate turned upside down on a board | substrate holding part. 同実施形態において、片面が研削された基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which fixed the board | substrate by which the single side | surface was ground through the board | substrate holding part. 同実施形態において、基板の他方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which canceled the vacuum suction after grinding the other main surface of a board | substrate. 同実施形態において、基板をアニールする状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which anneals a board | substrate. 同実施形態において、アニールされた基板を基板保持部上に載置する状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which mounts the annealed board | substrate on a board | substrate holding part. 同実施形態において、アニールされた基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which fixed the annealed board | substrate through the board | substrate holding part. 同実施形態において、基板の主表面の鏡面仕上げ後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which canceled the vacuum suction after the mirror surface finishing of the main surface of a board | substrate. 本発明の実施形態2に係る基板の研削方法において、基板と基板保持部とを貼り合わせる状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which bonds a board | substrate and a board | substrate holding part in the grinding method of the board | substrate which concerns on Embodiment 2 of this invention. 同実施形態において、基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which fixed the board | substrate via the board | substrate holding part. 同実施形態において、基板の一方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which canceled the vacuum suction after grinding of one main surface of a board | substrate. 同実施形態において、片面が研削された基板を保持する基板保持部の接着層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which has irradiated the ultraviolet-ray to the contact bonding layer of the board | substrate holding part holding the board | substrate by which the single side | surface was ground. 同実施形態において、基板の研削された主表面に基板保持部を貼り合わせる状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which bonds a board | substrate holding | maintenance part to the main surface where the board | substrate was ground. 同実施形態において、片面を研削した基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which fixed the board | substrate which grind | polished one side through the board | substrate holding part. 同実施形態において、基板の他方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which canceled the vacuum suction after grinding the other main surface of a board | substrate. 同実施形態において、両面が研削された基板を保持する基板保持部の接着層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which has irradiated the ultraviolet-ray to the contact bonding layer of the board | substrate holding part holding the board | substrate with which both surfaces were ground. 同実施形態において、基板をアニールする状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which anneals a board | substrate. 同実施形態において、アニールした基板を基板保持部に貼り合わせる状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which bonds the annealed board | substrate to a board | substrate holding part. 同実施形態において、アニールした基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which fixed the annealed substrate via the board | substrate holding | maintenance part. 同実施形態において基板の主表面の鏡面仕上げ後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which canceled the vacuum suction after the mirror surface finishing of the main surface of the board | substrate in the same embodiment. 同実施形態において、鏡面仕上げされた基板を保持する基板保持部の接着層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。In the same embodiment, it is sectional drawing which shows the state which has irradiated the ultraviolet-ray to the contact bonding layer of the board | substrate holding | maintenance part holding the board | substrate by which mirror finishing was carried out. 実施形態1の研削方法で研削を行なった基板の研磨面の原子間力顕微鏡写真である。2 is an atomic force microscope photograph of a polished surface of a substrate that has been ground by the grinding method of Embodiment 1. 実施形態2の研削方法で研削を行なった基板の研磨面の原子間力顕微鏡写真である。3 is an atomic force microscope photograph of a polished surface of a substrate ground by the grinding method of Embodiment 2.

以下、本発明の実施形態1に係る基板の研削方法およびそれを用いて作製された半導体素子について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰返さない。   Hereinafter, a substrate grinding method according to Embodiment 1 of the present invention and a semiconductor device manufactured using the same will be described with reference to the drawings. In the following description of the embodiments, the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る基板の研削方法において、基板を基板保持部上に載置する状態を示す断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a substrate is placed on a substrate holder in the substrate grinding method according to Embodiment 1 of the present invention.

本実施形態においては、図1に示すように、基板100の一方の主表面110および他方の主表面120の両方に凹凸を有するサファイア基板を準備する。具体的には、基板100は、インゴットからスライスされて形成されたAs−Cutサファイア基板である。準備した基板100の主表面の面粗度は、0.5μm〜十数μm程度である。ただし、基板100は、サファイア基板に限られず、たとえば、シリコンまたはガリウムヒ素などの半導体ウエハ、水晶ウエハ、および、ガラス基板などでもよい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a sapphire substrate having irregularities on both one main surface 110 and the other main surface 120 of the substrate 100 is prepared. Specifically, the substrate 100 is an As-Cut sapphire substrate formed by being sliced from an ingot. The surface roughness of the main surface of the prepared substrate 100 is about 0.5 μm to several tens of μm. However, the substrate 100 is not limited to a sapphire substrate, and may be, for example, a semiconductor wafer such as silicon or gallium arsenide, a crystal wafer, or a glass substrate.

基板保持部800は、外表面および内部に連通した空隙を含み弾性力を有して、平板状の形状を有する。そのため、基板保持部800の他方の主表面から脱気することにより、基板保持部800の一方の主表面上のものを吸着することができる。   The substrate holding unit 800 includes a void communicating with the outer surface and the inside, has an elastic force, and has a flat plate shape. Therefore, by evacuating from the other main surface of the substrate holding unit 800, it is possible to adsorb the material on one main surface of the substrate holding unit 800.

本実施形態においては、基板保持部800として、100μmの厚さのシリコンフィルムに針で多数の孔を形成したものを用いている。ただし、基板保持部800はこれに限られず、基板保持部800として、たとえば、ポリウレタンからなる厚さが10μm以上500μm以下のシートに、数μm〜数十μm程度の直径を有する多数の孔を形成したものを用いてもよい。   In this embodiment, the substrate holding unit 800 is a silicon film having a thickness of 100 μm formed with a large number of holes with needles. However, the substrate holding unit 800 is not limited to this, and as the substrate holding unit 800, for example, a plurality of holes having a diameter of about several μm to several tens of μm are formed in a sheet made of polyurethane having a thickness of 10 μm to 500 μm. You may use what you did.

基板保持部800は、真空吸着板400上に載置される。真空吸着板400は、平板状の形状を有している。真空吸着板400は、上面および下面の両面が面出し加工されている。本実施形態においては、真空吸着板400はセラミックで形成されているが、真空吸着板400の材質はこれに限られず、たとえば、アルミまたはステンレスで形成されていてもよい。   The substrate holding unit 800 is placed on the vacuum suction plate 400. The vacuum suction plate 400 has a flat plate shape. The vacuum suction plate 400 has a chamfered surface on both the upper and lower surfaces. In this embodiment, the vacuum suction plate 400 is formed of ceramic, but the material of the vacuum suction plate 400 is not limited to this, and may be formed of aluminum or stainless steel, for example.

真空吸着板400の下面には、脱気用のホース510の一端が接続されている。脱気用ホースの510の他端は、真空ポンプ500に接続されている。基板保持部800には、上面から、ホース510が接続されている部分の下面に連通した貫通孔が形成されている。貫通孔は、基板保持部800の上面において、所定の間隔を置いて均等に多数形成されている。   One end of a degassing hose 510 is connected to the lower surface of the vacuum suction plate 400. The other end of the degassing hose 510 is connected to the vacuum pump 500. The substrate holding part 800 is formed with a through hole communicating from the upper surface to the lower surface of the portion to which the hose 510 is connected. A large number of through holes are evenly formed at predetermined intervals on the upper surface of the substrate holding unit 800.

図2は、本実施形態において、基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。図2に示すように、基板保持部800の一方の主表面上に基板100を載置した状態で、真空ポンプ500を稼動させる。真空ポンプ500の稼動によりホース510内の空気は矢印520方向に吸引される。その結果、真空吸着板400の上面と接触している基板保持部800の他方の主表面側から空気が吸引されて脱気される。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the substrate is fixed via the substrate holding portion in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the vacuum pump 500 is operated with the substrate 100 placed on one main surface of the substrate holder 800. As the vacuum pump 500 is operated, the air in the hose 510 is sucked in the direction of the arrow 520. As a result, air is sucked and degassed from the other main surface side of the substrate holder 800 that is in contact with the upper surface of the vacuum suction plate 400.

基板保持部800は弾力性を有しているため、基板保持部800の他方の主表面からの脱気によって基板保持部800の一方の主表面と接触している基板100を吸着した際、基板保持部800の一方の主表面は、基板100の他方の主表面120の表面形状に沿うように変形する。基板100は、基板保持部800を介して真空吸着されることにより固定される。   Since the substrate holding part 800 has elasticity, when the substrate 100 in contact with one main surface of the substrate holding part 800 is adsorbed by degassing from the other main surface of the substrate holding part 800, the substrate One main surface of the holding part 800 is deformed so as to follow the surface shape of the other main surface 120 of the substrate 100. The substrate 100 is fixed by vacuum suction through the substrate holding unit 800.

上記のように基板100を固定した状態で、基板100の一方の主表面110を研削する。本実施形態においては、研削砥石300を図中の中抜き矢印方向に送りながら表面から数十μm〜数百μmの深さまで研削することにより、基板100の一方の主表面110の面粗度を、研削前の0.5μm〜十数μm程度から0.1μm〜数μm程度にする。本実施形態においては、メタル製の研削砥石300を用いたが、研削砥石300としてビトリファイド砥石を用いてもよい。   One main surface 110 of the substrate 100 is ground in a state where the substrate 100 is fixed as described above. In the present embodiment, the surface roughness of one main surface 110 of the substrate 100 is reduced by grinding the grinding wheel 300 from the surface to a depth of several tens to several hundreds of μm while feeding the grinding wheel 300 in the direction of the hollow arrow in the figure. The thickness is about 0.5 μm to about several tens μm before grinding to about 0.1 μm to several μm. In the present embodiment, the metal grinding wheel 300 is used, but a vitrified grinding wheel may be used as the grinding wheel 300.

図3は、本実施形態において、基板の一方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。図3に示すように、基板100の一方の主表面110の研削が終了した後、真空ポンプ500を停止することにより、基板100の真空吸着を解除する。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the vacuum suction is released after grinding one main surface of the substrate in the present embodiment. As shown in FIG. 3, after the grinding of one main surface 110 of the substrate 100 is finished, the vacuum suction of the substrate 100 is released by stopping the vacuum pump 500.

基板保持部800は弾力性を有しているため、真空吸着を解除されると、基板100の他方の主表面120の表面形状に沿うように変形していた基板保持部800の一方の主表面の形状が元の形状に復元する。言い換えると、基板保持部800が、元々の平板状の形状に戻る。そのため、基板保持部800を複数回使用可能である。ただし、基板保持部800は、必ずしも元の形状に復元する必要はなく、その都度、新しい基板保持部800を用いるようにしてもよい。   Since the substrate holding portion 800 has elasticity, when the vacuum suction is released, one main surface of the substrate holding portion 800 that has been deformed to conform to the surface shape of the other main surface 120 of the substrate 100. The shape of is restored to its original shape. In other words, the substrate holding unit 800 returns to the original flat shape. Therefore, the substrate holder 800 can be used multiple times. However, the substrate holder 800 does not necessarily need to be restored to its original shape, and a new substrate holder 800 may be used each time.

図4は、本実施形態において、上下反転させた基板を基板保持部上に載置する状態を示す断面図である。図4に示すように、研削された基板100の一方の主表面110が基板保持部800と接触するように、基板100を基板保持部800の一方の主表面上に載置する。基板保持部800は、真空吸着板400上に載置される。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which the substrate turned upside down is placed on the substrate holding part in the present embodiment. As shown in FIG. 4, the substrate 100 is placed on one main surface of the substrate holding unit 800 so that one main surface 110 of the ground substrate 100 is in contact with the substrate holding unit 800. The substrate holding unit 800 is placed on the vacuum suction plate 400.

図5は、本実施形態において、片面が研削された基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。図5に示すように、基板保持部800の一方の主表面上に、一方の主表面110が研削された基板100を載置した状態で、真空ポンプ500を稼動させる。真空ポンプ500の稼動によりホース510内の空気は矢印520方向に吸引される。その結果、真空吸着板400の上面と接触している基板保持部800の他方の主表面側から空気が吸引されて脱気される。その結果、基板100は、基板保持部800を介して真空吸着されることにより固定される。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where a substrate whose one side is ground is fixed via a substrate holding part in the present embodiment. As shown in FIG. 5, the vacuum pump 500 is operated in a state where the substrate 100 with one main surface 110 ground is placed on one main surface of the substrate holding unit 800. As the vacuum pump 500 is operated, the air in the hose 510 is sucked in the direction of the arrow 520. As a result, air is sucked and degassed from the other main surface side of the substrate holder 800 that is in contact with the upper surface of the vacuum suction plate 400. As a result, the substrate 100 is fixed by being vacuum-sucked through the substrate holding unit 800.

上記のように基板100を固定した状態で、基板100の他方の主表面120を研削する。本実施形態においては、研削砥石300を図中の中抜き矢印方向に送りながら表面から数十μm〜数百μmの深さまで研削することにより、基板100の他方の主表面120の面粗度を、研削前の0.5μm〜十数μm程度から0.1μm〜数μm程度にする。   With the substrate 100 fixed as described above, the other main surface 120 of the substrate 100 is ground. In the present embodiment, the surface roughness of the other main surface 120 of the substrate 100 is reduced by grinding the grinding wheel 300 from the surface to a depth of several tens of μm to several hundreds of μm while feeding it in the direction of the hollow arrow in the figure. The thickness is about 0.5 μm to about several tens μm before grinding to about 0.1 μm to several μm.

図6は、本実施形態において、基板の他方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。図6に示すように、基板100の他方の主表面120の研削が終了した後、真空ポンプ500を停止することにより、基板100の真空吸着を解除する。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which vacuum suction is released after grinding of the other main surface of the substrate in the present embodiment. As shown in FIG. 6, after the grinding of the other main surface 120 of the substrate 100 is finished, the vacuum suction of the substrate 100 is released by stopping the vacuum pump 500.

両方の主表面が研削された基板100は、研削時の加工応力歪みを緩和するためにアニールされる。図7は、本実施形態において、基板をアニールする状態を示す断面図である。図7に示すように、高温炉700内において、千数百℃の温度で数時間から十数時間の間、アニールされることにより基板100a内の残留応力が除去される。アニールすることにより、基板100aの表面にはスケールが付着する。そのため、半導体装置が形成される側の主表面を再度研削して鏡面仕上げを行なう。   The substrate 100 whose both main surfaces are ground is annealed in order to relieve the processing stress distortion during grinding. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the substrate is annealed in the present embodiment. As shown in FIG. 7, the residual stress in the substrate 100 a is removed by annealing in a high temperature furnace 700 at a temperature of several thousand hundred degrees C. for several hours to several tens of hours. By annealing, scale adheres to the surface of the substrate 100a. Therefore, the main surface on the side where the semiconductor device is formed is ground again to perform mirror finish.

図8は、本実施形態において、アニールされた基板を基板保持部上に載置する状態を示す断面図である。図8に示すように、基板100aを基板保持部800の一方の主表面上に載置する。基板保持部800は、真空吸着板400上に載置される。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the annealed substrate is placed on the substrate holding part in the present embodiment. As shown in FIG. 8, the substrate 100 a is placed on one main surface of the substrate holder 800. The substrate holding unit 800 is placed on the vacuum suction plate 400.

図9は、本実施形態において、アニールされた基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。図9に示すように、基板保持部800の一方の主表面上に、アニールされた基板100aを載置した状態で、真空ポンプ500を稼動させる。真空ポンプ500の稼動によりホース510内の空気は矢印520方向に吸引される。その結果、真空吸着板400の上面と接触している基板保持部800の他方の主表面側から空気が吸引されて脱気される。その結果、基板100aは、基板保持部800を介して真空吸着されることにより固定される。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the annealed substrate is fixed via the substrate holding portion in the present embodiment. As shown in FIG. 9, the vacuum pump 500 is operated in a state where the annealed substrate 100 a is placed on one main surface of the substrate holding unit 800. As the vacuum pump 500 is operated, the air in the hose 510 is sucked in the direction of the arrow 520. As a result, air is sucked and degassed from the other main surface side of the substrate holder 800 that is in contact with the upper surface of the vacuum suction plate 400. As a result, the substrate 100a is fixed by being vacuum-sucked through the substrate holding unit 800.

上記のように基板100aを固定した状態で、基板100aを研削する。本実施形態においては、研削砥石300を図中の中抜き矢印方向に送りながら表面から数十μmの深さまで研削することにより、基板100主表面の面粗度を、研削前の0.5μm〜十数μm程度から0.01nm〜0.数nm程度にする。   With the substrate 100a fixed as described above, the substrate 100a is ground. In the present embodiment, the surface roughness of the main surface of the substrate 100 is reduced from 0.5 μm before grinding by grinding the grinding wheel 300 to a depth of several tens of μm from the surface while feeding the grinding wheel 300 in the direction of the hollow arrow in the figure. About a few dozen μm to 0.01 nm-0. Set to about several nm.

具体的には、番手が1000番以上のメタル、ビトリファイドまたはダイヤモンド砥石を用いて基板100aを研磨する。その後、粒径が数μmのダイヤモンドスラリーと銅または錫の定盤を用いて基板100aを研磨する。次に、研磨布を用いて基板100aをドライポリッシュする。さらに、粒径が数十nmのシリカと研磨布を用いて基板100aを研磨する。その結果、基板100主表面の面粗度が、0.01nm〜0.数nm程度となる。   Specifically, the substrate 100a is polished using a metal having a count of 1000 or more, vitrified, or a diamond grindstone. Thereafter, the substrate 100a is polished using a diamond slurry having a particle size of several μm and a surface plate made of copper or tin. Next, the substrate 100a is dry-polished using a polishing cloth. Further, the substrate 100a is polished using silica having a particle size of several tens of nm and a polishing cloth. As a result, the surface roughness of the main surface of the substrate 100 is 0.01 nm to 0. It is about several nm.

図10は、本実施形態において、基板の主表面の鏡面仕上げ後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。図10に示すように、鏡面仕上げされた基板100a’の研削が終了した後、真空ポンプ500を停止することにより、基板100a’の真空吸着を解除する。   FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which vacuum suction is released after mirror finishing of the main surface of the substrate in the present embodiment. As shown in FIG. 10, after the mirror-finished substrate 100 a ′ is completely ground, the vacuum pump 500 is stopped to release the vacuum suction of the substrate 100 a ′.

本実施形態においては、上記のように、基板100を接着固定することなく、基板100を研削する。そのため、基板100の研削を簡易に行なうことができ、基板100a’を用いて作製される半導体素子の製造コストを低減することができる。   In the present embodiment, as described above, the substrate 100 is ground without bonding and fixing the substrate 100. Therefore, the substrate 100 can be easily ground, and the manufacturing cost of a semiconductor element manufactured using the substrate 100a 'can be reduced.

基板保持部800の厚さは、10μm以上500μm以下にすることが好ましい。このようにした場合、研削前の基板100の十数μm以下の大きさの凹凸に略沿うように基板保持部800が変形して基板100を真空吸着することが可能であるとともに、基板保持部800の厚さが薄いため、基板保持部800に空隙を形成しやすく、かつ、脱気した際の基板100の固定力を安定させることができる。さらに、基板保持部800を薄く作製することにより、基板保持部800の製造に必要な材料を低減して、基板保持部800の製造コストを低減することができる。   The thickness of the substrate holder 800 is preferably 10 μm or more and 500 μm or less. In this case, the substrate holding unit 800 can be deformed so as to substantially conform to the irregularities having a size of not more than a dozen μm or less of the substrate 100 before grinding, and the substrate 100 can be vacuum-sucked. Since the thickness of 800 is thin, it is easy to form a gap in the substrate holding portion 800, and the fixing force of the substrate 100 when deaerated can be stabilized. Furthermore, by manufacturing the substrate holding unit 800 thinly, the material necessary for manufacturing the substrate holding unit 800 can be reduced, and the manufacturing cost of the substrate holding unit 800 can be reduced.

以下、本発明の実施形態2に係る基板の研削方法およびそれを用いて作製された半導体素子について図面を参照して説明する。   Hereinafter, a substrate grinding method according to a second embodiment of the present invention and a semiconductor device manufactured using the same will be described with reference to the drawings.

(実施形態2)
本実施形態においては、紫外線を受けて硬化する接着層を有する基板保持部で基板を保持した状態で研削を行なう。本実施形態の基板の研削方法において、実施形態1と同様である部分については説明を繰り返さない。
(Embodiment 2)
In this embodiment, grinding is performed in a state where the substrate is held by the substrate holding portion having an adhesive layer that is cured by receiving ultraviolet rays. In the substrate grinding method of this embodiment, the description of the same parts as those of Embodiment 1 will not be repeated.

図11は、本発明の実施形態2に係る基板の研削方法において、基板と基板保持部とを貼り合わせる状態を示す断面図である。図11に示すように、本実施形態においては、基板保持部200は、平板状の基材210上に、紫外線を受けて硬化する接着層220を有する。   FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which the substrate and the substrate holding part are bonded together in the substrate grinding method according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, in this embodiment, the substrate holder 200 has an adhesive layer 220 that is cured by receiving ultraviolet rays on a flat substrate 210.

本実施形態においては、基材210は、ポリエチレンテレフタラート樹脂を用いて形成されている。ただし、基材210は、紫外線を透過して、かつ、圧力を負荷されても弾性変形しにくい材料で形成されていればよく、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィンポリマー、ポリスチレン樹脂、および、ファンクショナルノルボルネン系樹脂などで形成されてもよい。基材210の厚さは、25μm〜200μmとしている。基材210の両方の主表面は、平面状に形成されている。接着層220として、アクリル系モノマーおよび光重合開始剤などを含む樹脂を使用している。接着層220の厚さは、1μm以上100μmであることが好ましい。また、基板保持部200として、たとえば、リンテック株式会社製の紫外線硬化型バックグラインド用表面保護テープを用いてもよい。   In the present embodiment, the substrate 210 is formed using a polyethylene terephthalate resin. However, the base material 210 only needs to be formed of a material that transmits ultraviolet light and is not easily elastically deformed even when a pressure is applied. The base material 210 is an acrylic resin, polycarbonate resin, cycloolefin polymer, polystyrene resin, and funk. It may be formed of a national norbornene resin or the like. The thickness of the substrate 210 is 25 μm to 200 μm. Both main surfaces of the substrate 210 are formed in a planar shape. As the adhesive layer 220, a resin containing an acrylic monomer and a photopolymerization initiator is used. The thickness of the adhesive layer 220 is preferably 1 μm or more and 100 μm. Moreover, as the substrate holding part 200, for example, a surface protection tape for ultraviolet curable back grinding manufactured by Lintec Corporation may be used.

基板100は、基板100の他方の主表面120と接着層220とが接するように基板保持部200に貼り合わされる。具体的には、基板保持部200を基板100にローラで押し付けることにより、基板100の他方の主表面120の凹凸に接着層220を埋め込むようにして、基板100と基板保持部200とを貼り合わせる。   The substrate 100 is bonded to the substrate holding part 200 so that the other main surface 120 of the substrate 100 and the adhesive layer 220 are in contact with each other. Specifically, the substrate holding unit 200 is bonded to the substrate 100 by pressing the substrate holding unit 200 against the substrate 100 with a roller so that the adhesive layer 220 is embedded in the unevenness of the other main surface 120 of the substrate 100. .

図12は、本実施形態において、基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。図12に示すように、基板100が貼り合わされた基板保持部200の基材210が真空吸着板400の上面と接触するように、基板保持部200を真空吸着板400上に載置した状態で、真空ポンプ500を稼動させる。真空ポンプ500の稼動によりホース510内の空気は矢印520方向に吸引される。その結果、真空吸着板400の上面と接触している基板保持部200の基材210側から空気が吸引されて脱気される。基板保持部200は真空吸着されて固定される。その結果、基板100が固定される。   FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state in which the substrate is fixed via the substrate holding portion in the present embodiment. As shown in FIG. 12, the substrate holder 200 is placed on the vacuum suction plate 400 so that the base 210 of the substrate holder 200 to which the substrate 100 is bonded is in contact with the upper surface of the vacuum suction plate 400. Then, the vacuum pump 500 is operated. As the vacuum pump 500 is operated, the air in the hose 510 is sucked in the direction of the arrow 520. As a result, air is sucked and degassed from the substrate 210 side of the substrate holder 200 that is in contact with the upper surface of the vacuum suction plate 400. The substrate holder 200 is fixed by vacuum suction. As a result, the substrate 100 is fixed.

上記のように基板100を固定した状態で、基板100の一方の主表面110を研削する。本実施形態においては、研削砥石300を図中の中抜き矢印方向に送りながら表面から数十μm〜数百μmの深さまで研削することにより、基板100の一方の主表面110の面粗度を、研削前の0.5μm〜十数μm程度から0.1μm〜数μm程度にする。本実施形態においては、メタル製の研削砥石300を用いたが、研削砥石300としてビトリファイド砥石を用いてもよい。   One main surface 110 of the substrate 100 is ground in a state where the substrate 100 is fixed as described above. In the present embodiment, the surface roughness of one main surface 110 of the substrate 100 is reduced by grinding the grinding wheel 300 from the surface to a depth of several tens to several hundreds of μm while feeding the grinding wheel 300 in the direction of the hollow arrow in the figure. The thickness is about 0.5 μm to about several tens μm before grinding to about 0.1 μm to several μm. In the present embodiment, the metal grinding wheel 300 is used, but a vitrified grinding wheel may be used as the grinding wheel 300.

図13は、本実施形態において、基板の一方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。図13に示すように、基板100の一方の主表面110の研削が終了した後、真空ポンプ500を停止することにより、基板保持部200の真空吸着を解除する。   FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state where the vacuum suction is released after grinding one main surface of the substrate in the present embodiment. As shown in FIG. 13, after the grinding of one main surface 110 of the substrate 100 is finished, the vacuum suction of the substrate holding unit 200 is released by stopping the vacuum pump 500.

図14は、本実施形態において、片面が研削された基板を保持する基板保持部の接着層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。図14に示すように、紫外線照射部600から紫外線610を接着層220に照射することにより、接着層220は硬化して接着層221となる。本実施形態においては、紫外線照射部600として、紫外線高圧水銀ランプを用いているが、他にもたとえば、紫外線LED(Light Emitting Diode)などを用いてもよい。   FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state in which ultraviolet rays are applied to the adhesive layer of the substrate holding unit that holds the substrate with one side ground in this embodiment. As shown in FIG. 14, the adhesive layer 220 is cured to become an adhesive layer 221 by irradiating the adhesive layer 220 with ultraviolet rays 610 from the ultraviolet irradiation unit 600. In the present embodiment, an ultraviolet high-pressure mercury lamp is used as the ultraviolet irradiation unit 600. However, for example, an ultraviolet LED (Light Emitting Diode) may be used.

硬化した接着層221は、粘性を失っている。本実施形態の接着層221は、硬化した状態において、基材210との接合力が基板100との接合力より強い。そのため、ラミネート剥離器などを用いて基板100を基板保持部200から剥離すると、接着層221のほとんどは基材210に残留している。   The cured adhesive layer 221 has lost its viscosity. In the cured state, the adhesive layer 221 of the present embodiment has a stronger bonding force with the base material 210 than the bonding force with the substrate 100. Therefore, most of the adhesive layer 221 remains on the base 210 when the substrate 100 is peeled from the substrate holder 200 using a laminate peeler or the like.

図15は、本実施形態において、基板の研削された主表面に基板保持部を貼り合わせる状態を示す断面図である。図15に示すように、基板100は、基板100の研削された一方の主表面110と接着層220とが接するように基板保持部200に貼り合わされる。   FIG. 15 is a cross-sectional view showing a state in which the substrate holding portion is bonded to the ground main surface of the substrate in the present embodiment. As shown in FIG. 15, the substrate 100 is bonded to the substrate holding portion 200 so that the ground main surface 110 of the substrate 100 and the adhesive layer 220 are in contact with each other.

図16は、本実施形態において、片面を研削した基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。図16に示すように、基板100が貼り合わされた基板保持部200の基材210が真空吸着板400の上面と接触するように、基板保持部200を真空吸着板400上に載置した状態で、真空ポンプ500を稼動させる。真空ポンプ500の稼動によりホース510内の空気は矢印520方向に吸引される。その結果、真空吸着板400の上面と接触している基板保持部200の基材210側から空気が吸引されて脱気される。基板保持部200は真空吸着されて固定される。その結果、基板100が固定される。   FIG. 16 is a cross-sectional view showing a state in which a substrate whose one side is ground is fixed via a substrate holding part in the present embodiment. As shown in FIG. 16, the substrate holding unit 200 is placed on the vacuum suction plate 400 so that the base 210 of the substrate holding unit 200 to which the substrate 100 is bonded is in contact with the upper surface of the vacuum suction plate 400. Then, the vacuum pump 500 is operated. As the vacuum pump 500 is operated, the air in the hose 510 is sucked in the direction of the arrow 520. As a result, air is sucked and degassed from the substrate 210 side of the substrate holder 200 that is in contact with the upper surface of the vacuum suction plate 400. The substrate holder 200 is fixed by vacuum suction. As a result, the substrate 100 is fixed.

上記のように基板100を固定した状態で、基板100の他方の主表面120を研削する。本実施形態においては、研削砥石300を図中の中抜き矢印方向に送りながら表面から数十μm〜数百μmの深さまで研削することにより、基板100の一方の主表面110の面粗度を、研削前の0.5μm〜十数μm程度から0.1μm〜数μm程度にする。本実施形態においては、メタル製の研削砥石300を用いたが、研削砥石300としてビトリファイド砥石を用いてもよい。   With the substrate 100 fixed as described above, the other main surface 120 of the substrate 100 is ground. In the present embodiment, the surface roughness of one main surface 110 of the substrate 100 is reduced by grinding the grinding wheel 300 from the surface to a depth of several tens to several hundreds of μm while feeding the grinding wheel 300 in the direction of the hollow arrow in the figure. The thickness is about 0.5 μm to about several tens μm before grinding to about 0.1 μm to several μm. In the present embodiment, the metal grinding wheel 300 is used, but a vitrified grinding wheel may be used as the grinding wheel 300.

図17は、本実施形態において、基板の他方の主表面の研削後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。図17に示すように、基板100の他方の主表面120の研削が終了した後、真空ポンプ500を停止することにより、基板保持部200の真空吸着を解除する。   FIG. 17 is a cross-sectional view showing a state in which vacuum suction is released after grinding of the other main surface of the substrate in the present embodiment. As shown in FIG. 17, after the grinding of the other main surface 120 of the substrate 100 is finished, the vacuum suction of the substrate holding part 200 is released by stopping the vacuum pump 500.

図18は、本実施形態において、両面が研削された基板を保持する基板保持部の接着層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。図18に示すように、紫外線照射部600から紫外線610を接着層220に照射することにより、接着層220は硬化して接着層221となる。   FIG. 18 is a cross-sectional view showing a state in which ultraviolet rays are applied to the adhesive layer of the substrate holding unit that holds the substrate whose both surfaces are ground in this embodiment. As shown in FIG. 18, the adhesive layer 220 is cured to become the adhesive layer 221 by irradiating the adhesive layer 220 with ultraviolet rays 610 from the ultraviolet irradiation unit 600.

硬化したた接着層221は、粘性を失っている。本実施形態の接着層221は、硬化した状態において、基材210との接合力が基板100との接合力より強い。そのため、ラミネート剥離器などを用いて基板100を基板保持部200から剥離すると、接着層221のほとんどは基材210に残留している。   The cured adhesive layer 221 has lost its viscosity. In the cured state, the adhesive layer 221 of the present embodiment has a stronger bonding force with the base material 210 than the bonding force with the substrate 100. Therefore, most of the adhesive layer 221 remains on the base 210 when the substrate 100 is peeled from the substrate holder 200 using a laminate peeler or the like.

両方の主表面が研削された基板100は、研削時の加工応力歪みを緩和するためにアニールされる。図19は、本実施形態において、基板をアニールする状態を示す断面図である。図19に示すように、高温炉700内において、千数百℃の温度で数時間から十数時間の間、アニールされることにより基板100a内の残留応力が除去される。アニールすることにより、基板100aの表面にはスケールが付着する。そのため、半導体装置が形成される側の主表面を再度研削して鏡面仕上げを行なう。   The substrate 100 whose both main surfaces are ground is annealed in order to relieve the processing stress distortion during grinding. FIG. 19 is a cross-sectional view showing a state in which the substrate is annealed in the present embodiment. As shown in FIG. 19, the residual stress in the substrate 100 a is removed by annealing in a high temperature furnace 700 at a temperature of several thousand hundred degrees C. for several hours to several tens of hours. By annealing, scale adheres to the surface of the substrate 100a. Therefore, the main surface on the side where the semiconductor device is formed is ground again to perform mirror finish.

図20は、本実施形態において、アニールした基板を基板保持部に貼り合わせる状態を示す断面図である。図20に示すように、アニールした基板100aは、基板100a主表面と接着層220とが接するように基板保持部200に貼り合わされる。   FIG. 20 is a cross-sectional view showing a state in which the annealed substrate is bonded to the substrate holding portion in the present embodiment. As shown in FIG. 20, the annealed substrate 100a is bonded to the substrate holding part 200 so that the main surface of the substrate 100a and the adhesive layer 220 are in contact with each other.

図21は、本実施形態において、アニールした基板を基板保持部を介して固定した状態を示す断面図である。図21に示すように、基板100aが貼り合わされた基板保持部200の基材210が真空吸着板400の上面と接触するように、基板保持部200を真空吸着板400上に載置した状態で、真空ポンプ500を稼動させる。真空ポンプ500の稼動によりホース510内の空気は矢印520方向に吸引される。その結果、真空吸着板400の上面と接触している基板保持部200の基材210側から空気が吸引されて脱気される。基板保持部200は真空吸着されて固定される。その結果、基板100aが固定される。   FIG. 21 is a cross-sectional view showing a state where the annealed substrate is fixed via the substrate holding portion in the present embodiment. As shown in FIG. 21, the substrate holding unit 200 is placed on the vacuum suction plate 400 so that the base 210 of the substrate holding unit 200 to which the substrate 100a is bonded is in contact with the upper surface of the vacuum suction plate 400. Then, the vacuum pump 500 is operated. As the vacuum pump 500 is operated, the air in the hose 510 is sucked in the direction of the arrow 520. As a result, air is sucked and degassed from the substrate 210 side of the substrate holder 200 that is in contact with the upper surface of the vacuum suction plate 400. The substrate holder 200 is fixed by vacuum suction. As a result, the substrate 100a is fixed.

上記のように基板100aを固定した状態で、基板100aを研削する。本実施形態においては、研削砥石300を図中の中抜き矢印方向に送りながら表面から数十μmの深さまで研削することにより、基板100主表面の面粗度を、研削前の0.5μm〜十数μm程度から0.01nm〜0.数nm程度にする。   With the substrate 100a fixed as described above, the substrate 100a is ground. In the present embodiment, the surface roughness of the main surface of the substrate 100 is reduced from 0.5 μm before grinding by grinding the grinding wheel 300 to a depth of several tens of μm from the surface while feeding the grinding wheel 300 in the direction of the hollow arrow in the figure. About a few dozen μm to 0.01 nm-0. Set to about several nm.

図22は、本実施形態において基板の主表面の鏡面仕上げ後に真空吸着を解除した状態を示す断面図である。図22に示すように、基板100a’の主表面の研削が終了した後、真空ポンプ500を停止することにより、基板保持部200の真空吸着を解除する。   FIG. 22 is a cross-sectional view showing a state in which vacuum suction is released after mirror finishing of the main surface of the substrate in the present embodiment. As shown in FIG. 22, after the grinding of the main surface of the substrate 100 a ′ is completed, the vacuum suction of the substrate holding unit 200 is released by stopping the vacuum pump 500.

図23は、本実施形態において、鏡面仕上げされた基板を保持する基板保持部の接着層に紫外線を照射している状態を示す断面図である。図23に示すように、紫外線照射部600から紫外線610を接着層220に照射することにより、接着層220は硬化して接着層221となる。   FIG. 23 is a cross-sectional view showing a state in which the adhesive layer of the substrate holding unit that holds the mirror-finished substrate is irradiated with ultraviolet rays in the present embodiment. As shown in FIG. 23, the adhesive layer 220 is cured to become an adhesive layer 221 by irradiating the adhesive layer 220 with ultraviolet rays 610 from the ultraviolet irradiation unit 600.

硬化したた接着層221は、粘性を失っている。本実施形態の接着層221は、硬化した状態において、基材210との接合力が基板100a’との接合力より強い。そのため、ラミネート剥離器などを用いて基板100a’を基板保持部200から剥離すると、接着層221のほとんどは基材210に残留している。   The cured adhesive layer 221 has lost its viscosity. In the cured state, the adhesive layer 221 of the present embodiment has a stronger bonding force with the base material 210 than with the substrate 100a '. Therefore, most of the adhesive layer 221 remains on the base 210 when the substrate 100 a ′ is peeled from the substrate holding part 200 using a laminate peeler or the like.

本実施形態においては、上記のように、紫外線を照射されると硬化する接着層220を有する基板保持部200に貼り合わされた基板100を研削した後に、接着層220を硬化させて基板100a’を基板保持部200から剥離することにより、研削された基板100a’に接着層221が付着することを抑制することができる。そのため、研削された基板100a’から付着した接着層221を除去する作業を低減することができる。そのため、基板100の研削を簡易に行なうことができ、基板100a’を用いて作製される半導体素子の製造コストを低減することができる。   In the present embodiment, as described above, after grinding the substrate 100 bonded to the substrate holding part 200 having the adhesive layer 220 that is cured when irradiated with ultraviolet rays, the adhesive layer 220 is cured to form the substrate 100a ′. By peeling from the substrate holding part 200, it is possible to suppress the adhesion layer 221 from adhering to the ground substrate 100a ′. Therefore, it is possible to reduce the work of removing the adhesive layer 221 attached from the ground substrate 100a '. Therefore, the substrate 100 can be easily ground, and the manufacturing cost of a semiconductor element manufactured using the substrate 100a 'can be reduced.

基板保持部200の接着層の厚さは、1μm以上100μm以下にすることが好ましい。このようにした場合、研削前の基板100の十数μm以下の大きさの凹凸を接着層220で略埋めた状態で基板保持部200を真空吸着することが可能であるとともに、接着層220の厚さが薄いため、接着層220の接合力を安定させることができる。さらに、接着層220を薄くすることにより、基板保持部200の製造に必要な材料を低減して、基板保持部200の製造コストを低減することができる。   The thickness of the adhesive layer of the substrate holding part 200 is preferably 1 μm or more and 100 μm or less. In this case, it is possible to vacuum-suck the substrate holding part 200 in a state where the unevenness having a size of 10 tens μm or less of the substrate 100 before grinding is substantially filled with the adhesive layer 220, and Since the thickness is thin, the bonding force of the adhesive layer 220 can be stabilized. Furthermore, by reducing the thickness of the adhesive layer 220, the material necessary for manufacturing the substrate holding part 200 can be reduced, and the manufacturing cost of the substrate holding part 200 can be reduced.

以下、本実施形態1,2の研削方法で研削した基板の面粗度を確認した実験例について説明する。   Hereinafter, an experimental example in which the surface roughness of the substrate ground by the grinding method of the first and second embodiments is confirmed will be described.

(実験例1)
基板100として、寸法が4inch、厚さが1.3mmのサファイヤ基板を用意した。実施形態1における基板保持部800として、通気性を有するポリウレタンからなり、厚さが150μmのシートを用意した。実施形態2における基板保持部200として、アクリル系モノマーおよび光重合開始剤が含まれた樹脂からなり厚さが50μmである紫外線硬化型の接着層220と、ポリエチレンテレフタレート樹脂からなり厚さが100μmである基材210とからなるテープを用意した。
(Experimental example 1)
As the substrate 100, a sapphire substrate having a dimension of 4 inches and a thickness of 1.3 mm was prepared. As the substrate holding unit 800 in Embodiment 1, a sheet made of breathable polyurethane and having a thickness of 150 μm was prepared. As the substrate holding part 200 in the second embodiment, an ultraviolet curable adhesive layer 220 made of a resin containing an acrylic monomer and a photopolymerization initiator and having a thickness of 50 μm, and a polyethylene terephthalate resin having a thickness of 100 μm. A tape comprising a certain substrate 210 was prepared.

多孔質セラミックからなる真空吸着板400を用いて、番手が♯500のメタル製の研削砥石300で、実施形態1,2の基板100を研削した。加工速度を0.02mm/分〜0.08mm/分として、実施形態1,2の基板100の両面で合わせて0.37mm(片面0.185mmずつ)研削した。   The substrate 100 of the first and second embodiments was ground with a metal grinding wheel 300 of # 500 using a vacuum suction plate 400 made of porous ceramic. The processing speed was 0.02 mm / min to 0.08 mm / min, and 0.37 mm (0.185 mm per side) was ground on both surfaces of the substrate 100 of the first and second embodiments.

実施形態1における基板研削後に真空吸着を解除し、基板100と基板保持部800であるシートとを分離させた後、基板100aの主表面を目視で観察したところ、基板100の主表面にシートの痕跡は確認されなかった。   After releasing the vacuum suction after the substrate grinding in the first embodiment and separating the substrate 100 and the sheet that is the substrate holding unit 800, the main surface of the substrate 100a was visually observed. No trace was confirmed.

実施形態2における基板研削後に、紫外線高圧水銀ランプで300mW/cm2の紫外線照度で30秒間紫外線を接着層220に照射することにより硬化させて接着層221とした。その後、基板100aを基板保持部200から剥離して、基板100aの主表面を目視で観察したところ、接着層221の残留物は確認できなかった。 After grinding the substrate in the second embodiment, the adhesive layer 221 was cured by irradiating the adhesive layer 220 with ultraviolet rays for 30 seconds at an ultraviolet illuminance of 300 mW / cm 2 with an ultraviolet high pressure mercury lamp. Then, when the board | substrate 100a was peeled from the board | substrate holding | maintenance part 200 and the main surface of the board | substrate 100a was observed visually, the residue of the contact bonding layer 221 was not able to be confirmed.

実施形態1,2における両面を研削した基板をそれぞれ、高温炉の中で、1300℃の温度で10時間アニールした。アニール後の基板100aをそれぞれ、真空吸着固定し、番手が♯1200のビトリファイド砥石で、加工速度を0.001mm/分として、0.028mm研磨した。その後、基板100aを研磨布で、加工速度を0.0002mm/分として、0.002mm鏡面仕上げを行なった。   The substrates whose both surfaces were ground in Embodiments 1 and 2 were each annealed in a high temperature furnace at a temperature of 1300 ° C. for 10 hours. Each of the annealed substrates 100a was vacuum-fixed and polished by 0.028 mm with a # 1200 vitrified grindstone at a processing speed of 0.001 mm / min. Thereafter, the substrate 100a was polished to a 0.002 mm mirror finish with a polishing speed of 0.0002 mm / min.

実施形態1,2における鏡面研磨後の基板の研磨面を原子間力顕微鏡で確認した。図24は、実施形態1の研削方法で研削を行なった基板の研磨面の原子間力顕微鏡写真である。図25は、実施形態2の研削方法で研削を行なった基板の研磨面の原子間力顕微鏡写真である。   The polished surface of the substrate after mirror polishing in Embodiments 1 and 2 was confirmed with an atomic force microscope. FIG. 24 is an atomic force microscope photograph of the polished surface of the substrate ground by the grinding method of the first embodiment. FIG. 25 is an atomic force micrograph of the polished surface of the substrate ground by the grinding method of the second embodiment.

図24,25に示すように、実施形態1,2の方法で研削した基板の研磨面の面粗度は、0.05nm〜0.3nmであった。これは、半導体構造を作製するために必要な面粗度を十分に満足している。よって、本実施形態1,2の研削方法を用いて作製される基板は、半導体素子を作製するのに十分な性能を有していることが確認された。   As shown in FIGS. 24 and 25, the surface roughness of the polished surface of the substrate ground by the method of Embodiments 1 and 2 was 0.05 nm to 0.3 nm. This sufficiently satisfies the surface roughness necessary for producing the semiconductor structure. Therefore, it was confirmed that the substrate manufactured using the grinding methods of Embodiments 1 and 2 has sufficient performance for manufacturing a semiconductor element.

なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become a basis of limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the scope of claims. Further, all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims are included.

100,100a,100a’ 基板、110 一方の主表面、120 他方の主表面、200,800 基板保持部、210 基材、220,221 接着層、300 研削砥石、400 真空吸着板、500 真空ポンプ、510 ホース、600 紫外線照射部、610,LED 紫外線、700 高温炉。   100, 100a, 100a ′ substrate, 110 one main surface, 120 other main surface, 200, 800 substrate holding part, 210 base material, 220, 221 adhesive layer, 300 grinding wheel, 400 vacuum suction plate, 500 vacuum pump, 510 hose, 600 UV irradiation unit, 610, LED UV, 700 high temperature furnace.

Claims (6)

外表面および内部に連通した空隙を含み弾性力を有する平板状の基板保持部の一方の主表面上に基板を載置する工程と、
前記基板保持部の他方の主表面側から脱気することにより、前記基板保持部の前記一方の主表面を前記基板の表面形状に沿うように変形させた状態で、前記基板を前記基板保持部を介して真空吸着して固定する工程と、
前記基板が前記基板保持部を介して固定された状態で、前記基板の前記基板保持部と接している主表面とは反対側の主表面を研削する工程と、
前記研削する工程の後、前記真空吸着を解除する工程と
を備える、基板の研削方法。
Placing the substrate on one main surface of the plate-like substrate holding portion including the outer surface and the void communicating with the inside and having elasticity; and
By degassing from the other main surface side of the substrate holding portion, the substrate holding portion is deformed so that the one main surface of the substrate holding portion conforms to the surface shape of the substrate. Through vacuum suction and fixing,
Grinding the main surface of the substrate opposite to the main surface in contact with the substrate holding portion in a state where the substrate is fixed via the substrate holding portion;
And a step of releasing the vacuum suction after the step of grinding.
前記基板保持部の厚さが、10μm以上500μm以下である、請求項1に記載の基板の研削方法。   The substrate grinding method according to claim 1, wherein the thickness of the substrate holding part is 10 μm or more and 500 μm or less. 前記真空吸着を解除することにより、前記基板保持部の前記一方の主表面の形状が元の形状に復元する、請求項1または2に記載の基板の研削方法。   The substrate grinding method according to claim 1 or 2, wherein the shape of the one main surface of the substrate holding part is restored to the original shape by releasing the vacuum suction. 平板状の基材上に紫外線を受けて硬化する接着層を有する基板保持部に、基板の一方の主表面と該接着層とが接するように貼り合わせる工程と、
前記基板が貼り合わされた前記基板保持部の前記基材を真空吸着して前記基板保持部を固定する工程と、
前記基板保持部が固定された状態で、前記基板の他方の主表面を研削する工程と、
前記研削する工程の後、前記基板保持部の真空吸着を解除する工程と、
前記真空吸着を解除する工程の後、前記基板保持部の前記接着層に紫外線を照射する工程と、
前記紫外線を照射する工程の後、前記基板保持部と前記基板とを剥離する工程と
を備える、基板の研削方法。
Bonding the substrate holding portion having an adhesive layer that is cured by receiving ultraviolet rays on a flat substrate so that one main surface of the substrate is in contact with the adhesive layer;
Fixing the substrate holding part by vacuum-adsorbing the base material of the substrate holding part to which the substrate is bonded; and
Grinding the other main surface of the substrate in a state where the substrate holding portion is fixed;
After the step of grinding, releasing the vacuum suction of the substrate holding part;
After the step of releasing the vacuum suction, irradiating the adhesive layer of the substrate holding part with ultraviolet rays,
A substrate grinding method comprising: a step of peeling the substrate holding part and the substrate after the step of irradiating the ultraviolet rays.
前記接着層の厚さが、1μm以上100μm以下である、請求項4に記載の基板の研削方法。   The substrate grinding method according to claim 4, wherein the adhesive layer has a thickness of 1 μm to 100 μm. 請求項1から5のいずれかに記載の基板の研削方法を用いて作製された半導体素子。   A semiconductor device manufactured using the substrate grinding method according to claim 1.
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