JP2013258364A - 板状物の貼着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】平面視四角形状の板状物であっても、板状物の外周から液状樹脂が漏れ出すことなく、板状物の全面に渡って液状樹脂を行き渡らせることができる板状物の貼着方法を提供すること。
【解決手段】本発明のウェーハ（Ｗ）の貼着方法は、支持基板（Ｓ）の表面（Ｓ１）に放射状に液状樹脂（Ｒ１）を塗布した後に、放射状の液状樹脂（Ｒ１）に重ねるように支持基板（Ｓ）の中央部に液状樹脂（Ｒ２）を塗布し、ウェーハ（Ｗ）を支持基板（Ｓ）に対して押圧するものである。
【選択図】図５

Description

本発明は、液状樹脂を塗布して板状物を支持基板に貼着する板状物の貼着方法に関する。

反りの激しい板状物を研削する場合や難切削材を切削する場合、例えば、剛性板等の支持基板に液状樹脂を介して板状物を貼着した状態で、板状物の研削又は切削が行われている。液状樹脂を介して支持基板に板状物を貼着し、この液状樹脂を硬化させて固定することで保持力を強固にするためである。これにより、例えば、ダイシングテープによる固定だけでは保持力が弱く、切削が困難となるサファイア等の難切削材であっても、加工が可能となる（例えば、特許文献１参照）。

従来、液状樹脂を介して支持基板に板状物を貼着する方法として、液状樹脂を介して支持基板にサファイア等の円盤形状の板状物を貼着する貼着装置が開示されている（特許文献２参照）。特許文献２記載の貼着装置では、支持基板を保持テーブル上に載置して液状樹脂を支持基板の中央部に塗布し、塗布された液状樹脂の上方から板状物を押圧して液状樹脂を板状物全面に行き渡らせた後、液状樹脂を硬化させて貼着させている。

特開２０００−１８２９９７号公報 特開２０１１−１１９５７８号公報

しかしながら、平面視四角形状の板状物を支持基板に貼着する場合、特許文献２記載の貼着方法では、液状樹脂は板状物の中心から略同心円状に広がるため、板状物の隅部（角部）を含む全域に液状樹脂を行き渡らせようとすると、板状部材の隅部に液状樹脂が行き渡る前に、各辺部から液状樹脂が漏れ出してしまう問題がある。一方、液状樹脂が漏れ出さないように液状樹脂の塗布量を少なくすると、板状物の隅部まで液状樹脂が行き渡らない問題がある。液状樹脂が塗布されない領域が残った場合には、加工時におけるクラックや割れ、欠けなどを生じる恐れがある。

本発明は、上述した課題を解決するもので、平面視四角形状の板状物であっても、板状物の外周から液状樹脂が漏れ出すことなく、板状物の全面に渡って液状樹脂を行き渡らせることができる板状物の貼着方法を提供することを目的とする。

本発明の板状物の貼着方法は、四角形の板状物に接着剤を介して支持基板を貼着する板状物の貼着方法であって、前記四角形の板状物の表面又は前記支持基板の表面に、前記四角形の板状物の中央から外周に至る放射状に接着剤を塗布する放射状接着剤塗布工程と、前記四角形の板状物又は前記支持基板の中央に所定量の前記接着量を塗布する中央部接着剤塗布工程と、前記放射状接着剤塗布工程及び前記中央部接着剤塗布工程の後に、前記支持基板及び前記板状物を前記接着剤を介して当接させ相互に押圧して前記接着剤を四角形の板状物全面に渡って行き渡らせる押圧工程と、前記押圧工程の後に、前記接着剤を固化させ前記板状物及び前記支持基板を固定する固定工程と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、支持基板及び板状物が押圧されると、中央部に塗布された接着剤は、放射状に塗布された接着剤に沿って、外周に向かって広がっていく。すなわち、板状物の中心部から四隅（角部）にかけては放射状の接着剤が塗布され、各放射状の接着剤間には、放射状に塗布された接着剤にガイドされながら、中央部に塗布された接着剤が板状物の各辺部に向かって塗布される。従って、平面視四角形状の板状物であっても、板状物の外周から液状樹脂が漏れ出すことなく、板状物の全面に渡って液状樹脂を行き渡らせることができる。

本発明によれば、平面視四角形状の板状物であっても、板状物の外周から液状樹脂が漏れ出すことなく、板状物の全面に渡って液状樹脂を行き渡らせることができる板状物の貼着方法を提供できる。

本実施の形態に係る貼着装置の一例を模式的に示した断面図である。 樹脂供給部を模式的に示した平面図である。 支持基板上に塗布された接着剤の状態を模式的に示す斜視図である。 放射状接着剤塗布工程、中央部接着剤塗布工程、押圧工程及び固定工程を説明するための図である。 放射状接着剤塗布工程、中央部接着剤塗布工程、押圧工程及び固定工程における液状樹脂の状態を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る板状物の貼着方法は、板状物又は支持基板の表面に放射状に接着剤（光硬化性の液状樹脂）を塗布する放射状接着剤塗布工程、平面視四角形状の板状物又は支持基板の中央に所定量の接着剤（光硬化性の液状樹脂）を塗布する中央部接着剤塗布工程、接着剤を挟み込むように板状物と支持基板とを押圧して接着剤を板状物の全面に渡って行き渡らせる押圧工程、接着剤を固化させ板状物及び支持基板を固定する固定工程、を含んでいる。

放射状接着剤塗布工程では、板状物の表面又は支持基板の表面に、板状物又は支持基板の中央部から各角部に向けて放射状に液状樹脂を塗布する。中央部接着剤工程では、放射状接着剤塗布工程後、放射状に液状樹脂が塗布された板状物又は支持基板の中央部に、放射状の液状樹脂に重ねるようにして液状樹脂を塗布する。押圧工程では、放射状及び中央部接着剤塗布工程後、液状樹脂を挟み込むように板状物及び支持基板を相互に押圧し、液状樹脂を板状物の全域に行き渡らせる。固定工程では、紫外光（紫外線）を照射して液状樹脂を硬化させることで板状物を支持基板に固定する。これにより、支持基板及び板状物が押圧されると、中央部に塗布された液状樹脂は、放射状に塗布された液状樹脂にガイドされながら、外周に向かって広がっていくので、平面視四角形状の板状物であっても、板状物の外周から液状樹脂が漏れ出すことなく、板状物の全面に渡って液状樹脂を行き渡らせることができる。以下、本実施の形態に係る板状物の貼着方法について詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る貼着装置の一例を模式的に示した断面図である。図２は、貼着装置の樹脂塗布部を模式的に示した平面図である。

図１に示すように、貼着装置１は、支持基板Ｓを保持するチャックテーブル２と、チャックテーブル２に保持された支持基板Ｓに光硬化性の液状樹脂Ｒを塗布する樹脂塗布部３と、チャックテーブル２の上方に設けられ、被加工物（板状物）となる平面視四角形状（矩形状）のウェーハＷを保持する保持パッド４と、を備えている。チャックテーブル２及び保持パッド４は、貼着室５内部に設けられ、樹脂塗布部３は、貼着室５の内部と外部との間を移動可能に構成されている。貼着室５はＵＶカットガラスで覆われており、内部を視認可能に構成されると共に、紫外線が外部に漏れるのを防止するように構成されている。また、貼着室５の側部には、支持基板Ｓの搬入口及び支持基板Ｓに貼着されたウェーハＷの搬出口となる開閉扉（不図示）が設けられている。

ウェーハＷは、例えば、サファイア基板に窒化ガリウム系化合物半導体層が積層された構造を備えた光デバイスウェーハである。ウェーハＷの表面Ｗ１には、格子状の分割予定ライン（不図示）が設けられており、この分割予定ラインで区画された各領域には光デバイス（不図示）が形成されている。また、支持基板Ｓは、硬質材であれば、シリコン基板、硬質樹脂等の何れでもよい。液状樹脂Ｒが紫外線硬化樹脂であれば、紫外線が透過する材料、例えばガラス等の硬質材が好ましい。

チャックテーブル２の上面には、ポーラスセラミックス材により吸着面が形成されている。吸着面は、負圧により支持基板Ｓの裏面Ｓ２を吸着しており、チャックテーブル２内部の配管を介して吸引源（不図示）に接続されている。また、チャックテーブル２は、紫外光（紫外線）を透過可能に構成されており、例えば、石英ガラス等の透明又は半透明な硬質材料で形成されている。

チャックテーブル２の下方には、支持基板Ｓの裏面Ｓ２側から紫外光を照射する紫外光照射部６が設けられている。

保持パッド４の下面には、ポーラスセラミックス材により吸着面が形成されている。吸着面は、負圧によりウェーハＷの裏面Ｗ２を保持パッド４内部に設けられた配管を介して吸引源（不図示）に接続されている。負圧によりウェーハＷの裏面Ｗ２を吸着保持可能なように保持パッド４は、ステンレス等の金属材料により構成される基台７に装着されており、基台７は昇降機構８に昇降可能に支持されている。

昇降機構８は、基台７を保持する基台保持部９と、基台保持部９に接続される昇降ロッド１０と、基台保持部９の昇降をガイドする複数のガイドロッド１１と、昇降ロッド１０を昇降させるモータ１２と、を備えている。モータ１２の駆動により昇降ロッド１０が昇降すると、基台保持部９がガイドロッド１１に案内されて昇降し、基台７及び保持パッド４が昇降する。

図２に示すように、樹脂塗布部３は、Ｘ軸方向に延在するアーム部１３と、アーム部１３の先端部に設けられたノズル１４と、アーム部１３のＹ軸方向への移動を案内するガイドレール１５と、を備えている。アーム部１３は、不図示の移動機構によりをＸ軸方向に移動可能に構成されると共に、ガイドレール１５上をＹ軸方向に移動可能に構成されている。放射状接着剤塗布工程では、アーム部１３をＸ軸方向又はＹ軸方向に移動させて支持基板Ｓの二等分線上に沿って液状樹脂の塗布処理が行われると共に、アーム部１３をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させながら支持基板Ｓの対角線上に沿って液状樹脂の塗布処理が行われる。一方、中央部接着剤塗布工程では、アーム部１３を支持基板Ｓの中心位置に臨ませて液状樹脂の塗布処理が行われる。これにより、図３に示すように、支持基板Ｓの表面Ｓ１には、支持基板Ｓの二等分線及び対角線上に放射状に液状樹脂Ｒ１ａ〜Ｒ１ｄが塗布されると共に、放射状に塗布された液状樹脂Ｒ１ａ〜Ｒ１ｄの上に重ねて支持基板Ｓの中心位置に液状樹脂Ｒ２が液溜まりした状態で塗布される。ここで、液状樹脂Ｒ（Ｒ１ａ〜Ｒ１ｄ、Ｒ２）は、紫外光を照射されることで硬化される無溶剤の光硬化性樹脂である。なお、本実施の形態では、無溶剤の光硬化性樹脂を用いる例を示しているが、ウェーハＷを支持基板Ｓに固定できれば、例えば、熱硬化性樹脂などの他の固定剤を用いても良い。また、本実施の形態では、放射状接着剤塗布工程において、支持基板Ｓの対角線上及び二等分線上に液状樹脂Ｒを塗布する例を示しているが、例えば、支持基板Ｓの対角線上にのみ液状樹脂Ｒを塗布する構成でもよい。以下では、放射状接着剤塗布工程において、支持基板Ｓの対角線上及び二等分線上に液状樹脂Ｒを塗布する場合を例に説明する。

次に、図４及び図５を用いて、放射状接着剤塗布工程、中央部接着剤塗布工程、押圧工程及び固定工程について説明する。図４は、放射状接着剤塗布工程、中央部接着剤塗布工程、押圧工程及び固定工程を説明するための図である。図５は、放射状接着剤塗布工程、中央部接着剤塗布工程、押圧工程及び固定工程における液状樹脂Ｒの状態を説明するための図である。なお、放射状接着剤塗布工程で塗布される放射状の液状樹脂（放射状接着剤）Ｒ１（Ｒ１ａ〜Ｒ１ｄ）と、中央部接着剤塗布工程で塗布される液状樹脂（中央部接着剤）Ｒ２とを合算した液状樹脂Ｒの塗布量は、支持基板ＳとウェーハＷとの間に広げて塗布した際に液状樹脂（接着剤）Ｒの厚みが適切な厚みになるように設定されている。

放射状接着剤塗布工程では、図４Ａに示すように、アーム部１３をＸ軸方向に移動させてノズル１４を支持基板Ｓの中心位置に臨ませ、さらにＹ軸方向に移動させてノズル１４を支持基板Ｓの一方の辺部近傍に位置させる。そして、ノズル１４から液状樹脂Ｒを滴下させながら、アーム部１３を一方の辺部から他方の辺部に向かってＹ軸方向に移動させる。これにより、支持基板Ｓの二等分線上に液状樹脂Ｒ１ａが長尺状に塗布される（図５Ａ）。ここで、例えば、液状樹脂Ｒ１ａの塗布開始位置及び塗布終了位置ではノズル１４の送り速度を速めることで、長尺状の液状樹脂Ｒ１ａの両端部が先細りするように塗布される。従って、支持基板ＳとウェーハＷとを押圧した場合でも、長尺状に塗布された液状樹脂Ｒ１ａの両端部が中間部に比べて樹脂の塗布量が少ないため、支持基板Ｓ外部に液状樹脂Ｒが漏れ出すことを防止できる。

次に、アーム部１３をＸ軸方向に移動させて、ノズル１４を支持基板Ｓの一方の角部近傍に位置させる。そして、ノズル１４から液状樹脂Ｒを滴下させながら、アーム部１３をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて、一方の角部から対向する他方の角部に向かって移動させる。これにより、支持基板Ｓの対角線上に液状樹脂Ｒ１ｂが長尺状に塗布される（図５Ｂ）。同様に、ノズル１４から液状樹脂Ｒを滴下させながら、アーム部１３を長尺状の液状樹脂Ｒ１ａの延在方向と直交するＸ軸方向に移動させることで、支持基板Ｓの二等分線上に液状樹脂Ｒ１ｃが長尺状に塗布される。さらに、ノズル１４から液状樹脂Ｒを滴下させながら、アーム部１３をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて、長尺状の液状樹脂Ｒ１ｂと直交するように、一方の角部から対向する他方の角部に向かって移動させることで、支持基板Ｓの対角線上に液状樹脂Ｒ１ｄが長尺状に塗布される。このように液状樹脂Ｒの塗布動作を繰り返すことで、支持基板Ｓの表面Ｓ１上に、放射状に液状樹脂Ｒ１（Ｒ１ａ〜Ｒ１ｄ）が塗布される（図５Ｃ）。

中央部接着剤塗布工程では、ノズル１４が支持基板Ｓの中心位置に対峙するようにアーム部１３を移動させ、放射状の液状樹脂Ｒ１に重ねるように、ノズル１４から液状樹脂Ｒが滴下される（図４Ｂ）。これにより、放射状の液状樹脂Ｒ１（Ｒ１ａ〜Ｒ１ｄ）の中央部に重ねられるように液状樹脂Ｒ２の液溜まりが形成される（図５Ｄ、図３）。中央部接着剤工程後には、ノズル１４が支持基板Ｓ上から退避される。

押圧工程では、基台７を降下させ、保持パッド４に吸着保持されたウェーハＷの表面Ｗ１を支持基板Ｓの表面Ｓ１に対して押圧させる（図４Ｃ）。基台７を降下させて押圧力が高められると、支持基板Ｓの中央部の液状樹脂Ｒ２は、放射状の液状樹脂Ｒ１（Ｒ１ａ〜Ｒ１ｄ）をガイドにして、各長尺状の液状樹脂Ｒ１（Ｒ１ａ〜Ｒ１ｄ）を伝って支持基板Ｓの各辺部に向かって広がっていく（図５Ｅ）。さらにウェーハＷを支持基板Ｓに近づけていくと、液状樹脂Ｒは支持基板Ｓの略全面に行き渡るように広がっていく（図４Ｄ、図５Ｆ）。すなわち、支持基板Ｓ（ウェーハＷ）の中心部から四隅（角部）にかけては放射状の液状樹脂Ｒ１が塗布される。また、各放射状の液状樹脂Ｒ１間には、放射状に塗布された液状樹脂Ｒ１にガイドされながら、中央部の液状樹脂Ｒ２が支持基板Ｓ（ウェーハＷ）の辺部に向かって、円形状ではなく矩形状に広がりながら塗布される。従って、平面視四角形状のウェーハＷであっても、ウェーハＷ板状物の外周から液状樹脂Ｒが漏れ出すことなく、ウェーハＷの全面に渡って液状樹脂Ｒを行き渡らせることができる。

固定工程では、紫外光照射部６から支持基板Ｓの裏面Ｓ２側に向かって紫外光が照射される（図４Ｅ）。照射された紫外光ＵＶは、支持基板Ｓを透過して液状樹脂Ｒに到達される。支持基板Ｓを介して紫外光ＵＶの照射された液状樹脂Ｒは化学反応により硬化され、支持基板ＳはウェーハＷに強固に固定される。

次に、実施例及び比較例に基づいて、上記実施の形態に係る貼着方法の効果を検証する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。

（実施例）
実施例１では、１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形状のガラス基板（支持基板）を用いて、液状樹脂の塗布エリアを、ガラス基板の対角線、二等分線及び中心とした。実施例２では、５０ｍｍ×１００ｍｍの長方形状のガラス基板を用いて、液状樹脂の塗布エリアを、ガラス基板の対角線、二等分線及び中心とした。

（比較例）
比較例１として、１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形状のガラス基板を用いて、液状樹脂の塗布エリアを中心のみとした。比較例２として、５０ｍｍ×１００ｍｍの長方形状のガラス基板を用いて、液状樹脂の塗布エリアを中心のみとした。ここで、実施例及び比較例の液状樹脂の全体の塗布量は同じである。

表１から、正方形状のガラス基板において、液状樹脂の塗布エリアをガラス基板の対角線、二等分線及び中心とした場合には、押圧工程の際に、ガラス基板から流れ出た樹脂が無いことがわかる（実施例１）。また、長方形状のガラス基板において、液状樹脂の塗布エリアをガラス基板の対角線、二等分線及び中心とした場合でも、押圧工程の際に、ガラス基板から流れ出た樹脂が無いことがわかる（実施例２）。これに対し、液状樹脂の塗布エリアをガラス基板の中心のみとした場合には、押圧工程の際に、ガラス基板から基板外部に流れ出た樹脂が確認された（比較例１、２）。液状樹脂は、ガラス基板の中心から略同心円状に広がるため、ガラス基板の隅部に液状樹脂が行き渡る前に、ガラス基板の各辺部から液状樹脂が漏れ出してしまうためである。

以上のように、本実施の形態に係る貼着方法によれば、支持基板Ｓの表面Ｓ１に放射状に液状樹脂Ｒ１を塗布した後に、放射状の液状樹脂Ｒ１に重ねるように中央部に液状樹脂Ｒ２を塗布するため、ウェーハＷが支持基板Ｓに対して押圧されると、中央部に塗布された液状樹脂Ｒ２が、放射状に塗布された液状樹脂Ｒ１に沿って、外周に向かって広がっていく。すなわち、支持基板Ｓの中心部から四隅（角部）にかけては放射状の液状樹脂Ｒ１が塗布され、各放射状の液状樹脂Ｒ１間には、各液状樹脂Ｒ１にガイドされながら、中央部の液状樹脂Ｒ２が支持基板Ｓの各辺部に向かって塗布される。従って、平面視四角形状のウェーハＷであっても、ウェーハＷの外周から液状樹脂Ｒが漏れ出すことなく、ウェーハＷの全面に渡って液状樹脂Ｒを行き渡らせることができる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、支持基板Ｓ側に液状樹脂Ｒを塗布する方法を例示しているが、ウェーハ（板状物）Ｗ側に液状樹脂Ｒを塗布するようにしても良い。この場合、支持基板Ｓの表面Ｓ１には、ウェーハＷの表面Ｗ１に塗布された液状樹脂Ｒが間接的に塗布されることになる。

また、上記実施の形態では、被加工物（板状物）としてサファイア基板からなる光デバイスウェーハを用いる場合を例示しているが、被加工物はこれに限られない。例えば、シリコンからなる半導体ウェーハ、ガリウム砒素（GaAs）基板、シリコンカーバイド（SiC）基板、化合物半導体基板などの各種基板を用いることもできる。

その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

本発明は、液状樹脂を介して光デバイスウェーハなどの板状物を支持基板に貼着する際に有用である。

１ 貼着装置
２ チャックテーブル
３ 樹脂塗布部
４ 保持パッド
５ 貼着室
６ 紫外光照射部
７ 基台
８ 昇降機構
９ 基台保持部
１０ 昇降ロッド
１１ ガイドロッド
１２ モータ
１３ アーム部
１４ ノズル
１５ ガイドレール
Ｒ、Ｒ１（Ｒ１ａ〜Ｒ１ｄ）、Ｒ２ 液状樹脂（接着剤）
Ｓ 支持基板
Ｓ１ 支持基板の表面
Ｓ２ 支持基板の裏面
ＵＶ 紫外光
Ｗ ウェーハ（板状物）
Ｗ１ ウェーハの表面
Ｗ２ ウェーハの裏面

Claims (1)

1. 四角形の板状物に接着剤を介して支持基板を貼着する板状物の貼着方法であって、
   前記四角形の板状物の表面又は前記支持基板の表面に、前記四角形の板状物の中央から外周に至る放射状に接着剤を塗布する放射状接着剤塗布工程と、
   前記四角形の板状物又は前記支持基板の中央に所定量の前記接着量を塗布する中央部接着剤塗布工程と、
   前記放射状接着剤塗布工程及び前記中央部接着剤塗布工程の後に、前記支持基板及び前記板状物を前記接着剤を介して当接させ相互に押圧して前記接着剤を四角形の板状物全面に渡って行き渡らせる押圧工程と、
   前記押圧工程の後に、前記接着剤を固化させ前記板状物及び前記支持基板を固定する固定工程と、
   を備える板状物の貼着方法。

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