JP2583559B2 - Wafer bonding method - Google Patents
Wafer bonding methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ワックスによってウェーハをキャリアプ
レートに接着するウェーハの接着方法に関するものであ
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for bonding a wafer to a carrier plate using wax.
シリコンやGaAs等の半導体デバイスの高集積化とパタ
ーンサイズの極小化に伴ない、半導体ウェーハ（以下単
にウェーハという。）は高度の平面度が要求されてい
る。そこで、ウェーハの加工工程であるポリシング工程
においても高い平面度を得ることが必要である。このポ
リシング工程では、金属、またはセラミック製の円板で
あるキャリアプレートの上にウェーハを数枚ずつワック
スによって接着して、このウェーハの接着面と反対側の
面を研磨布に押し付け、キャリアプレートおよび研磨布
をともに回転させて鏡面仕上げをしている。したがっ
て、ウェーハとキャリアプレートが均一に接着されない
と所要の平面度が得られない。2. Description of the Related Art As semiconductor devices such as silicon and GaAs become highly integrated and pattern sizes are miniaturized, semiconductor wafers (hereinafter simply referred to as wafers) are required to have a high degree of flatness. Therefore, it is necessary to obtain a high flatness even in a polishing process, which is a wafer processing process. In this polishing step, several wafers are bonded to a carrier plate, which is a disk made of metal or ceramic, by wax, and the surface opposite to the bonded surface of the wafer is pressed against a polishing cloth. The polishing cloth is rotated together for a mirror finish. Therefore, a required flatness cannot be obtained unless the wafer and the carrier plate are uniformly bonded.
ところで、従来、このようなウェーハの接着方法とし
ては、キャリアプレートをワクスの軟化点より30℃〜50
℃高く加熱しておき、溶融されたワックスを上記キャリ
アプレートのウェーハの接着予定位置にウェーハの大き
さより若干広く均一な厚さに塗布しておき、この上にウ
ェーハを載置して加圧治具でウェーハをキャリアプレー
トに押圧して接着するか、または加熱されたウェーハの
表面に溶融されたワックスを均一な厚さに塗布し、この
ウェーハを上記のように加熱されたキャリアプレートの
上に載置して、加圧治具でウェーハをキャリアプレート
に押圧して接着し、接着終了後キャリアプレートを冷却
してワックスを固化する方法が行なわれていた。By the way, conventionally, as a bonding method of such a wafer, the carrier plate is set at 30 ° C. to 50 ° C.
The wafer is heated to a high temperature, and the molten wax is applied to the carrier plate at the position where the wafer is to be bonded to a uniform thickness slightly wider than the size of the wafer. Press the wafer to the carrier plate with a tool to adhere, or apply a molten wax to the surface of the heated wafer to a uniform thickness, and place the wafer on the heated carrier plate as described above. A method has been used in which the wafer is placed and pressed against a carrier plate with a pressing jig to bond the wafer, and after the bonding is completed, the carrier plate is cooled to solidify the wax.
ところが、このような従来のウェーハの接着方法にお
いては、ウェーハをキャリアプレートに押圧してウェー
ハをキャリアプレートに接着する際、ウェーハとキャリ
アプレートとの間に気泡が介在することがあり、このよ
うな場合に、ウェーハの気泡と反対側の部分が他の部分
に対して突出する。この状態で研磨が行なわれると、ウ
ェーハの突出した部分を多く研磨されるため、ウェーハ
をキャリアプレートから取り外したときに上記気泡に対
応する部分が凹み、所要の平面度を得ることができない
という問題があった。However, in such a conventional wafer bonding method, when the wafer is pressed against the carrier plate and the wafer is bonded to the carrier plate, bubbles may be interposed between the wafer and the carrier plate. In this case, the part of the wafer opposite to the air bubbles protrudes from other parts. If the polishing is performed in this state, many protruding portions of the wafer are polished. Therefore, when the wafer is removed from the carrier plate, a portion corresponding to the bubble is dented, and a required flatness cannot be obtained. was there.
また、キャリアプレートに接着されたウェーハを研磨
布に押し付けて研磨する際、研磨布の弾性力によってウ
ェーハの外周部が他の部分より多く研磨され、この部分
のウェーハの厚さが他の部分より少し薄くなる、いわゆ
る周辺だれが問題となっていた。Also, when the wafer bonded to the carrier plate is pressed against the polishing cloth and polished, the outer peripheral portion of the wafer is polished more than other parts due to the elastic force of the polishing cloth, and the thickness of the wafer in this part is larger than in other parts. The problem was who was a little thinner.
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、ウェ
ーハとキャリアプレートとの間に気泡が介在することが
なく、均一な接着面を得ることができ、また後工程であ
るポリシング工程における周辺だれをなくすことがで
き、したがってウェーハ全面に高い平面度を得ることが
できるウェーハの接着方法を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, has no air bubbles between the wafer and the carrier plate, can obtain a uniform bonding surface, and can be used in a polishing process which is a subsequent process. It is therefore an object of the present invention to provide a method of bonding a wafer, which can eliminate the problem and can obtain a high flatness over the entire surface of the wafer.
上記目的を達成するために、この発明のウェーハの接
着方法は、ワックスによってウェーハをキャリアプレー
トに接着する方法において、ウェーハの周囲を真空状態
にし、ウェーハの周辺部をキャリアプレートに押し付け
た後、上記真空状態を大気圧近傍に昇圧することによっ
てウェーハをキャリアプレートに押圧力するものであ
る。In order to achieve the above object, a method of bonding a wafer according to the present invention is a method of bonding a wafer to a carrier plate by wax, in which a vacuum is applied around the wafer and a peripheral portion of the wafer is pressed against the carrier plate. The wafer is pressed against the carrier plate by increasing the vacuum state to near atmospheric pressure.
この発明の接着方法にあっては、ウェーハの周囲を真
空状態にすることにより、ウェーハとキャリアプレート
との間の脱気が行なわれる。次いで、ウェーハの外周部
をキャリアプレートに押し付け、その状態で上記真空状
態を大気圧近傍に昇圧することによってキャリアプレー
トに押圧することにより、外周部以外の個所は均等な空
気の圧力で押圧される。一方、外周部は上記の空気の圧
力の他に押力が付加されているから、外周部のワックス
はウェーハ外へ流動してウェーハ外周部のワックスの厚
さは外周部以外の個所より少し薄くなる。In the bonding method according to the present invention, deaeration between the wafer and the carrier plate is performed by bringing the periphery of the wafer into a vacuum state. Next, the outer peripheral portion of the wafer is pressed against the carrier plate, and in that state, the vacuum state is increased to near atmospheric pressure to thereby press the wafer against the carrier plate, so that portions other than the outer peripheral portion are pressed with uniform air pressure. . On the other hand, since a pressing force is applied to the outer peripheral portion in addition to the above-described air pressure, the wax at the outer peripheral portion flows out of the wafer, and the thickness of the wax at the outer peripheral portion of the wafer is slightly thinner than at portions other than the outer peripheral portion. Become.
この発明のウェーハの接着方法の一実施例を第１図な
いし第５図を参照しながら説明する。One embodiment of the wafer bonding method according to the present invention will be described with reference to FIGS.
第１図は、この発明を実施する場合に使用する押圧ヘ
ッドを示す図である。図において符号１は押圧ヘッド本
体であり、この押圧ヘッド本体１の中心部には縦方向に
貫通孔２が穿設されており、この貫通孔２の上部開口は
図示しない真空ポンプに接続されている。また押圧ヘッ
ド本体１の外周部には押圧ヘッド本体１の下面側に開口
した断面「」状の環状溝３が形成されており、この環
状溝３は縦方向に穿設された連通孔４によって図示しな
い真空ポンプに接続されている。この環状溝３の内側の
下端部には環状の切欠溝５が形成されている。この切欠
溝５には軟質弾性材である０リング６が押圧ヘッド本体
１の下面より少しはみ出るように嵌装されている。ま
た、上記押圧ヘッド本体１の側壁部には環状溝７が形成
されている。この環状溝７には、ゴムなどの軟質材から
なる布部材８が０リング９によって締着固定されてい
る。この布部材８はスカート状に垂れ下げられて押圧ヘ
ッド本体１の下部およびその下方を覆っている。上記押
圧ヘッド本体１は、図示しない移動機構によって上下移
動および前後左右の水平移動することができ、また図示
しない空気あるいは油圧シリンダ等によって圧下するこ
とができる構造になっている。FIG. 1 is a view showing a pressing head used when embodying the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a pressing head main body, and a through hole 2 is formed in the center of the pressing head main body 1 in a vertical direction, and an upper opening of the through hole 2 is connected to a vacuum pump (not shown). I have. On the outer periphery of the pressing head body 1, there is formed an annular groove 3 having a cross section "" open to the lower surface side of the pressing head body 1, and this annular groove 3 is formed by a communication hole 4 formed in the vertical direction. It is connected to a vacuum pump (not shown). An annular cutout groove 5 is formed at the lower end inside the annular groove 3. An O-ring 6 made of a soft elastic material is fitted in the notch groove 5 so as to slightly protrude from the lower surface of the pressing head body 1. An annular groove 7 is formed in the side wall of the pressing head body 1. A cloth member 8 made of a soft material such as rubber is fastened and fixed to the annular groove 7 by an O-ring 9. The cloth member 8 hangs down like a skirt and covers the lower part of the pressing head body 1 and the lower part thereof. The pressing head body 1 has a structure that can be moved up and down and horizontally moved back and forth and right and left by a moving mechanism (not shown), and can be lowered by air or a hydraulic cylinder (not shown).
作業手順としては、まず第２図に示すように、溶融し
たワックス10が均一な厚さに塗布されたウェーハ11を、
ワックス10が塗布された面の反対側の面の外周部に０リ
ング６を押し付け、貫通孔２を介して図示しない真空ポ
ンプにより真空吸引して、押圧ヘッド本体１に吸着す
る。次いで第３図に示すように、ウェーハ11のワックス
10が塗布された面を下にして、ワックス10の軟化点より
30℃〜50℃高く加熱されたキャリアプレートに向って押
圧ヘッドを下降し、ウェーハ11をキャリアプレート12に
近接させる。このとき、布部材８はキャリアプレート12
に接触状態となる。この状態で連通孔４を介して図示し
ない真空ポンプにより、５トール以下、望ましくは１ト
ール以下に真空吸引する。このようにすると、ウェーハ
11とキャリアプレート12との間の脱気が行なわれる。次
いで第４図に示すように、押圧ヘッド本体１をさらに下
降させて０リング６でウェーハ11の外周部をキャリアプ
レート12に押し付ける。この状態で第５図に示すよう
に、貫通孔２および連通孔４から空気を送入して上記真
空状態を大気圧近傍に昇圧する。このようにすると、ウ
ェーハの外周部以外の個所はキャリアプレートに均等な
空気の圧力で押圧される。一方、ウェーハ11の外周部は
上記の空気の圧力の他に０リング６によって押圧される
ので、外周部のワックス10はウェーハ外へ流動し他の個
所よりワックス10の厚さが少し薄くなる。次いで押圧ヘ
ッド本体１を上昇させてウェーハ11から押圧ヘッド本体
１を引き離し、キャリアプレート12を冷却してワックス
10を固化する。この後、ポリシング工程において、上記
のようにキャリアプレート12に接着されたウェーハ11
を、ウェーハ11の接着面と反対側の面を研磨布に押し付
けて研磨する。As a working procedure, first, as shown in FIG. 2, a wafer 11 on which a molten wax 10 is applied to a uniform thickness is used.
The O-ring 6 is pressed against the outer peripheral portion of the surface opposite to the surface on which the wax 10 has been applied, and the vacuum is sucked through the through-hole 2 by a vacuum pump (not shown) to be sucked on the pressing head body 1. Then, as shown in FIG.
With the side coated with 10 down, from the softening point of wax 10
The pressing head is lowered toward the carrier plate heated to 30 ° C. to 50 ° C. higher, and the wafer 11 is brought close to the carrier plate 12. At this time, the cloth member 8 is
Is brought into contact. In this state, vacuum suction is performed through the communication hole 4 by a vacuum pump (not shown) to 5 Torr or less, preferably 1 Torr or less. In this way, the wafer
Deaeration between 11 and carrier plate 12 is performed. Next, as shown in FIG. 4, the pressing head body 1 is further lowered, and the outer periphery of the wafer 11 is pressed against the carrier plate 12 by the O-ring 6. In this state, as shown in FIG. 5, air is supplied from the through hole 2 and the communication hole 4 to increase the vacuum state to near atmospheric pressure. In this way, the portions other than the outer peripheral portion of the wafer are pressed against the carrier plate by the uniform air pressure. On the other hand, since the outer peripheral portion of the wafer 11 is pressed by the O-ring 6 in addition to the above air pressure, the wax 10 on the outer peripheral portion flows out of the wafer, and the thickness of the wax 10 becomes slightly thinner than other portions. Next, the pressing head main body 1 is lifted to separate the pressing head main body 1 from the wafer 11, and the carrier plate 12 is cooled to remove the wax.
Allow 10 to solidify. Thereafter, in the polishing step, the wafer 11 bonded to the carrier plate 12 as described above is used.
Is polished by pressing the surface of the wafer 11 opposite to the bonding surface against a polishing cloth.
このようなウェーハの接着方法によれば、ウェーハの
11の外周部以外の個所はキャリアプレート12に均等な空
気の圧力で押圧される。またウェーハ11とキャリアプレ
ート12との間は脱気されているので、気泡が介在するこ
とがないためウェーハ11の特定の部分を突出させること
がない。したがって均一な厚さの接着面が得られる。一
方、ウェーハ11の外周部は上記の空気の圧力の他に０リ
ング６によって押圧されているので、外周部のワックス
10はウェーハ11外へ流動し、他の個所よりワックス10の
厚さが少し薄くなる。このウェーハ11外へのワックス10
の流動量は、塗布するワックス10の厚さ、粘度に応じた
０リング６による押圧力、押圧時間にすることによっ
て、所要の流動量にすることができ、したがって、ウェ
ーハ11の外周部のワックス10の厚さを所要の厚さにする
ことができる。上記のようにキャリアプレート12に接着
されたウェーハ11は、後工程であるポリシング工程にお
いて、部分的な凹みがなくなり、またウェーハ11の外周
部が他の個所より多く研磨される、いわゆる周辺だれを
なくすことができ、ウェーハ全面に高い平面度を得るこ
とができる。According to such a wafer bonding method, the wafer
Parts other than the outer peripheral part of 11 are pressed against the carrier plate 12 by the uniform air pressure. In addition, since the space between the wafer 11 and the carrier plate 12 is degassed, no air bubbles are interposed, so that a specific portion of the wafer 11 does not protrude. Therefore, an adhesive surface having a uniform thickness can be obtained. On the other hand, the outer peripheral portion of the wafer 11 is pressed by the O-ring 6 in addition to the above air pressure,
10 flows out of the wafer 11, and the thickness of the wax 10 becomes slightly thinner than at other places. Wax 10 outside this wafer 11
Can be set to the required flow rate by setting the pressing force and pressing time by the O-ring 6 according to the thickness and viscosity of the wax 10 to be applied. Ten thicknesses can be made the required thickness. The wafer 11 bonded to the carrier plate 12 as described above has a so-called peripheral edge, in which a partial dent is eliminated in a polishing process as a subsequent process, and an outer peripheral portion of the wafer 11 is polished more than other portions. Thus, high flatness can be obtained over the entire surface of the wafer.
また、上記実施例では、ウェーハ11の外周部をキャリ
アプレート12に押し付ける押し付け部材として、軟質弾
性材である０リング６を用いるので、ウェーハ11を傷つ
けることがなく、また真空吸引時の気密部材としても効
果が大きく、かつ構造的にも簡単である。In the above embodiment, the O-ring 6, which is a soft elastic material, is used as the pressing member for pressing the outer peripheral portion of the wafer 11 against the carrier plate 12, so that the wafer 11 is not damaged and is used as a hermetic member at the time of vacuum suction. The effect is large and the structure is simple.
また、軟質材の布部材８を押圧ヘッド本体１の側壁部
に締付固定して、スカート状に垂れ下げて押圧ヘッド本
体１の下部および下方を覆うようにして、押圧ヘッド本
体１を下降させウェーハ11をキャリアプレート12に近接
させれば、上記布部材８がキャリアプレート12に接触状
態になるようにしてあるので、押圧ヘッド本体１を下降
させる操作で気密状態にすることができるため、作業工
程が簡単で作業能率の向上が図れ、また構造的にも簡単
である。Further, the cloth member 8 made of a soft material is fastened and fixed to the side wall of the pressing head main body 1 and is hung down in a skirt shape so as to cover the lower part and the lower part of the pressing head main body 1 so that the pressing head main body 1 is lowered. When the wafer 11 is brought close to the carrier plate 12, the cloth member 8 comes into contact with the carrier plate 12, so that the pressing head body 1 can be made airtight by lowering the pressing head body 1. The process is simple, work efficiency can be improved, and the structure is simple.
以上説明したように、この発明のウェーハの接着方法
では、ワックスによってウェーハをキャリアプレートに
接着するウェーハの接着方法において、ウェーハの周囲
を真空状態にし、上記ウェーハの外周部をキャリアプレ
ートに押し付けた後、上記真空状態を大気圧近傍に昇圧
することによってウェーハをキャリアプレートに押圧す
るようにしたので、ウェーハとキャリアプレートとの間
の脱気が行なわれウェーハとキャリアプレートとの間に
気泡が介在することがないためウェーハの特定の部分を
突出させることがなく、また均等な空気の圧力によって
ウェーハはキャリアプレートに押圧されるので、ウェー
ハの外周部以外の個所は均一な厚さの接着面が得られ
る。一方、ウェーハの外周部は上記空気の圧力の他に押
力が付加されているので、外周部のワックスはウェーハ
外へ流動し他の個所よりワックスの厚さが少し薄くな
る。上記のようにキャリアプレートに接着されたウェー
ハは、後工程であるポリシング工程において、部分的な
凹みがなくなり、またウェーハの外周部が他の個所より
多く研磨される、いわゆる周辺だれをなくすことがで
き、ウェーハ全面に高い平面度を得ることができる。As described above, in the method of bonding a wafer according to the present invention, in the method of bonding a wafer to a carrier plate by wax, the periphery of the wafer is evacuated, and the outer peripheral portion of the wafer is pressed against the carrier plate. Since the wafer is pressed against the carrier plate by increasing the vacuum state to near atmospheric pressure, degassing is performed between the wafer and the carrier plate, and bubbles are interposed between the wafer and the carrier plate. No specific part of the wafer is projected, and the wafer is pressed against the carrier plate by the uniform air pressure. Can be On the other hand, since a pressing force is applied to the outer peripheral portion of the wafer in addition to the air pressure, the wax on the outer peripheral portion flows out of the wafer, and the thickness of the wax becomes slightly thinner than at other portions. The wafer bonded to the carrier plate as described above is free from partial dents in the polishing process, which is a post-process, and eliminates so-called peripheral droop, in which the outer peripheral portion of the wafer is polished more than other portions. As a result, high flatness can be obtained over the entire surface of the wafer.
第１図ないし第５図はこの発明の一実施例を示す図であ
って、ウェーハの接着方法の工程図である。 １……押圧ヘッド本体、６……０リング、８……布部
材、10……ワックス、11……ウェーハ、12……キャリア
プレート。1 to 5 are views showing one embodiment of the present invention, and are process drawings of a wafer bonding method. 1 ... press head body, 6 ... 0 ring, 8 ... cloth member, 10 ... wax, 11 ... wafer, 12 ... carrier plate.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−216540（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−17159（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−36245（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-1-216540 (JP, A) Japanese Utility Model Application No. Sho 59-17159 (JP, U) Japanese Utility Model Application No. Sho 59-36245 (JP, U)
Claims (1)
ートに接着するウェーハの接着方法において、ウェーハ
の周囲を真空状態にし、上記ウェーハの外周部をキャリ
アプレートに押し付けた後、上記真空状態を大気圧近傍
に昇圧することによって上記ウェーハを上記キャリアプ
レートに押圧することを特徴とするウェーハの接着方
法。In a wafer bonding method for bonding a wafer to a carrier plate by wax, the periphery of the wafer is evacuated, the outer periphery of the wafer is pressed against the carrier plate, and then the vacuum is raised to near atmospheric pressure. And pressing the wafer against the carrier plate.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63053137A JP2583559B2 (en) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Wafer bonding method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP63053137A JP2583559B2 (en) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Wafer bonding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01228748A JPH01228748A (en) | 1989-09-12 |
| JP2583559B2 true JP2583559B2 (en) | 1997-02-19 |
Family
ID=12934437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63053137A Expired - Lifetime JP2583559B2 (en) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Wafer bonding method |
Country Status (1)
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1988
- 1988-03-07 JP JP63053137A patent/JP2583559B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH01228748A (en) | 1989-09-12 |
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