JP6401988B2

JP6401988B2 - 加工装置及びウエーハの加工方法

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Publication number: JP6401988B2
Application number: JP2014193470A
Authority: JP
Inventors: 関家　一馬; 一馬関家
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: JP2016064453A

Description

本発明は、ウエーハを加工する加工装置及び加工装置を用いてウエーハを加工するウエーハの加工方法に関する。

被加工物であるウエーハを研削して薄化する加工装置は、ウエーハを保持する保持テーブルと、研削砥石を備える研削手段とを少なくとも備えている。かかる加工装置を用いてウエーハを研削する際には、例えばデバイスが形成されたウエーハの表面に保護テープを貼着し保護テープ側を保持テーブルで保持するとともに、研削砥石でウエーハの裏面を押圧しながら所定の厚みに至るまで研削している（例えば、下記の特許文献１を参照）。

特許第４５３２３５８号公報

しかし、上記したようなウエーハの表面には凹凸が形成されていることがあり、この状態のウエーハの表面に保護テープを貼着すると、保護テープでは凹凸を吸収しきれず、ウエーハの研削時にウエーハの表面を良好に保護できないという問題がある。また、加工工程の前にウエーハの表面に保護テープを貼着するための工程が必要であるとともに、加工装置とは別にテープ貼着装置も必要となり、生産性及びコスト面において問題がある。

保護テープに替えて樹脂を用いることで、ウエーハの凹凸に対応できるようにする技術もあるが、この場合も、加工工程の前に樹脂を被覆する工程が必要であるとともに、ウエーハの表面に樹脂を被覆するための専用の装置が必要となり、生産性及びコスト面で問題がある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、生産性を低下させたり、加工装置とは別に専用の装置を用いたりすることなく、ウエーハの表面を保護してウエーハを加工できるようにすることを目的としている。

第一の発明は、ウエーハを保持する保持面を有する加工テーブルと、該加工テーブルに保持されるウエーハを加工する加工手段と、を備える加工装置において、該保持面に熱硬化性の液状樹脂を供給する液状樹脂供給手段と、該保持面に供給された該液状樹脂の上にウエーハを搬入する搬入手段と、該保持面に供給された該液状樹脂を硬化させ該保持面にウェーハを保持させる樹脂硬化手段と、該樹脂硬化手段によって硬化した該液状樹脂を該保持面から剥がして該液状樹脂とともにウエーハを搬出する搬出手段と、を備え、該搬入手段に該樹脂硬化手段を含め、該樹脂硬化手段は、該保持面に供給された熱硬化性の液状樹脂の上に搬入されたウエーハを介して該液状樹脂を硬化させる。

第二の発明は、上記加工装置を用いてウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、前記液状樹脂供給手段を用いて前記加工テーブルの前記保持面に前記液状樹脂を供給する樹脂供給工程と、該保持面に供給された該液状樹脂を、前記搬入手段に備えた前記樹脂硬化手段によって硬化させ該保持面において硬化した該液状樹脂でウエーハを保持する保持工程と、該保持面で保持されたウエーハを前記加工手段によって加工する加工工程と、該加工工程の後、硬化した該液状樹脂を該保持面から剥離し前記搬送手段によって該液状樹脂とともにウエーハを該加工テーブルから搬出する搬出工程と、を備える。

第一の発明の加工装置は、加工テーブルの保持面においてウエーハの表面を保護する液状樹脂を供給する液状樹脂供給手段と、保持面に供給された液状樹脂にウエーハを搬入する搬入手段と、保持面に供給された液状樹脂を硬化させ保持面にウエーハを保持させる樹脂硬化手段と、樹脂硬化手段によって硬化した液状樹脂を保持面から剥がして液状樹脂とともにウエーハを搬出する搬出手段とを備えており、ウエーハの表面に凹凸が形成されていても液状樹脂で凹凸を吸収するため、ウエーハを研削する際にウエーハの表面を良好に保護することができる。また、加工テーブルの保持面上に液状樹脂を直接供給してウエーハの表面を液状樹脂で保持できるため、加工装置とは別に必要であったテープ貼着装置や樹脂塗布装置などの装置が不要となる。

第二の発明の加工方法は、液状樹脂供給手段を用いて加工テーブルの保持面に液状樹脂を供給する樹脂供給工程と、該保持面に供給された該液状樹脂を樹脂硬化手段によって硬化させることにより該保持面において硬化した液状樹脂でウエーハを保持する保持工程と、加工手段によってウエーハを加工する加工工程とを備えるため、ウエーハの表面に凹凸が形成されている場合であっても、液状樹脂で凹凸を吸収してウエーハの表面を容易に保持することができ、ウエーハの研削時に表面を良好に保護することが可能となる。また、テープの貼着や樹脂の塗布などのみを行う工程が不要となる。

加工装置の一例の構成を示す斜視図である。加工テーブルの第１例を示す断面図である。樹脂供給工程を示す断面図である。保持工程の第１例を示す断面図である。保持工程の第２例を示す断面図である。加工工程を示す断面図である。搬出工程を示す断面図である。搬出工程によって液状樹脂とともにウエーハを搬出する状態を示す断面図である。（ａ）は加工テーブルの第２例を示す断面図であり、（ｂ）は加工テーブルの第３例を示す断面図である。

１装置構成
図１に示す加工装置１は、Ｙ軸方向にのびる装置ベース２を備えている。装置ベース２のＹ軸方向前部には、ステージ４ａ，４ｂが隣接して配設されている。ステージ４ａに研削前のウエーハを収容するカセット５ａが配設され、ステージ４ｂに研削後のウエーハを収容するカセット５ｂが配設されている。

カセット５ａ及びカセット５ｂの近傍には、カセット５ａから研削前のウエーハを搬出するとともにカセット５ｂに研削後のウエーハを搬入する搬出入手段６が配設されている。搬出入手段６の可動範囲には、研削前のウエーハを仮置きするための仮置き領域７と、研削後のウエーハを洗浄する洗浄手段８とが配設されている。

装置ベース２の上面中央には、ウエーハを保持する保持面１２を有しＹ軸方向に移動可能な加工テーブル１０が配設されている。

加工テーブル１０は、図２に示すように、ウエーハを下方から支持する保持部１１と、保持部１１の内部に形成された複数の樹脂供給孔１３と、各樹脂供給孔１３に連通する供給路１４とを少なくとも備えている。保持部１１の上面が、ウエーハの一方の面を保持する保持面１２となっており、この保持面１２には各樹脂供給孔１３の一端が開口している。

加工テーブル１０の下方には、加工テーブル１０の保持面１２に液状樹脂を供給する液状樹脂供給手段２０を備えている。液状樹脂供給手段２０は、液状樹脂の供給量を調節するバルブ２１と、このバルブ２１を介して供給路１４に連通される樹脂供給源２２とにより構成されている。液状樹脂供給手段２０は、バルブ２１を開くことにより液状樹脂を各樹脂供給孔１３に流入させ、保持面１２上に所望量の液状樹脂を供給することができる。

図１に示す仮置き領域７の近傍には、加工テーブル１０の保持面１２に供給された液状樹脂上に研削前のウエーハを搬入する搬入手段３０を備えている。また、洗浄手段８の近傍には、加工テーブル１０の保持面１２から硬化した液状樹脂を剥がして該液状樹脂とともにウエーハを搬出する搬出手段４０を備えている。

搬入手段３０は、図３に示すように、ウエーハを吸引保持する吸引パッド３１と、吸引パッド３１の下部に形成され多孔質部材からなる吸引部３２と、吸引パッド３１を支持するアーム部３３と、アーム部３３の一端に接続され吸引パッド３１を昇降させるとともにアーム部３３を旋回させる軸部３４とを少なくとも備えている。搬入手段３０の可動範囲は、図１に示した仮置き領域７と搬入手段３０に接近した位置に位置づけられた加工テーブル１０との間となっており、例えば、仮置き領域７に仮置きされたウエーハを、加工テーブル１０の保持面１２に供給された液状樹脂上に搬入することができる。

図３に示すように、搬入手段３０には、熱硬化性の液状樹脂を硬化させる樹脂硬化手段２４を備えている。この樹脂硬化手段２４は、複数のヒータから構成されており、吸引パッド３１の内部において吸引部３２の面方向に沿って配置されている。このように搬入手段３０と樹脂硬化手段２４とが一体となって構成されているため、研削前のウエーハを保持面１２に供給された液状樹脂上に搬入するとともに、樹脂硬化手段２４で液状樹脂を加熱して効率よく硬化することができる。

図１に示す搬出手段４０は、ウエーハ吸引保持する吸引パッド４１と、吸引パッド４１の内部に形成された多孔質からなる吸引部４２（図７において図示する）と、吸引パッド４１を支持するアーム部４３と、アーム部４３の一端に接続され吸引パッド４１を昇降させるとともに旋回可能な軸部４４とを少なくとも備えている。搬出手段４０の可動範囲は、搬入手段３０に接近した位置に位置づけられた加工テーブル１０と洗浄手段８との間となっており、例えば、加工テーブル１０の保持面１２から硬化した液状樹脂とともに研削後のウエーハを搬出して洗浄手段８に搬送することができる。

装置ベース２のＹ軸方向後部側には、Ｚ軸方向にのびるコラム３を備えている。コラム３の側方には、加工送り手段６０を介してウエーハに対して研削加工を施す加工手段５０を備えている。加工手段５０は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドルと、スピンドルを回転可能に支持するスピンドルハウジング５１と、スピンドルの一端に接続されたモータ５３と、スピンドルの下端にマウント５４を介して着脱可能に装着された研削ホイール５５と、研削ホイール５５の下部において円環状に固着された研削砥石５６とを少なくとも備えている。

加工送り手段６０は、Ｚ軸方向に伸びるボールネジ６１と、ボールネジ６１の一端に接続されたモータ６２と、ボールネジ６１と平行にのびるガイドレール６３と、一方の面が加工手段５０を保持するホルダ５２に連結された昇降板６４とを備えている。昇降板６４の他方の面には一対のガイドレール６３が摺接し、中央部に形成されたナットにボールネジ６１が螺合している。そして、モータ６２によって駆動されてボールネジ６１が回動することにより、一対のガイドレール６３に沿って昇降板６４をＺ軸方向に昇降させて加工手段５０をＺ軸方向に昇降させることができる。

２ウエーハの加工方法
加工装置１を用いてウエーハを加工する加工方法について説明する。図３に示すウエーハＷは、被加工物の一例であって、その表面Ｗａには、格子状のストリートによって区画された各領域にデバイスが形成されている。一方、表面Ｗａと反対側にある裏面Ｗｂは、図１に示した加工手段５０の研削砥石５６によって研削される被研削面となっている。このウエーハＷは、カセット５ａに複数収容されている。ウエーハＷを研削する際には、まず、搬出入手段６によりカセット５ａから研削前のウエーハＷを１枚取り出して仮置き領域７に仮置きする。続いて搬入手段３０の可動範囲に加工テーブル１０が移動する。

（１）樹脂供給工程
樹脂供給工程では、液状樹脂供給手段２０によって加工テーブル１０の保持面１２に液状樹脂を供給する。具体的には、液状樹脂供給手段２０は、図３に示すように、バルブ２１を開いて樹脂供給源２２から所望の供給量の液状樹脂２３を供給路１４に流入させる。供給路１４に流れ込んだ液状樹脂２３は、各樹脂供給孔１３に沿って流れていき、保持面１２から噴出する。このようにして加工テーブル１０の保持面１２の全面に液状樹脂２３をいきわたらせる。

液状樹脂２３として、加熱後や紫外線照射後に硬化が進行しないタイプのもの、例えばラジカル重合性の熱硬化樹脂や紫外線硬化樹脂を使用すれば、加熱中又は紫外線照射中のみ液状樹脂２３が硬化し、その後は硬化が進行しないため、樹脂供給孔１３内に残る液状樹脂が硬化するのを抑制することができる。一方、液状樹脂２３として、カチオン重合性を有するものを使用した場合は、硬化時の収縮性が小さいため、ウエーハＷに対して密着しやすい。また、紫外線硬化・熱硬化併用樹脂で構成された液状樹脂を用いてもよい。

（２）搬入工程
次に、搬入手段３０は、図３に示すように、研削前のウエーハＷを加工テーブル１０の保持面１２上に供給された液状樹脂２３上に搬入する。具体的には、搬入手段３０は、図１に示した仮置き領域７に仮置きされたウエーハＷを吸引パッド３１で吸引保持するとともに、アーム部３３が上昇し旋回することにより、加工テーブル１０の上方に吸引パッド３１を移動させる。続いて軸部３４が吸引パッド３１を保持面１２に接近する方向に下降させ、ウエーハＷを表面Ｗａ側から液状樹脂２３上にウエーハＷを載置する。

（３）保持工程
次いで、液状樹脂２３を硬化させてウエーハＷを保持する。ここで、液状樹脂２３が熱硬化樹脂で構成されている場合には、ヒータにより構成される樹脂硬化手段２４によって液状樹脂２３を加熱して硬化させる。具体的には、搬入手段３０によってウエーハＷを液状樹脂２３上に搬入した後、吸引パッド３１の内部にある樹脂硬化手段２４を発熱させることにより、ウエーハＷを通じて熱を液状樹脂２３に伝導させて加熱を行う。このようにして液状樹脂２３の全体を加熱することにより、図４に示す硬化した硬化樹脂２３ａを形成し、保持面１２において硬化樹脂２３ａでウエーハＷを保持する。

なお、液状樹脂２３が紫外線硬化樹脂で構成されている場合には、図５に示すように、ウエーハＷの外周側の上方に配設されたＵＶランプで構成される樹脂硬化手段２５を用いて液状樹脂２３を硬化させてもよい。この場合は、樹脂硬化手段２５が液状樹脂の露出した外周側に向けて紫外線を照射することにより、液状樹脂の側面から硬化させていき硬化樹脂２３ａを形成する。また、液状樹脂２３として、紫外線硬化型及び熱硬化型の機能を併有する樹脂で構成されたものを使用すれば、液状樹脂２３の露出した外周部分に紫外線を照射し、液状樹脂の中央部は加熱することにより、液状樹脂の全体を硬化させることもできる。

（４）加工工程
保持工程を実施した後、図６に示すように、加工テーブル１０を加工手段５０の下方に移動させ、加工手段５０によってウエーハＷの裏面Ｗｂに対して研削加工を行う。具体的には、図示しない回転手段によって加工テーブル１０を回転させつつ、加工手段５０は、研削ホイール５５を例えば矢印Ａ方向に回転させながら、研削ホイール５５を保持面１２に保持されているウエーハＷに接近する方向に下降させる。続いて研削砥石５６によってウエーハＷの裏面Ｗｂを押圧しながら所望の厚みに薄化されるまで研削する。なお、ウエーハＷの研削中は、保持面１２と硬化樹脂２３ａとが接着され、硬化樹脂２３ａによってウエーハＷが保持されているため、加工テーブル１０に吸引力を作用させなくてもよい。

（５）搬出工程
加工工程を実施した後、図７に示すように、研削後のウエーハＷを保持した加工テーブル１０を搬出手段４０の可動範囲に移動させ、搬出手段４０によって、硬化樹脂２３ａとともに、ウエーハＷを、加工テーブル１０から搬出する。具体的には、搬出手段４０は、軸部４４によって吸引パッド４１を保持面１２に接近する方向に下降させ、吸引部４２がウエーハＷの裏面Ｗｂに接触したら、図示しない吸引源が作動することにより、吸引部４２でウエーハＷの裏面Ｗｂを吸引する。

このとき、例えばエアー供給手段７０を用いて高圧エアーを保持面１２から噴出させることにより、硬化樹脂２３ａを保持面１２から剥がしやすくしてもよい。また、加工テーブル１０の樹脂供給孔１３内に液状樹脂が残存していることがあるため、エアー供給手段７０を用いて高圧エアーを保持面１２から噴出させることにより、樹脂供給孔１３内の硬化した液状樹脂を排出することもできる。エアー供給手段７０は、加工テーブル１０の下方に接続されており、エアーの流量を調節するバルブ７１と、エアーの供給源となる高圧エアー供給源７２とにより構成されている。

また、吸引部４２がウエーハＷの裏面Ｗｂを吸引した状態で、エアー供給手段７０からのエアーの噴出を行うことなく加工テーブル１０を回転させることにより、硬化樹脂２３ａを保持面１２から剥がしてもよいし、加工テーブル１０を回転させながらエアー供給手段７０によって高圧エアーを保持面１２から噴出させることにより、硬化した液状樹脂２３ａを保持面１２から剥がしてもよい。さらには、超音波振動を用いたり、スクレパーを用いたりして硬化樹脂２３ａを保持面１２から剥がしやすくしてもよい。

搬出手段４０は、図８に示すように、軸部４４を上昇させることにより吸引パッド４１を上昇させ、硬化樹脂２３ａを保持面１２から剥がして、硬化樹脂２３ａとともにウエーハＷを搬出する。その後、搬出手段４０は、図１に示した洗浄手段８にウエーハＷを搬送する。洗浄手段８においてウエーハＷを洗浄したら、搬出入手段６によって洗浄後のウエーハＷをカセット５ｂに収容する。

このように、本発明にかかる加工装置１では、ウエーハＷの表面Ｗａを保護する液状樹脂を加工テーブル１０の保持面１２に対して直接供給する液状樹脂供給手段２０と、保持面１２に供給された液状樹脂２３にウエーハＷを搬入する搬入手段３０と、保持面１２に供給された液状樹脂２３を硬化させる樹脂硬化手段２４，２５と、硬化した硬化樹脂２３ａとともにウエーハＷを保持面１２から搬出する搬出手段４０とを備えたため、ウエーハＷの表面Ｗａが凹凸面になっている場合であっても、凹凸面にならって液状樹脂２３が入り込んでウエーハＷの表面Ｗａに密着し、保持面１２において硬化した硬化樹脂２３ａでウエーハＷを保持することができる。よって、加工工程とは別に加工前に樹脂を被覆する工程が不要であり、生産性が向上するとともに、樹脂を被覆するための専用の装置も不要となる。

加工装置１に適用される加工テーブルは、加工テーブル１０に限定されるものではない。図９（ａ）に示す加工テーブル１０ａは、ウエーハＷを保持する加工テーブルの第２例であり、多孔質部材で形成された保持部１５を有し、この保持部１５の上面がウエーハＷの一方の面を保持する保持面１６となっている。加工テーブル１０ａでは、多孔質の保持部１５を通じて保持面１６に液状樹脂を供給可能となっている。

また、図９（ｂ）に示す加工テーブル１０ｂは、ウエーハＷを保持する加工テーブルの第３例であり、少なくとも１つの樹脂供給孔１９が内部に形成された保持部１７を有し、この保持部１７の上面がウエーハＷの一方の面を保持する保持面１８となっている。加工テーブル１０ｂでは、樹脂供給孔１９を通じて保持面１８に液状樹脂を供給可能となっている。

なお、上記実施形態で説明した加工装置１は、ウエーハを研削する研削装置であるが、加工装置はこれに限定されるものではなく、例えば、研磨装置、ダイシングブレードを備えるダイシング装置、バイト工具を備えるバイト切削装置などであってもよい。

また、加工装置１において加工されるウエーハは、デバイスが形成されたデバイスウエーハに限定されるものではなく、インゴットからスライスされた直後のウエーハ（アズスライスウエーハ）であってもよい。

樹脂硬化手段２４を加工テーブル１０の内部に配設することも可能であるが、その場合は、加工テーブル１０が加熱されることで、樹脂供給孔１３の内部に残留した液状樹脂が硬化するおそれがあるため、図３及び図４に示したように、搬入手段３０に樹脂硬化手段２４を配設することが好ましい。

１：加工装置２：装置ベース３：コラム
４ａ，４ｂ：ステージ５ａ，５ｂ：カセット６：搬出入手段
７：仮置き領域８：洗浄手段
１０：加工テーブル１１：保持部１２：保持面１３：樹脂供給孔１４：供給路
２０：液状樹脂供給手段２１：バルブ２２：樹脂供給源
２３：液状樹脂２３ａ：硬化樹脂２４：樹脂硬化手段２５：樹脂硬化手段
３０：搬入手段３１：吸引パッド３２：吸引部３３：アーム部３４：軸部
４０：搬出手段４１：吸引パッド４２：吸引部４３：アーム部４４：軸部
５０：加工手段５１：スピンドルハウジング５２：ホルダ
５３：モータ５４：マウンタ５５：研削ホイール５６：研削砥石
６０：加工送り手段６１：ボールネジ６２：モータ６３：ガイドレール
６４：昇降板
７０：エアー供給手段７１：バルブ７２：高圧エアー
１０ａ：加工テーブル１５：保持部１６：保持面
１０ｂ：加工テーブル１７：保持部１８：保持面１９：樹脂供給孔

Claims

ウエーハを保持する保持面を有する加工テーブルと、該加工テーブルに保持されるウエーハを加工する加工手段と、を備える加工装置において、
該保持面に熱硬化性の液状樹脂を供給する液状樹脂供給手段と、
該保持面に供給された該液状樹脂の上にウエーハを搬入する搬入手段と、
該保持面に供給された該液状樹脂を硬化させ該保持面にウエーハを保持させる樹脂硬化手段と、
該樹脂硬化手段によって硬化した該液状樹脂を該保持面から剥がして該液状樹脂とともにウエーハを搬出する搬出手段と、を備え、
該搬入手段に該樹脂硬化手段を含め、該樹脂硬化手段は、該保持面に供給された熱硬化性の液状樹脂の上に搬入されたウエーハを介して該液状樹脂を硬化させる
加工装置。
請求項１記載の加工装置を用いてウエーハを加工するウエーハの加工方法であって、
前記液状樹脂供給手段を用いて前記加工テーブルの前記保持面に前記液状樹脂を供給する樹脂供給工程と、
該保持面に供給された該液状樹脂を、前記搬入手段に備えた前記樹脂硬化手段によって硬化させ該保持面において硬化した該液状樹脂でウエーハを保持する保持工程と、
該保持面で保持されたウエーハを前記加工手段によって加工する加工工程と、
該加工工程の後、硬化した該液状樹脂を該保持面から剥離し前記搬出手段によって該液状樹脂とともにウエーハを該加工テーブルから搬出する搬出工程と、を備えるウエーハの加工方法。