JPH07148660A - ウェーハ貼付け方法とウェーハ貼付け装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェーハ研磨工程前にウェーハの貼付け状態
が確認できるウェーハ貼付け装置を提供すること。 【構成】 接着剤を塗布した複数のウェーハ４を個々に
スタンプ１により押圧して貼付板３に貼付けるウェーハ
貼付け方法および装置において、前記複数のウェーハ内
の少なくとも１枚に透明なテストピース４１を入れ、ま
たは前記貼付板が透明な材料によって形成され、該透明
材料によって形成された部分を眺望する位置にテレビカ
メラ１０を設け、該テレビカメラによって接着状態を認
識する接着状態認識手段を有することを特徴とするウェ
ーハ貼付け装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハの表面
を研磨する際にウェーハを固定する貼付板にウェーハを
貼付けるウェーハ貼付け方法とウェーハ貼付け装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置製造に用いられる半導体ウェ
ーハは、インゴットからウェーハ状にスライスされた
後、所定の厚さに研磨され、さらにウェーハ表面を均一
にするために表面の研磨が行われる。このウェーハ表面
の研磨は、ウェーハを固定するウェーハ貼付板に接着剤
によって、複数のウェーハを接着して貼付け、その上か
ら研磨板およびこの貼付板を回転させることにより研磨
している。

【０００３】この表面研磨を行うためにウェーハを貼付
板に固定するためのウェーハ貼付け装置の主要部分を図
８に示す。

【０００４】このウェーハ貼付け装置は、片面に接着剤
が塗布されたウェーハ４を貼付板３に接着して固定す
る。ウェーハ４の接着には、スピンコーターやスプレー
コーターなどによってウェーハ４の片面に接着剤を塗布
し、べーキングにより接着剤中の不要な溶媒を揮発させ
た後、ウェーハ４の接着剤塗布面を貼付板３に向けて
（図中、下に向けて）貼付板３の所定の位置にウェーハ
載置装置５により載置する。そして、貼付板３上に接着
剤を介して載置されたウェーハ４を上からスタンプ１に
より押圧して、ウェーハ表面が均一な水平面となるよう
にして固定している。

【０００５】スタンプ１は、昇降装置２により昇降し、
適度な押圧力がウェーハ４に伝えられる。またスタンプ
１のウェーハ４が接する面には、ウェーハ４に大きな傷
などが付かないようにゴムなどの弾性材１１が取り付け
られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、上述のようなウ
ェーハ貼付け装置を用いてウェーハの貼付板への固定を
行っているが、スタンプによる圧力がウェーハ面内に均
一に加わらなかったり、また接着剤塗布時にごみや気泡
などが混入している場合には、ウェーハが均等に水平な
状態で固定されず、この様な状態でウェーハの表面研磨
を行うと、ウェーハ表面の平坦度に不良が発生する。

【０００７】ウェーハの固定状態がどの様になっている
かは、接着固定されたウェーハを剥がさなければ確認す
ることができない。このため、研磨終了後、ウェーハを
貼付板３から剥がした際に、ウェーハと貼付板との均一
な接着がなされていなかったことが判明し、その様なウ
ェーハは研磨後の検査工程で、表面均一性に欠け、不良
ウェーハとなったことが研磨後にわかる。これは、ウェ
ーハ貼付けの際に接着剤の塗布むらの発生、接着剤への
ごみおよび気泡の混入、スタンプによる押圧に不均一が
発生するなどにより、均一な接着が得られず、ウェーハ
表面にゆがみが生じた状態で研磨されたためである。す
なわち、従来のウェーハ貼付け装置ではウェーハの貼付
け状態が確認できないまま研磨工程を行っているのが現
状である。

【０００８】そこで、本発明の目的は、研磨工程前にウ
ェーハの貼付け状態が確認できるウェーハ貼付け方法と
ウェーハ貼付け装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
の本発明は、接着剤を塗布した複数のウェーハを、接着
剤を塗布した面を介して貼付板に載置し、前記複数のウ
ェーハを個々にスタンプにより押圧して該貼付板に貼付
けるウェーハ貼付け方法において、前記複数のウェーハ
内に、少なくとも１枚透明な材料によって形成されたウ
ェーハ形状のテストピースを混在させ、該テストピース
によって透視できる貼付け後の接着剤の状態をテレビカ
メラによって検知し、該テレビカメラによって、写し出
された前記テストピースを介して検知される前記接着剤
の状態を画像処理手段により画像データとして認識する
ことを特徴とするウェーハ貼付け方法である。

【００１０】また上記目的を解決するための本発明は、
接着剤を塗布した複数のウェーハを、接着剤を塗布した
面を介して貼付板に載置し、前記複数のウェーハを個々
にスタンプにより押圧して該貼付板に貼付けるウェーハ
貼付け装置において、前記貼付板が、複数のウェーハの
内の少なくとも１枚のウェーハ貼付け後の接着剤の状態
が透視できるような透明材料によって形成された部分を
有し、該透明材料によって形成された部分から前記貼付
板に貼付けられた前記ウェーハの接着剤の状態を写し出
すテレビカメラと、該テレビカメラによって、写し出さ
れた前記透明材料によって形成された部分を介して検知
される接着状態を認識する画像処理手段とを有すること
を特徴とするウェーハ貼付け装置である。

【００１１】

【作用】上述のように構成された第１の本発明は、貼付
板に貼付けられる複数のウェーハの中に接着剤の状態が
見通せるような透明なウェーハ形状のテストピースを入
れて、このテストピースを通して、接着剤の状態を接着
剤がウェーハ全体に均等に行き渡ってウェーハが接着さ
れているかどうか、テレビカメラよって検知し、検知し
た接着剤の状態を画像処理手段によって画像データとし
て認識することにより、研磨前にウェーハの接着状態を
知ることができるウェーハ貼付け方法である。

【００１２】また第２の本発明は、貼付板の少なくとも
一枚のウェーハに相当する部分を貼付けられたウェーハ
が見通せるように透明な部材によって製作することによ
り、この透明な部分に接着されたウェーハの接着状態
を、テレビカメラよって検知し、検知した接着剤の状態
を画像処理手段によって認識することにより、研磨前に
ウェーハの接着状態を知ることができるウェーハ貼付け
装置である。

【００１３】

【実施例】以下、添付した図面を参照して本発明の実施
例を説明する。なお、図中、同一部材には同一の付号を
付し、その説明を省略する。

【００１４】実施例１ 図１は、第１の本発明を実施するためのウェーハ貼付け
装置の図面である。

【００１５】このウェーハ貼付け装置は、モータ３２に
より回転する回転支持台３１にウェーハ４を貼付ける貼
付板３が固定されており、ウェーハ搬送装置６により搬
送された接着剤が塗布されたウェーハ４は、ウェーハ載
置装置５によって、反転して貼付板３に載置される。貼
付板３上に載置されたウェーハはスタンプ１によってウ
ェーハ４表面が均一に水平となるように押圧されて、接
着剤が硬化することにより固定される。

【００１６】このウェーハ貼付け装置には、さらに、貼
付け後のウェーハの少なくとも１枚が全面を眺望できる
位置にテレビカメラ１０が設けられており、カメラから
の画像は画像処理装置に送られる。

【００１７】図２は複数のウェーハ４が貼付板３に貼付
けられた状態を示す斜視図である。本実施例１において
は、貼付板に貼付けられる複数のウェーハ内に透明なウ
ェーハ４１を少なくとも一枚以上、テストピースとして
入れておき、カメラ１０が、この透明ウェーハ４１から
見通すことのできる接着状態を画像として検知し、画像
処理装置２０によって画像データとして認識し、モニタ
２５に画像を写し出すと共に、後述するような不良原因
や作業者に対する警告を表示する。なお、図示する場合
には貼付板３上のウェーハ４は８枚（透明ウェーハ４１
を含む）示しているが、実際の装置においては、６イン
チウェーハでは通常７，８枚が載置されており、８イン
チウェーハでは通常４，５枚が載置されている。

【００１８】テストピースとしていれる透明ウェーハ４
１は、貼付板３に貼付けられる複数のウェーハ、例えば
上記貼付板に貼付けられる枚数ごとに少なくとも１枚以
上、また、連続して処理が行われる１バッチ２４枚ごと
（１バッチ内）に少なくとも１枚以上入れておき、接着
剤塗布前の洗浄工程から接着剤塗布工程を経て、貼付板
３への貼付けまで他のウェーハと一緒に実行する。ま
た、接着剤塗布装置への接着剤の補充や塗布装置、貼付
け装置などの調整後など、ウェーハ貼付けに影響のある
装置の調整や点検を行った後に透明ウェーハを入れて貼
付けを行うとよい。

【００１９】カメラ１０により写し出され、画像処理装
置２０によって認識される接着剤の状態は、接着状態が
良好であれば、図３に示すように、ウェーハ全体に、均
等に接着剤が行き渡っており、ウェーハ全面に渡って影
がない状態である。もし、接着状態に不良があればウェ
ーハ面内に影が生じるので、この影の形状や大きさなど
からその不良原因を推定する。

【００２０】なお、テストピースの透明ウェーハ４１
は、プロセス内への不純物の混入による汚染を考慮する
と高純度石英製であること好ましい。

【００２１】ここで貼付け不良（接着不良）の典型的な
例を図４（ａ）〜（ｅ）に示す。まず、図４（ａ）およ
び（ｂ）はスタンプ１による押圧不良によって生じる典
型例である。（ａ）はウェーハ中央部に円形の影が生じ
ており、押圧の際に周辺部分に、より大きな圧力が加わ
り、スタンプ１のウェーハ接触部分が弾性体でできてい
るため中央部分が浮いてしまって密着しなかったために
生じたものであり、逆にｂは中央部分のみに圧力が加わ
ったために生じたものである。このような場合にはスタ
ンプの押圧荷重量の調整（あるいはスタンプの降下距離
の調整）やウェーハ接触部分弾性体の交換などが必要と
判断される。

【００２２】図４（ｃ）および（ｄ）はウェーハへの接
着剤塗布工程または混入したごみが不良原因となって生
じる接着不良の例である。（ｃ）は、ウェーハ面内に縞
上の影が生じており、これは、接着剤の塗布ムラによっ
て生じたものであることがわかる。（ｄ）は不規則な形
状の影がウェーハ面内に不規則に点在していることか
ら、接着剤の塗布が均一に行われておらず（塗布ムラの
一種）ウェーハ載置の際に気泡が入ったものであり、ま
た（ｄ）中小さな線状のものはごみ起因のもので、その
部分に接着剤塗布時にごみが存在したか、または接着剤
塗布時にごみが混入し、その部分に塗布ムラが生じたた
めに発生したものである。このような場合には、接着剤
塗布工程の装置の点検や装置回りの汚染を除去すること
が必要と判断される。

【００２３】図４（ｅ）はウェーハ載置装置５またはス
タンプ１の傾きなどが不良原因となって生じた影であ
る。このような影は、ウェーハ載置装置５によってウェ
ーハが反転されて貼付板３に載置される際に、貼付板３
に対してウェーハ４が平行に載置されないために生じる
か、またはスタンプ１が傾き不良や軸ずれにより、均一
な圧力でウェーハ４が押圧されなかったためである。し
たがって、スタンプの傾きや軸ずれの調整、またはウェ
ーハ載置装置５の調整が必要と判断される。

【００２４】以上、典型的な接着不良例を示したが、こ
れらの不良が貼付板３上に貼付けられた透明ウェーハ４
１に発生した場合には、程度の差があるものの、少なく
ともその１バッチの全てのウェーハに同じ不良が発生す
る。これは、例えばスタンプ１による不良はスタンプの
不良原因を調整または交換によって取り除かない限り後
続のウェーハを含めて全てに発生するものであるし、ま
た接着剤塗布時の塗布ムラも接着剤塗布時に１枚だけに
発生するものではなく、そのバッチや後続のバッチにつ
いて連続的に発生する可能性があり、塗布ムラ発生の原
因を取り除くまで発生する。さらに、ごみ起因によるも
のについても、ごみが１枚のウェーハについて確認され
ることは、工程がごみにより汚染されていることが考え
られ、このような場合も１枚だけに付着するのではな
く、ある程度連続的にウェーハに付着する場合が多い。

【００２５】本実施例においては、これらの典型的な貼
付け不良の画像を画像処理装置２０内に、画像データと
してあらかじめ記憶させておき、この画像データのパタ
ーンと貼付け後の透明ウェーハ４１を通した画像とを比
較することにより、不良原因の自動識別を行ってモニタ
２５に表示する。

【００２６】なお以上の典型例は、あくまでも接着不良
状態の一例にすぎず、この他にも透明ウェーハ４１を通
して検知される接着剤の状態に影ができているものはウ
ェーハ研磨の際に研磨不良発生の原因となることから貼
付け不良と判定するこの自動識別の処理の流れを図５に
示すフローチャートを参照して説明する。まず、カメラ
によって写し出された画像は画像処理装置２０に伝えら
れ、パターン認識によりデータとして認識される（Ｓ
１）。次いで、認識された画像データは、正常貼付け状
態（図３参照）の画像データと比較され（Ｓ２）、正常
かどうかが判断され（Ｓ３）、正常であれば正常である
旨の表示を行い（Ｓ２１）終了し、正常データではない
と判断させる場合には、典型的不良例と比較が行われる
（Ｓ４）。典型的不良例と一致するかどうかが判断され
（Ｓ５）、各典型的不良例（図４参照）と一致する場合
にはその不良例を表示し（Ｓ２２）、典型的不良例と一
致しない場合には不良であるが典型例と一致しない旨の
表示を行って（Ｓ６）、不良例として記憶して（Ｓ
７）、終了する。

【００２７】なお、ステップ７（Ｓ７）において、不良
例として記憶される画像データは、次回から典型的不良
例のデータとなって比較の対象となる。

【００２８】また、本実施例１において用いられる画像
処置装置２０としては、一般的に用いられているコンピ
ュータなどでよい。

【００２９】実施例２ 図６は、第２の本発明を適応した一実施例のウェーハ貼
付け装置の図面である。このウェーハ貼付け装置の基本
構成は実施例１で用いた装置と同じであり、モータ３２
により回転する回転支持台３１にウェーハ４を貼付ける
貼付板３５が固定されており、ウェーハ搬送装置６によ
り搬送された接着剤が塗布されたウェーハ４は、ウェー
ハ載置装置５によって、反転して貼付板３５に載置され
る。貼付板３５上に載置されたウェーハはスタンプ１に
よって押圧されて、接着剤が硬化することにより固定さ
れる。

【００３０】このウェーハ貼付け装置に用いられる貼付
板３５は透明な部材として全体が硬質ガラスや高純度石
英によって製作されており、さらに、回転支持台３１の
一部には、図７に示すように貼付け後のウェーハの少な
くとも１枚が透明な貼付板３５を通して、１枚のウェー
ハ全面を眺望できるように開口が設けられている。そし
て、この開口部分からウェーハを写し出せる位置にテレ
ビカメラ１０が設けられており、カメラ１０からの画像
は画像処理装置２０に送られる。なお、本実施例２の装
置では貼付板３５全体が透明な部材によって製作されて
いるが、ウェーハのうち少なくとも１枚が見通せるもの
であれば、全体が透明である必要はなくその一部分だけ
が透明であれば十分である。なお、図示する場合には貼
付板３５上のウェーハ４は８枚（透明ウェーハ４１を含
む）示しているが、実際の装置においては、６インチウ
ェーハでは通常７，８枚が載置されており、８インチウ
ェーハでは通常４，５枚が載置されている。

【００３１】透明な貼付板３５としては、プロセス内へ
の不純物の混入による汚染および必要な強度を考慮する
と、硬質ガラスや不純物の混入のない高純度石英が好ま
しい。特にウェーハがシリコンの場合、高純度石英はシ
リコンウェーハに対する影響が少なく好ましい。

【００３２】本実施例２においては、貼付板３５に貼付
けられる複数のウェーハを透明なガラス製貼付板３５を
通して接着状態を見通すことのでき、これをカメラ１０
により画像として検知し、画像処理装置２０によって画
像データとして認識し、モニタ２５に画像を写し出すと
共に、前述した実施例１のように不良原因や作業者に対
する警告を表示する。

【００３３】カメラ１０によって検知された接着状態の
認識や画像処理、不良原因の識別などは実施例１と同じ
であり、透明な貼付板を通して少なくとも１枚のウェー
ハの接着状態を確認することができるが、本実施例２の
ウェーハ貼付け装置は、回転支持台３１に可視化のため
の開口部を設け、回転支持台３１と貼付板３５とを相互
に独立して回転可能とすることで、貼付け後の全てのウ
ェーハの接着状態を確認することも可能である。

【００３４】なお、接着状態の認識や画像処理、不良原
因の識別などの詳細は前述した実施例１と同じであり、
画像処理装置２０によって認識された画像データと正常
な接着状態の画像データおよび典型的不良の画像データ
との比較を行い、その原因を推定する。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法は、
テストピースとして入れられた透明なウェーハを通し
て、ウェーハの貼付け状態をカメラによって検知、認識
することとし、また本発明の装置は貼付板の少なくとも
一部をウェーハ１枚が見通せるように透明な部材によっ
て形成したことで、ウェーハの貼付け状態を確認するこ
とができる。これにより、研磨前にウェーハ貼付け不良
の原因を取り除き、研磨中に発生する研磨不良を防止す
ることが可能となり、研磨不良による大量の歩留まり低
下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した実施例１に用いたウェーハ
貼付け装置を説明するための図面である。

【図２】 実施例１のウェーハ貼り付け装置の貼付板部
分の斜視図である。

【図３】 正常なウェーハ貼付け状態を示す図面であ
る。

【図４】 典型的なウェーハ貼付け不良を示す図面であ
る。

【図５】 ウェーハ貼付け不良を認識するための処理の
フローチャートである。

【図６】 本発明を適用した実施例２のウェーハ貼付け
装置を説明するための図面である。

【図７】 実施例２のウェーハ貼り付け装置の貼付板部
分を下から見た斜視図である。

【図８】 従来ウェーハ貼付け装置を説明するための図
面である。

【符号の説明】

１…スタンプ、 ３、３５…
貼付板、４…ウェーハ、 ５
…ウェーハ載置装置、１０…カメラ、
２０…画像処理装置、４１…透明ウェーハ
（テストピース）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接着剤を塗布した複数のウェーハを、接
   着剤を塗布した面を介して貼付板に載置し、前記複数の
   ウェーハを個々にスタンプにより押圧して該貼付板に貼
   付けるウェーハ貼付け方法において、 前記複数のウェーハ内に、少なくとも１枚透明な材料に
   よって形成されたウェーハ形状のテストピースを混在さ
   せ、該テストピースによって透視できる貼付け後の接着
   剤の状態をテレビカメラによって検知し、 該テレビカメラによって、写し出された前記テストピー
   スを介して検知される前記接着剤の状態を画像処理手段
   により画像データとして認識することを特徴とするウェ
   ーハ貼付け方法。
2. 【請求項２】 接着剤を塗布した複数のウェーハを、接
   着剤を塗布した面を介して貼付板に載置し、前記複数の
   ウェーハを個々にスタンプにより押圧して該貼付板に貼
   付けるウェーハ貼付け装置において、 前記貼付板が、複数のウェーハの内の少なくとも１枚の
   ウェーハ貼付け後の接着剤の状態が透視できるような透
   明材料によって形成された部分を有し、 該透明材料によって形成された部分から前記貼付板に貼
   付けられた前記ウェーハの接着剤の状態を写し出すテレ
   ビカメラと、 該テレビカメラによって、写し出された前記透明材料に
   よって形成された部分を介して検知される接着状態を認
   識する画像処理手段とを有することを特徴とするウェー
   ハ貼付け装置。