KR20100081924A - 촬상 기판의 가공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보호 테이프를 사용하지 않고 촬상 기판에 대하여 촬상 디바이스가 되는 가공을 실시할 수 있도록 한 것을 목적으로 한다.

커버 유리 기판(2)의 표면(2a)에 세정액(55)에 의해 용해되는 수지로 용해성 수지층(5)을 형성하는 용해성 수지층 형성 공정(c)과, 용해성 수지층(5)을 연삭 스테이지(11)에 흡착하는 흡착 공정(d)과, 디바이스 기판(3A)을 연삭하는 연삭 공정(e)과, 디바이스 기판(3A)의 피연삭면과 커버 유리 기판(2)의 표면(2a)을 노출시킨 상태로, 디바이스 기판(3A)의 피연삭면과 커버 유리 기판(2)의 표면(2a)[용해성 수지층(5)]에 세정액(55)을 공급하여 세정하는 세정 공정(f)을 포함하다.

Description

촬상 기판의 가공 방법{METHOD FOR PROCESSING IMAGING SUBSTRATE}

본 발명은, 촬상 기판의 가공 방법에 관한 것이다.

최근에는 반도체 디바이스에 대한 고기능화·소형화에 대한 요구가 점점 커지고 있다. 이 요구에 따른 실장 기술에 관한 것으로서, 복수의 반도체칩이 형성된 웨이퍼를 웨이퍼 상태 그대로 적층하여 접합하고, 그 후 절단하는 반도체 장치의 제조 방법인 WOW(Wafer on Wafer)가 제안되어 있다. 또한, WOW 등의 반도체칩의 3차원 적층화에 수반하는 전극 구조로서, 웨이퍼에 형성된 비아홀에 전극을 형성하는 관통 전극에 관한 기술도 제안되어 있다(예컨대 특허문헌 1 참조). 이 WOW에 의해 제조되는 반도체 장치 중에는, CCD나 C-MOS 등의 촬상 디바이스도 포함된다.

그런데, 연삭 공정 후에 칩 분할을 행하는 통상의 프로세스에서는, 연삭시에 보호 테이프를 붙여 연삭하고, 그 후 다이싱 테이프에 웨이퍼를 다시 부착하며, 다이싱 후에 다이싱 테이프로부터 픽업하는 공정이 행해지고 있다. 최종적으로, 픽업 공정에 의해 칩을 테이프로부터 박리하기 때문에, 보호 테이프를 유지면측에 붙여 연삭하는 데에 특별한 문제는 없었다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2007-67082호 공보

그러나, WOW 등에서는, 토대가 되는 기판에 웨이퍼를 적층하여 연삭하고, 새로운 웨이퍼를 추가로 적층하여 연삭하는 공정이 반복된다. 특히, 촬상 디바이스는 표면에 커버 유리 기판을 가지며, 이 커버 유리 기판의 표면과 연삭이 행해진 디바이스층 표면이 모두 오염이나 흠집이 있어서는 안 된다. 그 이유는, 커버 유리 기판은 촬상 디바이스에 광을 받아들이는 부분이고, 디바이스층 표면은, 다음에 새로 적층할 디바이스층과 전기적으로 접합되는 부분이기 때문이다. 따라서, 통상의 프로세스와 마찬가지로, 웨이퍼에 보호 테이프를 붙여 연삭할 수 없다. 이것은, 보호 테이프를 붙이면 마지막에 보호 테이프를 박리할 때에 반대측의 면을 유지해야 되기 때문이다.

본 발명은, 이상의 사항을 감안하여 이루어진 것으로서, 보호 테이프를 사용하지 않고 촬상 기판에 대하여 촬상 디바이스가 되는 가공을 실시할 수 있는 촬상 기판의 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 촬상 기판의 가공 방법은, 커버 유리 기판에, 디바이스층이 형성된 디바이스 기판이 적층된 촬상 기판의 가공 방법으로서, 상기 커버 유리 기판의 표면에 세정액에 의해 용해되는 수지로 용해성 수지층을 형성하는 용해성 수지층 형성 공정과, 이 용해성 수지층 형성 공정 후에, 상기 용해성 수지층을 연삭 스테이지에 흡착하는 흡착 공정 과, 이 흡착 공정 후에, 상기 디바이스 기판을 연삭하는 연삭 공정과, 이 연삭 공정 후에, 상기 디바이스 기판의 피연삭면과 상기 커버 유리 기판의 표면을 노출시킨 상태로, 상기 디바이스 기판의 피연삭면과 상기 커버 유리 기판의 표면에 상기 세정액을 공급하여 세정하는 세정 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 촬상 기판의 가공 방법은, 상기 발명에 있어서, 상기 세정 공정 후에, 상기 촬상 기판의 상기 디바이스층 위에, 다른 디바이스층이 형성된 새로운 디바이스 기판을 적층하는 적층 공정을 포함하고, 이 적층 공정 후에, 상기 용해성 수지층 형성 공정, 상기 흡착 공정, 상기 연삭 공정, 상기 세정 공정을 순차 반복하도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 보호 테이프를 사용하지 않고 촬상 기판에 대하여 촬상 디바이스가 되는 가공을 실시할 수 있는 촬상 기판의 가공 방법을 제공할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 촬상 기판의 가공 방법에 대해서 설명한다. 우선, 본 실시형태의 촬상 기판의 가공 방법에 의해 제조하고자 하는 촬상 디바이스에 대해서 설명한다. 도 1은 촬상 디바이스의 이미지를 도시하는 외관 사시도이고, 도 2는 그 종단 측면도이다. 이 촬상 디바이스(1)는, 개략적으로는 커버 유리 기판(2)에, 복수층의 디바이스층(3a, 3b, …, 3n)을 WOW 프로세스에 의해 순차 전기적으로 접속하면서 적층시킨 것이다. 또한, 커버 유리 기판(2)은 광을 받아들이는 부분이 된다. 또한 촬상 디바이스(1)는, 전체적으로는 웨이퍼형의 것이고, 도 1 및 도 2는 두께, 크기 등을 과장하여 나타내는 것이다.

이어서, 도 3을 참조하여, 이러한 촬상 디바이스(1)를 WOW 프로세스에 의해 생성하기 위한 가공 방법에 대해서 설명한다. 도 3은 촬상 기판의 가공 방법을 공정 순으로 도시하는 개략 종단 측면도이다. 우선 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 커버 유리 기판(2)과, 디바이스층(3a)을 갖는 디바이스 기판(3A)을 준비한다. 그리고, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 커버 유리 기판(2)에, 디바이스층(3a)이 형성된 디바이스 기판(3A)을 적층하여, 베이스가 되는 촬상 기판(4A)을 준비한다.

이어서, 도 3의 (c)에 도시하는 바와 같이, 촬상 기판(4A)에 있어서의 커버 유리 기판(2)의 표면(2a)에, 후속 공정인 연삭 공정에서 이용하는 연삭수에 의해서는 용해되지 않고, 세정 공정에서 이용하는 세정액에 의해 용해되는 수지로 용해성 수지층(5)을 형성한다(용해성 수지층 형성 공정). 즉, 세정 공정에서 알칼리성 세정수를 이용하는 경우에는, 용해성 수지층(5)은 알칼리성 세정액에 의해 녹는 수지로 형성된다. 또한, 후속 공정인 연삭 공정에서의 마무리 연마가 CMP(Chemical Mechanical Polishing)인 경우에는, 유리 지립(슬러리)이 알칼리성이기 때문에, 세정 공정에서는 산성 세정수를 이용하는 것으로 하고, 용해성 수지층(5)은 산성 세정액에 의해 녹는 수지로 형성하면 좋다.

이어서, 도 3의 (d)에 도시하는 바와 같이, 용해성 수지층(5)을 연삭 스테이지(11)에 흡착시킴으로써, 촬상 기판(4A)을 디바이스 기판(3A)이 상면측에 노출되는 상태로 유지시킨다(흡착 공정). 연삭 스테이지(11)는 다공질성의 흡착부(12)를 가지며, 도시하지 않는 부압원에 의한 부압에 의해 용해성 수지층(5)을 흡착한다. 이 경우, 용해성 수지층(5)이 흡착부(12)에 흡착되기 때문에, 커버 유리 기판(2)의 표면(2a)이 직접 흡착부(12)에 접촉하지 않는다.

또한, 이들 공정에서, 커버 유리 기판(2)이나 디바이스 기판(3A), 더 나아가서는 촬상 기판(4A) 등[이들을 총칭하여, 대상물 W로 함]을 유지하고 반송하기 위해서는, 도 4 및 도 5에 도시하는 에지 지지 반송 수단(21)이나, 도 6에 도시하는 에지 클램프 반송 수단(31)을 적절하게 조합하여 사용하면 좋다.

도 4는 에지 지지 반송 수단(21)의 형상을 도시하는 평면도이고, 도 5는 그 종단 정면도이다. 이 에지 지지 반송 수단(21)은, 원판형 대상물(W)의 중앙부 부근 양측의 하측 에지(We)를 선 접촉 상태로 지지하는 원호형 사면부(斜面部)(22)가 양측에 있는 띠형의 유지체(23)를 반송 아암(24) 위에 탑재시킨 것이다. 도 6은 에지 클램프 반송 수단(31)의 구조를 도시하는 개략 정면도이다. 이 에지 클램프 반송 수단(31)은 복수개, 예컨대 3개의 가이드 롤러(32)를 원판형 대상물(W)의 주연부 부근에서 반경 방향으로 이동 가능하게 반송 아암(33)의 하부에 탑재시킨 것이다. 여기서, 가이드 롤러(32)는 횡방향 V자형으로 형성된 것으로, 대상물(W)의 두께에 관계없이 그 상하 양측의 에지(We)를 점 접촉 상태로 클램프할 수 있게 구성되어 있다. 또한 3개의 가이드 롤러(32)는 에지 지지 반송 수단(21)과의 관계에서는, 예컨대 도 4의 A, B, C로 도시하는 3점에 대응할 수 있게 배치되어 있다. 따라서, 에지 지지 반송 수단(21)에 의해 반송 유지되어 있는 대상물(W)을, 유지체(23)와 간섭하지 않으면서, 에지 클램프 반송 수단(31)의 각 가이드 롤러(32)에 전달하여 클 램프시킬 수 있다. 이에 의해, 대상물(W)을 그 상하 양면에 접촉하지 않고 유지하여 원하는 처리부에 반송시킬 수 있다.

다시, 도 3을 참조하여 설명한다. 흡착 공정 후에, 도 3의 (e)에 도시하는 바와 같이, 연삭 스테이지(11)에 흡착 유지된 촬상 기판(4A)에 있어서의 디바이스 기판(3A)을 연삭한다(연삭 공정). 즉, 하면에 연삭 지석(42)이 있고 고속 회전하는 연삭휠(43)을 구비하는 연삭 수단(41)을, 예컨대 연삭 지석(42)의 외주 에지 부분이 디바이스 기판(3A)의 중심에 위치하도록 디바이스 기판(3A)의 상면에 위치시킨다. 그리고, 연삭 부분에 연삭수를 공급하고 연삭 지석(42)과 촬상 기판(4A)을 상대적으로 고속 회전시키면서, 연삭 지석(42)을 조금씩 하강시킴으로써, 디바이스 기판(3A)을 연삭한다. 이에 의해, 디바이스 기판(3A)의 피연삭면에는 디바이스층(3a)이 노출되는 상태가 된다.

이어서, 연삭된 촬상 기판(4A)을 세정부에 반송하고, 도 3의 (f)에 도시하는 바와 같이, 디바이스 기판(3A)의 피연삭면[즉, 디바이스층(3a)]과 커버 유리 기판(2)의 표면(2a)을 노출시킨 상태로, 디바이스 기판(3A)의 피연삭면[즉, 디바이스층(3a)의 표면]과 커버 유리 기판(2)의 표면(2a)[즉, 용해성 수지층(5)]에 세정액을 공급하여 세정한다(세정 공정). 이 세정 공정에 의해 커버 유리 기판(2)의 표면(2a)의 용해성 수지층(5)은 세정액(55)에 의해 용해되어 없어진다.

이 세정 공정에서는, 촬상 기판(4A)을 에지 클램프 수단(51)에 의해 유지한다. 도 7은 세정 공정용 에지 클램프 수단(51)의 구성예를 도시하는 개략 평면도이다. 이 에지 클램프 수단(51)은 복수개, 예컨대 3개의 가이드 롤러(52)를 원판형 대상물(W)의 주연부 부근에서 반경 방향으로 이동할 수 있게 설치한 것이다. 여기서, 가이드 롤러(52)는 횡방향 V자형으로 형성되어 수평면 내에서 회전 구동할 수 있게 지지된 것으로, 촬상 기판(4A)의 두께에 관계없이 그 상하 양측의 에지(4e)를 점 접촉 상태로 클램프할 수 있게 구성되어 있다. 따라서 에지 클램프 수단(51)은 촬상 기판(4A)의 주연부를, 그 상하 양면에 접촉하지 않고 상하 양면을 완전히 노출시킨 상태로, 3점에서 회전 구동할 수 있게 유지한다.

이러한 에지 클램프 수단(51)에 유지되는 촬상 기판(4A)의 상하 양면에 대하여 세정액(55)을 공급하는 세정액 노즐(56)이 배치되어 있다. 또한, 촬상 기판(4A)의 상하 양면에 대하여, 중심부로부터 반경 방향의 전역에 걸쳐 접촉하는 스폰지 롤러(57)가 회전 가능하게 배치되어 있다. 따라서, 세정 공정에서는 가이드 롤러(52)의 회전 구동에 의해 촬상 기판(4A)을 도 7에 화살표로 도시하는 바와 같이 회전시키면서, 디바이스 기판(3A)의 피연삭면[즉, 디바이스층(3a)의 표면]과 커버 유리 기판(2)의 표면(2a)[즉, 용해성 수지층(5)]에 세정액(55)을 공급하고, 스폰지 롤러(57)를 추종 회전시킴으로써, 촬상 기판(4A)의 양면을 세정액(55)으로 세정한다. 이러한 세정 공정에서는, 촬상 기판(4A)을 3점에서 지지하고 있지만, 얇은 웨이퍼 기판의 경우와 달리, 비교적 두꺼운 커버 유리 기판(2)을 포함하기 때문에, 지장없이 지지할 수 있다.

이러한 세정 공정에 의해, 도 3의 (g)에 도시하는 바와 같이, 세정액(55)에 의해 용해되는 수지로 이루어지는 용해성 수지층(5)이 용해되어 없어지고, 커버 유리 기판(2)과 디바이스층(3a)이 잔존하는 촬상 기판(4A)이 형성된다. 그리고 나서, 디바이스층(3a)과는 다른 디바이스층(3b)을 갖는 디바이스 기판(3B)을 준비한다.

그리고, 도 3의 (h)에 도시하는 바와 같이, 커버 유리 기판(2)과 디바이스층(3a)으로 이루어지는 촬상 기판(4A)의 위에, 다른 디바이스층(3b)이 형성된 새로운 디바이스 기판(3B)을 적층시켜, 촬상 기판(4B)으로 한다(적층 공정). 이 적층 공정에서는, 디바이스층(3a)에 대하여 디바이스층(3b)을 전기적으로 접합하도록 적층시킨다.

그 후에는, 전술한 용해성 수지층 형성 공정, 흡착 공정, 연삭 공정, 세정 공정, 더 나아가서는 적층 공정을, 필요한 디바이스층의 층 수 만큼(디바이스층 3n의 처리까지), 순차적으로 동일하게 반복한다. 이와 같이 하여, 본 실시형태에 의하면 보호 테이프를 사용하지 않고 촬상 기판에 WOW 프로세스에 의해 촬상 디바이스(1)가 되는 가공을 실시할 수 있다.

본 발명은, 전술한 실시형태로 한하지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위이면, 여러 가지의 변형이 가능하다. 전술한 설명에서는, 다층의 디바이스층(3a∼3n)을 갖는 촬상 디바이스(1)를 형성하기 위한 가공 방법을 예로 하여 설명했지만, 이러한 다층 구조에 한정되지 않고 적용할 수 있다. 예컨대 1층의 디바이스층(3a)만으로 완성되는 촬상 디바이스의 경우이면, 도 3의 (a)∼(f)에 도시하는 처리로 종료시키면 좋다.

도 1은 본 발명의 실시형태에서 대상으로 하는 촬상 디바이스의 이미지를 도시하는 외관 사시도.

도 2는 도 1의 촬상 디바이스의 종단 측면도.

도 3은 촬상 기판의 가공 방법을 공정순으로 도시하는 개략 종단 측면도.

도 4는 에지 지지 반송 수단의 형상을 도시하는 평면도.

도 5는 에지 지지 반송 수단의 종단 정면도.

도 6은 에지 클램프 반송 수단의 구조를 도시하는 개략 정면도.

도 7은 세정 공정용 에지 클램프 수단의 구성예를 도시하는 개략 평면도.

<부호의 설명>

1: 촬상 디바이스, 2: 커버 유리 기판, 2a: 표면, 3A, 3B: 디바이스 기판, 3a, 3b, …, 3n: 디바이스층, 4A, 4B: 촬상 기판, 5: 용해성 수지층, 11: 연삭 스테이지

Claims (2)

1. 커버 유리 기판에, 디바이스층이 형성된 디바이스 기판이 적층된 촬상 기판의 가공 방법으로서,

   상기 커버 유리 기판의 표면에 세정액에 의해 용해되는 수지로 용해성 수지층을 형성하는 용해성 수지층 형성 공정과,

   상기 용해성 수지층 형성 공정 후에, 상기 용해성 수지층을 연삭 스테이지에 흡착하는 흡착 공정과,

   상기 흡착 공정 후에, 상기 디바이스 기판을 연삭하는 연삭 공정과,

   상기 연삭 공정 후에, 상기 디바이스 기판의 피연삭면과 상기 커버 유리 기판의 표면을 노출시킨 상태에서, 상기 디바이스 기판의 피연삭면과 상기 커버 유리 기판의 표면에 상기 세정액을 공급하여 세정하는 세정 공정

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 기판의 가공 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 세정 공정 후에, 상기 촬상 기판의 상기 디바이스층 위에, 다른 디바이스층이 형성된 새로운 디바이스 기판을 적층하는 적층 공정을 포함하고,

   상기 적층 공정 후에, 상기 용해성 수지층 형성 공정, 상기 흡착 공정, 상기 연삭 공정, 상기 세정 공정을 순차 반복하도록 한 것을 특징으로 하는 촬상 기판의 가공 방법.

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