JP5255245B2 - Bonding method of support plate - Google Patents
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Description
本発明は、熱可塑性の被膜が形成された基板を処理する基板処理方法に関するものである。 The present invention relates to a substrate processing method for processing a substrate on which a thermoplastic film is formed.
近年、携帯電話、デジタルＡＶ機器およびＩＣカードなどの高機能化にともない、搭載される半導体チップの小型化、薄型化および高集積化への要求が高まっている。この要求を満たすためには、組み込まれる半導体チップについても薄型の半導体チップとしなければならない。このため、半導体チップの基になる半導体ウエハの厚さ（膜厚）は、現状では１２５〜１５０μｍ程度であるが、次世代のチップ用には２５〜５０μｍ程度にしなければならないと言われている。 In recent years, with the enhancement of functions of mobile phones, digital AV devices, IC cards, and the like, there is an increasing demand for downsizing, thinning, and high integration of mounted semiconductor chips. In order to satisfy this requirement, the semiconductor chip to be incorporated must be a thin semiconductor chip. For this reason, the thickness (film thickness) of the semiconductor wafer on which the semiconductor chip is based is currently about 125 to 150 μm, but it is said that it must be about 25 to 50 μm for the next generation chip. .
しかし、２５〜５０μｍ程度にまで研磨された半導体ウエハは、肉薄となるため、その強度は弱くなり、クラックおよび反りが生じやすくなる。そのため、研磨される半導体ウエハに保護基板（以下、サポートプレートと称する）と呼ばれるガラスまたは硬質プラスチックなどを貼り合せることによって、半導体ウエハの強度を保持し、クラックの発生および半導体ウエハに反りが生じることを防止する方法が開発されている。 However, since the semiconductor wafer polished to about 25 to 50 μm becomes thin, its strength is weakened, and cracks and warpage are likely to occur. Therefore, the strength of the semiconductor wafer is maintained by bonding a glass or hard plastic called a protective substrate (hereinafter referred to as a support plate) to the semiconductor wafer to be polished, and the generation of cracks and warping of the semiconductor wafer occur. Methods to prevent this have been developed.
この方法では、まず、半導体ウエハとサポートプレートとを、接着剤などの接着物質を介して貼り付ける。次に、サポートプレートにより保護されている状態において、グラインダーなどにより半導体ウエハの研磨を行う。これによって、薄化された半導体ウエハが形成される。最後に、薄化された半導体ウエハからサポートプレートを剥がす。
しかし、例えば、半導体ウエハにサポートプレートを貼り合せる場合、接着剤層を形成する半導体ウエハの接着面には、すでに回路などが形成されている。すなわち、半導体ウエハの接着面は平坦ではなく、凹凸を有している。したがって、接着剤層をこの凹凸を有する接着面に形成すると、接着面の凹凸に追従するように、形成した接着剤層の表面にも凹凸が形成されてしまう。また、接着剤層をサポートプレート上に形成する場合であっても、サポートプレートには、半導体ウエハをサポートプレートから剥離する際に剥離剤を浸入させる貫通孔が形成されているため、サポートプレート上に形成した接着剤層の表面に凹凸が形成されてしまう。 However, for example, when a support plate is bonded to a semiconductor wafer, a circuit or the like is already formed on the bonding surface of the semiconductor wafer on which the adhesive layer is formed. That is, the bonding surface of the semiconductor wafer is not flat but has irregularities. Therefore, when the adhesive layer is formed on the adhesive surface having the unevenness, unevenness is also formed on the surface of the formed adhesive layer so as to follow the unevenness of the adhesive surface. Even when the adhesive layer is formed on the support plate, the support plate has a through-hole for allowing the release agent to enter when the semiconductor wafer is peeled from the support plate. Concavities and convexities are formed on the surface of the adhesive layer formed.
接着剤層の表面が凹凸を有していると、半導体ウエハにサポートプレートを貼り合せた際に、半導体ウエハとサポートプレートとの厚みの分布が不均一となり、半導体ウエハからサポートプレートを剥離する際における剥離性が悪化する問題がある。また、半導体ウエハの薄化工程において、半導体ウエハの接着面と反対側の面（研磨面）に接着剤層の凹凸による転写を生じる問題がある。 If the surface of the adhesive layer has irregularities, the thickness distribution between the semiconductor wafer and the support plate becomes uneven when the support plate is bonded to the semiconductor wafer, and the support plate is peeled off from the semiconductor wafer. There is a problem that the releasability in deteriorates. In addition, in the semiconductor wafer thinning process, there is a problem that transfer due to the unevenness of the adhesive layer occurs on the surface (polished surface) opposite to the bonded surface of the semiconductor wafer.
例えば、特許文献１には、熱硬化性樹脂に加熱を施しつつ、断続的に押圧することによって平坦な被膜を形成する技術が記載されている。しかし、特許文献１に記載の技術は、加熱により硬化する熱硬化性樹脂でなければ実現不可能な技術である。例えば熱可塑性樹脂には適用することができない。 For example, Patent Document 1 describes a technique for forming a flat film by intermittently pressing a thermosetting resin while heating it. However, the technique described in Patent Document 1 is a technique that cannot be realized unless it is a thermosetting resin that is cured by heating. For example, it cannot be applied to a thermoplastic resin.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、基板上に平坦な表面を有する熱可塑性の被膜を形成する基板処理方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a substrate processing method for forming a thermoplastic film having a flat surface on a substrate.
本発明の第１の態様は、上記課題を解決するために、
基板上に平坦化膜を形成する基板処理方法であって、
上記基板上に熱可塑性の被膜を形成する形成工程と、
上記被膜を加熱した後に押圧する、または上記被膜を加熱しつつ押圧する押圧工程と、
上記被膜に対する押圧状態を維持すると共に、上記被膜を冷却する冷却工程と、を含むことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the first aspect of the present invention provides
A substrate processing method for forming a planarizing film on a substrate,
A forming step of forming a thermoplastic film on the substrate;
Pressing after heating the coating, or pressing while heating the coating; and
And a cooling step for cooling the coating film while maintaining the pressed state against the coating film.
本発明に係る基板処理方法では、基板上に形成した熱可塑性の被膜を加熱した後、または加熱しつつ押圧し、成膜することによって被膜の表面を平坦化している。 In the substrate processing method according to the present invention, the surface of the coating is flattened by heating and pressing the thermoplastic coating formed on the substrate or by forming a film.
熱可塑性の被膜は、そのガラス転移点よりも高い温度にまで加熱することによって、熱流動を生じるようになる。したがって、熱流動を生じる状態の被膜の表面を押圧することによって、基板の凹凸に追従するように形成された凹凸を平坦化することができる。そして、凹凸を平坦化した状態のまま、被膜を冷却することによって、基板上に表面の平坦な被膜を形成することができるという効果を奏する。 The thermoplastic film is heated to a temperature higher than its glass transition point, thereby causing heat flow. Therefore, by pressing the surface of the coating in a state where heat flow occurs, the unevenness formed to follow the unevenness of the substrate can be flattened. Then, by cooling the coating film in a state where the unevenness is flattened, there is an effect that a coating film having a flat surface can be formed on the substrate.
また、例えば、半導体ウエハとサポートプレートとを貼り合せる場合において、上記の基板処理を半導体ウエハまたはサポートプレート上に形成した接着剤層に対して施すことにより、半導体ウエハとサポートプレートとの厚みの分布の均一性が向上し、半導体ウエハとサポートプレートとを剥離する際における剥離性を向上することができるという効果を奏する。また、半導体ウエハを薄化する際における接着剤層の転写を抑制することができるという効果も併せて奏する。 Further, for example, when the semiconductor wafer and the support plate are bonded together, the above substrate treatment is performed on the adhesive layer formed on the semiconductor wafer or the support plate, so that the thickness distribution between the semiconductor wafer and the support plate is achieved. This improves the uniformity and improves the peelability when the semiconductor wafer and the support plate are peeled off. In addition, there is also an effect that the transfer of the adhesive layer when the semiconductor wafer is thinned can be suppressed.
〔実施形態１〕
本発明に係る基板処理方法の一実施形態について以下に説明する。本発明に係る基板処理方法は、基板上に平坦な表面を有する被膜を形成することができれば、その具体的な用途は特に限定されるものではない。例えば、接着剤層表面の平坦化、またはエッチング膜表面の平坦化などに用いることができる。本実施形態では、半導体ウエハにサポートプレートを貼り合せる場合であり、かつ半導体ウエハ上に接着剤層を形成する場合を例に挙げて説明する。
Embodiment 1
An embodiment of the substrate processing method according to the present invention will be described below. The substrate processing method according to the present invention is not particularly limited as long as a film having a flat surface can be formed on the substrate. For example, it can be used for planarizing the surface of the adhesive layer or planarizing the surface of the etching film. In this embodiment, a case where a support plate is bonded to a semiconductor wafer and an adhesive layer is formed on the semiconductor wafer will be described as an example.
本発明に係る基板処理方法は、主として、形成工程、押圧工程、および冷却工程を含んでいる。これらの工程について以下に説明する。 The substrate processing method according to the present invention mainly includes a forming step, a pressing step, and a cooling step. These steps will be described below.
なお、本明細書等において「平坦化」とは、電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって被膜表面を観測した際、処理前と比してその凹凸が低減されることを意味している。 In this specification and the like, “flattening” means that when the surface of the coating is observed with an electron microscope (SEM), the unevenness is reduced as compared with that before the treatment.
（形成工程）
形成工程は、半導体ウエハ（基板）上に熱可塑性の接着剤層（被膜）を形成する工程である。
(Formation process)
The forming step is a step of forming a thermoplastic adhesive layer (film) on the semiconductor wafer (substrate).
接着剤層は、液体状の接着剤組成物を塗布し、乾燥することによって形成してもよいし、フィルム（支持フィルム）上に接着剤層を備えた接着剤フィルムを半導体ウエハ上に重ね合わせることによって形成してもよい。 The adhesive layer may be formed by applying and drying a liquid adhesive composition, or an adhesive film provided with an adhesive layer on a film (support film) is overlaid on a semiconductor wafer. May be formed.
液体状の接着剤組成物を塗布する場合に、塗布方法としては、従来公知の方法を用いることができる。従来公知の塗布方法として、具体的には、スピンコート、ディッピング、およびローラーブレードなどを挙げることができる。また、接着剤フィルムを用いて半導体ウエハ上に接着剤層を形成する場合には、接着剤層から保護フィルムを剥離し、露出した接着剤層を半導体ウエハに重ねた後、接着剤層から支持フィルムを剥離することによって形成することが好ましい。 When a liquid adhesive composition is applied, a conventionally known method can be used as an application method. Specific examples of conventionally known coating methods include spin coating, dipping, and roller blades. Also, when forming an adhesive layer on a semiconductor wafer using an adhesive film, the protective film is peeled off from the adhesive layer, and the exposed adhesive layer is stacked on the semiconductor wafer and then supported from the adhesive layer. It is preferable to form by peeling the film.
接着剤層の材質は、加熱することによって熱流動を生じ、かつ冷却することによって成膜する材質、すなわち熱可塑性を有する材質であれば、特に限定されるものではない。接着剤層の材質として、具体的には、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、マレイミド系樹脂、などを挙げることができる。 The material of the adhesive layer is not particularly limited as long as it is a material that generates heat flow by heating and forms a film by cooling, that is, a material having thermoplasticity. Specific examples of the material for the adhesive layer include acrylic resins, styrene resins, and maleimide resins.
（押圧工程）
押圧工程は、形成工程において形成した接着剤層を加熱した後、または加熱しつつ押圧する工程である。
(Pressing process)
A press process is a process of pressing, after heating the adhesive bond layer formed in the formation process, or heating.
押圧工程において、接着剤層は少なくとも熱流動を生じる温度以上に加熱することが好ましい。すなわち、接着剤層のガラス転移点よりも高い温度となるように加熱することが好ましく、接着剤層のガラス転移点よりも１００℃以上高い温度となるように加熱することがより好ましい。 In the pressing step, the adhesive layer is preferably heated to at least a temperature at which heat flow occurs. That is, it is preferable to heat so that it may become a temperature higher than the glass transition point of an adhesive bond layer, and it is more preferable to heat so that it may become a temperature 100 degreeC or more higher than the glass transition point of an adhesive bond layer.
接着剤層をそのガラス転移点よりも高い温度となるように加熱することによって、押圧した接着剤層の表面を平坦化することができる。すなわち、接着剤層をそのガラス転移点よりも高い温度となるように加熱すると、接着剤層の表面に形成された凹凸部において、凸部から凹部へと接着剤層が熱流動する。さらに、熱流動を生じている状態の接着剤層を、平坦な押圧面を有する押圧部材によって押圧してやることより、表面に凹凸が形成されている接着剤層を平坦化することができる。 The surface of the pressed adhesive layer can be flattened by heating the adhesive layer to a temperature higher than its glass transition point. That is, when the adhesive layer is heated so as to have a temperature higher than the glass transition point, the adhesive layer thermally flows from the convex portion to the concave portion in the concave and convex portions formed on the surface of the adhesive layer. Furthermore, by pressing the adhesive layer in a state where heat flow is caused by a pressing member having a flat pressing surface, the adhesive layer having irregularities formed on the surface can be flattened.
なお、接着剤層を加熱した後に押圧する場合には、少なくとも押圧を開始する時点において、接着剤層の温度がそのガラス転移点よりも高い温度であることが好ましい。 In addition, when pressing after heating an adhesive bond layer, it is preferable that the temperature of an adhesive bond layer is a temperature higher than the glass transition point at the time of starting a press at least.
また、押圧工程における接着剤層の温度は、そのガラス転移点よりも高い温度以上であれば、押圧工程の間に温度を変化させてもよい。例えば、後述する冷却工程のために、押圧工程の開始時よりも押圧工程の終了時の方が低い温度となるように徐々に接着剤層の温度を下げるようにしてもよい。 Moreover, as long as the temperature of the adhesive layer in the pressing step is higher than the glass transition point, the temperature may be changed during the pressing step. For example, for the cooling process described later, the temperature of the adhesive layer may be gradually lowered so that the temperature at the end of the pressing process is lower than that at the start of the pressing process.
押圧工程において、接着剤層に加えられる圧力は、接着剤層１ｍ２あたり、１０〜５００ＫＰａの範囲内であることが好ましい。 In the pressing step, the pressure applied to the adhesive layer is preferably in the range of 10 to 500 KPa per 1 m 2 of the adhesive layer.
押圧工程において接着剤層に加えられる圧力を上記範囲内とすることによって、接着剤層を押圧部材の押圧面の形状に沿って流動させることができる。また、押圧部材の押圧面の微細な凹凸が接着剤層に対して写ることを抑制することができる。 By setting the pressure applied to the adhesive layer in the pressing step within the above range, the adhesive layer can flow along the shape of the pressing surface of the pressing member. Moreover, it can suppress that the fine unevenness | corrugation of the press surface of a press member is reflected with respect to an adhesive bond layer.
なお、押圧工程において接着剤層に加えられる圧力は、押圧工程を通して一定であってもよく、また変化させてもよい。例えば、接着剤層の温度が高い場合、すなわち接着剤層の流動性が高い場合には、接着剤層により大きな圧力を加えるようにしてもよい。 Note that the pressure applied to the adhesive layer in the pressing step may be constant throughout the pressing step or may be changed. For example, when the temperature of the adhesive layer is high, that is, when the fluidity of the adhesive layer is high, a larger pressure may be applied to the adhesive layer.
また、押圧工程において、接着剤層を押圧する押圧時間は、１０秒〜３分の範囲内であることが好ましく、１〜２分の範囲内であることがより好ましい。押圧時間を上記範囲内とすることによって、接着剤層の表面を十分に均すことができるため、凹凸の形成されていた接着剤層の表面をほぼ完全に平坦化することができる。 In the pressing step, the pressing time for pressing the adhesive layer is preferably within a range of 10 seconds to 3 minutes, and more preferably within a range of 1 to 2 minutes. By setting the pressing time within the above range, the surface of the adhesive layer can be sufficiently leveled, so that the surface of the adhesive layer on which the irregularities are formed can be almost completely flattened.
さらに、押圧工程を行う空間内、例えばチャンバー内の圧力は、１００Ｐａ以下であることが好ましい。押圧工程を行う空間内の圧力を上記範囲とすることによって、流動する接着剤層にボイドが巻き込まれることなく平坦化処理を行うことができる。 Furthermore, the pressure in the space where the pressing step is performed, for example, the pressure in the chamber is preferably 100 Pa or less. By setting the pressure in the space where the pressing step is performed within the above range, the flattening process can be performed without voids being caught in the flowing adhesive layer.
（冷却工程）
冷却工程は、押圧工程においてその表面を平坦化した熱可塑性の接着剤層を冷却することにより接着剤層を成膜する工程である。
(Cooling process)
The cooling step is a step of forming the adhesive layer by cooling the thermoplastic adhesive layer whose surface is flattened in the pressing step.
冷却工程における接着剤層の温度は、少なくとも冷却工程の終了時において、ガラス転移点未満の温度であることが好ましく、室温（２５℃）以下の温度であることがより好ましい。 The temperature of the adhesive layer in the cooling step is preferably a temperature lower than the glass transition point at least at the end of the cooling step, and more preferably a temperature of room temperature (25 ° C.) or lower.
冷却工程において接着剤層の温度をガラス転移点未満の温度にまで冷却することによって、押圧工程において表面を平坦化した接着剤層をほぼ完全に成膜させることができる。 By cooling the temperature of the adhesive layer to a temperature lower than the glass transition point in the cooling step, the adhesive layer whose surface is flattened in the pressing step can be formed almost completely.
また、上述した押圧工程の終了時における接着剤層の温度と、冷却工程の終了時における接着剤層の温度との温度差は、できる限り小さいことが好ましい。 Moreover, it is preferable that the temperature difference between the temperature of the adhesive layer at the end of the pressing step described above and the temperature of the adhesive layer at the end of the cooling step is as small as possible.
押圧工程の少なくとも終了時における接着剤層の温度と、後述する冷却工程の少なくとも終了時における接着剤層の温度との温度差をできる限り小さくすることによって、基板を冷却する時間を低減する、すなわち平坦化処理におけるタクトを低減することができる。 By reducing the temperature difference between the temperature of the adhesive layer at least at the end of the pressing step and the temperature of the adhesive layer at least at the end of the cooling step described later as much as possible, the time for cooling the substrate is reduced. The tact in the planarization process can be reduced.
また、冷却工程においても引き続き押圧状態を維持することによって、押圧工程において平坦化した接着剤層の表面を変形させることなく、接着剤層を成膜させることができる。 Further, by continuously maintaining the pressed state in the cooling step, the adhesive layer can be formed without deforming the surface of the adhesive layer flattened in the pressing step.
冷却工程における押圧は、冷却工程を終了した後に解除してもよいし、冷却工程の途中に解除してもよい。押圧を冷却工程の途中に解除する場合、押圧を解除する時点における接着剤層の温度は、接着剤層のガラス転移点以下であることが好ましい。 The pressing in the cooling process may be released after the cooling process is completed, or may be released during the cooling process. When releasing the pressing in the middle of the cooling step, the temperature of the adhesive layer at the time of releasing the pressing is preferably equal to or lower than the glass transition point of the adhesive layer.
押圧を解除する時点における接着剤層の温度を接着剤層のガラス転移点以下とすることによって、接着剤層が押圧部材に付着することなく、接着剤層に対する押圧を解除することができる。 By setting the temperature of the adhesive layer at the time of releasing the pressure to be equal to or lower than the glass transition point of the adhesive layer, the pressure on the adhesive layer can be released without the adhesive layer adhering to the pressing member.
また、冷却工程において、接着剤層に加えられる圧力の大きさは、上述した押圧工程において接着剤層に加えられる圧力の大きさと同等であってもよく、また異なっていてもよい。冷却工程において接着剤層に加えられる圧力の大きさは、接着剤層の表面の形状を変化することなく抑えつけることが可能な大きさであれば特に限定されるものではない。 Moreover, the magnitude | size of the pressure applied to an adhesive bond layer in a cooling process may be equivalent to the magnitude | size of the pressure applied to an adhesive bond layer in the press process mentioned above, and may differ. The magnitude of the pressure applied to the adhesive layer in the cooling step is not particularly limited as long as it can be suppressed without changing the shape of the surface of the adhesive layer.
（サポートプレートとの貼り合せ）
以上の工程により平坦化した接着剤層を備えた半導体ウエハは、続いて、サポートプレートに貼り合せられ、薄化される。しかし、半導体ウエハ上に形成された接着剤層を平坦化したことによって、半導体ウエハとサポートプレートとの厚みの分布の均一性が向上するため、半導体ウエハとサポートプレートとを剥離する際における剥離性を向上することができる。また、半導体ウエハを薄化する際における接着剤層の転写を抑制することができる。
(Lamination with support plate)
The semiconductor wafer provided with the adhesive layer flattened by the above steps is subsequently bonded to a support plate and thinned. However, since the uniformity of the thickness distribution between the semiconductor wafer and the support plate is improved by flattening the adhesive layer formed on the semiconductor wafer, the peelability when the semiconductor wafer and the support plate are peeled off. Can be improved. Moreover, the transfer of the adhesive layer when the semiconductor wafer is thinned can be suppressed.
なお、本明細書等における「転写」とは、半導体ウエハの薄化処理の終了後に半導体ウエハの表面（サポートプレートに接着されていない側の面）に形成される隆起を意味している。 Note that “transfer” in this specification and the like means a protrusion formed on the surface of the semiconductor wafer (the surface not bonded to the support plate) after completion of the thinning process of the semiconductor wafer.
（付記事項）
本実施形態に係る基板処理方法は、押圧工程の直前までに、半導体ウエハ上に形成した接着剤層を乾燥（プリベーク）する乾燥工程を含んでいてもよい。乾燥工程における接着剤層の乾燥温度は、接着剤層に含まれる溶剤の種類に応じて適宜設定することができる。
(Additional notes)
The substrate processing method according to the present embodiment may include a drying step of drying (prebaking) the adhesive layer formed on the semiconductor wafer immediately before the pressing step. The drying temperature of the adhesive layer in the drying step can be appropriately set according to the type of solvent contained in the adhesive layer.
また、乾燥工程は、互いに異なる温度で行う少なくとも２段階の工程であることが好ましい。言い換えれば、プリベークする際には、乾燥工程を施す加熱器の温度を段階的に昇温させることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a drying process is a process of the at least 2 step performed at a mutually different temperature. In other words, when pre-baking, it is preferable to raise the temperature of the heater which performs a drying process in steps.
乾燥工程の段階数は、特に限定されるものではないが、乾燥工程にかかる手間を考えると２段階から３段階程度であることが好ましい。例えば、乾燥工程が３段階である場合、第１段階の乾燥温度を５０〜１５０℃程度とし、第２段階の乾燥温度を１００〜２００℃程度とし、第３段階の乾燥温度を１５０〜２００℃程度とすることが好ましい。 The number of stages in the drying process is not particularly limited, but it is preferable that the number of stages in the drying process is about two to three stages in view of the labor involved in the drying process. For example, when the drying process has three stages, the first stage drying temperature is about 50 to 150 ° C., the second stage drying temperature is about 100 to 200 ° C., and the third stage drying temperature is 150 to 200 ° C. It is preferable to set the degree.
乾燥工程を多段階とすることによって、接着剤層に含有されている多様な種類の溶剤をほぼ完全に除去することができる。 By making the drying process multistage, various kinds of solvents contained in the adhesive layer can be almost completely removed.
なお、乾燥工程における乾燥時間は、特に限定されるものではないが、各温度において１〜３分程度であることが好ましい。 In addition, although the drying time in a drying process is not specifically limited, It is preferable that it is about 1-3 minutes in each temperature.
また、押圧工程の直後から冷却工程の直前までの間に接着剤層の表面を均す均し工程を含んでいてもよい。均し工程を含むことによって、押圧部材の押圧面における凹凸に由来する接着剤層の表面の凹凸も平坦化することができる。 Further, a leveling step of leveling the surface of the adhesive layer may be included between immediately after the pressing step and immediately before the cooling step. By including the leveling step, the unevenness on the surface of the adhesive layer derived from the unevenness on the pressing surface of the pressing member can be flattened.
均し工程における接着剤層の温度は、熱流動を生じる温度以上であれば、特に限定されるものではない。また、均し工程において、接着剤層に加えられる圧力は、押圧手段の押圧面における凹凸によって生じた接着剤層の表面における凹凸を平坦化できる圧力であれば特に限定されるものではない。また、均し工程における加熱温度などその他の条件については、適宜設定することができる。 The temperature of the adhesive layer in the leveling step is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the temperature at which heat flow occurs. Further, the pressure applied to the adhesive layer in the leveling step is not particularly limited as long as it is a pressure that can flatten the unevenness on the surface of the adhesive layer caused by the unevenness on the pressing surface of the pressing means. Moreover, about other conditions, such as the heating temperature in a leveling process, it can set suitably.
〔実施形態２〕
実施形態１に記載の基板処理方法を実現する基板処理装置について、実施形態２として以下に説明する。なお、実施形態１と同様の用語については同一の意味で使用している。
[Embodiment 2]
A substrate processing apparatus for realizing the substrate processing method described in the first embodiment will be described below as a second embodiment. Note that the same terms as those in Embodiment 1 are used in the same meaning.
また、本実施形態に係る基板処理装置は、基板上に平坦な表面を有する被膜を形成することができれば、その具体的な用途は特に限定されるものではない。本実施形態では、半導体ウエハにサポートプレートを貼り合せる場合であり、かつ半導体ウエハ上に接着剤層を形成する場合を例に挙げて説明する。 In addition, the substrate processing apparatus according to the present embodiment is not particularly limited in specific application as long as a film having a flat surface can be formed on the substrate. In this embodiment, a case where a support plate is bonded to a semiconductor wafer and an adhesive layer is formed on the semiconductor wafer will be described as an example.
（基板処理装置の構成）
基板処理装置の構成について、図１を参照して以下に説明する。図１は、本実施形態における基板処理装置を示す断面図である。
(Configuration of substrate processing equipment)
The configuration of the substrate processing apparatus will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a substrate processing apparatus in the present embodiment.
図１に示すように、基板処理装置１は、筐体２、加熱器３、プレス板４、プレス板駆動部５、制御部６および扉７を備えている。各部材の詳細について以下に説明する。 As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus 1 includes a housing 2, a heater 3, a press plate 4, a press plate driving unit 5, a control unit 6, and a door 7. Details of each member will be described below.
（筐体２、扉７）
筐体２は、押圧処理の際の熱が外部に漏れないように、断熱性の素材によって形成されており、その一部に扉７を備えている。扉７は、前後、上下、または左右のいずれかに開閉可能である。なお、扉７の開閉は、下記に説明する制御部６によって制御されている。
(Case 2, door 7)
The housing 2 is formed of a heat insulating material so that heat at the time of the pressing process does not leak to the outside, and includes a door 7 in a part thereof. The door 7 can be opened and closed in front, back, up, down, or left and right. In addition, opening / closing of the door 7 is controlled by the control part 6 demonstrated below.
（加熱器３）
加熱器３は、図１に示すように、加熱器３の上に半導体ウエハ（基板）１０を戴置すると共に、半導体ウエハ１０を加熱し、半導体ウエハ１０上に形成された接着剤層（被膜）１１に熱流動を生じさせるものである。加熱器３は、半導体ウエハ１０を変形させることなく、接着剤層１１に熱流動を生じさせることができるものであれば、特に限定されるものではない。加熱器３として、具体的には、電熱線を内蔵しているヒーター、またはランプなどを挙げることができる。また、半導体ウエハ１０を戴置する戴置台と加熱機構とが一体をなして形成されている必要はなく、半導体ウエハ１０を戴置する戴置台と、例えばヒーターなどの加熱機構とがそれぞれ独立していてもよい。
(Heater 3)
As shown in FIG. 1, the heater 3 places a semiconductor wafer (substrate) 10 on the heater 3 and heats the semiconductor wafer 10 to form an adhesive layer (coating film) formed on the semiconductor wafer 10. ) 11 causes heat flow. The heater 3 is not particularly limited as long as it can generate heat flow in the adhesive layer 11 without deforming the semiconductor wafer 10. Specific examples of the heater 3 include a heater or a lamp with a built-in heating wire. Further, the mounting table on which the semiconductor wafer 10 is placed and the heating mechanism are not necessarily formed integrally, and the mounting table on which the semiconductor wafer 10 is placed and the heating mechanism such as a heater are independent from each other. It may be.
また、加熱器３の大きさは、半導体ウエハ１０の大きさと同等であるか、または大きいことが好ましい。また、加熱器３の形状は、半導体ウエハ１０と同一の形状であることが好ましい。なお、加熱器３による加熱時間および加熱温度などの設定は、下記に説明する制御部６によって制御されており、筐体２の一部に備えられた操作表示部（図示しない）によって、操作者に通知される。 The size of the heater 3 is preferably equal to or larger than the size of the semiconductor wafer 10. The shape of the heater 3 is preferably the same shape as the semiconductor wafer 10. The setting of the heating time and the heating temperature by the heater 3 is controlled by the control unit 6 described below, and the operator is displayed by an operation display unit (not shown) provided in a part of the housing 2. Will be notified.
（プレス板４、プレス板駆動部５）
プレス板４は、加熱部３に対向するように備えられた、接着剤層１１を押圧する押圧部材であり、平坦な押圧面４ａを有している。プレス板４の大きさは、半導体ウエハ１０と同等であるか、または半導体ウエハ１０よりも大きいことが好ましい。また、プレス板４の形状は、半導体ウエハ１０と同一の形状であることが好ましい。
(Press plate 4, press plate drive unit 5)
The press plate 4 is a pressing member that is provided so as to face the heating unit 3 and presses the adhesive layer 11, and has a flat pressing surface 4 a. The size of the press plate 4 is preferably equal to or larger than that of the semiconductor wafer 10. Further, the shape of the press plate 4 is preferably the same shape as the semiconductor wafer 10.
プレス板４の材質は、高温の接着剤層１０と接触することにより変形したり、損傷したりする材質でなければ特に限定されるものではない。プレス板４の材質として、具体的には、鉄およびニッケルなどを挙げることができる。 The material of the press plate 4 is not particularly limited as long as the material is not deformed or damaged by contact with the high-temperature adhesive layer 10. Specific examples of the material of the press plate 4 include iron and nickel.
プレス板４の押圧面４ａには、プレス板４を接着剤層１１から剥離する際に押圧面４ａに接着剤層１１が付着することを防止する処理が施されていることが好ましい。接着剤層１１の付着を防止する処理としては、例えば、フッ素樹脂加工、または離系剤による処理などを挙げることができる。 The pressing surface 4a of the press plate 4 is preferably subjected to a treatment for preventing the adhesive layer 11 from adhering to the pressing surface 4a when the press plate 4 is peeled from the adhesive layer 11. Examples of the treatment for preventing adhesion of the adhesive layer 11 include fluororesin processing or treatment with a release agent.
プレス板駆動部５は、プレス板４を支持すると共に、プレス板４を図１中に示す矢印方向（上下方向）に駆動するものである。プレス板駆動部５として、具体的には、シリンダなどを挙げることができる。なお、プレス板駆動部５におけるプレス板４の駆動タイミングおよび接着剤層１１に施す圧力の大きさは、下記に説明する制御部６によって制御されている。 The press plate driving unit 5 supports the press plate 4 and drives the press plate 4 in the arrow direction (up and down direction) shown in FIG. Specific examples of the press plate driving unit 5 include a cylinder. In addition, the drive timing of the press plate 4 in the press plate drive unit 5 and the magnitude of the pressure applied to the adhesive layer 11 are controlled by the control unit 6 described below.
なお、プレス板４は、接着剤層１１の表面を平坦化できるものであれば、図１に示すような板状の部材に限定されるものではない。板状以外にも、例えば、ローラー状の部材であってもよい。 The press plate 4 is not limited to a plate-like member as shown in FIG. 1 as long as the surface of the adhesive layer 11 can be planarized. In addition to the plate shape, for example, a roller-shaped member may be used.
（制御部６）
制御部６は、上述したように扉７の開閉、加熱器３における加熱時間および加熱温度、ならびにプレス板４の駆動タイミングおよび接着剤層１１に施す圧力の大きさを制御するものであり、マイクロコンピュータ（マイコン）などが用いられる。
(Control unit 6)
As described above, the control unit 6 controls the opening / closing of the door 7, the heating time and heating temperature in the heater 3, the drive timing of the press plate 4, and the pressure applied to the adhesive layer 11. A computer (microcomputer) is used.
（基板処理装置１の動作）
次に、基板処理装置１における半導体ウエハ１０の処理プロセスについて以下に説明する。
(Operation of the substrate processing apparatus 1)
Next, the processing process of the semiconductor wafer 10 in the substrate processing apparatus 1 will be described below.
接着剤層形成装置（図示しない）において、表面に接着剤層１１を形成された半導体ウエハ１０は、半導体ウエハ１０を搬送する搬送手段（図示しない）によって、加熱器３上に戴置される。より具体的には、半導体ウエハ１０を保持した搬送手段が、接着剤層形成装置から扉７の前に移動したことを認識すると、制御部６は扉７を開ける指示を送る。搬送手段は扉７から筐体２内へと移動し、半導体ウエハ１０を加熱器３上に戴置する。半導体ウエハ１０を加熱器３上に戴置した搬送手段は、扉７から筐体２外へと移動する。搬送手段が筐体２外へと移動したことを認識すると、制御部６は扉７を閉じる指示を送る。 In an adhesive layer forming apparatus (not shown), the semiconductor wafer 10 having the adhesive layer 11 formed on the surface is placed on the heater 3 by a transfer means (not shown) for transferring the semiconductor wafer 10. More specifically, when the transfer means holding the semiconductor wafer 10 recognizes that it has moved from the adhesive layer forming apparatus to the front of the door 7, the control unit 6 sends an instruction to open the door 7. The transfer means moves from the door 7 into the housing 2 and places the semiconductor wafer 10 on the heater 3. The transfer means placing the semiconductor wafer 10 on the heater 3 moves from the door 7 to the outside of the housing 2. When recognizing that the transport means has moved out of the housing 2, the control unit 6 sends an instruction to close the door 7.
扉７が閉じると制御部６は、加熱器３に対して加熱を開始する指示を送る。制御部６からの指示を受けた加熱器３は、半導体ウエハ１０を加熱し、接着剤層１１の乾燥を開始する。なお、接着剤層１１の乾燥は、必ずしも基板処理装置１において施される必要はなく、例えば接着剤層形成装置において予め施されてもよい。接着剤層１１の乾燥が終了すると、加熱器３は、接着剤層１１の表面において熱流動の生じる温度まで半導体ウエハ１０をさらに加熱する。なお、加熱温度などの加熱条件については、実施形態１において説明したため、ここではその説明を省略する。また、加熱条件は、用いる接着剤層１１の材質に応じて、操作者が適宜設定することが好ましい。 When the door 7 is closed, the controller 6 sends an instruction to start heating to the heater 3. Upon receiving the instruction from the control unit 6, the heater 3 heats the semiconductor wafer 10 and starts drying the adhesive layer 11. The drying of the adhesive layer 11 is not necessarily performed in the substrate processing apparatus 1, and may be performed in advance in, for example, an adhesive layer forming apparatus. When the drying of the adhesive layer 11 is completed, the heater 3 further heats the semiconductor wafer 10 to a temperature at which heat flow occurs on the surface of the adhesive layer 11. Since the heating conditions such as the heating temperature have been described in the first embodiment, the description thereof is omitted here. Moreover, it is preferable that an operator sets suitably a heating condition according to the material of the adhesive bond layer 11 to be used.
接着剤層１１の温度が操作者の設定した温度、すなわち接着剤層１１の表面において熱流動の生じる温度となると、制御部６は、プレス板駆動部５に対して接着剤層１１を押圧（プレス）するように指示を送る。制御部６からの指示を受けたプレス板駆動部５は、プレス板４を用いて接着剤層１１を押圧する。また、減圧装置（図示しない）は、筐体２内の圧力を低減する。接着剤層１１の押圧における圧力などの押圧条件については実施形態１において説明したため、ここではその説明を省略する。また、プレス板４による押圧の圧力、および押圧時間などの押圧（プレス）条件についても、加熱条件と同様に、用いる接着剤層１１の材質に応じて操作者が適宜設定することが好ましい。 When the temperature of the adhesive layer 11 reaches a temperature set by the operator, that is, a temperature at which heat flow occurs on the surface of the adhesive layer 11, the control unit 6 presses the adhesive layer 11 against the press plate driving unit 5 ( Send instructions to press). Upon receiving the instruction from the control unit 6, the press plate driving unit 5 presses the adhesive layer 11 using the press plate 4. Further, the decompression device (not shown) reduces the pressure in the housing 2. Since the pressing conditions such as the pressure in pressing the adhesive layer 11 have been described in the first embodiment, the description thereof is omitted here. Moreover, it is preferable that an operator also sets suitably about pressing (pressing) conditions, such as the press pressure by the press board 4, and pressing time, according to the material of the adhesive bond layer 11 to be used similarly to a heating condition.
なお、本実施形態では接着剤層１１を加熱した後、プレス板４によって接着剤層１１を押圧する場合について説明しているが、プレス板４によって接着剤層１１を押圧しつつ接着剤層１１を加熱してもよい。 In this embodiment, the case where the adhesive layer 11 is pressed by the press plate 4 after heating the adhesive layer 11 is described. However, the adhesive layer 11 is pressed while pressing the adhesive layer 11 by the press plate 4. May be heated.
制御部６は、予め設定された押圧時間を経過したことを認識すると、加熱部３に対して加熱を終了させる指示を送る。制御部６からの指示を受けた加熱部３は、加熱を終了する。そして、接着剤層１１のガラス転移点未満の温度となるまで半導体ウエハ１０を静置する。接着剤層１１の温度がそのガラス転移点未満になると、制御部６は、プレス板駆動部５に対してプレス板４による接着剤層１１の押圧を解除するように指示を送る。指示を受けたプレス板駆動部５は、プレス板４による接着剤層１１の押圧を解除する。 When recognizing that a preset pressing time has elapsed, the control unit 6 sends an instruction to end the heating to the heating unit 3. The heating unit 3 that has received an instruction from the control unit 6 ends the heating. Then, the semiconductor wafer 10 is allowed to stand until the temperature becomes lower than the glass transition point of the adhesive layer 11. When the temperature of the adhesive layer 11 becomes lower than the glass transition point, the control unit 6 sends an instruction to the press plate driving unit 5 to release the pressing of the adhesive layer 11 by the press plate 4. Upon receiving the instruction, the press plate driving unit 5 releases the pressing of the adhesive layer 11 by the press plate 4.
なお、本実施形態では、接着剤層１１を静置することによって冷却しているが、より迅速に接着剤層１１を冷却するための冷却部（図示しない）を備えていてもよい。冷却部は、平坦化した接着剤層１１の表面の形状を変形させるものでなければ、特に限定されるものではない。例えば、筐体２内に冷風を送る送風器であってもよく、またプレス板４に備えられており、接着剤層１１に接触して冷却するようなものであってもよい。 In the present embodiment, the adhesive layer 11 is cooled by standing, but a cooling unit (not shown) for cooling the adhesive layer 11 more quickly may be provided. The cooling part is not particularly limited as long as it does not change the shape of the surface of the flattened adhesive layer 11. For example, it may be a blower that sends cold air into the housing 2, or may be provided in the press plate 4 so as to cool by contacting the adhesive layer 11.
また、本実施形態では、制御部６が自動でプレス板４による押圧を開始し、解除するような構成としているが、これに限定されるものではなく、例えば操作者が手動で押圧を開始し、解除するようにしてもよい。 In the present embodiment, the control unit 6 automatically starts pressing with the press plate 4 and releases it. However, the present invention is not limited to this. For example, the operator manually starts pressing. , It may be canceled.
接着剤層１１を冷却することによる成膜が終了すると、半導体ウエハ１０は、搬送手段によって筐体２から取り出され、半導体ウエハ１０にサポートプレート（図示しない）を貼り合せるための処理装置へと搬送される。 When the film formation by cooling the adhesive layer 11 is completed, the semiconductor wafer 10 is taken out of the housing 2 by the transfer means and transferred to a processing apparatus for bonding a support plate (not shown) to the semiconductor wafer 10. Is done.
（付記事項）
本実施形態では、制御部６は、予め設定された押圧時間を経過したことを認識すると、加熱部３に対して加熱を終了する指示を送っているが、押圧時間を経過した後すぐに加熱を終了せず、接着剤層１１を均す均し処理を施してもよい。
(Additional notes)
In the present embodiment, when the control unit 6 recognizes that a preset pressing time has elapsed, the control unit 6 sends an instruction to end the heating to the heating unit 3, but the heating is performed immediately after the pressing time has elapsed. It is also possible to perform a leveling process for leveling the adhesive layer 11 without terminating the process.
より具体的に説明すると、制御部６は、予め設定された押圧時間を経過したことを認識すると、プレス板駆動部５に対して、プレス板４による接着剤層１１の押圧を緩めるように指示する。指示を受けたプレス板駆動部５は、押圧面４ａに接着剤層１１が付着しない程度に押圧を緩める。このとき、加熱器３は、引き続き接着剤層１１の表面において熱流動を生じる温度となるように半導体ウエハ１０を加熱する。加熱時間は、接着剤層１１の材質などに応じて操作者が適宜設定することが好ましい。なお、押圧工程の少なくとも直後から冷却工程の少なくとも直前までに接着剤層１１の表面を均す、均し工程における加熱温度などの条件については、実施形態１において説明したため、ここではその説明を省略する。 More specifically, when the control unit 6 recognizes that a preset pressing time has elapsed, the control unit 6 instructs the press plate driving unit 5 to loosen the press of the adhesive layer 11 by the press plate 4. To do. Upon receiving the instruction, the press plate driving unit 5 loosens the press so that the adhesive layer 11 does not adhere to the press surface 4a. At this time, the heater 3 heats the semiconductor wafer 10 so as to reach a temperature that causes heat flow on the surface of the adhesive layer 11. It is preferable that the operator appropriately sets the heating time according to the material of the adhesive layer 11 and the like. In addition, since the conditions such as the heating temperature in the leveling step that level the surface of the adhesive layer 11 at least immediately after the pressing step and at least immediately before the cooling step have been described in the first embodiment, description thereof is omitted here. To do.
制御部６は、予め設定された加熱時間が経過したことを認識すると、加熱部３に対して加熱を終了させる指示を送る。制御部６からの指示を受けた加熱部３は、加熱を終了する。 When recognizing that a preset heating time has elapsed, the control unit 6 sends an instruction to end the heating to the heating unit 3. The heating unit 3 that has received an instruction from the control unit 6 ends the heating.
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本発明に係る基板処理方法は、例えば、半導体ウエハとサポートプレートとを貼り合せる際において、熱可塑性の接着剤層を平坦化する処理として好適に利用することができる。 The substrate processing method according to the present invention can be suitably used, for example, as a process for flattening a thermoplastic adhesive layer when bonding a semiconductor wafer and a support plate.
１ 基板処理装置
２ 筐体
３ 加熱器
４ プレス板
５ プレス板駆動部
６ 制御部
７ 扉
１０ 半導体ウエハ（基板）
１１ 接着剤層（被膜）
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate processing apparatus 2 Case 3 Heater 4 Press plate 5 Press plate drive part 6 Control part 7 Door 10 Semiconductor wafer (substrate)
11 Adhesive layer (coating)
Claims (2)
上記基板の少なくとも一方の面には、回路が形成されており、
上記基板は、
基板上に熱可塑性の接着剤層を形成する形成工程と、
上記接着剤層を加熱した後に押圧する、または上記接着剤層を加熱しつつ押圧する押圧工程と、
上記接着剤層に対する押圧状態を維持すると共に、上記接着剤層を冷却する冷却工程とを含み、
上記冷却工程では、上記接着剤層をそのガラス転移点未満の温度まで冷却し、
上記押圧工程において上記接着剤層に加えられる圧力は、上記接着剤層１ｍ ２ あたり、１０〜５００ＫＰａの範囲内である、
基板上に平坦化膜を形成する基板処理方法によって形成された基板であることを特徴とするサポートプレートの貼合方法。 A support plate laminating method including a laminating step of laminating a support plate on a substrate having an adhesive layer,
A circuit is formed on at least one surface of the substrate,
The substrate is
And forming a thermoplastic adhesive layer on the base plate,
Pressing after heating the adhesive layer , or pressing while heating the adhesive layer ; and
While maintaining the pressing state against the adhesive layer, seen including a cooling step of cooling the adhesive layer,
In the cooling step, the adhesive layer is cooled to a temperature below its glass transition point,
The pressure applied to the adhesive layer in the pressing step is within a range of 10 to 500 KPa per 1 m 2 of the adhesive layer .
A support plate bonding method, which is a substrate formed by a substrate processing method for forming a planarizing film on a substrate .
In the said press process, the said adhesive bond layer is heated more than the glass transition point , The bonding method of the support plate of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
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