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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022178899
(43)【公開日】2022-12-02
(54)【発明の名称】ウェーハの加工方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/304 20060101AFI20221125BHJP
   B24B 7/04 20060101ALI20221125BHJP
   B24B 1/00 20060101ALI20221125BHJP
   B23K 26/354 20140101ALN20221125BHJP
【FI】
H01L21/304 631
B24B7/04 Z
B24B1/00 Z
B23K26/354
【審査請求】未請求
【請求項の数】1
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021086011
(22)【出願日】2021-05-21
(71)【出願人】
【識別番号】000134051
【氏名又は名称】株式会社ディスコ
(74)【代理人】
【識別番号】100075384
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 昂
(74)【代理人】
【識別番号】100172281
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100206553
【弁理士】
【氏名又は名称】笠原 崇廣
(74)【代理人】
【識別番号】100189773
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 英哲
(74)【代理人】
【識別番号】100184055
【弁理士】
【氏名又は名称】岡野 貴之
(74)【代理人】
【識別番号】100185959
【弁理士】
【氏名又は名称】今藤 敏和
(72)【発明者】
【氏名】キム ヨンソク
【テーマコード(参考)】
3C043
3C049
4E168
5F057
【Fターム(参考)】
3C043BA03
3C043BA09
3C043BA12
3C043BA15
3C043CC03
3C043DD06
3C049AA03
3C049AA12
3C049AB01
3C049AC01
3C049CA01
3C049CB01
4E168AC01
4E168DA04
4E168DA24
4E168HA01
4E168JA12
5F057AA05
5F057CA09
5F057CA16
5F057CA21
5F057DA22
5F057GA01
(57)【要約】
【課題】エッジトリミングが行われたウェーハを研削する際におけるウェーハの割れと、この研削後の工程におけるゴミの発生とを抑制できるウェーハの加工方法を提供する。
【解決手段】ウェーハを研削する研削ステップの前に、トリミングステップで形成されたウェーハの外周領域の切削面に局所的にエネルギーを供給する。これにより、トリミングステップによってウェーハの外周領域に形成されたダメージ層の少なくとも一部を除去し、又は、リペアすることができる。その結果、エッジトリミングが行われたウェーハを研削する際における外周領域を起点としたウェーハの割れと、この研削後の工程におけるゴミの発生とを抑制できる。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周領域が面取りされたウェーハを研削して薄化するウェーハの加工方法であって、
面取りされた該外周領域に該ウェーハの一方の面側から切削ブレードを切り込ませて、面取りされた該外周領域を環状に切削し、面取りされた該外周領域の少なくとも一部を除去するトリミングステップと、
該トリミングステップ実施後に、該トリミングステップで形成された該外周領域の切削面に局所的にエネルギーを供給する切削面処理ステップと、
を含むウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、外周領域が面取りされたウェーハを研削して薄化するウェーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【0002】
IC(Integrated Circuit)及びLSI(Large Scale Integration)等のデバイスのチップは、携帯電話及びパーソナルコンピュータ等の各種電子機器において不可欠の構成要素である。このようなチップは、例えば、半導体材料からなるウェーハの表面に多数のデバイスを形成した後、ウェーハを個々のデバイスを含む領域毎に分割することで製造される。
【0003】
チップの製造に用いられるウェーハは、応力が集中する外周領域にクラックが生じやすい。そのため、チップの製造工程においては、各種工程に先立って、外周領域が面取りされることが一般的である。さらに、チップの製造工程においては、製造されるチップの小型化等を目的として、ウェーハの分割に先立って、ウェーハの裏面側を研削してウェーハが薄化されることも多い。
【0004】
ただし、外周領域が面取りされたウェーハの裏面側を研削してウェーハを薄化すると、外周領域の裏面側がナイフエッジのような形状になる。そして、この部分には、応力が集中してクラックが生じやすい。そのため、チップの製造工程においては、ウェーハの外周領域の表面側の一部を切削して除去するエッジトリミングが行われた後に、この外周領域の残部を除去するようにウェーハの裏面側を研削することがある(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2000-173961号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ウェーハの外周領域には、エッジトリミングによって切削面が形成される。そして、エッジトリミングが行われると、この切削面に切削痕(周期的な凹凸)が形成され、また、ウェーハの切削によって生じた屑(切削屑)がウェーハに埋め込まれるように切削面に付着することによって、ウェーハにダメージ層が形成されることがある。
【0007】
このようなダメージ層は、エッジトリミング後にウェーハを研削する際にウェーハの割れの起点となるおそれがあり、また、この研削後の工程においてゴミ(切削屑)の発生源となるおそれもある。この点に鑑み、本発明の目的は、エッジトリミングが行われたウェーハを研削する際におけるウェーハの割れと、この研削後の工程におけるゴミの発生とを抑制できるウェーハの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明によれば、外周領域が面取りされたウェーハを研削して薄化するウェーハの加工方法であって、面取りされた該外周領域に該ウェーハの一方の面側から切削ブレードを切り込ませて、面取りされた該外周領域を環状に切削し、面取りされた該外周領域の少なくとも一部を除去するトリミングステップと、該トリミングステップ実施後に、該トリミングステップで形成された該外周領域の切削面に局所的にエネルギーを供給する切削面処理ステップと、を含むウェーハの加工方法が提供される。
【発明の効果】
【0009】
本発明においては、ウェーハを研削する研削ステップの前に、トリミングステップで形成されたウェーハの外周領域の切削面に局所的にエネルギーを供給する。これにより、トリミングステップによってウェーハの外周領域に形成されたダメージ層の少なくとも一部を除去し、又は、リペアすることができる。その結果、エッジトリミングが行われたウェーハを研削する際における外周領域を起点としたウェーハの割れと、この研削後の工程におけるゴミの発生とを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1図1(A)は、ウェーハの一例を模式的に示す上面図であり、図1(B)は、ウェーハの一例を模式的に示す断面図である。
図2図2は、ウェーハの加工方法の一例を模式的に示すフローチャートである。
図3図3(A)は、ウェーハに対してトリミングステップを実施する様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図3(B)は、トリミングステップ実施後のウェーハの一例を模式的に示す断面図である。
図4図4(A)は、ウェーハに対して切削面処理ステップを実施する様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図4(B)は、切削面処理ステップ実施後のウェーハの一例を模式的に示す断面図である。
図5図5は、切削面処理ステップ後に貼り合わせられた貼り合わせウェーハの一例を模式的に示す断面図である。
図6図6(A)は、貼り合わせウェーハに対して研削ステップを実施する様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図5(B)は、研削ステップ実施後の貼り合わせウェーハの一例を模式的に示す断面図である。
図7図7は、ウェーハの加工方法の変形例を模式的に示すフローチャートである。
図8図8は、トリミングステップ前に貼り合わせられた貼り合わせウェーハの一例を模式的に示す断面図である。
図9図9(A)は、貼り合わせウェーハに対してトリミングステップを実施する様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図9(B)は、トリミングステップ実施後の貼り合わせウェーハを模式的に示す断面図である。
図10図10(A)は、貼り合わせウェーハに対して切削面処理ステップを実施する様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図10(B)は、切削面処理ステップ実施後の貼り合わせウェーハを模式的に示す断面図である。
図11図11は、ウェーハの加工方法の変形例を模式的に示すフローチャートである。
図12図12(A)は、ウェーハに対して研削ステップを実施する様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図12(B)は、研削ステップ実施後のウェーハの一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1(A)は、ウェーハの一例を模式的に示す上面図であり、図1(B)は、ウェーハの一例を模式的に示す断面図である。図1(A)及び図1(B)に示されるウェーハ11は、例えば、シリコン(Si)等の半導体材料からなる。
【0012】
このウェーハ11の表面(一方の面)11a側は、互いに交差する複数の分割予定ラインで複数の領域に区画されており、各領域には、IC、LSI、半導体メモリ又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等のデバイス13が形成されている。
【0013】
さらに、ウェーハ11には、シリコン貫通電極(TSV(Through-Silicon Via))等の配線が設けられる開口(表面11aから裏面(他方の面)11cまで延在する貫通孔)又は溝が形成されていてもよい。また、ウェーハ11の外周領域は、面取りされている。すなわち、ウェーハ11の側面11bは、外側に凸になるように湾曲している。
【0014】
なお、ウェーハ11の材質、形状、構造及び大きさ等に制限はない。ウェーハ11は、例えば、シリコン以外の半導体材料(例えば、炭化シリコン(SiC)又は窒化ガリウム(GaN)等)からなっていてもよい。同様に、デバイス13の種類、数量、形状、構造、大きさ及び配置等にも制限はない。
【0015】
また、ウェーハ11は、その取り扱いを容易にするために、ダイシングテープを介してリングフレームと一体化されていてもよい。例えば、ウェーハ11の裏面(他方の面)11cがウェーハ11よりも径が長い円盤状のダイシングテープの中央領域に貼着され、かつ、ウェーハ11の径よりも内径が長いリングフレームがダイシングテープの外周領域に貼着されてもよい。
【0016】
図2は、ウェーハ11の加工方法の一例を模式的に示すフローチャートである。この方法においては、まず、ウェーハ11の面取りされた外周領域を環状に切削する(トリミングステップ:S1)。図3(A)は、ウェーハ11に対してトリミングステップ(S1)を実施する様子を模式的に示す一部断面側面図である。
【0017】
具体的には、図3(A)は、切削装置において、ウェーハ11の外周領域を切削する様子を模式的に示す一部断面側面図である。なお、図3(A)に示されるX1軸方向(前後方向)及びY1軸方向(左右方向)は、水平面上において互いに垂直な方向であり、また、Z1軸方向(上下方向)は、X1軸方向及びY1軸方向に垂直な方向(鉛直方向)である。
【0018】
図3(A)に示される切削装置2は、円柱状のθテーブル4を有する。このθテーブル4の上部には、ウェーハ11が置かれる円盤状のチャックテーブル6が設けられている。また、θテーブル4は、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されている。そして、この回転駆動源を動作させると、チャックテーブル6の中心を通るZ1軸方向に沿った直線を回転軸としてθテーブル4及びチャックテーブル6が回転する。
【0019】
チャックテーブル6は、ステンレス鋼等からなる枠体6aを有する。この枠体6aは、円盤状の底壁と、この底壁の周縁部から上方に向かって設けられている円環状の側壁とを有する。すなわち、枠体6aの上部には、底壁及び側壁によって画定される凹部が形成されている。
【0020】
この凹部には、多孔質セラミックスからなり、凹部の内径と概ね同じ径を有する円盤状のポーラス板(不図示)が固定されている。このポーラス板は、枠体6aに形成されている流路を介して真空ポンプ等の吸引源(不図示)に連結されている。そして、この吸引源を動作させると、ポーラス板の上面(チャックテーブル6の保持面)近傍の空間が負圧になる。
【0021】
そのため、チャックテーブル6の保持面にウェーハ11が置かれた状態で吸引源を動作させることで、チャックテーブル6において、ウェーハ11を吸引保持することできる。さらに、θテーブル4及びチャックテーブル6は、X1軸方向移動機構(不図示)に連結されている。そして、このX1軸方向移動機構を動作させると、θテーブル4及びチャックテーブル6がX1軸方向に沿って移動する。
【0022】
チャックテーブル6の上方には、切削ユニット8が設けられている。切削ユニット8は、Y1軸方向移動機構(不図示)及びZ1軸方向移動機構(不図示)に連結されている。そして、このY1軸方向移動機構を動作させると、切削ユニット8がY1軸方向に沿って移動する。また、このZ1軸方向移動機構を動作させると、切削ユニット8がZ1軸方向に沿って移動する。
【0023】
切削ユニット8は、Y1軸方向に延在する円柱状のスピンドル10を有する。スピンドル10の一端部(先端部)には、円環状の切刃を有する切削ブレード12が装着されている。切削ブレード12は、例えば、金属等からなる円環状の基台と、基台の外周縁に沿う円環状の切刃とが一体となって構成された、ハブタイプの切削ブレードである。
【0024】
ハブタイプの切削ブレードの切刃は、ダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素(cBN:cubic Boron Nitride)等からなる砥粒がニッケル等の結合材によって固定された電鋳砥石によって構成される。また、切削ブレード12として、金属、セラミックス又は樹脂等からなる結合材によって砥粒が固定された円環状の切刃によって構成される、ワッシャータイプの切削ブレードを用いてもよい。
【0025】
また、スピンドルの他端部(基端部)は、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されている。そして、この回転駆動源が動作すると、Y1軸方向に沿った直線を回転軸として、スピンドル10とともに切削ブレード12が回転する。さらに、この切削ブレード12の近傍には、ウェーハ11の切削される領域に液体(切削水)を供給するノズル(不図示)が設けられている。
【0026】
この切削装置2においては、例えば、以下の順序でトリミングステップ(S1)が行われる。まず、切削ブレード12から離隔し、かつ、ウェーハ11をチャックテーブル6の保持面に搬入可能な位置にチャックテーブル6を位置付けるように、X1軸方向移動機構がチャックテーブル6をX1軸方向に沿って移動させる。
【0027】
次いで、表面11aが上を向くようにウェーハ11をチャックテーブル6の保持面に搬入した後、ウェーハ11の裏面11c側がチャックテーブル6に吸引保持されるように吸引源を動作させる。次いで、ウェーハ11の中心からみてY1軸方向に位置するウェーハ11の外周領域の一部が、切削ブレード12からみてX1軸方向に配置されるように、Y1軸方向移動機構が切削ユニット8をY1軸方向に沿って移動させる。
【0028】
次いで、ウェーハ11の表面11aよりも低く、かつ、裏面11cよりも高い位置に切削ブレード12の最下端を位置付けるように、Z1軸方向移動機構が切削ユニット8を下降させる。
【0029】
次いで、スピンドル10の他端部に連結された回転駆動源がスピンドル10とともに切削ブレード12を回転させる。次いで、切削ブレード12の近傍に設けられたノズルから液体(切削水)を切削ブレード12の最下端近傍に供給しながら、切削ブレード12をウェーハ11に切り込ませる。
【0030】
具体的には、ウェーハ11の中心からみてY1軸方向に位置するウェーハ11の外周領域の一部に切削ブレード12の最下端が至るまで、X1軸方向移動機構がチャックテーブル6をX1軸方向に沿って移動させる。次いで、切削ブレード12を回転させたまま、θテーブル4に連結された回転駆動源を動作させてチャックテーブル6を少なくとも1回転させる。
【0031】
これにより、ウェーハ11の外周領域が環状に切削される。図3(B)は、トリミングステップ(S1)実施後のウェーハ11を模式的に示す断面図である。このトリミングステップ(S1)によって、ウェーハ11の面取りされた外周領域の表面11a側の一部が除去される。
【0032】
この時、トリミングステップ(S1)で形成されたウェーハ11の外周領域の切削面近傍には、ダメージ層11dが形成される。このダメージ層11dは、その表面(切削面)に切削痕(周期的な凹凸)が形成され、かつ/又は、トリミングステップ(S1)において生じた切削屑がウェーハに埋め込まれるように切削面に付着した層である。
【0033】
図2に示される方法においては、トリミングステップ(S1)実施後に、ウェーハ11の外周領域の切削面にレーザービームを照射する(切削面処理ステップ:S2)。図4(A)は、ウェーハ11に対して切削面処理ステップ(S2)を実施する様子を模式的に示す一部断面側面図である。
【0034】
具体的には、図4(A)は、レーザー加工装置において、ウェーハ11の外周領域の切削面(ダメージ層11dの表面)にレーザービームLが照射される様子を模式的に示す一部断面側面図である。なお、図4(A)に示されるX2軸方向(前後方向)及びY2軸方向(左右方向)は、水平面上において互いに垂直な方向であり、また、Z2軸方向(上下方向)は、X2軸方向及びY2軸方向に垂直な方向(鉛直方向)である。
【0035】
図4(A)に示されるレーザー加工装置14は、円柱状のθテーブル16を有する。このθテーブル16の上部には、ウェーハ11が置かれる円盤状のチャックテーブル18が設けられている。
【0036】
また、θテーブル16は、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されている。そして、この回転駆動源を動作させると、チャックテーブル18の中心を通るZ2軸方向に沿った直線を回転軸としてθテーブル16及びチャックテーブル18が回転する。
【0037】
チャックテーブル18は、ステンレス鋼等からなる枠体18aを有する。この枠体18aは、円盤状の底壁と、この底壁の周縁部から上方に向かって設けられている円環状の側壁とを有する。すなわち、枠体18aの上部には、底壁及び側壁によって画定される凹部が形成されている。
【0038】
この凹部には、多孔質セラミックスからなり、凹部の内径と概ね同じ径を有する円盤状のポーラス板(不図示)が固定されている。このポーラス板は、枠体18aに形成されている流路を介して真空ポンプ等の吸引源(不図示)に連結されている。
【0039】
そして、この吸引源を動作させると、ポーラス板の上面(チャックテーブル18の保持面)近傍の空間が負圧になる。そのため、チャックテーブル18の保持面にウェーハ11が置かれた状態で吸引源を動作させることで、チャックテーブル18において、ウェーハ11を吸引保持することできる。
【0040】
チャックテーブル18の側方には、レーザービーム照射ユニット(不図示)が設けられている。このレーザービーム照射ユニットは、レーザー媒質としてNd:YAG等を有し、ウェーハに吸収される波長(例えば、355nm)のレーザービームLをZ2軸方向に垂直な方向に沿って照射する。
【0041】
また、レーザービーム照射ユニットは、Z2軸方向移動機構(不図示)に連結されている。そして、このZ2軸方向移動機構を動作させると、レーザービーム照射ユニットがZ2軸方向に沿って移動する。
【0042】
このレーザー加工装置14においては、例えば、以下の順序で切削面処理ステップ(S2)が行われる。まず、表面11aが上を向くようにウェーハ11をチャックテーブル18の保持面に搬入した後、ウェーハ11の裏面11c側がチャックテーブル18に吸引保持されるように吸引源を動作させる。
【0043】
次いで、トリミングステップ(S1)で形成されたウェーハ11の外周領域の切削面(ダメージ層11dの表面)が、レーザービーム照射ユニットからみて、レーザービームLの照射方向に位置付けられるように、Z2軸方向移動機構がレーザービーム照射ユニットの位置を調整する。
【0044】
次いで、チャックテーブル18を回転させながら、レーザービーム照射ユニットがレーザービームLを照射する。さらに、このレーザービームLの照射は、Z2軸方向移動機構がレーザービーム照射ユニットの位置を動かしながら行われてもよい。これにより、例えば、レーザービームLが照射されたダメージ層11dにおいてレーザーアブレーションが生じる。
【0045】
その結果、ダメージ層11dの少なくとも一部が除去される。図4(B)は、切削面処理ステップ(S2)実施後のウェーハ11を模式的に示す断面図である。この切削面処理ステップ(S2)によって、例えば、ダメージ層11dのうちウェーハ11の厚さ方向(Z2軸方向)に沿って延在する部分が除去される。
【0046】
あるいは、このレーザービームLの照射は、ダメージ層11dへのレーザービームLの入射角度(レーザービームLの照射方向)を変動させながら行われてもよい。これにより、例えば、ダメージ層11dの全部を除去することができる。
【0047】
なお、切削面処理ステップ(S2)においては、ダメージ層11dが除去されなくてもよい。すなわち、切削面処理ステップ(S2)においては、ウェーハ11を研削する際におけるウェーハ11の割れと、この研削後の工程におけるゴミの発生とを抑制するために、ダメージ層11dをリペアできればよい。
【0048】
例えば、切削面処理ステップ(S2)においては、ダメージ層11dが僅かに融解した後に即座に凝固するようにレーザービームLをダメージ層11dに照射してもよい。これにより、ダメージ層11dの表面(切削面)をなだらかにし、かつ、ウェーハ11に埋め込まれるように切削面に付着したゴミ(切削屑)を固着させることができる。
【0049】
さらに、ダメージ層11dをリペアするためのレーザービームLの照射は、Z2軸方向移動機構がレーザービーム照射ユニットの位置を動かしながら行われてもよいし、ダメージ層11dへのレーザービームLの入射角度を変動させながら行われてもよい。このように、ダメージ層11dを除去し、又は、リペアするためには、例えば、レーザービームLの出力を1W~30Wとすることが好ましい。
【0050】
図2に示される方法においては、切削面処理ステップ(S2)実施後に、ウェーハ11を別の支持ウェーハに貼り合わせる(貼り合わせステップ:S3)。図5は、支持ウェーハに貼り合わせられたウェーハ11(貼り合わせウェーハ)の一例を模式的に示す断面図である。
【0051】
貼り合わせステップ(S3)においては、例えば、接着剤を介してウェーハ11の表面11a側を支持ウェーハ15の表面15a側に貼り合わせることによって貼り合わせウェーハ17が形成される。この支持ウェーハ15は、ウェーハ11と概ね等しい径を有し、例えば、シリコン等の半導体材料からなる。
【0052】
また、支持ウェーハ15は、ベアウェーハであってもよいし、何らかのデバイスが形成されたウェーハであってもよい。例えば、この貼り合わせウェーハ17を用いてBSI(Back Side Illumination)型CMOSイメージセンサが製造される場合には、支持ウェーハ15にイメージセンサの画素用の回路が形成されていてもよい。また、支持ウェーハ15の外周領域は、面取りされている。
【0053】
図2に示される方法においては、貼り合わせステップ(S3)実施後に、貼り合わせウェーハ17を研削して仕上げ厚みへと薄化する(研削ステップ:S4)。図6(A)は、貼り合わせウェーハ17に対して研削ステップ(S4)を実施する様子を模式的に示す一部断面側面図である。
【0054】
具体的には、図6(A)は、研削装置において、ウェーハ11の裏面11c側を研削する様子を模式的に示す一部断面側面図である。なお、図6(A)に示されるX3軸方向(前後方向)及びY3軸方向(左右方向)は、水平面上において互いに垂直な方向であり、また、Z3軸方向(上下方向)は、X3軸方向及びY3軸方向に垂直な方向(鉛直方向)である。
【0055】
図6(A)に示される研削装置20は、円盤状のチャックテーブル22を有する。このチャックテーブル22は、セラミックス等からなる枠体24を有する。この枠体24は、円盤状の底壁と、この底壁の周縁部から上方に向かって設けられている円環状の側壁とを有する。すなわち、枠体24の上部には、底壁及び側壁によって画定される凹部が形成されている。
【0056】
この凹部には、多孔質セラミックスで形成され、凹部の内径と概ね等しい径を有する円盤状のポーラス板26が固定されている。このポーラス板26の下面は概ね平坦であり、その上面は中央部が外周部に比べてわずかに突出した形状、すなわち、円錐の側面に相当する形状になっている。
【0057】
また、ポーラス板26は、枠体24に形成されている流路を介して真空ポンプ等の吸引源(不図示)に連結されている。そして、この吸引源を動作させると、ポーラス板26の上面(チャックテーブル22の保持面)近傍の空間が負圧になる。
【0058】
そのため、チャックテーブル22の保持面にウェーハ11が置かれた状態で吸引源を動作させることで、チャックテーブル22において、貼り合わせウェーハ17を吸引保持することできる。さらに、チャックテーブル22の下部には、円柱状のスピンドル28の上部が連結されている。なお、チャックテーブル22は、スピンドル28から取り外し可能である。
【0059】
このスピンドル28の下部は、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されている。そして、この回転駆動源を動作させると、チャックテーブル22の保持面の中心を通る回転軸30を中心としてチャックテーブル22が回転する。すなわち、チャックテーブル22は、その保持面の周方向に沿って回転する。
【0060】
チャックテーブル22の下方には、チャックテーブル22を支持する環状のベアリング32が設けられている。ベアリング32の下方には、環状の支持板34が固定されている。そして、ベアリング32は、支持板34に対してチャックテーブル22が回転できる態様でチャックテーブル22を支持している。支持板34の下方には、環状のテーブルベース36が設けられている。
【0061】
スピンドル28は、ベアリング32、支持板34及びテーブルベース36のそれぞれの中央に設けられた開口に位置する。テーブルベース36の下面側には、テーブルベース36の下面の周方向に沿って互いに離れる様に、3つの支持機構(固定支持機構38a、第1可動支持機構38b及び第2可動支持機構38c)が設けられている。なお、本明細書では、これら3つの支持機構をまとめて、傾き調整ユニット38と称する。
【0062】
テーブルベース36は、固定支持機構38a、第1可動支持機構38b及び第2可動支持機構38cに支持されている。固定支持機構38aは、所定長さの支柱(固定軸)を有する。この支柱の上部は、テーブルベース36の下面に固定された上部支持体を支持しており、この支柱の下部は、支持ベースに固定されている。
【0063】
第1可動支持機構38b及び第2可動支持機構38cのそれぞれは、先端部に雄ねじが形成された支柱(可動軸)40を有する。支柱40の先端部(上部)は、テーブルベース36の下面に固定された上部支持体42に回転可能な態様で連結されている。より具体的には、上部支持体42は、雌ねじを有するロッド等の金属製柱状部材であり、支柱40の雄ねじは、上部支持体42の雌ねじに回転可能な態様で連結されている。
【0064】
第1可動支持機構38b及び第2可動支持機構38cの支柱40の外周には、所定の外径を有する円環状のベアリング44が固定されている。ベアリング44の一部は、階段状の支持板46に支持されている。すなわち、第1可動支持機構38b及び第2可動支持機構38cは、支持板46に支持されている。
【0065】
支柱40の下部には、支柱40を回転させるモータ48が連結されている。モータ48を動作させて支柱40を一方向に回転させることで、上部支持体42が上昇する。また、モータ48を動作させて支柱40を他方向に回転させることで、上部支持体42が下降する。このように、第1可動支持機構38b及び第2可動支持機構38cの上部支持体42が昇降することで、テーブルベース36(すなわち、チャックテーブル22)の傾きが調整される。
【0066】
さらに、チャックテーブル22は、水平方向移動機構(不図示)に連結されている。そして、この水平方向移動機構を動作させると、チャックテーブル22がZ3軸方向に垂直な方向に移動する。
【0067】
チャックテーブル22の上方には、研削ユニット50が設けられている。研削ユニット50は、Z3軸方向移動機構(不図示)に連結されている。そして、このZ3軸方向移動機構を動作させると、研削ユニット50がZ3軸方向に沿って移動する。また、研削ユニット50は、Z3軸方向に延在する円柱状のスピンドル52を有する。
【0068】
このスピンドル52の下端部(先端部)には、ステンレス鋼等からなる円盤状のホイールマウント54の上面が固定されている。ホイールマウント54の下部には、ホイールマウント54と概ね径が等しい円環状の研削ホイール56が取り外し可能な態様で装着されている。
【0069】
研削ホイール56は、円環状のホイール基台58を有する。ホイール基台58は、例えば、ステンレス鋼等からなり、その下面側には、この下面の周方向に沿って複数の研削砥石60が離散的に配置されている。複数の研削砥石60の下面は、Z3軸方向において概ね同じ高さに配置されている。
【0070】
また、スピンドル52の上端部(基端部)は、モータ等の回転駆動源(不図示)に連結されている。そして、この回転駆動源が動作すると、スピンドル52の中心を通るZ3軸方向に沿った直線を回転軸として、スピンドル52とともに研削ホイール56が回転する。さらに、この研削ホイール56の近傍には、ウェーハ11の切削される領域に液体(研削水)を供給するノズル(不図示)が設けられている。
【0071】
この研削装置20においては、例えば、以下の順序で研削ステップ(S4)が行われる。まず、研削ホイール56から離隔し、かつ、貼り合わせウェーハ17をチャックテーブル22の保持面に搬入可能な位置にチャックテーブル22を位置付けるように、水平方向移動機構がチャックテーブル22を移動させる。
【0072】
次いで、ウェーハ11の裏面11cが上を向くように貼り合わせウェーハ17をチャックテーブル22の保持面に搬入した後、支持ウェーハ15がチャックテーブル22に吸引保持されるように吸引源を動作させる。
【0073】
次いで、チャックテーブル22の傾きを調整する。具体的には、チャックテーブル22の保持面の外周上の点のうち最も高くなる点と保持面の中心とを結ぶ線分がZ3軸方向に垂直になるように、傾き調整ユニット38がチャックテーブル22の傾きを調整する。すなわち、この線分が、複数の研削砥石60の下面と平行になるように、傾き調整ユニット38がチャックテーブル22の傾きを調整する。なお、この線分が予めZ3軸方向に垂直になっている場合には、チャックテーブル22の傾きを調整は省略される。
【0074】
次いで、平面視において、研削ホイール56を回転させた時の複数の研削砥石60の軌跡と、上記の線分の一端及び他端とが重なるように、水平方向移動機構がチャックテーブル22を移動させる。次いで、スピンドル52の上端部に連結された回転駆動源がスピンドル52とともに研削ホイール56を回転させ、かつ、スピンドル28の下部に連結された回転駆動源がスピンドル28とともにチャックテーブル22を回転させる。
【0075】
次いで、研削ホイール56の近傍に設けられたノズルから液体(研削水)をウェーハ11の裏面11cに供給しながら、複数の研削砥石60の下面をウェーハ11の裏面11cに接触させるようにZ3軸方向移動機構が研削ユニット50を下降させる。これにより、ウェーハ11の裏面11c側の一部が研削されて除去される。さらに、研削ホイール56及びチャックテーブル22を回転させたまま、貼り合わせウェーハ17が仕上げ厚みに薄化されるまでZ3軸方向移動機構が研削ユニット50を下降させる。
【0076】
その結果、ウェーハ11の外周領域の裏面11c側に残存する面取りされた部分が除去される。図6(B)は、研削ステップ(S4)実施後の貼り合わせウェーハ17を模式的に示す断面図である。この研削ステップ(S4)によって、例えば、ウェーハ11の外周領域の裏面11c側に残存する面取りされた部分とともにダメージ層11dのうちウェーハ11の平面方向に沿って延在する部分が除去される。
【0077】
図2に示される方法においては、ウェーハ11を研削する研削ステップ(S4)の前に、トリミングステップ(S1)で形成されたウェーハ11の外周領域の切削面(ダメージ層11dの表面)にレーザービームLを照射する。これにより、トリミングステップ(S1)によってウェーハ11の外周領域に形成されたダメージ層11dの一部を除去し、又は、リペアすることができる。その結果、研削ステップ(S4)における外周領域を起点としたウェーハ11の割れ及び研削ステップ(S4)後の工程におけるゴミの発生を抑制できる。
【0078】
なお、上述した方法は本発明の一態様であって、本発明は上述した方法に限定されない。例えば、本発明のウェーハの加工方法においては、トリミングステップ及び切削面処理ステップに先立って貼り合わせステップが実施されてもよい。図7は、このようなウェーハの加工方法の一例を模式的に示すフローチャートである。
【0079】
この方法においては、まず、ウェーハ11を別の支持ウェーハ15に貼り合わせる(貼り合わせステップ:S11)。図8は、支持ウェーハ15に貼り合わせられたウェーハ11(貼り合わせウェーハ17)の一例を模式的に示す断面図である。この貼り合わせステップ(S11)は、上述の貼り合わせステップ(S3)と同様に実施されるため、ここでは、上述の説明を援用する。
【0080】
図7に示される方法においては、貼り合わせステップ(S11)実施後に、貼り合わせウェーハ17(ウェーハ11及び支持ウェーハ15)の面取りされた外周領域を環状に切削する(トリミングステップ:S12)。図9(A)は、貼り合わせウェーハ17に対してトリミングステップ(S12)を実施する様子を模式的に示す一部断面側面図である。なお、トリミングステップ(S12)において用いられる切削装置2については、上述の説明を援用する。
【0081】
このトリミングステップ(S12)は、例えば、以下の順序で行われる。まず、切削ブレード12から離隔し、かつ、ウェーハ11をチャックテーブル6の保持面に搬入可能な位置にチャックテーブル6を位置付けるように、X1軸方向移動機構がチャックテーブル6をX1軸方向に沿って移動させる。
【0082】
次いで、ウェーハ11の裏面11cが上を向くように貼り合わせウェーハ17をチャックテーブル6の保持面に搬入した後、支持ウェーハ15の裏面15b側がチャックテーブル6に吸引保持されるように吸引源を動作させる。次いで、ウェーハ11の中心からみてY1軸方向に位置する貼り合わせウェーハ17の外周領域の一部が、切削ブレード12からみてX1軸方向に配置されるように、Y1軸方向移動機構が切削ユニット8をY1軸方向に沿って移動させる。
【0083】
次いで、支持ウェーハ15の表面15aよりも低く、かつ、裏面15bよりも高い位置に切削ブレード12の最下端を位置付けるように、Z1軸方向移動機構が切削ユニット8を下降させる。
【0084】
次いで、スピンドル10の他端部に連結された回転駆動源がスピンドル10とともに切削ブレード12を回転させる。次いで、切削ブレード12の近傍に設けられたノズルから液体(切削水)を切削ブレード12の最下端近傍に供給しながら、切削ブレード12をウェーハ11に切り込ませる。
【0085】
具体的には、貼り合わせウェーハ17の中心からみてY1軸方向に位置する貼り合わせウェーハ17の外周領域の一部に切削ブレード12の最下端が至るまで、X1軸方向移動機構がチャックテーブル6をX1軸方向に沿って移動させる。次いで、切削ブレード12を回転させたまま、θテーブル4に連結された回転駆動源を動作させてチャックテーブル6を少なくとも1回転させる。
【0086】
これにより、貼り合わせウェーハ17の外周領域が環状に切削される。図9(B)は、トリミングステップ(S2)実施後の貼り合わせウェーハ17を模式的に示す断面図である。このトリミングステップ(S2)によって、ウェーハ11の面取りされた外周領域の全部及び支持ウェーハ15の面取りされた外周領域の表面15a側の一部が除去される。
【0087】
この時、トリミングステップ(S2)で形成されたウェーハ11の外周領域の切削面近傍にはダメージ層11dが形成され、また、支持ウェーハ15の外周領域の切削面近傍にはダメージ層15cが形成される。
【0088】
図7に示される方法においては、トリミングステップ(S2)実施後に、貼り合わせウェーハ17(ウェーハ11及び支持ウェーハ15)の外周領域の切削面にレーザービームを照射する(切削面処理ステップ:S13)。図10(A)は、貼り合わせウェーハ17に対して切削面処理ステップ(S13)を実施する様子を模式的に示す一部断面側面図である。なお、切削面処理ステップ(S13)において用いられるレーザー加工装置14については、上述の説明を援用する。
【0089】
この切削面処理ステップ(S13)は、例えば、以下の順序で行われる。まず、ウェーハ11の裏面11cが上を向くように貼り合わせウェーハ17をチャックテーブル18の保持面に搬入した後、支持ウェーハ15の裏面15b側がチャックテーブル18に吸引保持されるように吸引源を動作させる。
【0090】
次いで、トリミングステップ(S12)で形成された貼り合わせウェーハ17の外周領域の切削面(ダメージ層11d及びダメージ層15cの表面)が、レーザービーム照射ユニットからみて、レーザービームLの照射方向に位置付けられるように、Z2軸方向移動機構がレーザービーム照射ユニットの位置を調整する。
【0091】
次いで、チャックテーブル18を回転させながら、レーザービーム照射ユニットがレーザービームLを照射する。さらに、このレーザービームLの照射は、Z2軸方向移動機構がレーザービーム照射ユニットの位置を動かしながら行われてもよい。これにより、例えば、レーザービームLが照射されたダメージ層11d及びダメージ層15cにおいてレーザーアブレーションが生じる。
【0092】
さらに、このレーザービームLの照射は、ダメージ層11d及びダメージ層15cへのレーザービームLの入射角度(レーザービームLの照射方向)を変動させながら行われる。これにより、例えば、ダメージ層11d及びダメージ層15cの全部を除去することができる。
【0093】
その結果、ダメージ層11d及びダメージ層15cの全部が除去される。図10(B)は、切削面処理ステップ(S13)実施後の貼り合わせウェーハ17を模式的に示す断面図である。この切削面処理ステップ(S3)によって、例えば、ダメージ層11dとダメージ層15cの全部が除去される。
【0094】
なお、切削面処理ステップ(S13)においては、ダメージ層11d及びダメージ層15cが除去されなくてもよい。すなわち、切削面処理ステップ(S3)においては、ウェーハ11を研削する際におけるウェーハ11の割れと、この研削後の工程におけるゴミの発生とを抑制するために、ダメージ層11d及びダメージ層15cをリペアできればよい。
【0095】
例えば、切削面処理ステップ(S13)においては、ダメージ層11d及びダメージ層15cが僅かに融解した後に即座に凝固するようにレーザービームLをダメージ層11d及びダメージ層15cに照射してもよい。これにより、ダメージ層11d及びダメージ層15cの表面(切削面)をなだらかにし、かつ、ウェーハ11及び支持ウェーハ15に埋め込まれるように切削面に付着したゴミ(切削屑)を固着させることができる。
【0096】
さらに、切削面処理ステップ(S2)と同様に、ダメージ層11dを除去し、又は、リペアするためには、例えば、切削面処理ステップ(S13)におけるレーザービームLの出力を1W~30Wとすることが好ましい。
【0097】
図7に示される方法においては、切削面処理ステップ(S13)実施後に、貼り合わせウェーハを研削して仕上げ厚みへと薄化する(研削ステップ:S14)。この研削ステップ(S14)は、上述の研削ステップ(S4)と同様に実施されるため、ここでは、上述の説明を援用する。
【0098】
図7に示されるウェーハの加工方法においても、図2に示されるウェーハの加工方法と同様に、研削ステップ(S14)における外周領域を起点としたウェーハ11の割れ及び研削ステップ(S14)後の工程におけるゴミの発生を抑制できる。
【0099】
また、本発明のウェーハの加工方法においては、貼り合わせステップが実施されなくてもよい。すなわち、本発明のウェーハの加工方法においては、単一のウェーハを用いて、トリミングステップ、切削面処理ステップ及び研削ステップの全てが実施されてもよい。図11は、このようなウェーハの加工方法の一例を模式的に示すフローチャートである。
【0100】
この方法においては、まず、ウェーハ11の面取りされた外周領域を環状に切削する(トリミングステップ:S21)。このトリミングステップ(S21)は、上述のトリミングステップ(S1)と同様に実施されるため、ここでは、上述の説明を援用する。
【0101】
図11に示される方法においては、トリミングステップ(S21)実施後に、ウェーハ11の外周領域の切削面にレーザービームを照射する(切削面処理ステップ:S22)。この切削面処理ステップ(S22)は、上述の切削面処理ステップ(S2)と同様に実施されるため、ここでは、上述の説明を援用する。
【0102】
図11に示される方法においては、切削面処理ステップ(S22)実施後に、ウェーハ11を研削して仕上げ厚みへと薄化する(研削ステップ:S23)。図12(A)は、ウェーハ11に対して研削ステップ(S23)を実施する様子を模式的に示す一部断面側面図である。なお、研削ステップ(S23)において用いられる研削装置20については、上述の説明を援用する。
【0103】
この研削ステップ(S23)は、例えば、以下の順序で行われる。まず、研削ホイール56から離隔し、かつ、ウェーハ11をチャックテーブル22の保持面に搬入可能な位置にチャックテーブル22を位置付けるように、水平方向移動機構がチャックテーブル22を移動させる。
【0104】
次いで、ウェーハ11の表面11aにウェーハ11と概ね径が等しいフィルム状の保護部材(不図示)を貼付する。この保護部材は、例えば、樹脂からなり、ウェーハ11の裏面11c側を研削する際に表面11a側に加わる衝撃を緩和してデバイス13を保護する。
【0105】
次いで、裏面11cが上を向くようにウェーハ11をチャックテーブル22の保持面に搬入した後、ウェーハ11の表面11a側がチャックテーブル22に吸引保持されるように吸引源を動作させる。
【0106】
次いで、チャックテーブル22の傾きを調整する。具体的には、チャックテーブル22の保持面の外周上の点のうち最も高くなる点と保持面の中心とを結ぶ線分がZ3軸方向に垂直になるように、傾き調整ユニット38がチャックテーブル22の傾きを調整する。すなわち、この線分が、複数の研削砥石60の下面と平行になるように、傾き調整ユニット38がチャックテーブル22の傾きを調整する。なお、この線分が予めZ3軸方向に垂直になっている場合には、チャックテーブル22の傾きを調整は省略される。
【0107】
次いで、平面視において、研削ホイール56を回転させた時の複数の研削砥石60の軌跡と、上記の線分の一端及び他端とが重なるように、水平方向移動機構がチャックテーブル22を移動させる。次いで、スピンドル52の上端部に連結された回転駆動源がスピンドル52とともに研削ホイール56を回転させ、かつ、スピンドル28の下部に連結された回転駆動源がスピンドル28とともにチャックテーブル22を回転させる。
【0108】
次いで、研削ホイール56の近傍に設けられたノズルから液体(研削水)をウェーハ11の裏面11cに供給しながら、複数の研削砥石60の下面をウェーハ11の裏面11cに接触させるようにZ3軸方向移動機構が研削ユニット50を下降させる。これにより、ウェーハ11の裏面11c側の一部が研削されて除去される。さらに、研削ホイール56及びチャックテーブル22を回転させたまま、ウェーハ11が仕上げ厚みまで薄化されるまでZ3軸方向移動機構が研削ユニット50を下降させる。
【0109】
その結果、ウェーハ11の外周領域の裏面11c側に残存する面取りされた部分とともに残存するダメージ層11dが除去される。図12(B)は、研削ステップ(S23)実施後のウェーハ11を模式的に示す断面図である。この研削ステップ(S23)によって、例えば、ダメージ層11dのうちウェーハ11の平面方向に沿って延在する部分が除去される。
【0110】
図11に示されるウェーハの加工方法においても、図2又は図7に示されるウェーハの加工方法と同様に、研削ステップ(S23)における外周領域を起点としたウェーハ11の割れ及び研削ステップ(S23)後の工程におけるゴミの発生を抑制できる。
【0111】
また、上述した方法のトリミングステップ(S1),(S21)においては、ウェーハ11の面取りされた外周領域の裏面11c側の一部を残存させるようにエッジトリミングが行われているが、本発明の方法のトリミングステップにおいては、ウェーハ11の面取りされた外周部分の全部を除去するようにエッジトリミングが行われてもよい。
【0112】
すなわち、本発明の方法のトリミングステップにおいては、ウェーハ11の厚さ方向に沿ってのみダメージ層11dが形成されるようにエッジトリミングが行われてもよい。このようなエッジトリミングは、例えば、切削ブレード12の最下端がウェーハ11の裏面11cよりも下に位置付けられた状態で、切削ブレード12をウェーハ11に切り込ませることによって行われる。
【0113】
なお、この場合には、ウェーハ11の裏面11c側にダイシングテープが貼着されていることが好ましい。すなわち、このダイシングテープを介して、ウェーハ11がチャックテーブル6に吸引保持された状態で、ウェーハ11のエッジトリミングが行われることが好ましい。これにより、切削ブレード12がチャックテーブル6に接触することによるチャックテーブル6の損傷を防止できる。
【0114】
また、上述した方法の切削面処理ステップ(S2),(S13),(S22)においては、ウェーハ11のダメージ層11d(及びダメージ層15c)の表面にレーザービームが照射されているが、本発明の方法の切削面処理ステップにおいては、レーザービームの照射以外の方法でダメージ層11d(及びダメージ層15c)にエネルギーが供給されてもよい。
【0115】
すなわち、本発明の方法の切削面処理ステップにおいては、デバイス13への悪影響を生じさせないようにダメージ層11dに局所的にエネルギーを供給してダメージ層11dを除去又はリペアできるのであれば、どのような手段を用いてよい。例えば、本発明の方法の切削面処理ステップにおいては、レーザービームが局所的な大気圧プラズマ又はイオンビーム等に置換されてもよい。
【0116】
その他、上述した実施形態にかかる構造及び方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【0117】
11 :ウェーハ(11a:表面、11b:側面)
(11c:裏面、11d:ダメージ層)
13 :デバイス
15 :支持ウェーハ(15a:表面、15b:裏面)
17 :貼り合わせウェーハ
2 :切削装置
4 :θテーブル
6 :チャックテーブル(6a:枠体)
8 :切削ユニット
10 :スピンドル
12 :切削ブレード
14 :レーザー加工装置
16 :θテーブル
18 :チャックテーブル(18a:枠体)
20 :研削装置
22 :チャックテーブル
24 :枠体
26 :ポーラス板
28 :スピンドル
30 :回転軸
32 :ベアリング
34 :支持板
36 :テーブルベース
38 :傾き調整ユニット(38a:固定支持機構、38b,38c:可動支持機構)
40 :支柱
42 :上部支持体
44 :ベアリング
46 :支持板
48 :モータ
50 :研削ユニット
52 :スピンドル
54 :ホイールマウント
56 :研削ホイール
58 :ホイール基台
60 :研削砥石
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12