特開 2022-24867 ウエハの加工方法

(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】P2022024867

(43)【公開日】2022-02-09

(54)【発明の名称】ウエハの加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/065 20060101AFI20220202BHJP

   B23H 9/14 20060101ALI20220202BHJP

   B23K 26/382 20140101ALI20220202BHJP

   B23B 35/00 20060101ALI20220202BHJP

   B28D 5/02 20060101ALI20220202BHJP

   B28D 5/04 20060101ALI20220202BHJP

   B26F 1/16 20060101ALI20220202BHJP

   B26F 3/00 20060101ALI20220202BHJP

【ＦＩ】

H01L25/08 C

B23H9/14

B23K26/382

B23B35/00

B28D5/02 A

B28D5/04 A

B26F1/16

B26F3/00 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020127691

(22)【出願日】2020-07-28

(71)【出願人】

【識別番号】519368965

【氏名又は名称】株式会社多摩川ホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100131026

【弁理士】

【氏名又は名称】藤木 博

(74)【代理人】

【識別番号】100194124

【弁理士】

【氏名又は名称】吉川 まゆみ

(72)【発明者】

【氏名】西野 仁

【テーマコード（参考）】

3C036

3C059

3C060

3C069

4E168

【Ｆターム（参考）】

3C036LL02

3C059AA01

3C059HA15

3C060AA10

3C060BA05

3C060BG15

3C060BH01

3C060CE20

3C060CE24

3C069AA04

3C069BA07

3C069BA09

3C069CA05

3C069CB01

3C069EA01

4E168AD11

4E168DA24

(57)【要約】

【課題】複数のウエハについてまとめて加工することができるウエハの加工方法を提供する。
【解決手段】複数のウエハ１１を樹脂を含む接着層１３を介して重ねて固定する。重ねて固定した各ウエハ１１に対して、機械加工により貫通孔１２を形成する。機械加工としては、例えば、切削加工、サンドブラスト、ウォータージェット加工、レーザー加工、又は、放電加工が挙げられ、これらの１又は複数を組み合わせて用いてもよい。その後、接着層１３を剥離し、各ウエハ１１に分離する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のウエハを重ねて固定し、機械加工により前記各ウエハに貫通孔を形成することを特徴とするウエハ加工方法。

【請求項2】

前記機械加工は、切削加工、サンドブラスト、ウォータージェット加工、レーザー加工、及び、放電加工からなる群のうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１記載のウエハ加工方法。

【請求項3】

前記各ウエハは、前記各ウエハを接着層を介して積層して固定する方法、前記各ウエハを積層して固定具により固定する方法、又は、前記ウエハを金属接合により積層して固定する方法により、重ねて固定することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のウエハの加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエハに貫通孔を形成するウエハの加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体業界では、加工・成膜等を用いたボトムアップによる加工方法が行われてきたが、近年は、加工したウエハを重ねて高密度化する技術が用いられるようになってきている。ウエハの接合をする際は、電気的な接続も必要とし、一般に貫通配線がつかわれる。この貫通配線は、主にウエハに貫通孔を開け、内部に銅などの金属を成膜して作成される。このように、ウエハの貫通孔の加工は、近年、増えてきており、シリコンウエハでは、電気的絶縁処理を行う必要があるため、特にＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）の分野では、ガラスなどの絶縁材料のウエハに貫通孔を開け、金属などを成膜することが行われている。

【0003】

ウエハの穴あけ加工には、例えば、ドライエッチングやウエットエッチングによる加工方法があり、特に、シリコンウエハの加工においては、ＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）を用いた加工が一般に広く使われている（例えば、特許文献１参照）。原理は、ＳＦ_６（六フッ化硫黄）ガスとＣ_４Ｆ_８（パーフルオロシクロブタン）ガスを交互にチャンバ中に流し、ＳＦ_６ガス雰囲気では、プラズマエッチングを、Ｃ_４Ｆ_８ガス雰囲気中では、プラズマを用いてパッシベーション膜をつくり、側壁保護膜を成膜する。この工程を繰り返すことで、垂直にシリコンを加工する。この加工方法では、ウエットエッチング等では困難であった垂直加工が容易になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－１２９２６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、ＤＲＩＥでは、実際は垂直面があるわけではなく、スキャロップとよばれるＤＲＩＥ特有の凹凸構造が側壁にできるほか、側壁にＣ_ｘＦ_ｙのフッ素樹脂膜が形成されてしまう。このため、真空封止やパッケージング後、加熱処理を行うとガスが発生し、デバイスに影響を及ぼしてしまうという問題があった。

【0006】

また、ＤＲＩＥ以外の加工方法として、ドリル、バイト等を用いた機械加工、砥粒を利用したサンドブラストやウォータージェット加工、放電加工等があるが、これらは、パターンを一つ一つ加工しなければならないため、コストが高く、手間もかかるという問題があった。

【0007】

本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、複数のウエハについてまとめて加工することができるウエハの加工方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のウエハの加工方法は、複数のウエハを重ねて固定し、機械加工により各ウエハに貫通孔を形成するものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、複数のウエハを重ねて、機械加工により各ウエハに貫通孔を形成するようにしたので、複数のウエハをまとめて加工することができる。よって、低コスト化を図ることができると共に、工程を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施の形態に係るウエハの加工方法における各工程を表すものである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

【0012】

（一実施の形態）
図１は、一実施の形態に係るウエハの加工方法の各工程を表すものである。このウエハの加工方法は、例えば、シリコンウエハ等のウエハ１１に、貫通電極用等の貫通孔１２を形成するものである。まず、図１（Ａ）に示したように、複数枚のシリコンウエハ等のウエハ１１を用意する。各ウエハ１１の直径はどのような大きさでもよいか、互いに同一直径とすることが好ましい。加工を容易とすることができるからである。各ウエハ１１の厚みは限定されない。

【0013】

次いで、図１（Ｂ）に示したように、複数のウエハ１１を重ねて固定する。重ねる枚数は限定されないが、例えば、１０枚から４０枚程度とすることが好ましい。各ウエハ１１は、例えば、樹脂又はろう（ワックス）を含む接着層１３を介して積層し固定することが好ましい。具体的には、例えば、各ウエハ１１の一面に接着層１３を形成し、１つのウエハ１１の接着層１３を形成した一面と、他の１つのウエハ１１の接着層１３を形成していない他面とを対向させて、２枚のウエハ１１を接着層１３により接着する。また、１つのウエハ１１の一面に接着層１３の一部を形成すると共に、他の１つのウエハ１１の他面に接着層１３の一部を形成して、１つのウエハ１１の一面と他の１つのウエハ１１の他面とを対向させて接着層１３により接着するようにしてもよい。更に、これを複数繰り返すことにより、３枚以上のウエハ１１を積層することができる。

【0014】

接着層１３を形成する樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂又は紫外線硬化性樹脂が好ましく挙げられ、具体的には、エポキシ樹脂又はシリコーン等を含む合成高分子が好ましく挙げられる。接着層１３は、例えば、ウエハ１１に液状の接着剤の原料を用いて、スピンコーティングすることにより形成することができる。接着層１３の厚みは、例えば、２００ｎｍから２０μｍとすることが好ましい。

【0015】

続いて、図１（Ｃ）に示したように、重ねて固定した各ウエハ１１に対して、機械加工により各ウエハ１１に貫通孔１２を形成する。形成する貫通孔１２の直径は、例えば、１００μｍから２０ｍｍ程度である。機械加工としては、例えば、切削加工、サンドブラスト、ウォータージェット加工、レーザー加工、又は、放電加工が挙げられ、これらの１又は複数を組み合わせて用いてもよい。

【0016】

切削加工は、ドリル又はバイト等の切削工具を用いた加工方法である。サンドブラストは、研磨材を吹き付けて加工する加工方法である。研磨材としては、例えば、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、ダイヤモンド、又は、ガーネットが好ましい。ウォータージェット加工は、ウォータージェット（例えば、加圧した水を０．１ｍｍ～１ｍｍ程度の小さい穴を通して得られる細い水流）を用いて加工する加工方法であり、研磨材を混合して用いてもよい。レーザー加工は、レーザー光を用いて加工する加工方法である。レーザー光としては、例えば、ＹＡＧレーザーが好ましい。放電加工は、アーク放電を用いて加工する加工方法である。

【0017】

次いで、図１（Ｄ）に示したように、接着層１３を剥離し、各ウエハ１１に分離する。接着層１３は、例えば、剥離液にウエハ１１を浸して剥離する。ウエハ１１を剥離液に浸すことで、接合されたウエハ１１を分離することができる。

【0018】

このように、本実施の形態によれば、複数のウエハ１１を重ねて、機械加工により各ウエハ１１に貫通孔１２を形成するようにしたので、複数のウエハ１１をまとめて加工することができる。よって、低コスト化を図ることができると共に、工程を簡素化することができる。

【0019】

また、各ウエハ１１を樹脂を含む接着層１３を介して積層するようにしたので、各ウエハ１１を容易に積層して固定することができると共に、容易に各ウエハ１１を剥離することができる。

【0020】

（変形例）
上記実施の形態では、各ウエハ１１を重ねて固定する方法として、接着層１３を介して積層して固定する場合について具体的に説明したが、各ウエハ１１を積層し、クランプ等の固定具により固定するようにしてもよい。また、各ウエハ１１を金属接合により積層して固定するようにしてもよい。具体的には、例えば、ウエハ１１に金や銅などの金属の接合層を成膜し、ウエハ１１を重ねた後、加圧と加熱をして接合する。金属接合した場合の剥離は、例えば、接合層に金を用いた場合は、剥離液にヨウ素とヨウ化カリウムの混合溶液を用いる。また、接合層に銅を用いた場合は、アンモニア水等のアルカリ溶液等を用いて剥離する。

【0021】

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、各工程について具体的に説明したが、全ての工程を備えなくてもよく、また、他の工程を備えていてもよい。また、各工程における具体的な条件は一例を示したものであり、異なっていてもよい。

【符号の説明】

【0022】

１１…ウエハ、１２…貫通孔、１３…接着層

【図1】