特許 7608023 積層ウェーハの研削方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-20

(45)【発行日】2025-01-06

(54)【発明の名称】積層ウェーハの研削方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241223BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 631

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021070461

(22)【出願日】2021-04-19

(65)【公開番号】P2022165203

(43)【公開日】2022-10-31

【審査請求日】2024-02-19

(73)【特許権者】

【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】イ ジェヨン

【審査官】柴垣 俊男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０３８８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／２０８３５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００２７７７３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０４３３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０３７４２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層ウェーハの研削方法であって、
該積層ウェーハでは、第１面と該第１面の反対側に位置する第２面とを有し該第１面側及び該第２面側の外周部がそれぞれ面取りされた第１のウェーハの該第１面と、第３面と該第３面の反対側に位置する第４面とを有し該第３面側及び該第４面側の外周部がそれぞれ面取りされた第２のウェーハの該第３面とが、向い合った状態で貼り合わせられており、
該第１のウェーハを透過する波長を有するレーザービームを、該第１のウェーハの外周縁よりも内側に設定された環状の第１の加工予定ラインに沿って該第１のウェーハに照射して、該第１のウェーハの内部に環状の第１改質層を形成すると共に、該第１の加工予定ラインから該第１のウェーハの該外周縁までの環状領域に設定された１つ以上の第２の加工予定ラインに沿ってレーザービームを該第１のウェーハに照射して、該第１面を平面視した場合に該環状領域を２つ以上に区切る第２改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層形成工程の後に、該第２面から該第１のウェーハの厚さ方向の所定の深さまで該環状領域に切削ブレードを切り込ませると共に、該外周縁に沿って該積層ウェーハと該切削ブレードとを相対的に移動させることで該環状領域を切削するトリミング工程と、
該トリミング工程の後に、該第１のウェーハの該第２面側を研削して仕上げ厚さまで薄化すると共に、該環状領域を除去する研削工程と、
を備えることを特徴とする積層ウェーハの研削方法。

【請求項2】

該トリミング工程では、該切削ブレードが切り込まれる所定深さを、該第１改質層及び該第２改質層よりも下方に位置付けた状態で、該環状領域を切削することを特徴とする請求項１に記載の積層ウェーハの研削方法。

【請求項3】

積層ウェーハの研削方法であって、
該積層ウェーハでは、第１面と該第１面の反対側に位置する第２面とを有し該第１面側及び該第２面側の外周部がそれぞれ面取りされた第１のウェーハの該第１面と、第３面と該第３面の反対側に位置する第４面とを有し該第３面側及び該第４面側の外周部がそれぞれ面取りされた第２のウェーハの該第３面とが、向い合った状態で貼り合わせられており、
該第１のウェーハに吸収される波長を有するレーザービームを、該積層ウェーハの上方から該第１のウェーハの該第２面へ、該第１のウェーハの外周縁よりも内側に設定された環状の第１の加工予定ラインに沿って照射して、該第１のウェーハの厚さ方向において該第１のウェーハを貫通する環状の第１レーザー加工溝を形成すると共に、該第１の加工予定ラインから該第１のウェーハの該外周縁までの環状領域に設定された１つ以上の第３の加工予定ラインに沿って、該積層ウェーハの上方から該第２面へレーザービームを照射して、該第１面を平面視した場合に該環状領域を２つ以上に区切り、該第１のウェーハの厚さ方向において該第１のウェーハを貫通する１以上の第２レーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程と、
該レーザー加工溝形成工程の後に、該第２面から該第１のウェーハの厚さ方向の所定の深さまで該環状領域に切削ブレードを切り込ませると共に、該外周縁に沿って該積層ウェーハと該切削ブレードとを相対的に移動させることで該環状領域を切削するトリミング工程と、
該トリミング工程の後に、該第１のウェーハの該第２面側を研削して仕上げ厚さまで薄化すると共に、該環状領域を除去する研削工程と、
を備えることを特徴とする積層ウェーハの研削方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、両面側の外周部が面取りされている第１のウェーハ及び第２のウェーハが積層された積層ウェーハにおいて、第１のウェーハを研削して薄化する積層ウェーハの研削方法に関する。

【背景技術】

【0002】

表面側及び裏面側の各外周部に面取り部が形成されている半導体ウェーハ（以下、単にウェーハ）の裏面側を研削して、例えば、半分以下の厚さまでウェーハを薄化すると、薄化後のウェーハの外周部には、所謂ナイフエッジ（シャープエッジとも呼ばれる）が形成される。

【0003】

ナイフエッジが形成されると、ウェーハの研削中やウェーハの搬送中にナイフエッジを起点としてウェーハが割れやすくなる。これを防ぐために、ウェーハの外周部において表面から仕上げ厚さに対応する所定の深さまで切削ブレードを切り込ませ、切削により表面側の面取り部を除去し（即ち、エッジトリミングを行い）、その後、ウェーハの裏面側を研削する加工方法が提案されている。

【0004】

また、切削ブレードに代えて、ウェーハを透過する波長を有するレーザービームや、ウェーハに吸収される波長を有するレーザービームを用いて、外周部に面取り部が形成されている１枚のウェーハの外周部を除去する方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

ところで、表面側及び裏面側の外周部に面取り部が形成され、且つ、表面側にＩＣ（Integrated Circuit）等のデバイスが形成されている二枚のウェーハ（第１及び第２のウェーハ）の表面同士が接着剤で固定された積層ウェーハにおいて、第１のウェーハのみを薄化する場合がある。

【0006】

この場合、第２のウェーハの裏面側をチャックテーブルで吸引保持して、第１のウェーハの裏面側が上方に露出された状態とし、第１のウェーハの裏面側の外周部に切削ブレードを切り込んで、第１のウェーハの表面側及び裏面側における面取り部を除去することが考えられる。

【0007】

しかし、裏面側の面取り部に加えて、表面側の面取り部も除去するためには、切削中の切削ブレードの下端を、第１のウェーハの表面と、第２のウェーハの表面と、の境界位置に精密に位置付ける必要がある。境界位置よりも少しでも深く切削ブレードを切り込んでしまうと、第２のウェーハの表面側が切削される。

【0008】

例えば、第２のウェーハの表面側の外周余剰領域に銅で形成された配線層が設けられている場合、第２のウェーハの表面側の外周余剰領域に切削ブレードが切り込まれると、銅を含むバリが発生してしまうという問題がある。

【0009】

この問題を解決するために、例えば、ウェーハを透過する波長を有するレーザービームを用いて、第１のウェーハの外周部に改質層を形成した後、第１のウェーハの裏面側を研削することで第１のウェーハに外力を付与して、第１のウェーハの外周部を除去することが考えられる。

【0010】

具体的には、まず、第１のウェーハの厚さ方向の所定の深さ位置にレーザービームを集光させた状態で、ウェーハの外周縁よりも所定距離だけ内側に位置する円形の第１の加工予定ラインに沿ってレーザービームを照射することで、環状の第１改質層を形成する。

【0011】

次いで、同じ深さ位置にレーザービームを集光させた状態で、第１の加工予定ラインと、ウェーハの外周縁と、の間の環状領域に、放射状に設定された複数の第２の加工予定ラインの各々に沿って、レーザービームを照射することで、それぞれ直線状の複数の第２の改質層を形成する。

【0012】

そして、第１のウェーハの裏面側を研削することで第１のウェーハに外力を付与する。この外力により、第１及び第２の改質層を起点としてクラックを十分に延伸させることができれば、第１及び第２の改質層を境に第１のウェーハの外周部を除去できるようにも思われる。

【0013】

しかし、出願人が行った実験によると、裏面側の研削によって外力を付与しただけでは、クラックの延伸の程度が不十分となり、外周部の環状領域を完全には除去できない場合があることが判明した。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【文献】特開２００６－１０８５３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、第１及び第２のウェーハが積層された積層ウェーハにおいて第１のウェーハの外周部の環状領域をより確実に除去することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明の一態様によれば、積層ウェーハの研削方法であって、該積層ウェーハでは、第１面と該第１面の反対側に位置する第２面とを有し該第１面側及び該第２面側の外周部がそれぞれ面取りされた第１のウェーハの該第１面と、第３面と該第３面の反対側に位置する第４面とを有し該第３面側及び該第４面側の外周部がそれぞれ面取りされた第２のウェーハの該第３面とが、向い合った状態で貼り合わせられており、該第１のウェーハを透過する波長を有するレーザービームを、該第１のウェーハの外周縁よりも内側に設定された環状の第１の加工予定ラインに沿って該第１のウェーハに照射して、該第１のウェーハの内部に環状の第１改質層を形成すると共に、該第１の加工予定ラインから該第１のウェーハの外周縁までの環状領域に設定された１つ以上の第２の加工予定ラインに沿ってレーザービームを該第１のウェーハに照射して、該第１面を平面視した場合に該環状領域を２つ以上に区切る第２改質層を形成する改質層形成工程と、該改質層形成工程の後に、該第２面から該第１のウェーハの厚さ方向の所定の深さまで該環状領域に切削ブレードを切り込ませると共に、該外周縁に沿って該積層ウェーハと該切削ブレードとを相対的に移動させることで該環状領域を切削するトリミング工程と、該トリミング工程の後に、該第１のウェーハの該第２面側を研削して仕上げ厚さまで薄化すると共に、該環状領域を除去する研削工程と、を備える積層ウェーハの研削方法が提供される。

【0017】

好ましくは、該トリミング工程では、該切削ブレードが切り込まれる所定深さを、該第１改質層及び第２改質層よりも下方に位置付けた状態で、該環状領域を切削する。

【0018】

本発明の他の態様によれば、積層ウェーハの研削方法であって、該積層ウェーハでは、第１面と該第１面の反対側に位置する第２面とを有し該第１面側及び該第２面側の外周部がそれぞれ面取りされた第１のウェーハの該第１面と、第３面と該第３面の反対側に位置する第４面とを有し該第３面側及び該第４面側の外周部がそれぞれ面取りされた第２のウェーハの該第３面とが、向い合った状態で貼り合わせられており、該第１のウェーハに吸収される波長を有するレーザービームを、該積層ウェーハの上方から該第１のウェーハの該第２面へ、該第１のウェーハの外周縁よりも内側に設定された環状の第１の加工予定ラインに沿って照射して、該第１のウェーハの厚さ方向において該第１のウェーハを貫通する環状の第１レーザー加工溝を形成すると共に、該第１の加工予定ラインから該第１のウェーハの外周縁までの環状領域に設定された１つ以上の第３の加工予定ラインに沿って、該積層ウェーハの上方から該第２面へレーザービームを照射して、該第１面を平面視した場合に該環状領域を２つ以上に区切り、該第１のウェーハの厚さ方向において該第１のウェーハを貫通する１以上の第２レーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程と、該加工溝形成工程の後に、該第２面から該第１のウェーハの厚さ方向の所定の深さまで該環状領域に切削ブレードを切り込ませると共に、該外周縁に沿って該積層ウェーハと該切削ブレードとを相対的に移動させることで該環状領域を切削するトリミング工程と、該トリミング工程の後に、該第１のウェーハの該第２面側を研削して仕上げ厚さまで薄化すると共に、該環状領域を除去する研削工程と、を備える積層ウェーハの研削方法が提供される。

【発明の効果】

【0019】

本発明の一態様に係るウェーハの研削方法では、第１のウェーハの外周縁よりも内側に設定された環状の第１の加工予定ラインに沿って第１改質層を形成すると共に、第１の加工予定ラインから第１のウェーハの外周縁までの環状領域に設定された１つ以上の第２の加工予定ラインに沿って環状領域を２つ以上に区切る第２改質層を形成する（改質層形成工程）。

【0020】

改質層形成工程の後に、第１のウェーハの厚さ方向の所定の深さまで環状領域に切削ブレードを切り込ませて環状領域を切削する（トリミング工程）。更に、トリミング工程の後に、第１のウェーハの第２面側を研削して第１のウェーハを仕上げ厚さまで薄化すると共に、環状領域を除去する（研削工程）。

【0021】

環状領域に改質層が形成されている場合、トリミング工程において切削ブレードで環状領域に直接的に負荷を与えると、クラックが延伸して表面に達し、第１のウェーハの環状領域と、第２のウェーハと、の結合力が低下する。それゆえ、トリミング工程を経ない場合に比べて、研削工程で確実に環状領域を除去できる。

【0022】

また、本発明の他の態様に係るウェーハの研削方法では、環状の第１の加工予定ラインに沿って第１のウェーハの厚さ方向で第１のウェーハを貫通する第１レーザー加工溝を形成すると共に、第１の加工予定ラインから第１のウェーハの外周縁までの環状領域に設定された１つ以上の第３の加工予定ラインに沿って環状領域を２つ以上に区切り第１のウェーハの厚さ方向において第１のウェーハを貫通する第２レーザー加工溝を形成する（加工溝形成工程）。

【0023】

更に、加工溝形成工程の後に、トリミング工程及び研削工程を順次行う。環状領域にレーザー加工溝が形成されている場合、トリミング工程において切削ブレードで環状領域に直接的に負荷を与えると、第１のウェーハの環状領域と、第２のウェーハと、の結合力が低下する。それゆえ、トリミング工程を経ない場合に比べて、研削工程で確実に環状領域を除去できる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】積層ウェーハの断面図である。

【図2】第１の実施形態に係る積層ウェーハの研削方法のフロー図である。

【図3】第１及び第２の加工予定ラインを示す積層ウェーハの平面図である。

【図4】第１改質層を形成する様子を示す図である。

【図5】第２改質層を形成する様子を示す図である。

【図6】トリミング工程を示す図である。

【図7】研削工程を示す図である。

【図8】第２の実施形態に係る積層ウェーハの研削方法のフロー図である。

【図9】第１及び第３の加工予定ラインを示す積層ウェーハの平面図である。

【図10】レーザー加工溝形成工程後の図９のＣ－Ｃ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、図１を参照し、各実施形態において研削等の加工対象となる積層ウェーハ１１について説明する。図１は、積層ウェーハ１１の断面図である。

【0026】

積層ウェーハ１１は、主としてシリコン（Ｓｉ）で形成され、それぞれ略同じ直径を有する第１のウェーハ１３及び第２のウェーハ１５を有する。第１のウェーハ１３の表面（第１面）１３ａ側の外周部には面取り部１３ａ_１が形成されており、表面１３ａとは反対側に位置する裏面（第２面）１３ｂ側の外周部にも面取り部１３ｂ_１が形成されている。

【0027】

同様に、第２のウェーハ１５の表面（第３面）１５ａ側の外周部には面取り部１５ａ_１が形成されており、表面１５ａとは反対側に位置する裏面（第４面）１５ｂ側の外周部にも面取り部１５ｂ_１が形成されている。

【0028】

第１のウェーハ１３及び第２のウェーハ１５は、表面１３ａの中心と表面１５ａの中心とが略一致する様に、表面１３ａ及び１５ａが向かい合った状態で、樹脂製の接着剤で貼り合わせられている。それゆえ、第１のウェーハ１３の外周縁１３ｃと、第２のウェーハ１５の外周縁１５ｃとは、積層ウェーハ１１の厚さ方向で略一致している。

【0029】

第１のウェーハ１３の表面１３ａには、複数の分割予定ライン（ストリート）が格子状に設定されている。複数のストリートで囲まれる各矩形領域には、ＩＣ、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイス（不図示）が形成されている。

【0030】

複数のデバイスを含む円形領域は、デバイス領域１３ｄ_１（図１、図３参照）と称される。デバイス領域１３ｄ_１の周りには、デバイスが形成されていない環状の外周余剰領域（環状領域）１３ｄ_２（図１、図３参照）が存在する。

【0031】

同様に、第２のウェーハ１５の表面１５ａにも複数のストリートが格子状に設定されており、複数のストリートで囲まれる各矩形領域には、デバイス（不図示）が形成されている。第２のウェーハ１５においても、複数のデバイスが形成されている円形のデバイス領域１５ｄ_１の周りには、デバイスが形成されていない環状の外周余剰領域１５ｄ_２が存在する。

【0032】

次に、第１のウェーハ１３の裏面１３ｂ側を研削して薄化する積層ウェーハ１１の研削方法について説明する。図２は、第１の実施形態に係る積層ウェーハ１１の研削方法のフロー図である。

【0033】

第１の実施形態では、まず、レーザー加工装置２を用いて、第１のウェーハ１３の外周余剰領域１３ｄ_２に複数の改質層を形成する（改質層形成工程Ｓ１０）。そこで、図４を参照しつつ、レーザー加工装置２の構成について説明する。

【0034】

図４に示すＺ軸方向は、例えば、鉛直方向であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、水平方向と略平行である。レーザー加工装置２は、円板状のチャックテーブル４を有する。チャックテーブル４は、金属で形成された円板状の枠体を有する。

【0035】

枠体の中央部には、円板状の凹部（不図示）が形成されており、この凹部には円板状の多孔質板が固定されている。枠体の上面と、多孔質板の上面とは、略面一となっており、略平坦な保持面４ａが形成されている。

【0036】

枠体には流路が形成されており、この流路の一端は多孔質板に接続されている。また、流路の他端には、エジェクタ等の吸引源（不図示）が接続されている。吸引源からの負圧が保持面４ａに伝達されると、保持面４ａに載置された積層ウェーハ１１は保持面４ａで吸引保持される。

【0037】

チャックテーブル４の下部には、モーター等の回転駆動源（不図示）が配置されている。回転駆動源の回転軸６は、チャックテーブル４の下部に連結されているので、回転駆動源を動作させると、チャックテーブル４は、回転軸６の周りに回転する。回転駆動源は、Ｘ軸移動板（不図示）で支持されている。

【0038】

Ｘ軸移動板は、Ｘ軸方向に略平行な一対のガイドレール（不図示）でスライド可能に支持されている。Ｘ軸移動板の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、ナット部には、Ｘ軸方向に略平行に配置されたボールねじ（不図示）が回転可能に連結されている。

【0039】

ボールねじの一端部には、パルスモーター等の駆動源（不図示）が連結されており、駆動源を動作させると、Ｘ軸移動板は、チャックテーブル４と共にＸ軸方向に沿って移動する（図５参照）。Ｘ軸移動板、ガイドレール、ボールねじ等は、Ｘ軸方向移動ユニットを構成する。

【0040】

保持面４ａの上方には、レーザービーム照射ユニット８が配置されている。レーザービーム照射ユニット８は、レーザー発振器（不図示）と、レーザービームＬを集光させる集光レンズ（不図示）を含む集光器１０と、を有する。

【0041】

集光器１０からは、第１のウェーハ１３を透過する波長（例えば、１０６４ｎｍ）を有するパルス状のレーザービームＬが、積層ウェーハ１１の上方から裏面１３ｂへ照射される。レーザービームＬは、第１のウェーハ１３の所定の深さ位置に集光される。

【0042】

改質層形成工程Ｓ１０では、外周縁１３ｃから第１のウェーハ１３の径方向において所定距離だけ内側に位置し、デバイス領域１３ｄ_１と外周余剰領域１３ｄ_２との境界に設定された環状の第１の加工予定ライン１７（図３参照）に沿ってレーザービームＬを照射する。

【0043】

改質層形成工程Ｓ１０では、更に、第１の加工予定ライン１７から外周縁１３ｃまでの外周余剰領域１３ｄ_２において、外周縁１３ｃに沿って略等間隔に放射状に設定された１つ以上（本例では１８本）の第２の加工予定ライン１９（図３参照）に沿ってレーザービームＬを照射する。

【0044】

図３は、改質層形成工程Ｓ１０でレーザービームＬが照射される第１の加工予定ライン１７及び第２の加工予定ライン１９を示す積層ウェーハ１１の平面図である。改質層形成工程Ｓ１０では、まず、第２のウェーハ１５の裏面１５ｂ側を保持面４ａで吸引保持する。

【0045】

次いで、集光器１０を、第１の加工予定ライン１７の直上に配置し、レーザービームＬの集光点を表面１３ａから距離Ｂ_１に対応する所定深さに位置付ける（図４参照）。この状態で、チャックテーブル４を回転させる。

【0046】

加工条件は、例えば、下記の様に設定される。
波長 ：１０６４ｎｍ
平均出力 ：１Ｗ
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
回転速度 ：１８０°／ｓ

【0047】

第１のウェーハ１３の内部において、集光点及びその近傍では多光子吸収が生じるので、第１の加工予定ライン１７に沿って環状の第１改質層１３ｅ_１が形成される。図４は、図３のＡ－Ａ断面図であり、第１改質層１３ｅ_１を形成する様子を示す図である。

【0048】

図４では、第１改質層１３ｅ_１を便宜的に丸で示す。第１改質層１３ｅ_１を形成すると、第１改質層１３ｅ_１を起点として表面１３ａ及び裏面１３ｂへ延伸するクラック１３ｆが形成される。但し、改質層形成工程Ｓ１０の時点では、クラック１３ｆは必ずしも表面１３ａ及び裏面１３ｂに達しない。

【0049】

距離Ｂ_１は、後述する距離Ｂ_２や、仕上げ厚さＢ_３よりは大きい。例えば、距離Ｂ_１は、第１のウェーハ１３の厚さ（即ち、表面１３ａ及び裏面１３ｂ間の距離）の半分以上であり、第１のウェーハ１３の厚さが７７５μｍの場合、距離Ｂ_１は、７００μｍである。

【0050】

なお、本実施形態では、１つの環状の第１改質層１３ｅ_１を形成するが、集光点を距離Ｂ_１とは異なる深さに位置付けた状態でチャックテーブル４を回転させることにより、２以上の環状の第１改質層１３ｅ_１を形成してもよい。

【0051】

第１改質層１３ｅ_１の形成後、チャックテーブル４の回転を停止し、集光点を表面１３ａから距離Ｂ_１に位置付けた状態で、Ｘ軸移動ユニットでＸ軸方向にチャックテーブル４を移動させることで、１つの第２の加工予定ライン１９に沿って第２改質層１３ｅ_２を形成する。

【0052】

加工条件は、例えば、下記の様に設定される。
波長 ：１０６４ｎｍ
平均出力 ：１Ｗ
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
加工送り速度 ：８００ｍｍ／ｓ

【0053】

これにより、表面１３ａから距離Ｂ_１の深さ位置に、第１改質層１３ｅ_１及び第２改質層１３ｅ_２が形成される。図５は、第２改質層１３ｅ_２を形成する様子を示す図である。図５では、１つの第２の加工予定ライン１９に沿って表面１３ａから距離Ｂ_１に形成される１つの第２改質層１３ｅ_２を、便宜的に複数の丸で示す。

【0054】

表面１３ａを平面視した場合に、この１つの第２改質層１３ｅ_２により第１のウェーハ１３の周方向において２つに区切られる。本実施形態の外周余剰領域１３ｄ_２は、図３に示す様に、１８本の第２の加工予定ライン１９により１８個に区切られる。

【0055】

第２改質層１３ｅ_２を形成すると、第２改質層１３ｅ_２を起点として表面１３ａ及び裏面１３ｂへ延伸するクラック１３ｆも形成される。図５では、クラック１３ｆを破線で示すが、改質層形成工程Ｓ１０の時点では、クラック１３ｆは、必ずしも表面１３ａ及び裏面１３ｂに達しない。

【0056】

改質層形成工程Ｓ１０の後、切削装置１２を用いて、外周余剰領域１３ｄ_２の裏面１３ｂ側を切削する（トリミング工程Ｓ２０）。切削装置１２は、円板状のチャックテーブル１４を有する。チャックテーブル１４の構成は、上述のチャックテーブル４と略同じであるが、チャックテーブル１４の枠体は、金属ではなく樹脂で形成されている。

【0057】

チャックテーブル１４の下部には、モーター等の回転駆動源（不図示）の回転軸１６が連結されている。チャックテーブル１４の上方には、切削ユニットが設けられている。切削ユニットは、円柱状のスピンドル（不図示）を有する。

【0058】

スピンドルの高さ方向は、水平方向と略平行に配置されている。スピンドルの一端部には、モーター等の回転駆動源が設けられており、スピンドルの他端部には、切削ブレード１８が装着されている。切削ブレード１８は、比較的大きい刃厚１８ａを有する。

【0059】

刃厚１８ａは、第１の加工予定ライン１７から外周縁１３ｃまでの距離（即ち、外周余剰領域１３ｄ_２の幅）よりも大きい。本実施形態の刃厚１８ａは３ｍｍであり、外周余剰領域１３ｄ_２の幅は２ｍｍである。

【0060】

トリミング工程Ｓ２０では、まず、第２のウェーハ１５の裏面１５ｂ側を保持面１４ａで吸引保持する。このとき、第１のウェーハ１３の裏面１３ｂが上方に露出する。次いで、スピンドルを高速（例えば、２００００ｒｐｍ）で回転させると共に、切削ブレード１８を外周余剰領域１３ｄ_２に切り込ませる。

【0061】

具体的には、切削ブレード１８の下端１８ｂが第１のウェーハ１３の厚さ方向において表面１３ａから距離Ｂ_２に対応する所定深さとなる様に、切削ブレード１８を外周余剰領域１３ｄ_２に切り込ませる。

【0062】

距離Ｂ_２（本明細書において、切削残し厚さとも称する）は、上述の距離Ｂ_１よりも小さい。つまり、トリミング工程Ｓ２０では、切削ブレード１８の下端１８ｂを、第１改質層１３ｅ_１及び第２改質層１３ｅ_２よりも下方に位置付ける。

【0063】

下端１８ｂを所定深さまで切り込んだ状態で、チャックテーブル１４を所定の回転速度で回転させることで、切削ブレード１８に対して第１のウェーハ１３を、外周縁１３ｃに沿って相対的に移動させる。

【0064】

本実施形態では、２°／ｓ（つまり、１２０°／ｍｉｎ）でチャックテーブル１４を回転させることで、３分間かけてチャックテーブル１４を一回転させ、裏面１３ｂ側の外周余剰領域１３ｄ_２を除去する。

【0065】

トリミング工程Ｓ２０では、外周余剰領域１３ｄ_２に直接的に負荷を与えることができる。それゆえ、第１改質層１３ｅ_１及び第２改質層１３ｅ_２を起点とするクラック１３ｆを、表面１３ａに達する様に確実に延伸させることができる。

【0066】

加えて、当該トリミング工程Ｓ２０により、第２改質層１３ｅ_２が除去される。それゆえ、第２改質層１３ｅ_２が残留してる場合に比べて、積層ウェーハ１１から製造されるデバイスチップの抗折強度を高くできる。

【0067】

トリミング工程Ｓ２０の後、研削装置２２を用いて第１のウェーハ１３の裏面１３ｂ側を研削する（研削工程Ｓ３０）。図７に示す様に、研削装置２２は、円板状のチャックテーブル２４を有する。チャックテーブル２４は、非多孔質のセラミックスで形成された円板状の枠体を有する。

【0068】

枠体の中央部には、円板状の凹部（不図示）が形成されており、この凹部には円板状の多孔質板が固定されている。枠体の上面と、多孔質板の上面とは、略面一の保持面２４ａとなっているが、保持面２４ａは、中央部が外周部に比べて僅かに突出した円錐形状を有する。

【0069】

枠体には流路が形成されており、この流路の一端は多孔質板に接続されている。また、流路の他端には、エジェクタ等の吸引源（不図示）が接続されており、吸引源からの負圧は保持面２４ａに伝達される。

【0070】

チャックテーブル２４の下部には、モーター等の回転駆動源（不図示）の回転軸２６が連結されている。回転軸２６は、円錐形状の保持面２４ａの一部が水平面と略平行になる様に、傾き調整機構（不図示）により傾けられている。

【0071】

保持面２４ａの上方には研削ユニット２８が配置されている。研削ユニット２８は、Ｚ軸方向に略平行に配置された円柱状のスピンドル３０を有する。スピンドル３０の上端部には、モーターが設けられており、スピンドル３０の下端部には、円板状のマウント３２が固定されている。

【0072】

マウント３２の下面側には、円環状の研削ホイール３４が装着されている。研削ホイール３４は、金属で形成された円環状のホイール基台３４ａを有する。ホイール基台３４ａの下面側には、各々ブロック状の複数の研削砥石３４ｂが、ホイール基台３４ａの周方向に沿って所定の間隔で配置されている。

【0073】

図７は、研削工程Ｓ３０を示す図である。研削工程Ｓ３０では、まず、第２のウェーハ１５の裏面１５ｂ側を保持面２４ａで吸引保持する。このとき、第１のウェーハ１３の裏面１３ｂが上方に露出する。

【0074】

次いで、チャックテーブル２４及び研削ホイール３４を回転させると共に、研削ホイール３４を所定の研削送り速度で降下させる。複数の研削砥石３４ｂの下面で規定される研削面が裏面１３ｂに接触することにより、第１のウェーハ１３の裏面１３ｂ側が研削され、第１のウェーハ１３は仕上げ厚さＢ_３まで薄化される。

【0075】

このとき、第１改質層１３ｅ_１が、第１のウェーハ１３から除去される。なお、仕上げ厚さＢ_３に対応する、表面１３ａと、研削工程Ｓ３０後の裏面１３ｂと、の間の距離は、第１改質層１３ｅ_１等が形成される距離Ｂ_１と、切削残し厚さに対応する距離Ｂ_２と、のいずれよりも小さい。

【0076】

外周余剰領域１３ｄ_２には、トリミング工程Ｓ２０を経ることでクラック１３ｆは表面１３ａに達しているので、第１のウェーハ１３の表面１３ａ側の外周余剰領域１３ｄ_２と、第２のウェーハ１５の表面１５ａ側の外周余剰領域１５ｄ_２と、の結合力が低下されている。それゆえ、研削工程Ｓ３０では、遠心力、振動等の外力により、外周余剰領域１３ｄ_２が分割されて積層ウェーハ１１から除去される。

【0077】

この様に、本実施形態では、外周余剰領域１３ｄ_２に第１改質層１３ｅ_１及び第２改質層１３ｅ_２が形成されているので、トリミング工程Ｓ２０で外周余剰領域１３ｄ_２に直接的に負荷を与えると、クラック１３ｆが延伸して確実に表面１３ａに達する。

【0078】

これにより、第１のウェーハ１３の外周余剰領域１３ｄ_２と、第２のウェーハ１５と、の結合力が低下する。それゆえ、トリミング工程Ｓ２０を経ない場合に比べて、研削工程Ｓ３０で確実に外周余剰領域１３ｄ_２を除去できる。

【0079】

次に、第２の実施形態について説明する。図８は、第２の実施形態に係る積層ウェーハ１１の研削方法のフロー図である。第２の実施形態では、改質層形成工程Ｓ１０に代えて、レーザー加工溝形成工程Ｓ１２を行う。

【0080】

第２の実施形態では、第１の実施形態と同じ環状の第１の加工予定ライン１７が設定されているが、第１の実施形態とは異なる複数の第３の加工予定ライン２１が外周余剰領域１３ｄ_２に格子状に設定されている（図９参照）。

【0081】

図９は、第１の加工予定ライン１７及び第３の加工予定ライン２１を示す積層ウェーハ１１の平面図である。また、図１０は、レーザー加工溝形成工程Ｓ１２後の図９のＣ－Ｃ断面図である。

【0082】

レーザー加工溝形成工程Ｓ１２では、図４に示すレーザー加工装置２と略同様であるが、第１のウェーハ１３に吸収される波長（例えば、３５５ｎｍ）を有するパルス状のレーザービームを照射するレーザー加工装置３６（図１０参照）を用いて、第１のウェーハ１３を加工する。

【0083】

レーザー加工装置３６は、チャックテーブル４、回転駆動源及びＸ軸方向移動ユニットに加えて、Ｘ軸移動板上に設けられ、回転駆動源を支持するＹ軸移動板（不図示）を有する。Ｙ軸移動板は、Ｙ軸方向に略平行に配置され且つＸ軸移動板上に固定された一対のガイドレール（不図示）上に、スライド可能に取り付けられている。

【0084】

Ｙ軸移動板の下面側にはナット部（不図示）が設けられており。ナット部にはＹ軸方向に略平行に配置されたボールねじ（不図示）が回転可能に連結されている。ボールねじの一端部には、パルスモーター等の駆動源（不図示）が連結されている。

【0085】

駆動源を動作させると、Ｙ軸移動板は、チャックテーブル４と共にＹ軸方向に沿って移動する。Ｙ軸移動板、ガイドレール、ボールねじ等は、Ｙ軸方向移動ユニットを構成する。なお、図１０では、レーザービーム照射ユニット８を省略している。

【0086】

レーザー加工溝形成工程Ｓ１２では、具体的には、まず、第１の加工予定ライン１７に沿って、積層ウェーハ１１の上方から裏面１３ｂへ、レーザービームを照射した状態で、チャックテーブル４を回転させる。

【0087】

加工条件は、例えば、下記の様に設定される。これにより、第１のウェーハ１３の厚さ方向において、第１のウェーハ１３を貫通する環状の第１レーザー加工溝１３ｇ_１を形成する（図１０参照）。

【0088】

波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：１Ｗ
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
回転速度 ：１８０°／ｓ

【0089】

次いで、複数の第３の加工予定ライン２１のうち、第１の方向に平行な第３の加工予定ライン２１ａがＸ軸方向と略平行になる様に、チャックテーブル４を回転させて、積層ウェーハ１１の向きを調整する。そして、Ｘ軸方向移動ユニットで、１つの第３の加工予定ライン２１ａに沿ってレーザービームを照射して第２レーザー加工溝１３ｇ_２を形成する。

【0090】

加工条件は、例えば、下記の様に設定される。
波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：１Ｗ
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
加工送り速度 ：８００ｍｍ／ｓ

【0091】

１つの第３の加工予定ライン２１ａに沿って第２レーザー加工溝１３ｇ_２を形成した後、Ｙ軸方向移動ユニットでレーザービームの照射位置を変更して、１つの第３の加工予定ライン２１ａに隣接する他の第３の加工予定ライン２１ａに沿ってレーザービームを照射する。

【0092】

なお、外周余剰領域１３ｄ_２にのみ第２レーザー加工溝１３ｇ_２を形成し、デバイス領域１３ｄ_１には第２レーザー加工溝１３ｇ_２が形成されない様に、レーザービームの照射タイミングが適宜調整される。

【0093】

第１の方向に平行な全ての第３の加工予定ライン２１ａに沿って第２レーザー加工溝１３ｇ_２を形成した後、Ｙ軸方向移動ユニットを用いて第１の方向に直交する第２の方向に平行な全ての第３の加工予定ライン２１ｂに沿って、同様に、第２レーザー加工溝１３ｇ_２を形成する。

【0094】

本実施形態では、互いに直交する１３本×１３本の第３の加工予定ライン２１ａに沿って第２レーザー加工溝１３ｇ_２を形成するが、第３の加工予定ライン２１の数はこの例に限定されるものではない。

【0095】

第３の加工予定ライン２１ａは、互いに直交する１０本×１０本であってもよく、互いに直交する２０本×２０本であってもよい。なお、本実施形態において、デバイス領域１３ｄ_１を越えて延長した場合に互いに一致する第３の加工予定ライン２１は、１本とカウントする。

【0096】

表面１３ａを平面視した場合に、１つ以上の第３の加工予定ライン２１により外周余剰領域１３ｄ_２を２つ以上に区切ることができればよい。但し、外周余剰領域１３ｄ_２を区切る数を多くする方が、第１のウェーハ１３の外周余剰領域１３ｄ_２と、第２のウェーハ１５と、の結合力が低下しやすくなるので、好ましい。

【0097】

第２の実施形態でも、レーザー加工溝形成工程Ｓ１２後のトリミング工程Ｓ２０において、切削ブレード１８で外周余剰領域１３ｄ_２に直接的に負荷を与えると、第１のウェーハ１３の外周余剰領域１３ｄ_２と、第２のウェーハ１５と、の結合力が低下する。

【0098】

それゆえ、トリミング工程Ｓ２０を経ない場合に比べて、研削工程Ｓ３０で確実に環状領域を除去できる。その他、上述の実施形態に係る構造、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。

【0099】

第１の実施形態では、放射状に複数の第２の加工予定ライン１９を設定したが、第２の実施形態と同様に、１つ以上の第２の加工予定ライン１９を格子状に設定してもよい。また、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、放射状に１つ以上の第３の加工予定ライン２１を設定してもよい。

【0100】

ところで、改質層形成工程Ｓ１０では、第２改質層１３ｅ_２を形成した後に、第１改質層１３ｅ_１を形成してもよい。また、レーザー加工溝形成工程Ｓ１２でも、第２レーザー加工溝１３ｇ_２を形成した後に、第１レーザー加工溝１３ｇ_１を形成してもよい。

【符号の説明】

【0101】

２，３６：レーザー加工装置、４：チャックテーブル、４ａ：保持面
６：回転軸、８：レーザービーム照射ユニット、１０：集光器
１１：積層ウェーハ
１２：切削装置、１４：チャックテーブル、１４ａ：保持面、１６：回転軸
１３：第１のウェーハ、１３ａ：表面（第１面）、１３ｂ：裏面（第２面）
１３ａ_１，１３ｂ_１：面取り部、１３ｃ：外周縁
１３ｄ_１：デバイス領域、１３ｄ_２：外周余剰領域（環状領域）
１３ｅ_１：第１改質層、１３ｅ_２：第２改質層、１３ｆ：クラック
１３ｇ_１：第１レーザー加工溝、１３ｇ_２：第２レーザー加工溝
１５：第２のウェーハ、１５ａ：表面（第３面）、１５ｂ：裏面（第４面）
１５ａ_１，１５ｂ_１：面取り部、１５ｃ：外周縁
１５ｄ_１：デバイス領域、１５ｄ_２：外周余剰領域
１７：第１の加工予定ライン、１９：第２の加工予定ライン
１８：切削ブレード、１８ａ：刃厚、１８ｂ：下端
２１，２１ａ，２１ｂ：第３の加工予定ライン
２２：研削装置、２４：チャックテーブル、２４ａ：保持面、２６：回転軸
２８：研削ユニット、３０：スピンドル、３２：マウント
３４：研削ホイール、３４ａ：ホイール基台、３４ｂ：研削砥石
Ｂ_１，Ｂ_２：距離、Ｂ_３：仕上げ厚さ、Ｌ：レーザービーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】