JP2010161163A - 撮像基板の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保護テープを使用せずに撮像基板に撮像デバイスとなる加工を施すことができるようにする。
【解決手段】カバーガラス基板２の表面２ａに洗浄液５５で溶解する樹脂により溶解性樹脂層５を形成する溶解性樹脂層形成工程（ｃ）と、溶解性樹脂層５を研削ステージ１１に吸着する吸着工程（ｄ）と、デバイス基板３Ａを研削する研削工程（ｅ）と、デバイス基板３Ａの被研削面とカバーガラス基板２の表面２ａとを露出させた状態で、デバイス基板３Ａの被研削面とカバーガラス基板２の表面２ａ（溶解性樹脂層５）とに洗浄液５５を供給して洗浄する洗浄工程（ｆ）と、を含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、撮像基板の加工方法に関するものである。

近年の半導体デバイスに対する高機能化・小型化の要求は益々顕著である。この要求に応える実装技術に関わるものとして、複数の半導体チップが形成されたウエーハをウエーハのまま積層して接合し、その後、切断するという半導体装置の製造方法であるＷＯＷ（Ｗａｆｅｒ ｏｎ Ｗａｆｅｒ）が提案されている。また、ＷＯＷ等の半導体チップの三次元積層化に伴う電極構造として、ウエーハに形成したビアホールに電極を形成する貫通電極に関する技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。このＷＯＷによって製造される半導体装置の中には、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳ等の撮像デバイスも含まれる。

ところで、研削工程後にチップ分割を行う、という通常のプロセスにおいては、研削時に保護テープを貼って研削を行い、その後、ダイシングテープにウエーハを貼り直して、ダイシング後にダイシングテープからピックアップするという工程が行われている。よって、保護テープを保持面側に貼って研削を行うことに特に問題はなかった。最終的に、ピックアップ工程によってチップがテープから剥離されるためである。

特開２００７−６７０８２号公報

しかしながら、ＷＯＷ等においては、土台となる基板にウエーハを積層して研削を行い、さらに新たなウエーハを積層して研削を行う、という工程が繰り返される。特に、撮像デバイスは、表面にカバーガラス基板を有しており、このカバーガラス基板の表面も研削が行われたデバイス層表面も共に汚れや傷を嫌う。カバーガラス基板は、撮像デバイスに光を取り込む部分であり、デバイス層表面は、次に新たに積層されるデバイス層と電気的な接合を行う必要があるためである。よって、通常プロセスのように、ウエーハに保護テープを貼って研削を行うことができない。これは、保護テープを貼るということは最後に保護テープを剥がす際に反対側の面を保持することが必要となるためである。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、保護テープを使用せずに撮像基板に撮像デバイスとなる加工を施すことができる撮像基板の加工方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる撮像基板の加工方法は、カバーガラス基板に、デバイス層が形成されたデバイス基板が積層された撮像基板の加工方法であって、前記カバーガラス基板の表面に洗浄液で溶解する樹脂により溶解性樹脂層を形成する溶解性樹脂層形成工程と、該溶解性樹脂層形成工程の後に、前記溶解性樹脂層を研削ステージに吸着する吸着工程と、該吸着工程の後に、前記デバイス基板を研削する研削工程と、該研削工程の後に、前記デバイス基板の被研削面と前記カバーガラス基板の表面とを露出させた状態で、前記デバイス基板の被研削面と前記カバーガラス基板の表面とに前記洗浄液を供給して洗浄する洗浄工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明にかかる撮像基板の加工方法は、上記発明において、前記洗浄工程の後に、前記撮像基板の前記デバイス層上に、別のデバイス層が形成された新たなデバイス基板を積層する積層工程を含み、該積層工程の後に、前記溶解性樹脂層形成工程と前記吸着工程と前記研削工程と前記洗浄工程とを順次繰り返すようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、保護テープを使用せずに撮像基板に撮像デバイスとなる加工を施すことができる撮像基板の加工方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の撮像基板の加工方法について説明する。まず、本実施の形態の撮像基板の加工方法により製造しようとする撮像デバイスについて説明する。図１は、撮像デバイスのイメージを示す外観斜視図であり、図２は、その縦断側面図である。この撮像デバイス１は、概略的には、カバーガラス基板２に、複数層のデバイス層３ａ，３ｂ，・・・，３ｎをＷＯＷプロセスにより順次電気的に接続しながら積層させたものである。また、カバーガラス基板２は、光取り込み部分となる。なお、撮像デバイス１は、全体的にはウエーハ状のものであり、図１および図２は、厚さ、大きさ等を誇張して示すものである。

ついで、図３を参照して、このような撮像デバイス１をＷＯＷプロセスにより生成するための加工方法について説明する。図３は、撮像基板の加工方法を工程順に示す概略縦断側面図である。まず、図３（ａ）に示すように、カバーガラス基板２と、デバイス層３ａを有するデバイス基板３Ａとを用意する。そして、図３（ｂ）に示すように、カバーガラス基板２に、デバイス層３ａが形成されたデバイス基板３Ａを積層させることにより、ベースとなる撮像基板４Ａを用意する。

ついで、図３（ｃ）に示すように、撮像基板４Ａにおけるカバーガラス基板２の表面２ａに、後工程の研削工程で用いる研削水では溶解せず、洗浄工程で用いる洗浄液で溶解する樹脂により溶解性樹脂層５を形成する（溶解性樹脂層形成工程）。すなわち、洗浄工程でアルカリ性洗浄水を用いる場合であれば、溶解性樹脂層５は、アルカリ性洗浄液で溶ける樹脂により形成される。また、後工程の研削工程における仕上げ研磨がＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）の場合には、遊離砥粒（スラリー）がアルカリ性であるので、洗浄工程では、酸性洗浄水を用いるものとし、溶解性樹脂層５は、酸性洗浄液で溶ける樹脂により形成すればよい。

ついで、図３（ｄ）に示すように、溶解性樹脂層５を研削ステージ１１に吸着させることで、撮像基板４Ａをデバイス基板３Ａが上面側に露出する状態で保持させる（吸着工程）。研削ステージ１１は、多孔質性の吸着部１２を有し、図示しない負圧源による負圧によって溶解性樹脂層５を吸着する。この場合、溶解性樹脂層５が吸着部１２に吸着されるので、カバーガラス基板２の表面２ａが直接吸着部１２に接触することはない。

なお、これらの工程において、カバーガラス基板２やデバイス基板３Ａ、さらには撮像基板４Ａ等（これらを総称して、対象物Ｗとする）を、保持して搬送するためには、図４および図５に示すエッジ受け搬送手段２１や、図６に示すエッジクランプ搬送手段３１を適宜組み合わせて使用すればよい。

図４は、エッジ受け搬送手段２１の形状を示す平面図であり、図５は、その縦断正面図である。このエッジ受け搬送手段２１は、円板状の対象物Ｗの中央部付近両側の下側エッジＷｅを線接触状態で受ける円弧状斜面部２２を両側に有する帯状の保持体２３を、搬送アーム２４上に搭載させたものである。図６は、エッジクランプ搬送手段３１の構造を示す概略正面図である。このエッジクランプ搬送手段３１は、複数個、例えば３個のガイドローラ３２を円板状の対象物Ｗの周縁部付近にて半径方向に移動自在に搬送アーム３３の下部に搭載させたものである。ここで、ガイドローラ３２は、横向きＶ字状に形成されたもので、対象物Ｗの厚みに関係なくその上下両側のエッジＷｅを点接触状態でクランプ可能に構成されている。また、３個のガイドローラ３２は、エッジ受け搬送手段２１との関係では、例えば図４中のＡ，Ｂ，Ｃで示す３点に対応可能に配置されている。よって、エッジ受け搬送手段２１により搬送保持されている対象物Ｗを、保持体２３に干渉することなく、エッジクランプ搬送手段３１の各ガイドローラ３２に受け渡してクランプさせることが可能である。これにより、対象物Ｗを、その上下両面に接触することなく、保持し所望の処理部に搬送させることができる。

再び、図３に戻り説明する。吸着工程の後に、図３（ｅ）に示すように、研削ステージ１１に吸着保持された撮像基板４Ａにおけるデバイス基板３Ａを研削する（研削工程）。すなわち、下面に研削砥石４２を有して高速回転する研削ホイール４３を備える研削手段４１を、例えば研削砥石４２の外周エッジ部分がデバイス基板３Ａの中心に位置するようにデバイス基板３Ａの上面に位置付ける。そして、研削部分に研削水を供給するとともに研削砥石４２と撮像基板４Ａとを相対的に高速回転させながら、研削砥石４２を少しずつ下降させることで、デバイス基板３Ａを研削する。これにより、デバイス基板３Ａの被研削面にはデバイス層３ａが露出する状態となる。

ついで、研削された撮像基板４Ａを洗浄部に搬送し、図３（ｆ）に示すように、デバイス基板３Ａの被研削面（すなわち、デバイス層３ａ）とカバーガラス基板２の表面２ａとを露出させた状態で、デバイス基板３Ａの被研削面（すなわち、デバイス層３ａ表面）とカバーガラス基板２の表面２ａ（すなわち、溶解性樹脂層５）とに洗浄液を供給して洗浄する（洗浄工程）。この洗浄工程により、カバーガラス基板２の表面２ａの溶解性樹脂層５は洗浄液５５で溶解してなくなる。

この洗浄工程においては、撮像基板４Ａをエッジクランプ手段５１により保持する。図７は、洗浄工程用のエッジクランプ手段５１の構成例を示す概略平面図である。このエッジクランプ手段５１は、複数個、例えば３個のガイドローラ５２を円板状の対象物Ｗの周縁部付近にて半径方向に移動自在に設けたものである。ここで、ガイドローラ５２は、横向きＶ字状に形成されて水平面内で回転駆動自在に支持されたもので、撮像基板４Ａの厚みに関係なくその上下両側のエッジ４ｅを点接触状態でクランプ可能に構成されている。よって、エッジクランプ手段５１は、撮像基板４Ａを、その上下両面に接触することなく上下両面を完全に露出させた状態で、周縁部を３点で回転駆動自在に保持する。

このようなエッジクランプ手段５１に保持される撮像基板４Ａの上下両面に対して、洗浄液５５を供給する洗浄液ノズル５６が配設されている。また、撮像基板４Ａの上下両面に対して、中心部から半径方向の全域に渡って接触するスポンジローラ５７が回転自在に配置されている。よって、洗浄工程においては、ガイドローラ５２の回転駆動により撮像基板４Ａを図７中に矢印で示すように回転させながら、デバイス基板３Ａの被研削面（すなわち、デバイス層３ａ表面）とカバーガラス基板２の表面２ａ（すなわち、溶解性樹脂層５）とに洗浄液５５を供給するとともに、スポンジローラ５７を追従回転させることで、撮像基板４Ａの両面を洗浄液５５で洗浄する。このような洗浄工程では、撮像基板４Ａは、３点支持であるが、薄いウエーハ基板の場合と異なり、比較的厚いカバーガラス基板２を含むため、支障なく支持することができる。

このような洗浄工程によって、図３（ｇ）に示すように、洗浄液５５で溶解する樹脂からなる溶解性樹脂層５が溶解してなくなり、カバーガラス基板２とデバイス層３ａとが残存した撮像基板４Ａが形成される。そこで、デバイス層３ａとは別のデバイス層３ｂを有するデバイス基板３Ｂを用意する。

そして、図３（ｈ）に示すように、カバーガラス基板２とデバイス層３ａとからなる撮像基板４Ａ上に、別のデバイス層３ｂが形成された新たなデバイス基板３Ｂを積層させ、撮像基板４Ｂとする（積層工程）。この積層工程においては、デバイス層３ａに対してデバイス層３ｂを電気的に接合するように積層させる。

後は、前述した溶解性樹脂層形成工程と吸着工程と研削工程と洗浄工程、さらには、積層工程を、必要なデバイス層の層数分（デバイス層３ｎの処理まで）、順次同様に繰り返す。このようにして、本実施の形態によれば、保護テープを使用せずに撮像基板にＷＯＷプロセスによって撮像デバイス１となる加工を施すことができる。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。上述の説明では、多層のデバイス層３ａ〜３ｎを有する撮像デバイス１を形成するための加工方法の例で説明したが、このような多層構造に限らず適用可能である。例えば、１層のデバイス層３ａのみで完成する撮像デバイスの場合であれば、図３（ａ）〜図３（ｆ）に示す処理で終了させればよい。

本発明の実施の形態で対象とする撮像デバイスのイメージを示す外観斜視図である。 図１の撮像デバイスの縦断側面図である。 撮像基板の加工方法を工程順に示す概略縦断側面図である。 エッジ受け搬送手段の形状を示す平面図である。 エッジ受け搬送手段の縦断正面図である。 エッジクランプ搬送手段の構造を示す概略正面図である。 洗浄工程用のエッジクランプ手段の構成例を示す概略平面図である。

１ 撮像デバイス
２ カバーガラス基板
２ａ 表面
３Ａ，３Ｂ デバイス基板
３ａ，３ｂ，・・・，３ｎ デバイス層
４Ａ，４Ｂ 撮像基板
５ 溶解性樹脂層
１１ 研削ステージ

Claims (2)

1. カバーガラス基板に、デバイス層が形成されたデバイス基板が積層された撮像基板の加工方法であって、
   前記カバーガラス基板の表面に洗浄液で溶解する樹脂により溶解性樹脂層を形成する溶解性樹脂層形成工程と、
   該溶解性樹脂層形成工程の後に、前記溶解性樹脂層を研削ステージに吸着する吸着工程と、
   該吸着工程の後に、前記デバイス基板を研削する研削工程と、
   該研削工程の後に、前記デバイス基板の被研削面と前記カバーガラス基板の表面とを露出させた状態で、前記デバイス基板の被研削面と前記カバーガラス基板の表面とに前記洗浄液を供給して洗浄する洗浄工程と、
   を含むことを特徴とする撮像基板の加工方法。
2. 前記洗浄工程の後に、前記撮像基板の前記デバイス層上に、別のデバイス層が形成された新たなデバイス基板を積層する積層工程を含み、
   該積層工程の後に、前記溶解性樹脂層形成工程と前記吸着工程と前記研削工程と前記洗浄工程とを順次繰り返すようにしたことを特徴とする請求項１に記載の撮像基板の加工方法。

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