JP2012256653A - Method for processing wafer with electrodes buried therein - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for processing a wafer with electrodes buried therein by which electrodes can be exposed from the backside of a substrate by preparing the substrate to have a given thickness, and a gettering effect can be obtained.SOLUTION: The wafer processing method is for preparing a wafer to have a predetermined finished thickness, provided that the wafer includes a substrate and electrodes buried therein, and the electrodes are connected with bonding pads respectively provided on a plurality of devices formed on a surface of the substrate. The method comprises: a property-modification layer formation step where the substrate is irradiated with laser light of a wavelength which can permeate the substrate from the backside thereof, thereby forming a property-modification layer on the backside of a boundary portion for defining a finished thickness, which is located inside the substrate; a backside-grinding step where the substrate with the property-modification layer formed therein is ground from its backside to a point not reaching the property-modification layer; and an etching step where the substrate subjected to the backside grinding is etched from the backside thereof to arrange the electrodes protruding from the backside of the substrate.

Description

本発明は、基板の表面に形成された複数のデバイスにそれぞれ設けられたボンディングパッドに接続する電極が埋設されたウエーハの加工方法に関する。   The present invention relates to a wafer processing method in which electrodes connected to bonding pads provided in a plurality of devices formed on a surface of a substrate are embedded.

半導体デバイス製造工程においては、略円板形状であるシリコン(Si)基板の表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等の半導体デバイスを形成する。このようにシリコン(Si)基板の表面に複数の半導体デバイスが形成されたウエーハをストリートに沿って切断することにより半導体デバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。   In a semiconductor device manufacturing process, a plurality of regions are partitioned by dividing lines called streets arranged in a grid on the surface of a substantially disk-shaped silicon (Si) substrate, and ICs, LSIs are divided into these partitioned regions. A semiconductor device such as is formed. In this way, by cutting a wafer having a plurality of semiconductor devices formed on the surface of a silicon (Si) substrate along the streets, the regions where the semiconductor devices are formed are divided to manufacture individual semiconductor devices.

デバイスの小型化、高機能化を図るため、複数のデバイスを積層し、積層されたデバイスに設けられたボンディングパッドを接続するモジュール構造が実用化されている。このモジュール構造はシリコン(Si)基板におけるボンディングパッドが設けられた箇所に孔(ビアホール)を形成し、この孔(ビアホール)にボンディングパッドと接続する銅やアルミニウム等の電極を二酸化珪素(SiO2)からなる絶縁材によって被覆して埋め込む構成である。(例えば、特許文献1参照。) In order to reduce the size and increase the functionality of devices, a module structure in which a plurality of devices are stacked and bonding pads provided on the stacked devices are connected has been put into practical use. In this module structure, a hole (via hole) is formed in a silicon (Si) substrate where a bonding pad is provided, and an electrode such as copper or aluminum connected to the bonding pad is formed in silicon dioxide (SiO 2 ). It is the structure which coat | covers and embeds with the insulating material which consists of. (For example, refer to Patent Document 1.)

上述したようにシリコン(Si)基板に埋設された銅(Cu)電極をシリコン(Si)基板の裏面に露出させるためには、シリコン(Si)基板の裏面を研削して裏面に銅(Cu)電極を露出させ、その後、シリコン(Si)に対してはエッチングレートが高く銅(Cu)に対してはエッチングレートが低い水酸化カリウム(KOH)をエッチング液としてシリコン(Si)基板の裏面をエッチングすることにより、シリコン(Si)基板を所定の厚みに形成するとともに裏面から銅(Cu)電極を30μm程度突出させる。   As described above, in order to expose the copper (Cu) electrode embedded in the silicon (Si) substrate on the back surface of the silicon (Si) substrate, the back surface of the silicon (Si) substrate is ground and copper (Cu) is formed on the back surface. The electrode is exposed, and then the back surface of the silicon (Si) substrate is etched using potassium hydroxide (KOH), which has a high etching rate for silicon (Si) and a low etching rate for copper (Cu), as an etchant. As a result, a silicon (Si) substrate is formed to a predetermined thickness, and a copper (Cu) electrode is projected from the back surface by about 30 μm.

特開2003−249620号公報JP 2003-249620 A

上述したようにシリコン(Si)基板の裏面を研削して裏面に銅(Cu)電極を露出させると、銅(Cu)電極が研削される際に銅原子がシリコン(Si)基板の内部に侵入してデバイスの品質を低下させるという問題がある。また、シリコン(Si)基板の裏面を研削して裏面に研削歪を形成すると研削歪が銅原子の遊動を抑制するゲッタリング効果をもたらすが、シリコン(Si)基板の裏面をエッチングすると研削歪が除去されてゲッタリング効果がなくなることから銅原子が遊動してデバイスに至りデバイスの品質を低下させるという問題がある。   As described above, when the back surface of the silicon (Si) substrate is ground to expose the copper (Cu) electrode, copper atoms penetrate into the silicon (Si) substrate when the copper (Cu) electrode is ground. There is a problem that the quality of the device is lowered. In addition, grinding the back surface of a silicon (Si) substrate to form a grinding strain on the back surface causes the gettering effect to suppress the migration of copper atoms, but etching the back surface of a silicon (Si) substrate causes the grinding strain to be reduced. Since there is no gettering effect after being removed, there is a problem in that the copper atoms move and reach the device to degrade the quality of the device.

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、基板を所定の厚みに形成して基板の裏面から電極を露出させることができるとともに、ゲッタリング効果を得ることができる電極が埋設されたウエーハの加工方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and a main technical problem thereof is that the substrate can be formed to a predetermined thickness to expose the electrode from the back surface of the substrate and obtain a gettering effect. Another object of the present invention is to provide a method of processing a wafer in which an electrode that can be embedded is embedded.

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に形成された複数のデバイスにそれぞれ設けられたボンディングパッドと接続した電極が基板に埋設されているウエーハを所定の仕上がり厚みに形成するウエーハの加工方法であって、
基板の裏面側から基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射し、基板の内部における仕上がり厚みを規定する境界部の裏面側に改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層が形成された基板の裏面を研削し、該改質層には至らない位置で研削を終了する裏面研削工程と、
該裏面が研削された基板の裏面をエッチングし、電極を基板の裏面から突出させるエッチング工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする電極が埋設されたウエーハの加工方法が提供される。
In order to solve the above-mentioned main technical problem, according to the present invention, a wafer in which electrodes connected to bonding pads provided in a plurality of devices formed on the surface of the substrate are embedded in the substrate is formed to a predetermined finished thickness. A method of processing a wafer to be formed,
A modified layer forming step of irradiating a laser beam having a wavelength transparent to the substrate from the back side of the substrate, and forming a modified layer on the back side of the boundary portion defining the finished thickness inside the substrate;
Grinding the back surface of the substrate on which the modified layer is formed, and finishing the grinding at a position not reaching the modified layer; and
Etching the back surface of the ground substrate, and causing the electrode to protrude from the back surface of the substrate.
A method for processing a wafer having an electrode embedded therein is provided.

上記電極は銅(Cu)によって形成されており、上記エッチング工程はエッチング液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて実施する。   The electrode is made of copper (Cu), and the etching step is performed using tetramethylammonium hydroxide (TMAH) as an etchant.

本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法においては、基板の裏面側から基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を基板の仕上がり厚みを規定する境界部に照射し、基板の内部における仕上がり厚みを規定する境界部の裏面側に改質層を形成する改質層形成工程と、改質層が形成された基板の裏面を研削し、改質層には至らない位置で研削を終了する裏面研削工程と、裏面が研削された基板の裏面をエッチングし、電極を基板の裏面から突出させるエッチング工程とを含んでいるので、改質層がバリアとなって基板の裏面と改質層との間の領域に存在する金属原子の遊動が拘束され、基板の裏面と改質層との間の領域に存在する金属原子が基板の表面に形成されたデバイスに至ることはない。そして、上記エッチング工程を実施することにより基板の裏面から電極を突出させることができるとともに、基板の裏面側に存在している金属原子もエッチングによって除去される。なお、エッチング工程において、基板の裏面に上記改質層を残存させることによって、効果的にゲッタリング効果を得ることができる。   In the method of processing a wafer in which an electrode is embedded according to the present invention, a laser beam having a wavelength that is transparent to the substrate is irradiated from the back side of the substrate to a boundary that defines the finished thickness of the substrate, and the finish inside the substrate is finished. A modified layer forming step for forming a modified layer on the back surface side of the boundary defining the thickness, and the back surface of the substrate on which the modified layer is formed are ground, and the grinding is finished at a position not reaching the modified layer. Since it includes a back grinding process and an etching process in which the back surface of the substrate whose back surface is ground is etched and the electrode protrudes from the back surface of the substrate, the modified layer serves as a barrier and the back surface of the substrate and the modified layer The movement of metal atoms existing in the region between the two is constrained, and the metal atoms present in the region between the back surface of the substrate and the modified layer do not reach the device formed on the surface of the substrate. Then, by carrying out the etching step, the electrode can be projected from the back surface of the substrate, and metal atoms present on the back surface side of the substrate are also removed by etching. In the etching step, the gettering effect can be effectively obtained by leaving the modified layer on the back surface of the substrate.

本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法によって加工される半導体ウエーハの斜視図。The perspective view of the semiconductor wafer processed by the processing method of the wafer by which the electrode by this invention was embed | buried. 図1に示す半導体ウエーハの要部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the principal part of the semiconductor wafer shown in FIG. 本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における保護部材貼着工程の説明図。Explanatory drawing of the protection member sticking process in the processing method of the wafer by which the electrode by this invention was embed | buried. 本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における改質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部を示す斜視図。The perspective view which shows the principal part of the laser processing apparatus for implementing the modified layer formation process in the processing method of the wafer by which the electrode by which this invention was embed | buried. 本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における改質層形成工程の説明図。Explanatory drawing of the modified layer formation process in the processing method of the wafer by which the electrode by this invention was embed | buried. 本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における裏面研削工程の説明図。Explanatory drawing of the back surface grinding process in the processing method of the wafer by which the electrode by this invention was embed | buried. 本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法におけるエッチング工程を実施するためのエッチング装置の斜視図。The perspective view of the etching apparatus for implementing the etching process in the processing method of the wafer with which the electrode by this invention was embed | buried. 図7に示すエッチング装置のスピンナーテーブルを被加工物搬入・搬出位置に位置付けた状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which located the spinner table of the etching apparatus shown in FIG. 7 in the workpiece carrying in / out position. 図7に示すエッチング装置のスピンナーテーブルを作業位置に位置付けた状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which located the spinner table of the etching apparatus shown in FIG. 7 in the working position. 本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法におけるエッチング工程の説明図。Explanatory drawing of the etching process in the processing method of the wafer by which the electrode by this invention was embed | buried.

以下、本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。   Preferred embodiments of a method for processing a wafer in which an electrode according to the present invention is embedded will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1には、本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法によって加工される半導体ウエーハの斜視図が示されている。図1に示す半導体ウエーハ2は、厚みが例えば600μmのシリコン(Si)基板21の表面21aに格子状に形成されたストリート211によって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイス212がそれぞれ形成されている。このように形成されたデバイス212の表面には、複数のボンディングパッド213が設けられている。このように形成された半導体ウエーハ2は、図2に示すようにシリコン(Si)基板21に上記ボンディングパッド213に接続する銅(Cu)電極214が埋設されている。なお、シリコン(Si)基板21に埋設される銅(Cu)電極214は、長さが例えば200μmに形成されており、絶縁膜としての二酸化珪素(SiO2)膜215が150nm程度の厚みで被覆されている。 FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor wafer to be processed by the method for processing a wafer in which an electrode according to the present invention is embedded. A semiconductor wafer 2 shown in FIG. 1 is divided into a plurality of regions by streets 211 formed in a lattice pattern on a surface 21a of a silicon (Si) substrate 21 having a thickness of, for example, 600 μm. Each device 212 is formed. A plurality of bonding pads 213 are provided on the surface of the device 212 thus formed. In the semiconductor wafer 2 thus formed, a copper (Cu) electrode 214 connected to the bonding pad 213 is embedded in a silicon (Si) substrate 21 as shown in FIG. The copper (Cu) electrode 214 embedded in the silicon (Si) substrate 21 has a length of, for example, 200 μm, and a silicon dioxide (SiO 2 ) film 215 as an insulating film is covered with a thickness of about 150 nm. Has been.

以下、上述した半導体ウエーハ2を構成するシリコン(Si)基板21を所定の厚みに形成してシリコン(Si)基板21の裏面に銅(Cu)電極214を突出して露出させる加工方法について説明する。先ず、上記半導体ウエーハ2を構成するシリコン(Si)基板21の表面21aに形成されたデバイス212を保護するために、図3に示すように半導体ウエーハ2の表面に保護テープ等の保護部材3を貼着する保護部材貼着工程を実施する。   Hereinafter, a processing method in which the silicon (Si) substrate 21 constituting the semiconductor wafer 2 described above is formed to a predetermined thickness and the copper (Cu) electrode 214 protrudes and is exposed on the back surface of the silicon (Si) substrate 21 will be described. First, in order to protect the device 212 formed on the surface 21a of the silicon (Si) substrate 21 constituting the semiconductor wafer 2, a protective member 3 such as a protective tape is provided on the surface of the semiconductor wafer 2 as shown in FIG. The protective member sticking process to stick is implemented.

上述した保護部材貼着工程を実施したならば、シリコン(Si)基板21の裏面側からシリコン(Si)基板21に対して透過性を有する波長のレーザー光線をシリコン(Si)基板21の仕上がり厚みを規定する境界部に照射し、シリコン(Si)基板21の内部における仕上がり厚みを規定する境界部に改質層を形成する改質層形成工程を実施する。この改質層形成工程は、図4に示すレーザー加工装置4を用いて実施する。図4に示すレーザー加工装置4は、被加工物を保持するチャックテーブル41と、該チャックテーブル41上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段42と、チャックテーブル41上に保持された被加工物を撮像する撮像手段43を具備している。チャックテーブル41は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図4において矢印Xで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図4において矢印Yで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。   If the above-described protective member attaching step is performed, a laser beam having a wavelength that is transmissive to the silicon (Si) substrate 21 from the back side of the silicon (Si) substrate 21 is applied to the finished thickness of the silicon (Si) substrate 21. A modified layer forming step of irradiating the defined boundary and forming a modified layer at the boundary defining the finished thickness inside the silicon (Si) substrate 21 is performed. This modified layer forming step is performed using a laser processing apparatus 4 shown in FIG. The laser processing apparatus 4 shown in FIG. 4 has a chuck table 41 that holds a workpiece, laser beam irradiation means 42 that irradiates a workpiece held on the chuck table 41 with a laser beam, and a chuck table 41 that holds the workpiece. An image pickup means 43 for picking up an image of the processed workpiece is provided. The chuck table 41 is configured to suck and hold a workpiece. The chuck table 41 is moved in a processing feed direction indicated by an arrow X in FIG. 4 by a processing feed means (not shown) and is also shown in FIG. 4 by an index feed means (not shown). It can be moved in the index feed direction indicated by the arrow Y.

上記レーザー光線照射手段42は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング421を含んでいる。ケーシング421内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング421の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器422が装着されている。なお、レーザー光線照射手段42は、集光器422によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段(図示せず)を備えている。   The laser beam application means 42 includes a cylindrical casing 421 arranged substantially horizontally. In the casing 421, pulse laser beam oscillation means including a pulse laser beam oscillator and repetition frequency setting means (not shown) are arranged. A condenser 422 for condensing the pulse laser beam oscillated from the pulse laser beam oscillating means is attached to the tip of the casing 421. The laser beam irradiating unit 42 includes a condensing point position adjusting unit (not shown) for adjusting the condensing point position of the pulsed laser beam condensed by the condenser 422.

上記レーザー光線照射手段42を構成するケーシング421の先端部に装着された撮像手段43は、可視光線によって撮像する通常の撮像素子(CCD)の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子(赤外線CCD)等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。なお、図示しない制御手段は、上記半導体ウエーハ2に形成されているストリート211および電極214のX,Y座標の設計値を格納するメモリを備えている。   The imaging means 43 attached to the tip of the casing 421 constituting the laser beam irradiation means 42 is an infrared illumination means for irradiating a workpiece with infrared rays in addition to a normal imaging device (CCD) for imaging with visible light. And an optical system that captures infrared rays irradiated by the infrared illumination means, and an image sensor (infrared CCD) that outputs an electrical signal corresponding to the infrared rays captured by the optical system. It sends to the control means which is not illustrated. The control means (not shown) includes a memory for storing design values of the X and Y coordinates of the street 211 and the electrode 214 formed on the semiconductor wafer 2.

上述したレーザー加工装置4を用いて、上記半導体ウエーハ2を構成するシリコン(Si)基板21の裏面側からシリコン(Si)基板21に対して透過性を有する波長のレーザー光線をシリコン(Si)基板21の仕上がり厚みを規定する境界部に照射し、シリコン(Si)基板21の内部における仕上がり厚みを規定する境界部に改質層を形成する改質層形成工程について、図4および図5を参照して説明する。   Using the laser processing apparatus 4 described above, a laser beam having a wavelength that is transmissive to the silicon (Si) substrate 21 from the back side of the silicon (Si) substrate 21 constituting the semiconductor wafer 2 is applied to the silicon (Si) substrate 21. FIG. 4 and FIG. 5 are referred to regarding a modified layer forming step of irradiating a boundary portion that defines the finished thickness of the substrate and forming a modified layer at the boundary portion that defines the finished thickness inside the silicon (Si) substrate 21. I will explain.

シリコン(Si)基板21の内部に仕上がり厚みを規定する境界部の裏面に改質層を形成する改質層形成工程を実施するには、先ず、上述した図4に示すレーザー加工装置4のチャックテーブル41上に半導体ウエーハ2の表面に貼着された保護テープ3側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、保護テープ3を介して半導体ウエーハ2をチャックテーブル41上に保持する(ウエーハ保持工程)。従って、チャックテーブル41に保持された半導体ウエーハ2は、シリコン(Si)基板21の裏面21bが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ2を吸引保持したチャックテーブル41は、図示しない加工送り手段によって撮像手段43の直下に位置付けられる。   In order to carry out the modified layer forming step for forming the modified layer on the back surface of the boundary portion that defines the finished thickness inside the silicon (Si) substrate 21, first, the chuck of the laser processing apparatus 4 shown in FIG. On the table 41, the protective tape 3 attached to the surface of the semiconductor wafer 2 is placed. Then, by operating a suction means (not shown), the semiconductor wafer 2 is held on the chuck table 41 via the protective tape 3 (wafer holding step). Accordingly, the semiconductor wafer 2 held on the chuck table 41 has the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21 on the upper side. In this way, the chuck table 41 that sucks and holds the semiconductor wafer 2 is positioned directly below the imaging unit 43 by a processing feed unit (not shown).

チャックテーブル41が撮像手段43の直下に位置付けられると、撮像手段43および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ2のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段43および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ2の所定方向に形成されているストリート211が矢印Xで示す加工送り方向と平行であるか否かを検出するアライメントを遂行する(アライメント工程)。このとき、半導体ウエーハ2におけるストリート211が形成されているシリコン(Si)基板21の表面は下側に位置しているが、シリコン(Si)基板21の裏面21b側からストリート211を撮像することができる。   When the chuck table 41 is positioned immediately below the image pickup means 43, an alignment operation for detecting a processing region to be laser processed of the semiconductor wafer 2 is executed by the image pickup means 43 and a control means (not shown). That is, the imaging unit 43 and a control unit (not shown) perform alignment for detecting whether the street 211 formed in a predetermined direction of the semiconductor wafer 2 is parallel to the machining feed direction indicated by the arrow X (alignment process). ). At this time, the surface of the silicon (Si) substrate 21 on which the streets 211 in the semiconductor wafer 2 are formed is positioned on the lower side, but the streets 211 can be imaged from the back surface 21b side of the silicon (Si) substrate 21. it can.

以上のようにしてアライメント工程を実施したならば、シリコン(Si)基板21の内部に仕上がり厚みを規定する境界部に改質層を形成する改質層形成工程を実施する。この改質層形成工程においては、シリコン(Si)基板21に埋設された銅(Cu)電極214を避けてレーザー光線を照射する。このためには、ストリート211に対して平行にレーザー光線を照射するとともに、図示しない制御手段のメモリに格納された銅(Cu)電極214が配設されたX,Y座標の設計値に基づき銅(Cu)電極214を避けてレーザー光線を照射する。即ち、図5の(a)で示すようにチャックテーブル41をレーザー光線照射手段42の集光器422が位置するレーザー光線照射領域に移動し、ストリート211と平行で銅(Cu)電極214が存在しないX軸方向の直線の一端(図5の(a)において左端)をレーザー光線照射手段42の集光器422の直下に位置付ける。そして、半導体ウエーハ2の仕上がり厚みが100μmの場合には、シリコン(Si)基板21の表面21aから例えば115μmの位置に集光器422から照射されるパルスレーザー光線の集光点Pを合わせる。集光器422から照射されるパルスレーザー光線の集光点Pをシリコン(Si)基板21の所定位置に位置付けるためには、例えば特開2009−63446号公報に記載されているチャックテーブルに保持された被加工物の高さ位置検出装置を用いてチャックテーブル41に保持されたシリコン(Si)基板21の上面の高さ位置を検出し、検出されたシリコン(Si)基板21の上面の高さ位置を基準として図示しない集光点位置調整手段を作動することによりパルスレーザー光線の集光点Pを所定位置に位置付ける。次に、レーザー光線照射手段42の集光器422からシリコン(Si)基板21に対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル41を図5の(a)において矢印X1で示す加工送り方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図5の(b)で示すようにレーザー光線照射手段42の集光器422の照射位置にストリート211の他端(図5の(b)において右端)が達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル41の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ2を構成する基板20には、図5の(b)および(c)に示すように内部に連続した改質層216が形成される(改質層形成工程)。   When the alignment process is performed as described above, a modified layer forming process is performed in which a modified layer is formed in the boundary portion that defines the finished thickness inside the silicon (Si) substrate 21. In this modified layer forming step, the laser beam is irradiated avoiding the copper (Cu) electrode 214 embedded in the silicon (Si) substrate 21. For this purpose, a laser beam is irradiated in parallel to the street 211, and copper (Cu) based on the design values of the X and Y coordinates in which the copper (Cu) electrode 214 stored in the memory of the control means (not shown) is disposed. Cu) The laser beam is irradiated while avoiding the electrode 214. That is, as shown in FIG. 5A, the chuck table 41 is moved to the laser beam irradiation area where the condenser 422 of the laser beam irradiation means 42 is located, and there is no copper (Cu) electrode 214 parallel to the street 211. One end of the straight line in the axial direction (the left end in FIG. 5A) is positioned directly below the condenser 422 of the laser beam irradiation means 42. When the finished thickness of the semiconductor wafer 2 is 100 μm, the condensing point P of the pulsed laser beam irradiated from the condenser 422 is set at a position of, for example, 115 μm from the surface 21a of the silicon (Si) substrate 21. In order to position the condensing point P of the pulse laser beam irradiated from the concentrator 422 at a predetermined position of the silicon (Si) substrate 21, it is held on a chuck table described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-63446. The height position of the upper surface of the silicon (Si) substrate 21 held on the chuck table 41 is detected using a height position detection device for the workpiece, and the detected height position of the upper surface of the silicon (Si) substrate 21 is detected. By operating a condensing point position adjusting means (not shown) with reference to, the condensing point P of the pulse laser beam is positioned at a predetermined position. Next, the chuck table 41 is processed by an arrow X1 in FIG. 5A while irradiating a pulsed laser beam having a wavelength transmissive to the silicon (Si) substrate 21 from the condenser 422 of the laser beam irradiation means 42. Move in the feed direction at a predetermined machining feed rate. When the other end of the street 211 (the right end in FIG. 5B) reaches the irradiation position of the condenser 422 of the laser beam irradiation means 42 as shown in FIG. 5B, the irradiation of the pulsed laser beam is stopped. At the same time, the movement of the chuck table 41 is stopped. As a result, a continuous modified layer 216 is formed on the substrate 20 constituting the semiconductor wafer 2 as shown in FIGS. 5B and 5C (modified layer forming step).

上記の改質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源 :半導体励起固体レーザー(Nd:YAG)
波長 :1064nmのパルスレーザー
繰り返し周波数 :100kHz
平均出力 :0.3W
パルス幅 :12ps
集光スポット径 :φ1μm
加工送り速度 :400mm/秒
The processing conditions in the modified layer forming step are set as follows, for example.
Light source: Semiconductor pumped solid-state laser (Nd: YAG)
Wavelength: 1064 nm pulse laser Repeat frequency: 100 kHz
Average output: 0.3W
Pulse width: 12ps
Condensing spot diameter: φ1μm
Processing feed rate: 400 mm / sec

上記の改質層形成工程を実施することにより、シリコン(Si)基板21には半導体ウエーハ2の仕上がり厚みであるシリコン(Si)基板21の表面21aから例えば100μmの位置から裏面21b側に厚さが略30μmの改質層216が形成される。このように形成された改質層216は、図示の実施形態においては銅(Cu)電極214の中間部に位置する。   By performing the modified layer forming step, the silicon (Si) substrate 21 has a thickness from the front surface 21a of the silicon (Si) substrate 21 that is the finished thickness of the semiconductor wafer 2 to the back surface 21b side, for example, from a position of 100 μm. The modified layer 216 having a thickness of approximately 30 μm is formed. The modified layer 216 formed in this way is located in the middle of the copper (Cu) electrode 214 in the illustrated embodiment.

上述したようにシリコン(Si)基板21の内部に改質層216を形成することにより、この改質層216がバリアとなってシリコン(Si)基板21の裏面21bと改質層216との間の領域に存在する銅原子の遊動が拘束され、シリコン(Si)基板21の裏面21bと改質層216との間の領域に存在する銅原子がシリコン(Si)基板21の表面21aに形成されたデバイス212に至ることはない。   As described above, by forming the modified layer 216 inside the silicon (Si) substrate 21, the modified layer 216 serves as a barrier between the back surface 21 b of the silicon (Si) substrate 21 and the modified layer 216. The movement of copper atoms existing in the region is restricted, and copper atoms existing in the region between the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21 and the modified layer 216 are formed on the surface 21a of the silicon (Si) substrate 21. The device 212 is not reached.

上述した改質層形成工程を実施したならば、改質層216が形成された半導体ウエーハ2を構成するシリコン(Si)基板21の裏面を研削し、改質層216には至らない位置で研削を終了する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図示の実施形態においては図6の(a)に示す研削装置5を用いて実施する。図6の(a)に示す研削装置5は、被加工物を保持するチャックテーブル51と、該チャックテーブル51に保持された被加工物を研削する研削手段52を具備している。チャックテーブル51は、上面に被加工物を吸引保持し図6の(a)において矢印51aで示す方向に回転せしめられる。研削手段52は、スピンドルハウジング521と、該スピンドルハウジング521に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル522と、該回転スピンドル522の下端に装着されたマウンター523と、該マウンター523の下面に取り付けられた研削ホイール524とを具備している。この研削ホイール524は、円環状の基台525と、該基台525の下面に環状に装着された研削砥石526とからなっており、基台525がマウンター523の下面に締結ボルト527によって取り付けられている。   When the above-described modified layer forming step is performed, the back surface of the silicon (Si) substrate 21 constituting the semiconductor wafer 2 on which the modified layer 216 is formed is ground and is ground at a position that does not reach the modified layer 216. The back grinding process is completed. In the illustrated embodiment, this back grinding process is performed using a grinding apparatus 5 shown in FIG. A grinding apparatus 5 shown in FIG. 6A includes a chuck table 51 that holds a workpiece, and a grinding unit 52 that grinds the workpiece held on the chuck table 51. The chuck table 51 sucks and holds the workpiece on the upper surface and is rotated in the direction indicated by the arrow 51a in FIG. The grinding means 52 includes a spindle housing 521, a rotating spindle 522 that is rotatably supported by the spindle housing 521 and rotated by a rotation driving mechanism (not shown), a mounter 523 attached to the lower end of the rotating spindle 522, and the mounter And a grinding wheel 524 attached to the lower surface of 523. The grinding wheel 524 includes an annular base 525 and a grinding wheel 526 that is annularly attached to the lower surface of the base 525, and the base 525 is attached to the lower surface of the mounter 523 with fastening bolts 527. ing.

上述した研削装置5を用いて上記裏面研削工程を実施するには、図6の(a)に示すようにチャックテーブル51の上面(保持面)に上記改質層形成工程が実施された半導体ウエーハ2の表面に貼着した保護部材3側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル51上に保護部材3を介して半導体ウエーハ2を吸引保持する。従って、チャックテーブル51上に吸引保持された半導体ウエーハ2は、シリコン(Si)基板21の裏面21bが上側となる。このようにチャックテーブル51上に半導体ウエーハ2を吸引保持したならば、チャックテーブル51を図6の(a)において矢印51aで示す方向に例えば300rpmで回転しつつ、研削手段52の研削ホイール524を図6の(a)において矢印524aで示す方向に例えば6000rpmで回転せしめ、図6の(b)に示すように研削砥石526の研削面(下面)を被加工面であるシリコン(Si)基板21の裏面21bに接触させて、研削ホイール524を図6の(a)および(b)において矢印524bで示すように所定の研削送り速度(例えば、3μm/秒)で下方(チャックテーブル51の保持面に対し垂直な方向)に例えば470μm研削送りする。このとき、研削ホイール524の研削砥石526による研削加工部には、研削水が供給される。この裏面研削工程においては半導体ウエーハ2を構成するシリコン(Si)基板21の裏面21bが例えば470μm研削され、改質層216には至らない位置で研削を終了する。従って、図6の(c)に示すように半導体ウエーハ2を構成するシリコン(Si)基板21の厚みは130μmとなり、長さが130μmの銅(Cu)電極214はシリコン(Si)基板21の裏面21bに露出する。   In order to perform the back surface grinding process using the grinding apparatus 5 described above, the semiconductor wafer in which the modified layer forming process is performed on the upper surface (holding surface) of the chuck table 51 as shown in FIG. The protective member 3 side adhered to the surface of 2 is placed. Then, the semiconductor wafer 2 is sucked and held on the chuck table 51 via the protective member 3 by operating a suction means (not shown). Accordingly, in the semiconductor wafer 2 sucked and held on the chuck table 51, the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21 is on the upper side. If the semiconductor wafer 2 is sucked and held on the chuck table 51 in this way, the grinding wheel 524 of the grinding means 52 is moved while rotating the chuck table 51 in the direction indicated by the arrow 51a in FIG. In FIG. 6 (a), it is rotated at, for example, 6000 rpm in the direction indicated by the arrow 524a, and as shown in FIG. 6 (b), the grinding surface (lower surface) of the grinding wheel 526 is a silicon (Si) substrate 21 that is the work surface. 6 (a) and (b) in FIG. 6, the grinding wheel 524 is moved downward (the holding surface of the chuck table 51) at a predetermined grinding feed rate (for example, 3 μm / second) as indicated by an arrow 524 b in FIGS. For example, 470 μm grinding feed. At this time, the grinding water is supplied to the grinding portion of the grinding wheel 524 by the grinding wheel 526. In this back surface grinding step, the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21 constituting the semiconductor wafer 2 is ground by 470 μm, for example, and the grinding is finished at a position not reaching the modified layer 216. Accordingly, as shown in FIG. 6C, the thickness of the silicon (Si) substrate 21 constituting the semiconductor wafer 2 is 130 μm, and the copper (Cu) electrode 214 having a length of 130 μm is the back surface of the silicon (Si) substrate 21. Exposed to 21b.

上述した裏面研削工程を実施したならば、裏面が研削されたシリコン(Si)基板21の裏面21bをエッチングし、銅(Cu)電極214をシリコン(Si)基板21の裏面21bから突出させるエッチング工程を実施する。このエッチング工程は、図7に示すエッチング装置を用いて実施する。図7に示すエッチング装置6は、スピンナーテーブル機構61と、該スピンナーテーブル機構61を包囲して配設されたエッチング液受け手段62を具備している。スピンナーテーブル機構61は、スピンナーテーブル611と、該スピンナーテーブル611を回転駆動する回転駆動手段としての電動モータ612と、該電動モータ612を上下方向に移動可能に支持する支持手段613を具備している。スピンナーテーブル611は多孔性材料から形成された吸着チャック611aを具備しており、この吸着チャック611aが図示しない吸引手段に連通されている。従って、スピンナーテーブル611は、吸着チャック611aに被加工物であるウエーハを載置し図示しない吸引手段により負圧を作用せしめることにより吸着チャック611a上にウエーハを保持する。電動モータ612は、その駆動軸612aの上端に上記スピンナーテーブル611を連結する。上記支持手段613は、複数本(図示の実施形態においては3本)の支持脚613aと、該支持脚613aとそれぞれ連結し電動モータ612に取り付けられた複数本(図示の実施形態においては3本)のエアシリンダ613bとからなっている。このように構成された支持手段613は、エアシリンダ613bを作動することにより、電動モータ612およびスピンナーテーブル611を図7および図8に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図9に示す下方位置である作業位置に位置付ける。   If the back surface grinding process described above is performed, the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21 whose back surface has been ground is etched, and the etching process for projecting the copper (Cu) electrode 214 from the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21 is performed. To implement. This etching step is performed using an etching apparatus shown in FIG. The etching apparatus 6 shown in FIG. 7 includes a spinner table mechanism 61 and an etchant receiving means 62 disposed so as to surround the spinner table mechanism 61. The spinner table mechanism 61 includes a spinner table 611, an electric motor 612 as a rotation driving unit that rotationally drives the spinner table 611, and a support unit 613 that supports the electric motor 612 so as to be movable in the vertical direction. . The spinner table 611 includes a suction chuck 611a formed of a porous material, and the suction chuck 611a communicates with suction means (not shown). Therefore, the spinner table 611 holds the wafer on the suction chuck 611a by placing a wafer as a workpiece on the suction chuck 611a and applying a negative pressure by a suction means (not shown). The electric motor 612 connects the spinner table 611 to the upper end of the drive shaft 612a. The support means 613 includes a plurality of (three in the illustrated embodiment) support legs 613a and a plurality of (three in the illustrated embodiment) attached to the electric motor 612 respectively connected to the support legs 613a. ) Air cylinder 613b. The support means 613 configured as described above operates the air cylinder 613b to move the electric motor 612 and the spinner table 611 to the workpiece loading / unloading position, which is the upper position shown in FIGS. Is located at the work position which is the lower position shown in FIG.

上記エッチング液受け手段62は、エッチング液受け容器621と、該エッチング液受け容器621を支持する3本(図7には2本が示されている)の支持脚622と、上記電動モータ612の駆動軸612aに装着されたカバー部材623とを具備している。エッチング液受け容器621は、図8および図9に示すように円筒状の外側壁621aと底壁621bと内側壁621cとからなっている。底壁621bの中央部には上記電動モータ612の駆動軸612aが挿通する穴621dが設けられおり、この穴621dの周縁から上方に突出する内側壁621cが形成されている。また、図7に示すように底壁621bには排液口621eが設けられており、この排液口621eにドレンホース624が接続されている。上記カバー部材623は、円盤状に形成されており、その外周縁から下方に突出するカバー部623aを備えておる。このように構成されたカバー部材623は、電動モータ612およびスピンナーテーブル611が図8に示す作業位置に位置付けられると、カバー部623aが上記エッチング液受け容器621を構成する内側壁621cの外側に隙間をもって重合するように位置付けられる。   The etching solution receiving means 62 includes an etching solution receiving container 621, three supporting legs 622 (two are shown in FIG. 7) that support the etching solution receiving container 621, and the electric motor 612. And a cover member 623 attached to the drive shaft 612a. As shown in FIGS. 8 and 9, the etching solution receiving container 621 includes a cylindrical outer wall 621a, a bottom wall 621b, and an inner wall 621c. A hole 621d through which the drive shaft 612a of the electric motor 612 is inserted is provided at the center of the bottom wall 621b, and an inner wall 621c protruding upward from the periphery of the hole 621d is formed. Further, as shown in FIG. 7, the bottom wall 621b is provided with a drain port 621e, and a drain hose 624 is connected to the drain port 621e. The cover member 623 is formed in a disc shape, and includes a cover portion 623a that protrudes downward from the outer peripheral edge thereof. When the electric motor 612 and the spinner table 611 are positioned at the work position shown in FIG. 8, the cover member 623 configured as described above has a gap on the outside of the inner wall 621 c that constitutes the etching solution receiving container 621. Is positioned to polymerize.

図示の実施形態におけるエッチング装置6は、上記スピンナーテーブル611に保持された被加工物にエッチング液を供給するエッチング液供給機構64を具備している。エッチング液供給機構64は、スピンナーテーブル611に保持された被加工物に向けてエッチング液を供給するエッチング液供給ノズル641と、該エッチング液供給ノズル641を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ642を備えており、エッチング液供給ノズル641がエッチング液供給手段640(図8および図9参照)に接続されている。エッチング液供給ノズル641は、水平に延びるノズル部641aと、該ノズル部641aから下方に延びる支持部641bとからなっており、支持部641bが上記エッチング液受け容器621を構成する底壁621bに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設されエッチング液供給手段640(図8および図9参照)に接続されている。なお、エッチング液供給ノズル641の支持部641bが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部641bとの間をシールするシール部材(図示せず)が装着されている。なお、上記エッチング液供給手段640は、図示の実施形態においてはテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を供給する。   The etching apparatus 6 in the illustrated embodiment includes an etching solution supply mechanism 64 that supplies an etching solution to a workpiece held on the spinner table 611. The etchant supply mechanism 64 includes an etchant supply nozzle 641 that supplies an etchant toward the workpiece held on the spinner table 611, and an electric motor that can be rotated forward and backward to swing the etchant supply nozzle 641. 642, and an etchant supply nozzle 641 is connected to the etchant supply means 640 (see FIGS. 8 and 9). The etching solution supply nozzle 641 includes a nozzle portion 641a extending horizontally and a support portion 641b extending downward from the nozzle portion 641a. The support portion 641b is provided on the bottom wall 621b constituting the etching solution receiving container 621. The etching hole supply means 640 (see FIGS. 8 and 9) is connected through an insertion hole (not shown). A seal member (not shown) that seals between the support portion 641b and the support hole 641b is attached to the periphery of the insertion hole (not shown) through which the support portion 641b of the etching solution supply nozzle 641 is inserted. The etching solution supply means 640 supplies tetramethylammonium hydroxide (TMAH) in the illustrated embodiment.

図示の実施形態におけるエッチング装置6は、上記スピンナーテーブル611に保持された被加工物に水を供給するための洗浄水供給機構65を具備している。洗浄水供給機構65は、スピンナーテーブル611に保持された被加工物に向けて洗浄水を供給する洗浄水供給ノズル651と、該洗浄水供給ノズル651を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ652を備えており、該洗浄水供給ノズル651が洗浄水供給手段650(図8および図9参照)に接続されている。洗浄水供給ノズル651は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部651aと、該ノズル部651aの基端から下方に延びる支持部651bとからなっており、支持部651bが上記エッチング液受け容器621を構成する底壁621bに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され洗浄水供給手段650(図8および図9参照)に接続されている。なお、洗浄水供給ノズル651の支持部651bが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部651bとの間をシールするシール部材(図示せず)が装着されている。   The etching apparatus 6 in the illustrated embodiment includes a cleaning water supply mechanism 65 for supplying water to the workpiece held on the spinner table 611. The cleaning water supply mechanism 65 includes a cleaning water supply nozzle 651 that supplies cleaning water toward the workpiece held on the spinner table 611, and an electric motor that can be rotated forward and backward to swing the cleaning water supply nozzle 651. The cleaning water supply nozzle 651 is connected to the cleaning water supply means 650 (see FIGS. 8 and 9). The cleaning water supply nozzle 651 is composed of a nozzle portion 651a that extends horizontally and has a tip bent downward, and a support portion 651b that extends downward from the base end of the nozzle portion 651a, and the support portion 651b is the etching solution. An insertion hole (not shown) provided in the bottom wall 621b constituting the receiving container 621 is inserted and connected to the cleaning water supply means 650 (see FIGS. 8 and 9). Note that a seal member (not shown) that seals between the support portion 651b and the support hole 651b is attached to the periphery of the insertion hole (not shown) through which the support portion 651b of the cleaning water supply nozzle 651 is inserted.

図示の実施形態におけるエッチング装置6は、上記スピンナーテーブル611に保持された洗浄後の被加工物にエアーを供給するためのエアー供給機構66を具備している。エアー供給機構66は、スピンナーテーブル611に保持された洗浄後の被加工物に向けてエアーを噴出するエアーノズル661と、該エアーノズル661を揺動せしめるための正転・逆転可能な電動モータ662を備えており、該エアーノズル661がエアー供給手段660(図8および図9参照)に接続されている。エアーノズル661は、水平に延び先端部が下方に屈曲され先端に噴射口661aを備えたノズル部661bと、該ノズル部661bの基端から下方に延びる支持部661cとからなっており、支持部661cが上記エッチング液受け容器621を構成する底壁621bに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設されエアー供給手段660(図8および図9参照)に接続されている。なお、エアーノズル661の支持部661cが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部661cとの間をシールするシール部材(図示せず)が装着されている。   The etching apparatus 6 in the illustrated embodiment includes an air supply mechanism 66 for supplying air to the workpiece after cleaning held by the spinner table 611. The air supply mechanism 66 includes an air nozzle 661 that blows air toward the workpiece to be cleaned, which is held by the spinner table 611, and an electric motor 662 that can be rotated forward and backward to swing the air nozzle 661. The air nozzle 661 is connected to the air supply means 660 (see FIGS. 8 and 9). The air nozzle 661 is composed of a nozzle portion 661b that extends horizontally and has a distal end bent downward and has an injection port 661a at the distal end, and a support portion 661c that extends downward from the base end of the nozzle portion 661b. A reference numeral 661c is provided through an insertion hole (not shown) provided in the bottom wall 621b constituting the etching solution receiving container 621, and is connected to the air supply means 660 (see FIGS. 8 and 9). A seal member (not shown) that seals between the support portion 661c is attached to the periphery of an insertion hole (not shown) through which the support portion 661c of the air nozzle 661 is inserted.

以下、上述したエッチング装置6を用いて実施するエッチング工程について説明する。エッチング工程を実施するには、上述した裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ2(表面に保護部材3が貼着されている)の保護部材3側をエッチング装置6を構成するスピンナーテーブル611の吸着チャック611a上に載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより吸着チャック611a上に半導体ウエーハ2を保護部材3を介して吸引保持する。従って、吸着チャック611a上に保護部材3を介して吸引保持された半導体ウエーハ2は、シリコン(Si)基板21の裏面21bが上側となる。このとき、スピンナーテーブル611は図8に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けられており、エッチング液供給ノズル641と洗浄水供給ノズル651およびエアー供給ノズル661は図8および図9に示すようにスピンナーテーブル611の上方から離隔した待機位置に位置付けられている。   Hereinafter, the etching process implemented using the etching apparatus 6 mentioned above is demonstrated. In order to carry out the etching step, the spinner table 611 constituting the etching device 6 is adsorbed on the protective member 3 side of the semiconductor wafer 2 (the protective member 3 is stuck on the surface) on which the back grinding step described above has been carried out. Place on the chuck 611a. Then, the semiconductor wafer 2 is sucked and held on the suction chuck 611a via the protective member 3 by operating a suction means (not shown). Accordingly, in the semiconductor wafer 2 sucked and held on the suction chuck 611a via the protective member 3, the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21 is on the upper side. At this time, the spinner table 611 is positioned at the workpiece loading / unloading position shown in FIG. 8, and the etching solution supply nozzle 641, the cleaning water supply nozzle 651, and the air supply nozzle 661 are as shown in FIGS. It is positioned at a standby position spaced apart from above the spinner table 611.

エッチング装置6を構成するスピンナーテーブル611の吸着チャック611a上に半導体ウエーハ2を保護部材3を介して吸引保持したならば、シリコン(Si)をエッチングするとともに二酸化珪素(SiO2)に対してエッチングレートが低いエッチング液を用いてシリコン(Si)基板をエッチングして二酸化珪素(SiO2)膜215で被覆された銅(Cu)電極214をシリコン(Si)基板21の裏面21bから突出させるエッチング工程を実施する。このエッチング工程を実施するには、図10の(a)に示すようにエッチング液供給ノズル651およびエアー供給ノズル661を待機位置に位置付け、エッチング液供給ノズル641をスピンナーテーブル611に保持された半導体ウエーハ2を構成するシリコン(Si)基板21の中央部上方に位置付ける。次に、電動モータ612を作動してスピンナーテーブル611を矢印Aで示す方向に例えば100rpmの回転速度で回転するとともに、エッチング液供給手段640を作動してテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)をエッチング液供給ノズル651に1分間に1リットルの割合(1リットル/分)で供給する。このようにしてエッチング液供給ノズル651に供給されたテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)は、ノズル部651aからスピンナーテーブル611に保持された半導体ウエーハ2を構成するシリコン(Si)基板21の裏面21bの中央部に供給される。このようにしてシリコン(Si)基板21の裏面21bの中央部に供給されたテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)は、遠心力によって外周に向けて移動しつつシリコン(Si)基板21の裏面21bをエッチングする。このようにしてエッチング工程を5分間実施することにより、図10の(b)に示すようにシリコン(Si)基板21の裏面21bが例えば30μmエッチングされ、シリコン(Si)基板21が仕上がり厚みである100μmに形成される。そして、二酸化珪素(SiO2)膜215が被覆された銅(Cu)電極214がシリコン(Si)基板21の裏面21bから30μm突出せしめられる。 If the semiconductor wafer 2 is sucked and held via the protective member 3 on the suction chuck 611a of the spinner table 611 constituting the etching apparatus 6, the silicon (Si) is etched and the etching rate with respect to silicon dioxide (SiO 2 ). An etching process in which a silicon (Si) substrate is etched using a low etchant to cause the copper (Cu) electrode 214 covered with the silicon dioxide (SiO 2 ) film 215 to protrude from the back surface 21 b of the silicon (Si) substrate 21. carry out. In order to perform this etching step, as shown in FIG. 10A, the etching solution supply nozzle 651 and the air supply nozzle 661 are positioned at the standby position, and the etching solution supply nozzle 641 is held on the spinner table 611. 2 is positioned above the central portion of the silicon (Si) substrate 21 constituting the substrate 2. Next, the electric motor 612 is operated to rotate the spinner table 611 in the direction indicated by arrow A at a rotation speed of, for example, 100 rpm, and the etching solution supply means 640 is operated to remove tetramethylammonium hydroxide (TMAH) as an etching solution. The supply nozzle 651 is supplied at a rate of 1 liter per minute (1 liter / minute). The tetramethylammonium hydroxide (TMAH) supplied to the etching solution supply nozzle 651 in this way is formed on the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21 constituting the semiconductor wafer 2 held by the spinner table 611 from the nozzle portion 651a. Supplied to the center. Thus, the tetramethylammonium hydroxide (TMAH) supplied to the central portion of the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21 moves toward the outer periphery by centrifugal force while moving the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21. Etch. By performing the etching process in this manner for 5 minutes, the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21 is etched by 30 μm, for example, as shown in FIG. 10B, and the silicon (Si) substrate 21 has a finished thickness. It is formed to 100 μm. Then, the copper (Cu) electrode 214 covered with the silicon dioxide (SiO 2 ) film 215 is projected from the back surface 21 b of the silicon (Si) substrate 21 by 30 μm.

上述したエッチング工程を実施することにより、シリコン(Si)基板21の裏面21bから銅(Cu)電極214を略30μm突出させることができるとともに、シリコン(Si)基板21の裏面21b側に存在している銅原子もエッチングによって除去される。なお、上述したエッチング工程において、シリコン(Si)基板21の裏面21bに上記改質層216を残存させることによって、ゲッタリング効果を得ることができる。   By performing the etching process described above, the copper (Cu) electrode 214 can be protruded from the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21 by approximately 30 μm, and exists on the back surface 21b side of the silicon (Si) substrate 21. Copper atoms that are present are also removed by etching. In the above-described etching process, the gettering effect can be obtained by leaving the modified layer 216 on the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21.

上述したようにエッチング工程を実施したならば、エッチング加工された半導体ウエーハ2を洗浄する洗浄工程を実施する。この洗浄工程を実施するには、エッチング液供給ノズル641を待機位置に位置付け、洗浄水供給機構65を構成する洗浄水供給ノズル651のノズル部651aをスピンナーテーブル611上に保持された半導体ウエーハ2の中心部上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル611を例えば800rpmの回転速度で回転しつつ洗浄水供給手段650を作動して、洗浄水供給ノズル651のノズル部651aから洗浄水を噴出する。なお、ノズル部651aを所謂2流体ノズルで構成し洗浄水を供給するとともに、エアーを供給するようにすれば、洗浄水がエアーの圧力で噴出して半導体ウエーハ2を構成するシリコン(Si)基板21の裏面21bを効果的に洗浄することができる。このとき、電動モータ652を作動して洗浄水供給ノズル651のノズル部651aから噴出された洗浄水がスピンナーテーブル611に保持された半導体ウエーハ2の中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめる。この結果、半導体ウエーハ2を構成するシリコン(Si)基板21の裏面21bを確実に洗浄することができる。   If the etching process is performed as described above, a cleaning process for cleaning the etched semiconductor wafer 2 is performed. In order to perform this cleaning step, the etching solution supply nozzle 641 is positioned at the standby position, and the nozzle portion 651a of the cleaning water supply nozzle 651 constituting the cleaning water supply mechanism 65 is placed on the spinner table 611. Located above the center. Then, the cleaning water supply unit 650 is operated while rotating the spinner table 611 at a rotation speed of, for example, 800 rpm, and the cleaning water is ejected from the nozzle portion 651 a of the cleaning water supply nozzle 651. If the nozzle portion 651a is constituted by a so-called two-fluid nozzle to supply cleaning water and supply air, the silicon (Si) substrate that forms the semiconductor wafer 2 by the cleaning water being ejected by the pressure of the air. The back surface 21b of 21 can be effectively cleaned. At this time, the electric motor 652 is actuated so that the cleaning water sprayed from the nozzle portion 651a of the cleaning water supply nozzle 651 reaches the required angle range from the position where it hits the center of the semiconductor wafer 2 held by the spinner table 611 to the position where it hits the outer periphery. Swing with. As a result, the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21 constituting the semiconductor wafer 2 can be reliably cleaned.

上述したように洗浄工程を実施したならば、洗浄された半導体ウエーハ2を乾燥する乾燥工程を実施する。この乾燥工程を実施するには、洗浄水供給ノズル651を待機位置に位置付け、エアー供給機構66を構成するエアーノズル661のノズル部661aをスピンナーテーブル611上に保持された半導体ウエーハ2の中心部上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル611を例えば3000rpmの回転速度で回転しつつエアー供給手段660を作動して、エアー供給ノズル661のノズル部661aからエアーを噴出する。このとき、電動モータ662を作動してエアーノズル661のノズル部661aから噴出された洗浄水がスピンナーテーブル611に保持された半導体ウエーハ2の中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめる。この結果、半導体ウエーハ2を構成するシリコン(Si)基板21の裏面21bを確実に乾燥することができる。   If the cleaning process is performed as described above, a drying process for drying the cleaned semiconductor wafer 2 is performed. In order to perform this drying step, the cleaning water supply nozzle 651 is positioned at the standby position, and the nozzle portion 661a of the air nozzle 661 constituting the air supply mechanism 66 is located above the center portion of the semiconductor wafer 2 held on the spinner table 611. Position. Then, the air supply unit 660 is operated while rotating the spinner table 611 at a rotation speed of, for example, 3000 rpm, and air is ejected from the nozzle portion 661 a of the air supply nozzle 661. At this time, the electric motor 662 is actuated, and the cleaning water ejected from the nozzle portion 661a of the air nozzle 661 swings within a required angle range from a position where it hits the center of the semiconductor wafer 2 held by the spinner table 611 to a position where it hits the outer peripheral portion. Move it. As a result, the back surface 21b of the silicon (Si) substrate 21 constituting the semiconductor wafer 2 can be reliably dried.

上述したように乾燥工程を実施したならば、スピンナーテーブル611の回転を停止するとともに、エアーノズル661を待機位置に位置付ける。そして、スピンナーテーブル611を図8に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けるとともに、スピンナーテーブル611に保持されている半導体ウエーハ2の吸引保持を解除する。次に、スピンナーテーブル611上の加工後の半導体ウエーハ2は、適宜の搬送手段によって、次工程に搬送される。   When the drying process is performed as described above, the rotation of the spinner table 611 is stopped and the air nozzle 661 is positioned at the standby position. Then, the spinner table 611 is positioned at the workpiece loading / unloading position shown in FIG. 8, and the suction and holding of the semiconductor wafer 2 held by the spinner table 611 is released. Next, the processed semiconductor wafer 2 on the spinner table 611 is transferred to the next step by an appropriate transfer means.

2:半導体ウエーハ
21:シリコン(Si)基板
212:デバイス
213:ボンディングパッド
214:銅(Cu)電極
215:二酸化珪素(SiO2)膜
3:保護部材
4:レーザー加工装置
41:レーザー加工装置のチャックテーブル
42:レーザー光線照射手段
422:集光器
5:研削装置
51:研削装置のチャックテーブル
52:研削手段
524:研削ホイール
6:エッチング装置
61:スピンナーテーブル機構
611:スピンナーテーブル
62:エッチング液受け手段
64:エッチング液供給機構
65:洗浄水供給機構
66:エアー供給機構
2: Semiconductor wafer 21: Silicon (Si) substrate 212: Device 213: bonding pad 214: copper (Cu) electrode 215: silicon dioxide (SiO 2) film 3: protective member 4: laser processing apparatus 41: a chuck of a laser processing device Table 42: Laser beam irradiation means 422: Condenser 5: Grinding apparatus 51: Chuck table of grinding apparatus 52: Grinding means 524: Grinding wheel 6: Etching apparatus 61: Spinner table mechanism 611: Spinner table 62: Etching solution receiving means 64 : Etching solution supply mechanism 65: Cleaning water supply mechanism 66: Air supply mechanism

Claims (2)

基板の表面に形成された複数のデバイスにそれぞれ設けられたボンディングパッドと接続した電極が基板に埋設されているウエーハを所定の仕上がり厚みに形成するウエーハの加工方法であって、
基板の裏面側から基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線を照射し、基板の内部における仕上がり厚みを規定する境界部の裏面側に改質層を形成する改質層形成工程と、
該改質層が形成された基板の裏面を研削し、該改質層には至らない位置で研削を終了する裏面研削工程と、
該裏面が研削された基板の裏面をエッチングし、電極を基板の裏面から突出させるエッチング工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする電極が埋設されたウエーハの加工方法。
A wafer processing method for forming a wafer in which electrodes connected to bonding pads respectively provided in a plurality of devices formed on a surface of a substrate are embedded in the substrate to a predetermined finished thickness,
A modified layer forming step of irradiating a laser beam having a wavelength transparent to the substrate from the back side of the substrate, and forming a modified layer on the back side of the boundary portion defining the finished thickness inside the substrate;
Grinding the back surface of the substrate on which the modified layer is formed, and finishing the grinding at a position not reaching the modified layer; and
Etching the back surface of the ground substrate, and causing the electrode to protrude from the back surface of the substrate.
A method for processing a wafer in which an electrode is embedded.
該電極は銅(Cu)によって形成されており、該エッチング工程はエッチング液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて実施する、請求項1記載の電極が埋設されたウエーハの加工方法。   The method of processing a wafer with an embedded electrode according to claim 1, wherein the electrode is formed of copper (Cu), and the etching step is performed using tetramethylammonium hydroxide (TMAH) as an etching solution.
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