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