JP2020092142A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ウェーハの加工不良の発生を防止することが可能なウェーハの加工方法を提供する。【解決手段】複数の領域の表面側にそれぞれ形成された複数のデバイス１５と、該領域の内部に該領域の厚さ方向に沿って埋め込まれデバイスに接続された電極１９と、を有するデバイス領域２１と、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域２３と、を備えるウェーハ１１を加工する方法であって、外周余剰領域に段差部を形成するステップと、ウェーハの表面１１ａ側を、接着剤を介してキャリア基板に固定するステップと、ウェーハの裏面１１ｂ側を研削するステップと、ウェーハの裏面側に薬液を供給してウェーハをエッチングし、電極をウェーハの裏面側から突出させるステップと、ウェーハの裏面側を絶縁膜で覆うステップと、外周余剰領域のうち接着剤と接触しない第２領域を除去するステップと、絶縁膜を研磨し、電極を絶縁膜から露出させるステップと、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、シリコンウェーハ等のウェーハを加工する際に用いられるウェーハの加工方法に関する。
分割予定ライン（ストリート）によって区画された領域の表面側にそれぞれＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成されたウェーハを、分割予定ラインに沿って分割することにより、デバイスを備えたデバイスチップが得られる。また、複数のデバイスチップをパッケージ化することによりパッケージデバイスが製造され、このパッケージデバイスは携帯電話やパーソナルコンピュータ等に代表される様々な電子機器に搭載される。
電子機器の小型化、薄型化に伴い、パッケージデバイスにも薄型化が求められている。そこで、分割前にウェーハの裏面側を研削することによってウェーハを薄くする手法が用いられている。ウェーハの研削加工には、例えば、ウェーハを保持するチャックテーブルと、ウェーハを研削する研削砥石が装着される研削ユニットとを備える研削装置が用いられる。
また、近年では、複数のデバイスチップを積層し、デバイスチップを上下に貫通する貫通電極（ＴＳＶ：Through-Silicon Via）によってデバイス同士を接続する技術が実用化されている。この貫通電極を用いると、ワイヤボンディング等を用いる場合と比較して、デバイス同士を接続する配線を短くできるため、パッケージデバイスの小型化や処理速度の向上を図ることができる。
複数のデバイスチップが積層されたパッケージデバイスの製造に関しては、様々な手法が提案されている。例えば特許文献１には、接着剤を介して複数のウェーハを貼り合わせて得た積層ウェーハを分割予定ラインに沿って切削することにより、積層されたデバイスチップを備えるパッケージデバイスを製造する手法が開示されている。なお、特許文献１に記載された手法では、積層されたウェーハ同士の接合が不十分な外周領域を予め除去することにより、積層ウェーハの分割時に外周領域の個片が飛散することを防止している。
特開２０１０−２２５９７６号公報
積層されたデバイス同士の接続を上記の貫通電極によって行う場合には、デバイスに接続されウェーハの内部に埋め込まれた電極をウェーハの裏面側で露出させることにより、該電極を他のデバイスに接続可能な状態とする必要がある。そこで、例えば、ウェーハを支持するためのキャリア基板に接着剤を介してウェーハの表面側を固定した状態で、ウェーハの裏面側を薬液によってエッチングした後、さらにウェーハの裏面側を研磨パッドで研磨することにより、電極をウェーハの裏面側で露出させる工程が実施される。
ウェーハの裏面側を薬液でエッチングすると、薬液がウェーハの側面を伝ってウェーハの表面側に到達し、ウェーハの表面側に塗布された接着剤の外周領域が薬液によって除去されることがある。この場合、ウェーハの外周領域が接着剤に接していない状態となり、ウェーハの固定が不十分となる。そして、この状態でウェーハの裏面側に研磨パッドを押し付けて研磨処理を施すと、ウェーハの外周領域に欠け（チッピング）やクラックなどの加工不良が生じ、デバイスチップの品質低下を招くことがある。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、ウェーハの加工不良の発生を防止することが可能なウェーハの加工方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、交差する複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域の表面側にそれぞれ形成された複数のデバイスと、該領域の内部に該領域の厚さ方向に沿って埋め込まれ該デバイスに接続された電極と、を有するデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域と、を備えるウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、該外周余剰領域のうち該ウェーハの外周縁側に位置する第１領域に、第１切削ブレードを所定の深さで該ウェーハの周方向に沿って切り込ませることにより、該外周余剰領域に段差部を形成する、又は該第１領域を除去する第１切削ステップと、該ウェーハの表面側を、接着剤を介してキャリア基板に固定するキャリア基板固定ステップと、該第１切削ステップと該キャリア基板固定ステップとを実施した後、該ウェーハの厚さが該所定の深さ以下となるまで該ウェーハの裏面側を研削し、該電極が該ウェーハの裏面側で露出しない範囲で該ウェーハを薄くする研削ステップと、該研削ステップを実施した後、該ウェーハの裏面側に薬液を供給して該ウェーハをエッチングし、該電極を該ウェーハの裏面側から突出させるエッチングステップと、該エッチングステップを実施した後、該ウェーハの裏面側を絶縁膜で覆う絶縁膜被覆ステップと、該絶縁膜被覆ステップを実施した後、該外周余剰領域のうち該接着剤と接触しない第２領域に、第２切削ブレードを該ウェーハの周方向に沿って切り込ませることにより、該第２領域を除去する第２切削ステップと、該第２切削ステップを実施した後、該ウェーハの裏面側に研磨液を供給しながら研磨パッドを押し付けて該絶縁膜を研磨し、該電極を該絶縁膜から露出させる研磨ステップと、を備えるウェーハの加工方法が提供される。
本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、表面側が接着剤を介してキャリア基板に固定されたウェーハの裏面側を薬液によってエッチングした後、ウェーハの外周領域のうち接着剤と接触しない領域を除去した上で、ウェーハの裏面側に形成された絶縁膜を研磨パッドによって研磨する。
上記の方法を用いると、薬液によるエッチングで接着剤の外周領域が除去された場合にも、ウェーハの表面側の全体が接着剤に接触した状態で研磨加工を実施できる。これにより、ウェーハの外周領域での欠け（チッピング）やクラック等の加工不良の発生を防止し、デバイスチップの品質低下を抑制できる。
図１（Ａ）はウェーハを示す斜視図であり、図１（Ｂ）はウェーハの一部を拡大して示す斜視図であり、図１（Ｃ）はウェーハの一部を拡大して示す平面図である。 図２（Ａ）は第１切削ステップの様子を示す一部断面正面図であり、図２（Ｂ）は外周余剰領域の第１領域の一部を拡大して示す平面図である。 キャリア基板に固定されたウェーハを示す断面図である。 図４（Ａ）は研削ステップの様子を示す一部断面正面図であり、図４（Ｂ）は研削ステップ後のウェーハの一部を拡大して示す断面図である。 図５（Ａ）はエッチングステップの様子を示す一部断面正面図であり、図５（Ｂ）はエッチングステップ後のウェーハの一部を拡大して示す断面図であり、図５（Ｃ）はエッチングステップ後の外周余剰領域の一部を拡大して示す平面図である。 図６（Ａ）は裏面側に絶縁膜が形成されたウェーハを示す断面図であり、図６（Ｂ）は絶縁膜被覆ステップ後のウェーハの一部を拡大して示す断面図である。 第２切削ステップの様子を示す一部断面正面図である。 図８（Ａ）は研磨ステップの様子を示す一部断面正面図であり、図８（Ｂ）は研磨ステップ後のウェーハの一部を拡大して示す断面図である。 変形例に係る第１切削ステップの様子を示す一部断面正面図である。 変形例に係る研削ステップの様子を示す一部断面正面図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。まず、本実施形態に係るウェーハの加工方法によって加工することが可能なウェーハの構成例について説明する。図１（Ａ）は、ウェーハ１１を示す斜視図である。
ウェーハ１１は、例えばシリコン等の材料によって円盤状に形成され、表面１１ａと、裏面１１ｂと、表面１１ａ及び裏面１１ｂと接続された外周縁１１ｃとを備える。ウェーハ１１は、互いに交差するように格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって複数の領域に区画されており、この領域の表面１１ａ側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイス１５が形成されている。
なお、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えばウェーハ１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等の材料によって形成されていてもよい。また、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。
ウェーハ１１を分割予定ライン１３に沿って分割することにより、デバイス１５をそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。ウェーハ１１の分割には、例えば、ウェーハ１１を保持するチャックテーブルと、ウェーハ１１を切削する円環状の切削ブレードが装着される切削ユニットとを備える切削装置が用いられる。
切削ユニットは、一端側に切削ブレードが装着され、他端側がモータ等の回転駆動源に接続されたスピンドルを備える。スピンドルに装着された切削ブレードを回転駆動源の動力によって回転させ、ウェーハ１１に切り込ませることにより、ウェーハ１１が切削される。
図１（Ｂ）は、ウェーハ１１の一部を拡大して示す斜視図である。複数のデバイス１５はそれぞれ、デバイス１５の表面で露出し、他の配線、電極、デバイス等に接続される接続電極１７を備える。また、分割予定ライン１３によって区画された複数の領域の内部にはそれぞれ、該領域の厚さ方向に沿って埋め込まれデバイス１５と接続された柱状の電極（ビア電極、貫通電極）１９が形成されている。例えば電極１９は、接続電極１７と接続される。
電極１９はそれぞれ、デバイス１５からウェーハ１１の裏面１１ｂ側に向かって配置されており、その高さはウェーハ１１の厚さ未満である。そのため、電極１９はウェーハ１１の裏面１１ｂで露出しておらず、ウェーハ１１の内部に埋没した状態となっている。なお、電極１９の材質に制限はなく、例えば、銅、タングステン、アルミニウム、ポリシリコン等によって電極１９が形成される。
図１（Ｃ）は、ウェーハ１１の一部を拡大して示す平面図である。ウェーハ１１は、複数のデバイス１５及び複数の電極１９を備える円形のデバイス領域２１と、デバイス領域２１を囲繞する環状の外周余剰領域２３とを備える。外周余剰領域２３は、ウェーハ１１の外周縁１１ｃを含んでおり、ウェーハ１１のうちデバイス１５及び電極１９が形成されていない領域に相当する。
ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を加工して、電極１９をウェーハ１１の裏面１１ｂ側で露出させると、デバイス１５と、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に配置された他のデバイスとを電極１９を介して接続することが可能となる。つまり、電極１９は、複数のデバイスチップが積層されたパッケージデバイスを製造する際、積層されたデバイス同士を接続するための貫通電極として機能する。
本実施形態に係るウェーハの加工方法では、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に、研削加工、薬液によるエッチング、及び研磨加工を施すことにより、電極１９をウェーハ１１の裏面１１ｂ側で露出させる。以下、本実施形態に係るウェーハの加工方法の詳細について説明する。
まず、外周余剰領域２３のうちウェーハ１１の外周縁１１ｃ側に位置する領域に、第１切削ブレードをウェーハ１１の周方向に沿って切り込ませることにより、外周余剰領域２３に段差部を形成する（第１切削ステップ）。図２（Ａ）は、第１切削ステップの様子を示す一部断面正面図である。第１切削ステップは、例えば切削装置２を用いて実施される。
切削装置２は、ウェーハ１１を保持するチャックテーブル４を備える。チャックテーブル４は、モータ等の回転駆動源（不図示）と接続されており、この回転駆動源はチャックテーブル４を鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転させる。また、チャックテーブル４の下方には移動機構（不図示）が設けられており、この移動機構はチャックテーブル４を第１水平方向（加工送り方向）に沿って移動させる。
チャックテーブル４の上面は、ウェーハ１１を保持する保持面４ａを構成する。保持面４ａは、チャックテーブル４の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）と接続されている。
チャックテーブル４の上方には、切削ユニット６が配置されている。切削ユニット６はスピンドルハウジング（不図示）を備え、このスピンドルハウジングには、保持面４ａに対して概ね平行で、且つ加工送り方向に対して概ね垂直な方向に回転軸をとるスピンドル８が収容されている。スピンドル８の一方の先端側はハウジングの外部に露出しており、露出したスピンドル８の先端部に円環状の第１切削ブレード１０が装着される。
スピンドル８の他方の先端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が接続されており、スピンドル８に装着された第１切削ブレード１０は、この回転駆動源から伝わる力によって回転する。また、切削ユニット６は移動機構（不図示）によって支持されており、この移動機構は、切削ユニット６を第１水平方向と垂直な第２水平方向（割り出し送り方向）、及び鉛直方向に沿って移動させる。
第１切削ブレード１０は、ダイヤモンド等でなる砥粒をボンド材で固定して形成される。ボンド材としては、例えばメタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンド等を用いることができる。
第１切削ステップでは、まず、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側と保持面４ａとが対向するようにウェーハ１１をチャックテーブル４上に配置した状態で、保持面４ａに吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は表面１１ａ側が上方に露出した状態でチャックテーブル４によって吸引保持される。
次に、チャックテーブル４によって保持されたウェーハ１１の外周余剰領域２３を、第１切削ブレード１０によって切削する。第１切削ステップでは、外周余剰領域２３のうち、ウェーハ１１の外周縁１１ｃ側に位置する第１領域２３ａの表面１１ａ側に、第１切削ブレード１０を切り込ませる。
図２（Ｂ）は、外周余剰領域２３の第１領域２３ａの一部を拡大して示す平面図である。図２（Ｂ）に示すように、外周余剰領域２３は、ウェーハ１１の外周縁１１ｃを含む環状の第１領域２３ａを備える。そして、第１切削ステップでは、第１切削ブレード１０が第１領域２３ａに所定の深さで切り込むように、切削ユニット６の位置を調整する。なお、第１切削ブレード１０としては、例えばその厚さが第１領域２３ａの幅以上である切削ブレードを用いる。
まず、第１切削ブレード１０の下端がウェーハ１１の表面１１ａよりも下方で裏面１１ｂよりも上方に配置されるように、切削ユニット６の高さを調整する。ここで、第１切削ブレード１０は、その下端とウェーハ１１の表面１１ａとの高さの差（第１切削ブレード１０の切り込み深さ）が所定の値となるように配置される。なお、第１切削ブレード１０の切り込み深さは、後述の研削ステップにおける研削加工後のウェーハ１１の厚さの目標値（研削仕上げ厚さ）以上に設定される。
さらに、第１切削ブレード１０と第１領域２３ａの表面１１ａ側とが正面視で重畳するように、切削ユニット６の割り出し送り方向（図２（Ａ）の左右方向）における位置を調整する。そして、第１切削ブレード１０を回転させながらチャックテーブル４を加工送り方向（図２（Ａ）の前後方向）に移動させ、チャックテーブル４と第１切削ブレード１０とを相対的に移動させる。これにより、第１切削ブレード１０が第１領域２３ａの表面１１ａ側に所定の深さで切り込む。
そして、第１切削ブレード１０が第１領域２３ａに切り込んだ状態で、チャックテーブル４を回転させる。これにより、第１切削ブレード１０がウェーハ１１の周方向に沿って第１領域２３ａに切り込み、第１領域２３ａに環状の溝が形成される。その結果、第１領域２３ａが第１切削ブレード１０の切り込み深さ分だけ薄くなり、外周余剰領域２３に段差部２３ｂ（図３参照）が形成される。
次に、ウェーハ１１をキャリア基板２５に固定する（キャリア基板固定ステップ）。図３は、キャリア基板２５に固定されたウェーハ１１を示す断面図である。
キャリア基板２５は、例えばガラスやシリコン等でなる高剛性の基板であり、表面２５ａ及び裏面２５ｂを備える板状に形成されている。キャリア基板固定ステップでは、まず、キャリア基板２５の表面２５ａ側に接着剤２７を塗布する。接着剤２７の材質に制限はなく、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等の粘着性を有する樹脂を用いることができる。なお、接着剤２７はウェーハ１１の表面１１ａ側に塗布されてもよい。
そして、キャリア基板２５の表面２５ａ側とウェーハ１１の表面１１ａ側とが対向するように、キャリア基板２５とウェーハ１１とを接着剤２７を介して接着させ、ウェーハ１１をキャリア基板２５に固定する。キャリア基板２５にウェーハ１１を固定すると、ウェーハ１１がキャリア基板２５によって支持され、ウェーハ１１の保持や搬送が容易になる。
次に、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削する（研削ステップ）。図４（Ａ）は、研削ステップの様子を示す一部断面正面図である。研削ステップは、例えば研削装置２０を用いて実施される。
研削装置２０は、ウェーハ１１を保持するチャックテーブル２２を備える。チャックテーブル２２はモータ等の回転駆動源（不図示）と接続されており、この回転駆動源はチャックテーブル２２を鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転させる。また、チャックテーブル２２の下方には移動機構（不図示）が設けられており、この移動機構はチャックテーブル２２を水平方向（加工送り方向）に沿って移動させる。
チャックテーブル２２の上面は、ウェーハ１１を保持する保持面２２ａを構成する。保持面２２ａは、チャックテーブル２２の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）と接続されている。
チャックテーブル２２の上方には、研削ユニット２４が配置されている。研削ユニット２４は、昇降機構（不図示）によって支持されたスピンドルハウジング（不図示）を備えている。スピンドルハウジングにはスピンドル２６が収容されており、スピンドル２６の下端部には円盤状のマウント２８が固定されている。
マウント２８の下面側には、マウント２８と概ね同径の研削ホイール３０が装着される。研削ホイール３０は、ステンレス、アルミニウム等の金属材料で形成された円環状の基台３２を備える。また、基台３２の下面側には、複数の直方体状の研削砥石３４が基台３２の外周に沿って環状に配列されている。
スピンドル２６の上端側（基端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が接続されており、研削ホイール３０はこの回転駆動源から伝わる力によって回転する。また、研削ユニット２４の内部には、純水等の研削液を供給するための研削液供給路（不図示）が設けられている。研削液は、ウェーハ１１に研削加工を施す際に、ウェーハ１１及び研削砥石３４に向かって供給される。
研削ステップでは、まず、ウェーハ１１が固定されたキャリア基板２５の裏面２５ｂと保持面２２ａとが対向するように、キャリア基板２５をチャックテーブル２２上に配置し、保持面２２ａに吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル２２によって吸引保持される。
次に、チャックテーブル２２を移動させ、研削ユニット２４の下方に配置する。そして、チャックテーブル２２と研削ホイール３０とをそれぞれ回転させて、研削液をウェーハ１１の裏面１１ｂ側に供給しながらスピンドル２６を下降させる。なお、スピンドル２６の下降速度は、研削砥石３４の下面が適切な力でウェーハ１１の裏面１１ｂ側に押し付けられるように調整される。
これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が研削され、ウェーハ１１全体が薄く加工される。このウェーハ１１の研削は、ウェーハ１１の厚さが所定の厚さ（研削仕上げ厚さ）になるまで継続される。
図４（Ｂ）は、研削ステップ後のウェーハ１１の一部を拡大して示す断面図である。ウェーハ１１の内部には、デバイス１５に接続された電極１９が埋め込まれている。また、電極１９とウェーハ１１との間には、酸化珪素等でなる絶縁膜２９が電極１９を覆うように形成されており、ウェーハ１１と電極１９とは絶縁膜２９によって絶縁されている。この絶縁膜２９は、例えば熱酸化法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて形成される。
研削ステップでのウェーハ１１の研削量は、第１切削ステップで第１領域２３ａに形成された溝がウェーハ１１の裏面１１ｂ側で露出し、且つ、図４（Ｂ）に示すように電極１９がウェーハ１１の裏面１１ｂ側で露出しない範囲で設定される。研削ステップが完了すると、ウェーハ１１の外周余剰領域２３の第１領域２３ａ（図３参照）が除去される。
ここで、加工前のウェーハ１１の外周縁１１ｃは、表面１１ａから裏面１１ｂに向かって曲面状になっていることがある（例えば、図２（Ａ）のウェーハ１１の左端部参照）。このようなウェーハ１１に対し、第１切削ステップを実施することなく研削ステップを実施すると、研削加工後のウェーハ１１の外周縁が鋭利な形状となり、ウェーハ１１の機械的強度が低下する。
一方、本実施形態の第１切削ステップを実施すると、その後の研削ステップで外周余剰領域２３が研削されても、第１領域２３ａが除去され、研削後のウェーハ１１の外周縁１１ｄ（図４（Ａ）参照）はウェーハ１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂと概ね垂直になる。そのため、研削ステップの実施後にウェーハ１１の外周縁１１ｄが鋭利な形状となることを防止し、ウェーハ１１の機械的強度の低下を抑えることができる。
次に、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に薬液を供給してウェーハ１１をエッチングし、絶縁膜２９に覆われた電極１９をウェーハ１１の裏面１１ｂ側から突出させる（エッチングステップ）。図５（Ａ）は、エッチングステップの様子を示す一部断面正面図である。エッチングステップは、例えばエッチング装置４０を用いて実施される。
エッチング装置４０は、ウェーハ１１を保持するチャックテーブル４２を備える。チャックテーブル４２は、モータ等の回転駆動源（不図示）と接続されており、この回転駆動源はチャックテーブル４２を鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転させる。
チャックテーブル４２の上面は、ウェーハ１１を保持する保持面４２ａを構成する。保持面４２ａは、チャックテーブル４２の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）と接続されている。また、チャックテーブル４２の上方には、ウェーハ１１をエッチングするための薬液（エッチング液）４６をチャックテーブル４２側に向かって供給するノズル４４が配置されている。
エッチングステップでは、まず、ウェーハ１１が固定されたキャリア基板２５の裏面２５ｂ側と保持面４２ａとが対向するように、キャリア基板２５をチャックテーブル４２上に配置し、保持面４２ａに吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル４２によって吸引保持される。
次に、ノズル４４から薬液４６を噴射するとともに、チャックテーブル４２を回転させて、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に薬液４６を供給する。なお、薬液４６の材料は、ウェーハ１１の材質等に応じて適宜選択される。例えば、ウェーハ１１としてシリコンウェーハを用いる場合には、薬液４６としてフッ酸及び硝酸を含む酸性の混合液等を用いることができる。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂがエッチングされ、ウェーハ１１が薄くなる。
図５（Ｂ）は、エッチングステップ後のウェーハ１１の一部を拡大して示す断面図である。ウェーハ１１のエッチングは、図５（Ｂ）に示すように電極１９及び絶縁膜２９がウェーハ１１の裏面１１ｂから上方に突出するまで継続される。
なお、薬液４６でウェーハ１１をエッチングすると、薬液４６がウェーハ１１の裏面１１ｂ側から外周縁１１ｄを伝って表面１１ａ側に供給され、外周縁１１ｄの近傍で露出している接着剤２７の外周領域が除去される。その結果、図５（Ａ）に示すように、ウェーハ１１の外周余剰領域２３の少なくとも一部が接着剤２７と接触せず、ウェーハ１１が接着剤２７に対してオーバーハングした状態となる。
図５（Ｃ）は、エッチングステップ後の外周余剰領域２３の一部を拡大して示す平面図である。接着剤２７の一部が薬液４６によって除去されると、外周余剰領域２３には接着剤２７と接触しない第２領域２３ｃが形成される。第２領域２３ｃは、外周余剰領域２３のうち、第１切削ステップ及び研削ステップの実施によって除去された第１領域２３ａよりもデバイス領域２１側に位置する環状の領域に相当し、エッチングステップで接着剤２７が除去された領域と重畳する。
次に、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を絶縁膜で覆う（絶縁膜被覆ステップ）。図６（Ａ）は、裏面１１ｂ側に絶縁膜３１が形成されたウェーハ１１を示す断面図である。
絶縁膜被覆ステップでは、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を覆うように絶縁膜３１を形成する。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂから突出した電極１９及び絶縁膜２９が絶縁膜３１によって覆われる。なお、絶縁膜３１は、酸化珪素等でなり、例えばスパッタ法、ＣＶＤ法等を用いて形成される。この絶縁膜３１は、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を保護するパッシベーション膜として機能する。
図６（Ｂ）は、絶縁膜被覆ステップ後のウェーハ１１の一部を拡大して示す断面図である。図６（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側には、電極１９及び絶縁膜２９の先端を覆うように絶縁膜３１が形成される。
次に、外周余剰領域２３の第２領域２３ｃに第２切削ブレードをウェーハ１１の周方向に沿って切り込ませることにより、第２領域２３ｃを除去する（第２切削ステップ）。図７は、第２切削ステップの様子を示す一部断面正面図である。
第２切削ステップは、第１研削ステップと同様、例えば切削装置２を用いて実施される。なお、以下で説明が省略されている第２切削ステップの工程の詳細は、第１切削ステップと同様である。
第２切削ステップでは、スピンドル８に環状の第２切削ブレード１２を装着する。第２切削ブレード１２は、ダイヤモンド等でなる砥粒をボンド材で固定して形成される。ボンド材としては、例えばメタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンド等を用いることができる。第２切削ブレード１２は、第１切削ステップで使用した第１切削ブレード１０であってもよいし、別の切削ブレードであってもよい。
第２切削ステップでは、まず、ウェーハ１１が固定されたキャリア基板２５の裏面２５ｂ側とチャックテーブル４の保持面４ａとが対向するように、キャリア基板２５をチャックテーブル４上に配置し、保持面４ａに吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は裏面１１ｂ側（絶縁膜３１側）が上方に露出した状態でチャックテーブル４によって吸引保持される。
次に、チャックテーブル４によって保持されたウェーハ１１の外周余剰領域２３を、第２切削ブレード１２によって切削する。ここで、第２切削ステップでは、外周余剰領域２３のうち、接着剤２７と接触しない第２領域２３ｃ（図５（Ａ）、図５（Ｃ）参照）に第２切削ブレード１２を切り込ませる。
まず、第２切削ブレード１２の下端が、ウェーハ１１の表面１１ａ（接着剤２７の上面）よりも下方で、且つ接着剤２７の下面よりも上方に配置されるように、切削ユニット６の高さを調整する。また、第２切削ブレード１２と外周余剰領域２３の第２領域２３ｃとが正面視で重畳するように、切削ユニット６の割り出し送り方向（図７の左右方向）における位置を調整する。
そして、第２切削ブレード１２を回転させながらチャックテーブル４を加工送り方向（図７の前後方向）に移動させ、チャックテーブル４と第２切削ブレード１２とを相対的に移動させる。これにより、第２切削ブレード１２が外周余剰領域２３の第２領域２３ｃ（図５（Ａ）、図５（Ｃ）参照）にウェーハ１１の厚さを超える深さで切り込む。
そして、第２切削ブレード１２が第２領域２３ｃに切り込んだ状態で、チャックテーブル４を回転させる。これにより、第２切削ブレード１２がウェーハ１１の周方向に沿って切り込み、第２領域２３ｃが環状に切削される。その結果、ウェーハ１１から第２領域２３ｃが除去される。第２領域２３ｃが除去されると、ウェーハ１１の表面１１ａ側の全体が接着剤２７に接触した状態となり、ウェーハ１１が接着剤２７に対してオーバーハングした状態が解消される。
次に、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研磨し、電極１９を絶縁膜３１から露出させる（研磨ステップ）。図８（Ａ）は、研磨ステップの様子を示す一部断面正面図である。研磨ステップは、例えば研磨装置５０を用いて実施される。
研磨装置５０は、ウェーハ１１を保持するチャックテーブル５２を備える。チャックテーブル５２はモータ等の回転駆動源（不図示）と接続されており、この回転駆動源はチャックテーブル５２を鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転させる。また、チャックテーブル５２の下方には移動機構（不図示）が設けられており、この移動機構はチャックテーブル５２を水平方向（加工送り方向）に沿って移動させる。
チャックテーブル５２の上面は、ウェーハ１１を保持する保持面５２ａを構成する。保持面５２ａは、チャックテーブル５２の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）と接続されている。
チャックテーブル５２の上方には、研磨ユニット５４が配置されている。研磨ユニット５４は、昇降機構（不図示）によって支持されたスピンドルハウジング（不図示）を備えている。スピンドルハウジングにはスピンドル５６が収容されており、スピンドル５６の下端部には円盤状のマウント５８が固定されている。
マウント５８の下面側には、マウント５８と概ね同径に構成された円盤状の研磨パッド６０が装着される。研磨パッド６０は、ステンレスやアルミニウム等の金属材料や、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂でなる円盤状の基台６２を備える。また、基台６２の下面側には、円盤状の研磨層６４が固定されている。
また、研磨ユニット５４の内部には、研磨層６４の下面の中央部で開口する研磨液供給路６６が鉛直方向に沿って形成されている。ウェーハ１１を研磨する際には、研磨液供給路６６からウェーハ１１及び研磨層６４に向かって研磨液が供給される。
研磨層６４は、例えば不織布や発泡ウレタンに砥粒（固定砥粒）を分散させることによって形成される。砥粒としては、例えば粒径が０．１μｍ以上１０μｍ以下程度のシリカを用いることができる。ただし、砥粒の粒径や材質等はウェーハ１１の材質等に応じて適宜変更される。
研磨層６４に砥粒が含まれる場合には、研磨液供給路６６から供給される研磨液として、砥粒を含まない研磨液が用いられる。研磨液としては、例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等が溶解したアルカリ溶液や、過マンガン酸塩等の酸性液を用いることができる。また、研磨液として純水を用いることもできる。
一方、研磨層６４には砥粒が含まれていなくてもよい。この場合、研磨液供給路６６から供給される研磨液として、砥粒（遊離砥粒）が分散された薬液（スラリー）が用いられる。薬液の材料、砥粒の材質、砥粒の粒径等は、ウェーハ１１の材質等に応じて適宜選択される。
研磨ステップでは、まず、ウェーハ１１が固定されたキャリア基板２５の裏面２５ｂと保持面５２ａとが対向するように、キャリア基板２５をチャックテーブル５２上に配置し、保持面５２ａに吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は、裏面１１ｂ側（絶縁膜３１側）が上方に露出した状態でチャックテーブル５２によって吸引保持される。
次に、チャックテーブル５２を研磨ユニット５４の下方に移動させる。そして、チャックテーブル５２と研磨パッド６０とをそれぞれ回転させて、研磨液を研磨液供給路６６から絶縁膜３１に供給しながらスピンドル５６を下降させる。なお、スピンドル５６の下降速度は、研磨層６４の下面が適切な力で絶縁膜３１に押し付けられるように調整される。これにより、絶縁膜３１が研磨される。
図８（Ｂ）は、研磨ステップ後のウェーハ１１の一部を拡大して示す断面図である。研磨ステップでは、電極１９が絶縁膜３１から露出するまで絶縁膜２９及び絶縁膜３１が研磨される。その結果、ウェーハ１１の内部には、デバイス１５と接続されウェーハ１１の裏面１１ｂ側で露出した電極１９が形成される。その後、必要に応じて、電極１９に接続されるバンプ（不図示）をウェーハ１１の裏面１１ｂ側（絶縁膜３１側）に形成する。
ここで、図６（Ａ）に示すように、ウェーハ１１の外周余剰領域２３が接着剤２７に接触せず、ウェーハ１１が接着剤２７に対してオーバーハングした状態で研磨ステップを実施すると、外周余剰領域２３の固定が不十分な状態で研磨加工が施される。その結果、外周余剰領域２３で欠け（チッピング）やクラック等の加工不良が生じることがある。
一方、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、第２切削ステップの実施によって外周余剰領域２３の第２領域２３ｃを除去し、ウェーハ１１のオーバーハングを解消する。その結果、研磨ステップを実施する際に、ウェーハ１１の表面１１ａ側の全体が接着剤２７に接触し、ウェーハ１１の外周余剰領域２３が適切に固定された状態となる。これにより、外周余剰領域２３での加工不良の発生を防止できる。
以上の通り、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、表面１１ａ側が接着剤２７を介してキャリア基板２５に固定されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側を薬液４６によってエッチングした後、ウェーハ１１の外周余剰領域２３のうち接着剤２７と接触しない第２領域２３ｃを除去した上で、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に形成された絶縁膜３１を研磨パッド６０によって研磨する。
上記の方法を用いると、薬液４６によるエッチングで接着剤２７の外周領域が除去された場合にも、ウェーハ１１の表面１１ａ側の全体が接着剤２７に接触した状態で研磨加工を実施できる。これにより、ウェーハ１１の外周余剰領域２３での欠け（チッピング）やクラック等の加工不良の発生を防止し、デバイスチップの品質低下を抑制できる。
なお、上記では、第１切削ステップを実施した後にキャリア基板固定ステップを実施する形態について説明したが、キャリア基板固定ステップを実施した後に第１切削ステップを実施することもできる。以下、上記実施形態の変形例について説明する。なお、以下に説明のない工程の詳細は、上記実施形態と同様である。
まず、第１切削ステップの実施前に、ウェーハ１１をキャリア基板２５に固定する（キャリア基板固定ステップ）。なお、キャリア基板固定ステップの詳細は、図３の説明と同様である。
次に、キャリア基板２５に固定されたウェーハ１１に対して、第１切削ステップを実施する。図９は、変形例に係る第１切削ステップの様子を示す一部断面正面図である。
変形例に係る第１切削ステップでは、まず、ウェーハ１１が固定されたキャリア基板２５の裏面２５ｂとチャックテーブル４の保持面４ａとが対向するように、キャリア基板２５をチャックテーブル４上に配置し、保持面４ａに吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル４によって吸引保持される。
そして、第１切削ブレード１０によって外周余剰領域２３の第１領域２３ａ（図２（Ａ）、図２（Ｂ）参照）が除去されるように、切削ユニット６の位置が調整される。具体的には、第１切削ブレード１０の下端が、ウェーハ１１の表面１１ａ（接着剤２７の上面）よりも下方に配置される。この状態でチャックテーブル４を移動させ、第１切削ブレード１０を第１領域２３ａに切り込ませる。これにより、第１切削ブレード１０はウェーハ１１の表面１１ａに達する深さでウェーハ１１に切り込む。
そして、第１切削ブレード１０が第１領域２３ａに切り込んだ状態で、チャックテーブル４を回転させる。これにより、第１切削ブレード１０がウェーハ１１の周方向に沿って第１領域２３ａに切り込み、第１領域２３ａが除去される。
このように、第１領域２３ａを除去するように第１切削ステップを実施すると、切削後のウェーハ１１の外周縁１１ｅは、ウェーハ１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂと概ね垂直になる。
次に、図４（Ａ）の説明と同様の手順に従って、研削ステップを実施する。図１０は、変形例に係る研削ステップの様子を示す一部断面正面図である。図１０に示すように、ウェーハ１１は、外周縁１１ｅがウェーハ１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂと概ね垂直となった状態で研削される。そのため、研削加工によってウェーハ１１が薄くなっても、ウェーハ１１の外周縁１１ｅが鋭利な形状にならず、ウェーハ１１の機械的強度の低下が抑制される。
その他、上記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。
１１ ウェーハ
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１１ｃ 外周縁
１１ｄ 外周縁
１１ｅ 外周縁
１３ 分割予定ライン（ストリート）
１５ デバイス
１７ 接続電極
１９ 電極（ビア電極、貫通電極）
２１ デバイス領域
２３ 外周余剰領域
２３ａ 第１領域
２３ｂ 段差部
２３ｃ 第２領域
２５ キャリア基板
２５ａ 表面
２５ｂ 裏面
２７ 接着剤
２９ 絶縁膜
３１ 絶縁膜
２ 切削装置
４ チャックテーブル
４ａ 保持面
６ 切削ユニット
８ スピンドル
１０ 第１切削ブレード
１２ 第２切削ブレード
２０ 研削装置
２２ チャックテーブル
２２ａ 保持面
２４ 研削ユニット
２６ スピンドル
２８ マウント
３０ 研削ホイール
３２ 基台
３４ 研削砥石
４０ エッチング装置
４２ チャックテーブル
４２ａ 保持面
４４ ノズル
４６ 薬液（エッチング液）
５０ 研磨装置
５２ チャックテーブル
５２ａ 保持面
５４ 研磨ユニット
５６ スピンドル
５８ マウント
６０ 研磨パッド
６２ 基台
６４ 研磨層
６６ 研磨液供給路

Claims (1)

  1. 交差する複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域の表面側にそれぞれ形成された複数のデバイスと、該領域の内部に該領域の厚さ方向に沿って埋め込まれ該デバイスに接続された電極と、を有するデバイス領域と、
    該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域と、を備えるウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、
    該外周余剰領域のうち該ウェーハの外周縁側に位置する第１領域に、第１切削ブレードを所定の深さで該ウェーハの周方向に沿って切り込ませることにより、該外周余剰領域に段差部を形成する、又は該第１領域を除去する第１切削ステップと、
    該ウェーハの表面側を、接着剤を介してキャリア基板に固定するキャリア基板固定ステップと、
    該第１切削ステップと該キャリア基板固定ステップとを実施した後、該ウェーハの厚さが該所定の深さ以下となるまで該ウェーハの裏面側を研削し、該電極が該ウェーハの裏面側で露出しない範囲で該ウェーハを薄くする研削ステップと、
    該研削ステップを実施した後、該ウェーハの裏面側に薬液を供給して該ウェーハをエッチングし、該電極を該ウェーハの裏面側から突出させるエッチングステップと、
    該エッチングステップを実施した後、該ウェーハの裏面側を絶縁膜で覆う絶縁膜被覆ステップと、
    該絶縁膜被覆ステップを実施した後、該外周余剰領域のうち該接着剤と接触しない第２領域に、第２切削ブレードを該ウェーハの周方向に沿って切り込ませることにより、該第２領域を除去する第２切削ステップと、
    該第２切削ステップを実施した後、該ウェーハの裏面側に研磨液を供給しながら研磨パッドを押し付けて該絶縁膜を研磨し、該電極を該絶縁膜から露出させる研磨ステップと、を備えることを特徴とするウェーハの加工方法。
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