JP2021068744A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工不良の発生を抑制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】面取り部を外周部に有し、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域と、を表面側に有する第１のウェーハの面取り部を環状に切削する第１切削ステップと、第１のウェーハの表面側と第２のウェーハの表面側とを接合させて貼り合わせウェーハを形成する貼り合わせウェーハ形成ステップと、第１のウェーハの裏面側を研削し、第１のウェーハの厚さを仕上げ厚さにする第１研削ステップと、第１のウェーハの裏面側に薬液を供給し、第１のウェーハの裏面側をウェットエッチングするウェットエッチングステップと、貼り合わせウェーハの外周部のうち薬液が付着した領域を環状に切削する第２切削ステップと、第２のウェーハの裏面側を研削し、貼り合わせウェーハを薄化する第２研削ステップと、を備えるウェーハの加工方法。【選択図】図７

Description

本発明は、シリコンウェーハに代表されるウェーハの加工に用いられるウェーハの加工方法に関する。

デバイスチップの製造工程では、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が用いられる。この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、それぞれデバイスを備える複数のデバイスチップが得られる。デバイスチップは、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、デバイスチップ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化する手法が用いられている。ウェーハの研削加工には、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ユニットとを備える研削装置が用いられる。研削ユニットには、複数の研削砥石が固定された研削ホイールが装着される。

また、近年では、積層された複数のウェーハを加工する技術が提案されている（特許文献１参照）。例えば、複数のデバイスが形成されたウェーハを積層するとともに、ウェーハ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、デバイスチップの小型化や処理速度の向上を図ることができる。

また、裏面照射（ＢＳＩ：Back Side Illumination）型のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサの製造工程では、フォトダイオードが形成された第１のウェーハの表面側と、配線層が形成された第２のウェーハの表面側とを接合することにより、互いに積層されたフォトダイオードと配線層とを備える貼り合わせウェーハが形成される。この貼り合わせウェーハは、研削加工によって薄化された後、複数のチップに分割される。

特開２０１６−４７９５号公報

第１のウェーハと第２のウェーハとが積層された貼り合わせウェーハを薄化する際には、第１のウェーハの裏面側が研削された後、第１のウェーハの裏面側に対して薬液を用いたウェットエッチングが施されることがある。このウェットエッチングにより、第１のウェーハの裏面側が均一に平坦化される。その後、第２のウェーハの裏面側を研削することにより、第２のウェーハが薄化される。

しかしながら、第１のウェーハの裏面側に薬液を供給すると、薬液が第１のウェーハの外周縁を伝って、第１のウェーハと第２のウェーハとの間に入り込むことがある。この場合、貼り合わせウェーハの外周部において、第１のウェーハと第２のウェーハとの接合領域（界面）に薬液が供給され、第１のウェーハと第２のウェーハとの接合が弱められる。そして、貼り合わせウェーハの外周部において第１のウェーハと第２のウェーハとの接合が不十分な状態で、第２のウェーハの裏面側に研削加工を施すと、貼り合わせウェーハの外周部で欠けや割れ（クラック）等の加工不良が発生しやすい。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、加工不良の発生を抑制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、面取り部を外周部に有し、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲む外周余剰領域と、を表面側に有する第１のウェーハの表面側から、該外周余剰領域のうち該第１のウェーハの外周縁側の領域に第１の切削ブレードを仕上げ厚さを超える切り込み深さで切り込ませ、該面取り部を環状に切削する第１切削ステップと、該第１切削ステップの実施後、該第１のウェーハの表面側と第２のウェーハの表面側とを接合させて貼り合わせウェーハを形成する貼り合わせウェーハ形成ステップと、該貼り合わせウェーハ形成ステップの実施後、該第１のウェーハの裏面側を研削し、該第１のウェーハの厚さを該仕上げ厚さにする第１研削ステップと、該第１研削ステップで研削された該第１のウェーハの裏面側に薬液を供給し、該第１のウェーハの裏面側をウェットエッチングするウェットエッチングステップと、該ウェットエッチングステップの実施後、該貼り合わせウェーハに第２の切削ブレードを該第１のウェーハ側から該第２のウェーハに至る切り込み深さで切り込ませ、該貼り合わせウェーハの外周部のうち該薬液が付着した領域を環状に切削する第２切削ステップと、該第２切削ステップの実施後、該貼り合わせウェーハの該第１のウェーハ側に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、該貼り合わせウェーハの該保護部材側を研削装置のチャックテーブルで保持して該第２のウェーハの裏面側を研削し、該貼り合わせウェーハを薄化する第２研削ステップと、を備えるウェーハの加工方法が提供される。

なお、好ましくは、該第２切削ステップでは、該第１のウェーハの外周余剰領域のうち、該第１切削ステップの実施後に残存している領域を切削して除去する。また、好ましくは、該デバイスはフォトダイオードであり、該第２のウェーハの表面側には複数の配線層が形成されており、該貼り合わせウェーハ形成ステップでは、該フォトダイオードと該配線層とが接続されるように、該第１のウェーハと該第２のウェーハとを貼り合わせる。

本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、第１のウェーハの裏面側に薬液を供給してウェットエッチングを施した後、貼り合わせウェーハの外周部のうち薬液が付着した領域を環状に切削する。これにより、貼り合わせウェーハの外周部において、薬液によって第１のウェーハと第２のウェーハとの接合が弱められた領域が除去され、その後に第２のウェーハに対して研削加工を施す際に加工不良が発生しにくくなる。

図１（Ａ）は第１のウェーハを示す斜視図であり、図１（Ｂ）は第２のウェーハを示す斜視図である。 図２（Ａ）は第１切削ステップにおける第１のウェーハを示す正面図であり、図２（Ｂ）は第１のウェーハの外周余剰領域の一部を拡大して示す平面図である。 貼り合わせウェーハを示す正面図である。 第１研削ステップにおける貼り合わせウェーハを示す正面図である。 研磨ステップにおける貼り合わせウェーハを示す正面図である。 ウェットエッチングステップにおける貼り合わせウェーハを示す正面図である。 第２切削ステップにおける貼り合わせウェーハを示す正面図である。 保護部材が配設された貼り合わせウェーハを示す正面図である。 第２研削ステップにおける貼り合わせウェーハを示す正面図である。 第２研削ステップ後の貼り合わせウェーハを示す正面図である。

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（第１のウェーハ１１）を示す斜視図であり、図１（Ｂ）はウェーハ２１（第２のウェーハ２１）を示す斜視図である。ウェーハ１１とウェーハ２１とを貼り合わせることによって、後述の貼り合わせウェーハ３１（図３参照）が形成される。

図１（Ａ）に示すウェーハ１１は、例えば円盤状に形成されたＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板であり、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（側面）１１ｃとを備える。なお、ウェーハ１１には、ウェーハ１１の外周縁１１ｃに形成された角部を除去する、所謂面取り加工が施されている。そのため、ウェーハ１１の外周縁１１ｃは、ウェーハ１１の表面１１ａから裏面１１ｂに向かって曲面状に形成されている（図２（Ａ）等参照）。

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いる。この複数の領域の表面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。

また、ウェーハ１１はその表面１１ａ側に、複数のデバイス１５が形成されたデバイス領域１７ａと、デバイス領域１７ａを囲みデバイス１５が形成されていない外周余剰領域１７ｂとを備える。例えば、デバイス領域１７ａは平面視で円形であり、外周余剰領域１７ｂはデバイス領域１７ａを囲む環状の領域に相当する。

図１（Ｂ）に示すウェーハ２１の構造、材質等は、ウェーハ１１と同様である。具体的には、ウェーハ２１は、表面２１ａ、裏面２１ｂ、外周縁（側面）２１ｃを備える。なお、ウェーハ１１と同様に、ウェーハ２１にも面取り加工が施されている。

ウェーハ２１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）２３によって複数の領域に区画されており、この領域の表面２１ａ側にはそれぞれデバイス２５が形成されている。また、ウェーハ２１はその表面２１ａ側に、複数のデバイス２５が形成されたデバイス領域２７ａと、デバイス領域２７ａを囲みデバイス２５が形成されていない外周余剰領域２７ｂとを備える。

なお、ウェーハ１１，２１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えばウェーハ１１，２１は、半導体（Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板であってもよい。また、デバイス１５，２５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とウェーハ２１とは、後述の貼り合わせウェーハ形成ステップにおいて、互いに貼り合わされて積層される。これにより、積層されたウェーハ１１とウェーハ２１とを備える貼り合わせウェーハ３１（図３参照）が形成される。なお、ウェーハ１１とウェーハ２１との貼り合わせの際、ウェーハ１１のデバイス１５とウェーハ２１のデバイス２５とが接続される。

例えば、裏面照射（ＢＳＩ：Back Side Illumination）型のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサを製造する際には、ウェーハ１１にデバイス１５としてフォトダイオードが形成され、ウェーハ２１にデバイス２５として配線層が形成される。ウェーハ２１に形成される配線層は、フォトダイオードに信号を供給するための配線、フォトダイオードから信号を出力するための配線、フォトダイオードを駆動するための回路（駆動回路）等を含む層に相当する。ウェーハ１１とウェーハ２１とを貼り合わせると、フォトダイオードと配線層とが接続される。

貼り合わされたウェーハ１１，２１を、例えば分割予定ライン１３，２３に沿って分割することにより、積層されたデバイス１５，２５をそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。ウェーハ１１，２１の分割には、例えば、ウェーハ１１，２１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）と、ウェーハ１１，２１を切削する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。

なお、ウェーハ１１，２１の分割前に、ウェーハ１１，２１をそれぞれ薄化することにより、薄型化されたデバイスチップを得ることが可能となる。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側とウェーハ２１の裏面２１ｂ側とにそれぞれ研削加工を施すことにより、ウェーハ１１，２１を薄化する。以下、本実施形態に係るウェーハの加工方法の具体例について説明する。

まず、ウェーハ１１の表面１１ａ側からウェーハ１１に第１の切削ブレードを切り込ませ、ウェーハ１１の外周部を環状に切削する（第１切削ステップ）。図２（Ａ）は、第１切削ステップにおけるウェーハ１１を示す正面図である。ウェーハ１１の切削は、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（保持テーブル）４を備える。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）を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。

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で回転させる。また、チャックテーブル４の下側には移動機構（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を加工送り方向（第１水平方向）に沿って移動させる。

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は円筒状のハウジング（不図示）を備えており、このハウジングには、保持面４ａと概ね平行で、且つ、加工送り方向と概ね垂直な方向に沿って配置された円筒状のスピンドル８が収容されている。

スピンドル８の先端部（一端側）はハウジングから露出しており、スピンドル８の先端部には環状の切削ブレード１０（第１の切削ブレード１０）が装着される。切削ブレード１０は、例えば、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ：cubic Boron Nitride）等でなる砥粒を、金属、セラミックス、樹脂等でなるボンド材で固定することによって形成される。

スピンドル８の基端部（他端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が接続されている。スピンドル８に装着された切削ブレード１０は、この回転駆動源からスピンドル８を介して伝達される力によって回転する。また、切削ユニット６には移動機構（不図示）が接続されており、この移動機構は、切削ユニット６を加工送り方向と垂直な割り出し送り方向（第２水平方向）及び鉛直方向に沿って移動させる。

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上に配置する。この状態で、保持面４ａに吸引源の負圧を作用させると、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。

なお、前述の通り、ウェーハ１１には面取り加工が施されており、ウェーハ１１の外周縁１１ｃは曲面状に形成されている。そのため、ウェーハ１１の外周部には、ウェーハ１１の半径方向外側に向かって厚さが小さくなる面取り部１９が形成されている。

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１７ｂを、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１７ｂのうち、ウェーハ１１の外周縁１１ｃ側の一部の領域に、切削ブレード１０を切り込ませる。

図２（Ｂ）は、ウェーハ１１の外周余剰領域１７ｂの一部を拡大して示す平面図である。外周余剰領域１７ｂは、ウェーハ１１の外周縁１１ｃ側に位置する環状の領域１７ｃを含む。この領域１７ｃは、例えば面取り部１９（図２（Ａ）参照）の表面１１ａ側の領域に相当する。

第１切削ステップでは、切削ブレード１０が、ウェーハ１１の表面１１ａ側から外周余剰領域１７ｂの領域１７ｃに第１の仕上げ厚さを超える切り込み深さで切り込むように、切削ユニット６の位置が調整される。なお、第１の仕上げ厚さは、後述の第１研削ステップ（図４参照）において研削されて薄化された後のウェーハ１１の厚さに相当する。

具体的には、まず、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。このとき、切削ブレード１０は、ウェーハ１１の表面１１ａと切削ブレード１０の下端との高さの差（切削ブレード１０の切り込み深さ）が、第１の仕上げ厚さを超えるように配置される。なお、切削ブレード１０としては、その厚さが領域１７ｃの幅以上である切削ブレードが用いられる。

また、切削ブレード１０と領域１７ｃ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、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と切削ブレード１０とを相対的に移動させる。これにより、切削ブレード１０が表面１１ａ側から領域１７ｃに所定の切り込み深さで切り込む。

そして、切削ブレード１０が領域１７ｃに切り込んだ状態で、チャックテーブル４の移動を停止させるとともに、チャックテーブル４を回転させる。これにより、切削ブレード１０がウェーハ１１の周方向に沿って領域１７ｃに切り込む。その結果、面取り部１９が環状に切削され、面取り部１９に段差部１９ａ（図３参照）が形成される。

段差部１９ａは、ウェーハ１１の表面１１ａ及び裏面１１ｂと概ね平行で、表面１１ａよりも裏面１１ｂ側に位置する環状の底面（底部）と、ウェーハ１１の厚さ方向と概ね平行で、ウェーハ１１の表面１１ａから底面に向かって形成された環状の側面とを含む。この段差部１９ａの深さ（側面の高さ）は、切削ブレード１０の切り込み深さに等しく、第１の仕上げ厚さよりも大きい。

次に、ウェーハ１１の表面１１ａ側とウェーハ２１の表面２１ａ側とを接合させ、貼り合わせウェーハを形成する（貼り合わせウェーハ形成ステップ）。図３は、貼り合わせウェーハ（積層ウェーハ）３１を示す正面図である。

貼り合わせウェーハ形成ステップでは、ウェーハ１１の表面１１ａ側とウェーハ２１の表面２１ａとが接触するように、ウェーハ１１とウェーハ２１とを貼り合わせて積層させる。このとき、ウェーハ１１に形成されているデバイス１５（図１（Ａ）参照）と、ウェーハ２１に形成されているデバイス２５（図１（Ｂ）参照）とが接続される。例えば、デバイス１５がフォトダイオードであり、デバイス２５が配線層である場合には、貼り合わせウェーハ形成ステップの実施によってフォトダイオードと配線層とが接続される。

ウェーハ１１とウェーハ２１とは、例えば直接接合によって接合される。ただし、ウェーハ１１とウェーハ２１との接合の方法に制限はなく、間接接合を用いてもよい。例えば、ウェーハ１１の表面１１ａ側又はウェーハ２１の表面２１ａ側に接着剤を塗布し、この接着剤を介してウェーハ１１とウェーハ２１とを接合させることもできる。

次に、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削する（第１研削ステップ）。図４は、第１研削ステップにおける貼り合わせウェーハ３１を示す正面図である。貼り合わせウェーハ３１の研削は、例えば研削装置２０を用いて実施される。

研削装置２０は、貼り合わせウェーハ３１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）２２を備える。チャックテーブル２２の上面は、貼り合わせウェーハ３１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）を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。

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で回転させる。また、チャックテーブル２２の下側には移動機構（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を水平方向に沿って移動させる。

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円筒状のハウジング（不図示）を備えている。このハウジングには円筒状のスピンドル２６が収容されており、スピンドル２６の先端部（下端部）はハウジングから露出している。

スピンドル２６の先端部には、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と概ね同径に形成された環状の研削ホイール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でなる円環状の基台３２を備える。この基台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の基端部には、モータ等の回転駆動源（不図示）が接続されている。マウント２８に装着された研削ホイール３０は、この回転駆動源からスピンドル２６及びマウント２８を介して伝達される力によって回転する。

チャックテーブル２２及び研削ユニット２４の近傍には、チャックテーブル２２によって保持された貼り合わせウェーハ３１と複数の研削砥石３４とに純水等の研削液３８を供給するノズル３６が設けられている。貼り合わせウェーハ３１が複数の研削砥石３４によって研削される際、ノズル３６から貼り合わせウェーハ３１及び複数の研削砥石３４に研削液３８が供給される。

第１研削ステップでは、まず、貼り合わせウェーハ３１をチャックテーブル２２によって保持する。具体的には、貼り合わせウェーハ３１を、ウェーハ２１の裏面２１ｂ側が保持面２２ａと対向し、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が上方に露出するように、チャックテーブル２２上に配置する。この状態で、チャックテーブル２２の保持面２２ａに吸引源の負圧を作用させると、貼り合わせウェーハ３１がチャックテーブル２２によって吸引保持される。

次に、貼り合わせウェーハ３１を保持したチャックテーブル２２を研削ユニット２４の下方に移動させる。そして、チャックテーブル２２と研削ホイール３０とをそれぞれ所定の方向に所定の回転数で回転させながら、研削ホイール３０をチャックテーブル２２に向かって下降させる。このときの研削ホイール３０の下降速度は、複数の研削砥石３４が適切な力でウェーハ１１の裏面１１ｂ側に押し当てられるように調整される。

回転する複数の研削砥石３４がウェーハ１１の裏面１１ｂ側に接触すると、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が削り取られる。これにより、ウェーハ１１に研削加工が施され、ウェーハ１１が薄化される。そして、ウェーハ１１の厚さが所定の目標値（第１の仕上げ厚さ）になると、ウェーハ１１の研削が停止される。

また、ウェーハ１１が複数の研削砥石３４によって研削される際、ノズル３６からウェーハ１１及び複数の研削砥石３４に研削液３８が供給される。この研削液３８によって、ウェーハ１１及び複数の研削砥石３４が冷却されるとともに、ウェーハ１１の研削によって生じた屑（研削屑）が洗い流される。

ウェーハ１１の厚さが第１の仕上げ厚さになると、ウェーハ１１の面取り部１９（図３参照）が除去される。そして、研削加工後のウェーハ１１の外周縁１１ｃは、ウェーハ１１の厚さ方向と概ね平行な平坦面となる（図５等参照）。

ここで、仮にウェーハ１１に段差部１９ａが形成されていない場合、研削ステップでウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削すると、研削加工後のウェーハ１１の外周部（面取り部１９）が、ウェーハ１１の半径方向外側に向かって鋭く尖った形状、所謂ナイフエッジ形状となる。ウェーハ１１の外周部がナイフエッジ形状になると、ウェーハ１１の外周部で欠けや割れ等の損傷が生じやすくなる。

一方、ウェーハ１１の外周部に沿って段差部１９ａを形成する、所謂エッジトリミングが施されていると、研削加工後のウェーハ１１の外周縁１１ｃはナイフエッジ形状とならず、平坦になる。これにより、ウェーハ１１の外周部において損傷が生じにくくなる。

次に、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研磨する（研磨ステップ）。図５は、研磨ステップにおける貼り合わせウェーハ３１を示す正面図である。貼り合わせウェーハ３１の研磨は、例えば研磨装置４０を用いて実施される。

研磨装置４０は、貼り合わせウェーハ３１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）４２を備える。チャックテーブル４２の上面は、貼り合わせウェーハ３１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）を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。

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。また、チャックテーブル４２の下側には移動機構（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４２を水平方向に沿って移動させる。

チャックテーブル４２の上方には、研磨ユニット４４が配置されている。研磨ユニット４４は、昇降機構（不図示）によって支持された円筒状のハウジング（不図示）を備えている。このハウジングには円筒状のスピンドル４６が収容されており、スピンドル４６の先端部（下端部）はハウジングから露出している。

スピンドル４６の先端部には、円盤状のマウント４８が固定されている。マウント４８の下面側には、マウント４８と概ね同径に形成された円盤状の研磨パッド５０が装着される。研磨パッド５０は、ステンレスやアルミニウム等の金属でなる円盤状の基台５２を備える。この基台５２の下面側には、円盤状の研磨層５４が固定されている。

スピンドル４６の基端部には、モータ等の回転駆動源（不図示）が接続されている。マウント４８に装着された研磨パッド５０は、この回転駆動源からスピンドル４６及びマウント４８を介して伝達される力によって回転する。

また、研磨ユニット４４の内部には、研磨層５４の下面の中央部で開口する研磨液供給路５６が、鉛直方向に沿って形成されている。貼り合わせウェーハ３１を研磨する際には、研磨液供給路５６から貼り合わせウェーハ３１及び研磨層５４に向かって研磨液が供給される。

研磨層５４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５４に砥粒が含まれる場合には、研磨液供給路５６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５４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５６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、貼り合わせウェーハ３１をチャックテーブル４２によって保持する。具体的には、貼り合わせウェーハ３１を、ウェーハ２１の裏面２１ｂ側が保持面４２ａと対向し、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が上方に露出するように、チャックテーブル４２上に配置する。この状態で、チャックテーブル４２の保持面４２ａに吸引源の負圧を作用させると、貼り合わせウェーハ３１がチャックテーブル４２によって吸引保持される。

次に、貼り合わせウェーハ３１を保持したチャックテーブル４２を研磨ユニット４４の下方に移動させる。そして、チャックテーブル４２と研磨パッド５０とをそれぞれ所定の方向に所定の回転数で回転させ、研磨液供給路５６から貼り合わせウェーハ３１に向かって研磨液を供給しながら、研磨パッド５０をチャックテーブル４２に向かって下降させる。このときの研磨パッド５０の下降速度は、研磨層５４の下面が適切な力でウェーハ１１の裏面１１ｂ側に押し当てられるように調整される。

回転する研磨層５４がウェーハ１１の裏面１１ｂ側に接触すると、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が研磨される。この研磨により、前述の第１研削ステップの実施によってウェーハ１１の裏面１１ｂ側に形成された研削痕が除去され、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が平坦化される。そして、ウェーハ１１の厚さが所定の厚さになると、ウェーハ１１の研磨が停止される。

なお、第１研削ステップと研磨ステップとは、研削ユニット２４（図４参照）と研磨ユニット４４（図５参照）とを備えた一の加工装置を用いて実施されてもよい。また、第１研削ステップにおいて形成される研削痕の影響が小さい場合等、ウェーハ１１を研磨しなくても支障がない場合には、研磨ステップを省略することもできる。

次に、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に薬液を供給し、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側をウェットエッチングする（ウェットエッチングステップ）。図６は、ウェットエッチングステップにおける貼り合わせウェーハ３１を示す正面図である。貼り合わせウェーハ３１のウェットエッチングは、例えばエッチング装置６０を用いて実施される。

エッチング装置６０は、貼り合わせウェーハ３１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）６２を備える。チャックテーブル６２の上面は、貼り合わせウェーハ３１を保持する保持面６２ａを構成する。保持面６２ａは、チャックテーブル６２の内部に形成された吸引路（不図示）を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。

チャックテーブル６２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６２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６２の上方には、貼り合わせウェーハ３１をエッチングするための薬液（エッチング液）６６を供給するノズル６４が配置されている。

ウェットエッチングステップでは、まず、貼り合わせウェーハ３１をチャックテーブル６２によって保持する。具体的には、貼り合わせウェーハ３１を、ウェーハ２１の裏面２１ｂ側が保持面６２ａと対向し、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が上方に露出するように、チャックテーブル６２上に配置する。この状態で、チャックテーブル６２の保持面６２ａに吸引源の負圧を作用させると、貼り合わせウェーハ３１がチャックテーブル６２によって吸引保持される。

次に、チャックテーブル６２を回転させながら、ノズル６４から薬液６６をチャックテーブル６２側に向かって噴射（滴下）する。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側の全体に薬液６６が供給され、ウェーハ１１の裏面１１ｂにウェットエッチングが施される。

薬液６６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がシリコンでなる場合には、薬液６６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。このウェットエッチングにより、研削加工や研磨加工によってウェーハ１１の裏面１１ｂ側に形成された加工痕が除去され、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が均一に平坦化される。

なお、ノズル６４から貼り合わせウェーハ３１に薬液６６を供給すると、薬液６６がウェーハ１１の裏面１１ｂ側から外周縁１１ｃを伝って、ウェーハ１１とウェーハ２１との間に入り込む。これにより、貼り合わせウェーハ３１の外周部において、ウェーハ１１とウェーハ２１との接合領域（界面）に薬液６６が供給され、ウェーハ１１とウェーハ２１との接合が弱められる。

次に、貼り合わせウェーハ３１に第２の切削ブレードをウェーハ１１側からウェーハ２１に至る切り込み深さで切り込ませ、貼り合わせウェーハ３１の外周部を環状に切削する（第２切削ステップ）。図７は、第２切削ステップにおける貼り合わせウェーハ３１を示す正面図である。

第２切削ステップでは、例えば第１切削ステップにおいて使用された切削装置２が用いられる。そして、切削ユニット６には、切削ブレード１２（第２の切削ブレード１２）が装着される。切削ブレード１２の材質、構造等は、切削ブレード１０（図２（Ａ）参照）と同様である。なお、切削ブレード１２は、切削ブレード１０と同一であってもよいし、異なっていてもよい。

第２切削ステップでは、まず、貼り合わせウェーハ３１をチャックテーブル４によって保持する。具体的には、貼り合わせウェーハ３１を、ウェーハ２１の裏面２１ｂ側が保持面４ａと対向し、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が上方に露出するように、チャックテーブル４上に配置する。この状態で、チャックテーブル４の保持面４ａに吸引源の負圧を作用させると、貼り合わせウェーハ３１がチャックテーブル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貼り合わせウェーハ３１の外周部を、切削ブレード１２によって切削する。このとき、切削ブレード１２を、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側からウェーハ２１に至る切り込み深さで貼り合わせウェーハ３１に切り込ませ、貼り合わせウェーハ３１の外周部を環状に切削する。

具体的には、まず、切削ブレード１２の下端がウェーハ２１の表面２１ａよりも下方で裏面２１ｂ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。このとき、切削ブレード１２は、ウェーハ２１の表面２１ａと切削ブレード１２の下端との高さの差（切削ブレード１２のウェーハ２１への切り込み深さ）が、第２の仕上げ厚さを超えるように配置される。第２の仕上げ厚さは、後述の第２研削ステップ（図９参照）において研削されて薄化された後のウェーハ２１の厚さに相当する。

また、切削ブレード１２と貼り合わせウェーハ３１の外周部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。このとき、切削ユニット６の位置は、ウェーハ１１の外周余剰領域１７ｂ（図１（Ａ）参照）と、ウェーハ２１の外周余剰領域２７ｂ（図１（Ａ）参照）と、の少なくとも一部が切削されるように調整される。

前述の第１切削ステップでは、ウェーハ１１の外周余剰領域１７ｂのうち、ウェーハ１１の外周縁１１ｃ側に位置する領域１７ｃ（図２（Ｂ）参照）が切削されたため、外周余剰領域１７ｂの他の領域（ウェーハ１１の中央側に位置する環状の領域）は残存している。例えば第２切削ステップでは、この外周余剰領域１７ｂの残存部分に切削ブレード１２が切り込むように、切削ユニット６の位置が調整される。

そして、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と切削ブレード１２とを相対的に移動させる。これにより、切削ブレード１２が貼り合わせウェーハ３１のウェーハ１１側に所定の切り込み深さで切り込み、貼り合わせウェーハ３１の外周部（ウェーハ１１の外周余剰領域１７ｂ及びウェーハ２１の外周余剰領域２７ｂ）が切削される。

そして、切削ブレード１２が貼り合わせウェーハ３１の外周部に切り込んだ状態で、チャックテーブル４の移動を停止させるとともに、チャックテーブル４を回転させる。これにより、貼り合わせウェーハ３１の外周部が切削ブレード１２によって環状に切削され、貼り合わせウェーハ３１の外周部に段差部３１ａ（図８参照）が形成される。

段差部３１ａは、ウェーハ２１の表面２１ａ及び裏面２１ｂと概ね平行で、表面２１ａよりも裏面２１ｂ側に位置する環状の底面（底部）と、ウェーハ２１の厚さ方向と概ね平行で、ウェーハ２１の表面２１ａから底面に向かって形成された環状の側面とを含む。この側面の高さは、切削ブレード１２のウェーハ２１への切り込み深さに等しく、第２の仕上げ厚さよりも大きい。

なお、前述のウェットエッチングステップの実施後、貼り合わせウェーハ３１の外周部には、薬液６６（図６参照）が付着することによってウェーハ１１とウェーハ２１との結合が弱められた領域が残存している。しかしながら、第２切削ステップにおいて貼り合わせウェーハ３１の外周部を環状に切削することにより、薬液６６が付着した領域が除去される。これにより、貼り合わせウェーハ３１は、外周部においてもウェーハ１１とウェーハ２１とが強固に接合された状態となる。

次に、貼り合わせウェーハ３１のウェーハ１１側に保護部材を配設する（保護部材配設ステップ）。図８は、保護部材３３が配設された貼り合わせウェーハ３１を示す正面図である。

保護部材３３は、ガラス、シリコン、セラミックス等でなる高剛性の基板である。例えば保護部材３３は、ウェーハ１１と概ね同径の円盤状に形成される。この保護部材３３が、例えば接着剤を介してウェーハ１１の裏面１１ｂ側に固定される。ただし、保護部材３３をウェーハ１１に配設する方法に制限はない。

貼り合わせウェーハ３１に保護部材３３を配設すると、薄化されたウェーハ１１の変形（撓み等）が抑制される。これにより、ウェーハ１１の破損が防止されるとともに、貼り合わせウェーハ３１の保持や搬送が容易になる。また、ウェーハ１１に形成されている複数のデバイス１５（図１（Ａ）参照）が保護部材３３によって保護される。

なお、保護部材３３の材質は、ウェーハ１１及びデバイス１５の保護が可能であれば制限はない。例えば保護部材３３として、柔軟な樹脂でなる保護テープを用いてもよい。保護テープは、円形の基材と、基材上に設けられた粘着層（糊層）とを備える。基材は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなり、粘着層は、エポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤等でなる。また、粘着層には、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型の樹脂を用いることもできる。

次に、ウェーハ２１の裏面２１ｂ側を研削し、貼り合わせウェーハ３１を薄化する（第２研削ステップ）。図９は、第２研削ステップにおける貼り合わせウェーハ３１を示す正面図である。第２研削ステップでは、例えば第１研削ステップにおいて使用された研削装置２０が用いられる。

第２研削ステップでは、まず、貼り合わせウェーハ３１をチャックテーブル２２によって保持する。具体的には、貼り合わせウェーハ３１を、保護部材３３側（ウェーハ１１の裏面１１ｂ側）が保持面２２ａと対向し、ウェーハ２１の裏面２１ｂ側が上方に露出するように、チャックテーブル２２上に配置する。この状態で、チャックテーブル２２の保持面２２ａに吸引源の負圧を作用させると、貼り合わせウェーハ３１の保護部材３３側がチャックテーブル２２によって吸引保持される。

そして、第１切削ステップと同様の手順により、ウェーハ２１の裏面２１ｂ側を複数の研削砥石３４によって研削する。これにより、ウェーハ２１が薄化される。そして、ウェーハ２１の厚さが所定の目標値（第２の仕上げ厚さ）になると、ウェーハ２１の研削が停止される。

なお、貼り合わせウェーハ３１は、前述の第２切削ステップの実施によって、薬液６６が付着した領域、すなわちウェーハ１１とウェーハ２１との結合が弱い領域が除去された状態となっている。そのため、第２研削ステップで貼り合わせウェーハ３１を研削しても、貼り合わせウェーハ３１の外周部において欠けや割れ（クラック）等の加工不良が発生しにくい。

図１０は、第２研削ステップ後の貼り合わせウェーハ３１を示す正面図である。ウェーハ２１が第２の仕上げ厚さとなるまで研削されると、貼り合わせウェーハ３１の段差部３１ａ（図９参照）が除去される。そして、研削加工後のウェーハ２１の外周縁２１ｃは、ナイフエッジ形状とならず平坦になる。これにより、ウェーハ２１の外周部において損傷が生じにくくなる。すなわち、前述の第２切削ステップ（図７参照）は、ウェーハ２１にエッジトリミングを施す工程を兼ねている。

そして、第２研削ステップの後、必要に応じて研磨ステップ（図５参照）及びウェットエッチングステップ（図６参照）を実施し、ウェーハ２１の裏面２１ｂ側に研磨加工及びウェットエッチングを施す。これにより、ウェーハ２１の裏面２１ｂ側が平坦化される。

上記の工程を経ることにより、薄化されたウェーハ１１とウェーハ２１とが接合された状態の貼り合わせウェーハ３１が得られる。この貼り合わせウェーハ３１を、例えば分割予定ライン１３，２３（図１（Ａ）及び図１（Ｂ）参照）に沿って分割することにより、デバイス１５とデバイス２５とが積層された薄いデバイスチップが得られる。

以上の通り、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に薬液６６を供給してウェットエッチングを施した後、貼り合わせウェーハ３１の外周部のうち薬液６６が付着した領域を環状に切削する。これにより、貼り合わせウェーハ３１の外周部において、薬液６６によってウェーハ１１とウェーハ２１との接合が弱められた領域が除去され、その後にウェーハ２１に対して研削加工を施す際に加工不良が発生しにくくなる。

なお、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（側面）
１３ 分割予定ライン（ストリート）
１５ デバイス
１７ａ デバイス領域
１７ｂ 外周余剰領域
１７ｃ 領域
１９ 面取り部
１９ａ 段差部
２１ ウェーハ
２１ａ 表面
２１ｂ 裏面
２１ｃ 外周縁（側面）
２３ 分割予定ライン（ストリート）
２５ デバイス
２７ａ デバイス領域
２７ｂ 外周余剰領域
３１ 貼り合わせウェーハ（積層ウェーハ）
３１ａ 段差部
３３ 保護部材
２ 切削装置
４ チャックテーブル（保持テーブル）
４ａ 保持面
６ 切削ユニット
８ スピンドル
１０ 切削ブレード（第１切削ブレード）
１２ 切削ブレード（第２切削ブレード）
２０ 研削装置
２２ チャックテーブル（保持テーブル）
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
３６ ノズル
３８ 研削液
４０ 研磨装置
４２ チャックテーブル（保持テーブル）
４２ａ 保持面
４４ 研磨ユニット
４６ スピンドル
４８ マウント
５０ 研磨パッド
５２ 基台
５４ 研磨層
５６ 研磨液供給路
６０ エッチング装置
６２ チャックテーブル
６２ａ 保持面
６４ ノズル
６６ 薬液（エッチング液）

Claims (3)

1. 面取り部を外周部に有し、複数のデバイスが形成されたデバイス領域と、該デバイス領域を囲む外周余剰領域と、を表面側に有する第１のウェーハの表面側から、該外周余剰領域のうち該第１のウェーハの外周縁側の領域に第１の切削ブレードを仕上げ厚さを超える切り込み深さで切り込ませ、該面取り部を環状に切削する第１切削ステップと、
   該第１切削ステップの実施後、該第１のウェーハの表面側と第２のウェーハの表面側とを接合させて貼り合わせウェーハを形成する貼り合わせウェーハ形成ステップと、
   該貼り合わせウェーハ形成ステップの実施後、該第１のウェーハの裏面側を研削し、該第１のウェーハの厚さを該仕上げ厚さにする第１研削ステップと、
   該第１研削ステップで研削された該第１のウェーハの裏面側に薬液を供給し、該第１のウェーハの裏面側をウェットエッチングするウェットエッチングステップと、
   該ウェットエッチングステップの実施後、該貼り合わせウェーハに第２の切削ブレードを該第１のウェーハ側から該第２のウェーハに至る切り込み深さで切り込ませ、該貼り合わせウェーハの外周部のうち該薬液が付着した領域を環状に切削する第２切削ステップと、
   該第２切削ステップの実施後、該貼り合わせウェーハの該第１のウェーハ側に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、
   該貼り合わせウェーハの該保護部材側を研削装置のチャックテーブルで保持して該第２のウェーハの裏面側を研削し、該貼り合わせウェーハを薄化する第２研削ステップと、を備えることを特徴とするウェーハの加工方法。
2. 該第２切削ステップでは、該第１のウェーハの外周余剰領域のうち、該第１切削ステップの実施後に残存している領域を切削して除去することを特徴とする請求項１記載のウェーハの加工方法。
3. 該デバイスはフォトダイオードであり、
   該第２のウェーハの表面側には複数の配線層が形成されており、
   該貼り合わせウェーハ形成ステップでは、該フォトダイオードと該配線層とが接続されるように、該第１のウェーハと該第２のウェーハとを貼り合わせることを特徴とする請求項１又は２記載のウェーハの加工方法。

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