JP2023178836A - ウエーハの加工方法及びウエーハの加工システム - Google Patents

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Abstract

【課題】ウエーハの表面に付着した加工屑を除去できるウエーハの加工方法、及び、ウエーハの加工システムを提供すること。【解決手段】ウエーハの加工方法は、表面１０１に第１の配線層１２０が形成された第１のウエーハ１００の外縁部を表面１０１側から除去する外縁部除去ステップと、外縁部除去ステップの実施後、第１のウエーハ１００の表面１０１側の第１の配線層１２０を研磨する研磨ステップと、を備えることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、ウエーハの加工方法及びウエーハの加工システムに関する。
第１のウエーハの表面と第２のウエーハの表面とを接合させて貼り合わせウエーハを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０２１－０６８７４４号公報
表面に配線層が形成されたウエーハの裏面側を保持テーブルに保持し、表面側からウエーハの外縁部を除去するトリミングを実施するプロセスにおいて、加工屑がウエーハの表面に残留する恐れがあった。特に、ウエーハの表面に配線層が露出しており、トリミング後にウエーハの配線層を別のウエーハに接合する場合、トリミング時の加工屑が配線層に付着していると接合不良が発生する恐れがあった。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウエーハの表面に付着した加工屑を除去できるウエーハの加工方法及びウエーハの加工システムを提供する事である。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの加工方法は、表面に第１の配線層が形成された第１のウエーハの外縁部を表面から除去する外縁部除去ステップと、該外縁部除去ステップの実施後、該第１のウエーハの該表面を研磨する研磨ステップと、を備える事を特徴とする。
該第１のウエーハと、第２の配線層が表面に形成された第２のウエーハと、を貼り合わせる貼り合わせステップをさらに備え、該貼り合わせステップにおいて、該第１の配線層と、該第２の配線層と、を接合してもよい。
該外縁部除去ステップにおいて、表面から除去される厚みは、第１のウエーハの仕上げ厚みより深く、該貼り合わせステップの実施後に、該第１のウエーハの裏面を仕上げ厚みまで研削する裏面研削ステップをさらに備えてもよい。
該研磨ステップは、研磨液を使用した湿式研磨であってもよい。
該研磨ステップは、該外縁部除去ステップで供給された加工液が該第１のウエーハの表面上に残存した状態で開始してもよい。
また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの加工システムは、表面に配線層が形成された第１のウエーハの裏面側を保持する保持テーブルと、該保持テーブルに保持された第１のウエーハの表面側から外縁部を除去する外縁部除去ユニットと、該外縁部除去ユニットで該外縁部が除去された第１のウエーハの表面を研磨する研磨ユニットと、該研磨ユニットで研磨された第１のウエーハを洗浄する洗浄ユニットと、該外縁部除去ユニットと、該研磨ユニットと、該洗浄ユニットと、の間で該第１のウエーハを搬送する搬送ユニットと、を備える事を特徴とする。
該研磨ユニットは、第１のウエーハに接触する研磨パッドと、加工点に研磨液を供給する研磨液供給ユニットと、を備えていてもよい。
該研磨ユニットは、該外縁部除去ユニットで供給した加工液が該第１のウエーハの表面上に残存した状態で研磨を開始してもよい。
本発明のウエーハの加工方法は、外縁部除去ステップの実施後に研磨ステップを備えることで、外縁部除去ステップで第１の配線層上に付着した加工屑が第１の配線層上に乾燥固着する前に、第１の配線層上に付着した加工屑を好適に除去する事ができる。また、研磨ステップで第１の配線層に付着した加工屑を除去するとともに、異常酸化層や腐食層を除去して、異常酸化または腐食していない面を露出させて貼り合わせるため、第１の配線層の異常酸化層や腐食層に起因する接合不良が生じる恐れを低減できる。また、裏面研削ステップの実施前に、外縁部除去ステップで第１のウエーハの外縁部を除去して仕上げ厚みより深いトリミング溝を形成するので、裏面研削ステップの実施時に第１のウエーハがシャープエッジを形成して欠ける恐れを防止できる。また、研磨ステップで研磨ユニットが実施する研磨加工処理は、研磨液供給ユニットにより加工点に供給した研磨液を使用した湿式研磨であるため、研磨液により、第１の配線層の露出面に形成された異常酸化層や腐食層を除去して、異常酸化または腐食していない面を露出させて、第１の配線層と第２のウエーハの第２の配線層との間に第１の配線層の異常酸化層や腐食層に起因する接合不良が生じる恐れを低減できる。
また、本発明のウエーハの加工システムは、第１のウエーハの外縁部を除去する外縁部除去ユニットと、第１の配線層を研磨する研磨ユニットと、外縁部除去ユニットと研磨ユニットとの間で第１のウエーハを搬送する搬送ユニットとを備えるため、上記した本発明のウエーハの加工方法を実施でき、外縁部除去ユニットにより外縁部を除去する際に供給した加工液が第１のウエーハの第１の配線層上に残存した状態で、研磨ユニットにより第１の配線層を研磨できる。このため、外縁部を除去する際に第１の配線層上に付着した加工屑が第１の配線層上に乾燥固着する前に、第１の配線層上に付着した加工屑を好適に除去できる。これにより、第１の配線層と第２のウエーハの第２の配線層との間に加工屑に起因する接合不良が生じる恐れを低減できる。
図１は、実施形態に係るウエーハの加工方法の処理手順を示すフローチャートである。 図２は、実施形態に係るウエーハの加工システムの構成例を示す上面図である。 図３は、図２の保持テーブル及び外縁部除去ユニットを説明する断面図である。 図４は、図２の研磨ユニットを説明する断面図である。 図５は、図２の洗浄ユニットを説明する断面図である。 図６は、図１の貼り合わせステップを説明する断面図である。 図７は、図１の裏面研削ステップを説明する断面図である。
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
〔実施形態〕
本発明の実施形態に係るウエーハの加工方法及びウエーハの加工システム１を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係るウエーハの加工方法の処理手順を示すフローチャートである。実施形態に係るウエーハの加工方法は、図１に示すように、外縁部除去ステップ１００１と、研磨ステップ１００２と、洗浄ステップ１００３と、貼り合わせステップ１００４と、裏面研削ステップ１００５と、を備える。
図２は、実施形態に係るウエーハの加工システム１の構成例を示す上面図である。実施形態に係るウエーハの加工方法の外縁部除去ステップ１００１、研磨ステップ１００２及び洗浄ステップ１００３は、例えば、図２に示すウエーハの加工システム１によって実施される。ウエーハの加工システム１は、図２に示すように、保持テーブル１０と、外縁部除去ユニット２０と、裏面洗浄ユニット３０と、研磨ユニット４０と、洗浄ユニット５０と、搬送ユニット６０と、カセット載置台７０と、仮置きテーブル７５と、制御ユニット８０と、を備える。
実施形態に係るウエーハの加工方法及びウエーハの加工システム１の加工対象である第１のウエーハ１００は、第１の基板１１０に第１の配線層１２０が積層されている。第１の基板１１０は、例えば、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムヒ素、ガラスなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハや、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等の円板状の基板等である。第１のウエーハ１００は、例えば、第１の基板１１０の表面１１１の格子状に形成される複数の分割予定ラインによって区画された領域にチップサイズの第１の配線層１２０からなるデバイスが形成されている。第１の配線層１２０は、例えば、銅（Ｃｕ）等の金属で形成される。このように、第１のウエーハ１００の表面１０１は、第１の配線層１２０の露出面となっている。第１のウエーハ１００の裏面１０２は、本実施形態では第１の基板１１０の裏面１１２（露出面）であるが、本発明ではこれに限定されず、図示しない支持基板や粘着テープ等に支持されていてもよい。
図３は、図２の保持テーブル１０及び外縁部除去ユニット２０を説明する断面図である。保持テーブル１０は、本実施形態ではいわゆるチャックテーブルであり、凹部が形成された円盤状の枠体と、凹部内に嵌め込まれた円盤形状の吸着部と、を備える。保持テーブル１０の吸着部は、多数のポーラス孔を備えたポーラスセラミック等から形成されたポーラス部を有し、図示しない真空吸引路を介して図示しない真空吸引源と接続されている。保持テーブル１０の吸着部の上面は、第１のウエーハ１００が載置されて、真空吸引源から導入される負圧により、載置された第１のウエーハ１００を吸引保持する保持面１１である。保持面１１は、図３に示すように、本実施形態では、第１のウエーハ１００が表面１０１側を上方に向けて載置され、載置された第１のウエーハ１００の裏面１０２側を吸引保持する。保持面１１と保持テーブル１０の枠体の上面とは、同一平面上に配置されており、水平面であるＸＹ平面に平行に形成されている。
保持テーブル１０は、搬送ユニット６０の第３搬送部６３（図２参照）により搬出入エリア１７と加工エリア１８との間で水平方向と平行なＸ軸方向に移動自在に設けられており、不図示の回転駆動源により水平面（ＸＹ平面）に直交しかつ鉛直方向に平行なＺ軸回りに回転自在に設けられている。ここで、搬出入エリア１７は、搬送ユニット６０の第２搬送部６２及び第４搬送部６４により第１のウエーハ１００が搬出入される領域である。また、加工エリア１８は、外縁部除去ユニット２０により第１のウエーハ１００が切削加工処理を施される領域である。
外縁部除去ユニット２０は、図２及び図３に示すように、加工エリア１８に設けられており、先端に切削ブレード２１が装着されるスピンドル２２と、加工液供給部２３と、を備え、加工エリア１８に位置付けられた保持テーブル１０に保持された第１のウエーハ１００に対して切削加工処理を施す。外縁部除去ユニット２０は、Ｙ軸方向移動ユニット２５により水平方向と平行でかつＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動自在に設けられており、Ｚ軸方向移動ユニット２６によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。
外縁部除去ユニット２０は、図３に示すように、加工液供給部２３により第１のウエーハ１００の表面１０１（第１の配線層１２０の露出面）上に加工液２９を供給しながら、スピンドル２２の回転動作により、Ｙ軸方向と平行な軸心周りの回転動作が加えられた切削ブレード２１を保持テーブル１０に保持された第１のウエーハ１００の外縁部に表面１０１から第１のウエーハ１００の仕上げ厚み１５０（図３及び図７参照）より深い所定の深さに切り込ませた位置に合わせた後、回転駆動源を制御して、第１のウエーハ１００を保持する保持テーブル１０をＺ軸回りに回転移動させることで、第１のウエーハ１００の外縁部の全周を円環状に第１のウエーハ１００の仕上げ厚み１５０より深く切削除去してトリミング溝１４０を形成する外縁部除去加工処理（いわゆるエッジトリミング加工処理）を実施する。ここで、加工液２９は、例えば純水である。また、第１のウエーハ１００の仕上げ厚み１５０は、裏面研削ステップ１００５を実施後の第１のウエーハ１００の厚みを指し、本実施形態では、例えば、裏面研削ステップ１００５の実施前の第１の基板１１０と第１の配線層１２０との合計厚みよりも薄い。ウエーハの加工システム１は、図２に示すように、外縁部除去ユニット２０を２組備えた、即ち、２スピンドルのダイサ、いわゆるフェイシングデュアルタイプの加工システムである。
裏面洗浄ユニット３０は、図２に示すように、ウエーハ支持部３１と、洗浄部３２と、を有する。ウエーハ支持部３１は、本実施形態では複数（図２に示す例では９０度間隔で４個）設けられている。複数のウエーハ支持部３１は、第１のウエーハ１００のエッジの外周面を外周側から挟持して支持する。また、複数のウエーハ支持部３１は、互いに連動して回転することにより、第１のウエーハ１００を回転させることができる。洗浄部３２は、ウエーハ支持部３１よりも下方に、上方に向けて設置されており、ウエーハ支持部３１によって支持された第１のウエーハ１００の裏面１０２に接触して裏面１０２を洗浄する。洗浄部３２は、第１の基板１１０よりも柔らかく、変形可能な材料で形成され、第１の基板１１０に合わせて変形して面で接触することができるものであり、例えばスポンジやブラシである。
図４は、図２の研磨ユニット４０を説明する断面図である。研磨ユニット４０は、図２及び図４に示すように、保持テーブル４１と、スピンドル４２と、マウント４３に取り付けられた研磨パッド４４と、研磨液供給ユニット４５と、を備える。保持テーブル４１は、保持テーブル１０と同様の吸着部とポーラス部とを備える構造を有し、表面１０１側を上方に向けて載置された第１のウエーハ１００の裏面１０２側を保持面４６で吸引保持する。保持テーブル４１は、不図示の回転駆動源によりＺ軸回りに回転自在に設けられている。
スピンドル４２は、円柱状に形成されて、下端に円板状に形成されたマウント４３が固定され、マウント４３の下面に円形状の研磨パッド４４が装着される。スピンドル４２は、鉛直方向であるＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する。研磨ユニット４０は、マウント４３及び研磨パッド４４が、スピンドル４２の回転動作により、Ｚ軸方向と平行な軸心回りの回転動作が加えられて、研磨パッド４４が保持テーブル４１に保持された第１のウエーハ１００の表面１０１（第１の配線層１２０の露出面）側に接触して押圧されることにより、研磨パッド４４で第１の配線層１２０を研磨する研磨加工処理を実施する。研磨液供給ユニット４５は、マウント４３の内部からスピンドル４２の内部にかけてＺ軸方向に延びて形成された研磨液流路４７を通じて加工点に研磨液４９を供給する。ここで、加工点は、研磨パッド４４により第１のウエーハ１００の第１の配線層１２０の露出面の研磨加工処理されている領域内の任意の位置を指す。
スピンドル４２は、下端に固定されたマウント４３及びマウント４３に装着された研磨パッド４４が保持テーブル４１上に保持された第１のウエーハ１００に対して研磨加工処理を実施する研磨位置と、保持テーブル４１上から退避して保持テーブル４１への第１のウエーハ１００の搬入及び保持テーブル４１からの第１のウエーハ１００の搬出を可能にする搬出入位置との間で移動自在に設けられている。
研磨パッド４４は、本実施形態では、例えば、不織布や、ウレタンなどの弾性を有する樹脂等により形成されたものが使用される。また、研磨パッド４４は、固定砥粒を含んでいても含んでいなくてもよい。研磨ユニット４０は、本実施形態では、研磨液供給ユニット４５より研磨液４９を供給しながら研磨パッド４４を用いて第１の配線層１２０に対して湿式研磨を実施しても良く、研磨液供給ユニット４５より研磨液４９を供給しないで研磨パッド４４を用いて第１の配線層１２０に対して乾式研磨を実施しても良い。研磨ユニット４０は、湿式研磨として、研磨液供給ユニット４５より研磨液４９として砥粒を含むスラリーを供給しながら研磨パッド４４により第１の配線層１２０を研磨しても良く、研磨液供給ユニット４５より研磨液４９として純水を供給しながら固定砥粒を含む研磨パッド４４を用いて第１の配線層１２０を研磨しても良く、研磨液供給ユニット４５より研磨液４９としてアルカリ性の研磨液を供給しながら研磨パッド４４を用いて化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）を実施しても良い。
図５は、図２の洗浄ユニット５０を説明する断面図である。洗浄ユニット５０は、図２及び図５に示すように、スピンナテーブル５１と、洗浄液供給ノズル５２と、を備える。スピンナテーブル５１は、保持テーブル１０，４１と同様の吸着部とポーラス部とを備える構造を有し、表面１０１側を上方に向けて載置された第１のウエーハ１００の裏面１０２側を保持面５３で吸引保持する。スピンナテーブル５１は、不図示の回転駆動源によりＺ軸回りに回転自在に設けられている。洗浄液供給ノズル５２は、スピンナテーブル５１に保持された第１のウエーハ１００の表面１０１側に洗浄液５９を供給する。洗浄液５９は、例えば、純水や、純水とエアの混合流体等である。洗浄ユニット５０は、スピンナテーブル５１を回転しながら、洗浄液供給ノズル５２がスピンナテーブル５１に保持された第１のウエーハ１００の表面１０１（第１の配線層１２０の露出面）側に洗浄液５９を供給することにより、洗浄液５９で第１の配線層１２０を洗浄する洗浄処理を実施する。
洗浄液供給ノズル５２は、スピンナテーブル５１上に保持された第１のウエーハ１００に対して洗浄処理を実施する洗浄位置と、スピンナテーブル５１上から退避してスピンナテーブル５１への第１のウエーハ１００の搬入及びスピンナテーブル５１からの第１のウエーハ１００の搬出を可能にする搬出入位置との間で移動自在に設けられている。
搬送ユニット６０は、図２に示すように、第１搬送部６１と、第２搬送部６２と、第３搬送部６３と、第４搬送部６４と、第５搬送部６５と、を備える。第１搬送部６１は、カセット載置台７０に載置されたカセット７３と、仮置きテーブル７５と、洗浄ユニット５０との間の領域に設けられ、カセット載置台７０に載置されたカセット７３と、仮置きテーブル７５と、洗浄ユニット５０のスピンナテーブル５１と、の間で第１のウエーハ１００を搬送する。第２搬送部６２は、仮置きテーブル７５と、搬出入エリア１７と、の間を移動自在に設けられ、仮置きテーブル７５と、搬出入エリア１７に位置付けられた保持テーブル１０と、の間で第１のウエーハ１００を搬送する。
第３搬送部６３は、搬出入エリア１７と加工エリア１８とにわたる領域に設けられ、搬出入エリア１７と、加工エリア１８と、の間で保持テーブル１０を移動させることにより、保持テーブル１０に保持された第１のウエーハ１００を搬送する。第４搬送部６４は、搬出入エリア１７と、裏面洗浄ユニット３０と、の間を移動自在に設けられ、搬出入エリア１７に位置付けられた保持テーブル１０と、裏面洗浄ユニット３０と、の間で第１のウエーハ１００を搬送する。第５搬送部６５は、裏面洗浄ユニット３０と、研磨ユニット４０と、洗浄ユニット５０と、の間を移動自在に設けられ、裏面洗浄ユニット３０と、研磨ユニット４０の保持テーブル４１と、洗浄ユニット５０のスピンナテーブル５１と、の間で第１のウエーハ１００を搬送する。
このように、搬送ユニット６０は、第１搬送部６１、第２搬送部６２、第３搬送部６３、第４搬送部６４及び第５搬送部６５により、カセット載置台７０に載置されたカセット７３と、仮置きテーブル７５と、加工エリア１８に設けられた外縁部除去ユニット２０と、裏面洗浄ユニット３０と、研磨ユニット４０の保持テーブル４１と、洗浄ユニット５０のスピンナテーブル５１と、の間で第１のウエーハ１００を搬送する。
カセット載置台７０は、１枚または複数枚の第１のウエーハ１００を収容するカセット７３が載置される載置台であり、載置されたカセット７３をＺ軸方向に昇降させる。仮置きテーブル７５は、カセット載置台７０に載置されたカセット７３から取り出された第１のウエーハ１００が仮置きされて、その中心位置合わせを行うためのテーブルである。
制御ユニット８０は、ウエーハの加工システム１の各構成要素の動作を制御して、実施形態に係るウエーハの加工方法における外縁部除去ステップ１００１、研磨ステップ１００２及び洗浄ステップ１００３等の動作処理をウエーハの加工システム１に実施させる。制御ユニット８０は、本実施形態では、コンピュータシステムを含む。制御ユニット８０が含むコンピュータシステムは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はＲＡＭ（Random Access Memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット８０の演算処理装置は、制御ユニット８０の記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、ウエーハの加工システム１を制御するための制御信号を、制御ユニット８０の入出力インターフェース装置を介してウエーハの加工システム１の各構成要素に出力する。
実施形態に係るウエーハの加工方法では、外縁部除去ステップ１００１の実施前に、第１搬送部６１及び第２搬送部６２が、第１のウエーハ１００をカセット載置台７０に載置されたカセット７３から仮置きテーブル７５を経て搬出入エリア１７に位置付けられた保持テーブル１０上に搬送し、保持テーブル１０が、保持テーブル１０上に搬送された第１のウエーハ１００を保持面１１で吸引保持し、第３搬送部６３が、第１のウエーハ１００を保持した保持テーブル１０を加工エリア１８に位置付ける。
外縁部除去ステップ１００１は、表面１０１に第１の配線層１２０が形成された第１のウエーハ１００の外縁部を表面１０１から除去するステップである。外縁部除去ステップ１００１では、図３に示すように、外縁部除去ユニット２０が、加工エリア１８に位置付けた保持テーブル１０に保持された第１のウエーハ１００に対し、外縁部除去加工処理を実施して、仕上げ厚み１５０より深いトリミング溝１４０を形成する。外縁部除去ステップ１００１では、切削ブレード２１で第１のウエーハ１００の外縁部を表面１０１側から加工する際に加工屑が発生し、第１のウエーハ１００の表面１０１（第１の配線層１２０の露出面）上に付着することがある。
実施形態に係るウエーハの加工方法では、外縁部除去ステップ１００１の実施後、研磨ステップ１００２の実施前に、第３搬送部６３が、外縁部除去ステップ１００１でトリミング溝１４０を形成した第１のウエーハ１００を保持した保持テーブル１０を搬出入エリア１７に位置付け、第４搬送部６４が、この第１のウエーハ１００を搬出入エリア１７に位置付けられた保持テーブル１０上から裏面洗浄ユニット３０に搬送する。そして、裏面洗浄ユニット３０が、ウエーハ支持部３１により裏面洗浄ユニット３０に搬送されたこの第１のウエーハ１００を支持し、洗浄部３２によりウエーハ支持部３１に支持されたこの第１のウエーハ１００の裏面１０２側を洗浄する。そして、第５搬送部６５が、裏面洗浄ユニット３０により裏面１０２側を洗浄した第１のウエーハ１００を裏面洗浄ユニット３０から研磨ユニット４０の保持テーブル４１上に搬送する。この搬送は、外縁部除去ステップ１００１で供給された加工液２９が第１のウエーハ１００の表面１０１（第１の配線層１２０の露出面）上に残存した状態を維持して、すなわち第１の配線層１２０上が完全に乾燥しない状態を維持して、実施される。
研磨ステップ１００２は、外縁部除去ステップ１００１の実施後、第１のウエーハ１００の表面１０１（第１の配線層１２０の露出面）を研磨するステップである。研磨ステップ１００２では、図４に示すように、研磨ユニット４０が、保持テーブル４１に保持された第１のウエーハ１００に対し、研磨加工処理を実施する。研磨ステップ１００２では、第１のウエーハ１００の表面１０１（第１の配線層１２０の露出面）の研磨量は、３ｎｍ以上５ｎｍ以下の範囲である。
研磨ステップ１００２では、外縁部除去ステップ１００１で供給された加工液２９が第１のウエーハ１００の表面１０１（第１の配線層１２０の露出面）上に残存した状態で研磨加工処理を開始する。研磨ステップ１００２では、このように研磨加工処理を実施するので、純水とエアの混合流体を供給して実施する洗浄や、スポンジやブラシを使用する洗浄では除去が難しい、第１の配線層１２０上に付着した加工屑を除去できる。また、研磨ステップ１００２では、加工液２９が第１のウエーハ１００の表面１０１（第１の配線層１２０の露出面）上に残存した状態で研磨加工処理を開始するため、第１の配線層１２０上に付着した加工屑が第１の配線層１２０上に乾燥固着する前に、加工屑を好適に除去できる。
また、研磨ステップ１００２で研磨ユニット４０が実施する研磨加工処理は、本実施形態では、研磨液供給ユニット４５により加工点に供給した研磨液４９を使用した湿式研磨であるため、研磨液４９により、第１の配線層１２０の露出面に形成された異常酸化層や腐食層を除去して、異常酸化または腐食していない面を露出させることができる。
実施形態に係るウエーハの加工方法では、研磨ステップ１００２の実施後、洗浄ステップ１００３の実施前に、第５搬送部６５が、研磨ステップ１００２で研磨加工処理を実施した第１のウエーハ１００を研磨ユニット４０の保持テーブル４１上から洗浄ユニット５０のスピンナテーブル５１上に搬送する。
洗浄ステップ１００３は、研磨ステップ１００２で研磨された第１のウエーハ１００の表面１０１（第１の配線層１２０の露出面）を洗浄するステップである。洗浄ステップ１００３では、図５に示すように、洗浄ユニット５０が、スピンナテーブル５１に保持された第１のウエーハ１００に対し、洗浄処理を実施して、第１のウエーハ１００の表面１０１（第１の配線層１２０の露出面）から研磨ステップ１００２で発生した研磨屑や残存している研磨液４９を除去する。
実施形態に係るウエーハの加工方法では、洗浄ステップ１００３の実施後、貼り合わせステップ１００４の実施前に、第１搬送部６１が、洗浄ステップ１００３で洗浄処理を実施した第１のウエーハ１００を洗浄ユニット５０のスピンナテーブル５１上からカセット載置台７０に載置されたカセット７３内に搬送し、カセット７３内に搬入されたこの第１のウエーハ１００を、貼り合わせステップ１００４を実施する所定の貼り合わせ装置に移動させる。また、貼り合わせステップ１００４の実施前に、貼り合わせステップ１００４で、外縁部除去ステップ１００１、研磨ステップ１００２及び洗浄ステップ１００３が実施された第１のウエーハ１００と貼り合わせる対象となる第２のウエーハ２００（図６参照）を準備する。
図６は、図１の貼り合わせステップ１００４を説明する断面図である。貼り合わせステップ１００４の実施前に準備される第２のウエーハ２００は、図６に示すように、第２の基板２１０と、第２の配線層２２０と、を備える。第２の基板２１０は、平坦な表面２１１に第２の配線層２２０が形成されている。このように、第２のウエーハ２００の表面２０１は第２の配線層２２０の露出面となっており、第２のウエーハ２００の裏面２０２は第２の基板２１０の裏面２１２（露出面）となっている。第２のウエーハ２００は、上記した研磨ステップ１００２及び洗浄ステップ１００３と同様の処理を経て、第２の配線層２２０の露出面に形成された異常酸化層や腐食層が除去されて、異常酸化または腐食していない面が露出され、洗浄されていることが好ましい。
貼り合わせステップ１００４は、研磨ステップ１００２で研磨され、洗浄ステップ１００３で第１の配線層１２０が洗浄された第１のウエーハ１００と、第２の配線層２２０が第２の基板２１０の表面２１１に形成された第２のウエーハ２００と、を貼り合わせるステップである。貼り合わせステップ１００４では、例えば、第１のウエーハ１００を裏面１０２側から保持し、第２のウエーハ２００を裏面２０２側から保持し、第１のウエーハ１００の第１の配線層１２０の露出面と第２のウエーハ２００の第２の配線層２２０の露出面とを互いに対面させて面方向に位置合わせをした後に接近させ、図６に示すように、第１の配線層１２０の露出面と第２の配線層２２０の露出面とを接触させて接合する。このように、第１の配線層１２０と第２の配線層２２０とを接合することにより、第１のウエーハ１００と第２のウエーハ２００とが貼り合わされた貼り合わせウエーハ３００を得る。貼り合わせステップ１００４では、第１の配線層１２０の露出面と第２の配線層２２０の露出面とを直接接触させて直接接合しても良いし、電気伝導性を有する接着剤を介して間接接合してもよい。貼り合わせステップ１００４で第１の配線層１２０と第２の配線層２２０とを接合することにより、第１の配線層１２０と第２の配線層２２０とが導通する。
図７は、図１の裏面研削ステップ１００５を説明する断面図である。裏面研削ステップ１００５は、貼り合わせステップ１００４の実施後に、第１のウエーハ１００の裏面１０２を仕上げ厚み１５０まで研削するステップである。裏面研削ステップ１００５は、例えば、図７に示す研削装置９０によって実施される。
裏面研削ステップ１００５を実施する研削装置９０は、図７に示すように、保持テーブル９１と、スピンドル９２と、研削砥石９４を環状に配置した研削ホイール９３と、を備える。保持テーブル９１は、保持テーブル１０，４１と同様の吸着部とポーラス部とを備える構造を有し、第１のウエーハ１００の裏面１０２側を上方に向けて載置された貼り合わせウエーハ３００の第２のウエーハ２００の裏面２０２側を保持面９６で吸引保持する。保持テーブル９１は、不図示の回転駆動源によりＺ軸回りに回転自在に設けられている。スピンドル９２は、円柱状に形成されて、下端に研削ホイール９３が研削砥石９４を下方に向けて装着される。スピンドル９２は、Ｚ軸方向と平行な軸心回りに回転する。スピンドル９２は、不図示の研削送りユニットによりＺ軸方向に移動自在に設けられている。
裏面研削ステップ１００５では、図７に示すように、研削装置９０の研削ホイール９３が、スピンドル９２の回転動作により、Ｚ軸方向と平行な軸心回りの回転動作が加えられて、研削ホイール９３の研削砥石９４が、下方にある保持テーブル９１に保持された貼り合わせウエーハ３００の第１のウエーハ１００の裏面１０２側に接触して押圧されることにより、研削砥石９４で第１のウエーハ１００を仕上げ厚み１５０まで研削する研削加工処理を実施する。
裏面研削ステップ１００５の実施前に、外縁部除去ステップ１００１で第１のウエーハ１００の外縁部を除去して仕上げ厚み１５０より深いトリミング溝１４０を形成するので、裏面研削ステップ１００５の実施時に第１の基板１１０がシャープエッジを形成して欠ける恐れを防止できる。
以上のような構成を有する実施形態に係るウエーハの加工システム１は、第１のウエーハ１００の外縁部を除去する外縁部除去ユニット２０と、第１の配線層１２０を研磨する研磨ユニット４０と、外縁部除去ユニット２０と研磨ユニット４０との間で第１のウエーハ１００を搬送する搬送ユニット６０（第３搬送部６３、第４搬送部６４及び第５搬送部６５）とを備えるため、外縁部除去ユニット２０により外縁部を除去する際に供給した加工液２９が第１のウエーハ１００の第１の配線層１２０上に残存した状態で、研磨ユニット４０により第１の配線層１２０を研磨する実施形態に係るウエーハの加工方法を実施できる。このため、実施形態に係るウエーハの加工システム１及び実施形態に係るウエーハの加工システム１によって実施される実施形態に係るウエーハの加工方法は、外縁部を除去する際に第１の配線層１２０上に付着した加工屑が第１の配線層１２０上に乾燥固着する前に、純水とエアの混合流体を供給して実施する洗浄や、スポンジやブラシを使用する洗浄では除去が難しかった、第１の配線層１２０上に付着した加工屑を好適に除去できるという作用効果を奏する。これにより、第１の配線層１２０と第２のウエーハ２００の第２の配線層２２０との間に加工屑に起因する接合不良が生じる恐れを低減できる。
また、実施形態に係るウエーハの加工システム１及びウエーハの加工方法は、研磨ステップ１００２で研磨ユニット４０が実施する研磨加工処理が、研磨液供給ユニット４５により加工点に供給した研磨液４９を使用した湿式研磨であるため、研磨液４９により、第１の配線層１２０の露出面に形成された異常酸化層や腐食層を除去して、異常酸化または腐食していない面を露出させることができるので、第１の配線層１２０と第２のウエーハ２００の第２の配線層２２０との間に第１の配線層１２０の異常酸化層や腐食層に起因する接合不良が生じる恐れを低減できる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
１ ウエーハの加工システム
１０ 保持テーブル
２０ 外縁部除去ユニット
４０ 研磨ユニット
４４ 研磨パッド
４５ 研磨液供給ユニット
４９ 研磨液
５０ 洗浄ユニット
６０ 搬送ユニット
１００ 第１のウエーハ
１０１，１１１，２０１，２１１ 表面
１０２，１１２，２０２，２１２ 裏面
１１０ 第１の基板
１２０ 第１の配線層
１４０ トリミング溝
１５０ 仕上げ厚み
２００ 第２のウエーハ
２１０ 第２の基板
２２０ 第２の配線層
３００ 貼り合わせウエーハ

Claims (8)

  1. 表面に第１の配線層が形成された第１のウエーハの外縁部を表面から除去する外縁部除去ステップと、
    該外縁部除去ステップの実施後、該第１のウエーハの該表面を研磨する研磨ステップと、
    を備える事を特徴とするウエーハの加工方法。
  2. 該第１のウエーハと、第２の配線層が表面に形成された第２のウエーハと、を貼り合わせる貼り合わせステップをさらに備え、
    該貼り合わせステップにおいて、該第１の配線層と、該第２の配線層と、を接合する事を特徴とする請求項１に記載のウエーハの加工方法。
  3. 該外縁部除去ステップにおいて、表面から除去される厚みは、第１のウエーハの仕上げ厚みより深く、
    該貼り合わせステップの実施後に、該第１のウエーハの裏面を仕上げ厚みまで研削する裏面研削ステップをさらに備える事を特徴とする請求項２に記載のウエーハの加工方法。
  4. 該研磨ステップは、研磨液を使用した湿式研磨である事を特徴とする請求項１に記載のウエーハの加工方法。
  5. 該研磨ステップは、該外縁部除去ステップで供給された加工液が該第１のウエーハの表面上に残存した状態で開始する事を特徴とする請求項１に記載のウエーハの加工方法。
  6. 表面に配線層が形成された第１のウエーハの裏面側を保持する保持テーブルと、
    該保持テーブルに保持された第１のウエーハの表面側から外縁部を除去する外縁部除去ユニットと、
    該外縁部除去ユニットで該外縁部が除去された第１のウエーハの表面を研磨する研磨ユニットと、
    該研磨ユニットで研磨された第１のウエーハを洗浄する洗浄ユニットと、
    該外縁部除去ユニットと、該研磨ユニットと、該洗浄ユニットと、の間で該第１のウエーハを搬送する搬送ユニットと、
    を備える事を特徴とするウエーハの加工システム。
  7. 該研磨ユニットは、
    第１のウエーハに接触する研磨パッドと、
    加工点に研磨液を供給する研磨液供給ユニットと、
    を備える事を特徴とする請求項６に記載のウエーハの加工システム。
  8. 該研磨ユニットは、該外縁部除去ユニットで供給した加工液が該第１のウエーハの表面上に残存した状態で研磨を開始する事を特徴とする請求項６に記載のウエーハの加工システム。
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