JP2024058322A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

ウエーハの加工方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2024058322A
JP2024058322A JP2022165606A JP2022165606A JP2024058322A JP 2024058322 A JP2024058322 A JP 2024058322A JP 2022165606 A JP2022165606 A JP 2022165606A JP 2022165606 A JP2022165606 A JP 2022165606A JP 2024058322 A JP2024058322 A JP 2024058322A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
region
modified layer
external force
grinding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022165606A
Other languages
English (en)
Inventor
勇人 伊賀
和也 平田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disco Corp filed Critical Disco Corp
Priority to JP2022165606A priority Critical patent/JP2024058322A/ja
Priority to KR1020230131356A priority patent/KR20240052655A/ko
Priority to DE102023209738.9A priority patent/DE102023209738A1/de
Priority to CN202311304832.8A priority patent/CN117894673A/zh
Priority to US18/486,670 priority patent/US20240128087A1/en
Publication of JP2024058322A publication Critical patent/JP2024058322A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02021—Edge treatment, chamfering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6835—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2221/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof covered by H01L21/00
    • H01L2221/67—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L2221/683—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L2221/68304—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support
    • H01L2221/68327—Apparatus for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using temporarily an auxiliary support used during dicing or grinding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

【課題】貼り合わせウエーハの研削工程において、デバイスの破損を抑制しつつ外周余剰領域を除去することができるウエーハの加工方法を提供すること。【解決手段】ウエーハの加工方法は、一方の面にデバイス領域および外周余剰領域を備え外周縁が面取りされた第一のウエーハの一方の面を、第二のウエーハに貼り合わせ、貼り合わせウエーハを形成する貼り合わせウエーハ形成ステップ１と、第一のウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点をデバイス領域と外周余剰領域との境界に位置づけて他方の面から照射し、境界に沿って環状の改質層を形成する改質層形成ステップ２と、改質層形成ステップ２を実施した後、第一のウエーハを他方の面から研削して仕上げ厚さまで薄化する研削ステップ３と、改質層が形成された領域より外周縁側の外周余剰領域に対して外力を付与することで、外周余剰領域の離脱を促進する外力付与ステップ４と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ウエーハの加工方法に関する。
近年のデバイスチップの低背化や高集積化に伴い、３次元積層された半導体ウエーハの開発が進んでいる。例えばＴＳＶ（Through-Silicon Via）ウエーハは、貫通電極によって２つのチップ同士の貼り合わせによる両チップの電極の接続を可能にしている。
こうしたウエーハは、基台となる支持ウエーハ（シリコンやガラス、セラミックス等）に貼り合わされた状態で研削して薄化される。通常、ウエーハは、外周縁が面取りされているため、極薄に研削されると外周縁が所謂ナイフエッジとなり、研削中にエッジの欠けが発生しやすい。これにより、デバイスにまで欠けが延長してデバイスの破損に繋がる可能性がある。
ナイフエッジの対策として、ウエーハの表面側の外周縁を環状に切削する所謂エッジトリミング技術が開発された（特許文献１参照）。また、ウエーハを貼り合わせてから、デバイスの外周縁に沿ってレーザービームを照射して環状の改質層を形成することで、その研削中に発生するウエーハのエッジ欠けがデバイスに伸展することを抑制するエッジトリミング方法も考案された（特許文献２参照）。
特許第４８９５５９４号公報 特開２０２０－０５７７０９号公報
しかしながら、特許文献１の方法は、切削時にデバイスに届くチッピングを発生させてデバイスを破損させる可能性があり、また、大量の切削屑が出るため、デバイスがコンタミで汚れやすいという課題があった。また、特許文献２の方法は、改質層が接合領域よりも内側に形成されている場合、研削時に除去したい外周余剰領域の端材が剥離せず残存してしまう可能性があった。
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、貼り合わせウエーハの研削工程において、デバイスの破損を抑制しつつ外周余剰領域を除去することができるウエーハの加工方法を提供することである。
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、一方の面に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繞する外周余剰領域とを備え、外周縁が面取りされた第一のウエーハの該一方の面を、第二のウエーハの一方の面に貼り合わせ、貼り合わせウエーハを形成する貼り合わせウエーハ形成ステップと、該第一のウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を第一のウエーハの該デバイス領域と該外周余剰領域との境界に位置づけて該一方の面の反対側の他方の面から該レーザービームを照射し、該境界に沿って環状の改質層を形成する改質層形成ステップと、該改質層形成ステップを実施した後、該貼り合わせウエーハの該第一のウエーハを該他方の面から研削して仕上げ厚さまで薄化する研削ステップと、を備え、該研削ステップを実施している間または該研削ステップを実施した後、該改質層形成ステップで改質層が形成された領域より外周縁側の外周余剰領域に対して外力を付与することで、該外周余剰領域の離脱を促進する外力付与ステップを更に備えることを特徴とする。
また、本発明のウエーハの加工方法において、該改質層形成ステップでは、該レーザービームの集光点が該外周縁に近いほど該第一のウエーハの一方の面に近い位置に位置づけられるように該レーザービームを照射することによって、該第一のウエーハの該一方の面側から該他方の面側に向かって傾斜を有する円錐台の側面に沿う形状の改質層を形成してもよい。
また、本発明のウエーハの加工方法において、該改質層形成ステップでは、該改質層から伸展するクラックが該第一のウエーハの該一方の面側に表出しないようにレーザービームを照射することで、該研削ステップを実施している間に該外周余剰領域が離脱することを抑制するとともに、該外力付与ステップにおいて該外周余剰領域を離脱させてもよい。
また、本発明のウエーハの加工方法において、該外力付与ステップでは、該外周余剰領域に対して超音波を付与することで該外周余剰領域の離脱を促進してもよい。
また、本発明のウエーハの加工方法において、該外力付与ステップでは、流体および固体の少なくともいずれかを該外周余剰領域に吹き付けることで該外周余剰領域の離脱を促進してもよい。
また、本発明のウエーハの加工方法において、該外力付与ステップでは、該一方の面に対して垂直な方向に移動可能な押圧部材が該外周余剰領域に対して荷重をかけることで該外周余剰領域の離脱を促進してもよい。
本願発明は、貼り合わせウエーハの研削工程において、デバイスの破損を抑制しつつ外周余剰領域を除去することができる。
図１は、実施形態に係るウエーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。 図２は、図１に示す貼り合わせウエーハ形成ステップの一状態を示す斜視図である。 図３は、図１に示す貼り合わせウエーハ形成ステップ後の貼り合わせウエーハを示す断面図である。 図４は、図１に示す改質層形成ステップの一状態を示す斜視図である。 図５は、図１に示す改質層形成ステップ後の貼り合わせウエーハの一部を拡大して示す断面図である。 図６は、図１に示す研削ステップを一部断面で示す側面図である。 図７は、図１に示す外力付与ステップの一例を一部断面で示す側面図である。 図８は、第１変形例に係る改質層形成ステップ後の貼り合わせウエーハの一部を拡大して示す断面図である。 図９は、第２変形例に係る改質層形成ステップ後の貼り合わせウエーハの一部を拡大して示す断面図である。 図１０は、第３変形例に係る研削ステップおよび外力付与ステップの一例を一部断面で示す側面図である。 図１１は、第４変形例に係る研削ステップおよび外力付与ステップの一例を一部断面で示す側面図である。
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。更に、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、置換また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１０（図２参照）の加工方法を図面に基づいて説明する。実施形態のウエーハ１０の加工方法は、一対のウエーハ１０を互いに貼り合わせ、一方のウエーハ１０（第一のウエーハ１０－１）を所定の厚みまで薄化する方法である。
なお、以降の説明において、一対のウエーハ１０のウエーハ１０同士を区別する際には、一方のウエーハ１０を第一のウエーハ１０－１と記し、他方のウエーハ１０を第二のウエーハ１０－２（図２参照）と記し、区別しない場合には、単にウエーハ１０と記す。薄化しない他方の第二のウエーハ１０－２は、実施形態では第一のウエーハ１０－１と同様のＴＳＶウエーハであるものとして説明するが、本発明ではパターンの無い単なるサブストレートウエーハでもよい。
図１は、実施形態に係るウエーハ１０の加工方法の流れを示すフローチャートである。図１に示すように、実施形態のウエーハ１０の加工方法は、貼り合わせウエーハ形成ステップ１と、改質層形成ステップ２と、研削ステップ３と、外力付与ステップ４と、を備える。
（貼り合わせウエーハ形成ステップ１）
図２は、図１に示す貼り合わせウエーハ形成ステップ１の一状態を示す斜視図である。図３は、図１に示す貼り合わせウエーハ形成ステップ１後の貼り合わせウエーハ２０を示す断面図である。貼り合わせウエーハ形成ステップ１は、第一のウエーハ１０－１の一方の面を、第二のウエーハ１０－２の一方の面に貼り合わせ、貼り合わせウエーハ２０を形成するステップである。
まず、加工対象のウエーハ１０（第一のウエーハ１０－１および第二のウエーハ１０－２）の構成について説明する。図２および図３に示すウエーハ１０は、シリコン（Ｓｉ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）または炭化ケイ素（ＳｉＣ）等を基板１１とする円板状の半導体ウエーハ、光デバイスウエーハ等のウエーハであり、実施形態において、シリコンウエーハである。ウエーハ１０は、図３に示すように、厚さ方向の中央が最も外周側に突出して、基板１１の表面１３から裏面１４に亘って断面円弧状になるように、外周縁１２が面取りされている。
ウエーハ１０は、図２に示すように、デバイス領域１５と、デバイス領域１５を囲繞する外周余剰領域１６と、を備える。デバイス領域１５は、基板１１の表面１３に格子状に設定された複数の分割予定ライン１７と、分割予定ライン１７によって区画された各領域に形成されたデバイス１８と、を有している。外周余剰領域１６は、全周に亘ってデバイス領域１５を囲繞し、かつデバイス１８が形成されていない領域である。
デバイス１８は、実施形態において、３ＤＮＡＮＤフラッシュメモリを構成し、電極パッドと、電極パッドに接続した貫通電極とを備える。貫通電極は、基板１１が薄化されてデバイス１８がウエーハ１０から個々に分割された際に、基板１１の裏面１４側に貫通する。すなわち、実施形態のウエーハ１０は、個々に分割されたデバイス１８が貫通電極を有する所謂ＴＳＶウエーハである。なお、本発明のウエーハ１０は、実施形態のような貫通電極を有するＴＳＶウエーハに限定されず、貫通電極のないデバイスウエーハであってもよい。
実施形態の貼り合わせウエーハ形成ステップ１において、貼り合わせる一方の面は、表面１３である。貼り合わせウエーハ形成ステップ１では、まず、図２に示すように、第一のウエーハ１０－１の表面１３と第二のウエーハ１０－２の表面１３とのうちの一方に接合層１９を積層する。実施形態では、第二のウエーハ１０－２の表面１３に接合層１９を積層する。なお、接合層１９は、実施形態では基材層の表裏面に粘着材層が積層された両面テープであるが、本発明では両面テープに限定されず、例えば、酸化膜でもよいし、樹脂等を含む接着剤が塗布されることにより形成されるものでもよい。また、接合層１９を用いず、第一のウエーハ１０－１と第二のウエーハ１０－２とを直接接合してもよい。
貼り合わせウエーハ形成ステップ１では、次に、図２に示すように、第一のウエーハ１０－１の表面１３と、第二のウエーハ１０－２の表面１３側に積層した接合層１９とを、間隔をあけて対向させる。次に、図３に示すように、第一のウエーハ１０－１の表面１３と第二のウエーハ１０－２の表面１３とを、接合層１９を介して貼り合わせる。これにより、貼り合わせウエーハ２０を形成する。
（改質層形成ステップ２）
図４は、図１に示す改質層形成ステップ２の一状態を示す斜視図である。図５は、図１に示す改質層形成ステップ２後の貼り合わせウエーハ２０の一部を拡大して示す断面図である。改質層形成ステップ２は、第一のウエーハ１０－１のデバイス領域１５と外周余剰領域１６との境界に沿って環状の改質層２１を形成するステップである。改質層形成ステップ２では、レーザー加工装置３０によるステルスダイシングによって、第一のウエーハ１０－１の内部に改質層２１を形成する。
レーザー加工装置３０は、保持テーブル３１と、レーザービーム照射ユニット３２と、を備える。保持テーブル３１は、ウエーハ１０を保持面に保持し、垂直な軸心回りに回動可能である。レーザービーム照射ユニット３２は、保持テーブル３１に保持されたウエーハ１０に対してレーザービーム３３を照射する。レーザー加工装置３０は、更に、保持テーブル３１とレーザービーム照射ユニット３２とを相対的に移動させる不図示の移動ユニット、および保持テーブル３１に保持されたウエーハ１０を撮像する撮像ユニット３５等を備える。
改質層形成ステップ２では、第一のウエーハ１０－１のデバイス領域１５と外周余剰領域１６との境界に沿ってレーザービーム３３を照射することで、環状の改質層２１を形成する。レーザービーム３３は、第一のウエーハ１０－１に対して透過性を有する波長のレーザービームであり、例えば、赤外線（Infrared rays；ＩＲ）である。
改質層２１とは、レーザービーム３３が照射されることによって、密度、屈折率、機械的強度またはその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味する。改質層２１は、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域、およびこれらの領域が混在した領域等である。改質層２１は、第一のウエーハ１０－１の他の部分よりも機械的な強度等が低い。
改質層形成ステップ２では、まず、第二のウエーハ１０－２の裏面１４側を保持テーブル３１の保持面（上面）に吸引保持する。次に、第一のウエーハ１０－１とレーザービーム照射ユニット３２の集光器との位置合わせを行う。具体的には、不図示の移動ユニットによって、保持テーブル３１をレーザービーム照射ユニット３２の下方の照射領域まで移動させる。次に、撮像ユニット３５で第一のウエーハ１０－１を撮影しアライメントすることで、レーザービーム照射ユニット３２の照射部を第一のウエーハ１０－１のデバイス領域１５と外周余剰領域１６との境界の位置に向けて鉛直方向に対向させた後、レーザービーム３３の集光点３４を、第一のウエーハ１０－１の内部に設定する。
改質層形成ステップ２では、次に、保持テーブル３１を垂直な軸心回りに回転させながら、レーザービーム照射ユニット３２からレーザービーム３３を、第一のウエーハ１０－１の裏面１４側から照射する。すなわち、レーザービーム３３を第一のウエーハ１０－１のデバイス領域１５と外周余剰領域１６との境界に沿って照射して、環状の改質層２１を形成する。改質層２１からは、クラック２２が伸展する。改質層形成ステップ２では、改質層２１から伸展したクラック２２が、表面１３に表出しないように、レーザービーム３３を照射することが好ましい。
なお、改質層形成ステップ２では、レーザービーム３３の集光点３４の高さを変更して複数回レーザービーム３３を照射する、または、第一のウエーハ１０－１の厚さ方向に離れた複数の集光点３４を有するレーザービーム３３を照射することで、第一のウエーハ１０－１の厚さ方向に複数の改質層２１を形成してもよい。
（研削ステップ３）
図６は、図１に示す研削ステップ３を一部断面で示す側面図である。研削ステップ３は、改質層形成ステップ２を実施した後に実施される。研削ステップ３は、貼り合わせウエーハ２０の第一のウエーハ１０－１を他方の面から研削して仕上げ厚さまで薄化するステップである。実施形態の研削ステップ３では、研削装置４０によって、第一のウエーハ１０－１の裏面１４側を研削して所定の仕上げ厚さまで薄化する。
研削装置４０は、保持テーブル４１と、回転軸部材であるスピンドル４２と、スピンドル４２の下端に取り付けられた研削ホイール４３と、研削ホイール４３の下面に装着される研削砥石４４と、研削液供給ユニット４５と、を備える。研削ホイール４３は、保持テーブル４１の軸心と平行な回転軸で回転する。
研削ステップ３では、まず、保持テーブル４１の保持面に、第二のウエーハ１０－２の裏面１４側を吸引保持する。次に、保持テーブル４１を軸心回りに回転させた状態で、研削ホイール４３を軸心回りに回転させる。研削液供給ユニット４５によって研削液を加工点に供給するとともに、研削ホイール４３の研削砥石４４を保持テーブル４１に所定の送り速度で近付けることによって、研削砥石４４で第一のウエーハ１０－１の裏面１４を研削し、所定の仕上げ厚さまで薄化する。
ここで、実施形態では、改質層形成ステップ２において、改質層２１から伸展するクラック２２が第一のウエーハ１０－１の表面１３側に表出しないようにレーザービーム３３を照射した。これにより、研削ステップ３において研削負荷が第一のウエーハ１０－１にかかっても、研削中に外周余剰領域１６が意図せず離脱することを抑制することができる。
（外力付与ステップ４）
図７は、図１に示す外力付与ステップ４の一例を一部断面で示す側面図である。外力付与ステップ４は、研削ステップ３を実施している間、または、研削ステップ３を実施した後に実施される。実施形態の外力付与ステップ４は、研削ステップ３を実施した後に実施される。外力付与ステップ４は、改質層形成ステップ２で改質層２１およびクラック２２が形成された領域より外周縁１２側の外周余剰領域１６に対して外力を付与することで、外周余剰領域１６の離脱を促進するステップである。実施形態の外力付与ステップ４は、押圧部材５０で第一のウエーハ１０－１の厚み方向のせん断力を付与することによって、外周余剰領域１６を除去する。
押圧部材５０は、第一のウエーハ１０－１の一方の面（表面１３）に対して垂直な方向に移動可能である。すなわち、押圧部材５０は、水平姿勢に保持された貼り合わせウエーハ２０に対して上下方向に移動可能であり、貼り合わせウエーハ２０の第一のウエーハ１０－１に対して上方から押圧し荷重をかけることで外力を付与する。外力付与ステップ４では、押圧部材５０を第一のウエーハ１０－１の外周余剰領域１６に向けて鉛直方向に対向させた状態で下方に降下させ、押圧部材５０を第一のウエーハ１０－１の外周余剰領域１６に押し付けて荷重をかける。
これにより、押圧部材５０によって外周余剰領域１６に対して下方向の外力が付与して、外周余剰領域１６の離脱を促進する。すると、改質層２１およびクラック２２を起点として、デバイス領域１５と外周余剰領域１６とが分割され、第一のウエーハ１０－１の外周余剰領域１６が除去される。
以上説明したように、実施形態に係るウエーハ１０の加工方法は、貼り合わせウエーハ２０の第一のウエーハ１０－１に対し、研削中もしくは研削後に外力を付与することで外周余剰領域１６を除去する。このため、デバイス１８の破損を抑制しつつ外周余剰領域１６の端材を確実に除去できる。また、外力の付与により端材を粉砕して小さくすることができるため、研削中に外周余剰領域１６がリング状または円弧状に離脱して研削装置４０の加工室内に飛散することを抑制できる。これにより、研削砥石４４等の研削装置４０の各構成部品を損傷させることを抑制することができる。
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。例えば、改質層形成ステップ２は、貼り合わせウエーハ形成ステップ１の前に実施してもよく、少なくとも研削ステップ３を実施する前に、貼り合わせウエーハ２０と改質層２１とが形成されていればよい。
また、改質層形成ステップ２では、更に、第一のウエーハ１０－１の環状の改質層２１より外周縁１２側の領域である外周余剰領域１６を、少なくとも二つ以上に区切る補助改質層を形成してもよい。補助改質層は、例えば、第一のウエーハ１０－１の外周余剰領域１６において、周方向の所定の位置で放射方向に形成されてもよいし、改質層２１と同心の環状に形成されてもよい。このような補助改質層は、第一のウエーハ１０－１の径や外周余剰領域１６の幅の寸法に応じて適宜分割数を設定してよい。
また、実施形態の改質層形成ステップ２では、第一のウエーハ１０－１の厚み方向にクラック２２が伸展するように改質層２１を形成したが、図８に示す第１変形例の改質層２１－１およびクラック２２－１や、図９に示す第２変形例の改質層２１－２およびクラック２２－２を形成してもよい。
また、外力付与ステップ４において外力を付与する方法は、外周余剰領域１６を上方から押圧してせん断方向への外力を付与する方法に限定されず、例えば、ローラを転動させることにより破砕させるものであってもよい。また、実施形態では、研削ステップ３を実施した後に外力付与ステップ４が実施されるが、図１０に示す第３変形例や、図１１に示す第４変形例のように、研削ステップ３を実施している間に外力付与ステップ４が実施されてもよい。
〔第１変形例〕
図８は、第１変形例に係る改質層形成ステップ２後の貼り合わせウエーハ２０の一部を拡大して示す断面図である。第１変形例の改質層形成ステップ２では、第一のウエーハ１０－１の外周縁１２よりも所定距離内側において、円錐台の側面に沿う形状の改質層２１－１およびクラック２２－１を形成する。
第１変形例の改質層形成ステップ２では、第一のウエーハ１０－１の外周縁１２よりも所定距離内側の領域に対して、レーザービーム３３の集光点３４が外周縁１２に近いほど一方の面に近い位置に位置づけられるようにレーザービーム３３を照射することによって、第一のウエーハ１０－１の一方の面側から他方の面側に向かって傾斜を有する円錐台の側面に沿う形状の改質層２１を形成する。実施形態においては、一方の面が表面１３であり、他方の面が裏面１４である。
第１変形例の改質層形成ステップ２では、まず、実施形態と同様に、第一のウエーハ１０－１とレーザービーム照射ユニット３２の集光器との位置合わせを行う。第１変形例では、レーザービーム照射ユニット３２の照射部を第一のウエーハ１０－１の外周縁１２よりも所定距離内側の位置に向けて鉛直方向に対向させた後、レーザービーム３３の集光点３４を、第一のウエーハ１０－１の内部に設定する。
第１変形例の改質層形成ステップ２では、次に、保持テーブル３１を垂直な軸心回りに回転させながら、レーザービーム照射ユニット３２からレーザービーム３３を、第一のウエーハ１０－１の裏面１４側から照射する。すなわち、レーザービーム３３を第一のウエーハ１０－１の外周縁１２よりも所定距離内側の位置に沿って照射して、環状の改質層２１－１を形成する。
第１変形例の改質層形成ステップ２では、レーザービーム３３の集光点３４の位置を、外周縁１２に近いほど一方の面に近い位置に位置づけられるように変更して複数回レーザービーム３３を照射する、または、複数の集光点３４を有するレーザービーム３３を照射する。これにより、第一のウエーハ１０－１の表面１３側から裏面１４側に向かって傾斜を有する円錐台の側面に沿うように、複数の改質層２１－１が形成される。改質層２１－１からは、クラック２２－１が伸展し、改質層２１－１とクラック２２－１との連結によって、表面１３側から裏面１４側に向かって傾斜を有する円錐台の側面に沿う形状の分割起点が形成される。
これにより、ウエーハ１０を貼り合わせている接合層１９側（表面１３側）では、接合層１９よりも外周縁１２側にクラック２２が伸展するため、後の外力付与ステップ４において、外周余剰領域１６の端材が接合層１９を介して第二のウエーハ１０－２に接合されたまま残存することを抑制することができる。
〔第２変形例〕
図９は、第２変形例に係る改質層形成ステップ２後の貼り合わせウエーハ２０の一部を拡大して示す断面図である。第２変形例の改質層形成ステップ２では、第一のウエーハ１０－１の外周縁１２よりも所定距離内側において、円錐台の側面に沿う形状の改質層２１－２およびクラック２２－２を形成する。
改質層２１－２およびクラック２２－２は、第１変形例の改質層２１－１およびクラック２２－１を形成する手順とほぼ同様に形成される。但し、第２変形例の改質層形成ステップ２では、改質層２１－２から伸展するクラック２２－２が、第一のウエーハ１０－１の表面１３に表出しないように、レーザービーム３３を照射する。
これにより、後の研削ステップ３において、研削負荷により外周余剰領域１６が離脱することを抑制するとともに、外力付与ステップ４において外周余剰領域１６を離脱させることができる。したがって、研削中に研削装置４０の研削砥石４４等が、外周余剰領域１６の離脱、飛散によって破損することを抑制することができる。
〔第３変形例〕
図１０は、第３変形例に係る研削ステップ３および外力付与ステップ４の一例を一部断面で示す側面図である。第３変形例では、研削装置４０によって研削ステップ３を実施している間に、超音波付与ユニット６０によって外力付与ステップ４を実施する。第３変形例の研削ステップ３は、実施形態の研削ステップ３と同様であるため、説明を省略する。
第３変形例の外力付与ステップ４では、超音波付与ユニット６０で第一のウエーハ１０－１の外周余剰領域１６に超音波を付与し、超音波による振動で外力を付与することによって、外周余剰領域１６を除去する。
超音波付与ユニット６０は、例えば、交流電力が印加されることにより伸縮して第一のウエーハ１０－１の研削面に超音波振動を発生させる超音波振動子と、超音波振動子に交流電力を印加する電源と、液体供給ユニットと、を有する。第３変形例の外力付与ステップ４では、研削ステップ３を実施している間に、まず、超音波振動子を第一のウエーハ１０－１の外周余剰領域１６に向けて鉛直方向に対向させた状態で、液体供給ユニットから超音波振動子と研削面との間に液体を供給する。液体は、例えば、純水である。
第３変形例の外力付与ステップ４では、次に、超音波振動子の対向面を液体内に浸漬させながら、超音波付与ユニット６０の超音波振動子に所定時間交流電力を印加して対向面を超音波振動させる。これにより、超音波振動が、液体を介して外周余剰領域１６に付与されると、改質層２１のクラック２２が伸展し、改質層２１およびクラック２２を起点としてデバイス領域１５と外周余剰領域１６とが分割され、第一のウエーハ１０－１の外周余剰領域１６が除去される。
〔第４変形例〕
図１１は、第４変形例に係る研削ステップ３および外力付与ステップ４の一例を一部断面で示す側面図である。第４変形例では、研削装置４０によって研削ステップ３を実施している間に、噴出ユニット７０によって外力付与ステップ４を実施する。第４変形例の研削ステップ３は、実施形態の研削ステップ３と同様であるため、説明を省略する。
第４変形例の外力付与ステップ４では、第一のウエーハ１０－１の外周余剰領域１６に対し、噴出ユニット７０よって液体、固体、または液体と固体との組み合わせを吹き付け、外周余剰領域１６に対して液体および固体の少なくともいずれかが衝突する力を付与することによって、外周余剰領域１６を除去する。
噴出ユニット７０は、液体または固体が供給される供給源に接続するノズルを有し、液体、固体、または液体と固体との組み合わせをノズル先端から噴出させる。噴出ユニット７０から噴出される液体は、例えば、加圧水である。噴出ユニット７０から噴出される固体は、例えば、ドライアイスである。第４変形例の外力付与ステップ４では、研削ステップ３を実施している間に、噴出ユニット７０のノズルを外周余剰領域１６に向けて対向させ、外周余剰領域１６に対して液体または固体を吹き付ける。これにより、外周余剰領域１６に対して液体または固体が衝突する外力が付与されると、改質層２１のクラック２２が伸展し、改質層２１およびクラック２２を起点としてデバイス領域１５と外周余剰領域１６とが分割され、第一のウエーハ１０－１の外周余剰領域１６が除去される。
第３変形例および第４変形例のように、研削ステップ３を実施している間に外力付与ステップ４を実施することにより、研削が進む前に、外周余剰領域１６へ外力を付与し、端材を粉砕して小さくすることができるため、研削中に外周余剰領域１６がリング状または円弧状に離脱して研削装置４０の加工室内に飛散することを抑制できる。また、研削しながら外力の付与を行うことで、研削終了時には外周余剰領域１６が離脱した状態となるので、加工にかかる時間を短縮できるという効果を奏する。
１０ ウエーハ
１０－１ 第一のウエーハ
１０－２ 第二のウエーハ
１１ 基板
１２ 外周縁
１３ 表面
１４ 裏面
１５ デバイス領域
１６ 外周余剰領域
１７ 分割予定ライン
１８ デバイス
１９ 接合層
２０ 貼り合わせウエーハ
２１、２１－１、２１－２ 改質層
２２、２２－１、２２－２ クラック
３３ レーザービーム
３４ 集光点
５０ 押圧部材

Claims (6)

  1. ウエーハの加工方法であって、
    一方の面に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繞する外周余剰領域とを備え、外周縁が面取りされた第一のウエーハの該一方の面を、第二のウエーハの一方の面に貼り合わせ、貼り合わせウエーハを形成する貼り合わせウエーハ形成ステップと、
    該第一のウエーハに対して透過性を有する波長のレーザービームの集光点を第一のウエーハの該デバイス領域と該外周余剰領域との境界に位置づけて該一方の面の反対側の他方の面から該レーザービームを照射し、該境界に沿って環状の改質層を形成する改質層形成ステップと、
    該改質層形成ステップを実施した後、該貼り合わせウエーハの該第一のウエーハを該他方の面から研削して仕上げ厚さまで薄化する研削ステップと、を備え、
    該研削ステップを実施している間または該研削ステップを実施した後、該改質層形成ステップで改質層が形成された領域より外周縁側の外周余剰領域に対して外力を付与することで、該外周余剰領域の離脱を促進する外力付与ステップを更に備える
    ことを特徴とする、ウエーハの加工方法。
  2. 該改質層形成ステップでは、
    該レーザービームの集光点が該外周縁に近いほど該第一のウエーハの一方の面に近い位置に位置づけられるように該レーザービームを照射することによって、該第一のウエーハの該一方の面側から該他方の面側に向かって傾斜を有する円錐台の側面に沿う形状の改質層を形成する
    ことを特徴とする、請求項１に記載のウエーハの加工方法。
  3. 該改質層形成ステップでは、
    該改質層から伸展するクラックが該第一のウエーハの該一方の面側に表出しないようにレーザービームを照射することで、該研削ステップを実施している間に該外周余剰領域が離脱することを抑制するとともに、該外力付与ステップにおいて該外周余剰領域を離脱させる
    ことを特徴とする、請求項１または２に記載のウエーハの加工方法。
  4. 該外力付与ステップでは、
    該外周余剰領域に対して超音波を付与することで該外周余剰領域の離脱を促進する
    ことを特徴とする、請求項１または２に記載のウエーハの加工方法。
  5. 該外力付与ステップでは、
    流体および固体の少なくともいずれかを該外周余剰領域に吹き付けることで該外周余剰領域の離脱を促進する
    ことを特徴とする、請求項１または２に記載のウエーハの加工方法。
  6. 該外力付与ステップでは、
    該一方の面に対して垂直な方向に移動可能な押圧部材が該外周余剰領域に対して荷重をかけることで該外周余剰領域の離脱を促進する
    ことを特徴とする、請求項１または２に記載のウエーハの加工方法。
JP2022165606A 2022-10-14 2022-10-14 ウエーハの加工方法 Pending JP2024058322A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022165606A JP2024058322A (ja) 2022-10-14 2022-10-14 ウエーハの加工方法
KR1020230131356A KR20240052655A (ko) 2022-10-14 2023-10-04 웨이퍼의 가공 방법
DE102023209738.9A DE102023209738A1 (de) 2022-10-14 2023-10-05 Wafer-bearbeitungsverfahren
CN202311304832.8A CN117894673A (zh) 2022-10-14 2023-10-10 晶片的加工方法
US18/486,670 US20240128087A1 (en) 2022-10-14 2023-10-13 Wafer processing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022165606A JP2024058322A (ja) 2022-10-14 2022-10-14 ウエーハの加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024058322A true JP2024058322A (ja) 2024-04-25

Family

ID=90572969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022165606A Pending JP2024058322A (ja) 2022-10-14 2022-10-14 ウエーハの加工方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240128087A1 (ja)
JP (1) JP2024058322A (ja)
KR (1) KR20240052655A (ja)
CN (1) CN117894673A (ja)
DE (1) DE102023209738A1 (ja)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4895594U (ja) 1972-02-17 1973-11-14
JP2020057709A (ja) 2018-10-03 2020-04-09 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN117894673A (zh) 2024-04-16
DE102023209738A1 (de) 2024-04-25
KR20240052655A (ko) 2024-04-23
US20240128087A1 (en) 2024-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10825678B2 (en) Wafer processing method
KR20160112989A (ko) 적층 디바이스의 제조 방법
KR20170066251A (ko) 웨이퍼의 가공 방법
TW202029311A (zh) 載板移除方法
CN114141707A (zh) 晶片的加工方法
JP2024058322A (ja) ウエーハの加工方法
JP7358011B2 (ja) 複数のデバイスチップの製造方法
TW202416363A (zh) 晶圓之加工方法
JP7313775B2 (ja) ウェーハの加工方法
TW202032652A (zh) 晶圓之加工方法
KR20210024961A (ko) 캐리어판의 제거 방법
JP7473414B2 (ja) ウエーハの加工方法
JP2016051779A (ja) ウエーハの貼り合わせ方法及び貼り合わせワークの剥離方法
TW201935549A (zh) 晶圓之加工方法
JP2019149470A (ja) 剥離方法
JP2024039367A (ja) ウエーハの加工方法
JP2014044999A (ja) ウェーハの加工方法
US20240079243A1 (en) Processing method of wafer
JP2024055023A (ja) ウエーハの加工方法およびウエーハ処理装置
JP7262903B2 (ja) キャリア板の除去方法
JP2022043891A (ja) ウェーハの加工方法
US20220172952A1 (en) Processing method of wafer
JP2024046238A (ja) ウエーハの加工方法および加工装置
JP2024062297A (ja) ウエーハの加工方法
TW202230486A (zh) 晶片之製造方法