JP5766518B2

JP5766518B2 - 電極が埋設されたウエーハの加工方法

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Publication number: JP5766518B2
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Inventors: 関家　一馬; 一馬関家
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Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2015-08-19
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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。

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。

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。）

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。

特開２００３−２４９６２０号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。図１に示す半導体ウエーハの要部を拡大して示す断面図。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ける保護部材貼着工程の説明図。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ける改質層形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部を示す斜視図。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ける改質層形成工程の説明図。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ける裏面研削工程の説明図。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けるエッチング工程を実施するためのエッチング装置の斜視図。図７に示すエッチング装置のスピンナーテーブルを被加工物搬入・搬出位置に位置付けた状態を示す説明図。図７に示すエッチング装置のスピンナーテーブルを作業位置に位置付けた状態を示す説明図。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けるエッチング工程の説明図。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims

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。
該電極は銅(Cu)によって形成されており、該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、請求項１記載の電極が埋設されたウエーハの加工方法。