JP7701191B2 - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、外周領域が面取りされたウェーハを研削して薄化するウェーハの加工方法に関する。

ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等のデバイスのチップは、携帯電話及びパーソナルコンピュータ等の各種電子機器において不可欠の構成要素である。このようなチップは、例えば、半導体材料からなるウェーハの表面に多数のデバイスを形成した後、ウェーハを個々のデバイスを含む領域毎に分割することで製造される。

チップの製造に用いられるウェーハは、応力が集中する外周領域にクラックが生じやすい。そのため、チップの製造工程においては、各種工程に先立って、外周領域が面取りされることが一般的である。さらに、チップの製造工程においては、製造されるチップの小型化等を目的として、ウェーハの分割に先立って、ウェーハの裏面側を研削してウェーハが薄化されることも多い。

ただし、外周領域が面取りされたウェーハの裏面側を研削してウェーハを薄化すると、外周領域の裏面側がナイフエッジのような形状になる。そして、この部分には、応力が集中してクラックが生じやすい。そのため、チップの製造工程においては、ウェーハの外周領域の表面側の一部を切削して除去するエッジトリミングが行われた後に、この外周領域の残部を除去するようにウェーハの裏面側を研削することがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００－１７３９６１号公報

ウェーハの外周領域には、エッジトリミングによって切削面が形成される。そして、エッジトリミングが行われると、この切削面に切削痕（周期的な凹凸）が形成され、また、ウェーハの切削によって生じた屑（切削屑）がウェーハに埋め込まれるように切削面に付着することによって、ウェーハにダメージ層が形成されることがある。

このようなダメージ層は、エッジトリミング後にウェーハを研削する際にウェーハの割れの起点となるおそれがあり、また、この研削後の工程においてゴミ（切削屑）の発生源となるおそれもある。この点に鑑み、本発明の目的は、エッジトリミングが行われたウェーハを研削する際におけるウェーハの割れと、この研削後の工程におけるゴミの発生とを抑制できるウェーハの加工方法を提供することである。

本発明によれば、外周領域が面取りされたウェーハを研削して薄化するウェーハの加工方法であって、面取りされた該外周領域に該ウェーハの一方の面側から切削ブレードを切り込ませて、面取りされた該外周領域を環状に切削し、面取りされた該外周領域の少なくとも一部を除去するトリミングステップと、該トリミングステップ実施後に、該トリミングステップで形成された該外周領域の切削面に局所的にエネルギーを供給する切削面処理ステップと、該切削面処理ステップ実施後に、該ウェーハの他方の面側を研削して該ウェーハを薄化する研削ステップと、を含むウェーハの加工方法が提供される。

本発明においては、ウェーハを研削する研削ステップの前に、トリミングステップで形成されたウェーハの外周領域の切削面に局所的にエネルギーを供給する。これにより、トリミングステップによってウェーハの外周領域に形成されたダメージ層の少なくとも一部を除去し、又は、リペアすることができる。その結果、エッジトリミングが行われたウェーハを研削する際における外周領域を起点としたウェーハの割れと、この研削後の工程におけるゴミの発生とを抑制できる。

図１（Ａ）は、ウェーハの一例を模式的に示す上面図であり、図１（Ｂ）は、ウェーハの一例を模式的に示す断面図である。 図２は、ウェーハの加工方法の一例を模式的に示すフローチャートである。 図３（Ａ）は、ウェーハに対してトリミングステップを実施する様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図３（Ｂ）は、トリミングステップ実施後のウェーハの一例を模式的に示す断面図である。 図４（Ａ）は、ウェーハに対して切削面処理ステップを実施する様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図４（Ｂ）は、切削面処理ステップ実施後のウェーハの一例を模式的に示す断面図である。 図５は、切削面処理ステップ後に貼り合わせられた貼り合わせウェーハの一例を模式的に示す断面図である。 図６（Ａ）は、貼り合わせウェーハに対して研削ステップを実施する様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図５（Ｂ）は、研削ステップ実施後の貼り合わせウェーハの一例を模式的に示す断面図である。 図７は、ウェーハの加工方法の変形例を模式的に示すフローチャートである。 図８は、トリミングステップ前に貼り合わせられた貼り合わせウェーハの一例を模式的に示す断面図である。 図９（Ａ）は、貼り合わせウェーハに対してトリミングステップを実施する様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図９（Ｂ）は、トリミングステップ実施後の貼り合わせウェーハを模式的に示す断面図である。 図１０（Ａ）は、貼り合わせウェーハに対して切削面処理ステップを実施する様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図１０（Ｂ）は、切削面処理ステップ実施後の貼り合わせウェーハを模式的に示す断面図である。 図１１は、ウェーハの加工方法の変形例を模式的に示すフローチャートである。 図１２（Ａ）は、ウェーハに対して研削ステップを実施する様子を模式的に示す一部断面側面図であり、図１２（Ｂ）は、研削ステップ実施後のウェーハの一例を模式的に示す断面図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１（Ａ）は、ウェーハの一例を模式的に示す上面図であり、図１（Ｂ）は、ウェーハの一例を模式的に示す断面図である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示されるウェーハ１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）等の半導体材料からなる。

このウェーハ１１の表面（一方の面）１１ａ側は、互いに交差する複数の分割予定ラインで複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ、ＬＳＩ、半導体メモリ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等のデバイス１３が形成されている。

さらに、ウェーハ１１には、シリコン貫通電極（ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ－Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ））等の配線が設けられる開口（表面１１ａから裏面（他方の面）１１ｃまで延在する貫通孔）又は溝が形成されていてもよい。また、ウェーハ１１の外周領域は、面取りされている。すなわち、ウェーハ１１の側面１１ｂは、外側に凸になるように湾曲している。

なお、ウェーハ１１の材質、形状、構造及び大きさ等に制限はない。ウェーハ１１は、例えば、シリコン以外の半導体材料（例えば、炭化シリコン（ＳｉＣ）又は窒化ガリウム（ＧａＮ）等）からなっていてもよい。同様に、デバイス１３の種類、数量、形状、構造、大きさ及び配置等にも制限はない。

また、ウェーハ１１は、その取り扱いを容易にするために、ダイシングテープを介してリングフレームと一体化されていてもよい。例えば、ウェーハ１１の裏面（他方の面）１１ｃがウェーハ１１よりも径が長い円盤状のダイシングテープの中央領域に貼着され、かつ、ウェーハ１１の径よりも内径が長いリングフレームがダイシングテープの外周領域に貼着されてもよい。

図２は、ウェーハ１１の加工方法の一例を模式的に示すフローチャートである。この方法においては、まず、ウェーハ１１の面取りされた外周領域を環状に切削する（トリミングステップ：Ｓ１）。図３（Ａ）は、ウェーハ１１に対してトリミングステップ（Ｓ１）を実施する様子を模式的に示す一部断面側面図である。

具体的には、図３（Ａ）は、切削装置において、ウェーハ１１の外周領域を切削する様子を模式的に示す一部断面側面図である。なお、図３（Ａ）に示されるＸ１軸方向（前後方向）及びＹ１軸方向（左右方向）は、水平面上において互いに垂直な方向であり、また、Ｚ１軸方向（上下方向）は、Ｘ１軸方向及びＹ１軸方向に垂直な方向（鉛直方向）である。

図３（Ａ）に示される切削装置２は、円柱状のθテーブル４を有する。このθテーブル４の上部には、ウェーハ１１が置かれる円盤状のチャックテーブル６が設けられている。また、θテーブル４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されている。そして、この回転駆動源を動作させると、チャックテーブル６の中心を通るＺ１軸方向に沿った直線を回転軸としてθテーブル４及びチャックテーブル６が回転する。

チャックテーブル６は、ステンレス鋼等からなる枠体６ａを有する。この枠体６ａは、円盤状の底壁と、この底壁の周縁部から上方に向かって設けられている円環状の側壁とを有する。すなわち、枠体６ａの上部には、底壁及び側壁によって画定される凹部が形成されている。

この凹部には、多孔質セラミックスからなり、凹部の内径と概ね同じ径を有する円盤状のポーラス板（不図示）が固定されている。このポーラス板は、枠体６ａに形成されている流路を介して真空ポンプ等の吸引源（不図示）に連結されている。そして、この吸引源を動作させると、ポーラス板の上面（チャックテーブル６の保持面）近傍の空間が負圧になる。

そのため、チャックテーブル６の保持面にウェーハ１１が置かれた状態で吸引源を動作させることで、チャックテーブル６において、ウェーハ１１を吸引保持することできる。さらに、θテーブル４及びチャックテーブル６は、Ｘ１軸方向移動機構（不図示）に連結されている。そして、このＸ１軸方向移動機構を動作させると、θテーブル４及びチャックテーブル６がＸ１軸方向に沿って移動する。

チャックテーブル６の上方には、切削ユニット８が設けられている。切削ユニット８は、Ｙ１軸方向移動機構（不図示）及びＺ１軸方向移動機構（不図示）に連結されている。そして、このＹ１軸方向移動機構を動作させると、切削ユニット８がＹ１軸方向に沿って移動する。また、このＺ１軸方向移動機構を動作させると、切削ユニット８がＺ１軸方向に沿って移動する。

切削ユニット８は、Ｙ１軸方向に延在する円柱状のスピンドル１０を有する。スピンドル１０の一端部（先端部）には、円環状の切刃を有する切削ブレード１２が装着されている。切削ブレード１２は、例えば、金属等からなる円環状の基台と、基台の外周縁に沿う円環状の切刃とが一体となって構成された、ハブタイプの切削ブレードである。

ハブタイプの切削ブレードの切刃は、ダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ：ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等からなる砥粒がニッケル等の結合材によって固定された電鋳砥石によって構成される。また、切削ブレード１２として、金属、セラミックス又は樹脂等からなる結合材によって砥粒が固定された円環状の切刃によって構成される、ワッシャータイプの切削ブレードを用いてもよい。

また、スピンドルの他端部（基端部）は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されている。そして、この回転駆動源が動作すると、Ｙ１軸方向に沿った直線を回転軸として、スピンドル１０とともに切削ブレード１２が回転する。さらに、この切削ブレード１２の近傍には、ウェーハ１１の切削される領域に液体（切削水）を供給するノズル（不図示）が設けられている。

この切削装置２においては、例えば、以下の順序でトリミングステップ（Ｓ１）が行われる。まず、切削ブレード１２から離隔し、かつ、ウェーハ１１をチャックテーブル６の保持面に搬入可能な位置にチャックテーブル６を位置付けるように、Ｘ１軸方向移動機構がチャックテーブル６をＸ１軸方向に沿って移動させる。

次いで、表面１１ａが上を向くようにウェーハ１１をチャックテーブル６の保持面に搬入した後、ウェーハ１１の裏面１１ｃ側がチャックテーブル６に吸引保持されるように吸引源を動作させる。次いで、ウェーハ１１の中心からみてＹ１軸方向に位置するウェーハ１１の外周領域の一部が、切削ブレード１２からみてＸ１軸方向に配置されるように、Ｙ１軸方向移動機構が切削ユニット８をＹ１軸方向に沿って移動させる。

次いで、ウェーハ１１の表面１１ａよりも低く、かつ、裏面１１ｃよりも高い位置に切削ブレード１２の最下端を位置付けるように、Ｚ１軸方向移動機構が切削ユニット８を下降させる。

次いで、スピンドル１０の他端部に連結された回転駆動源がスピンドル１０とともに切削ブレード１２を回転させる。次いで、切削ブレード１２の近傍に設けられたノズルから液体（切削水）を切削ブレード１２の最下端近傍に供給しながら、切削ブレード１２をウェーハ１１に切り込ませる。

具体的には、ウェーハ１１の中心からみてＹ１軸方向に位置するウェーハ１１の外周領域の一部に切削ブレード１２の最下端が至るまで、Ｘ１軸方向移動機構がチャックテーブル６をＸ１軸方向に沿って移動させる。次いで、切削ブレード１２を回転させたまま、θテーブル４に連結された回転駆動源を動作させてチャックテーブル６を少なくとも１回転させる。

これにより、ウェーハ１１の外周領域が環状に切削される。図３（Ｂ）は、トリミングステップ（Ｓ１）実施後のウェーハ１１を模式的に示す断面図である。このトリミングステップ（Ｓ１）によって、ウェーハ１１の面取りされた外周領域の表面１１ａ側の一部が除去される。

この時、トリミングステップ（Ｓ１）で形成されたウェーハ１１の外周領域の切削面近傍には、ダメージ層１１ｄが形成される。このダメージ層１１ｄは、その表面（切削面）に切削痕（周期的な凹凸）が形成され、かつ／又は、トリミングステップ（Ｓ１）において生じた切削屑がウェーハに埋め込まれるように切削面に付着した層である。

図２に示される方法においては、トリミングステップ（Ｓ１）実施後に、ウェーハ１１の外周領域の切削面にレーザービームを照射する（切削面処理ステップ：Ｓ２）。図４（Ａ）は、ウェーハ１１に対して切削面処理ステップ（Ｓ２）を実施する様子を模式的に示す一部断面側面図である。

具体的には、図４（Ａ）は、レーザー加工装置において、ウェーハ１１の外周領域の切削面（ダメージ層１１ｄの表面）にレーザービームＬが照射される様子を模式的に示す一部断面側面図である。なお、図４（Ａ）に示されるＸ２軸方向（前後方向）及びＹ２軸方向（左右方向）は、水平面上において互いに垂直な方向であり、また、Ｚ２軸方向（上下方向）は、Ｘ２軸方向及びＹ２軸方向に垂直な方向（鉛直方向）である。

図４（Ａ）に示されるレーザー加工装置１４は、円柱状のθテーブル１６を有する。このθテーブル１６の上部には、ウェーハ１１が置かれる円盤状のチャックテーブル１８が設けられている。

また、θテーブル１６は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されている。そして、この回転駆動源を動作させると、チャックテーブル１８の中心を通るＺ２軸方向に沿った直線を回転軸としてθテーブル１６及びチャックテーブル１８が回転する。

チャックテーブル１８は、ステンレス鋼等からなる枠体１８ａを有する。この枠体１８ａは、円盤状の底壁と、この底壁の周縁部から上方に向かって設けられている円環状の側壁とを有する。すなわち、枠体１８ａの上部には、底壁及び側壁によって画定される凹部が形成されている。

この凹部には、多孔質セラミックスからなり、凹部の内径と概ね同じ径を有する円盤状のポーラス板（不図示）が固定されている。このポーラス板は、枠体１８ａに形成されている流路を介して真空ポンプ等の吸引源（不図示）に連結されている。

そして、この吸引源を動作させると、ポーラス板の上面（チャックテーブル１８の保持面）近傍の空間が負圧になる。そのため、チャックテーブル１８の保持面にウェーハ１１が置かれた状態で吸引源を動作させることで、チャックテーブル１８において、ウェーハ１１を吸引保持することできる。

チャックテーブル１８の側方には、レーザービーム照射ユニット（不図示）が設けられている。このレーザービーム照射ユニットは、レーザー媒質としてＮｄ：ＹＡＧ等を有し、ウェーハに吸収される波長（例えば、３５５ｎｍ）のレーザービームＬをＺ２軸方向に垂直な方向に沿って照射する。

また、レーザービーム照射ユニットは、Ｚ２軸方向移動機構（不図示）に連結されている。そして、このＺ２軸方向移動機構を動作させると、レーザービーム照射ユニットがＺ２軸方向に沿って移動する。

このレーザー加工装置１４においては、例えば、以下の順序で切削面処理ステップ（Ｓ２）が行われる。まず、表面１１ａが上を向くようにウェーハ１１をチャックテーブル１８の保持面に搬入した後、ウェーハ１１の裏面１１ｃ側がチャックテーブル１８に吸引保持されるように吸引源を動作させる。

次いで、トリミングステップ（Ｓ１）で形成されたウェーハ１１の外周領域の切削面（ダメージ層１１ｄの表面）が、レーザービーム照射ユニットからみて、レーザービームＬの照射方向に位置付けられるように、Ｚ２軸方向移動機構がレーザービーム照射ユニットの位置を調整する。

次いで、チャックテーブル１８を回転させながら、レーザービーム照射ユニットがレーザービームＬを照射する。さらに、このレーザービームＬの照射は、Ｚ２軸方向移動機構がレーザービーム照射ユニットの位置を動かしながら行われてもよい。これにより、例えば、レーザービームＬが照射されたダメージ層１１ｄにおいてレーザーアブレーションが生じる。

その結果、ダメージ層１１ｄの少なくとも一部が除去される。図４（Ｂ）は、切削面処理ステップ（Ｓ２）実施後のウェーハ１１を模式的に示す断面図である。この切削面処理ステップ（Ｓ２）によって、例えば、ダメージ層１１ｄのうちウェーハ１１の厚さ方向（Ｚ２軸方向）に沿って延在する部分が除去される。

あるいは、このレーザービームＬの照射は、ダメージ層１１ｄへのレーザービームＬの入射角度（レーザービームＬの照射方向）を変動させながら行われてもよい。これにより、例えば、ダメージ層１１ｄの全部を除去することができる。

なお、切削面処理ステップ（Ｓ２）においては、ダメージ層１１ｄが除去されなくてもよい。すなわち、切削面処理ステップ（Ｓ２）においては、ウェーハ１１を研削する際におけるウェーハ１１の割れと、この研削後の工程におけるゴミの発生とを抑制するために、ダメージ層１１ｄをリペアできればよい。

例えば、切削面処理ステップ（Ｓ２）においては、ダメージ層１１ｄが僅かに融解した後に即座に凝固するようにレーザービームＬをダメージ層１１ｄに照射してもよい。これにより、ダメージ層１１ｄの表面（切削面）をなだらかにし、かつ、ウェーハ１１に埋め込まれるように切削面に付着したゴミ（切削屑）を固着させることができる。

さらに、ダメージ層１１ｄをリペアするためのレーザービームＬの照射は、Ｚ２軸方向移動機構がレーザービーム照射ユニットの位置を動かしながら行われてもよいし、ダメージ層１１ｄへのレーザービームＬの入射角度を変動させながら行われてもよい。このように、ダメージ層１１ｄを除去し、又は、リペアするためには、例えば、レーザービームＬの出力を１Ｗ～３０Ｗとすることが好ましい。

図２に示される方法においては、切削面処理ステップ（Ｓ２）実施後に、ウェーハ１１を別の支持ウェーハに貼り合わせる（貼り合わせステップ：Ｓ３）。図５は、支持ウェーハに貼り合わせられたウェーハ１１（貼り合わせウェーハ）の一例を模式的に示す断面図である。

貼り合わせステップ（Ｓ３）においては、例えば、接着剤を介してウェーハ１１の表面１１ａ側を支持ウェーハ１５の表面１５ａ側に貼り合わせることによって貼り合わせウェーハ１７が形成される。この支持ウェーハ１５は、ウェーハ１１と概ね等しい径を有し、例えば、シリコン等の半導体材料からなる。

また、支持ウェーハ１５は、ベアウェーハであってもよいし、何らかのデバイスが形成されたウェーハであってもよい。例えば、この貼り合わせウェーハ１７を用いてＢＳＩ（Ｂａｃｋ Ｓｉｄｅ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）型ＣＭＯＳイメージセンサが製造される場合には、支持ウェーハ１５にイメージセンサの画素用の回路が形成されていてもよい。また、支持ウェーハ１５の外周領域は、面取りされている。

図２に示される方法においては、貼り合わせステップ（Ｓ３）実施後に、貼り合わせウェーハ１７を研削して仕上げ厚みへと薄化する（研削ステップ：Ｓ４）。図６（Ａ）は、貼り合わせウェーハ１７に対して研削ステップ（Ｓ４）を実施する様子を模式的に示す一部断面側面図である。

具体的には、図６（Ａ）は、研削装置において、ウェーハ１１の裏面１１ｃ側を研削する様子を模式的に示す一部断面側面図である。なお、図６（Ａ）に示されるＸ３軸方向（前後方向）及びＹ３軸方向（左右方向）は、水平面上において互いに垂直な方向であり、また、Ｚ３軸方向（上下方向）は、Ｘ３軸方向及びＹ３軸方向に垂直な方向（鉛直方向）である。

図６（Ａ）に示される研削装置２０は、円盤状のチャックテーブル２２を有する。このチャックテーブル２２は、セラミックス等からなる枠体２４を有する。この枠体２４は、円盤状の底壁と、この底壁の周縁部から上方に向かって設けられている円環状の側壁とを有する。すなわち、枠体２４の上部には、底壁及び側壁によって画定される凹部が形成されている。

この凹部には、多孔質セラミックスで形成され、凹部の内径と概ね等しい径を有する円盤状のポーラス板２６が固定されている。このポーラス板２６の下面は概ね平坦であり、その上面は中央部が外周部に比べてわずかに突出した形状、すなわち、円錐の側面に相当する形状になっている。

また、ポーラス板２６は、枠体２４に形成されている流路を介して真空ポンプ等の吸引源（不図示）に連結されている。そして、この吸引源を動作させると、ポーラス板２６の上面（チャックテーブル２２の保持面）近傍の空間が負圧になる。

そのため、チャックテーブル２２の保持面にウェーハ１１が置かれた状態で吸引源を動作させることで、チャックテーブル２２において、貼り合わせウェーハ１７を吸引保持することできる。さらに、チャックテーブル２２の下部には、円柱状のスピンドル２８の上部が連結されている。なお、チャックテーブル２２は、スピンドル２８から取り外し可能である。

このスピンドル２８の下部は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されている。そして、この回転駆動源を動作させると、チャックテーブル２２の保持面の中心を通る回転軸３０を中心としてチャックテーブル２２が回転する。すなわち、チャックテーブル２２は、その保持面の周方向に沿って回転する。

チャックテーブル２２の下方には、チャックテーブル２２を支持する環状のベアリング３２が設けられている。ベアリング３２の下方には、環状の支持板３４が固定されている。そして、ベアリング３２は、支持板３４に対してチャックテーブル２２が回転できる態様でチャックテーブル２２を支持している。支持板３４の下方には、環状のテーブルベース３６が設けられている。

スピンドル２８は、ベアリング３２、支持板３４及びテーブルベース３６のそれぞれの中央に設けられた開口に位置する。テーブルベース３６の下面側には、テーブルベース３６の下面の周方向に沿って互いに離れる様に、３つの支持機構（固定支持機構３８ａ、第１可動支持機構３８ｂ及び第２可動支持機構３８ｃ）が設けられている。なお、本明細書では、これら３つの支持機構をまとめて、傾き調整ユニット３８と称する。

テーブルベース３６は、固定支持機構３８ａ、第１可動支持機構３８ｂ及び第２可動支持機構３８ｃに支持されている。固定支持機構３８ａは、所定長さの支柱（固定軸）を有する。この支柱の上部は、テーブルベース３６の下面に固定された上部支持体を支持しており、この支柱の下部は、支持ベースに固定されている。

第１可動支持機構３８ｂ及び第２可動支持機構３８ｃのそれぞれは、先端部に雄ねじが形成された支柱（可動軸）４０を有する。支柱４０の先端部（上部）は、テーブルベース３６の下面に固定された上部支持体４２に回転可能な態様で連結されている。より具体的には、上部支持体４２は、雌ねじを有するロッド等の金属製柱状部材であり、支柱４０の雄ねじは、上部支持体４２の雌ねじに回転可能な態様で連結されている。

第１可動支持機構３８ｂ及び第２可動支持機構３８ｃの支柱４０の外周には、所定の外径を有する円環状のベアリング４４が固定されている。ベアリング４４の一部は、階段状の支持板４６に支持されている。すなわち、第１可動支持機構３８ｂ及び第２可動支持機構３８ｃは、支持板４６に支持されている。

支柱４０の下部には、支柱４０を回転させるモータ４８が連結されている。モータ４８を動作させて支柱４０を一方向に回転させることで、上部支持体４２が上昇する。また、モータ４８を動作させて支柱４０を他方向に回転させることで、上部支持体４２が下降する。このように、第１可動支持機構３８ｂ及び第２可動支持機構３８ｃの上部支持体４２が昇降することで、テーブルベース３６（すなわち、チャックテーブル２２）の傾きが調整される。

さらに、チャックテーブル２２は、水平方向移動機構（不図示）に連結されている。そして、この水平方向移動機構を動作させると、チャックテーブル２２がＺ３軸方向に垂直な方向に移動する。

チャックテーブル２２の上方には、研削ユニット５０が設けられている。研削ユニット５０は、Ｚ３軸方向移動機構（不図示）に連結されている。そして、このＺ３軸方向移動機構を動作させると、研削ユニット５０がＺ３軸方向に沿って移動する。また、研削ユニット５０は、Ｚ３軸方向に延在する円柱状のスピンドル５２を有する。

このスピンドル５２の下端部（先端部）には、ステンレス鋼等からなる円盤状のホイールマウント５４の上面が固定されている。ホイールマウント５４の下部には、ホイールマウント５４と概ね径が等しい円環状の研削ホイール５６が取り外し可能な態様で装着されている。

研削ホイール５６は、円環状のホイール基台５８を有する。ホイール基台５８は、例えば、ステンレス鋼等からなり、その下面側には、この下面の周方向に沿って複数の研削砥石６０が離散的に配置されている。複数の研削砥石６０の下面は、Ｚ３軸方向において概ね同じ高さに配置されている。

また、スピンドル５２の上端部（基端部）は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されている。そして、この回転駆動源が動作すると、スピンドル５２の中心を通るＺ３軸方向に沿った直線を回転軸として、スピンドル５２とともに研削ホイール５６が回転する。さらに、この研削ホイール５６の近傍には、ウェーハ１１の切削される領域に液体（研削水）を供給するノズル（不図示）が設けられている。

この研削装置２０においては、例えば、以下の順序で研削ステップ（Ｓ４）が行われる。まず、研削ホイール５６から離隔し、かつ、貼り合わせウェーハ１７をチャックテーブル２２の保持面に搬入可能な位置にチャックテーブル２２を位置付けるように、水平方向移動機構がチャックテーブル２２を移動させる。

次いで、ウェーハ１１の裏面１１ｃが上を向くように貼り合わせウェーハ１７をチャックテーブル２２の保持面に搬入した後、支持ウェーハ１５がチャックテーブル２２に吸引保持されるように吸引源を動作させる。

次いで、チャックテーブル２２の傾きを調整する。具体的には、チャックテーブル２２の保持面の外周上の点のうち最も高くなる点と保持面の中心とを結ぶ線分がＺ３軸方向に垂直になるように、傾き調整ユニット３８がチャックテーブル２２の傾きを調整する。すなわち、この線分が、複数の研削砥石６０の下面と平行になるように、傾き調整ユニット３８がチャックテーブル２２の傾きを調整する。なお、この線分が予めＺ３軸方向に垂直になっている場合には、チャックテーブル２２の傾きを調整は省略される。

次いで、平面視において、研削ホイール５６を回転させた時の複数の研削砥石６０の軌跡と、上記の線分の一端及び他端とが重なるように、水平方向移動機構がチャックテーブル２２を移動させる。次いで、スピンドル５２の上端部に連結された回転駆動源がスピンドル５２とともに研削ホイール５６を回転させ、かつ、スピンドル２８の下部に連結された回転駆動源がスピンドル２８とともにチャックテーブル２２を回転させる。

次いで、研削ホイール５６の近傍に設けられたノズルから液体（研削水）をウェーハ１１の裏面１１ｃに供給しながら、複数の研削砥石６０の下面をウェーハ１１の裏面１１ｃに接触させるようにＺ３軸方向移動機構が研削ユニット５０を下降させる。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｃ側の一部が研削されて除去される。さらに、研削ホイール５６及びチャックテーブル２２を回転させたまま、貼り合わせウェーハ１７が仕上げ厚みに薄化されるまでＺ３軸方向移動機構が研削ユニット５０を下降させる。

その結果、ウェーハ１１の外周領域の裏面１１ｃ側に残存する面取りされた部分が除去される。図６（Ｂ）は、研削ステップ（Ｓ４）実施後の貼り合わせウェーハ１７を模式的に示す断面図である。この研削ステップ（Ｓ４）によって、例えば、ウェーハ１１の外周領域の裏面１１ｃ側に残存する面取りされた部分とともにダメージ層１１ｄのうちウェーハ１１の平面方向に沿って延在する部分が除去される。

図２に示される方法においては、ウェーハ１１を研削する研削ステップ（Ｓ４）の前に、トリミングステップ（Ｓ１）で形成されたウェーハ１１の外周領域の切削面（ダメージ層１１ｄの表面）にレーザービームＬを照射する。これにより、トリミングステップ（Ｓ１）によってウェーハ１１の外周領域に形成されたダメージ層１１ｄの一部を除去し、又は、リペアすることができる。その結果、研削ステップ（Ｓ４）における外周領域を起点としたウェーハ１１の割れ及び研削ステップ（Ｓ４）後の工程におけるゴミの発生を抑制できる。

なお、上述した方法は本発明の一態様であって、本発明は上述した方法に限定されない。例えば、本発明のウェーハの加工方法においては、トリミングステップ及び切削面処理ステップに先立って貼り合わせステップが実施されてもよい。図７は、このようなウェーハの加工方法の一例を模式的に示すフローチャートである。

この方法においては、まず、ウェーハ１１を別の支持ウェーハ１５に貼り合わせる（貼り合わせステップ：Ｓ１１）。図８は、支持ウェーハ１５に貼り合わせられたウェーハ１１（貼り合わせウェーハ１７）の一例を模式的に示す断面図である。この貼り合わせステップ（Ｓ１１）は、上述の貼り合わせステップ（Ｓ３）と同様に実施されるため、ここでは、上述の説明を援用する。

図７に示される方法においては、貼り合わせステップ（Ｓ１１）実施後に、貼り合わせウェーハ１７（ウェーハ１１及び支持ウェーハ１５）の面取りされた外周領域を環状に切削する（トリミングステップ：Ｓ１２）。図９（Ａ）は、貼り合わせウェーハ１７に対してトリミングステップ（Ｓ１２）を実施する様子を模式的に示す一部断面側面図である。なお、トリミングステップ（Ｓ１２）において用いられる切削装置２については、上述の説明を援用する。

このトリミングステップ（Ｓ１２）は、例えば、以下の順序で行われる。まず、切削ブレード１２から離隔し、かつ、ウェーハ１１をチャックテーブル６の保持面に搬入可能な位置にチャックテーブル６を位置付けるように、Ｘ１軸方向移動機構がチャックテーブル６をＸ１軸方向に沿って移動させる。

次いで、ウェーハ１１の裏面１１ｃが上を向くように貼り合わせウェーハ１７をチャックテーブル６の保持面に搬入した後、支持ウェーハ１５の裏面１５ｂ側がチャックテーブル６に吸引保持されるように吸引源を動作させる。次いで、ウェーハ１１の中心からみてＹ１軸方向に位置する貼り合わせウェーハ１７の外周領域の一部が、切削ブレード１２からみてＸ１軸方向に配置されるように、Ｙ１軸方向移動機構が切削ユニット８をＹ１軸方向に沿って移動させる。

次いで、支持ウェーハ１５の表面１５ａよりも低く、かつ、裏面１５ｂよりも高い位置に切削ブレード１２の最下端を位置付けるように、Ｚ１軸方向移動機構が切削ユニット８を下降させる。

次いで、スピンドル１０の他端部に連結された回転駆動源がスピンドル１０とともに切削ブレード１２を回転させる。次いで、切削ブレード１２の近傍に設けられたノズルから液体（切削水）を切削ブレード１２の最下端近傍に供給しながら、切削ブレード１２をウェーハ１１に切り込ませる。

具体的には、貼り合わせウェーハ１７の中心からみてＹ１軸方向に位置する貼り合わせウェーハ１７の外周領域の一部に切削ブレード１２の最下端が至るまで、Ｘ１軸方向移動機構がチャックテーブル６をＸ１軸方向に沿って移動させる。次いで、切削ブレード１２を回転させたまま、θテーブル４に連結された回転駆動源を動作させてチャックテーブル６を少なくとも１回転させる。

これにより、貼り合わせウェーハ１７の外周領域が環状に切削される。図９（Ｂ）は、トリミングステップ（Ｓ２）実施後の貼り合わせウェーハ１７を模式的に示す断面図である。このトリミングステップ（Ｓ２）によって、ウェーハ１１の面取りされた外周領域の全部及び支持ウェーハ１５の面取りされた外周領域の表面１５ａ側の一部が除去される。

この時、トリミングステップ（Ｓ２）で形成されたウェーハ１１の外周領域の切削面近傍にはダメージ層１１ｄが形成され、また、支持ウェーハ１５の外周領域の切削面近傍にはダメージ層１５ｃが形成される。

図７に示される方法においては、トリミングステップ（Ｓ２）実施後に、貼り合わせウェーハ１７（ウェーハ１１及び支持ウェーハ１５）の外周領域の切削面にレーザービームを照射する（切削面処理ステップ：Ｓ１３）。図１０（Ａ）は、貼り合わせウェーハ１７に対して切削面処理ステップ（Ｓ１３）を実施する様子を模式的に示す一部断面側面図である。なお、切削面処理ステップ（Ｓ１３）において用いられるレーザー加工装置１４については、上述の説明を援用する。

この切削面処理ステップ（Ｓ１３）は、例えば、以下の順序で行われる。まず、ウェーハ１１の裏面１１ｃが上を向くように貼り合わせウェーハ１７をチャックテーブル１８の保持面に搬入した後、支持ウェーハ１５の裏面１５ｂ側がチャックテーブル１８に吸引保持されるように吸引源を動作させる。

次いで、トリミングステップ（Ｓ１２）で形成された貼り合わせウェーハ１７の外周領域の切削面（ダメージ層１１ｄ及びダメージ層１５ｃの表面）が、レーザービーム照射ユニットからみて、レーザービームＬの照射方向に位置付けられるように、Ｚ２軸方向移動機構がレーザービーム照射ユニットの位置を調整する。

次いで、チャックテーブル１８を回転させながら、レーザービーム照射ユニットがレーザービームＬを照射する。さらに、このレーザービームＬの照射は、Ｚ２軸方向移動機構がレーザービーム照射ユニットの位置を動かしながら行われてもよい。これにより、例えば、レーザービームＬが照射されたダメージ層１１ｄ及びダメージ層１５ｃにおいてレーザーアブレーションが生じる。

さらに、このレーザービームＬの照射は、ダメージ層１１ｄ及びダメージ層１５ｃへのレーザービームＬの入射角度（レーザービームＬの照射方向）を変動させながら行われる。これにより、例えば、ダメージ層１１ｄ及びダメージ層１５ｃの全部を除去することができる。

その結果、ダメージ層１１ｄ及びダメージ層１５ｃの全部が除去される。図１０（Ｂ）は、切削面処理ステップ（Ｓ１３）実施後の貼り合わせウェーハ１７を模式的に示す断面図である。この切削面処理ステップ（Ｓ３）によって、例えば、ダメージ層１１ｄとダメージ層１５ｃの全部が除去される。

なお、切削面処理ステップ（Ｓ１３）においては、ダメージ層１１ｄ及びダメージ層１５ｃが除去されなくてもよい。すなわち、切削面処理ステップ（Ｓ３）においては、ウェーハ１１を研削する際におけるウェーハ１１の割れと、この研削後の工程におけるゴミの発生とを抑制するために、ダメージ層１１ｄ及びダメージ層１５ｃをリペアできればよい。

例えば、切削面処理ステップ（Ｓ１３）においては、ダメージ層１１ｄ及びダメージ層１５ｃが僅かに融解した後に即座に凝固するようにレーザービームＬをダメージ層１１ｄ及びダメージ層１５ｃに照射してもよい。これにより、ダメージ層１１ｄ及びダメージ層１５ｃの表面（切削面）をなだらかにし、かつ、ウェーハ１１及び支持ウェーハ１５に埋め込まれるように切削面に付着したゴミ（切削屑）を固着させることができる。

さらに、切削面処理ステップ（Ｓ２）と同様に、ダメージ層１１ｄを除去し、又は、リペアするためには、例えば、切削面処理ステップ（Ｓ１３）におけるレーザービームＬの出力を１Ｗ～３０Ｗとすることが好ましい。

図７に示される方法においては、切削面処理ステップ（Ｓ１３）実施後に、貼り合わせウェーハを研削して仕上げ厚みへと薄化する（研削ステップ：Ｓ１４）。この研削ステップ（Ｓ１４）は、上述の研削ステップ（Ｓ４）と同様に実施されるため、ここでは、上述の説明を援用する。

図７に示されるウェーハの加工方法においても、図２に示されるウェーハの加工方法と同様に、研削ステップ（Ｓ１４）における外周領域を起点としたウェーハ１１の割れ及び研削ステップ（Ｓ１４）後の工程におけるゴミの発生を抑制できる。

また、本発明のウェーハの加工方法においては、貼り合わせステップが実施されなくてもよい。すなわち、本発明のウェーハの加工方法においては、単一のウェーハを用いて、トリミングステップ、切削面処理ステップ及び研削ステップの全てが実施されてもよい。図１１は、このようなウェーハの加工方法の一例を模式的に示すフローチャートである。

この方法においては、まず、ウェーハ１１の面取りされた外周領域を環状に切削する（トリミングステップ：Ｓ２１）。このトリミングステップ（Ｓ２１）は、上述のトリミングステップ（Ｓ１）と同様に実施されるため、ここでは、上述の説明を援用する。

図１１に示される方法においては、トリミングステップ（Ｓ２１）実施後に、ウェーハ１１の外周領域の切削面にレーザービームを照射する（切削面処理ステップ：Ｓ２２）。この切削面処理ステップ（Ｓ２２）は、上述の切削面処理ステップ（Ｓ２）と同様に実施されるため、ここでは、上述の説明を援用する。

図１１に示される方法においては、切削面処理ステップ（Ｓ２２）実施後に、ウェーハ１１を研削して仕上げ厚みへと薄化する（研削ステップ：Ｓ２３）。図１２（Ａ）は、ウェーハ１１に対して研削ステップ（Ｓ２３）を実施する様子を模式的に示す一部断面側面図である。なお、研削ステップ（Ｓ２３）において用いられる研削装置２０については、上述の説明を援用する。

この研削ステップ（Ｓ２３）は、例えば、以下の順序で行われる。まず、研削ホイール５６から離隔し、かつ、ウェーハ１１をチャックテーブル２２の保持面に搬入可能な位置にチャックテーブル２２を位置付けるように、水平方向移動機構がチャックテーブル２２を移動させる。

次いで、ウェーハ１１の表面１１ａにウェーハ１１と概ね径が等しいフィルム状の保護部材（不図示）を貼付する。この保護部材は、例えば、樹脂からなり、ウェーハ１１の裏面１１ｃ側を研削する際に表面１１ａ側に加わる衝撃を緩和してデバイス１３を保護する。

次いで、裏面１１ｃが上を向くようにウェーハ１１をチャックテーブル２２の保持面に搬入した後、ウェーハ１１の表面１１ａ側がチャックテーブル２２に吸引保持されるように吸引源を動作させる。

次いで、チャックテーブル２２の傾きを調整する。具体的には、チャックテーブル２２の保持面の外周上の点のうち最も高くなる点と保持面の中心とを結ぶ線分がＺ３軸方向に垂直になるように、傾き調整ユニット３８がチャックテーブル２２の傾きを調整する。すなわち、この線分が、複数の研削砥石６０の下面と平行になるように、傾き調整ユニット３８がチャックテーブル２２の傾きを調整する。なお、この線分が予めＺ３軸方向に垂直になっている場合には、チャックテーブル２２の傾きを調整は省略される。

次いで、平面視において、研削ホイール５６を回転させた時の複数の研削砥石６０の軌跡と、上記の線分の一端及び他端とが重なるように、水平方向移動機構がチャックテーブル２２を移動させる。次いで、スピンドル５２の上端部に連結された回転駆動源がスピンドル５２とともに研削ホイール５６を回転させ、かつ、スピンドル２８の下部に連結された回転駆動源がスピンドル２８とともにチャックテーブル２２を回転させる。

次いで、研削ホイール５６の近傍に設けられたノズルから液体（研削水）をウェーハ１１の裏面１１ｃに供給しながら、複数の研削砥石６０の下面をウェーハ１１の裏面１１ｃに接触させるようにＺ３軸方向移動機構が研削ユニット５０を下降させる。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｃ側の一部が研削されて除去される。さらに、研削ホイール５６及びチャックテーブル２２を回転させたまま、ウェーハ１１が仕上げ厚みまで薄化されるまでＺ３軸方向移動機構が研削ユニット５０を下降させる。

その結果、ウェーハ１１の外周領域の裏面１１ｃ側に残存する面取りされた部分とともに残存するダメージ層１１ｄが除去される。図１２（Ｂ）は、研削ステップ（Ｓ２３）実施後のウェーハ１１を模式的に示す断面図である。この研削ステップ（Ｓ２３）によって、例えば、ダメージ層１１ｄのうちウェーハ１１の平面方向に沿って延在する部分が除去される。

図１１に示されるウェーハの加工方法においても、図２又は図７に示されるウェーハの加工方法と同様に、研削ステップ（Ｓ２３）における外周領域を起点としたウェーハ１１の割れ及び研削ステップ（Ｓ２３）後の工程におけるゴミの発生を抑制できる。

また、上述した方法のトリミングステップ（Ｓ１），（Ｓ２１）においては、ウェーハ１１の面取りされた外周領域の裏面１１ｃ側の一部を残存させるようにエッジトリミングが行われているが、本発明の方法のトリミングステップにおいては、ウェーハ１１の面取りされた外周部分の全部を除去するようにエッジトリミングが行われてもよい。

すなわち、本発明の方法のトリミングステップにおいては、ウェーハ１１の厚さ方向に沿ってのみダメージ層１１ｄが形成されるようにエッジトリミングが行われてもよい。このようなエッジトリミングは、例えば、切削ブレード１２の最下端がウェーハ１１の裏面１１ｃよりも下に位置付けられた状態で、切削ブレード１２をウェーハ１１に切り込ませることによって行われる。

なお、この場合には、ウェーハ１１の裏面１１ｃ側にダイシングテープが貼着されていることが好ましい。すなわち、このダイシングテープを介して、ウェーハ１１がチャックテーブル６に吸引保持された状態で、ウェーハ１１のエッジトリミングが行われることが好ましい。これにより、切削ブレード１２がチャックテーブル６に接触することによるチャックテーブル６の損傷を防止できる。

また、上述した方法の切削面処理ステップ（Ｓ２），（Ｓ１３），（Ｓ２２）においては、ウェーハ１１のダメージ層１１ｄ（及びダメージ層１５ｃ）の表面にレーザービームが照射されているが、本発明の方法の切削面処理ステップにおいては、レーザービームの照射以外の方法でダメージ層１１ｄ（及びダメージ層１５ｃ）にエネルギーが供給されてもよい。

すなわち、本発明の方法の切削面処理ステップにおいては、デバイス１３への悪影響を生じさせないようにダメージ層１１ｄに局所的にエネルギーを供給してダメージ層１１ｄを除去又はリペアできるのであれば、どのような手段を用いてよい。例えば、本発明の方法の切削面処理ステップにおいては、レーザービームが局所的な大気圧プラズマ又はイオンビーム等に置換されてもよい。

その他、上述した実施形態にかかる構造及び方法等は、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：側面）
（１１ｃ：裏面、１１ｄ：ダメージ層）
１３ ：デバイス
１５ ：支持ウェーハ（１５ａ：表面、１５ｂ：裏面）
１７ ：貼り合わせウェーハ
２ ：切削装置
４ ：θテーブル
６ ：チャックテーブル（６ａ：枠体）
８ ：切削ユニット
１０ ：スピンドル
１２ ：切削ブレード
１４ ：レーザー加工装置
１６ ：θテーブル
１８ ：チャックテーブル（１８ａ：枠体）
２０ ：研削装置
２２ ：チャックテーブル
２４ ：枠体
２６ ：ポーラス板
２８ ：スピンドル
３０ ：回転軸
３２ ：ベアリング
３４ ：支持板
３６ ：テーブルベース
３８ ：傾き調整ユニット（３８ａ：固定支持機構、３８ｂ，３８ｃ：可動支持機構）
４０ ：支柱
４２ ：上部支持体
４４ ：ベアリング
４６ ：支持板
４８ ：モータ
５０ ：研削ユニット
５２ ：スピンドル
５４ ：ホイールマウント
５６ ：研削ホイール
５８ ：ホイール基台
６０ ：研削砥石

Claims (1)

1. 外周領域が面取りされたウェーハを研削して薄化するウェーハの加工方法であって、
   面取りされた該外周領域に該ウェーハの一方の面側から切削ブレードを切り込ませて、面取りされた該外周領域を環状に切削し、面取りされた該外周領域の少なくとも一部を除去するトリミングステップと、
   該トリミングステップ実施後に、該トリミングステップで形成された該外周領域の切削面に局所的にエネルギーを供給する切削面処理ステップと、
   該切削面処理ステップ実施後に、該ウェーハの他方の面側を研削して該ウェーハを薄化する研削ステップと、
   を含むウェーハの加工方法。

Images