TW202022932A - 晶圓的加工方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供一種可防止晶圓的加工不良的產生之晶圓的加工方法。 [解決手段]一種晶圓的加工方法，是對具備元件區域與圍繞元件區域的外周剩餘區域之晶圓進行加工的晶圓的加工方法，前述元件區域具有分別形成在複數個區域的正面側的複數個元件、及沿著該區域的厚度方向而埋入該區域的內部且連接於元件的電極，前述晶圓的加工方法具備以下步驟：在外周剩餘區域形成落差部之步驟；透過接著劑將晶圓的正面側固定在載體基板之步驟；磨削晶圓的背面側之步驟；將藥液供給至晶圓的背面側來蝕刻晶圓，而讓電極從晶圓的背面側突出之步驟；以絕緣膜覆蓋晶圓的背面側之步驟；將外周剩餘區域當中未與接著劑接觸之第2區域去除之步驟；及研磨絕緣膜，使電極從絕緣膜露出之步驟。

Description

晶圓的加工方法
發明領域 本發明是有關於一種在加工矽晶圓等之晶圓時所使用的晶圓的加工方法。
發明背景 可藉由將於以分割預定線(切割道)所區劃出的區域的正面側分別形成有IC(積體電路，Integrated Circuit)、LSI(大型積體電路，Large Scale Integration)等元件的晶圓，沿著分割預定線分割，而獲得具備有元件的元件晶片。又，可藉由將複數個元件晶片封裝化而製造封裝元件，並將此封裝元件搭載在以行動電話或個人電腦等為代表的各種的電子機器上。
隨著電子機器的小型化、薄型化，對封裝元件也越來越要求薄型化。於是，已使用有藉由在分割前磨削晶圓的背面側來將晶圓變薄之手法。在晶圓的磨削加工中可使用例如以下的磨削裝置：具備保持晶圓的工作夾台、及裝設有磨削晶圓之磨削磨石的磨削單元。
又，在近年來，以下之技術已實用化：積層複數個元件晶片，且藉由朝上下貫通元件晶片之貫通電極(TSV：Through - Silicon Via(矽穿孔))來連接元件彼此。當使用此貫通電極時，因為相較於使用打線接合(wire bonding)等之情況，可以將連接元件彼此的配線縮短，所以可以謀求封裝元件的小型化或處理速度的提升。
有關於積層有複數個元件晶片的封裝元件之製造，已有各種的手法被提出。在例如專利文獻1中已揭示有以下之手法：將藉由透過接著劑來貼合複數片晶圓而得到的積層晶圓沿著分割預定線切割，藉此製造具備有積層的元件晶片的封裝元件。再者，在專利文獻1所記載的手法中，是藉由事先去除所積層的晶圓彼此的接合不充分的外周區域，而防止在積層晶圓的分割時外周區域的單個晶片飛散之情形。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2010-225976號公報
發明概要 發明欲解決之課題 在藉由上述之貫通電極進行所積層的元件彼此之連接的情況下，必須使連接於元件且埋入晶圓的內部的電極在晶圓的背面側露出，藉此將該電極設成可連接到其他的元件的狀態。於是，可實施例如以下之步驟：在透過接著劑將晶圓的正面側固定於用於支撐晶圓的載體基板的狀態下，以藥液蝕刻晶圓的背面側之後，進一步以研磨墊研磨晶圓的背面側，藉此使電極在晶圓的背面側露出。
當以藥液蝕刻晶圓的背面側後，會有以下情形：藥液沿著晶圓的側面而到達晶圓的正面側，而藉由藥液將已塗布於晶圓的正面側之接著劑的外周區域去除。在此情況下，晶圓的外周區域成為未接觸於接著劑的狀態，且晶圓的固定變得不充分。並且，當在此狀態下將研磨墊按壓在晶圓的背面側來施行研磨處理時，會有以下情形：在晶圓的外周區域產生缺損(破裂(chipping))或裂隙等的加工不良，而導致元件晶片的品質降低。
本發明是有鑒於所述的問題而作成的發明，其目的是提供一種可防止晶圓的加工不良的產生之晶圓的加工方法。 用以解決課題之手段
根據本發明之一態樣，可提供一種晶圓的加工方法，其是對具備元件區域及圍繞該元件區域的外周剩餘區域之晶圓進行加工，前述元件區域具有分別形成在藉由交叉之複數條分割預定線所區劃出的複數個區域的正面側之複數個元件、及沿著該區域的厚度方向而埋入該區域的內部且連接於該元件的電極，前述晶圓的加工方法具備以下步驟： 第1切割步驟，藉由在該外周剩餘區域當中位於該晶圓的外周緣側的第1區域中，使第1切割刀片沿著該晶圓的圓周方向以預定的深度切入，而在該外周剩餘區域形成落差部、或去除該第1區域； 載體基板固定步驟，透過接著劑將該晶圓的正面側固定於載體基板； 磨削步驟，在實施該第1切割步驟與該載體基板固定步驟之後，在將該晶圓的背面側磨削到讓該晶圓的厚度成為該預定的深度以下且不使該電極在該晶圓的背面側露出的範圍內，來將該晶圓薄化； 蝕刻步驟，在實施該磨削步驟之後，將藥液供給至該晶圓的背面側來蝕刻該晶圓，而讓該電極從該晶圓的背面側突出； 絕緣膜被覆步驟，在實施該蝕刻步驟之後，以絕緣膜覆蓋該晶圓的背面側； 第2切割步驟，在實施該絕緣膜被覆步驟之後，藉由使該第2切割刀片沿著該晶圓的圓周方向切入該外周剩餘區域當中未與該接著劑接觸的第2區域，而去除該第2區域；及 研磨步驟，在實施該第2切割步驟之後，一邊對該晶圓的背面側供給研磨液一邊按壓研磨墊來研磨該絕緣膜，使該電極從該絕緣膜露出。 發明效果
在本發明的一態樣之晶圓的加工方法中，是在藉由藥液將已透過接著劑將正面側固定於載體基板之晶圓的背面側蝕刻之後，將晶圓的外周區域當中未與接著劑接觸之區域去除，之後藉由研磨墊來研磨形成於晶圓的背面側的絕緣膜。
當使用上述之方法時，即使在因由藥液所進行之蝕刻而將接著劑的外周區域去除的情況下，也可以在晶圓的正面側的整體為已接觸於接著劑的狀態下實施研磨加工。藉此，可以防止在晶圓的外周區域中的缺損(破裂(chipping))或裂隙(crack)等的加工不良的產生，並抑制元件晶片的品質降低。
用以實施發明之形態 以下，參照附加圖式來說明本發明的實施形態。首先，說明可藉由本實施形態之晶圓的加工方法所加工之晶圓的構成例。圖1(A)是顯示晶圓11的立體圖。
晶圓11是藉由例如矽等的材料而形成為圓盤狀，並具備正面11a、背面11b、及和正面11a與背面11b連接的外周緣11c。晶圓11是藉由格子狀地配置排列成互相交叉之複數條分割預定線(切割道)13而被區劃成複數個區域，且在此區域的正面11a側各自形成有IC(積體電路，Integrated Circuit)、LSI(大型積體電路，Large Scale Integration)等的元件15。
再者，對晶圓11的材質、形狀、構造、大小等並未限制。例如晶圓11亦可藉由矽以外的半導體(GaAs、InP、GaN、SiC等)、玻璃、陶瓷、樹脂、金屬等材料來形成。又，對於元件15的種類、數量、形狀、構造、大小、配置等也無限制。
藉由沿著分割預定線13分割晶圓11，可獲得各自具備元件15的複數個元件晶片。在晶圓11之分割上，可使用例如切割裝置，前述切割裝置具備保持晶圓11之工作夾台、及裝設有切割晶圓11之圓環狀的切割刀片的切割單元。
切割單元具備主軸，前述主軸是在一端側裝設切割刀片，並將另一端側連接到馬達等之旋轉驅動源。可藉由旋轉驅動源的動力來使已裝設在主軸的切割刀片旋轉，並切入晶圓11，而切割晶圓11。
圖1(B)是將晶圓11的一部分放大而顯示的立體圖。複數個元件15各自具備有在元件15的正面露出且可連接到其他的配線、電極、元件等的連接電極17。又，於藉由分割預定線13所區劃出的複數個區域的內部分別形成有沿著該區域的厚度方向而埋入且與元件15連接之柱狀的電極(通孔電極、貫通電極)19。可為例如電極19與連接電極17連接。
電極19是各自從元件15朝向晶圓11的背面11b側而配置，且其高度小於晶圓11的厚度。因此，電極19是形成為並非在晶圓11的背面11b露出而是埋沒在晶圓11的內部之狀態。再者，電極19的材質並不受限，可藉由例如銅、鎢、鋁、多晶矽等來形成電極19。
圖1(C)是將晶圓11的一部分放大而顯示的平面圖。晶圓11具備圓形的元件區域21、及圍繞元件區域21之環狀的外周剩餘區域23，前述元件區域21具備複數個元件15及複數個電極19。外周剩餘區域23是包含晶圓11的外周緣11c，且相當於晶圓11當中未形成有元件15及電極19的區域。
當加工晶圓11的背面11b側，而使電極19在晶圓11的背面11b側露出時，即變得可將元件15與配置在晶圓11的背面11b側的其他元件透過電極19來連接。亦即，電極19是在製造積層有複數個元件晶片的封裝元件之時，作為用於連接所積層的元件彼此之貫通電極而發揮功能。
在本實施形態之晶圓的加工方法中，是藉由對晶圓11的背面11b側施行磨削加工、由藥液所進行之蝕刻、及研磨加工，而使電極19在晶圓11的背面11b側露出。以下，說明本實施形態之晶圓的加工方法的細節。
首先，藉由使第1切割刀片沿著晶圓11的圓周方向切入外周剩餘區域23當中位於晶圓11的外周緣11c側的區域，而在外周剩餘區域23形成落差部(第1切割步驟)。圖2(A)是顯示第1切割步驟之情形的局部截面正面圖。第1切割步驟是使用例如切割裝置2來實施。
切割裝置2具備有保持晶圓11的工作夾台4。工作夾台4是與馬達等的旋轉驅動源(未圖示)連接，且此旋轉驅動源是使工作夾台4繞著大致平行於鉛直方向的旋轉軸而旋轉。又，在工作夾台4的下方設置有移動機構(未圖示)，此移動機構是使工作夾台4沿著第1水平方向(加工進給方向)移動。
於工作夾台4的上表面是構成保持晶圓11的保持面4a。保持面4a是透過形成在工作夾台4的內部之吸引路(未圖示)等而與吸引源(未圖示)連接。
工作夾台4的上方配置有切割單元6。切割單元6具備主軸殼體(未圖示)，且在此主軸殼體中容置有主軸8，前述主軸8是將旋轉軸設在相對於保持面4a大致平行且相對於加工進給方向大致垂直的方向上。主軸8的一邊的末端側是露出於殼體的外部，且在所露出的主軸8的末端部裝設有圓環狀之第1切割刀片10。
在主軸8的另一邊的末端側，連結有馬達等的旋轉驅動源(未圖示)，且裝設在主軸8的第1切割刀片10是藉由從此旋轉驅動源所傳來的力而旋轉。又，切割單元6是藉由移動機構(未圖示)而受到支撐，此移動機構是使切割單元6沿著和第1水平方向垂直的第2水平方向(分度進給方向)、及鉛直方向而移動。
第1切割刀片10是將鑽石等所構成之磨粒以結合材來固定而形成。作為結合材，可以使用例如金屬結合劑、樹脂結合劑、陶瓷結合劑(vitrified bond)等。
在第1切割步驟中，首先是在已將晶圓11在工作夾台4上配置成晶圓11的背面11b側與保持面4a相向的狀態下，使吸引源的負壓作用在保持面4a。藉此，晶圓11是以正面11a側朝上方露出的狀態被工作夾台4所吸引保持。
接著，藉由第1切割刀片10來切割被工作夾台4所保持之晶圓11的外周剩餘區域23。在第1切割步驟中，是使第1切割刀片10切入外周剩餘區域23當中位於晶圓11的外周緣11c側之第1區域23a的正面11a側。
圖2(B)是將外周剩餘區域23之第1區域23a的一部分放大而顯示的平面圖。如圖2(B)所示，外周剩餘區域23具備包含晶圓11的外周緣11c之環狀的第1區域23a。並且，在第1切割步驟中，是將切割單元6的位置調整成使第1切割刀片10以預定的深度切入第1區域23a。再者，作為第1切割刀片10，可使用例如其厚度為第1區域23a的寬度以上之切割刀片。
首先，將切割單元6的高度調整成：將第1切割刀片10的下端配置在比晶圓11的正面11a更下方且比背面11b更上方。在此，第1切割刀片10是配置成使其下端與晶圓11的正面11a的高度之差(第1切割刀片10的切入深度)成為預定之值。再者，第1切割刀片10的切入深度是設定在後述之磨削步驟中的磨削加工後之晶圓11的厚度的目標值(磨削成品厚度)以上。
此外，將切割單元6的分度進給方向(圖2(A)的左右方向)上的位置調整成在正面視角下使第1切割刀片10與第1區域23a的正面11a側重疊。並且，一邊使第1切割刀片10旋轉一邊使工作夾台4朝加工進給方向(圖2(A)的前後方向)移動，而使工作夾台4與第1切割刀片10相對地移動。藉此，使第1切割刀片10以預定之深度切入第1區域23a的正面11a側。
然後，在第1切割刀片10已切入第1區域23a的狀態下，使工作夾台4旋轉。藉此，使第1切割刀片10沿著晶圓11的圓周方向切入第1區域23a，而在第1區域23a形成環狀的溝。其結果，第1區域23a變薄相當於第1切割刀片10的切入深度量，而在外周剩餘區域23形成落差部23b(參照圖3)。
接著，將晶圓11固定在載體基板25(載體基板固定步驟)。圖3是顯示已固定在載體基板25的晶圓11的截面圖。
載體基板25是以例如玻璃或矽等所構成之高剛性的基板，並形成為具備正面25a及背面25b的板狀。在載體基板固定步驟中，首先是將接著劑27塗布在載體基板25的正面25a側。接著劑27的材質並不受限，可以使用例如環氧樹脂及丙烯酸樹脂等之具有黏著性的樹脂。再者，亦可將接著劑27塗布在晶圓11的正面11a側。
然後，以使載體基板25的正面25a側與晶圓11的正面11a側相向的方式，透過接著劑27來使載體基板25與晶圓11接著，而將晶圓11固定於載體基板25。當將晶圓11固定於載體基板25時，即可藉由載體基板25支撐晶圓11，而變得容易進行晶圓11的保持及搬送。
接著，磨削晶圓11的背面11b側(磨削步驟)。圖4(A)是顯示磨削步驟之情形的局部截面正面圖。磨削步驟是使用例如磨削裝置20來實施。
磨削裝置20具備保持晶圓11的工作夾台22。工作夾台22是與馬達等的旋轉驅動源(未圖示)連接，且此旋轉驅動源是使工作夾台22繞著大致平行於鉛直方向的旋轉軸而旋轉。又，在工作夾台22的下方設置有移動機構(未圖示)，此移動機構是使工作夾台22沿著水平方向(加工進給方向)移動。
於工作夾台22的上表面是構成保持晶圓11的保持面22a。保持面22a是透過形成在工作夾台22的內部之吸引路(未圖示)等而與吸引源(未圖示)連接。
在工作夾台22的上方配置有磨削單元24。磨削單元24具備有被升降機構(未圖示)所支撐之主軸殼體(未圖示)。在主軸殼體中容置有主軸26，且在主軸26的下端部固定有圓盤狀的安裝座28。
在安裝座28的下表面側，裝設有與安裝座28大致相同直徑的磨削輪30。磨削輪30具備以不銹鋼、鋁等金屬材料所形成之圓環狀的基台32。又，於基台32的下表面側，是沿著基台32的外周將複數個長方體狀之磨削磨石34配置排列成環狀。
在主軸26的上端側(基端側)連接有馬達等之旋轉驅動源(未圖示)，且磨削輪30是藉由從此旋轉驅動源所傳達之力而旋轉。又，在磨削單元24的內部設置有用於供給純水等之磨削液的磨削液供給路(未圖示)。可在對晶圓11施行磨削加工時，朝向晶圓11及磨削磨石34供給磨削液。
在磨削步驟中，首先是將載體基板25在工作夾台22上配置成使固定有晶圓11的載體基板25的背面25b與保持面22a相向，且使吸引源的負壓作用於保持面22a。藉此，晶圓11是以背面11b側朝上方露出的狀態被工作夾台22所吸引保持。
接著，使工作夾台22移動，並配置到磨削單元24的下方。並且，使工作夾台22與磨削輪30各自旋轉，並一邊將磨削液供給至晶圓11的背面11b側一邊使主軸26下降。再者，主軸26的下降速度是調整成可將磨削磨石34的下表面以適當的力按壓於晶圓11的背面11b側。
藉此，可磨削晶圓11的背面11b，而將晶圓11整體加工得較薄。此晶圓11的磨削是持續至使晶圓11的厚度成為預定的厚度(磨削成品厚度)為止。
圖4(B)是將磨削步驟後之晶圓11的一部分放大而顯示的截面圖。於晶圓11的內部埋入有連接於元件15的電極19。又，於電極19與晶圓11之間，是將以氧化矽等所構成之絕緣膜29形成為覆蓋電極19，而將晶圓11與電極19藉由絕緣膜29而絕緣。此絕緣膜29是使用例如熱氧化法或CVD(化學氣相沉積，Chemical Vapor Deposition)法而形成。
在磨削步驟中的晶圓11的磨削量是設定在以下的範圍內：使在第1切割步驟中形成在第1區域23a之溝在晶圓11的背面11b側露出，且如圖4(B)所示地不使電極19在晶圓11的背面11b側露出。當完成磨削步驟後，即可將晶圓11的外周剩餘區域23的第1區域23a(參照圖3)去除。
在此，有加工前之晶圓11的外周緣11c會從正面11a朝向背面11b成為彎曲面狀之情形(參照例如圖2(A)之晶圓11的左端部)。對於這種晶圓11，若在不實施第1切割步驟的情形下實施磨削步驟時，會使磨削加工後之晶圓11的外周緣成為銳利的形狀，而使晶圓11的機械強度降低。
另一方面，若實施本實施形態之第1切割步驟時，即使在之後的磨削步驟中磨削外周剩餘區域23，也可將第1區域23a去除，且磨削後之晶圓11的外周緣11d(參照圖4(A))是成為與晶圓11的正面11a及背面11b大致垂直。因此，可以防止在實施磨削步驟後晶圓11的外周緣11d成為銳利的形狀之情形，並抑制晶圓11的機械強度的降低。
接著，對晶圓11的背面11b側供給藥液來蝕刻晶圓11，且讓被絕緣膜29所覆蓋之電極19從晶圓11的背面11b側突出(蝕刻步驟)。圖5(A)是顯示蝕刻步驟之情形的局部截面正面圖。蝕刻步驟是使用例如蝕刻裝置40而實施。
蝕刻裝置40具備保持晶圓11的工作夾台42。工作夾台42是與馬達等的旋轉驅動源(未圖示)連接，且此旋轉驅動源是使工作夾台42繞著大致平行於鉛直方向的旋轉軸而旋轉。
於工作夾台42的上表面是構成保持晶圓11的保持面42a。保持面42a是透過形成在工作夾台42的內部之吸引路(未圖示)等而與吸引源(未圖示)連接。又，在工作夾台42的上方配置有噴嘴44，前述噴嘴44是將用於蝕刻晶圓11的藥液(蝕刻液)46朝向工作夾台42側供給。
在蝕刻步驟中，首先是將載體基板25在工作夾台42上配置成使固定有晶圓11的載體基板25的背面25b側與保持面42a相向，且使吸引源的負壓作用於保持面42a。藉此，晶圓11是以背面11b側朝上方露出的狀態被工作夾台42所吸引保持。
其次，從噴嘴44噴射藥液46，並且使工作夾台42旋轉，來將藥液46供給至晶圓11的背面11b側。再者，藥液46的材料，可因應於晶圓11的材質等來適當選擇。例如，在使用矽晶圓作為晶圓11的情況下，可以使用包含氫氟酸與硝酸之酸性的混合液等來作為藥液46。藉此，可蝕刻晶圓11的背面11b，而讓晶圓11變薄。
圖5(B)是將蝕刻步驟後之晶圓11的一部分放大而顯示的截面圖。晶圓11的蝕刻是持續進行到如圖5(B)所示，電極19及絕緣膜29從晶圓11的背面11b朝上方突出為止。
再者，當以藥液46蝕刻晶圓11時，藥液46會從晶圓11的背面11b側傳達到外周緣11d而供給到正面11a側，而將在外周緣11d的附近露出之接著劑27的外周區域去除。其結果，如圖5(A)所示，成為晶圓11的外周剩餘區域23之至少一部分未與接著劑27接觸，而使晶圓11相對於接著劑27懸伸(overhang)之狀態。
圖5(C)是將蝕刻步驟後之外周剩餘區域23的一部分放大而顯示的平面圖。當藉由藥液46去除接著劑27的一部分後，即在外周剩餘區域23形成與接著劑27不接觸之第2區域23c。第2區域23c是在外周剩餘區域23當中，相當於比藉由第1切割步驟及磨削步驟之實施而去除之第1區域23a更位於元件區域21側之環狀的區域，且與已在蝕刻步驟中去除接著劑27之區域重疊。
接著，以絕緣膜覆蓋晶圓11的背面11b側(絕緣膜被覆步驟)。圖6(A)是顯示在背面11b側形成有絕緣膜31之晶圓11的截面圖。
在絕緣膜被覆步驟中，是以覆蓋晶圓11的背面11b側的方式形成絕緣膜31。藉此，可藉由絕緣膜31來覆蓋從晶圓11的背面11b突出之電極19及絕緣膜29。再者，絕緣膜31是以氧化矽等所構成，且可使用例如濺鍍法、CVD法等來形成。此絕緣膜31是作為保護晶圓11的背面11b側的鈍化膜而發揮功能。
圖6(B)是將絕緣膜被覆步驟後之晶圓11的一部分放大而顯示的截面圖。如圖6(B)所示，在晶圓11的背面11b側，是以覆蓋電極19及絕緣膜29的前端的方式形成絕緣膜31。
接著，藉由使第2切割刀片沿著晶圓11的圓周方向切入外周剩餘區域23的第2區域23c，而去除第2區域23c(第2切割步驟)。圖7是顯示第2切割步驟之情形的局部截面正面圖。
第2切割步驟是與第1切割步驟同樣，且是使用例如切割裝置2來實施。再者，在以下已將說明省略之第2切割步驟之工序的細節，是與第1切割步驟同樣。
在第2切割步驟中，是在主軸8裝設環狀的第2切割刀片12。第2切割刀片12是將鑽石等所構成之磨粒以結合材來固定而形成。作為結合材，可以使用例如金屬結合劑、樹脂結合劑、陶瓷結合劑(vitrified bond)等。第2切割刀片12可為在第1切割步驟中所使用的第1切割刀片10，亦可為其他的切割刀片。
在第2切割步驟中，首先是將載體基板25在工作夾台4上配置成使固定有晶圓11的載體基板25的背面25b側與工作夾台4的保持面4a相向，且使吸引源的負壓作用於保持面4a。藉此，晶圓11是以背面11b側(絕緣膜31側)朝上方露出的狀態被工作夾台4所吸引保持。
接著，藉由第2切割刀片12來切割被工作夾台4所保持之晶圓11的外周剩餘區域23。在此，在第2切割步驟中，是使第2切割刀片12切入外周剩餘區域23當中未與接著劑27接觸之第2區域23c(參照圖5(A)、圖5(C))。
首先，將切割單元6的高度調整成：將第2切割刀片12的下端配置在比晶圓11的正面11a(接著劑27的上表面)更下方且比接著劑27的下表面更上方。又，將切割單元6的分度進給方向(圖7之左右方向)上的位置調整成在正面視角下使第2切割刀片12與外周剩餘區域23之第2區域23c重疊。
然後，一邊使第2切割刀片12旋轉一邊使工作夾台4朝加工進給方向(圖7的前後方向)移動，而使工作夾台4與第2切割刀片12相對地移動。藉此，第2切割刀片12在外周剩餘區域23之第2區域23c(參照圖5(A)、圖5(C))以超過晶圓11的厚度之深度切入。
然後，在第2切割刀片12已切入第2區域23c的狀態下，使工作夾台4旋轉。藉此，第2切割刀片12沿著晶圓11的圓周方向切入，而環狀地切割第2區域23c。其結果，可從晶圓11去除第2區域23c。當去除第2區域23c後，即成為晶圓11的正面11a側之整體接觸於接著劑27的狀態，而可將晶圓11相對於接著劑27懸伸之狀態解除。
接著，研磨晶圓11之背面11b側，且使電極19從絕緣膜31露出(研磨步驟)。圖8(A)是顯示研磨步驟之情形的局部截面正面圖。研磨步驟是使用例如研磨裝置50來實施。
研磨裝置50具備有保持晶圓11的工作夾台52。工作夾台52是與馬達等的旋轉驅動源(未圖示)連接，且此旋轉驅動源是使工作夾台52繞著大致平行於鉛直方向的旋轉軸而旋轉。又，在工作夾台52的下方設置有移動機構(未圖示)，此移動機構是使工作夾台52沿著水平方向(加工進給方向)移動。
於工作夾台52的上表面是構成保持晶圓11的保持面52a。保持面52a是透過形成在工作夾台52的內部之吸引路(未圖示)等而與吸引源(未圖示)連接。
在工作夾台52的上方配置有研磨單元54。研磨單元54具備有被升降機構(未圖示)所支撐之主軸殼體(未圖示)。在主軸殼體中容置有主軸56，且在主軸56的下端部固定有圓盤狀的安裝座58。
在安裝座58之下表面側裝設有與安裝座58大致相同直徑地構成的圓盤狀的研磨墊60。研磨墊60具備以不鏽鋼及鋁等之金屬材料或PPS(聚苯硫)等之樹脂所形成的圓盤狀的基台62。又，於基台62的下表面側固定有圓盤狀的研磨層64。
又，於研磨單元54的內部，是沿著鉛直方向而形成有在研磨層64之下表面的中央部開口的研磨液供給路66。在研磨晶圓11之時，可從研磨液供給路66朝向晶圓11及研磨層64供給研磨液。
研磨層64是藉由例如使磨粒(固定磨粒)分散在不織布或發泡聚氨酯而形成。作為磨粒，可以使用例如粒徑為大約0.1μm以上且10μm以下的二氧化矽。但是，磨粒的粒徑或材質等可因應於晶圓11的材質等而適當變更。
在研磨層64中包含有磨粒的情況下，作為從研磨液供給路66所供給的研磨液，可使用未包含有磨粒之研磨液。作為研磨液，可以使用例如溶解有氫氧化鈉或氫氧化鉀等的鹼性溶液、或過錳酸鹽等的酸性液。又，也可以使用純水來作為研磨液。
另一方面，亦可在研磨層64中不包含有磨粒。在此情況下，作為從研磨液供給路66所供給的研磨液，可使用分散有磨粒(游離磨粒)的藥液(研磨漿料)。藥液的材料、磨粒的材質、磨粒的粒徑等，可因應於晶圓11的材質等來適當選擇。
在研磨步驟中，首先是將載體基板25在工作夾台52上配置成使固定有晶圓11的載體基板25的背面25b與保持面52a相向，且使吸引源的負壓作用於保持面52a。藉此，晶圓11是以背面11b側(絕緣膜31側)朝上方露出的狀態被工作夾台52所吸引保持。
接著，使工作夾台52移動至研磨單元54的下方。然後，使工作夾台52與研磨墊60各自旋轉，且一邊從研磨液供給路66將研磨液供給至絕緣膜31一邊使主軸56下降。再者，主軸56的下降速度是調整成可將研磨層64的下表面以適當的力按壓於絕緣膜31。藉此，可研磨絕緣膜31。
圖8(B)是將研磨步驟後之晶圓11的一部分放大而顯示的截面圖。在研磨步驟中，是將絕緣膜29及絕緣膜31研磨至電極19從絕緣膜31露出為止。其結果，可在晶圓11的內部形成與元件15連接且在晶圓11的背面11b側露出之電極19。之後，因應於需要而將連接於電極19之凸塊(未圖示)形成於晶圓11的背面11b側(絕緣膜31側)。
在此，若如圖6(A)所示，在晶圓11的外周剩餘區域23未接觸到接著劑27的情形下，以晶圓11相對於接著劑27懸伸之狀態來實施研磨步驟時，會在外周剩餘區域23的固定不充分的狀態下施行研磨加工。其結果，有在外周剩餘區域23產生缺損(破裂(chipping))或裂隙(crack)等之加工不良的情況。
另一方面，在本實施形態之晶圓的加工方法中，是藉由第2切割步驟的實施而去除外周剩餘區域23的第2區域23c，並解除晶圓11的懸伸。其結果，成為以下之狀態：在實施研磨步驟之時，晶圓11的正面11a側之整體接觸於接著劑27，且已將晶圓11的外周剩餘區域23適當地固定。藉此，可以防止在外周剩餘區域23之加工不良的產生。
如以上所述，在本實施形態之晶圓的加工方法中，是在藉由藥液46對已透過接著劑27將正面11a側固定於載體基板25之晶圓11的背面11b側進行蝕刻之後，將晶圓11的外周剩餘區域23當中未與接著劑27接觸的第2區域23c去除，之後藉由研磨墊60來研磨形成於晶圓11的背面11b側的絕緣膜31。
若利用上述之方法，即使在因由藥液46所進行之蝕刻而將接著劑27的外周區域去除的情形下，也可以在晶圓11的正面11a側的整體為已接觸於接著劑27的狀態下實施研磨加工。藉此，可以防止在晶圓11的外周剩餘區域23中的缺損(破裂)或裂隙等的加工不良的產生，並抑制元件晶片的品質降低。
再者，在上述，雖然是針對實施第1切割步驟後實施載體基板固定步驟之形態來說明，但也可以在實施載體基板固定步驟之後實施第1切割步驟。以下，針對上述實施形態之變形例進行說明。再者，以下沒有說明的步驟之細節是與上述實施形態同樣。
首先，在第1切割步驟的實施前，將晶圓11固定於載體基板25(載體基板固定步驟)。再者，載體基板固定步驟之細節是與圖3的說明同樣。
接著，對已固定在載體基板25的晶圓11實施第1切割步驟。圖9是顯示變形例之第1切割步驟之情形的局部截面正面圖。
在變形例之第1切割步驟中，首先是將載體基板25在工作夾台4上配置成使固定有晶圓11之載體基板25的背面25b與工作夾台4的保持面4a相向，且使吸引源的負壓作用於保持面4a。藉此，晶圓11是以背面11b側朝上方露出的狀態被工作夾台4所吸引保持。
然後，調整切割單元6的位置，以藉由第1切割刀片10將外周剩餘區域23的第1區域23a(參照圖2(A)、圖2(B))去除。具體來說，是將第1切割刀片10的下端配置在比晶圓11的正面11a(接著劑27的上表面)更下方。在此狀態下使工作夾台4移動，且將第1切割刀片10切入第1區域23a。藉此，第1切割刀片10是以到達晶圓11的正面11a之深度切入晶圓11。
然後，在第1切割刀片10已切入第1區域23a的狀態下，使工作夾台4旋轉。藉此，可使第1切割刀片10沿著晶圓11的圓周方向切入第1區域23a，而將第1區域23a去除。
像這樣，當實施第1切割步驟以去除第1區域23a後，切割後之晶圓11的外周緣11e即成為與晶圓11的正面11a及背面11b大致垂直。
接著，依照與圖4(A)之說明同樣的順序來實施磨削步驟。圖10是顯示變形例之磨削步驟之情形的局部截面正面圖。如圖10所示，晶圓11是以外周緣11e已和晶圓11的正面11a及背面11b成為大致垂直的狀態而被磨削。因此，即使因磨削加工而讓晶圓11變薄，晶圓11的外周緣11e並非是銳利的形狀，因而可抑制晶圓11的機械強度的降低。
另外，上述實施形態之構造、方法等，只要在不脫離本發明的目的之範圍下，均可適當變更而實施。
11:晶圓 11a、25a:正面 11b、25b:背面 11c、11d、11e:外周緣 13:分割預定線(切割道) 15:元件 17:連接電極 19:電極(通孔電極、貫通電極) 21:元件區域 23:外周剩餘區域 23a:第1區域 23b:落差部 23c:第2區域 25:載體基板 27:接著劑 29、31:絕緣膜 2:切割裝置 4、22、42、52:工作夾台 4a、22a、42a、52a:保持面 6:切割單元 8、26、56:主軸 10:第1切割刀片 12:第2切割刀片 20:磨削裝置 24:磨削單元 28、58:安裝座 30:磨削輪 32、62:基台 34:磨削磨石 40:蝕刻裝置 44:噴嘴 46:藥液(蝕刻液) 50:研磨裝置 54:研磨單元 60:研磨墊 64:研磨層 66:研磨液供給路
圖1(A)是顯示晶圓的立體圖，圖1(B)是將晶圓的一部分放大而顯示的立體圖，圖1(C)是將晶圓的一部分放大而顯示的平面圖。 圖2(A)是顯示第1切割步驟之情形的局部截面正面圖，圖2(B)是將外周剩餘區域之第1區域的一部分放大而顯示的平面圖。 圖3是顯示已固定在載體基板的晶圓的截面圖。 圖4(A)是顯示磨削步驟之情形的局部截面正面圖，圖4(B)是顯示將磨削步驟後之晶圓的一部分放大而顯示的截面圖。 圖5(A)是顯示蝕刻步驟之情形的局部截面正面圖，圖5(B)是將蝕刻步驟後之晶圓的一部分放大而顯示的截面圖，圖5(C)是將蝕刻步驟後之外周剩餘區域的一部分放大而顯示的平面圖。 圖6(A)是顯示在背面側形成有絕緣膜之晶圓的截面圖，圖6(B)是將絕緣膜被覆步驟後之晶圓的一部分放大而顯示的截面圖。 圖7是顯示第2切割步驟之情形的局部截面正面圖。 圖8(A)是顯示研磨步驟之情形的局部截面正面圖，圖8(B)是將研磨步驟後之晶圓的一部分放大而顯示的截面圖。 圖9是顯示變形例之第1切割步驟之情形的局部截面正面圖。 圖10是顯示變形例之磨削步驟之情形的局部截面正面圖。
11:晶圓
11a:正面
11b:背面
11c:外周緣
13:分割預定線(切割道)
15:元件
17:連接電極
19:電極(通孔電極、貫通電極)
21:元件區域
23:外周剩餘區域

Claims (1)

  1. 一種晶圓的加工方法，是對具備元件區域及圍繞該元件區域的外周剩餘區域之晶圓進行加工， 前述元件區域具有分別形成在藉由交叉之複數條分割預定線所區劃出的複數個區域的正面側之複數個元件、及沿著該區域的厚度方向而埋入該區域的內部且連接於該元件的電極， 前述晶圓的加工方法的特徵在於具備以下步驟： 第1切割步驟，藉由在該外周剩餘區域當中位於該晶圓的外周緣側的第1區域中，使第1切割刀片沿著該晶圓的圓周方向以預定的深度切入，而在該外周剩餘區域形成落差部、或去除該第1區域； 載體基板固定步驟，透過接著劑將該晶圓的正面側固定於載體基板； 磨削步驟，在實施該第1切割步驟與該載體基板固定步驟之後，在將該晶圓的背面側磨削到該晶圓的厚度成為該預定的深度以下且不使該電極在該晶圓的背面側露出的範圍內，來將該晶圓薄化； 蝕刻步驟，在實施該磨削步驟之後，將藥液供給至該晶圓的背面側來蝕刻該晶圓，而讓該電極從該晶圓的背面側突出； 絕緣膜被覆步驟，在實施該蝕刻步驟之後，以絕緣膜覆蓋該晶圓的背面側； 第2切割步驟，在實施該絕緣膜被覆步驟之後，藉由使該第2切割刀片沿著該晶圓的圓周方向切入該外周剩餘區域當中未與該接著劑接觸的第2區域，而去除該第2區域；及 研磨步驟，在實施該第2切割步驟之後，一邊對該晶圓的背面側供給研磨液一邊按壓研磨墊來研磨該絕緣膜，使該電極從該絕緣膜露出。
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