(57)【要約】【課題】研削中にデバイスが破損することを抑制することができるウェーハの加工方法を提供すること。【解決手段】ウェーハの加工方法は、外周縁が面取りされた第１のウェーハの表面側を第２のウェーハの表面側に貼り合わせる貼り合わせステップＳＴ１と、貼り合わせステップＳＴ１の後、第２のウェーハの裏面側をチャックテーブルで保持し、第１のウェーハの裏面側を研削して仕上げ厚さまで薄化する研削ステップＳＴ３と、を備え、研削ステップＳＴ３の前に、第１のウェーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を、第１のウェーハのデバイス領域の外周縁に沿って照射し、第１のウェーハの表面側近傍の内部に環状の改質層を形成し、研削ステップで発生する第１のウェーハ外周縁の欠けがデバイス領域に伸展するのを抑制する改質層形成ステップＳＴ２と、を備える。【選択図】図４
2020057709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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表面側に備え、外周縁が面取りされた第１のウェーハの該表面側を、第２のウェーハの表面側に貼り合わせる貼り合わせステップと、
該貼り合わせステップの後、該第２のウェーハの裏面側をチャックテーブルで保持し、該第１のウェーハの裏面側を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、
該研削ステップの前に、該第１のウェーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を、該第１のウェーハの該デバイス領域の外周縁に沿って照射し、該第１のウェーハの該表面側近傍の内部に環状の改質層を形成し、該研削ステップで発生するウェーハ外周縁の欠けが該デバイス領域に伸展するのを抑制する改質層形成ステップと、を備えるウェーハの加工方法。
【請求項２】
該改質層形成ステップでは、該貼り合わせステップの前または後に、該第１のウェーハの裏面側から照射した該レーザー光線で該改質層が形成される請求項１記載のウェーハの加工方法。
【請求項３】
該改質層形成ステップでは、該貼り合わせステップの前に、該第１のウェーハの表面側から照射した該レーザー光線で該改質層が形成される請求項１記載のウェーハの加工方法。
【請求項４】
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表面側に備え、外周側面が面取りされた第１のウェーハの該表面側を、第２のウェーハの表面側に貼り合わせる貼り合わせステップと、
該貼り合わせステップの後、該第２のウェーハの裏面側をチャックテーブルで保持し、該第１のウェーハの裏面側を研削して薄化する研削ステップと、を備え、
該貼り合わせステップの前に、該第１のウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を、該第１のウェーハの表面側から該デバイス領域の外周縁に沿って照射し、該第１のウェーハの表面に該第１のウェーハの仕上げ厚さを超える深さの環状のレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップを備えることを特徴とするウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貼り合わせウェーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＳＶ（Through-Silicon  Via）ウェーハは、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。例えば、３Ｄ  ＮＡＮＤフラッシュメモリなどは、この技術を用いて製造されている。ＴＳＶウェーハは、低背面化のため研削して薄化されるが、その場合、基台となる支持ウェーハ（シリコンやガラス、セラミックス等）に張り合わされた状態で研削される。
【０００３】
通常、ウェーハの外周側面は、面取りされてＲ形状に形成されているため、極薄に研削されるとウェーハの外周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。研削中にエッジの欠けが発生すると、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恐れがある。この対策として、所謂エッジトリミング技術が開発された（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８９５５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されたエッジトリミング技術は、ウェーハの表面側の外周縁を環状に切削する際に、かえって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という課題があったり、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。
【０００６】
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、研削中にデバイスが破損することを抑制することができるウェーハの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウェーハの加工方法は、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表面側に備え、外周縁が面取りされた第１のウェーハの該表面側を、第２のウェーハの表面側に貼り合わせる貼り合わせステップと、該貼り合わせステップの後、該第２のウェーハの裏面側をチャックテーブルで保持し、該第１のウェーハの裏面側を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、該研削ステップの前に、該第１のウェーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を、該第１のウェーハの該デバイス領域の外周縁に沿って照射し、該第１のウェーハの該表面側近傍の内部に環状の改質層を形成し、該研削ステップで発生するウェーハ外周縁の欠けが該デバイス領域に伸展するのを抑制する改質層形成ステップと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記ウェーハの加工方法において、該改質層形成ステップでは、該貼り合わせステップの前または後に、該第１のウェーハの裏面側から照射した該レーザー光線で該改質層が形成されても良い。
【０００９】
前記ウェーハの加工方法において、該改質層形成ステップでは、該貼り合わせステップの前に、該第１のウェーハの表面側から照射した該レーザー光線で該改質層が形成されても良い。
【００１０】
本発明のウェーハの加工方法は、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表面側に備え、外周側面が面取りされた第１のウェーハの該表面側を、第２のウェーハの表面側に貼り合わせる貼り合わせステップと、該貼り合わせステップの後、該第２のウェーハの裏面側をチャックテーブルで保持し、該第１のウェーハの裏面側を研削して薄化する研削ステップと、を備え、該貼り合わせステップの前に、該第１のウェーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を、該第１のウェーハの表面側から該デバイス領域の外周縁に沿って照射し、該第１のウェーハの表面に該第１のウェーハの仕上げ厚さを超える深さの環状のレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本願発明のウェーハの加工方法は、研削中にデバイスが破損することを抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の加工対象のウェーハの一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図３は、図１に示すウェーハのデバイスを拡大して示す斜視図である。
【図４】図４は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。
【図５】図５は、図４に示されたウェーハの加工方法の貼り合わせステップにおいて第１のウェーハの表面と第２のウェーハの表面とを対向させた状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、図４に示されたウェーハの加工方法の貼り合わせステップにおいて第１のウェーハと第２のウェーハとを貼り合わせた状態を示す斜視図である。
【図７】図７は、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】図８は、図４に示されたウェーハの加工方法の改質層形成ステップを模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、図４に示されたウェーハの加工方法の研削ステップを模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、図４に示されたウェーハの加工方法の研削ステップ後のウェーハを模式的に示す平面図である。
【図１１】図１１は、実施形態２に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、図１１に示されたウェーハの加工方法の改質層形成ステップを模式的に示す断面図である。
【図１３】図１３は、図１１に示されたウェーハの加工方法の改質層形成ステップの変形例を模式的に示す断面図である。
【図１４】図１４は、実施形態３に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、図１４に示されたウェーハの加工方法のレーザー加工溝形成ステップの水溶性樹脂を塗布する状態を模式的に示す断面図である。
【図１６】図１６は、図１４に示されたウェーハの加工方法のレーザー加工溝形成ステップのレーザー加工溝を形成する状態を模式的に示す断面図である。
【図１７】図１７は、図１４に示されたウェーハの加工方法のレーザー加工溝形成ステップの水溶性樹脂を除去する状態を模式的に示す断面図である。
【図１８】図１８は、実施形態４に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、図１８に示されたウェーハの加工方法のプリ研削ステップを模式的に示す断面図である。
【図２０】図２０は、図１８に示されたウェーハの加工方法の改質層形成ステップを模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るウェーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の加工対象のウェーハの一例を示す斜視図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、図１に示すウェーハのデバイスを拡大して示す斜視図である。図４は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。
【００１５】
実施形態１に係るウェーハの加工方法は、図１に示すウェーハ１の加工方法である。実施形態１では、ウェーハ１は、シリコン、サファイア、又はガリウムヒ素などを基板２とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハである。ウェーハ１は、図１及び図２に示すように、デバイス領域３と、デバイス領域３を囲繞する外周余剰領域４とを基板２の表面５側に備え、外周縁８が面取りされている。
【００１６】
デバイス領域３は、複数のデバイス６が形成され、デバイス６は、基板２の表面５の交差する複数の分割予定ライン７で区画された各領域にそれぞれ形成されている。即ち、分割予定ライン７は、複数のデバイス６を区画するものである。実施形態１において、デバイス６は、３ＤＮＡＮＤフラッシュメモリを構成するものであるが、本発明では、これに限定されない。
【００１７】
また、デバイス６は、図３に示すように、電極パッド９と、電極パッド９に接続した貫通電極１０とを備える。電極パッド９は、デバイス６の表面に少なくとも一つ（実施形態１では、複数）設けられている。貫通電極１０は、基板２が薄化され、デバイス６がウェーハ１から個々に分割されると、デバイス６の基板２を貫通する貫通電極（ＴＳＶ：Through-Silicon  Via）となるものである。実施形態１では、貫通電極１０は、電極パッド９と１対１で対応して設けられている。貫通電極１０は、一端が対応する電極パッド９に接続し、対応する電極パッド９からウェーハ１の基板２の裏面１１に向って延びて、基板２内に埋設されている。なお、貫通電極１０のウェーハ１の基板２の表面５からの長さは、ウェーハ１の仕上げ厚さ１００よりと等しいが、本発明では、仕上げ厚さ１００より長くても良い。
【００１８】
なお、実施形態１に係るウェーハの加工方法の加工前の状態では、貫通電極１０は、図２及び図３に示すように、他端が裏面１１側に露出せずに、基板２内に位置している。実施形態１において、ウェーハ１は、デバイス６が前述した貫通電極１０を有しているので、個々に分割されたデバイス６が貫通電極を有する所謂ＴＳＶウェーハである。
【００１９】
外周余剰領域４は、全周に亘ってデバイス領域３を囲繞し、かつデバイス６が形成されていない領域である。また、ウェーハ１の外周縁８は、厚さ方向の中央が最も外周側に突出するように、表面５から裏面１１に至る断面円弧状に形成されている。
【００２０】
実施形態１に係るウェーハの加工方法は、一対のウェーハ１の表面５側を互いに貼り合わせ、一方のウェーハ１を仕上げ厚さ１００まで薄化する方法である。なお、本明細書は、一対のウェーハ１のウェーハ１同士を区別する際には、一方のウェーハ１を第１のウェーハ１−１と記し、他方のウェーハ１を第２のウェーハ１−２と記し、区別しない場合には、単にウェーハ１と記す。実施形態１に係るウェーハの加工方法は、図４に示すように、貼り合わせステップＳＴ１と、改質層形成ステップＳＴ２と、研削ステップＳＴ３とを備える。
【００２１】
（貼り合わせステップ）
図５は、図４に示されたウェーハの加工方法の貼り合わせステップにおいて第１のウェーハの表面と第２のウェーハの表面とを対向させた状態を示す斜視図である。図６は、図４に示されたウェーハの加工方法の貼り合わせステップにおいて第１のウェーハと第２のウェーハとを貼り合わせた状態を示す斜視図である。図７は、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【００２２】
貼り合わせステップＳＴ１は、第１のウェーハ１−１の表面５側を、第２のウェーハ１−２の表面５側に貼り合わせるステップである。貼り合わせステップＳＴ１では、第１のウェーハ１−１の表面５と第２のウェーハ１−２の表面５とのうちの一方に接着層１２を積層する。実施形態１では、第２のウェーハ１−２の表面５に接着層１２を積層する。貼り合わせステップＳＴ１では、図５に示すように、第１のウェーハ１−１の表面５と第２のウェーハ１−２の表面５とを、間隔をあけて対向させた後、図６及び図７に示すように、第１のウェーハ１−１の表面５と第２のウェーハ１−２の表面５とを貼り合わせる。なお、実施形態１では、接着層１２として、基材層の表裏面に粘着材層が積層された両面テープを用いるが、本発明では、接着層１２は、両面テープに限定されない。ウェーハの加工方法は、第１のウェーハ１−１の表面５と第２のウェーハ１−２の表面５とを貼り合わせると、改質層形成ステップＳＴ２に進む。
【００２３】
（改質層形成ステップ）
図８は、図４に示されたウェーハの加工方法の改質層形成ステップを模式的に示す断面図である。改質層形成ステップＳＴ２は、研削ステップＳＴ３の前で貼り合わせステップＳＴ１の後に、第１のウェーハ１−１に対して透過性を有する波長のレーザー光線２１を、第１のウェーハ１−１のデバイス領域３の外周縁に沿って照射し、第１のウェーハ１−１の表面５側近傍の内部に環状の改質層１３を形成し、研削ステップＳＴ３で発生する第１のウェーハ１−１の外周縁８の欠けであるクラック１４（図１０に示す）がデバイス領域３に伸展するのを抑制するステップである。
【００２４】
なお、改質層１３は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲の母材とは異なる状態になった領域をいい、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。実施形態１では、改質層１３の機械的な強度は、周囲の機械的な強度よりも低い。
【００２５】
改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置２０が、チャックテーブル２２の保持面２３に第２のウェーハ１−２の裏面１１側を吸引保持する。改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置２０は、図８に示すように、レーザー光線２１を照射するレーザー光線照射ユニット２４を第１のウェーハ１−１のデバイス領域３よりも外周側に鉛直方向に沿って対向させた後、レーザー光線２１の集光点２１−１を第１のウェーハ１−１の内部でかつ表面５寄りの位置に設定して、チャックテーブル２２を鉛直方向と平行な軸心回りに回転させながらレーザー光線照射ユニット２４からレーザー光線２１を第１のウェーハ１−１に照射する。なお、実施形態１では、レーザー加工装置２０は、図８に示すように、レーザー光線２１を照射するレーザー光線照射ユニット２４を第１のウェーハ１−１の外周余剰領域４のデバイス領域３と外周余剰領域４との境界又は境界寄りの位置に鉛直方向に沿って対向させて、境界又は境界寄りの位置にレーザー光線２１を照射する。
【００２６】
改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置２０は、貼り合わせステップＳＴ１の後に、第１のウェーハ１−１の裏面１１側から照射したレーザー光線２１で第１のウェーハ１−１の内部のデバイス領域３よりも外周側に全周に亘って連続した環状の改質層１３を形成する。なお、実施形態１において、改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置２０が第１のウェーハ１−１の表面５から仕上げ厚さ１００に範囲に環状に連続した改質層１３を形成する。改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置２０は、改質層１３からはクラックを厚さ方向に延在して発生させるような条件でレーザー光線２１を照射しても良い。さらに、改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置２０は、レーザー光線２１の集光点２１−１の高さを変更して複数回レーザー光線２１を照射して、複数層の改質層１３を形成しても良い。また、改質層１３及びクラックの総厚は、第１のウェーハ１−１の仕上げ厚さ１００の少なくとも１／２以上、望ましくは総厚以上に形成する。ウェーハの加工方法は、第１のウェーハ１−１のデバイス領域３よりも外周側に環状に連続した改質層１３を形成すると、研削ステップＳＴ３に進む。
【００２７】
（研削ステップ）
図９は、図４に示されたウェーハの加工方法の研削ステップを模式的に示す断面図である。図１０は、図４に示されたウェーハの加工方法の研削ステップ後のウェーハを模式的に示す平面図である。研削ステップＳＴ３は、貼り合わせステップＳＴ１の後、第２のウェーハ１−２の裏面１１側を研削装置３０のチャックテーブル３２で保持し、第１のウェーハ１−１の裏面１１側を研削して第１のウェーハ１−１を仕上げ厚さ１００まで薄化するステップである。
【００２８】
研削ステップＳＴ３では、図９に示すように、研削装置３０がチャックテーブル３２の保持面３３に第２のウェーハ１−２の裏面１１側を吸引保持し、スピンドル３４により研削ホイール３５を回転しかつチャックテーブル３２を軸心回りに回転しながら研削水を供給するとともに、研削ホイール３５の研削砥石３１をチャックテーブル３２に所定の送り速度で近づけることによって、研削砥石３１で第１のウェーハ１−１の裏面１１を研削する。研削ステップＳＴ３では、研削装置３０が仕上げ厚さ１００まで第１のウェーハ１−１を研削して薄化する。研削ステップＳＴ３では、研削装置３０が仕上げ厚さ１００まで第１のウェーハ１−１を研削して薄化すると、裏面１１側に貫通電極１０の他端が露出する又は露出する直前の状態になる。なお、図９は、第２のウェーハ１−２のデバイス６及び貫通電極１０を省略し、図１０は、貫通電極１０の他端を省略している。
【００２９】
研削ステップＳＴ３では、改質層１３が第１のウェーハ１−１のデバイス領域３よりも外周側に連続して形成されているので、第１のウェーハ１−１が、改質層１３で破断される。このために、研削ステップＳＴ３において、第１のウェーハ１−１の外周縁８に発生したクラック１４は、図１０に示すように、第１のウェーハ１−１の中央に向かって延びて改質層１３に到達すると、第１のウェーハ１−１が改質層１３で破断されているので、改質層１３よりも第１のウェーハ１−１の中央側に延びることが抑制される。また、ウェーハの加工方法は、第１のウェーハ１−１を仕上げ厚さ１００まで薄化すると、終了する。
【００３０】
実施形態１に係るウェーハの加工方法は、研削時に外周縁８にクラック１４が発生しても、デバイス領域３にクラック１４が進展するのを防ぐ環状の改質層１３をウェーハ１のデバイス領域３よりも外周側に設けている。このために、ウェーハの加工方法は、研削時に外縁にクラック１４が発生しても、デバイス領域３にクラックが進展することが抑制され、貼り合わせた第１のウェーハ１−１の極薄研削をデバイス６の破損を抑制しつつ実現することができる。その結果、ウェーハの加工方法は、研削中にデバイス６が破損することを抑制することができるという効果を奏する。
【００３１】
また、ウェーハの加工方法は、改質層形成ステップＳＴ２において、レーザー光線２１を照射して改質層１３を形成するので、切削ブレードで切削加工する場合に比べ、加工屑が発生せず、デバイス６に付着するゴミを嫌うイメージセンサなどのデバイス６が形成されたウェーハ１の加工では非常に効果的である。
【００３２】
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係るウェーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１１は、実施形態２に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。図１２は、図１１に示されたウェーハの加工方法の改質層形成ステップを模式的に示す断面図である。図１３は、図１１に示されたウェーハの加工方法の改質層形成ステップの変形例を模式的に示す断面図である。図１１、図１２及び図１３は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００３３】
実施形態２に係るウェーハの加工方法は、図１１に示すように、貼り合わせステップＳＴ１の前に改質層形成ステップＳＴ２を実施すること以外、実施形態１と同じである。実施形態１に係るウェーハの加工方法の改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置２０が、チャックテーブル２２の保持面２３に接着層１２が積層された第１のウェーハ１−１の表面５側を吸引保持する。改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置２０は、図１２に示すように、実施形態１と同様に、レーザー光線２１を照射するレーザー光線照射ユニット２４を第１のウェーハ１−１のデバイス領域３よりも外周側に鉛直方向に沿って対向させた後、レーザー光線２１の集光点２１−１を第１のウェーハ１−１の内部でかつ表面５寄りの位置に設定して、チャックテーブル２２を鉛直方向と平行な軸心回りに回転させながらレーザー光線照射ユニット２４からレーザー光線２１を第１のウェーハ１−１の裏面１１側に照射する。改質層形成ステップＳＴ２では、貼り合わせステップＳＴ１の前に、レーザー加工装置２０は、第１のウェーハ１−１の裏面１１側から照射したレーザー光線２１で第１のウェーハ１−１の内部のデバイス領域３よりも外周側に全周に亘って連続した環状の改質層１３を形成する。実施形態２に係るウェーハの加工方法は、改質層１３からはクラックを厚さ方向に延在して発生させるような条件でレーザー光線２１を照射しても良い。さらに、実施形態２に係るウェーハの加工方法は、レーザー光線２１の集光点２１−１の高さを変更して複数回レーザー光線２１を照射して、複数層の改質層１３を形成しても良い。また、改質層１３及びクラックの総厚は、第１のウェーハ１−１の仕上げ厚さ１００の少なくとも１／２以上、望ましくは総厚以上に形成する。なお、実施形態２に係るウェーハの加工方法は、改質層形成ステップＳＴ２において、接着層１２が積層された第１のウェーハ１−１に改質層１３を形成したが、本発明は、第１のウェーハ１−１の表面５に保護テープを貼着し、保護テープ側をチャックテーブル２２で保持してレーザー加工後、保護テープを剥離した第１のウェーハ１−１の表面５を第２のウェーハ１−２に貼り合わせても良い。
【００３４】
また、実施形態２に係るウェーハの加工方法の改質層形成ステップＳＴ２では、図１３に示すように、レーザー加工装置２０が、貼り合わせステップＳＴ１の前に、チャックテーブル２２の保持面２３に接着層１２が積層されていない状態の第１のウェーハ１−１の裏面１１側を吸引保持して、レーザー光線照射ユニット２４からレーザー光線２１を第１のウェーハ１−１の表面５側に照射する。実施形態２に係るウェーハの加工方法の改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置２０が、第１のウェーハ１−１の表面５側から照射したレーザー光線２１で、実施形態１と同様に、第１のウェーハ１−１の内部のデバイス領域３よりも外周側に全周に亘って連続した環状の改質層１３を形成しても良い。ウェーハの加工方法は、第１のウェーハ１−１のデバイス領域３よりも外周側に環状に連続した改質層１３を形成すると、貼り合わせステップＳＴ１に進む。
【００３５】
実施形態２に係るウェーハの加工方法は、研削時に外周縁８にクラック１４が発生しても、デバイス領域３にクラックが進展するのを防ぐ環状の改質層１３をウェーハ１のデバイス領域３よりも外周側に設けている。その結果、ウェーハの加工方法は、研削中にデバイス６が破損することを抑制することができるという効果を奏する。
【００３６】
〔実施形態３〕
本発明の実施形態３に係るウェーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１４は、実施形態３に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。図１５は、図１４に示されたウェーハの加工方法のレーザー加工溝形成ステップの水溶性樹脂を塗布する状態を模式的に示す断面図である。図１６は、図１４に示されたウェーハの加工方法のレーザー加工溝形成ステップのレーザー加工溝を形成する状態を模式的に示す断面図である。図１７は、図１４に示されたウェーハの加工方法のレーザー加工溝形成ステップの水溶性樹脂を除去する状態を模式的に示す断面図である。図１４、図１５、図１６及び図１７は、実施形態１及び実施形態２と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００３７】
実施形態３に係るウェーハの加工方法は、図１４に示すように、改質層形成ステップＳＴ２の代わりに、貼り合わせステップＳＴ１前に実施されるレーザー加工溝形成ステップＳＴ１０を備えていること以外、実施形態１及び実施形態２と同じである。
【００３８】
レーザー加工溝形成ステップＳＴ１０は、貼り合わせステップＳＴ１の前に、第１のウェーハ１−１に対して吸収性を有する波長のレーザー光線４１を、第１のウェーハ１−１の表面５側からデバイス領域３の外周縁８に沿って照射し、第１のウェーハ１−１の表面５に第１のウェーハ１−１の仕上げ厚さ１００を超える深さの環状のレーザー加工溝１５を形成するステップである。
【００３９】
レーザー加工溝形成ステップＳＴ１０では、第１のウェーハ１−１よりも大径な粘着テープ１０１を第１のウェーハ１−１の裏面１１に貼着し、粘着テープ１０１の外周縁に環状フレーム１０２を貼着し、樹脂被覆装置５０が、図１５に示すように、第１のウェーハ１−１の裏面１１側を粘着テープ１０１を介してスピンナテーブル５１の保持面５２で吸引保持し、スピンナテーブル５１を軸心回りに回転させながら、第１のウェーハ１−１の中央上の塗布ノズル５３から第１のウェーハ１−１の表面５側に液状の水溶性樹脂５４を塗布する。水溶性樹脂５４は、ポリビニルアルコール（polyvinyl  alcohol：ＰＶＡ）又はポリビニルピロリドン（polyvinyl  pyrrolidone：ＰＶＰ）等の水溶性の液状の樹脂等を含む。
【００４０】
第１のウェーハ１−１の表面５に塗布された水溶性樹脂５４は、スピンナテーブル５１の回転により生じる遠心力により第１のウェーハ１−１の外縁側に拡げられて、第１のウェーハ１−１の表面５全体を被覆する。レーザー加工溝形成ステップＳＴ１０では、樹脂被覆装置５０が、第１のウェーハ１−１の表面５側に水溶性樹脂５４を塗布した後、水溶性樹脂５４を乾燥又は加熱して、硬化させて、図１６に示すように、第１のウェーハ１−１の表面５全体を水溶性の樹脂層５５で被覆する。
【００４１】
レーザー加工溝形成ステップＳＴ１０では、レーザー加工装置４０が、チャックテーブル４２の保持面４３に第２のウェーハ１−２の裏面１１側を粘着テープ１０１を介して吸引保持する。レーザー加工溝形成ステップＳＴ１０では、レーザー加工装置４０は、図１６に示すように、レーザー光線４１を照射するレーザー光線照射ユニット４４を第１のウェーハ１−１のデバイス領域３よりも外周側に鉛直方向に沿って対向させた後、レーザー光線４１の集光点を第１のウェーハ１−１の表面５に設定して、チャックテーブル４２を鉛直方向と平行な軸心回りに回転させながらレーザー光線照射ユニット４４からレーザー光線４１を第１のウェーハ１−１に照射する。なお、実施形態３では、レーザー加工装置４０は、図１６に示すように、レーザー光線４１を照射するレーザー光線照射ユニット４４を第１のウェーハ１−１の外周余剰領域４のデバイス領域３と外周余剰領域４との境界又は境界寄りの位置に鉛直方向に沿って対向させて、境界又は境界寄りの位置にレーザー光線４１を照射する。
【００４２】
レーザー加工溝形成ステップＳＴ１０では、レーザー加工装置４０は、第１のウェーハ１−１の表面５側のデバイス領域３よりも外周側に全周に亘ってアブレーション加工を施して、第１のウェーハ１−１の表面５側のデバイス領域３よりも外周側に全周に亘って連続した環状のレーザー加工溝１５を形成する。なお、実施形態３において、レーザー加工溝形成ステップＳＴ１０では、レーザー加工装置４０が第１のウェーハ１−１の表面５から仕上げ厚さ１００を超える深さの環状に連続したレーザー加工溝１５を形成する。
【００４３】
レーザー加工溝形成ステップＳＴ１０では、レーザー加工溝１５を形成した後、図１７に示すように、洗浄装置６０がスピンナテーブル６１の保持面６２に粘着テープ１０１を介して第１のウェーハ１−１の裏面１１側を吸引保持し、スピンナテーブル６１を軸心回りに回転させるとともに、第１のウェーハ１−１上を保持面６２に沿って移動する洗浄水ノズル６３から洗浄水６４を第１のウェーハ１−１の表面５に向けて噴射する。レーザー加工溝形成ステップＳＴ１０では、洗浄水６４がスピンナテーブル６１の回転により生じる遠心力により第１のウェーハ１−１の表面５上をスムーズに流れて、水溶性の樹脂層５５とともに樹脂層５５に付着したデブリを洗い流して、第１のウェーハ１−１の表面５から除去することとなる。レーザー加工溝形成ステップＳＴ１０では、所定時間、洗浄装置６０がスピンナテーブル６１を回転させながら第１のウェーハ１−１の表面５に洗浄水６４を供給すると、第１のウェーハ１−１の洗浄を終了し、第１のウェーハ１−１を乾燥させる。
【００４４】
なお、実施形態３では、樹脂被覆装置５０が水溶性の樹脂層５５を形成し、樹脂被覆装置５０とは別の洗浄装置６０が第１のウェーハ１−１の表面５を洗浄したが、本発明は、ノズル５３，６３を備える一つの装置が、水溶性の樹脂層５５を形成し、第１のウェーハ１−１の表面５を洗浄しても良い。ウェーハの加工方法は、第１のウェーハ１−１の表面を洗浄水６４で洗浄し、第１のウェーハ１−１を乾燥させると、貼り合わせステップＳＴ１に進む。
【００４５】
実施形態３に係るウェーハの加工方法は、研削時に外周縁８にクラック１４が発生しても、デバイス領域３にクラック１４が進展するのを防ぐ環状のレーザー加工溝１５をウェーハ１のデバイス領域３よりも外周側に設けている。その結果、ウェーハの加工方法は、研削中にデバイス６が破損することを抑制することができるという効果を奏する。
【００４６】
〔実施形態４〕
本発明の実施形態４に係るウェーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１８は、実施形態４に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。図１９は、図１８に示されたウェーハの加工方法のプリ研削ステップを模式的に示す断面図である。図２０は、図１８に示されたウェーハの加工方法の改質層形成ステップを模式的に示す断面図である。図１８、図１９及び図２０は、実施形態１、実施形態２及び実施形態３と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
実施形態４に係るウェーハの加工方法は、図１８に示すように、プリ研削ステップＳＴ２０を備えていること以外、実施形態１と同じである。実施形態４では、プリ研削ステップＳＴ２０は、貼り合わせステップＳＴ１後でかつ改質層形成ステップＳＴ２の前に、第１のウェーハ１−１の裏面１１を予め研削するステップである。
【００４８】
プリ研削ステップＳＴ２０では、研削装置７０が、チャックテーブル７２の保持面７３に第２のウェーハ１−２の裏面１１側を吸引保持し、図１９に示すように、スピンドル７４により研削ホイール７５を回転しかつチャックテーブル７２を軸心回りに回転しながら研削水を供給するとともに、研削ホイール７５の研削砥石７１をチャックテーブル７２に所定の送り速度で近づけることによって、研削砥石７１で第１のウェーハ１−１の裏面１１を研削する。
【００４９】
プリ研削ステップＳＴ２０では、仕上げ厚さ１００よりも厚い所定の厚さになるまで第１のウェーハ１−１を研削する。ウェーハの加工方法は、所定の厚さまで第１のウェーハ１−１を薄化すると、改質層形成ステップＳＴ２に進む。
【００５０】
実施形態４に係るウェーハの加工方法の改質層形成ステップＳＴ２では、図２０に示すように、プリ研削ステップＳＴ２０において研削された第１のウェーハ１−１の裏面１１にレーザー光線２１を照射して、改質層１３を形成する。なお、図１９及び図２０は、第２のウェーハ１−２のデバイス６及び貫通電極１０省略している。
【００５１】
実施形態４に係るウェーハの加工方法は、研削時に外周縁８にクラック１４が発生しても、デバイス領域３にクラック１４が進展するのを防ぐ環状の改質層１３をウェーハ１のデバイス領域３よりも外周側に設けている。その結果、ウェーハの加工方法は、研削中にデバイス６が破損することを抑制することができるという効果を奏する。
【００５２】
また、実施形態４に係るウェーハの加工方法は、プリ研削ステップＳＴ２０において、第１のウェーハ１−１を薄化するので、改質層形成ステップＳＴ２においてレーザー光線２１を裏面１１側から照射しても改質層１３を所望の位置に形成することができる。実施形態４に係るウェーハの加工方法は、プリ研削ステップＳＴ２０を備えているので、改質層形成ステップＳＴ２において、レーザー光線照射ユニット２４の集光レンズと集光点２１−１の距離が近く、ウェーハ１を透過させる距離も短くなるので、開口数の高い集光レンズを用いる必要なく、充分に集光点２１−１にレーザー光線２１を集光できるという効果を奏する。
【００５３】
なお、実施形態４では、改質層形成ステップＳＴ２をプリ研削ステップＳＴ２０後に実施したが、本発明では、改質層形成ステップＳＴ２を貼り合わせステップＳＴ１の前に実施しても良い。また、実施形態３では、改質層形成ステップＳＴ２をプリ研削ステップＳＴ２０後に実施したが、本発明では、改質層形成ステップＳＴ２の代わりにレーザー加工溝形成ステップＳＴ１０を貼り合わせステップＳＴ１の前に実施しても良い。
【００５４】
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。
【符号の説明】
【００５５】
１  ウェーハ
１−１  第１のウェーハ
１−２  第２のウェーハ
３  デバイス領域
４  外周余剰領域
５  表面
６  デバイス
８  外周縁
１１  裏面
１３  改質層
１４  クラック（欠け）
１５  レーザー加工溝
２１  レーザー光線
３２  チャックテーブル
４１  レーザー光線
１００  仕上げ厚さ
ＳＴ１  貼り合わせステップ
ＳＴ２  改質層形成ステップ
ＳＴ３  研削ステップ
ＳＴ１０  レーザー加工溝形成ステップ
ＳＴ２０  プリ研削ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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