(57)【要約】      （修正有）【課題】ウエーハの厚みを薄くしても取り扱いが容易で、破損することなく積層デバイスを形成することができるウエーハの加工方法を提供する。【解決手段】基板の表面に格子状に配列された複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハのデバイス領域に対応する裏面を研削して所定の厚みに形成するとともに、外周に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、この研削されたウエーハの裏面をエッチングして基板におけるデバイス領域に対応する裏面から電極を突出せしめる裏面エッチング工程と、ウエーハの基板におけるデバイス領域に対応する裏面に樹脂層を被覆して基板におけるデバイス領域に対応する裏面から突出した電極を埋没させる樹脂層被覆工程と、ウエーハの基板におけるデバイス領域に対応する裏面に被覆された樹脂層を旋削して電極の端面を露出せしめる樹脂層旋削工程とを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に格子状に配列された複数のストリートによって区画された複数の領域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有し、デバイス領域の基板に電極が埋設されているウエーハの加工方法であって、
ウエーハの基板におけるデバイス領域に対応する裏面を研削して所定の厚みに形成するとともに、外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの基板の裏面をエッチングして、基板におけるデバイス領域に対応する裏面から該電極を突出せしめる裏面エッチング工程と、
該裏面エッチング工程が実施されたウエーハの基板におけるデバイス領域に対応する裏面に樹脂層を被覆して基板におけるデバイス領域に対応する裏面から突出した電極を埋没させる樹脂層被覆工程と、
ウエーハの基板におけるデバイス領域に対応する裏面に被覆された樹脂層を旋削して電極の端面を露出せしめる樹脂層旋削工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該樹脂層旋削工程を実施した後に、ウエーハをストリートに沿って切断し個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程を実施する、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
該樹脂層旋削工程を実施した後に、ウエーハを複数積層して積層ウエーハを形成し、該積層ウエーハをストリートに沿って切断し個々の積層デバイスに分割するウエーハ分割工程を実施する、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に格子状に配列された複数のストリートによって区画された複数の領域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有し、該デバイス領域の基板に電極が埋設されているウエーハを、所定の厚みに形成するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハ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等のデバイスを形成する。このように形成された半導体ウエーハは一般に切削装置を用いてストリートに沿って切断することにより個々のデバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
一方近年、電気機器の小型化を図るため、個々のデバイスを積層した積層デバイスが実用化されている。個々のデバイスを積層した積層デバイスの製造方法が下記特許文献１に開示されている。下記特許文献１に開示された積層デバイスの製造方法は、ウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成し、このように裏面が研削された複数のウエーハの表面と裏面を対面させ互いのストリートが一致するように接合して積層ウエーハを形成した後、積層ウエーハを切削装置等のダイシング装置によってストリートに沿って切断することにより、積層デバイスを形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６４６７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、個々のデバイスを積層した積層デバイスは厚みが厚くなり、小型化および軽量化を図るには限界がある。即ち、ウエーハの裏面を研削してウエーハの厚みを５０μm以下に形成すると剛性が低下するため、後工程における取り扱いが困難となる。また、デバイスを積層するためには各デバイスに埋設された電極をウエーハの裏面から突出させる必要があり、電極が裏面から突出した状態でデバイスを積層するとデバイス間に空間ができてデバイスが破損するという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、ウエーハの厚みを薄くしても取り扱いが容易であるとともに、破損することなく積層デバイスを形成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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に格子状に配列された複数のストリートによって区画された複数の領域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有し、デバイス領域の基板に電極が埋設されているウエーハの加工方法であって、
ウエーハの基板におけるデバイス領域に対応する裏面を研削して所定の厚みに形成するとともに、外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの基板の裏面をエッチングして、基板におけるデバイス領域に対応する裏面から該電極を突出せしめる裏面エッチング工程と、
該裏面エッチング工程が実施されたウエーハの基板におけるデバイス領域に対応する裏面に樹脂層を被覆して基板におけるデバイス領域に対応する裏面から突出した電極を埋没させる樹脂層被覆工程と、
ウエーハの基板におけるデバイス領域に対応する裏面に被覆された樹脂層を旋削して電極の端面を露出せしめる樹脂層旋削工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【０００８】
上記樹脂層旋削工程を実施した後に、ウエーハをストリートに沿って切断し個々のデバイスに分割するウエーハ分割工程を実施する。
また、上記樹脂層旋削工程を実施した後に、ウエーハを複数積層して積層ウエーハを形成し、該積層ウエーハをストリートに沿って切断し個々の積層デバイスに分割するウエーハ分割工程を実施する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ウエーハの基板におけるデバイス領域に対応する裏面を研削して所定の厚みに形成するとともに、外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程を実施するので、デバイス領域の厚みを極めて薄く形成しても環状の補強部が残存して剛性が確保されているため、以後の取り扱いが困難となることはない。従って、デバイス領域の厚みを薄くすることが可能であるため、多層に積層しても全体の厚みが薄い積層デバイスを得ることができる。
また、本発明によれば、裏面研削工程が実施されたウエーハの基板の裏面をエッチングして基板におけるデバイス領域に対応する裏面から電極を突出せしめる裏面エッチング工程を実施し、ウエーハの基板におけるデバイス領域に対応する裏面に樹脂層を被覆して基板の裏面から突出した電極を埋没させる樹脂層被覆工程を実施した後に、ウエーハの基板におけるデバイス領域に対応する裏面に被覆された樹脂層を旋削して電極の端面を露出せしめる樹脂層旋削工程を実施するので、デバイスの裏面には樹脂層が被覆されているため、デバイスを積層してもデバイス間に空間が生じないので、デバイスが破損することはない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法によって個々のデバイスに分割されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。
【図２】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。
【図３】図１に示す半導体ウエーハの表面に保護部材を貼着した状態を示す斜視図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程を実施するための研削装置の要部を示す斜視図。
【図５】図４に示す研削装置によって実施する裏面研削工程の説明図。
【図６】図５に示す裏面研削工程が実施された半導体ウエーハの断面図。
【図７】本発明によるウエーハの加工方法における裏面エッチング工程を実施するためのプラズマエッチング装置の断面図。
【図８】図７に示す裏面エッチング工程が実施された半導体ウエーハの断面図。
【図９】本発明によるウエーハの加工方法における樹脂層被覆工程の説明図。
【図１０】図９に示す樹脂層被覆工程が実施された半導体ウエーハの断面図。
【図１１】本発明によるウエーハの加工方法における樹脂層旋削工程を実施するための旋削装置の要部を示す斜視図。
【図１２】図１１に示す旋削装置によって実施する樹脂層旋削工程の説明図。
【図１３】図１２に示す樹脂層旋削工程が実施された半導体ウエーハの断面図。
【図１４】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の説明図。
【図１５】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ分割工程を実施するための切削装置の要部斜視図。
【図１６】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ分割工程の説明図。
【図１７】図１６に示すウエーハ分割工程によって半導体ウエーハが分割されたデバイスの斜視図。
【図１８】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ積層工程の説明図。
【図１９】本発明によるウエーハの加工方法における環状の補強部除去工程の説明図。
【図２０】本発明によるウエーハの加工方法における第２のウエーハ積層工程の説明図。
【図２１】本発明によるウエーハの加工方法における基盤ウエーハ研削工程の説明図。
【図２２】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の他の実施形態を示す説明図。
【図２３】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ分割工程の他の実施形態を示す説明図。
【図２４】図２３に示すウエーハ分割工程によって積層ウエーハが分割された積層デバイスの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明による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には本発明によるウエーハの加工方法によって加工されるウエーハとしての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、例えば厚さが７００μmのシリコン基板２０の表面２０ａに複数のストリート２１が格子状に配列されているとともに、該複数のストリート２１によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス２２が形成されている。この半導体ウエーハ２は、図２に示すようにデバイス２２の表面に配設された複数のボンディングパッド２３を備えているとともに、このボンディングパッド２３に接続しシリコン基板２０に埋設された銅等の金属材からなる電極２４を備えている。このように構成された半導体ウエーハ２は、デバイス２２が形成されているデバイス領域２２０と、該デバイス領域２２０を囲繞する外周余剰領域２３０を備えている。
【００１２】
本発明によるウエーハの加工方法においては、上記図１および図２に示す半導体ウエーハ２のシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０に対応する裏面を研削して所定の厚みに形成するとともに、外周余剰領域２３０に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程を実施するが、その前に図３に示すように半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面２０ａにデバイス２２を保護するための保護部材３を貼着する（保護部材貼着工程）。従って、半導体ウエーハ２は、シリコン基板２０の裏面２０bが露出する形態となる。
【００１３】
保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bにおけるデバイス領域２２０に対応する領域を研削して所定の厚みに形成するとともに、外周余剰領域２３０に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図４に示す研削装置によって実施する。図４に示す研削装置４は、被加工物としてのウエーハ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に保持されたウエーハの加工面を研削する研削手段４２を具備している。チャックテーブル４１は、上面である保持面にウエーハを吸引保持し図４において矢印４１aで示す方向に回転せしめられるように構成されている。研削手段４２は、スピンドルハウジング４２１と、該スピンドルハウジング４２１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４２２と、該回転スピンドル４２２の下端に装着されたマウンター４２３と、該マウンター４２３の下面に取り付けられた研削ホイール４２４とを具備している。この研削ホイール４２４は、円板状の基台４２５と、該基台４２５の下面に環状に装着された研削砥石４２６とからなっており、基台４２５がマウンター４２３の下面に取り付けられている。
【００１４】
上述した研削装置４を用いて裏面研削工程を実施するには、チャックテーブル４１の上面（保持面）に図示しないウエーハ搬入手段によって搬送された上記半導体ウエーハ２の保護部材３側を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより半導体ウエーハ２をチャックテーブ４１上に吸引保持する。ここで、チャックテーブル４１に保持された半導体ウエーハ２と研削ホイール４２４を構成する環状の研削砥石４２６の関係について、図５を参照して説明する。チャックテーブル４１の回転中心P1と環状の研削砥石４２６の回転中心P2は偏芯しており、環状の研削砥石４２６の外径は、半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界線２４０の直径より小さく境界線２４０の半径より大きい寸法に設定され、環状の研削砥石４２６がチャックテーブル４１の回転中心P1（半導体ウエーハ２の中心）を通過するようになっている。
【００１５】
次に、図４および図５に示すようにチャックテーブル４１を矢印４１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ、研削ホイール４２４を矢印４２４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍの回転速度で回転せしめるとともに、研削ホイール４２４を下方に移動して研削砥石４２６を半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bに接触させる。そして、研削ホイール４２４を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面は、図６に示すようにデバイス領域２２０に対応する領域が研削除去され円形状の凹部２２１が形成され、外周余剰領域２３０には環状の補強部２３１が形成される。そして、円形状の凹部２２１が形成されたデバイス領域２２０は、厚みが例えば３０μmに形成され、その裏面２２０bに電極２４の端面が露出する。このように半導体ウエーハ２はデバイス領域２２０の厚みが例えば３０μmと極めて薄く形成されても環状の補強部２３１が残存して剛性が確保されているので、以後の取り扱いが困難となることはない。
【００１６】
上述した裏面研削工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面をエッチングして、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０に対応する裏面２２０bから電極２４を突出せしめる裏面エッチング工程を実施する。この裏面エッチング工程は、図示の実施形態においては図７に示すプラズマエッチング装置を用いて実施する。図７に示すプラズマエッチング装置５は、装置ハウジング５１と、該装置ハウジング５１内に上下方向に対向して配設された下部電極５２と、上部電極５３を具備している。下部電極５２は、円盤状の被加工物保持部５２１と、該被加工物保持部５２１の下面中央部から突出して形成された円柱状の支持部５２２とからなっている。被加工物保持部５２１の上面には多孔質セラミックス材によって形成された吸着チャック５２１aが配設されており、この吸着チャック５２１a上に上記裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２が載置され、図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持される。また、支持部５２２には、高周波電圧印加手段５４に接続されている。
【００１７】
上記上部電極５３は、円盤状のガス噴出部５３１と、該ガス噴出部５３１の上面中央部から突出して形成された円柱状の支持部５３２とからなっている。このようにガス噴出部５３１と円柱状の支持部５３２とからなる上部電極５３は、ガス噴出部５３１が下部電極５２を構成する被加工物保持部５２１と対向して配設されている。上部電極５３を構成する円盤状のガス噴出部５３１には、下面に開口する複数の噴出口５３１ａが設けられている。この複数の噴出口５３１ａは、ガス噴出部５３１に形成された連通路５３１ｂおよび支持部５３２に形成された連通路５３２ａを介してガス供給手段５５に連通されている。ガス供給手段５５は、六フッ化イオウ(SF6)等のフッ素系ガスを主体とするプラズマ発生用の混合ガスを供給するようになっている。
【００１８】
以上のよう構成されたプラズマエッチング装置５を用いて上記エッチング工程を実施するには、下部電極５２を構成する被加工物保持部５２１上に上記裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面に貼着された保護テープ３側を載置し、図示しない吸引手段を作動して半導体ウエーハ２を被加工物保持部５２１上に吸引保持する。従って、被加工物保持部５２１上に吸引保持された半導体ウエーハ２は、シリコン基板２０の裏面が上側となる。
【００１９】
次に、ガス供給手段５５を作動してプラズマ発生用ガスを上部電極５３に供給する。ガス供給手段５５から供給されたプラズマ発生用ガスは、支持部５３２に形成された連通路５３２ａおよびガス噴出部５３１に形成された連通路５３１ｂを通して複数の噴出口５３１ａから下部電極５２の吸着保持部材５２１上に保持された半導体ウエーハ２の裏面（上面）に向けて噴出される。このようにプラズマ発生用ガスを供給した状態で、高周波電圧印加手段５４から下部電極５２と上部電極５３との間に高周波電圧を印加する。これにより、下部電極５２と上部電極５３との間の空間にプラズマが発生し、このプラズマにより生じる活性物質が半導体ウエーハ２の裏面に作用するので、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面がエッチングされる。
【００２０】
上記裏面エッチング工程は、例えば以下の条件で行われる。
高周波電圧印加手段５４の出力  ：２０００W
ハウジング５１内の圧力        ：８０Pa
プラズマ発生用ガス            ：六フッ化イオウ(SF6)を７６ml／分、ヘリウム(He)
を１５ml／分、酸素(O2)を２７ml／分
または
：六フッ化イオウ(SF6)を７６ml／分、三フッ化メチ
ル(CHF3)を１５ml／分、酸素(O2)を２７ml／分
または
：六フッ化イオウ(SF6)を７６ml／分、窒素(N2)を
１５ml／分、酸素(O2)を２７ml／分
エッチング処理時間            ：３分
【００２１】
上述した加工条件によって裏面エッチング工程を実施することにより、半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０の裏面が例えば１０μmエッチングされる。この結果、図８に示すように半導体ウエーハ２のシリコン基板２０のデバイス領域２２０に対応する裏面２２０bから電極２４が１０μm突出する。なお、裏面エッチング工程を実施することにより、上記裏面研削工程においてシリコン基板２０の裏面に生成された研削歪みを除去することができる。
【００２２】
なお、上述した裏面エッチング工程においてはフッ素系ガスを主体とするプラズマ発生用ガスを用いたプラズマエッチングによって実施した例を示したが、裏面エッチング工程は硝酸とフッ酸との混合液からなるエッチング液を用いたウエットエッチングによって実施してもよい。
【００２３】
上述した裏面エッチング工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０に対応する裏面２２０bに樹脂層を被覆してシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０に対応する裏面２２０bから突出した電極２４を埋没させる樹脂層被覆工程を実施する。この樹脂層被覆工程は、アンダーフィルをデバイス領域２２０に対応する裏面２２０bに配設してもよいが、図９に示すようにスピンコーター６を用いて実施する例について説明する。スピンコーター６は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１の中心部上方に配置されたノズル６２を具備している。このスピンコーター６のチャックテーブル６１上に上記裏面エッチング工程が実施された半導体ウエーハ２の表面に貼着されている保護部材３を載置し、図示しない吸引手段を作動してチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２を吸引保持する。従って、半導体ウエーハ２は裏面が上側となる。次に、ノズル６２から液状の樹脂２５を半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０に対応する裏面２２０bに所定量滴下し、チャックテーブル６１を矢印６１aで示す方向に回転する。この結果、液状の樹脂２５が遠心力によって半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０の外周部まで流動する。このようにして半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０に対応する裏面２２０b上を外周部まで流動した樹脂は、経時的に硬化して図１０に示すようにシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０に対応する裏面２２０bに樹脂層２５０が被覆され、デバイス領域２２０に対応する裏面２２０bから突出した電極２４が埋設された状態となる。なお、樹脂層２５０の厚みは２０〜３０μmでよい。
【００２４】
上述した樹脂層被覆工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０に対応する裏面２２０bに被覆された樹脂層２５０を旋削して電極２４の端面を露出せしめる樹脂層旋削工程を実施する。この樹脂層旋削工程は、図１１に示す旋削装置を用いて実施する。図１１に示す旋削装置７は、装置ハウジング７１の後端部に設けられ上方に延びる直立壁７１１の前面に上下方向に配設された一対の案内レール７１１a、７１１aに移動可能に装着された旋削手段としての旋削ユニット７２を具備している。旋削ユニット７２は、移動基台７３と該移動基台７３に取り付けられたバイト工具装着部材７４を具備している。移動基台７３は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部７３１、７３１が設けられており、この一対の脚部７３１、７３１に上記一対の案内レール７１１a、７１１aと摺動可能に係合する被案内溝７３１a、７３１aが形成されている。このように直立壁７１１に設けられた一対の案内レール７１１a、７１１aに摺動可能に装着された移動基台７３の前面にバイト工具装着部材７４が取り付けられる。このバイト工具装着部材７４には、上下方向に貫通するバイト取り付け穴７４１が設けられているとともに、このバイト取り付け穴７４１と対応する前端面からバイト取り付け穴７４１に達する雌ねじ穴７４２が設けられている。このように構成されたバイト工具装着部材７４のバイト取り付け穴７４１にバイト工具７５のバイト本体７５１を挿入し、雌ねじ穴７４２に締め付けボルト７６を螺合して締め付けることにより、バイト工具７５はバイト工具装着部材７４に着脱可能に装着される。なお、バイト工具７５は、図示の実施形態においては超鋼合金等の工具鋼によって棒状に形成されたバイト本体７５１と、該バイト本体７５１の先端部に設けられたダイヤモンド等で形成された切れ刃７５２とによって構成したものが用いられている。
【００２５】
図１１に示す旋削装置７は、上記旋削ユニット７２を上記一対の案内レール７１１a、７１１aに沿って上下方向（後述するチャックテーブルの保持面と垂直な方向）に移動せしめる旋削ユニット送り機構７７を備えている。この旋削ユニット送り機構７７は、直立壁７１１の前側に上下方向に配設された雄ねじロッド７７１を具備している。この雄ねじロッド７７１は、その上端部および下端部が直立壁７１に取り付けられた軸受部材７７２および７７３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材７７２には雄ねじロッド７７１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ７７４が配設されており、このパルスモータ７７４の出力軸が雄ねじロッド７７１に伝動連結されている。なお、移動基台７３の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド７７１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ７７４が正転すると移動基台７３即ち旋削ユニット７２が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ７７４が逆転すると移動基台７３即ち旋削ユニット７２が上昇即ち後退せしめられる。
【００２６】
また、図１１に示す旋削装置７は、装置ハウジング７１の加工作業部７１０に配設されたチャックテーブル７８を備えている。チャックテーブル７８は、上面に多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔性材料から構成された吸着チャック７８１を備えており、この吸着チャック７８１が図示しない吸引手段に接続されている。従って、吸着チャック７８１の上面である保持面に被加工物を載置し、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７８１上に被加工物を吸引保持する。なお、チャックテーブル７８は、図示しない回転駆動機構によって回転可能に構成されているとともに、図示しないチャックテーブル移動機構によって矢印７８aおよび７８bで示す方向に移動せしめられるようになっている。
【００２７】
上述した旋削装置７を用いて樹脂層旋削工程を実施するには、チャックテーブル７８上に上記樹脂層被覆工程が実施された半導体ウエーハ２の表面に貼着されている保護部材３側を載置し、図示しない吸引手段を作動してチャックテーブル７８上に半導体ウエーハ２を吸引保持する。従って、チャックテーブル７８上に保持された半導体ウエーハ２は裏面が上側となる。このようにしてチャックテーブル７８上に半導体ウエーハ２を吸引保持したならば、図示しないチャックテーブル移動機構を作動してチャックテーブル７８を旋削ユニット７２が位置する加工領域に移動し、図１２に示すようにチャックテーブル７８に保持された半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０に対応する裏面２２０bに被覆された樹脂層２５０の右側をバイト工具７５の直下に位置付ける。次に、チャックテーブル７８を矢印７８０で示す方向に例えば２０００rpmの回転速度で回転しつつ、上記旋削ユニット送り機構７７を作動して旋削ユニット７２を下方に移動し、バイト工具７５を切り込み送りする。このバイト工具７５の切り込み位置は、半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０に埋設された電極２４の端面に達する位置に設定されている。このようにして所定位置まで切り込み送りしたならば、上記旋削ユニット送り機構７７を作動して、例えばバイト工具７５の切れ刃７５２の旋削幅が２０数μmの場合には図１２において実線で示す位置から矢印７８aで示す方向に例えば０．６mm／秒の送り速度で移動する。そして、図１２において２点差線で示すようにチャックテーブル７８の回転中心がバイト工具７５に達するまで移動することにより、バイト工具７５の切れ刃７５２によって半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０に対応する裏面２２０bに被覆された樹脂層２５０および電極２４が旋削され、図１３に示すように電極２４の端面が露出せしめられる。なお、電極２４はバイト工具７５によって旋削されるので、銅等の粘りのある金属によって形成されていてもバリが発生することはない。
【００２８】
上述した樹脂層旋削工程を実施したならば、図１４の（ａ）および(b)に示すように樹脂層旋削工程が実施された半導体ウエーハ２の裏面２０bを環状のフレームFに装着されダイシングテープTに貼着する（ウエーハ支持工程）。従って、図１４の(b)に示すようにダイシングテープＴの表面に貼着された半導体ウエーハ２は、表面２０aが上側となる。そして、保護部材３を剥離する（保護部材剥離工程）。
【００２９】
上述したウエーハ支持工程および保護部材剥離工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を複数のストリート２１に沿って切断することにより、個々のデバイス２２に分割するウエーハ分割工程を実施する。このウエーハ分割工程は、図１５に示す切削装置を用いて実施する。図１５に示す切削装置８は、被加工物を保持するチャックテーブル８１と、切削ブレード８２１を備えた切削手段８２と、撮像手段８３を具備している。チャックテーブル８１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない切削送り手段によって図１５において矢印Ｘで示す切削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。なお、チャックテーブル８１の上面には、図１６の（a）に示すように上記半導体ウエーハ２の裏面に形成された円形状の凹部２２１が嵌合する段部８１１が形成されている。この切削装置８によってウエーハ分割工程を実施するには、チャックテーブル８１上に半導体ウエーハ２の裏面２０bが貼着されたダイシングテープT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、半導体ウエーハ２をチャックテーブル８１上に保持する。従って、チャックテーブル８１上に吸引保持された半導体ウエーハ２は、表面２０aが上側となる。なお、図１６においてはダイシングテープTが装着された環状のフレームFを省いて示しているが、環状のフレームFはチャックテーブル８１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。
【００３０】
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８１は、図示しない切削送り手段によって撮像手段８３の直下に位置付けられる。チャックテーブル８１が撮像手段８３の直下に位置付けられると、撮像手段８３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメント作業を実施する。即ち、撮像手段８３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２１と、切削ブレード８２１との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びるストリート２１に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。
【００３１】
以上のようにしてチャックテーブル８１上に保持されている半導体ウエーハ２の切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル８１を切削領域の切削開始位置に移動する。このとき、図１６の（a）に示すように半導体ウエーハ２は所定のストリート２１の一端（図１６の（a）において左端）が切削ブレード８２１の直下より所定量右側に位置するように位置付けられる。そして、切削ブレード８２１を図１６の（a）において矢印８２１aで示す方向に所定の回転速度で回転し、２点鎖線で示す待機位置から図示しない切り込み送り手段によって図１６の（a）において実線で示すように下方に所定量切り込み送りする。この切り込み送り位置は、図１６の（a）に示すように切削ブレード８２１の外周縁が半導体ウエーハ２の裏面２０bにおけるデバイス領域２２０に対応する裏面２２０bに被覆された樹脂層２５０の図１６の（a）において下面、即ちダイシングテープFの表面に達する位置に設定されている。
【００３２】
上述したように切削ブレード８２１の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード８２１を図１６の（a）において矢印８２１aで示す方向に所定の回転速度で回転しつつ、チャックテーブル８１を図１６の（a）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の切削送り速度で移動せしめる。そして、チャックテーブル８１に保持された半導体ウエーハ２の右端が切削ブレード８２１の直下を通過したらチャックテーブル８１の移動を停止する。この結果、図１６の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２には、表面２０aからデバイス領域２３に対応する領域の裏面に被覆された樹脂層２５０（図１６の（a）参照）の下面に達する分割溝２６が形成される。
【００３３】
以上のようにして、半導体ウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２１に沿って上記ウエーハ分割工程を実施したならば、チャックテーブル８１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に延びる各ストリート２１に沿って上記ウエーハ分割工程を実行する。この結果、半導体ウエーハ２には全てのストリート２１に沿って分割溝２６が形成され、デバイス領域２２０は個々のデバイス２２に分割される。
【００３４】
上述したウエーハ分割工程を実施したならば、分割されたデバイス２２をダイシングテープFから剥離してピックアップすることにより、図１７に示すように個々のデバイス２２が得られる。このデバイス２２は、裏面に樹脂層２５０が被覆されているとともに、樹脂層２５０の裏面に電極２４の端面が露出した状態に形成されている。従って、図１７に示すデバイス２２を積層することにより、ボンディングパッド２３と電極２４が互いに接続した積層デバイスを得ることができる。
【００３５】
次に、上述した樹脂層旋削工程が実施された半導体ウエーハ２を複数積層して積層ウエーハを形成し、この積層ウエーハを複数のストリート２１に沿って切断することにより、個々の積層デバイスを得る方法について、図１８乃至図２４を参照して説明する。
上述した樹脂層旋削工程が実施された半導体ウエーハ２を積層するためには、図１８に示すように上記図１に示す半導体ウエーハ２の外周余剰領域２３０を切断し、上述した樹脂層旋削工程が実施された半導体ウエーハ２の裏面に形成された円形状の凹部２２１の内径より僅かに小さい直径を有する基盤ウエーハ２Aを準備する。そして、図１８の(a)および(b)に示すように基盤ウエーハ２Aの表面２０aに樹脂層旋削工程が実施された半導体ウエーハ２におけるデバイス領域２３０に対応する裏面２２０bに被覆された樹脂層２５０を対面させ互いに対応するストリート２１を一致させて接合し積層ウエーハを形成するウエーハ積層工程を実施する。即ち、図１８の(b)に示すように半導体ウエーハ２の裏面に形成された円形状の凹部２２１を基盤ウエーハ２Aに嵌合し、基盤ウエーハ２Aの表面２０aと半導体ウエーハ２におけるデバイス領域２２０に対応する裏面２２０bに被覆された樹脂層２５０を対面し、超音波接合することにより、基盤ウエーハ２Aの表面２０a形成されたボンディングパッド２３と半導体ウエーハ２におけるデバイス領域２３０に対応する裏面２２０bに被覆された樹脂層２５０の表面に露出した電極２４の端面が接合され、積層ウエーハ２Bを形成する。
【００３６】
上述したウエーハ積層工程を実施することにより積層ウエーハ２を形成したならば、後述するウエーハ分割工程を実施してもよいが、更に半導体ウエーハ２を積層するために積層ウエーハ２Bを構成する半導体ウエーハ２を円形状の凹部２２１の内径より僅かに小さい直径となるように環状の補強部２３１を除去する環状の補強部除去工程を実施する。この環状の補強部除去工程は、図示の実施形態においては図１９の(a)に示すレーザー加工装置を用いて実施する。図１９の(a)に示すレーザー加工装置９は、被加工物を保持するチャックテーブル９１と、該チャックテーブル９１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９２を具備している。チャックテーブル９１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機構によって図１９の(a)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機構によって矢印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９２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング９２１の先端に装着された集光器９２２からパルスレーザー光線を照射する。図示のレーザー加工装置９は、上記レーザー光線照射手段９２を構成するケーシング９２１の先端部に装着された撮像手段９３を備えている。この撮像手段９３は、被加工物を照明する照明手段と、該照明手段によって照明された領域を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた像を撮像する撮像素子（ＣＣＤ）等を備え、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。
【００３７】
上記レーザー加工装置９を用いて環状の補強部除去工程を実施するには、図１９の(a)に示すようにレーザー加工装置９のチャックテーブル９１上に上記積層ウエーハ２Bの基盤ウエーハ２A側を載置し、積層ウエーハ２Bをチャックテーブ９１上に吸引保持する。従って、積層ウエーハ２Bは、半導体ウエーハ２の表面２０aを上側にして保持される。そして、図１９の(a)および(b)に示すように半導体ウエーハ２に形成された環状の補強部２３１の内面より僅かに（例えば１mm）内側の位置がレーザー光線照射手段９２の集光器９２２の直下になるように位置付ける。そして、図１９の(b)に示すようにレーザー光線照射手段９２を作動し、集光器９２２からシリコン基板に対して吸収性を有する波長（例えば３５５nm）のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブ９１を回転する。このとき、集光器９２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Pは、積層ウエーハ２Bを構成する半導体ウエーハ２の表面２０a付近に合わせる。この結果、チャックテーブ９１が１回転すると、図１９の(b)に示すように半導体ウエーハ２にはデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界部に切断溝２７が形成され、環状の補強部２３１は切断される。従って、半導体ウエーハ２の外径は基盤ウエーハ２Aの外径と実質的に同一となる。
【００３８】
上述した環状の補強部除去工程を実施したならば、図２０の(a)および(b)に示すように積層ウエーハ２Bにおける半導体ウエーハ２の表面に次に積層する半導体ウエーハ２におけるデバイス領域２２０に対応する裏面２２０bに被覆された樹脂層２５０を対面させ互いに対応するストリートを一致させて接合する第２のウエーハ積層工程を実施する。この第２のウエーハ積層工程は、上記図１８に示すウエーハ積層工程と実質的に同様である。
【００３９】
上記第２のウエーハ積層工程を実施したならば、上記図１９の(a)および(b)に示す環状の補強部除去工程を実施する。そして、設定された枚数の半導体ウエーハ２を積層するまで上記第２のウエーハ積層工程および環状の補強部除去工程を繰り返し実施し、多層の積層ウエーハを形成する。
【００４０】
次に、積層ウエーハ２Bを構成する基盤ウエーハ２Aの裏面２０bを研削して所定の厚みに形成する基盤ウエーハ研削工程を実施する。この基盤ウエーハ研削工程は、図２１の(a)に示す研削装置を用いて実施する。図２１の(a)に示す研削装置１０は、被加工物を保持するチャックテーブル１０１と、該チャックテーブル１０１に保持された被加工物を研削する研削砥石１０２を備えた研削手段１０３を具備している。このように構成された研削装置１０を用いて基盤ウエーハ研削工程を実施するには、図２１の(b)に示すように積層ウエーハ２Bを構成する上側の半導体ウエーハ２の表面に保護部材３を貼着した後、図２１の(a)に示すように保護部材３側をチャックテーブル１０１上に載置し、チャックテーブル１０１上に積層ウエーハ２Bを吸引保持する。従って、積層ウエーハ２Bは、基盤ウエーハ２Aの裏面２０ｂが上側となる。このようにしてチャックテーブル９１上に積層ウエーハ２Bを保持したならば、チャックテーブル１０１を矢印１０１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ、研削手段１０３の研削砥石１０２を矢印１０２aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍの回転速度で回転せしめて基盤ウエーハ２Aの裏面２０ｂに接触することにより研削し、基盤ウエーハ２Aの厚さを例えば３０μmに形成する。
【００４１】
上述した基盤ウエーハ研削工程を実施したならば、積層ウエーハ２Bをストリートに沿って切断し、個々の積層デバイスに分割するウエーハ分割工程を実施する。この分割工程を実施するに先立って、図２２に示すように環状のフレームFに装着されたダイシングテープTの表面に積層ウエーハ２Bを構成する基盤ウエーハ２Aの裏面２０ｂを貼着するウエーハ支持工程を実施する。そして、積層ウエーハ２Bを構成する上側の半導体ウエーハ２の表面に貼着されている保護部材３を剥離する（保護部材剥離工程）。
【００４２】
このようにしてウエーハ支持工程および保護部材剥離工程を実施したならば、上記ウエーハ分割工程を上記図１５に示す切削装置８と実質的に同様の切削装置を用いて実施する。なお、このウエーハ分割工程を実施する場合には、図１５に示す切削装置８のチャックテーブル８１は上面が面一のものを用いる。即ち、図２３に示すように切削装置８のチャックテーブル８１上に上述したウエーハ支持工程において積層ウエーハ２Bが貼着されたダイシングテープT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、ダイシングテープTを介して積層ウエーハ２Bをチャックテーブル８１上に保持する。従って、チャックテーブル８１保持された積層ウエーハ２Bは、上側の半導体ウエーハ２の表面２０aが上側となる。なお、図２３においてはダイシングテープＴが装着された環状のフレームＦを省いて示しているが、環状のフレームＦはチャックテーブル８１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。次に、上記図１５および図１６に示すウエーハ分割工程と同様に積層ウエーハ２Bの切削すべき領域を検出するアライメント作業を実施し、積層ウエーハ２Bを構成する半導体ウエーハ２に形成されているストリート２１に沿って積層ウエーハ２Bを切削する。この結果、積層ウエーハ２Bは、個々の積層デバイスに分割される。そして、分割された積層デバイスをダイシングテープFから剥離してピックアップすることにより、図２４に示すように個々の積層デバイス２２Bが得られる。この積層デバイス２２Bは、各デバイス２２の裏面には樹脂層２５０が被覆されているので、デバイス２２間に空間が生じないため、デバイスが破損することはない。
【符号の説明】
【００４３】
２：半導体ウエーハ
２A：基盤ウエーハ
２B：積層ウエーハ
２０：シリコン基板
２１：ストリート
２２：デバイス
２２B：積層デバイス
２３：ボンディングパッド
２４：電極
２２０：デバイス領域
２３０：外周余剰領域
２５０：樹脂層
３：保護部材
４：研削装置
５：プラズマエッチング装置
６：スピンコーター
７：旋削装置
８：切削装置
９：レーザー加工装置
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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