(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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該基板に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であって、
該基板の表面を保護するためのサブストレートの表面に液状樹脂を滴下し回転させることにより該サブストレートの表面に液状樹脂を被覆する液状樹脂被覆工程と、
該基板の表面を液状樹脂が被覆された該サブストレートの表面に液状樹脂を介して接合するサブストレート接合工程と、
該サブストレートの表面が液状樹脂を介して接合された該基板の裏面における該サブストレートからの高さ位置を計測する高さ位置計測工程と、
研削装置のチャックテーブルに該基板の表面に接合された該サブストレート側を載置し、該基板の裏面を露出させて該チャックテーブル上に保持するウエーハ保持工程と、
該チャックテーブルを回転し該チャックテーブルに保持された該ウエーハの該基板の裏面に研削ホイールを回転しつつ該研削ホイールの研削面を該ウエーハの該基板の裏面に接触させて該ウエーハの該基板の裏面を研削する裏面研削工程と、を含み、
該裏面研削工程を実施する前に、該高さ位置計測工程によって計測された該サブストレートの表面が液状樹脂を介して接合された該基板の裏面における該サブストレートからの高さ位置に基づいて該基板の裏面における外周側から中心側に至る勾配を求め、該勾配に対応して該チャックテーブルの保持面と該研削ホイールの研削面との対面状態を調整する対面状態調整工程を実施し、
該裏面研削工程では、埋設された全ての該電極が露出されない高さ位置で研削を終了する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。  
【請求項２】
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該基板に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であって、
該基板の表面を保護するためのサブストレートの表面に液状樹脂を滴下し回転させることにより該サブストレートの表面に液状樹脂を被覆する液状樹脂被覆工程と、
該基板の表面を液状樹脂が被覆された該サブストレートの表面に液状樹脂を介して接合するサブストレート接合工程と、
該サブストレートの表面が液状樹脂を介して接合された該基板に埋設された該電極における裏面側端面の該サブストレートからの高さ位置を計測する高さ位置計測工程と、
研削装置の該チャックテーブルに該基板の表面に接合された該サブストレート側を載置し、該基板の裏面を露出させて該チャックテーブル上に保持するウエーハ保持工程と、
該チャックテーブルを回転し該チャックテーブルに保持された該ウエーハの該基板の裏面に該研削ホイールを回転しつつ該研削ホイールの研削面を該ウエーハの該基板の裏面に接触させて該ウエーハの該基板の裏面を研削する裏面研削工程と、を含み、
該裏面研削工程を実施する前に、該高さ位置計測工程によって計測された該電極における裏面側端面の該サブストレートからの高さ位置に基づいて電極の裏面側端面における外周側から中心側に至る勾配を求め、該勾配に対応して該チャックテーブルの保持面と該研削ホイールの研削面との対面状態を調整する対面状態調整工程を実施する、
ことを特徴とする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。
【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。
【０００３】
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。）
【０００４】
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１０μm程度突出させる。（例えば、特許文献２参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４９６２０号公報
【特許文献２】特開２００３−１８８１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように基板の裏面を研削して裏面に電極を露出させると、電極が研削される際に金属原子が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。従って、基板の裏面を研削する際には、電極に至る手前の位置、例えば電極の裏面側先端から３μm程度手前の位置で研削を終了して、電極を基板の裏面に露出させないようにすることが重要である。
なお、基板の裏面を研削する際には、基板の表面に形成されたデバイスを保護するために、基板の表面にガラス板等からなるサブストレートを液状樹脂を介して接合し、この保護部材側を研削装置のチャックテーブルに保持して上面である基板の裏面を研削する。
しかるに、基板の表面にサブストレートを接合するための液状樹脂を均一な厚みで塗布することが困難であることから、サブストレートに表面が接合された基板の裏面は液状樹脂の厚みに沿ってうねりが生ずる。このため、基板に埋設された電極の裏面側先端の高さ位置が不揃いとなり、基板の裏面を研削する際に研削してしまう電極が生ずる。この結果、金属原子が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発生する。
【０００７】
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、ウエーハを構成する基板に埋設された全ての電極を研削して露出させることなく、電極の基板の裏面側先端から僅かに手前の位置で研削を終了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】
【０００８】
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該基板に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であって、
該基板の表面を保護するためのサブストレートの表面に液状樹脂を滴下し回転させることにより該サブストレートの表面に液状樹脂を被覆する液状樹脂被覆工程と、
該基板の表面を液状樹脂が被覆された該サブストレートの表面に液状樹脂を介して接合するサブストレート接合工程と、
該サブストレートの表面が液状樹脂を介して接合された該基板の裏面における該サブストレートからの高さ位置を計測する高さ位置計測工程と、
研削装置のチャックテーブルに該基板の表面に接合された該サブストレート側を載置し、該基板の裏面を露出させて該チャックテーブル上に保持するウエーハ保持工程と、
該チャックテーブルを回転し該チャックテーブルに保持された該ウエーハの該基板の裏面に研削ホイールを回転しつつ該研削ホイールの研削面を該ウエーハの該基板の裏面に接触させて該ウエーハの該基板の裏面を研削する裏面研削工程と、を含み、
該裏面研削工程を実施する前に、該高さ位置計測工程によって計測された該サブストレートの表面が液状樹脂を介して接合された該基板の裏面における該サブストレートからの高さ位置に基づいて該基板の裏面における外周側から中心側に至る勾配を求め、該勾配に対応して該チャックテーブルの保持面と該研削ホイールの研削面との対面状態を調整する対面状態調整工程を実施し、
該裏面研削工程では、埋設された全ての該電極が露出されない高さ位置で研削を終了する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【０００９】
また、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該基板に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であって、
該基板の表面を保護するためのサブストレートの表面に液状樹脂を滴下し回転させることにより該サブストレートの表面に液状樹脂を被覆する液状樹脂被覆工程と、
該基板の表面を液状樹脂が被覆された該サブストレートの表面に液状樹脂を介して接合するサブストレート接合工程と、
該サブストレートの表面が液状樹脂を介して接合された該基板に埋設された該電極における裏面側端面の該サブストレートからの高さ位置を計測する高さ位置計測工程と、
研削装置の該チャックテーブルに該基板の表面に接合された該サブストレート側を載置し、該基板の裏面を露出させて該チャックテーブル上に保持するウエーハ保持工程と、
該チャックテーブルを回転し該チャックテーブルに保持された該ウエーハの該基板の裏面に該研削ホイールを回転しつつ該研削ホイールの研削面を該ウエーハの該基板の裏面に接触させて該ウエーハの該基板の裏面を研削する裏面研削工程と、を含み、
該裏面研削工程を実施する前に、該高さ位置計測工程によって計測された該電極における裏面側端面の該サブストレートからの高さ位置に基づいて電極の裏面側端面における外周側から中心側に至る勾配を求め、該勾配に対応して該チャックテーブルの保持面と該研削ホイールの研削面との対面状態を調整する対面状態調整工程を実施する、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
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厚みに形成するウエーハの加工方法であって、基板の表面を保護するためのサブストレートの表面に液状樹脂を滴下し回転させることにより該サブストレートの表面に液状樹脂を被覆する液状樹脂被覆工程と、基板の表面を液状樹脂が被覆されたサブストレートの表面に液状樹脂を介して接合するサブストレート接合工程と、サブストレートの表面が液状樹脂を介して接合された基板の裏面におけるサブストレートからの高さ位置を計測する高さ位置計測工程と、研削装置のチャックテーブルに基板の表面に接合されたサブストレート側を載置し、基板の裏面を露出させてチャックテーブル上に保持するウエーハ保持工程と、チャックテーブルを回転しチャックテーブルに保持されたウエーハの基板の裏面に研削ホイールを回転しつつ研削ホイールの研削面をウエーハの基板の裏面に接触させてウエーハの基板の裏面を研削する裏面研削工程とを含み、裏面研削工程を実施する前に、高さ位置計測工程によって計測されたサブストレートの表面が液状樹脂を介して接合された基板の裏面におけるサブストレートからの高さ位置に基づいて基板の裏面における外周側から中心側に至る勾配を求め、該勾配に対応してチャックテーブルの保持面と研削ホイールの研削面との対面状態を調整する対面状態調整工程を実施し、該裏面研削工程では、埋設された全ての該電極が露出されない高さ位置で研削を終了するので、ウエーハを構成する基板の裏面（被研削面）が均一に研削され、ウエーハは均一な厚みに研削され、ウエーハを構成する基板に埋設された電極の基板の裏面側先端から例えば３μm程度手前の位置で研削を終了することにより、全ての電極が露出されることはない。
【００１１】
また、本発明によれば、高さ位置計測工程においてサブストレートの表面が液状樹脂を介して接合された基板に埋設された電極における裏面側端面のサブストレートからの高さ位置を計測し、この高さ位置に基づいて電極の裏面側端面における外周側から中心側に至る勾配を求め、この勾配に対応してチャックテーブルの保持面と研削ホイールの研削面との対面状態を調整するので、基板に埋設された電極の高さのバラツキがあり、基板の裏面との距離にバラツキがあっても、裏面研削工程において電極が研削されて露出されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による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】本発明によるウエーハの加工方法における液状樹脂被覆工程の説明図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法におけるサブストレート接合工程の説明図。
【図５】本発明によるウエーハの加工方法における高さ位置計測工程および裏面研削工程を実施するための研削装置の斜視図。
【図６】図５に示す研削装置に装備されるチャックテーブル機構の斜視図。
【図７】図５に示すチャックテーブル機構を構成するチャックテーブル支持機構の平面図。
【図８】図５に示すチャックテーブル機構を構成するチャックテーブルの断面図。
【図９】図５に示す研削装置に装備される制御手段のブロック構成図。
【図１０】本発明によるウエーハの加工方法における高さ位置計測工程の説明図。
【図１１】図１０に示す高さ位置計測工程によって計測された半導体ウエーハを構成するシリコン（Si）基板の裏面の高さ位置を示す説明図。
【図１２】サブストレートの表面が液状樹脂を介して接合された半導体ウエーハの基板をチャックテーブルの保持面に保持した状態を示す断面図。
【図１３】図５に示す研削装置において実施する対面状態調整工程および裏面研削工程の説明図。
【図１４】本発明によるウエーハの加工方法における高さ位置計測工程の他の実施形態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明によるウエーハの加工方法および研削装置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。
【００１４】
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。
【００１５】
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の裏面を研削して銅(Cu)電極２１４を露出させることなく所定の厚みに形成するウエーハの加工方法について説明する。
先ず、シリコン（Si）基板２１の表面を保護するためのサブストレートの表面に液状樹脂を滴下し回転させることによりサブストレートの表面に液状樹脂を被覆する液状樹脂被覆工程を実施する、この液状樹脂被覆工程は、図３の(a)および(b)に示す液状樹脂被覆装置３０を用いて実施する。図３の(a)および(b)に示す保護膜被覆装置３０は、ウエーハを保持するスピンナーテーブル３１と、該スピンナーテーブル３１の回転中心における上方に配置された液状樹脂供給ノズル３２を具備している。このように構成された保護膜被覆装置３０を用いて液状樹脂被覆工程を実施するには、図３の(a)に示すようにスピンナーテーブル３１上に例えば厚みが１mm程度のガラス板からなるサブストレート３の裏面３b側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動し、スピンナーテーブル３１上にサブストレート３を吸引保持する。従って、スピンナーテーブル３１上に保持されたサブストレート３は、表面３ａが上側となる。このようにして、スピンナーテーブル３１上にサブストレート３を保持したならば、図３の(a)に示すようにスピンナーテーブル３１を矢印で示す方向に所定の回転速度（例えば３００〜１０００rpm）で回転しつつ、スピンナーテーブル３１の上方に配置された液状樹脂供給ノズル３２からサブストレート３の表面３ａの中央領域に所定量の液状樹脂３２０を所定量滴下する。そして、スピンナーテーブル３１を６０秒間程度回転することにより、図３の(b)に示すようにサブストレート３の表面３ａに樹脂層３２１が形成される。サブストレート３の表面３ａに被覆する樹脂層３２１の厚みは、上記液状樹脂３２０の滴下量によって決まるが、５０μm程度でよい。なお、液状樹脂３２０としては、炭酸エチレン、エポキシ樹脂、レジスト樹脂等を用いることができる。このようにしてサブストレート３の表面３ａに被覆された樹脂層３２１は、厚みが均一ではなく、上述したように中央領域に滴下された液状樹脂３２０を遠心力によって外周部まで流動するために、図３の(c)に誇張して示すように表面３２１aが凹状に窪み、厚みが中心から外周に向けて徐々に厚くなっている。なお、サブストレート３の表面３ａに被覆された樹脂層３２１は、スピンナーテーブル３１の回転速度が遅く回転時間が短い場合には図３の(d)に示すように表面３２１aが凸状となり、中央部が厚く外周に向かって薄くなる場合もある。
【００１６】
上述した液状樹脂被覆工程を実施したならば、シリコン（Si）基板２１の表面を液状樹脂が被覆されたサブストレート３の表面に液状樹脂を介して接合するサブストレート接合工程を実施する。即ち、図４の(a)および(b)に示すように樹脂層３２１が被覆されたサブストレート３の表面にシリコン（Si）基板２１の表面を樹脂層３２１を介して接合する。このようにしてサブストレート３の表面に樹脂層３２１を介して接合された厚みの薄い（図示の実施形態においては６００μm）シリコン（Si）基板２１は、樹脂層３２１が上述したように中央部が厚く外周に向かって薄くなっているので、この樹脂層３２１に倣って接合される。従って、サブストレート３の表面に被覆された樹脂層３２１が上記図３の(c)に示すように表面３２１aが凹状に窪み、厚みが中心から外周に向けて徐々に厚くなっている場合には、図４の(c)に示すようにシリコン（Si）基板２１の上面である裏面２１bは、凹状に窪み中央部が低く外周に向けて高くなる。一方、サブストレート３の表面に被覆された樹脂層３２１が上記図３の(d)に示すように凸状となり中央部が厚く外周に向かって薄くなる場合には、図４の(d)に示すようにシリコン（Si）基板２１の上面である裏面２１bは、凸状となり中央部が高く外周に向けて低くなる。
【００１７】
上述したようにサブストレート３の表面にシリコン（Si）基板２１の表面を樹脂層３２１を介して接合したならば、シリコン（Si）基板２１の裏面を研削して所定の厚みに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５に示す研削装置４を用いて実施する。  図５に示す研削装置４は、全体を番号４０で示す装置ハウジングを具備している。装置ハウジング４０は、細長く延在する直方体形状の主部４１と、該主部４１の後端部（図５において右上端）に設けられ上方に延びる直立壁４２とを有している。直立壁４２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール４２１、４２１が設けられている。この一対の案内レール４２１、４２１に研削手段としての研削ユニット５が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１８】
研削ユニット５は、移動基台５１と該移動基台５１に装着されたスピンドルユニット５２を具備している。移動基台５１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部５１１、５１１が設けられており、この一対の脚部５１１、５１１に上記一対の案内レール４２１、４２１と摺動可能に係合する被案内溝５１２、５１２が形成されている。このように直立壁４２に設けられた一対の案内レール４２１、４２１に摺動可能に装着された移動基台５１の前面には前方に突出した支持部５１３が設けられている。この支持部５１３にスピンドルユニット５２が取り付けられる。
【００１９】
スピンドルユニット５２は、支持部５１３に装着されたスピンドルハウジング５２１と、該スピンドルハウジング５２１に回転自在に配設された回転スピンドル５２２と、該回転スピンドル５２２を回転駆動するための回転駆動手段としてのサーボモータ５２３とを具備している。回転スピンドル５２２の下端部はスピンドルハウジング５２１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端にはマウンター５２４が設けられている。このマウンター５２４の下面に研削ホイール５２５が装着される。研削ホイール５２５は、環状の基台５２６と該基台５２６の下面に環状に装着された研削砥石５２７とからなっており、環状の基台５２６がマウンター５２４に締結ボルト５２８によって取付けられる。
【００２０】
図５に示す研削装置４は、上記研削ユニット５を上記一対の案内レール４２１、４２１に沿って上下方向に移動せしめる研削送り手段６を備えている。この研削送り手段６は、直立壁４２の前側に配設され上下方向に延びる雄ねじロッド６１を具備している。この雄ねじロッド６１は、その上端部および下端部が直立壁４２に取り付けられた軸受部材６２および６３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材６２には雄ねじロッド６１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ６４が配設されており、このパルスモータ６４の出力軸が雄ねじロッド６１に伝動連結されている。移動基台６１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、この連結部には上下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６１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ６４が正転すると移動基台５１即ち研削ユニット５が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ６４が逆転すると移動基台５１即ち研削ユニット５が上昇即ち後退せしめられる。
【００２１】
図５および図６を参照して説明を続けると、装置ハウジング４０の主部４１の後半部にはチャックテーブル機構７が配設されている。チャックテーブル機構７は、移動基台７１と、該移動基台７１上にチャックテーブル支持機構７２によって支持されたチャックテーブル７３を含んでいる。移動基台７１は、主部４１の後半部に前後方向（直立壁４２の前面に垂直な方向）である矢印４３ａおよび４３ｂで示す方向に延在する一対の案内レール４３、４３上に摺動自在に配設されており、後述するチャックテーブル機構移動手段７６によって図５に示す被加工物搬入・搬出域４４と上記スピンドルユニット５２を構成する研削ホイール５２５の研削砥石５２７と対向する研削域４５との間で移動せしめられる。
【００２２】
チャックテーブル支持機構７２は、チャックテーブル支持板７２１と、該チャックテーブル支持板７２１上に配設されチャックテーブル７３を回転可能に支持する円筒部材７２２と、チャックテーブル支持板７２１を移動基台７１上に支持する支持手段７２３とを具備している。支持手段７２３は、図７に示すように３つの支持部７２４a、７２４b、７２４cによって支持する３点支持機構からなっている。第１の支持部７２４aは支点部となっており、第２の支持部７２４bと第３の支持部７２４cは可動部となっている。可動部である第２の支持部７２４bおよび第３の支持部７２４cは、図７に示すように上下位置調節手段７２５および７２６によって支持されている。上下位置調節手段７２５および７２６は、例えばパルスモータと該パルスモータによって作動せしめられるスクリュー機構からなっている。従って、上下位置調節手段７２５および７２６をそれぞれ作動し第２の支持部７２４bおよび第３の支持部７２４cの高さ位置を調節することにより、チャックテーブル７３の姿勢、即ち後述するチャックテーブル７３の保持面と上記研削ホイール５２５を構成する研削砥石５２７の下面である研削面との対面状態を調整することができる。従って、上下位置調節手段７２５および７２６を含む支持手段７２３は、チャックテーブル７３の保持面と研削ホイール５２５の研削面との対面状態を調整する対面状態調整手段として機能する。
【００２３】
次に、チャックテーブル７３について、図８を参照して説明する。
図８に示すチャックテーブル７３は、円柱状のチャックテーブル本体７３１と、該チャックテーブル本体７３１の上面に配設された円形状の吸着保持チャック７３２とからなっている。チャックテーブル本体７３１は、ステンレス鋼等の金属材によって形成されており、上面に円形の嵌合凹部７３１aが形成されており、この嵌合凹部７３１aの底面外周部に環状の載置棚７３１bが設けられている。そして、嵌合凹部７３１aに無数の吸引孔を備えたポーラスなセラミックス等からなる多孔性部材によって形成された吸着保持チャック７３２が嵌合される。このようにチャックテーブル本体７３１の嵌合凹部７３１aに嵌合された吸着保持チャック７３２は、上面である保持面７３２aが図８において誇張して示すように回転中心P１を頂点として円錐形に形成されている。この円錐形に形成された保持面７３２aは、その半径をRとし、頂点の高さをHとすると、外周から中心に至る勾配（H/R）が図示の実施形態においては０．０００２に設定されている。なお、図示の実施形態においては、吸着保持チャック７３２の直径が２００mm(半径R：１００mm)、高さHが２０μmに設定されている。このように設定されたチャックテーブル７３の保持面７３２aにおける外周から中心に至る勾配（H/R）は、後述する制御手段のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に記憶される。また、チャックテーブル本体７３１には、嵌合凹部７３１aに連通する連通路７３１cが形成されており、この連通路７３１cが図示しない吸引手段に連通されている。従って、吸着保持チャック７３２の上面である保持面７３２a上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被加工物は保持面７３２a上に吸引保持される。このように構成されたチャックテーブル７３は、図６に示す円筒部材７２２内に配設されたサーボモータ７４によって回転せしめられる。
【００２４】
図６を参照して説明を続けると、図示の研削装置４は、上記チャックテーブル機構７を一対の案内レール４３に沿ってチャックテーブル７３の上面である保持面と平行に矢印４３ａおよび４３ｂで示す方向に移動せしめるチャックテーブル機構移動手段７６を具備している。チャックテーブル機構移動手段７６は、一対の案内レール４３間に配設され案内レール４３と平行に延びる雄ねじロッド７６１と、該雄ねじロッド７６１を回転駆動するサーボモータ７６２を具備している。雄ねじロッド７６１は、上記移動基台７１に設けられたねじ穴７１１と螺合して、その先端部が一対の案内レール４３、４３を連結して取り付けられた軸受部材７６３によって回転自在に支持されている。サーボモータ７６２は、その駆動軸が雄ねじロッド７６１の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ７６２が正転すると移動基台７１即ちチャックテーブル機構７が矢印４３ａで示す方向に移動し、サーボモータ７６２が逆転すると移動基台７１即ちチャックテーブル機構７が矢印４３ｂで示す方向に移動せしめられる。矢印４３ａおよび４３ｂで示す方向に移動せしめられるチャックテーブル機構７は、図５における被加工物搬入・搬出域４４と研削域４５に選択的に位置付けられる。
【００２５】
図５に基づいて説明を続けると、図示の実施形態における研削装置４は、装置ハウジング４０の主部４１における前半部上には、第１のカセット１１と、第２のカセット１２と、被加工物仮置き手段１３と、洗浄手段１４と、被加工物搬送手段１５と、被加工物搬入手段１６および被加工物搬出手段１７が配設されている。第１のカセット１１は研削加工前の被加工物を収納し、装置ハウジング４０の主部４１におけるカセット搬入域に載置される。なお、第１のカセット１１には上述したサブストレート３の表面に樹脂層３２１を介してシリコン（Si）基板２１の表面が接合された半導体ウエーハ２が収容される。第２のカセット１２は装置ハウジング４０の主部４１におけるカセット搬出域に載置され、研削加工後の半導体ウエーハ２を収納する。被加工物仮置き手段１３は第１のカセット１１と被加工物搬入・搬出域４４との間に配設され、研削加工前の半導体ウエーハ２を仮置きする。洗浄手段１４は被加工物搬入・搬出域４４と第２のカセット１２との間に配設され、研削加工後の半導体ウエーハ２を洗浄する。被加工物搬送手段１５は第１のカセット１１と第２のカセット１２との間に配設され、第１のカセット１１内に収納された半導体ウエーハ２を被加工物仮置き手段１３に搬出するとともに洗浄手段１４で洗浄された半導体ウエーハ２を第２のカセット１２に搬送する。
【００２６】
上記被加工物搬入手段１６は被加工物仮置き手段１３と被加工物搬入・搬出域４４との間に配設され、被加工物仮置き手段１３上に載置された研削加工前の半導体ウエーハ２を被加工物搬入・搬出域４４に位置付けられたチャックテーブル機構７のチャックテーブル７３上に搬送する。被加工物搬出手段１７は、被加工物搬入・搬出域４４と洗浄手段１４との間に配設され、被加工物搬入・搬出域４４に位置付けられたチャックテーブル７３上に載置されている研削加工後の半導体ウエーハ２を洗浄手段１４に搬送する。
【００２７】
なお、研削加工前の半導体ウエーハ２を所定数収容した第１のカセット１１は、装置ハウジング４０の主部４１における所定のカセット搬入域に載置される。そして、カセット搬入域に載置された第１のカセット１１に収容されていた研削加工前の半導体ウエーハ２が全て搬出されると、空のカセット１１に代えて研削加工前の複数個の半導体ウエーハ２を所定数収容した新しいカセット１１が手動でカセット搬入域に載置される。一方、装置ハウジング４０の主部４１における所定のカセット搬出域に載置された第２のカセット１２に研削加工後の半導体ウエーハ２が所定数搬入されると、かかる第２のカセット１２が手動で搬出され、新しい空の第２のカセット１２が載置される。
【００２８】
図５を参照して説明を続けると、図示の実施形態における研削装置４は、上記被加工物仮置き手段１３に上に載置された研削加工前の半導体ウエーハ２の被研削面または半導体ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１に埋設された銅(Cu)電極２１４の高さ位置を計測する高さ位置計測手段８を具備している。この高さ位置計測手段８は、サブストレート３の表面に樹脂層３２１を介して接合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（被研削面）におけるサブストレート３の表面３aからの高さ、またはシリコン（Si）基板２１に埋設された銅(Cu)電極２１４における裏面（被研削面）側端面の高さ位置を計測する。このような高さ位置計測装置としては、例えばレーザーテック株式会社が製造販売するTSV300-IRを用いることができる。
【００２９】
図示の実施形態における研削装置４は、図９に示す制御手段９を具備している。制御手段９はコンピュータによって構成されており、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）９１と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）９２と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３と、入力インターフェース９４および出力インターフェース９５とを備えている。このように構成された制御手段９の入力インターフェース９４には、高さ位置計測手段８等から検出信号が入力される。また、出力インターフェース９５からは上記回転スピンドル５２２を回転駆動するための電動モータ５２３、研削送り手段６のパルスモータ６４、チャックテーブル７３を支持する上下位置調節手段７２５および７２６、チャックテーブル７３を回転駆動するためのサーボモータ７４、チャックテーブル機構移動手段７６のサーボモータ７６２、高さ位置計測手段８、被加工物仮置き手段１３、スピンナー洗浄手段１４、被加工物搬送手段１５、被加工物搬入手段１６、被加工物搬出手段１７等に制御信号を出力する。
【００３０】
図示の実施形態における研削装置４は以上のように構成されており、以下その作用について説明する。
上述した研削装置４によって上記サブストレート３の表面に樹脂層３２１を介して接合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（被研削面）を研削するには、研削加工前のサブストレート３の表面に接合された半導体ウエーハ２が収容されたカセット１１を所定のカセット載置部に載置する。なお、カセット１１に収容されたサブストレート３の表面に樹脂層３２１を介して接合された半導体ウエーハ２は、上記図４の(c)に示すようにシリコン（Si）基板２１の上面である裏面２１bが凹状に窪み中央部が低く外周に向けて高くなっているものであるとして説明する。
【００３１】
上述したように研削加工前のサブストレート３の表面に接合された半導体ウエーハ２が収容されたカセット１１を所定のカセット載置部に載置し、研削開始スイッチ（図示せず）が投入されると、制御手段９は被加工物搬送手段１５を作動してカセット１１に収容されている研削前のサブストレート３の表面に接合された半導体ウエーハ２を被加工物仮置き手段１３に搬送する。そして、制御手段９は被加工物仮置き手段１３を作動して、搬送された研削前のサブストレート３の表面に接合された半導体ウエーハ２の中心合わせを行う。次に、制御手段９は、サブストレート３の表面に樹脂層３２１を介して接合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（被研削面）におけるサブストレート３からの高さ位置を計測する高さ位置計測工程を実施する。即ち、制御手段９は高さ位置計測手段８を作動し、図１０において実線で示すように検出部８１をサブストレート３の表面に接合された半導体ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の外周縁部に位置付ける。このようにしてシリコン（Si）基板２１の外周縁部に位置付けられた高さ位置計測手段８の検出部８１は、シリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）における外周縁部の高さ(H1)を検出し、高さ位置信号を制御手段９に送る。次に、制御手段９は検出部８１を図１０において２点鎖線で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の中心に位置付ける。このようにして半導体ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の中心に位置付けられた検出部８１は、シリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）における中心の高さ(H2)を検出し、高さ位置信号を制御手段９に送る。制御手段９は、高さ位置計測手段８から送られたシリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）における外周縁部の高さ(H1)データと中心の高さ(H2)データをランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３に記憶する。そして、制御手段９は、シリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）における外周縁部の高さ(H1)から中心の高さ(H2)を減算してシリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）における凹状の高さ差（h）を求める（h＝H1−H2）。このようにしてシリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）における凹状の高さ差（h）を求めたならば、制御手段９はシリコン（Si）基板２１の半径（R）と高さ差（h）から勾配（h/R）を求め、この勾配（h/R）をランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９３に記憶する。なお、図１１にはシリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）における外周縁部の高さ(H1)と中心の高さ(H2)およびシリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）における外周から中心に至る勾配（h/R）が示されている。図１１示す実施形態においては、シリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）における外周縁部のサブストレート３からの高さ(H1)が６１０μm、シリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）における中心のサブストレート３からの高さ(H2)が６０７μmで、高さ差（h）が３μｍとなる。従って、シリコン（Si）基板２１の半径（R）を１００mｍとすると、勾配（h/R＝０．００３／１００)は０．００００３となる。
【００３２】
上述したようにサブストレート３の表面に接合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（被研削面）における高さ位置を計測する高さ位置計測工程を実施したならば、制御手段９は被加工物搬送手段１５を作動して、高さ位置計測工程が実施された半導体ウエーハ２を吸引保持し、上記搬入・搬出領域４４に位置付けられたチャックテーブル７３上に搬送する。このとき、半導体ウエーハ２に接合されたサブストレート３側がチャックテーブル７３上に載置され、被研削面であるシリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）が上側となる。このようにして、搬入・搬出領域４４に位置付けられたチャックテーブル７３上に載置された研削前の半導体ウエーハ２は、図示しない吸引手段が作動することによって図１２に示すようにチャックテーブル７３上にサブストレート３を介して吸引保持される（ウエーハ保持工程）。このようにしてチャックテーブル７３上にサブストレート３を介して吸引保持された研削加工前の半導体ウエーハ２は、図示の実施形態においては円錐形状をなしている。即ち、チャックテーブル７３の保持面７３２aの勾配（H/R）が０．０００２で、サブストレート３の表面に接合された半導体ウエーハ２は、上述したように勾配（h/R)が０．００００３であるため、チャックテーブル７３の保持面７３２a上にサブストレート３を介して吸引保持された研削前の半導体ウエーハ２の上面であるシリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）は、図１２に示すように円錐形状をなしている。
【００３３】
チャックテーブル７３上に研削加工前の半導体ウエーハ２を吸引保持したならば、制御手段９はチャックテーブル機構移動手段７６を作動してチャックテーブル機構７を矢印４３ａで示す方向に移動し、研削域４５に位置付ける。次に、制御手段９はチャックテーブル７３の保持面に保持された半導体ウエーハ２の被加工面であるシリコン（Si）基板２１の裏面２１bと研削ホイール５２５の研削面との対面状態を調整する対面状態調整工程を実施する。この対面状態調整工程は、上記チャックテーブル７３の保持面７３２aの上記勾配（H/R）とシリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）における外周から中心に至る勾配（h/R）に基づいて、上記チャックテーブル７３の保持面と研削ホイール５２５の研削面との対面状態を調整する対面状態調整手段として機能する上下位置調節手段７２５および７２６を含む支持手段７２３を作動することによって実施する。チャックテーブル７３の保持面７３２aと研削ホイール５２５を構成する研削砥石５２７の下面である研削面とは基本的に平行になるように位置付けられているので、チャックテーブル７３の保持面７３２aの勾配（H/R）とシリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）における外周から中心に至る勾配（h/R）との差分を補正するように対面状態調整手段として機能する上下位置調節手段７２５および７２６を調整することにより、図１３に示すようにシリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）と研削砥石５２７の下面である研削面とを平行に位置付ることができる。
【００３４】
上述したように対面状態調整工程を実施したならば、制御手段９は半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル７３を図１３において矢印７３aで示す方向に例えば３００ｒｐｍ程度で回転し、上記サーボモータ５２３を駆動し回転スピンドル５２２を回転して研削ホイール５２５を矢印５２５aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍの回転速度で回転するとともに、上記研削送り手段６のパルスモータ６４を正転駆動して研削ユニット５を下降即ち前進せしめる。このとき、チャックテーブル７３の中心即ち半導体ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の中心を研削ホイール５２５の複数の研削砥石５２７が通過する位置に位置付ける。そして、研削送り手段６のパルスモータ６４を正転駆動して研削ユニット５を下降即ち前進せしめ、研削ホイール５２５の複数の研削砥石５２７を半導体ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１b（被研削面）に所定の荷重で押圧する。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（被研削面）が均一に研削され、半導体ウエーハ２は均一な厚みに研削される（裏面研削工程）。従って、半導体ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１に埋設された銅(Cu)電極２１４のシリコン（Si）基板２１の裏面２１b側先端から例えば３μm程度手前の位置で研削を終了することにより、全ての銅(Cu)電極２１４が露出されることはない。
【００３５】
上記のようにして研削工程を実施したならば、制御手段９は研削送り手段６のパルスモータ６４を逆転駆動してスピンドルユニット５２を所定位置まで上昇させるとともにサーボモータ５２３の回転を停止して研削ホイール５２５の回転を停止し、更に、チャックテーブル７３の回転を停止する。
【００３６】
次に、制御手段９は図６に示すチャックテーブル機構移動手段７６を作動してチャックテーブル７３を矢印４３ｂで示す方向に移動して被加工物搬入・搬出域４４（図５参照）に位置付ける。このようにしてチャックテーブル７３を被加工物搬入・搬出域４４に位置付けたならば、制御手段９はチャックテーブル７３による半導体ウエーハ２の吸引保持を解除し、被加工物搬出手段１７を作動して研削加工が実施された半導体ウエーハ２をチャックテーブル７３から搬出してスピンナー洗浄手段１４に搬送する。
【００３７】
上述したように被加工物搬入・搬出域４４に位置付けられたチャックテーブル７３上から搬出されスピンナー洗浄手段１４に搬送された半導体ウエーハ２は、ここで洗浄された後に被加工物搬送手段１５よって第２のカセット１２の所定位置に収納される。
【００３８】
次に、高さ位置計測工程の他の実施形態について説明する。この高さ位置計測工程は、図１４に示すようにサブストレート３の表面が液状樹脂を介して接合されたシリコン（Si）基板２１に埋設された銅(Cu)電極２１４における裏面側端面のサブストレート３からの高さ位置を計測する。このとき、シリコン（Si）基板２１の外周縁部に埋設された銅(Cu)電極２１４の高さ位置と中心部に埋設された銅(Cu)電極２１４の高さ位置とを求め、両高さ位置に基づいて勾配を求めてもよいが、シリコン（Si）基板２１の外周縁部から中心部までの間に埋設された複数の銅(Cu)電極２１４の高さ位置を求め、該高さ位置を結ぶ線がいずれの銅(Cu)電極２１４も突出しない勾配を求めてもよい。このように、シリコン（Si）基板２１に埋設された銅(Cu)電極２１４における裏面側端面のサブストレート３からの高さ位置を計測することにより、銅(Cu)電極２１４の高さのバラツキがあり、シリコン（Si）基板２１の裏面２１bとの距離にバラツキがあっても、上記裏面研削工程において銅(Cu)電極２１４が研削されて露出されることはない。
【００３９】
なお、上述したように裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２は、シリコンに対してエッチングレートが高くSiO2に対してエッチングレートが極めて低いテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)をエッチング液として用い、シリコン（Si）基板２１の裏面をエッチングすることにより、SiO2で被覆された銅(Cu)電極２１４を裏面から例えば１０μm程度突出させる。そして、シリコン（Si）基板２１の裏面全面にSiO2の絶縁膜を形成した後、ポリッシングすることにより絶縁膜から銅(Cu)電極２１４を露出させ、露出した銅(Cu)電極２１４の端面にバンプが圧着される。
【符号の説明】
【００４０】
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：サブストレート
３０：保護膜被覆装置
４：研削装置
５：研削ユニット
５２：スピンドルユニット
５２２：回転スピンドル
５２５：研削ホイール
５２７：研削砥石
６：研削送り手段
７：チャックテーブル機構
７２：チャックテーブル支持機構
７２５、７２６：上下位置調節手段
７３：チャックテーブル
７３１：チャックテーブル本体
７３２：吸着保持チャック
７３２a：保持面
７６：チャックテーブル機構移動手段
８：高さ位置計測手段
９：制御手段
１１：第１のカセット
１２：第２のカセット
１３：被加工物仮置き手段
１４：スピンナー洗浄手段
１５：被加工物搬送手段
１６：被加工物搬入手段
１７：被加工物搬出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005917850.tif 000007
【図８】
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【図９】
0005917850.tif 000009
【図１０】
0005917850.tif 000010
【図１１】
0005917850.tif 000011
【図１２】
0005917850.tif 000012
【図１３】
0005917850.tif 000013
【図１４】
0005917850.tif 000014
【図４】
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