(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に面取り部を有するウエーハの加工方法であって、
外的刺激を付与することで硬化する接着剤でウエーハの表面を被覆する被覆ステップと、
該被覆ステップを実施した後、該接着剤に外的刺激を付与して接着性が残存する半硬化状態に該接着剤を半硬化させる半硬化ステップと、
該半硬化ステップを実施した後、該接着剤側から切削ブレードでウエーハの外周縁に沿って切り込み、少なくともウエーハの表面から仕上げ厚みに至る深さまでの該面取り部を該接着剤とともに切削して除去する切削ステップと、
該切削ステップを実施した後、ウエーハの該接着剤上に支持基板を貼着するとともに該外的刺激を付与して該接着剤を完全硬化させてウエーハと該支持基板とを貼り合わせ合わせて貼り合わせウエーハを形成する貼り合わせステップと、
該貼り合わせステップを実施した後、該貼り合わせウエーハの該支持基板側をチャックテーブルで保持してウエーハの裏面を研削し、ウエーハを所定の厚みへと薄化する研削ステップと、
該研削ステップを実施した後、ウエーハの該裏面をドライエッチングするエッチングステップと、
を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
前記ウエーハは少なくとも表面から仕上げ厚みに至る複数の電極ポストが内部に埋設されたウエーハから構成され、
前記研削ステップでは、ウエーハの裏面を研削して該仕上げ厚みへと薄化するとともに該裏面に該電極ポストを露出させ、
該エッチングステップでは、ウエーハの該裏面をドライエッチングして該電極ポストの端面を該裏面から突出させる請求項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】
本発明はウエーハの加工方法に関し、特に、複数の電極ポストが埋設されたウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの高集積化、高密化、小型化、薄型化を達成するために、ＭＣＰ（マルチ・チップ・パッケージ）やＳＩＰ（システム・イン・パッケージ）といった複数の半導体チップを積層した積層型半導体パッケージが提案されている。
【０００３】
このような積層型半導体パッケージは、インターポーザと呼ばれるパッケージ基板上に複数の半導体チップを積層することで形成される。一般的には、インターポーザと半導体チップの電極同士、或いは複数積層した半導体チップの電極同士を、金線ワイヤで電気的に結線した後、半導体チップをインターポーザに樹脂でモールド封止することで積層型半導体パッケージが製造される。
【０００４】
ところがこの方法では、半導体チップの電極にボンディングされた金線ワイヤは、半導体チップの外周余剰領域に張り出す形となるために、パッケージサイズは半導体チップよりも大きくなってしまうという問題があった。
【０００５】
また、樹脂でモールド封止する際に金線ワイヤが変形して断線や短絡が生じたり、モールド樹脂中に残存した空気が加熱時に膨張して半導体パッケージの破損を招いたりするという問題があった。
【０００６】
そこで、半導体チップ内に、半導体チップを厚み方向に貫通して半導体チップの電極に接続する貫通電極を設け、半導体チップを積層するとともに貫通電極を接合させて電気的に結線する技術が提案されている（例えば、特開２００５−１３６１８７号公報参照）。
【０００７】
この方法では、シリコンウエーハの表面に複数の半導体デバイスが形成され、各半導体デバイスからは半導体デバイスの電極に接続されてシリコンウエーハの裏面側に伸長する複数の埋め込み銅電極（銅ポスト）が形成された所謂ＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）ウエーハを利用する。
【０００８】
埋め込み銅電極は半導体チップの仕上がり厚さ以上の高さを有し、研削装置でウエーハの裏面を研削及び研磨して半導体チップの仕上がり厚さへ薄肉化するとともに、埋め込み銅電極をウエーハの表面に表出させる。その後、シリコンウエーハだけを選択的にエッチングすることでウエーハの裏面から埋め込み銅電極の先端を突出させ貫通電極とする。
【０００９】
ウエーハの裏面を研削するのに際して、ウエーハの表面に形成されたデバイスを保護するためにウエーハの表面には表面保護テープ又は保護部材としての支持基板が接着剤を介して貼着される。
【００１０】
一般的に半導体ウエーハの外周には、表面から裏面に至る円弧状の面取り部が形成されており、ウエーハの裏面を研削してウエーハを薄くすると、面取り部に円弧面と研削面とによって形成されたナイフエッジが残存して危険であるとともに外周に欠けが生じてデバイスの品質を低下させることがある。
【００１１】
この問題を解決するために、特開２０００−１７３９６１号公報は、半導体ウエーハの外周に形成された面取り部をウエーハの表面から仕上がり厚みに至る深さまで切削して面取り部を部分的に切り落とし（エッジトリミングを実施し）、その後ウエーハの板厚が切り込み深さよりも薄くなるまでウエーハの裏面研削を行う半導体装置の製造方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−１０７６０６号公報
【特許文献２】特開２０００−１７３９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
エッジトリミングされたウエーハを支持基板上に接着剤を介して貼着した後裏面を研削して薄化すると、ウエーハの裏面側外周には接着剤が露出する。エッジトリミングされてないウエーハでも、ウエーハを支持基板に貼り合わせ後にウエーハの面取り部よりも薄くウエーハの裏面研削を行うと、ウエーハの外周には接着剤が露出する。
【００１４】
ウエーハの研削で生成された研削歪を除去するために、或いは、電極ポスト（銅ポスト）が埋設されたＴＳＶ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖｉａ）ウエーハにおいて、電極ポストの頭出し（電極ポスト端面をウエーハ裏面より突出させる）のために研削後のウエーハにドライエッチングを施す場合がある。
【００１５】
このように研削後のウエーハにドライエッチングを施すと、ウエーハを支持基板上に接着剤を介して貼り合わせた貼り合わせウエーハにおいて、ウエーハの裏面側外周に露出した接着剤がドライエッチングガスと反応し、ドライエッチングチャンバー内を汚染させてしまうという問題がある。
【００１６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ドライエッチングチャンバー内を汚染させることのない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】
【００１７】
本発明によると、外周に面取り部を有するウエーハの加工方法であって、外的刺激を付与することで硬化する接着剤でウエーハの表面を被覆する被覆ステップと、該被覆ステップを実施した後、該接着剤に外的刺激を付与して接着性が残存する半硬化状態に該接着剤を半硬化させる半硬化ステップと、該半硬化ステップを実施した後、該接着剤側から切削ブレードでウエーハの外周縁に沿って切り込み、少なくともウエーハの表面から仕上げ厚みに至る深さまでの該面取り部を該接着剤とともに切削して除去する切削ステップと、該切削ステップを実施した後、ウエーハの該接着剤上に支持基板を貼着するとともに該外的刺激を付与して該接着剤を完全硬化させてウエーハと該支持基板とを貼り合わせ合わせて貼り合わせウエーハを形成する貼り合わせステップと、該貼り合わせステップを実施した後、該貼り合わせウエーハの該支持基板側をチャックテーブルで保持してウエーハの裏面を研削し、ウエーハを所定の厚みへと薄化する研削ステップと、該研削ステップを実施した後、ウエーハの該裏面をドライエッチングするエッチングステップと、を具備したことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【００１８】
好ましくは、前記ウエーハは少なくとも表面から仕上げ厚みに至る複数の電極ポストが内部に埋設されたウエーハから構成され、前記研削ステップでは、ウエーハの裏面を研削して該仕上げ厚みへと薄化するとともに該裏面に該電極ポストを露出させ、該エッチングステップでは、ウエーハの該裏面をドライエッチングして該電極ポストの端面を該裏面から突出させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のウエーハの加工方法では、ウエーハの表面を接着剤で被覆した後、ウエーハの外周に形成された面取り部と接着剤とを共に切削して除去するため、ウエーハの裏面を研削してウエーハを薄化してもウエーハの裏面側外周には接着剤が露出することはない。よって、研削後にウエーハにドライエッチングを施しても、ドライエッチングチャンバー内を汚染することがない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図２】半導体ウエーハの模式的断面図である。
【図３】半導体ウエーハの表面に接着剤を被覆した状態の断面図である。
【図４】接着剤とともにウエーハの面取り部を除去するエッジトリミング工程を示す斜視図である。
【図５】エッジトリミングされた状態の断面図である。
【図６】ウエーハの表面に接着剤を介して支持基板を貼り合わせた貼り合わせウエーハの断面図である。
【図７】研削工程を示す斜視図である。
【図８】研削工程終了後の貼り合わせウエーハの断面図である。
【図９】ドライエッチング工程（プラズマエッチング工程）を説明する一部断面側面図である。
【図１０】ドライエッチング工程終了後の貼り合わせウエーハの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、所定の厚さに研削される前の半導体ウエーハ１１の斜視図を示している。図１に示す半導体ウエーハは、例えば厚さが７００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数のストリート（分割予定ライン）１３が格子状に形成されているとともに、複数のストリート１３によって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等の半導体回路１５が形成されている。
【００２２】
このように構成された半導体ウエーハ１１は、半導体回路１５が形成されたデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９を備えている。また、半導体ウエーハ１１の外周にはシリコンウエーハの結晶方位を示すマークとしてのノッチ２１が形成されている。
【００２３】
図２を参照すると、半導体ウエーハ１１の模式的断面図が示されている。半導体ウエーハ１１に形成された各半導体回路１５からは半導体デバイスの仕上がり厚さｔ１以上の深さに埋設された複数の電極ポスト（埋め込み電極）２５が裏面１１ｂ側に伸長している。また、半導体ウエーハ１１の外周には表面から裏面に至る円弧状の面取り部２３が形成されている。
【００２４】
本発明のウエーハの加工方法では、まず図３に示すように、外的刺激を付与することで硬化する接着剤２７でウエーハ１１の表面１１ａを被覆する被覆ステップを実施する。外的刺激としては加熱又は紫外線の照射を含むものであり、接着剤２７として熱硬化性樹脂又は紫外線硬化樹脂を採用することができる。
【００２５】
接着剤２７をウエーハ１１の表面１１ａ上に被覆した後、接着剤２７に加熱又は紫外線の照射等の外的刺激を付与して接着性が残存する半硬化状態に接着剤２７を半硬化させる半硬化ステップを実施する。この半硬化状態は所謂Ｂステージ状態であり、接着剤２７を不完全キュアした状態である。
【００２６】
半硬化ステップを実施した後、接着剤２７側から切削ブレードでウエーハ１１の外周縁に沿って切り込み、少なくともウエーハ１１の表面１１ａから仕上げ厚みｔ１に至る深さまでの面取り部２３を接着剤２７とともに切削して除去する切削ステップ（エッジトリミングステップ）を実施する。
【００２７】
即ち、図４に示すように、表面１１ａに半硬化された接着剤２７が貼着された半導体ウエーハ１１をウエーハ１１側を下にして切削装置２のチャックテーブル４で吸引保持し、切削ブレード１０をウエーハ１１の面取り部２３の上側の接着剤２７に位置付けて、接着剤２７側から切削ブレード１０でウエーハ１１の外周縁に沿って所定深さ切り込み、切削ブレード１０を矢印Ｂ方向に高速回転させながらチャックテーブル４を矢印Ａ方向に少なくとも１回転させることにより、接着剤２７とともに面取り部２３の一部を切削して除去する（エッジトリミングステップ）。エッジトリミングステップ終了後の断面図が図５に示されている。符号２９はトリミングされた部分を示している。
【００２８】
図４において、６は切削装置の切削ユニット（切削手段）であり、スピンドルハウジング８内にモータにより回転駆動される図示しないスピンドルが収容されているとともに、スピンドルの先端部に切削ブレード１０が装着されている。
【００２９】
切削ステップ又はエッジトリミングステップを実施した後、図６に示すように、ウエーハ１１の接着剤２７上に支持基板３１を貼着するとともに加熱又は紫外線照射等の外的刺激を付与して接着剤２７を完全硬化させて、ウエーハ１１と支持基板３１とを貼り合わせて貼り合わせウエーハ３３を形成する貼り合わせステップを実施する。このとき、支持基板３１を半硬化した接着剤２７に押圧しながら接着剤２７を完全硬化させる。
【００３０】
支持基板３１はガラス又はシリコンウエーハ等から形成される。接着剤２７として紫外線硬化樹脂を採用した場合には、支持基板３１はガラス等の透明体から形成する必要がある。
【００３１】
貼り合わせウエーハ３３を形成した後、貼り合わせウエーハ３３の支持基板３１側を研削装置のチャックテーブルで保持してウエーハ１１の裏面１１ｂを研削し、ウエーハ１１を所定の厚みへと薄化する研削ステップを実施する。
【００３２】
この研削ステップでは、図７に示すように、研削装置のチャックテーブル２８により貼り合わせウエーハ３３の支持基板３１側を吸引保持し、ウエーハ１１の裏面１１ｂを露出させる。
【００３３】
研削ユニット１６のスピンドル１８の先端部にはホイールマウント２０が固定されており、このホイールマウント２０には研削ホイール２２が複数のねじにより着脱可能に装着されている。研削ホイール２２は、環状基台２４の自由端部に粒径２〜６０μｍのダイアモンド砥粒をビトリファイドボンド等で固めた複数の研削砥石２６が固着されて構成されている。
【００３４】
研削工程では、チャックテーブル２８を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール２２をチャックテーブル２８と同一方向に、即ち矢印ｂ方向に例えば６０００ｒｐｍで回転させるとともに、図示しない研削ユニット送り機構を作動して研削砥石２６をウエーハ１１の裏面１１ｂに接触させる。
【００３５】
そして、研削ホイール２２を所定の研削送り速度（例えば３〜５μｍ／秒）で下方に所定量研削送りして、ウエーハ１１の研削を実施する。図示しない接触式又は非接触式の厚み測定ゲージによってウエーハ１１の厚みを測定しながら、図８に示すように、電極ポスト２５がウエーハ１１の裏面１１ｂに露出するまでウエーハ１１を研削する。
【００３６】
研削を実施するとウエーハ１１の裏面１１ｂには研削歪が生成されるため、必要に応じて、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）等によりウエーハ１１の裏面１１ｂを研磨してから、ウエーハ１１の裏面１１ｂをドライエッチングして電極ポスト１５をウエーハ１１の裏面１１ｂから露出させるドライエッチングステップを実施する。
【００３７】
このドライエッチングステップについて、図９を参照して説明する。図９（Ａ）において、ドライエッチング装置（プラズマエッチング装置）３０は密閉空間であるプラズマエッチングチャンバー３４を画成するハウジング３２を具備している。ハウジング３２には開口部３２ａが設けられており、この開口部３２ａはエアシリンダ４４により上下に移動するゲート４６により開閉される。
【００３８】
ハウジング３２内には上部電極３６と下部電極３８が配設されている。上部電極３６は支持部４４により支持され、昇降駆動手段４２を駆動することにより上部電極３６はプラズマエッチングチャンバー３４内で上下に移動する。
【００３９】
まず、図９（Ａ）に示すように、上部電極３６を上方に移動し、エアシリンダ４４によりゲート４６を下ろして開口部３２ａを開放してから、搬送装置４８により貼り合わせウエーハ３３を吸着してプラズマエッチングチャンバー３４内に貼り合わせウエーハ３３を導入し、図９（Ｂ）に示すように、貼り合わせウエーハ３３を下部電極３８上に載置する。この状態では、ウエーハ１１の裏面１１ｂが露出した状態となる。
【００４０】
次いで、図９（Ｃ）に示すように、搬送装置４８をプラズマエッチングチャンバー３４内から退避させた後、エアシリンダ４４を駆動してピストンロッド４４ａの先端に固定されたゲート４６で開口部３２ａを閉鎖する。
【００４１】
そして、昇降駆動手段４２を作動して上部電極３６を下降させ、上部電極３６の下面と下部電極３８上に載置されたウエーハ１１の裏面１１ｂとの間の距離を、プラズマエッチング処理に適した所定の電極間距離に位置付ける。この所定の電極間距離は例えば１０ｍｍ程度に設定される。
【００４２】
次に、プラズマエッチングチャンバー３４内を真空排気してから、図示しないガス供給手段を作動してフッ素系ガスと酸素ガスの混合ガスをプラズマ発生用ガスとして図示しないガス供給路を介して上部電極３６に供給する。
【００４３】
プラズマ発生用ガスは上部電極３６に形成された図示しないガス噴出部を介してウエーハ１１の裏面１１ｂに向けて噴出され、プラズマエッチングチャンバー３４内を所定のガス圧力に維持する。
【００４４】
このようにプラズマ発生用の混合ガスを供給した状態で、図示しない高周波電源から上部電極３６と下部電極３８との間に高周波電圧を印加する。これにより、上部電極３６と下部電極３８との間の空間にプラズマ放電が発生し、このプラズマ放電により生じる活性物質の作用により、半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂがエッチングされる。
【００４５】
プラズマエッチング処理は、図１０に示すように、電極ポスト２５の先端が半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂから所定量突出するまで行われる。プラズマエッチング処理により、研削加工によって半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂに生じたマイクロクラック等の研削歪が除去される。
【００４６】
尚、図１０に示した貼り合わせウエーハ３３を専用の剥離剤溶液中に浸漬することにより、半導体ウエーハ１１を支持基板３１から剥離することができる。
【００４７】
本発明のウエーハの加工方法によると、半導体ウエーハ１１の表面１１ａを接着剤２７で被覆した後、ウエーハ１１の面取り部を接着剤２７側から切削して接着剤２７と共に面取り部２３の一部を除去するため、ウエーハ１１を接着剤２７を介して支持基板に貼り合わせた後、ウエーハ１１の裏面１１ｂを研削してウエーハ１１を薄化してもウエーハ１１の裏面１１ｂの外周には接着剤２７が露出することはない。
【００４８】
この状態で貼り合わせウエーハ３３をプラズマエッチングチャンバー３４内に搬入してプラズマエッチングを行うため、ウエーハ１１の裏面側外周に露出した接着剤が存在しないので、プラズマエッチングチャンバー３４内を汚染することがない。
【符号の説明】
【００４９】
２    切削装置
４    切削ブレード
１１    半導体ウエーハ
１５    半導体回路
１６    研削ユニット
２２    研削ホイール
２３    面取り部
２５    電極ポスト（埋め込み電極）
２７    接着剤
３０    プラズマエッチング装置
３１    支持基板
３２    ハウジング
３３    貼り合わせウエーハ
３４    プラズマエッチングチャンバー
３６    上部電極
３８    下部電極
【図１】
0005840003.tif 000002
【図２】
0005840003.tif 000003
【図３】
0005840003.tif 000004
【図４】
0005840003.tif 000005
【図５】
0005840003.tif 000006
【図６】
0005840003.tif 000007
【図７】
0005840003.tif 000008
【図８】
0005840003.tif 000009
【図９】
0005840003.tif 000010
【図１０】
0005840003.tif 000011