(57)【要約】【課題】スピンコートによって形成される膜が、外周縁において厚くなるのを防止できる積層ウェーハの加工方法を提供する。【解決手段】積層ウェーハ（２３）の第二ウェーハ（２１）側を保持し、研削手段（８）で第一ウェーハ（１１）を研削して所定の厚みへと薄化する薄化ステップと、薄化ステップを実施した後、第一ウェーハの被研削面に処理を施す処理ステップと、薄化ステップを実施する前または後で、処理ステップを実施する前に、積層ウェーハの外周側面に該第一ウェーハから該第二ウェーハに向かって径が大きくなるような拡径傾斜部（２３ａ）を有する円錐台を形成する円錐台形成ステップと、を備え、円錐台形成ステップでは、第一ウェーハの外周部（１１ｃ）に回転する切削ブレード（１６）を切り込ませつつ切削ブレードを第一ウェーハの半径方向外側に移動させるとともに積層ウェーハを回転させることで拡径傾斜部を形成する構成とした。【選択図】図３
2015023093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第二ウェーハ上に第一ウェーハが積層された積層ウェーハの加工方法であって、
積層ウェーハの第二ウェーハ側を保持し、研削手段で第一ウェーハを研削して所定の厚みへと薄化する薄化ステップと、
該薄化ステップを実施した後、該第一ウェーハの被研削面に処理を施す処理ステップと、
該薄化ステップを実施する前または後で、該処理ステップを実施する前に、積層ウェーハの外周側面に該第一ウェーハから該第二ウェーハに向かって径が大きくなるような拡径傾斜部を有する円錐台を形成する円錐台形成ステップと、を備え、
該円錐台形成ステップでは、該第一ウェーハの外周部に回転する切削ブレードを切り込ませつつ該切削ブレードを該第一ウェーハの半径方向外側に移動させるとともに該積層ウェーハを回転させることで該拡径傾斜部を形成することを特徴とする積層ウェーハの加工方法。
【請求項２】
前記処理ステップでは、該第一ウェーハの被研削面にスピンコートによるレジスト塗布が実施されることを特徴とする請求項１に記載の積層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、複数のウェーハを積層した積層ウェーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコンウェーハを貫くように形成された貫通電極（ＴＳＶ：Through  Silicon  Via）を用いて電気的な接続を実現するＴＳＶプロセスと呼ばれる配線技術が実用化されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
ＴＳＶプロセスでは、例えば、ＩＣ等のデバイスと共に貫通電極が形成されたデバイスウェーハを、支持部材となるサポートウェーハに接着した後、デバイスウェーハを研削して貫通電極を表出させる。表出された貫通電極は、デバイスの接続等に用いられる。
【０００４】
このように、ＴＳＶプロセスは、デバイスウェーハと一体に形成された貫通電極を電気的な接続に利用するので、配線を外部に形成するワイヤーボンディング等の方法と比較して装置の小型化に有利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−５３２１８号公報
【特許文献２】特開２００５−１３６１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したＴＳＶプロセスにおいては、研削されたデバイスウェーハの被研削面にスピンコートで膜を形成することがある。しかしながら、スピンコートは、デバイスウェーハの回転によって生じる遠心力で薬液（例えば、レジスト材料）を拡散させるので、デバイスウェーハの外周縁に薬液が溜まり、局所的に厚い膜が形成され易いという問題があった。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スピンコートによって形成される膜が、外周縁において厚くなるのを防止できる積層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】
【０００８】
本発明によれば、第二ウェーハ上に第一ウェーハが積層された積層ウェーハの加工方法であって、積層ウェーハの第二ウェーハ側を保持し、研削手段で第一ウェーハを研削して所定の厚みへと薄化する薄化ステップと、該薄化ステップを実施した後、該第一ウェーハの被研削面に処理を施す処理ステップと、該薄化ステップを実施する前または後で、該処理ステップを実施する前に、積層ウェーハの外周側面に該第一ウェーハから該第二ウェーハに向かって径が大きくなるような拡径傾斜部を有する円錐台を形成する円錐台形成ステップと、を備え、該円錐台形成ステップでは、該第一ウェーハの外周部に回転する切削ブレードを切り込ませつつ該切削ブレードを該第一ウェーハの半径方向外側に移動させるとともに該積層ウェーハを回転させることで該拡径傾斜部を形成することを特徴とする積層ウェーハの加工方法が提供される。
【０００９】
本発明において、前記処理ステップでは、該第一ウェーハの被研削面にスピンコートによるレジスト塗布が実施されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の積層ウェーハの加工方法では、積層ウェーハに切削ブレードを切り込ませ、外周側面に拡径傾斜部を備える円錐台を形成するので、スピンコートで膜を形成する際の余分な薬液を、拡径傾斜部を通じて積極的に除去できる。
【００１１】
つまり、ウェーハの外周縁に薬液が溜まり難くなるので、形成される膜が外周縁において厚くならずに済む。このように、本発明によれば、スピンコートによって形成される膜が、外周縁において厚くなるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（Ａ）は、積層ウェーハを構成するデバイスウェーハの構成例を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、積層ウェーハが形成される様子を模式的に示す斜視図である。
【図２】薄化ステップを模式的に示す一部断面側面図である。
【図３】図３（Ａ）は、円錐台形成ステップを模式的に示す一部断面側面図であり、図３（Ｂ）は、円錐台形成ステップを模式的に示す平面図である。
【図４】円錐台形成ステップで加工された積層ウェーハの形状を模式的に示す一部断面側面図である。
【図５】処理ステップを模式的に示す一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る積層ウェーハの加工方法は、薄化ステップ（図２参照）、円錐台形成ステップ（図３、図４参照）、処理ステップ（図５参照）を含む。
【００１４】
薄化ステップでは、デバイスウェーハ（第一ウェーハ）とサポートウェーハ（第二ウェーハ）とを積層した積層ウェーハのデバイスウェーハ側を研削する。円錐台形成ステップでは、積層ウェーハに切削ブレードを切り込ませて外周側面に拡径傾斜部を形成し、積層ウェーハを円錐台状に加工する。
【００１５】
処理ステップでは、薄化ステップで研削されたデバイスウェーハの被研削面に、スピンコートでレジスト膜を形成する。以下、本実施の形態に係る積層ウェーハの加工方法について詳述する。
【００１６】
図１（Ａ）は、積層ウェーハを構成するデバイスウェーハの構成例を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、積層ウェーハが形成される様子を模式的に示す斜視図である。
【００１７】
図１（Ａ）に示すように、デバイスウェーハ（第一ウェーハ）１１は、円盤状の半導体ウェーハであり、表面１１ａ側には、中央のデバイス領域１３と、デバイス領域１３を囲む外周余剰領域１５とが設けられている。
【００１８】
デバイス領域１３は、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）１７で複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイス１９が形成されている。ウェーハ１１の外周部１１ｃは面取り加工されており、断面形状は円弧状である（図２参照）。
【００１９】
図１（Ｂ）に示すように、サポートウェーハ（第二ウェーハ）２１は、デバイスウェーハ１１と同等の外径を有する円盤状の板状物であり、接着剤として機能する樹脂（不図示）等を介してデバイスウェーハ１１に接着される。
【００２０】
具体的には、デバイスウェーハ１１の表面１１ａ側とサポートウェーハ２１の表面２１ａ側とを対面させるように、デバイスウェーハ１１とサポートウェーハ２１とを重ねて接着する。これにより、デバイスウェーハ１１とサポートウェーハ２１とが積層された積層ウェーハ２３が形成される。
【００２１】
なお、積層ウェーハ２３は、接着剤を用いない接合等の方法によって形成されても良い。例えば、デバイスウェーハ１１とサポートウェーハ２１との貼り合わせに係る面を親水化処理した後に、当該面同士を当接させて加圧する。これにより、当接部分から水素結合を進展させて、デバイスウェーハ１１とサポートウェーハ２１とを接合させることができる。
【００２２】
サポートウェーハ２１としては、デバイスウェーハ１１と同様の半導体ウェーハを用いることができる。ただし、デバイスウェーハ１１を適切に支持できる板状物であれば、サポートウェーハ２１として使用可能である。例えば、ガラス基板、金属基板、樹脂基板等をサポートウェーハ２１として用いても良い。
【００２３】
本実施の形態に係る積層ウェーハの加工方法では、まず、上述した積層ウェーハ２３のデバイスウェーハ１１を薄く加工する薄化ステップを実施する。図２は、薄化ステップを模式的に示す一部断面側面図である。この薄化ステップは、例えば、図２に示す研削装置２で実施される。
【００２４】
研削装置２は、鉛直方向に延びる回転軸Ｃ１の周りに回転するスピンドル４を備えている。このスピンドル４は、昇降機構（不図示）で昇降される。スピンドル４の下端側には、円盤状のホイールマウント６が設けられており、このホイールマウント６には、研削ホイール（研削手段）８が固定されている。
【００２５】
研削ホイール８は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料で形成されたホイール基台８ａを備えている。このホイール基台８ａの円環状の下面には、全周にわたって複数の研削砥石８ｂが固定されている。
【００２６】
研削ホイール８の下方には、チャックテーブル１０が配置されている。チャックテーブル１０は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、スピンドル４と同様、鉛直方向に延びる回転軸Ｃ２の周りに回転する。
【００２７】
チャックテーブル１０の表面は、積層ウェーハ２３を吸引保持する保持面となっている。保持面には、チャックテーブル１０の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、積層ウェーハ２３を吸引する吸引力が発生する。
【００２８】
薄化ステップでは、まず、サポートウェーハ２１の裏面２１ｂ側を、チャックテーブル１０の保持面に接触させ、吸引源の負圧を作用させる。これにより、積層ウェーハ２３はチャックテーブル１０に吸引保持される。
【００２９】
次に、スピンドル４とチャックテーブル１０とを、それぞれ所定の回転方向Ｒ１，Ｒ２に回転させつつ、スピンドル４を下降させて、デバイスウェーハ１１の裏面１１ｂに研削砥石８ｂを接触させる。
【００３０】
スピンドル４の回転数は、例えば、６０００ｒｐｍに設定され、チャックテーブル１０の回転数は、例えば、３００ｒｐｍに設定される。ただし、スピンドル４及びチャックテーブル１０の回転数は、これらに限定されない。
【００３１】
スピンドル４を所定の送り速度で下降させることにより、デバイスウェーハ１１の裏面１１ｂは研削される。この研削は、接触式又は非接触式の厚み測定センサでデバイスウェーハ１１の厚みを測定しながら実施される。デバイスウェーハ１１が所定の厚み（例えば、１００μｍ）になると、薄化ステップは終了する。
【００３２】
薄化ステップを実施した後には、積層ウェーハ２３を円錐台状に加工する円錐台形成ステップを実施する。図３（Ａ）は、円錐台形成ステップを模式的に示す一部断面側面図であり、図３（Ｂ）は、円錐台形成ステップを模式的に示す平面図であり、図４は、円錐台形成ステップで加工された積層ウェーハ２３の形状を模式的に示す一部断面側面図である。この薄化ステップは、例えば、図３に示す切削装置１２で実施される。
【００３３】
切削装置１２は、水平方向に延びる回転軸Ｃ３の周りに回転するスピンドル１４を備えている。このスピンドル１４は、昇降機構（不図示）で昇降されると共に、移動機構（不図示）によって回転軸Ｃ３と平行な割り出し送り方向に移動される。スピンドル４の一端側には、円環状の切削ブレード１６が取り付けられている。
【００３４】
切削ブレード１６の下方には、チャックテーブル１８が配置されている。チャックテーブル１８は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、鉛直方向に延びる回転軸Ｃ４の周りに回転する。また、チャックテーブル１８は、移動機構（不図示）と連結されており、割り出し送り方向と垂直な加工送り方向に移動される。
【００３５】
チャックテーブル１８の表面は、積層ウェーハ２３を吸引保持する保持面となっている。保持面には、チャックテーブル１８の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、積層ウェーハ２３を吸引する吸引力が発生する。なお、チャックテーブル１８の流路には、ロータリージョイント等が用いられている。これにより、チャックテーブル１８を所定の方向に制限なく回転できる。
【００３６】
円錐台形成ステップでは、まず、サポートウェーハ２１の裏面２１ｂ側を、チャックテーブル１８の保持面に接触させ、吸引源の負圧を作用させる。これにより、積層ウェーハ２３はチャックテーブル１８に吸引保持される。
【００３７】
次に、スピンドル１４とチャックテーブル１８とを、それぞれ所定の回転方向Ｒ３，Ｒ４に回転させつつ、スピンドル１４を下降させて、デバイスウェーハ１１の裏面１１ｂ側から外周部１１ｃの近傍に切削ブレード１６を切り込ませる。同時に、切削ブレード１６がデバイスウェーハ１１の径方向外向きに移動するように、切削ブレード１６を割り出し送り方向に移動させる。
【００３８】
つまり、切削ブレード１６は、図３に示す移動方向Ｄ１に相対移動しながら積層ウェーハ２３を切削する。このように、切削ブレード１６を、デバイスウェーハ１１の径方向外向きに移動させながら切り込ませることで、図４に示すように、積層ウェーハ２３は円錐台状に加工される。なお、切削ブレード１６の切り込み深さは、少なくともサポートウェーハ２１が切削ブレード１６に切り込まれる程度とする。
【００３９】
積層ウェーハ２３の外周側面には、デバイスウェーハ１１側からサポートウェーハ２１側に向かって積層ウェーハ２３の径が大きくなるような拡径傾斜部２３ａが形成される。この拡径傾斜部２３ａは、デバイスウェーハ１１の裏面１１ｂに対して緩やかに傾斜されており、液状物の排出性に優れる。
【００４０】
円錐台形成ステップを実施した後には、デバイスウェーハ１１の被研削面である裏面１１ｂに、スピンコートでレジスト膜を形成する処理ステップを実施する。図５は、処理ステップを模式的に示す一部断面側面図である。この処理ステップは、例えば、図５に示すスピンコーター２０で実施される。
【００４１】
スピンコーター２０は、レジスト材料等の薬液２２を、デバイスウェーハ１１の裏面１１ｂに滴下するノズル２４を備えている。ノズル２４の下方には、スピンナテーブル２６が配置されている。スピンナテーブル２６は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、鉛直方向に延びる回転軸Ｃ５の周りに回転する。
【００４２】
スピンナテーブル２６の表面は、積層ウェーハ２３を吸引保持する保持面となっている。保持面には、スピンナテーブル２６の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、積層ウェーハ２３を吸引する吸引力が発生する。
【００４３】
処理ステップでは、まず、サポートウェーハ２１の裏面２１ｂ側を、スピンナテーブル２６の保持面に接触させ、吸引源の負圧を作用させる。これにより、積層ウェーハ２３はスピンナテーブル２６に吸引保持される。
【００４４】
次に、レジスト膜の材料となる薬液２２を、ノズル２４からデバイスウェーハ１１の裏面１１ｂの中央付近に滴下すると共に、スピンナテーブル２６を所定の回転方向Ｒ５に回転させる。この回転による遠心力で薬液２２は拡散され、デバイスウェーハ１１の裏面１１ｂには薄いレジスト膜（不図示）が形成される。なお、レジスト塗布の実施後には、形成されたレジスト膜を乾燥させる乾燥処理等を実施しても良い。
【００４５】
本実施の形態では、上述した円錐台形成ステップにおいて、裏面１１ｂに対して緩やかに傾斜された拡径傾斜部２３ａを形成しているので、余分な薬液２２は、拡径傾斜部２３ａを通じて適切に除去される。つまり、デバイスウェーハ１１の外周縁に薬液２２が溜まり難くなるので、形成されるレジスト膜は外周縁において厚くならずに済む。
【００４６】
このように、本実施の形態の積層ウェーハの加工方法によれば、スピンコートによって形成されるレジスト膜が、デバイスウェーハ１１の外周縁において厚くなるのを防止できる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、薄化ステップを実施した後に円錐台形成ステップを実施しているが、薄化ステップを実施する前に円錐台形成ステップを実施しても良い。すなわち、円錐台形成ステップ、薄化ステップ、処理ステップの順に実施しても良い。
【００４８】
また、上記実施の形態では、処理ステップにおいてレジスト膜を形成しているが、レジスト膜以外の絶縁膜を形成しても良い。また、処理ステップには、ＣＭＰ処理やウェットエッチング処理等の処理が含まれても良い。例えば、ＣＭＰ処理やウェットエッチング処理を実施した後に、レジスト膜を形成することもできる。
【００４９】
また、上記実施の形態では、薄化ステップ、円錐台形成ステップ、処理ステップを、それぞれ、研削装置２、切削装置１２、スピンコーター２０で実施しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、研削装置２、切削装置１２、スピンコーター２０の機能を備える複合装置を用いて、全てのステップを実施しても良い。
【００５０】
その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。例えば、ＢＳＩ（Back  Side  Illumination）方式のＣＭＯＳイメージセンサを製造する製造工程等においても、本発明に係る積層ウェーハの加工方法は有用である。
【符号の説明】
【００５１】
１１  デバイスウェーハ（第一ウェーハ）
１１ａ  表面
１１ｂ  裏面
１１ｃ  外周部
１３  デバイス領域
１５  外周余剰領域
１７  ストリート（分割予定ライン）
１９  デバイス
２１  サポートウェーハ（第二ウェーハ）
２１ａ  表面
２１ｂ  裏面
２３  積層ウェーハ
２３ａ  拡径傾斜部
２  研削装置
４  スピンドル
６  ホイールマウント
８  研削ホイール（研削手段）
８ａ  ホイール基台
８ｂ  研削砥石
１０  チャックテーブル
１２  切削装置
１４  スピンドル
１６  切削ブレード
１８  チャックテーブル
２０  スピンコーター
２２  薬液
２４  ノズル
２６  スピンナテーブル
【図１】
2015023093.tif 000003
【図２】
2015023093.tif 000004
【図３】
2015023093.tif 000005
【図４】
2015023093.tif 000006
【図５】
2015023093.tif 000007