(57)【要約】【課題】ウェーハの中心のずれを解消した２層構造ウェーハの加工方法を提供する。【解決手段】チャックテーブル（４）で２層構造ウェーハ（１１）の第２ウェーハ（３１）側を保持する保持ステップと、第２ウェーハの表面（３１ａ）が露出した領域を第１ウェーハ（２１）側から撮像し、第２ウェーハの外周縁（３１ｃ）の座標を３点以上検出して第２ウェーハの輪郭を割り出す輪郭割り出しステップと、第２ウェーハの外周縁上に切削ブレード（１０）を位置づけて、切削ブレードを第１ウェーハの外周縁（２１ｃ）に切り込ませつつチャックテーブルを回転させることで第２ウェーハの外周縁に沿って第１ウェーハの外周縁を環状に切削し、第１ウェーハの中心と第２ウェーハの中心とを合致させるように第１ウェーハの面取り部を除去する面取り部除去ステップと、第１ウェーハを研削して薄化する研削ステップと、を備える構成とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周縁に面取り部を備える第１ウェーハの表面を第２ウェーハの表面に貼り合わせて形成され、第１ウェーハの中心と第２ウェーハの中心とがずれている２層構造ウェーハの加工方法であって、
回転可能なチャックテーブルの保持面で２層構造ウェーハの第２ウェーハ側を保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、第２ウェーハの表面が露出した領域を第１ウェーハ側から撮像手段で撮像し、第２ウェーハの外周縁の座標を３点以上検出して第２ウェーハの輪郭を割り出す輪郭割り出しステップと、
該輪郭割り出しステップを実施した後、第２ウェーハの外周縁上に切削ブレードを位置づけて、該切削ブレードを第１ウェーハの外周縁に切り込ませつつ該チャックテーブルを回転させることで第２ウェーハの外周縁に沿って第１ウェーハの外周縁を環状に切削し、第１ウェーハの中心と第２ウェーハの中心とを合致させるように第１ウェーハの面取り部を除去する面取り部除去ステップと、
該面取り部除去ステップを実施した後、第１ウェーハを裏面から研削して所定の厚さへと薄化する研削ステップと、を備えることを特徴とする２層構造ウェーハの加工方法。
【請求項２】
第１ウェーハと第２ウェーハとは、それぞれの表面に形成されたデバイス同士を位置合わせした状態で貼り合わせられていることを特徴とする請求項１記載の２層構造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、外周縁に面取り部を備える第１ウェーハを第２ウェーハに貼り合わせた２層構造ウェーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型軽量なデバイスチップを実現するために、シリコン等の半導体材料でなるウェーハを薄く加工することが求められている。例えば、表面のストリート（分割予定ライン）で区画された領域にＩＣ等のデバイスが形成されたウェーハは、裏面側を研削されることで薄化される。薄化後のウェーハは、ストリートに沿って各デバイスに対応する複数のデバイスチップに分割される。
【０００３】
このようなデバイスチップの製造に使用されるウェーハの外周縁は、搬送中の欠け等を防ぐために面取りされている。しかしながら、面取りされたウェーハを研削によって薄化すると、ウェーハの外周縁はナイフエッジのように薄く尖り、却って欠け等が発生し易くなってしまう。
【０００４】
そこで、研削による薄化の前に、ウェーハの面取りされた部分（面取り部）を切削除去するウェーハの加工方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この加工方法では、研削の前に外周縁に切削ブレードを切り込ませて面取り部を切削除去することで、外周縁がナイフエッジのように薄く尖ってしまうのを防いでいる。
【０００５】
ところで、デバイスチップの表面側をガラス基板等で支持したＣＭＯＳイメージセンサや、デバイスチップを厚さ方向に積層してシリコン貫通電極等で接続した積層デバイスチップ等を製造する際には、例えば、２枚のウェーハを貼り合わせた２層構造ウェーハを形成することがある。
【０００６】
この場合、上述のように面取り部を除去してから２枚のウェーハを貼り合わせようとすると、切削屑の付着したウェーハを洗浄する工程が必要になるので、一般には、ウェーハを貼り合わせた後に面取り部を除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】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】
【０００８】
２層構造ウェーハを形成する際に、２枚のウェーハがそれぞれ備えるデバイス同士を接合させるようにウェーハを貼り合わせると、２枚のウェーハの中心が一致しなくなってしまうことがある。
【０００９】
この状態で、例えば、上方に位置する第１ウェーハの外周縁に沿って第１ウェーハの面取り部を除去すると、当該第１ウェーハは、下方に位置する第２ウェーハに対してずれた状態で残ってしまう。このような偏心状態は、後の工程で問題となっていた。
【００１０】
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、ウェーハの中心のずれを解消した２層構造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】
【００１１】
本発明によれば、外周縁に面取り部を備える第１ウェーハの表面を第２ウェーハの表面に貼り合わせて形成され、第１ウェーハの中心と第２ウェーハの中心とがずれている２層構造ウェーハの加工方法であって、回転可能なチャックテーブルの保持面で２層構造ウェーハの第２ウェーハ側を保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、第２ウェーハの表面が露出した領域を第１ウェーハ側から撮像手段で撮像し、第２ウェーハの外周縁の座標を３点以上検出して第２ウェーハの輪郭を割り出す輪郭割り出しステップと、該輪郭割り出しステップを実施した後、第２ウェーハの外周縁上に切削ブレードを位置づけて、該切削ブレードを第１ウェーハの外周縁に切り込ませつつ該チャックテーブルを回転させることで第２ウェーハの外周縁に沿って第１ウェーハの外周縁を環状に切削し、第１ウェーハの中心と第２ウェーハの中心とを合致させるように第１ウェーハの面取り部を除去する面取り部除去ステップと、該面取り部除去ステップを実施した後、第１ウェーハを裏面から研削して所定の厚さへと薄化する研削ステップと、を備えることを特徴とする２層構造ウェーハの加工方法が提供される。
【００１２】
本発明において、第１ウェーハと第２ウェーハとは、それぞれの表面に形成されたデバイス同士を位置合わせした状態で貼り合わせられていても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る２層構造ウェーハの加工方法は、第２ウェーハの表面が露出した領域を第１ウェーハ側から撮像し、第２ウェーハの輪郭を割り出す輪郭割り出しステップと、第２ウェーハの外周縁に沿って第１ウェーハの外周縁を切削し、第１ウェーハの中心と第２ウェーハの中心とを合致させるように第１ウェーハの面取り部を除去する面取り部除去ステップと、を含むので、ウェーハの中心のずれを解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（Ａ）は、２層構造ウェーハの構成例を模式的に示す分解斜視図であり、図１（Ｂ）は、２層構造ウェーハの構成例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、保持ステップ及び輪郭割り出しステップについて説明する側面図であり、図２（Ｂ）は、輪郭割り出しステップについて説明する平面図である。
【図３】図３（Ａ）は、面取り部除去ステップを説明するための側面図であり、図３（Ｂ）は、第１ウェーハの面取り部が除去された２層構造ウェーハを模式的に示す側面図である。
【図４】図４（Ａ）は、研削ステップを説明するための側面図であり、図４（Ｂ）は、第１ウェーハが薄化された２層構造ウェーハを模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係る２層構造ウェーハの加工方法は、保持ステップ、輪郭割り出しステップ、面取り部除去ステップ、及び研削ステップを含む。
【００１６】
保持ステップでは、チャックテーブルの保持面で２層構造ウェーハの第２ウェーハ側を保持する。輪郭割り出しステップでは、第２ウェーハの露出した領域を第１ウェーハ側から撮像して、第２ウェーハの輪郭を割り出す。
【００１７】
面取り部除去ステップでは、第２ウェーハの外周縁に沿って第１ウェーハの外周縁を切削し、第１ウェーハの中心と第２ウェーハの中心とを合致させるように第１ウェーハの面取り部を除去する。研削ステップでは、第１ウェーハを研削して所定の厚さへと薄化する。以下、本実施形態に係る２層構造ウェーハの加工方法について詳述する。
【００１８】
図１（Ａ）は、本実施形態に係る２層構造ウェーハの構成例を模式的に示す分解斜視図であり、図１（Ｂ）は、２層構造ウェーハの構成例を模式的に示す斜視図である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る２層構造ウェーハ１１は、円盤状に形成された第１ウェーハ２１と第２ウェーハ３１とを含む。
【００１９】
第１ウェーハ２１の表面２１ａ及び第２ウェーハ３１の表面３１ａは、それぞれ格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）２３，３３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２５，３５が形成されている。第１ウェーハ２１の外周縁２１ｃ及び第２ウェーハ３１の外周縁３１ｃには、それぞれ、面取り加工された面取り部が形成されている。
【００２０】
２層構造ウェーハ１１は、図１（Ａ）に示すように、第１ウェーハ２１の表面２１ａを第２ウェーハ３１の表面３１ａに貼り合わせることで形成される。本実施形態では、第１ウェーハ２１と第２ウェーハ３１とを、それぞれの表面２１ａ，３１ａに形成されたデバイス２５，３５同士を位置合わせした状態で貼り合わせている。
【００２１】
これにより、第１ウェーハ２１のデバイス２５と第２ウェーハ３１のデバイス３５とを接合した接合デバイスを形成できる。本実施形態では、このように形成された２層構造ウェーハ１１の第１ウェーハ２１が備える面取り部を除去した後に、第１ウェーハ２１を研削して薄化する。
【００２２】
ところで、上述のように、第１ウェーハ２１及び第２ウェーハ３１がそれぞれ備えるデバイス２５，３５を接合させるように第１ウェーハ２１及び第２ウェーハ３１を貼り合わせると、図１（Ｂ）に示すように、第１ウェーハ２１及び第２ウェーハ３１の中心が一致しなくなってしまうことがある。
【００２３】
このように、第１ウェーハ２１及び第２ウェーハ３１の中心がずれた状態（偏心状態）は、後の研削工程等において問題となる。そこで、本実施形態に係る２層構造ウェーハの加工方法では、第１ウェーハ２１及び第２ウェーハ３１の中心のずれを解消できるように２層構造ウェーハ１１を加工する。
【００２４】
具体的には、まず、上述した２層構造ウェーハ１１を切削装置のチャックテーブルで保持する保持ステップを実施する。図２（Ａ）は、保持ステップ及び次の輪郭割り出しステップを説明するための側面図である。図２（Ａ）に示すように、本実施形態で使用される切削装置２は、２層構造ウェーハ１１を吸引保持するチャックテーブル４を備えている。
【００２５】
このチャックテーブル４は、モータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、鉛直方向に平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル４の下方には、移動ユニット（不図示）が設けられており、チャックテーブル４は、この移動ユニットで水平方向に移動する。
【００２６】
チャックテーブル４の上面は、上述した２層構造ウェーハ１１を吸引保持する保持面４ａとなっている。この保持面４ａには、チャックテーブル４の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用する。
【００２７】
保持ステップでは、まず、第２ウェーハ３１の裏面３１ｂ側をチャックテーブル４の保持面４ａに接触させるように２層構造ウェーハ１１をチャックテーブル４に載置する。この状態で、吸引源の負圧を保持面４ａに作用させれば、２層構造ウェーハ１１はチャックテーブル４に吸引保持される。
【００２８】
保持ステップの後には、第２ウェーハ３１の輪郭を割り出す輪郭割り出しステップを実施する。図２（Ｂ）は、輪郭割り出しステップを説明するための平面図である。上述のように第１ウェーハ２１及び第２ウェーハ３１の中心がずれた状態では、図２（Ｂ）に示すように、第１ウェーハ２１の裏面２１ｂと共に、第２ウェーハ３１の表面３１ａの一部が上方に露出している。
【００２９】
輪郭割り出しステップでは、この露出した領域を撮像することによって、第２ウェーハ３１の輪郭を割り出す。図２（Ａ）に示すように、チャックテーブル４の上方には、カメラ（撮像手段）６が配置されている。カメラ６を第２ウェーハ３１の外周縁３１ｃの上方に位置付け、チャックテーブル４を回転させることで、図２（Ｂ）に示すように、第２ウェーハ３１の表面３１ａが露出した領域Ａを撮像できる。
【００３０】
第２ウェーハ３１の表面３１ａが露出した領域Ａを撮像した後には、形成された撮像画像に基づいて、第２ウェーハ３１の外周縁３１ｃ上の少なくとも３点の座標を抽出（検出）する。例えば、図２（Ｂ）に示すように、領域Ａを撮像した撮像画像に基づいて、外周縁３１ｃ上の点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の座標を抽出すれば良い。
【００３１】
そして、抽出された３つの点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の座標に基づいて、第２ウェーハ３１の輪郭（すなわち、外周縁３１ｃ）を割り出す。第２ウェーハ３１の輪郭は略円形であるから、抽出された少なくとも３つの点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の座標に基づいて、第２ウェーハ３１の輪郭を求めることができる。
【００３２】
輪郭割り出しステップの後には、第１ウェーハ２１の面取り部を除去する面取り部除去ステップを実施する。図３（Ａ）は、面取り部除去ステップを説明するための側面図である。図３（Ａ）に示すように、切削装置２は、第１ウェーハ２１の面取り部を切削除去する切削ユニット８を備えている。切削ユニット８は、略水平な回転軸の周りに回転する切削ブレード１０を含む。
【００３３】
面取り部除去ステップでは、まず、切削ブレード１０を第２ウェーハ３１の外周縁３１ｃの上方に位置付ける。次に、チャックテーブル４と切削ブレード１０とをそれぞれ回転させて、切削ブレード１０を第１ウェーハ２１に切り込ませる。ここで、切削ブレード１０の切り込み位置は、輪郭割り出しステップで算出された第２ウェーハ３１の輪郭に合わせて調整される。
【００３４】
これにより、第２ウェーハ３１の外周縁３１ｃに沿って第１ウェーハ２１の外周縁２１ｃを環状に切削して、第１ウェーハ２１の面取り部を除去できる。図３（Ｂ）は、第１ウェーハ２１の面取り部が除去された２層構造ウェーハ１１を模式的に示す側面図である。
【００３５】
本実施形態の面取り部除去ステップでは、第２ウェーハ３１の外周縁３１ｃに沿って第１ウェーハ２１の面取り部を除去するので、図３（Ｂ）に示すように、面取り部が除去された第１ウェーハ２１の中心は、第２ウェーハ３１の中心に合致する。
【００３６】
面取り部除去ステップの後には、第１ウェーハ２１を研削して所定の厚さへと薄化する研削ステップを実施する。図４（Ａ）は、研削ステップを説明するための側面図である。図４（Ａ）に示すように、本実施形態で使用される研削装置２２は、２層構造ウェーハ１１を吸引保持するチャックテーブル２４を備えている。
【００３７】
このチャックテーブル２４は、モータ等の回転駆動源（不図示）と連結されており、鉛直方向に平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル２４の下方には、移動ユニット（不図示）が設けられており、チャックテーブル２４は、この移動ユニットで水平方向に移動する。
【００３８】
チャックテーブル２４の上面は、上述した２層構造ウェーハ１１を吸引保持する保持面２４ａとなっている。この保持面２４ａには、チャックテーブル４の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用する。
【００３９】
チャックテーブル２４の上方には、２層構造ウェーハ１１を研削する研削ユニット２６が配置されている。研削ユニット２６は、回転軸を構成するスピンドル２８を備えている。スピンドル２８の下端部（先端部）には、円盤状のホイールマウント３０が設けられている。
【００４０】
ホイールマウント３０の下面には、ホイールマウント３０と略同径の研削ホイール３２が装着されている。研削ホイール３２は、ステンレス、アルミニウム等の金属材料で形成されたホイール基台３４を備えている。ホイール基台３４の下面には、複数の研削砥石３６が環状に固定されている。
【００４１】
スピンドル２８の上端側（基端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。研削ホイール３２は、この回転駆動源から伝達される回転力によって、鉛直方向と平行な回転軸の周りに回転する。
【００４２】
研削ステップでは、まず、第１ウェーハ２１の裏面２１ｂ側が上方に露出するように、２層構造ウェーハ１１をチャックテーブル２４に吸引保持させる。次に、チャックテーブル２４及びスピンドル２８を回転させつつ研削ホイール３２を下降させ、純水等の研削液を供給しながら第１ウェーハ２１の裏面２１ｂに研削砥石３６の下面を接触させる。
【００４３】
これにより、裏面２１ｂ側を研削して第１ウェーハ２１を薄化できる。図４（Ｂ）は、第１ウェーハ２１が薄化された２層構造ウェーハ１１を模式的に示す側面図である。図４（Ｂ）に示すように、あらかじめ設定された所定の厚さまで第１ウェーハ２１が薄化されると、研削ステップは終了する。
【００４４】
以上のように、本実施形態に係る２層構造ウェーハの加工方法は、第２ウェーハ３１の表面３１ａが露出した領域を第１ウェーハ２１側から撮像し、第２ウェーハ３１の輪郭を割り出す輪郭割り出しステップと、第２ウェーハ３１の外周縁３１ｃに沿って第１ウェーハ２１の外周縁２１ｃを切削し、第１ウェーハ２１の中心と第２ウェーハ３１の中心とを合致させるように第１ウェーハ２１の面取り部を除去する面取り部除去ステップと、を含むので、ウェーハの中心のずれを解消できる。
【００４５】
なお、上記実施形態に係る構成、方法等は、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。
【符号の説明】
【００４６】
１１  ２層構造ウェーハ
２１  第１ウェーハ
２１ａ  表面
２１ｂ  裏面
２１ｃ  外周縁
２３  ストリート（分割予定ライン）
２５  デバイス
３１  第２ウェーハ
３１ａ  表面
３１ｂ  裏面
３１ｃ  外周縁
３３  ストリート（分割予定ライン）
３５  デバイス
２  切削装置
４  チャックテーブル
４ａ  保持面
６  カメラ（撮像手段）
８  切削ユニット
１０  切削ブレード
２２  研削装置
２４  チャックテーブル
２４ａ  保持面
２６  研削ユニット
２８  スピンドル
３０  ホイールマウント
３２  研削ホイール
３４  ホイール基台
３６  研削砥石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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