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公開番号2024090695
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-04
出願番号2022206744
出願日2022-12-23
発明の名称ウエーハの加工方法
出願人株式会社ディスコ
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H01L 21/304 20060101AFI20240627BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ウエーハの破損を抑制しつつ裏面研削時の研削砥石の消耗量を抑制することができるウエーハの加工方法を提供すること。
【解決手段】ウエーハの加工方法は、ウエーハの外周縁よりも所定距離内側の領域に沿ってレーザービームを環状に照射することで、ウエーハの内部に表面に対して垂直な、または所定の傾斜を有する第一の剥離層を形成する第一の剥離層形成ステップ2と、第一の剥離層よりも内側の領域においてウエーハの内部に集光点を位置づけて、裏面側からレーザービームを照射することで、表面と平行な平面に沿い、かつ第一の剥離層と繋がる第二の剥離層を形成する第二の剥離層形成ステップ3と、第一の剥離層および第二の剥離層に液体または高湿度気体を浸入させる浸入ステップ5と、液体または高湿度気体が浸入した状態でウエーハを加熱または冷却した後、第一の剥離層および第二の剥離層を起点として分割する分割ステップ6と、を備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
表面に複数のデバイスが形成され、かつ、外周縁が面取りされたウエーハに対して該ウエーハを透過する波長のレーザービームを照射することによって該ウエーハの内部に剥離層を形成した後、該剥離層を分割起点として該ウエーハを分割するウエーハの加工方法であって、
該ウエーハの該外周縁よりも所定距離内側の領域に沿って該レーザービームを環状に照射することによって、該ウエーハの内部に該ウエーハの該表面に対して垂直な、または所定の傾斜を有する第一の剥離層を形成する第一の剥離層形成ステップと、
該第一の剥離層が形成される領域よりも内側の領域において該ウエーハの内部に該レーザービームの集光点を位置づけて、該ウエーハの裏面側から該レーザービームを照射することによって、該ウエーハの該表面と平行な平面に沿い、かつ該第一の剥離層と繋がる第二の剥離層を形成する第二の剥離層形成ステップと、
該第一の剥離層および該第二の剥離層に液体または高湿度気体を浸入させる浸入ステップと、
該第一の剥離層および該第二の剥離層に該液体または該高湿度気体が浸入した状態で、該液体または該高湿度気体に体積変化を生じさせるよう、該ウエーハを加熱または冷却し、該第一の剥離層および該第二の剥離層を起点として該ウエーハを分割する分割ステップと、を備える
ことを特徴とする、ウエーハの加工方法。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
該浸入ステップを実施する前に、該ウエーハの裏面側から該第二の剥離層に至る穴を形成する穴形成ステップを備え、
該浸入ステップでは、該ウエーハを、該液体に浸漬するかもしくは該高湿度気体が充満した筐体内に載置した状態で、該穴から負圧を作用させることで、該第一の剥離層および該第二の剥離層に該液体または該高湿度気体を浸入させる
ことを特徴とする、請求項１に記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
該浸入ステップでは、該第一の剥離層および該第二の剥離層に該液体として水を浸入させ、
該分割ステップでは、該第一の剥離層および該第二の剥離層に該水が浸入した状態で該ウエーハを冷却することによって該水を凍結させて体積を膨張させ、該ウエーハを分割する
ことを特徴とする、請求項１または２に記載のウエーハの加工方法。
【請求項４】
該浸入ステップでは、第一の剥離層および第二の剥離層に該液体を浸入させ、
該液体は、表面張力を低下させる処理が施されている
ことを特徴とする、請求項１または２に記載のウエーハの加工方法。
【請求項５】
該第一の剥離層形成ステップおよび該第二の剥離層形成ステップを実施する前に、
該ウエーハの該表面を、該ウエーハとは異なる第二のウエーハの表面に貼り合わせる貼り合わせステップを備える
ことを特徴とする、請求項１または２に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する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年のデバイスチップの低背化や高集積化に伴い、３次元積層された半導体ウエーハの開発が進んでいる。例えばＴＳＶ（Through-Silicon Via）ウエーハは、貫通電極によって２つのチップ同士の貼り合わせによる両チップの電極の接続を可能にしている。
【０００３】
こうしたウエーハは、基台となる支持ウエーハ（シリコンやガラス、セラミックス等）に貼り合わされた状態で研削して薄化される。通常、ウエーハは、外周縁が面取りされているため、極薄に研削されると外周縁が所謂ナイフエッジとなり、研削中にエッジの欠けが発生しやすい。これにより、デバイスにまで欠けが延長してデバイスの破損に繋がる可能性がある。
【０００４】
ナイフエッジの対策として、ウエーハの表面側の外周縁を環状に切削する所謂エッジトリミング技術が開発された（特許文献１参照）。また、ウエーハを貼り合わせてから、デバイスの外周縁に沿ってレーザービームを照射して環状の改質層を形成することで、その研削中に発生するウエーハのエッジ欠けがデバイスに伸展することを抑制するエッジトリミング方法も考案された（特許文献２参照）。
【０００５】
これらのエッジトリミングによりナイフエッジは解決されるが、研削時の砥石の消耗量が多いためにコストがかかることや、研削加工に時間がかかることが課題として残存していた。そこで、ウエーハに内部加工を施すことで分割予定面を形成し、分割予定面からウエーハを分割することで砥石の消耗量を抑制する方法が提案された（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第４８９５５９４号公報
特開２０２０－０５７７０９号公報
特開２０２０－１３６４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３の方法は、分割予定面に沿った剥離が難しく、また、剥離時に分割されるウエーハ同士や、ウエーハから除去される破片とウエーハとがぶつかって破損してしまう可能性があった。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ウエーハの破損を抑制しつつ裏面研削時の研削砥石の消耗量を抑制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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの加工方法は、表面に複数のデバイスが形成され、かつ、外周縁が面取りされたウエーハに対して該ウエーハを透過する波長のレーザービームを照射することによって該ウエーハの内部に剥離層を形成した後、該剥離層を分割起点として該ウエーハを分割するウエーハの加工方法であって、該ウエーハの該外周縁よりも所定距離内側の領域に沿って該レーザービームを環状に照射することによって、該ウエーハの内部に該ウエーハの該表面に対して垂直な、または所定の傾斜を有する第一の剥離層を形成する第一の剥離層形成ステップと、該第一の剥離層が形成される領域よりも内側の領域において該ウエーハの内部に該レーザービームの集光点を位置づけて、該ウエーハの裏面側から該レーザービームを照射することによって、該ウエーハの該表面と平行な平面に沿い、かつ該第一の剥離層と繋がる第二の剥離層を形成する第二の剥離層形成ステップと、該第一の剥離層および該第二の剥離層に液体または高湿度気体を浸入させる浸入ステップと、該第一の剥離層および該第二の剥離層に該液体または該高湿度気体が浸入した状態で、該液体または該高湿度気体に体積変化を生じさせるよう、該ウエーハを加熱または冷却し、該第一の剥離層および該第二の剥離層を起点として該ウエーハを分割する分割ステップと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のウエーハの加工方法は、該浸入ステップを実施する前に、該ウエーハの裏面側から該第二の剥離層に至る穴を形成する穴形成ステップを備え、該浸入ステップでは、該ウエーハを、該液体に浸漬するかもしくは該高湿度気体が充満した筐体内に載置した状態で、該穴から負圧を作用させることで、該第一の剥離層および該第二の剥離層に該液体または該高湿度気体を浸入させてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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