JP2009004406A - 基板の加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板単体での基板の厚さおよび突起状金属の高さを均一とする。
【解決手段】ウェーハ（基板）１の裏面をチャックテーブル２０の吸着面２２ａに直接吸着させて保持し、突起状電極４の先端とレジスト層５とを切削して面一とする（付加部切削工程）。次いで、切削した付加部６の表面をチャックテーブル６０の吸着面６２ａに直接吸着させて保持してウェーハ裏面を研削し（裏面研削工程）、この後、レジスト層５を除去する。ウェーハ１をチャックテーブル６０に保持する際に保護テープＴを用いず、直接保持させることでウェーハ１の厚さを均一に研削する。
【選択図】図３

Description

本発明は、表面に、突起状金属および樹脂部からなる付加部を有する半導体ウェーハ等の基板の、付加部を切削し、さらに裏面を研削して薄化する加工方法に関する。
半導体チップの配線基板への実装容積を抑制したり、電気信号の高速化を実現したりするなどを目的とした実装技術の１つとして、フリップチップが知られている。フリップチップは、半導体チップの表面に、例えば１５〜１００μｍ程度の高さの突起状電極を形成し、この電極を、実装基板側の電極に直接接合するものである。電極はメッキなどの方法で形成されるが、複数の電極の高さにばらつきがあると、比較的低い電極が相手側の電極に接合されないといった問題が発生し、この問題は、チップ表面に配列される電極の密度が高まるにつれて顕著となる。
そこで、全ての電極を相手側の電極に対して適切に接合させるために、半導体チップに分割する前のウェーハの段階で電極の先端を一括して切削して電極の高さを揃えることが行われている（特許文献１等参照）。このように電極高さを揃えるウェーハ表面側の切削加工が行われた後、ウェーハは裏面研削されてチップの目的厚さに薄化加工される。ウェーハを裏面研削するには、ウェーハを、真空チャック式のチャックテーブルに裏面を露出させて吸着、保持し、このチャックテーブルを回転させることによりウェーハを自転させながら、砥石等の研削工具をウェーハの裏面に押し付けるといったインフィード研削を行う研削加工装置が知られている（特許文献２等参照）。
特開２０００−１７３９５４公報 特開２００３−０５１４７３公報
上記突起状電極をメッキ法で形成するには、ウェーハ表面にレジスト層を形成し、次いで露光することによってチップ表面の電極形成部分のみを露出させ、次いで露光によって露出したウェーハ表面の部分、すなわちレジスト層に空いた孔にメッキを生成させて電極を形成している。したがって上記のように電極の先端を切削する際には、レジスト層も同時に切削する。従来、ウェーハ厚さを目的のものとする裏面研削は、電極形成前か、あるいは電極形成を行ってレジスト層を除去した後の、いずれかのタイミングで行っていた。前者の場合はメッキによって電極を形成する前にウェーハの裏面を研削するため、目的厚さが比較的薄い場合には、薄化後のメッキによる電極形成工程においてウェーハに反りが生じたり、この後の電極先端の切削工程の際にウェーハが破損するなどの問題が発生しやすかった。
また、後者の場合は、上記チャックテーブル等にウェーハ表面を吸着させた時に、レジスト層を除去して得られた突起状電極を保護する目的で、その表面に保護テープを貼っている。このような保護テープは、電極形成前に裏面研削する場合にも、チップ表面に形成されている電子回路を保護するために貼られるが、電極形成後にあっては、研削の際の砥石による加工荷重を効果的に緩衝して、電極がチャックテーブルに当たって損傷することを防ぐために、比較的厚く弾力性に富んだものが用いられる。
ところが、このような保護テープが表面に貼着されたウェーハを上記インフィード研削で裏面研削すると、ウェーハが受ける加工荷重は内周側から外周側に向かうほど大きいため（自転するウェーハの周速が外周側の方が速いことによる）、同様に加工荷重を受けて厚さが圧縮されるように弾性変形する保護テープは、外周側がより圧縮されて薄くなる。すなわち加工荷重は外周側に向かうほど本来の研削ではなく保護テープを圧縮するという作用に費やされてしまい、その結果、裏面研削されたウェーハは、内周部が薄く外周側に向かうにしたがって厚くなったものとなる。このようにウェーハ厚さが不均一になると、例え電極の高さが均一であったとしても、ウェーハの総厚、すなわちウェーハ単体における裏面から突起状電極の頂部までの高さが不均一となるといった不具合が生じる。
よって本発明は、上記突起状電極等の突起状金属と、上記レジスト層等の樹脂部とからなる付加部が表面に形成された基板に対して、付加部の切削と基板の裏面研削を行った後に付加部の樹脂部を除去して、基板表面に突起状金属が突出した基板を得るにあたり、基板単体での基板の厚さおよび突起状金属の高さが均一となって基板の総厚も均一となり、結果として寸法精度の向上が図られる基板の加工方法を提供することを目的としている。
本発明に係る第１の発明は、表面に、該表面から突出して形成された突起状金属と、該突起状金属を囲繞し、かつ該突起状金属の突出量を超える高さを有する樹脂部とからなる付加部を備えた基板を、吸着テーブルの吸着面に該基板の裏面側を合わせて吸着、保持して、付加部を切削するとともに、該基板の裏面を研削して薄化する基板の加工方法であって、基板の裏面を吸着テーブルの吸着面に直接吸着させて保持し、突起状金属の先端と樹脂部とが少なくとも面一になるまで付加部の表面を切削する付加部切削工程と、切削された付加部を吸着テーブルの吸着面に直接吸着させて保持し、該基板の裏面を研削する裏面研削工程と、樹脂部を該基板の表面から除去する樹脂部除去工程とを備えることを特徴としている。
本発明によれば、はじめの付加部切削工程で切削された付加部の表面は、突起状金属の頂部が露出し、その周囲に樹脂部が埋まった状態であり、両者は面一であるから、すなわち付加部表面は平坦に加工される。基板の裏面を、保護テープ等を介することなく吸着テーブルの吸着面に直接吸着させるため、付加部の厚さを保護テープ等の影響を受けることなく目的高さに適確に切削することができる。したがって、この段階で突起状金属の高さを均一にすることができる。
次の裏面研削工程では、平坦に加工された付加部の表面を吸着テーブルの吸着面に直接吸着させて保持し、基板の裏面を研削する。ここでは、付加部の表面を、保護テープ等を介することなく吸着テーブルの吸着面に直接吸着させるため、基板の厚さを保護テープ等の影響を受けることなく目的高さに適確に研削することができ、したがって基板の厚さを均一にすることができる。裏面研削工程では、突起状金属は吸着テーブルの吸着面に当接するものの、周囲の樹脂部も同様に当接することにより、研削加工の際の加工荷重は樹脂部側に分散する。このため、突起状金属の頂部の損傷を抑えることができる。最後の樹脂部除去工程で付加部の樹脂部を除去すると、均一厚さの基板の表面に均一高さの突起状金属が突出した基板を得ることができ、この基板の総厚は、当然均一となっている。
次に、本発明の第２の発明は、表面に、該表面から突出して形成された突起状金属と、該突起状金属を囲繞し、かつ該突起状金属の突出量を超える高さを有する樹脂部とからなる付加部を備えた基板を、吸着テーブルの吸着面に該基板の裏面側を合わせて吸着、保持して、付加部を切削するとともに、該基板の裏面を研削して薄化する基板の加工方法であって、基板の裏面を吸着テーブルの吸着面に直接吸着させて保持し、付加部の樹脂部の表面のみを、突起状金属に至らない範囲で切削する第１の付加部切削工程と、切削された樹脂部を吸着テーブルの吸着面に直接吸着させて保持し、該基板の裏面を研削する裏面研削工程と、該基板の裏面を吸着テーブルの吸着面に直接吸着させて保持し、付加部の突起状金属の先端と樹脂部とが少なくとも面一になるまで、これら突起状金属と樹脂部とを同時に切削する第２の付加部切削工程と、樹脂部を該基板の表面から除去する樹脂部除去工程とを備えることを特徴としている。
この発明では、付加部切削工程を、付加部の樹脂部の表面のみであって突起状金属に至らない範囲を切削する第１の付加部切削工程と、突起状金属の先端と樹脂部とが少なくとも面一になるまで、これら突起状金属と樹脂部とを同時に切削する第２の付加部切削工程とに分けた以外は、上記第１の発明と同様の方法である。裏面研削工程では、第１の付加部切削工程で切削された付加部の樹脂部のみが吸着テーブルに吸着され、このため、突起状金属は樹脂部で保護された状態となって吸着テーブルには当接しない。したがって、裏面研削時に、突起状金属を損傷させたり汚染させるおそれがない。付加部は、第２の付加部切削工程で目的厚さまで切削され、最後の樹脂部除去工程で樹脂部が除去されて、基板表面から突起状金属が突出した基板を得る。この発明によれば、各工程において基板の裏面や付加部の表面を、保護テープ等を介することなく吸着テーブルの吸着面に直接吸着させるため、付加部の高さや基板の厚さを目的の寸法に適確に切削することができ、したがって、基板の厚さおよび突起状金属の高さが均一で、かつ総厚が均一な基板を得ることができる。
上記各発明においては、基板の表面には、デバイス形成領域と、該デバイス形成領域を囲繞する外周余剰領域とが設けられており、上記の各裏面研削工程では、裏面におけるデバイス形成領域に対応する領域のみを研削することを好ましい形態としている。この形態によれば、裏面研削後の基板は、デバイス形成領域のみが薄化され、周囲の外周余剰領域は元の厚さのままで環状凸部に形成される。環状凸部によって基板の剛性が確保され、裏面研削後の薄くなった基板のハンドリングがし易くなるとともに、損傷を防ぐことができる。
本発明によれば、突起状金属と樹脂部とからなる付加部が表面に形成された基板に対して、付加部の切削と基板の裏面研削を行った後に付加部の樹脂部を除去して、基板表面に突起状金属が突出した基板を得るにあたり、基板単体での基板の厚さおよび突起状金属の高さが均一となって基板の総厚も均一となり、結果として寸法精度の向上が図られるといった効果を奏する。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［１］半導体ウェーハ（基板）
図１（ａ）は、本実施形態で表面側の切削加工および裏面側の研削による薄化加工が施される円盤状の半導体ウェーハを示している。このウェーハ１はシリコンウェーハ等であって、加工前の厚さは例えば７００μｍ程度である。ウェーハ１の表面には、複数の半導体チップ２が形成されている。これら半導体チップ２は、分割予定ライン３によって格子状に区画された矩形領域の表面にＩＣやＬＳＩ等の図示せぬ電子回路が形成されることにより構成されている。
各半導体チップ２には、図１（ａ）の右側の拡大図に示すように、表面から突出する複数の突起状電極４が形成されている。この電極４は、ウェーハ１の表面にレジスト層（樹脂部）５をスピンコート法などによって形成し、次いでこのレジスト層５における電極４を形成する部分のみを露光して除去し、露出したチップ表面の部分、すなわちレジスト層に空いた孔にメッキを生成させるといったメッキ法によって形成されたものである。レジスト層５は、全ての電極４を囲繞し、かつ、電極４以外のウェーハ１の表面のほぼ全面を被覆する状態に形成されている。
この場合、図２に示すように、電極４とレジスト層５とはウェーハ１の表面から同じ高さではなく、レジスト層５の方が全ての電極４よりも高い状態となっている。レジスト層５の表面は平坦ではなく、また、各電極４もメッキが生成したままであることから、高さが不均一である。なお、本実施形態では、これら電極４およびレジスト層５とにより、本発明の付加部６が構成される。
半導体チップ２は、ウェーハ１の表面のほぼ全域であるデバイス形成領域７に形成されており、ウェーハ１の外周部が、半導体チップ２が形成されてない環状の外周余剰領域８となっている。また、ウェーハ１の周面の所定箇所には、半導体の結晶方位を示すＶ字状の切欠き（ノッチ）９が形成されている。ウェーハ１は、最終的には分割予定ライン３に沿って切断、分割され、複数の半導体チップ２に個片化される。
個片化された後の半導体チップ２は、フリップチップ等の実装技術によって各電極４が例えば実装基板の電極に直接接合されて実装されるが、そのためには、各電極４の高さが均一で頂部が揃っていなければならない。また、ウェーハ１は、半導体チップ２の目的厚さとなるまで、裏面研削が施されて均一厚さに薄化される。以下、電極４の高さを目的高さに揃えるための付加部６の切削工程とウェーハ１の裏面研削の工程とを備えた本発明に係る実施形態を説明する。
［２］第１実施形態のウェーハの加工方法
［２−１］付加部切削工程
図３（ａ）は、図１に示したものと同様のウェーハ１を示しており、まずこのウェーハ１の付加部６の表面を切削して、各電極４の高さを均一に揃える切削を行う。この場合、切削する付加部６は、全ての電極４の先端部とレジスト層５であり、これらが面一になり、かつ、電極４が目的高さになるまで切削する。
切削は、図５に示す切削装置１０が好適に用いられる。この切削装置１０によれば、ウェーハ１の裏面を真空チャック式のチャックテーブル（吸着テーブル）２０の吸着面に直接吸着させて保持し、回転させた切削ユニット３０のバイト３７を付加部６に削り込ませることにより、該付加部６の表面が切削される。図３（ｂ）は付加部６が切削された状態のウェーハ１を示しており、このウェーハ１の付加部６の表面は、図４に示すように、各電極４とレジスト層５が面一になっており、かつ、電極４の高さが均一に揃った状態となる。
［２−１−１］切削装置
ここで、図５に示す切削装置１０の構成ならびに動作を説明する。
切削装置１０は直方体状の基台１１を有しており、ウェーハ１は、この基台１１上の所定箇所に着脱自在にセットされる供給カセット１２内に、付加部６が形成されている表面側を上にした状態で、複数が積層して収納される。その供給カセット１２から１枚のウェーハ１が搬送ロボット１３によって引き出され、そのウェーハ１は、表面側を上に向けた状態で位置決めテーブル１４上に載置され、ここで一定の位置に決められる。
位置決めテーブル１４上で位置決めがなされたウェーハ１は、供給アーム１５によって位置決めテーブル１４から取り上げられ、真空運転されている円盤状のチャックテーブル２０上に、裏面側を下に向けて同心状に載置される。チャックテーブル２０は、図６に示すように、枠体２１の中央上部に、多孔質部材による円形の吸着部２２が形成されたもので、ウェーハ１は、吸着部２２の上面である吸着面２２ａに、裏面が直接接触し、かつ、付加部６の表面が露出する状態に吸着、保持される。
図５に示すように、チャックテーブル２０は、基台１１上においてＹ方向に移動自在に設けられたテーブルベース２５に支持されており、ウェーハ１はテーブルベース２５およびチャックテーブル２０を介してＹ方向奥側の加工位置に送り込まれる。加工位置の上方には、付加部６を切削する切削ユニット３０が配設されている。基台１１上には、テーブルベース２５の移動路を塞いで切削屑等が基台１１内に落下することを防ぐ蛇腹状のカバー２６が伸縮自在に設けられている。
切削ユニット３０は、基台１１の奥側の端部に立設されたコラム１６の前面に、Ｚ方向（鉛直方向）に沿って昇降自在に設置されている。すなわちコラム１６の前面にはＺ方向に延びるガイド４１が設けられており、切削ユニット３０は、スライダ４２を介してガイド４１に摺動自在に装着されている。そして切削ユニット３０は、サーボモータ４３によって駆動されるボールねじ式の送り機構４４により、スライダ４２を介してＺ方向に昇降する。
切削ユニット３０は、軸方向がＺ方向に延びる円筒状のスピンドルハウジング３１内に、図６に示すスピンドルシャフト３２が同軸的、かつ回転自在に支持されたもので、スピンドルシャフト３２は、スピンドルハウジング３１の上端部に固定されたスピンドルモータ３３によって回転駆動させられる。図６に示すように、スピンドルシャフト３２の下端には、円盤状のフランジ３４を介して、環状のフレーム３６の下面にバイト３７が固着されてなる切削工具３５が取り付けられている。バイト３７は、先端にダイヤモンド等からなる刃部が固着されたもので、刃部を下に向けてフレーム３６の外周部下面に固定されている。切削工具３５はスピンドルシャフト３２とともに一体回転し、回転するバイト３７の切削外径は、ウェーハ１の直径よりも大きく設定されている。
ウェーハ１の付加部６を切削するには、バイト３７の刃先高さが、ウェーハ１の付加部（この場合、電極４およびレジスト層５）６の表面を所定量削り込む高さになる位置に、切削ユニット３０を送り機構４４によって下降させ、さらに、切削工具３５をスピンドルモータ３３により回転させた状態とする。そして、テーブルベース２５を奥側に移動させてウェーハ１を切削ユニット３０の下方に当たる加工位置に向けて移動させていく。すると、付加部６の表面が切削工具３５のバイト３７によって切削されていき、ウェーハ１がフレーム３６に覆われるまで移動することにより、付加部６の表面全面が平坦に切削される。
付加部６の全面が切削されたら、切削ユニット３０が上昇してウェーハ１から退避し、一方、テーブルベース２５が手前側に移動し、ウェーハ１が供給アーム１５からチャックテーブル２０上に載置された着脱位置に戻される。この着脱位置でチャックテーブル２０の真空運転は停止され、次いでウェーハ１は、回収アーム１７によってスピンナ式洗浄装置１８に搬送されて洗浄、乾燥処理され、この後、搬送ロボット１３によって回収カセット１９内に移送、収容される。また、ウェーハ１が取り去られたチャックテーブル２０は、エアノズル２７から噴射される空気によって切削屑等が除去される。
［２−２］裏面研削工程
上記のようにして付加部６が切削されたウェーハ１に対しては、続いて、裏面研削して目的厚さに薄化する加工が施される。裏面研削は、図７に示すインフィード研削を行う研削装置５０が好適に用いられる。この研削装置５０によれば、切削された付加部６の表面を真空チャック式のチャックテーブル（吸着テーブル）６０の吸着面に直接吸着させてウェーハ１を保持し、２台の研削ユニット（粗研削用と仕上げ研削用）７０Ａ，７０Ｂによってウェーハ裏面に対し粗研削と仕上げ研削を順次行う。図３（ｃ）は、チャックテーブル６０上に保持されたウェーハ１の裏面が研削された状態を示している。
［２−２−１］研削装置
ここで、研削装置５０の構成ならびに動作を説明する。
研削装置５０は直方体状の基台５１を有しており、ウェーハ１は、この基台５１上の所定箇所に着脱自在にセットされる供給カセット５２内に、裏面側を上にした状態で、複数が積層して収納される。その供給カセット５２から１枚のウェーハ１が搬送ロボット５３によって引き出され、そのウェーハ１は、裏面側を上に向けた状態で位置決めテーブル５４上に載置され、ここで一定の位置に決められる。
基台５１上には、Ｒ方向に回転駆動されるターンテーブル６５が設けられており、さらにこのターンテーブル６５の外周部分には、複数（この場合、３つ）の円盤状のチャックテーブル６０が、周方向に等間隔をおいて配設されている。これらチャックテーブル６０は回転自在に支持されており、図示せぬ回転駆動機構によって一方向あるいは両方向に回転させられる。
位置決めテーブル５４上で位置決めがなされたウェーハ１は、供給アーム５５によって位置決めテーブル５４から取り上げられ、真空運転されている１つのチャックテーブル６０上に、付加部６が形成されている表面側を下に向けて同心状に載置される。チャックテーブル６０は、図３（ｃ）に示すように、枠体６１の中央上部に、多孔質部材による円形の吸着部６２が形成されたもので、ウェーハ１は、この吸着部６２の上面である吸着面６２ａに、付加部６の表面が直接接触し、かつ、裏面が露出する状態に吸着、保持される。
チャックテーブル６０に保持されたウェーハ１は、ターンテーブル６５がＲ方向へ所定角度回転することにより、粗研削用研削ユニット７０Ａの下方の一次加工位置に送り込まれ、この位置で該研削ユニット７０Ａにより裏面が粗研削される。次いでウェーハ１は、再度ターンテーブル６５がＲ方向へ所定角度回転することにより、仕上げ研削用研削ユニット７０Ｂの下方の二次加工位置に送り込まれ、この位置で該研削ユニット７０Ｂにより裏面が仕上げ研削される。
基台５１の奥側の端部には、Ｘ方向に並ぶ２つのコラム５６Ａ，５６Ｂが立設されており、これらコラム５６Ａ，５６Ｂの前面に、各研削ユニット７０Ａ，７０Ｂが、それぞれＺ方向（鉛直方向）に昇降自在に設置されている。その昇降構造は、上記切削ユニット３０の場合と同じであって、各研削ユニット７０Ａ，７０Ｂは、それぞれのコラム５６Ａ，５６Ｂの前面に設けられたＺ方向に延びるガイド８１にスライダ８２を介して摺動自在に装着されている。そして各研削ユニット７０Ａ，７０Ｂは、サーボモータ８３によって駆動されるボールねじ式の送り機構８４により、スライダ８２を介してＺ方向に昇降する。
各研削ユニット７０Ａ，７０Ｂは同一構成であり、装着される砥石が粗研削用と仕上げ研削用と異なることで、区別される。研削ユニット７０Ａ，７０Ｂは、軸方向がＺ方向に延びる円筒状のスピンドルハウジング４１を有しており、このスピンドルハウジング４１内には、スピンドルモータ７３によって回転駆動される図示せぬスピンドルシャフトが支持されている。そしてこのスピンドルシャフトの下端には、フランジ７４を介して砥石ホイール７５が取り付けられている。
砥石ホイール７５は、図示せぬ環状のフレームの下面に複数の砥石７７が配列されて固着されたものである。砥石７７の加工面である下面は、スピンドルシャフトの軸方向に直交するように設定される。砥石７７は、例えば、ガラス質のボンド材中にダイヤモンド砥粒を混合して成形し、焼結したものが用いられる。
粗研削用の研削ユニット７０Ａに取り付けられる砥石７７は、例えば♯３２０〜♯４００程度の比較的粗い砥粒を含むものが用いられる。また、仕上げ研削用の研削ユニット７０Ｂに取り付けられる砥石７７は、例えば♯２０００〜♯８０００程度の比較的細かい砥粒を含むものが用いられる。各研削ユニット７０Ａ，７０Ｂには、研削面の冷却や潤滑あるいは研削屑の排出のための研削水を供給する研削水供給機構（図示省略）が設けられている。
砥石ホイール７５はスピンドルシャフトとともに一体回転し、回転する砥石７７の研削外径は、ウェーハ１の直径よりも大きく設定される。また、ターンテーブル６５が所定角度回転して定められるウェーハ１の加工位置は、砥石７７の下面である刃先がウェーハ１の回転中心を通過し、チャックテーブル６０が回転することによって自転するウェーハ１の裏面全面が研削され得る位置に設定される。
ウェーハ１は、粗研削および仕上げ研削の各加工位置において、各研削ユニット７０Ａ，７０Ｂにより裏面研削される。裏面研削は、チャックテーブル６０が回転してウェーハ１を自転させ、送り機構８４によって研削ユニット７０Ａ（７０Ｂ）を下方に送りながら、回転する砥石ホイール７５の砥石７７を、ウェーハ１の露出している裏面に押し付けることによりなされる。ここでウェーハ１は目的厚さまで薄化されるが、厚さの測定は、各加工位置の近傍に設けられた厚さ測定ゲージ９０によって行われる。
厚さ測定ゲージ９０は、プローブがチャックテーブル６０の枠体６１の上面に接触する基準側ハイトゲージ９１と、プローブが被研削物の表面（この場合、ウェーハ１の裏面）に接触する可動側ハイトゲージ９２との組み合わせからなるもので、双方のハイトゲージ９１，９２の高さ測定値を比較することにより、裏面研削中のウェーハ１の厚さが逐一測定される。ウェーハ１の裏面研削は、厚さ測定ゲージ９０によってウェーハ１の厚さを測定しながら行われ、その測定値に基づいて、送り機構８４による砥石ホイール７５の送り量が制御される。なお、粗研削では、仕上げ研削後の目的厚さの例えば２０〜４０μｍ手前まで研削され、残りが仕上げ研削で研削される。
粗研削から仕上げ研削を経てウェーハ１が目的厚さまで薄化されたら、次のようにしてウェーハ１の回収に移る。まず、仕上げ研削ユニット７０Ｂが上昇してウェーハ１から退避し、一方、ターンテーブル６５がＲ方向へ所定角度回転することにより、ウェーハ１が供給アーム５５からチャックテーブル６０上に載置された着脱位置に戻される。この着脱位置でチャックテーブル６０の真空運転は停止され、次いでウェーハ１は、回収アーム５７によってスピンナ式洗浄装置５８に搬送されて洗浄、乾燥処理され、この後、搬送ロボット５３によって回収カセット５９内に移送、収容される。また、ウェーハ１が取り去られたチャックテーブル６０は、エアノズル６７から噴射される空気によって切削屑等が除去される。
［２−３］レジスト層除去工程
上記付加部切削工程および裏面研削工程を経たら、次いで、エッチング等の手段によってレジスト層５を除去し、図３（ｄ）に示すような、表面に複数の電極４が突出形成されたウェーハ１を得る。
以上が第１実施形態のウェーハの加工方法であり、この方法によれば、はじめの付加部切削工程で切削された付加部６の表面は、電極４の頂部が露出し、その周囲にレジスト層５が埋まった状態であり、両者は面一に切削されるため、付加部６の表面は平坦に加工されている。付加部切削工程では、ウェーハ１の裏面を、保護テープ等を介することなく切削装置１０におけるチャックテーブル２０の吸着面２２ａに直接吸着させるため、付加部６の厚さを保護テープ等の影響を受けることなく目的高さに適確に切削することができる。したがって、この段階で複数の電極４の高さを均一に揃えることができる。
次の裏面研削工程では、平坦に加工された付加部６の表面を研削装置５０におけるチャックテーブル６０の吸着面６２ａに直接吸着させて保持し、ウェーハ１の裏面を研削している。ここでは、付加部６の表面を、保護テープ等を介することなくチャックテーブル６０の吸着面に直接吸着させるため、ウェーハ１の厚さを保護テープ等の影響を受けることなく目的高さに適確に研削することができる。このため、ウェーハ１の厚さを均一にすることができる。
裏面研削工程では、電極４はチャックテーブル６０の吸着面６２ａに当接するものの、周囲のレジスト層５も同様に当接することにより、研削ユニット７０Ａ，７０Ｂから受ける加工荷重はレジスト層５側に分散する。このため、電極４の頂部の損傷を抑えることができる。最後のレジスト層除去工程でレジスト層５を除去すると、均一厚さのウェーハ１の表面に均一高さの複数の電極４が突出したものを得ることができ、総厚（ウェーハ１＋電極４）は、当然均一となっている。
［３］第２実施形態のウェーハの加工方法
次に、本発明の第２実施形態のウェーハの加工方法を、図８を参照して説明する。この第２実施形態では、付加部切削工程を、付加部６のレジスト層５の表面のみであって電極４に至らない範囲を切削する第１の付加部切削工程と、電極４の先端とレジスト層５の双方を切削して面一とする第２の付加部切削工程とに分けている。そして裏面研削工程は、これら第１の切削工程と第２の切削工程の間に行う。切削および研削を行うにあたっては、上記の切削装置１０および研削装置５０が用いられる。
［３−１］第１の付加部切削工程
図８（ａ）は、図１に示したものと同様のウェーハ１を示しており、まずこのウェーハ１の裏面を、切削装置１０におけるチャックテーブル２０の吸着面２２ａに直接吸着させて保持し、切削ユニット３０によって、付加部６のレジスト層５の表面のみであって電極４に至らない範囲を切削する（図８（ｂ））。これにより付加部６の表面は、図９に示すように平坦なレジスト層５で構成され、そのレジスト層５の表面から、切削されなかった全ての電極４が埋没した状態となっている。
［３−２］裏面研削工程
次に、図８（ｃ）に示すように、切削された付加部６の表面を、研削装置５０におけるチャックテーブル６０の吸着面６２ａに直接吸着させて保持し、各研削ユニット７０Ａ，７０Ｂによって順次裏面を研削し、ウェーハ１を目的厚さまで薄化する。
［３−３］第２の付加部切削工程
次に、ウェーハ１を再び切削装置１０にセットして、第２の付加部切削工程を行う。この時には、研削された裏面をチャックテーブル２０の吸着面２２ａに直接吸着させて保持し、切削ユニット３０によって電極４およびレジスト層５をともに切削して、各電極４の高さを均一に揃えるとともに付加部６の表面を平坦にする（図８（ｄ））。これによって付加部６の表面は、図４に示すように、各電極４とレジスト層５が面一になっており、かつ、電極４の高さが均一に揃った状態となる。
［３−４］レジスト層除去工程
上記付加部切削工程および裏面研削工程を経たら、次いで、エッチング等の手段によってレジスト層５を除去し、図８（ｄ）に示すような、表面に複数の電極４が突出形成されたウェーハ１を得る。このウェーハ１も、ウェーハ１の厚さおよび各電極４の高さが均一で、かつ総厚が均一なものとなっている。
この第２実施形態によれば、裏面研削工程では、第１の付加部切削工程で切削された付加部６のレジスト層５のみがチャックテーブル６０に吸着され、このため、各電極４はレジスト層５で保護された状態となってチャックテーブル６０には当接しない。したがって、裏面研削時に電極４を損傷させたり汚染させるおそれがない。また、裏面研削工程で電極４の先端が汚染したとしても、第２の付加部切削工程においてその先端は切削されるので、最終的に得られるウェーハ１の電極４の先端は健全なものとなる。
［４］裏面研削工程での別形態
上記各実施形態での裏面研削工程では、ウェーハ１の裏面全面を研削しているが、全面を研削せず、裏面におけるデバイス形成領域７に対応する領域のみを研削してもよい。こうすることによりウェーハ１は、図１０に示すように、デバイス形成領域７のみが薄化され、周囲の外周余剰領域８は元の厚さのままで新たに環状凸部８Ａとして形成される。このようなウェーハ１によれば、環状凸部８Ａによって剛性が確保され、裏面研削後の薄くなったウェーハ１のハンドリングがし易くなるとともに、損傷を防ぐことができるといった利点がある。なお、このようにウェーハ裏面のデバイス形成領域７に対応する領域のみを研削するには、研削外径がウェーハ１の半径程度に相当する砥石ホイールを用いることによって可能である。
［５］従来の問題点
最後に、本発明の効果を明確にするために、従来の加工方法を簡単に例示してその問題点を挙げておく。
図１１に示す加工方法は、電極４を形成する前にウェーハ１を裏面研削して薄化加工している。すなわち、半導体チップ２が形成されているウェーハ１の表面に保護テープＴを貼着し、その表面側の保護テープＴを研削装置５０におけるチャックテーブル６０の吸着面６２ａに密着させて、裏面を研削する（図１１（ａ））。次いで、保護テープＴを剥離し、ウェーハ１の表面にレジスト層５を形成してメッキ法により複数の電極４を形成する（図１１（ｂ））。次いで、電極４およびレジスト層５からなる付加部６の表面を切削して平坦とした後（図１１（ｃ））、レジスト層５を除去する（図１１（ｄ））。なお、保護テープＴは、例えば厚さ１００〜２００μｍ程度のポリオレフィン等の柔らかい樹脂製基材シートの片面に１０μｍ程度の粘着剤を塗布した構成のものが用いられ、粘着剤をウェーハ１の表面に合わせて貼り付けられる。
この方法によると、図１１（ａ）に示す裏面研削工程においてウェーハ１の表面に半導体チップ２の電子回路を保護するなどの目的で保護テープＴを貼着している。ところが先に述べたように、インフィード研削では研削によって受ける加工荷重は周速の速い外周側が内周側よりも大きくなることから、保護テープＴの外周側が多く潰れるように弾性変形し、その結果として、裏面研削されたウェーハ１は、内周部が薄く外周側に向かうにしたがって厚くなったものとなる。また、このようなウェーハ１に電極４を形成して、図１１（ｃ）に示すようにウェーハ１をチャックテーブル６０に保持して付加部６を切削した場合、ウェーハ１の厚さが不均一であるから、付加部６は平坦に見えるが、レジスト層５を除去して現れる電極４は高さが不均一であり、総厚も同様に不均一である。
また、電極４を形成する前にウェーハ１を裏面研削して薄化加工することから、ウェーハ１の目的厚さが比較的薄い場合には、薄化後のメッキによる電極形成工程においてウェーハ１に反りが生じたり、この後の付加部６の切削工程の際にウェーハ１が破損するなどの問題が発生しやすいという問題もある。
次に、図１２に示す加工方法は、電極４を形成してからウェーハ１を裏面研削するが、裏面研削の際にはレジスト層５を除去しており、さらに表面側に保護テープＴを貼着している。この方法は、（ａ）〜（ｂ）は上記本発明の第１実施形態と同様であって、ウェーハ１の付加部６の表面の電極４およびレジスト層５をともに切削し、両者を面一にして各電極４の高さを均一に揃える切削を行っている。次に、付加部６のレジスト層５をエッチング等の手段によって除去する（図１２（ｃ））。次いで、ウェーハ１の表面側に保護テープＴを貼着して電極４を覆い、その表面側の保護テープＴを研削装置５０におけるチャックテーブル６０の吸着面６２ａに密着させて、裏面を研削する（図１２（ｄ））。次いで、保護テープＴを剥離する（図１２（ｅ））。
この方法では、保護テープＴを表面側に貼着して裏面研削しているため、図１１の場合と同様にウェーハ１の厚さが不均一となる。付加部６の表面を切削する際には保護テープＴを使用しないため、電極４の高さは均一になるものの、図１２（ｅ）に示すようにウェーハ１の厚さが不均一であるため、総厚が不均一になってしまう。この場合、裏面研削の際にウェーハ１の表面側に貼着する保護テープＴは、電極４がチャックテーブル６０に当たって損傷することを防ぐために、比較的厚く弾力性に富んだものが用いられる。このため、裏面研削時の加工荷重を受けた際の弾性変形量もそれに応じて増大し、ウェーハ１の厚さのばらつき度合いが顕著になってしまうという問題がある。
本発明は、これらの従来方法のように、裏面研削の際には表面を保護する保護テープを用いず、直接チャックテーブルに載置して保持させることにより、ウェーハ単体において、電極の高さが均一となり、総厚も均一とすることができるわけである。
本発明の実施形態で切削加工および研削加工が施されるウェーハの（ａ）斜視図、（ｂ）側面図である。 加工前のウェーハ表面の拡大断面図である。 本発明の第１実施形態の加工方法を工程順に示す図である。 第１実施形態の付加部切削工程後のウェーハ表面を示す拡大断面図である。 付加部切削工程を好適に実施する切削装置の斜視図である。 同切削装置の切削ユニットによってウェーハ表面を切削する状態を示す側面図である。 裏面研削工程を好適に実施する研削装置の斜視図である。 本発明の第２実施形態の加工方法を工程順に示す図である。 第２実施形態の第１の付加部切削工程後のウェーハ表面を示す拡大断面図である。 ウェーハ裏面のデバイス形成領域に対応する領域のみが研削されたウェーハの断面図である。 従来の加工方法の一例を工程順に示す図である。 従来の加工方法の他の例を工程順に示す図である。
符号の説明
１…半導体ウェーハ（基板）
４…電極（突起状金属）
５…レジスト層（樹脂部）
６…付加部
７…デバイス形成領域
８…外周余剰領域
１０…切削装置
２０…切削装置のチャックテーブル（吸着テーブル）
２２ａ…吸着面
６０…研削装置のチャックテーブル（吸着テーブル）
６２ａ…吸着面

Claims (3)

  1. 表面に、該表面から突出して形成された突起状金属と、該突起状金属を囲繞し、かつ該突起状金属の突出量を超える高さを有する樹脂部とからなる付加部を備えた基板を、吸着テーブルの吸着面に該基板の裏面側を合わせて吸着、保持して、前記付加部を切削するとともに、該基板の裏面を研削して薄化する基板の加工方法であって、
    前記基板の裏面を吸着テーブルの前記吸着面に直接吸着させて保持し、前記突起状金属の先端と前記樹脂部とが少なくとも面一になるまで前記付加部の表面を切削する付加部切削工程と、
    切削された前記付加部を吸着テーブルの前記吸着面に直接吸着させて保持し、該基板の裏面を研削する裏面研削工程と、
    前記樹脂部を該基板の表面から除去する樹脂部除去工程と
    を備えることを特徴とする基板の加工方法。
  2. 表面に、該表面から突出して形成された突起状金属と、該突起状金属を囲繞し、かつ該突起状金属の突出量を超える高さを有する樹脂部とからなる付加部を備えた基板を、吸着テーブルの吸着面に該基板の裏面側を合わせて吸着、保持して、前記付加部を切削するとともに、該基板の裏面を研削して薄化する基板の加工方法であって、
    前記基板の裏面を吸着テーブルの吸着面に直接吸着させて保持し、前記付加部の前記樹脂部の表面のみを、前記突起状金属に至らない範囲で切削する第１の付加部切削工程と、
    切削された前記樹脂部を吸着テーブルの吸着面に直接吸着させて保持し、該基板の裏面を研削する裏面研削工程と、
    該基板の裏面を吸着テーブルの吸着面に直接吸着させて保持し、前記付加部の前記突起状金属の先端と前記樹脂部とが少なくとも面一になるまで、これら突起状金属と樹脂部とを同時に切削する第２の付加部切削工程と、
    前記樹脂部を該基板の表面から除去する樹脂部除去工程と
    を備えることを特徴とする基板の加工方法。
  3. 前記基板の前記表面には、デバイス形成領域と、該デバイス形成領域を囲繞する外周余剰領域とが設けられており、前記裏面研削工程では、裏面における該デバイス形成領域に対応する領域のみを研削することを特徴とする請求項１または２に記載の基板の加工方法。
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