JP2010177430A - ウエーハの処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体デバイスの抗折強度を低下させることなくゲッタリング効果が確実に得られる半導体ウエーハの処理方法を提供する。
【解決手段】表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの処理方法であって、ウエーハの裏面を研削してデバイスの仕上がり厚みに形成する裏面研削工程と、裏面研削工程が実施されることによってウエーハの裏面に生成された研削歪層を除去する歪層除去工程と、研削歪層が除去されたウエーハの裏面にプラズマ化した不活性ガスを照射する不活性ガス照射工程とを含む。
【選択図】図４
【解決手段】表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの処理方法であって、ウエーハの裏面を研削してデバイスの仕上がり厚みに形成する裏面研削工程と、裏面研削工程が実施されることによってウエーハの裏面に生成された研削歪層を除去する歪層除去工程と、研削歪層が除去されたウエーハの裏面にプラズマ化した不活性ガスを照射する不活性ガス照射工程とを含む。
【選択図】図４
Description
本発明は、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの裏面を処理するウエーハの処理方法に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる切断ラインによって多数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。このように多数のデバイスが形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分割することにより、個々の半導体デバイスを形成する。半導体デバイスの小型化および軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハをストリートに沿って切断して個々の矩形領域を分割するのに先立って、半導体ウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成している。
しかるに、上述したように半導体ウエーハの裏面を研削すると、半導体デバイスの裏面にマイクロクラックからなる１μm程度の研削歪層が生成され、半導体デバイスの抗折強度が低下するという問題がある。
近年、携帯電話やパソコン等の電気機器はより軽量化、小型化が求められており、より薄い半導体デバイスが要求されている。より薄く半導体デバイスを分割する技術として所謂先ダイシング法と称する分割技術が実用化されている。この先ダイシング法は、半導体ウエーハの表面からストリートに沿って所定の深さ（半導体デバイスの仕上がり厚みに相当する深さ）の分割溝を形成し、その後、表面に分割溝が形成された半導体ウエーハの裏面を研削して該裏面に分割溝を表出させ個々の半導体デバイスに分離する技術であり、半導体デバイスの厚みを５０μｍ以下に加工することが可能である。このように、半導体デバイスの厚みが５０μｍ以下と薄くなると、半導体ウエーハの裏面に生成される研削歪の影響により、抗折強度が著しく低下する。
このような問題を解消するために、半導体ウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成した後に、半導体ウエーハの裏面にポリッシング加工、ウエットエッチング加工、ドライエッチング加工等を施し、半導体ウエーハの裏面に生成された研削歪層を除去し、半導体デバイスの抗折強度の低下を防いでいる。
しかしながら、DRAMやフラッシュメモリ等のようにメモリ機能を有する半導体デバイスが複数形成された半導体ウエーハにおいては、裏面研削後にポリッシング加工、ウエットエッチング加工、ドライエッチング加工等によって研削歪層を除去すると、メモリ機能が低下するという問題がある。これは、半導体デバイス製造工程において半導体ウエーハの内部に含有した銅等の金属原子が裏面の研削歪層を除去する前にはゲッタリング効果によって裏面側に偏っていたが、裏面の歪層が除去されるとゲッタリング効果が消失して半導体ウエーハの内部に含有した銅等の金属原子がデバイスが形成された表面側に浮遊することで電流リークが発生するためと考えられる。
上述した問題を解消するために、半導体ウエーハの裏面に０．２μm以下のマイクロクラックからなる研削歪層を形成することにより、半導体デバイスの抗折強度を低下させることなくゲッタリング効果が得られる半導体デバイスの加工方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００５−３１７８４６号公報
而して、上記特許文献１に開示された半導体デバイスの加工方法のように半導体ウエーハの裏面に０．２μm以下のマイクロクラックからなる歪層を形成することは、不可能ではないにしても非常に困難である。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、半導体デバイスの抗折強度を低下させることなくゲッタリング効果が確実に得られる半導体ウエーハの処理方法を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの処理方法であって、
ウエーハの裏面を研削してデバイスの仕上がり厚みに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されることによってウエーハの裏面に生成された研削歪層を除去する歪層除去工程と、
研削歪層が除去されたウエーハの裏面にプラズマ化した不活性ガスを照射する不活性ガス照射工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの処理方法が提供される。
ウエーハの裏面を研削してデバイスの仕上がり厚みに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されることによってウエーハの裏面に生成された研削歪層を除去する歪層除去工程と、
研削歪層が除去されたウエーハの裏面にプラズマ化した不活性ガスを照射する不活性ガス照射工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの処理方法が提供される。
上記歪層除去工程は、ウエーハの裏面にプラズマ化したフッ素系ガスを照射してウエーハの裏面に生成された研削歪層を除去する。
また、上記裏面研削工程を実施する前に、ウエーハの表面から複数のストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚みに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程を実施する。
また、上記裏面研削工程を実施する前に、ウエーハの表面から複数のストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚みに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程を実施する。
本発明によるウエーハの処理方法においては、ウエーハの裏面を研削してデバイスの仕上がり厚みに形成する裏面研削工程を実施した後に、ウエーハの裏面に生成された研削歪層を除去する歪層除去工程を実施するので、ウエーハが分割されたデバイスの抗折強度を低下させることはない。また、本発明によるウエーハの処理方法においては、研削歪層が除去されたウエーハの裏面にプラズマ化した不活性ガスを照射する不活性ガス照射工程を実施するので、研削歪層が除去されたウエーハの裏面に微細な歪みが生成されるため、この微細な歪みによるゲッタリング効果が確実に得られる。
以下、本発明によるウエーハの処理方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１には、本発明によるウエーハの処理方法によって処理される半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、例えば厚さが６００μmのシリコンウエーハからなり、その表面２ａに格子状に形成された複数のストリート２１によって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。
上述した半導体ウエーハ２の裏面を処理する処理方法においては、先ず半導体ウエーハ２の裏面を研削してデバイスの仕上がり厚みに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程を実施するに際しては、半導体ウエーハ２の表面２aに形成されたデバイス２２を保護するために、図２の(a)および(b)に示すように半導体ウエーハ２の表面２aに保護テープ等の保護部材３を貼着する（保護部材貼着工程）。従って、半導体ウエーハ２は、裏面２bが露呈された状態となる。
上述した保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面を研削してデバイスの仕上がり厚みに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図３の(a)に示す研削装置５を用いて実施する。図３の(a)に示す研削装置５は、被加工物を保持するチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１に保持された被加工物の被加工面を研削する研削手段５２を具備している。チャックテーブル５１は、上面に被加工物を吸引保持し図３の(a)において矢印５１aで示す方向に回転せしめられる。研削手段５２は、スピンドルハウジング５２１と、該スピンドルハウジング５２１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル５２２と、該回転スピンドル５２２の下端に装着されたマウンター５２３と、該マウンター５２３の下面に取り付けられた研削ホイール５２４とを具備している。この研削ホイール５２４は、円板状の基台５２５と、該基台５２５の下面に環状に装着された研削砥石５２６とからなっており、基台５２５がマウンター５２３の下面に締結ボルト５２７によって取り付けられている。
上述した研削装置５を用いて裏面研削工程を実施するには、図３の(a)に示すようにチャックテーブル５１の上面（保持面）に上述した保護部材貼着工程が実施された半導体ウエーハ２の保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５１上にウエーハ２を保護部材３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル５１上に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにチャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル５１を図３の(a)において矢印５１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍの回転速度で回転するとともに、研削手段５２の研削ホイール５２４を図３の(a)において矢印５２４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ研削砥石５２６を被加工面である半導体ウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、研削ホイール５２４を図３の(a)において矢印５２４bで示すように下方に所定の研削送り速度で所定量研削送りする。この結果、図３の(ｂ)に示すように半導体ウエーハ２はデバイスの仕上がり厚み（例えば、１００μm）に形成される。
上述したように裏面研削工程を実施すると、半導体ウエーハ２の裏面２bにはマイクロクラックからなる１μm程度の研削歪層が生成される。この研削歪層は、上述したようにデバイスの抗折強度の低下させる要因となる。従って、本発明においては半導体ウエーハ２の裏面２bに生成された研削歪層を除去する歪層除去工程を実施する。この歪層除去工程は、従来実施されているように半導体ウエーハ２の裏面２bにポリッシング加工、ウエットエッチング加工、ドライエッチング加工等を施すことにより半導体ウエーハ２の裏面２bに生成された研削歪層を除去することができる。
図示の実施形態においては、上記歪層除去工程を図４に示すプラズマ処理装置を用いて実施する。図４に示すプラズマ処理装置６は、密閉空間６１ａを形成するハウジング６１を具備している。このハウジング６１は、底壁６１１と上壁６１２と左右側壁６１３、６１４と後側が側壁６１５および前側側壁（図示せず）とからなっており、右側側壁６１４には被加工物搬出入用の開口６１４ａが設けられている。開口６１４ａの外側には、開口６１４ａを開閉するためのゲート６２が上下方向に移動可能に配設されている。このゲート６２は、ゲート作動手段６３によって作動せしめられる。ゲート作動手段６３は、エアシリンダ６３１と該エアシリンダ６３１内に配設された図示しないピストンに連結されたピストンロッド６３２とからなっており、エアシリンダ６３１がブラケット６３３を介して上記ハウジング６１の底壁６１１に取り付けられており、ピストンロッド６３２の先端（図において上端）が上記ゲート６２に連結されている。このゲート作動手段６３によってゲート６２が開けられることにより、被加工物としての上記保護部材３が貼着された半導体ウエーハ２を開口６１４ａを通して搬出入することができる。また、ハウジング６１を構成する底壁６１１には排気口６１１ａが設けられており、この排気口６１１ａがガス排出手段６４に接続されている。
上記ハウジング６１によって形成される密閉空間６１ａには、下部電極６５と上部電極６６が対向して配設されている。下部電極６５は、導電性の材料によって形成されており、円盤状の被加工物保持部６５１と、該被加工物保持部６５１の下面中央部から突出して形成された円柱状の支持部６５２とからなっている。このように被加工物保持部６５１と円柱状の支持部６５２とから構成された下部電極６５は、支持部６５２がハウジング６１の底壁６１１に形成された穴６１１ｂを挿通して配設され、絶縁体６７を介して底壁６１１にシールされた状態で支持されている。このようにハウジング６１の底壁６１１に支持された下部電極６５は、支持部６５２を介して高周波電源６８に電気的に接続されている。
下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１の上部には、上方が開放された円形状の嵌合凹部６５１ａが設けられており、該嵌合凹部６５１ａにポーラスセラミック材によって形成された円盤状の吸着保持部材６５３が嵌合される。嵌合凹部６５１ａにおける吸着保持部材６５３の下側に形成される室６５１ｂは、被加工物保持部６５１および支持部６５２に形成された連通路６５２ａによって吸引手段６９に連通されている。従って、吸着保持部材６５３上に被加工物を載置して吸引手段６９を作動して連通路６５２ａを負圧源に連通することにより室６５１ｂに負圧が作用し、吸着保持部材６５３上に載置された被加工物が吸引保持される。また、吸引手段６９を作動して連通路６５２ａを大気に開放することにより、吸着保持部材６５３上に吸引保持された被加工物の吸引保持が解除される。
下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１の下部には、冷却通路６５１cが形成されている。この冷却通路６５１cの一端は支持部６５２に形成された冷媒導入通路６５２ｂに連通され、冷却通路６５１cの他端は支持部６５２に形成された冷媒排出通路６５２ｃに連通されている。冷媒導入通路６５２ｂおよび冷媒排出通路６５２ｃは、冷媒供給手段７０に連通されている。従って、冷媒供給手段７０が作動すると、冷媒が冷媒導入通路６５２ｂ、冷却通路６５１cおよび冷媒排出通路６５２ｃを通して循環せしめられる。この結果、後述するプラズマ処理時に発生する熱は下部電極６５から冷媒に伝達されるので、下部電極６５の異常昇温が防止される。
上記上部電極６６は、導電性の材料によって形成されており、円盤状のガス噴出部６６１と、該ガス噴出部６６１の上面中央部から突出して形成された円柱状の支持部６６２とからなっている。このようにガス噴出部６６１と円柱状の支持部６６２とからなる上部電極６６は、ガス噴出部６６１が下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１と対向して配設され、支持部６６２がハウジング６１の上壁６１２に形成された穴６１２ａを挿通し、該穴６１２ａに装着されたシール部材７１によって上下方向に移動可能に支持されている。支持部６６２の上端部には作動部材６６３が取り付けられており、この作動部材６６３が昇降駆動手段７２に連結されている。なお、上部電極６６は、支持部６６２を介して接地されている。
上部電極６６を構成する円盤状のガス噴出部６６１には、下面に開口する複数の噴出口６６１ａが設けられている。この複数の噴出口６６１ａは、ガス噴出部６６１に形成された連通路６６１ｂおよび支持部６６２に形成された連通路６６２ａを介してフッ素系ガスを主体とするプラズマ発生用の混合ガス供給手段７３および不活性ガス供給手段７４に連通されている。なお、不活性ガス供給手段７４は、アルゴン、ネオン、ヘリウム等の不活性ガスを供給する。
図示の実施形態におけるプラズマ処理装置６は、上記ゲート作動手段６３、ガス排出手段６４、高周波電源６８、吸引手段６９、冷媒供給手段７０、昇降駆動手段７２、ガス供給手段７３、不活性ガス供給手段７４等を制御する制御手段７５を具備している。この制御手段７５にはガス排出手段６４からハウジング６１によって形成される密閉空間６１ａ内の圧力に関するデータが、冷媒供給手段７０から冷媒温度（即ち電極温度）に関するデータが、混合ガス供給手段７３および不活性ガス供給手段７４からガス流量に関するデータが入力され、これらのデータ等に基づいて制御手段７５は上記各手段に制御信号を出力する。
図示の実施形態におけるプラズマ処理装置６は以上のように構成されており、以下上述したように裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２の裏面２ｂをプラズマエッチングして、半導体ウエーハ２の裏面２bに生成された研削歪層を除去する歪層除去工程について説明する。
先ずゲート作動手段６３を作動してゲート６２を図４において下方に移動せしめ、ハウジング６１の右側側壁６１４に設けられた開口６１４ａを開ける。次に、図示しない搬出入手段によって保護部材３が貼着された半導体ウエーハ２を開口６１４ａからハウジング６１によって形成される密閉空間６１ａに搬送し、下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１の吸着保持部材６５３上に保護部材３側を載置する。このとき、昇降駆動手段７２を作動して上部電極６６を上昇せしめておく。そして、吸引手段６９を作動して上述したように室６５１ｂに負圧を作用することにより、吸着保持部材６５３上に載置された半導体ウエーハ２に貼着された保護部材３は吸引保持される（図５参照）。
先ずゲート作動手段６３を作動してゲート６２を図４において下方に移動せしめ、ハウジング６１の右側側壁６１４に設けられた開口６１４ａを開ける。次に、図示しない搬出入手段によって保護部材３が貼着された半導体ウエーハ２を開口６１４ａからハウジング６１によって形成される密閉空間６１ａに搬送し、下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１の吸着保持部材６５３上に保護部材３側を載置する。このとき、昇降駆動手段７２を作動して上部電極６６を上昇せしめておく。そして、吸引手段６９を作動して上述したように室６５１ｂに負圧を作用することにより、吸着保持部材６５３上に載置された半導体ウエーハ２に貼着された保護部材３は吸引保持される（図５参照）。
半導体ウエーハ２に貼着された保護部材３が吸着保持部材６５３上に吸引保持されたならば、ゲート作動手段６３を作動してゲート６２を図４において上方に移動せしめ、ハウジング６１の右側側壁６１４に設けられた開口６１４ａを閉じる。そして、昇降駆動手段７２を作動して上部電極６６を下降させ、図５に示すように上部電極６６を構成するガス噴射部６６１の下面と下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１に保持された保護部材３を貼着した半導体ウエーハ２の上面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（Ｄ）に位置付ける。なお、この電極間距離（Ｄ）は、図示の実施形態においては１０ｍｍに設定されている。
次に、ガス排出手段６４を作動してハウジング６１によって形成される密閉空間６１ａ内を真空排気する。密閉空間６１ａ内を真空排気したならば、混合ガス供給手段７３を作動してプラズマ発生用ガスを上部電極６６に供給する。混合ガス供給手段７３から供給されたプラズマ発生用ガスは、支持部６６２に形成された連通路６６２ａおよびガス噴出部６６１に形成された連通路６６１ｂを通して複数の噴出口６６１ａから下部電極６５の吸着保持部材６５３上に保持された半導体ウエーハ２の裏面２b（上面）に向けて噴出される。そして、密閉空間６１ａ内を所定のガス圧力に維持する。このように、プラズマ発生用ガスを供給した状態で、高周波電源６８から下部電極６５と上部電極６６との間に高周波電圧を印加する。これにより、下部電極６５と上部電極６６との間の空間にプラズマが発生し、このプラズマにより生じる活性物質が半導体ウエーハ２の裏面２bに作用するので、半導体ウエーハ２の裏面２bがエッチングされる。この結果、半導体ウエーハ２の裏面２bに生成された研削歪層が除去される。
なお、上記歪層除去工程は、例えば以下の条件で行われる。
電源６８の出力 ：１〜４W
密閉空間６１ａ内の圧力 ：４００〜６００Pa
プラズマ発生用ガス ：六フッ化イオウ(SF6)とヘリウム(He)を１：３〜４：１の
割合で混合した混合ガス
エッチング処理時間 ：３〜４分
電源６８の出力 ：１〜４W
密閉空間６１ａ内の圧力 ：４００〜６００Pa
プラズマ発生用ガス ：六フッ化イオウ(SF6)とヘリウム(He)を１：３〜４：１の
割合で混合した混合ガス
エッチング処理時間 ：３〜４分
上述した歪層除去工程を実施したならば、研削歪層が除去された半導体ウエーハ２の裏面２bにプラズマ化した不活性ガスを照射する不活性ガス照射工程を実施する。
不活性ガス照射工程は、歪層除去工程が終了した状態で、ガス排出手段６４を作動してハウジング６１によって形成される密閉空間６１ａ内を真空排気する。密閉空間６１ａ内を真空排気したならば、不活性ガス供給手段７４を作動して不活性ガスを上部電極６６に供給する。不活性ガス供給手段７４から供給された不活性ガスは、支持部６６２に形成された連通路６６２ａおよびガス噴出部６６１に形成された連通路６６１ｂを通して複数の噴出口６６１ａから下部電極６５の吸着保持部材６５３上に保持された半導体ウエーハ２の裏面２b（上面）に向けて噴出される。そして、密閉空間６１ａ内を所定のガス圧力に維持する。このように、不活性ガスを供給した状態で、高周波電源６８から下部電極６５と上部電極６６との間に高周波電圧を印加する。これにより、下部電極６５と上部電極６６との間の空間にプラズマが発生し、このプラズマ化した不活性ガスが半導体ウエーハ２の裏面２bに照射される。この結果、半導体ウエーハ２の裏面２bに微細な歪みが形成され、この微細な歪みによるゲッタリング効果が得られる。
不活性ガス照射工程は、歪層除去工程が終了した状態で、ガス排出手段６４を作動してハウジング６１によって形成される密閉空間６１ａ内を真空排気する。密閉空間６１ａ内を真空排気したならば、不活性ガス供給手段７４を作動して不活性ガスを上部電極６６に供給する。不活性ガス供給手段７４から供給された不活性ガスは、支持部６６２に形成された連通路６６２ａおよびガス噴出部６６１に形成された連通路６６１ｂを通して複数の噴出口６６１ａから下部電極６５の吸着保持部材６５３上に保持された半導体ウエーハ２の裏面２b（上面）に向けて噴出される。そして、密閉空間６１ａ内を所定のガス圧力に維持する。このように、不活性ガスを供給した状態で、高周波電源６８から下部電極６５と上部電極６６との間に高周波電圧を印加する。これにより、下部電極６５と上部電極６６との間の空間にプラズマが発生し、このプラズマ化した不活性ガスが半導体ウエーハ２の裏面２bに照射される。この結果、半導体ウエーハ２の裏面２bに微細な歪みが形成され、この微細な歪みによるゲッタリング効果が得られる。
なお、上記不活性ガス照射工程は、例えば以下の条件で行われる。
電源６８の出力 ：２W
密閉空間６１ａ内の圧力 ：１０Pa
不活性ガス ：アルゴンまたはネオンまたはヘリウム
エッチング処理時間 ：５〜１０分
電源６８の出力 ：２W
密閉空間６１ａ内の圧力 ：１０Pa
不活性ガス ：アルゴンまたはネオンまたはヘリウム
エッチング処理時間 ：５〜１０分
上述した不活性ガス照射工程が実施された半導体ウエーハ２は、次工程であるウエーハ分割工程において、ストリートに沿って切断され個々の半導体デバイスに分割される。このようにして分割された半導体デバイスは、上述したように研削歪層が除去され抗折強度が低下していないとともにゲッタリング効果を有している。
次に、本発明によるウエーハの処理方法の他の実施形態について説明する。
この実施形態においては、上記裏面研削工程を実施する前に、半導体ウエーハ２の表面から複数のストリート２１に沿ってデバイスの仕上がり厚みに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程を実施する。この分割溝形成工程は、図６の(a)に示す切削装置８を用いて実施する。図６の(a)に示す切削装置８は、被加工物を保持するチャックテーブル８１と、切削ブレード８２１を備えた切削手段８２と、撮像手段８３を具備している。この切削装置８によって分割溝形成工程を実施するには、チャックテーブル８１上に半導体ウエーハ２の表面２ａを上にして載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ２をチャックテーブル８１上に保持する。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル８１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段８３の直下に位置付けられる。
この実施形態においては、上記裏面研削工程を実施する前に、半導体ウエーハ２の表面から複数のストリート２１に沿ってデバイスの仕上がり厚みに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程を実施する。この分割溝形成工程は、図６の(a)に示す切削装置８を用いて実施する。図６の(a)に示す切削装置８は、被加工物を保持するチャックテーブル８１と、切削ブレード８２１を備えた切削手段８２と、撮像手段８３を具備している。この切削装置８によって分割溝形成工程を実施するには、チャックテーブル８１上に半導体ウエーハ２の表面２ａを上にして載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ２をチャックテーブル８１上に保持する。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル８１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段８３の直下に位置付けられる。
チャックテーブル８１が撮像手段８３の直下に位置付けられると、撮像手段８３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の切削溝を形成すべき切削領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段８３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１と、切削ブレード８２１との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直角に延びるストリート２１に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。
以上のようにしてチャックテーブル８１上に保持されている半導体ウエーハ２の切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル８１を切削領域の切削開始位置に移動する。そして、切削ブレード８２１を図６の(a)において矢印８２１aで示す方向に回転しつつ下方に移動して所定量の切り込み送りを実施する。この切り込み送り位置は、切削ブレード８２１の外周縁が半導体ウエーハ２の表面からデバイスの仕上がり厚みに相当する深さ位置（例えば、５０μｍ）に設定されている。このようにして、切削ブレード８２１の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード８２１を回転しつつチャックテーブル８１を図６の(a)において矢印Ｘで示す方向に切削送りすることによって、図６の（ｂ）に示すようにストリート２１に沿ってデバイスの仕上がり厚みに相当する深さ（例えば、５０μｍ）の切削溝２１０が形成される（分割溝形成工程）。この分割溝形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全てのストリート２１に沿って実施する。
上述した分割溝形成工程を実施したならば、図７の（ａ）および（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａ（デバイス２２が形成されている面）にデバイス２２を保護するための剛性を有する保護部材４を適宜の粘着材を介して貼着する（保護部材貼着工程）。なお、剛性を有する保護部材４としては、厚さが０．５〜１．５mmのガラス板、セラミックス板、金属板を用いることができる。
次に、表面に剛性を有する保護部材４が貼着された半導体ウエーハ２の裏面２ｂを研削し、デバイスの仕上がり厚みに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、上記図３の（ａ）に示す研削装置5を用いて実施する。即ち、図８の（ａ）に示すようにチャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２の保護部材４側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５１上にウエーハ２を保護部材４を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル５１上に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにチャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル５１を矢印５１aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段５２の研削ホイール５２４を図８の(a)において矢印５２４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて研削砥石５２６を被加工面である半導体ウエーハ２の裏面２bに接触せしめ、研削ホイール５２４を図８の(a)において矢印５２４bで示すように下方に所定の研削送り速度でデバイスの仕上がり厚み（例えば、５０μｍ）になるまで研削する。この結果、図８の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２の裏面２bに切削溝２１０が表出し、図８の（ｃ）に示すように半導体ウエーハ２は切削溝２１０が形成されたストリートに沿って個々のデバイス２２に分割される。なお、分割された複数のデバイス２２は、その表面に剛性を有する保護部材４が貼着されているので、移動することはない。
上述した裏面研削工程を実施したならば、裏面研削工程を実施することにより半導体ウエーハ２の裏面２bに生成された研削歪層を除去する歪層除去工程を実施する。この歪層除去工程は、上述した図４に示すプラズマ処理装置６を用いて上述したように実施する。次に、研削歪層が除去された半導体ウエーハ２（ストリートに沿って個々のデバイス２２に分割されている）の裏面にプラズマ化した不活性ガスを照射する不活性ガス照射工程を実施する。この不活性ガス照射工程も上述した図４に示すプラズマ処理装置６を用いて上述したように実施する。このように歪層除去工程および不活性ガス照射工程が実施された個々のデバイス２２は、上述したように研削歪層が除去され抗折強度が低下していないとともにゲッタリング効果を有している。なお、この実施形態においては、半導体ウエーハ２がストリートに沿って個々のデバイス２２に分割された後に歪層除去工程が実施されるので、ストリートに沿って形成された切削溝２１０による切断面もプラズマエッチングされるため、切断面に生成された加工歪みが除去され、デバイス２２の抗折強度を向上させることができる。
なお、上述した分割溝形成工程を実施した後、上記裏面研削工程を実施する前に、半導体ウエーハ２の表面にプラズマ化したフッ素系ガスを照射し、分割溝形成工程を実施することにより半導体ウエーハ２の表面（切削溝２１０による切断面の表面側縁部）に生成された加工歪を除去する加工歪除去工程を実施することにより、デバイス２２の抗折強度を更に向上させることができる。
２：半導体ウエーハ
２１：ストリート
２２：デバイス
３：保護部材
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５２：研削手段
６：プラズマ処理装置
６５：下部電極
６６：上部電極
６８：高周波電源
７３：混合ガス供給手段
７４：不活性ガス供給手段
８：切削装置
８１：切削装置のチャックテーブル
８２：切削手段
２１：ストリート
２２：デバイス
３：保護部材
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５２：研削手段
６：プラズマ処理装置
６５：下部電極
６６：上部電極
６８：高周波電源
７３：混合ガス供給手段
７４：不活性ガス供給手段
８：切削装置
８１：切削装置のチャックテーブル
８２：切削手段
Claims (3)
- 表面に複数のストリートが格子状に形成されているとともに該複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの処理方法であって、
ウエーハの裏面を研削してデバイスの仕上がり厚みに形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されることによってウエーハの裏面に生成された研削歪層を除去する歪層除去工程と、
研削歪層が除去されたウエーハの裏面にプラズマ化した不活性ガスを照射する不活性ガス照射工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの処理方法。 - 該歪層除去工程は、ウエーハの裏面にプラズマ化したフッ素系ガスを照射してウエーハの裏面に生成された研削歪層を除去する、請求項１記載のウエーハの処理方法。
- 該裏面研削工程を実施する前に、ウエーハの表面から複数のストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚みに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程を実施する、請求項１又は２記載のウエーハの処理方法。
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