JP2014107283A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の表面に積層された機能層によってデバイスが形成されたウエーハを、デバイスの抗折強度を低下させることなくストリートに沿って確実に分割する。
【解決手段】デバイスが形成されたウエーハ２を、複数のストリート２３に沿って分割するウエーハ２の加工方法であって、機能層２１の表面側からレーザー光線を照射し、ストリート２３に沿って機能層を除去する工程と、ストリート２３を除く領域にレジスト膜５を被覆する工程と、プラズマエッチングすることにより基板２０をデバイスの仕上がり厚さに相当する深さまでエッチングして分割溝２００を形成するとともに、ストリート２３の両側に形成された変質層をエッチングして除去するプラズマエッチング工程と、表面に保護部材を貼着する工程と、裏面を研削し、基板２０をデバイスの仕上がり厚さに形成することにより分割溝２００を表出せしめてウエーハ２を個々のデバイスに分割する工程とを含む。
【選択図】図７

Description

本発明は、基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された機能層によって複数のデバイスが形成されたウエーハを、該複数のデバイスを区画するストリートに沿って分割するウエーハの分割方法に関する。

当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、シリコン等の基板の表面に絶縁膜と機能膜が積層された機能層によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスをマトリックス状に形成した半導体ウエーハが形成される。このように形成された半導体ウエーハは上記デバイスがストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画されており、このストリートに沿って分割することによって個々のデバイスを製造している。

このような半導体ウエーハのストリートに沿った分割は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物である半導体ウエーハを保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された半導体ウエーハを切削するための切削ブレードを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる移動手段とを具備している。

近時においては、ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスの処理能力を向上するために、シリコン等の基板の表面にＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＳｉＮ等のガラス質材料からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）と回路を形成する機能膜が積層された機能層によってデバイスを形成せしめた形態の半導体ウエーハが実用化されている。

上述したＬｏｗ−ｋ膜はウエーハを構成する基板の素材と異なるため、切削ブレードによって同時に切削することが困難である。即ち、Ｌｏｗ−ｋ膜は雲母のように非常に脆いことから、切削ブレードによりストリートに沿って切削すると、Ｌｏｗ−ｋ膜が剥離し、この剥離が回路にまで達しデバイスに致命的な損傷を与えるという問題がある。

上記問題を解消するために、半導体ウエーハに形成されたストリートに沿ってレーザー加工溝を形成することにより機能層を除去し、機能層が除去されたレーザー加工溝に切削ブレードを位置付けて切削ブレードと半導体ウエーハを相対移動することにより、半導体ウエーハをストリートに沿って切断するウエーハの分割方法が下記特許文献１に開示されている。

特開２００９−２１４７６号公報

而して、半導体ウエーハに形成されたストリートに沿ってレーザー加工溝を形成することにより機能層を除去すると、基板におけるストリートの上面に変質層が形成され、切削ブレードによってストリート（レーザー加工溝）に沿って切断してもストリートの両側に変質層が残存し、ストリートに沿って分割されたデバイスを構成する基板の表面側の外周縁に変質層が残存するため、デバイスの抗折強度が低下するという問題がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、基板の表面に積層された機能層によってデバイスが形成されたウエーハを、デバイスの抗折強度を低下させることなくストリートに沿って確実に分割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。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に積層された機能層によってデバイスが形成されたウエーハを、該デバイスを区画する複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに形成されたストリートに沿ってウエーハを構成する機能層の表面側からレーザー光線を照射し、ストリートに沿って機能層を除去する機能層除去工程と、
該機能層除去工程が実施されたウエーハを構成する機能層の表面におけるストリートを除く領域にレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、
該レジスト膜被覆工程が実施されたウエーハをプラズマエッチングすることにより基板を機能層が除去されたストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さまでエッチングして分割溝を形成するとともに、該機能層除去工程においてストリートの両側に形成された変質層をエッチングして除去するプラズマエッチング工程と、
該プラズマエッチング工程が実施されたウエーハを構成する機能層の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面を研削し、基板をデバイスの仕上がり厚さに形成することにより該分割溝を表出せしめてウエーハを個々のデバイスに分割する裏面研削工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。

上記プラズマエッチング工程は、SF₆を用いてストリートの両側に形成された変質層をエッチング除去する変質層除去工程と、SF₆とC₄F₈とを交互に用いて該分割溝を形成する分割溝形成工程とを含んでいる。
上記機能層除去工程を実施する前に、ウエーハを構成する機能層の表面に液状樹脂を塗布して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施することが望ましい。
上記裏面研削工程を実施した後に、ウエーハを構成する基板の裏面を環状のフレームに装着された粘着テープの表面に貼着するとともにウエーハを構成する機能層の表面に貼着された保護部材を剥離するウエーハ支持工程を実施する。

本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハに形成されたストリートに沿ってウエーハを構成する機能層の表面側からレーザー光線を照射し、ストリートに沿って機能層を除去する機能層除去工程と、機能層除去工程が実施されたウエーハを構成する機能層の表面におけるストリートを除く領域にレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、レジスト膜被覆工程が実施されたウエーハをプラズマエッチングすることにより基板を機能層が除去されたストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さまでエッチングして分割溝を形成するとともに、該機能層除去工程においてストリートの両側に形成された変質層をエッチングして除去するプラズマエッチング工程と、プラズマエッチング工程が実施されたウエーハを構成する機能層の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、保護部材貼着工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面を研削し、基板をデバイスの仕上がり厚さに形成することにより分割溝を表出せしめてウエーハを個々のデバイスに分割する裏面研削工程とを含んでいるので、ストリートに沿って分割されたデバイスは機能層除去工程においてストリートの両側に形成された変質層がプラズマエッチング工程を実施することによりエッチングされて除去されているため、抗折強度を向上させることができる。また、上記分割工程はプラズマエッチングによって形成されるので、切削ブレードによる欠けを生じさせることがなく、デバイスの抗折強度が更に向上する。

本発明によるウエーハの加工方法によって分割される半導体ウエーハを示す斜視図および要部拡大断面図。 本発明によるウエーハの加工方法における保護膜形成工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における機能層除去工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。 本発明によるウエーハの加工方法における機能層除去工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるレジスト膜被覆工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるプラズマエッチング工程を実施するためのプラズマエッチング装置の要部断面図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるプラズマエッチング工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における保護部材貼着工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程の説明図。 本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の説明図。

以下、本発明によるウエーハの加工方法について添付図面を参照して、更に詳細に説明する。

図１の（ａ）および（ｂ）には、本発明によるウエーハの加工方法によって個々のデバイスに分割される半導体ウエーハの斜視図および要部拡大断面図が示されている。図１の（ａ）および（ｂ）に示す半導体ウエーハ２は、厚みが７２５μmで直径が２００ｍｍのシリコン基板２０の表面２０ａに絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された機能層２１によって複数のＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２がマトリックス状に形成されている。この機能層２１は、図示の実施形態においては厚みが１０μmに設定されている。そして、各デバイス２２は、格子状に形成されたストリート２３によって区画されている。なお、図示の実施形態においては、機能層２１を形成する絶縁膜は、ＳｉＯ２膜または、ＳｉＯＦ、ＢＳＧ（ＳｉＯＢ）等の無機物系の膜やポリイミド系、パリレン系等のポリマー膜である有機物系の膜からなる低誘電率絶縁体被膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）からなっている。

上述した半導体ウエーハ２をストリート２３に沿って分割するウエーハの加工方法においては、デバイス２２を保護するために半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａに液状樹脂を塗布して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施する。この保護膜形成工程の一例について図２の（ａ）乃至（ｃ）を参照して説明する。
図２の（ａ）および（ｂ）に示す保護膜形成工程においては、先ず保護膜被覆装置３のスピンナーテーブル３１に半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０の裏面２０ｂ側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、スピンナーテーブル３１上に半導体ウエーハ２を吸引保持する。従って、スピンナーテーブル３１上に保持された半導体ウエーハ２は、図２の（ａ）に示すように半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａが上側となる。このようにしてスピンナーテーブル３１上に半導体ウエーハ２を吸引保持したならば、図２の（ａ）に示すように液状樹脂供給ノズル３２の噴出口３２１をスピンナーテーブル３１上に保持された半導体ウエーハ２の中心部に位置付け、図示しない液状樹脂供給手段を作動して、液状樹脂供給ノズル３２の噴出口３２１から液状樹脂３００を所定量滴下する。なお、液状樹脂３００は、例えばPVA(Poly Vinyl Alcohol)、ＰＥＧ（Poly Ethylene Glycol）、PEO(Poly Ethylene Oxide)等の水溶性が望ましい。そして、液状樹脂３００の供給量は、例えば直径が２００ｍｍのウエーハの場合、１０〜２０ミリリットル（ｍｌ）程度でよい。

このようにして、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａの中央領域へ所定量の液状樹脂３００を滴下したならば、図２の（ｂ）に示すようにスピンナーテーブル３１を矢印で示す方向に例えば１００ｒｐｍで５秒間程度回転する。この結果、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａの中央領域の滴下された液状樹脂３００は、遠心力の作用で外周に向けて流動し半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａの全面に拡散せしめられ、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａには、図２の（ｂ）および（ｃ）に示すように厚さが０．２〜１０μmの保護膜３１０が形成される（保護膜形成工程）。この保護膜３１０の厚みは、液状樹脂３００の供給量、スピンナーテーブル３１の回転速度および回転時間によって調整することができる。

上述した保護膜形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２に形成されたストリート２３に沿って半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａ側からレーザー光線を照射し、ストリート２３に沿って機能層２１を除去する機能層除去工程を実施する。この機能層除去工程は、図３に示すレーザー加工装置４を用いて実施する。図３に示すレーザー加工装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２と、チャックテーブル４１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段４３を具備している。チャックテーブル４１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図３において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図３において矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。

上記レーザー光線照射手段４２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング４２１を含んでいる。ケーシング４２１内には図示しないＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング４２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器４２２が装着されている。

上記レーザー光線照射手段４２を構成するケーシング４２１の先端部に装着された撮像手段４３は、図示の実施形態においては顕微鏡やＣＣＤカメラ等の光学手段からなっており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。

上述したレーザー加工装置４を用いて実施する機能層除去工程について、図３および図４を参照して説明する。
この機能層除去工程は、先ず上述した図３に示すレーザー加工装置４のチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０の裏面２０ｂ側を載置し、該チャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する。従って、チャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２は、機能層２１の表面２１ａに形成された保護膜３１０が上側となる。

上述したように半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段４３の直下に位置付けられる。チャックテーブル４１が撮像手段４３の直下に位置付けられると、撮像手段４３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工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４３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２３と、ストリート２３に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２の集光器４２２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、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。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交する方向に延びるストリート２３に対しても、同様にレーザー光線照射位置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４１上に保持された半導体ウエーハ２に形成されているストリート２３を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図４で示すようにチャックテーブル４１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段４２の集光器４２２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２３を集光器４２２の直下に位置付ける。このとき、図４の（ａ）で示すように半導体ウエーハ２は、ストリート２３の一端(図４の（ａ）において左端)が集光器４２２の直下に位置するように位置付けられる。次に、レーザー光線照射手段４２の集光器４２２からパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル４１を図４の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の加工送り速度で移動せしめる。そして、図４の（ｂ）で示すようにストリート２３の他端（図４の（ｂ）において右端）が集光器４２２の直下位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル４１の移動を停止する。この機能層除去工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐをストリート２３の表面付近に合わせる。

上述した機能層除去工程を実施することにより、図４の（ｃ）に示すように機能層２１には、ストリート２３に沿って保護膜３１０および機能層２１が除去される。上述した機能層除去工程を半導体ウエーハ２の所定方向に形成された全てのストリート２３に沿って実施する。なお、機能層除去工程を実施することによりストリート２３に沿って機能層２１が除去されると、ストリート２３の両側にレーザー光線が照射されることによって生成された変質層２４が残存する。この機能層除去工程を実施する際には、図４の（ｃ）に示すようにレーザー光線の照射によってデブリ２５が発生するが、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａに保護膜３１０が形成されているので、デブリ２５は保護膜３１０によって遮断され機能層２１の表面２１ａに形成されたデバイス２２に付着することはない。

なお、上記機能層除去工程は、例えば以下の加工条件で行われる。
レーザー光線の光源 ：ＹＶＯ４レーザーまたはＹＡＧレーザー
波長 ：３５５ｎｍ
繰り返し周波数 ：１０〜１００ｋＨｚ
出力 ：４〜１０Ｗ
集光スポット径 ：φ３０〜φ１００μｍ
加工送り速度 ：５０〜２００ｍｍ／秒

以上のようにして、半導体ウエーハ２の所定方向に形成された全てのストリート２３に沿って上記機能層除去工程を実施したならば、チャックテーブル４１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交する方向に形成された各ストリート２３に沿って上記機能層除去工程を実施する。

上述した機能層除去工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａに形成されている保護膜３１０を除去する保護膜除去工程を実施する。この保護膜除去工程は、導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａに被覆されている保護膜３１０が水溶性の樹脂によって形成されているので、水洗いすることによって容易に除去することができる。

次に、上記機能層除去工程によってストリート２３に沿って機能層２１が除去された半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａにおけるストリート２３を除く領域にレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程を実施する。
このレジスト膜被覆工程は、先ず図５の（ａ）に示すように上記保護膜除去工程が実施された半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａにポジ型ホトレジストを塗布しホトレジスト膜５を形成する（ホトレジスト塗布工程）。次に、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａに形成されたホトレジスト膜５の非エッチング領域としてのストリート２３を除く領域にマスキングをしてホトレジスト膜５を露光し（露光工程）、露光されたホトレジスト膜５をアルカリ溶液によって現像する（現像工程）。この結果、図５の（ｂ）に示すようにホトレジスト膜５における露光されたストリート２３に対応する領域が除去される。従って、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａには、ストリート２３を除く領域にホトレジスト膜５が被覆されたことになる。

上述したレジスト膜被覆工程を実施したならば、半導体ウエーハ２をプラズマエッチングすることによりシリコン基板２０を機能層２１が除去されたストリート２３に沿ってデバイス２２の仕上がり厚さに相当する深さまでエッチングして分割溝を形成するとともに、機能層除去工程においてストリート２３の両側に形成された変質層２４をエッチングして除去するプラズマエッチング工程を実施する。このプラズマエッチング工程は、図6に示すプラズマエッチング工程を用いて実施する。図６に示すプラズマエッチング装置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述したレジスト膜被覆工程が実施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ＳＦ_６ガス供給手段７３およびＣ_４Ｆ_８ガス供給手段７４に連通されている。

図示の実施形態におけるプラズマエッチング装置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、SF₆ガス供給手段７３、Ｃ_４Ｆ_８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、SF₆ガス供給手段７３およびC₄F₈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エッチング装置６は以上のように構成されており、以下上述したようにレジスト膜被覆工程が実施された半導体ウエーハ２をプラズマエッチングして、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１が除去されたストリート２３に沿ってデバイス２２の仕上がり厚さに相当する深さまでエッチングして分割溝を形成するとともに、機能層除去工程においてストリート２３の両側に形成された変質層２４をエッチングして除去するプラズマエッチング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６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上述したレジスト膜被覆工程が実施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上に半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０の裏面２０ｂ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は吸引保持される。従って、吸着保持部材６５３上に保持された半導体ウエーハ２は、機能層２１の表面にストリート２３を除く領域に被覆されたホトレジスト膜５が上側となる。

このように半導体ウエーハ２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６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、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に保持されたホトレジスト膜５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（例えば１０ｍｍ）に位置付ける。

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、先ず上記機能層除去工程においてストリート２３の両側に形成された変質層２４をエッチングして除去する変質層除去工程を実施する。
変質層除去工程を実施するには、ＳＦ_６ガス供給手段７３を作動しプラズマ発生用のＳＦ_６ガスを上部電極６６に供給する。ＳＦ_６ガス供給手段７３から供給されたＳＦ_６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を構成する機能層２１（表面にストリート２３を除く領域にホトレジスト膜５が被覆されている）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（例えば２０Ｐａ）に維持する。このように、プラズマ発生用のＳＦ_６ガスを供給した状態で、高周波電源６８から下部電極６５に例えば１００Wの高周波電力を印加するとともに上部電極６６に例えば２０００Wの高周波電力を印加する。これにより、下部電極６５と上部電極６６との間の空間にＳＦ_６ガスからなる等方性を有するプラズマが発生し、このプラズマ化した活性物質が上記機能層除去工程を実施することによりストリート２３に沿って機能層２１が除去されたシリコン基板２０に作用するので、図７の（ａ）に示すように機能層除去工程においてストリート２３の両側に形成された変質層２４がエッチングされて除去される。

なお、上記変質層除去工程は、例えば以下の条件で行われる。
密閉空間６１ａ内の圧力 ：２０Ｐａ
高周波電力 ：下部電極：１００Ｗ、上部電極：２０００Ｗ
ＳＦ_６ガス供給量 ：１．５リットル／分
エッチング処理時間 ：１分

上述した変質層除去工程を実施したならば、引き続き半導体ウエーハ２をプラズマエッチングして、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１が除去されたストリート２３に沿ってデバイス２２の仕上がり厚さに相当する深さまでエッチングして分割溝を形成する分割溝形成工程を実施する。
分割溝形成工程は、ＳＦ_６ガス供給手段７３とＣ_４Ｆ_８ガス供給手段７４を交互に作動しプラズマ発生用のＳＦ_６ガスとＣ_４Ｆ_８ガスを上部電極６６に供給する。ＳＦ_６ガス供給手段７３から供給されたＳＦ_６ガスとＣ_４Ｆ_８ガス供給手段７４から供給されたＣ_４Ｆ_８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を構成する機能層２１（表面にストリート２３を除く領域にホトレジスト膜５が被覆されている）に向けて交互に噴出される。そして、密閉空間６１ａ内を所定のガス圧力（例えば２０Ｐａ）に維持する。このように、プラズマ発生用のＳＦ_６ガスとＣ_４Ｆ_８ガスを交互に供給した状態で、高周波電源６８から下部電極６５に例えば５０Wの高周波電力を印加するとともに上部電極６６に例えば３０００Wの高周波電力を印加する。これにより、下部電極６５と上部電極６６との間の空間にＳＦ_６ガスとＣ_４Ｆ_８ガスからなる異方性を有するプラズマが発生し、このプラズマ化した活性物質が変質層除去工程を実施することによりストリート２３の両側に形成された変質層２４がエッチングされて除去されたシリコン基板２０に作用するので、図７の（ｂ）に示すようにシリコン基板２０には裏面２０ｂに向けて分割溝２００が形成される。この分割溝２００の深さは、例えば３５０μmに設定されている。

なお、上記分割溝形成工程は、例えば以下の条件で行われる。
密閉空間６１ａ内の圧力 ：２０Ｐａ
高周波電力 ：下部電極：５０W、上部電極：３０００W
ＳＦ_６ガス供給量 ：１．０リットル／分
Ｃ_４Ｆ_８ガス供給量 ：０．７リットル／分
ＳＦ_６ガス供給間隔 ：２秒間隔で1秒間供給
Ｃ_４Ｆ_８ガス供給間隔 ：１秒間隔で２秒間供給
エッチング処理時間 ：２０分

上述したプラズマエッチング工程を実施したならば、周知のホトレジスト膜リムーバーを用いて半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面にストリート２３を除く領域に被覆されたホトレジスト膜５を除去するレジスト膜除去工程を実施する。

次に、上記ホトレジスト膜５が除去された半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａに保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。即ち、図８に示すように半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａに保護部材としての保護テープ８を貼着する。なお、保護テープ８は、図示の実施形態においては厚さが１００μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート状基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ５μｍ程度塗布されている。

次に、保護部材貼着工程が実施された半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０の裏面２０ｂを研削し、シリコン基板２０をデバイス２２の仕上がり厚さに形成することにより分割溝２００を表出せしめて半導体ウエーハ２を個々のデバイス２２に分割する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図９の（ａ）に示す研削装置９を用いて実施する。図９の（ａ）に示す研削装置９は、被加工物を保持するチャックテーブル９１と、該チャックテーブル９１に保持された被加工物の被加工面を研削する研削手段９２を具備している。チャックテーブル９１は、上面に被加工物を吸引保持し図９の（ａ）において矢印９１ａで示す方向に回転せしめられる。研削手段９２は、スピンドルハウジング９２１と、該スピンドルハウジング９２１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９２２と、該回転スピンドル９２２の下端に装着されたマウンター９２３と、該マウンター９２３の下面に取り付けられた研削ホイール９２４とを具備している。この研削ホイール９２４は、円板状の基台９２５と、該基台９２５の下面に環状に装着された研削砥石９２６とからなっており、基台９２５がマウンター９２３の下面に締結ボルト９２７によって取り付けられている。

上述した研削装置９を用いて裏面研削工程を実施するには、図９の（ａ）に示すようにチャックテーブル９１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の保護テープ８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９１上に半導体ウエーハ２を保護テープ８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９１上に保持された半導体ウエーハ２は、シリコン基板２０の裏面２０ｂが上側となる。このようにチャックテーブル９１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９１を矢印９１ａで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段９２の研削ホイール９２４を図９の（ａ）において矢印９２４ａで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて研削砥石９２６を被加工面である半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０の裏面２０ｂに接触せしめ、研削ホイール９２４を図９の（ａ）において矢印９２４ｂ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３００μｍ）になるまで研削する。この結果、図９の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０の裏面２０ｂに分割溝２００が表出し、図９の（ｃ）に示すように半導体ウエーハ２は分割溝２００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。このようにストリートに沿って分割されたデバイス２２は、上記機能層除去工程においてストリート２３の両側に形成された変質層２４がプラズマエッチング工程の変質層除去工程を実施することによってエッチングされて除去されているので、抗折強度を向上させることができる。

上述した裏面研削工程を実施したならば、個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０ｂを環状のフレームに装着された粘着テープの表面に貼着するとともに半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１aに貼着された保護部材を剥離するウエーハ支持工程を実施する。即ち、図１０に示すように個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２を構成する基板２０の裏面２０ｂ側を環状のフレームFに装着された粘着テープTに貼着する。従って、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａに貼着されている保護テープ８は上側となる。そして、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面２１ａに貼着されている保護部材としての保護テープ８を剥離する。このようにして環状のフレームFに装着された粘着テープＴに貼着された個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２は、次工程であるピックアップ工程に搬送される。

なお、上述した実施形態においては、半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面に被覆されたホトレジスト膜５を除去した後に保護テープ８を貼着して裏面研削工程を実施した例を示したが、ホトレジスト膜５の上面に保護テープを貼着して裏面研削工程を実施し、上記ウエーハ支持工程において半導体ウエーハ２を構成する機能層２１の表面から保護テープとともにホトレジスト膜５を除去してもよい。

２：半導体ウエーハ
２０：基板
２１：機能層
２２：デバイス
２３：ストリート
３：保護膜被覆装置
３１：スピンナーテーブル
３２：液状樹脂供給ノズル
４：レーザー加工装置
４１：レーザー加工装置のチャックテーブル
４２：レーザー光線照射手段
５：ホトレジスト膜
６：プラズマエッチング装置
６５：下部電極
６６：上部電極
７３：ＳＦ_６ガス供給手段
７４：Ｃ_４Ｆ_８ガス供給手段
８：保護テープ
９：研削装置
９１：研削装置のチャックテーブル
９２：研削手段
Ｆ：環状のフレーム
Ｔ：粘着テープ

Claims (4)

1. 基板の表面に積層された機能層によってデバイスが形成されたウエーハを、該デバイスを区画する複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
   ウエーハに形成されたストリートに沿ってウエーハを構成する機能層の表面側からレーザー光線を照射し、ストリートに沿って機能層を除去する機能層除去工程と、
   機能層除去工程が実施されたウエーハを構成する機能層の表面におけるストリートを除く領域にレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、
   該レジスト膜被覆工程が実施されたウエーハをプラズマエッチングすることにより基板を機能層が除去されたストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さまでエッチングして分割溝を形成するとともに、該機能層除去工程においてストリートの両側に形成された変質層をエッチングして除去するプラズマエッチング工程と、
   該プラズマエッチング工程が実施されたウエーハを構成する機能層の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
   該保護部材貼着工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面を研削し、基板をデバイスの仕上がり厚さに形成することにより該分割溝を表出せしめてウエーハを個々のデバイスに分割する裏面研削工程と、を含む、
   ことを特徴とするウエーハの加工方法。
2. 該プラズマエッチング工程は、ＳＦ_６を用いてストリートの両側に形成された変質層をエッチング除去する変質層除去工程と、ＳＦ_６とＣ_４Ｆ_８とを交互に用いて該分割溝を形成する分割溝形成工程とを含んでいる、請求項１記載のウエーハの加工方法。
3. 該機能層除去工程を実施する前に、ウエーハを構成する機能層の表面に液状樹脂を塗布して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施する、請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。
4. 該裏面研削工程を実施した後に、ウエーハを構成する基板の裏面を環状のフレームに装着された粘着テープの表面に貼着するとともにウエーハを構成する機能層の表面に貼着された保護部材を剥離するウエーハ支持工程を実施する、請求項１から３のいずれかに記載のウエーハの加工方法。