JP2015133459A

JP2015133459A - ウェーハの分割方法

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Publication number: JP2015133459A
Application number: JP2014005541A
Authority: JP
Inventors: 智隆田渕; Tomotaka Tabuchi
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2034-01-16
Also published as: JP6188589B2

Abstract

【課題】チップの抗折強度を高めることができるウェーハの分割方法を提供する。
【解決手段】ウェーハ（１１）にプラズマエッチングを実施し、ウェーハの表面（１１ａ）側に分割予定ライン（１７）に沿って断面形状がＶ字状のＶ溝（５３）を形成するＶ溝形成ステップと、Ｖ溝の溝底にプラズマエッチングを実施し、Ｖ溝の溝底からウェーハの裏面（１１ｂ）近傍に至るＶ溝の最大幅より狭い細溝（５７）を形成する細溝形成ステップと、細溝の側壁にフッ素系の保護膜（５５）を形成する保護膜形成ステップと、細溝の溝底にプラズマエッチングを実施し、断面形状が逆Ｖ字状の逆Ｖ溝（５９）を細溝の溝底からウェーハの裏面に至る深さで形成する逆Ｖ溝形成ステップと、を備え、Ｖ溝形成ステップ及び逆Ｖ溝形成ステップでは、下部電極（２８）に供給する電力を細溝形成ステップで下部電極に供給する電力未満に設定して、等方性エッチングによりＶ溝及び逆Ｖ溝を形成する構成とした。
【選択図】図４

Description

本発明は、ウェーハを複数のチップへと分割する分割方法に関する。

表面にＩＣ等のデバイスが形成された半導体ウェーハは、例えば、切削装置（ダイシング装置）やレーザー加工装置で加工されて、各デバイスに対応する複数のチップへと分割される。

上述した切削装置を用いる分割方法では、回転する切削ブレードでウェーハを粉砕しながら切断するので、チップに欠け（チッピング）等の破損が発生し易く、抗折強度も不足しがちである。また、ウェーハの一部を切削ブレードで機械的に削り取るため、分割の完了までに長い時間を要してしまう。

これに対し、レーザー加工装置を用いる分割方法は、ウェーハを削り取ることなく分割するので、加工時の欠け等を抑制し、抗折強度を高め、また、加工幅（切り代）を狭くできる。しかし、この分割方法では、隣接するチップの間隔が狭くなるので、搬送等の際にチップ同士が接触し、欠け等の破損を発生させてしまうことがあった。

近年では、プラズマエッチングを利用してウェーハを分割する分割方法も提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。この分割方法では、プラズマエッチングで全面を一度に加工するので、ウェーハの径が大きくなっても加工時間は延びずに済む。また、ウェーハを機械的に削り取るわけではないないので、加工時の欠け等を抑制し、抗折強度を高めることも可能である。

特開２００６−１１４８２５号公報特開２００９−１８７９７５号公報

しかしながら、上述したプラズマエッチングを利用する分割方法において、チップの抗折強度をさらに高めたいという要望がある。本発明はかかる要望に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、チップの抗折強度を高めることができるウェーハの分割方法を提供することである。

本発明によれば、格子状の分割予定ラインで区画された表面側の複数の領域にデバイスが形成されたウェーハを個々のデバイスチップに分割するウェーハの分割方法であって、ウェーハの裏面側に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、ウェーハの表面側の該分割予定ラインを除く全部又は一部の領域にレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆ステップと、該レジスト膜被覆ステップが実施されたウェーハにプラズマエッチングを実施し、ウェーハの表面側に該分割予定ラインに沿って断面形状がＶ字状のＶ溝を形成するＶ溝形成ステップと、該Ｖ溝形成ステップを実施した後に、該Ｖ溝の溝底にプラズマエッチングを実施し、該Ｖ溝の溝底からウェーハの裏面近傍に至る該Ｖ溝の最大幅より狭い細溝を形成する細溝形成ステップと、該細溝形成ステップを実施した後に、形成された該細溝の側壁にフッ素系の保護膜を形成する保護膜形成ステップと、該保護膜形成ステップを実施した後に、該細溝の溝底にプラズマエッチングを実施し、断面形状が逆Ｖ字状の逆Ｖ溝を該細溝の溝底からウェーハの裏面に至る深さで形成する逆Ｖ溝形成ステップと、を備え、プラズマエッチングには、ガス導入部を有する真空チャンバ内に上部電極と下部電極を備え、該下部電極上に配設されたテーブルにウェーハが載置されるプラズマエッチング装置を用い、該Ｖ溝形成ステップ及び該逆Ｖ溝形成ステップでは、該下部電極に供給する電力を該細溝形成ステップで該下部電極に供給する電力未満に設定して、等方性エッチングによりＶ溝及び逆Ｖ溝を形成することを特徴とするウェーハの分割方法が提供される。

また、本発明によれば、格子状の分割予定ラインで区画された表面側の複数の領域にデバイスが形成されたウェーハを個々のデバイスチップに分割するウェーハの分割方法であって、ウェーハの裏面側に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、ウェーハの表面側の該分割予定ラインを除く全部又は一部の領域にレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆ステップと、該レジスト膜被覆ステップが実施されたウェーハにプラズマエッチングを実施し、ウェーハの表面側に該分割予定ラインに沿って断面形状がＶ字状のＶ溝を形成するＶ溝形成ステップと、該Ｖ溝形成ステップを実施した後に、該Ｖ溝の溝底にプラズマエッチングを実施し、該Ｖ溝の溝底からウェーハの裏面近傍に至る該Ｖ溝の最大幅より狭い細溝を形成する細溝形成ステップと、該細溝形成ステップを実施した後に、形成された該細溝の側壁にフッ素系の保護膜を形成する保護膜形成ステップと、該保護膜形成ステップを実施した後に、該細溝の溝底にプラズマエッチングを実施し、断面形状が逆Ｖ字状の逆Ｖ溝を該細溝の溝底からウェーハの裏面に至る深さで形成する逆Ｖ溝形成ステップと、を備え、プラズマエッチングには、ガス導入部を有する真空チャンバ内に上部電極と下部電極を備え、該下部電極上に配設されたテーブルにウェーハが載置されるプラズマエッチング装置を用い、該Ｖ溝形成ステップでは、下部電極に供給する電力を該細溝形成ステップで下部電極に供給する電力未満に設定して、等方性エッチングにより該Ｖ溝を形成し、該逆Ｖ溝形成ステップでは、プラズマエッチングの処理時間を該細溝形成ステップより長くして、電荷がウェーハの裏面近傍に蓄積するチャージアップ現象を発生させることで、プラズマエッチングを該裏面と平行な方向に作用させて逆Ｖ溝を形成することを特徴とするウェーハの分割方法が提供される。

また、本発明において、前記Ｖ溝形成ステップ及び前記逆Ｖ溝形成ステップでは、ＳＦ_６を用いるプラズマエッチングを実施し、前記細溝形成ステップでは、Ｃ_４Ｆ_８を用いる保護膜の形成と、ＳＦ_６を用いるプラズマエッチングとを繰り返し実施して前記細溝を形成することが好ましい。

また、本発明において、前記ウェーハの表面の面方位は、（１００）であることが好ましい。

本発明のウェーハの分割方法では、プラズマエッチングによって、ウェーハの表面側に断面形状がＶ字状のＶ溝を形成し、Ｖ溝の溝底からウェーハの裏面近傍に至る細溝を形成し、細溝の溝底からウェーハの裏面に至る深さで断面形状が逆Ｖ字状の逆Ｖ溝を形成するので、ウェーハを、Ｖ溝及び逆Ｖ溝によって面取りされた状態の複数のチップに分割できる。

その結果、プラズマエッチングによってウェーハを分割する従来の分割方法と比較して、チップの抗折強度を高めることができる。また、チップ同士の衝突等による欠け等の破損の発生を抑制できる。さらに、表面側からの加工のみでウェーハを分割できるので、工程数を最小限に抑えることも可能である。

保護部材配設ステップを模式的に示す斜視図である。レジスト膜被覆ステップを模式的に示す斜視図である。プラズマエッチング装置の構成例を模式的に示す縦断面模式図である。図４（Ａ）は、Ｖ溝形成ステップを模式的に示す断面図であり、図４（Ｂ）は、細溝形成ステップを模式的に示す断面図であり、図４（Ｃ）は、逆Ｖ溝形成ステップを模式的に示す断面図である。図５（Ａ）は、変形例に係るＶ溝形成ステップを模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、変形例に係る細溝形成ステップを模式的に示す断面図であり、図５（Ｃ）は、変形例に係る逆Ｖ溝形成ステップを模式的に示す断面図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態のウェーハの分割方法は、保護部材配設ステップ（図１）、レジスト膜被覆ステップ（図２）、Ｖ溝形成ステップ（図４（Ａ））、細溝形成ステップ（図４（Ｂ））、保護膜形成ステップ、逆Ｖ溝形成ステップ（図４（Ｃ））を含む。

保護部材配設ステップでは、ウェーハの裏面側に保護部材を配設する。レジスト膜被覆ステップでは、ウェーハの表面側において分割予定ラインを除く全部又は一部の領域にレジスト膜を形成する。Ｖ溝形成ステップでは、ウェーハを表面側からプラズマエッチングして、断面形状がＶ字状のＶ溝を分割予定ラインに沿って形成する。

細溝形成ステップでは、ウェーハを表面側からプラズマエッチングして、Ｖ溝の溝底からウェーハの裏面近傍に至る細溝を形成する。保護膜形成ステップでは、細溝の側壁にフッ素系の保護膜を形成する。逆Ｖ溝形成ステップでは、ウェーハを表面側からプラズマエッチングして、断面形状が逆Ｖ字状の逆Ｖ溝を細溝の溝底からウェーハの裏面に至る深さで形成する。以下、本実施の形態に係るウェーハの分割方法について詳述する。

図１は、本実施の形態に係る保護部材配設ステップを模式的に示す斜視図である。図１に示すように、分割対象のウェーハ１１は、例えば、円盤状の半導体ウェーハであり、表面１１ａは、中央のデバイス領域１３と、デバイス領域１３を囲む外周余剰領域１５とに分けられる。

デバイス領域１３は、格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）１７でさらに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１９が形成されている。被加工物１１の外周１１ｃは面取り加工されており、断面形状は円弧状である。

本実施の形態のウェーハの分割方法では、まず、上述したウェーハ１１の裏面１１ｂ側に保護部材を配設する保護部材配設ステップを実施する。図１に示すように、保護部材２１は、ウェーハ１１と略同形に形成されており、平坦な表面２１ａ及び裏面２１ｂを有している。この保護部材２１としては、例えば、後述するプラズマエッチングに耐性のある半導体ウェーハ、ガラス基板、金属基板、樹脂基板、粘着テープ等を用いることができる。

保護部材配設ステップでは、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を、保護部材２１の表面２１ａ側に対面させて、ウェーハ１１と保護部材２１とを重ね合せる。この時、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側と保護部材２１の表面２１ａ側との間には、粘着力のある接着剤等を介在させておく。これにより、保護部材２１は、接着剤等を介してウェーハ１１の裏面１１ｂ側に固定される。

保護部材配設ステップの後には、ウェーハ１１の表面１１ａ側において分割予定ライン１７を除く全部又は一部の領域にレジスト膜を形成するレジスト膜被覆ステップを実施する。なお、本実施の形態では、分割予定ライン１７を除く全部の領域にレジスト膜を形成するが、分割予定ライン１７を除く一部の領域（例えば、デバイス１９のみ）にレジスト膜を形成しても良い。

図２は、レジスト膜被覆ステップを模式的に示す斜視図である。レジスト膜被覆ステップでは、まず、ウェーハ１１の表面１１ａ側に、図２に示すようなマスク３１を載置する。マスク３１は、ウェーハ１１のデバイス１９等に対応する複数の開口３３を有している。複数の開口３３は、マスク３１を表面３１ａ側から裏面３１ｂ側まで貫通するように形成されている。

このマスク３１は、ウェーハ１１と同等の材質で形成されることが好ましい。例えば、ウェーハ１１がシリコンウェーハの場合、マスク３１もシリコンで形成する。このように、ウェーハ１１の材質とマスク３１の材質とを合わせることで、各種処理に起因するマスク３１のずれ等を抑制して、良好なレジスト膜を形成できる。

上述したマスク３１は、裏面３１ｂ側をウェーハ１１の表面１１ａ側に対面させて、ウェーハ１１に重ねられる。この時、マスク３１の開口３３がウェーハ１１のデバイス１９と重なるように、マスク３１とウェーハ１１との位置を合せておく。その結果、後のステップにおいてエッチングされるべき分割予定ライン１７がマスク３１で覆われ、デバイス１９は露出する。

ウェーハ１１の表面１１ａ側にマスク３１を載置した後には、ウェーハ１１のデバイス１９を覆うレジスト膜を形成する。具体的には、例えば、塗布装置（不図示）のノズルからマスク３１の開口３３に向けて、後述するプラズマエッチングに耐性のある樹脂等を含むレジスト材を滴下する。

その後、乾燥処理・加熱処理等でレジスト材を硬化させ、ウェーハ１１の表面１１ａ側からマスク３１を除去する。加熱温度・処理時間等の条件は、レジスト材の種類等に応じて設定される。以上により、分割予定ライン１７を除く領域を覆うレジスト膜４３を形成できる。なお、マスク３１の開口３３にフッ素樹脂等をコーティングして、レジスト膜４３の離型性を高めておいても良い。

レジスト膜被覆ステップの後には、ウェーハ１１を表面１１ａ側からプラズマエッチングして、断面形状がＶ字状のＶ溝を分割予定ライン１７に沿って形成するＶ溝形成ステップを実施する。図３は、本実施の形態で使用されるプラズマエッチング装置の構成例を模式的に示す縦断面模式図である。

図３に示すように、プラズマエッチング装置６は、処理空間８を形成する真空チャンバ１０を備えている。真空チャンバ１０は、底壁１０ａと、上壁１０ｂと、第１側壁１０ｃと、第２側壁１０ｄと、第３側壁１０ｅと、第４側壁（不図示）とを含む直方体状に形成されており、第２側壁１０ｄには、ウェーハ１１を搬入搬出するための開口１２が設けられている。

開口１２の外側には、開口１２を開閉するゲート１４が設けられている。このゲート１４は、開閉機構１６によって上下に移動する。開閉機構１６は、エアシリンダ１８と、ピストンロッド２０とを含んでいる。エアシリンダ１８はブラケット２２を介して真空チャンバ１０の底壁１０ａに固定されており、ピストンロッド２０の先端はゲート１４の下部に連結されている。

開閉機構１６でゲート１４を開くことにより、開口１２を通じてウェーハ１１を真空チャンバ１０の処理空間８に搬入し、又は、ウェーハ１１を真空チャンバ１０の処理空間８から搬出できる。真空チャンバ１０の底壁１０ａには排気口２４が形成されている。この排気口２４は、真空ポンプ等の排気機構２６と接続されている。

真空チャンバ１０の処理空間８には、下部電極２８と上部電極３０とが対向するように配置されている。下部電極２８は、導電性の材料で形成されており、円盤状の保持部３２と、保持部３２の下面中央から下方に突出する円柱状の支持部３４とを含む。

支持部３４は、真空チャンバ１０の底壁１０ａに形成された開口３６に挿通されている。開口３６内において、底壁１０ａと支持部３４との間には環状の絶縁部材３８が配置されており、真空チャンバ１０と下部電極２８とは絶縁されている。下部電極２８は、真空チャンバ１０の外部において高周波電源４０と接続されている。

保持部３２の上面には、凹部が形成されており、この凹部には、ウェーハ１１を載置するテーブル４２が設けられている。テーブル４２には、吸引路（不図示）が形成されており、この吸引路は、下部電極２８の内部に形成された流路４４を通じて吸引源４６と接続されている。

また、保持部３２の内部には、冷却流路４８が形成されている。冷却流路４８の一端は、支持部３４に形成された冷媒導入路５０を通じて冷媒循環機構５２と接続されており、冷却流路４８の他端は、支持部３４に形成された冷媒排出路５４を通じて冷媒循環機構５２と接続されている。この冷媒循環機構５２を作動させると、冷媒は、冷媒導入路５０、冷却流路４８、冷媒排出路５４の順に流れ、下部電極２８を冷却する。

上部電極３０は、導電性の材料で形成されており、円盤状のガス噴出部５６と、ガス噴出部５６の上面中央から上方に突出する円柱状の支持部５８とを含む。支持部５８は、真空チャンバ１０の上壁１０ｂに形成された開口６０に挿通されている。開口６０内において、上壁１０ｂと支持部５８との間には環状の絶縁部材６２が配置されており、真空チャンバ１０と上部電極３０とは絶縁されている。

上部電極３０は、真空チャンバ１０の外部において高周波電源６４と接続されている。また、支持部５６の上端部には、昇降機構６６と連結された支持アーム６８が取り付けられており、この昇降機構６６及び支持アーム６８によって、上部電極３０は上下に移動する。

ガス噴出部５６の下面には、複数の噴出口７０が設けられている。この噴出口７０は、ガス噴出部５６に形成された流路７２及び支持部５８に形成された流路７４を通じて、ＳＦ_６供給源７６及びＣ_４Ｆ_８供給源７８に接続されている。このＳＦ_６供給源７６、Ｃ_４Ｆ_８供給源７８、流路７２，７４、及び噴出口７０によって、真空チャンバ１０内にガスを導入するガス導入部が構成される。

開閉機構１６、排気機構２６、高周波電源４０、吸引源４６、冷媒循環機構５２、高周波電源６４、昇降機構６６、ＳＦ_６供給源７６、Ｃ_４Ｆ_８供給源７８等は、制御装置８０に接続されている。

制御装置８０には、排気機構２６から、処理空間８の圧力に関する情報が通知される。また、制御装置８０には、冷媒循環機構５２から、冷媒の温度に関する情報（すなわち、下部電極２８の温度に関する情報）が通知される。

さらに、制御装置８０には、ＳＦ_６供給源７６及びＣ_４Ｆ_８供給源７８から、各ガスの流量に関する情報が通知される。制御装置８０は、これらの情報や、ユーザから入力される他の情報等に基づいて、上述した各構成を制御する制御信号を出力する。

Ｖ溝形成ステップでは、まず、開閉機構１６でゲート１４を下降させる。そして、開口１２を通じてウェーハ１１を真空チャンバ１０の処理空間８に搬入し、下部電極２８のテーブル４２に載置する。このＶ溝形成ステップでは、表面１１ａ側を上方に位置付けるようにウェーハ１１をテーブル４２上に載置する。なお、ウェーハ１１の搬入時には、昇降機構６６で上部電極３０を上昇させておく。

次に、吸引源４６の負圧を作用させて、ウェーハ１１をテーブル４２上に固定する。また、開閉機構１６でゲート１４を上昇させて、処理空間８を密閉する。さらに、上部電極３０と下部電極２８とがプラズマエッチングに適した所定の位置関係となるように、昇降機構６６で上部電極３０を下降させる。その後、排気機構２６を作動させて、処理空間８を真空（低圧）とする。

この状態で、エッチング用のガスを所定の流量で供給しつつ、下部電極２８及び上部電極３０に所定の高周波電力を供給すると、下部電極２８及び上部電極３０との間にラジカルやイオンを含むプラズマが発生し、ウェーハ１１の表面１１ａ側がエッチング（プラズマエッチング）される。

図４（Ａ）は、Ｖ溝形成ステップを模式的に示す断面図である。本実施の形態のＶ溝形成ステップでは、ＳＦ_６供給源７６からＳＦ_６を所定の流量（例えば、１ｌ／ｍｉｎ）で供給しつつ、下部電極２８及び上部電極３０に所定の高周波電力（例えば、下部電極２８に０Ｗ、上部電極３０に２６００Ｗ）を付与する。この時、処理空間８の圧力は、一定（例えば、１８０ｍＴｏｒｒ）に保たれるようにする。

これにより、ＳＦ_６を原料とするラジカルやイオン等のプラズマ５１を発生させて、レジスト膜４３に覆われていない表面１１ａ側の領域を等方的にエッチングできる（等方性エッチング）。なお、エッチングの処理時間は任意だが、例えば、ウェーハ１１の厚みが５０μｍ〜１００μｍであれば、４５秒程度にすると良い。

本実施の形態のウェーハ１１には、表面１１ａ側の分割予定ライン１７を除く領域にレジスト膜４３が形成されており、少なくとも分割予定ライン１７は露出している。そのため、上述したプラズマエッチングで、分割予定ライン１７に沿う断面形状が略Ｖ字状のＶ溝５３が形成される。

なお、本実施の形態において、ウェーハ１１の表面１１ａ（裏面１１ｂ）の面方位は（１００）であることが好ましい。この場合、Ｖ溝５３の側壁とウェーハ１１の表面１１ａとのなす角度が面取りの形状に適した５５°前後となるので、分割によって形成されるチップの抗折強度を十分に高め、また、チップ同士の衝突等による欠け等の破損の発生を抑制できる。

Ｖ溝形成ステップの後には、ウェーハ１１を表面１１ａ側からプラズマエッチングして、Ｖ溝５３の溝底からウェーハ１１の裏面１１ｂ近傍に至る細溝を形成する細溝形成ステップを実施する。図４（Ｂ）は、細溝形成ステップを模式的に示す断面図である。

この細溝形成ステップでは、保護膜５５の形成、底部に形成された保護膜５５の除去、底部のエッチング、の３つの工程を繰り返し行い、図４（Ｂ）に示すように、Ｖ溝５３の幅（最大幅）より狭い細溝５７を形成する。

保護膜５５の形成工程では、Ｃ_４Ｆ_８供給源７８からＣ_４Ｆ_８を所定の流量（例えば、０．７ｌ／ｍｉｎ）で供給しつつ、下部電極２８及び上部電極３０に所定の高周波電力（例えば、下部電極２８に５０Ｗ、上部電極３０に２６００Ｗ）を付与する。この時、処理空間８の圧力は、一定（例えば、６０ｍＴｏｒｒ）に保たれるようにする。

これにより、Ｖ溝５３（又は細溝５７）に、テフロン（登録商標）に代表されるフッ素系の材料を堆積させて保護膜５５を形成できる。このフッ素系の材料でなる保護膜５５は、ＳＦ_６等を用いるプラズマエッチングに対してある程度の耐性を備えている。なお、堆積時間は任意だが、保護膜５５を厚くし過ぎると、底部の保護膜５５を短時間に除去するのが難しくなる。よって、堆積時間は、例えば、２．０秒程度にすると良い。

底部に形成された保護膜５５の除去工程では、ＳＦ_６供給源７６からＳＦ_６を所定の流量（例えば、１ｌ／ｍｉｎ）で供給しつつ、下部電極２８及び上部電極３０に所定の高周波電力（例えば、下部電極２８に２５０Ｗ、上部電極３０に２６００Ｗ）を付与する。処理空間８の圧力は、一定（例えば、１８０ｍＴｏｒｒ）に保たれるようにする。

下部電極２８に供給される電力を大きくすると、プラズマエッチングの異方性が高まる。具体的には、下部電極２８側（Ｖ溝５３（又は細溝５７）の底部側）を、優先的に加工できるようになる。

これにより、ＳＦ_６を原料とするラジカルやイオン等のプラズマ５１で、Ｖ溝５３（又は細溝５７）の底部に形成された保護膜５５を除去して、Ｖ溝５３（又は細溝５７）の側壁に保護膜５５を残存させることができる。なお、エッチングの処理時間は、保護膜５５の厚み等に応じて任意に設定されるが、ここでは、例えば、１．５秒程度にすると良い。

底部のエッチング工程では、ＳＦ_６供給源７６からＳＦ_６を所定の流量（例えば、１ｌ／ｍｉｎ）で供給しつつ、下部電極２８及び上部電極３０に所定の高周波電力（例えば、下部電極２８に１００Ｗ、上部電極３０に２６００Ｗ）を付与する。処理空間８の圧力は、一定（例えば、１８０ｍＴｏｒｒ）に保たれるようにする。

これにより、ＳＦ_６を原料とするラジカルやイオン等のプラズマ５１を発生させて、レジスト膜４３及び保護膜５５に覆われていないＶ溝５３（又は細溝５７）の底部をエッチングできる。なお、エッチングの処理時間は、保護膜５５が失われてＶ溝５３（又は細溝５７）の側壁がエッチングされない程度にする。ここでは、例えば、６．０秒程度にすると良い。

このように、保護膜５５の形成、底部に形成された保護膜５５の除去、底部のエッチング、の３つの工程を繰り返し行うことで、Ｖ溝５３の幅（最大幅）より狭い細溝５７を形成できる。ウェーハ１１の裏面１１ｂ近傍に至る細溝５７が形成されると、細溝形成ステップは終了する。

細溝形成ステップの後には、細溝５７（及びＶ溝５３）の側壁にフッ素系の保護膜５５を形成する保護膜形成ステップを実施する。保護膜形成ステップで形成される保護膜５５は、細溝形成ステップにおいて形成される保護膜５５と同じで良い。

すなわち、保護膜形成ステップでは、まず、Ｃ_４Ｆ_８供給源７８からＣ_４Ｆ_８を所定の流量（例えば、０．７ｌ／ｍｉｎ）で供給しつつ、下部電極２８及び上部電極３０に所定の高周波電力（例えば、下部電極２８に５０Ｗ、上部電極３０に２６００Ｗ）を付与する。この時、処理空間８の圧力は、一定（例えば、６０ｍＴｏｒｒ）に保たれるようにする。

その結果、Ｖ溝５３及び細溝５７に、テフロン（登録商標）をはじめとするフッ素系の材料を堆積させて保護膜５５を形成できる。堆積時間は任意だが、例えば、２．０秒程度にすると良い。

その後、ＳＦ_６供給源７６からＳＦ_６を所定の流量（例えば、１ｌ／ｍｉｎ）で供給しつつ、下部電極２８及び上部電極３０に所定の高周波電力（例えば、下部電極２８に２５０Ｗ、上部電極３０に２６００Ｗ）を付与する。処理空間８の圧力は、一定（例えば、１８０ｍＴｏｒｒ）に保たれるようにする。

これにより、ＳＦ_６を原料とするラジカルやイオン等のプラズマ５１で、細溝５７の底部に形成された保護膜５５を除去して、細溝５７（及びＶ溝５３）の側壁に保護膜５５を残存させることができる。なお、エッチングの処理時間は、例えば、１．５秒程度にすると良い。

保護膜形成ステップの後には、ウェーハ１１を表面１１ａ側からプラズマエッチングして、断面形状が逆Ｖ字状の逆Ｖ溝を細溝５７の溝底からウェーハ１１の裏面１１ｂに至る深さで形成する逆Ｖ溝形成ステップを実施する。図４（Ｃ）は、逆Ｖ溝形成ステップを模式的に示す断面図である。

逆Ｖ溝形成ステップでは、ＳＦ_６供給源７６からＳＦ_６を所定の流量（例えば、１ｌ／ｍｉｎ）で供給しつつ、下部電極２８及び上部電極３０に所定の高周波電力（例えば、下部電極２８に０Ｗ、上部電極３０に２６００Ｗ）を付与する。処理空間８の圧力は、一定（例えば、１８０ｍＴｏｒｒ）に保たれるようにする。

これにより、ＳＦ_６を原料とするラジカルやイオン等のプラズマ５１を発生させて、保護膜５５に覆われていない細溝５７の溝底を等方的にエッチングできる（等方性エッチング）。その結果、細溝５７の溝底には、断面形状が逆Ｖ字状の逆Ｖ溝５９が形成される。なお、エッチングの処理時間は任意だが、例えば、４５秒程度にすると良い。

以上のように、本実施の形態に係るウェーハの分割方法では、プラズマエッチングによって、ウェーハ１１の表面１１ａ側に断面形状がＶ字状のＶ溝５３を形成し、Ｖ溝５３の溝底からウェーハ１１の裏面１１ｂ近傍に至る細溝５７を形成し、細溝５７の溝底からウェーハ１１の裏面１１ｂに至る深さで断面形状が逆Ｖ字状の逆Ｖ溝５９を形成するので、ウェーハ１１を、Ｖ溝５３及び逆Ｖ溝５９によって面取りされた状態の複数のチップに分割できる。

その結果、プラズマエッチングによってウェーハを分割する従来の分割方法と比較して、チップの抗折強度を高めることができる。また、チップ同士の衝突等による欠け等の破損の発生を抑制できる。さらに、表面１１ａ側からの加工のみでウェーハ１１を分割できるので、工程数を最小限に抑えることも可能である。

なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、Ｖ溝形成ステップ及び逆Ｖ溝形成ステップにおいて、下部電極２８に供給する電力を、細溝形成ステップで下部電極２８に供給する電力未満に設定し、等方性エッチングでＶ溝５３及び逆Ｖ溝５９を形成しているが、本発明はこれに限定されない。

例えば、プラズマエッチングによるチャージアップ現象を利用して逆Ｖ溝５９を形成することもできる。図５（Ａ）は、変形例に係るＶ溝形成ステップを模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、変形例に係る細溝形成ステップを模式的に示す断面図であり、図５（Ｃ）は、変形例に係る逆Ｖ溝形成ステップを模式的に示す断面図である。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、変形例に係るＶ溝形成ステップ及び細溝形成ステップは、上記実施の形態のＶ溝形成ステップ及び細溝形成ステップと同様である。図５（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１の裏面１１ｂ近傍には、チャージアップ現象によって電荷６１が蓄積している。

細溝形成ステップの後には、保護膜形成ステップを実施する。保護膜形成ステップも上記実施の形態と同じで良い。保護膜形成ステップの後には、逆Ｖ溝形成ステップを実施する。

変形例に係る逆Ｖ溝形成ステップでは、ＳＦ_６供給源７６からＳＦ_６を所定の流量（例えば、１ｌ／ｍｉｎ）で供給しつつ、下部電極２８及び上部電極３０に所定の高周波電力（例えば、下部電極２８に１００Ｗ、上部電極３０に２６００Ｗ）を付与する。処理空間８の圧力は、一定（例えば、１８０ｍＴｏｒｒ）に保たれるようにする。

また、この逆Ｖ溝形成ステップでは、エッチングの処理時間を、細溝形成ステップにおけるエッチングの処理時間より長くする（例えば、４５秒より長くする）。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ近傍には、さらに電荷６１が蓄積される。その結果、逆Ｖ溝形成ステップにおいて下部電極２８に供給する電力を、細溝形成ステップで下部電極に供給する電力と同等以上に設定しても、断面形状が逆Ｖ字状の逆Ｖ溝５９を形成できる。

その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、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。

１１ウェーハ
１１ａ表面
１１ｂ裏面
１１ｃ外周
１３デバイス領域
１５外周余剰領域
１７分割予定ライン（ストリート）
１９デバイス
２１保護部材
２１ａ表面
２１ｂ裏面
３１マスク
３１ａ表面
３１ｂ裏面
３３開口
４３レジスト膜
５１プラズマ
５３Ｖ溝
５５保護膜
５７細溝
５９逆Ｖ溝
６１電荷
６プラズマエッチング装置
８処理空間
１０真空チャンバ
１０ａ底壁
１０ｂ上壁
１０ｃ第１側壁
１０ｄ第２側壁
１０ｅ第３側壁
１２開口
１４ゲート
１６開閉機構
１８エアシリンダ
２０ピストンロッド
２２ブラケット
２４排気口
２６排気機構
２８下部電極
３０上部電極
３２保持部
３４支持部
３６開口
３８絶縁部材
４０高周波電源
４２テーブル
４４流路
４６吸引源
４８冷却流路
５０冷媒導入路
５２冷媒循環機構
５４冷媒排出路
５６ガス噴出部
５８支持部
６０開口
６２絶縁部材
６４高周波電源
６６昇降機構
６８支持アーム
７０噴出口
７２流路
７４流路
７６ＳＦ_６供給源
７８Ｃ_４Ｆ_８供給源
８０制御装置

Claims

格子状の分割予定ラインで区画された表面側の複数の領域にデバイスが形成されたウェーハを個々のデバイスチップに分割するウェーハの分割方法であって、
ウェーハの裏面側に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、
ウェーハの表面側の該分割予定ラインを除く全部又は一部の領域にレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆ステップと、
該レジスト膜被覆ステップが実施されたウェーハにプラズマエッチングを実施し、ウェーハの表面側に該分割予定ラインに沿って断面形状がＶ字状のＶ溝を形成するＶ溝形成ステップと、
該Ｖ溝形成ステップを実施した後に、該Ｖ溝の溝底にプラズマエッチングを実施し、該Ｖ溝の溝底からウェーハの裏面近傍に至る該Ｖ溝の最大幅より狭い細溝を形成する細溝形成ステップと、
該細溝形成ステップを実施した後に、形成された該細溝の側壁にフッ素系の保護膜を形成する保護膜形成ステップと、
該保護膜形成ステップを実施した後に、該細溝の溝底にプラズマエッチングを実施し、断面形状が逆Ｖ字状の逆Ｖ溝を該細溝の溝底からウェーハの裏面に至る深さで形成する逆Ｖ溝形成ステップと、を備え、
プラズマエッチングには、ガス導入部を有する真空チャンバ内に上部電極と下部電極を備え、該下部電極上に配設されたテーブルにウェーハが載置されるプラズマエッチング装置を用い、
該Ｖ溝形成ステップ及び該逆Ｖ溝形成ステップでは、該下部電極に供給する電力を該細溝形成ステップで該下部電極に供給する電力未満に設定して、等方性エッチングによりＶ溝及び逆Ｖ溝を形成することを特徴とするウェーハの分割方法。
格子状の分割予定ラインで区画された表面側の複数の領域にデバイスが形成されたウェーハを個々のデバイスチップに分割するウェーハの分割方法であって、
ウェーハの裏面側に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、
ウェーハの表面側の該分割予定ラインを除く全部又は一部の領域にレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆ステップと、
該レジスト膜被覆ステップが実施されたウェーハにプラズマエッチングを実施し、ウェーハの表面側に該分割予定ラインに沿って断面形状がＶ字状のＶ溝を形成するＶ溝形成ステップと、
該Ｖ溝形成ステップを実施した後に、該Ｖ溝の溝底にプラズマエッチングを実施し、該Ｖ溝の溝底からウェーハの裏面近傍に至る該Ｖ溝の最大幅より狭い細溝を形成する細溝形成ステップと、
該細溝形成ステップを実施した後に、形成された該細溝の側壁にフッ素系の保護膜を形成する保護膜形成ステップと、
該保護膜形成ステップを実施した後に、該細溝の溝底にプラズマエッチングを実施し、断面形状が逆Ｖ字状の逆Ｖ溝を該細溝の溝底からウェーハの裏面に至る深さで形成する逆Ｖ溝形成ステップと、を備え、
プラズマエッチングには、ガス導入部を有する真空チャンバ内に上部電極と下部電極を備え、該下部電極上に配設されたテーブルにウェーハが載置されるプラズマエッチング装置を用い、
該Ｖ溝形成ステップでは、下部電極に供給する電力を該細溝形成ステップで下部電極に供給する電力未満に設定して、等方性エッチングにより該Ｖ溝を形成し、
該逆Ｖ溝形成ステップでは、プラズマエッチングの処理時間を該細溝形成ステップより長くして、電荷がウェーハの裏面近傍に蓄積するチャージアップ現象を発生させることで、プラズマエッチングを該裏面と平行な方向に作用させて逆Ｖ溝を形成することを特徴とするウェーハの分割方法。
前記Ｖ溝形成ステップ及び前記逆Ｖ溝形成ステップでは、ＳＦ_６を用いるプラズマエッチングを実施し、
前記細溝形成ステップでは、Ｃ_４Ｆ_８を用いる保護膜の形成と、ＳＦ_６を用いるプラズマエッチングとを繰り返し実施して前記細溝を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のウェーハの分割方法。
前記ウェーハの表面の面方位は、（１００）であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のウェーハの分割方法。