JP2019212771A

JP2019212771A - ウェーハの加工方法

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Publication number: JP2019212771A
Application number: JP2018108060A
Authority: JP
Inventors: 美玲樋田; Yoshitama Toida
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-06-05
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2019-12-12

Abstract

【課題】コストを抑制しながらもプラズマエッチングを行うことができるウェーハの加工方法を提供すること。【解決手段】ウェーハの加工方法は、ウェーハの表面の機能層側に粘着テープを配設する保護部材配設ステップＳＴ１と、ウェーハの裏面に切削ブレードを切り込ませ、機能層に至らない深さの切削溝を分割予定ラインに沿って形成する切削ステップＳＴ２と、チャックテーブルで保持したウェーハを裏面側からプラズマエッチングして、基板を分割予定ラインに沿って分割するプラズマエッチングステップＳＴ３と、その後にウェーハ裏面側の基板にプラズマ化した不活性ガスを供給し、基板の裏面に歪み層を形成する歪み層形成ステップＳＴ５と、その後にウェーハの裏面側からレーザー光線の集光点をエッチングした切削溝の底に位置づけて照射し、機能層を切断する機能層切断ステップＳＴ６と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ウェーハの加工方法、特にプラズマダイシングに関する。

シリコン基板等からなる半導体ウェーハは、個々のデバイスチップに分割するため、切削ブレードやレーザー光線を用いた加工方法が適用されることが知られている。これらの加工方法は、分割予定ライン（ストリート）を１本ずつ加工してウェーハをデバイスチップに分割する。近年の電子機器の小型化からデバイスチップの軽薄短小化、コスト削減が進み、サイズが従来のように１０ｍｍを超えるようなデバイスチップから２ｍｍ以下のようなサイズの小さなデバイスチップが数多く生産されている。サイズの小さなデバイスチップを製造する場合、１枚のウェーハに対する分割予定ラインの数が激増し、１ラインずつの加工では加工時間も長くなってしまう。

そこで、ウェーハの分割予定ライン全てを一括で加工するプラズマダイシングという手法が開発されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に示されたプラズマダイシングは、マスクによって遮蔽された領域以外をプラズマエッチングによって除去し、ウェーハ単位で加工を実施するため、分割予定ラインの本数が多くなっても加工時間が劇的に長くなることがないという効果がある。

しかしながら、特許文献１に示されたプラズマダイシングは、エッチングによって除去する領域のみを正確に露出させるために、それぞれのウェーハの分割予定ラインにあった精密なマスクを準備する必要がある（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。

特開２００６−１１４８２５号公報特開２０１３−０５５１２０号公報特開２０１４−１９９８３３号公報

しかしながら、特に、特許文献２及び特許文献３に示されたマスクは、製造コスト及び製造工数の抑制、マスクを位置合わせする技術の確立など、切削加工等に比べてコストが高く難易度の高い課題が残されていた。

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、コストを抑制しながらもプラズマエッチングを行うことができるウェーハの加工方法を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウェーハの加工方法は、基板の表面に機能層が積層され複数のデバイスが形成されたウェーハを、該複数のデバイスを区画する分割予定ラインに沿って分割するウェーハの加工方法であって、該ウェーハの表面の該機能層側に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、該ウェーハの裏面に切削ブレードを切り込ませ、該機能層に至らない深さの切削溝を該分割予定ラインに沿って該基板に形成する切削ステップと、チャックテーブルで該保護部材側を保持した該ウェーハの裏面側にプラズマ化したガスを供給し、該切削溝の底に残存する基板をエッチングして除去し、該基板を該分割予定ラインに沿って分割するプラズマエッチングステップと、該プラズマエッチングステップを実施した該ウェーハ裏面側の基板にプラズマ化した不活性ガスを供給し、基板の裏面に歪み層を形成する歪み層形成ステップと、該歪み層形成ステップを実施した後に、ウェーハの裏面側からレーザー光線の集光点をエッチングした該切削溝の底に位置づけて照射し、該機能層を切断する機能層切断ステップと、を備えることを特徴とする。

前記ウェーハの加工方法において、該プラズマエッチングステップの後で、該歪み層形成ステップの前に、ウェーハの裏面を研削してウェーハを仕上がり厚さにする仕上げ研削ステップを備えても良い。

前記ウェーハの加工方法において、該プラズマエッチングステップの前に、ウェーハの裏面を予め研削する予備研削ステップと、を備えても良い。

前記ウェーハの加工方法において、該プラズマエッチングステップの後に、ウェーハの裏面にダイアタッチフィルムを貼着するダイアタッチフィルム貼着ステップと、該切削溝に沿って該ダイアタッチフィルムにレーザー光線を照射してダイアタッチフィルムを分割するダイアタッチフィルム分割ステップと、を備えても良い。

本願発明のウェーハの加工方法は、コストを抑制しながらもプラズマエッチングを行うことができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の加工対象のウェーハの一例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。図３は、図２に示されたウェーハの加工方法の切削ステップを一部断面で示す側面図である。図４は、図２に示されたウェーハの加工方法の切削ステップ後のウェーハの要部の断面図である。図５は、図２に示されたウェーハの加工方法のプラズマエッチングステップ及び歪み層形成ステップで用いられるエッチング装置の構成を示す断面図である。図６は、図２に示されたウェーハの加工方法のプラズマエッチングステップ後のウェーハの要部の断面図である。図７は、図２に示されたウェーハの加工方法の仕上げ研削ステップを示す側断面図である。図８は、図２に示されたウェーハの加工方法の歪み層形成ステップ後のウェーハの要部の断面図である。図９は、図２に示されたウェーハの加工方法の機能層切断ステップを示す断面図である。図１０は、図２に示されたウェーハの加工方法の機能層切断ステップ後のウェーハの要部の断面図である。図１１は、図２に示されたウェーハの加工方法のダイアタッチフィルム貼着ステップ後のウェーハの断面図である。図１２は、図２に示されたウェーハの加工方法のダイアタッチフィルム分割ステップを示す断面図である。図１３は、図２に示されたウェーハの加工方法のダイアタッチフィルム分割ステップ後のウェーハの要部の断面図である。図１４は、実施形態２に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。図１５は、図１４に示されたウェーハの加工方法の予備研削ステップを示す側断面図である。図１６は、図１４に示されたウェーハの加工方法の予備研削ステップ後のウェーハの要部の断面図である。図１７は、実施形態３に係るウェーハの加工方法のプラズマエッチングステップ後のウェーハの要部の断面図である。図１８は、実施形態４に係るウェーハの加工方法のプラズマエッチングステップ及び歪み層形成ステップで用いられるエッチング装置の構成を示す断面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るウェーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の加工対象のウェーハの一例を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。

実施形態１に係るウェーハの加工方法は、図１に示すウェーハ１の加工方法である。実施形態１では、ウェーハ１は、シリコン、サファイア、又はガリウムヒ素などを基板２とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハである。ウェーハ１は、図１に示すように、基板２の表面３に機能層４が積層されて、デバイス５が形成されている。機能層４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）により構成されている。機能層４は、基板２の表面３に積層されている。

デバイス５は、表面３の交差する複数の分割予定ライン６で区画された各領域にそれぞれ形成されている。即ち、分割予定ライン６は、複数のデバイス５を区画するものである。デバイス５を構成する回路は、機能層４により支持されている。なお、実施形態１において、デバイス５は、切削加工によりウェーハ１から分割されるデバイスよりも小型であり、例えば、１ｍｍ×１ｍｍ程度の大きさである。また、ウェーハ１は、分割予定ライン６の少なくとも一部において、基板２の表面３側に図示しない金属膜とＴＥＧ（Test Element Group）とのうち少なくとも一方が形成されている。ＴＥＧは、デバイス５に発生する設計上や製造上の問題を見つけ出すための評価用の素子である。

実施形態１に係るウェーハの加工方法は、ウェーハ１を分割予定ライン６に沿って個々のデバイス５に分割するとともに、デバイス５を仕上がり厚さ１００まで薄化する方法である。ウェーハの加工方法は、図２に示すように、保護部材配設ステップＳＴ１と、切削ステップＳＴ２と、プラズマエッチングステップＳＴ３と、仕上げ研削ステップＳＴ４と、歪み層形成ステップＳＴ５と、機能層切断ステップＳＴ６と、ダイアタッチフィルム貼着ステップＳＴ７と、ダイアタッチフィルム分割ステップＳＴ８とを備える。

（保護部材配設ステップ）
保護部材配設ステップＳＴ１は、ウェーハ１の基板２の表面３の機能層４側に保護部材である粘着テープ２００を配設するステップである。実施形態１において、保護部材配設ステップＳＴ１は、図１に示すように、ウェーハ１よりも大径な粘着テープ２００を機能層４側に貼着し、粘着テープ２００の外周縁に環状フレーム２０１を貼着する。実施形態１では、保護部材として粘着テープ２００を用いるが、本発明では、保護部材は、粘着テープ２００に限定されない。ウェーハの加工方法は、ウェーハ１の機能層４側に粘着テープ２００を貼着すると、切削ステップＳＴ２に進む。

（切削ステップ）
図３は、図２に示されたウェーハの加工方法の切削ステップを一部断面で示す側面図である。図４は、図２に示されたウェーハの加工方法の切削ステップ後のウェーハの要部の断面図である。

切削ステップＳＴ２は、ウェーハ１の基板２の裏面７に図３に示す切削装置１０の切削ブレード１２を切り込ませ、機能層４に至らない深さの切削溝３００を分割予定ライン６に沿って基板２に形成するステップである。実施形態１において、切削ステップＳＴ２では、図３に示すように、切削ユニット１１を２つ備えた、即ち、２スピンドルのダイサ、いわゆるフェイシングデュアルタイプの切削装置１０のチャックテーブル１３の保持面１４に粘着テープ２００を介してウェーハ１の機能層４側を吸引保持する。切削ステップＳＴ２では、切削装置１０の図示しない赤外線カメラがウェーハ１の裏面７を撮像して、ウェーハ１と各切削ユニット１１の切削ブレード１２との位置合わせを行なうアライメントを遂行する。

切削ステップＳＴ２では、ウェーハ１と各切削ユニット１１の切削ブレード１２とを分割予定ライン６に沿って相対的に移動させながら切削ブレード１２を裏面７に切り込ませて、ウェーハ１の裏面７側に切削溝３００を形成する。実施形態１で用いる切削装置１０の一対の切削ユニット１１のうちの一方の切削ユニット１１（以下、符号１１−１で記す）の切削ブレード１２（以下、符号１２−１で記す）の厚さは、他方の切削ユニット１１（以下、符号１１−２で記す）の切削ブレード１２（以下、符号１２−２で記す）の厚さよりも厚い。実施形態１の切削ステップＳＴ２では、一方の切削ユニット１１の切削ブレード１２を裏面７に仕上げ厚さ１００分切り込ませて、第１切削溝３０１をウェーハ１の裏面７に形成する。なお、実施形態１では、切削ステップＳＴ２において、一方の切削ユニット１１の切削ブレード１２を裏面７に仕上げ厚さ１００分切り込ませるが、本発明は、一方の切削ユニット１１の切削ブレード１２を裏面７に仕上がり厚さ１００よりも浅い深さ切り込ませても良く、要するに、一方の切削ユニット１１の切削ブレード１２を裏面７に仕上がり厚さ１００以下の深さ切り込ますのが望ましい。

切削ステップＳＴ２では、第１切削溝３０１を形成した後、他方の切削ユニット１１の切削ブレード１２を第１切削溝３０１の溝底３０３に切り込ませて、第１切削溝３０１より細い第２切削溝３０２を第１切削溝３０１の溝底３０３に形成する。切削ステップＳＴ２では、第１切削溝３０１と第２切削溝３０２とを形成して、ウェーハ１の裏面７に機能層４に至らない深さの切削溝３００を形成して、プラズマエッチングステップＳＴ３でのプラズマ化したエッチングガスからなるプラズマの切削溝３００への侵入を促進させる。なお、実施形態１において、切削溝３００は、第１切削溝３０１と第２切削溝３０２とで構成される。ウェーハの加工方法は、図４に示すように、ウェーハ１の全ての分割予定ライン６の裏面７側に第１切削溝３０１及び第２切削溝３０２を形成すると、プラズマエッチングステップＳＴ３に進む。なお、実施形態１では、切削ステップＳＴ２において、厚さが比較的厚い切削ブレード１２−１と、厚さが比較的薄い切削ブレード１２−２とを使用して、段差のある切削溝３００を形成しているが、本発明は、１枚の切削ブレードを使用して段差のないシングルカットの切削溝を形成してもよい。

（プラズマエッチングステップ）
図５は、図２に示されたウェーハの加工方法のプラズマエッチングステップ及び歪み層形成ステップで用いられるエッチング装置の構成を示す断面図である。図６は、図２に示されたウェーハの加工方法のプラズマエッチングステップ後のウェーハの要部の断面図である。

プラズマエッチングステップＳＴ３は、図５に示すエッチング装置２０のチャックテーブル２１で粘着テープ２００側を保持したウェーハ１を裏面７側にプラズマ化したエッチングガスを供給し、切削溝３００の底３０４（図４に示す）に残存する基板２をエッチングして除去し、基板２を分割予定ライン６に沿って分割するステップである。

プラズマエッチングステップＳＴ３では、エッチング装置２０の制御ユニット２２が、ゲート作動ユニット２３を作動してゲート２４を図５中の下方に移動させ、ハウジング２５の開口２６を開ける。次に、図示しない搬出入手段によって切削ステップＳＴ２が実施されたウェーハ１を開口２６を通してハウジング（チャンバ）２５内の密閉空間２７に搬送し、下部電極２８を構成する被加工物保持部２９のチャックテーブル２１（静電チャック、ＥＳＣ：Electrostatic chuck）上に粘着テープ２００を介してウェーハ１の機能層４側を載置する。このとき、制御ユニット２２は、昇降駆動ユニット３０を作動して上部電極３１を上昇させておく。制御ユニット２２は、被加工物保持部２９内に設けられた電極３２，３３に電力を印加してチャックテーブル２１上にウェーハ１を吸着保持する。

制御ユニット２２は、ゲート作動ユニット２３を作動してゲート２４を上方に移動させ、ハウジング２５の開口２６を閉じる。制御ユニット２２は、昇降駆動ユニット３０を作動して上部電極３１を下降させ、上部電極３１を構成するガス噴出部３４の下面と下部電極２８を構成するチャックテーブル２１に保持されたウェーハ１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に位置付ける。

制御ユニット２２は、ガス排出ユニット３５を作動してハウジング２５内の密閉空間２７を真空排気して、密閉空間２７の圧力を所定の圧力に維持するとともに、冷媒供給ユニット３６を作動させて下部電極２８内に設けられた冷媒導入通路３７、冷却通路３８及び冷媒排出通路３９に冷媒であるヘリウムガスを循環させて、下部電極２８の異常昇温を抑制する。

次に、制御ユニット２２は、ウェーハ１に対してプラズマ化したＳＦ_６を供給してウェーハ１の裏面７全体をエッチングするとともに切削溝３００を基板２の表面３に向かって進行させるエッチングステップと、エッチングステップに次いでプラズマ化したＣ_４Ｆ_８をウェーハ１に供給してウェーハ１の裏面７、切削溝３０１，３０２の内面及び第２切削溝３０２の溝底に被膜を堆積させる被膜堆積ステップとを交互に繰り返す。なお、被膜堆積ステップ後のエッチングステップは、第２切削溝３０２の溝底の被膜を除去して第２切削溝３０２の溝底をエッチングする。このように、プラズマエッチングステップＳＴ３は、所謂ボッシュ法でウェーハ１をプラズマエッチングする。

なお、エッチングステップでは、制御ユニット２２は、ＳＦ_６ガス供給ユニット４０を作動しプラズマエッチングガスであるＳＦ_６ガスを上部電極３１の複数の噴出口４１から下部電極２８のチャックテーブル２１上に保持されたウェーハ１に向けて噴出する。そして、制御ユニット２２は、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４２から上部電極３１にプラズマを作り維持する高周波電力を印加し、高周波電源４２から下部電極２８にイオンを引き込むための高周波電力を印加する。これにより、下部電極２８と上部電極３１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化したエッチングガスが発生し、このプラズマ化したエッチングガスがウェーハ１に引き込まれて、ウェーハ１の裏面７、切削溝３０１，３０２の内面及び第２切削溝３０２の溝底をエッチングして、切削溝３００を基板２の表面３に向かって進行させる。

また、被膜堆積ステップでは、制御ユニット２２は、Ｃ_４Ｆ_８ガス供給ユニット４３を作動しプラズマエッチングガスであるＣ_４Ｆ_８ガスを上部電極３１の複数の噴出口４１から下部電極２８のチャックテーブル２１上に保持されたウェーハ１に向けて噴出する。そして、制御ユニット２２は、プラズマ発生用のＣ_４Ｆ_８ガスを供給した状態で、高周波電源４２から上部電極３１にプラズマを作り維持する高周波電力を印加し、高周波電源４２から下部電極２８にイオンを引き込むための高周波電力を印加する。これにより、下部電極２８と上部電極３１との間の空間にＣ_４Ｆ_８ガスからなるプラズマが発生し、このプラズマがウェーハ１に引き込まれて、ウェーハ１に被膜を堆積させる。

プラズマエッチングステップＳＴ３では、制御ユニット２２は、切削溝３００の深さ即ちウェーハ１の厚さに応じて、エッチングステップと被膜堆積ステップとを繰り返す回数が予め設定されている。プラズマエッチングステップＳＴ３において、エッチングステップと被膜堆積ステップとを予め設定された回数繰り返されたウェーハ１は、図６に示すように、始めのエッチンングステップによって裏面７全体がエッチングされて、厚さ１０１分薄化されている。また、エッチングステップと被膜堆積ステップとを予め設定された回数繰り返されたウェーハ１は、図６に示すように、エッチングステップにおいて切削溝３００の底３０４に残存する基板２がエッチングされ除去され、第２切削溝３０２が機能層４に到達している。ウェーハ１は、基板２が切削溝３００により分割され、第２切削溝３０２内に機能層４が露出して、切削溝３００の溝底に機能層４が残っている。ウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３を終了すると、仕上げ研削ステップＳＴ４に進む。

（仕上げ研削ステップ）
図７は、図２に示されたウェーハの加工方法の仕上げ研削ステップを示す側断面図である。仕上げ研削ステップＳＴ４は、プラズマエッチングステップＳＴ３の後で、歪み層形成ステップＳＴ５の前に、ウェーハ１の裏面７を研削してウェーハ１を仕上がり厚さ１００にするステップである。

仕上げ研削ステップＳＴ４では、研削装置６０が、チャックテーブル６１の保持面６２に粘着テープ２００を介してウェーハ１の機能層４側を吸引保持する。仕上げ研削ステップＳＴ４では、図７に示すように、スピンドル６３により仕上げ研削用の研削ホイール６４を回転しかつチャックテーブル６１を軸心回りに回転しながら研削水を供給するとともに、仕上げ研削用砥石６５をチャックテーブル６１に所定の送り速度で近づけることによって、仕上げ研削用砥石６５でウェーハ１即ちデバイス５の裏面７を仕上げ研削する。仕上げ研削ステップＳＴ４では、仕上がり厚さ１００になるまでウェーハ１即ちデバイス５を研削する。仕上げ研削ステップＳＴ４では、仕上がり厚さ１００になるまでウェーハ１即ちデバイス５を研削すると、第１切削溝３０１が除去されて、第１切削溝３０１と第２切削溝３０２との間の段差が除去される。なお、仕上げ研削ステップＳＴ４は、適宜省略してもよい。ウェーハの加工方法は、仕上がり厚さ１００までウェーハ１即ちデバイス５を薄化すると歪み層形成ステップＳＴ５に進む。

（歪み層形成ステップ）
図８は、図２に示されたウェーハの加工方法の歪み層形成ステップ後のウェーハの要部の断面図である。歪み層形成ステップＳＴ５は、プラズマエッチングステップＳＴ３を実施したウェーハ１の裏面７側の基板２にプラズマ化した不活性ガスを供給し、基板２の裏面７に歪み層８を形成するステップである。

歪み層形成ステップＳＴ５では、エッチング装置２０の制御ユニット２２が、チャックテーブル２１上にウェーハ１を吸着保持し、密閉空間２７の圧力を所定の圧力に維持するとともに、下部電極２８の異常昇温を抑制した状態で、ガス供給ユニット４４を作動し不活性ガスを上部電極３１の複数の噴出口４１から下部電極２８のチャックテーブル２１上に保持されたウェーハ１に向けて噴出する。そして、制御ユニット２２は、不活性ガスを供給した状態で、高周波電源４２から上部電極３１にプラズマを作り維持する高周波電力を印加し、高周波電源４２から下部電極２８にイオンを引き込むための高周波電力を印加する。これにより、下部電極２８と上部電極３１との間の空間に不活性ガスからなる等方性を有するプラズマ化したガスが発生し、このプラズマ化したガスがウェーハ１に衝突して、ウェーハ１の裏面７に歪みを付与して、図８に示すように、歪み層８を形成する。ウェーハの加工方法は、ウェーハ１の基板２の裏面７側に歪み層８を形成すると、機能層切断ステップＳＴ６に進む。なお、ガス供給ユニット４４から供給する不活性ガスは、アルゴンガス（Ａｒ）、ヘリウムガス（Ｈｅ）等の希ガスや、希ガスに窒素ガス（Ｎ_２）、又は水素ガス（Ｈ_２）等を混合した混合ガス等で構成することができる。

（機能層切断ステップ）
図９は、図２に示されたウェーハの加工方法の機能層切断ステップを示す断面図である。図１０は、図２に示されたウェーハの加工方法の機能層切断ステップ後のウェーハの要部の断面図である。

機能層切断ステップＳＴ６は、歪み層形成ステップＳＴ５を実施した後に、図９に示すレーザー加工装置５０がウェーハ１の裏面７側から機能層４に対して吸収性を有する波長のレーザー光線５１の集光点５２をエッチングした切削溝３００の底の機能層４に位置づけて、レーザー光線５１を照射し、機能層４を切削溝３００に沿って切断するステップである。

機能層切断ステップＳＴ６では、レーザー加工装置５０が、チャックテーブルに粘着テープ２００を介してウェーハ１の機能層４側を保持し、図９に示すように、レーザー光線照射ユニット５２とチャックテーブルとを分割予定ライン６に沿って相対的に移動させながらレーザー光線照射ユニット５２から機能層４に対して吸収性を有する波長（例えば、３５５ｎｍ）のレーザー光線５１を切削溝３００の底に露出した機能層４に照射する。機能層切断ステップＳＴ６では、各分割予定ライン６において、切削溝３００の底で露出した機能層４にアブレーション加工を施して、切削溝３００の底で露出した機能層４を分割して、ウェーハ１を個々のデバイス５に分割する。なお、機能層切断ステップＳＴ６では、図示しない分割予定ライン６に形成された金属膜やＴＥＧも分割する。ウェーハの加工方法は、図１０に示すように、全ての分割予定ライン６において切削溝３００の底で露出した機能層４を分割すると、ダイアタッチフィルム貼着ステップＳＴ７に進む。

（ダイアタッチフィルム貼着ステップ）
図１１は、図２に示されたウェーハの加工方法のダイアタッチフィルム貼着ステップ後のウェーハの断面図である。ダイアタッチフィルム貼着ステップＳＴ７は、プラズマエッチングステップＳＴ３、歪み層形成ステップＳＴ５及び機能層切断ステップＳＴ６の後に、ウェーハ１の裏面７にダイアタッチフィルム２０２を貼着するステップである。

ダイアタッチフィルム貼着ステップＳＴ７では、歪み層形成ステップＳＴ５において歪み層８が形成されたウェーハ１即ちデバイス５の裏面７にデバイス５を接着するためのダイアタッチフィルム２０２を貼着する。ダイアタッチフィルム貼着ステップＳＴ７では、図１１に示すように、外周縁に環状フレーム２０４が貼着されたダイシングテープ２０３に積層されたダイアタッチフィルム２０２をウェーハ１の裏面７に貼着するとともに、機能層４から粘着テープ２００を剥がす。ウェーハの加工方法は、粘着テープ２００を機能層４から剥がすと、ダイアタッチフィルム分割ステップＳＴ８に進む。

（ダイアタッチフィルム分割ステップ）
図１２は、図２に示されたウェーハの加工方法のダイアタッチフィルム分割ステップを示す断面図である。図１３は、図２に示されたウェーハの加工方法のダイアタッチフィルム分割ステップ後のウェーハの要部の断面図である。ダイアタッチフィルム分割ステップＳＴ８は、切削溝３００に沿ってダイアタッチフィルム２０２に図１２に示すレーザー加工装置７０がレーザー光線７１を照射してダイアタッチフィルム２０２を分割するステップである。

ダイアタッチフィルム分割ステップＳＴ８では、レーザー加工装置７０が、チャックテーブルにダイシングテープ２０３を介してウェーハ１の裏面７側を保持し、図１２に示すように、レーザー光線照射ユニット７２とチャックテーブルとを分割予定ライン６に沿って相対的に移動させながらレーザー光線照射ユニット７２からダイアタッチフィルム２０２に対して吸収性を有する波長（例えば、３５５ｎｍ）のレーザー光線７１を切削溝３００内で露出したダイアタッチフィルム２０２に照射する。ダイアタッチフィルム分割ステップＳＴ８では、各分割予定ライン６において、切削溝３００内で露出したダイアタッチフィルム２０２にアブレーション加工を施して、切削溝３００内で露出したダイアタッチフィルム２０２を分割する。ウェーハの加工方法は、図１３に示すように、全ての分割予定ライン６において切削溝３００内で露出したダイアタッチフィルム２０２を分割すると、終了する。なお、その後、デバイス５は、ダイアタッチフィルム２０２毎、図示しないピックアップによりダイシングテープ２０３からピックアップされる。

実施形態１に係るウェーハの加工方法は、切削ステップＳＴ２において裏面７から分割予定ライン６に沿って切削溝３００を形成した後、プラズマエッチングステップＳＴ３において裏面７側からプラズマエッチングすることで、切削溝３００を基板２の表面３に向かって進行させて、ウェーハ１を分割するため、マスクを不要としたプラズマダイシングを実現することができる。このために、ウェーハの加工方法は、切削加工により分割するデバイスよりも小型であるためにプラズマエッチングで分割するのに好適なデバイス５を備えるウェーハ１の加工方法において、高価なマスクが不要となる。その結果、ウェーハの加工方法は、コストを抑制しながらもウェーハ１にプラズマエッチングを行ってウェーハ１を個々のデバイス５に分割することができる。

また、ウェーハの加工方法は、切削ステップＳＴ２及び仕上げ研削ステップＳＴ４前の保護部材配設ステップＳＴ１において、機能層４側に粘着テープ２００が貼着されている。このために、切削ステップＳＴ２及び仕上げ研削ステップＳＴ４時に生じるコンタミがデバイス５に付着することを抑制することができる。

また、ウェーハの加工方法は、機能層切断ステップＳＴ６において、切削溝３００の溝底に残った機能層４にレーザー光線５１を照射して分割するので、Ｌｏｗ−ｋ膜等の機能層４が積層されたウェーハ１を個々のデバイス５に分割することができる。また、ウェーハの加工方法は、機能層切断ステップＳＴ６前の保護部材配設ステップＳＴ１において、機能層４側に粘着テープ２００が貼着され、機能層切断ステップＳＴ６において、裏面７側からレーザー光線５１を切削溝３００の溝底の機能層４に照射するので、アブレーション加工時に生じるデブリがデバイス５に付着することを抑制することができる。

また、ウェーハの加工方法は、切削ステップＳＴ２において、第１切削溝３０１を形成した後に第１切削溝３０１の溝底３０３に第１切削溝３０１よりも細い第２切削溝３０２を形成すると共に、プラズマエッチングステップＳＴ３においてボッシュ法でウェーハ１をプラズマエッチングする。このために、ウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３のエッチングステップにおいて、ＳＦ_６ガスからなるプラズマを第２切削溝３０２の溝底を通してウェーハ１に引き込むことができる。その結果、ウェーハの加工方法は、効率的にウェーハ１の基板２を分割することができる。

また、ウェーハの加工方法は、切削ステップＳＴ２において、ウェーハ１の仕上がり厚さ１００より深い切削溝３００を形成することで、裏面７側に仕上がり厚さ１００以上の段差を設け、プラズマエッチングステップＳＴ３後に残されるウェーハ１の厚さが仕上がり厚さになりつつ、所望の深さの切削溝３００を形成できる。

また、ウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３において、基板２を分割予定ライン６に沿って分割するために、個々に分割されたデバイス５の側面がプラズマエッチングによって除去された面である。このために、ウェーハの加工方法は、切削加工による欠けが個々に分割されたデバイス５の側面に残らず、抗折強度が高いデバイス５を製造できる、という効果も奏する。

また、ウェーハの加工方法は、仕上げ研削ステップＳＴ４において、ウェーハ１の裏面７を研削して、第１切削溝３０１と第２切削溝３０２との間の段差を除去するので、所定寸法のデバイス５を得ることができる。

また、ウェーハの加工方法は、ダイアタッチフィルム貼着ステップＳＴ６と、ダイアタッチフィルム分割ステップＳＴ７とを備えるので、基板などに固定可能なデバイス５を得ることができる。

また、ウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３後に、歪み層形成ステップＳＴ５においてプラズマ加工でゲッタリング層として機能する歪み層８を形成するので、ウェーハ１の基板２及びウェーハ１が分割されて形成されるデバイス５にゲッタリング効果を付与することができる。さらに、ウェーハの加工方法は、歪み層形成ステップＳＴ５によってデバイス５にゲッタリング効果を付与することにより、近年のメモリーなどに代表される積層チップの極薄化及び抗折強度アップの要望に伴い、仕上がり厚さ１００を５０μｍ以下とするウェーハ研削及び研磨加工が実施されることにより、破砕層が無くなることでゲッタリング効果が消失し、重金属汚染によるデバイス破壊の恐れが出るという問題を解決することができる。

また、ウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３及び歪み層形成ステップＳＴ５を、同一のエッチング装置２０を用いて実施するこので、装置コストを大幅に低減し、効率的な加工をすることができる。また、ウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３を実施した後、ウェーハ１をハウジング２５から取り出すことなく、歪み層形成ステップＳＴ５を実施することができるので、これらのステップの間の搬送工程が不要であるため、搬送中にデバイス１がこすれて破損する等のリスクがなく、望ましい。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係るウェーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１４は、実施形態２に係るウェーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。図１５は、図１４に示されたウェーハの加工方法の予備研削ステップを示す側断面図である。図１６は、図１４に示されたウェーハの加工方法の予備研削ステップ後のウェーハの要部の断面図である。なお、図１４、図１５及び図１６は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態２に係るウェーハの加工方法は、図１４に示すように、予備研削ステップＳＴ１０を備えること以外、実施形態１と同じである。予備研削ステップＳＴ１０は、プラズマエッチングステップＳＴ３の前に、ウェーハ１の裏面７を予め研削するステップである。実施形態２において、ウェーハの加工方法は、予備研削ステップＳＴ１０を保護部材配設ステップＳＴ１の後でかつ切削ステップＳＴ２の前に実施するが、本発明では、プラズマエッチングステップＳＴ３の前であれば、保護部材配設ステップＳＴ１の前又は切削ステップＳＴ２の後に実施しても良い。

予備研削ステップＳＴ１０では、研削装置８０が、チャックテーブル８１の保持面８２に粘着テープ２００を介してウェーハ１の機能層４側を吸引保持する。予備研削ステップＳＴ１０では、図１５に示すように、スピンドル８３により粗研削用の研削ホイール８４を回転しかつチャックテーブル８１を軸心回りに回転しながら研削水を供給するとともに、粗研削用砥石８５をチャックテーブル８１に所定の送り速度で近づけることによって、粗研削用砥石８５でウェーハ１の裏面７を粗研削する。なお、粗研削用砥石８５は、仕上げ研削用砥石６５よりも大きな砥粒を有する研削砥石である。また、予備研削ステップＳＴ１０では、粗研削の後に、仕上げ研削ステップＳＴ４と同様の方法で、仕上げ研削用砥石６５でウェーハ１の裏面７を仕上げ研削してもよい。

予備研削ステップＳＴ１０では、図１６に示すように、仕上がり厚さ１００とプラズマエッチングステップＳＴ３において除去される厚さ１０１とを合わせた厚さ以上になるまでウェーハ１を研削する。実施形態２において、ウェーハの加工方法は、仕上がり厚さ１００とプラズマエッチングステップＳＴ３において除去される厚さ１０１とを合わせた厚さ以上になるまでウェーハ１を研削するとプラズマエッチングステップＳＴ３に進む。なお、本発明は、予備研削ステップＳＴ１０では、仕上がり厚さ１００とプラズマエッチングステップＳＴ３において除去される厚さ１０１とを合わせた厚さと略等しくなる厚さにウェーハ１を薄化するのが望ましい。

実施形態２に係るウェーハの加工方法は、切削ステップＳＴ２において裏面７から分割予定ライン６に沿って切削溝３００を形成した後、プラズマエッチングステップＳＴ３において裏面７側からプラズマエッチングするので、マスクを不要としたプラズマダイシングを実現することができる。その結果、ウェーハの加工方法は、実施形態１と同様に、コストを抑制しながらもウェーハ１にプラズマエッチングを行ってウェーハ１を個々のデバイス５に分割することができる。

また、実施形態２に係るウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３の前に予備研削ステップＳＴ１０を実施してウェーハ１を薄化するので、プラズマエッチングステップＳＴ３時のウェーハ１の基板２の除去量を抑制することができる。その結果、実施形態２に係るウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３において生じる所謂アウトガスの量を抑制することができる。

また、実施形態２に係るウェーハの加工方法は、切削ステップＳＴ２の前に予備研削ステップＳＴ１０を実施してウェーハ１の裏面７を研削するので、予備研削ステップＳＴ１０の前においてウェーハ１の裏面７が梨地面（細かい凹凸を有する面）であっても、切削ステップＳＴ２の前に裏面７を平坦化することができる。その結果、実施形態２に係るウェーハの加工方法は、切削ステップＳＴ２において、赤外線カメラが撮像した画像に基づいてアライメントを遂行した際の切削ブレード１２−１，１２−２と分割予定ライン６との位置ずれを抑制することができる。

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３に係るウェーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１７は、実施形態３に係るウェーハの加工方法のプラズマエッチングステップ後のウェーハの要部の断面図である。なお、図１７は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態３に係るウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３において、ボッシュ法の代わりに、異方性エッチングによりウェーハ１をエッチングすること以外、実施形態１と同じである。実施形態３に係るウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３では、図１７に点線で示すエッチング前のウェーハ１の裏面７及び切削溝３００の形状を維持した状態で、図１７に実線で示すように、基板２全体を裏面７側からエッチングして、基板２を分割予定ライン６に沿って分割する。

実施形態３に係るウェーハの加工方法は、切削ステップＳＴ２において裏面７から分割予定ライン６に沿って切削溝３００を形成した後、プラズマエッチングステップＳＴ３において裏面７側からプラズマエッチングするので、マスクを不要としたプラズマダイシングを実現することができる。その結果、ウェーハの加工方法は、実施形態１と同様に、コストを抑制しながらもウェーハ１にプラズマエッチングを行ってウェーハ１を個々のデバイス５に分割することができる。

また、実施形態３に係るウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３において、異方性エッチングによりウェーハ１の基板２を裏面７側からエッチングするので、ボッシュ法でエッチングする場合よりもウェーハ１の基板２を薄化することができる。その結果、ウェーハ１の加工方法は、仕上げ研削ステップＳＴ４における基板２の研削量を抑制することができる。

なお、実施形態３に係るウェーハの加工方法は、実施形態２と同様に、予備研削ステップＳＴ１０を実施しても良い。

〔実施形態４〕
本発明の実施形態４に係るウェーハの加工方法を図面に基づいて説明する。図１８は、実施形態４に係るウェーハの加工方法のプラズマエッチングステップ及び歪み層形成ステップで用いられるエッチング装置の構成を示す断面図である。なお、図１８は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態４に係るウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３及び歪み層形成ステップＳＴ５で用いられる図１８に示すエッチング装置２０−４の構成が、エッチング装置２０と異なること以外、実施形態１と同じである。

エッチング装置２０−４は、電極２８，３１に高周波電力を印加して密閉空間２７内でエッチングガスなどをプラズマするものではなく、プラズマ化したエッチングガスなどをハウジング２５内の密閉空間２７に導入するリモートプラズマ方式のプラズマエッチング装置である。エッチング装置２０−４は、図１８に示すように、図示しない不活性ガス供給ユニットから不活性ガスが供給される配管４５がハウジング２５の外壁を貫通して接続している。なお、不活性ガス供給ユニットが供給する不活性ガスは、アルゴンガス（Ａｒ）、ヘリウムガス（Ｈｅ）等の希ガスや、希ガスに窒素ガス（Ｎ_２）、又は水素ガス（Ｈ_２）等を混合した混合ガス等で構成することができる。

また、エッチング装置２０−４は、図１８に示すように、ガス供給ユニット４０，４３，４４からのエッチングガス又は不活性ガスが供給される供給管４６がハウジング２５の上壁に貫通して接続し、供給管４６内を流れるガスに高周波電力を加えるための電極４７が供給管４６に設けられている。供給管４６は、ガス供給ユニット４０，４３，４４から供給されるガスをハウジング２５内の密閉空間２７に導入する。電極４７は、高周波電源４２から高周波電力が印加されて、供給管４６内を流れるガスをプラズマ化する。また、エッチング装置２０−４は、供給管４６から密閉空間２７に供給されるプラズマ化されたガスを分散させる分散部材４８を備える。

実施形態４に係るウェーハの加工方法は、実施形態１と同様に、プラズマエッチングステップＳＴ３において、エッチング装置２０−４の制御ユニット２２が、ウェーハ１をハウジング２５内の密閉空間２７に収容した後、チャックテーブル２１上に吸着保持する。実施形態４に係るウェーハの加工方法のプラズマエッチングステップＳＴ３では、制御ユニット２２が、ガス排出ユニット３５を作動して密閉空間２７を真空排気するとともに、不活性ガス供給ユニットを作動して密閉空間２７内に不活性ガスを供給し、密閉空間２７の圧力を所定の圧力に維持するとともに、冷媒供給ユニット３６を作動させてヘリウムガスを循環させて、下部電極２８の異常昇温を抑制する。

実施形態４に係るウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３において、実施形態１と同様に、ボッシュ法でウェーハ１をプラズマエッチングする。なお、プラズマエッチングステップＳＴ３のエッチングステップでは、制御ユニット２２は、ＳＦ_６ガス供給ユニット４０を作動するとともに高周波電源４２から電極４７にプラズマを作り維持する高周波電力を印加して、ＳＦ_６ガスをプラズマ化して、供給管４６から下部電極２８のチャックテーブル２１上に保持されたウェーハ１に向けて噴出する。そして、制御ユニット２２は、高周波電源４２から下部電極２８にイオンを引き込むための高周波電力を印加して、ウェーハ１の裏面７、切削溝３０１，３０２の内面及び第２切削溝３０２の溝底をエッチングする。

また、プラズマエッチングステップＳＴ３の被膜堆積ステップでは、制御ユニット２２は、Ｃ_４Ｆ_８ガス供給ユニット４３を作動しＣ_４Ｆ_８ガスを高周波電源４２から電極４７に印加する高周波電力でプラズマ化して、供給管４６から下部電極２８のチャックテーブル２１上に保持されたウェーハ１に向けて噴出する。そして、制御ユニット２２は、高周波電源４２から下部電極２８にイオンを引き込むための高周波電力を印加して、ウェーハ１に被膜を堆積させる。

実施形態４に係るウェーハの加工方法は、歪み層形成ステップＳＴ５において、制御ユニット２２が、チャックテーブル２１上にウェーハ１を吸着保持し、密閉空間２７の圧力を所定の圧力に維持するとともに、下部電極２８の異常昇温を抑制した状態で、ガス供給ユニット４４を作動し不活性ガスを高周波電源４２から電極４７に印加する高周波電力でプラズマ化して、供給管４６から下部電極２８のチャックテーブル２１上に保持されたウェーハ１に向けて噴出する。そして、制御ユニット２２は、高周波電源４２から下部電極２８にイオンを引き込むための高周波電力を印加して、ウェーハ１の裏面７に歪みを付与して、歪み層８を形成する。

実施形態４に係るウェーハの加工方法は、切削ステップＳＴ２において裏面７から分割予定ライン６に沿って切削溝３００を形成した後、プラズマエッチングステップＳＴ３において裏面７側からプラズマエッチングするので、マスクを不要としたプラズマダイシングを実現することができる。その結果、ウェーハの加工方法は、実施形態１と同様に、コストを抑制しながらもウェーハ１にプラズマエッチングを行ってウェーハ１を個々のデバイス５に分割することができる。

また、実施形態４に係るウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ３及び歪み層形成ステップＳＴ５において、リモートプラズマ方式のエッチング装置２０−４を用いるので、エッチング装置２０−１ではプラズマ化したガスに混入するイオンが供給管４６の内面に衝突してハウジング２５内の密閉空間２７に到達することを抑制できるので、より幅の狭い切削溝３００であっても基板２をデバイス５毎に分割することができる。

なお、実施形態４に係るウェーハの加工方法は、実施形態２と同様に、予備研削ステップＳＴ１０を実施しても良い。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、本発明では、分割予定ライン６に形成される機能層４、金属膜及びＴＥＧを切削ステップＳＴ２の前に、表面からレーザー光線を照射して、アブレーションで除去しても良い。また、本発明では、プラズマエッチングステップＳＴ３において、プラズマエッチングガスに樹脂で構成される機能層４をエッチングするために酸素ガスを混入しても良い。この場合、機能層切断ステップＳＴ６を実施することなく、切削溝３００の溝底に残った機能層４を除去することができる。若しくは、本発明は、酸素ガスによって機能層４を部分的に除去し、径方向に拡張する外力を加える事で（具体的には、粘着テープ２００を拡張する事で）部分的に除去された部分を破断起点に機能層を引きちぎって分割しても良い。また、本発明は、ウェーハ１の裏面７に予め酸化被膜が形成されている場合、プラズマエッチングステップＳＴ３において、この酸化被膜をマスクとしてプラズマエッチングを行っても良い。

１ウェーハ
２基板
３表面
４機能層
５デバイス
６分割予定ライン
７裏面
８歪み層
１２，１２−１，１２−２切削ブレード
２１チャックテーブル
１００仕上がり厚さ
２００粘着テープ（保護部材）
３００切削溝
３０１第１切削溝
３０２第２切削溝
３０３溝底
３０４底
２０２ダイアタッチフィルム
ＳＴ１保護部材配設ステップ
ＳＴ２切削ステップ
ＳＴ３プラズマエッチングステップ
ＳＴ４仕上げ研削ステップ
ＳＴ５歪み層形成ステップ
ＳＴ６機能層切断ステップ
ＳＴ７ダイアタッチフィルム貼着ステップ
ＳＴ８ダイアタッチフィルム分割ステップ
ＳＴ１０予備研削ステップ

Claims

基板の表面に機能層が積層され複数のデバイスが形成されたウェーハを、該複数のデバイスを区画する分割予定ラインに沿って分割するウェーハの加工方法であって、
該ウェーハの表面の該機能層側に保護部材を配設する保護部材配設ステップと、
該ウェーハの裏面に切削ブレードを切り込ませ、該機能層に至らない深さの切削溝を該分割予定ラインに沿って該基板に形成する切削ステップと、
チャックテーブルで該保護部材側を保持した該ウェーハの裏面側にプラズマ化したガスを供給し、該切削溝の底に残存する基板をエッチングして除去し、該基板を該分割予定ラインに沿って分割するプラズマエッチングステップと、
該プラズマエッチングステップを実施した該ウェーハ裏面側の基板にプラズマ化した不活性ガスを供給し、基板の裏面に歪み層を形成する歪み層形成ステップと、
該歪み層形成ステップを実施した後に、ウェーハの裏面側からレーザー光線の集光点をエッチングした該切削溝の底に位置づけて照射し、該機能層を切断する機能層切断ステップと、を備えるウェーハの加工方法。
該プラズマエッチングステップの後で、該歪み層形成ステップの前に、ウェーハの裏面を研削してウェーハを仕上がり厚さにする仕上げ研削ステップを備える請求項１に記載のウェーハの加工方法。
該プラズマエッチングステップの前に、ウェーハの裏面を予め研削する予備研削ステップと、を備える請求項１または請求項２に記載のウェーハの加工方法。
該プラズマエッチングステップの後に、ウェーハの裏面にダイアタッチフィルムを貼着するダイアタッチフィルム貼着ステップと、
該切削溝に沿って該ダイアタッチフィルムにレーザー光線を照射してダイアタッチフィルムを分割するダイアタッチフィルム分割ステップと、を備える請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載のウェーハの加工方法。