JP2020061441A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

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、表面に複数のデバイスが形成されたウェーハを分割する方法である。ウェーハの加工方法は、ウェーハの表面側からレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、機能層を加熱して変質させる機能層変質ステップＳＴ１と、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ＳＴ２と、ウェーハの裏面に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ＳＴ３と、ウェーハの裏面側にプラズマ状態のガスを供給し、基板を分割するプラズマエッチングステップＳＴ４と、粘着テープを引き延ばして拡張し、機能層の変質部分を破断起点にして機能層を該分割予定ラインに沿って破断する機能層破断ステップＳＴ５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、基板の表面に樹脂を含む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、該ウェーハの表面側からレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該機能層を加熱して変質させる機能層変質ステップと、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、該ウェーハの裏面側にプラズマ状態のガスを供給し、該切削溝の底に残存する基板をエッチングして除去し、該分割予定ラインに沿った分割溝で該基板を分割し該機能層を露出させるプラズマエッチングステップと、該保護部材を引き延ばして拡張し、該機能層の変質した部分を破断起点にして該機能層を該分割予定ラインに沿って破断する機能層破断ステップと、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。

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機能層変質ステップを示す断面図である。 図４は、図３に示された機能層変質ステップ中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保護部材配設ステップ後のウェーハの斜視図である。 図６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７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８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９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１０は、図２に示されたウェーハの加工方法の機能層破断ステップにおいて、ウェーハを破断装置に保持した状態を示す断面図である。 図１１は、図２に示されたウェーハの加工方法の機能層破断ステップにおいて、機能層をデバイス毎に破断した状態を示す断面図である。 図１２は、図２に示されたウェーハの加工方法の仕上げ研削ステップを示す側断面図である。 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貼着ステップを示す断面図である。 図１４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１５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１６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１７は、図１６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１８は、図１６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。

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に樹脂を含む機能層４が積層され、かつ複数のデバイス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）を含む。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により形成されている。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程度の大きさであり、プラズマエッチング（プラズマダイシングともいう）により個々に分割されるのに好適なものである。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、機能層４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、機能層変質ステップＳＴ１と、保護部材配設ステップＳＴ２と、切削ステップＳＴ３と、プラズマエッチングステップＳＴ４と、機能層破断ステップＳＴ５と、仕上げ研削ステップ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。

（機能層変質ステップ）
図３は、図２に示されたウェーハの加工方法の機能層変質ステップを示す断面図である。図４は、図３に示された機能層変質ステップ中のウェーハの要部の断面図である。機能層変質ステップＳＴ１は、ウェーハ１の基板２の表面３側から図３に示すレーザー加工装置５０が機能層４に対して吸収性を有する波長のレーザー光線５１を分割予定ライン６に沿って照射し、分割予定ライン６上の機能層４を加熱して変質させるステップである。

機能層変質ステップＳＴ１では、レーザー加工装置５０が、外縁部に環状フレーム２０１が装着された粘着テープ２００が貼着されたウェーハ１の裏面７側をチャックテーブル５２の保持面５３に粘着テープ２００を介して保持する。機能層変質ステップＳＴ１では、レーザー加工装置５０が、図３に示すように、レーザー光線照射ユニット５４とチャックテーブル５２とを例えば図３中の点線で示す位置と実線で示す位置とに亘って分割予定ライン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５４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を基板２の表面３で露出した機能層４に照射する。

機能層変質ステップＳＴ１では、レーザー加工装置５０が、分割予定ライン６上の機能層４をアブレーション加工することなく（即ち、分割予定ライン６上の機能層４を切断することなく）、レーザー光線５１によって加熱して、図４に示すように、機能層４のレーザー光線５１が照射された箇所を変質した部分である変質部分４−１を形成する。なお、変質部分４−１は、機械的強度やその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味し、実施形態１では、機械的な強度が機能層４の周囲の機械的な強度よりも低い領域を意味している。

なお、機能層変質ステップＳＴ１において、レーザー加工装置５０が照射するレーザー光線５１の条件は、出力等がアブレーション加工を行う際よりも低く設定され、実施形態１では、例えば、以下のように設定されている。
ＹＶＯ_４（ネオジウム：イットリウム・四酸化バナジューム）パルスレーザー
波長：３５５ｎｍ
平均出力：１Ｗ
繰り返し周波数：１００ｋＨｚ
集光点のスポット径：１０μｍ
加工送り速度：５００ｍｍ／ｓｅｃ

ウェーハの加工方法は、全ての分割予定ライン６において機能層４に変質部分４−１を形成すると、保護部材配設ステップＳＴ２に進む。

（保護部材配設ステップ）
図５は、図２に示されたウェーハの加工方法の保護部材配設ステップ後のウェーハの斜視図である。保護部材配設ステップＳＴ２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２０２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ＳＴ２は、裏面７側から粘着テープ２００を剥がすとともに、図５に示すように、ウェーハ１よりも大径な粘着テープ２０２を機能層４側に貼着し、粘着テープ２０２の外周縁に環状フレーム２０３を貼着する。実施形態１では、保護部材として粘着テープ２０２を用いるが、本発明では、保護部材は、粘着テープ２０２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２０２を貼着すると、切削ステップＳＴ３に進む。

（切削ステップ）
図６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７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ＳＴ３は、ウェーハ１の基板２の裏面７に図６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ＳＴ３では、図６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２０２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ＳＴ３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を撮像して分割予定ライン６を検出し、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ＳＴ３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ＳＴ３では、一方の切削ユニット１１−１の切削ブレード１２−１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ＳＴ３において、一方の切削ユニット１１−１の切削ブレード１２−１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１１−１の切削ブレード１２−１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、仕上がり厚さ１００より厚い切り残し部を第１切削溝３０１の溝底３０３側に残すのが望ましい。

切削ステップＳＴ３では、第１切削溝３０１を形成した後、他方の切削ユニット１１−２の切削ブレード１２−２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ＳＴ３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ＳＴ４でのプラズマ状態のエッチングガスの切削溝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７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ＳＴ４に進む。なお、実施形態１において、切削ステップＳＴ３では、ウェーハ１を太い切削ブレード１２−１で切削した後に、細い切削ブレード１２−２で切削する所謂ステップカットを実施したが、本発明は、ウェーハ１を１枚の切削ブレードで切削する所謂シングルカットを実施しても良い。

（プラズマエッチングステップ）
図８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９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ＳＴ４は、図８に示すエッチング装置２０のプラズマエッチングチャンバー２５内のチャックテーブル２１で粘着テープ２０２側を保持したウェーハ１の裏面７側にプラズマ状態のエッチングガスを供給し、切削溝３００の底３０４（図７に示す）に残存する基板２をエッチングして除去し、分割予定ライン６に沿った分割溝３１０（図９に示す）で基板２を分割するステップである。プラズマエッチングステップＳＴ４は、ウェーハ１の基板２をプラズマダイシングするステップである。

プラズマエッチングステップＳＴ４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８中の下方に移動させ、プラズマエッチングチャンバー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ＳＴ３が実施されたウェーハ１を開口２６を通してプラズマエッチングチャンバー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２０２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、プラズマエッチングチャンバー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を作動してプラズマエッチングチャンバー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、ガス供給ユニット４０を作動しエッチングガスを上部電極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に向けて噴出するとともに、エッチング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との間の空間にプラズマ状態のエッチングガスが発生し、このプラズマ状態の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の内面及び底３０３，３０４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。

なお、実施形態１では、基板２がシリコンで構成される場合、エッチングガスとして、ＳＦ_６、Ｃ_４Ｆ_８又はＣＦ_４等を用いるが、エッチングガスは、これらに限定されない。

プラズマエッチングステップＳＴ４では、制御ユニット２２は、切削溝３００の深さやウェーハ１の厚さに応じて、ウェーハ１をプラズマエッチングする所定時間が予め設定されている。プラズマエッチングステップＳＴ４において、所定時間、プラズマエッチングされたウェーハ１は、図９に示すように、裏面７全体がエッチングされて、厚さ１０１分薄化されているとともに、内面がエッチングされて、切削溝３０１，３０２の幅が拡げられている。また、所定時間、プラズマエッチングされたウェーハ１は、図９に示すように、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、切削溝３００が機能層４に到達して、切削溝３００が基板２を分割する分割溝３１０となる。ウェーハ１は、基板２が分割溝３１０により分割され、分割溝３１０内に機能層４及び変質部分４−１が露出して、分割溝３１０の底に機能層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ＳＴ４において、所定時間、プラズマエッチングを行うと、機能層破断ステップＳＴ５に進む。なお、図９は、プラズマエッチングステップＳＴ４後のウェーハ１が分割溝３１０の底の基板２が除去されている例を示しているが、本発明では、切削溝３００の底３０４に僅かに基板２が残っていても良い。また、本発明のウェーハの加工方法は、プラズマエッチングステップＳＴ４において、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ウェーハ１の裏面７、切削溝３０１，３０２の内面及び切削溝３００の底３０４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、所謂ボッシュ法でウェーハ１をプラズマエッチングしても良い。

（機能層破断ステップ）
図１０は、図２に示されたウェーハの加工方法の機能層破断ステップにおいて、ウェーハを破断装置に保持した状態を示す断面図である。図１１は、図２に示されたウェーハの加工方法の機能層破断ステップにおいて、機能層をデバイス毎に破断した状態を示す断面図である。

機能層破断ステップＳＴ５は、プラズマエッチングステップＳＴ４の後に、粘着テープ２００を引き延ばして拡張し、機能層４の変質部分４−１を破断起点にして機能層４を分割予定ライン６に沿って破断するステップである。機能層破断ステップＳＴ５では、図１０に示すように、裏面７側を上方に向けた状態で、破断装置９０が、クランプ部９１で環状フレーム２０３を挟み込んで、プラズマエッチングステップＳＴ４後のウェーハ１を固定する。このとき、図１０に示すように、破断装置９０は、円筒状の拡張ドラム９２を粘着テープ２０２のウェーハ１と環状フレーム２０３との間の領域に当接させておく。拡張ドラム９２は、環状フレーム２０３の内径より小さくウェーハ１の外径より大きい内径および外径を有し、クランプ部９１により固定される環状フレーム２０３と同軸となる位置に配置される。

実施形態１において、機能層破断ステップＳＴ５では、図１１に示すように、破断装置９０がクランプ部９１を下降させる。すると、粘着テープ２０２が拡張ドラム９２に当接しているために、粘着テープ２０２が面方向に拡張される。機能層破断ステップＳＴ５では、粘着テープ２０２は、拡張の結果、放射状の引張力が作用する。このようにウェーハ１の機能層４側に貼着された粘着テープ２０２に放射状に引張力が作用すると、機能層変質ステップＳＴ１において、分割予定ライン６上の機能層４に機械的な強度が低下した変質部分４−１が形成され、プラズマエッチングステップＳＴ４において、分割溝３１０の底の変質部分４−１が露出しているために、引張力が分割予定ライン６上の機能層４の変質部分４−１に集中する。そして、変質部分４−１が破断して、ウェーハ１は、個々のデバイス５毎に分割される。

なお、実施形態１では、機能層破断ステップＳＴ５において、クランプ部９１を下降させて粘着テープ２００を拡張したが、本発明は、これに限定されることなく、拡張ドラム９２を上昇させても良く、要するに、拡張ドラム９２をクランプ部９１に対して相対的に上昇させ、クランプ部９１を拡張ドラム９２に対して相対的に下降させれば良い。また、本発明では、ウェーハの加工方法は、機能層破断ステップＳＴ５において、所謂クールエキスパンド技術を利用して、機能層４を冷却しながら粘着テープ２００を拡張して、機能層４を変質部分４−１を起点に破断しても良い。なお、機能層破断ステップＳＴ５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、機能層４を破断すると、仕上げ研削ステップＳＴ６に進む。

（仕上げ研削ステップ）
図１２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ＳＴ６は、プラズマエッチングステップＳＴ４及び機能層破断ステップＳＴ５の後に、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ＳＴ６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２０２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ＳＴ６では、図１２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ＳＴ６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ＳＴ６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と第２切削溝３０２とを起因とする段差が除去される。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貼着ステップを示す断面図である。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ＳＴ４、機能層破断ステップＳＴ５及び仕上げ研削ステップＳＴ６の後に、ウェーハ１の裏面７にダイアタッチフィルム２０４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、仕上げ研削ステップＳＴ６において仕上げ研削されたウェーハ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２０４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１３に示すように、外周縁に環状フレーム２０６が貼着するとともにダイシングテープ２０５に積層されたダイアタッチフィルム２０４をウェーハ１の裏面７に貼着し、機能層４から粘着テープ２０２を剥がす。ウェーハの加工方法は、粘着テープ２０２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１４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１５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２０４に図１４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２０４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２０５を介してウェーハ１の裏面７側を保持し、図１４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２０４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２０４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、分割溝３１０内で露出したダイアタッチフィルム２０４にアブレーション加工を施して、分割溝３１０内で露出したダイアタッチフィルム２０４を分割する。ウェーハの加工方法は、図１５に示すように、全ての分割予定ライン６において分割溝３１０内で露出したダイアタッチフィルム２０４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２０４毎、図示しないピックアップによりダイシングテープ２０５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ＳＴ３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ＳＴ４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、切削溝３００の方が他の領域より早く裏面７までエッチングが進み、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ＳＴ３及び仕上げ研削ステップＳＴ６前の保護部材配設ステップＳＴ２において、機能層４側に粘着テープ２０２が貼着されている。このために、切削ステップＳＴ３及び仕上げ研削ステップＳＴ６時に発生す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、プラズマエッチングステップＳＴ４後に樹脂を含むＬｏｗ−ｋ膜等のデバイス５を形成する機能層４が分割予定ライン６上に残ったとしても、プラズマエッチングステップＳＴ４よりも先の機能層変質ステップＳＴ１において分割予定ライン６上の機能層４にレーザー光線５１を照射し局所的に加熱して、変質部分４−１を形成している。その結果、ウェーハの加工方法は、機能層破断ステップＳＴ５において、粘着テープ２０２を拡張すると、機能層４の変質部分４−１を破断起点に容易に分割でき、効率的にウェーハ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、機能層変質ステップＳＴ１では、分割予定ライン６上の機能層４をアブレーションすることなく加熱して変質させるので、レーザー光線５１を照射した際のデブリの発生を抑制できるとともに、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ＳＴ３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ＳＴ４においてウェーハ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ＳＴ４のエッチングステップにおいて、プラズマ状態のエッチングガスを切削溝３００の底３０４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ＳＴ３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ＳＴ４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、所望の深さの分割溝３１０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ＳＴ４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ＳＴ６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ＳＴ７と、ダイアタッチフィルム分割ステップＳＴ８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。

〔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１６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１７は、図１６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１８は、図１６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１６、図１７及び図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２に係るウェーハの加工方法は、図１６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ＳＴ４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ＳＴ２の後でかつ切削ステップＳＴ３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ＳＴ４の前であれば、保護部材配設ステップＳＴ２の前又は切削ステップＳＴ３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２０２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１７に示すように、スピンドル８３により予備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、予備研削用砥石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、予備研削用砥石８５でウェーハ１の裏面７を粗研削する。

予備研削ステップＳＴ１０では、図１８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ＳＴ４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ＳＴ４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ＳＴ４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ＳＴ４において除去される厚さ１０１と仕上げ研削ステップＳＴ６で除去される厚さとを合わせた厚さと略等しくなる厚さにウェーハ１を薄化してもいい。

実施形態２に係るウェーハの加工方法は、切削ステップＳＴ３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ＳＴ４において裏面７側からプラズマエッチングするので、切削溝３００の方が他の領域より早く裏面７までエッチングが進み、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ＳＴ４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ＳＴ４時のウェーハ１の基板２の除去量を削減することができる。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ＳＴ４において発生する所謂アウトガスの量と加工時間とを削減することができる。

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ＳＴ３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ＳＴ３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ＳＴ３において、赤外線カメラによる撮影が可能となり、撮像したウェーハ１表面の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との位置合わせを可能とする。

〔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説明する。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ＳＴ４において、電極に高周波電力を印加して密閉空間内でエッチングガスなどをプラズマするものではなく、プラズマ状態にしたエッチングガスなどをプラズマエッチングチャンバー内の密閉空間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を用いる。

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ＳＴ４において、リモートプラズマ方式のエッチング装置を用いるので、エッチング装置ではプラズマ状態のエッチングガスに混入するイオンが供給管の内面に衝突してプラズマエッチングチャンバー内の密閉空間に到達することを抑制でき、ラジカルが高濃度なエッチングガスを供給できるので、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。

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ＳＴ３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ＳＴ４において、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、切削溝３００の底に残った機能層４を部分的にも除去することができるため、機能層破断ステップＳＴ５で破断起点を形成でき、破断を促進させることができる。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ＳＴ４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。また、本発明は、仕上げ研削ステップＳＴ６及び予備研削ステップＳＴ１０の双方において、予備研削用砥石８５を用いてウェーハ１の裏面７を粗研削した後に、予備研削用砥石８５より砥粒の小さい仕上げ研削用砥石６５でウェーハ１の裏面７を仕上げ研削しても良いし、ウェーハ１の裏面７を粗研削のみしても良いし、ウェーハ１の裏面７を仕上げ研削のみしても良い。また、本発明は、デバイス５のサイズが上記実施形態に記載されたものに限定されない。

１ ウェーハ
２ 基板
３ 表面
４ 機能層
４−１ 変質部分（変質した部分）
５ デバイス
６ 分割予定ライン
７ 裏面
１２，１２−１，１２−２ 切削ブレード
５１ レーザー光線
１００ 仕上がり厚さ
２０２ 粘着テープ（保護部材）
３００ 切削溝
３０４ 底
３１０ 分割溝
ＳＴ１ 機能層変質ステップ
ＳＴ２ 保護部材配設ステップ
ＳＴ３ 切削ステップ
ＳＴ４ プラズマエッチングステップ
ＳＴ５ 機能層破断ステップ
ＳＴ６ 仕上げ研削ステップ
ＳＴ１０ 予備研削ステップ

Claims (3)

1. 基板の表面に樹脂を含む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、
   該ウェーハの表面側からレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該機能層を加熱して変質させる機能層変質ステップと、
   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、
   該ウェーハの裏面側にプラズマ状態のガスを供給し、該切削溝の底に残存する基板をエッチングして除去し、該分割予定ラインに沿った分割溝で該基板を分割し該機能層を露出させるプラズマエッチングステップと、
   該保護部材を引き延ばして拡張し、該機能層の変質した部分を破断起点にして該機能層を該分割予定ラインに沿って破断する機能層破断ステップと、を備えるウェーハの加工方法。
2. 該プラズマエッチングステップの後に、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。
3. 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。

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