JP2020061461A

JP2020061461A - ウェーハの加工方法

Info

Publication number: JP2020061461A
Application number: JP2018191709A
Authority: JP
Inventors: 高橋　邦充; Kunimitsu Takahashi; 邦充高橋; 尚樹村澤; Naoki Murasawa
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-10-10
Filing date: 2018-10-10
Publication date: 2020-04-16

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、ウェーハの裏面側にプラズマ状態のエッチングガスを供給し、基板を分割するプラズマエッチングステップＳＴ３と、粒径が５μｍ以下の砥粒を有する電着砥石からなり、分割溝の幅より薄い切り刃を備える第２の切削ブレードを、ウェーハの裏面側から分割溝に沿って切り込ませ、分割溝の底で露出した機能層を切削して分割する機能層分割ステップＳＴ４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第１の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するプラズマエッチングステップと、粒径が５μｍ以下の砥粒を有する電着砥石からなり、該分割溝の幅より薄い切り刃を備える第２の切削ブレードを、ウェーハの裏面側から該分割溝に沿って切り込ませ、該分割溝の底で露出した該機能層を切削して分割する機能層分割ステップと、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機能層分割ステップを示す断面図である。図８は、図２に示されたウェーハの加工方法の機能層分割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仕上げ研削ステップを示す側断面図である。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分割ステップ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１３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１４は、図１３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１５は、図１３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、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、機能層分割ステップＳＴ４と、仕上げ研削ステップＳＴ５と、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。

（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の第１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の第１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の第１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第１の切削ブレード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）の第１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）の第１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１１−１の第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ＳＴ２において、一方の切削ユニット１１−１の第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の第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１１−２の第１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において、切削ステップＳＴ２では、ウェーハ１を太い第１の切削ブレード１２−１で切削した後に、細い第１の切削ブレード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２００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４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６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ＳＴ３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、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ＳＴ２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、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側に引き込まれて、ウェーハ１の裏面７、切削溝３０１，３０２の内面及び切削溝３００の底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ＳＴ３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ＳＴ３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６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。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６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ＳＴ３において、所定時間、プラズマエッチングを行うと、機能層分割ステップＳＴ４に進む。なお、図６は、プラズマエッチングステップＳＴ３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ＳＴ３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。

（機能層分割ステップ）
図７は、図２に示されたウェーハの加工方法の機能層分割ステップを示す断面図である。図８は、図２に示されたウェーハの加工方法の機能層分割ステップ後のウェーハの要部の断面図である。

機能層分割ステップＳＴ４は、プラズマエッチングステップＳＴ３を実施した後、図７に示す第２の切削装置５０が第２の切削ブレード５１を、ウェーハ１の基板２の裏面７側から分割溝３１０に沿って切り込ませ、分割溝３１０の底で露出した機能層４を切削して、ウェーハ１を個々のデバイス５に分割するステップである。

機能層分割ステップＳＴ４では、第２の切削装置５０が、チャックテーブル５２の保持面５３に粘着テープ２００を介してウェーハ１の機能層４側を保持し、図示しない撮像ユニットがウェーハ１の裏面７を撮像して分割溝３１０を検出し、ウェーハ１と第２の切削ブレード５１との位置合わせを行なうアライメントを遂行する。

なお、第２の切削ブレード５１は、第２の切削装置５０の図示しない切削ユニットのスピンドルに装着される。第２の切削ブレード５１は、砥石を電着ボンドで固定して、砥石を有した所謂電着砥石からなる切り刃５１−１を備える。実施形態１において、切り刃５１−１が有する砥石は、平均粒径が０μｍを越えかつ５μｍ以下である。実施形態１にいて、平均粒径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径を意味する。積算値５０％での粒径とは、粒子サイズが小さいものから粒子数をカウントして、全粒子数の５０％になったところでの粒径を意味する。また、第２の切削ブレード５１の切り刃５１−１は、分割溝３１０の幅、即ち第２切削溝３０２の幅及び他方の第１の切削ブレード１２−２の厚みよりも薄い。

機能層分割ステップＳＴ４では、第２の切削装置５０は、図７に示すように、第２の切削ブレード５１とチャックテーブル５２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第２の切削ブレード５１の切り刃５１−１を第２切削溝３０２の幅方向の中央の粘着テープ２００に到達するまで切り込ませる。機能層分割ステップＳＴ４では、第２の切削装置５０は、分割溝３１０の底で露出した機能層４の幅方向の中央を切削して、分割溝３１０の底で露出した機能層４を切断して、ウェーハ１を個々のデバイス５に分割する。なお、機能層分割ステップＳＴ４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８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の底で露出した機能層４を分割すると、仕上げ研削ステップＳＴ５に進む。

（仕上げ研削ステップ）
図９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ＳＴ５は、プラズマエッチングステップＳＴ３、及び機能層分割ステップＳＴ４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ＳＴ５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ＳＴ５では、図９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ＳＴ５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ＳＴ５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ＳＴ６に進む。

（ダイアタッチフィルム貼着ステップ）
図１０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ＳＴ６は、プラズマエッチングステップＳＴ３、機能層分割ステップＳＴ４、及び仕上げ研削ステップＳＴ５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ＳＴ６では、仕上げ研削ステップＳＴ５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２０２を貼着する。ダイアタッチフィルム貼着ステップＳＴ６では、図１０に示すように、外周縁に環状フレーム２０４が貼着するとともにダイシングテープ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に貼着し、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ＳＴ７に進む。

（ダイアタッチフィルム分割ステップ）
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分割ステップ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ＳＴ７は、分割溝３１０に沿ってダイアタッチフィルム２０２に図１１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ＳＴ７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１１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を分割溝３１０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ＳＴ７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２０２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２０２を分割する。ウェーハの加工方法は、図１２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、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むため、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、機能層分割ステップＳＴ４及び仕上げ研削ステップＳＴ５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、機能層分割ステップＳＴ４及び仕上げ研削ステップＳＴ５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。

一般に、Ｌｏｗ−ｋ膜等のデバイス５を形成する機能層４は、切削ブレードで基板２の表面３側から切削されると基板２からの剥離が発生しやすい。そこで、表面３側からレーザーアブレーションして機能層４を除去する加工が考案された。しかしながら、表面３側からレーザーアブレーションして機能層４を除去する加工は、レーザーアブレーションによって発生したデブリがデバイス５に付着してしまうため、レーザーアブレーション前に、ウェーハ１の表面に保護剤を被覆するなど対策が必要である。

そこで、実施形態１に係るウェーハの加工方法は、機能層分割ステップＳＴ４において、プラズマエッチングにより基板２が除去された状態の機能層４だけを裏面７から第２の切削ブレード５１で切削する。また、実施形態１に係るウェーハの加工方法は、機能層分割ステップＳＴ４において、表面３側がチャックテーブル５２の保持面５３で保持されたウェーハ１の裏面７側から機能層４を切削する。その結果、ウェーハの加工方法は、機能層分割ステップＳＴ４において機能層４にかかる負荷を抑制でき、特に粒径が５μｍ以下の細粒径の砥粒を電着ボンドで固定した第２の切削ブレード５１で切削することで基板２からの機能層４の剥離を防止できる。また、実施形態１に係るウェーハの加工方法は、機能層分割ステップＳＴ４において、表面３側がチャックテーブル５２の保持面５３で保持されたウェーハ１の裏面７側から機能層４を切削するので、レーザーアブレーションが不要となり、デバイス５へのデブリの付着を抑制でき、保護剤を被覆する必要も生じない。

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、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ＳＴ５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。

〔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１３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１４は、図１３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１５は、図１３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１３、図１４及び図１５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１３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１４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１５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と仕上げ研削ステップＳＴ５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、切削溝３００の方が他の領域よりも早く裏面７までエッチングが進むため、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。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ＳＴ３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第１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ＳＴ３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ＳＴ３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。

次に、本発明の発明者は、実施形態１に係るウェーハの加工方法の効果を確認した、結果を表１に示す。表１は、比較例１、２、３、４、５、本発明品１及び２の機能層分割ステップＳＴ４後の分割の状況を示している。

表１の比較例１は、機能層分割ステップＳＴ４において、平均粒径が０μを超えかつ５μｍ以下の砥粒を電着ボンドで固定した第２の切削ブレード５１を用いて、表面３側から機能層４を切削した。比較例２は、機能層分割ステップＳＴ４において、平均粒径が５μを超えかつ１０μｍ以下の砥粒を電着ボンドで固定した切削ブレードを用いて、裏面７側から分割溝３１０の底に露出した機能層４を切削した。比較例３は、機能層分割ステップＳＴ４において、平均粒径が０μを超えかつ５μｍ以下の砥粒をレジンボンドで固定した切削ブレードを用いて、裏面７側から分割溝３１０の底に露出した機能層４を切削した。比較例４は、機能層分割ステップＳＴ４において、平均粒径が０μを超えかつ５μｍ以下の砥粒をメタルボンドで固定した切削ブレードを用いて、裏面７側から分割溝３１０の底に露出した機能層４を切削した。比較例５は、機能層分割ステップＳＴ４において、平均粒径が０μを超えかつ５μｍ以下の砥粒をビトリファイドボンドで固定した切削ブレードを用いて、裏面７側から分割溝３１０の底に露出した機能層４を切削した。

また、本発明品１は、機能層分割ステップＳＴ４において、平均粒径が０μを超えかつ５μｍ以下の砥粒を電着ボンドで固定した第２の切削ブレード５１を用いて、裏面７側から分割溝３１０の底に露出した機能層４を切削した。本発明品２は、機能層分割ステップＳＴ４において、平均粒径が０μを超えかつ３μｍ以下の砥粒を電着ボンドで固定した第２の切削ブレード５１を用いて、裏面７側から分割溝３１０の底に露出した機能層４を切削した。

表１によれば、比較例１及び比較例２は、機能層４の剥離があったが、本発明品１及び２は、機能層４が剥離することなく機能層４を分割できた。表１によれば、平均粒径が０μを超えかつ５μｍ以下の砥粒を有する第２の切削ブレード５１を裏面７側から分割溝３１０の底に露出した機能層４を切削することで、機能層４の剥離を抑制しながらも分割できることが明らかとなった。

また、表１によれば、比較例３、４及び５は、エッチングして形成した分割溝３１０の幅が５０μｍ以下であり、それより薄い切削ブレードをレジンボンド、メタルボンド及びビトリファイドボンドで形成するのが難しく、機能層４の分割が困難であった。また、比較例３、４及び５は、切削ブレードを形成できたとしても切削中に蛇行してしまい側面をプラズマエッチングすることで抗折強度をアップしたデバイス５の側面を傷つけてしまった。このような比較例３、４及び５に対して、本発明品１及び２は、機能層４が剥離することなく機能層４を分割できた。表１によれば、平均粒径が０μを超えかつ５μｍ以下の砥粒を電着ボンドで固定した第２の切削ブレード５１を裏面７側から分割溝３１０の底に露出した機能層４を切削することで、機能層４の剥離を抑制しながらも分割できることが明らかとなった。

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。また、本発明は、仕上げ研削ステップＳＴ５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
５デバイス
６分割予定ライン
７裏面
１２，１２−１，１２−２第１の切削ブレード
５１第２の切削ブレード
５１−１切り刃
１００仕上がり厚さ
２００粘着テープ（保護部材）
３００切削溝
３０４底
３１０分割溝
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機能層分割ステップ
ＳＴ５仕上げ研削ステップ
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第１の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するプラズマエッチングステップと、
粒径が５μｍ以下の砥粒を有する電着砥石からなり、該分割溝の幅より薄い切り刃を備える第２の切削ブレードを、ウェーハの裏面側から該分割溝に沿って切り込ませ、該分割溝の底で露出した該機能層を切削して分割する機能層分割ステップと、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。