JP2020061499A - 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、レーザー光線をウェーハの裏面側から照射し、機能層と基板の界面の高さ位置を検出する界面高さ検出ステップＳＴ２と、ウェーハの裏面に界面近郷を溝底とする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化したエッチングガスを供給して基板を分割するプラズマエッチングステップＳＴ４と、切削溝の溝底で露出する機能層にウェーハの裏面側からレーザー光線を照射し機能層を切断する機能層切断ステップ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、該保護部材側をチャックテーブルで保持し、基板を透過する波長のレーザー光線を該チャックテーブルに保持されたウェーハの裏面側から照射し、機能層と基板の界面の高さ位置を検出する界面高さ検出ステップと、該界面高さ検出ステップを実施後、該チャックテーブルで保持した該ウェーハの裏面に切削ブレードを切り込ませ、該機能層に至らず該界面近傍を溝底とする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、プラズマエッチング装置の保持テーブルで該保護部材側が保持された該ウェーハの裏面側に、プラズマ化したガスを供給して該切削溝の溝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後に、該切削溝の溝底で露出する該機能層にウェーハの裏面側からレーザー光線を照射し、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、ウェーハの裏面を研削して仕上げ厚さに薄化する研削ステップと、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保護部材配設ステップ後のウェーハの斜視図である。 図４は、図２に示されたウェーハの加工方法の界面高さ検出ステップを示す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切削ステップを一部断面で示す側面図である。 図６は、図２に示されたウェーハの加工方法の切削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プラズマエッチングステップで用いられるプラズマエッチング装置の構成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研削ステップを示す側断面図である。 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貼着ステップ後のウェーハの断面図である。 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後のウェーハの要部の断面図である。 図１５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１６は、図１５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１７は、図１５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１８は、実施形態３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１９は、図１８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プラズマエッチング装置の構成を示す断面図である。 図２０は、図１８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。

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を仕上げ厚さ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、界面高さ検出ステップ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、機能層切断ステップＳＴ５と、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。

（保護部材配設ステップ）
図３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３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、界面高さ検出ステップＳＴ２に進む。

（界面高さ検出ステップ）
図４は、図２に示されたウェーハの加工方法の界面高さ検出ステップを示す要部の断面図である。界面高さ検出ステップＳＴ２は、粘着テープ２００側を図４に示す切削装置１０のチャックテーブル１３の保持面１４で保持し、基板２を透過する波長のレーザー光線１５をチャックテーブル１３に保持されたウェーハ１の裏面７側から照射し、機能層４と基板２の界面９の保持面１４からの高さ１０２を検出するステップである。

実施形態１において、界面高さ検出ステップＳＴ２は、切削ステップＳＴ３を実施する切削装置１０により実施される。界面高さ検出ステップＳＴ２では、図４に示すように、切削装置１０が、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。界面高さ検出ステップ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、アライメントを遂行する。

界面高さ検出ステップＳＴ２では、切削装置１０が、ウェーハ１と高さ測定器１６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高さ測定器１６からレーザー光線１５を裏面７側から照射して、機能層４と基板２との界面９からの反射光を高さ測定器１６で受光し、界面９の保持面１４からの高さ１０２を測定する。実施形態１では、切削装置１０は、全ての分割予定ライン６に沿ってウェーハ１と高さ測定器１６とを相対的に移動させながら界面９の高さ１０２を測定して、全ての分割予定ライン６に沿って所定間隔毎の界面９の高さ１０２を測定して、記憶する。実施形態１では、高さ測定器１６は、分光干渉方式、又は共焦点方式等の周知の方式を用いて界面９の高さ１０２を測定するものであり、切削装置１０は、高さ測定器１６が測定した高さ測定器１６と界面９との距離１０３と、高さ測定器１６と保持面１４との距離１０４とに基づいて、界面９の高さ１０２を測定する。

なお、実施形態１において、界面高さ検出ステップＳＴ２では、切削装置１０が、全ての分割予定ライン６に沿って所定間隔毎の界面９の高さ１０２を測定して記憶するが、本発明は、界面９の高さ１０２を測定する箇所が全ての分割予定ライン６の所定間隔毎に限らず、予め定められた１箇所の高さ１０２を測定し記憶しても良く、予め定められた複数個所の高さ１０２を測定し記憶しても良い。測定箇所は分割予定ライン６の一部でなくても良い。ウェーハの加工方法は、ウェーハ１の全ての分割予定ライン６の所定間隔毎の界面９の高さ１０２を測定して記憶すると、切削ステップＳＴ３に進む。

（切削ステップ）
図５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後のウェーハの要部の断面図である。

切削ステップＳＴ３は、界面高さ検出ステップＳＴ２を実施後、図５に示す切削装置１０のチャックテーブル１３の保持面１４で保持したウェーハ１の裏面７に切削ブレード１２を切り込ませ、機能層４に至らず界面９近傍を溝底３０１とする切削溝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、界面高さ検出ステップＳＴ２及び切削ステップＳＴ３を実施する切削装置１０は、図５に示すように、切削ユニット１１を１つ備えたものである。

実施形態１において、切削ステップＳＴ３では、切削装置１０は、界面高さ検出ステップＳＴ２において測定した全ての分割予定ライン６の所定間隔毎の界面９の高さに基づいて、全ての分割予定ライン６の所定間隔毎の切削ブレード１２を位置付ける下端の高さを算出する。なお、実施形態１において、切削装置１０は、界面高さ検出ステップＳＴ２において測定した全ての分割予定ライン６の所定間隔毎の界面９の高さ１０２に予め定められた所定距離１０５（図４に示す）を加えて、全ての分割予定ライン６の所定間隔毎の切削ブレード１２の下端の高さを算出するが、切削ブレード１２の下端の高さの算出方法は、これに限定されない。また、実施形態１において、所定距離１０５は、１０μｍ以上でかつ１００μｍ以下程度の距離であるのが望ましい。

実施形態１において、切削ステップＳＴ３では、切削装置１０は、図５に示すように、界面高さ検出ステップＳＴ２から引き続き、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側を吸引保持した状態で、ウェーハ１と切削ユニット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の下端を算出した高さに調整しながら、切削ブレード１２を裏面７から切り込ませて、ウェーハ１の裏面７側に機能層４に至らず溝底３０１が界面９近傍に位置する切削溝３００を形成する。

切削ステップＳＴ３では、切削装置１０は、ウェーハ１の裏面７側に機能層４に至らず溝底３０１が界面９近傍に位置する切削溝３００を形成して、切削溝３００の溝底３０１に基板２の母材を残存させる。ウェーハの加工方法は、図６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側に切削溝３００を形成すると、プラズマエッチングステップＳＴ４に進む。ウェーハ１を１枚の切削ブレード１２で切削する所謂シングルカットを実施したが、本発明は、ウェーハ１を太い切削ブレードで切削した後に、細い切削ブレードで切削する所謂ステップ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７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プラズマエッチング装置の構成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７に示すプラズマエッチング装置２０のプラズマエッチングチャンバー２５内の保持テーブル２１で粘着テープ２００側が保持されたウェーハ１の裏面７側にプラズマ化したエッチングガスを供給して、切削溝３００の溝底３０１（図６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、プラズマエッチング装置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７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の保持テーブル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に電力を印加して保持テーブル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を構成する保持テーブル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の保持テーブル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化されたエッチングガスが発生し、このプラズマ化された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３００の内面及び溝底３０１の表層をエッチングして除去し、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の深さ即ちウェーハ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８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８に示すように、切削溝３００の溝底３０１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に到達している。ウェーハ１は、基板２が切削溝３００により分割され、切削溝３００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。また、実施形態１において、プラズマエッチングステップＳＴ４において形成される切削溝３００は、裏面７から表面３に向かうにしたがって幅が徐々に狭く形成されている。

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、機能層切断ステップＳＴ５に進む。なお、図８は、プラズマエッチングステップＳＴ４後のウェーハ１が切削溝３００の溝底の基板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の溝底３０１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３００の内面及び溝底３０１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ＳＴ５は、プラズマエッチングステップＳＴ４を実施した後に、切削溝３００の溝底で露出する機能層４にウェーハ１の裏面７側から図９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の集光点５１−１をエッチングした切削溝３００の溝底の機能層４に位置づけて照射し、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ＳＴ５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の集光点５１−１を切削溝３００の溝底に露出した機能層４に設定して、レーザー光線５１を機能層４に照射する。機能層切断ステップＳＴ５では、各分割予定ライン６において、切削溝３００の溝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の溝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、機能層切断ステップ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、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の溝底で露出した機能層４を分割すると、研削ステップＳＴ６に進む。

（研削ステップ）
図１１は、図２に示されたウェーハの加工方法の研削ステップを示す側断面図である。研削ステップＳＴ６は、プラズマエッチングステップＳＴ４、及び機能層切断ステップＳＴ５の後に、ウェーハ１の裏面７を研削してウェーハ１を仕上げ厚さ１００に薄化するステップである。

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２００を介してウェーハ１の機能層４側を吸引保持する。研削ステップＳＴ６では、図１１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。研削ステップＳＴ６では、仕上げ厚さ１００になるまでウェーハ１即ちデバイス５を研削する。ウェーハの加工方法は、仕上げ厚さ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ＳＴ４、機能層切断ステップＳＴ５及び研削ステップ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、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１２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ＳＴ８に進む。

（ダイアタッチフィルム分割ステップ）
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分割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１３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１３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１４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及び研削ステップ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が貼着されている。このために、切削ステップＳＴ３及び研削ステップ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、機能層切断ステップＳＴ５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、プラズマエッチングステップＳＴ４後に、切削溝３００の溝底にＬｏｗ−ｋ膜等の樹脂を含む機能層４が残ったとしても、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、機能層切断ステップＳＴ５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発生す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、界面高さ検出ステップＳＴ２において、機能層４と基板２との界面９の高さ１０２を測定後、切削ステップＳＴ３において、界面９に近い界面９近傍となる深さまで切削溝３００を形成してからプラズマエッチングステップＳＴ４においてプラズマエッチングを実施する。その結果、ウェーハの加工方法は、プラズマエッチングによる基板２の除去量を抑えつつプラズマエッチングによる基板２の分割を可能とする。

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、プラズマエッチングによって裏面７及び切削溝３００の内面の表層を除去して、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、切削加工による加工歪みが除去されて個々に分割されたデバイス５の側面に残らず、デバイス５の抗折強度を向上することができる、という効果も奏する。

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１５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１６は、図１５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１７は、図１５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１５、図１６及び図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２に係るウェーハの加工方法は、図１５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ＳＴ１の後でかつ界面高さ検出ステップ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ＳＴ４の前であれば、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１６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１７に示すように、仕上げ厚さ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、仕上げ厚さ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、仕上げ厚さ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後の切削ブレード１２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図面に基づいて説明する。図１８は、実施形態３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１９は、図１８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プラズマエッチング装置の構成を示す断面図である。図２０は、図１８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。なお、図１８、図１９及び図２０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、図１８に示すように、歪み層形成ステップＳＴ１１を備え、プラズマエッチング装置２０−３（図１９に示す）がプラズマエッチングステップＳＴ４及び歪み層形成ステップＳＴ１１との双方で用いられること以外、実施形態１と同じである。プラズマエッチング装置２０−３は、図１９に示すように、プラズマエッチングチャンバー２５内の密閉空間２７に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニット４３を備えている。なお、不活性ガス供給ユニット４３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、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。

歪み層形成ステップＳＴ１１は、プラズマエッチングステップＳＴ４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及び切削溝３００の内面に歪み層８を形成するステップである。実施形態３において、歪み層形成ステップＳＴ１１では、プラズマエッチング装置２０−３が、研削ステップＳＴ６後のウェーハ１を粘着テープ２００を介して保持テーブル２１上に吸着保持し、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、不活性ガス供給ユニット４３を作動して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の保持テーブル２１上に保持されたウェーハ１に向けて噴出する。そして、歪み層形成ステップＳＴ１１では、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との間の空間に等方性を有するプラズマ化した不活性ガスが発生し、このプラズマ化した不活性ガスがウェーハ１の裏面７側の基板２に衝突する。

歪み層形成ステップＳＴ１１では、プラズマエッチング装置２０−３は、所定時間、プラズマ化した不活性ガスをウェーハ１の裏面７、切削溝３００の内面に衝突させて、裏面７及び切削溝３００の内面の表層に結晶欠陥、歪みを付与して、図２０に示すように、歪み層８を形成する。即ち、歪み層８は、ウェーハ１の裏面７及び切削溝３００の内面の表層に結晶欠陥、歪みが形成された層であり、ウェーハ１に含有される銅（Ｃｕ）などの金属を主とする不純物を捕捉して、デバイス５の不純物による金属汚染を抑制する所謂ゲッタリング層としての機能を発揮する層である。実施形態３において、ウェーハの加工方法は、所定時間、プラズマ化した不活性ガスをウェーハ１の裏面７、切削溝３００の内面に衝突させると、ダイアタッチフィルム貼着ステップＳＴ７に進む。

実施形態３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、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ＳＴ４後に、歪み層形成ステップＳＴ１１において、ウェーハ１の裏面７にプラズマ化した不活性ガスを供給して、歪み層８を形成する。その結果、ウェーハの加工方法は、歪み層形成ステップＳＴ１１において、ゲッタリング層としての機能を発揮する歪み層８を形成するので、デバイス５にゲッタリング効果を付与することが出来る。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と歪み層形成ステップＳＴ１１とを同一のプラズマエッチング装置２０−３のプラズマエッチングチャンバー２５内で実施出来るので、効率的な加工となる。

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説明する。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ＳＴ４において、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ので、プラズマエッチング装置ではプラズマ化した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を実施しても良く、実施形態３と同様に、歪み層形成ステップＳＴ１１を実施しても良い。なお、歪み層形成ステップＳＴ１１を実施する場合、実施形態３と同様に、プラズマエッチング装置は、プラズマエッチングチャンバー内の密閉空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給ユニットを備えるのが望ましい。

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、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
５ デバイス
６ 分割予定ライン
７ 裏面
８ 歪み層
９ 界面
１２ 切削ブレード
１３ チャックテーブル
１５ レーザー光線
２０，２０−３ プラズマエッチング装置
２１ 保持テーブル
５１ レーザー光線
１００ 仕上げ厚さ
１０２ 高さ（高さ位置）
２００ 粘着テープ（保護部材）
３００ 切削溝
３０１ 溝底
ＳＴ１ 保護部材配設ステップ
ＳＴ２ 界面高さ検出ステップ
ＳＴ３ 切削ステップ
ＳＴ４ プラズマエッチングステップ
ＳＴ５ 機能層切断ステップ
ＳＴ６ 研削ステップ
ＳＴ１０ 予備研削ステップ
ＳＴ１１ 歪み層形成ステップ

Claims (4)

1. 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、
   該保護部材側をチャックテーブルで保持し、基板を透過する波長のレーザー光線を該チャックテーブルに保持されたウェーハの裏面側から照射し、機能層と基板の界面の高さ位置を検出する界面高さ検出ステップと、
   該界面高さ検出ステップを実施後、該チャックテーブルで保持した該ウェーハの裏面に切削ブレードを切り込ませ、該機能層に至らず該界面近傍を溝底とする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、
   プラズマエッチング装置の保持テーブルで該保護部材側が保持された該ウェーハの裏面側に、プラズマ化したガスを供給して該切削溝の溝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後に、該切削溝の溝底で露出する該機能層にウェーハの裏面側からレーザー光線を照射し、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。
2. 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後に、ウェーハの裏面を研削して仕上げ厚さに薄化する研削ステップと、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。
4. 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。

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