JP2023172142A - チップの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】コストを削減して加工効率を向上させることが可能なチップの製造方法を提供する。【解決手段】格子状に設定された複数の分割予定ラインによって複数の領域に区画されたウェーハを分割してチップを製造するチップの製造方法であって、第１の面及び第２の面を含むウェーハを保持テーブルで保持し、ウェーハの第１の面側に深さがウェーハの厚さ未満の溝を分割予定ラインに沿って形成する溝形成ステップと、溝形成ステップの後、ウェーハの第１の面と溝の側面とを第１の保護膜で被覆する第１の保護膜被覆ステップと、第１の保護膜被覆ステップの後、ウェーハを分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、を含み、分割ステップでは、ウェーハに対して第１の面側からプラズマエッチングを施す。【選択図】図３

Description

本発明は、ウェーハを分割してチップを製造するチップの製造方法に関する。
デバイスチップの製造プロセスでは、格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハを分割予定ラインに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。
ウェーハの分割には、環状の切削ブレードで被加工物を切削する切削装置や、被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工装置等が用いられる。また、近年では、ウェーハにプラズマエッチングを施すことによってウェーハを分割する、プラズマダイシングと称されるプロセスの開発も進められている。プラズマダイシングでは、まず、分割予定ラインが露出するようにパターニングされたマスクがウェーハに形成される。その後、マスクを介してウェーハにプラズマ状態のエッチングガスが供給される。これにより、分割予定ラインに沿ってプラズマエッチングが施され、ウェーハが分割される。
しかしながら、マスクの形成には手間と時間がかかり、工程数の増加やコスト増大の要因となる。そこで、ウェーハの裏面側に所定の深さの溝を分割予定ラインに沿って形成した後、ウェーハの裏面側にプラズマエッチングを施してウェーハの全体を薄化することにより、溝をウェーハの表面に到達させてウェーハを分割する手法が提案されている（特許文献１参照）。この手法を用いると、パターニングされたマスクを用いることなくウェーハを分割することが可能になるため、プラズマダイシングの工程数及びコストが削減される。
特開２０１９－７９８８４号公報
上記のように、分割予定ラインに沿って溝が形成されたウェーハにプラズマエッチングを施すことにより、マスクを形成することなくウェーハを分割できる。しかしながら、この手法を用いる場合には、ウェーハの溝が形成された面側の全体にプラズマエッチングを施してウェーハを薄化する必要がある。その結果、プラズマエッチングに大量のエッチングガスが消費され、コストが増大する。また、プラズマエッチングの処理時間が長くなり、ウェーハの加工効率が低下する。
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、コストを削減して加工効率を向上させることが可能なチップの製造方法の提供を目的とする。
本発明の一態様によれば、格子状に設定された複数の分割予定ラインによって複数の領域に区画されたウェーハを分割してチップを製造するチップの製造方法であって、第１の面及び第２の面を含む該ウェーハを保持テーブルで保持し、該ウェーハの該第１の面側に深さが該ウェーハの厚さ未満の溝を該分割予定ラインに沿って形成する溝形成ステップと、該溝形成ステップの後、該ウェーハの該第１の面と該溝の側面とを第１の保護膜で被覆する第１の保護膜被覆ステップと、該第１の保護膜被覆ステップの後、該ウェーハを該分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、を含み、該分割ステップでは、該ウェーハに対して該第１の面側からプラズマエッチングを施すチップの製造方法が提供される。
好ましくは、該分割ステップは、該溝の該側面及び底面を、該第１の保護膜よりも薄い第２の保護膜で被覆する第２の保護膜被覆ステップと、該ウェーハに対して該第１の面側から異方性のプラズマエッチングを施すことにより、該溝の該底面を露出させる異方性プラズマエッチングステップと、該ウェーハに対して該第１の面側から等方性のプラズマエッチングを施すことにより、該溝の該底面をエッチングする等方性プラズマエッチングステップと、を含む。
なお、該チップの製造方法は、該第１の保護膜被覆ステップの後、且つ、該分割ステップの前に、該ウェーハに対して該第１の面側からプラズマエッチングを施すことにより、該第１の保護膜のうち該溝の底面を被覆している部分を除去して該溝の該底面を露出させる保護膜除去ステップを更に含んでいてもよい。また、該チップの製造方法は、該溝形成ステップの後、且つ、該第１の保護膜被覆ステップの前に、該溝が露出した状態で該ウェーハに対して該第１の面側からプラズマエッチングを施すプラズマエッチングステップを更に含んでいてもよい。
また、該溝形成ステップでは、該溝の幅Ａと該溝の深さＢとのアスペクト比Ｂ／Ａが１以上となるように該溝を形成してもよい。
該分割ステップでは、該溝が該ウェーハの該第２の面に到達するまで該ウェーハにプラズマエッチングを施すことにより、該ウェーハを該分割予定ラインに沿って分割してもよい。また、該分割ステップでは、該ウェーハにプラズマエッチングを施した後、該ウェーハの該第２の面側を研削して該溝を該ウェーハの該第２の面で露出させることにより、該ウェーハを該分割予定ラインに沿って分割してもよい。
該溝形成ステップでは、環状の切削ブレードを該ウェーハに切り込ませることによって該溝を形成してもよい。また、該溝形成ステップでは、該ウェーハに対して吸収性を有するレーザービームを該ウェーハに照射することによって該溝を形成してもよい。
本発明の一態様に係るチップの製造方法では、分割予定ラインに沿って溝が形成されたウェーハの第１の面側に第１の保護膜を形成した後、ウェーハの第１の面側にプラズマエッチングを施す。これにより、第１の保護膜がマスクとして機能し、ウェーハが分割予定ラインに沿って選択的にエッチングされる。
上記のチップの製造方法を用いると、ウェーハの第１の面側が第１の保護膜によって被覆された状態で、溝の内部にプラズマエッチングが施される。これにより、溝にエッチングガスが効率的に供給されるため、エッチングガスの消費量が抑えられ、コストが削減される。また、エッチング時間が短縮され、ウェーハの加工効率が向上する。
図１（Ａ）はウェーハを示す斜視図であり、図１（Ｂ）はウェーハの一部を示す断面図である。 保護シートが固定されるウェーハを示す斜視図である。 チップの製造方法を示すフローチャートである。 図４（Ａ）は切削装置によって溝が形成されるウェーハを示す一部断面正面図であり、図４（Ｂ）はレーザー加工装置によって溝が形成されるウェーハを示す一部断面正面図である。 プラズマ処理装置を示す一部断面正面図である。 プラズマエッチングステップにおけるウェーハを示す一部断面正面図である。 図７（Ａ）は第１の保護膜被覆ステップにおけるウェーハを示す一部断面正面図であり、図７（Ｂ）は溝の側面及び底面が第１の保護膜で被覆されたウェーハの一部を示す断面図であり、図７（Ｃ）は溝の側面が第１の保護膜で被覆されたウェーハの一部を示す断面図である。 保護膜除去ステップにおけるウェーハの一部を示す断面図である。 分割ステップの例を示すフローチャートである。 図１０（Ａ）は第２の保護膜被覆ステップにおけるウェーハの一部を示す断面図であり、図１０（Ｂ）は異方性プラズマエッチングステップにおけるウェーハの一部を示す断面図であり、図１０（Ｃ）は等方性プラズマエッチングステップにおけるウェーハの一部を示す断面図である。 分割ステップ後のウェーハの一部を示す断面図である。 分割ステップの他の例を示すフローチャートである。 研削ステップにおけるウェーハを示す正面図である。
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係るチップの製造方法に用いることが可能なウェーハの構成例について説明する。図１（Ａ）はウェーハ１１を示す斜視図であり、図１（Ｂ）はウェーハ１１の一部を示す断面図である。
例えばウェーハ１１は、単結晶シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面１１ａ及び裏面１１ｂを含む。ウェーハ１１は、互いに交差するように格子状に配列、設定された複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって、複数の矩形状の領域に区画されている。分割予定ライン１３によって区画された複数の領域の表面１１ａ側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等のデバイス１５が形成されている。
ただし、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えばウェーハ１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、サファイア、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなるウェーハ（基板）であってもよい。また、デバイス１５の種類、数、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。
ウェーハ１１を分割予定ライン１３に沿って分割することにより、デバイス１５をそれぞれ備える複数のチップ（デバイスチップ）が製造される。例えばウェーハ１１は、切削装置、レーザー加工装置、プラズマ処理装置等の加工装置を用いて加工され、複数のチップに分割される。
加工装置でウェーハ１１を加工する際には、ウェーハ１１に保護シートが固定されてもよい。図２は、保護シート１７が固定されるウェーハ１１を示す斜視図である。
例えば保護シート１７は、ウェーハ１１と概ね同径に形成された円形のテープであり、フィルム状の基材と、基材上に設けられた粘着剤（糊層）とを含む。基材は、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなる。また、粘着剤は、エポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤や、紫外線硬化型樹脂等でなる。
保護シート１７は、ウェーハ１１の表面１１ａ側に貼付される。これにより、ウェーハ１１の表面１１ａ側の全体が保護シート１７によって覆われ、複数のデバイス１５が保護される。
なお、ウェーハ１１の取り扱い（搬送、保持等）の便宜のため、ウェーハ１１は環状のフレーム（不図示）によって支持されてもよい。この場合には、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属でなる環状のフレームと、ウェーハ１１よりも径が大きい円形の保護シート１７とが用いられる。
環状のフレームの中央部には、フレームを厚さ方向に貫通する円形の開口部が設けられている。そして、ウェーハ１１がフレームの開口部の内側に配置された状態で、保護シート１７の中央部がウェーハ１１の表面１１ａ側に貼付され、保護シート１７の外周部がフレームに貼付される。これにより、ウェーハ１１が保護シート１７を介してフレームによって支持される。
また、保護シート１７は、ウェーハ１１に熱圧着可能なシート（熱圧着シート）であってもよい。熱圧着シートは、ウェーハ１１よりも融点が低い熱可塑性樹脂でなり、粘着剤（糊層）を含まない。例えば熱圧着シートとして、オレフィン系シート、スチレン系シート、ポリエステル系シート等が用いられる。オレフィン系シートの例としては、ポリエチレンシート、ポリプロピレンシート等が挙げられる。スチレン系シートの例としては、ポリスチレンシート等が挙げられる。ポリエステル系シートの例としては、ポリエチレンテレフタレートシート、ポリエチレンナフタレートシート等が挙げられる。
熱圧着シートは、ウェーハ１１の表面１１ａ側に配置される。そして、例えば内部に熱源を備えるローラ（ヒートローラ）が、所定の温度に加熱された状態で熱圧着シートに押し当てられる。これにより、熱圧着シートが加熱されつつウェーハ１１の表面１１ａ側に押し付けられる。その結果、熱圧着シートが軟化してウェーハ１１の表面１１ａ側の形状に沿って変形し、ウェーハ１１の表面１１ａ側に密着する。このようにして、熱圧着シートがウェーハ１１の表面１１ａ側に熱圧着され、固定される。
熱圧着シートは、熱圧着シートの温度が熱圧着シートの軟化点以上、且つ、熱圧着シートの融点以下となるように加熱される。ただし、熱圧着シートは明確な軟化点を有しないことがある。この場合には、熱圧着シートは、熱圧着シートの温度が熱圧着シートの融点よりも所定の温度（例えば２０℃）低い温度以上、且つ、熱圧着シートの融点以下となるように加熱される。
例えば、熱圧着シートがポリエチレンシートである場合には加熱温度は１２０℃以上１４０℃以下に設定でき、熱圧着シートがポリプロピレンシートである場合には加熱温度は１６０℃以上１８０℃以下に設定できる。また、熱圧着シートがポリスチレンシートである場合には、加熱温度は２２０℃以上２４０℃以下に設定できる。さらに、熱圧着シートがポリエチレンテレフタレートシートである場合には加熱温度は２５０℃以上２７０℃以下に設定でき、熱圧着シートがポリエチレンナフタレートシートである場合には加熱温度は１６０℃以上１８０℃以下に設定できる。
次に、ウェーハ１１を分割してチップを製造する方法の具体例について説明する。図３は、チップの製造方法を示すフローチャートである。
ウェーハ１１を分割する際は、まず、ウェーハ１１の第１の面側に溝を分割予定ライン１３に沿って形成する（溝形成ステップＳ１）。溝形成ステップＳ１におけるウェーハ１１を、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す。例えば溝形成ステップＳ１では、切削装置２又はレーザー加工装置１４を用いてウェーハ１１の第１の面側に溝１１ｃを形成する。
なお、以下では、ウェーハ１１の溝１１ｃが形成される面を第１の面と称し、第１の面と反対側の面を第２の面と称することがある。具体的には、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に溝１１ｃが形成される場合は、裏面１１ｂが第１の面に相当し、表面１１ａが第２の面に相当する。一方、ウェーハ１１の表面１１ａ側に溝１１ｃが形成される場合は、表面１１ａが第１の面に相当し、裏面１１ｂが第２の面に相当する。
図４（Ａ）は、切削装置２によって溝１１ｃが形成されるウェーハ１１を示す一部断面正面図である。なお、図４（Ａ）において、Ｘ１軸方向（加工送り方向、第１水平方向）とＹ１軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ１軸方向（鉛直方向、高さ方向、上下方向）は、Ｘ１軸方向及びＹ１軸方向と垂直な方向である。
切削装置２は、ウェーハ１１を保持する保持テーブル（チャックテーブル）４を備える。保持テーブル４の上面は、水平面（Ｘ１Ｙ１平面）と概ね平行な平坦面であり、ウェーハ１１を保持する円形の保持面４ａを構成している。保持面４ａは、保持テーブル４の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。
保持テーブル４には、ボールねじ式の移動機構（不図示）と、モータ等の回転駆動源（不図示）とが連結されている。移動機構は、保持テーブル４をＸ１軸方向に沿って移動させる。また、回転駆動源は、保持テーブル４をＺ１軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させる。
また、切削装置２は、ウェーハ１１を切削する切削ユニット６を備える。切削ユニット６は、保持テーブル４の上方に配置されており、Ｙ１軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル８を備える。スピンドル８の先端部（一端部）には、環状の切削ブレード１０が装着される。また、スピンドル８の基端部（他端部）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。切削ブレード１０は、回転駆動源からスピンドル８を介して伝達される動力によって、Ｙ１軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。
切削ブレード１０としては、例えばハブタイプの切削ブレード（ハブブレード）が用いられる。ハブブレードは、金属等でなる環状のハブ基台と、ハブ基台の外周縁に沿って形成された環状の切刃とを備える。ハブブレードの切刃は、ダイヤモンド等でなる砥粒と、砥粒を固定するニッケルめっき層等の結合材とを含む電鋳砥石によって構成される。ただし、切削ブレード１０としてワッシャータイプの切削ブレード（ワッシャーブレード）を用いることもできる。ワッシャーブレードは、ダイヤモンド等でなる砥粒と、金属、セラミックス、樹脂等でなり砥粒を固定する結合材とを含む環状の切刃のみによって構成される。
切削ユニット６には、切削ユニット６をＹ１軸方向及びＺ１軸方向に沿って移動させるボールねじ式の移動機構（不図示）が連結されている。移動機構によって、切削ブレード１０の割り出し送り方向における位置や、切削ブレード１０のウェーハ１１への切り込み深さ等が調節される。
また、切削装置２は、撮像ユニット１２を備える。撮像ユニット１２は、ＣＣＤ（Charged-Coupled Devices）センサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）センサ等のイメージセンサを備え、保持テーブル４によって保持されたウェーハ１１を撮像する。
例えば撮像ユニット１２は、赤外線を受光して電気信号に変換する撮像素子を備える赤外線カメラである。そして、撮像ユニット１２は、ウェーハ１１を介して、ウェーハ１１の表面１１ａ側に形成されているパターン（デバイス１５等）を撮像する。撮像ユニット１２によって取得されたパターン画像に基づいて、分割予定ライン１３の位置が特定され、ウェーハ１１と切削ブレード１０との位置合わせが行われる。
切削装置２でウェーハ１１を切削する際には、まず、ウェーハ１１が保持テーブル４で保持される。例えば、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を切削する場合には、裏面１１ｂ側が上方を向き表面１１ａ側（保護シート１７側）が保持面４ａと対面するように、ウェーハ１１が保持テーブル４上に配置される。この状態で、保持面４ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、ウェーハ１１が保護シート１７を介して保持テーブル４によって吸引保持される。
次に、保持テーブル４を回転させ、所定の分割予定ライン１３の長さ方向をＸ１軸方向に合わせる。また、切削ブレード１０が所定の分割予定ライン１３の延長線と重なるように、切削ユニット６のＹ１軸方向における位置を調整する。さらに、切削ブレード１０の下端が裏面１１ｂよりも下方、且つ、表面１１ａよりも上方に配置されるように、切削ユニット６の高さ（Ｚ１軸方向における位置）を調整する。
そして、切削ブレード１０を回転させつつ、保持テーブル４をＸ１軸方向に沿って移動させる。これにより、保持テーブル４と切削ブレード１０とがＸ１軸方向に沿って相対的に移動し、切削ブレード１０が分割予定ライン１３に沿ってウェーハ１１の裏面１１ｂ側に切り込む。その結果、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に、深さがウェーハ１１の厚さ未満の溝１１ｃ（切削溝）が分割予定ライン１３に沿って形成される。その後、同様の手順を繰り返すことにより、全ての分割予定ライン１３に沿ってウェーハ１１が切削され、複数の溝１１ｃが格子状に形成される。
図４（Ｂ）は、レーザー加工装置１４によって溝１１ｃが形成されるウェーハ１１を示す一部断面正面図である。溝形成ステップＳ１では、切削装置２の代わりにレーザー加工装置１４を用いてウェーハ１１に溝１１ｃを形成することもできる。なお、図４（Ｂ）において、Ｘ２軸方向（加工送り方向、第１水平方向）とＹ２軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ２軸方向（鉛直方向、高さ方向、上下方向）は、Ｘ２軸方向及びＹ２軸方向と垂直な方向である。
レーザー加工装置１４は、ウェーハ１１を保持する保持テーブル（チャックテーブル）１６を備える。保持テーブル１６は、ウェーハ１１を保持する保持面１６ａを備える。なお、保持テーブル１６の構成及び機能は、切削装置２の保持テーブル４（図４（Ａ）参照）と同様である。
保持テーブル１６には、ボールねじ式の移動機構（不図示）と、モータ等の回転駆動源（不図示）とが連結されている。移動機構は、保持テーブル１６をＸ２軸方向及びＹ２軸方向に沿って移動させる。また、回転駆動源は、保持テーブル１６をＺ２軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させる。
また、レーザー加工装置１４は、レーザービームを照射するレーザー照射ユニット１８を備える。レーザー照射ユニット１８は、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー等のレーザー発振器（不図示）と、保持テーブル４の上方に配置されたレーザー加工ヘッド２０とを備える。レーザー加工ヘッド２０には、レーザー発振器から出射したパルス発振のレーザービームをウェーハ１１へと導く光学系（不図示）が収容されている。光学系は、集光レンズ、ミラー等の光学素子を含んで構成される。レーザー照射ユニット１８からウェーハ１１にレーザービーム２２が照射されることにより、ウェーハ１１にレーザー加工が施される。
また、レーザー加工装置１４は、撮像ユニット２４を備える。撮像ユニット２４の構成及び機能は、切削装置２の撮像ユニット１２（図４（Ａ）参照）と同様である。撮像ユニット２４によって取得されたパターン画像に基づいて、分割予定ライン１３の位置が特定され、ウェーハ１１とレーザービーム２２との位置合わせが行われる。
レーザー加工装置１４でウェーハ１１を加工する際には、まず、ウェーハ１１が保持テーブル１６で保持される。例えば、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側にレーザー加工を施す場合には、裏面１１ｂ側が上方を向き表面１１ａ側（保護シート１７側）が保持面１６ａと対面するように、ウェーハ１１が保持テーブル１６上に配置される。この状態で、保持面１６ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、ウェーハ１１が保護シート１７を介して保持テーブル１６によって吸引保持される。
次に、保持テーブル１６を回転させ、所定の分割予定ライン１３の長さ方向をＸ２軸方向に合わせる。また、レーザービーム２２が照射される領域が所定の分割予定ライン１３の延長線と重なるように、保持テーブル１６のＹ２軸方向における位置を調節する。さらに、レーザービーム２２の集光点がウェーハ１１の表面１１ａ又は内部と同じ高さ（Ｚ２軸方向における位置）に位置付けられるように、レーザー加工ヘッド２０の位置や光学系に含まれる光学素子の配置を調節する。
そして、レーザー加工ヘッド２０からレーザービーム２２を照射しつつ、保持テーブル１６をＸ２軸方向に沿って移動させる。これにより、保持テーブル１６とレーザービーム２２とがＸ２軸方向に沿って相対的に移動し、レーザービーム２２が分割予定ライン１３に沿ってウェーハ１１の裏面１１ｂ側に照射される。
例えば、レーザービーム２２の照射条件は、ウェーハ１１にアブレーション加工が施されるように設定される。具体的には、レーザービーム２２の波長は、少なくともレーザービーム２２の一部がウェーハ１１に吸収されるように設定される。すなわち、レーザービーム２２は、ウェーハ１１に対して吸収性を有するレーザービームである。また、レーザービーム２２の他の照射条件も、ウェーハ１１にアブレーション加工が適切に施されるように適宜設定される。例えば、ウェーハ１１が単結晶シリコンウェーハである場合には、レーザービーム２２の照射条件を以下のように設定できる。
波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：２Ｗ
繰り返し周波数：２００ｋＨｚ
加工送り速度 ：４００ｍｍ／ｓ
ウェーハ１１にレーザービーム２２が分割予定ライン１３に沿って照射されると、ウェーハ１１のうちレーザービーム２２が照射された領域がアブレーションによって除去される。その結果、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に、深さがウェーハ１１の厚さ未満の溝１１ｃ（レーザー加工溝）が分割予定ライン１３に沿って形成される。その後、同様の手順を繰り返すことにより、全ての分割予定ライン１３に沿ってウェーハ１１が加工され、複数の溝１１ｃが格子状に形成される。なお、１回のレーザービーム２２の走査によってウェーハ１１に所望の深さの溝１１ｃを形成することが難しいには、各分割予定ライン１３に沿ってレーザービーム２２を複数回ずつ照射してもよい。
上記のようにウェーハ１１を加工装置で加工することにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に格子状の溝１１ｃが分割予定ライン１３に沿って形成される。なお、溝１１ｃの寸法は、後述の分割ステップＳ５においてウェーハ１１が適切に分割されるように適宜設定される。
具体的には、溝１１ｃの幅は、１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下に設定できる。例えば、切削装置２（図４（Ａ）参照）を用いて幅が１５μｍ以上２０μｍ以下の溝１１ｃを形成してもよいし、レーザー加工装置１４（図４（Ｂ）参照）を用いて幅が１０μｍ以下の溝１１ｃを形成してもよい。また、例えば溝形成ステップＳ１では、溝１１ｃの幅Ａと溝１１ｃの深さＢとのアスペクト比Ｂ／Ａが１以上、好ましくは２以上となるように、溝１１ｃが形成される。
次に、溝１１ｃが露出した状態でウェーハ１１に対して第１の面側からプラズマエッチングを施す（プラズマエッチングステップＳ２）。プラズマエッチングステップＳ２では、例えばプラズマ処理装置が用いられる。
図５は、プラズマ処理装置３０を示す一部断面正面図である。プラズマ処理装置３０は、ウェーハ１１が収容されるチャンバー３２を備える。チャンバー３２は、金属等の導電性材料でなり、接地されている。チャンバー３２の内部は、ウェーハ１１に対するプラズマ処理が実施される処理空間３４に相当する。
チャンバー３２の側壁には、ウェーハ１１の搬送のための開口３２ａが設けられている。開口３２ａの外側には、開口３２ａを開閉するゲート（開閉扉）３６が設けられている。ゲート３６にはエアシリンダ等の移動機構（不図示）が連結されており、移動機構はゲート３６をチャンバー３２の側壁に沿って昇降させる。
ゲート３６を下降させて開口３２ａを露出させることにより、開口３２ａを介してウェーハ１１を処理空間３４に搬入し、又は、開口３２ａを介してウェーハ１１を処理空間３４から搬出することが可能となる。また、ゲート３６を上昇させて開口３２ａを閉塞することにより、処理空間３４が密閉される。
チャンバー３２の底壁には、チャンバー３２の内部と外部とを接続する開口３２ｂが設けられている。開口３２ｂは、配管３８を介して真空ポンプ等の排気装置４０に接続されている。処理空間３４が密閉された状態で排気装置４０を作動させると、処理空間３４が排気、減圧される。
処理空間３４には、ウェーハ１１を保持する保持テーブル（チャックテーブル）４２が設けられている。保持テーブル４２の上面は、水平面と概ね平行な平坦面であり、ウェーハ１１を保持する保持面４２ａを構成している。
保持テーブル４２としては、ウェーハ１１を電気的な力で保持する静電チャックを用いることができる。例えば、保持テーブル４２はセラミックス等の誘電体でなり、保持テーブル４２の内部には円盤状の電極４４が設けられている。電極４４は、保持面４２ａと概ね平行に配置され、整合器４６を介して高周波電源４８に接続されている。なお、保持テーブル４２の内部には、水等の冷却液が流れる冷却路（不図示）が設けられていてもよい。冷却路に冷却液を流すことにより、保持テーブル４２が冷却される。
保持テーブル４２の上方には、ガス噴出ヘッド５０が設けられている。ガス噴出ヘッド５０は、金属等の導電性材料でなり、チャンバー３２の上壁に設けられた開口３２ｃに挿入されている。なお、チャンバー３２とガス噴出ヘッド５０との間には、絶縁性材料でなる環状の軸受け５２が設けられている。軸受け５２は、ガス噴出ヘッド５０を囲むように設けられ、チャンバー３２とガス噴出ヘッド５０とを絶縁している。
ガス噴出ヘッド５０は、整合器５４を介して高周波電源５６に接続されている。また、ガス噴出ヘッド５０には、ガス噴出ヘッド５０を鉛直方向に沿って昇降させる昇降機構（不図示）が連結されている。昇降機構でガス噴出ヘッド５０を昇降させることにより、保持テーブル４２とガス噴出ヘッド５０との間隔が調節される。
ガス噴出ヘッド５０の内部には、プラズマ処理用のガスが供給されるガス拡散空間５０ａが設けられている。また、ガス噴出ヘッド５０の下面側には、チャンバー３２の処理空間３４とガス拡散空間５０ａとを連結させる複数のガス供給路５０ｂが設けられている。さらに、ガス噴出ヘッド５０の上面側には、一対のガス供給路５０ｃ，５０ｄが設けられている。ガス供給路５０ｃは配管５８ａを介してガス供給源６０ａに接続され、ガス供給路５０ｄは配管５８ｂを介してガス供給源６０ｂに接続されている。
ガス供給源６０ａは、配管５８ａ及びガス供給路５０ｃを介してガス拡散空間５０ａにプラズマ処理用のガスを供給する。同様に、ガス供給源６０ｂは、配管５８ｂ及びガス供給路５０ｄを介してガス拡散空間５０ａにプラズマ処理用のガスを供給する。これにより、２種類のガスがガス拡散空間５０ａにおいて混合される。なお、図５には２つのガス供給源６０ａ，６０ｂからガス噴出ヘッド５０にガスが供給される形態を図示しているが、ガス噴出ヘッド５０に接続されるガス供給源の数は１個であってもよいし、３個以上であってもよい。
プラズマ処理装置３０を用いてウェーハ１１にプラズマ処理を施す際には、まず、ゲート３６が下降し、開口３２ａが露出する。そして、搬送機構（不図示）によってウェーハ１１が開口３２ａを介して処理空間３４に搬入され、保持テーブル４２の保持面４２ａ上に配置される。なお、ウェーハ１１の搬入時には、ガス噴出ヘッド５０を上昇させ、保持テーブル４２とガス噴出ヘッド５０との間隔を広げておくことが好ましい。
次に、ゲート３６が上昇して開口３２ａが閉塞され、処理空間３４が密閉される。そして、高周波電源４８によって電極４４に所定の電圧が印加される。これにより、保持テーブル４２の保持面４２ａ側で誘電分極が生じ、保持面４２ａとウェーハ１１との間に静電吸着力が作用する。その結果、ウェーハ１１が保持面４２ａで吸着保持される。
また、保持テーブル４２とガス噴出ヘッド５０とがプラズマ処理に適した間隔で配置されるように、ガス噴出ヘッド５０の高さが調節される。さらに、排気装置４０が作動し、処理空間３４が減圧される。
次に、ガス供給源６０ａ及び／又はガス供給源６０ｂからガス拡散空間５０ａに、プラズマ処理用のガスが供給される。また、高周波電源５６によってガス噴出ヘッド５０に高周波電圧が印加される。その結果、ガス拡散空間５０ａ内のガスがプラズマ化し、プラズマ状態のガスが複数のガス供給路５０ｂを介して処理空間３４に供給、分散される。これにより、プラズマ状態のガスが保持テーブル４２上のウェーハ１１に供給され、ウェーハ１１に所定のプラズマ処理（成膜処理、エッチング処理等）が施される。
プラズマエッチングステップＳ２では、プラズマ処理装置３０を用いてウェーハ１１にプラズマエッチングを施すことにより、ウェーハ１１に形成されている溝１１ｃを修復する。図６は、プラズマエッチングステップＳ２におけるウェーハ１１を示す一部断面正面図である。
ウェーハ１１は、溝１１ｃが形成されている裏面１１ｂ側（第１の面側）が上方に露出し、表面１１ａ側（保護シート１７側、第２の面側）が保持面４２ａに対面するように、保持テーブル４２で保持される。また、ガス噴出ヘッド５０のガス拡散空間５０ａ（図５参照）にエッチング用のガスが供給されるとともに、ガス噴出ヘッド５０に高周波電圧が印加される。これにより、ガス拡散空間５０ａ内のガスがプラズマ化し、イオンやラジカルを含むプラズマ状態のエッチングガスが生成される。
例えば、ウェーハ１１が単結晶シリコンウェーハである場合には、ガス供給源６０ａから供給されたフッ素系ガス（ＣＦ４、ＳＦ６等）と、ガス供給源６０ｂから供給された不活性ガス（Ｈｅ、Ａｒ等）とが、ガス拡散空間５０ａで混合される。そして、混合ガスがプラズマ化され、プラズマ状態のガス６２（図６参照）がウェーハ１１の裏面１１ｂ側に供給される。その結果、ウェーハ１１に対して裏面１１ｂ側からプラズマエッチングが施される。このとき、ガス６２の一部が溝１１ｃに入り込んで溝１１ｃの側面及び底面に作用し、溝１１ｃの側面及び底面にプラズマエッチングが施される。
前述の溝形成ステップＳ１（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）を実施すると、溝１１ｃの側面や底面には微細な凹凸等の加工痕が残存することがある。しかしながら、上記のように溝１１ｃの内部にプラズマエッチングを施すことにより、溝１１ｃの側面及び底面に残存する加工痕が除去される。これにより、ウェーハ１１の分割によって得られるチップの強度の低下が抑制される。
なお、プラズマエッチングステップＳ２においてウェーハ１１に施されるプラズマエッチングは、等方性のプラズマエッチングであってもよいし、異方性のプラズマエッチングであってもよい。プラズマエッチングの種類は、ウェーハ１１の材質、溝１１ｃの形状、寸法等に応じて適宜選択される。
ウェーハ１１に等方性のプラズマエッチングを施す場合には、電極４４（図５参照）に高周波電圧が印加されていない状態で、ガス噴出ヘッド５０（図５参照）に高周波電圧が印加される。これにより、ガス噴出ヘッド５０内で生成されたプラズマ状態のガス６２が処理空間３４に均一に分散され、ウェーハ１１が等方的にエッチングされる。
一方、ウェーハ１１に異方性のプラズマエッチングを施す場合には、電極４４に高周波電圧が印加された状態で、ガス噴出ヘッド５０に高周波電圧が印加される。これにより、ガス噴出ヘッド５０内で生成されたプラズマ状態のガス６２が保持テーブル４２に向かって加速し、ウェーハ１１がウェーハ１１の厚さ方向に沿って異方的にエッチングされる。
なお、溝１１ｃの修復が不要な場合には、プラズマエッチングステップＳ２を実施しなくてもよい。例えば、溝形成ステップＳ１において加工痕が形成されにくい加工条件でウェーハ１１が加工される場合や、加工痕の残存がチップの品質に影響を与えない場合には、プラズマエッチングステップＳ２を省略できる。
次に、ウェーハ１１の第１の面と溝１１ｃの側面とを第１の保護膜で被覆する（第１の保護膜被覆ステップＳ３）。図７（Ａ）は、第１の保護膜被覆ステップＳ３におけるウェーハ１１を示す一部断面正面図である。
例えば第１の保護膜被覆ステップＳ３では、図５に示すプラズマ処理装置３０を用いて第１の保護膜１９が形成される。具体的には、まず、ウェーハ１１が、溝１１ｃが形成されている裏面１１ｂ側（第１の面側）が上方に露出し、表面１１ａ側（保護シート１７側、第２の面側）が保持面４２ａに対面するように、保持テーブル４２で保持される。
また、ガス噴出ヘッド５０のガス拡散空間５０ａに保護膜形成用のガスが供給されるとともに、ガス噴出ヘッド５０に高周波電圧が印加される。これにより、ガス拡散空間５０ａ内のガスがプラズマ化し、イオンやラジカルを含むプラズマ状態の成膜用ガスが生成される。そして、プラズマ状態のガス６４（図７（Ａ）参照）がウェーハ１１の裏面１１ｂ側に供給され、ガス６４に含まれるイオンやラジカルがウェーハ１１の裏面１１ｂ側に堆積する。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に第１の保護膜１９が形成される。
例えば、ガス供給源６０ａからＣ４Ｆ８を含むガスが供給され、ガス供給源６０ｂからＡｒガスが供給される。この場合、ガス６４に含まれるＣＦラジカルがウェーハ１１の裏面１１ｂ側に堆積し、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側にフッ化炭素を含む絶縁性の第１の保護膜１９が形成される。
図７（Ｂ）は、溝１１ｃの側面及び底面が第１の保護膜１９で被覆されたウェーハ１１の一部を示す断面図である。第１の保護膜１９を形成する際、ガス６４に含まれるイオンやラジカルは、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に堆積されるのみでなく、溝１１ｃに入り込んで溝１１ｃの側面及び底面にも堆積される。その結果、ウェーハ１１の裏面１１ｂと溝１１ｃの側面及び底面とが第１の保護膜１９によって被覆される。
ただし、ウェーハ１１の裏面１１ｂと比較して溝１１ｃの内部にはガス６４が供給されにくい。また、溝１１ｃの底面に近い領域ほどガス６４が供給されにくい。そのため、溝１１ｃの内部に形成される第１の保護膜１９は、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に形成される第１の保護膜１９よりも薄くなる。また、溝１１ｃの底面に形成される第１の保護膜１９は、溝１１ｃの側面に形成される第１の保護膜１９よりも薄くなる。特に、溝１１ｃの幅Ａと溝１１ｃの深さＢとのアスペクト比Ｂ／Ａが１以上（好ましくは２以上）である場合には、溝１１ｃの底面にイオンやラジカルが堆積しにくく、溝１１ｃの底面には薄い第１の保護膜１９が形成される。
また、低温下でガス６４をウェーハ１１に供給すると、ガス６４に含まれるイオンやラジカルが主にウェーハ１１の裏面１１ｂに堆積され、溝１１ｃに入り込みにくくなることが確認されている。そのため、第１の保護膜１９のうち溝１１ｃの内部を被覆する部分をウェーハ１１の裏面１１ｂを被覆する部分よりも薄く形成する場合には、第１の保護膜１９を低温の環境下で成膜することが好ましい。例えば、第１の保護膜１９の成膜が行われる間、チャンバー３２の処理空間３４（図５参照）の温度が０℃以下、好ましくは－１０℃以下、より好ましくは－２０℃以下に維持される。又は、第１の保護膜１９の成膜が行われる間、ウェーハ１１の温度が０℃以下、好ましくは－１０℃以下、より好ましくは－２０℃以下に維持される。
第１の保護膜被覆ステップＳ３の後は、ウェーハ１１に対して第１の面側からプラズマエッチングを施すことにより、第１の保護膜１９のうち溝１１ｃの底面を被覆している部分を除去して、溝１１ｃの底面を露出させてもよい（保護膜除去ステップＳ４）。図８は、保護膜除去ステップＳ４におけるウェーハ１１の一部を示す断面図である。
保護膜除去ステップＳ４では、前述のプラズマエッチングステップＳ２（図６参照）と同様の手順で、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側にプラズマエッチングを施す。具体的には、ガス噴出ヘッド５０のガス拡散空間５０ａ（図５参照）内でプラズマ化されたガス６６をウェーハ１１の裏面１１ｂ側に供給して、ウェーハ１１に等方性又は異方性のプラズマエッチングを施す。これにより、第１の保護膜１９が薄化される。
なお、第１の保護膜１９は、溝１１ｃの底面を被覆する部分が最も薄くなるように形成されている。そして、保護膜除去ステップＳ４では、第１の保護膜１９のうち溝１１ｃの底面に堆積している部分が除去されるまでエッチングが継続される。その結果、ウェーハ１１の裏面１１ｂ及び溝１１ｃの側面が第１の保護膜１９で被覆された状態のまま、溝１１ｃの底面が露出する。
ただし、溝１１ｃの幅Ａと溝１１ｃの深さＢとのアスペクト比Ｂ／Ａが大きい場合には、第１の保護膜被覆ステップＳ３（図７（Ａ）参照）においてガス６４が溝１１ｃの底面に特に供給されにくい。そのため、第１の保護膜被覆ステップＳ３が完了した時点で、溝１１ｃの底面に第１の保護膜１９が形成されておらず、溝１１ｃの底面が露出していることがある。
図７（Ｃ）は、溝１１ｃの側面が第１の保護膜１９で被覆されたウェーハ１１の一部を示す断面図である。図７（Ｃ）に示すように、第１の保護膜被覆ステップＳ３が完了した時点で既に溝１１ｃの底面が露出している場合には、保護膜除去ステップＳ４を省略することができる。また、第１の保護膜被覆ステップＳ３が完了した時点で溝１１ｃの底面が第１の保護膜１９で覆われていても、第１の保護膜１９のうち溝１１ｃの底面を被覆している部分の厚さが所定の値以下（例えば１０ｎｍ以下）である場合には、保護膜除去ステップＳ４を省略してもよい。
次に、ウェーハ１１を分割予定ライン１３に沿って分割する（分割ステップＳ５）。分割ステップＳ５では、ウェーハ１１に対して第１の面側からプラズマエッチングを施す。図９は、分割ステップＳ５の例を示すフローチャートである。
例えば分割ステップＳ５では、Ｂｏｓｃｈプロセスを用いて溝１１ｃをウェーハ１１の第２の面（表面１１ａ）まで伸長させることにより、ウェーハ１１を分割する。具体的には、第２の保護膜被覆ステップＳ１１、異方性プラズマエッチングステップＳ１２、等方性プラズマエッチングステップＳ１３を順に実施して溝１１ｃの底面をエッチングする作業を繰り返すことにより、溝１１ｃをウェーハ１１の表面１１ａに到達させる。なお、プラズマエッチングには、図５に示すプラズマ処理装置３０を用いることができる。
図１０（Ａ）は、第２の保護膜被覆ステップＳ１１におけるウェーハ１１の一部を示す断面図である。第２の保護膜被覆ステップＳ１１では、溝１１ｃの側面及び底面を、第１の保護膜１９よりも薄い第２の保護膜２１で被覆する。
具体的には、まず、ウェーハ１１が、裏面１１ｂ側（第１の面側）が上方に露出し、表面１１ａ側（第２の面側）が保持面４２ａに対面するように、保持テーブル４２（図５参照）で保持される。また、ガス噴出ヘッド５０のガス拡散空間５０ａ（図５参照）に保護膜形成用のガスが供給されるとともに、ガス噴出ヘッド５０に高周波電圧が印加される。これにより、プラズマ状態の成膜用ガスがウェーハ１１の裏面１１ｂ側に供給され、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側と溝１１ｃの内部とに第２の保護膜２１が形成される。
第２の保護膜２１の具体的な形成方法は、第１の保護膜１９（図７（Ａ）参照）の形成方法と同様である。ただし、第２の保護膜２１の厚さは、第１の保護膜１９の厚さ未満に設定される。例えば、Ｃ４Ｆ８を含むガスとＡｒガスとの混合ガスがプラズマ化され、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に一定時間（例えば６秒以上８秒以下）供給される。これにより、フッ化炭素を含む絶縁性の第２の保護膜２１が所定の厚さ（例えば１０ｎｍ以下）で形成される。その結果、図１０（Ａ）に示すように、ウェーハ１１の裏面１１ｂ及び溝１１ｃの側面（第１の保護膜１９の上面及び側面）と、露出している溝１１ｃの底面とが、第１の保護膜１９よりも薄い第２の保護膜２１によって被覆される。
図１０（Ｂ）は、異方性プラズマエッチングステップＳ１２におけるウェーハ１１の一部を示す断面図である。異方性プラズマエッチングステップＳ１２では、第２の保護膜２１が形成されたウェーハ１１に対して、第１の面側（裏面１１ｂ側）から異方性のプラズマエッチングを施すことにより、溝１１ｃの底面を露出させる。
具体的には、ガス噴出ヘッド５０のガス拡散空間５０ａ（図５参照）にエッチング用のガスが供給される。例えば、ウェーハ１１が単結晶シリコンウェーハである場合には、ガス供給源６０ａからフッ素系ガス（ＣＦ４、ＳＦ６等）が供給され、ガス供給源６０ｂから不活性ガス（Ｈｅ、Ａｒ等）が供給される。
そして、電極４４（図５参照）とガス噴出ヘッド５０とに、それぞれ高周波電圧が印加される。これにより、ガス拡散空間５０ａ内のガスがプラズマ化されるとともに保持テーブル４２に向かって加速され、ウェーハ１１に異方性のプラズマエッチングが施される。異方性のプラズマエッチングを一定時間（例えば３秒程度）継続すると、第２の保護膜２１のうち溝１１ｃの側面（第１の保護膜１９の側面）を覆う部分が残存したまま、第２の保護膜２１のうち溝１１ｃの底面を覆う部分が除去され、溝１１ｃの底面が露出する。
図１０（Ｃ）は、等方性プラズマエッチングステップＳ１３におけるウェーハ１１の一部を示す断面図である。等方性プラズマエッチングステップＳ１３では、異方性のプラズマエッチングが施されたウェーハ１１に対して、第１の面側（裏面１１ｂ側）から等方性のプラズマエッチングを施すことにより、溝１１ｃの底面をエッチングする。
具体的には、ガス噴出ヘッド５０のガス拡散空間５０ａ（図５参照）にエッチング用のガスが供給される。エッチング用のガスの例は、異方性プラズマエッチングステップＳ１２と同様である。そして、ガス噴出ヘッド５０に高周波電圧が印加される。これにより、ガス拡散空間５０ａに供給されたガスがプラズマ化され、プラズマ状態のガスがウェーハ１１の裏面１１ｂ側に一定時間（例えば５秒以上７秒以下）供給される。
なお、電極４４（図５参照）には高周波電圧が印加されない。そのため、ウェーハ１１には等方性のプラズマエッチングが施される。その結果、溝１１ｃの底面及びその近傍が除去され、溝１１ｃがウェーハ１１の表面１１ａ側に向かって伸長される。また、溝１１ｃの側面（第１の保護膜１９の側面）を被覆している第２の保護膜２１の一部又は全体が除去される。
その後、上記の第２の保護膜被覆ステップＳ１１、異方性プラズマエッチングステップＳ１２、及び等方性プラズマエッチングステップＳ１３が、溝１１ｃがウェーハ１１の表面１１ａに到達するまで繰り返される（図９参照）。これにより、ウェーハ１１が分割予定ライン１３に沿って分割される。
ここで、仮に分割ステップＳ５においてウェーハ１１の裏面１１ｂが露出していると、ウェーハ１１にプラズマエッチングを施す際、プラズマ状態のガスに含まれるイオンやラジカルの大部分がウェーハ１１の裏面１１ｂで消費され、溝１１ｃの内部に入り込みにくくなる。その結果、溝１１ｃの底面をエッチングするために必要なガスの総供給量が増大する。また、エッチングレートが低下し、溝１１ｃの底面のエッチングに要する処理時間が長くなる。
一方、本実施形態においては、ウェーハ１１の裏面１１ｂが第１の保護膜１９によって被覆された状態で、ウェーハ１１にプラズマエッチングが施される。これにより、イオンやラジカルがウェーハ１１の裏面１１ｂに作用せずに溝１１ｃの内部に供給されやすくなり、プラズマエッチング中に消費されるエッチングガスの量が削減される。また、溝１１ｃの底面が効率的にエッチングされるため、エッチング時間が短縮される。
なお、前述の第１の保護膜被覆ステップＳ３（図７（Ａ）参照）では、分割ステップＳ５におけるプラズマエッチング中にウェーハ１１の裏面１１ｂ側が第１の保護膜１９によって被覆された状態が維持されるように、第１の保護膜１９の厚さが調節される。例えば、分割ステップＳ５において上記のＢｏｓｃｈプロセスが採用される場合、第１の保護膜１９の厚さは、第２の保護膜２１の厚さの５０倍以上であることが好ましく、１００倍であることがより好ましい。具体的には、第２の保護膜２１の厚さが１０ｎｍ以下である場合には、第１の保護膜１９の厚さは５００ｎｍ以上、好ましくは１０００ｎｍ以上に設定できる。
図１１は、分割ステップＳ５後のウェーハ１１の一部を示す断面図である。溝１１ｃがウェーハ１１の表面１１ａに到達すると、ウェーハ１１が分割予定ライン１３に沿って分割される。そして、第１の保護膜１９及び第２の保護膜２１がアッシング処理によって除去される。これにより、デバイス１５（図１参照）をそれぞれ備える複数のチップ（デバイスチップ）が製造される。
以上の通り、本実施形態に係るチップの製造方法では、分割予定ライン１３に沿って溝１１ｃが形成されたウェーハ１１の第１の面側に第１の保護膜１９を形成した後、ウェーハ１１の第１の面側にプラズマエッチングを施す。これにより、第１の保護膜１９がマスクとして機能し、ウェーハ１１が分割予定ライン１３に沿って選択的にエッチングされる。
上記のチップの製造方法を用いると、ウェーハ１１の第１の面側が第１の保護膜１９によって被覆された状態で、溝１１ｃの内部にプラズマエッチングが施される。これにより、溝１１ｃにエッチングガスが効率的に供給されるため、エッチングガスの消費量が抑えられ、コストが削減される。また、エッチング時間が短縮され、ウェーハ１１の加工効率が向上する。
なお、上記実施形態では、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に形成された溝１１ｃをプラズマエッチングでウェーハ１１の表面１１ａに到達させることによってウェーハ１１を分割する例について説明した。ただし、分割ステップＳ５の態様は上記に限定されない。図１２は、分割ステップＳ５の他の例を示すフローチャートである。
例えば分割ステップＳ５では、ウェーハ１１の表面１１ａ側に溝１１ｃを形成した後、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削することによって、ウェーハ１１を分割することもできる。この場合、ウェーハ１１の表面１１ａが第１の面に相当し、ウェーハ１１の裏面１１ｂが第２の面に相当する。
具体的には、まず、溝形成ステップＳ１、第１の保護膜被覆ステップＳ３、及び保護膜除去ステップＳ４（図３参照）を実施して、ウェーハ１１の表面１１ａ側に溝１１ｃを分割予定ライン１３に沿って形成する。その後、ウェーハ１１の表面１１ａ側にプラズマエッチングを施し（第２の保護膜被覆ステップＳ１１、異方性プラズマエッチングステップＳ１２、及び等方性プラズマエッチングステップＳ１３）、溝１１ｃをウェーハ１１の裏面１１ｂ側に伸長させる。なお、プラズマエッチングは、溝１１ｃの深さがウェーハ１１の厚さ未満、且つ、ウェーハ１１の最終的な厚さの目標値（仕上げ厚さ）以上になるまで継続される。
次に、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削して、溝１１ｃをウェーハ１１の裏面１１ｂで露出させる（研削ステップＳ１４）。図１３は、研削ステップＳ１４におけるウェーハ１１を示す正面図である。ウェーハ１１の研削には、例えば研削装置が用いられる。
研削装置７０は、ウェーハ１１を保持する保持テーブル（チャックテーブル）７２を備える。保持テーブル７２の上面は、水平面と概ね平行な平坦面であり、ウェーハ１１を保持する保持面７２ａを構成している。保持面７２ａは、保持テーブル７２の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。
保持テーブル７２には、保持テーブル７２を水平方向に沿って移動させる移動機構（不図示）が連結されている。移動機構としては、ボールねじ式の移動機構や、保持テーブル７２を支持して回転するターンテーブル等が用いられる。さらに、保持テーブル７２には、保持テーブル７２を鉛直方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。
また、研削装置７０は、ウェーハ１１を研削する研削ユニット７４を備える。研削ユニット７４は、保持テーブル７２の上方に設けられ、鉛直方向に沿って配置された円柱状のスピンドル７６を備える。スピンドル７６の先端部（下端部）には、金属等でなる円盤状のマウント７８が固定されている。また、スピンドル７６の基端部（上端部）には、スピンドル７６を回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が接続されている。
マウント７８の下面側には、ウェーハ１１を研削する研削ホイール８０が装着される。研削ホイール８０は、環状のホイール基台８２を備える。ホイール基台８２は、ステンレス、アルミニウム等の金属でなり、マウント７８と概ね同径に形成されている。また、ホイール基台８２の下面側には、複数の研削砥石８４が固定されている。複数の研削砥石８４は、ホイール基台８２の外周縁に沿って概ね等間隔で環状に配列されている。
研削砥石８４は、例えば直方体状に形成され、ダイヤモンド、ｃＢＮ（cubic Boron Nitride）等でなる砥粒と、砥粒を固定する結合材（ボンド材）とを含む。結合材としては、メタルボンド、レジンボンド、ビトリファイドボンド等を用いることができる。ただし、研削砥石８４の数、形状、材質、サイズ等に制限はない。
研削ホイール８０は、回転駆動源からスピンドル７６及びマウント７８を介して伝達される動力により、鉛直方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。また、研削ユニット７４には、研削ユニット７４を鉛直方向に沿って昇降させるボールねじ式の移動機構（不図示）が連結されている。さらに、研削ユニット７４の近傍には、ウェーハ１１及び研削砥石８４に純水等の研削液８８を供給するノズル８６が設けられている。
研削装置７０でウェーハ１１を研削する際には、まず、ウェーハ１１が保持テーブル７２で保持される。具体的には、表面１１ａ側が保持面７２ａに対面し、裏面１１ｂ側が上方に露出するように、ウェーハ１１が保持テーブル７２上に配置される。この状態で、保持面７２ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、ウェーハ１１の表面１１ａ側が保持テーブル７２によって吸引保持される。
なお、保持テーブル７２でウェーハ１１を保持する際、ウェーハ１１の表面１１ａ側にはウェーハ１１を保護する保護シート２３が貼付されてもよい。保護シート２３の形状、材質等は、保護シート１７（図２参照）と同様である。
次に、保持テーブル７２を研削ユニット７４の下方に位置付ける。そして、保持テーブル７２及び研削ホイール８０をそれぞれ所定の方向に所定の回転数で回転させつつ、研削ホイール８０を保持テーブル７２に向かって下降させる。このときの研削ホイール８０の下降速度は、研削砥石８４が適切な力でウェーハ１１に押し当てられるように調節される。
研削砥石８４がウェーハ１１の裏面１１ｂ側に接触すると、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が削り取られる。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が研削され、ウェーハ１１が薄化される。これにより、溝１１ｃが裏面１１ｂで露出し、ウェーハ１１が分割予定ライン１３に沿って分割される。そして、ウェーハ１１の厚さが仕上げ厚さになると、ウェーハ１１の研削が停止され、研削ステップＳ１４が完了する。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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 溝
１３ 分割予定ライン（ストリート）
１５ デバイス
１７ 保護シート
１９ 第１の保護膜
２１ 第２の保護膜
２３ 保護シート
２ 切削装置
４ 保持テーブル（チャックテーブル）
４ａ 保持面
６ 切削ユニット
８ スピンドル
１０ 切削ブレード
１２ 撮像ユニット
１４ レーザー加工装置
１６ 保持テーブル（チャックテーブル）
１６ａ 保持面
１８ レーザー照射ユニット
２０ レーザー加工ヘッド
２２ レーザービーム
２４ 撮像ユニット
３０ プラズマ処理装置
３２ チャンバー
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ 開口
３４ 処理空間
３６ ゲート（開閉扉）
３８ 配管
４０ 排気装置
４２ 保持テーブル（チャックテーブル）
４２ａ 保持面
４４ 電極
４６ 整合器
４８ 高周波電源
５０ ガス噴出ヘッド
５０ａ ガス拡散空間
５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ ガス供給路
５２ 軸受け
５４ 整合器
５６ 高周波電源
５８ａ，５８ｂ 配管
６０ａ，６０ｂ ガス供給源
６２，６４，６６ ガス
７０ 研削装置
７２ 保持テーブル（チャックテーブル）
７２ａ 保持面
７４ 研削ユニット
７６ スピンドル
７８ マウント
８０ 研削ホイール
８２ ホイール基台
８４ 研削砥石
８６ ノズル
８８ 研削液

Claims (9)

  1. 格子状に設定された複数の分割予定ラインによって複数の領域に区画されたウェーハを分割してチップを製造するチップの製造方法であって、
    第１の面及び第２の面を含む該ウェーハを保持テーブルで保持し、該ウェーハの該第１の面側に深さが該ウェーハの厚さ未満の溝を該分割予定ラインに沿って形成する溝形成ステップと、
    該溝形成ステップの後、該ウェーハの該第１の面と該溝の側面とを第１の保護膜で被覆する第１の保護膜被覆ステップと、
    該第１の保護膜被覆ステップの後、該ウェーハを該分割予定ラインに沿って分割する分割ステップと、を含み、
    該分割ステップでは、該ウェーハに対して該第１の面側からプラズマエッチングを施すことを特徴とするチップの製造方法。
  2. 該分割ステップは、
    該溝の該側面及び底面を、該第１の保護膜よりも薄い第２の保護膜で被覆する第２の保護膜被覆ステップと、
    該ウェーハに対して該第１の面側から異方性のプラズマエッチングを施すことにより、該溝の該底面を露出させる異方性プラズマエッチングステップと、
    該ウェーハに対して該第１の面側から等方性のプラズマエッチングを施すことにより、該溝の該底面をエッチングする等方性プラズマエッチングステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のチップの製造方法。
  3. 該第１の保護膜被覆ステップの後、且つ、該分割ステップの前に、該ウェーハに対して該第１の面側からプラズマエッチングを施すことにより、該第１の保護膜のうち該溝の底面を被覆している部分を除去して該溝の該底面を露出させる保護膜除去ステップを更に含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチップの製造方法。
  4. 該溝形成ステップの後、且つ、該第１の保護膜被覆ステップの前に、該溝が露出した状態で該ウェーハに対して該第１の面側からプラズマエッチングを施すプラズマエッチングステップを更に含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチップの製造方法。
  5. 該溝形成ステップでは、該溝の幅Ａと該溝の深さＢとのアスペクト比Ｂ／Ａが１以上となるように該溝を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチップの製造方法。
  6. 該分割ステップでは、該溝が該ウェーハの該第２の面に到達するまで該ウェーハにプラズマエッチングを施すことにより、該ウェーハを該分割予定ラインに沿って分割することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチップの製造方法。
  7. 該分割ステップでは、該ウェーハにプラズマエッチングを施した後、該ウェーハの該第２の面側を研削して該溝を該ウェーハの該第２の面で露出させることにより、該ウェーハを該分割予定ラインに沿って分割することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチップの製造方法。
  8. 該溝形成ステップでは、環状の切削ブレードを該ウェーハに切り込ませることによって該溝を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチップの製造方法。
  9. 該溝形成ステップでは、該ウェーハに対して吸収性を有するレーザービームを該ウェーハに照射することによって該溝を形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチップの製造方法。
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