JP2024038907A - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマダイシング用マスクの形成にかかる所要時間を抑制する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、ウェーハの表面を紫外線硬化型樹脂で被覆する被覆ステップ１００１と、被覆ステップ１００１を実施した後、紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射し硬化させ保護膜を形成する保護膜形成ステップ１００２と、保護膜形成ステップ１００２を実施した後、分割予定ラインに沿ってレーザビームを照射して保護膜に分割予定ラインに沿った開口を形成してプラズマダイシング用マスクを形成するマスク形成ステップ１００３と、マスク形成ステップ１００３を実施した後、プラズマダイシング用マスクを介してウェーハに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１００４と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、交差する複数の分割予定ラインで区画された表面の各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハの加工方法に関する。

複数の半導体デバイスが形成されたウェーハを分割することで半導体デバイスを形成しており、切削ブレードを備えた切削装置やレーザー加工装置を用いてウェーハを分割している。また、近年ではウェーハにプラズマ化されたガスを照射して分割予定ラインに沿った領域のみをエッチングすることでウェーハを分割する所謂プラズマダイシングも行われている。

プラズマダイシングに際して、分割予定ラインのみを露出したプラズマダイシング用マスクをウェーハ上に形成する。プラズマエッチング後のプラズマダイシング用マスクの除去を容易にするためにも水溶性の樹脂でマスクを形成する方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－２０７７３７号公報

プラズマダイシング中にプラズマダイシング用マスクもエッチングされるため、半導体デバイスを保護するためには十分な厚みを有したプラズマダイシング用マスクを形成する必要がある。前述した特許文献１に示された方法では、水溶性の樹脂の乾燥に時間を要しており、改善が切望されていた。

本発明の目的は、プラズマダイシング用マスクの形成にかかる所要時間を抑制する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、交差する複数の分割予定ラインで区画された表面の各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、ウェーハの該表面を紫外線硬化型樹脂で被覆する被覆ステップと、該被覆ステップを実施した後、該紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射し硬化させ保護膜を形成する保護膜形成ステップと、該保護膜形成ステップを実施した後、該分割予定ラインに沿ってレーザビームを照射して該保護膜に該分割予定ラインに沿った開口を形成してプラズマダイシング用マスクを形成するマスク形成ステップと、該マスク形成ステップを実施した後、該プラズマダイシング用マスクを介してウェーハに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と、を備えたことを特徴とする。

前記ウェーハの加工方法において、該被覆ステップでは、該紫外線を透過する定盤上に該紫外線硬化型樹脂を供給するとともに、該定盤に対面する保持面を有したウェーハ保持ユニットでウェーハの裏面側を保持してウェーハの該表面が該定盤上の該紫外線硬化型樹脂に対向した位置から該ウェーハ保持ユニットを該定盤に相対的に近接移動させウェーハの該表面で該紫外線硬化型樹脂を押し広げて該表面を該紫外線硬化型樹脂で被覆し、該保護膜形成ステップでは、該定盤を介して該紫外線硬化型樹脂に該紫外線を照射しても良い。

前記ウェーハの加工方法において、該被覆ステップでは、該紫外線硬化型樹脂をスピンコートで塗布しても良い。

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後、ウェーハの該プラズマダイシング用マスク上に基材と糊層とからなるテープを貼着し、次いで該テープをウェーハから剥離することで該テープとともに該プラズマダイシング用マスクをウェーハから除去するマスク除去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を実施した後、ウェーハの該プラズマダイシング用マスクを該紫外線硬化型樹脂で被覆するとともに該プラズマダイシング用マスク上の該紫外線硬化型樹脂に該紫外線を照射して硬化させ該プラズマダイシング用マスク上に剥離用樹脂層を形成し、次いで該剥離用樹脂層をウェーハから剥離することで該剥離用樹脂層とともに該プラズマダイシング用マスクをウェーハから除去するマスク除去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、該紫外線硬化型樹脂は、アクリレートと、光重合剤と、該レーザビームの波長に対して吸収性を有する吸光材と、を含んでも良い。

本発明は、プラズマダイシング用マスクの形成にかかる所要時間を抑制する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被加工物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被覆ステップにおいて、被覆装置のウェーハを保持したウェーハ保持ユニットと、表面上に紫外線硬化型樹脂が供給された定盤とが対向した状態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被覆ステップにおいて、被覆装置のウェーハを保持したウェーハ保持ユニットを表面上に紫外線硬化型樹脂が供給された定盤に近接移動した状態を一部断面で示す側面図である。 図５は、図２に示されたウェーハの加工方法の被覆ステップにおいて、被覆装置のウェーハ保持ユニットに保持されたウェーハが定番の表面上の紫外線硬化型樹脂を押し広げた状態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保護膜形成ステップにおいて、被覆ステップにおいて被覆された紫外線硬化型樹脂が硬化されて保護膜を形成する状態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保護膜形成ステップにおいて、表面に保護膜が形成されたウェーハの裏面側にテープを貼着した状態を示す斜視図である。 図８は、図２に示されたウェーハの加工方法のマスク形成ステップを模式的に一部断面で示す側面図である。 図９は、図２に示されたウェーハの加工方法のマスク形成ステップ後のウェーハを模式的に示す断面図である。 図１０は、図２に示されたウェーハの加工方法のプラズマエッチングステップを実施するプラズマエッチング装置の構成例を模式的に示す断面図である。 図１１は、図２に示されたウェーハの加工方法のプラズマエッチングステップ後のウェーハを模式的に示す断面図である。 図１２は、図２に示されたウェーハの加工方法のマスク除去ステップにおいて、プラズマダイシング用マスク上にテープを貼着した状態を模式的に示す断面図である。 図１３は、図２に示されたウェーハの加工方法のマスク除去ステップにおいて、プラズマダイシング用マスクに貼着したテープを剥離する状態を模式的に示す断面図である。 図１４は、実施形態１の変形例１に係るウェーハの加工方法の被覆ステップにおいて、ウェーハの裏面にテープを貼着し、テープの外縁部にフレームを貼着した状態を模式的に示す斜視図である。 図１５は、実施形態１の変形例１に係るウェーハの加工方法の被覆ステップにおいて、ウェーハの表面全体を紫外線硬化型樹脂で被覆する状態を一部断面で模式的に示す側面図である。 図１６は、実施形態１の変形例１に係るウェーハの加工方法の保護膜形成ステップを一部断面で模式的に示す側面図である。 図１７は、実施形態１の変形例２に係るウェーハの加工方法のマスク除去ステップにおいて、プラズマダイシング用マスク上に剥離用樹脂層を形成した状態を模式的に示す断面図である。 図１８は、実施形態１の変形例２に係るウェーハの加工方法のマスク除去ステップにおいて、プラズマダイシング用マスク上に形成した剥離用樹脂層にピールテープを貼着した状態を模式的に示す断面図である。

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被加工物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。

（ウェーハ）
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、シリコン等を基板２とし、基板２上にデバイス層３が形成された半導体ウェーハなどのウェーハである。ウェーハ１は、図１に示すように、互いに交差する複数の分割予定ライン５で格子状に区画された表面４の各領域にそれぞれデバイス６が形成されている。

デバイス６は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、又はＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路、又はメモリ（半導体記憶装置）である。デバイス層３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又は炭素含有酸化シリコン（ＳｉＯＣＨ）からなる低誘電率絶縁体被膜（以下、Ｌｏｗ－ｋ膜と呼ぶ）と、導電性の金属パターンや金属膜を含んで構成された回路層とを備える。

Ｌｏｗ－ｋ膜は、回路層と積層されて、デバイス６を形成する。回路層は、デバイス６の回路を構成する。このために、デバイス６は、基板２上に積層されたデバイス層３の互いに積層されたＬｏｗ－ｋ膜と、Ｌｏｗ－ｋ膜間に積層された回路層とによって構成される。分割予定ライン５では、デバイス層３は、ＴＥＧ（Test Elementary Ggroup）を除いて、基板２上に積層されたＬｏｗ－ｋ膜により構成される。

なお、本発明では、ウェーハ１の基板２の材質、デバイス６の種類は、実施形態１に記載されたものに限定されない。

（ウェーハの加工方法）
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５に沿って個々のチップ１０に分割する方法である。なお、チップ１０は、基板２の一部と、基板２上のデバイス６とを含む。実施形態１に係るウェーハの加工方法は、ウェーハ１をプラズマエッチングによりチップ１０に分割する方法、所謂プラズマダイシングによりウェーハ１をチップ１０に分割する方法でもある。ウェーハの加工方法は、図２に示すように、被覆ステップ１００１と、保護膜形成ステップ１００２と、マスク形成ステップ１００３と、プラズマエッチングステップ１００４と、マスク除去ステップ１００５とを備える。

（被覆ステップ）
図３は、図２に示されたウェーハの加工方法の被覆ステップにおいて、被覆装置のウェーハを保持したウェーハ保持ユニットと、表面上に紫外線硬化型樹脂が供給された定盤とが対向した状態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被覆ステップにおいて、被覆装置のウェーハを保持したウェーハ保持ユニットを表面上に紫外線硬化型樹脂が供給された定盤に近接移動した状態を一部断面で示す側面図である。図５は、図２に示されたウェーハの加工方法の被覆ステップにおいて、被覆装置のウェーハ保持ユニットに保持されたウェーハが定番の表面上の紫外線硬化型樹脂を押し広げた状態を一部断面で示す側面図である。なお、図３、図４及び図５は、デバイス層３を省略している。

被覆ステップ１００１は、ウェーハ１の表面４を紫外線硬化型樹脂１１（図３に示す）で被覆するステップである。実施形態１において、被覆ステップ１００１では、図３に示すように、被覆装置２０の紫外線２８（図６に示す）を透過するガラス等により構成された定盤２１の表面２２上に液状の紫外線硬化型樹脂１１を供給する。実施形態１において、被覆ステップ１００１では、被覆装置２０が、図３に示すように、開閉弁２３を開いて、定盤２１の表面２２に間隔をあけて対面しかつ平行なウェーハ保持ユニット２４の保持面２５を吸引源２６により吸引して、保持面２５にウェーハ１の裏面７側を吸引保持する。こうして、実施形態１において、被覆ステップ１００１では、保持面２５を有したウェーハ保持ユニット２４でウェーハ１の裏面７側を吸引保持する。

実施形態１において、被覆ステップ１００１では、被覆装置２０が、ウェーハ１の表面４が定盤２１の表面２２上の紫外線硬化型樹脂１１に対向した図３に示す位置から図４に示すようにウェーハ保持ユニット２４を定盤２１に相対的に近接移動させる。すると、定盤２１の表面２２上の紫外線硬化型樹脂１１にウェーハ保持ユニット２４に吸引保持されたウェーハ１の表面４が接触する。実施形態１において、被覆ステップ１００１では、被覆装置２０が、ウェーハ保持ユニット２４を定盤２１に相対的に更に近接移動させて、図５に示すように、ウェーハ１の表面４で紫外線硬化型樹脂１１を定盤２１の外周方向に押し広げて、ウェーハ１の表面４全体を紫外線硬化型樹脂１１で被覆する。

また、実施形態１において、被覆ステップ１００１では、ウェーハ１の表面４と、定盤２１の表面２２とが平行に位置付けられている。なお、実施形態１では、紫外線硬化型樹脂１１は、紫外線２８が照射されることで硬化する樹脂であって、例えば、周知のアクリレートと、周知の光重合剤と、波長が例えば３５５ｎｍのレーザビーム３６（図８に示す）に対して吸収性を有する周知の吸光材（例えば、カーボンブラックやフタロシアニン）とを含む。

（保護膜形成ステップ）
図６は、図２に示されたウェーハの加工方法の保護膜形成ステップにおいて、被覆ステップにおいて被覆された紫外線硬化型樹脂が硬化されて保護膜を形成する状態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保護膜形成ステップにおいて、表面に保護膜が形成されたウェーハの裏面側にテープを貼着した状態を示す斜視図である。なお、図６は、デバイス層３を省略している。

保護膜形成ステップ１００２は、被覆ステップ１００１を実施した後、紫外線硬化型樹脂１１に紫外線２８を照射し硬化させ保護膜１２（図６に示す）を形成するステップである。実施形態１において、保護膜形成ステップ１００２では、被覆装置２０が、図６に示すように、定盤２１の下方に配置された紫外線ランプ２７を点灯させ、紫外線ランプ２７から定盤２１を介して、ウェーハ１の表面４全体を被覆した紫外線硬化型樹脂１１に所定時間紫外線２８を照射する。すると、紫外線硬化型樹脂１１が硬化し、ウェーハ１の表面４の全体上に紫外線硬化型樹脂１１が硬化することで構成された保護膜１２が形成される。なお、保護膜１２は、プラズマエッチングステップ１００４で用いられるプラズマ化したエッチングガスに対して耐性を有する材質から構成され、エッチングガスに対する耐性を有する一様な厚みに形成されている。

実施形態１において、保護膜形成ステップ１００２では、図７に示すように、ウェーハ１の裏面７にウェーハ１よりも大径な円板状のテープ８の中央部を貼着し、テープ８の外縁部に内径がウェーハ１の外径よりも大径な環状のフレーム９を貼着する。なお、実施形態１では、テープ８は、非粘着性と可撓性を有する樹脂により構成された基材と、基材に積層されかつ粘着性と可撓性を有する樹脂により構成された糊層とを備え、糊層がウェーハ１及びフレーム９に貼着される粘着テープ、又は、糊層を備えずに熱可塑性樹脂により構成されかつウェーハ１及びフレーム９に熱圧着される基材のみから構成されるシートである。

（マスク形成ステップ）
図８は、図２に示されたウェーハの加工方法のマスク形成ステップを模式的に一部断面で示す側面図である。図９は、図２に示されたウェーハの加工方法のマスク形成ステップ後のウェーハを模式的に示す断面図である。なお、図８及び図９は、デバイス層３を省略している。マスク形成ステップ１００３は、保護膜形成ステップ１００２を実施した後、分割予定ライン５に沿ってレーザビーム３６（図８に示す）を照射して保護膜１２に分割予定ライン５に沿った開口１３１（図９に示す）を形成してプラズマダイシング用マスク１３（図９に示す）を形成するステップである。

実施形態１において、マスク形成ステップ１００３では、図８に示すレーザー加工装置３０が、ウェーハ１の裏面７をテープ８を介してチャックテーブル３１の保持面３２に吸引保持し、フレーム９をチャックテーブル３１の周囲に設けられたクランプ部３７で挟持する。実施形態１において、マスク形成ステップ１００３では、レーザー加工装置３０が、撮像カメラでウェーハ１の表面４を撮像し、ウェーハ１とレーザー光線照射ユニット３３の集光レンズ３４との位置合わせを行なうアライメントを遂行する。

実施形態１において、マスク形成ステップ１００３では、レーザー加工装置３０が、図８に示すように、チャックテーブル３１とレーザー光線照射ユニット３３とを分割予定ライン５に沿って相対的に移動させながら、発振器３５が発振した保護膜１２に対して吸収性を有する波長（例えば、３５５ｎｍ）のレーザビーム３６を各分割予定ライン５上の保護膜１２に向かって照射して、分割予定ライン５上の保護膜１２を除去する。実施形態１において、マスク形成ステップ１００３では、レーザー加工装置３０が、分割予定ライン５に沿った開口１３１を各分割予定ライン５の全長に亘って形成して、保護膜１２を図９に示す開口１３１が形成されたプラズマダイシング用マスク１３に形成する。なお、開口１３１は、底に分割予定ライン５を露出させている。

（プラズマエッチング装置）
次に、プラズマエッチングステップ１００４を実施するプラズマエッチング装置５０を図面に基づいて説明する。図１０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を実施するプラズマエッチング装置の構成例を模式的に示す断面図である。プラズマエッチング装置５０は、図１０に示すように、直方体状のチャンバー５１と、保持ユニット５２と、上部電極５３と、制御ユニット５５とを備える。

チャンバー５１は、内側にプラズマエッチングが実施される処理空間５１１が形成されている。チャンバー５１は、一つの側壁５１２に、ウェーハ１を搬入及び搬出するための開口５１３と、開口５１３を開閉する開閉扉５１４が設けられている。開閉扉５１４は、エアシリンダ等で構成される開閉機構５１５によって昇降することで、開口５１３を開閉する。

また、チャンバー５１は、底壁５１６にチャンバー５１の内部と外部とを連通させる排気口５１７が形成されている。排気口５１７は、真空ポンプ等の排気機構５１０が接続されている。

保持ユニット５２と上部電極５３とは、チャンバー５１の処理空間５１１に、互いに対向して配置されている。保持ユニット５２の上面は、テープ８を介してウェーハ１を保持する保持面５２４である。また、保持ユニット５２は、導電性の材料により構成され、下部電極としても機能する。

保持ユニット５２は、円盤状の保持部５２１と、保持部５２１の下面の中央部から下方に突出する円柱状の支持部５２０とを含む。支持部５２０は、チャンバー５１の底壁５１６に形成された開口５２２に挿入されている。開口５２２内において、底壁５１６と支持部５２０との間には環状の絶縁部材５２３が配置されており、チャンバー５１と保持ユニット５２とは電気的に絶縁されている。また、保持ユニット５２は、チャンバー５１の外部で高周波電源５６と接続されている。

保持ユニット５２の保持部５２１には、図示しない高周波電源に接続された電極５２６が設けられている。保持ユニット５２は、電極５２６に高周波電源から電力が印加されて、保持面５２４とウェーハ１との間に誘電分極現象を発生させ、電荷の分極による静電吸着力によってウェーハ１を保持面５２４上に吸着保持する。

また、保持ユニット５２の保持部５２１の内部及び支持部５２０の内部には、保持ユニット５２を冷却するための冷却流体が流れる冷却流路５２７が形成されている。冷却流路５２７の両端は、冷媒循環機構５２８に接続されている。冷媒循環機構５２８を作動させると、水等の冷却流体が、冷却流路５２７内を循環して流れ、保持ユニット５２が冷却される。

上部電極５３は、導電性の材料でなり、円盤状のガス噴出部５３１と、ガス噴出部５３１の上面の中央部から上方に突出する円柱状の支持部５３０とを含む。支持部５３０は、チャンバー５１の上壁５１８に形成された開口５３２に挿入されている。開口５３２内において、上壁５１８と支持部５３０との間には環状の絶縁部材５３３が配置されており、チャンバー５１と上部電極５３とは電気的に絶縁されている。

上部電極５３は、チャンバー５１の外部で高周波電源５７と接続されている。また、支持部５３０の上端部には、昇降機構５３４の支持アームが取り付けられている。上部電極５３は、昇降機構５３４により昇降する。

ガス噴出部５３１の下面側には、複数の噴出口５３５が設けられている。噴出口５３５は、ガス噴出部５３１及び支持部５３０に形成された流路５３６を介して、第１エッチングガス供給源５８及び第２エッチングガス供給源５９に接続されている。第１エッチングガス供給源５８は、第１エッチングガスを流路５３６を通して噴出口５３５からチャンバー５１内に供給する。実施形態１では、第１エッチングガス供給源５８は、ウェーハ１の基板２がシリコンにより構成される場合、第１エッチングガスとして、フッ素系ガスをチャンバー５１内に供給する。第２エッチングガス供給源５９は、第２エッチングガスを流路５３６を通して噴出口５３５からチャンバー５１内に供給する。実施形態１では、第２エッチングガス供給源５９は、第２エッチングガスとして、酸素系ガスをチャンバー５１内に供給する。

制御ユニット５５は、プラズマエッチング装置５０の各構成要素を制御して、プラズマエッチング装置５０にウェーハ１に対するプラズマエッチングを実施させるものである。なお、制御ユニット５５は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット５５の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、プラズマエッチング装置５０を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介してプラズマエッチング装置５０の各構成要素に出力する。

また、制御ユニット５５は、各種の情報や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力ユニットとが接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。

（プラズマエッチングステップ）
図１１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を模式的に示す断面図である。なお、図１１は、デバイス層３を省略している。プラズマエッチングステップ１００４は、マスク形成ステップ１００３を実施した後、プラズマダイシング用マスク１３を介してウェーハ１にプラズマエッチングを施すステップである。

実施形態１において、プラズマエッチングステップ１００４では、プラズマエッチング装置５０が、昇降機構５３４により上部電極５３を上昇させ、昇降機構によりフレーム挟持プレート５４２を上昇させた状態で、開閉機構５１５により開閉扉５１４を下降させて開口５１３を開放する。

プラズマエッチングステップ１００４では、プラズマエッチング装置５０は、図示しない搬送ユニットによりマスク形成ステップ１００３でプラズマダイシング用マスク１３が裏面７の全体に形成されたウェーハ１が処理空間５１１内に搬入され、テープ８を介してウェーハ１が保持ユニット５２の保持面５２４に載置される。プラズマエッチングステップ１００４では、プラズマエッチング装置５０は、高周波電源から電力を電極５２６に印加して、保持面５２４にテープ８を介してウェーハ１の表面４を吸着保持する。

プラズマエッチングステップ１００４では、プラズマエッチング装置５０は、開閉機構５１５により開閉扉５１４を上昇させて開口５１３を閉じ、排気機構５１０を作動させてチャンバー５１内を減圧し、処理空間５１１を真空状態（低圧状態）とし、冷媒循環機構５２８を作動させて、水等の冷却流体を冷却流路５２７内で循環し、保持ユニット５２の異常昇温を抑制する。プラズマエッチングステップ１００４では、プラズマエッチング装置５０は、昇降機構５３４により上部電極５３を下降させ、上部電極５３の下面と、下部電極を構成する保持ユニット５２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に適した所定の電極間距離に位置付ける。

プラズマエッチングステップ１００４では、プラズマエッチング装置５０は、第１エッチングガス供給源５８から第１エッチングガスを所定の流量で供給してガス噴出部５３１の複数の噴出口５３５から保持ユニット５２上に保持されたウェーハ１に向けて噴出する。プラズマエッチングステップ１００４では、プラズマエッチング装置５０は、第１エッチングガス供給源５８から第１エッチングガスを供給した状態で、高周波電源５７から上部電極５３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５６から下部電極である保持ユニット５２にイオンを引き込むための高周波電力を印加する。

プラズマエッチングステップ１００４では、プラズマエッチング装置５０は、保持ユニット５２と上部電極５３との間の空間の第１エッチングガスがプラズマ化され、このプラズマ化された第１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のプラズマダイシング用マスク１３の開口１３１から露出した分割予定ライン５の表面４をエッチング（所謂プラズマエッチング）して、分割予定ライン５の表面４にエッチング溝１４（図１１に示す）を形成し、エッチング溝１４をウェーハ１の裏面７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、第１エッチングガスとして、ＳＦ_６、Ｃ_４Ｆ_８又はＣＦ_４等のフッ素系ガスを用いるが、第１エッチングガスは、これらに限定されない。また、実施形態１において、プラズマエッチングステップ１００４では、プラズマエッチング装置５０は、ＳＦ_６を供給することにプラズマエッチングとＣ_４Ｆ_８を供給することによるエッチング溝１４の内側面等に対する保護膜堆積（デポジション）とを交互に繰り返すボッシュ法によりウェーハ１をプラズマエッチングするが、本発明では、単一のエッチングガスを供給することでプラズマエッチングしても良い。

プラズマエッチングステップ１００４では、プラズマエッチング装置５０は、ウェーハ１の基板２の厚さに応じて、ウェーハ１の基板２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１００４では、プラズマエッチング装置５０は、所定時間、第１エッチングガスを供給しながら保持ユニット５２及び上部電極５３に高周波電力を印加して、図１１に示すように、プラズマダイシング用マスク１３の開口１３１から露出した分割予定ライン５を完全に除去して、ウェーハ１を開口１３１に沿って分断して、個々のチップ１０に分割する。即ち、プラズマエッチングステップ１００４では、ウェーハ１に各分割予定ライン５の全長に亘ってエッチング溝１４を貫通させる。

（マスク除去ステップ）
図１２は、図２に示されたウェーハの加工方法のマスク除去ステップにおいて、プラズマダイシング用マスク上にテープを貼着した状態を模式的に示す断面図である。図１３は、図２に示されたウェーハの加工方法のマスク除去ステップにおいて、プラズマダイシング用マスクに貼着したテープを剥離する状態を模式的に示す断面図である。なお、図１２及び図１３は、デバイス層３を省略している。

マスク除去ステップ１００５は、プラズマエッチングステップ１００４を実施した後、ウェーハ１のプラズマダイシング用マスク１３上に基材１５１と糊層１５２とからなるテープ１５を貼着し、次いでテープ８をウェーハ１から剥離することで、テープ１５とともにプラズマダイシング用マスク１３をウェーハ１から除去するステップである。

実施形態１において、マスク除去ステップ１００５では、図１２に示すように、ウェーハ１の表面４上のプラズマダイシング用マスク１３にウェーハ１と略同径の円板状のテープ１５を貼着する。なお、実施形態１において、テープ１５４は、非粘着性と可撓性を有する樹脂により構成された基材１５１と、基材１５１に積層されかつ粘着性と可撓性を有する樹脂により構成された糊層１５２とを備え、糊層１５２がプラズマダイシング用マスク１３に貼着される粘着テープである。また、糊層１５２のプラズマダイシング用マスク１３に対する粘着力は、プラズマダイシング用マスク１３のウェーハ１の表面４に対する粘着力よりも強い。

実施形態１において、マスク除去ステップ１００５では、図１３に示すように、テープ１５の一方の端をウェーハ１の中心を通過した後、他方の端に向かうように、ウェーハ１の表面４に沿って移動させる。すると、プラズマダイシング用マスク１３を構成する紫外線硬化型樹脂１１は、保護膜形成ステップ１００２において紫外線２８が照射された硬化前よりもウェーハ１の表面４に対する粘着力が低下しているために、テープ１５とともにプラズマダイシング用マスク１３がウェーハ１の表面４から除去される。このように、実施形態１において、マスク除去ステップ１００５では、テープ１５をウェーハ１から剥離することでテープ１５とともにプラズマダイシング用マスク１３をウェーハ１から除去する。こうして分割されたチップ１０は、テープ８からピックアップされる。

以上説明した実施形態１に係るウェーハの加工方法は、紫外線硬化型樹脂１１でプラズマダイシング用マスク１３を形成する。このために、実施形態１に係るウェーハの加工方法は、十分な厚みの保護膜１２を形成する場合であっても紫外線２８の照射で紫外線硬化型樹脂１１を硬化できるため、従来の水溶性樹脂（例えば、ポリビニルアルコール（polyvinyl alcohol：ＰＶＡ）又はポリビニルピロリドン（polyvinyl pyrrolidone：ＰＶＰ）等の水溶性の液状の樹脂等）を乾燥させてプラズマダイシング用マスク１３を形成する場合よりも、短時間でプラズマダイシング用マスク１３を形成できる。

その結果、実施形態１に係るウェーハの加工方法は、プラズマダイシング用マスク１３の形成にかかる所要時間を抑制することができるという効果を奏する。

また、実施形態１に係るウェーハの加工方法は、定盤２１上の紫外線硬化型樹脂１１にウェーハ１の表面４を押圧して保護膜１２を形成するので、保護膜１２の厚みの制御が容易になるとともに、厚みの厚い保護膜１２も形成することができるという効果を奏する。

〔変形例１〕
実施形態１の変形例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１４は、実施形態１の変形例１に係るウェーハの加工方法の被覆ステップにおいて、ウェーハの裏面にテープを貼着し、テープの外縁部にフレームを貼着した状態を模式的に示す斜視図である。図１５は、実施形態１の変形例１に係るウェーハの加工方法の被覆ステップにおいて、ウェーハの表面全体を紫外線硬化型樹脂で被覆する状態を一部断面で模式的に示す側面図である。図１６は、実施形態１の変形例１に係るウェーハの加工方法の保護膜形成ステップを一部断面で模式的に示す側面図である。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。また、図１４、図１５及び図１６は、デバイス層３を省略している。

実施形態１の変形例１に係るウェーハの加工方法は、実施形態１と同様に、被覆ステップ１００１と、保護膜形成ステップ１００２と、マスク形成ステップ１００３と、プラズマエッチングステップ１００４と、マスク除去ステップ１００５とを備える。

実施形態１の変形例１において、被覆ステップ１００１では、まず、図１４に示すように、ウェーハ１の裏面７にウェーハ１よりも大径な円板状のテープ８の中央部を貼着し、テープ８の外縁部に内径がウェーハ１の外径よりも大径な環状のフレーム９を貼着する。実施形態１の変形例１において、被覆ステップ１００１では、図１５に示す保護膜被覆装置６０が、スピンナテーブル６１の保持面６２にウェーハ１の裏面７側がテープ８を介して載置され、保持面６２にウェーハ１の裏面７側をテープ８を介して吸引保持し、フレーム９をスピンナテーブル６１の周囲に設けられたクランプ部６３で挟持する。

実施形態１の変形例１において、被覆ステップ１００１では、保護膜被覆装置６０が、図１５に示すように、スピンナテーブル６１を軸心回りに回転させながら、ウェーハ１の上方の塗布ノズル６４からウェーハ１の表面４の中央に液状の紫外線硬化型樹脂１１を塗布する。すると、ウェーハ１の表面４に塗布された紫外線硬化型樹脂１１は、スピンナテーブル６１の回転により生じる遠心力によりウェーハ１の外縁側に拡げられて、ウェーハ１の表面４全体を被覆する。こうして、実施形態１の変形例１において、被覆ステップ１００１では、軸心回りに回転するスピンナテーブル６１に保持されたウェーハ１に紫外線硬化型樹脂１１に供給して塗布する、紫外線硬化型樹脂１１を所謂スピンコートで塗布する。

実施形態１の変形例１において、保護膜形成ステップ１００２では、保護膜被覆装置６０が、ウェーハ１の上方から塗布ノズル６４を退避させ、ウェーハ１の表面４の上方に紫外線照射ユニット６５を位置付けて、図１６に示すように、紫外線照射ユニット６５から所定時間紫外線２８をウェーハ１の表面４上の紫外線硬化型樹脂１１に照射する。実施形態１の変形例１において、保護膜形成ステップ１００２では、保護膜被覆装置６０が、紫外線照射ユニット６５から所定時間紫外線２８をウェーハ１の表面４上の紫外線硬化型樹脂１１に照射して、ウェーハ１の表面４上の紫外線硬化型樹脂１１を硬化させて、ウェーハ１の表面４全体を被覆する保護膜１２を形成する。

実施形態１の変形例１では、以降、実施形態１と同様に、マスク形成ステップ１００３、プラズマエッチングステップ１００４及びマスク除去ステップ１００５を順に実施して、ウェーハ１を個々のチップ１０に分割する。

実施形態１の変形例１に係るウェーハの加工方法は、実施形態１と同様に、紫外線硬化型樹脂１１でプラズマダイシング用マスク１３を形成するために、従来の水溶性樹脂を乾燥させてプラズマダイシング用マスク１３を形成する場合よりも、短時間でプラズマダイシング用マスク１３を形成でき、プラズマダイシング用マスク１３の形成にかかる所要時間を抑制することができるという効果を奏する。

〔変形例２〕
実施形態１の変形例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１７は、実施形態１の変形例２に係るウェーハの加工方法のマスク除去ステップにおいて、プラズマダイシング用マスク上に剥離用樹脂層を形成した状態を模式的に示す断面図である。図１８は、実施形態１の変形例２に係るウェーハの加工方法のマスク除去ステップにおいて、プラズマダイシング用マスク上に形成した剥離用樹脂層にピールテープを貼着した状態を模式的に示す断面図である。なお、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１の変形例２に係るウェーハの加工方法は、実施形態１と同様に、被覆ステップ１００１と、保護膜形成ステップ１００２と、マスク形成ステップ１００３と、プラズマエッチングステップ１００４と、マスク除去ステップ１００５とを備える。実施形態１の変形例２に係るウェーハの加工方法は、実施形態１と同様に、被覆ステップ１００１と、保護膜形成ステップ１００２と、マスク形成ステップ１００３と、プラズマエッチングステップ１００４とを順に実施する。

実施形態１の変形例２において、マスク除去ステップ１００５では、プラズマエッチングステップ１００４を実施した後、図１７に示すように、ウェーハ１の表面４上のプラズマダイシング用マスク１３の全体を紫外線硬化型樹脂１１で被覆する。なお、実施形態１の変形例２において、マスク除去ステップ１００５でプラズマダイシング用マスク１３の全体を紫外線硬化型樹脂１１で被覆する際には、実施形態１の変形例１の保護膜形成ステップ１００２と同様に実施する。

実施形態１の変形例２において、マスク除去ステップ１００５では、プラズマダイシング用マスク１３上の紫外線硬化型樹脂１１に紫外線２８を照射して硬化させ、プラズマダイシング用マスク１３上に剥離用樹脂層１６（図１７に示す）を形成する。なお、プラズマダイシング用マスク１３上の紫外線硬化型樹脂１１に紫外線２８を照射して硬化させる際には、実施形態１の変形例１の保護膜形成ステップ１００２と同様に実施する。

次いで、実施形態１の変形例２において、マスク除去ステップ１００５では、剥離用樹脂層１６の一方の端に短冊状のピールテープ１７の一端部を貼着する。なお、実施形態１の変形例２において、ピールテープ１７は、非粘着性と可撓性を有する樹脂により構成された基材と、基材に積層されかつ粘着性と可撓性を有する樹脂により構成された糊層とを備え、糊層が剥離用樹脂層１６に貼着される粘着テープである。また、ピールテープ１７の糊層の剥離用樹脂層１６に対する粘着力及び剥離用樹脂層１６のプラズマダイシング用マスク１３に対する粘着力は、プラズマダイシング用マスク１３のウェーハ１の表面４に対する粘着力よりも強い。

実施形態１の変形例２において、マスク除去ステップ１００５では、図１８に示すように、ピールテープ１７の他端部をウェーハ１の中心を通過した後、剥離用樹脂層１６の他方の端に向かうように、ウェーハ１の表面４に沿って移動させる。すると、プラズマダイシング用マスク１３を構成する紫外線硬化型樹脂１１は、保護膜形成ステップ１００２において紫外線２８が照射された硬化前よりもウェーハ１の表面４に対する粘着力が低下しているために、ピールテープ１７及び剥離用樹脂層１６とともにプラズマダイシング用マスク１３がウェーハ１の表面４から剥離する。このように、実施形態１の変形例２において、マスク除去ステップ１００５では、ピールテープ１７及び剥離用樹脂層１６とともにプラズマダイシング用マスク１３がウェーハ１の表面４から剥離することで、剥離用樹脂層１６とともにプラズマダイシング用マスク１３をウェーハ１から除去する。

実施形態１の変形例２に係るウェーハの加工方法は、実施形態１と同様に、紫外線硬化型樹脂１１でプラズマダイシング用マスク１３を形成するために、従来の水溶性樹脂を乾燥させてプラズマダイシング用マスク１３を形成する場合よりも、短時間でプラズマダイシング用マスク１３を形成でき、プラズマダイシング用マスク１３の形成にかかる所要時間を抑制することができるという効果を奏する。

次に、本発明の発明者は、本発明の効果を確認した。確認にあたっては、本発明品と、比較例の保護膜１２を形成するのにかかる所要時間を計測した。結果を以下の表１に示す。

なお、本発明品は、ウェーハ１の表面４全体を被覆した紫外線硬化型樹脂１１に紫外線２８を照射して紫外線硬化型樹脂１１を完全に硬化させて、プラズマエッチングステップ１００４に必要な厚みの保護膜１２を形成するのにかかる紫外線２８の照射時間を計測した。比較例は、ウェーハ１の表面４全体を被覆した前述した水溶性樹脂を完全に乾燥させて、プラズマエッチングステップ１００４に必要な厚みの保護膜１２を形成するのにかかる水溶性樹脂の乾燥時間を計測した。

表１によれば、比較例は、所要時間が５分であるのに対し、本発明品は、所要時間が２分であった。よって、表１によれば、紫外線硬化型樹脂１１でプラズマダイシング用マスク１３を形成することにより、従来の水溶性樹脂を乾燥させてプラズマダイシング用マスク１３を形成する場合よりも、短時間でプラズマダイシング用マスク１３を形成でき、プラズマダイシング用マスク１３の形成にかかる所要時間を抑制することが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。

１ ウェーハ
４ 表面
５ 分割予定ライン
６ デバイス
７ 裏面
１１ 紫外線硬化型樹脂
１２ 保護膜
１３ プラズマダイシング用マスク
１５ テープ
１６ 剥離用樹脂層
２１ 定盤
２４ ウェーハ保持ユニット
２５ 保持面
２８ 紫外線
３６ レーザビーム
１３１ 開口
１５１ 基材
１５２ 糊層
１００１ 被覆ステップ
１００２ 保護膜形成ステップ
１００３ マスク形成ステップ
１００４ プラズマエッチングステップ
１００５ マスク除去ステップ

Claims (6)

1. 交差する複数の分割予定ラインで区画された表面の各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、
   ウェーハの該表面を紫外線硬化型樹脂で被覆する被覆ステップと、
   該被覆ステップを実施した後、該紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射し硬化させ保護膜を形成する保護膜形成ステップと、
   該保護膜形成ステップを実施した後、該分割予定ラインに沿ってレーザビームを照射して該保護膜に該分割予定ラインに沿った開口を形成してプラズマダイシング用マスクを形成するマスク形成ステップと、
   該マスク形成ステップを実施した後、該プラズマダイシング用マスクを介してウェーハに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と、を備えたウェーハの加工方法。
2. 該被覆ステップでは、該紫外線を透過する定盤上に該紫外線硬化型樹脂を供給するとともに、該定盤に対面する保持面を有したウェーハ保持ユニットでウェーハの裏面側を保持してウェーハの該表面が該定盤上の該紫外線硬化型樹脂に対向した位置から該ウェーハ保持ユニットを該定盤に相対的に近接移動させウェーハの該表面で該紫外線硬化型樹脂を押し広げて該表面を該紫外線硬化型樹脂で被覆し、
   該保護膜形成ステップでは、該定盤を介して該紫外線硬化型樹脂に該紫外線を照射する、請求項１に記載のウェーハの加工方法。
3. 該被覆ステップでは、該紫外線硬化型樹脂をスピンコートで塗布する請求項１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後、ウェーハの該プラズマダイシング用マスク上に基材と糊層とからなるテープを貼着し、次いで該テープをウェーハから剥離することで該テープとともに該プラズマダイシング用マスクをウェーハから除去するマスク除去ステップを備えた、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のウェーハの加工方法。
5. 該プラズマエッチングステップを実施した後、ウェーハの該プラズマダイシング用マスクを該紫外線硬化型樹脂で被覆するとともに該プラズマダイシング用マスク上の該紫外線硬化型樹脂に該紫外線を照射して硬化させ該プラズマダイシング用マスク上に剥離用樹脂層を形成し、次いで該剥離用樹脂層をウェーハから剥離することで該剥離用樹脂層とともに該プラズマダイシング用マスクをウェーハから除去するマスク除去ステップを備えた、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のウェーハの加工方法。
6. 該紫外線硬化型樹脂は、アクリレートと、光重合剤と、該レーザビームの波長に対して吸収性を有する吸光材と、を含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のウェーハの加工方法。

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