JP7229631B2 - ウェーハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、プラズマ処理によってウェーハを加工するウェーハの加工方法に関する。

デバイスチップの製造には、分割予定ライン（ストリート）によって区画された領域にそれぞれＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の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。このデバイスチップは、携帯電話やパーソナルコンピュータ等に代表される各種の電子機器に搭載される。

ウェーハの分割には、例えばウェーハを保持するチャックテーブルと、ウェーハを切削する円環状の切削ブレードが装着されるスピンドルとを備える切削装置が用いられる。チャックテーブルによってウェーハを保持した状態で、切削ブレードを回転させてウェーハに切り込ませることにより、ウェーハが切断される。

近年、デバイスチップの小型化や低コスト化に伴ってウェーハに形成されるデバイスの数が増大しており、ウェーハ１枚あたりの分割予定ラインの数も増大している。そして、多数の分割予定ラインを備えるウェーハをデバイスチップに分割する場合には、切削ブレードを分割予定ラインに沿って切り込ませる作業を分割予定ラインの本数分繰り返す必要がある。そのため、分割予定ラインの数が増加するほどウェーハの分割に要する工程数が増大する。

そこで、プラズマエッチングによってウェーハを分割する手法（プラズマダイシング）が提案されている。特許文献１には、プラズマ化したガスによってウェーハを分割予定ラインに沿ってエッチングすることにより、ウェーハを複数のデバイスチップに分割する手法が開示されている。プラズマエッチングを行うと、ウェーハが全ての分割予定ラインに沿って一括でエッチングされる。そのため、分割予定ラインの数が増大してもウェーハの分割に要する時間が大幅に増加することがなく、ウェーハの加工効率の低下が抑制される。

特開２００６－１１４８２５号公報

プラズマエッチングによってウェーハを分割する際には、まずデバイスが形成された領域を覆うようにマスク層を形成し、このマスク層を介してウェーハにエッチングガスを供給することによってウェーハをエッチングする。そして、プラズマエッチングが完了した後には、マスク層を除去する必要がある。

マスク層の除去は、例えばアッシングによってマスク層を除去するアッシング装置や、薬液によってマスク層を剥離する洗浄装置などを用いて行われる。具体的には、プラズマエッチングが施されたウェーハを上記のアッシング装置や洗浄装置の内部に搬送し、ウェーハを所定の位置に配置し、その後、マスクを除去する処理を行う必要がある。このように、マスク層の除去には多くの工程が必要となるため、プラズマエッチングを行うとウェーハの加工効率が低下しやすい。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、ウェーハの加工効率の低下を抑制することが可能なウェーハの加工方法を提供することを課題とする。

本発明の一態様によれば、格子状に配列された分割予定ラインによって区画された各領域に形成されたデバイスを表面側に備えるウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、該デバイスに対応する領域を覆うマスク層を、該デバイスの全体と重畳し端部が該デバイスの端部よりも該分割予定ライン側に突出するように、該ウェーハの裏面側に形成するマスク層形成ステップと、該マスク層が露出するようにプラズマ処理装置のチャックテーブルによって該ウェーハを保持するウェーハ保持ステップと、該チャックテーブルによって保持された該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、該マスク層から露出した該ウェーハを該分割予定ラインに沿ってエッチング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または実施中に、該チャックテーブルによって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マスク層を除去するマスク層除去ステップと、該マスク層除去ステップを実施した後、該チャックテーブルによって保持された該ウェーハの裏面側にプラズマ化した不活性ガスを供給し、該ウェーハの裏面側に歪み層を形成する歪み層形成ステップと、を備えるウェーハの加工方法が提供される。

好ましくは、該マスク層除去ステップでは、プラズマ化した該エッチングガス又はプラズマ化した酸素ガスを供給する。

さらに好ましくは、該ウェーハの加工方法は、該マスク層形成ステップを実施する前に該ウェーハの裏面側を研削する研削ステップと、該マスク層除去ステップを実施した後、該チャックテーブルによって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、研削ステップにより該ウェーハの裏面側に形成された破砕層を除去する破砕層除去ステップと、を更に備える。なお、該破砕層除去ステップでは、該ウェーハの裏面側にプラズマ化した不活性ガスを供給してもよい。

本発明の一態様に係るウェーハの加工方法では、ウェーハのエッチングとマスク層の除去とを同一のプラズマ処理装置を用いて実施する。これにより、複数のプラズマ処理を連続して実施でき、ウェーハの加工効率の低下を抑制できる。

図１（Ａ）はウェーハを示す斜視図であり、図１（Ｂ）はウェーハを示す断面図である。 プラズマ処理装置を示す断面図である。 プラズマエッチングステップの様子を示す断面図である。 マスク層除去ステップの様子を示す断面図である。 歪み層形成ステップの様子を示す断面図である。 研削ステップの様子を示す一部断面側面図である。 図７（Ａ）はマスク層形成ステップ後のウェーハを示す断面図であり、図７（Ｂ）はマスク層除去ステップ後のウェーハを示す断面図である。 破砕層除去ステップの様子を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。まず、本実施形態に係るウェーハの加工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を示す断面図である。

ウェーハ１１は、例えばシリコン等の材料によって円盤状に形成され、表面１１ａ及び裏面１１ｂを備える。ウェーハ１１の表面１１ａ側には、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等によって構成される複数のデバイス１５を含む機能層１３が形成されている。また、ウェーハ１１は互いに交差するように格子状に配列された複数の分割予定ライン（ストリート）１７によって複数の領域に区画されており、複数のデバイス１５はそれぞれ、この区画された領域の表面１１ａ側に形成されている。

なお、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）材料によって形成されていてもよい。また、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はない。

また、ウェーハ１１の表面１１ａ側には、樹脂等の材料でなる円形の保護部材（ダイシングテープ）１９がデバイス１５を覆うように貼付される。保護部材１９の径はウェーハ１１の径よりも大きく、ウェーハ１１は保護部材１９の中央部に貼付される。また、保護部材１９の外周部は、中央部に円形の開口２１ａを備える環状フレーム２１に貼付される。これにより、ウェーハ１１は保護部材１９を介して環状フレーム２１によって支持される。

ウェーハ１１を分割予定ライン１７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デバイスチップが得られる。本実施形態においては、プラズマエッチングによってウェーハ１１の分割を実施する。

プラズマエッチングによってウェーハ１１を分割する際は、まず、ウェーハ１１のエッチングを施さない領域を覆うマスク層を形成するマスク層形成ステップを実施する。マスク層形成ステップでは、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、デバイス１５に対応する裏面１１ｂ側の領域を覆うように、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側にマスク層２３を形成する。具体的には、平面視でデバイス１５とマスク層２３とが重畳するように、マスク層２３をウェーハ１１の裏面１１ｂ側に形成する。このとき、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側の分割予定ライン１７に対応する領域は、マスク層２３によって覆われずに露出している。

なお、マスク層２３の材質や形成方法に制限はない。例えば、マスク層２３は感光性の樹脂でなるレジスト等によって形成できる。また、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の水溶性の樹脂によってマスク層２３を形成してもよい。

マスク層２３を水溶性の樹脂によって形成する場合は、まず、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側の全体に水溶性の樹脂を塗布する。水溶性の樹脂の塗布には、例えばスピンコーターを用いることができる。その後、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側から分割予定ライン１７に沿ってレーザービームを照射する。

これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側の分割予定ライン１７に対応する領域がアブレーション加工によって除去され、これに伴い該領域に形成された水溶性の樹脂も同時に除去される。なお、水溶性の樹脂の材料によっては、水溶性の樹脂自体がアブレーション加工によって除去されることもある。このアブレーション加工により、水溶性の樹脂が分割予定ライン１７に沿って分断される。

その後、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に残存する水溶性の樹脂を乾燥、硬化させる。これにより、水溶性の樹脂でなりデバイス１５と重畳するマスク層２３が形成される。

また、図１（Ｂ）に示すように、マスク層２３はデバイス１５の全体と重畳し、その端部がデバイス１５の端部よりも分割予定ライン１７側に突出するように形成することが好ましい。これにより、ウェーハ１１を分割予定ライン１７に沿ってエッチングする工程（後述のプラズマエッチングステップ）においてエッチングがウェーハ１１の径方向に進行しても、デバイス１５が露出することを防止できる。

マスク層２３が形成されたウェーハ１１に対してプラズマエッチングを施すと、マスク層２３から露出したウェーハ１１が分割予定ライン１７に沿ってエッチングされ、分割される。このウェーハ１１のプラズマエッチングには、プラズマ処理装置が用いられる。図２は、プラズマ処理装置２を模式的に示す断面図である。

プラズマ処理装置２は、処理空間４を形成するチャンバー６を備える。チャンバー６は、底壁６ａと、上壁６ｂと、第１側壁６ｃと、第２側壁６ｄと、第３側壁６ｅと、第４側壁（不図示）とを含む直方体状に形成されており、第２側壁６ｄにはウェーハ１１を搬入及び搬出するための開口８が設けられている。

チャンバー６の外側には、開口８を開閉するゲート１０が設けられている。ゲート１０は、エアシリンダ１４とピストンロッド１６とを備える開閉機構１２と接続されており、この開閉機構１２はゲート１０を上下方向に移動させる。

開閉機構１２のエアシリンダ１４は、チャンバー６の第２側壁６ｄに固定されており、ピストンロッド１６の先端はゲート１０の下部に連結されている。開閉機構１２によってゲート１０を開くことにより、ウェーハ１１のチャンバー６内（処理空間４）への搬入、及び、ウェーハ１１のチャンバー６外への搬出が可能となる。

チャンバー６の底壁６ａには、排気口１８が形成されている。この排気口１８は、チャンバー６内の処理空間４を減圧する減圧ユニット２０と接続されている。減圧ユニット２０は、例えば真空ポンプ等によって構成される。

チャンバー６内の処理空間４には、ウェーハ１１を保持するチャックテーブル２２と、チャックテーブル２２の上方に設けられた電極２４とが、互いに対向するように収容されている。チャックテーブル２２は導電性の材料で形成されており、円盤状のテーブル部２６と、テーブル部２６の下面側の中央部から下方に突出する円柱状の支持部２８とを備える。

支持部２８は、チャンバー６の底壁６ａに形成された開口３０に挿入されている。開口３０内部の、底壁６ａと支持部２８との間に位置する領域には環状の絶縁部材３２が配置されており、絶縁部材３２によってチャンバー６とチャックテーブル２２とが絶縁されている。また、チャックテーブル２２は、スイッチ３４を介して高周波電源３６と接続されている。

テーブル部２６の上面には凹部が形成されており、この凹部には、セラミックス等の絶縁材料でなりウェーハ１１を保持する保持部３８が設けられている。この保持部３８の上面は、ウェーハ１１を保持する保持面３８ａを構成している。保持面３８ａは、保持部３８に形成された貫通孔（不図示）とチャックテーブル２２に形成された吸引路４０とを介して吸引源４２と接続されている。また、保持部３８の内部には電極（不図示）が設けられており、この電極は導線部４４及びスイッチ４６を介して直流電源４８と接続されている。

また、テーブル部２６の内部には冷却流路５０が形成されている。冷却流路５０の一端側は支持部２８の内部に形成された冷媒導入路５２と接続され、冷却流路５０の他端側は支持部２８の内部に形成された冷媒排出路５４と接続されている。また、冷媒導入路５２と冷媒排出路５４とはそれぞれ、冷媒循環機構５６と接続されている。冷媒循環機構５６を作動させると、冷媒（冷水など）が冷媒導入路５２、冷却流路５０、冷媒排出路５４の順に流れ、テーブル部２６が冷却される。

電極２４は導電性の材料で形成されており、アースに接続されている。電極２４は、円盤状のガス噴出部５８と、ガス噴出部５８の上面側の中央部から上方に突出する円柱状の支持部６０とを備えており、支持部６０はチャンバー６の上壁６ｂに形成された開口６２に挿入されている。開口６２内部の、上壁６ｂと支持部６０との間に位置する領域には環状の絶縁部材６４が配置されており、絶縁部材６４によってチャンバー６と電極２４とが絶縁されている。

支持部６０の上端部には、昇降機構６６と連結された支持アーム６８が取り付けられている。この昇降機構６６及び支持アーム６８によって、電極２４の鉛直方向（上下方向）における位置（高さ）が制御される。

ガス噴出部５８には、ガス噴出部５８の下面５８ａで開口する複数の噴出孔７０が形成されている。この噴出孔７０は、ガス噴出部５８の内部に形成された流路７２、及び支持部６０の内部に形成された流路７４を介して、処理空間４に各種のガスを供給するガス供給ユニット７６と接続されている。

ガス供給ユニット７６は、バルブ７８と、バルブ７８を介して流路７４と接続されたエッチングガス供給源８０、酸素ガス供給源８２、不活性ガス供給源８４とを備える。エッチングガス供給源８０、酸素ガス供給源８２、不活性ガス供給源８４からはそれぞれ、バルブ７８、流路７４、流路７２、及び複数の噴出孔７０を介して処理空間４にガスが供給される。

プラズマ処理装置２によってウェーハ１１を加工する際は、まず、マスク層２３が形成されたウェーハ１１をチャックテーブル２２によって保持するウェーハ保持ステップを実施する。具体的には、開閉機構１２によってゲート１０を下降させ、マスク層２３が形成されたウェーハ１１をチャンバー６内に搬入する。なお、ウェーハ１１の搬入時には昇降機構６６によって電極２４を上昇させ、チャックテーブル２２と電極２４との間隔を広げておく。

そして、ウェーハ１１の表面１１ａ側（保護部材１９側）が保持部３８の保持面３８ａによって支持され、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に形成されたマスク層２３が上方に露出するように、ウェーハ１１をチャックテーブル２２上に配置する。この状態で保持面３８ａに吸引源４２の負圧を作用させると、ウェーハ１１がチャックテーブル２２によって吸引保持される。

なお、チャンバー６内を減圧すると、吸引源４２の負圧によるウェーハ１１の保持が困難になることがある。そのため、直流電源４８から保持部３８に埋め込まれた電極に電圧を印加することにより、該電極とウェーハ１１との間に静電気の力を作用させる。これにより、ウェーハ１１がチャックテーブル２２によって吸着保持される。

次に、チャックテーブル２２によって保持されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側（マスク層２３側）にプラズマ化したエッチングガスを供給し、マスク層２３から露出したウェーハ１１を分割予定ライン１７に沿ってエッチングする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ステップでは、まず、開閉機構１２によってゲート１０を上昇させて処理空間４を密閉する。また、チャックテーブル２２と電極２４との距離がプラズマ処理に適した距離となるように、電極２４の位置を昇降機構６６によって調節する。また、減圧ユニット２０を作動させてチャンバー６内を減圧し、処理空間４を減圧状態（真空状態）にする。

そして、チャックテーブル２２によってウェーハ１１を保持した状態で、エッチングガス供給源８０からエッチングガスを処理空間４に所定の流量で供給しつつ、高周波電源３６からチャックテーブル２２に所定の高周波電力を供給する。これにより、チャックテーブル２２と電極２４との間に供給されたエッチングガスがプラズマ化する。なお、エッチングガス供給源８０から供給されるエッチングガスとしては、例えばフッ素系のガス（ＳＦ_６、Ｃ_４Ｆ_８など）を用いることができる。

プラズマ化したエッチングガスは、チャックテーブル２２によって保持されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側（マスク層２３側）に供給される。これにより、ウェーハ１１が裏面１１ｂ側からエッチングされる。

図３は、プラズマエッチングステップの様子を示す断面図である。ウェーハ１１の裏面１１ｂ側の分割予定ライン１７に対応する領域はマスク層２３から露出しており、ウェーハ１１の上方でプラズマ化したエッチングガス２５は、マスク層２３を介してウェーハ１１の裏面１１ｂ側に供給される。その結果、図３に示すようにウェーハ１１は分割予定ライン１７に沿って裏面１１ｂから表面１１ａまでエッチングされ、デバイス１５をそれぞれ備える複数のデバイスチップに分割される。

なお、ウェーハ１１をエッチングガス２５によってエッチングした後、図３に示すように機能層１３が分割予定ライン１７に沿って残留することがある。この場合は、例えば酸素ガス供給源８２（図２参照）から供給された酸素ガスをプラズマ化して機能層１３に供給することにより、機能層１３を除去する。また、マスク層２３を形成する前に、ウェーハ１１の表面１１ａ側にレーザー加工や切削加工を施し、機能層１３をあらかじめ分割予定ライン１７に沿って除去しておいてもよい。

このプラズマエッチングステップでは、全ての分割予定ライン１７に沿ってウェーハ１１が一括でエッチングされる。そのため、例えば円環状の切削ブレードを分割予定ライン１７に沿って順に切り込ませる工程等を実施する場合と比較して、ウェーハ１１の分割に要する時間を大幅に削減でき、ウェーハの加工効率の低下が抑制される。

次に、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側（マスク層２３側）にプラズマ化したガスを供給してマスク層２３を除去するマスク層除去ステップを実施する。図４は、マスク層除去ステップの様子を示す断面図である。

マスク層除去ステップでは、チャックテーブル２２によってウェーハ１１を保持した状態で、酸素ガス供給源８２（図２参照）からマスク層２３を除去するための酸素ガス（Ｏ_２ガス）２７を処理空間４に所定の流量で供給しつつ、高周波電源３６からチャックテーブル２２に所定の高周波電力を供給する。これにより、チャックテーブル２２と電極２４との間に供給された酸素ガス２７がプラズマ化する。

プラズマ化した酸素ガス２７は、チャックテーブル２２によって保持されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側に形成されたマスク層２３に供給される。その結果、図４に示すようにマスク層２３がアッシングされ、除去される。

このマスク層除去ステップでは、プラズマエッチングステップを実施した後、ウェーハ１１をチャックテーブル２２によって保持したままマスク層２３を除去する。このように、プラズマエッチングステップとマスク層除去ステップとを同一のプラズマ処理装置２によって実施することにより、ウェーハ１１の分割とマスク層２３の除去とを、ウェーハ１１を搬送することなく連続して行うことができ、ウェーハ１１の加工効率の低下が抑制される。

なお、上記では酸素ガス２７によってマスク層２３をアッシングする例について説明したが、マスク層２３の除去に用いるガスは酸素ガス２７に限定されない。例えば、エッチングガス供給源８０から供給されるエッチングガス（例えば、ＳＦ_６、Ｃ_４Ｆ_８等のフッ素系ガス）や、不活性ガス供給源８４から供給される不活性ガス（例えば、Ｈｅ、Ａｒ等の希ガス）をマスク層２３の除去に用いてもよい。

上記のエッチングガスや不活性ガスをプラズマ化してマスク層２３に供給することにより、マスク層２３が除去される。なお、エッチングガスや不活性ガスの成分は、マスク層２３が適切に除去されるように、マスク層２３の材質等に応じて適宜選択される。

また、例えばマスク層２３に水溶性の樹脂等を用いる場合、プラズマエッチングステップを実施すると、プラズマ化したエッチングガス２５によってマスク層２３もエッチングされ、除去されることがある。この場合、マスク層除去ステップがプラズマエッチングステップの実施中に行われることになる。このように、ウェーハ１１のエッチングとマスク層２３の除去とが同時に行われるようにエッチングガス２５の成分を選択することにより、マスク層除去ステップを簡略化できる。

次に、マスク層２３が除去されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側に歪み層を形成する歪み層形成ステップを実施する。図５は、歪み層形成ステップの様子を示す断面図である。

ウェーハ１１の内部に銅などの金属元素が含有されていると、この金属元素がデバイス１５の形成されたウェーハ１１の表面１１ａ側に移動し、デバイス１５の不良（電流のリーク等）が発生することがある。ここで、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に微細な凹凸やクラック等の歪みが形成されていると、この歪みが形成された領域（歪み層）に金属元素が捕獲されるゲッタリング効果が得られることが分かっている。そのため、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に歪み層を形成することにより、デバイス１５の不良の発生を抑制できる。

歪み層形成ステップでは、チャックテーブル２２によってウェーハ１１を保持した状態で、不活性ガス供給源８４（図２参照）から歪み層を形成するための不活性ガス２９を処理空間４に所定の流量で供給しつつ、高周波電源３６からチャックテーブル２２に所定の高周波電力を供給する。これにより、チャックテーブル２２と電極２４との間に供給された不活性ガス２９がプラズマ化する。なお、不活性ガス供給源８４から供給される不活性ガス２９としては、例えばＨｅやＡｒ等の希ガスを用いることができる。

プラズマ化した不活性ガス２９は、チャックテーブル２２によって保持されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側に供給される。その結果、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側には図５に示すように歪み層（ゲッタリング層）３１が形成される。なお、プラズマ処理の条件（高周波電力値、処理空間４の圧力値など）は、所望の厚さの歪み層３１が形成されるように適宜調整される。

この歪み層形成ステップでは、マスク層除去ステップを実施した後、ウェーハ１１をチャックテーブル２２によって保持したまま歪み層３１を形成する。このように、プラズマエッチングステップ、マスク層除去ステップ、及び歪み層形成ステップを同一のプラズマ処理装置２によって実施することにより、ウェーハ１１の分割、マスク層２３の除去、及び歪み層３１の形成を、ウェーハ１１を搬送することなく連続して行うことができ、ウェーハ１１の加工効率の低下が抑制される。

なお、ウェーハ１１に含まれる金属元素に起因するデバイス１５の不良が問題にならない場合や、他の方法でデバイス１５の不良を回避できる場合等には、歪み層形成ステップを省略することもできる。

以上の通り、本実施形態に係るウェーハの加工方法では、ウェーハ１１のエッチング、マスク層２３の除去、及び歪み層３１の形成を、同一のプラズマ処理装置２を用いて実施する。これにより、ウェーハ１１を搬送することなく複数のプラズマ処理を連続して実施でき、ウェーハ１１の加工効率の低下を抑制できる。

なお、マスク層形成ステップを実施する前には、デバイスチップの薄型化等を目的としてウェーハ１１に研削加工が施される場合がある。具体的には、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削砥石によって研削することにより、ウェーハ１１が薄く加工される。

しかしながら、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削砥石で研削すると、研削された領域には前述の歪み層３１を構成する凹凸やクラックよりも大きな凹凸やクラックが形成される。この凹凸やクラックが形成された領域（破砕層）が存在すると、ウェーハ１１を分割して得たデバイスチップの抗折強度が低下するため、破砕層は研削加工後に除去されることが好ましい。そこで、本実施形態では、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に形成された破砕層をプラズマ処理によって除去する。

まず、マスク層形成ステップを実施する前に、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削する研削ステップを実施する。図６は、研削ステップの様子を示す一部断面側面図である。ウェーハ１１の研削は、例えば図６に示す研削装置９０を用いて行われる。

研削装置９０は、ウェーハ１１を保持するためのチャックテーブル９２を備える。チャックテーブル９２はモータ等の回転駆動源（不図示）と接続されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル９２の下方にはテーブル移動機構（不図示）が設けられており、このテーブル移動機構はチャックテーブル９２を水平方向に移動させる。

チャックテーブル９２の上面は、ウェーハ１１を保持する保持面９２ａを構成する。保持面９２ａは、チャックテーブル９２の内部に形成された吸気路（不図示）等を介して吸引源（不図示）と接続されている。また、チャックテーブル９２の周囲には、ウェーハ１１を支持する環状フレーム２１を固定するための複数のクランプ９４が設けられている。

チャックテーブル９２の上方には、ウェーハ１１の研削を行う研削ユニット９６が配置されている。研削ユニット９６は、昇降機構（不図示）によって支持されたスピンドルハウジング（不図示）を備えている。スピンドルハウジングにはスピンドル９８が収容されており、スピンドルハウジングから露出したスピンドル９８の下端部には円盤状のマウント１００が固定されている。

マウント１００の下面側には、マウント１００と概ね同径の研削ホイール１０２が装着される。研削ホイール１０２は、ステンレス、アルミニウム等の金属材料で形成された円環状のホイール基台１０４を備える。また、ホイール基台１０４の下面側には、直方体状の複数の研削砥石１０６がホイール基台１０４の外周に沿って配列されている。

スピンドル９８の上端側（基端側）にはモータ等の回転駆動源（不図示）が接続されており、研削ホイール１０２はこの回転駆動源から発生する力によって鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、研削ユニット９６の内部又は近傍には、チャックテーブル９２によって保持されたウェーハ１１及び研削砥石１０６に純水等の研削液を供給するためのノズル（不図示）が設けられている。

研削ステップでは、まず、保護部材１９を介してウェーハ１１をチャックテーブル９２の保持面９２ａ上に配置するとともに、環状フレーム２１をクランプ９４によって固定する。この状態で保持面９２ａに吸引源の負圧を作用させることにより、ウェーハ１１は裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル９２によって吸引保持される。

次に、チャックテーブル９２を研削ユニット９６の下方に移動させる。そして、チャックテーブル９２と研削ホイール１０２とをそれぞれ回転させて、研削液をウェーハ１１の裏面１１ｂ側に供給しながらスピンドル９８を下降させる。なお、スピンドル９８の位置及び下降速度は、研削砥石１０６が適切な力でウェーハ１１の裏面１１ｂ側に押し当てられるように調整される。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側が研削される。このウェーハ１１の研削は、ウェーハ１１が所定の厚さになるまで継続される。

研削ステップを実施すると、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側には破砕層３３（図７参照）が形成される。そして、この破砕層３３が形成されたウェーハ１１に対して、前述のマスク層形成ステップ、ウェーハ保持ステップ、プラズマエッチングステップ、及びマスク層除去ステップ等が実施される。

図７（Ａ）はマスク層形成ステップ後のウェーハ１１を示す断面図であり、図７（Ｂ）はマスク層除去ステップ後のウェーハ１１を示す断面図である。破砕層３３は、マスク層除去ステップを実施した後もウェーハ１１の裏面１１ｂ側に残存している。

そこで、マスク層除去ステップを実施した後、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側にプラズマ化した不活性ガスを供給し、研削ステップによりウェーハ１１の裏面１１ｂ側に形成された破砕層３３を除去する破砕層除去ステップを実施する。図８は、破砕層除去ステップの様子を示す断面図である。なお、本実施形態においては、プラズマ処理装置２（図２参照）を用いて破砕層３３を除去する。

破砕層除去ステップでは、チャックテーブル２２によってウェーハ１１を保持した状態で、不活性ガス供給源８４から破砕層を除去するための不活性ガス３５を処理空間４に所定の流量で供給しつつ、高周波電源３６からチャックテーブル２２に所定の高周波電力を供給する。これにより、チャックテーブル２２と電極２４との間に供給された不活性ガス３５がプラズマ化する。なお、不活性ガス供給源８４から供給される不活性ガス３５としては、例えばＨｅやＡｒ等の希ガスを用いることができる。

プラズマ化した不活性ガス３５は、チャックテーブル２２によって保持されたウェーハ１１の裏面１１ｂ側に供給される。これにより、図８に示すように破砕層３３が除去される。なお、プラズマ処理の条件（高周波電力値、処理空間４の圧力値など）は、破砕層３３が適切に除去されるように適宜調整される。例えば、破砕層除去ステップにおいて高周波電源３６からチャックテーブル２２に供給される高周波電力の値は、歪み層形成ステップの実施時よりも大きく設定される。

このように、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に形成された破砕層３３を除去することにより、ウェーハ１１の分割によって得られるデバイスチップの抗折強度の低下を抑えることができる。

この破砕層除去ステップでは、マスク層除去ステップを実施した後、ウェーハ１１をチャックテーブル２２によって保持したまま、破砕層３３を除去する。このように、プラズマエッチングステップ、マスク層除去ステップ、破砕層除去ステップを同一のプラズマ処理装置２によって実施することにより、ウェーハ１１の分割、マスク層２３の除去、及び破砕層３３の除去を、ウェーハ１１を搬送することなく連続して行うことができ、ウェーハ１１の加工効率の低下が抑制される。

なお、上記では不活性ガス３５によって破砕層３３を除去する例について説明したが、破砕層３３の除去に用いるガスは不活性ガス３５に限定されない。例えば、エッチングガス供給源８０から供給されるエッチングガス（例えば、ＳＦ_６、Ｃ_４Ｆ_８等のフッ素系ガス）などをプラズマ化して、破砕層３３の除去に用いてもよい。

また、破砕層除去ステップの後、更に前述の歪み層形成ステップ（図５参照）を実施してもよい。この場合、破砕層除去ステップと歪み層形成ステップとは、同一のプラズマ処理装置２を用いて実施される。

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
１３ 機能層
１５ デバイス
１７ 分割予定ライン（ストリート）
１９ 保護部材（ダイシングテープ）
２１ 環状フレーム
２１ａ 開口
２３ マスク層
２５ エッチングガス
２７ 酸素ガス
２９ 不活性ガス
３１ 歪み層（ゲッタリング層）
３３ 破砕層
３５ 不活性ガス
２ プラズマ処理装置
４ 処理空間
６ チャンバー
６ａ 底壁
６ｂ 上壁
６ｃ 第１側壁
６ｄ 第２側壁
６ｅ 第３側壁
８ 開口
１０ ゲート
１２ 開閉機構
１４ エアシリンダ
１６ ピストンロッド
１８ 排気口
２０ 減圧ユニット
２２ チャックテーブル
２４ 電極
２６ テーブル部
２８ 支持部
３０ 開口
３２ 絶縁部材
３４ スイッチ
３６ 高周波電源
３８ 保持部
３８ａ 保持面
４０ 吸引路
４２ 吸引源
４４ 導線部
４６ スイッチ
４８ 直流電源
５０ 冷却流路
５２ 冷媒導入路
５４ 冷媒排出路
５６ 冷媒循環機構
５８ ガス噴出部
５８ａ 下面
６０ 支持部
６２ 開口
６４ 絶縁部材
６６ 昇降機構
６８ 支持アーム
７０ 噴出孔
７２ 流路
７４ 流路
７６ ガス供給ユニット
７８ バルブ
８０ エッチングガス供給源
８２ 酸素ガス供給源
８４ 不活性ガス供給源
９０ 研削装置
９２ チャックテーブル
９２ａ 保持面
９４ クランプ
９６ 研削ユニット
９８ スピンドル
１００ マウント
１０２ 研削ホイール
１０４ ホイール基台
１０６ 研削砥石

Claims (4)

1. 格子状に配列された分割予定ラインによって区画された各領域に形成されたデバイスを表面側に備えるウェーハを加工するウェーハの加工方法であって、
   該デバイスに対応する領域を覆うマスク層を、該デバイスの全体と重畳し端部が該デバイスの端部よりも該分割予定ライン側に突出するように、該ウェーハの裏面側に形成するマスク層形成ステップと、
   該マスク層が露出するようにプラズマ処理装置のチャックテーブルによって該ウェーハを保持するウェーハ保持ステップと、
   該チャックテーブルによって保持された該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、該マスク層から露出した該ウェーハを該分割予定ラインに沿ってエッチング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または実施中に、該チャックテーブルによって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マスク層を除去するマスク層除去ステップと、
   該マスク層除去ステップを実施した後、該チャックテーブルによって保持された該ウェーハの裏面側にプラズマ化した不活性ガスを供給し、該ウェーハの裏面側に歪み層を形成する歪み層形成ステップと、を備えることを特徴とするウェーハの加工方法。
2. 該マスク層除去ステップでは、プラズマ化した該エッチングガス又はプラズマ化した酸素ガスを供給することを特徴とする請求項１記載のウェーハの加工方法。
3. 該マスク層形成ステップを実施する前に該ウェーハの裏面側を研削する研削ステップと、
   該マスク層除去ステップを実施した後、該チャックテーブルによって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、研削ステップにより該ウェーハの裏面側に形成された破砕層を除去する破砕層除去ステップと、を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のウェーハの加工方法。
4. 該破砕層除去ステップでは、該ウェーハの裏面側にプラズマ化した不活性ガスを供給することを特徴とする請求項３記載のウェーハの加工方法。

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