JP2020061494A - 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、デバイスが形成されたデバイス領域とデバイス領域を囲む外周余剰領域とを備えるウェーハを分割する方法である。ウェーハの加工方法は、ウェーハの表面に粘着テープを配設する保護部材配設ステップＳＴ１と、基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、デバイス領域に対応した裏面側に機能層に至らない深さのレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップＳＴ２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、基板を分割するプラズマエッチングステップＳＴ３と、ウェーハの裏面側からレーザー光線をレーザー加工溝に露出する機能層に照射し切断する機能層切断ステップ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デバイス領域と該デバイス領域を囲む外周余剰領域とを備えるウェーハを、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、ウェーハの表面に保護部材を配設する、保護部材配設ステップと、該ウェーハの該保護部材側をレーザー加工装置のチャックテーブルで保持し、該基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該デバイス領域に対応したウェーハの裏面側に該機能層に至らない深さのレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップと、該ウェーハの該保護部材側をプラズマ装置のチャックテーブルで保持し、該ウェーハの裏面側にプラズマ化したガスを供給し、該レーザー加工溝の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ウェーハをチップに分割するプラズマエッチングステップと、プラズマエッチングで分割された該ウェーハの裏面側から、レーザー光線を該レーザー加工溝に露出する該機能層に照射し、該機能層を該レーザー加工溝に沿って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する研削ステップと、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レーザー加工溝形成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レーザー加工溝形成ステップ後のウェーハの斜視図である。 図５は、図２に示されたウェーハの加工方法のレーザー加工溝形成ステップ後のウェーハの要部の断面図である。 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で用いられるプラズマ装置の構成を示す断面図である。 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後のウェーハの断面図である。 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水溶性保護膜形成ステップを示す側断面図である。 図２０は、図１８に示されたウェーハの加工方法の水溶性保護膜形成ステップ後のウェーハの要部の断面図である。 図２１は、図１８に示されたウェーハの加工方法の洗浄ステップステップを示す側断面図である。

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、デバイス領域１１０と、デバイス領域１１０を囲む外周余剰領域１２０とを備える。デバイス領域１１０は、基板２の表面３に積層された機能層４によって複数のデバイス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。なお、本明細書は、以下、基板２の裏面７をウェーハ１の裏面とし、機能層４の表面８をウェーハ１の表面とする。

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。外周余剰領域１２０は、デバイス領域１１０の全周に亘ってデバイス領域１１０を囲繞するとともに、デバイス５が未形成の領域である。

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に沿ってデバイス５を含む個々のチップ９（図１に示す）に分割するとともに、ウェーハ１即ちチップ９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、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２と、プラズマエッチングステップＳＴ３と、機能層切断ステップＳＴ４と、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の表面８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をウェーハ１の表面８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の表面８に粘着テープ２００を貼着すると、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２に進む。

（レーザー加工溝形成ステップ）
図３は、図２に示されたウェーハの加工方法のレーザー加工溝形成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レーザー加工溝形成ステップ後のウェーハの斜視図である。図５は、図２に示されたウェーハの加工方法のレーザー加工溝形成ステップ後のウェーハの要部の断面図である。

レーザー加工溝形成ステップＳＴ２は、ウェーハ１の粘着テープ２００を図３に示すレーザー加工装置１０のチャックテーブル１３で吸引保持し、基板２に対して吸収性を有する波長のレーザー光線１１を分割予定ライン６に沿って照射し、デバイス領域１１０に対応したウェーハ１の裏面７側に機能層４に至らない深さのレーザー加工溝３００を基板２に形成するステップである。実施形態１において、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２では、図３に示すように、レーザー加工装置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。レーザー加工溝形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置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とレーザー光線照射ユニット１２との位置合わせを行なうアライメントを遂行する。

レーザー加工溝形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１０は、例えば、図３に示す点線で示す位置から実線で示す位置に向かってチャックテーブル１３に対してレーザー光線照射ユニット１２を分割予定ライン６に沿って相対的に移動させながら基板２に対して吸収性を有する波長のレーザー光線１１をデバイス領域１１０の各分割予定ライン６に向かって照射する。即ち、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１０は、チャックテーブル１３に対してレーザー光線照射ユニット１２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１２がデバイス領域１１０の上方に位置すると、レーザー光線照射ユニット１２からレーザー光線１１を各分割予定ライン６に向かって照射する。また、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１０は、チャックテーブル１３に対してレーザー光線照射ユニット１２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１２がデバイス領域１１０の上方から離れて例えば外周余剰領域１２０の上方に位置すると、レーザー光線照射ユニット１２からのレーザー光線１１の照射を停止する。

レーザー加工溝形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１０は、図４に示すように、ウェーハ１の裏面７のうちのデバイス領域１１０の分割予定ライン６に対応した位置にアブレーション加工を保施して、ウェーハ１の裏面７のデバイス領域１１０に対応した位置に分割予定ライン６に沿ってレーザー加工溝３００を形成する。なお、本発明では、ウェーハ１の裏面７のうちのデバイス領域１１０の分割予定ライン６に対応した位置は、ウェーハ１の裏面７のうちのデバイス領域１１０の各分割予定ライン６と基板２の厚さ方向に重なる位置を示している。

レーザー加工溝形成ステップＳＴ２において形成されるレーザー加工溝３００は、図３及び図５に示すように、ウェーハ１の基板２の裏面７から凹に形成され、機能層４に至らない深さに形成されるとともに、図４に示すように、デバイス領域１１０の分割予定ライン６に沿って直線状に延びている。

レーザー加工溝形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１０は、図４に示すように、ウェーハ１の裏面７のうちのデバイス領域１１０の分割予定ライン６に対応した位置にレーザー加工溝３００を形成するとともに、外周余剰領域１２０に対応した位置にはレーザー加工溝３００を形成することが規制されている。即ち、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１０は、図４に示すように、外周余剰領域１２０に対応した位置にはレーザー加工溝３００を形成しない。なお、外周余剰領域１２０に対応した位置は、ウェーハ１の裏面７のうちの外周余剰領域１２０と基板２の厚さ方向に重なる位置を示している。

レーザー加工溝形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１０は、ウェーハ１の裏面７側に機能層４に至らない深さのレーザー加工溝３００を形成して、レーザー加工溝３００の底３０１に基板２を残存させる。ウェーハの加工方法は、図４に示すように、ウェーハ１のデバイス領域１１０の全ての分割予定ライン６の裏面７側にレーザー加工溝３００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、本発明のレーザー加工溝形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１０は、チャックテーブル１３に対してレーザー光線照射ユニット１２を分割予定ライン６に沿って相対的に複数回移動させる場合、レーザー光線１１の集光点の位置を回数を重ねるにつれ高い位置（裏面７に近い位置）に設定し複数層のレーザー加工溝３００を形成するのが好ましい。

（プラズマエッチングステップ）
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で用いられるプラズマ装置の構成を示す断面図である。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後のウェーハの断面図である。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ＳＴ３は、ウェーハ１の粘着テープ２００側を図６に示すプラズマ装置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で保持し、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、レーザー加工溝３００の底３０１（図５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、プラズマ装置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６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レーザー加工溝形成ステップ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、レーザー加工溝３００の内面及び底３０１をエッチングして、レーザー加工溝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、レーザー加工溝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７及び図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７及び図８に示すように、レーザー加工溝３００の底３０１に残存する基板２がエッチングされ除去され、レーザー加工溝３００が機能層４に到達している。ウェーハ１は、デバイス領域１１０おいて、基板２がレーザー加工溝３００により分割され、レーザー加工溝３００内に機能層４が露出して、レーザー加工溝３００の底に機能層４が残っている。

また、所定時間、プラズマエッチングされたウェーハ１は、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２において外周余剰領域１２０にはレーザー加工溝３００が形成されていないために、外周余剰領域１２０が分割されずに、デバイス領域１１０を囲繞するリング形状を維持している。また、実施形態１において、プラズマエッチングステップＳＴ３において形成されるレーザー加工溝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、機能層切断ステップＳＴ４に進む。なお、図７及び図８は、プラズマエッチングステップＳＴ３後のウェーハ１がレーザー加工溝３００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、レーザー加工溝３００の底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レーザー加工溝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、レーザー加工溝３００の内面及び底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ＳＴ４は、プラズマエッチングで機能層４に到達したレーザー加工溝３００で基板２が分割されたウェーハ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をレーザー加工溝３００の底に露出する機能層４に位置づけて照射し、機能層４をレーザー加工溝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ＳＴ４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をレーザー加工溝３００の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ＳＴ４では、各分割予定ライン６において、レーザー加工溝３００の底で露出した機能層４にアブレーション加工を施して、レーザー加工溝３００の底で露出した機能層４を切断して、ウェーハ１を個々のチップ９に分割する。

なお、機能層切断ステップ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１０に示すように、全ての分割予定ライン６においてレーザー加工溝３００の底で露出した機能層４を分割すると、研削ステップＳＴ５に進む。また、実施形態１では、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２をレーザー加工装置１０が行い、機能層切断ステップＳＴ４をレーザー加工装置１０とは別のレーザー加工装置５０が行っていたが、本発明は、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２及び機能層切断ステップＳＴ４を一つのレーザー加工装置で行っても良い。

（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ＳＴ５は、プラズマエッチングステップＳＴ３、及び機能層切断ステップ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。

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。研削ステップＳＴ５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即ちチップ９の裏面７を仕上げ研削する。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即ちチップ９を研削する。ウェーハの加工方法は、仕上がり厚さ１００までウェーハ１即ちチップ９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ＳＴ６は、プラズマエッチングステップＳＴ３、機能層切断ステップＳＴ４、及び研削ステップ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、研削ステップＳＴ５において仕上げ研削されたウェーハ１即ちチップ９の裏面７にチップ９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ＳＴ７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ＳＴ７は、レーザー加工溝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をレーザー加工溝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ＳＴ７では、各分割予定ライン６において、レーザー加工溝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、レーザー加工溝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においてレーザー加工溝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、チップ９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、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２において裏面７から分割予定ライン６に沿ってレーザー加工溝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、レーザー加工溝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、レーザー加工溝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即ちチップ９に分割することができる。

また、ウェーハの加工方法は、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２及び研削ステップ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、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２及び研削ステップＳＴ５時に発生するデブリ及び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ＳＴ４において、レーザー加工溝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ＳＴ３後に、レーザー加工溝３００の底に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ＳＴ４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ＳＴ４において、裏面７側からレーザー光線５１をレーザー加工溝３００の底の機能層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、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２において、外周余剰領域１２０にはレーザー加工溝３００を形成しないために、プラズマエッチングステップＳＴ３後のウェーハ１の外周余剰領域１２０を分割せずに、デバイス領域１１０を囲繞するリング形状に維持している。その結果、ウェーハの加工方法は、レーザー加工装置１０からプラズマ装置２０のプラズマエッチングチャンバー２５にウェーハ１を搬送する際のウェーハ１の割れを抑制することが出来る。また、ウェーハの加工方法は、プラズマ装置２０のプラズマエッチングチャンバー２５外にウェーハ１を搬出する際も、外周余剰領域１２０がリング形状を維持しているため、ウェーハ１の撓みによるデバイス５同士の擦れが発生しにくいという効果もある。

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、個々に分割されたチップ９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チップ９の側面に残らず、抗折強度が高いチップ９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、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の後でかつレーザー加工溝形成ステップ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の前又はレーザー加工溝形成ステップ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、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２において裏面７から分割予定ライン６に沿ってレーザー加工溝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、レーザー加工溝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即ちチップ９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、レーザー加工溝形成ステップ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、レーザー加工溝形成ステップ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、レーザー加工溝形成ステップ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レーザー光線照射ユニット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水溶性保護膜形成ステップを示す側断面図である。図２０は、図１８に示されたウェーハの加工方法の水溶性保護膜形成ステップ後のウェーハの要部の断面図である。図２１は、図１８に示されたウェーハの加工方法の洗浄ステップステップを示す側断面図である。なお、図１８、図１９、図２０及び図２１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、水溶性保護膜形成ステップＳＴ１１と洗浄ステップＳＴ１２とを備えること以外、実施形態１と同じである。水溶性保護膜形成ステップＳＴ１１は、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２の前に、ウェーハ１の裏面７に水溶性樹脂を供給して、ウェーハ１の裏面７に硬化した水溶性樹脂９１により構成される水溶性保護膜９２を形成するステップである。実施形態３において、ウェーハの加工方法は、水溶性保護膜形成ステップＳＴ１１を保護部材配設ステップＳＴ１の後でかつレーザー加工溝形成ステップＳＴ２の前に実施するが、本発明では、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２の前であれば、保護部材配設ステップＳＴ１の前に実施しても良い。

実施形態３において、水溶性保護膜形成ステップＳＴ１１では、保護膜形成装置９０が、図１９に示すように、ウェーハ１の粘着テープ２００側をスピンナテーブル９３の保持面９４で吸引保持し、スピンナテーブル９３を軸心回りに回転させながら、ウェーハ１の中央上の塗布ノズル９５からウェーハ１の裏面７側に液状の水溶性樹脂９１を塗布する。水溶性樹脂９１は、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含む。ウェーハ１の表面に塗布された水溶性樹脂９１は、スピンナテーブル９３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の裏面７全体を被覆する。

水溶性保護膜形成ステップＳＴ１１では、保護膜形成装置９０が、ウェーハ１の裏面７側に水溶性樹脂９１を塗布した後、水溶性樹脂９１を乾燥又は加熱して、硬化させても良い。保護膜形成装置９０が、図２０に示すように、ウェーハ１の裏面７全体を水溶性保護膜９２で被覆する。ウェーハの加工方法は、ウェーハ１の裏面７全体を水溶性保護膜９２で被覆すると、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２に進む。

洗浄ステップＳＴ１２は、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２を実施後、ウェーハ１の裏面７に純水からなる洗浄水１３１を供給して、水溶性保護膜９２をアブレーション加工で発生するデブリと共に除去するステップである。

洗浄ステップＳＴ１２では、図２１に示すように、洗浄装置１３０がスピンナテーブル１３３の保持面１３４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、スピンナテーブル１３３を軸心回りに回転させるとともに、ウェーハ１の上方を移動する洗浄水ノズル１３５から洗浄水１３１をウェーハ１の裏面７に向けて噴射する。洗浄ステップＳＴ１２では、洗浄水１３１がスピンナテーブル１３３の回転により生じる遠心力によりウェーハ１の裏面７上をスムーズに流れて、水溶性保護膜９２とともに、水溶性保護膜９２に付着したデブリを洗い流して除去することとなる。洗浄ステップＳＴ１２では、所定時間、洗浄装置１３０がスピンナテーブル１３３を回転させながらウェーハ１の裏面７に洗浄水１３１を供給すると、ウェーハ１の洗浄を終了し、ウェーハ１を乾燥させる。ウェーハの加工方法は、ウェーハ１の裏面７の乾燥を終了すると、プラズマエッチングステップＳＴ３に進む。

なお、実施形態３では、水溶性保護膜形成ステップＳＴ１１を保護膜形成装置９０が行い、洗浄ステップＳＴ１２を保護膜形成装置９０とは別の洗浄装置１３０が行っていたが、本発明は、水溶性保護膜形成ステップＳＴ１１及び洗浄ステップＳＴ１２をノズル９５，１３５を備える一つの装置で行っても良い。

実施形態３に係るウェーハの加工方法は、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２において裏面７から分割予定ライン６に沿ってレーザー加工溝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、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即ちチップ９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、水溶性保護膜形成ステップＳＴ１１において裏面７全体を水溶性保護膜９２で被覆（保護）してからレーザー加工溝形成ステップＳＴ２においてレーザー光線１１を用いたアブレーション加工でレーザー加工溝３００を形成するので、裏面７にデブリ３１０の付着がない、という効果を奏する。また、ウェーハの加工方法は、レーザー加工溝形成ステップＳＴ２後に、洗浄ステップＳＴ１２において、ウェーハ１の裏面７を洗浄するので、デブリがウェーハ１の裏面７に残存することを抑制することができる。

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。

〔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ＳＴ３において、リモートプラズマ方式のプラズマ装置を用いるので、プラズマ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、より幅の狭いレーザー加工溝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をレーザー加工溝形成ステップ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、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
８ 表面
９ チップ
１０ レーザー加工装置
１１ レーザー光線
１３ チャックテーブル
２０ プラズマ装置
２１ チャックテーブル
５１ レーザー光線
１１０ デバイス領域
１２０ 外周余剰領域
２００ 粘着テープ（保護部材）
３００ レーザー加工溝
３０１ 底
ＳＴ１ 保護部材配設ステップ
ＳＴ２ レーザー加工溝形成ステップ
ＳＴ３ プラズマエッチングステップ
ＳＴ４ 機能層切断ステップ
ＳＴ５ 研削ステップ
ＳＴ１０ 予備研削ステップ

Claims (3)

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デバイス領域と該デバイス領域を囲む外周余剰領域とを備えるウェーハを、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、
   ウェーハの表面に保護部材を配設する、保護部材配設ステップと、
   該ウェーハの該保護部材側をレーザー加工装置のチャックテーブルで保持し、該基板に対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該分割予定ラインに沿って照射し、該デバイス領域に対応したウェーハの裏面側に該機能層に至らない深さのレーザー加工溝を形成するレーザー加工溝形成ステップと、
   該ウェーハの該保護部材側をプラズマ装置のチャックテーブルで保持し、該ウェーハの裏面側にプラズマ化したガスを供給し、該レーザー加工溝の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ウェーハをチップに分割するプラズマエッチングステップと、
   プラズマエッチングで分割された該ウェーハの裏面側から、レーザー光線を該レーザー加工溝に露出する該機能層に照射し、該機能層を該レーザー加工溝に沿って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。

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