(57)【要約】【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、ウェーハを分割予定ラインに沿って分割する方法である。ウェーハの加工方法は、ウェーハの機能層側に基台を貼着する保護部材配設ステップＳＴ１と、基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を基板の裏面付近に位置付け、ウェーハの裏面から分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、裏面に表出する改質層をウェーハに形成する改質層形成ステップＳＴ２と、チャックテーブルで基台側を保持したウェーハの裏面側にプラズマ状態のエッチングガスを供給し、改質層を含む分割予定ラインに沿った基板の領域をエッチングして除去するプラズマエッチングステップＳＴ３と、機能層を分割する機能層切断ステップＳＴ４と、を備える。【選択図】図２
2020061459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
該基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を該基板の裏面付近に位置付け、ウェーハの裏面から該分割予定ラインに沿って該レーザー光線を照射し、裏面に表出する改質層又は基板の内部の改質層から延びたクラックをウェーハに形成する改質層形成ステップと、
チャックテーブルで該保護部材側を保持したウェーハの裏面側にプラズマ状態のエッチングガスを供給し、該改質層又は基板の内部の改質層から延びたクラックを含む該分割予定ラインに沿った基板の領域をエッチングして除去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、該機能層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウェーハの裏面側から露出した該機能層に照射し、分割予定ラインに沿って該機能層を分割する機能層分割ステップと、を備えるウェーハの加工方法。
【請求項２】
該プラズマエッチングステップでは、該ウェーハを収容する真空チャンバーの外部でプラズマ状態にしたエッチングガスを供給管路を経由して該真空チャンバーに供給する請求項１に記載のウェーハの加工方法。
【請求項３】
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または請求項２に記載のウェーハの加工方法。
【請求項４】
該プラズマエッチングステップの後に、ウェーハの裏面を仕上げ厚さまで研削する仕上げ研削ステップと、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１４８２５号公報
【特許文献２】特開２０１３−０５５１２０号公報
【特許文献３】特開２０１４−１９９８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、該基板に対して透過性を有する波長のレーザー光線の集光点を該基板の裏面付近に位置付け、ウェーハの裏面から該分割予定ラインに沿って該レーザー光線を照射し、裏面に表出する改質層又は基板の内部の改質層から延びたクラックをウェーハに形成する改質層形成ステップと、チャックテーブルで該保護部材側を保持したウェーハの裏面側にプラズマ状態のエッチングガスを供給し、該改質層又は基板の内部の改質層から延びたクラックを含む該分割予定ラインに沿った基板の領域をエッチングして除去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、該機能層に対して吸収性を有する波長のレーザー光線をウェーハの裏面側から露出した該機能層に照射し、分割予定ラインに沿って該機能層を分割する機能層分割ステップと、を備えることを特徴とする。
【０００９】
前記ウェーハの加工方法おいて、該プラズマエッチングステップでは、該ウェーハを収容する真空チャンバーの外部でプラズマ状態にしたエッチングガスを供給管路を経由して該真空チャンバーに供給しても良い。
【００１０】
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。
【００１１】
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、ウェーハの裏面を仕上げ厚さまで研削する仕上げ研削ステップと、を備えても良い。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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】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】図３は、図２に示すウェーハの加工方法の保護部材配設ステップにおいて、ウェーハの機能層側と基台上の接着材とを対向させた状態を示す斜視図である。
【図４】図４は、図２に示すウェーハの加工方法の保護部材配設ステップにおいて、ウェーハの機能層に基台を貼着した状態を示す斜視図である。
【図５】図５は、図２に示されたウェーハの加工方法の改質層形成ステップを一部断面で示す側面図である。
【図６】図６は、図２に示されたウェーハの加工方法の改質層形成ステップ後のウェーハの要部の断面図である。
【図７】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エッチング装置の構成を示す断面図である。
【図８】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中のウェーハの要部の断面図である。
【図９】図９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１０】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を示す断面図である。
【図１１】図１１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１２】図１２は、図２に示されたウェーハの加工方法の仕上げ研削ステップを示す側断面図である。
【図１３】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貼着ステップ後のウェーハの断面図である。
【図１４】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を示す断面図である。
【図１５】図１５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１６】図１６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１７】図１７は、図１６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１８】図１８は、図１６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１９】図１９は、実施形態３に係るウェーハの加工方法の改質層形成ステップ後のウェーハの要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
〔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。
【００１６】
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。
【００１７】
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もいい。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。
【００１８】
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、改質層形成ステップ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、仕上げ研削ステップ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。
【００１９】
（保護部材配設ステップ）
図３は、図２に示すウェーハの加工方法の保護部材配設ステップにおいて、ウェーハの機能層側と基台上の接着材とを対向させた状態を示す斜視図である。図４は、図２に示すウェーハの加工方法の保護部材配設ステップにおいて、ウェーハの機能層に基台を貼着した状態を示す斜視図である。
【００２０】
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基台２００を貼着するステップである。なお、実施形態１において、基台２００は、伸縮量が所定以下であり、好ましくは、基台２００の外縁の一部等を支持した際に、基台２００上に貼着されたウェーハ１を合わせた自重などにより、基台２００が所定以上変形することなく、平坦な面上に載置された時と類似の形状を維持できる程度の剛性を有するものであるが、本発明では、保護部材は、基台２００に限定されない。実施形態１において、基台２００は、外径がウェーハ１の外径以上の円板状に形成され、ガラスからなるガラス基板、セラミックスからなるセラミックス基板、樹脂からなる樹脂プレートのいずれかである。また、実施形態１において、基台２００の表面は、図３に示すように、ＵＶ（紫外）線、熱、電界及び化学剤の少なくとも一つの外的刺激によって硬化して粘着力が減少する接着材２０１が全体に塗布される。なお、接着材２０１が、外的刺激である紫外線が照射されて硬化するものである場合には、基台２００は、透光性を有するように透明又は半透明な材料で構成されるのが望ましい。
【００２１】
実施形態１において、保護部材配設ステップＳＴ１では、図３に示すように、ウェーハ１の基板２の表面３に積層された機能層４と、基板２に塗布された接着材２０１とを対向させる。実施形態１において、保護部材配設ステップＳＴ１では、図４に示すように、接着材２０１に機能層４を貼着して、基台２００は、接着材２０１でウェーハ１に貼着される。ウェーハの加工方法は、ウェーハ１の機能層４側に基台２００を貼着すると、改質層形成ステップＳＴ２に進む。なお、実施形態１において、保護部材配設ステップＳＴ１では、ウェーハ１の機能層４側に基台２００を貼着したが、本発明は、環状フレームの開口にテープでウェーハ１が支持されるフレームユニットを構成しても良い。
【００２２】
（改質層形成ステップ）
図５は、図２に示されたウェーハの加工方法の改質層形成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改質層形成ステップ後のウェーハの要部の断面図である。
【００２３】
改質層形成ステップＳＴ２は、ウェーハ１の基板２に対して透過性を有する波長のレーザー光線１１の集光点１１−１を基板２の内部の裏面７付近に位置付け、ウェーハ１の裏面７から分割予定ライン６に沿ってレーザー光線１１を照射するステップである。また、実施形態１において、改質層形成ステップＳＴ２は、裏面７に表出する改質層３００をウェーハ１の基板２の内部に形成するステップである。なお、改質層３００とは、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲のそれとは異なる状態になった領域のことを意味し、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域、及びこれらの領域が混在した領域等を例示できる。実施形態１では、改質層３００の機械的な強度は、周囲の機械的な強度よりも低い。
【００２４】
実施形態１において、改質層形成ステップＳＴ２では、図５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に基台２００を介してウェーハ１の機能層４側を吸引保持する。改質層形成ステップ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１１を照射する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。
【００２５】
改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１０は、図５に示すように、ウェーハ１とレーザー光線照射ユニット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レーザー光線照射ユニット１２から基板２に対して透過性を有する波長のレーザー光線１１の集光点１１−１を基板２の内部の裏面７付近に設定して、レーザー光線５１をウェーハ１の裏面７側から照射する。改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１０は、図６に示すように、分割予定ライン６に沿って基板２の内部に改質層３００を形成する。
【００２６】
実施形態１において、改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１０は、例えば、図５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を各分割予定ライン６に沿って相対的に移動させながらレーザー光線１１をウェーハ１の分割予定ライン６に照射する。また、実施形態１において、改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１０は、レーザー光線１１の集光点１１−１を、改質層３００が裏面７側に表出する位置に設定する。実施形態１では、改質層３００が裏面７側に表出する位置は、裏面７付近の位置である。なお、実施形態１において、改質層形成ステップＳＴ２では、レーザー加工装置１０は、各分割予定ライン６において、ウェーハ１とレーザー光線照射ユニット１２とを分割予定ライン６に沿って相対的に複数回移動させながらレーザー光線１１を照射するが、本発明では、各分割予定ライン６においてウェーハ１とレーザー光線照射ユニット１２とを相対的に移動させる回数は、実施形態１の回数に限定されない。ウェーハ１とレーザー光線照射ユニット１２とを相対的に複数回移動させる場合、集光点１１−１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）に設定し複数層の改質層３００を形成するのが好ましい。ウェーハの加工方法は、図６に示すように、全ての分割予定ライン６において裏面７側に表出した改質層３００を形成すると、プラズマエッチングステップＳＴ３に進む。
【００２７】
（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中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。
【００２８】
プラズマエッチングステップＳＴ３は、図７に示すエッチング装置２０の真空チャンバー２５内のチャックテーブル２１で基台２００側を保持したウェーハ１の裏面７側にプラズマ状態のエッチングガス４００（図８に示す）を供給して、裏面７に表出した改質層３００を含む分割予定ライン６に沿った基板２の領域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で用いられるエッチング装置２０は、電極に高周波電力を印加してウェーハ１を収容した密閉空間内でエッチングガスなどをプラズマ状態にするものではなく、プラズマ状態のエッチングガス４００を真空チャンバー２５内のウェーハ１を収容した密閉空間２７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である。
【００２９】
プラズマエッチングステップＳＴ３では、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、真空チャンバー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改質層形成ステップＳＴ２が実施されたウェーハ１を開口２６を通して真空チャンバー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）上に基台２００を介してウェーハ１の機能層４側を載置する。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。
【００３０】
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、真空チャンバー２５の開口２６を閉じる。
【００３１】
制御ユニット２２は、ガス排出ユニット３５を作動して真空チャンバー２５内の密閉空間２７を真空排気して、図示しない不活性ガス供給ユニットを作動して配管４５を通して密閉空間２７内に不活性ガスを供給し、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。なお、不活性ガス供給ユニット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）等の希ガスや、希ガスに窒素ガス（Ｎ２）、又は水素ガス（Ｈ２）等を混合した混合ガス等で構成することができる。
【００３２】
次に、制御ユニット２２は、真空チャンバー２５の上壁に貫通した供給管路４６に接続したエッチングガス供給ユニット４０を作動するとともに、供給管路４６内を流れるエッチングガスに高周波電力を加えるための電極４７に高周波電源４２からプラズマ状態のエッチングガス４００を生成する高周波電力を印加する。すると、プラズマ状態のエッチングガス４００が、供給管路４６内で発生し、このプラズマ状態のエッチングガス４００は、供給管路４６から密閉空間２７に供給されるとともに真空チャンバー２５の上壁に取り付けられた分散部材４８により分散される。
【００３３】
プラズマエッチングステップＳＴ３では、プラズマ状態のエッチングガス４００がウェーハ１の裏面７に供給されるとともに改質層３００のように狭い隙間にも入り込む。プラズマエッチングステップＳＴ３では、プラズマ状態のエッチングガス４００がウェーハ１の裏面７、及び改質層３００の内部をエッチングして、改質層３００を含む領域が除去され図９に示す溝３０１を形成するとともに、溝３０１の幅を広げ、溝３０１を基板２の表面３に向かって進行させる。このように、プラズマエッチングステップＳＴ３では、エッチング装置２０によって、ウェーハ１を収容する真空チャンバー２５の外部でプラズマ状態にしたエッチングガス４００を、供給管路４６を経由して真空チャンバー２５に供給して、ウェーハ１をプラズマエッチングする。
【００３４】
プラズマエッチングステップＳＴ３では、制御ユニット２２は、溝３０１の深さやウェーハ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９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９に示すように、溝３０１の底に残存する基板２がエッチングされ除去され、溝３０１が機能層４に到達している。ウェーハ１は、基板２が溝３０１により分割され、溝３０１内に機能層４が露出して、溝３０１の底に機能層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ＳＴ３において形成される溝３０１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を終了すると、基台２００に保持された状態のままウェーハ１を真空チャンバー２５から搬出し、機能層切断ステップＳＴ４に進む。なお、図９は、プラズマエッチングステップＳＴ３後のウェーハ１が溝３０１の底の基板２を除去している例を示しているが、本発明では、溝３０１の底に僅かに基板２が残っていても良い。
【００３５】
（機能層切断ステップ）
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を示す断面図である。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。
【００３６】
機能層切断ステップＳＴ４は、プラズマエッチングステップＳＴ３を実施した後に、図１０に示すレーザー加工装置５０のチャックテーブル５３の保持面５４でウェーハ１の基台２００側を保持し、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をエッチングした溝３０１の底に位置づけて、レーザー光線１１をウェーハ１の裏面７側から露出した機能層４に照射し、分割予定ライン６に沿って機能層４を溝３０１に沿って切断するステップである。
【００３７】
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５３の保持面５４に基台２００を介してウェーハ１の機能層４側を保持し、図１０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５３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を溝３０１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、溝３０１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、溝３０１の底で露出した機能層４を切断して、ウェーハ１を個々のデバイス５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１１に示すように、全ての分割予定ライン６において溝３０１の底で露出した機能層４を分割すると、仕上げ研削ステップＳＴ５に進む。
【００３８】
（仕上げ研削ステップ）
図１２は、図２に示されたウェーハの加工方法の仕上げ研削ステップを示す側断面図である。仕上げ研削ステップ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、研削ユニットである仕上げ研削装置６０のチャックテーブル６１の保持面６２で基台２００側を保持したウェーハ１の裏面７を研削し、ウェーハ１を仕上げ厚さ１００にするステップである。
【００３９】
仕上げ研削ステップＳＴ５では、仕上げ研削装置６０が、チャックテーブル６１の保持面６２に基台２００を介してウェーハ１の機能層４側を吸引保持する。仕上げ研削ステップＳＴ５では、図１２に示すように、仕上げ研削装置６０が、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。仕上げ研削ステップＳＴ５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、仕上げ研削装置６０が、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ＳＴ６に進む。
【００４０】
（ダイアタッチフィルム貼着ステップ）
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及び仕上げ研削ステップＳＴ５の後に、ウェーハ１の裏面７にダイアタッチフィルム２１０を貼着するステップである。
【００４１】
ダイアタッチフィルム貼着ステップＳＴ６では、仕上げ研削ステップ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２１０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１３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２１０をウェーハ１の裏面７に貼着し、機能層４から基台２００を接着材２０１とともに剥がす。ウェーハの加工方法は、基台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。
【００４２】
（ダイアタッチフィルム分割ステップ）
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を示す断面図である。図１５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、溝３０１に沿ってダイアタッチフィルム２１０に図１４に示すレーザー加工装置７０がレーザー光線７４を照射してダイアタッチフィルム２１０を分割するステップである。
【００４３】
ダイアタッチフィルム分割ステップＳＴ７では、図１４に示すように、レーザー加工装置７０がレーザー光線照射ユニット７３と図示しない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７３からダイアタッチフィルム２１０に対して吸収性を有する波長（例えば、３５５ｎｍ）のレーザー光線７４を溝３０１内で露出したダイアタッチフィルム２１０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、溝３０１内で露出したダイアタッチフィルム２１０にアブレーション加工を施して、溝３０１内で露出したダイアタッチフィルム２１０を分割する。ウェーハの加工方法は、図１５に示すように、全ての分割予定ライン６において溝３０１内で露出したダイアタッチフィルム２１０を分割すると、ダイアタッチフィルム分割ステップＳＴ７を終了する。なお、その後、デバイス５は、ダイアタッチフィルム２１０毎、図示しないピックアップによりダイシングテープ２１１からピックアップされる。
【００４４】
実施形態１に係るウェーハの加工方法は、改質層形成ステップＳＴ２において裏面７から分割予定ライン６に沿って裏面７に表出する改質層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、裏面７側に改質層３００をエッチングして溝３０１を形成するとともに、溝３０１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。ウェーハの加工方法は、改質層３００が先だって深くエッチングされるので、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。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。
【００４５】
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、個々のデバイス５に分割されたウェーハ１が剛性を有する基台２００に固定されているため、機能層切断ステップＳＴ４後の工程へのウェーハ１の搬送時及び機能層切断ステップＳＴ４後の工程の実施時にデバイス同士が擦れることなく、容易に実施することができる。
【００４６】
また、ウェーハの加工方法は、改質層形成ステップＳＴ２及び仕上げ研削ステップＳＴ５前の保護部材配設ステップＳＴ１において、機能層４側に基台２００が貼着されている。このために、仕上げ研削ステップＳＴ５時に生じ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。
【００４７】
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、溝３０１の底に残った機能層４にレーザー光線５１を照射して分割するので、Ｌｏｗ−ｋ膜等のデバイス５を形成する機能層４がプラズマエッチングステップＳＴ３をした後の溝３０１の底に残ったとしても、溝３０１に沿ってレーザーアブレーションする。このために、ウェーハの加工方法は、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側に基台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を溝３０１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生じるデブリが基板２の表面３に設けられたデバイス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、レーザーアブレーションするのが機能層４だけなので、デブリも非常に少なくなり、溝３０１の両側に付着するデブリの量を極限まで抑制できる。
【００４８】
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、切削加工やレーザー加工による欠け及び改質層３００が個々に分割されたデバイス５の側面に残らず、抗折強度が高いデバイス５を製造できる、という効果も奏する。
【００４９】
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後の仕上げ研削ステップＳＴ５において、ウェーハ１の裏面７を研削して、仕上げ厚さ１００にウェーハ１を薄化するので、プラズマエッチングステップＳＴ３でのウェーハ１の除去量が変動しても、所定寸法のデバイス５を得ることができる。
【００５０】
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。
【００５１】
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、リモートプラズマ方式のエッチング装置２０を用いるので、エッチング装置２０ではエッチングガスに混入するイオンが供給管路４６の内面に衝突して真空チャンバー２５内の密閉空間２７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４００を供給できるので、裏面７に表出した改質層３００を通して基板２の内部にプラズマ状態のエッチングガスを引き込むことができ、デバイス５毎に分割することができる。
【００５２】
〔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１６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１７は、図１６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１８は、図１６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１６、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。
【００５３】
実施形態２に係るウェーハの加工方法は、図１６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、研削装置８０のチャックテーブル８１で基台２００側を保持したウェーハ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の後でかつ改質層形成ステップ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の前又は改質層形成ステップＳＴ２の後に実施しても良い。
【００５４】
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に基台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１７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。
【００５５】
予備研削ステップＳＴ１０では、図１６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、仕上げ厚さ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を研削すると改質層形成ステップＳＴ２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ＳＴ３において除去される厚さ１０１と仕上げ研削ステップ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。
【００５６】
実施形態２に係るウェーハの加工方法は、改質層形成ステップＳＴ２において裏面７から分割予定ライン６に沿って裏面７に表出する改質層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に分割することができる。
【００５７】
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において生じ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。
【００５８】
また、実施形態２に係るウェーハの加工方法は、改質層形成ステップ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、改質層形成ステップ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、改質層形成ステップ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。
【００５９】
〔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１９は、実施形態３に係るウェーハの加工方法の改質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１９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。
【００６０】
実施形態３に係るウェーハの加工方法は、改質層形成ステップＳＴ２とプラズマエッチングステップＳＴ３とが異なること以外、実施形態１に係るウェーハの加工方法と同じである。実施形態３に係るウェーハの加工方法は、改質層形成ステップＳＴ２において、分割予定ライン６に沿って基板２の内部に改質層３００を形成し、図１７に示すように、基板２の内部の改質層３００から裏面７まで延びて、裏面７に表出したクラック３０２をウェーハ１の各分割予定ライン６に形成する。即ち、実施形態３では、レーザー光線１１の集光点１１−１を設定する位置（高さまたは深さ）は、基板２の内部に形成された改質層３００から延びたクラック３０２が裏面７に表出する位置（高さまたは深さ）である。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ＳＴ３において、基板２の内部の改質層３００から延びたクラック３０２を含む分割予定ライン６に沿った基板２の領域をエッチングして除去する。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ＳＴ３において、基板２の内部の改質層３００とクラック３０２から入り込んだプラズマ状態のエッチングガス４００が基板２内に内部に侵入し、溝３０１を形成して、基板２を個々のデバイス５毎に分割する。
【００６１】
実施形態３に係るウェーハの加工方法は、改質層形成ステップＳＴ２において裏面７から分割予定ライン６に沿って基板２の内部の改質層から延びかつ裏面７に表出するクラック３０２をエッチングして溝３０１を形成するので、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。
【００６２】
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。
【００６３】
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を改質層形成ステップ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、仕上げ研削ステップ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。
【符号の説明】
【００６４】
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
１１  レーザー光線
１１−１  集光点
２１  チャックテーブル
２５  真空チャンバー
４６  供給管路
５１  レーザー光線
１００  仕上げ厚さ
２００  基台（保護部材）
３００  改質層
３０２  クラック
４００  エッチングガス
ＳＴ１  保護部材配設ステップ
ＳＴ２  改質層形成ステップ
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  仕上げ研削ステップ
ＳＴ１０  予備研削ステップ
【図１】
2020061459.tif 000003
【図２】
2020061459.tif 000004
【図３】
2020061459.tif 000005
【図４】
2020061459.tif 000006
【図５】
2020061459.tif 000007
【図６】
2020061459.tif 000008
【図７】
2020061459.tif 000009
【図８】
2020061459.tif 000010
【図９】
2020061459.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2020061459.tif 000015
【図１４】
2020061459.tif 000016
【図１５】
2020061459.tif 000017
【図１６】
2020061459.tif 000018
【図１７】
2020061459.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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