(57)【要約】【課題】  ウエーハの分割予定ラインに沿って変質層を形成し、該変質層が形成された分割予定ラインに沿って分割されたチップの抗折強度を向上させることができるウエーハの加工方法を提供する。【解決手段】  表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が配設されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、変質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与し、ウエーハを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する分割工程と、個々に分割されたチップを裏面を上にして互いに間隔を設けて支持部材に配設するチップ支持工程と、支持部材に互いに間隔を設けて配設されたチップの側面に残留している変質層を除去する変質領域除去工程とを含む。【選択図】        図１４
2005252126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が配設されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
変質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与し、ウエーハを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する分割工程と、
個々に分割されたチップを裏面を上にして互いに間隔を設けて支持部材に配設するチップ支持工程と、
該支持部材に互いに間隔を設けて配設されたチップの側面に残留している変質層を除去する変質領域除去工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該変質層除去工程は、エッチングによって遂行される、請求項１記載のウエーハの分割方法。
【請求項３】
該変質層除去工程のエッチングは、プラズマエッチングによって遂行される、請求項２記載のウエーハの分割方法。
【請求項４】
表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が配設されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程を実施する前または後にウエーハの表面を保持テープに貼着するテープ貼着工程と、
保持テープに装着されたウエーハの変質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与し、ウエーハを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する分割工程と、
個々のチップに分割されたウエーハが貼着された保持テープを拡張して各チップ間に隙間を形成するテープ拡張工程と、
該保持テープが拡張され各チップ間に隙間が形成された状態でチップの側面に残留している変質層を除去する変質層除去工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項５】
該変質層除去工程は、エッチングによって遂行される、請求項４記載のウエーハの分割方法。
【請求項６】
該変質層除去工程のエッチングは、プラズマエッチングによって遂行される、請求項５記載のウエーハの分割方法。
【請求項７】
該分割工程は、該拡張工程において保持テープを拡張することにより遂行される、請求項４から６のいずれかに記載のウエーハの分割方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が配設されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等の回路（機能素子）を形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することにより回路が形成された領域を分割して個々の半導体チップを製造している。また、サファイヤ基板の表面にフォトダイオード等の受光素子（機能素子）やレーザーダイオード等の発光素子（機能素子）等が積層された光デバイスウエーハも分割予定ラインに沿って切断することにより個々のフォトダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の分割予定ラインに沿った切断は、通常、ダイサーと称されている切削装置によって行われている。この切削装置は、半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる切削送り手段とを具備している。切削手段は、回転スピンドルと該スピンドルに装着された切削ブレードおよび回転スピンドルを回転駆動する駆動機構を備えたスピンドルユニットを含んでいる。切削ブレードは円盤状の基台と該基台の側面外周部に装着された環状の切れ刃からなっており、切れ刃は例えば粒径３μｍ程度のダイヤモンド砥粒を電鋳によって基台に固定し厚さ２０μｍ程度に形成されている。
【０００４】
しかるに、切削ブレードは２０μｍ程度の厚さを有するため、チップを区画する分割予定ラインとしては幅が５０μｍ程度必要となり、ウエーハの面積に対する分割予定ラインが占める面積比率が大きく、生産性が悪いという問題がある。また、サファイヤ基板、炭化珪素基板等はモース硬度が高いため、上記切削ブレードによる切断は必ずしも容易ではない。
【０００５】
一方、近年半導体ウエーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、その被加工物に対して透過性を有するパルスレーザー光線を用い、分割すべき領域の内部に集光点を合わせてパルスレーザー光線を照射するレーザー加工方法も試みられている。このレーザー加工方法を用いた分割方法は、被加工物の一方の面側から内部に集光点を合わせて被加工物に対して透過性を有する赤外光領域のパルスレーザー光線を照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を連続的に形成し、この変質層が形成されることによって強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることにより、被加工物を分割するものである。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特許第３４０８８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、ウエーハの分割予定ラインに沿って変質層を形成し、該変質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を加えることにより分割されたチップの側面には変質層が残留しており、この変質層がチップの抗折強度を低下させるという問題がある。また、ウエーハは個々のチップに分割する前に研削装置によって裏面が研削され所定の厚さに形成されることから、ウエーハの裏面には研削によって生じたマイクロクラックが残留しており、このマイクロクラックと上記残留変質層とが相まってチップの抗折強度をより低下させる。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、ウエーハの分割予定ラインに沿ってパルスレーザー光線を照射することにより変質層を形成し、該変質層が形成された分割予定ラインに沿って分割されたチップの抗折強度を向上させることができるウエ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】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が配設されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
変質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与し、ウエーハを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する分割工程と、
個々に分割されたチップを裏面を上にして互いに間隔を設けて支持部材に配設するチップ支持工程と、
該支持部材に互いに間隔を設けて配設されたチップの側面に残留している変質層を除去する変質領域除去工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【０００９】
また、本発明によれば、表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された領域に機能素子が配設されたウエーハを、分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程と、
該変質層形成工程を実施する前または後にウエーハの表面を保持テープに貼着するテープ貼着工程と、
保持テープに装着されたウエーハの変質層が形成された分割予定ラインに沿って外力を付与し、ウエーハを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する分割工程と、
個々のチップに分割されたウエーハが貼着された保持テープを拡張して各チップ間に隙間を形成するテープ拡張工程と、
該保持テープが拡張され各チップ間に隙間が形成された状態でチップの側面に残留している変質層を除去する変質層除去工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【００１０】
上記変質層除去工程は、エッチング特にプラズマエッチングによって遂行されることが望ましい。更に、上記分割工程は、上記テープ拡張工程において保持テープを拡張することにより遂行されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明におけるウエーハの加工方法は上記工程からなっているので、表面に格子状に形成された分割予定ラインに沿ってパルスレーザー光線を照射することにより変質層を形成し、該変質層が形成された分割予定ラインに沿って分割されたチップの側面に残留している変質層が除去されるので、分割されたチップの抗折強度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１には、本発明に従って加工されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、シリコンウエーハからなっており、表面２ａに複数の分割予定ライン２１が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン２１によって区画された複数の領域に機能素子としての回路２２が形成されている。
【００１４】
このように構成された半導体ウエーハ２は、その表面２ａを環状のフレームに装着された保持テープに貼着するテープ貼着工程を実施する。テープ貼着工程は、図２に示すように環状のフレーム３に装着された伸長可能な保持テープ３０の表面に半導体ウエーハ２の表面２ａを貼着する（従って、半導体ウエーハ２のの裏面２ｂが上側となる）。なお、上記保持テープ３０は、図示の実施形態においては厚さが１００μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなる伸縮可能なシート基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さが５μｍ程度塗布されている。この糊は紫外線等の外的刺激によって粘着力が低下する性質を有するものが用いられている。
【００１５】
テープ貼着工程を実施することにより半導体ウエーハ２の表面２ａを環状のフレーム３に装着された保持テープ３０に貼着したならば、半導体ウエーハ２の裏面２ｂを研削して所定の厚さに形成する研削工程を実施する。この研削工程は、図３に示す研削装置４によって実施する。即ち、研削工程は、先ず図３に示すように研削装置４のチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２の保持テープ３０側を載置し（従って、半導体ウエーハ２は裏面２ｂが上側となる）、図示しない吸引手段によってチャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する。なお、図３においては、保持テープ３０が装着された環状のフレーム３を省いて示しているが、環状のフレーム３はチャックテーブル４１に配設された適宜のクランプ機構に保持されている。このようにして、チャックテーブル４１上に半導体ウエーハ２を保持したならば、チャックテーブル４１を例えば３００ｒｐｍで回転しつつ研削砥石４２を備えた研削工具４３を例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接触することにより、半導体ウエーハ２の裏面２ｂを研削し、半導体ウエーハ２を所定の厚さに形成する。
【００１６】
次に、所定の厚さに研削加工された半導体ウエーハ２の裏面２ｂ側からウエーハに対して透過性を有するパルスレーザー光線を分割予定ラインに沿って照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って変質層を形成する変質層形成工程を実施する。この変質層形成工程は、図４乃至６に示すレーザー加工装置５を用いて実施する。図４乃至図６に示すレーザー加工装置５は、被加工物を保持するチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１上に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５２と、チャックテーブル５１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段５３を具備している。チャックテーブル５１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない移動機構によって図４において矢印Ｘで示す加工送り方向および矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００１７】
上記レーザー光線照射手段５２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング５２１を含んでいる。ケーシング５２１内には図５に示すようにパルスレーザー光線発振手段５２２と伝送光学系５２３とが配設されている。パルスレーザー光線発振手段５２２は、ＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器５２２ａと、これに付設された繰り返し周波数設定手段５２２ｂとから構成されている。伝送光学系５２３は、ビームスプリッタの如き適宜の光学要素を含んでいる。上記ケーシング５２１の先端部には、それ自体は周知の形態でよい組レンズから構成される集光レンズ（図示せず）を収容した集光器５２４が装着されている。上記パルスレーザー光線発振手段５２２から発振されたレーザー光線は、伝送光学系５２３を介して集光器５２４に至り、集光器５２４から上記チャックテーブル５１に保持される被加工物に所定の集光スポット径Ｄで照射される。この集光スポット径Ｄは、図６に示すようにガウス分布を示すパルスレーザー光線が集光器５２４の対物集光レンズ５２４ａを通して照射される場合、Ｄ（μｍ）＝４×λ×ｆ／（π×Ｗ）、ここでλはパルスレーザー光線の波長（μｍ）、Ｗは対物レンズ５２４ａに入射されるパルスレーザー光線の直径（ｍｍ）、ｆは対物レンズ５２４ａの焦点距離（ｍｍ）、で規定される。
【００１８】
上記レーザー光線照射手段５２を構成するケーシング５２１の先端部に装着された撮像手段５３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を後述する制御手段に送る。
【００１９】
上述したレーザー加工装置５を用いて実施する変質層形成工程について、図４、図７および図８を参照して説明する。
この変質層形成行程は、先ず上述した図４に示すレーザー加工装置５のチャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２のダイシングテープ３０側を載置し（従って、半導体ウエーハ２は裏面２ｂが上側となる）、図示しない吸引手段によってチャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２を吸着保持する。なお、図４、図７および図８においては、保持テープ３０が装着された環状のフレーム３を省いて示しているが、環状のフレーム３はチャックテーブル５１に配設された適宜のクランプ機構に保持されている。このようにして半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル５１は、図示しない移動機構によって撮像手段５３の直下に位置付けられる。
【００２０】
チャックテーブル５１が撮像手段５３の直下に位置付けられると、撮像手段５３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段５３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２１と、分割予定ライン２１に沿ってレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５２の集光器５２４との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、レーザー光線照射位置のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直角に延びる分割予定ライン２１に対しても、同様にレーザー光線照射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ２の分割予定ライン２１が形成されている表面２ａは下側に位置しているが、撮像手段５３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面２ｂから透かして分割予定ライン２１を撮像することができる。
【００２１】
以上のようにしてチャックテーブル５１上に保持されている半導体ウエーハ２に形成されている分割予定ライン２１を検出し、レーザー光線照射位置のアライメントが行われたならば、図７の（ａ）で示すようにチャックテーブル５１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段５２の集光器５２４が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定の分割予定ライン２１の一端（図７の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段５２の集光器５２４の直下に位置付ける。そして、集光器５２４から透過性を有するパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル５１即ち半導体ウエーハ２を図７の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図７の（ｂ）で示すようにレーザー光線照射手段５２の集光器５２４の照射位置が分割予定ライン２１の他端の位置に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル５１即ち半導体ウエーハ２の移動を停止する。この変質層形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ２の表面２ａ（下面）付近に合わせることにより、表面２ａ（下面）に露出するとともに表面２ａから内部に向けて変質層２１０が形成される。この変質層２１０は、溶融再固化層として形成される。このように変質層２１０を半導体ウエーハ２の表面２ａに露出して形成することにより、変質層２１０に沿って外力を付与することによる分割が容易となる。
【００２２】
なお、上記変質層形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源                    ；ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４スレーザー
波長                    ；１０６４ｎｍのパルスレーザー
パルス出力              ：１０μＪ
集光スポット径          ；φ１μｍ
パルス幅                ；１００ｎｓｅｃ
集光点のピークパワー密度；３．２×１０１０Ｗ／ｃｍ２  
繰り返し周波数          ：４００ｋＨｚ
加工送り速度            ；４００ｍｍ／秒
【００２３】
なお、半導体ウエーハ２の厚さが厚い場合には、図８に示すように集光点Ｐを段階的に変えて上述した変質層形成工程を複数回実行することにより、複数の変質層２１０を形成する。なお、上述した加工条件においては１回に形成される変質層の厚さは約５０μｍであるため、図示の実施形態においては厚さが３００μｍのウエーハ２に対して６層の変質層を形成する。この結果、半導体ウエーハ２の内部に形成される変質層２１０は、分割予定ライン２１に沿って表面２ａから裏面２ｂに渡って形成される。このようにして、半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２１に沿って変質層形成工程を実施することにより、図９に示すように半導体ウエーハ２には全ての分割予定ライン２１に沿って変質層２１０が形成される。
【００２４】
上述した変質層形成工程によって半導体ウエーハ２の内部に分割予定ライン２１に沿って変質層２１０を形成したならば、半導体ウエーハ２を分割予定ライン２１に沿って分割する分割行程を実施する。この分割工程は、図示の実施形態においては図１０に示す分割装置６を用いて実施する。図１０に示す分割装置６は、上記環状のフレーム３を保持するフレーム保持手段６１と、該フレーム保持手段６１に保持された環状のフレーム３に装着された保持テープ３０を拡張するテープ拡張手段６２を具備している。フレーム保持手段６１は、環状のフレーム保持部材６１１と、該フレーム保持部材６１１の外周に配設された固定手段としての複数のクランプ機構６１２とからなっている。フレーム保持部材６１１の上面は環状のフレーム３を載置する載置面６１１ａを形成しており、この載置面６１１ａ上に環状のフレーム３が載置される。そして、載置面６１１ａ上に載置された環状のフレーム３は、クランプ機構６１２によってフレーム保持部材６１１に固定される。このように構成されたフレーム保持手段６１は、テープ拡張手段６２によって上下方向に進退可能に支持されている。
【００２５】
テープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１の内側に配設される拡張ドラム６２１を具備している。この拡張ドラム６２１は、環状のフレーム３の内径より小さく該環状のフレーム３に装着された保持テープ３０に貼着される半導体ウエーハ２の外径より大きい内径および外径を有している。また、拡張ドラム６２１は、下端に支持フランジ６２２を備えている。図示の実施形態におけるテープ拡張手段６２は、上記環状のフレーム保持部材６１１を上下方向に進退可能な支持手段６３を具備している。この支持手段６３は、上記支持フランジ６２２上に配設された複数のエアシリンダ６３１からなっており、そのピストンロッド６３２が上記環状のフレーム保持部材６１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ６３１からなる支持手段６３は、環状のフレーム保持部材６１１を載置面６１１ａが拡張ドラム６２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム６２１の上端より所定量下方の拡張位置の間を上下方向に移動せしめる。従って、複数のエアシリンダ６３１からなる支持手段６３は、拡張ドラム６２１とフレーム保持部材６１１とを上下方向に相対移動する拡張移動手段として機能する。
【００２６】
以上のように構成された分割装置６を用いて実施する分割工程について図１１を参照して説明する。即ち、図９に示すように半導体ウエーハ２（分割予定ライン２１に沿って変質層２１０が形成されている）を保持テープ３０を介して支持した環状のフレーム３を、図１１の（ａ）に示すようにフレーム保持手段６１を構成するフレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に載置し、クランプ機構６１２によってフレーム保持部材６１１に固定する。このとき、フレーム保持部材６１１は図１１の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段６２を構成する支持手段６３としての複数のエアシリンダ６３１を作動して、環状のフレーム保持部材６１１を図１１の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる（テープ拡張工程）。従って、フレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に固定されている保持フレーム３０も下降するため、図１１の（ｂ）に示すように環状のフレーム３に装着された保持テープ３０は拡張ドラム６２１の上端縁に当接して拡張せしめられる。この結果、保持テープ３０に貼着されている半導体ウエーハ２は放射状に引張力が作用する。このように半導体ウエーハ２に放射状に引張力が作用すると、各分割予定ライン２１に沿って形成された変質層２１０は強度が低下せしめられているので、半導体ウエーハ２は変質層２１０に沿って破断され個々の半導体チップ２２０に分割される。なお、上記拡張工程における保持テープ３０の拡張量即ち伸び量はフレーム保持部材６１１の下方への移動量によって調整することができ、本発明者等の実験によると保持テープ３０を２０ｍｍ程度を引き伸ばしたときに半導体ウエーハ２を変質層２１０に沿って破断することができた。
【００２７】
なお、分割工程は上述した分割方法の外に、次のような分割方法を用いることができる。
即ち、保持テープ３０に貼着された半導体ウエーハ２（分割予定ライン２１に沿って変質層２１０が形成されている）を柔軟なゴムシート上に載置し、その上面をローラーによって押圧することによって、半導体ウエーハ２を変質層２１０が形成され強度が低下した分割予定ライン２１に沿って割断する方法を用いることができる。また、変質層２１０が形成され強度が低下した分割予定ライン２１に沿って例えば周波数が２８ｋＨｚ程度の縦波（疎密波）からなる超音波を作用せしめる方法や、変質層２１０が形成され強度が低下した分割予定ライン２１に沿って押圧部材を作用せしめる方法、或いは変質層２１０が形成され強度が低下した分割予定ライン２１に沿ってレーザー光線を照射してヒートショックを与える方法等を用いることができる。
【００２８】
上述した分割工程を実施したならば、個々に分割されたチップを裏面を上にして互いに間隔を設けて支持部材に配設するチップ支持工程を実施する。このチップ支持工程は、図示の実施形態においては先ず上記図１１の（ｂ）に示すように個々に分割されたチップ２２０を保持テープ３０の表面から剥離する。このとき、保持テープ３０に紫外線を照射することにより、保持テープ３０の表面に塗布されたアクリル樹脂系の糊は粘着力が低下するのでチップ２２０を容易に剥離することができる。次に、保持テープ３０の表面から剥離したチップ２２０を図１２に示すように支持部材７の表面に裏面２２０ｂを上にして互いに間隔Ｓを設けて配置する。なお、支持部材７は厚さが３ｍｍ程度のガラス板によって形成されており、その表面にアクリル樹脂系の糊が厚さが５μｍ程度塗布されている。この糊は紫外線等の外的刺激によって粘着力が低下する性質を有するものが用いられている。従って、支持部材７の表面に配置されたチップ２２０は、その表面２２０ａが貼着される。なお、半導体ウエーハ２を変質層２１０に沿って破断することによって分割されたチップ２２０の側面には、変質層２１０が残留している。
【００２９】
上述したチップ支持工程を実施したならば、支持部材７に互いに間隔Ｓを設けて配設されたチップ２２０の側面に残留している変質層２１０を除去する変質層除去工程を実施する。この変質層除去工程は、図示の実施形態においては、図１３に示すプラズマエッチング装置８によって実施する。図１３に示すプラズマエッチング装置８は、密閉空間８１ａを形成するハウジング８１を具備している。このハウジング８１は、底壁８１１と上壁８１２と左右側壁８１３、８１４と後側が側壁８１５および前側側壁（図示せず）とからなっており、右側側壁８１４には被加工物搬出入用の開口８１４ａが設けられている。開口８１４ａの外側には、開口８１４ａを開閉するためのゲート８２が上下方向に移動可能に配設されている。このゲート８２は、ゲート作動手段８３によって作動せしめられる。ゲート作動手段８３は、エアシリンダ８３１と該エアシリンダ８３１内に配設された図示しないピストンに連結されたピストンロッド８３２とからなっており、エアシリンダ８３１がブラケット８３３を介して上記ハウジング８１の底壁８１１に取り付けられており、ピストンロッド８３２の先端（図において上端）が上記ゲート８２に連結されている。このゲート作動手段８３によってゲート８２が開けられることにより、被加工物としての上記支持部材７の表面に互いに間隔を設けて配置されたチップ２２０を開口８１４ａを通して搬出入することができる。また、ハウジング８１を構成する底壁８１１には排気口８１１ａが設けられており、この排気口８１１ａがガス排出手段８４に接続されている。
【００３０】
上記ハウジング８１によって形成される密閉空間８１ａには、下部電極８５と上部電極８６が対向して配設されている。
下部電極８５は、導電性の材料によって形成されており、円盤状の被加工物保持部８５１と、該被加工物保持部８５１の下面中央部から突出して形成された円柱状の支持部８５２とからなっている。このように被加工物保持部８５１と円柱状の支持部８５２とから構成された下部電極８５は、支持部８５２がハウジング８１の底壁８１１に形成された穴８１１ｂを挿通して配設され、絶縁体８７を介して底壁８１１にシールされた状態で支持されている。このようにハウジング８１の底壁８１１に支持された下部電極８５は、支持部８５２を介して高周波電源８８に電気的に接続されている。
【００３１】
下部電極８５を構成する被加工物保持部８５１の上部には、上方が開放された円形状の嵌合凹部８５１ａが設けられており、該嵌合凹部８５１ａにポーラスセラミック材によって形成された円盤状の吸着保持部材８５３が嵌合される。嵌合凹部８５１ａにおける吸着保持部材８５３の下側に形成される室８５１ｂは、被加工物保持部８５１および支持部８５２に形成された連通路８５２ａによって吸引手段８９に連通されている。従って、吸着保持部材８５３上に被加工物を載置して吸引手段８９を作動して連通路８５２ａを負圧源に連通することにより室８５１ｂに負圧が作用し、吸着保持部材８５３上に載置された被加工物が吸引保持される。また、吸引手段８９を作動して連通路８５２ａを大気に開放することにより、吸着保持部材８５３上に吸引保持された被加工物の吸引保持が解除される。
【００３２】
下部電極８５を構成する被加工物保持部８５１の下部には、冷却通路８５１ｂが形成されている。この冷却通路８５１ｂの一端は支持部８５２に形成された冷媒導入通路８５２ｂに連通され、冷却通路８５１ｂの他端は支持部８５２に形成された冷媒排出通路８５２ｃに連通されている。冷媒導入通路８５２ｂおよび冷媒排出通路８５２ｃは、冷媒供給手段９０に連通されている。従って、冷媒供給手段９０が作動すると、冷媒が冷媒導入通路８５２ｂ、冷却通路８５１ｂおよび冷媒排出通路８５２ｃを通して循環せしめられる。この結果、後述するプラズマ処理時に発生する熱は下部電極８５から冷媒に伝達されるので、下部電極８５の異常昇温が防止される。
【００３３】
上記上部電極８６は、導電性の材料によって形成されており、円盤状のガス噴出部８６１と、該ガス噴出部８６１の上面中央部から突出して形成された円柱状の支持部８６２とからなっている。このようにガス噴出部８６１と円柱状の支持部８６２とからなる上部電極８６は、ガス噴出部８６１が下部電極８５を構成する被加工物保持部８５１と対向して配設され、支持部８６２がハウジング８１の上壁８１２に形成された穴８１２ａを挿通し、該穴８１２ａに装着されたシール部材９１によって上下方向に移動可能に支持されている。支持部８６２の上端部には作動部材８６３が取り付けられており、この作動部材８６３が昇降駆動手段９２に連結されている。なお、上部電極８６は、支持部８６２を介して接地されている。
【００３４】
上部電極８６を構成する円盤状のガス噴出部８６１には、下面に開口する複数の噴出口８６１ａが設けられている。この複数の噴出口８６１ａは、ガス噴出部８６１に形成された連通路８６１ｂおよび支持部８６２に形成された連通路８６２ａを介してガス供給手段９３に連通されている。ガス供給手段９３は、ＳＦ６、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６等のフッ素系ガスとヘリウム（Ｈｅ）を主体とするプラズマ発生用の混合ガスを供給する。
【００３５】
図示の実施形態におけるプラズマエッチング装置８は、上記ゲート作動手段８３、ガス排出手段８４、高周波電源８８、吸引手段８９、冷媒供給手段９０、昇降駆動手段９２、ガス供給手段９３等を制御する制御手段９４を具備している。この制御手段９４にはガス排出手段８４からハウジング８１によって形成される密閉空間８１ａ内の圧力に関するデータが、冷媒供給手段９０から冷媒温度（即ち電極温度）に関するデータが、ガス供給手段９３からガス流量に関するデータが入力され、これらのデータ等に基づいて制御手段９４は上記各手段に制御信号を出力する。
【００３６】
図示の実施形態におけるプラズマエッチング装置８は以上のように構成されており、以下上述したようにチップ支持工程が実施され支持部材７に互いに間隔Ｓを設けて配設されたチップ２２０をプラズマエッチングする例について説明する。
先ずゲート作動手段８３を作動してゲート８２を図１３において下方に移動せしめ、ハウジング８１の右側側壁８１４に設けられた開口８１４ａを開ける。次に、図示しない搬出入手段によって上述したようにチップ２２０を支持した支持部材７を開口８１４ａからハウジング８１によって形成される密閉空間８１ａに搬送し、下部電極８５を構成する被加工物保持部８５１の吸着保持部材８５３上に支持部材７側を載置する。このとき、昇降駆動手段９２を作動して上部電極８６を上昇せしめておく。そして、吸引手段８９を作動して上述したように室８５１ｂに負圧を作用することにより、吸着保持部材８５３上に載置された支持部材７は吸引保持される（図１４参照）。
【００３７】
表面にチップ２２０が配設された支持部材７が吸着保持部材８５３上に吸引保持されたならば、ゲート作動手段８３を作動してゲート８２を図１３において上方に移動せしめ、ハウジング８１の右側側壁８１４に設けられた開口８１４ａを閉じる。そして、昇降駆動手段９２を作動して上部電極８６を下降させ、図１４に示すように上部電極８６を構成するガス噴射部８６１の下面と下部電極８５を構成する被加工物保持部８５１に保持された支持部材７に支持されているチップ２２０の上面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（Ｄ）に位置付ける。なお、この電極間距離（Ｄ）は、図示の実施形態においては１０ｍｍに設定されている。
【００３８】
次に、ガス排出手段８４を作動してハウジング８１によって形成される密閉空間８１ａ内を真空排気する。密閉空間８１ａ内を真空排気したならば、ガス供給手段９３を作動にてフッ素系ガスとヘリウムとの混合ガスをプラズマ発生用ガスとして上部電極８６に供給する。ガス供給手段９３から供給された混合ガスは、支持部８６２に形成された連通路８６２ａおよびガス噴出部８６１に形成された連通路８６１ｂを通して複数の噴出口８６１ａから下部電極８５の吸着保持部材８５３上に保持された支持部材７の表面に配設されているチップ２２０に向けて噴出される。そして、密閉空間８１ａ内を所定のガス圧力に維持する。このように、プラズマ発生用の混合ガスを供給した状態で、高周波電源８８から下部電極８５と上部電極８６との間に高周波電圧を印加する。これにより、下部電極８５と上部電極８６との間の空間にプラズマが発生し、このプラズマにより生じる活性物質がチップ２２０の裏面および側面に作用するので、チップ２２０の裏面および側面がエッチングされる。この結果、上述した研磨加工によってチップ２２０の裏面に生じたマイクロクラックが除去されるとともに、上述した変質層形成工程において形成されチップ２２０の側面に残留している変質層２１０も除去される。
【実施例】
【００３９】
直径６インチ、厚さ５００μｍのシリコンウエーハを厚さ３００μｍになるまで研削した後、上述した変質層形成工程および分割工程を実施して縦（ａ）２ｍｍ、横（ｂ）２ｍｍ、厚さ（ｈ）３００μｍのチップを製作し、上述したプラズマエッチング装置によりＳＦ６＋Ｈｅを主成分とするエッチングガスを用いて３分間プラズマエッチングを実施した。このプラズマエッチングにおいては、チップ間の間隔Ｓを３５μｍ、２００μｍ、５００μｍ、１０００μｍのグループに分けてそれぞれ１００個実施した。そして、図１５に示すようにチップ２２０を一定距離（Ｌ）に配置された一対の支点ロールＡ、Ａ上に載置し、このチップ２２０の支点ロール間の中央の一点に押圧ロールＢを載置して、この押圧ロールＢに荷重Ｐをかける３点曲げ試験を行い、抗折強度を調べた。
チップの内部に生じる内部応力（σ）は、抗折強度と呼ばれ、次式で表される。
σ＝３ＰＬ／２ｂｈ２ 
ここで、Ｐは破断荷重、ｂ、ｈ、Ｌの単位はｍｍ、Ｐの単位はニュートン（Ｎ）、σの単位はメガパスカル（ＭＰａ）である。
上述した各グループのチップ１００個について３点曲げ試験を行い、半導体チップが破断した時点における破断荷重Ｐに基づいて上記式を用いて抗折強度を算出し、その平均値を求めた。その結果、抗折強度（平均値）は、図１６に示すようにチップ間の間隔Ｓを３５μｍにしてプラズマエッチングしたチップが６８０メガパスカル（ＭＰａ）、チップ間の間隔Ｓを２００μｍにしてプラズマエッチングしたチップが９００メガパスカル（ＭＰａ）、チップ間の間隔Ｓを５００μｍにしてプラズマエッチングしたチップが１０２０メガパスカル（ＭＰａ）、チップ間の間隔Ｓを１０００μｍにしてプラズマエッチングしたチップが１１９０メガパスカル（ＭＰａ）であった。
なお、図１６に示す比較例は、上述したプラズマエッチングを実施する前のチップ１００個について、上述した３点曲げ試験を行い、チップが破断した時点における破断荷重Ｐに基づいて上記式を用いて抗折強度を算出し、その平均値を求めたものである。その結果、抗折強度（平均値）は、図１６に示すように３００メガパスカル（ＭＰａ）であった。
【００４０】
以上のように、上述したプラズマエッチングを実施することによりチップの抗折強度が向上することが判る。そして、チップ間の間隔Ｓを大きくしてプラズマエッチングを実施することにより、プラズマ放電により生じる活性物質をチップの側面にも十分に作用させることができ、チップの側面に形成されている変質領域を除去できることが判る。
【００４１】
次に、チップ間に間隔を設けた状態でプラズマエッチングを実施する他の実施形態について説明する。この実施形態においては、図１７に示すように上記プラズマエッチング装置８の下部電極８５に上記分割装置６を組み合わせた構成とする。即ち、プラズマエッチング装置８の底壁８１１上に分割装置６が下部電極８５を包囲して配設されている。そして、上述した図９に示すように半導体ウエーハ２（分割予定ライン２１に沿って変質層２１０が形成されている）を保持テープ３０を介して支持した環状のフレーム３を、図１８の（ａ）に示すようにフレーム保持手段６１を構成するフレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に載置し、クランプ機構６１２によってフレーム保持部材６１１に固定する。このとき、フレーム保持部材６１１は図１８の（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。次に、テープ拡張手段６２を構成する支持手段６３としての複数のエアシリンダ６３１を作動して、環状のフレーム保持部材６１１を図１８の（ｂ）に示す拡張位置に下降せしめる。従って、フレーム保持部材６１１の載置面６１１ａ上に固定されている保持フレーム３０も下降するため、図１８の（ｂ）に示すように環状のフレーム３に装着された保持テープ３０は拡張ドラム７２１の上端縁に当接して拡張せしめられる（テープ拡張工程）。この結果、保持テープ３０に貼着されている半導体ウエーハ２は放射状に引張力が作用する。このように半導体ウエーハ２に放射状に引張力が作用すると、各分割予定ライン２１に沿って形成された変質層２１０は強度が低下せしめられているので、半導体ウエーハ２は変質層２１０に沿って破断され個々の半導体チップ２２０に分割される。そして、半導体チップ２２０間には互いに隙間Ｓが形成される。このように図１７および図１８に示す実施形態においては、テープ拡張工程を実施することにより、ウエーハを分割予定ラインに沿って個々のチップに分割する分割工程が実施されるとともに各チップ間に隙間Ｓが形成される。なお、テープ拡張工程を実施する前に上述した分割工程を実施しておいてもよい。
【００４２】
上述したテープ拡張工程を実施したならば、図１３に示す吸引手段８９を作動して吸着保持部材８５３上に上述したように互いに間隔Ｓが設けられた半導体チップ２２０を貼着している保持テープ３０を吸引保持する。そして上述したプラズマエッチング処理による変質層除去工程を実施する。
【００４３】
以上、本発明を図示の実施形態の基づいて説明したが、本発明は実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で種々の変形は可能である。例えば上記変質層除去工程はプラズマエッチング（ドライエッチング）する例を示したが、変質層除去工程としてはウエットエッチングしてもよく、また、化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法によって分割される半導体ウエーハの斜視図。
【図２】図１に示す半導体ウエーハの表面を環状のフレームに装着された保持テープに貼着した状態を示す斜視図。
【図３】本発明によるウエーハの裏面を研磨工程を示す説明図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法における変質層形成工程を実施するレーザー加工装置の要部斜視図。
【図５】図４に示すレーザー加工装置に装備されるレーザ光線照射手段の構成を簡略に示すブロック図。
【図６】パルスレーザー光線の集光スポット径を説明するための簡略図。
【図７】本発明によるウエーハの加工方法における変質層形成行程の説明図。
【図８】図７に示す変質層形成行程においてウエーハの内部に変質層を積層して形成した状態を示す説明図。
【図９】本発明によるウエーハの加工方法における変質層形成行程が実施されたウエーハの斜視図。
【図１０】本発明によるウエーハの加工方法における分割工程を実施する分割装置の一実施形態を示す斜視図。
【図１１】本発明によるウエーハの加工方法における分割工程の説明図。
【図１２】本発明によるウエーハの加工方法におけるチップ支持工程が実施され個々の分割されたチップが裏面を上にして互いに間隔を設けて支持部材に配設された状態を示す斜視図。
【図１３】本発明によるウエーハの加工方法における変質層除去工程を実施するためのプラズマエッチング装置の断面図。
【図１４】図１３に示すプラズマエッチング装置の下部電極を構成する被加工物保持部上にチップが配設された支持部材を載置した状態を示す断面図。
【図１５】３点曲げ試験の説明図。
【図１６】本発明によるウエーハの加工方法によって分割されたチップの抗折強度を示す図。
【図１７】チップ間に間隔を設けた状態でプラズマエッチングを実施するプラズマエッチング装置の要部断面図。
【図１８】図１７に示すプラズマエッチング装置において本発明によるウエーハの加工方法におけるテープ拡張工程を実施する状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００４５】
２：半導体ウエーハ
２１：分割予定ライン
２２：回路
２１０：変質層
２２０：半導体チップ
３：環状のフレーム
３０：ダイシングテープ
４：研磨装置
４１：研磨装置のチャックテーブル
４３：研磨工具
５：レーザー加工装置
５１：レーザー加工装置のチャックテーブル
５１：レーザー光線照射手段
５３：撮像手段
６：分割装置
６１：フレーム保持手段
６２：テープ拡張手段
６３：支持手段
７：支持部材
８：プラズマエッチング装置
８１：ハウジング
８２：ゲート
８３：ゲート作動手段
８４：排出手段
８５：下部電極
８６：上部電極
８８：高周波電源
８９：吸引手段
９０：冷媒供給手段
９２：昇降駆動手段
９３：ガス供給手段
９４：制御手段
【図１】
2005252126.tif 000003
【図２】
2005252126.tif 000004
【図３】
2005252126.tif 000005
【図４】
2005252126.tif 000006
【図５】
2005252126.tif 000007
【図６】
2005252126.tif 000008
【図７】
2005252126.tif 000009
【図８】
2005252126.tif 000010
【図９】
2005252126.tif 000011
【図１０】
2005252126.tif 000012
【図１１】
2005252126.tif 000013
【図１２】
2005252126.tif 000014
【図１３】
2005252126.tif 000015
【図１４】
2005252126.tif 000016
【図１５】
2005252126.tif 000017
【図１６】
2005252126.tif 000018
【図１７】
2005252126.tif 000019
【図１８】
2005252126.tif 000020