(57)【要約】      （修正有）【課題】薄葉化ウェーハの電気的不良の発生を少なくしつつウェーハを加工する。【解決手段】表面２９に複数の半導体素子１０が形成されたウェーハ裏面２１を研削し、研削作用により形成された研削面２２を研磨し、プラズマ室３１内における所定の気体雰囲気で研磨作用により形成された研磨面２３に対するプラズマ処理を行って、研磨面に酸化膜２５を形成するようにしたウェーハ加工方法、および研磨まで終了したウェーハについてプラズマ室内における第一の気体（ＣＦ4またはＳＦ6）雰囲気で研磨作用により形成された研磨面２２に対する第一のプラズマ処理を行って、研磨面２２を洗浄するようにし、プラズマ室内における第二の気体（Ｏ2）雰囲気で洗浄後の研磨面２３に対する第二のプラズマ処理を行って、研磨面２３に酸化膜２５を形成するようにしたウェーハ加工方法、ならびにこれら方法を実施するウェーハ加工装置が提供される。【選択図】図２
2005166925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削し、
前記研削作用により形成された研削面を研磨し、
プラズマ室内における所定の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対するプラズマ処理を行って、前記研磨面に酸化膜を形成するようにしたウェーハ加工方法。
【請求項２】
表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削し、
前記研削作用により形成された研削面を研磨し、
プラズマ室内における第一の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対する第一のプラズマ処理を行って、前記研磨面を洗浄するようにし、
前記プラズマ室内における第二の気体雰囲気下において前記洗浄後の前記研磨面に対する第二のプラズマ処理を行って、前記研磨面に酸化膜を形成するようにしたウェーハ加工方法。
【請求項３】
表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削し、
前記研削作用により形成された研削面を研磨し、
プラズマ室内における所定の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対するプラズマ処理を行って、前記研磨面を面粗しするようにしたウェーハ加工方法。
【請求項４】
さらに、ＤＡＦテープおよび／またはダイシングテープを前記ウェーハ裏面に貼付ることを含む請求項１から３のいずれか一項に記載のウェーハ加工装置。
【請求項５】
表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削する研削手段と、
前記研削手段により形成された研削面を研磨する研磨手段と、
プラズマ室内における所定の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対するプラズマ処理を行って、前記研磨面に酸化膜を形成するプラズマ処理手段とを具備するウェーハ加工装置。
【請求項６】
表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削する研削手段と、
前記研削手段により形成された研削面を研磨する研磨手段と、
プラズマ室内における第一の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対する第一のプラズマ処理を行って前記研磨面を洗浄した後に、前記プラズマ室内における第二の気体雰囲気下において前記洗浄後の前記研磨面に対する第二のプラズマ処理を行って前記研磨面に酸化膜を形成するプラズマ処理手段とを具備するウェーハ加工装置。
【請求項７】
表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削する研削手段と、
前記研削作用により形成された研削面を研磨する研磨手段と、
プラズマ室内における所定の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対するプラズマ処理を行って、前記研磨面を面粗しするようにしたプラズマ処理手段とを具備するウェーハ加工装置。
【請求項８】
さらに、ＤＡＦテープおよび／またはダイシングテープを前記ウェーハ裏面に貼付る貼付手段を具備する請求項５から７のいずれか一項に記載のウェーハ加工装置。
【請求項９】
表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削すると共に研削作用により生じた研削面を研磨する研削兼研磨手段と、
プラズマ室内における所定の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対するプラズマ処理を行って、前記研磨面に酸化膜を形成するプラズマ処理手段と、
ＤＡＦテープおよび／またはダイシングテープを前記ウェーハ裏面に貼付る貼付手段と、
ＤＡＦテープおよび／またはダイシングテープもしくはこれらのリリースを前記ウェーハ裏面から剥離する剥離手段とを具備し、
前記研削兼研磨手段と前記プラズマ処理手段と前記貼付手段と前記剥離手段とが一体化されており、これら研削兼研磨手段と前記プラズマ処理手段と前記貼付手段と前記剥離手段との間で前記ウェーハを移送操作することのできるウェーハ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体を製造する際にウェーハを加工するウェーハ加工方法およびウェーハ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造分野においてはウェーハが年々大型化する傾向にあり、また、実装密度を高めるためにウェーハの薄葉化が進んでいる。ウェーハを薄葉化するために、素子が形成されたウェーハの表面に表面保護テープを貼り付け、ウェーハの表面を吸着させた状態でウェーハの裏面を研削するバックグラインドが行われている。ところが、ウェーハが薄葉化するにつれてハンドリングが困難になると共に個片化された後のチップ実装で信頼性が低下するので、バックグラインドを行った後の研削面（裏面）をポリッシュ（研磨）し、これによりバックグラインド時に生じた研削面の破砕層などを除去するようにしている。
【０００３】
また、半導体製造時にはウェーハに対してプラズマ処理が行われる場合がある。特許文献１から特許文献１６には半導体製造時に用いられる種々のプラズマ装置またはプラズマ処理されるべきウェーハの処理などが開示されている。
【特許文献１】特開平５−１８２９３５号公報
【特許文献２】特開平５−２９９３８５号公報
【特許文献３】特開平８−１６７５９５号公報
【特許文献４】特開平９−２９３８７６号公報
【特許文献５】特開平１１−２６０７９３号公報
【特許文献６】国際公開第ＷＯ９８／３３３６２号
【特許文献７】特開２０００−２１６１４０号公報
【特許文献８】特開２００１−１２７０１６号公報
【特許文献９】特開２００１−１６０５５１号公報
【特許文献１０】特開２００２−２８９８１８号公報
【特許文献１１】特公平７−１１１９６５号公報
【特許文献１２】特許第２５３４０９８号明細書
【特許文献１３】特許第２５９４４４８号明細書
【特許文献１４】特許第２６７３５２６号明細書
【特許文献１５】特許第３０９３４４５号明細書
【特許文献１６】特許第３２３１２０２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、通常はウェーハのクリーン度を高めるために、例えばウェーハの裏面に重金属汚染元素を集中させるサイトを形成することにより、ウェーハ表面のデバイス活性領域のクリーン度を保つゲッタリング法が採用されている。しかしながら、前述したようにウェーハを薄葉化する場合には、研削工程の後研削で生じたダメージ層を除去する工程が必要となり、ゲッタリング効果が望めなくなり、イオンコンタミネーションが生じる場合がある。特に近年ではウェーハをこれまでよりもさらに薄葉化することが要望されており、このような要望下では、ゲッタリング効果を得ること自体が困難となって、製造後の半導体装置がイオンコンタミネーションなどにより電気的不良となる可能性が高い。
【０００５】
また、ウェーハをダイシングする際にはウェーハの裏面にダイシングテープを貼付け、ダイシングソーをウェーハ表面からダイシングテープの途中まで進入させるのみとしてダイシングテープを残すことにより、分離したダイが飛散するのを防止している。しかしながら、ポリッシュ直後のウェーハの研磨面にダイシングテープを直接的に貼付ける場合には、この研磨面が活性化しているためにダイシングテープと研磨面との間の密着力が増している。このため、ダイボンディング時にダイをダイシングテープからピックアップするのが困難になるという問題がある。
【０００６】
さらに、ウェーハの洗浄が不十分である場合には、厚みバラツキの大きい自然酸化膜がウェーハ裏面に部分的に形成されるので、後工程の成膜工程においてこれら自然酸化膜のためにウェーハ裏面が斑模様となる可能性もある。このような場合には単に見た目の問題だけでなく、半導体装置の電気的特性に変化を与えることにもなりかねない。
【０００７】
さらに、ディスクリート等のデバイスをウェーハから形成する場合には優れた厚み均一性得るためにポリッシュ工程を採用するのが好ましいが、ポリッシュ工程後のウェーハ裏面が必要以上に平坦となるために、後工程のメタライジング工程において金属皮膜をウェーハの研磨面に被覆するときに、金属皮膜とウェーハの研磨面との間の密着力が低下して金属皮膜が剥離することがありうる。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、特に薄葉化されたウェーハであっても電気的不良の発生を少なくしつつウェーハを加工することのできるウェーハ加工方法およびこの方法を実施するウェーハ加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するために１番目に記載の発明によれば、表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削し、前記研削作用により形成された研削面を研磨し、プラズマ室内における所定の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対するプラズマ処理を行って、前記研磨面に酸化膜を形成するようにしたウェーハ加工方法が提供される。
【００１０】
すなわち１番目の発明においては、ウェーハ裏面側の研磨面に酸化膜が形成されるので、イオンコンタミネーションの発生を避けることができ、従って、薄葉化されたウェーハであっても電気的不良の発生を少なくしつつウェーハを加工するのが可能となる。また、研磨工程の直後にプラズマ処理を行うことができるので、研磨部からプラズマ処理部までの搬送が必要な場合のように汚染雰囲気からコンタミが混入することを避けられ、これにより電気的不良の発生をさらに少なくできる。さらに、１番目の発明においては、酸化膜を形成しているので、ダイシングテープを貼付けたとしてもダイシングテープとウェーハとの間の密着力が極端に大きくなることはなく、従って、ダイのピックアップが困難になるのを避けることもできる。また１番目の発明においては酸化膜をウェーハ全体に形成できるために、後工程の成膜時にウェーハが斑模様となるのを避けることも可能となる。なお、酸化膜を形成するプラズマ処理時にはプラズマ室内に酸素を供給して酸素雰囲気にしている。
【００１１】
２番目の発明によれば、表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削し、前記研削作用により形成された研削面を研磨し、プラズマ室内における第一の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対する第一のプラズマ処理を行って、前記研磨面を洗浄するようにし、前記プラズマ室内における第二の気体雰囲気下において前記洗浄後の前記研磨面に対する第二のプラズマ処理を行って、前記研磨面に酸化膜を形成するようにしたウェーハ加工方法が提供される。
【００１２】
すなわち２番目の発明においては、ウェーハ裏面側の研磨面に酸化膜が形成されるので、イオンコンタミネーションの発生を避けることができ、また、この場合には洗浄後に酸化膜を形成しているので、酸化膜はより均一かつ良好となり、これにより、薄葉化されたウェーハであっても電気的不良の発生をさらに少なくしつつウェーハを加工するのが可能となる。また、研磨工程の直後に第一および第二のプラズマ処理を行うと共にこれらプラズマ処理を同一のプラズマ室内で行うことができるので、研磨部から第一のプラズマ処理部までの搬送が必要な場合および第一のプラズマ処理部から第二のプラズマ処理部までの搬送が必要な場合のように汚染雰囲気からコンタミが混入することを避けられ、これにより電気的不良の発生をさらに少なくできる。さらに、２番目の発明においては、酸化膜を形成しているので、ダイシングテープを貼付けたとしてもダイシングテープとウェーハとの間の密着力が極端に大きくなることはなく、従って、ダイのピックアップが困難になるのを避けることもできる。また２番目の発明においては酸化膜をウェーハ全体に形成しているために、後工程の成膜時にウェーハが斑模様となるのを避けることも可能となる。なお、洗浄を行う第一のプラズマ処理時にはプラズマ室内に四フッ化炭素（ＣＦ4）または六フッ化硫黄（ＳＦ6）を供給してＣＦ4雰囲気またはＳＦ6雰囲気にすると共に、酸化膜を形成する第二のプラズマ処理時には同一のプラズマ室内に酸素を供給して酸素雰囲気にしている。
【００１３】
３番目の発明によれば、表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削し、前記研削作用により形成された研削面を研磨し、プラズマ室内における所定の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対するプラズマ処理を行って、前記研磨面を面粗しするようにしたウェーハ加工方法が提供される。
【００１４】
すなわち３番目の発明においては、ウェーハ裏面をプラズマ処理により適切に面粗ししているので、後工程のメタライジング工程において被覆した金属皮膜が面粗しした箇所に食い込むようになるので、薄葉化されたウェーハにおいてもこの金属被覆が剥離するのを防止できる。なお、面粗し行うプラズマ処理時にはプラズマ室内に四フッ化炭素（ＣＦ4）または六フッ化硫黄（ＳＦ6）を供給してＣＦ4雰囲気またはＳＦ6雰囲気にしている。
【００１５】
４番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明において、さらに、ダイアタッチフィルムテープ（以下「ＤＡＦテープ」と適宜称する）および／またはダイシングテープを前記ウェーハ裏面に貼付ることを含む。
すなわち４番目の発明においては、後工程におけるＤＡＦテープ貼付工程およびダイシングテープ貼付工程を適宜組み合わせることにより、これらを含んだ全ての工程を一括して時間管理できるようになる。
【００１６】
５番目の発明によれば、表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削する研削手段と、前記研削手段により形成された研削面を研磨する研磨手段と、プラズマ室内における所定の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対するプラズマ処理を行って、前記研磨面に酸化膜を形成するプラズマ処理手段とを具備するウェーハ加工装置が提供される。
【００１７】
すなわち５番目の発明においては、ウェーハ裏面側の研磨面に酸化膜が形成されるので、イオンコンタミネーションの発生を避けることができ、従って、薄葉化されたウェーハであっても電気的不良の発生を少なくしつつウェーハを加工するのが可能となる。また、研磨工程の直後にプラズマ処理を行うことができるので、研磨部からプラズマ処理部までの搬送が必要な場合のように汚染雰囲気からコンタミが混入することを避けられ、これにより電気的不良の発生をさらに少なくできる。さらに、５番目の発明においては、酸化膜を形成しているので、ダイシングテープを貼付けたとしてもダイシングテープとウェーハとの間の密着力が極端に大きくなることはなく、従って、ダイのピックアップが困難になるのを避けることもできる。また５番目の発明においては酸化膜をウェーハ全体に形成できるために、後工程の成膜時にウェーハが斑模様となるのを避けることも可能となる。なお、酸化膜を形成するプラズマ処理時にはプラズマ室内に酸素を供給して酸素雰囲気にしている。
【００１８】
６番目の発明によれば、表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削する研削手段と、前記研削手段により形成された研削面を研磨する研磨手段と、プラズマ室内における第一の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対する第一のプラズマ処理を行って前記研磨面を洗浄した後に、前記プラズマ室内における第二の気体雰囲気下において前記洗浄後の前記研磨面に対する第二のプラズマ処理を行って前記研磨面に酸化膜を形成するプラズマ処理手段とを具備するウェーハ加工装置が提供される。
【００１９】
すなわち６番目の発明においては、ウェーハ裏面側の研磨面に酸化膜が形成されるので、イオンコンタミネーションの発生を避けることができ、また、この場合には洗浄後に酸化膜を形成しているので、酸化膜はより均一かつ良好となり、これにより、薄葉化されたウェーハであっても電気的不良の発生をさらに少なくしつつウェーハを加工するのが可能となる。また、研磨工程の直後に第一および第二のプラズマ処理を行うと共にこれらプラズマ処理を同一のプラズマ室内で行うことができるので、研磨部から第一のプラズマ処理部までの搬送が必要な場合および第一のプラズマ処理部から第二のプラズマ処理部までの搬送が必要な場合のように汚染雰囲気からコンタミが混入することを避けられ、これにより電気的不良の発生をさらに少なくできる。さらに、６番目の発明においては、酸化膜を形成しているので、ダイシングテープを貼付けたとしてもダイシングテープとウェーハとの間の密着力が極端に大きくなることはなく、従って、ダイのピックアップが困難になるのを避けることもできる。また６番目の発明においては酸化膜をウェーハ全体に形成しているために、後工程の成膜時にウェーハが斑模様となるのを避けることも可能となる。なお、洗浄を行う第一のプラズマ処理時にはプラズマ室内に四フッ化炭素（ＣＦ4）または六フッ化硫黄（ＳＦ6）を供給してＣＦ4雰囲気またはＳＦ6雰囲気にすると共に、酸化膜を形成する第二のプラズマ処理時には同一のプラズマ室内に酸素を供給して酸素雰囲気にしている。
【００２０】
７番目の発明によれば、表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削する研削手段と、前記研削作用により形成された研削面を研磨する研磨手段と、プラズマ室内における所定の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対するプラズマ処理を行って、前記研磨面を面粗しするようにしたプラズマ処理手段とを具備するウェーハ加工装置が提供される。
【００２１】
すなわち７番目の発明においては、ウェーハ裏面をプラズマ処理により適切に面粗ししているので、後工程のメタライジング工程において被覆した金属皮膜が面粗しした箇所に食い込むようになるので、薄葉化されたウェーハにおいてもこの金属被覆が剥離するのを防止できる。なお、面粗し行うプラズマ処理時にはプラズマ室内に四フッ化炭素（ＣＦ4）または六フッ化硫黄（ＳＦ6）を供給してＣＦ4雰囲気またはＳＦ6雰囲気にしている。
【００２２】
８番目の発明によれば、５番目から７番目のいずれかの発明において、さらに、ＤＡＦテープおよび／またはダイシングテープを前記ウェーハ裏面に貼付る貼付手段を具備する。
すなわち８番目の発明においては、後工程におけるＤＡＦテープ貼付工程およびダイシングテープ貼付工程を適宜組み合わせることにより、これらを含んだ全ての工程を一括して時間管理できるようになる。
【００２３】
９番目に記載の発明によれば、表面に複数の半導体素子が形成されたウェーハ裏面を研削すると共に研削作用により生じた研削面を研磨する研削兼研磨手段と、プラズマ室内における所定の気体雰囲気下において前記研磨作用により形成された研磨面に対するプラズマ処理を行って、前記研磨面に酸化膜を形成するプラズマ処理手段と、ＤＡＦテープおよび／またはダイシングテープを前記ウェーハ裏面に貼付る貼付手段と、ＤＡＦテープおよび／またはダイシングテープもしくはこれらのリリースを前記ウェーハ裏面から剥離する剥離手段とを具備し、前記研削兼研磨手段と前記プラズマ処理手段と前記貼付手段と前記剥離手段とが一体化されており、これら研削兼研磨手段と前記プラズマ処理手段と前記貼付手段と前記剥離手段との間で前記ウェーハを移送操作することのできるウェーハ加工装置が提供される。
【００２４】
すなわち９番目に記載の発明においては、研削兼研磨手段における研削作用および研磨作用、プラズマ処理手段におけるプラズマ処理作用、貼付手段による貼付作用ならびに剥離手段による剥離作用の全てを一括して時間管理できるようになる。
【発明の効果】
【００２５】
各発明によれば、薄葉化されたウェーハであっても電気的不良の発生を少なくしつつウェーハを加工することができるという共通の効果を奏しうる。
【００２６】
さらに、２番目の発明によれば、電気的不良の発生をさらに少なくしつつウェーハを加工することができるという効果を奏しうる。
さらに、３番目の発明によれば、メタライジング時に形成される金属被覆が剥離するのを防止という効果を奏しうる。
さらに、４番目の発明によれば、ＤＡＦテープ貼付工程およびダイシングテープ貼付工程を含んだ全ての工程を一括して時間管理できることができるという効果を奏しうる。
さらに、６番目の発明によれば、電気的不良の発生をさらに少なくしつつウェーハを加工することができるという効果を奏しうる。
さらに、７番目の発明によれば、メタライジング時に形成される金属被覆が剥離するのを防止という効果を奏しうる。
さらに、８番目の発明によれば、ＤＡＦテープ貼付工程およびダイシングテープ貼付工程を含んだ全ての工程を一括して時間管理できることができるという効果を奏しうる。
さらに、９番目の発明によれば、研削兼研磨手段における研削作用および研磨作用、プラズマ処理手段におけるプラズマ処理作用、貼付手段による貼付作用ならびに剥離手段による剥離作用の全てを一括して時間管理できるようになるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は、本発明に基づくウェーハ加工装置の概略図である。図１に示されるように、ウェーハ加工装置は、ウェーハの表面、特にウェーハの裏面を研削および研磨することのできる研削兼研磨部（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ａｎｄ  ｇｒｉｎｄｉｎｇ  ｍａｃｈｉｎｅ）１００を含んでいる。さらに、図示されるように、研削兼研磨部１００に隣接してプラズマ処理部２００が配置されている。プラズマ処理部２００おいては、研削兼研磨部１００において研削および研磨されたウェーハに対して所望のプラズマ処理を行えるようになっている。なお、詳細に後述するプラズマ処理部２００は研削兼研磨部１００と一体的に形成されていてもよい。いずれの場合であっても、研削兼研磨部１００における研削および研磨作用とプラズマ処理部２００におけるプラズマ処理作用とをインライン化して連続的に行うことができる。
【００２８】
図２は、本発明に基づくウェーハ加工方法を示す工程図であり、図１および図２を参照しつつ、本発明のウェーハ加工方法を説明する。図２（ａ）においては、複数の半導体素子１０が厚さＬ０を有するウェーハ２０、例えばシリコン・ウェーハの表面（パターン形成面）２９に形成されており、これら半導体素子１０はパターン形成面２９上において互いに等間隔に整列されている。
【００２９】
次いで、図２（ｂ）に示されるように、保持層形成装置（図示しない）によって、複数の半導体素子１０を保持するのに適した保持層４０をウェーハ２０のパターン形成面２９（表面）に形成する。保持層４０は例えばラミネート装置により粘着性の樹脂製フィルムをパターン形成面に付加するか、または液状樹脂をパターン形成面に塗布することにより形成される。後述するように、保持層４０は研削時および研磨時などにパターン形成面２９の半導体素子１０を保護する役目を果たす。
【００３０】
次いで、このような状態のウェーハ２０を図１に示されるウェーハ加工装置の研削兼研磨部１００に導入する。ウェーハ２０は半導体素子１０が形成されていない裏面２１を上方に向けた状態で図示しない吸着テーブルなどに保持される。次いで、図２（ｃ）から分かるように、半導体素子１０が形成されていないウェーハ２０の裏面２１を研削兼研磨部１００の研削部（図示しない）により研削する。このようにウェーハの裏面を研削することをバックグラインダと呼ぶ。本発明における研削作用は、パターン形成面を下方に向けた状態で回転可能な吸着チャック（図示しない）上にウェーハ２０を吸着させ、ウェーハ２０の裏面２１上に研削装置を下降させることにより研削を行うインフィード方式である。当然のことながら、他の研削方式、例えばテーブル上において複数の基板を回転運動させつつ研削装置を回転させるクリープフィード方式を採用することもできる。保持層４０が半導体素子１０と吸着チャックの吸着面との間に介在しているので、ウェーハ２０のパターン形成面２９、従って半導体素子１０が吸着チャックに直接的に接触せず、従って、半導体素子１０を保護することができる。図２（ｃ）に示されるように、研削装置によってウェーハ２０を裏面２１からパターン形成面２９に向かってウェーハ２０の裏面２１から厚さＬ１だけ研削し、これによりウェーハ２０を薄葉化している。ウェーハ２０の裏面２１を研削することにより形成された研削面２２（裏面）には加工変質層、すなわち脆性破壊層が生じている。
【００３１】
次いで、ウェーハ２０を洗浄した後、図２（ｃ）および図２（ｄ）から分かるように、ウェーハ２０の研削面２２を研磨することによりウェーハ２０を厚さＬ２だけさらに除去する。本発明においては、化学研磨剤を含有する研磨加工液を用いる研磨装置による研磨方式を採用している。図示されるように厚さＬ１よりも薄い厚さＬ２だけ基板を研磨することにより、研削面２２に存在していた脆性破壊層が除去されるので、半導体装置１１の実装時における密着性を高めると共に半導体装置の強度を高めることができる。なお、理解を容易にするために図２においては厚さＬ１および厚さＬ２を比較的小さい寸法で描いているが、実際には図２（ｃ）および図２（ｄ）に示される研削作用および研磨作用後のウェーハ２０の研磨面２３は、通常の使用であればイオンコンタミネーションが発生しうる程度にパターン形成面２９に接近しているものとする。
【００３２】
再び図１を参照して、研削兼研磨部１００において研削作用および研磨作用が完了したウェーハ２０を図示しないローダなどによってプラズマ処理部２００に搬送する。図示されるように、本発明においてはプラズマ処理部２００は研削兼研磨部１００に隣接して配置されているかまたは研削兼研磨部１００と一体的に形成されているので、研削兼研磨部１００からプラズマ処理部２００への搬送時にウェーハ２０が汚染環境下に晒されることはない。このため、汚染環境からのコンタミの混入によって最終的な半導体素子が電気的不良になるのを低減することができる。
【００３３】
図３は、本発明に基づくウェーハ加工装置におけるプラズマ処理部の略断面図である。図３に示されるように、プラズマ処理部２００はプラズマ処理が実際に行われるプラズマ室３１を含んでいる。プラズマ室３１の内部空間３２の上方には多孔性材料から形成される上方平板電極３４が設けられている。さらにプラズマ室３１の内部空間３２の下方には上方平板電極３４に対向して配置された下方平板電極３３が設けられている。図示されるように上方平板電極３４は電源３５に接続されており、下方平板電極３３は接地されている。このため、これら平板電極３４、３３間に電源３５からの所望の電圧を印加することができる。さらに、四フッ化炭素（ＣＦ4）または六フッ化硫黄（ＳＦ6）のうちの一方を含んだ源４１が配管４７を介して平板電極３４に接続されている。同様に、不活性ガス、例えばヘリウム（Ｈｅ）を含んだ源４２が配管４８を介して平板電極３４に接続されており、酸素（Ｏ2）を含んだ源４３が配管４９を介して平板電極３４に接続されている。図示されるように、これら配管４７、４８、４９には開閉弁４４、４５、４６それぞれ設けられており、必要に応じて各源４１、４２、４３内の気体を平板電極３４からプラズマ室３１の内部空間３２に供給できるようになっている。これら開閉弁４４、４５、４６は通常は閉鎖しているものとする。なお、源４１には、ＣＦ４およびＳＦ6以外のフッ素系ガスやＢｒ2、ＨＢｒなどを採用することもできる。さらにプラズマ室３１の下方付近から延びる排気管３７がポンプ３８に接続されており、この排気管３７にも開閉弁３６が設けられている。
【００３４】
研削兼研磨部１００において研削処理および研磨処理されたウェーハ２０はプラズマ室３１の図示しない入口部から搬入され、研磨面２３を上方に向けた状態で下方平板電極３３上に設置される。次いで、入口部は密封閉鎖される。開閉弁３６を開放しつつポンプ３８を駆動させることによりプラズマ室３１の内部空間３２の気体を排気管３７から排出して減圧する。次いで、開閉弁４４を開放して、ＣＦ4またはＳＦ6を配管４７に通して平板電極３４からプラズマ室３１の内部空間３２に供給する。そして、プラズマ室３１内をわずかながら減圧した状態で、電源３５によって下方平板電極３３と上方平板電極３４との間に電圧を印加する。プラズマ室３１内に供給されたＣＦ4またはＳＦ6は反応性ガスとしての役目を果たすので、プラズマ室３１の内部空間３２にはプラズマが形成されるようになる。なお、このプラズマは温度が約６０℃から約９０℃程度の低温プラズマであるので、ウェーハ２０の保持層４０が損傷することはない。プラズマは上方平板電極３４からのＣＦ4またはＳＦ6のガスの流れによってウェーハ２０の研磨面２３に衝突し、研磨面２３がプラズマ処理される。例えば、反応性ガスとしてＣＦ4を採用した場合には、ＣＦ4が三フッ化炭素（ＣＦ3）とフッ素（Ｆ）とに分解し、このうちのＦがシリコン製ウェーハ２０の研磨面２３に吸着する。そして、ウェーハ２０表面においてはウェーハ２０のシリコン（Ｓｉ）とＦとが反応して四フッ化珪素（ＳｉＦ4）となり、ウェーハ２０の研磨面２３から離脱する。このため、ウェーハ２０の裏面は例えば約２０Åから約４０Åだけ剥離されて、ウェーハ２０の新生面が析出するようになる。ＳＦ6等を反応性ガスとして採用した場合も概ね同様である。従って、このようなプラズマ処理によって研磨面２３を洗浄したのと同様な効果を得ることができる。なお、ＣＦ4またはＳＦ6と共に二酸化窒素ＮＯ2をプラズマ室３１に適宜供給するようにしてもよく、これによりプラズマ処理を用いた洗浄作用を効率的に行うことができる。
【００３５】
所定の時間にわたってプラズマ処理した後に、開閉弁４４を閉鎖して開閉弁３６を再び開放しつつポンプ３８を駆動させることにより、内部空間３２内の気体、つまりＣＦ4またはＳＦ6等を排気する。次いで、開閉弁３６を閉鎖しつつ開閉弁４５を開放することにより、源４２内の不活性ガス、例えばヘリウムを配管４８に通して上方平板電極３４からプラズマ室３１の内部空間３２に供給する。一旦、プラズマ室３１の内部空間３２をヘリウムで充填した後に、開閉弁４５を閉鎖しつつ開閉弁３６を開放し、このヘリウムを排出する。これにより、プラズマ室３１の内部空間３２におけるＣＦ4またはＳＦ6等の残存気体がほぼ完全に排出され、プラズマ室３１の内部空間３２のクリーニングを行うことができる。
【００３６】
次いで、開閉弁３６を閉鎖した後に開閉弁４６を開放して源４３内の酸素を配管４９に通して上方平板電極３４からプラズマ室３１の内部空間３２に供給する。そして、プラズマ室３１内をわずかながら減圧した状態で、電源３５によって下方平板電極３３と上方平板電極３４との間に電圧を印加する。この場合には、酸素が反応性ガスとしての役目を果たすので、プラズマ室３１の内部空間３２にはプラズマが形成されるようになる。このプラズマは温度が約６０℃から約９０℃程度の低温プラズマであるので、ウェーハ２０の保持層４０が損傷することはない。プラズマは上方平板電極３４からの酸素のガスの流れによってウェーハ２０の研磨面２３に衝突し、研磨面２３がプラズマ処理され、これにより、ウェーハ２０の研磨面２３には酸化膜が形成されるようになる。図２（ｅ）は、このような酸素雰囲気下でのプラズマ処理により酸化膜２５が形成される状態を示している。このようにして形成される酸化膜２５の厚さＬ３は例えば約２０Å程度である。このように、本発明においては、ウェーハ裏面に酸化膜２５を形成することができるので、イオンコンタミネーションの発生を避けることができ、薄葉化されたウェーハであっても電気的不良の発生を少なくしつつウェーハを加工するのが可能となる。さらに、ウェーハ２０に自然酸化膜が部分的に形成される場合とは異なり、本発明においてはウェーハ２０全面に酸化膜を積極的に形成しているので、後工程の成膜時にウェーハが斑模様となるのを避けることも可能となる。さらに、本発明においては単一のプラズマ室３１においてＣＦ4またはＳＦ6雰囲気でのプラズマ処理とＯ2雰囲気でのプラズマ処理との両方を行っているので、研磨部からＣＦ4またはＳＦ6雰囲気のプラズマ処理部までの搬送が必要な場合およびＣＦ4またはＳＦ6雰囲気のプラズマ処理部からＯ2雰囲気のプラズマ処理までの搬送が必要な場合のように汚染雰囲気からコンタミが混入することを避けることも可能となる。
【００３７】
再び図１を参照すると、プラズマ処理部２００のプラズマ室３１に設けられた出口部（図示しない）から搬出されたウェーハ２０は搬送部５００によってダイシングテープ貼付部４００まで搬送される。ダイシングテープはウェーハ２０の裏面の酸化膜２５上に貼付される。次いで、図示しないダイシング装置においてダイシングソーによってウェーハ２０のパターン形成面２９側からウェーハ２０を賽の目状のダイに切断する。このとき、ダイシングソーをダイシングテープの途中まで進入させるようにすることにより、ダイシングテープが完全に切断されないようにし、ダイが分離・飛散するのを避けている。次いで、ダイシングテープをエキスパンドした後に、各ダイをダイシングテープからピックアップしてダイボンディングする。ところで、研磨後のウェーハ２０の研磨面２３は活性化しているので、ウェーハ２０が研磨されている場合には、ダイシングテープと研磨面２３との間の密着力が極めて大きくなり、ダイボンディング時にダイをダイシングテープからピックアップするのが困難となることがある。しかしながら、本発明においては前述したようにウェーハ２０の研磨面２３に酸化膜２５を形成しているので、ダイシングテープとウェーハ裏面の酸化膜２５との間の密着力はそれほど大きくはならない。このため、本発明においてはダイボンディング時にダイをダイシングテープから容易にピックアップすることが可能となる。
【００３８】
また、図示されるように、プラズマ処理部２００とダイシングテープ貼付部４００との間にダイアタッチフィルムテープ貼付部３００を設けることにより、プラズマ処理されたウェーハ２０の裏面にＤＡＦテープを貼付け、次いでダイシングテープ貼付部４００においてダイシングテープをＤＡＦテープの上から貼付けるようにしてもよい。ウェーハ２０の裏面とダイシングテープとの間に貼付られるＤＡＦテープはダイボンディング時にダイの底面に設けられた接着剤としての役目を果たす。
【００３９】
このように、本発明においては、ＤＡＦテープおよびダイシングテープを貼付けるＤＡＦテープ貼付部３００およびダイシングテープ貼付部４００を研削兼研磨部１００およびプラズマ処理部２００に隣接して設けるか、またはこれらと一体的に設けることにより、ウェーハ搬送時にコンタミが混入するのを避けることができる。また、このように構成することにより、研削兼研磨部１００、プラズマ処理部２００、ＤＡＦテープ貼付部３００およびダイシングテープ貼付部４００を一括して時間管理することも可能となるので、これら処理全体のスループットを高め、不良率を極力低減することが可能となる。さらに、図示しないもののＤＡＦテープおよび／またはダイシングテープもしくはこれらのリリースを剥離するテープ剥離部を備えるようにしてもよい。つまり、研削兼研磨部１００、プラズマ処理部２００、ＤＡＦテープ貼付部３００、ダイシングテープ貼付部４００およびテープ剥離部（図示しない）が一体化されるようにし、これら研削兼研磨部１００、プラズマ処理部２００、ＤＡＦテープ貼付部３００、ダイシングテープ貼付部４００およびテープ剥離部の間においてウェーハを図示しない移送手段により自在に移送できるようにしてもよい。このような場合には、研削兼研磨部１００、プラズマ処理部２００、ＤＡＦテープ貼付部３００、ダイシングテープ貼付部４００およびテープ剥離部を一括して時間管理することも可能となるので、これら処理全体のスループットを高め、不良率をさらに低減することが可能となる。
【００４０】
前述した実施形態においてはウェーハ２０の研磨面２３を洗浄すると共に酸化膜を形成することについて説明したが、本発明のウェーハ加工装置を後述する他の用途に使用することもできる。研削兼研磨部１００において研削および研磨したウェーハ裏面は通常の場合よりもかなり平滑化されている。ところが、例えば後工程においてウェーハ裏面をメタライジングする場合には、メタライジングにより形成された金属皮膜と研磨面との間の密着力が低下するために金属皮膜が剥離することがありうる。ところが、本発明においては、研削兼研磨部１００から搬出されるウェーハ２０をプラズマ処理部２００に搬送し、前述した場合と同様にウェーハ２０を配置する。そして、前述した洗浄作用の役目を果たすプラズマ処理（ＣＦ4またはＳＦ6雰囲気下におけるプラズマ処理）を前述した場合よりも長時間にわたって行うことにより、例えば約２〜３マイクロメートルの厚さまでウェーハ２０の研磨面２３を除去することができる。この場合には、プラズマ処理後に析出した新生面の表面粗さがプラズマ処理前の表面粗さよりも大きくなるので、メタライジング時に形成される金属皮膜は粗くなったウェーハ２０の裏面に食い込むようになり、金属皮膜と研磨面との間の密着力が高まる。従って、本発明においては後工程においてメタライジングするような場合であっても、薄葉化されたウェーハの金属被覆が剥離するのを防止することができる。
【００４１】
図２を参照しつつ説明した実施形態においては、ＣＦ4またはＳＦ6雰囲気下におけるプラズマ処理によってウェーハ２０の研磨面２３を洗浄した後にＯ2雰囲気下におけるプラズマ処理によって酸化膜を形成している。しかしながら、ＣＦ4またはＳＦ6雰囲気下におけるプラズマ処理は必ずしも行う必要はなく、研削および研磨後にＯ2雰囲気下でのプラズマ処理により酸化膜を形成するだけの場合であってもイオンコンタミネーションの発生を避けることができるのは明らかである。さらに、研削兼研磨部１００において研削作用および研磨作用のうちの一方を省略してプラズマ処理を行うような場合および前述した実施形態を適宜組み合わせるような場合であっても本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に基づくウェーハ加工装置の概略図である。
【図２】本発明に基づくウェーハ加工方法を示す工程図である。
【図３】本発明に基づくウェーハ加工装置におけるプラズマ処理部の略断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０…半導体素子
２０…ウェーハ
２１…裏面
２２…研削面
２３…研磨面
２５…酸化膜
２９…パターン形成面
３１…プラズマ室
４０…保持層
４１…ＣＦ4源またはＳＦ6源
４２…不活性ガス源
４３…Ｏ2源
１００…研削兼研磨部
２００…プラズマ処理部
３００…ＤＡＦテープ貼付部
４００…ダイシングテープ貼付部
５００…搬送部
【図１】
2005166925.tif 000003
【図２】
2005166925.tif 000004
【図３】
2005166925.tif 000005