(57)【要約】      （修正有）【課題】抗折強度の高いデバイスを得るためのレーザダイシング後の改質層の除去工程で、露光、現像装置や専用処理設備を用いずにプラズマエッチングによって除去する。【解決手段】ウエーハの表面または裏面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて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改質層を形成する工程とウエーハの表面または裏面に水溶性樹脂を被覆して保護膜３００を形成する工程と外力を付与し分割予定ラインに沿って分割するとともに隣接するデバイス２２とデバイスとの間に隙間を形成する工程の後、ウエーハの保護膜側から隙間にプラズマ化されたエッチングガスを供給してデバイスの側面に残存する改質層をエッチングして除去し、水洗で水溶性樹脂からなる保護膜を除去する。【選択図】図１１
2017059766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数の分割予定ライン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によって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面または裏面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて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改質層を形成する改質層形成工程と、
ウエーハの表面または裏面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程と、
該改質層形成工程および該保護膜形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを改質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するとともに、隣接するデバイスとデバイスとの間に隙間を形成する分割工程と、
該分割工程が実施されたウエーハの該保護膜側からプラズマ化されたエッチングガスを供給してデバイスの側面に残存する改質層をエッチングして除去するエッチング工程と、
該エッチング工程が実施されたデバイスに水を供給して水溶性樹脂からなる該保護膜を除去する保護膜除去工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該保護膜形成工程は、該改質層形成工程を実施する前に実施する、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
該保護膜形成工程および該改質層形成工程を実施する前に、ウエーハの裏面または表面を環状のフレームの内側開口部を覆うように外周部が装着された粘着テープの表面に貼着するウエーハ支持工程を実施する、請求項１または２記載のウエーハの加工方法。
【請求項４】
該分割工程は、ウエーハが貼着された粘着テープを拡張してウエーハに引っ張り力を付与することにより、ウエーハを改質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するとともに隣接するデバイスとデバイスとの間に隙間を形成する、請求項３記載のウエーハの加工方法。
【請求項５】
該ウエーハ支持工程を実施する前に、ウエーハの表面に保護部材を貼着しウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程を実施する、請求項３記載のウエーハの加工方法。
【請求項６】
該裏面研削工程を実施する前に、ウエーハの表面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施する、請求項５記載のウエーハの加工方法。
【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複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法に関する。
【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等のデバイスを形成する。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デバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。
【０００３】
上述した半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ば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、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ブレードを備えた切削手段と、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加工送り手段とを具備し、切削ブレードを回転しつつ被加工物を保持したチャックテーブルを加工送りすることにより、ウエーハを分割予定ラインに沿って切断する。
【０００４】
しかるに、上述した切削装置の切削ブレードによってウエーハを切断すると、分割された個々のデバイスの外周に細かな欠けが生じやすく、デバイスの抗折強度を低下させる原因となっている。このような問題を解消するために、ウエーハの表面または裏面にレジスト膜を被覆し、該レジスト膜の分割予定ラインに対応する領域を露光することにより現像して除去し、その後、ウエーハをレジスト膜側からプラズマエッチングによって分割予定ラインに沿ってエッチングすることにより、ウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、ウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法として、ウエーハに対して透過性を有する波長の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位置付けてパルスレーザー光線を照射する内部加工と呼ばれるレーザー加工方法も実用化されている。この内部加工と呼ばれるレーザー加工方法を用いた分割方法は、ウエーハの一方の面側から内部に集光点を位置付けてウエーハに対して透過性を有する波長のパルスレーザー光線を照射し、ウエーハの内部に分割予定ラインに沿って改質層を連続的に形成し、この改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、ウエーハを破断して分割する技術である（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
しかるに、ウエーハが上述した内部加工と呼ばれるレーザー加工方法によって分割されたデバイスの側面には改質層が残存しているために抗折強度を低下させるという問題があり、個々に分割されたデバイスの側面をプラズマエッチングして改質層をエッチング除去することにより抗折強度を高める必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１１４８２５号公報
【特許文献２】特開２００４−１６０４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したプラズマエッチングを用いる加工方法においては、ウエーハの表面または裏面に被覆するレジスト膜がＴＭＡＨ（テトラ  メチル  アンモニウム  ヒドロキシド）と称する毒性のある現像液によって加工すべき領域から除去されるとともに、プラズマエッチングが終了した後のレジスト膜は、ＮＭＰ（Ｎ−メチル  ピロリドン）と称する有機溶剤でウエーハの全面から除去されるため、環境を汚染する恐れがあることから専用の処理設備が必要となり、設備の維持費が高く生産性が悪いという問題がある。
【０００９】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、露光装置および現像装置を用いず専用の処理設備を用いることなくプラズマエッチングによってウエーハを分割予定ラインに沿って抗折強度の高いデバイスに分割することができるウエーハの加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に複数の分割予定ライン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によって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面または裏面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて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改質層を形成する改質層形成工程と、
ウエーハの表面または裏面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程と、
該改質層形成工程および該保護膜形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを改質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するとともに、隣接するデバイスとデバイスとの間に隙間を形成する分割工程と、
該分割工程が実施されたウエーハの該保護膜側からプラズマ化されたエッチングガスを供給してデバイスの側面に残存する改質層をエッチングして除去するエッチング工程と、
該エッチング工程が実施されたデバイスに水を供給して水溶性樹脂からなる該保護膜を除去する保護膜除去工程と、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。
【００１１】
上記保護膜形成工程は、改質層形成工程を実施する前に実施する。
また、上記保護膜形成工程および改質層形成工程を実施する前に、ウエーハの裏面または表面を環状のフレームの内側開口部を覆うように外周部が装着された粘着テープの表面に貼着するウエーハ支持工程を実施する。
上記分割工程は、ウエーハが貼着された粘着テープを拡張してウエーハに引っ張り力を付与することにより、ウエーハを改質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するとともに隣接するデバイスとデバイスとの間に隙間を形成する。
また、上記ウエーハ支持工程を実施する前に、ウエーハの表面に保護部材を貼着しウエーハの裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程を実施する。
更に、上記裏面研削工程を実施する前に、ウエーハの表面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明におけるウエーハの加工方法は、ウエーハの表面または裏面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて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改質層を形成する改質層形成工程と、ウエーハの表面または裏面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程と、改質層形成工程および保護膜形成工程が実施されたウエーハに外力を付与し、ウエーハを改質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するとともに、隣接するデバイスとデバイスとの間に隙間を形成する分割工程と、分割工程が実施されたウエーハの保護膜側からプラズマ化されたエッチングガスを供給してデバイスの側面に残存する改質層をエッチングして除去するエッチング工程と、エッチング工程が実施されたデバイスに水を供給して水溶性樹脂からなる保護膜を除去する保護膜除去工程とを含んでいるので、ウエーハを改質層が形成された分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するとともに、隣接するデバイスとデバイスとの間に間隙を形成して保持した状態でエッチング工程を実施するため、デバイス毎に水溶性樹脂からなる保護膜が被覆され加工すべき領域からレジスト膜を除去する必要がない。
また、個々のデバイスの表面または裏面に被覆された保護膜は毒性のない水溶性樹脂によって形成されているので、環境汚染がないとともに、専用の処理設備が不要となり経済的である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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ウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。
【図２】本発明によるウエーハの加工方法における保護膜形成工程を示す説明図。
【図３】本発明によるウエーハの加工方法における保護膜硬化工程を示す説明図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法における保護部材貼着工程を示す説明図。
【図５】本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程を示す説明図。
【図６】本発明によるウエーハの加工方法におけるウエーハ支持工程の説明図。
【図７】本発明によるウエーハの加工方法における改質層形成工程の説明図。
【図８】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ためのテープ拡張装置の斜視図および断面図。
【図９】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１０】本発明によるウエーハの加工方法におけるデバイス間隙間保持工程の説明図。
【図１１】本発明によるウエーハの加工方法におけるエッチング工程の説明図。
【図１２】本発明によるウエーハの加工方法における保護膜除去工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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、厚みが例えば５００μｍの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ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。以下、この半導体ウエーハ２を分割予定ライン２１に沿って個々のデバイス２２に分割するウエーハの加工方法について説明する。
【００１６】
先ず、半導体ウエーハ２の表面または裏面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施する。この保護膜形成工程は、図２の（ａ）および（ｂ）に示す保護膜形成装置３を用いて実施する。図２の（ａ）および（ｂ）に示す保護膜形成装置３は、ウエーハを保持するスピンナーテーブル３１と、該スピンナーテーブル３１の回転中心における上方に配置された樹脂液供給ノズル３２を具備している。このように構成された保護膜形成装置３のスピンナーテーブル３１上に半導体ウエーハ２の裏面２ｂ側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動し、スピンナーテーブル３１上に半導体ウエーハ２を吸引保持する。従って、スピンナーテーブル３１上に保持された半導体ウエーハ２は、表面２ａが上側となる。このようにして、スピンナーテーブル３１上に半導体ウエーハ２を保持したならば、図２の（ｂ）に示すようにスピンナーテーブル３１を矢印で示す方向に所定の回転速度（例えば３００〜１０００ｒｐｍ）で回転しつつ、スピンナーテーブル３１の上方に配置された樹脂液供給ノズル３２から半導体ウエーハ２の表面２ａの中央領域に所定量の水溶性の液状樹脂３０を滴下する。そして、スピンナーテーブル３１を６０秒間程度回転することにより、図２の（ｃ）に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａに保護膜３００が形成される。半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆する保護膜３００の厚さは、上記液状樹脂３０の滴下量によって決まるが、５０μｍ程度でよい。なお、水溶性の液状樹脂３０は、紫外線を照射することにより硬化する液状樹脂が望ましく、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、水溶性フェノール樹脂、アクリル系水溶性樹脂等の水溶性樹脂を用いることができる。
【００１７】
上述した保護膜形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆された保護膜３００に紫外線を照射して硬化する保護膜硬化工程を実施する。即ち、図３に示すように、半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆された保護膜３００に紫外線照射器４によって紫外線を照射する。この結果、紫外線を照射することにより硬化する液状樹脂によって形成された保護膜３００は硬化せしめられる。
【００１８】
次に、上記保護膜硬化工程を実施することによって硬化せしめられた保護膜３００の表面３００ａに保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。即ち、図４に示すように半導体ウエーハ２の表面に被覆された保護膜３００の表面３００ａに保護部材としての保護テープＰＴを貼着する。なお、保護テープＰＴ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）からなるシート状基材の表面にアクリル樹脂系の糊が厚さ５μｍ程度塗布されている。
【００１９】
上記保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面を研削して所定の厚みに形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図５の（ａ）に示す研削装置５を用いて実施する。図５の（ａ）に示す研削装置５は、被加工物を保持する保持手段としてのチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１に保持された被加工物を研削する研削手段５２を具備している。チャックテーブル５１は、上面に被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない回転駆動機構によって図５の（ａ）において矢印５１ａで示す方向に回転せしめられる。研削手段５２は、スピンドルハウジング５３１と、該スピンドルハウジング５３１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル５３２と、該回転スピンドル５３２の下端に装着されたマウンター５３３と、該マウンター５３３の下面に取り付けられた研削ホイール５３４とを具備している。この研削ホイール５３４は、円環状の基台５３５と、該基台５３５の下面に環状に装着された研削砥石５３６とからなっており、基台５３５がマウンター５３３の下面に締結ボルト５３７によって取り付けられている。
【００２０】
上述した研削装置５を用いて上記裏面研削工程を実施するには、図５の（ａ）に示すようにチャックテーブル５１の上面（保持面）に半導体ウエーハ２の表面に貼着されている保護テープＰＴ側を載置する。そして、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を保護テープＰＴを介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル５１上に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２ｂが上側となる。このようにチャックテーブル５１上に半導体ウエーハ２を保護テープＰＴを介して吸引保持したならば、チャックテーブル５１を図５の（ａ）において矢印５１ａで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段５２の研削ホイール５３４を図５の（ａ）において矢印５３４ａで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめて、図５の（ｂ）に示すように研削砥石５３６を被加工面である半導体ウエーハ２の裏面２ｂに接触せしめ、研削ホイール５３４を矢印５３４ｂで示すように例えば１μｍ／秒の研削送り速度で下方（チャックテーブル５１の保持面に対し垂直な方向）に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ２の裏面２ｂが研削されて半導体ウエーハ２は所定の厚み（例えば１００μｍ）に形成される。
【００２１】
次に、半導体ウエーハ２の裏面または表面を環状のフレームの内側開口部を覆うように外周部が装着された粘着テープの表面に貼着するウエーハ支持工程を実施する。図示の実施形態においては、図６に示すように上記裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２の裏面２ｂを環状のフレームＦの内側開口部を覆うように外周部が装着された粘着テープＴの表面に貼着する。そして、半導体ウエーハ２の表面に被覆された保護膜３００の表面３００ａに貼着されている保護部材としての保護テープＰＴを剥離する。従って、粘着テープＴの表面に貼着された半導体ウエーハ２は、表面に被覆された保護膜３００が上側となる。なお、粘着テープＴは、例えば厚さが７０μｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるシート基材の表面に紫外線を照射することにより硬化し粘着力が低下する粘着糊が塗布されており、常温では伸縮性を有し所定温度（例えば７０度）以上の熱によって収縮する性質を有する。
【００２２】
上述したウエーハ支持工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面から半導体ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて分割予定ライン２１に沿って照射し、半導体ウエーハ２の内部に分割予定ライン２１に沿って改質層を形成する改質層形成工程を実施する。この改質層形成工程は、図７の（ａ）に示すレーザー加工装置６を用いて実施する。図７の（ａ）に示すレーザー加工装置６は、被加工物を保持するチャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１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６２と、チャックテーブル６１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段６３を具備している。チャックテーブル６１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない加工送り手段によって図７の（ａ）において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって図７の（ａ）において矢印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。
なお、改質層形成工程は、半導体ウエーハ２の裏面から半導体ウエーハ２に対して透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて分割予定ライン２１に沿って照射してもよく、この場合は、半導体ウエーハ２の表面を環状のフレームＦの内側開口部を覆うように外周部が装着された粘着テープＴの表面に貼着し、半導体ウエーハ２の裏面に保護膜３００を被覆してレーザー光線を照射する。
【００２３】
上記レーザー光線照射手段６２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング６２１を含んでいる。ケーシング６２１内には図示しないパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング６２１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器６２２が装着されている。なお、レーザー光線照射手段６２は、集光器６２２によって集光されるパルスレーザー光線の集光点位置を調整するための集光点位置調整手段（図示せず）を備えている。
【００２４】
上記レーザー光線照射手段６２を構成するケーシング６２１の先端部に装着された撮像手段６３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図示しない制御手段に送る。
【００２５】
上述したレーザー加工装置６を用いて改質層形成工程を実施するには、先ず上述した図７の（ａ）に示すようにチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２の粘着テープＴ側を載置する。そして、図示しない吸引手段によってチャックテーブル６１上に粘着テープＴを介して半導体ウエーハ２を吸着保持する。従って、チャックテーブル６１上に保持された半導体ウエーハ２は、表面に被覆された保護膜３００が上側となる。なお、図７の（ａ）においては粘着テープＴが装着された環状のフレームＦを省いて示しているが、環状のフレームＦはチャックテーブル６１に配設された適宜のフレーム保持手段に保持される。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６１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段６３の直下に位置付けられる。
【００２６】
チャックテーブル６１が撮像手段６３の直下に位置付けられると、撮像手段６３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６３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６２の集光器６２２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交する方向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には保護膜３００が形成されているが、保護膜３００が透明でない場合は赤外線で撮像して表面からアライメントすることができる。
【００２７】
以上のようにしてチャックテーブル６１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（ｂ）で示すようにチャックテーブル６１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６２の集光器６２２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（ｂ）において左端）をレーザー光線照射手段６２の集光器６２２の直下に位置付ける。次に、集光器６２２から照射されるパルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ２の厚み方向中間部に位置付ける。そして、集光器６２２からシリコンウエーハに対して透過性を有する波長（例えば１０６４ｎｍ）のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル６１を図７の（ｂ）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（ｃ）で示すようにレーザー光線照射手段６２の集光器６２２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６１の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ２の内部には、図７の（ｃ）で示すように分割予定ライン２１に沿って改質層２１０が形成される（改質層形成工程）。この改質層形成工程を半導体ウエーハ２に形成された全ての分割予定ライン２１に沿って実施する。
【００２８】
なお、上記改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。
波長                    ：１０６４ｎｍのパルスレーザー
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
平均出力                ：１Ｗ
集光スポット径          ：φ１μｍ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２９】
次に、半導体ウエーハ２に外力を付与し、半導体ウエーハ２を改質層２１０が形成された分割予定ライン２１に沿って個々のデバイスに分割するとともに、隣接するデバイスとデバイスとの間に隙間を形成する分割工程を実施する。この分割工程は、図示の実施形態においては図８の（ａ）および（ｂ）に示すテープ拡張装置７を用いて実施する。
【００３０】
図８の（ａ）にはテープ拡張装置７の斜視図が示されており、図８の（ｂ）には図８の（ａ）に示すテープ拡張装置７の断面図が示されている。図示の実施形態におけるテープ拡張装置７は、上記環状のフレームＦを保持するフレーム保持手段７１と、上記環状のフレームＦに装着された粘着テープＴを拡張する張力付与手段７２を具備している。フレーム保持手段７１は、図８の（ａ）および（ｂ）に示すように環状のフレーム保持部材７１１と、該フレーム保持部材７１１の外周に配設された固定手段としての４個のクランプ７１２とからなっている。フレーム保持部材７１１の上面は環状のフレームＦを載置する載置面７１１ａを形成しており、この載置面７１１ａ上に環状のフレームＦが載置される。そして、フレーム保持部材７１１の載置面７１１ａ上に載置された環状のフレームＦは、クランプ７１２によってフレーム保持部材７１１に固定される。
【００３１】
上記張力付与手段７２は、上記環状のフレーム保持部材７１１の内側に配設される拡張ドラム７２１を具備している。この拡張ドラム７２１は、環状のフレームＦの開口の内径より小さく環状のフレームＦに装着された粘着テープＴ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７２１は、下端に支持フランジ７２２を備えている。図示の実施形態における張力付与手段７２は、上記環状のフレーム保持部材７２１を上下方向（軸方向）に進退可能な支持手段７２３を具備している。この支持手段７２３は、上記支持フランジ７２２上に配設された複数（図示の実施形態においては４個）のエアシリンダ７２３ａからなっており、そのピストンロッド７２３ｂが上記環状のフレーム保持部材７１１の下面に連結される。このように複数のエアシリンダ７２３ａからなる支持手段７２３は、環状のフレーム保持部材７１１を載置面７１１ａが拡張ドラム７２１の上端と略同一高さとなる基準位置と、拡張ドラム７２１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。
【００３２】
図示のテープ拡張装置７は、図８の（ｂ）に示すように上記拡張ドラム７２１の上部外周面に装着された加熱手段としての環状の赤外線ヒータ７３を具備している。この赤外線ヒータ７３は、上記フレーム保持手段７１に保持された環状のフレームＦに装着された粘着テープＴにおける環状のフレームＦの開口の内周と半導体ウエーハ２との間の収縮領域を加熱する。
【００３３】
以上のように構成されたテープ拡張装置７を用いて実施する分割工程について図９の（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。即ち、上記改質層形成工程が実施された半導体ウエーハ２を粘着テープＴを介して支持した環状のフレームＦを、図９の（ａ）に示すようにフレーム保持手段７１を構成する環状のフレーム保持部材７１１の載置面７１１ａ上に載置し、クランプ７１２によって環状のフレーム保持部材７１１に固定する。このとき、環状のフレーム保持部材７１１は図９（ａ）に示す基準位置に位置付けられている。
【００３４】
次に、張力付与手段７２を構成する支持手段７２３としての複数のエアシリンダ７２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材７１１を図９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７１１の載置面７１１ａ上に固定されている環状のフレームＦも下降するため、図９の（ｂ）に示すように環状のフレームＦに装着された粘着テープＴは拡張ドラム７２１の上端縁に当接して拡張せしめられる。この結果、粘着テープＴにおける半導体ウエーハ２が貼着されている領域Ｔ−１も拡張されるので、粘着テープＴに貼着されている半導体ウエーハ２には放射状に引張力が作用するため、半導体ウエーハ２は改質層２１０が分割起点となって分割予定ライン２１に沿って個々のデバイス２２に分割されるとともに、デバイス２２間に隙間Ｓが形成される（分割工程）。このようにして個々に分割されたデバイス２２は、図９の（ｃ）に示すように側面に改質層２１０およびクラック（図示せず）が残存している。
【００３５】
上述したように半導体ウエーハ２を改質層２１０が形成された分割予定ライン２１に沿って個々のデバイス２２に分割するとともにデバイス２２間に隙間Ｓを形成する分割工程は、粘着テープＴおける環状のフレームＦの内周と半導体ウエーハ２が貼着された領域との間の収縮領域を加熱して収縮せしめることによりデバイス２２間の隙間Ｓを保持するデバイス間隙間保持工程を含んでいる。このデバイス間隙間保持工程は、図１０の（ａ）に示すように上述した分割工程を実施した状態で赤外線ヒータ７３を附勢（ＯＮ）する。この結果、粘着テープＴにおける環状のフレームＦの開口の内周と半導体ウエーハ２が貼着された領域Ｔ−１との間の収縮領域Ｔ−２は、赤外線ヒータ７３によって照射される赤外線により加熱され収縮する。この収縮作用に合わせて、張力付与手段７２を構成する支持手段７２３としての複数のエアシリンダ７２３ａを作動して、環状のフレーム保持部材７１１を図１０の（ｂ）に示す基準位置に上昇せしめる。なお、上記赤外線ヒータ７３による粘着テープＴの加熱温度は７０〜１００℃が適当であり、加熱時間は５〜１０秒でよい。このように、粘着テープＴにおける上記収縮領域Ｔ−２を収縮させることにより、上記分割工程において拡張された粘着テープＴの弛みが除去される。従って、上記分割工程において個々に分割されているデバイス２２間に形成された隙間Ｓが保持される。
【００３６】
次に、上記デバイス間隙間保持工程を含む分割工程が実施された半導体ウエーハ２の保護膜３００側からプラズマ化されたエッチングガスを供給してデバイスの側面に残存する改質層２１０をエッチングして除去するエッチング工程を実施する。このエッチング工程は、図１１の（ａ）に示すプラズマエッチング装置を用いて実施する。図１１の（ａ）に示すプラズマエッチング装置８は、装置ハウジング８１と、該装置ハウジング８１内に上下方向に対向して配設された下部電極８２と、上部電極８３を具備している。下部電極８２は、円盤状の被加工物保持部８２１と、該被加工物保持部８２１の下面中央部から突出して形成された円柱状の支持部８２２とからなっており、支持部８２２が第１の高周波電力印加手段８４１に接続されている。
【００３７】
上記上部電極８３は、円盤状のガス噴出部８３１と、該ガス噴出部８３１の上面中央部から突出して形成された円柱状の支持部８３２とからなっており、支持部８３２が第２の高周波電力印加手段８４２に接続されている。このようにガス噴出部８３１と円柱状の支持部８３２とからなる上部電極８３は、ガス噴出部８３１が下部電極８２を構成する被加工物保持部８２１と対向して配設されている。上部電極８３を構成する円盤状のガス噴出部８３１には、下面に開口する複数の噴出口８３１ａが設けられている。この複数の噴出口８３１ａは、ガス噴出部８３１に形成された連通路８３１ｂおよび支持部８３２に形成された連通路８３２ａを介してガス供給手段８５に連通されている。ガス供給手段８５は、ＳＦ６＋Ｃ４Ｆ８等のフッ素系ガスを主体とするプラズマ化用ガスを供給するようになっている。
【００３８】
以上のよう構成されたプラズマエッチング装置８を用いて上記エッチング工程を実施するには、下部電極８２を構成する被加工物保持部８２１上に上記デバイス間隙間保持工程を含む分割工程が実施された半導体ウエーハ２を、粘着テープＴを介して環状のフレームＦに支持された状態で載置する。従って、被加工物保持部８２１上に載置された半導体ウエーハ２は、表面に被覆された保護膜３００が上側となる。
【００３９】
次に、図示しない減圧手段を作動して装置ハウジング８１内の圧力を２０Ｐａに減圧し、ガス供給手段８５を作動してプラズマ化するプラズマ化用ガスを上部電極８３に供給する。ガス供給手段８５から供給されたプラズマ化用ガスは、支持部８３２に形成された連通路８３２ａおよびガス噴出部８３１に形成された連通路８３１ｂを通して複数の噴出口８３１ａから下部電極８２の被加工物保持部８２１上に保持された半導体ウエーハ２に向けて噴出される。このようにプラズマ化用ガスを供給した状態で、第１の高周波電力印加手段８４１から下部電極８２に１３．５ＭＨｚで５０Ｗの高周波電力を印加するとともに、第２の高周波電力印加手段８４２から上部電極８３に１３．５ＭＨｚで３０００Ｗの高周波電力を印加する。これにより、プラズマ化用ガスがプラズマ化して下部電極８２と上部電極８３との間の空間にプラズマが発生し、このプラズマ化した活性物質が個々のデバイス２２に分割された半導体ウエーハ２に作用する。この結果、デバイス２２間に形成された隙間Ｓ（図９の（ｂ）参照）を通してデバイス２２の側面にプラズマ化した活性物質が作用して、図１１の（ｂ）に示すようにデバイス２２の側面に残存している改質層２１０（図９の（ｃ）参照）およびクラックがエッチングされ除去される。なお、個々に分割されたデバイス２２の表面には水溶性樹脂からなる保護膜３００が被覆されているので、デバイス２２がエッチングされることはない。
以上のようにデバイス間隙間保持工程を含む分割工程を実施することにより、半導体ウエーハ２を改質層２１０が形成された分割予定ライン２１に沿って個々のデバイス２２に分割するとともに、隣接するデバイス２２とデバイス２２との間に隙間Ｓを形成して保持した状態でエッチング工程を実施するので、デバイス２２毎に水溶性樹脂からなる保護膜３００が被覆され加工すべき領域からレジスト膜を除去する必要がない。
【００４０】
以上のようにしてエッチング工程を実施したならば、エッチング工程が実施されたデバイス２２に水を供給して水溶性樹脂からなる保護膜３００を除去する保護膜除去工程を実施する。この保護膜除去工程は、図１２の（ａ）に示す洗浄装置９を用いて実施する。図１２の（ａ）に示す洗浄装置９は、被加工物を保持する保持テーブル９１と、該保持テーブル９１に保持された被加工物に洗浄水を供給する洗浄水供給ノズル９２とを具備している。この洗浄装置９を用いて保護膜除去工程を実施するには、上記エッチング工程が実施された個々に分割されたデバイス２２を、粘着テープＴを介して環状のフレームＦに支持された状態で、保持テーブル９１上に載置する。次に、洗浄水供給ノズル９２から洗浄水を環状のフレームＦに装着された粘着テープＴに貼着されている個々のデバイス２２の表面に被覆された保護膜３００の表面に供給する。この結果、図１２の（ｂ）に示すように保護膜３００は水溶性樹脂からなっているので洗浄水によって容易に除去される。
このように、個々のデバイス２２の表面に被覆された保護膜３００は毒性のない水溶性樹脂によって形成されているので、環境汚染がないとともに、専用の処理設備が不要となり経済的である。
【００４１】
以上のようにして保護膜除去工程を実施したならば、デバイス２２を粘着テープＴから剥離してピックアップするピックアップ工程に搬送される。
【００４２】
以上、本発明を図示の実施形態に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、上述した実施形態においては、保護膜形成工程を改質層形成工程の前に実施する例を示したが、保護膜形成工程は改質層形成工程を実施した後に実施してもよい。
また、上述した実施形態における保護膜形成工程は、半導体ウエーハ２の表面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する例を示したが、半導体ウエーハ２の裏面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成してもよい。
更に、上述した実施形態における改質層形成工程は、半導体ウエーハ２の表面からウエーハに対して透過性を有する波長のレーザー光線を内部に集光点を位置付けて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改質層を形成する例を示したが、半導体ウエーハ２の裏面から実施してもよい。
また、上述した実施形態における保護膜形成工程は、半導体ウエーハ２の表面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成する例を示したが、半導体ウエーハ２の裏面に水溶性樹脂を被覆して保護膜を形成してもよい。
【符号の説明】
【００４３】
２：半導体ウエーハ
２１：分割予定ライン
２２：デバイス
２１０：改質層
３：保護膜形成装置
３１：スピンナーテーブル
３２：樹脂液供給ノズル
３００：保護膜
４：紫外線照射器
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５２：研削手段
５３４：研削ホイール
６：レーザー加工装置
６１：レーザー加工装置のチャックテーブル
６２：レーザー光線照射手段
６２２：集光器
７：テープ拡張装置
７１：フレーム保持手段
７２：張力付与手段
７３：赤外線ヒータ
９：洗浄装置
９２：洗浄水供給ノズル
ＰＴ：保護テープ
Ｆ：環状のフレーム
Ｔ：粘着テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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