ウエーハの加工方法
【課題】ウエーハの厚さを薄く形成してもデバイスの品質を確保することができるとともに、デバイスに埋設された電極をウエーハの裏面から突出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】ストリートに沿ってデバイス２２の仕上がり厚さに相当する深さの分割溝２０１を形成する分割溝形成工程と、デバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界部に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの環状溝２０２を形成する環状溝形成工程と、ウエーハの表面に保護部材４を貼着する保護部材貼着工程と、ウエーハの基板におけるデバイス領域に対応する裏面を研削して、ウエーハの基板の裏面に分割溝および環状溝を露出せしめるとともに、外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部２３０ｂを形成する裏面研削工程と、ウエーハの基板の裏面をエッチングして、基板の裏面から電極２２２を突出せしめる裏面エッチング工程とを含む。
【解決手段】ストリートに沿ってデバイス２２の仕上がり厚さに相当する深さの分割溝２０１を形成する分割溝形成工程と、デバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界部に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの環状溝２０２を形成する環状溝形成工程と、ウエーハの表面に保護部材４を貼着する保護部材貼着工程と、ウエーハの基板におけるデバイス領域に対応する裏面を研削して、ウエーハの基板の裏面に分割溝および環状溝を露出せしめるとともに、外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部２３０ｂを形成する裏面研削工程と、ウエーハの基板の裏面をエッチングして、基板の裏面から電極２２２を突出せしめる裏面エッチング工程とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハを、複数のストリート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等のデバイスを形成する。このように形成された半導体ウエーハは一般に切削装置を用いてストリートに沿って切断することにより個々のデバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
一方近年、電気機器の小型化を図るため、デバイスを複数個積層して構成した積層型半導体装置が実用化されている。このようなデバイスを製造する製造方法が下記特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特許第５３７４４７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
デバイスを積層するためにはウエーハの厚さを１００μm以下に形成することが要求されている。しかるに、ウエーハの厚さを１００μm以下に形成すると剛性が低下するため、後工程における取り扱いが困難となる。また、デバイスを積層するためには各デバイスに埋設された電極をウエーハの裏面から突出させる必要があり、このためウエーハ裏面を研削して所定の厚さに形成した後に、ウエーハの裏面をエッチングして電極を突出させている。このように薄く形成されたウエーハを切削装置によりストリートに沿って切断して個々のデバイスに分割すると、デバイスの外周に多くの欠けが生じて品質が低下するという問題がある。
【０００５】
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、ウエーハの厚さを薄く形成してもデバイスの品質を確保することができるとともに、デバイスに埋設された電極をウエーハの裏面から突出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】
【０００６】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該デバイス領域の基板に電極が埋設されているウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの基板の表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
基板の表面側から該デバイス領域と該外周余剰領域との境界部に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの環状溝を形成する環状溝形成工程と、
該分割溝形成工程および該環状溝形成工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの基板における該デバイス領域に対応する裏面を研削して、ウエーハの基板の裏面に該分割溝および該環状溝を露出せしめるとともに、該外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの基板の裏面をエッチングして、基板の裏面から該電極を突出せしめる裏面エッチング工程と、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。
【０００７】
また、本発明によれば、基板の表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該デバイス領域の基板に電極が埋設されているウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの基板の表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
基板の表面側から該デバイス領域と該外周余剰領域との境界部に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの環状溝を形成する環状溝形成工程と、
該分割溝形成工程および該環状溝形成工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの基板における該デバイス領域に対応する裏面を研削して、該外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの基板の裏面をエッチングして、基板の裏面に該分割溝および該環状溝を露出せしめるとともに、基板の裏面から該電極を突出せしめる裏面エッチング工程と、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。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるウエーハの加工方法においては、裏面研削工程または裏面エッチング工程を実施して基板の裏面に分割溝および環状溝を露出することにより個々のデバイスに分割するので、デバイスの厚さを薄くしても切削装置によって切断するようにデバイスの外周に欠けが発生することはない。また、本発明によるウエーハの加工方法においては、裏面研削工程を実施した後に裏面エッチング工程を実施するので、基板の裏面から電極を突出させることができるとともに、裏面研削工程を実施することによってデバイスの裏面に生成された研削歪を除去することができ、デバイスの抗折強度を向上されることができる。更に、本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハは保護部材が貼着された状態で個々のデバイスに分割されているが、環状の補強部が残存してウエーハの形態が維持されているので、容易に搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明によるウエーハの分割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。
図１には本発明によるウエーハの加工方法によ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、例えば厚さが７００μmのシリコン基板２０の表面２ａに複数のストリート２１が格子状に配列されているとともに、該複数のストリート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。この半導体ウエーハ２は、デバイス２２の表面に配設された複数のボンディングパッド２２１を備えているとともに、このボンディングパッド２２１に接続しシリコン基板２０に埋設された電極２２２を備えている。このように構成された半導体ウエーハ２は、デバイス２２が形成されているデバイス領域２２０と、該デバイス領域２２０を囲繞する外周余剰領域２３０を備えている。
【００１０】
上記半導体ウエーハ２をストリート２１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おいては、先ず半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面２０ａ側からストリート２１に沿ってデバイス２２の仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程を実施する。この分割溝形成工程は、図３の(a)に示す切削装置３を用いて実施する。図３の(a)に示す切削装置３は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル３１と、切削ブレード３２１を備えた切削手段３２と、撮像手段３３を具備している。この切削装置３を用いて分割溝形成工程を実施するには、チャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面２０ａを上にして載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ２をチャックテーブル３１上に保持する。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３１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
【００１１】
チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の分割溝を形成すべき切削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３３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ストリート２１と、切削ブレード３２１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、切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。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ストリート２１に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。
【００１２】
以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されている半導体ウエーハ２の切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル３１を切削領域の切削開始位置に移動する。そして、切削ブレード３２１を図３の(a)において矢印３２１aで示す方向に回転しつつ下方に移動して所定量の切り込み送りを実施する。この切り込み送り位置は、切削ブレード３２１の外周縁が半導体ウエーハ２の基板２０の表面からデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ位置（例えば、１００μｍ）に設定されている。このようにして、切削ブレード３２１の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード３２１を回転しつつチャックテーブル３１を図３の(a)において矢印Ｘで示す方向に切削送りすることによって、図３の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２のシリコン基板２０にはストリート２１に沿って表面２０aからデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ（例えば、１００μｍ）の分割溝２０１が形成される。この分割溝形成工程を半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面２０ａ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。
【００１３】
上述した分割溝形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面２ａ側からデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界部に沿ってデバイス２２の仕上がり厚さに相当する深さの環状溝を形成する環状溝形成工程を実施する。この環状溝形成工程は、上記図３の(a)に示す切削装置３を用いて実施することができる。即ち、上記分割溝形成工程を実施した状態で、図４に示すように撮像手段３３の直下に位置付ける。そして、撮像手段３３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち、撮像手段３３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界部と切削ブレード３２１との位置合わせを行うためのアライメント作業を遂行する。
【００１４】
以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されている半導体ウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル３１を切削領域に移動する。そして、切削手段３２の切削ブレード３２１をチャックテーブル３１に保持された半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界部の直上に位置付ける。そして、図５の(a)に示すように切削ブレード３２１を矢印３２１aで示す方向に回転しつつ２点鎖線で示す待機位置から下方に切り込み送りし、実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、切削ブレード３２１の外周縁が半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面からデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ位置（例えば、１００μｍ）に設定されている。
【００１５】
次に、上述したように切削ブレード３２１を矢印３２１aで示す方向に回転しつつチャックテーブル３１を図５の(a)において矢印３１aで示す方向に回転せしめる。そして、チャックテーブル３１が１回転することにより、図５の(b)に示すように半導体ウエーハ２のシリコン基板２０にはデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界部に沿って表面２０aからデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ（例えば、１００μｍ）の環状溝２０２が形成される。
【００１６】
上述した分割溝形成工程および環状溝形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面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６に示すように半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面２０ａ（デバイス２２が形成されている面）に例えば厚さが１５０μｍのポリオレフィンシートからなる保護部材４を貼着する。従って、半導体ウエーハ２は、シリコン基板２０の裏面２０bが露出する形態となる。
【００１７】
上述した保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０に対応する裏面を研削して外周余剰領域２３０に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図示の実施形態においては図７に示す研削装置によって実施する。図７に示す研削装置５は、被加工物としてのウエーハ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に保持されたウエーハの加工面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、上面にウエーハを吸引保持し図７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５２１と、該スピンドルハウジング５２１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５２２と、該回転スピンドル５２２の下端に装着されたマウンター５２３と、該マウンター５２３の下面に取り付けられた研削ホイール５２４とを具備している。この研削ホイール５２４は、円板状の基台５２５と、該基台５２５の下面に環状に装着された研削砥石５２６とからなっており、基台５２５がマウンター５２３の下面に取り付けられている。
【００１８】
上述した研削装置５を用いて裏面研削工程を実施するには、チャックテーブル５１の上面（保持面）に上述した分割溝形成工程および環状溝形成工程が実施されシリコン基板２０の表面２０ａに保護部材４が貼着された半導体ウエーハ２の保護部材４側を載置し、半導体ウエーハ２をチャックテーブル５１上に吸引保持する。従って、チャックテーブル５１上に吸引保持された半導体ウエーハ２は、シリコン基板２０の裏面２０bが上側となる。ここで、チャックテーブル５１に保持された半導体ウエーハ２と研削ホイール５２４を構成する環状の研削砥石５２６の関係について、図８の(a)を参照して説明する。チャックテーブル５１の回転中心P1と環状の研削砥石５２６の回転中心P2は偏芯しており、環状の研削砥石５２６の外径は、半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界線２４０の直径より小さく境界線２４０の半径より大きい寸法に設定され、環状の研削砥石５２６がチャックテーブル５１の回転中心P1（半導体ウエーハ２の中心）を通過するようになっている。
【００１９】
次に、図７および図８の(a)に示すようにチャックテーブル５１を矢印５１aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール５２４を矢印５２４aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめるとともに、研削ホイール５２４を下方に移動して研削砥石５２６を半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bに接触させる。そして、研削ホイール５２４を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bは、図８の（b）および(c)に示すようにデバイス領域２２０に対応する領域が研削除去されて円形状の凹部２２０bに形成されるとともに、外周余剰領域２３０に対応する領域が残存されて環状の補強部２３０bに形成される。ここで、裏面研削工程の実施形態について、図８の（b）および(c)を参照して説明する。図８の（b）に示す実施形態は、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bにおけるデバイス領域２２０に対応する領域をデバイスの仕上がり厚さ（例え１００μm）まで研削して、分割溝２０１および環状溝２０２を露出せしめる。この結果、半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０は、個々のデバイス２２に分割される。なお、図８の（b）に示す実施形態のように分割溝２０１および環状溝２０２が露出するまで研削すると半導体ウエーハ２は個々のデバイス２２に分割されるが、環状の補強部２３０bが残存しているのでウエーハの形態が維持される。一方、図８の(c)に示す実施形態は、シリコン基板２０の裏面２０bに分割溝２０１および環状溝２０２が露出する数μm手前で研削を終了する。
【００２０】
上述した裏面研削工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面をエッチングして、半導体ウエーハ２の裏面から電極を突出せしめる裏面エッチング工程を実施する。この裏面エッチング工程は、図示の実施形態においては図９に示すプラズマエッチング装置を用いて実施する。図９に示すプラズマエッチング装置６は、エッチング室６１ａを形成するハウジング６１を具備している。このハウジング６１は、底壁６１１と上壁６１２と左右側壁６１３、６１４と後側が側壁６１５および前側側壁（図示せず）とからなっており、右側側壁６１４には被加工物搬出入用の開口６１４ａが設けられている。開口６１４ａの外側には、開口６１４ａを開閉するためのゲート６２が上下方向に移動可能に配設されている。このゲート６２は、ゲート作動手段６３によって作動せしめられる。ゲート作動手段６３は、エアシリンダ６３１と該エアシリンダ６３１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６３２とからなっており、エアシリンダ６３１がブラケット６３３を介して上記ハウジング６１の底壁６１１に取り付けられており、ピストンロッド６３２の先端（図において上端）が上記ゲート６２に連結されている。このゲート作動手段６３によってゲート６２が開けられることにより、被加工物としての上記裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２を開口６１４ａを通して搬出入することができる。また、ハウジング６１を構成する底壁６１１には排気口６１１ａが設けられており、この排気口６１１ａがガス排出手段６４に接続されている。
【００２１】
上記ハウジング６１によって形成されるエッチング室６１ａには、下部電極６５と上部電極６６が対向して配設されている。下部電極６５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６５１と、該被加工物保持部６５１の下面中央部から突出して形成された円柱状の支持部６５２とからなっている。このように被加工物保持部６５１と円柱状の支持部６５２とから構成された下部電極６５は、支持部６５２がハウジング６１の底壁６１１に形成された穴６１１ｂを挿通して配設され、絶縁体６７を介して底壁６１１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６１の底壁６１１に支持された下部電極６５は、支持部６５２を介して高周波電源６８に電気的に接続されている。
【００２２】
下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１の上部には、上方が開放された円形状の嵌合凹部６５１ａが設けられており、該嵌合凹部６５１ａ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６５３が嵌合される。嵌合凹部６５１ａにおける吸着保持部材６５３の下側に形成される室６５１ｂは、被加工物保持部６５１および支持部６５２に形成された連通路６５２ａによって吸引手段６９に連通されている。従って、吸着保持部材６５３上に被加工物を載置して吸引手段６９を作動して連通路６５２ａを負圧源に連通することにより室６５１ｂに負圧が作用し、吸着保持部材６５３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６９を作動して連通路６５２ａを大気に開放することにより、吸着保持部材６５３上に吸引保持された被加工物の吸引保持が解除される。
【００２３】
下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１の下部には、冷却通路６５１cが形成されている。この冷却通路６５１ｂの一端は支持部６５２に形成された冷媒導入通路６５２ｂに連通され、冷却通路６５１ｂの他端は支持部６５２に形成された冷媒排出通路６５２ｃに連通されている。冷媒導入通路６５２ｂおよび冷媒排出通路６５２ｃは、冷媒供給手段７０に連通されている。従って、冷媒供給手段７０が作動すると、冷媒が冷媒導入通路６５２ｂ、冷却通路６５１cおよび冷媒排出通路６５２ｃを通して循環せしめられる。この結果、後述するプラズマエッチング処理時に発生する熱は下部電極６５から冷媒に伝達されるので、下部電極６５の異常昇温が防止される。
【００２４】
上記上部電極６６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６６１と、該ガス噴出部６６１の上面中央部から突出して形成された円柱状の支持部６６２とからなっている。このようにガス噴出部６６１と円柱状の支持部６６２とからなる上部電極６６は、ガス噴出部６６１が下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１と対向して配設され、支持部６６２がハウジング６１の上壁６１２に形成された穴６１２ａを挿通し、該穴６１２ａに装着されたシール部材７１によって上下方向に移動可能に支持されている。支持部６６２の上端部には作動部材６６３が取り付けられており、この作動部材６６３が昇降駆動手段７２に連結されている。なお、上部電極６６は、支持部６６２を介して接地されている。
【００２５】
上部電極６６を構成する円盤状のガス噴出部６６１には、下面に開口する複数の噴出口６６１ａが設けられている。この複数の噴出口６６１ａは、ガス噴出部６６１に形成された連通路６６１ｂおよび支持部６６２に形成された連通路６６２ａを介してガス供給手段７３に連通されている。ガス供給手段６３は、SF6 等のフッ素系ガスと酸素を主体とするプラズマ発生用の混合ガスを供給する。
【００２６】
図示の実施形態におけるプラズマエッチング装置６は、上記ゲート作動手段６３、ガス排出手段６４、高周波電源６８、吸引手段６９、冷媒供給手段７０、昇降駆動手段７２、ガス供給手段７３等を制御する制御手段７４を具備している。この制御手段７４にはガス排出手段６４からハウジング６１によって形成されるエッチング室６１ａ内の圧力に関するデータが、冷媒供給手段７０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７３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７４は上記各手段に制御信号を出力する。
【００２７】
図示の実施形態におけるプラズマエッチング装置６は以上のように構成されており、以下上述したように裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０b側からプラズマエッチングして、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bから電極を突出せしめる裏面エッチング工程について説明する。
先ずゲート作動手段６３を作動してゲート６２を図９において下方に移動せしめ、ハウジング６１の右側側壁６１４に設けられた開口６１４ａを開ける。次に、図示しない搬出入手段によって裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２（シリコン基板２０の表面２０ａに保護部材が貼着されている）を開口６１４ａからハウジング６１によって形成されるエッチング室６１ａに搬送し、下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１の吸着保持部材６５３上に保護部材４側を載置する。このとき、昇降駆動手段７２を作動して上部電極６６を上昇せしめておく。そして、吸引手段６９を作動して上述したように下部電極６５の室６５１ｂに負圧を作用することにより、吸着保持部材６５３上に載置された半導体ウエーハ２は保護部材４を介して吸引保持される（図１０参照）。
【００２８】
半導体ウエーハ２が保護部材４を介して吸着保持部材６５３上に吸引保持されたならば、ゲート作動手段６３を作動してゲート６２を図９において上方に移動せしめ、ハウジング６１の右側側壁６１４に設けられた開口６１４ａを閉じる。そして、昇降駆動手段７２を作動して上部電極６６を下降させ、図１０に示すように上部電極６６を構成するガス噴射部６６１の下面と下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１に保持された保護部材４を貼着した半導体ウエーハ２の上面（シリコン基板２０の裏面２０b）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。
【００２９】
次に、被加工物保持部６１に配設された図示しない静電力生成手段を作動して静電力で半導体ウエーハ２を保持し、ガス排出手段６４を作動してハウジング６１によって形成されるエッチング室６１ａ内を排気する。エッチング室６１ａ内を排気して減圧したならば、ガス供給手段７３を作動してプラズマ発生用ガスを上部電極６６に供給する。ガス供給手段７３から供給されたプラズマ発生用ガスは、支持部６６２に形成された連通路６６２ａおよびガス噴出部６６１に形成された連通路６６１ｂを通して複数の噴出口６６１ａから下部電極６５の吸着保持部材６５３上に保持された半導体ウエーハ２の裏面２b（上面）に向けて噴出される。そして、エッチング室６１ａ内を所定のガス圧力に維持する。このように、プラズマ発生用ガスを供給した状態で、高周波電源６８から下部電極６５と上部電極６６との間に高周波電圧を印加する。これにより、下部電極６５と上部電極６６との間の空間にSF6のプラズマが発生し、このプラズマにより生じる活性物質が半導体ウエーハ２の裏面２bに作用するので、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bがエッチングされる。
【００３０】
上記裏面エッチング工程は、例えば以下の条件で行われる。
電源６８の出力 ：２０００W
エッチング室６１ａ内の圧力 ：８０Pa
プラズマ発生用ガス ：六フッ化イオウ(SF6)を７６ml／分、ヘリウム(He)を１５
ml／分、酸素(O2)を２７ml／分
または
：六フッ化イオウ(SF6)を７６ml／分、三フッ化メチル(CHF3)
を１５ml／分、酸素(O2)を２７ml／分
または
：六フッ化イオウ(SF6)を７６ml／分、窒素(N2)を１５ml／
分、酸素(O2)を２７ml／分
エッチング処理時間 ：３分
【００３１】
上述した加工条件によって裏面エッチング工程を実施することにより、半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０の裏面２０bが数μmエッチングされる。この結果、図１１に示すように半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bから電極２２２が数μm突出する。なお、上記裏面研削工程において半導体ウエーハ２が図８の(c)に示す実施形態のようにシリコン基板２０の裏面２０bに分割溝２０１および環状溝２０２が露出する数μm手前で研削を終了した場合には、上記エッチング工程を実施することによりシリコン基板２０の裏面２０bから電極２２２が数μm突出するとともに、シリコン基板２０の裏面２０bに分割溝２０１および環状溝２０２が露出する。この結果、半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０は、個々のデバイス２２に分割される。
【００３２】
以上のようにして裏面エッチング工程が実施され、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bから電極２２２が突出するとともに、デバイス領域２２０が個々のデバイス２２に分割されたならば、次工程である分割された個々のデバイス２２をピックアップするピックアップ工程に搬送される。このとき、半導体ウエーハ２は保護部材４が貼着された状態で個々のデバイス２２に分割されているが、環状の補強部２３０bが残存してウエーハの形態が維持されているので、容易に搬送することができる。
【００３３】
以上のように、図示の実施形態におけるウエーハの加工方法においては、裏面研削工程または裏面エッチング工程を実施してシリコン基板２０の裏面２０bに分割溝２０１および環状溝２０２を露出することにより個々のデバイス２２に分割するので、デバイスの厚さを薄くしても切削装置によって切断するようにデバイスの外周に欠けが発生することはない。また、図示の実施形態におけるウエーハの加工方法においては、上記裏面研削工程を実施した後に裏面エッチング工程を実施するので、シリコン基板２０の裏面２０bから電極２２２を突出することができるとともに、裏面研削工程を実施することによってデバイスの裏面に生成された研削歪を除去することができ、デバイスの抗折強度を向上されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法によって個々のデバイスに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】図１に示す半導体ウエーハの要部を拡大して示す断面図。
【図３】本発明によるウエーハの加工方法における分割溝形成工程を実施するための切削装置および分割溝形成工程の説明図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法における環状溝形成工程を実施するための切削装置および環状溝形成工程の説明図。
【図５】本発明によるウエーハの加工方法における環状溝形成工程の説明図。
【図６】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裏面研削工程を実施するための研削装置および裏面研削工程の説明図。
【図８】本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程の説明図。
【図９】本発明によるウエーハの加工方法における裏面エッチング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１０】図９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半導体ウエーハに貼着された保護部材を載置した状態を示す断面図。
【図１１】本発明によるウエーハの加工方法における裏面エッチング工程が実施された半導体ウエーハの要部を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００３５】
２：半導体ウエーハ
２２：シリコン基板
２１：ストリート
２２：デバイス
２２０：デバイス領域
２３０：外周余剰領域
３：切削装置
３１：切削装置のチャックテーブル
３２：切削手段
３２１：切削ブレード
４：保護部材
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５２：研削手段
５２６：研削砥石
６：プラズマエッチング装置
６５：下部電極
６６：上部電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有するウエーハを、複数のストリート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等のデバイスを形成する。このように形成された半導体ウエーハは一般に切削装置を用いてストリートに沿って切断することにより個々のデバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。
【０００３】
一方近年、電気機器の小型化を図るため、デバイスを複数個積層して構成した積層型半導体装置が実用化されている。このようなデバイスを製造する製造方法が下記特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特許第５３７４４７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
デバイスを積層するためにはウエーハの厚さを１００μm以下に形成することが要求されている。しかるに、ウエーハの厚さを１００μm以下に形成すると剛性が低下するため、後工程における取り扱いが困難となる。また、デバイスを積層するためには各デバイスに埋設された電極をウエーハの裏面から突出させる必要があり、このためウエーハ裏面を研削して所定の厚さに形成した後に、ウエーハの裏面をエッチングして電極を突出させている。このように薄く形成されたウエーハを切削装置によりストリートに沿って切断して個々のデバイスに分割すると、デバイスの外周に多くの欠けが生じて品質が低下するという問題がある。
【０００５】
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、ウエーハの厚さを薄く形成してもデバイスの品質を確保することができるとともに、デバイスに埋設された電極をウエーハの裏面から突出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】
【０００６】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、基板の表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該デバイス領域の基板に電極が埋設されているウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの基板の表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
基板の表面側から該デバイス領域と該外周余剰領域との境界部に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの環状溝を形成する環状溝形成工程と、
該分割溝形成工程および該環状溝形成工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの基板における該デバイス領域に対応する裏面を研削して、ウエーハの基板の裏面に該分割溝および該環状溝を露出せしめるとともに、該外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの基板の裏面をエッチングして、基板の裏面から該電極を突出せしめる裏面エッチング工程と、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。
【０００７】
また、本発明によれば、基板の表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該デバイス領域の基板に電極が埋設されているウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの基板の表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
基板の表面側から該デバイス領域と該外周余剰領域との境界部に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの環状溝を形成する環状溝形成工程と、
該分割溝形成工程および該環状溝形成工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの基板における該デバイス領域に対応する裏面を研削して、該外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの基板の裏面をエッチングして、基板の裏面に該分割溝および該環状溝を露出せしめるとともに、基板の裏面から該電極を突出せしめる裏面エッチング工程と、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。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるウエーハの加工方法においては、裏面研削工程または裏面エッチング工程を実施して基板の裏面に分割溝および環状溝を露出することにより個々のデバイスに分割するので、デバイスの厚さを薄くしても切削装置によって切断するようにデバイスの外周に欠けが発生することはない。また、本発明によるウエーハの加工方法においては、裏面研削工程を実施した後に裏面エッチング工程を実施するので、基板の裏面から電極を突出させることができるとともに、裏面研削工程を実施することによってデバイスの裏面に生成された研削歪を除去することができ、デバイスの抗折強度を向上されることができる。更に、本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハは保護部材が貼着された状態で個々のデバイスに分割されているが、環状の補強部が残存してウエーハの形態が維持されているので、容易に搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明によるウエーハの分割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。
図１には本発明によるウエーハの加工方法によ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、例えば厚さが７００μmのシリコン基板２０の表面２ａに複数のストリート２１が格子状に配列されているとともに、該複数のストリート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。この半導体ウエーハ２は、デバイス２２の表面に配設された複数のボンディングパッド２２１を備えているとともに、このボンディングパッド２２１に接続しシリコン基板２０に埋設された電極２２２を備えている。このように構成された半導体ウエーハ２は、デバイス２２が形成されているデバイス領域２２０と、該デバイス領域２２０を囲繞する外周余剰領域２３０を備えている。
【００１０】
上記半導体ウエーハ２をストリート２１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おいては、先ず半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面２０ａ側からストリート２１に沿ってデバイス２２の仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程を実施する。この分割溝形成工程は、図３の(a)に示す切削装置３を用いて実施する。図３の(a)に示す切削装置３は、吸引保持手段を備えたチャックテーブル３１と、切削ブレード３２１を備えた切削手段３２と、撮像手段３３を具備している。この切削装置３を用いて分割溝形成工程を実施するには、チャックテーブル３１上に半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面２０ａを上にして載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、半導体ウエーハ２をチャックテーブル３１上に保持する。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３１は、図示しない切削送り機構によって撮像手段３３の直下に位置付けられる。
【００１１】
チャックテーブル３１が撮像手段３３の直下に位置付けられると、撮像手段３３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の分割溝を形成すべき切削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３３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ストリート２１と、切削ブレード３２１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、切削領域のアライメントを遂行する（アライメント工程）。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ストリート２１に対しても、同様に切削領域のアライメントが遂行される。
【００１２】
以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されている半導体ウエーハ２の切削領域のアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル３１を切削領域の切削開始位置に移動する。そして、切削ブレード３２１を図３の(a)において矢印３２１aで示す方向に回転しつつ下方に移動して所定量の切り込み送りを実施する。この切り込み送り位置は、切削ブレード３２１の外周縁が半導体ウエーハ２の基板２０の表面からデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ位置（例えば、１００μｍ）に設定されている。このようにして、切削ブレード３２１の切り込み送りを実施したならば、切削ブレード３２１を回転しつつチャックテーブル３１を図３の(a)において矢印Ｘで示す方向に切削送りすることによって、図３の（ｂ）に示すように半導体ウエーハ２のシリコン基板２０にはストリート２１に沿って表面２０aからデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ（例えば、１００μｍ）の分割溝２０１が形成される。この分割溝形成工程を半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面２０ａ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。
【００１３】
上述した分割溝形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面２ａ側からデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界部に沿ってデバイス２２の仕上がり厚さに相当する深さの環状溝を形成する環状溝形成工程を実施する。この環状溝形成工程は、上記図３の(a)に示す切削装置３を用いて実施することができる。即ち、上記分割溝形成工程を実施した状態で、図４に示すように撮像手段３３の直下に位置付ける。そして、撮像手段３３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメント工程を実行する。即ち、撮像手段３３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界部と切削ブレード３２１との位置合わせを行うためのアライメント作業を遂行する。
【００１４】
以上のようにしてチャックテーブル３１上に保持されている半導体ウエーハ２の切削すべき領域を検出するアライメントが行われたならば、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル３１を切削領域に移動する。そして、切削手段３２の切削ブレード３２１をチャックテーブル３１に保持された半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界部の直上に位置付ける。そして、図５の(a)に示すように切削ブレード３２１を矢印３２１aで示す方向に回転しつつ２点鎖線で示す待機位置から下方に切り込み送りし、実線で示すように所定の切り込み送り位置に位置付ける。この切り込み送り位置は、切削ブレード３２１の外周縁が半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面からデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ位置（例えば、１００μｍ）に設定されている。
【００１５】
次に、上述したように切削ブレード３２１を矢印３２１aで示す方向に回転しつつチャックテーブル３１を図５の(a)において矢印３１aで示す方向に回転せしめる。そして、チャックテーブル３１が１回転することにより、図５の(b)に示すように半導体ウエーハ２のシリコン基板２０にはデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界部に沿って表面２０aからデバイスの仕上がり厚さに相当する深さ（例えば、１００μｍ）の環状溝２０２が形成される。
【００１６】
上述した分割溝形成工程および環状溝形成工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面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６に示すように半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の表面２０ａ（デバイス２２が形成されている面）に例えば厚さが１５０μｍのポリオレフィンシートからなる保護部材４を貼着する。従って、半導体ウエーハ２は、シリコン基板２０の裏面２０bが露出する形態となる。
【００１７】
上述した保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０におけるデバイス領域２２０に対応する裏面を研削して外周余剰領域２３０に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図示の実施形態においては図７に示す研削装置によって実施する。図７に示す研削装置５は、被加工物としてのウエーハ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に保持されたウエーハの加工面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、上面にウエーハを吸引保持し図７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５２１と、該スピンドルハウジング５２１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５２２と、該回転スピンドル５２２の下端に装着されたマウンター５２３と、該マウンター５２３の下面に取り付けられた研削ホイール５２４とを具備している。この研削ホイール５２４は、円板状の基台５２５と、該基台５２５の下面に環状に装着された研削砥石５２６とからなっており、基台５２５がマウンター５２３の下面に取り付けられている。
【００１８】
上述した研削装置５を用いて裏面研削工程を実施するには、チャックテーブル５１の上面（保持面）に上述した分割溝形成工程および環状溝形成工程が実施されシリコン基板２０の表面２０ａに保護部材４が貼着された半導体ウエーハ２の保護部材４側を載置し、半導体ウエーハ２をチャックテーブル５１上に吸引保持する。従って、チャックテーブル５１上に吸引保持された半導体ウエーハ２は、シリコン基板２０の裏面２０bが上側となる。ここで、チャックテーブル５１に保持された半導体ウエーハ２と研削ホイール５２４を構成する環状の研削砥石５２６の関係について、図８の(a)を参照して説明する。チャックテーブル５１の回転中心P1と環状の研削砥石５２６の回転中心P2は偏芯しており、環状の研削砥石５２６の外径は、半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０と外周余剰領域２３０との境界線２４０の直径より小さく境界線２４０の半径より大きい寸法に設定され、環状の研削砥石５２６がチャックテーブル５１の回転中心P1（半導体ウエーハ２の中心）を通過するようになっている。
【００１９】
次に、図７および図８の(a)に示すようにチャックテーブル５１を矢印５１aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール５２４を矢印５２４aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめるとともに、研削ホイール５２４を下方に移動して研削砥石５２６を半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bに接触させる。そして、研削ホイール５２４を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bは、図８の（b）および(c)に示すようにデバイス領域２２０に対応する領域が研削除去されて円形状の凹部２２０bに形成されるとともに、外周余剰領域２３０に対応する領域が残存されて環状の補強部２３０bに形成される。ここで、裏面研削工程の実施形態について、図８の（b）および(c)を参照して説明する。図８の（b）に示す実施形態は、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bにおけるデバイス領域２２０に対応する領域をデバイスの仕上がり厚さ（例え１００μm）まで研削して、分割溝２０１および環状溝２０２を露出せしめる。この結果、半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０は、個々のデバイス２２に分割される。なお、図８の（b）に示す実施形態のように分割溝２０１および環状溝２０２が露出するまで研削すると半導体ウエーハ２は個々のデバイス２２に分割されるが、環状の補強部２３０bが残存しているのでウエーハの形態が維持される。一方、図８の(c)に示す実施形態は、シリコン基板２０の裏面２０bに分割溝２０１および環状溝２０２が露出する数μm手前で研削を終了する。
【００２０】
上述した裏面研削工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面をエッチングして、半導体ウエーハ２の裏面から電極を突出せしめる裏面エッチング工程を実施する。この裏面エッチング工程は、図示の実施形態においては図９に示すプラズマエッチング装置を用いて実施する。図９に示すプラズマエッチング装置６は、エッチング室６１ａを形成するハウジング６１を具備している。このハウジング６１は、底壁６１１と上壁６１２と左右側壁６１３、６１４と後側が側壁６１５および前側側壁（図示せず）とからなっており、右側側壁６１４には被加工物搬出入用の開口６１４ａが設けられている。開口６１４ａの外側には、開口６１４ａを開閉するためのゲート６２が上下方向に移動可能に配設されている。このゲート６２は、ゲート作動手段６３によって作動せしめられる。ゲート作動手段６３は、エアシリンダ６３１と該エアシリンダ６３１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６３２とからなっており、エアシリンダ６３１がブラケット６３３を介して上記ハウジング６１の底壁６１１に取り付けられており、ピストンロッド６３２の先端（図において上端）が上記ゲート６２に連結されている。このゲート作動手段６３によってゲート６２が開けられることにより、被加工物としての上記裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２を開口６１４ａを通して搬出入することができる。また、ハウジング６１を構成する底壁６１１には排気口６１１ａが設けられており、この排気口６１１ａがガス排出手段６４に接続されている。
【００２１】
上記ハウジング６１によって形成されるエッチング室６１ａには、下部電極６５と上部電極６６が対向して配設されている。下部電極６５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６５１と、該被加工物保持部６５１の下面中央部から突出して形成された円柱状の支持部６５２とからなっている。このように被加工物保持部６５１と円柱状の支持部６５２とから構成された下部電極６５は、支持部６５２がハウジング６１の底壁６１１に形成された穴６１１ｂを挿通して配設され、絶縁体６７を介して底壁６１１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６１の底壁６１１に支持された下部電極６５は、支持部６５２を介して高周波電源６８に電気的に接続されている。
【００２２】
下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１の上部には、上方が開放された円形状の嵌合凹部６５１ａが設けられており、該嵌合凹部６５１ａ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６５３が嵌合される。嵌合凹部６５１ａにおける吸着保持部材６５３の下側に形成される室６５１ｂは、被加工物保持部６５１および支持部６５２に形成された連通路６５２ａによって吸引手段６９に連通されている。従って、吸着保持部材６５３上に被加工物を載置して吸引手段６９を作動して連通路６５２ａを負圧源に連通することにより室６５１ｂに負圧が作用し、吸着保持部材６５３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６９を作動して連通路６５２ａを大気に開放することにより、吸着保持部材６５３上に吸引保持された被加工物の吸引保持が解除される。
【００２３】
下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１の下部には、冷却通路６５１cが形成されている。この冷却通路６５１ｂの一端は支持部６５２に形成された冷媒導入通路６５２ｂに連通され、冷却通路６５１ｂの他端は支持部６５２に形成された冷媒排出通路６５２ｃに連通されている。冷媒導入通路６５２ｂおよび冷媒排出通路６５２ｃは、冷媒供給手段７０に連通されている。従って、冷媒供給手段７０が作動すると、冷媒が冷媒導入通路６５２ｂ、冷却通路６５１cおよび冷媒排出通路６５２ｃを通して循環せしめられる。この結果、後述するプラズマエッチング処理時に発生する熱は下部電極６５から冷媒に伝達されるので、下部電極６５の異常昇温が防止される。
【００２４】
上記上部電極６６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６６１と、該ガス噴出部６６１の上面中央部から突出して形成された円柱状の支持部６６２とからなっている。このようにガス噴出部６６１と円柱状の支持部６６２とからなる上部電極６６は、ガス噴出部６６１が下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１と対向して配設され、支持部６６２がハウジング６１の上壁６１２に形成された穴６１２ａを挿通し、該穴６１２ａに装着されたシール部材７１によって上下方向に移動可能に支持されている。支持部６６２の上端部には作動部材６６３が取り付けられており、この作動部材６６３が昇降駆動手段７２に連結されている。なお、上部電極６６は、支持部６６２を介して接地されている。
【００２５】
上部電極６６を構成する円盤状のガス噴出部６６１には、下面に開口する複数の噴出口６６１ａが設けられている。この複数の噴出口６６１ａは、ガス噴出部６６１に形成された連通路６６１ｂおよび支持部６６２に形成された連通路６６２ａを介してガス供給手段７３に連通されている。ガス供給手段６３は、SF6 等のフッ素系ガスと酸素を主体とするプラズマ発生用の混合ガスを供給する。
【００２６】
図示の実施形態におけるプラズマエッチング装置６は、上記ゲート作動手段６３、ガス排出手段６４、高周波電源６８、吸引手段６９、冷媒供給手段７０、昇降駆動手段７２、ガス供給手段７３等を制御する制御手段７４を具備している。この制御手段７４にはガス排出手段６４からハウジング６１によって形成されるエッチング室６１ａ内の圧力に関するデータが、冷媒供給手段７０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７３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７４は上記各手段に制御信号を出力する。
【００２７】
図示の実施形態におけるプラズマエッチング装置６は以上のように構成されており、以下上述したように裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０b側からプラズマエッチングして、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bから電極を突出せしめる裏面エッチング工程について説明する。
先ずゲート作動手段６３を作動してゲート６２を図９において下方に移動せしめ、ハウジング６１の右側側壁６１４に設けられた開口６１４ａを開ける。次に、図示しない搬出入手段によって裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２（シリコン基板２０の表面２０ａに保護部材が貼着されている）を開口６１４ａからハウジング６１によって形成されるエッチング室６１ａに搬送し、下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１の吸着保持部材６５３上に保護部材４側を載置する。このとき、昇降駆動手段７２を作動して上部電極６６を上昇せしめておく。そして、吸引手段６９を作動して上述したように下部電極６５の室６５１ｂに負圧を作用することにより、吸着保持部材６５３上に載置された半導体ウエーハ２は保護部材４を介して吸引保持される（図１０参照）。
【００２８】
半導体ウエーハ２が保護部材４を介して吸着保持部材６５３上に吸引保持されたならば、ゲート作動手段６３を作動してゲート６２を図９において上方に移動せしめ、ハウジング６１の右側側壁６１４に設けられた開口６１４ａを閉じる。そして、昇降駆動手段７２を作動して上部電極６６を下降させ、図１０に示すように上部電極６６を構成するガス噴射部６６１の下面と下部電極６５を構成する被加工物保持部６５１に保持された保護部材４を貼着した半導体ウエーハ２の上面（シリコン基板２０の裏面２０b）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。
【００２９】
次に、被加工物保持部６１に配設された図示しない静電力生成手段を作動して静電力で半導体ウエーハ２を保持し、ガス排出手段６４を作動してハウジング６１によって形成されるエッチング室６１ａ内を排気する。エッチング室６１ａ内を排気して減圧したならば、ガス供給手段７３を作動してプラズマ発生用ガスを上部電極６６に供給する。ガス供給手段７３から供給されたプラズマ発生用ガスは、支持部６６２に形成された連通路６６２ａおよびガス噴出部６６１に形成された連通路６６１ｂを通して複数の噴出口６６１ａから下部電極６５の吸着保持部材６５３上に保持された半導体ウエーハ２の裏面２b（上面）に向けて噴出される。そして、エッチング室６１ａ内を所定のガス圧力に維持する。このように、プラズマ発生用ガスを供給した状態で、高周波電源６８から下部電極６５と上部電極６６との間に高周波電圧を印加する。これにより、下部電極６５と上部電極６６との間の空間にSF6のプラズマが発生し、このプラズマにより生じる活性物質が半導体ウエーハ２の裏面２bに作用するので、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bがエッチングされる。
【００３０】
上記裏面エッチング工程は、例えば以下の条件で行われる。
電源６８の出力 ：２０００W
エッチング室６１ａ内の圧力 ：８０Pa
プラズマ発生用ガス ：六フッ化イオウ(SF6)を７６ml／分、ヘリウム(He)を１５
ml／分、酸素(O2)を２７ml／分
または
：六フッ化イオウ(SF6)を７６ml／分、三フッ化メチル(CHF3)
を１５ml／分、酸素(O2)を２７ml／分
または
：六フッ化イオウ(SF6)を７６ml／分、窒素(N2)を１５ml／
分、酸素(O2)を２７ml／分
エッチング処理時間 ：３分
【００３１】
上述した加工条件によって裏面エッチング工程を実施することにより、半導体ウエーハ２を構成するシリコン基板２０の裏面２０bが数μmエッチングされる。この結果、図１１に示すように半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bから電極２２２が数μm突出する。なお、上記裏面研削工程において半導体ウエーハ２が図８の(c)に示す実施形態のようにシリコン基板２０の裏面２０bに分割溝２０１および環状溝２０２が露出する数μm手前で研削を終了した場合には、上記エッチング工程を実施することによりシリコン基板２０の裏面２０bから電極２２２が数μm突出するとともに、シリコン基板２０の裏面２０bに分割溝２０１および環状溝２０２が露出する。この結果、半導体ウエーハ２のデバイス領域２２０は、個々のデバイス２２に分割される。
【００３２】
以上のようにして裏面エッチング工程が実施され、半導体ウエーハ２のシリコン基板２０の裏面２０bから電極２２２が突出するとともに、デバイス領域２２０が個々のデバイス２２に分割されたならば、次工程である分割された個々のデバイス２２をピックアップするピックアップ工程に搬送される。このとき、半導体ウエーハ２は保護部材４が貼着された状態で個々のデバイス２２に分割されているが、環状の補強部２３０bが残存してウエーハの形態が維持されているので、容易に搬送することができる。
【００３３】
以上のように、図示の実施形態におけるウエーハの加工方法においては、裏面研削工程または裏面エッチング工程を実施してシリコン基板２０の裏面２０bに分割溝２０１および環状溝２０２を露出することにより個々のデバイス２２に分割するので、デバイスの厚さを薄くしても切削装置によって切断するようにデバイスの外周に欠けが発生することはない。また、図示の実施形態におけるウエーハの加工方法においては、上記裏面研削工程を実施した後に裏面エッチング工程を実施するので、シリコン基板２０の裏面２０bから電極２２２を突出することができるとともに、裏面研削工程を実施することによってデバイスの裏面に生成された研削歪を除去することができ、デバイスの抗折強度を向上されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法によって個々のデバイスに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】図１に示す半導体ウエーハの要部を拡大して示す断面図。
【図３】本発明によるウエーハの加工方法における分割溝形成工程を実施するための切削装置および分割溝形成工程の説明図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法における環状溝形成工程を実施するための切削装置および環状溝形成工程の説明図。
【図５】本発明によるウエーハの加工方法における環状溝形成工程の説明図。
【図６】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裏面研削工程を実施するための研削装置および裏面研削工程の説明図。
【図８】本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程の説明図。
【図９】本発明によるウエーハの加工方法における裏面エッチング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１０】図９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半導体ウエーハに貼着された保護部材を載置した状態を示す断面図。
【図１１】本発明によるウエーハの加工方法における裏面エッチング工程が実施された半導体ウエーハの要部を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００３５】
２：半導体ウエーハ
２２：シリコン基板
２１：ストリート
２２：デバイス
２２０：デバイス領域
２３０：外周余剰領域
３：切削装置
３１：切削装置のチャックテーブル
３２：切削手段
３２１：切削ブレード
４：保護部材
５：研削装置
５１：研削装置のチャックテーブル
５２：研削手段
５２６：研削砥石
６：プラズマエッチング装置
６５：下部電極
６６：上部電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該デバイス領域の基板に電極が埋設されているウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの基板の表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
基板の表面側から該デバイス領域と該外周余剰領域との境界部に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの環状溝を形成する環状溝形成工程と、
該分割溝形成工程および該環状溝形成工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの基板における該デバイス領域に対応する裏面を研削して、ウエーハの基板の裏面に該分割溝および該環状溝を露出せしめるとともに、該外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの基板の裏面をエッチングして、基板の裏面から該電極を突出せしめる裏面エッチング工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
基板の表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該デバイス領域の基板に電極が埋設されているウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの基板の表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
基板の表面側から該デバイス領域と該外周余剰領域との境界部に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの環状溝を形成する環状溝形成工程と、
該分割溝形成工程および該環状溝形成工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの基板における該デバイス領域に対応する裏面を研削して、該外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの基板の裏面をエッチングして、基板の裏面に該分割溝および該環状溝を露出せしめるとともに、基板の裏面から該電極を突出せしめる裏面エッチング工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項１】
基板の表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該デバイス領域の基板に電極が埋設されているウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの基板の表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
基板の表面側から該デバイス領域と該外周余剰領域との境界部に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの環状溝を形成する環状溝形成工程と、
該分割溝形成工程および該環状溝形成工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの基板における該デバイス領域に対応する裏面を研削して、ウエーハの基板の裏面に該分割溝および該環状溝を露出せしめるとともに、該外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの基板の裏面をエッチングして、基板の裏面から該電極を突出せしめる裏面エッチング工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
基板の表面に格子状に配列された複数のストリート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デバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを有し、該デバイス領域の基板に電極が埋設されているウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの基板の表面側からストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの分割溝を形成する分割溝形成工程と、
基板の表面側から該デバイス領域と該外周余剰領域との境界部に沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さの環状溝を形成する環状溝形成工程と、
該分割溝形成工程および該環状溝形成工程が実施されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハの基板における該デバイス領域に対応する裏面を研削して、該外周余剰領域に対応する領域に環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの基板の裏面をエッチングして、基板の裏面に該分割溝および該環状溝を露出せしめるとともに、基板の裏面から該電極を突出せしめる裏面エッチング工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−４３９９２（Ｐ２００９−４３９９２Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０８２２３（Ｐ２００７−２０８２２３）
【出願日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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