特許 6587911 ウエーハの分割方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6587911

(24)【登録日】2019年9月20日

(45)【発行日】2019年10月9日

(54)【発明の名称】ウエーハの分割方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20191001BHJP

   B23K 26/351 20140101ALI20191001BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20191001BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/78 Q

   H01L21/78 B

   H01L21/78 F

   H01L21/78 S

   B23K26/351

   H01L21/302 102

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-223723(P2015-223723)

(22)【出願日】2015年11月16日

(65)【公開番号】特開2017-92363(P2017-92363A)

(43)【公開日】2017年5月25日

【審査請求日】2018年9月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110001014

【氏名又は名称】特許業務法人東京アルパ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田渕 智隆

(72)【発明者】

【氏名】小田中 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】熊澤 哲

(72)【発明者】

【氏名】梁 仙一

(72)【発明者】

【氏名】小川 雄輝

【審査官】 山口 大志

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１４−５２０４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０７９７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０２３０８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

Ｂ２３Ｋ ２６／３５１

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の上面にＣｕを含む配線層を備え、該配線層を含んだ分割予定ラインで区画された領域にデバイスが形成されたウエーハを該分割予定ラインに沿って分割するウエーハの分割方法であって、
ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該配線層側から照射して分割予定ラインに沿って該配線層を切断して該基板に到る加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程と、
該レーザー加工溝形成工程の実施後、該加工溝に沿って該加工溝の最外幅よりも幅が狭い切削ブレードをウエーハに切り込ませウエーハを完全切断する切削工程と、
該レーザー加工溝形成工程の実施後において、少なくとも該加工溝内の該配線層が切断された部分をドライエッチングすることにより該レーザー加工溝形成工程で生成された該Ｃｕを含むデブリを除去し該デブリの成長を防ぐドライエッチング工程と、
からなるウエーハの分割方法。

【請求項2】

前記ドライエッチング工程の実施前までに前記デバイスの上面を保護する保護膜を形成する保護膜形成工程を行う請求項１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、ウエーハを個々のデバイスに分割するウエーハの分割方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、例えば、回転可能な切削ブレードを備えた切削装置によって個々のデバイスに分割され、携帯電話やパソコン等の各種電子機器等に利用されている。そして、ウエーハの分割に際しては、まず、ウエーハに対してレーザー光線を照射させ、ウエーハの上面に加工溝を形成し、その後、切削ブレードを切り込ませてウエーハを完全切断する分割方法がある。

【0003】

上記分割方法により分割される対象として、例えば、シリコン等の半導体基板の上面に、Ｃｕを含む配線層が形成されたウエーハがある。そして、この配線層はデバイス表面だけではなくウエーハの分割予定ライン上にも積層されており、切削ブレードで切削すると、切削ブレードにＣｕが付着するという問題がある。

【0004】

そこで、まず、ウエーハの表面側から分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射し、Ｃｕを含む配線層の一部をアブレーション加工により切断・除去することでシリコン基板に達する深さの加工溝を形成し、次いで、その加工溝に沿って切削ブレードを切り込ませてウエーハを完全切断する分割方法がある（例えば、特許文献１参照）。このような分割方法においては、例えば、切削ブレードの幅（刃厚）以上で分割予定ラインの幅以下の幅を備える加工溝を形成する。そして、この加工溝に切削ブレードを切り込ませることで、切削ブレードへのＣｕの付着を防ぐことができる。

【0005】

しかし、加工溝の形成時は、レーザー光線の照射によって配線層に含まれるＣｕが溶解して、その一部が加工溝の側壁や底に付着するデブリとなる。このＣｕを含むデブリを取り除くために、例えば、加工しながらデブリを除去することを可能にする加工ノズルを備えるレーザー加工装置がある（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００６−１９０７７９号公報

【特許文献2】特開２００７−０６９２４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献２に記載されているようなレーザー加工装置を用いても、加工溝に付着した粉状のＣｕを含むデブリの完全な除去は困難である。しかし、Ｃｕを含むデブリは加工溝内に存在している限りにおいては、デバイスに影響を与えないため完全除去する必要はないと考えられていた。

【0008】

しかし、このＣｕを含むデブリは、シリコン及び空気中の水分と反応することが分かってきた。すなわち、Ｃｕを含むデブリがグルービング加工で露出したシリコン基板に接触し、核となるＣｕ_３Ｓｉを加工溝の壁及び底に形成する。このＣｕ_３Ｓｉが空気中において水分と反応し、Ｃｕ_３Ｓｉの表面にＣｕ_２ＯとＣｕとからなる層が形成されていく。さらに、Ｃｕ_２ＯとＣｕとからなる層の表面にＳｉＯ_２の層が形成されていくことで、デブリが肥大化していく。その結果、特に加工溝の壁（露出しているシリコン基板部分からなる壁）部分で肥大化したデブリは、その表面が配線層に接触することがあり、この肥大化したデブリが配線層に接触したウエーハから作製されたデバイスは、配線が短絡しデバイスが破損する可能性がある。

【0009】

そして、シリコン基板に付着したＣｕ自体は、洗浄水による洗浄やドライエッチングなどでは除去できず、薬液洗浄やウエットエッチングで除去する必要があるため、除去することが困難となる。特に、問題となる加工溝の露出したシリコン基板部分からなる壁部分で肥大化したデブリは、加工溝の幅が切削ブレードの刃厚以上であることから、切削加工後においても、そのままの状態で残存して成長を続けていく可能性が高い。

【0010】

そこで、レーザー光線の照射によって加工溝を形成するウエーハの分割方法においては、Ｃｕを含むデブリを加工溝内で成長させず、ウエーハを分割して作製されたデバイスの配線層にデブリが接触しないようにするという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するための本発明は、基板の上面にＣｕを含む配線層を備え、該配線層を含んだ分割予定ラインで区画された領域にデバイスが形成されたウエーハを分割するウエーハの分割方法であって、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を該配線層側から照射して分割予定ラインに沿って該配線層を切断して該基板に到る加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程と、該レーザー加工溝形成工程の実施後、該加工溝に沿って該加工溝の最外幅よりも幅が狭い切削ブレードをウエーハに切り込ませウエーハを完全切断する切削工程と、該レーザー加工溝形成工程の実施後において、少なくとも該加工溝内の該配線層が切断された部分をドライエッチングすることにより該レーザー加工溝形成工程で生成された該Ｃｕを含むデブリを除去し該デブリの成長を防ぐドライエッチング工程と、からなるウエーハの分割方法である。

【0012】

本発明に係るウエーハ分割方法においては、前記ドライエッチング工程の実施前までに前記デバイスの上面を保護する保護膜を形成する保護膜形成工程を行うと好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係るウエーハ分割方法においては、基板の上面にＣｕを含む配線層を備え、配線層を含んだ分割予定ラインで区画された領域にデバイスが形成されたウエーハの分割にあたって、ウエーハに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を配線層側から照射して分割予定ラインに沿って配線層を切断して基板に到る加工溝を形成するレーザー加工溝形成工程と、レーザー加工溝形成工程の実施後、加工溝に沿って加工溝の最外幅よりも幅が狭い切削ブレードをウエーハに切り込ませウエーハを完全切断する切削工程と、レーザー加工溝形成工程の実施後において、少なくとも加工溝内の配線層が切断された部分をドライエッチングするドライエッチング工程とを実施し、Ｃｕを含むデブリが付着している部分のシリコン基板をドライエッチングすることにより、Ｃｕを含むデブリをシリコン基板から離脱可能にさせ、Ｃｕを含むデブリを加工溝内で成長させず、ウエーハを分割して作製されたデバイスの配線層にデブリが接触しないようにすることができる。

【0014】

また、ドライエッチング工程の実施前までに前記デバイスの上面を保護する保護膜を形成する保護膜形成工程を行うことで、ドライエッチング工程におけるデバイスの上面に対する悪影響をより低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る分割方法によって分割されるウエーハの一例を示す斜視図である。

【図2】本発明に係る分割方法によって分割されるウエーハの層構造の一部を示す拡大断面図である。

【図3】保護膜形成工程において、ウエーハがスピンコータに搬送される状態を示す斜視図である。

【図4】保護膜が形成されたウエーハの層構造の一部を示す拡大断面図である。

【図5】粘着テープを介してリングフレームに支持されたウエーハの斜視図である。

【図6】レーザー加工溝形成工程において、ウエーハの配線層側から分割予定ラインに沿ってレーザー光線を照射している状態を示す斜視図である。

【図7】ウエーハに２本の加工溝が形成された状態の一部を示す拡大断面図である。

【図8】レーザー加工溝形成工程において形成されたウエーハの加工溝にＣｕを含むデブリが付着している状態の一部を示す拡大断面図である。

【図9】ドライエッチング工程において使用されるプラズマエッチング装置の一例を示す断面図である。

【図10】ドライエッチング工程終了後のウエーハの一部を示す拡大断面図である。

【図11】切削工程において、切削装置によりウエーハを切削している状態を示す斜視図である。

【図12】切削工程における、切削ブレードとウエーハの加工溝との位置関係を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下に、図１〜１１を用いて、図１に示すウエーハＷを本発明に係る分割方法により分割する場合の各工程について説明する。

【0017】

図１に示すウエーハＷは、例えば、その外形が略円板形状であり、結晶方位を示すオリエンテーションフラットＯＦが、外周の一部をフラットに切欠くことで形成されている。ウエーハＷの表面Ｗ２ａは、格子状に配列された分割予定ラインＳで複数の領域に区画されており、各領域にはＩＣ等のデバイスＤがそれぞれ形成されている。

【0018】

ウエーハＷの層構造は、図２に示すように、Ｓｉからなる基板Ｗ１（シリコン基板Ｗ１）の上面Ｗ１ａ上に、少なくともＣｕを含む配線層Ｗ２が積層されて構成されている。この配線層Ｗ２の表面Ｗ２ａが、ウエーハＷの表面Ｗ２ａとなる。分割予定ラインＳは、例えば、幅Ｓｗを有しており、ウエーハＷの表面Ｗ２ａから配線層Ｗ２の厚み方向（Ｚ軸方向）の中間部に到達する深さで形成されている。

【0019】

（１）保護膜形成工程
本発明に係るウエーハの分割方法においては、まず、デバイスＤの上面（ウエーハＷの表面Ｗ２ａ）を保護する保護膜Ｗ３（図４において図示）を形成する保護膜形成工程を実施する。

【0020】

保護膜形成工程においては、図３に示すスピンコータ４０に備える回転可能なスピンナーテーブル４００上に、ウエーハＷを載置し、スピンコータ４０に接続された図示しない吸引手段を作動することによりスピンナーテーブル４００上でウエーハＷを吸引保持する。次に、スピンナーテーブル４００上で吸引保持されたウエーハＷの表面Ｗ２ａの中心部に保護膜剤供給ノズル４１から所定量の保護膜剤を滴下し、スピンナーテーブル４００を所定速度で回転させることにより、滴下された保護膜剤がウエーハＷの外周部まで遠心力により流動しレベリングされる。この液状の保護膜剤を乾燥させることで、図４に示すように、ウエーハＷの表面Ｗ２ａ上にほぼ一様な厚さの保護膜Ｗ３が形成される。なお、後述するレーザー加工溝形成工程で加工溝Ｍを形成すると、加工溝Ｍが形成される部分の保護膜Ｗ３が除去される。

【0021】

（２）レーザー加工溝形成工程
保護膜形成工程を実施した後、例えば、ウエーハＷに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を配線層Ｗ２側から照射して分割予定ラインＳに沿って配線層Ｗ２を除去し加工溝Ｍ（図８において図示）を形成するレーザー加工溝形成工程を行う。

【0022】

レーザー加工溝形成工程においては、まず、図５に示すように、ウエーハＷを粘着テープＴに貼着しリングフレームＦにより支持された状態にする。

【0023】

次いで、粘着テープＴを介してリングフレームＦに支持された状態のウエーハＷが、図６に示すレーザー加工装置１のチャックテーブル１１上に搬送され、保持される。

【0024】

レーザー加工溝形成工程において用いられる図６に示すレーザー加工装置１は、ウエーハＷを保持するチャックテーブル１１と、チャックテーブル１１上に保持されたウエーハＷに対して吸収性を有する波長のレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段１２と、チャックテーブル１１上に保持されたウエーハＷの加工溝Ｍ（図８において図示）を形成すべき分割予定ラインＳを検出するアライメント手段１３とを少なくとも備える。

【0025】

チャックテーブル１１は、例えば、その外形が円形状であり、ウエーハＷを吸着する吸着部１１０と、吸着部１１０を支持する枠体１１１とを備える。吸着部１１０は図示しない吸引源に連通し、吸着部１１０の露出面である保持面１１０ａでウエーハＷを吸引保持する。チャックテーブル１１は、Ｘ軸方向に往復移動が可能であるとともに、チャックテーブル１１の底面側に配設された回転手段１１２により回転可能に支持されている。

【0026】

レーザー光線照射手段１２は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に往復移動可能であり、例えば、チャックテーブル１１に対して水平に配置された円柱状のハウジング１２０を備えている。そして、ハウジング１２０内には、レーザー発振器１２０ａが配設され、ハウジング１２０の先端部には、レーザー発振器から発振されたレーザー光線を集光するための集光器１２１が装着されている。集光器１２１は、レーザー発振器１２０ａから発振したレーザー光線を、集光器１２１の内部に備えたミラー１２１ａにおいて反射させ、集光レンズ１２１ｂに入光させることで、レーザー光線をウエーハＷの表面Ｗ２ａの面方向に沿う任意の方向に走査できる。

【0027】

アライメント手段１３は、ウエーハＷの表面Ｗ２ａを撮像する撮像手段１３０を備えており、撮像手段１３０により取得した画像に基づきウエーハＷの加工溝Ｍを形成すべき分割予定ラインＳを検出することができる。アライメント手段１３とレーザー光線照射手段１２とは一体となって構成されており、両者は連動してＹ軸方向及びＺ軸方向へと移動する。

【0028】

ウエーハＷのチャックテーブル１１による吸引保持を行う際には、まず、図６に示すチャックテーブル１１の保持面１１０ａとウエーハＷの裏面Ｗ１ｂとが対向するように位置合わせを行い、粘着テープＴを介してリングフレームＦに支持されたウエーハＷをチャックテーブル１１上に載置する。そして、チャックテーブル１１に接続された図示しない吸引源が作動することで生み出された吸引力が、チャックテーブル１１の保持面１１０ａに伝達されることで、配線層Ｗ２が上側となった状態でウエーハＷがチャックテーブル１１上に吸引保持される。なお、図６においては、リングフレームＦは省略して示している。

【0029】

次いで、チャックテーブル１１に保持されたウエーハＷが−Ｘ方向（往方向）に送られるとともに、アライメント手段１３により分割予定ラインＳが検出される。すなわち、撮像手段１３０により分割予定ラインＳが撮像され、撮像された分割予定ラインＳの画像により、アライメント手段１３がパターンマッチング等の画像処理を実行し、分割予定ラインＳの位置が検出される。

【0030】

分割予定ラインＳが検出されるのに伴って、レーザー光線照射手段１２がＹ軸方向に移動し、レーザー光線を照射する分割予定ラインＳと集光器１２１とのＹ軸方向における位置あわせがなされる。この位置あわせは、例えば、集光器１２１に備える集光レンズ１２１ｂの光軸が、分割予定ラインＳの中心線から幅方向にずらした位置に位置するように行われる。

【0031】

レーザー光線照射手段１２では、レーザー発振器１２０ａから、ウエーハＷに対して吸収性を有する波長に設定されたレーザー光線を発振する。そして、レーザー発振器１２０ａから発振したレーザー光線がミラー１２１ａで反射し、集光レンズ１２１ｂに入光する。集光レンズ１２１ｂでは、図４に示すシリコン基板Ｗ１の上面Ｗ１ａから厚み方向（Ｚ軸方向）に向かって僅かに下方にある位置に集光点を合わせて、集光させたレーザー光線を図７に示す所定の集光スポット径Ｍ１ｗ（形成する加工溝Ｍ１の幅）で、ウエーハＷに対して配線層Ｗ２側から照射する。

【0032】

レーザー光線を分割予定ラインＳに沿って照射しつつ、ウエーハＷを−Ｘ方向に所定の速度で加工送りしていくことで、ウエーハＷを分割予定ラインＳに沿ってアブレーションさせ、図７に示すように、加工溝Ｍ１を形成し、その部分の配線層Ｗ２を保護膜Ｗ３ごと除去できる。例えば、一本の分割予定ラインＳに対してレーザー光線を照射し終えるＸ軸方向の所定の位置までウエーハＷが−Ｘ方向に進行すると、ウエーハＷの−Ｘ方向（往方向）での加工送りを一度停止させる。ウエーハＷの分割予定ラインＳには図７に示すように、配線層Ｗ２の厚さより深い深さで幅がＭ１ｗの加工溝Ｍ１が形成される。

【0033】

次に、集光器１２１を＋Ｙ方向へ移動させ、集光器１２１に備える集光レンズ１２１ｂの光軸を、分割予定ラインＳの中心線から加工溝Ｍ１とは反対の方向にずらした位置にあわせる。そして、所定の集光スポット径Ｍ２ｗ（形成する加工溝Ｍ２の幅）を有するレーザー光線をウエーハＷに対して配線層Ｗ２側から照射しつつ、ウエーハＷを＋Ｘ方向（復方向）に所定の速度で加工送りしていくことで、ウエーハＷを分割予定ラインＳに沿ってアブレーションさせ、図７に示すように、加工溝Ｍ２を形成し、その部分の配線層Ｗ２を保護膜Ｗ３ごと除去する。そうすると、分割予定ラインＳの中心線の両側に、２本の加工溝Ｍ１，Ｍ２が形成される。２本の加工溝Ｍ１、Ｍ２は、双方とも、ストリートＳの幅Ｓｗの範囲に形成される。

【0034】

次いで、図６に示す集光器１２１を＋Ｙ方向へ移動させ、２本の加工溝Ｍ１，Ｍ２が形成された分割予定ラインＳの隣に位置する分割予定ラインＳ上における中心線からずれた位置と集光器１２１とのＹ軸方向の位置あわせを行う。そして、上記と同様に、往復向及び復方向の加工送りをしつつレーザー光線を照射することによって、分割予定ラインＳに２本の加工溝Ｍ１，Ｍ２を形成する。そして、順次同様のレーザー光線の照射を行うことにより、同方向の全ての分割予定ラインＳに２本の加工溝Ｍ１，Ｍ２が形成される。さらに、チャックテーブル１１を９０度回転させてから同様のレーザー光線の照射を行うと、縦横全ての分割予定ラインＳに沿って加工溝Ｍ１，Ｍ２が形成される。ここで、加工溝Ｍ１の−Ｙ方向側の側壁と加工溝Ｍ２の＋Ｙ方向側の側壁との距離をＭｗとする。

【0035】

次に、集光器１２１に備える集光レンズ１２１ｂの光軸が分割予定ラインＳの中心線に位置するように位置合わせし、その状態で、ウエーハＷを−Ｘ方向（往方向）に加工送りしつつ、レーザー光線をワイドビームに変更し、分割予定ラインＳに沿って、所定の集光スポット径（形成する加工溝Ｍの幅Ｍｗ以下でよい）を有するワイドビームを照射する。そうすると、配線層Ｗ２のうち２本の加工溝Ｍ１，Ｍ２の間に残された部分がその上方の保護膜Ｗ３とともにアブレーション加工され、図８に示すように、最外幅Ｍｗを有する加工溝Ｍが形成される。この結果、配線層Ｗ２は、加工溝Ｍによって分断される。また、図８に示すように、レーザー光線の照射によって溶解した配線層Ｗ２の一部が、加工溝Ｍの側壁に付着して、Ｃｕを含むデブリＧとなる。

【0036】

次いで、図６に示す集光器１２１を＋Ｙ方向へ移動させて、加工溝Ｍが形成された分割予定ラインＳの隣に位置し加工溝Ｍが形成されていない分割予定ラインＳと集光器１２１とのＹ軸方向における位置あわせを行う。そして、ウエーハＷを＋Ｘ方向（復方向）へ加工送りし、往方向でのレーザー光線の照射と同様に分割予定ラインＳに沿ってレーザー光線が照射される。順次同様のレーザー光線の照射を行うことにより、同方向の全ての分割予定ラインＳにレーザー光線が照射される。さらに、チャックテーブル１１を９０度回転させてから同様のレーザー光線の照射を行うと、縦横全ての分割予定ラインＳに沿ってレーザー光線が照射され、縦横全ての分割予定ラインＳに沿って配線層Ｗ２が除去され加工溝Ｍが形成される。

【0037】

（３）ドライエッチング工程
レーザー加工溝形成工程の実施後において、例えば、図８に示す加工溝Ｍをドライエッチングするドライエッチング工程を行う。本工程においては、加工溝Ｍにおける露出しているシリコン基板Ｗ１部分をエッチングしていくが、特に、加工溝Ｍにおいてシリコン基板Ｗ１で形成された側壁部分に対するエッチングが重要となる。

【0038】

本ドライエッチング工程では、例えば図９に示すプラズマエッチング装置９を用いる。プラズマエッチング装置９は、ウエーハＷを保持する静電チャック（ＥＳＣ）９０と、ガスを噴出するガス噴出ヘッド９１と、静電チャック（ＥＳＣ）９０及びガス噴出ヘッド９１を内部に収容したチャンバ９２とを備えている。

【0039】

静電チャック（ＥＳＣ）９０は、支持部材９００によって下方から支持されている。静電チャック（ＥＳＣ）９０の内部には電極９０１が配設されており、この電極９０１は、整合器９４ａ及びバイアス高周波電源９５ａに接続されている。高周波電源９５ａが、電極９０１に直流電圧を印加することで、静電吸着力を静電チャック（ＥＳＣ）９０の保持面に発生させてウエーハＷを保持できる。

【0040】

チャンバ９２の上部に軸受け９１９を介して昇降自在に配設されたガス噴出ヘッド９１の内部には、ガス拡散空間９１０が設けられており、ガス拡散空間９１０の上部にはガス導入口９１１が連通し、ガス拡散空間９１０の下部にはガス吐出口９１２が連通している。ガス吐出口９１２の下端は、静電チャック（ＥＳＣ）９０側に向けて開口している。

【0041】

ガス導入口９１１には、ガス配管９１３を介してガス供給部９３が接続されている。ガス供給部９３は、エッチングガスと希ガスとをそれぞれ蓄えている。

【0042】

ガス噴出ヘッド９１には、整合器９４を介して高周波電源９５が接続されている。高周波電源９５から整合器９４を介してガス噴出ヘッド９１に高周波電力を供給することにより、ガス吐出口９１２から吐出されたガスをプラズマ化することができる。

【0043】

チャンバ９２の下部には排気管９６が接続されており、この排気管９６には排気装置９７が接続されている。この排気装置９７を作動させることにより、チャンバ９２の内部を所定の真空度まで減圧することができる。

【0044】

チャンバ９２の側部には、ウエーハＷの搬入出を行うための搬入出口９２０と、この搬入出口９２０を開閉するゲートバルブ９２１とが設けられている。

【0045】

プラズマエッチング装置９は、制御部９８を備えており、制御部９８による制御の下で、各ガスの吐出量や時間、高周波電力等の条件がコントロールされる。

【0046】

ドライエッチング工程では、まず、ゲートバルブ９２１を開け、搬入出口９２０からウエーハＷを搬入し、貼着された粘着テープＴ側を下に向けてウエーハＷを静電チャック（ＥＳＣ）９０上に載置する。電極９０１に高周波電源９５ａから直流電圧を印加して、静電チャック（ＥＳＣ）９０の保持面上に静電吸着力を発生させる。また、排気装置９７によってチャンバ９２内を排気し、チャンバ９２内の圧力を、例えば０．１０〜０．１５Ｐａとするとともに、ガス供給部９３に蓄えられたエッチングガスを、ガス配管９１３及びガス導入口９１１を介してガス吐出部９１２から噴出させる。なお、図９においては、リングフレームＦは省略して示している。

【0047】

チャンバ９２内にエッチングガスを導入するとともに、静電チャック（ＥＳＣ）９０の温度を、例えば粘着テープＴからガスが発生しない温度である７０℃以下とし、高周波電源９５からガス噴出ヘッド９１に高周波電力を印加することにより、ガス噴出ヘッド９１と静電チャック（ＥＳＣ）９０との間に高周波電界を生じさせ、エッチングガスをプラズマ化させる。

【0048】

エッチングガスとして、例えばＳＦ_６、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_２Ｆ_４等のフッ素系ガスを用いるとよい。また、プラズマ支援ガスとして、Ａｒ、Ｈｅ等の希ガスを用いてもよい。例えば、ウエーハＷの直径が３００ｍｍである場合、高周波電力の出力を３ｋＷ、高周波電力の周波数を１３．５６ＭＨｚ、Ａｒ等の希ガスは、エッチングガスのプラズマ化をアシストする。なお、チャンバ９２への希ガスの導入は、エッチングガスの導入前に行う。

【0049】

本工程における具体的な実施条件としては、ウエーハＷの直径が３００ｍｍである場合、以下の条件Ａでエッチングが可能となる。すなわち、本工程においては、レーザー加工溝形成工程において生じた図８に示すＣｕを含むデブリＧの中でも、特に加工溝Ｍにおける露出しているシリコン基板Ｗ１の側壁部分に付着したデブリＧを除去することを目的とする。なぜならば、シリコン基板Ｗ１の側壁部分に付着したデブリＧは、成長した場合に、Ｃｕを含む配線層Ｗ２に接触する可能性が最も高いデブリとなるためである。そして、シリコン基板Ｗ１の側壁部分に付着したデブリＧ自体はエッチングされないものの、このデブリＧはシリコン基板Ｗ１の側壁表面に僅かな接触面積で付着しているだけであることから、シリコン基板Ｗ１の側壁部分を僅かに幅方向（図におけるＹ軸方向）にエッチングするのみで、シリコン基板Ｗ１の側壁部分から離脱させることができる。すなわち、ドライエッチングによる等方性の形状は保たれつつ（すなわち、Ｙ軸方向とＺ軸方向とが均等のエッチングレート）、等方性エッチングにおいて横方向（Ｙ軸方向）へのエッチングによって、少なくとも、シリコン基板Ｗ１の側壁部分に付着したデブリＧを離脱させることができる。もしくは、離脱可能なように僅かに接合される接合部を残す程度にエッチングされる。つまり、接合部によりデブリＧは離脱しない場合であっても、シリコン基板Ｗ１とデブリＧとが反応する事がない。
（条件Ａ）
エッチングガス： ＳＦ_６ガス
プラズマ支援ガス： Ａｒガス
エッチングガス供給量：１５００ｃｃ／分
プラズマ支援ガス供給量：１０００ｃｃ／分
高周波電力の出力： ３ｋＷ

【0050】

エッチングガスは、デバイスＤの配線層Ｗ２を保護する保護膜Ｗ３はほとんどエッチングせずに、ウエーハＷの表面Ｗ２ａに形成された加工溝Ｍに対応する部分のみを等方性エッチングをしていく。なお、加工溝Ｍにおいては、露出しているＣｕを含む配線層Ｗ２の側壁部分（配線層Ｗ２の端面）もエッチングされる。また、加工溝Ｍにおける露出しているシリコン基板Ｗ１の側壁部分も横方向にエッチングされ、シリコン基板Ｗ１の底部分も、下方にエッチングされていく。この結果、図１０に示すように、少なくとも、加工溝Ｍのシリコン基板Ｗ１の側壁部分からは、デブリＧが除去されやすい状態となる。

【0051】

ドライエッチングを適宜行った後、高周波電力の印加を止めて、図９に示す搬入出口９２０からウエーハＷを搬出する。なお、本実施形態のように、（１）保護膜形成工程を先に実施している場合には、ドライエッチング工程を終えた後、ウエーハＷの保護膜Ｗ３を除去してもよい。保護膜の形成および除去を簡単に行うため、水溶性樹脂を用いて保護膜Ｗ３を形成し、ドライエッチング工程を終えた後にはウエーハＷを水洗浄すると容易に保護膜Ｗ３を除去する事ができる。

【0052】

（４）切削工程
本実施形態においては、ドライエッチング工程を実施後、加工溝Ｍに沿って加工溝Ｍの最外幅Ｍｗよりも幅が狭い図１１に示す切削ブレード６０をウエーハＷに切り込ませウエーハＷを完全切断する切削工程を実施する。水溶性樹脂を用いて保護膜Ｗ３を形成しているので、保護膜Ｗ３は切削工程において切削水により溶解しウエーハＷから除去される。

【0053】

切削工程において用いられる図１１に示す切削装置２は、ウエーハＷを保持するチャックテーブル３０と、チャックテーブル３０上に保持されたウエーハＷを切削する切削ブレード６０を備えた切削手段６と、チャックテーブル３０上に保持されたウエーハＷの切削ブレード６０を切り込ませるべき加工溝Ｍを検出するアライメント手段６１とを少なくとも備える。アライメント手段６１は、ウエーハＷの表面Ｗ２ａを撮像する撮像手段６１０を備えており、撮像手段６１０により取得した画像に基づき加工溝Ｍを検出することができる。アライメント手段６１と切削手段６とは一体となって構成されており、両者は連動してＹ軸方向及びＺ軸方向へと移動する。チャックテーブル３０は、ウエーハを保持面３０ａで吸引保持するように構成されており、底面側に配設された回転手段３０ｂにより回転可能に支持されている。また、図示しない切削送り手段によってＸ軸方向での移動可能が可能となっている。

【0054】

切削手段６のスピンドルハウジング６２中にはスピンドル６３が回転可能に収容されており、スピンドル６３の軸方向はＸ軸方向に対し水平方向に直交する方向（Ｙ軸方向）となっている。スピンドル６３の先端部は、スピンドルハウジング６２から−Ｙ方向に突出しており、切削ブレード６０はこの先端部にスピンドル６３と同軸的に回転可能に装着されている。そして、図示しないモータによりスピンドル６３が回転駆動されることに伴って、切削ブレード６０も高速回転する。図１２に示すように、切削ブレード６０の幅（刃厚）６０ｗは、加工溝Ｍの最外幅Ｍｗよりも狭く設定されている。

【0055】

切削工程においては、まず、チャックテーブル３０の保持面３０ａとウエーハＷの裏面Ｗ１ｂに貼着された粘着テープＴ側とが対向するように位置合わせを行い、次いで、粘着テープＴを介してリングフレームＦ（図には不図示）に支持されたウエーハＷをチャックテーブル３０上に載置する。そして、チャックテーブル３０に接続された図示しない吸引手段を作動してウエーハＷをチャックテーブル３０上に吸引保持する。なお、図示はしていないが、例えば、チャックテーブル３０の周囲にはクランプ部が複数配設されており、クランプ部においてリングフレームＦを固定する。

【0056】

さらに、図示しない切削送り手段により、チャックテーブル３０に保持されたウエーハＷが−Ｘ方向に送られるとともに、撮像手段６１０によってウエーハＷの表面Ｗ２ａが撮像されて切削すべき加工溝Ｍの位置が検出される。加工溝Ｍが検出されるのに伴って、切削手段６が図示しない割り出し送り手段によってＹ軸方向に駆動され、切削すべき加工溝Ｍと切削ブレード６０とのＹ軸方向における位置付けがなされる。この位置づけは、加工溝Ｍの最大幅Ｍｗの中点位置に対して、切削ブレード６０の幅６０ｗの中点位置が重なるように行われる。

【0057】

図示しない切削送り手段がウエーハＷを保持するチャックテーブル３０をさらに−Ｘ方向に送り出すとともに、図示しない切込み送り手段が切削手段６を−Ｚ方向に降下させていく。また、図示しないモータがスピンドル６３を高速回転させ、スピンドル６３に固定された切削ブレード６０がスピンドル６３の回転に伴って高速回転をしながらウエーハＷに切込み、加工溝Ｍを切削しウエーハＷを完全に切断していく。

【0058】

切削ブレード６０が分割予定ラインＳを切削し終えるＸ軸方向の所定の位置までウエーハＷが送られると、図示しない切削送り手段によるウエーハＷの切削送りを一度停止させ、図示しない切込み送り手段が切削ブレード６０をウエーハＷから離間させ、次いで、図示しない切削送り手段がウエーハＷを元の位置に戻す。そして、隣り合う加工溝Ｍの間隔ずつ切削ブレード６０をＹ軸方向に割り出し送りしながら順次同様の切削を行うことにより、ウエーハＷの表面Ｗ２ａの同方向の全ての加工溝Ｍに切削ブレード６０が切り込まれ、ウエーハＷが完全切断される。さらに、ウエーハＷを回転手段３０ｂによって９０度回転させてから同様の切削を行うことで、ウエーハＷの表面Ｗ２ａの全ての加工溝Ｍに切削ブレード６０が切り込まれ、ウエーハＷが完全切断され、デバイスＤが作製される。

【0059】

本発明に係るウエーハの分割方法においては、上面Ｗ２ａにＣｕを含む配線層Ｗ２を備え分割予定ラインＳで区画された領域にデバイスＤが形成されたウエーハＷの分割にあたって、ウエーハＷに対して吸収性の波長のレーザー光線を配線層Ｗ２側から照射させ分割予定ラインＳに沿って配線層Ｗ２を除去し加工溝Ｍを形成するレーザー加工溝形成工程と、レーザー加工溝形成工程の実施後、加工溝Ｍに沿って加工溝Ｍの最外幅Ｍｗよりも幅が狭い切削ブレード６０をウエーハＷに切り込ませウエーハＷを完全切断する切削工程と、レーザー加工溝形成工程の実施後において、少なくとも加工溝Ｍをドライエッチングするドライエッチング工程とを実施（本実施形態においては、切削工程前に実施）することによって、Ｃｕを含むデブリＧが付着している部分のシリコン基板Ｗ１をドライエッチングすることにより、Ｃｕを含むデブリＧをシリコン基板Ｗ１から離脱させ、Ｃｕを含むデブリＧを加工溝Ｍ内で成長させず、ウエーハＷを分割して作製されたデバイスＤの配線層Ｗ２にデブリＧが接触しないようにすることができる。

【0060】

なお、本発明に係るウエーハの分割方法は、本実施形態に限定されるものではない。また、添付図面に図示されているスピンコータ４０、レーザー加工装置１、プラズマエッチング装置９及び切削装置２の各構成の大きさや形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0061】

４０：スピンコータ ４００：スピンナーテーブル ４１：保護膜剤供給ノズル
Ｗ：ウエーハ Ｗ１：シリコン基板 Ｗ２：Ｃｕを含む配線層 Ｗ３：保護膜
Ｓ：分割予定ライン Ｄ：デバイス Ｔ：粘着テープ Ｆ：リングフレーム
１：レーザー加工装置
１１：チャックテーブル １１０：吸着部 １１０ａ：保持面 １１１：枠体
１１２：回転手段
１２：レーザー加工手段 １２０：ハウジング １２０ａ：レーザー発振器
１２１：集光器 １２１ａ：ミラー １２１ｂ：集光レンズ
１３：アライメント手段 １３０：撮像手段 Ｍ：加工溝 Ｇ：Ｃｕを含むデブリ
９：プラズマエッチング装置
９０：静電チャック（ＥＳＣ） ９００：保持テーブル ９０１：電極
９１：ガス噴出ヘッド ９１０：ガス拡散空間 ９１１：ガス導入口
９１２：ガス吐出口 ９１３：ガス配管
９２：チャンバ ９２０：搬入出口 ９２１：ゲートバルブ
９３：ガス供給部 ９４，９４ａ：整合器 ９５，９５ａ：高周波電源
９６：排気管 ９７：排気装置 ９８：制御部
２：切削装置
３０：チャックテーブル ３０ａ：保持面 ３０ｂ：回転手段
６：切削手段 ６０：切削ブレード ６１：アライメント手段 ６１０：撮像手段
６２：スピンドルハウジング ６３：スピンドル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】