特開2024-106106被加工物の検査方法、被加工物の加工方法及びプラズマ処理装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024106106
(43)【公開日】2024-08-07
(54)【発明の名称】被加工物の検査方法、被加工物の加工方法及びプラズマ処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/301 20060101AFI20240731BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20240731BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20240731BHJP
【ＦＩ】
H01L21/78 L
H01L21/302 105Z
H01L21/302 101B
H05H1/46 R
H05H1/46 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023010221
(22)【出願日】2023-01-26
(71)【出願人】
【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】100075384
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 昂
(74)【代理人】
【識別番号】100172281
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100206553
【弁理士】
【氏名又は名称】笠原 崇廣
(74)【代理人】
【識別番号】100189773
【弁理士】
【氏名又は名称】岡本 英哲
(74)【代理人】
【識別番号】100184055
【弁理士】
【氏名又は名称】岡野 貴之
(74)【代理人】
【識別番号】100185959
【弁理士】
【氏名又は名称】今藤 敏和
(72)【発明者】
【氏名】チョウ ユウ
(72)【発明者】
【氏名】山銅 英之
【テーマコード（参考）】
2G084
5F004
5F063
【Ｆターム（参考）】
2G084AA02
2G084AA05
2G084BB11
2G084CC12
2G084CC33
2G084DD02
2G084DD15
2G084DD23
2G084DD55
2G084FF15
2G084HH02
2G084HH30
2G084HH42
2G084HH57
5F004BA09
5F004BB13
5F004BB18
5F004BB22
5F004BB25
5F004BC06
5F004CB02
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5F004DA01
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5F004DA22
5F004DA23
5F004DB00
5F004DB01
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5F004DB19
5F004DB20
5F004DB22
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5F004EA13
5F004FA08
5F063AA28
5F063AA41
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5F063BA48
5F063CA08
5F063CB05
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5F063CC23
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5F063DD01
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5F063DE16
5F063DE23
5F063DF01
5F063DF04
5F063DF06
5F063DF19
5F063DF20
5F063DF23
5F063FF01
(57)【要約】
【課題】加工不良の発生を防止することが可能な被加工物の検査方法を提供する。
【解決手段】保護膜が形成された被加工物を検査する被加工物の検査方法であって、処理室に収容された被加工物に被加工物をエッチングするためのガスをプラズマ化して供給し、処理室内で生じる光を検出する検出ステップと、検出ステップにおいて検出された光の光量に基づいて、被加工物に保護膜が形成されていない非形成領域が存在するか否かを判定する判定ステップと、を含む。
【選択図】図２
【解決手段】保護膜が形成された被加工物を検査する被加工物の検査方法であって、処理室に収容された被加工物に被加工物をエッチングするためのガスをプラズマ化して供給し、処理室内で生じる光を検出する検出ステップと、検出ステップにおいて検出された光の光量に基づいて、被加工物に保護膜が形成されていない非形成領域が存在するか否かを判定する判定ステップと、を含む。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
保護膜が形成された被加工物を検査する被加工物の検査方法であって、
処理室に収容された該被加工物に該被加工物をエッチングするためのガスをプラズマ化して供給し、該処理室内で生じる光を検出する検出ステップと、
該検出ステップにおいて検出された光の光量に基づいて、該被加工物に該保護膜が形成されていない非形成領域が存在するか否かを判定する判定ステップと、を含むことを特徴とする被加工物の検査方法。
処理室に収容された該被加工物に該被加工物をエッチングするためのガスをプラズマ化して供給し、該処理室内で生じる光を検出する検出ステップと、
該検出ステップにおいて検出された光の光量に基づいて、該被加工物に該保護膜が形成されていない非形成領域が存在するか否かを判定する判定ステップと、を含むことを特徴とする被加工物の検査方法。
【請求項2】
該判定ステップにおいて該非形成領域が存在すると判定された場合に、該被加工物に追加の保護膜を形成する追加保護膜形成ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の被加工物の検査方法。
【請求項3】
被加工物の加工方法であって、
被加工物に保護膜を形成する保護膜形成ステップと、
該保護膜が形成され処理室に収容された該被加工物に該被加工物をエッチングするためのガスをプラズマ化して供給し、該処理室内で生じる光を検出する検出ステップと、
該検出ステップにおいて検出された光の光量に基づいて、該被加工物に該保護膜が形成されていない非形成領域が存在するか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップにおいて該非形成領域が存在すると判定された場合に、該被加工物に追加の保護膜を形成する追加保護膜形成ステップと、
該保護膜が形成された該被加工物を加工する加工ステップと、を含むことを特徴とする被加工物の加工方法。
被加工物に保護膜を形成する保護膜形成ステップと、
該保護膜が形成され処理室に収容された該被加工物に該被加工物をエッチングするためのガスをプラズマ化して供給し、該処理室内で生じる光を検出する検出ステップと、
該検出ステップにおいて検出された光の光量に基づいて、該被加工物に該保護膜が形成されていない非形成領域が存在するか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップにおいて該非形成領域が存在すると判定された場合に、該被加工物に追加の保護膜を形成する追加保護膜形成ステップと、
該保護膜が形成された該被加工物を加工する加工ステップと、を含むことを特徴とする被加工物の加工方法。
【請求項4】
保護膜が形成された被加工物を検査するプラズマ処理装置であって、
処理室と、
該処理室に収容され該被加工物を保持する保持テーブルと、
該処理室に該被加工物をエッチングするためのガスを供給するガス供給部と、
該保持テーブルによって保持された該被加工物にプラズマ状態の該ガスが供給された際に該処理室内で生じる光を検出する検出部と、
該検出部によって検出された光の光量に基づいて、該被加工物に該保護膜が形成されていない非形成領域が存在するか否かを判定する判定部と、を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
処理室と、
該処理室に収容され該被加工物を保持する保持テーブルと、
該処理室に該被加工物をエッチングするためのガスを供給するガス供給部と、
該保持テーブルによって保持された該被加工物にプラズマ状態の該ガスが供給された際に該処理室内で生じる光を検出する検出部と、
該検出部によって検出された光の光量に基づいて、該被加工物に該保護膜が形成されていない非形成領域が存在するか否かを判定する判定部と、を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項5】
該判定部によって該非形成領域が存在すると判定された場合に警告を報知する報知部を更に備えることを特徴とする請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項6】
該判定部によって該非形成領域が存在すると判定された場合に、該ガス供給部から保護膜を形成するためのガスを供給して該被加工物に追加の保護膜を形成することを特徴とする請求項４又は５に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、保護膜が形成された被加工物を検査する被加工物の検査方法、被加工物を加工する被加工物の加工方法、及び、保護膜が形成された被加工物を検査するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
デバイスチップの製造プロセスでは、格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハをストリートに沿って分割することにより、デバイスを備えるチップ（デバイスチップ）が得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。
【0003】
ウェーハの分割には、環状の切削ブレードで被加工物を切削する切削装置や、被加工物にレーザー加工を施すレーザー加工装置等が用いられる。また、近年では、ウェーハにプラズマエッチングを施すことによってウェーハを分割する、プラズマダイシングと称されるプロセスの開発も進められている。プラズマダイシングでは、まず、ストリートが露出するようにパターニングされたマスクがウェーハに形成される。その後、マスクを介してウェーハにプラズマ状態のエッチングガスが供給される。これにより、ウェーハに対してプラズマエッチングがストリートに沿って施され、ウェーハが複数のデバイスチップに分割される。
【0004】
プラズマエッチングのマスクは、例えばフォトレジストをストリートに沿ってパターニングすることによって形成される。また、マスク形成の工程の簡略化及びコスト低減を図るため、ウェーハの表面を被覆する保護膜をストリートに沿って部分的に除去することによりマスクを形成する手法も提案されている。例えば特許文献１には、ウェーハに水溶性保護膜を形成した後、レーザービームの照射によって水溶性保護膜をストリートに沿って部分的に除去することにより、被加工物のストリートと重なる領域を露出させるエッチングマスクを形成する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１６－２０７７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
被加工物の加工に用いられるマスクを保護膜で形成する場合には、保護膜が被加工物の表面の全体を覆うように形成された後、被加工物のうち加工が施される領域のみが露出するように保護膜が部分的に除去される。しかしながら、保護膜の厚さばらつき等が原因で、保護膜による被加工物の被覆が部分的に不十分になり、被加工物の一部が意図せず露出してしまうことがある。このような保護膜の不備が認識されないまま被加工物の加工が続行されると、被加工物に予期しない加工が施され、加工不良が発生するおそれがある。
【0007】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、加工不良の発生を防止することが可能な被加工物の検査方法、被加工物の加工方法、及びプラズマ処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様によれば、保護膜が形成された被加工物を検査する被加工物の検査方法であって、処理室に収容された該被加工物に該被加工物をエッチングするためのガスをプラズマ化して供給し、該処理室内で生じる光を検出する検出ステップと、該検出ステップにおいて検出された光の光量に基づいて、該被加工物に該保護膜が形成されていない非形成領域が存在するか否かを判定する判定ステップと、を含む被加工物の検査方法が提供される。
【0009】
なお、好ましくは、該被加工物の検査方法は、該判定ステップにおいて該非形成領域が存在すると判定された場合に、該被加工物に追加の保護膜を形成する追加保護膜形成ステップをさらに含む。
【0010】
また、本発明の他の一態様によれば、被加工物の加工方法であって、被加工物に保護膜を形成する保護膜形成ステップと、該保護膜が形成され処理室に収容された該被加工物に該被加工物をエッチングするためのガスをプラズマ化して供給し、該処理室内で生じる光を検出する検出ステップと、該検出ステップにおいて検出された光の光量に基づいて、該被加工物に該保護膜が形成されていない非形成領域が存在するか否かを判定する判定ステップと、該判定ステップにおいて該非形成領域が存在すると判定された場合に、該被加工物に追加の保護膜を形成する追加保護膜形成ステップと、該保護膜が形成された該被加工物を加工する加工ステップと、を含む被加工物の加工方法が提供される。
【0011】
さらに、本発明の他の一態様によれば、保護膜が形成された被加工物を検査するプラズマ処理装置であって、処理室と、該処理室に収容され該被加工物を保持する保持テーブルと、該処理室に該被加工物をエッチングするためのガスを供給するガス供給部と、該保持テーブルによって保持された該被加工物にプラズマ状態の該ガスが供給された際に該処理室内で生じる光を検出する検出部と、該検出部によって検出された光の光量に基づいて、該被加工物に該保護膜が形成されていない非形成領域が存在するか否かを判定する判定部と、を備えるプラズマ処理装置が提供される。
【0012】
なお、好ましくは、該プラズマ処理装置は、該判定部によって該非形成領域が存在すると判定された場合に警告を報知する報知部を更に備える。また、好ましくは、該プラズマ処理装置は、該判定部によって該非形成領域が存在すると判定された場合に、該ガス供給部から保護膜を形成するためのガスを供給して該被加工物に追加の保護膜を形成する。
【発明の効果】
【0013】
本発明の一態様においては、処理室に収容された被加工物にプラズマ状態のガスが供給される際に処理室内で生じる光を検出し、検出された光の光量に基づいて被加工物に保護膜が形成されていない非形成領域が存在するか否かを判定する。これにより、保護膜による被加工物の被覆が不十分なまま被加工物の加工が続行されることを回避でき、被加工物に意図しない加工が施されることによる加工不良の発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】被加工物を示す斜視図である。
【図2】被加工物の加工方法を示すフローチャートである。
【図3】プラズマ処理装置を示す一部断面正面図である。
【図5】保護膜形成装置を示す一部断面正面図である。
【図6】検出ステップ及び判定ステップにおけるプラズマ処理装置を示す一部断面正面図である。
【図8】マスク形成ステップ後の被加工物を示す断面図である。
【図9】加工ステップにおける被加工物を示す一部断面正面図である。
【図10】溝を有する被加工物を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る被加工物の検査方法によって検査され、本実施形態に係る被加工物の加工方法によって加工され、又は本実施形態に係るプラズマ処理装置によって検査される被加工物の構成例について説明する。図１は、被加工物１１を示す斜視図である。
【0016】
被加工物１１は、一対の表面を備える板状の部材である。例えば被加工物１１は、単結晶シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な第１面１１ａ及び第２面１１ｂを含む。被加工物１１は、互いに交差するように格子状に配列、設定された複数のストリート（分割予定ライン）１３によって、複数の矩形状の領域に区画されている。
【0017】
ストリート１３によって区画された複数の領域の第１面１１ａ側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等のデバイス１５が形成されている。被加工物１１をストリート１３に沿って分割することにより、デバイス１５をそれぞれ備える複数のチップ（デバイスチップ）が製造される。
【0018】
ただし、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、サファイア、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなるウェーハ（基板）であってもよい。また、デバイス１５の種類、数、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、被加工物１１にはデバイス１５が形成されていなくてもよい。
【0019】
次に、本実施形態に係る被加工物の検査方法及び加工方法（チップの製造方法）の詳細について説明する。図２は、被加工物の加工方法を示すフローチャートである。
【0020】
本実施形態に係る被加工物の加工方法では、被加工物１１に保護膜を形成した後（保護膜形成ステップＳ１）、被加工物１１にプラズマ状態のガスを供給した際に生じる光を検出し（検出ステップＳ２）、その光の光量に基づいて被加工物１１に保護膜が形成されていない領域（非形成領域）が存在するか否かを判定する（判定ステップＳ３）。そして、判定結果に応じて被加工物１１に追加の保護膜を形成した後（追加保護膜形成ステップＳ４）、保護膜を加工してマスクを形成し（マスク形成ステップＳ５）、マスクを用いて被加工物１１を加工する（加工ステップＳ６）。
【0021】
上記の被加工物の加工方法に含まれる、検出ステップＳ２から判定ステップＳ３を経て追加保護膜形成ステップＳ４に至る一連のプロセスが、本実施形態に係る被加工物の検査方法に相当する。また、本実施形態では一例として、被加工物１１にプラズマエッチングを施して被加工物１１を分割する加工ステップＳ６（プラズマダイシング）について説明する。
【0022】
以下、保護膜形成ステップＳ１～加工ステップＳ６の各ステップの具体例について説明する。なお、以下では被加工物１１の第１面１１ａ側に保護膜が形成される場合について説明するが、保護膜は被加工物１１の第２面１１ｂ側に形成されてもよい。
【0023】
まず、被加工物１１に保護膜を形成する（保護膜形成ステップＳ１）。例えば保護膜形成ステップＳ１では、プラズマ状態のガスを供給してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置によって、被加工物１１に保護膜が形成される。
【0024】
図３は、プラズマ処理装置２を示す一部断面正面図である。プラズマ処理装置２は、被加工物１１に保護膜を形成する保護膜形成装置、保護膜が形成された被加工物１１を検査する検査装置、及び、被加工物１１にエッチング等の加工を施す加工装置として用いることができる。
【0025】
プラズマ処理装置２は、被加工物１１が収容されるチャンバー４を備える。チャンバー４は、金属等の導電性材料でなり、接地されている。チャンバー４の内部は、被加工物１１に対するプラズマ処理が実施される処理室（処理空間）６に相当する。
【0026】
チャンバー４の側壁には、被加工物１１の搬送のための開口４ａが設けられている。開口４ａの外側には、開口４ａを開閉するゲート（開閉扉）８が設けられている。ゲート８にはエアシリンダ等の移動機構（不図示）が連結されており、移動機構はゲート８をチャンバー４の側壁に沿って昇降させる。ゲート８を下降させて開口４ａを露出させることにより、開口４ａを介して被加工物１１を処理室６に搬入し、又は開口４ａを介して被加工物１１を処理室６から搬出することが可能となる。また、ゲート８を上昇させて開口４ａを閉塞することにより、処理室６が密閉される。
【0027】
また、チャンバー４の底壁には、チャンバー４の内部と外部とを接続する開口４ｂが設けられている。開口４ｂは、配管１０を介して真空ポンプ等の排気装置１２に接続されている。処理室６が密閉された状態で排気装置１２を作動させると、処理室６が排気、減圧される。
【0028】
処理室６には、被加工物１１を保持する保持テーブル（チャックテーブル）１４が収容されている。保持テーブル１４の上面は、水平面と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を保持する保持面１４ａを構成している。
【0029】
保持テーブル１４としては、被加工物１１を電気的な力で保持する静電チャックを用いることができる。例えば、保持テーブル１４はセラミックス等の誘電体でなり、保持テーブル１４の内部には円盤状の電極１６が設けられている。電極１６は、保持面１４ａと概ね平行に配置され、整合器１８を介して高周波電源２０に接続されている。
【0030】
なお、保持テーブル１４の内部には、水等の冷却液が流れる冷却路（不図示）が設けられていてもよい。冷却液を冷却路に流して保持テーブル１４の内部で循環させることにより、保持テーブル１４が冷却される。
【0031】
保持テーブル１４の上方には、処理室６にプラズマ状態のガスを供給するガス供給部（ガス噴出ヘッド）２２が設けられている。ガス供給部２２は、金属等の導電性材料でなり、チャンバー４の上壁に設けられた開口４ｃに挿入されている。なお、チャンバー４とガス供給部２２との間には、絶縁性材料でなる環状の軸受け２４が設けられている。軸受け２４は、ガス供給部２２を囲むように設けられ、チャンバー４とガス供給部２２とを絶縁している。
【0032】
ガス供給部２２は、整合器２６を介して高周波電源２８に接続されている。また、ガス供給部２２には、ガス供給部２２を鉛直方向に沿って昇降させる昇降機構（不図示）が連結されている。昇降機構でガス供給部２２を昇降させることにより、保持テーブル１４とガス供給部２２との間隔が調節される。
【0033】
ガス供給部２２の内部には、プラズマ処理用のガスが供給されるガス拡散空間２２ａが設けられている。また、ガス供給部２２の下面側には、処理室６とガス拡散空間２２ａとを連結させる複数のガス供給路２２ｂが設けられている。さらに、ガス供給部２２の上面側には、一対のガス供給路２２ｃ，２２ｄが設けられている。ガス供給路２２ｃは配管３０ａを介してガス供給源３２ａに接続され、ガス供給路２２ｄは配管３０ｂを介してガス供給源３２ｂに接続されている。
【0034】
ガス供給源３２ａは、配管３０ａ及びガス供給路２２ｃを介してガス拡散空間２２ａにプラズマ処理用のガスを供給する。同様に、ガス供給源３２ｂは、配管３０ｂ及びガス供給路２２ｄを介してガス拡散空間２２ａにプラズマ処理用のガスを供給する。そして、２種類のガスがガス拡散空間２２ａにおいて混合される。なお、図３には２つのガス供給源３２ａ，３２ｂからガス供給部２２にガスが供給される形態を図示しているが、ガス供給部２２に接続されるガス供給源の数は１又は３以上であってもよい。
【0035】
チャンバー４の内部には、処理室６内で生じる光を検出する検出部（光検出器）３４が設けられている。検出部３４は、例えばチャンバー４の内壁に固定され、保持テーブル１４とガス供給部２２との間を観察可能な位置に設置されている。
【0036】
検出部３４は、フォトダイオード、フォトトランジスタ等の光センサを備え、被加工物１１にプラズマ処理が施される際に処理室６内で発生するプラズマ発光を検出する。例えば検出部３４として、ＣＣＤ（Charged-Coupled Devices）センサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）センサ等のイメージセンサを用いることができる。
【0037】
ただし、検出部３４の種類は、処理室６内における発光を検出可能であれば制限はない。例えば検出部３４は、光の強度を波長ごとに測定する分光器であってもよい。また、検出部３４として誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ－ＯＥＳ：Inductively coupled plasma optical emission spectrometer）等を用いることもできる。なお、検出部３４の用途の詳細については後述する。
【0038】
プラズマ処理装置２は、各種の情報を表示する表示部（表示ユニット、表示装置）３６と、オペレータに情報を報知する報知部（報知ユニット、報知装置）３８とを備える。例えば、プラズマ処理装置２を構成する各構成要素は筐体（不図示）によって覆われており、表示部３６は筐体の側面に、報知部３８は筐体の上部にそれぞれ設置される。
【0039】
表示部３６は、各種のディスプレイによって構成できる。例えば表示部３６として、タッチパネル式ディスプレイが用いられる。この場合、表示部３６は、プラズマ処理装置２に情報を入力するための入力ユニット（入力部、入力装置）としても機能し、オペレータは表示部３６のタッチ操作によってプラズマ処理装置２に加工条件等の情報を入力できる。すなわち、表示部３６がユーザーインターフェースとして機能する。ただし、入力ユニットは、表示部３６とは独立して設けられたキーボード、マウスなどの電子機器であってもよい。
【0040】
報知部３８としては、例えば表示灯（警告灯）が用いられる。プラズマ処理装置２で異常が発生すると、表示灯が点灯又は点滅してオペレータに異常を報知する。ただし、報知部３８の種類に制限はない。例えば報知部３８は、音又は音声でオペレータに情報を報知するスピーカーであってもよい。この場合、プラズマ処理装置２で異常が発生すると、スピーカーが異常の発生を知らせる音又は音声を発する。
【0041】
また、プラズマ処理装置２は、プラズマ処理装置２を構成する構成要素を制御するコントローラ（制御ユニット、制御装置）４０を備える。コントローラ４０は、プラズマ処理装置２の各構成要素に制御信号を出力することにより、構成要素の動作を制御する。
【0042】
具体的には、コントローラ４０によって、ゲート８の開閉、排気装置１２による処理室６の排気、電極１６への高周波電力の供給、ガス供給部２２への高周波電力の供給、ガス供給源３２ａ，３２ｂからガス供給部２２へのガスの供給、検出部３４による光の検出等が制御される。また、コントローラ４０によって、表示部３６による情報の表示と報知部３８による情報の報知とが制御される。
【0043】
例えばコントローラ４０は、コンピュータによって構成され、プラズマ処理装置２の稼働に必要な演算を行う演算部と、プラズマ処理装置２の稼働に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）を記憶する記憶部とを含む。演算部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成される。記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んで構成される。
【0044】
プラズマ処理装置２を用いて被加工物１１にプラズマ処理を施す際には、まず、ゲート８が下降し、開口４ａが露出する。そして、搬送機構（不図示）によって被加工物１１が開口４ａを介して処理室６に搬入され、保持テーブル１４の保持面１４ａ上に配置される。なお、被加工物１１の搬入時には、ガス供給部２２を上昇させ、保持テーブル１４とガス供給部２２との間隔を広げておくことが好ましい。
【0045】
次に、ゲート８が上昇して開口４ａが閉塞され、処理室６が密閉される。そして、高周波電源２０によって電極１６に所定の電圧が印加される。これにより、保持テーブル１４の保持面１４ａ側で誘電分極が生じ、保持面１４ａと被加工物１１との間に静電吸着力が作用する。その結果、被加工物１１が保持面１４ａで吸着保持される。また、保持テーブル１４とガス供給部２２とがプラズマ処理に適した所定の間隔で配置されるように、ガス供給部２２の高さが調節される。さらに、排気装置１２が作動して処理室６が排気、減圧される。
【0046】
次に、ガス供給源３２ａ及び／又はガス供給源３２ｂからガス拡散空間２２ａに、プラズマ処理用のガスが供給される。また、高周波電源２８によってガス供給部２２に高周波電力が付与される。その結果、ガス拡散空間２２ａ内のガスがプラズマ化し、プラズマ状態のガスが複数のガス供給路２２ｂを介して処理室６に供給、分散される。そして、プラズマ状態のガスが保持テーブル１４上の被加工物１１に供給され、被加工物１１に所定のプラズマ処理（成膜処理、エッチング処理等）が施される。
【0047】
図４（Ａ）は、保護膜形成ステップＳ１における被加工物１１を示す一部断面正面図である。保護膜形成ステップＳ１では、プラズマ処理装置２によって被加工物１１の第１面１１ａ側に保護膜１７が形成され、被加工物１１の第１面１１ａが保護膜１７によって被覆される。
【0048】
具体的には、まず、被加工物１１の保護膜１７が形成される面側（第１面１１ａ側）が上方に露出し、反対の面側（第２面１１ｂ側）が保持面１４ａに対面するように、被加工物１１が保持テーブル１４で保持される。また、ガス供給部２２のガス拡散空間２２ａ（図３参照）に保護膜を形成するためのガス（保護膜形成用ガス）４２が供給されるとともに、ガス供給部２２に高周波電力が付与される。これにより、ガス拡散空間２２ａ内のガス４２がプラズマ化し、イオンやラジカルを含むプラズマ状態のガス４２が生成される。そして、プラズマ状態のガス４２が被加工物１１の第１面１１ａ側に供給されることにより、被加工物１１の第１面１１ａを被覆する保護膜１７が形成される。
【0049】
例えば、ガス供給源３２ａから供給されたＣ４Ｆ８を含むガスと、ガス供給源３２ｂから供給されたＡｒガスとがガス拡散空間２２ａにおいて混合され、ガス４２が生成される。そして、プラズマ状態のガス４２が被加工物１１に供給されると、ガス４２に含まれるＣＦラジカルが被加工物１１の第１面１１ａ側に堆積される。これにより、被加工物１１の第１面１１ａ側にフッ化炭素を含む絶縁性の膜（フルオロカーボン膜）が形成される。このフッ化炭素を含む膜が、保護膜１７に相当する。
【0050】
保護膜１７の厚さは、後述の加工ステップＳ６におけるプラズマエッチングの条件等を考慮して適宜設定される。ただし、保護膜１７が薄いほど成膜時間が短縮されるため、保護膜１７はプラズマエッチングのマスクとして機能する範囲内で薄く形成することが好ましい。例えば、保護膜１７の厚さは２０μｍ未満、好ましくは１０μｍ未満、より好ましくは５μｍ未満である。また、保護膜１７の材質も、プラズマエッチングが適切に実施される範囲内で適宜選択できる。例えば、ガス４２としてＣＨ４を含むガスを用いることもできる。
【0051】
図４（Ｂ）は、保護膜形成ステップＳ１後の被加工物１１の一部を示す断面図である。プラズマ処理装置２で保護膜１７を形成すると、何らかの原因で被加工物１１の第１面１１ａの被覆が部分的に不十分になることがある。例えば、ガス４２の流動の偏りやプラズマ密度のばらつき等に起因して、保護膜１７の厚さにばらつきが生じ、被加工物１１の第１面１１ａの一部が保護膜１７によって被覆されないことがある。この場合、被加工物１１には保護膜１７が形成されていない非形成領域１９が部分的に残存し、非形成領域１９において被加工物１１の第１面１１ａが露出する。
【0052】
なお、上記ではプラズマ処理装置２によって保護膜１７を形成する場合について説明したが、保護膜１７の形成方法に制限はない。例えば、被加工物１１の表面に保護膜材を塗布した後、この保護膜材を乾燥させることによって保護膜１７を形成してもよい。
【0053】
図５は、保護膜形成装置（保護膜形成ユニット）５０を示す一部断面正面図である。保護膜形成装置５０は、被加工物１１に保護膜材を供給することにより、被加工物１１の表面を被覆する保護膜１７を形成する。
【0054】
保護膜形成装置５０は、保護膜形成装置５０の各構成要素を収容するカバー５２を備える。カバー５２は中空の円柱状に形成されており、カバー５２の内側は保護膜１７の形成が行われる処理室（処理空間）５４に相当する。
【0055】
処理室５４には、被加工物１１を保持して回転するスピンナテーブル５６が収容されている。スピンナテーブル５６の上面は、水平面と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を保持する保持面５６ａを構成している。保持面５６ａは、スピンナテーブル５６の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。保持面５６ａ上に被加工物１１を配置した状態で、保持面５６ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がスピンナテーブル５６によって吸引保持される。
【0056】
スピンナテーブル５６には、円柱状の回転軸５８が連結されている。回転軸５８は、カバー５２の底壁に設けられた開口５２ａに挿入されている。回転軸５８の上端側は処理室５４においてスピンナテーブル５６の下面側の中央部に固定されており、回転軸５８の下端側はカバー５２の外部に配置されている。
【0057】
回転軸５８の下端側は、ロータリージョイント６０を介してモータ６２に連結されている。また、モータ６２にはエンコーダ６４が接続されている。モータ６２を駆動させると、モータ６２の動力がロータリージョイント６０及び回転軸５８を介してスピンナテーブル５６に伝達され、スピンナテーブル５６が鉛直方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。
【0058】
また、カバー５２には、保護膜１７の原料である保護膜材６６を供給する保護膜材供給ユニット６８が収容されている。例えば保護膜材６６は、溶媒に溶質を溶解させることによって生成される液状樹脂である。具体的には、溶媒として水が用いられ、溶質として水溶性の樹脂が用いられる。
【0059】
水溶性の樹脂の具体例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ポリアクリル酸、ポリ－Ｎ－ビニルアセトアミド、ポリスチレンスルホン酸、特殊ナイロン、フェノール樹脂、メチロールメラミン樹脂、ポリグリセリン等が挙げられる。
【0060】
保護膜材供給ユニット６８は、Ｌ字型のアーム７０を備える。アーム７０の先端部（一端部）には、スピンナテーブル５６の保持面５６ａに向かって保護膜材６６を供給する供給ノズル７２が装着されている。また、アーム７０は、カバー５２の底壁に設けられた開口５２ｂに挿入されており、アーム７０の基端部（他端部）はカバー５２の外部に配置されている。
【0061】
アーム７０の基端部には、モータ７４が連結されている。また、モータ７４にはエンコーダ７６が接続されている。モータ７４を駆動させると、アーム７０が鉛直方向と概ね平行な回転軸の周りを回転し、供給ノズル７２がアーム７０の回転軸を中心に旋回する。これにより、供給ノズル７２を、保持面５６ａに重なる位置（供給位置）と、保持面５６ａに重ならない位置（退避位置）とに位置付けることができる。
【0062】
アーム７０には、アーム７０に保護膜材６６を供給する保護膜材供給源７８が接続されている。保護膜材供給源７８からアーム７０に供給された保護膜材６６は、アーム７０の内部に設けられている流路（不図示）を介して供給ノズル７２に供給され、供給ノズル７２からスピンナテーブル５６で保持されている被加工物１１に向かって滴下される。
【0063】
保護膜形成ステップＳ１では、上記の保護膜形成装置５０を用いて被加工物１１に保護膜１７を形成してもよい。具体的には、まず、被加工物１１が、第１面１１ａ側が上方に露出して第２面１１ｂ側が保持面５６ａに対向するように、スピンナテーブル５６上に配置される。この状態で、保持面５６ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がスピンナテーブル５６によって吸引保持される。
【0064】
次に、供給ノズル７２を旋回させ、被加工物１１の中心部の直上に位置付ける。そして、スピンナテーブル５６をモータ６２によって回転させつつ、供給ノズル７２から保護膜材６６を滴下して被加工物１１の第１面１１ａ側に供給する。その結果、被加工物１１の中心部に供給された保護膜材６６が遠心力によって被加工物１１の外周縁側に向かって放射状に広がり、被加工物１１の第１面１１ａの全体を被覆する。なお、被加工物１１を被覆する保護膜材６６の厚さは、スピンナテーブル５６の回転数や保護膜材６６の供給量を調節することによって制御できる。
【0065】
その後、供給ノズル７２から被加工物１１への保護膜材６６の供給を停止し、スピンナテーブル５６の回転を一定時間維持する。これにより、保護膜材６６が乾燥し、被加工物１１の第１面１１ａを被覆する保護膜１７が形成される。なお、保護膜材６６の乾燥後、必要に応じて保護膜材６６を硬化させるためのベーキング処理等を実施してもよい。
【0066】
保護膜１７の形成中は、保護膜材６６の飛散がカバー５２によって遮断される。また、カバー５２の底壁には開口５２ｃが設けられており、開口５２ｃには配管８０が接続されている。被加工物１１から飛散して保護膜１７の形成に用いられなかった保護膜材６６は、カバー５２の底部に一時的に貯留された後、開口５２ｃ及び配管８０を介してカバー５２の外部に排出される。
【0067】
保護膜形成装置５０で保護膜１７を形成する場合にも、被加工物１１の第１面１１ａの被覆が不十分になる場合がある。例えば、被加工物１１の第１面１１ａ側に供給された保護膜材６６の流動の偏り等に起因して、保護膜１７の厚さばらつきが生じ、被加工物１１の第１面１１ａの一部が被覆されないことがある。この場合、被加工物１１には非形成領域１９（図４（Ｂ）参照）が部分的に残存する。
【0068】
上記のように、保護膜形成ステップＳ１では、プラズマ処理装置２や保護膜形成装置５０によって被加工物１１に保護膜１７が形成され、被加工物１１の第１面１１ａが保護膜１７によって被覆される。ただし、保護膜１７の材質や形成方法は適宜変更することができる。
【0069】
なお、被加工物１１に非形成領域１９（図４（Ｂ）参照）が残存している場合、そのまま被加工物１１の加工を続行すると、非形成領域１９で露出している被加工物１１の第１面１１ａ側に意図せず加工が施されてしまい、加工不良が発生することがある。そこで、本実施形態においては、被加工物１１の加工前に、被加工物１１にプラズマ状態のガスを供給した際に生じる光を検出し（検出ステップＳ２）、その光の光量に基づいて被加工物１１に非形成領域１９が存在するか否かを判定する（判定ステップＳ３）。
【0070】
【0071】
まず、プラズマ処理装置２によって検出ステップＳ２が実施される。検出ステップＳ２では、保護膜１７が形成され処理室６（図３参照）に収容された被加工物１１に被加工物１１をエッチングするためのガス（エッチングガス）４４をプラズマ化して供給し、処理室６内で生じる光を検出する。
【0072】
具体的には、まず、第１面１１ａ側（保護膜１７が形成されている面側）が上方に露出して第２面１１ｂ側が保持面１４ａに対面するように、被加工物１１が保持テーブル１４の保持面１４ａで保持される。また、ガス供給部２２のガス拡散空間２２ａ（図３参照）にエッチング用のガス４４が供給される。例えば、被加工物１１が単結晶シリコンウェーハである場合には、ガス供給源３２ａからフッ素系ガス（ＣＦ４、ＳＦ６等）が供給され、ガス供給源３２ｂから不活性ガス（Ｈｅ、Ａｒ等）が供給される。そして、これらのガスがガス拡散空間２２ａにおいて混合される。
【0073】
そして、ガス供給部２２に高周波電力が付与される。これにより、ガス拡散空間２２ａに供給されたガス４４がプラズマ化し、プラズマ状態のガス４４が被加工物１１の第１面１１ａ側に供給される。
【0074】
ここで、被加工物１１の第１面１１ａ側の全体が保護膜１７によって被覆されている場合には、ガス４４が保護膜１７に沿って遮断され、被加工物１１に到達しない。そのため、ガス４４は被加工物１１に作用せず、被加工物１１の第１面１１ａ側にはプラズマエッチングが施されない。
【0075】
一方、被加工物１１に非形成領域１９が存在すると、ガス４４が保護膜１７の隙間に入り込み、非形成領域１９で露出している被加工物１１の第１面１１ａ側に作用する。その結果、非形成領域１９に短時間のプラズマエッチングが施される。その際、被加工物１１とガス４４との反応によって生成物２１が生成される。例えば、単結晶シリコンウェーハにフッ素系ガスが作用すると、生成物２１としてＳｉ－Ｆ化合物の粒子が生成される。
【0076】
生成物２１は、非形成領域１９から飛散してプラズマ状態のガス４４にさらされる。このとき、処理室６において生成物２１とガス４４との反応による発光（プラズマ発光）が生じる。そして、検出部３４は、生成物２１とガス４４との反応によって生じる光を検出する。
【0077】
このように、被加工物１１に非形成領域１９が存在しない場合には検出部３４によって光が検出されず、被加工物１１に非形成領域１９が存在する場合には検出部３４によって光が検出される。そして、検出部３４は、検出された光の光量（強度、輝度）をコントローラ４０に出力する。
【0078】
なお、被加工物１１に非形成領域１９が存在する場合には、プラズマ状態のガス４４が僅かに被加工物１１と反応すれば発光が生じる。そのため、非形成領域１９の有無を判定するためのプラズマエッチングは短時間でよい。例えば、プラズマエッチングの時間（プラズマ状態のガス４４の供給時間）は、１０秒以下、好ましくは５秒以下、より好ましくは３秒以下に設定できる。これにより、非形成領域１９における被加工物１１の過度な加工が防止される。
【0079】
次に、判定ステップＳ３が実施される。判定ステップＳ３では、検出ステップＳ２において検出された光の光量に基づいて、被加工物１１に保護膜１７が形成されていない非形成領域１９が存在するか否かを判定する。
【0080】
非形成領域１９が存在するか否かの判定は、例えばコントローラ４０によって実行される。具体的には、コントローラ４０は、被加工物１１に非形成領域１９が存在するか否かを判定する判定部４０ａと、判定部４０ａによる判定に用いられる情報（データ、プログラム等）を記憶する記憶部４０ｂとを含む。
【0081】
判定部４０ａには、検出ステップＳ２において検出部３４が検出した光の光量が入力される。また、記憶部４０ｂには、非形成領域１９の有無を区別するための光量の基準値（閾値）が予め記憶されている。検出部３４から判定部４０ａに光量が入力されると、記憶部４０ｂから基準値が読み出されて判定部４０ａに入力される。
【0082】
そして、判定部４０ａは、検出部３４によって測定された光の光量と基準値とを比較することにより、被加工物１１に非形成領域１９が存在するか否かを判定する。具体的には、測定された光量が基準値以下（又は基準値未満）である場合には、判定部４０ａは被加工物１１に非形成領域１９が存在しないと判定する。一方、測定された光量が基準値を超える（又は基準値以上である）場合には、判定部４０ａは被加工物１１に非形成領域１９が存在すると判定する。
【0083】
また、コントローラ４０は、制御信号を生成してプラズマ処理装置２の各構成要素に出力する制御部４０ｃを含む。判定部４０ａによる判定の結果は、制御部４０ｃに入力される。そして、制御部４０ｃは、判定部４０ａの判定結果に応じた制御信号を生成して各構成要素へ出力する。
【0084】
例えば、判定部４０ａによって非形成領域１９が存在しないと判定された場合には、制御部４０ｃは表示部３６に制御信号を出力し、保護膜１７が正常である旨を知らせる情報（メッセージ、符号、図形等）を表示させる。これにより、オペレータは被加工物１１の第１面１１ａが保護膜１７によって適切に被覆されていることを確認できる。すなわち、表示部３６がオペレータに判定結果を知らせる報知部として機能する。
【0085】
一方、判定部４０ａによって非形成領域１９が存在する判定された場合には、制御部４０ｃは表示部３６に制御信号を出力し、保護膜１７が異常である旨を知らせる情報を表示させる。また、制御部４０ｃは、報知部３８に制御信号を出力し、保護膜１７の異常を報知させる。例えば、報知部３８が表示灯である場合には、制御部４０ｃは表示灯を点灯又は点滅させる。また、報知部３８がスピーカーである場合には、制御部４０ｃはスピーカーに保護膜１７が異常である旨を知らせる音又は音声を発信させる。
【0086】
上記のように、被加工物１１の加工前に非形成領域１９の有無を判定することにより、保護膜１７による被加工物１１の被覆が不十分なまま被加工物１１の加工が続行させることを回避できる。これにより、被加工物１１に意図しない加工が施されることによる加工不良の発生が防止される。
【0087】
なお、保護膜形成ステップＳ１、検出ステップＳ２及び判定ステップＳ３を全てプラズマ処理装置２によって実施すると、保護膜１７の形成と被加工物１１の検査とを連続的に実施でき、処理効率が向上するため好ましい。ただし、保護膜形成ステップＳ１と検出ステップＳ２とは別の装置によって実施されてもよいし（図５及び図６参照）、判定ステップＳ３はプラズマ処理装置２とは別途準備された外部のサーバ等によって実行されてもよい。
【0088】
判定ステップＳ３において被加工物１１に非形成領域１９が存在すると判定された場合には、被加工物１１に追加の保護膜を形成してもよい（追加保護膜形成ステップＳ４）。追加保護膜形成ステップＳ４では、前述の保護膜形成ステップＳ１と同様の手順で、既に被加工物１１に形成されている保護膜１７の上に、さらに保護膜が形成される。これにより、非形成領域１９で露出している被加工物１１の第１面１１ａが追加の保護膜によって被覆され、非形成領域１９が消失する。
【0089】
また、追加保護膜形成ステップＳ４において追加の保護膜を形成した場合には、さらに前述の検出ステップＳ２及び判定ステップＳ３を実施してもよい（図２参照）。これにより、追加の保護膜の形成によって被加工物１１の非形成領域１９が消失したか否かを確認することができる。
【0090】
そして、被加工物１１に非形成領域１９が存在しないと判定された後、被加工物１１が加工される。被加工物１１を加工する際には、必要に応じて、保護膜１７を加工することによってマスクを形成する（マスク形成ステップＳ５）。例えばマスク形成ステップＳ５では、保護膜１７を切削装置又はレーザー加工装置で加工することにより、マスクを形成する。
【0091】
図７（Ａ）は、保護膜１７を加工する切削装置１００を示す一部断面正面図である。なお、図７（Ａ）において、Ｘ１軸方向（加工送り方向、第１水平方向）とＹ１軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ１軸方向（高さ方向、上下方向、鉛直方向）は、Ｘ１軸方向及びＹ１軸方向と垂直な方向である。
【0092】
切削装置１００は、被加工物１１を保持する保持テーブル（チャックテーブル）１０２を備える。保持テーブル１０２の上面は、水平面（Ｘ１Ｙ１平面）と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を保持する円形の保持面１０２ａを構成している。保持面１０２ａは、保持テーブル１０２の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。
【0093】
保持テーブル１０２には、ボールねじ式の移動機構（不図示）と、モータ等の回転駆動源（不図示）とが連結されている。移動機構は、保持テーブル１０２をＸ１軸方向に沿って移動させる。回転駆動源は、保持テーブル１０２をＺ１軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させる。
【0094】
また、切削装置１００は、被加工物１１及び保護膜１７を切削可能な切削ユニット１０４を備える。切削ユニット１０４は、保持テーブル１０２の上方に配置されており、Ｙ１軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル１０６を備える。スピンドル１０６の先端部（一端部）には、環状の切削ブレード１０８が装着される。また、スピンドル１０６の基端部（他端部）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。切削ブレード１０８は、回転駆動源からスピンドル１０６を介して伝達される動力によって、Ｙ１軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。
【0095】
切削ブレード１０８としては、例えばハブタイプの切削ブレード（ハブブレード）が用いられる。ハブブレードは、金属等でなる環状のハブ基台と、ハブ基台の外周縁に沿って形成された環状の切刃とを備える。ハブブレードの切刃は、ダイヤモンド等でなる砥粒と、砥粒を固定するニッケルめっき層等の結合材とを含む電鋳砥石によって構成される。ただし、切削ブレード１０８としてワッシャータイプの切削ブレード（ワッシャーブレード）を用いることもできる。ワッシャーブレードは、ダイヤモンド等でなる砥粒と、金属、セラミックス、樹脂等でなり砥粒を固定する結合材とを含む環状の切刃のみによって構成される。
【0096】
切削ユニット１０４には、切削ユニット１０４をＹ１軸方向及びＺ１軸方向に沿って移動させるボールねじ式の移動機構（不図示）が連結されている。移動機構によって、切削ブレード１０８の割り出し送り方向における位置や、切削ブレード１０８の被加工物１１への切り込み深さ等が調節される。
【0097】
切削装置１００で保護膜１７を加工する際には、まず、被加工物１１が保持テーブル１０２で保持される。具体的には、被加工物１１は、第１面１１ａ側（保護膜１７が形成されている面側）が上方を向き第２面１１ｂ側が保持面１０２ａと対面するように、保持テーブル１０２上に配置される。この状態で、保持面１０２ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１が保持テーブル１０２によって吸引保持される。
【0098】
次に、保持テーブル１０２を回転させ、所定のストリート１３の長さ方向をＸ１軸方向に合わせる。また、切削ブレード１０８が所定のストリート１３の延長線と重なるように、切削ユニット１０４のＹ１軸方向における位置を調整する。さらに、切削ブレード１０８の下端が保護膜１７の下面よりも下方に配置されるように、切削ユニット１０４の高さ位置（Ｚ１軸方向における位置）を調整する。
【0099】
そして、切削ブレード１０８を回転させつつ、保持テーブル１０２をＸ１軸方向に沿って移動させる。これにより、保持テーブル１０２と切削ブレード１０８とがＸ１軸方向に沿って相対的に移動し、切削ブレード１０８がストリート１３に沿って保護膜１７に切り込む。その結果、被加工物１１の第１面１１ａに達し保護膜１７を分断する溝２３（切削溝）がストリート１３に沿って形成される。その後、同様の手順を繰り返すことにより、全てのストリート１３に沿って複数の溝２３を形成する。
【0100】
図７（Ｂ）は、保護膜１７を加工するレーザー加工装置１１０を示す一部断面正面図である。なお、図７（Ｂ）において、Ｘ２軸方向（加工送り方向、第１水平方向）とＹ２軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ２軸方向（高さ方向、上下方向、鉛直方向）は、Ｘ２軸方向及びＹ２軸方向と垂直な方向である。
【0101】
レーザー加工装置１１０は、被加工物１１を保持する保持テーブル（チャックテーブル）１１２を備える。保持テーブル１１２の上面は、水平面（Ｘ２Ｙ２平面）と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を保持する円形の保持面１１２ａを構成している。なお、保持テーブル１１２の構成及び機能は、切削装置１００の保持テーブル１０２（図７（Ａ）参照）と同様である。
【0102】
保持テーブル１１２には、ボールねじ式の移動機構（不図示）と、モータ等の回転駆動源（不図示）とが連結されている。移動機構は、保持テーブル１１２をＸ２軸方向及びＹ２軸方向に沿って移動させる。回転駆動源は、保持テーブル１１２をＺ２軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させる。
【0103】
また、レーザー加工装置１１０は、レーザービームを照射するレーザー照射ユニット１１４を備える。レーザー照射ユニット１１４は、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー、ＹＬＦレーザー等のレーザー発振器（不図示）と、保持テーブル１０２の上方に配置されたレーザー加工ヘッド１１６とを備える。レーザー加工ヘッド１１６には、レーザー発振器から出射したパルス発振のレーザービーム１１８を被加工物１１へと導く光学系（不図示）が収容されている。光学系は、集光レンズ、ミラー等の光学素子を含んで構成される。レーザー照射ユニット１１４から被加工物１１にレーザービーム１１８が照射されることにより、被加工物１１にレーザー加工が施される。
【0104】
レーザー加工装置１１０で保護膜１７を加工する際には、まず、被加工物１１が保持テーブル１１２で保持される。具体的には、被加工物１１は、第１面１１ａ側（保護膜１７が形成されている面側）が上方を向き第２面１１ｂ側が保持面１１２ａと対面するように、保持テーブル１１２上に配置される。この状態で、保持面１１２ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１が保持テーブル１１２によって吸引保持される。
【0105】
次に、保持テーブル１１２を回転させ、所定のストリート１３の長さ方向をＸ２軸方向に合わせる。また、レーザービーム１１８が照射される領域が所定のストリート１３の延長線と重なるように、保持テーブル１１２のＹ２軸方向における位置を調節する。さらに、レーザービーム１１８の集光点が保護膜１７の表面又は内部と同じ高さ位置（Ｚ２軸方向における位置）に位置付けられるように、レーザー加工ヘッド１１６の位置や光学系に含まれる光学素子の配置を調節する。
【0106】
そして、レーザー加工ヘッド１１６からレーザービーム１１８を照射しつつ、保持テーブル１１２をＸ２軸方向に沿って移動させる。これにより、保持テーブル１１２とレーザービーム１１８とがＸ２軸方向に沿って相対的に移動し、レーザービーム１１８がストリート１３に沿って保護膜１７に照射される。
【0107】
例えば、レーザービーム１１８の照射条件は、保護膜１７にアブレーション加工が施されるように設定される。具体的には、レーザービーム１１８の波長は、少なくともレーザービーム１１８の一部が保護膜１７に吸収されるように設定される。すなわち、レーザービーム１１８は、保護膜１７に対して吸収性を有するレーザービームである。また、レーザービーム１１８の他の照射条件も、保護膜１７にアブレーション加工が適切に施されるように適宜設定される。
【0108】
被加工物１１にレーザービーム１１８がストリート１３に沿って照射されると、保護膜１７のうちレーザービーム１１８が照射された領域がアブレーションによって除去される。その結果、被加工物１１の第１面１１ａに達し保護膜１７を分断する溝２３（レーザー加工溝）がストリート１３に沿って形成される。その後、同様の手順を繰り返すことにより、全てのストリート１３に沿って溝２３を形成する。
【0109】
図８は、マスク形成ステップＳ５後の被加工物１１を示す断面図である。切削装置１００（図７（Ａ）参照）やレーザー加工装置１１０（図７（Ｂ）参照）で保護膜１７を加工することにより、保護膜１７のストリート１３と重なる領域が除去され、パターニングされる。その結果、保護膜１７を分断する溝２３がストリート１３に沿って格子状に形成され、被加工物１１のうちストリート１３と重なる領域を露出させるマスク２５が形成される。
【0110】
次に、保護膜１７が形成された被加工物１１を加工する（加工ステップＳ６）。本実施形態では、マスク２５が形成された被加工物１１に対してプラズマ処理装置２（図３参照）によるプラズマエッチングを施すことにより、被加工物１１をストリート１３に沿って分割する（プラズマダイシング）。
【0111】
図９は、加工ステップＳ６における被加工物１１を示す一部断面正面図である。例えば加工ステップＳ６では、被加工物１１のマスク２５が形成されている面側（第１面１１ａ側）にプラズマ状態のエッチングガスを供給することにより、被加工物１１のうちマスク２５で覆われていない領域（ストリート１３と重なる領域）にプラズマエッチングを施す。
【0112】
具体的には、まず、第１面１１ａ側（マスク２５が形成されている面側）が上方に露出して第２面１１ｂ側が保持面１４ａに対面するように、被加工物１１が保持テーブル１４の保持面１４ａで保持される。また、ガス供給部２２のガス拡散空間２２ａ（図３参照）に、被加工物１１をエッチングするためのガス（エッチングガス）４６が供給される。例えば、被加工物１１が単結晶シリコンウェーハである場合には、ガス供給源３２ａからフッ素系ガス（ＣＦ４、ＳＦ６等）が供給され、ガス供給源３２ｂから不活性ガス（Ｈｅ、Ａｒ等）が供給される。そして、これらのガスがガス拡散空間２２ａにおいて混合される。
【0113】
また、ガス供給部２２に高周波電力が付与される。これにより、ガス拡散空間２２ａに供給されたガス４６がプラズマ化し、プラズマ状態のガス４６が被加工物１１の第１面１１ａ側に供給される。その結果、ガス４６が溝２３に入り込み、溝２３の内側で露出している被加工物１１の第１面１１ａ側に作用する。これにより、被加工物１１のストリート１３と重なる領域にプラズマエッチングが施され、被加工物１１の第１面１１ａ側に溝２７がストリート１３に沿って形成される。
【0114】
そして、被加工物１１へのガス４６の供給を継続すると、プラズマエッチングが進行して溝２７が被加工物１１の第２面１１ｂに到達し、被加工物１１がストリート１３に沿って分断される。これにより、デバイス１５（図１参照）をそれぞれ備える複数のチップ（デバイスチップ）２９が製造される。
【0115】
なお、加工ステップＳ６では、Ｂｏｓｃｈプロセスを用いて溝２７を形成してもよい。この場合には、保護膜形成ステップ、異方性エッチングステップ、等方性エッチングステップを順に実施して被加工物１１をエッチングする工程を繰り返すことにより、溝２７を被加工物１１の第２面１１ｂに到達させる。
【0116】
保護膜形成ステップでは、被加工物１１の第１面１１ａ側（マスク２５側）にプラズマ化したガスを供給することにより、溝２３を保護膜で被覆する。具体的には、ガス供給部２２のガス拡散空間２２ａ（図３参照）に保護膜形成用のガスが供給されるとともに、ガス供給部２２に高周波電力が付与される。これにより、プラズマ状態のガスが被加工物１１の第１面１１ａ側に供給される。
【0117】
被加工物１１にガスを供給すると、ガスに含まれるイオンやラジカルが保護膜１７上に堆積されるとともに、溝２３に入り込んで溝２３の内壁にも堆積される。その結果、保護膜１７の表面及び溝２３の内壁に保護膜が形成され、溝２３が保護膜によって被覆される。
【0118】
例えば、ガス拡散空間２２ａ（図３参照）において、ガス供給源３２ａから供給されたＣ４Ｆ８を含むガスと、ガス供給源３２ｂから供給されたＡｒガスとが混合され、プラズマ化される。そして、ガスに含まれるＣＦラジカルが被加工物１１の第１面１１ａ側に堆積し、保護膜１７の表面及び溝２７の内壁にフッ化炭素を含む絶縁性の保護膜が形成される。例えば、ガスの供給時間は６秒以上８秒以下に設定され、厚さが１０ｎｍ以下の保護膜が形成される。
【0119】
なお、上記の保護膜形成ステップの後に、前述の検出ステップＳ２及び判定ステップＳ３を実施してもよい。これにより、保護膜が適切に形成されているか否かを確認しつつＢｏｓｃｈプロセスを進行させることができる。
【0120】
次に、異方性エッチングステップを実施する。異方性エッチングステップでは、被加工物１１の第１面１１ａ側（マスク２５側）にプラズマ化したガスを供給することにより、保護膜を異方的にプラズマエッチングして、溝２３の底を被覆している保護膜を除去する。具体的には、ガス供給部２２のガス拡散空間２２ａ（図３参照）にエッチング用のガスが供給される。例えば、ガス供給源３２ａから供給されたフッ素系ガス（ＣＦ４、ＳＦ６等）と、ガス供給源３２ｂから供給された不活性ガス（Ｈｅ、Ａｒ等）とが、ガス拡散空間２２ａで混合される。
【0121】
そして、電極１６及びガス供給部２２（図３参照）にそれぞれ高周波電力が付与される。これにより、ガス拡散空間２２ａ内のガスがプラズマ化されるとともに保持テーブル１４に向かって加速され、保護膜に異方性のプラズマエッチングが施される。異方性のプラズマエッチングを一定時間（例えば３秒程度）継続すると、保護膜のうち溝２３の底を覆う部分が除去され、溝２３の底が露出する。
【0122】
次に、等方性エッチングステップを実施する。等方性エッチングステップでは、被加工物１１の第１面１１ａ側（マスク２５側）にプラズマ化したガスを供給することにより、溝２３の底を等方的にプラズマエッチングする。具体的には、ガス供給部２２のガス拡散空間２２ａ（図３参照）にエッチング用のガスが供給される。例えば、ガス供給源３２ａから供給されたフッ素系ガス（ＣＦ４、ＳＦ６等）と、ガス供給源３２ｂから供給された不活性ガス（Ｈｅ、Ａｒ等）とが、ガス拡散空間２２ａで混合される。
【0123】
そして、ガス供給部２２（図３参照）に高周波電力が付与される。これにより、ガス拡散空間２２ａに供給されたガスがプラズマ化され、プラズマ状態のガスが被加工物１１の第１面１１ａ側に一定時間（例えば５秒以上７秒以下）供給される。なお、等方性エッチングステップでは、電極１６（図３参照）に高周波電力が付与されない。そのため、被加工物１１には等方性のプラズマエッチングが施される。その結果、溝２３の底及びその近傍が除去され、被加工物１１の第１面１１ａ側に溝２７が形成される。
【0124】
その後、溝２７が被加工物１１の第２面１１ｂに到達するまで、上記の保護膜形成ステップ、異方性エッチングステップ、等方性エッチングステップが繰り返される。そして、溝２７が被加工物１１の第２面１１ｂに到達すると、被加工物１１がストリート１３に沿って分割され、加工ステップＳ６が完了する。
【0125】
加工ステップＳ６が完了すると、保護膜１７（マスク２５）が除去される。例えば、保護膜１７に対してアッシング処理を施すことにより、複数のチップ２９からそれぞれ保護膜１７が除去される。なお、保護膜１７が水溶性の樹脂でなる場合には、保護膜１７に純水等を供給することにより、保護膜１７を容易に除去できる。保護膜１７が除去されると、被加工物１１の第１面１１ａが露出する。
【0126】
以上の通り、本実施形態においては、プラズマ処理装置２の処理室６に収容された被加工物１１にプラズマ状態のガスが供給される際に処理室６内で生じる光を検出し、検出された光の光量に基づいて被加工物１１に非形成領域１９が存在するか否かを判定する（図６等参照）。これにより、保護膜１７による被加工物１１の被覆が不十分なまま被加工物１１の加工が続行されることを回避でき、被加工物１１に意図しない加工が施されることによる加工不良の発生が防止される。
【0127】
なお、上記実施形態では、被加工物１１に形成された保護膜１７を切削装置１００（図７（Ａ）参照）、レーザー加工装置１１０（図７（Ｂ）参照）等の加工装置で加工することによってマスク２５を形成する例について説明した。ただし、マスク２５の形成方法に制限はない。以下、マスク２５の形成方法の変形例について説明する。
【0128】
図１０は、溝１１ｃを有する被加工物１１を示す断面図である。まず、保護膜形成ステップＳ１の前に、被加工物１１の第１面１１ａ側に溝１１ｃを形成する。溝１１ｃは、複数のストリート１３に沿って格子状に形成され、溝１１ｃの深さは被加工物１１の厚さ未満である。例えば溝１１ｃは、切削装置１００（図７（Ａ）参照）又はレーザー加工装置１１０（図７（Ｂ）参照）を用いて形成される。ただし、溝１１ｃの形成方法に制限はない。
【0129】
溝１１ｃの寸法は、後の加工ステップＳ６において被加工物１１に適切な加工が施されるように適宜設定される。例えば溝１１ｃの幅は、１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下に設定できる。また、溝１１ｃは、溝１１ｃの幅Ａと溝１１ｃの深さＢとのアスペクト比Ｂ／Ａが１以上、好ましくは２以上となるように形成される。
【0130】
次に、保護膜形成ステップＳ１を実施し、被加工物１１に保護膜１７を形成する。例えば保護膜形成ステップＳ１では、プラズマ処理装置２（図３参照）によって被加工物１１の第１面１１ａ側（溝１１ｃ側）に保護膜１７を形成する。なお、プラズマ処理装置２を用いた保護膜１７の形成手順の詳細については前述の通りである。
【0131】
図１１（Ａ）は、保護膜形成ステップＳ１おける被加工物１１の一部を示す断面図である。被加工物１１の第１面１１ａ側（溝１１ｃ側）に、保護膜１７を形成するためのガス（保護膜形成用ガス）１２０をプラズマ化して供給すると、ガス１２０に含まれるイオンやラジカルが、被加工物１１の第１面１１ａと溝１１ｃの側面及び底面とに堆積される。その結果、被加工物１１の第１面１１ａと、溝１１ｃの側面及び底面とを被覆する保護膜１７が形成される。
【0132】
なお、溝１１ｃの内部には、被加工物１１の第１面１１ａと比較してガス１２０が供給されにくい。また、溝１１ｃの底面に近い領域ほどガス１２０が供給されにくい。そのため、溝１１ｃの内部に形成される保護膜１７は、被加工物１１の第１面１１ａ側に形成される保護膜１７よりも薄くなる。また、溝１１ｃの底面に形成される保護膜１７は、溝１１ｃの側面に形成される保護膜１７よりも薄くなる。特に、溝１１ｃの幅Ａと溝１１ｃの深さＢとのアスペクト比Ｂ／Ａが１以上（好ましくは２以上）である場合には、溝１１ｃの底面にイオンやラジカルが堆積しにくく、溝１１ｃの底面に薄い保護膜１７が形成されやすい。
【0133】
また、低温下でガス１２０を被加工物１１に供給すると、ガス１２０に含まれるイオンやラジカルが主に被加工物１１の第１面１１ａに堆積され、溝１１ｃに入り込みにくくなることが確認されている。そのため、保護膜１７のうち溝１１ｃの内部を被覆する部分を被加工物１１の第１面１１ａを被覆する部分よりも薄く形成する場合には、保護膜１７を低温の環境下で成膜することが好ましい。例えば、保護膜１７の成膜が行われる間、処理室６（図３参照）の温度が０℃以下、好ましくは－１０℃以下、より好ましくは－２０℃以下に維持される。又は、保護膜１７の成膜が行われる間、被加工物１１の温度が０℃以下、好ましくは－１０℃以下、より好ましくは－２０℃以下に維持される。
【0134】
次に、検出ステップＳ２及び判定ステップＳ３（図６参照）を実施する。これにより、被加工物１１の第１面１１ａ側及び溝１１ｃの内部に保護膜１７が形成されていない領域（非形成領域）が存在するか否かが検査される。
【0135】
具体的には、保護膜１７が適切に形成されており、被加工物１１の第１面１１ａの全体と、溝１１ｃの側面及び底面の全体とが保護膜１７によって被覆されている場合には、判定部４０ａ（図６参照）によって非形成領域が存在しないと判定される。一方、保護膜１７の形成が不十分であり、被加工物１１の第１面１１ａ、溝１１ｃの側面又は溝１１ｃの底面の一部が露出している場合には、判定部４０ａ（図６参照）によって非形成領域が存在すると判定される。そして、非形成領域が存在すると判定された場合には、必要に応じて被加工物１１の第１面１１ａ側及び溝１１ｃの内部に追加の保護膜が形成される（追加保護膜形成ステップＳ４）。
【0136】
次に、保護膜１７を加工することによってマスクを形成する（マスク形成ステップＳ５）。マスク形成ステップＳ５では、プラズマ処理装置２（図３参照）を用いて、被加工物１１の第１面１１ａ側にプラズマエッチングを施す。具体的には、保護膜１７をエッチングするためのガス（エッチングガス）１２２をプラズマ化して、被加工物１１の第１面１１ａ側に供給する。これにより、保護膜１７にプラズマエッチングが施され、保護膜１７が薄化される。
【0137】
図１１（Ｂ）は、マスク形成ステップＳ５おける被加工物１１の一部を示す断面図である。前述の通り、保護膜１７は溝１１ｃの底面を被覆する部分が最も薄くなるように形成されている。そして、マスク形成ステップＳ５では、保護膜１７のうち溝１１ｃの底面に堆積している部分が除去されるまでエッチングが継続される。その結果、被加工物１１の第１面１１ａ及び溝１１ｃの側面が保護膜１７で被覆された状態のまま、溝１１ｃの底面が露出する。
【0138】
保護膜１７のうち溝１１ｃの底面を被覆している領域が除去されると、保護膜１７がストリート１３及び溝１１ｃに沿って分断され、パターニングされる。その結果、被加工物１１のうちストリート１３を重なる領域を露出させるマスク２５が形成される。
【0139】
その後、加工ステップＳ６を実施する。例えば、被加工物１１にマスク２５を介してプラズマ状態のガスを供給することにより、被加工物１１にプラズマエッチングが施され、被加工物１１がストリート１３に沿って分割される。なお、被加工物１１の分割には、前述のＢｏｓｃｈプロセスを用いてもよい。
【0140】
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【0141】
１１ 被加工物
１１ａ 第１面
１１ｂ 第２面
１１ｃ 溝
１３ ストリート（分割予定ライン）
１５ デバイス
１７ 保護膜
１９ 非形成領域
２１ 生成物
２３ 溝
２５ マスク
２７ 溝
２９ チップ（デバイスチップ）
２ プラズマ処理装置
４ チャンバー
４ａ，４ｂ，４ｃ 開口
６ 処理室（処理空間）
８ ゲート（開閉扉）
１０ 配管
１２ 排気装置
１４ 保持テーブル（チャックテーブル）
１４ａ 保持面
１６ 電極
１８ 整合器
２０ 高周波電源
２２ ガス供給部（ガス噴出ヘッド）
２２ａ ガス拡散空間
２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ ガス供給路
２４ 軸受け
２６ 整合器
２８ 高周波電源
３０ａ，３０ｂ 配管
３２ａ，３２ｂ ガス供給源
３４ 検出部（光検出器）
３６ 表示部（表示ユニット、表示装置）
３８ 報知部（報知ユニット、報知装置）
４０ コントローラ（制御ユニット、制御装置）
４０ａ 判定部
４０ｂ 記憶部
４０ｃ 制御部
４２ ガス（保護膜形成用ガス）
４４ ガス（エッチングガス）
４６ ガス（エッチングガス）
５０ 保護膜形成装置（保護膜形成ユニット）
５２ カバー
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ 開口
５４ 処理室（処理空間）
５６ スピンナテーブル
５６ａ 保持面
５８ 回転軸
６０ ロータリージョイント
６２ モータ
６４ エンコーダ
６６ 保護膜材
６８ 保護膜材供給ユニット
７０ アーム
７２ 供給ノズル
７４ モータ
７６ エンコーダ
７８ 保護膜材供給源
８０ 配管
１００ 切削装置
１０２ 保持テーブル（チャックテーブル）
１０２ａ 保持面
１０４ 切削ユニット
１０６ スピンドル
１０８ 切削ブレード
１１０ レーザー加工装置
１１２ 保持テーブル（チャックテーブル）
１１２ａ 保持面
１１４ レーザー照射ユニット
１１６ レーザー加工ヘッド
１１８ レーザービーム
１２０ ガス（保護膜形成用ガス）
１２２ ガス（エッチングガス）
１１ａ 第１面
１１ｂ 第２面
１１ｃ 溝
１３ ストリート（分割予定ライン）
１５ デバイス
１７ 保護膜
１９ 非形成領域
２１ 生成物
２３ 溝
２５ マスク
２７ 溝
２９ チップ（デバイスチップ）
２ プラズマ処理装置
４ チャンバー
４ａ，４ｂ，４ｃ 開口
６ 処理室（処理空間）
８ ゲート（開閉扉）
１０ 配管
１２ 排気装置
１４ 保持テーブル（チャックテーブル）
１４ａ 保持面
１６ 電極
１８ 整合器
２０ 高周波電源
２２ ガス供給部（ガス噴出ヘッド）
２２ａ ガス拡散空間
２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ ガス供給路
２４ 軸受け
２６ 整合器
２８ 高周波電源
３０ａ，３０ｂ 配管
３２ａ，３２ｂ ガス供給源
３４ 検出部（光検出器）
３６ 表示部（表示ユニット、表示装置）
３８ 報知部（報知ユニット、報知装置）
４０ コントローラ（制御ユニット、制御装置）
４０ａ 判定部
４０ｂ 記憶部
４０ｃ 制御部
４２ ガス（保護膜形成用ガス）
４４ ガス（エッチングガス）
４６ ガス（エッチングガス）
５０ 保護膜形成装置（保護膜形成ユニット）
５２ カバー
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ 開口
５４ 処理室（処理空間）
５６ スピンナテーブル
５６ａ 保持面
５８ 回転軸
６０ ロータリージョイント
６２ モータ
６４ エンコーダ
６６ 保護膜材
６８ 保護膜材供給ユニット
７０ アーム
７２ 供給ノズル
７４ モータ
７６ エンコーダ
７８ 保護膜材供給源
８０ 配管
１００ 切削装置
１０２ 保持テーブル（チャックテーブル）
１０２ａ 保持面
１０４ 切削ユニット
１０６ スピンドル
１０８ 切削ブレード
１１０ レーザー加工装置
１１２ 保持テーブル（チャックテーブル）
１１２ａ 保持面
１１４ レーザー照射ユニット
１１６ レーザー加工ヘッド
１１８ レーザービーム
１２０ ガス（保護膜形成用ガス）
１２２ ガス（エッチングガス）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】