特開 2024-150112 ウエーハの加工方法

(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】P2024150112

(43)【公開日】2024-10-23

(54)【発明の名称】ウエーハの加工方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/301 20060101AFI20241016BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20241016BHJP

   H01L 21/461 20060101ALI20241016BHJP

   B23K 26/364 20140101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

H01L21/78 L

H01L21/78 B

H01L21/78 Q

H01L21/78 S

H01L21/304 621B

H01L21/304 622F

H01L21/461

B23K26/364

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023063367

(22)【出願日】2023-04-10

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井上 雄貴

(72)【発明者】

【氏名】小田中 健太郎

【テーマコード（参考）】

4E168

5F004

5F057

5F063

【Ｆターム（参考）】

4E168AD01

4E168CB07

4E168CB13

4E168JA12

4E168JA13

4E168JA27

5F004CA06

5F004DB01

5F004DB13

5F004DB19

5F004DB20

5F004FA05

5F057AA07

5F057AA21

5F057BA15

5F057BB16

5F057BC03

5F057BC10

5F057CA12

5F057CA31

5F057CA36

5F057DA02

5F057DA22

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5F057EB02

5F057EB04

5F057FA42

5F063AA04

5F063AA07

5F063AA15

5F063BA05

5F063BA07

5F063BA32

5F063BA34

5F063BA43

5F063BA45

5F063BA47

5F063BA48

5F063CB02

5F063CB06

5F063CB18

5F063CB22

5F063CB27

5F063DD42

5F063DD46

5F063DD59

5F063DF04

5F063DF06

5F063EE09

5F063EE21

(57)【要約】

【課題】レーザ光線の照射後に発生する加工屑を、デバイスを損傷せずに除去すること。
【解決手段】ウエーハの加工方法１０００は、ウエーハの加工方法であって、該ウエーハの表面にレジスト膜を形成するレジスト膜形成ステップ１１００と、該分割予定ラインに沿って、該レジスト膜を除去し該ウエーハを露出させる加工溝を形成する加工溝形成ステップ１２００と、該ウエーハの表面に形成された該レジスト膜を残存させつつ、該加工溝に研磨パッドを侵入させて該加工溝の周辺に付着した加工屑を除去する研磨ステップ１３００と、該レジスト膜をマスクとして該加工溝に沿って該ウエーハをプラズマエッチングするエッチングステップ１４００と、を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウエーハの加工方法であって、
該ウエーハの表面にレジスト膜を形成するレジスト膜形成ステップと、
分割予定ラインに沿って、該レジスト膜を除去し該ウエーハを露出させる加工溝を形成する加工溝形成ステップと、
該ウエーハの表面に形成された該レジスト膜を残存させつつ、該加工溝に研磨パッドを侵入させて該加工溝の周辺に付着した加工屑を除去する研磨ステップと、
該レジスト膜をマスクとして該加工溝に沿って該ウエーハをプラズマエッチングするエッチングステップと、を備えることを特徴とするウエーハの加工方法。

【請求項2】

該ウエーハは、基板の表面に積層された機能層に、複数の分割予定ラインと該分割予定ラインに区画された複数のデバイス領域が形成され、
該加工溝形成ステップは、該レジスト膜と、該機能層と、を除去し、該基板を露出させることを特徴とする請求項１に記載のウエーハの加工方法。

【請求項3】

該エッチングステップは、該ウエーハを分割し複数のチップを生産することを特徴とする請求項１または２に記載のウエーハの加工方法。

【請求項4】

該エッチングステップの後に、該ウエーハに外力を付与して分割し、複数のチップを生産することを特徴とする請求項１または２に記載のウエーハの加工方法。

【請求項5】

該加工溝形成ステップは、レーザ光線を照射することを特徴とする請求項１または２に記載のウエーハの加工方法。

【請求項6】

該研磨ステップは、砥粒を含有する研磨液を該研磨パッドとウエーハとに供給することを特徴とする請求項１または２に記載のウエーハの加工方法。

【請求項7】

該機能層は、酸化膜を含むことを特徴とする請求項２に記載のウエーハの加工方法。

【請求項8】

該レジスト膜は、フェノールノボラック樹脂を含むことを特徴とする
請求項１または２に記載のウエーハの加工方法。

【請求項9】

該研磨パッドは、スウェードまたは不織布の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１または２に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、ウエーハの加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウエーハ等のウエーハを分割してチップに個片化する方法として、ウエーハに設定された分割予定ラインに沿ってレーザ光線を照射することで加工溝を形成した後、加工溝に沿って破断して分割する方法や、プラズマによってエッチングすることで分割する方法等が提案されている（特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１０－３０５４２０号公報

【特許文献2】特開２０１８－１９０８５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の技術は、ウエーハにレーザで加工溝を形成すると加工溝の周辺にデブリやバリなどの加工屑が発生し、加工屑を除去しないと後工程でチップの品質不良に繋がるという問題がある。従来のデブリ対策として、レーザ光線の照射前に、ウエーハに水溶性樹脂を被覆し、レーザ光線の照射後に水溶性樹脂を洗い流すことで一緒にデブリが除去されるようにしている。しかし、例えば酸化膜に対してレーザ光線を照射し加工溝を形成すると、溶解された酸化膜がバリとなって加工溝周辺に付着し、水溶性樹脂を洗浄しても一緒に除去されない問題があった。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、レーザ光線の照射後に発生する加工屑を、デバイスを損傷せずに除去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】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの加工方法は、ウエーハの加工方法であって、該ウエーハの表面にレジスト膜を形成するレジスト膜形成ステップと、分割予定ラインに沿って、該レジスト膜を除去し該ウエーハを露出させる加工溝を形成する加工溝形成ステップと、該ウエーハの表面に形成された該レジスト膜を残存させつつ、該加工溝に研磨パッドを侵入させて該加工溝の周辺に付着した加工屑を除去する研磨ステップと、該レジスト膜をマスクとして該加工溝に沿って該ウエーハをプラズマエッチングするエッチングステップと、を備えることを特徴とする。

【0007】

前記ウエーハの加工方法において、該ウエーハは、基板の表面に積層された機能層に、複数の分割予定ラインと該分割予定ラインに区画された複数のデバイス領域が形成され、該加工溝形成ステップは、該レジスト膜と、該機能層と、を除去し、該基板を露出させてもよい。

【0008】

前記ウエーハの加工方法において、該エッチングステップは、該ウエーハを分割し複数のチップを生産してもよい。

【0009】

前記ウエーハの加工方法において、該エッチングステップの後に、該ウエーハに外力を付与して分割し、複数のチップを生産してもよい。

【0010】

前記ウエーハの加工方法において、該加工溝形成ステップは、レーザ光線を照射してもよい。

【0011】

前記ウエーハの加工方法において、該研磨ステップは、砥粒を含有する研磨液を該研磨パッドとウエーハとに供給してもよい。

【0012】

前記ウエーハの加工方法において、該機能層は、酸化膜を含んでもよい。

【0013】

前記ウエーハの加工方法において、該レジスト膜は、フェノールノボラック樹脂を含んでもよい。

【0014】

前記ウエーハの加工方法において、該研磨パッドは、スウェードまたは不織布を含んでもよい。

【発明の効果】

【0015】

本願発明は、レーザ光線の照射後に発生する加工屑を、デバイスを損傷せずに除去することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、実施形態に係る加工方法の加工対象であるウエーハの一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係るウエーハの加工方法を実施するレーザ加工装置の構成例を示す斜視図である。

【図3】図３は、実施形態に係るウエーハの加工方法の流れを示すフローチャートである。

【図4】図４は、図３に示すレジスト膜形成ステップの一例を説明するための図である。

【図5】図５は、図３に示す加工溝形成ステップの一例を説明するための図である。

【図6】図６は、図３に示す研磨ステップで用いる研磨パッドの一例を説明するための図である。

【図7】図７は、図３に示す研磨ステップの一例を説明するための図である。

【図8】図８は、図３に示すエッチングステップの一例を説明するための図である。

【図9】図９は、加工屑の高さと研磨パッドのショア硬さとの関係を示す実験結果である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る実施形態につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0018】

〔実施形態〕
本発明の実施形態に係るウエーハ１０の加工方法について、図面に基づいて説明する。まず、加工対象のウエーハ１０、および加工に用いるレーザ加工装置１００の構成例について説明する。図１は、実施形態に係る加工方法の加工対象であるウエーハ１０の一例を示す斜視図である。図２は、実施形態に係るウエーハ１０の加工方法を実施するレーザ加工装置１００の構成例を示す斜視図である。

【0019】

図１に示すウエーハ１０は、シリコン（Ｓｉ）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、またはリチウムタンタレート（ＬｉＴａＯ_３）等を基板１１とする円板状の半導体デバイスウエーハ、光デバイスウエーハ等のウエーハである。

【0020】

ウエーハ１０は、表面１２に、複数の分割予定ライン１３が設定されている。分割予定ライン１３は、第一の分割予定ライン１３－１および第二の分割予定ライン１３－２が設定される。第一の分割予定ライン１３－１は、第一の方向２１に沿って伸長し、第一の方向２１に交差する第二の方向２２に並んで複数設定される。第二の分割予定ライン１３－２は、第二の方向２２に沿って伸長し、第一の方向２１に並んで複数設定される。第一の方向２１と第二の方向２２とは、実施形態において、直交する。

【0021】

ウエーハ１０は、格子状に設定された第一の分割予定ライン１３－１および第二の分割予定ライン１３－２によって区画された領域に形成されたデバイス１５を有している。デバイス１５は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、またはＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ、またはＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等である。

【0022】

ウエーハ１０は、例えば、図２に示す環状のフレーム３０およびテープ３１に支持された状態で搬送および加工される。フレーム３０は、金属または樹脂で形成され、ウエーハ１０の外径より大きな開口を有する環状の板部材である。テープ３１は、フレーム３０の開口より外径が大きなシート状であって、フレーム３０の開口を覆うように、フレーム３０の裏面側に貼着される。テープ３１は、例えば、伸縮性を有する合成樹脂で構成された基材層と、基材層に積層されかつ伸縮性および粘着性を有する合成樹脂で構成された糊層と、を含んで構成されてもよく、あるいは、糊層を有さず、熱可塑性を有する樹脂から構成されてもよい。

【0023】

ウエーハ１０は、フレーム３０の開口の所定の位置に位置決めされ、表面１２または裏面１６側がテープ３１に貼着することによって、フレーム３０およびテープ３１に固定される。ウエーハ１０は、複数の分割予定ライン１３に沿って個々のデバイス１５に分割されて、デバイスチップ１７に個片化される。なお、デバイスチップ１７は、実施形態において、正方形状であるが、長方形状であってもよい。また、ウエーハ１０は、実施形態では円板状であるが、本発明では円板状でなくともよい。

【0024】

図２に示すレーザ加工装置１００は、加工対象であるウエーハ１０に対して、レーザ光線１２２を照射することにより、ウエーハ１０を加工する装置である。図に示すように、レーザ加工装置１００は、保持テーブル１１０と、レーザ光線照射ユニット１２０と、移動ユニット１４０と、表示ユニット１５０と、制御ユニット１６０と、を備える。なお、以下の説明において、Ｘ軸方向は、水平面における一方向である。Ｙ軸方向は、水平面において、Ｘ軸方向に直交する方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向である。実施形態のレーザ加工装置１００は、加工送り方向がＸ軸方向であり、割り出し送り方向がＹ軸方向であり、集光点位置調整方向がＺ軸方向である。

【0025】

保持テーブル１１０は、ウエーハ１０を保持面１１１で保持する。保持面１１１は、ポーラスセラミック等から形成された円板形状である。保持面１１１は、実施形態において、水平方向と平行な平面である。保持面１１１は、例えば、真空吸引経路を介して真空吸引源と接続している。保持テーブル１１０は、保持面１１１上に載置されたウエーハ１０を吸引保持する。保持テーブル１１０の周囲には、ウエーハ１０を支持するフレーム３０を挟持するクランプ部１１２が複数配置されている。

【0026】

保持テーブル１１０は、回転ユニット１１３によりＺ軸方向と平行な軸心回りに回転される。回転ユニット１１３は、Ｘ軸方向移動プレート１１４に支持される。回転ユニット１１３および保持テーブル１１０は、Ｘ軸方向移動プレート１１４を介して、移動ユニット１４０の加工送りユニット１４１によりＸ軸方向に移動される。回転ユニット１１３および保持テーブル１１０は、Ｘ軸方向移動プレート１１４、加工送りユニット１４１およびＹ軸方向移動プレート１１５を介して、移動ユニット１４０の割り出し送りユニット１４２によりＹ軸方向に移動される。

【0027】

レーザ光線照射ユニット１２０は、保持テーブル１１０に保持されたウエーハ１０に対して、ウエーハ１０を加工するための所定の波長を有するパルス状のレーザ光線１２２を照射するユニットである。実施形態において、レーザ光線照射ユニット１２０の照射ヘッド１２１を含む一部は、装置本体１０１から立設した立設壁１０２に基端部が取り付けられた支持梁１０３の先端に支持されている。

【0028】

レーザ光線照射ユニット１２０は、例えば、レーザ光線１２２を出射する発振器と、発振器から出射されたレーザ光線１２２を加工点へ集光照射する集光器と、発振器から集光器までレーザ光線１２２を導く各種の光学部品と、を有する。集光器は、照射ヘッド１２１の内部に設けられる。集光器によって集光され照射ヘッド１２１から照射されるレーザ光線１２２の集光点１２３は、例えば、不図示の集光点位置調整ユニットによって、集光点位置調整方向であるＺ軸方向に、保持テーブル１１０に対して相対的に移動可能である。

【0029】

移動ユニット１４０は、保持テーブル１１０とレーザ光線照射ユニット１２０から照射されるレーザ光線１２２の集光点とを相対的に移動させるユニットである。移動ユニット１４０は、加工送りユニット１４１と、割り出し送りユニット１４２と、を含む。

【0030】

加工送りユニット１４１は、保持テーブル１１０とレーザ光線照射ユニット１２０から照射されるレーザ光線１２２の集光点とを加工送り方向であるＸ軸方向に相対的に移動させるユニットである。加工送りユニット１４１は、実施形態において、保持テーブル１１０をＸ軸方向に移動させる。加工送りユニット１４１は、実施形態において、レーザ加工装置１００の装置本体１０１上に設置されている。加工送りユニット１４１は、Ｘ軸方向移動プレート１１４をＸ軸方向に移動自在に支持する。

【0031】

割り出し送りユニット１４２は、保持テーブル１１０と、レーザ光線照射ユニット１２０から照射されるレーザ光線１２２の集光点とを割り出し送り方向であるＹ軸方向に相対的に移動させるユニットである。割り出し送りユニット１４２は、実施形態において、保持テーブル１１０をＹ軸方向に移動させる。割り出し送りユニット１４２は、実施形態において、レーザ加工装置１００の装置本体１０１上に設置されている。割り出し送りユニット１４２は、Ｙ軸方向移動プレート１１５をＹ軸方向に移動自在に支持する。

【0032】

加工送りユニット１４１および割り出し送りユニット１４２はそれぞれ、例えば、周知のボールねじと、周知のパルスモータと、周知のガイドレールと、を含む。ボールねじは、軸心回りに回転自在に設けられる。パルスモータは、ボールねじを軸心回りに回転させる。加工送りユニット１４１のガイドレールは、Ｙ軸方向移動プレート１１５に固定して設けられ、Ｘ軸方向移動プレート１１４をＸ軸方向に移動自在に支持する。割り出し送りユニット１４２のガイドレールは、装置本体１０１に固定して設けられ、Ｙ軸方向移動プレート１１５をＹ軸方向に移動自在に支持する。

【0033】

表示ユニット１５０は、液晶表示装置等により構成される表示部である。表示ユニット１５０は、例えば、加工条件の設定画面、加工動作の状態等を、表示面に表示させる。表示ユニット１５０の表示面がタッチパネルを含む場合、表示ユニット１５０は、入力部を含んでもよい。入力部は、オペレータが加工内容情報を登録する等の各種操作を受付可能である。入力部は、キーボード等の外部入力装置であってもよい。表示ユニット１５０は、表示面に表示される情報や画像が入力部等からの操作により切り換えられる。表示ユニット１５０は、報知装置を含んでもよい。報知装置は、音および光の少なくとも一方を発してレーザ加工装置１００のオペレータに予め定められた報知情報を報知する。報知装置は、スピーカーまたは発光装置等の外部報知装置であってもよい。

【0034】

制御ユニット１６０は、レーザ加工装置１００の上述した各構成要素をそれぞれ制御して、ウエーハ１０に対する加工動作をレーザ加工装置１００に実行させる。制御ユニット１６０は、演算手段としての演算処理装置と、記憶手段としての記憶装置と、通信手段としての入出力インターフェース装置と、を含むコンピュータである。演算処理装置は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のマイクロプロセッサを含む。記憶装置は、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを有する。演算処理装置は、記憶装置に格納された所定のプログラムに基づいて各種の演算を行う。演算処理装置は、演算結果に従って、入出力インターフェース装置を介して各種制御信号を上述した各構成要素に出力し、レーザ加工装置１００の制御を行う。

【0035】

以上、本実施形態に係るレーザ加工装置１００の構成例について説明した。なお、図２を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、本実施形態に係るレーザ加工装置１００の構成は係る例に限定されない。本実施形態に係るレーザ加工装置１００の機能構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。

【0036】

（ウエーハの加工方法）
次に、本実施形態に係るウエーハ１０の加工方法を説明する。図３は、実施形態に係るウエーハ１０の加工方法の流れを示すフローチャートである。図４は、図３に示すレジスト膜形成ステップの一例を説明するための図である。図５は、図３に示す加工溝形成ステップの一例を説明するための図である。図６は、図３に示す研磨ステップで用いる研磨パッドの一例を説明するための図である。図７は、図３に示す研磨ステップの一例を説明するための図である。図８は、図３に示すエッチングステップの一例を説明するための図である。

【0037】

図３に示すウエーハ１０の加工方法１０００は、基板１１の表面に積層された機能層に、複数の分割予定ライン１３と該分割予定ライン１３に区画された複数のデバイス領域が形成されたウエーハ１０を加工する方法である。加工方法１０００は、レジスト膜形成ステップ１１００と、加工溝形成ステップ１２００と、研磨ステップ１３００と、エッチングステップ１４００と、を備える。本実施形態では、加工方法１０００は、レジスト膜形成ステップ１１００、加工溝形成ステップ１２００、研磨ステップ１３００及びエッチングステップ１４００の順序でステップを実行する。

【0038】

まず、加工方法１０００は、レジスト膜形成ステップ１１００を実行する。レジスト膜形成ステップ１１００は、ウエーハ１０の機能層の表面にレジスト膜を形成するステップである。レジスト膜形成ステップ１１００は、図示しない樹脂被覆装置が、ウエーハ１０の裏面側をスピンナテーブルの保持面に吸引保持した状態で、ウエーハ１０の表面全体を覆うように塗布される。

【0039】

本実施形態では、ウエーハ１０は、図４に示すように、厚みが例えば１４０μｍのシリコン等の基板１１の表面に、絶縁膜と回路を形成する機能膜が積層された機能層１８が形成されている。機能層１８は、酸化膜を含み、格子状に形成された複数の分割予定ライン１３によって区画された複数の領域にデバイス１５が形成されている。基板１１の裏面は、テープ３１が貼着されている。

【0040】

加工方法１０００は、レジスト膜１９を機能層１８の表面に積層することで、ウエーハ１０にレジスト膜１９を形成する。本実施形態では、レジスト膜１９は、例えば、１～５μｍの厚さで形成している、レジスト膜１９は、例えば、フェノールノボラック樹脂系のレジスト、株式会社ディスコ製のＨＯＧＯＭＡＸ（登録商標）の水溶性樹脂等を含む構成とすることができる。例えば、プラズマエッチング時のマスクとして水溶性樹脂を用いる場合、研磨時に除去されてしまう可能性がある。このため、本実施形態では、レジスト膜１９は、フェノールノボラック樹脂系のレジストを含んでいる。レジスト膜１９は、研磨時にウエーハ１０から剥がれない密着力が高い素材が好ましい。また、水溶性樹脂を使用した場合は、研磨を乾式研磨で実施しても良い。

【0041】

また、実験の結果では、環化ゴム系のレジストは、ウエーハ１０との密着力が低いため、研磨時にウエーハ１０から剥離してしまい、レジスト膜１９に適していないことが判明した。一方、フェノールノボラック樹脂系のレジストは、ウエーハ１０との密着性に優れ、研磨時にウエーハ１０から剥がれず、保護膜に適していることが判明した。フェノールノボラック樹脂系のレジストは、研磨速度も酸化膜と比較して低く、パターンを保護することが可能であることが判明した。

【0042】

図３に示すように、加工方法１０００は、レジスト膜形成ステップ１１００が終了すると、加工溝形成ステップ１２００を実行する。加工溝形成ステップ１２００は、ウエーハ１０の分割予定ライン１３に沿って、レジスト膜１９と機能層１８とを除去し、基板１１を露出させる加工溝を形成するステップである。加工溝形成ステップ１２００は、図５に示すように、レーザ加工装置１００が分割予定ライン１３に沿ってウエーハ１０とレーザ光線照射ユニット１２０とを相対的に移動させながら、レーザ光線照射ユニット１２０からウエーハ１０に対して吸収性を有する波長のレーザ光線を分割予定ライン１３に沿ってウエーハ１０に照射する。なお、本実施形態において、加工溝形成ステップ１２００では、レーザ加工装置１００がレーザ光線の集光点をレジスト膜１９の表面または基板１１の表面に設定して、レーザ光線を各分割予定ライン１３に沿ってウエーハ１０に照射ヘッド１２１から照射する。加工溝形成ステップ１２００では、レーザ加工装置１００が各分割予定ライン１３上のレジスト膜１９、機能層１８及び基板１１にアブレーション加工を施して、これらの一部を除去して、各分割予定ライン１３に機能層１８を分断する加工溝１４を形成する。

【0043】

図５に示す一例では、加工溝形成ステップ１２００は、レジスト膜１９の加工溝１４の形成箇所がレーザ光線の熱によって後退し、機能層１８の露出領域１８－１に加工屑３００が発生する状態を示している。加工屑３００は、デブリ、バリ等を含む。ウエーハ１０は、加工屑３００を除去しないと、後工程でデバイスチップ１７の品質不良に繋がるという問題がある。デブリ対策は、レーザ光線の照射前に、ウエーハ１０に水溶性樹脂を被覆し、レーザ光線の照射後に水溶性樹脂を洗い流すことで一緒にデブリが除去されるようにしている。しかし、例えば酸化膜に対してレーザ光線を照射し加工溝１４を形成すると、溶解された酸化膜がバリとなって加工溝周辺に付着し、水溶性樹脂を洗浄しても一緒に除去されない問題があった。このため、本実施形態に係るウエーハ１０の加工方法１０００は、レーザ光線の照射後に発生する加工屑３００を、デバイス１５を損傷せずに除去する方法を実現する。

【0044】

図３に示すように、加工方法１０００は、加工溝形成ステップ１２００が終了すると、研磨ステップ１３００を実行する。研磨ステップ１３００は、ウエーハ１０のデバイス１５の領域の上に形成されたレジスト膜１９を残存させつつ、加工溝１４に研磨パッドを侵入させて加工溝１４の周辺に付着した加工屑３００を除去するステップである。図６に示すように、研磨ステップ１３００は、スウェードまたは不織布を含む研磨パッド２３２を用いて研磨を行って加工屑３００を除去する。研磨ステップ１３００は、ウエーハ１０のパターンを研磨しなうように、柔らかい研磨パッド２３２を用い、段差の角を多く研磨する特性を有している。研磨パッド２３２は、上方からレジスト膜１９に押し当てられると、加工溝１４に進入して研磨を行う。

【0045】

研磨ステップ１３００は、酸化膜のデブリを研磨し易く、レジスト膜１９を研磨し難いスラリーを使用する。スラリーは、研磨液であり、単体の薬液からなるものでもよいし、複数の薬液を混合した混合液を水で希釈して所定濃度にしたものでもよい。本実施形態では、研磨ステップ１３００は、レジスト膜１９と酸化膜との場合、酸化膜の方が研磨されやすいスラリーを使用している。具体的には、スラリーは、アルカリ性が９～１１ｐＨ、コロイダルシリカ粒子が４０～１５０ｎｍ、砥粒濃度が５～２０％となっている。例えば、０．５μｍのレジスト膜１９が研磨される際に、２μｍの酸化膜が除去されるほど研磨レートに差がある。このため、本実施形態では、バリ等の加工屑３００を除去出来る時間を事前に実験により求め、所定時間研磨することで、研磨レートの違いによりレジスト膜１９が除去されず残るようにしている。

【0046】

図７に示すように、研磨ステップ１３００を実行する研磨装置２００は、研磨ユニット２１０を備える。研磨ユニット２１０は、不図示のガイドレールに沿って上下方向に移動可能に装着されている。研磨ユニット２１０は、ハウジング中に回転可能に収容されたスピンドル２２２と、スピンドル２２２の先端に固定されたホイールマウント２２６と、ホイールマウント２２６に着脱可能に装着された研磨ホイール２２８と、を備える。スピンドル２２２は、不図示のサーボモータ２４によって回転駆動する。研磨ホイール２２８は、ホイール基台２３０と、ホイール基台２３０の下面に接着された研磨パッド２３２とから構成される。スピンドル２２２中にはスラリー供給路２２３が形成されており、研磨ホイール２２８中にもスピンドル２２２のスラリー供給路２３に接続するスラリー供給路２３３が形成されている。スピンドル２２２のスラリー供給路２２３は、砥粒を含むスラリーを供給するスラリー供給源２５０に連通しており、スラリーを研磨箇所に供給する。

【0047】

研磨装置２００は、保持テーブル２３４を備える。保持テーブル２３４は、上述した保持テーブル１１０と同様に、ウエーハ１０を吸引保持が可能であり、回転ユニットにより鉛直方向と平行な軸心回りに回転される。

【0048】

研磨ステップ１３００では、保持テーブル２３４に保持されたウエーハ１０にスラリー供給源２５０からスラリーを供給しつつ、保持テーブル２３４を所定の回転速度で回転させるとともに、研磨パッド２３２をウエーハ１０のレジスト膜１９に所定の圧力で当接させながら研磨ホイール２２８を保持テーブル２３４の回転速度とは異なる速度で回転させて、研磨パッド２３２をウエーハ１０に対して摺動させてウエーハ１０のレジスト膜１９を研磨する。この場合、研磨ステップ１３００は、レジスト膜１９がプラズマエッチングにおいてデバイス１５の領域を保護するのに十分な厚みが残存するように、レジスト膜１９の厚みを調整する。これにより、加工方法１０００は、ウエーハ１０のデバイス１５の領域をレジスト膜１９で被覆した状態で研磨することで、デバイス１５への損傷を防ぎつつ、加工屑３００を除去することができる。

【0049】

図３に示すように、加工方法１０００は、研磨ステップ１３００が終了すると、エッチングステップ１４００を実行する。エッチングステップ１４００は、レジスト膜１９をマスクとして加工溝１４に沿って基板１１をプラズマエッチングするステップである。エッチングステップ１４００は、図示しないプラズマエッチング装置が、保持テーブルの保持面にウエーハ１０の裏面側を、テープ３１を介して保持する。図８の場面１４０１に示すように、エッチングステップ１４００は、上部電極にプラズマを作り維持する高周波電力を印加し、下部電極である保持テーブルにイオンを引き込むための高周波電力を印加しながらエッチングガス５００をウエーハ１０のレジスト膜１９側に供給する。

【0050】

すると、図８の場面１４０２に示すように、エッチングステップ１４００は、プラズマエッチング装置が、保持テーブルと上部電極との間の空間のエッチングガス５００がプラズマ化され、このプラズマ化されたエッチングガス５００がウエーハ１０側に引き込まれて、ウエーハ１０のマスクであるレジスト膜１９に形成された加工溝１４の底面に露出した基板１１をエッチング（所謂プラズマエッチング）して、加工溝１４をウエーハ１０の裏面に向かって進行させる。

【0051】

エッチングステップ１４００では、プラズマエッチング装置が、図８に示すように、加工溝１４がウエーハ１０の裏面側に開口して、ウエーハ１０をデバイスチップ１７に分割するまで、ウエーハ１０をプラズマエッチングする。こうして、エッチングステップ１４００は、ウエーハ１０を分割し、複数のデバイスチップ１７を製造することとなる。加工方法１０００は、エッチングステップ１４００が終了すると、図３に示す処理手順を終了する。

【0052】

以上のように、ウエーハ１０の加工方法１０００は、ウエーハ１０の機能層１８の表面にレジスト膜１９を形成し、ウエーハ１０の分割予定ライン１３に沿って、レジスト膜１９と機能層１８とを除去し基板１１を露出させる加工溝１４を形成する。加工方法１０００は、ウエーハ１０のデバイス１５の領域の上に形成されたレジスト膜１９を残存させつつ、加工溝１４に研磨パッド２３２を侵入させて加工溝１４の周辺に付着した加工屑３００を除去し、レジスト膜１９をマスクとして加工溝１４に沿って基板１１をプラズマエッチングする。これにより、加工方法１０００は、ウエーハ１０の加工溝１４に沿って発生する加工屑３００を研磨パッド２３２によって除去することができるので、デバイスチップ１７の品質不良を抑制することができる。

【0053】

また、加工方法１０００は、加工溝形成ステップ１２００がレーザ加工装置１００によってレーザ光線を照射する。これにより、加工方法１０００は、ウエーハ１０のレジスト膜１９がレーザ光線によって後退し、機能層１８の一部がバリとなって加工溝１４の周辺に発生するが、研磨パッド２３２によって除去することができるので、バリが加工溝１４の周辺に付着することを防止できる。よって、加工方法１０００は、レーザ光線の照射後に発生する加工屑３００を、デバイス１５を損傷せずに除去することができる。

【0054】

また、加工方法１０００は、研磨ステップ１３００で砥粒を含有するスラリー（研磨液）を研磨パッド２３２とウエーハ１０とに供給する。これにより、加工方法１０００は、ウエーハ１０のレジスト膜１９を除去することがないので、デバイス１５の領域を保護するのに十分なレジスト膜１９の厚みを残存させることができる。

【0055】

また、加工方法１０００は、ウエーハ１０の機能層１８が酸化膜を含む。これにより、加工方法１０００は、機能層１８の酸化膜に対してレーザ光線を照射し加工溝を形成すると、溶解された酸化膜がバリとなって加工溝周辺に付着しても、研磨パッド２３２によってバリを除去することができる。

【0056】

また、加工方法１０００は、ウエーハ１０のレジスト膜１９がフェノールノボラック樹脂を含む。これにより、加工方法１０００は、フェノールノボラック樹脂が環化ゴム系のレジストよりもウエーハ１０との密着性に優れるので、レジスト膜１９がウエーハ１０から剥がれにくくなり、ウエーハ１０のパターンを確実に保護することができる。

【0057】

また、加工方法１０００は、研磨パッド２３２がスウェードまたは不織布を含む。これにより、加工方法１０００は、研磨パッド２３２をウエーハ１０の加工溝１４の周辺に密着させて研磨することができるので、加工溝１４に沿って発生する加工屑３００をより一層確実に除去することができる。

【0058】

上述した加工方法１０００は、研磨ステップ１３００では、砥粒を含むスラリーを研磨パッド２３２とウエーハ１０に供給しながら研磨する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、加工方法１０００は、砥粒を含む研磨パッドによって研磨する乾式研磨であってもよい。

【0059】

上述した加工方法１０００は、エッチングステップ１４００では、プラズマエッチングによってウエーハ１０をフルカットし、チップに分割してもよいし、ハーフカットに留めて後工程でチップに分割してもよい。

【0060】

上述した加工方法１０００は、研磨ステップ１３００の後にエッチングステップ１４００を実行する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、加工方法１０００は、エッチングステップ１４００の後に研磨ステップ１３００を実行する処理手順としてもよい。

【0061】

（実験結果）
例えば、研磨パッド２３２は、固いと、ウエーハ１０の表面１２における加工溝１４の周辺に付着した加工屑３００（例えばバリ）にパッドが当たらず、研磨できない可能性がある。以下に、上述した加工方法１０００の研磨ステップ１３００において、研磨パッド２３２のショア硬さ（硬度）を変えて研磨した実験結果の一例について説明する。

【0062】

図９は、加工屑３００の高さと研磨パッド２３２のショア硬さとの関係を示す実験結果である。図９において、縦軸は、加工屑３００の高さ（μｍ）を示し、横軸は研磨パッド２３２のショア硬さ（ＨＳ）を示している。図９に示すように、研磨前の加工屑３００の高さが２μｍの場合、ショア硬さが３５の研磨パッド２３２を研磨ステップ１３００で用いると、研磨後の加工屑３００の高さがほぼゼロとなり、加工屑３００が除去されることを確認した。研磨前の加工屑３００の高さが２μｍの場合、ショア硬さが４５の研磨パッド２３２を研磨ステップ１３００で用いると、研磨後の加工屑３００の高さがほぼゼロとなり、加工屑３００が除去されることを確認した。研磨前の加工屑３００の高さが２μｍの場合、ショア硬さが５２の研磨パッド２３２を研磨ステップ１３００で用いると、研磨後の加工屑３００の高さが１μｍとなり、加工屑３００の高さが大きく低減している。研磨前の加工屑３００の高さが２μｍの場合、ショア硬さが６０の研磨パッド２３２を研磨ステップ１３００で用いると、研磨後の加工屑３００の高さが変わらず、加工屑３００が除去されていないことを確認した。

【0063】

このように、上述した加工方法１０００の研磨ステップ１３００では、ショア硬さが５５以下の研磨パッド２３２を用いると、加工屑３００の高さが大きく低減し、さらに、ショア硬さが４５以下の研磨パッド２３２を用いると、加工屑３００の高さがほぼゼロになって加工屑３００が除去されることを、実験結果から確認できた。

【0064】

また、上述した加工方法１０００は、研磨パッド２３２がポリウレタンの場合、パッドが硬いため、加工溝１４に入り込めず、加工屑３００が除去されなかった。さらに、上述した加工方法１０００は、砥粒を含まない薬液と砥粒を含まない研磨パッドとで研磨してウエーハ１０の表面１２側を研磨することで、ウエーハ１０の表面１２へのダメージを軽減させつつ、加工屑３００の高さを低減することができる。薬剤の種類は、例えば、有機アルカリ系のキレート剤を含む。ただし、ウエーハ１０は、保護膜（レジスト）ありの方が、加工屑３００や研磨パッド２３２によってウエーハ１０の表面１２にキズをつける可能性がなく、リスクが少ない。

【符号の説明】

【0065】

１０ ウエーハ
１１ 基板
１２ 表面
１３ 分割予定ライン
１４ 加工溝
１５ デバイス
１７ デバイスチップ
１８ 機能層
１８－１ 露出領域
１９ レジスト膜
３１ テープ
１００ レーザ加工装置
１１０ 保持テーブル
１２０ レーザ光線照射ユニット
１２１ 照射ヘッド
１２２ レーザ光線
１２３ 集光点
１４０ 移動ユニット
１４１ 加工送りユニット
１４２ 割り出し送りユニット
１５０ 表示ユニット
１６０ 制御ユニット
２００ 研磨装置
２１０ 研磨ユニット
２２２ スピンドル
２２６ ホイールマウント
２２８ 研磨ホイール
２３０ ホイール基台
２３２ 研磨パッド
２３３ スラリー供給路
２５０ スラリー供給源
３００ 加工屑
５００ エッチングガス
１０００ 加工方法
１１００ レジスト膜形成ステップ
１２００ 加工溝形成ステップ
１３００ 研磨ステップ
１４００ エッチングステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】