JP2016105442A - ウエーハの加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】環境に悪影響を及ぼさないように専用の処理設備を用いることなく、プラズマエッチングによってウエーハを分割予定ラインに沿って分割す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】ウエーハの表面に水溶性レジストを供給してレジスト膜400を被覆し、レジスト膜におけるエッチングすべき分割予定ラインと対応する領域とエッチングすべきでないデバイスと対応する領域とを選択的に露光し、水70で現像しウエーハの分割予定ライン21を露出させ、ウエーハをプラズマエッチングすることにより個々のデバイスに分割し、レジスト膜に高圧エアーで水を噴射してレジスト膜を除去する。
【選択図】図6
【解決手段】ウエーハの表面に水溶性レジストを供給してレジスト膜400を被覆し、レジスト膜におけるエッチングすべき分割予定ラインと対応する領域とエッチングすべきでないデバイスと対応する領域とを選択的に露光し、水70で現像しウエーハの分割予定ライン21を露出させ、ウエーハをプラズマエッチングすることにより個々のデバイスに分割し、レジスト膜に高圧エアーで水を噴射してレジスト膜を除去する。
【選択図】図6
Description
本発明は、表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法に関する。
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にIC、LSI等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。
上述した半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる加工送り手段とを具備し、切削ブレードを回転しつつ被加工物を保持したチャックテーブルを加工送りすることにより、ウエーハを分割予定ラインに沿って切断する。
しかるに、上述した切削装置の切削ブレードによってウエーハを切断すると、分割された個々のチップの外周に細かな欠けが生じやすく、チップの抗折強度を低下させる原因となっている。このような問題を解消するために、ウエーハの表面にレジスト膜を被覆し、該レジスト膜の分割予定ラインに対応する領域を露光することにより現像して除去し、その後、ウエーハをレジスト膜側からプラズマエッチング等によって分割予定ラインに沿ってエッチングすることにより、ウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
上述したプラズマエッチングによってウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法は、切削ブレードによる切削と異なり分割溝に沿って欠けが生ずることがなくデバイスの抗折強度を向上させることができるというメリットがある。
而して、ウエーハの表面に被覆されるレジスト膜は分割予定ラインに対応してテトラ メチル アンモニウム ヒドロキシド(TMAH)と呼ばれる毒性のある現像液によって除去されるとともに、プラズマエッチング加工が実施された後のレジスト膜はN−メチル ピロリドン(NMP)と呼ばれる有機溶剤でウエーハの全面から除去されるため、環境に悪影響を及ぼさないように専用の処理設備が必要となり設備維持費が高く生産性が悪いという問題がある。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、環境に悪影響を及ぼさないように専用の処理設備を用いることなく、プラズマエッチングによってウエーハを分割予定ラインに沿って分割することができるウエーハの加工方法を提供することにある。
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたシリコンからなるウエーハを分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に水溶性レジストを供給してレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、
該レジスト膜被覆工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜におけるエッチングすべき分割予定ラインと対応する領域と、エッチングすべきでないデバイスと対応する領域とを選択的に露光する露光工程と、
該露光工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜を水で現像し、レジスト膜における分割予定ラインと対応する領域を除去してウエーハの分割予定ラインを露出させる現像工程と、
該現像工程が実施されたウエーハをプラズマエッチングすることにより、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するエッチング工程と、
該エッチング工程が実施され個々に分割されたデバイスに被覆されているレジスト膜に高圧エアーで水を噴射してレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
ウエーハの表面に水溶性レジストを供給してレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、
該レジスト膜被覆工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜におけるエッチングすべき分割予定ラインと対応する領域と、エッチングすべきでないデバイスと対応する領域とを選択的に露光する露光工程と、
該露光工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜を水で現像し、レジスト膜における分割予定ラインと対応する領域を除去してウエーハの分割予定ラインを露出させる現像工程と、
該現像工程が実施されたウエーハをプラズマエッチングすることにより、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するエッチング工程と、
該エッチング工程が実施され個々に分割されたデバイスに被覆されているレジスト膜に高圧エアーで水を噴射してレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
上記レジスト膜被覆工程において被覆するレジスト膜の厚みは、数μm〜30μmに設定されている。
また、レジスト膜被覆工程においては、被覆したレジスト膜に紫外線を照射して硬化させることが望ましい。
また、レジスト膜被覆工程においては、被覆したレジスト膜に紫外線を照射して硬化させることが望ましい。
本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハの表面に水溶性レジストを供給してレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、該レジスト膜被覆工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜におけるエッチングすべき分割予定ラインと対応する領域と、エッチングすべきでないデバイスと対応する領域とを選択的に露光する露光工程と、該露光工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜を水で現像し、レジスト膜における分割予定ラインと対応する領域を除去してウエーハの分割予定ラインを露出させる現像工程と、該現像工程が実施されたウエーハをプラズマエッチングすることにより、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するエッチング工程と、該エッチング工程が実施され個々に分割されたデバイスに被覆されているレジスト膜に高圧エアーで水を噴射してレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程とを含んでおり、ウエーハの表面に被覆するレジスト膜は水溶性レジストによって形成しているので、現像液およびレジスト膜除去液として水を使用することができる。従って、本発明によるウエーハの加工方法においては、従来用いられているレジスト膜のように現像剤としてテトラ メチル アンモニウム ヒドロキシド(TMAH)と呼ばれる毒性のある現像液を使用する必要がないとともに、レジスト膜を除去するためにN−メチル ピロリドン(NMP)と呼ばれる有機溶剤を使用する必要がないので、専用の処理施設が不要となり生産性を向上することができる。
以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1には、本発明に従って加工される被加工物であ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、例えば厚みが100μmのシリコンウエーハからなっており、表面2aに複数の分割予定ライン21が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン21によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス22が形成されている。なお、半導体ウエーハ2の外周にはシリコンウエーハの結晶方位を表すノッチ23が形成されている。以下、この半導体ウエーハ2を分割予定ライン21に沿って個々のデバイス22に分割するウエーハの加工方法について説明する。
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、先ず図2の(a)および(b)に示すように上記半導体ウエーハ2の裏面2bに支持基板3を貼着する(支持基板貼着工程)。なお、支持基板3は、半導体ウエーハ2を構成するシリコンウエーハがプラズマエッチングされてもエッチングされない材料であるセラミックスによって形成されている。
上記支持基板貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ2の表面に水溶性レジストを供給してレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程を実施する。このレジスト膜被覆工程は、図3の(a)に示すようにレジスト膜被覆装置4の保持テーブル41の上面である保持面上に上記支持基板貼着工程が実施された半導体ウエーハ2の支持基板3側を載置する。そして、保持テーブル41に接続された吸引手段を作動することにより、保持テーブル41の保持面上に支持基板3を介して半導体ウエーハ2を保持する。従って、保持テーブル41に保持された半導体ウエーハ2は、表面2aが上側となる。このようにして、保持テーブル41上に半導体ウエーハ2を保持したならば、図3の(a)に示すように水溶性レジスト供給ノズル42の噴出口421を保持テーブル41上に保持された半導体ウエーハ2の中心部に位置付け、図示しない水溶性レジスト供給手段を作動して、水溶性レジスト供給ノズル42の噴出口421から水溶性レジスト40を保持テーブル41上に保持された半導体ウエーハ2の中央領域に所定量滴下する。半導体ウエーハ2の表面2aの中央領域へ所定量の水溶性レジスト40を滴下したならば、図3の(b)に示すように保持テーブル41を矢印Aで示す方向に例えば300rpmで所定時間回転することにより、図3の(b)および(c)に示すように半導体ウエーハ2の表面2aにレジスト膜400が形成される。半導体ウエーハ2の表面2aに被覆するレジスト膜400の厚さは、上記水溶性レジスト40の滴下量によって決まるが、数μm〜30μmに設定することが望ましい。なお、水溶性レジストとしては、東洋工業株式会社が製造販売するRIOSURFIN―AWP(登録商標)を用いることができる。
なお、上記レジスト膜被覆工程においては、図4に示すように半導体ウエーハ2の表面2aに被覆したレジスト膜400に紫外線照射器5によって紫外線を照射して硬化させるレジスト膜硬化工程を実施することが望ましい。
上述したレジスト膜被覆工程を実施したならば、半導体ウエーハ2の表面2aに被覆されたレジスト膜400におけるエッチングすべき分割予定ライン21と対応する領域と、エッチングすべきでないデバイス22と対応する領域とを選択的に露光する露光工程を実施する。この露光工程について、図5を参照して説明する。図示の実施形態における露光工程においては、マスク手段として図5の(a)に示すネガ型マスク6が用いられる。ネガ型マスク6は、ジスト膜400におけるエッチングすべきでないデバイス22と対応する領域を露光するためにデバイス22に対応する領域62が貫通されている。このネガ型マスク6は、金属またはシリコンによって形成されており、外周には上記半導体ウエーハ2の外周に形成されたノッチ23と対応する合いマークとしての凹溝63が形成されている。
上述した図5の(a)に示すネガ型マスク6を用いて露光工程を実施するには、図5の(c)に示すようにネガ型マスク6を半導体ウエーハ2の表面2aに被覆されたレジスト膜400上に載置する。このとき、ネガ型マスク6の外周に形成された凹溝63を半導体ウエーハ2の外周に形成されたノッチ23と対応するように位置付ける。この結果、ネガ型マスク6における貫通されている領域62が半導体ウエーハ2の表面2aに被覆されたレジスト膜400におけるデバイスに対応する領域に位置付けられる。
このようにして、ネガ型マスク6を半導体ウエーハ2の表面2aに被覆されたレジスト膜400上に載置したならば、図5の(d)に示すようにネガ型マスク6の上方から露光器60によって露光光線をネガ型マスク6に向けて照射する。なお、露光光線の出力は、図示の実施形態においては2J/cm2に設定されている。この結果、半導体ウエーハ2の表面2aに被覆されたレジスト膜400は、ネガ型マスク6における貫通されている領域62を通過した露光光線によってデバイス22と対応する領域が露光される。
上述した露光工程を実施したならば、半導体ウエーハ2の表面2aに被覆されたレジスト膜400を水で現像し、レジスト膜400における分割予定ラインと対応する領域を除去して半導体ウエーハ2の分割予定ラインを露出させる現像工程を実施する。即ち、図6の(a)に示すように水槽7に収容された純水70内に上記露光工程を実施された半導体ウエーハ2を浸漬する。この結果、半導体ウエーハ2の表面2aに被覆されたレジスト膜400は水溶性レジストによって形成されているので、上記露光工程において露光されたデバイス22と対応する領域以外の領域が除去される。即ち、図6の(b)に示すように半導体ウエーハ2の表面2aに被覆されたレジスト膜400は、デバイス22と対応する領域以外の分割予定ライン21を含む外周部が除去され、半導体ウエーハ2の分割予定ライン21を含む外周部が露出される。
次に、上記現像工程が実施された半導体ウエーハ2をプラズマエッチングすることにより、分割予定ライン21に沿って個々のデバイスに分割するエッチング工程を実施する。このエッチング工程は、図7の(a)に示すプラズマエッチング装置を用いて実施する。図7の(a)に示すプラズマエッチング装置8は、装置ハウジング81と、該装置ハウジング81内に上下方向に対向して配設された下部電極82と、上部電極83を具備している。下部電極82は、円盤状の被加工物保持部821と、該被加工物保持部821の下面中央部から突出して形成された円柱状の支持部822とからなっており、支持部822が第1の高周波電圧印加手段841に接続されている。
上記上部電極83は、円盤状のガス噴出部831と、該ガス噴出部831の上面中央部から突出して形成された円柱状の支持部832とからなっており、支持部832が第2の高周波電圧印加手段842に接続されている。このようにガス噴出部831と円柱状の支持部832とからなる上部電極83は、ガス噴出部831が下部電極82を構成する被加工物保持部821と対向して配設されている。上部電極83を構成する円盤状のガス噴出部831には、下面に開口する複数の噴出口831aが設けられている。この複数の噴出口831aは、ガス噴出部831に形成された連通路831bおよび支持部832に形成された連通路832aを介してガス供給手段85に連通されている。ガス供給手段85は、SF6+C4F8等のフッ素系ガスを主体とするプラズマ化用ガスを供給するようになっている。
以上のよう構成されたプラズマエッチング装置8を用いて上記エッチング工程を実施するには、下部電極82を構成する被加工物保持部821上に上記現像工程が実施された半導体ウエーハ2に貼着されている支持基板3を載置する。従って、被加工物保持部821上に載置された半導体ウエーハ2は、露出された分割予定ライン21を含む外周部およびデバイス22の表面に被覆されたレジスト膜400が上側となる。
次に、図示しない減圧手段を作動して装置ハウジング81内の圧力を20Paに減圧し、ガス供給手段85を作動してプラズマ化するプラズマ化用ガスを上部電極83に供給する。ガス供給手段85から供給されたプラズマ化用ガスは、支持部832に形成された連通路832aおよびガス噴出部831に形成された連通路831bを通して複数の噴出口831aから下部電極82の被加工物保持部821上に保持された半導体ウエーハ2の表面(上面)に向けて噴出される。このようにプラズマ化用ガスを供給した状態で、第1の高周波電圧印加手段841から下部電極82に13.5MHzで50Wの高周波電力を印加するとともに、第2の高周波電圧印加手段842から上部電極83に13.5MHzで3000Wの高周波電力を印加する。これにより、プラズマ化用ガスがプラズマ化して下部電極82と上部電極83との間の空間にプラズマが発生し、このプラズマ化した活性物質が半導体ウエーハ2の表面(上面)に作用する。従って、半導体ウエーハ2は上記図6の(b)に示すようにデバイス22の表面にはレジスト膜400が被覆されているがデバイス22以外の分割予定ライン21を含む外周部の領域が露出されているので、デバイス22を残して露出された領域がエッチングされる。この結果、半導体ウエーハ2は図7の(b)に示すように分割予定ライン21に沿って個々のデバイス22に分割される。このようにして分割された個々のデバイス22は、支持基板3に貼着された状態で維持される。
上述したエッチング工程を実施したならば、デバイス22の表面に被覆されているレジスト膜400に高圧エアーで水を噴射してレジスト膜400を除去するレジスト膜除去工程を実施する。このレジスト膜除去工程は、図8の(a)に示す洗浄装置9を用いて実施する。図8の(a)に示す洗浄装置9は、高圧エアー供給手段91と純水供給手段92および高圧エアー供給手段91と純水供給手段92に接続された洗浄水噴射ノズル93とからなっている。洗浄装置9を用いてレジスト膜除去工程を実施するには、高圧エアー供給手段91を作動して圧力が0.3MPaの高圧エアーを供給するとともに純水供給手段92を作動して圧力が0.3MPaの純水を供給する。この結果、洗浄水噴射ノズル93から純水と高圧エアーとが混合された洗浄水が支持基板3に貼着された個々のデバイス22に向けて噴射される。この結果、デバイス22の表面に被覆されているレジスト膜400は水溶性レジストによって形成されているので、図8の(b)に示すように容易に除去される。
以上のように、上述した実施形態においては、半導体ウエーハ2の表面に被覆するレジスト膜は水溶性レジストによって形成しているので、現像液およびレジスト膜除去液として水を使用することができる。従って、上述した実施形態においては、従来用いられているレジスト膜のように現像剤としてテトラ メチル アンモニウム ヒドロキシド(TMAH)と呼ばれる毒性のある現像液を使用する必要がないとともに、レジスト膜を除去するためにN−メチル ピロリドン(NMP)と呼ばれる有機溶剤を使用する必要がないので、専用の処理施設が不要となり生産性を向上することができる。
2:半導体ウエーハ
21:分割予定ライン
22:デバイス
3:支持基板
4:レジスト膜被覆装置
40:水溶性レジスト
400:レジスト膜
5:紫外線照射器
6:ネガ型マスク
60:露光器
7:水槽
8:プラズマエッチング装置
9:洗浄装置
21:分割予定ライン
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6:ネガ型マスク
60:露光器
7:水槽
8:プラズマエッチング装置
9:洗浄装置
Claims (3)
- 表面に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたシリコンからなるウエーハを分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に水溶性レジストを供給してレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、
該レジスト膜被覆工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜におけるエッチングすべき分割予定ラインと対応する領域と、エッチングすべきでないデバイスと対応する領域とを選択的に露光する露光工程と、
該露光工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜を水で現像し、レジスト膜における分割予定ラインと対応する領域を除去してウエーハの分割予定ラインを露出させる現像工程と、
該現像工程が実施されたウエーハをプラズマエッチングすることにより、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するエッチング工程と、
該エッチング工程が実施され個々に分割されたデバイスに被覆されているレジスト膜に高圧エアーで水を噴射してレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。 - 該レジスト膜被覆工程において被覆するレジスト膜の厚みは、数μm〜30μmに設定されている、請求項1記載のウエーハの加工方法。
- 該レジスト膜被覆工程においては、被覆したレジスト膜に紫外線を照射して硬化させる、請求項1記載のウエーハの加工方法。
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