TW201608621A - 加工方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題為提供一種可恰當地除去切割道上的低介電常數絕緣膜以及金屬圖案的加工方法。解決手段是做成包含遮蔽步驟、濕式噴砂步驟與分割步驟的構成，該遮蔽步驟是以表面保護構件覆蓋形成於被加工物上的器件之表面並使切割道露出，該濕式噴砂步驟是使研磨粒分散在溶解金屬圖案的蝕刻液中並與壓縮氣體一起噴附在被加工物上，藉以將切割道上的低介電常數絕緣膜與金屬圖案除去而使半導體基板露出，該分割步驟是在藉由濕式噴砂步驟而使半導體基板已露出的被加工物上施行乾式蝕刻，以沿著切割道分割被加工物。
Description
本發明是有關一種加工板狀的被加工物之加工方法。
在以行動電話為代表的小型輕量的電子機器中，具有IC等電子電路(器件)的器件晶片已成為必要的構成。器件晶片可以藉由例如，以被稱為切割道(street)的複數條分割預定線劃分由矽等材料所構成的半導體基板之表面，並在各區域中形成器件後，沿著此切割道來分割半導體基板而製造。
近年來，以稱為Low-k膜的低介電常數絕緣膜將器件的配線之間予以絕緣的技術已經實用化。藉由在配線之間的絕緣上使用Low-k膜，即使因處理程序的微細化而使配線的間隔變窄，也能將在配線之間產生的靜電容量抑制得較小，並可抑制訊號的延遲。藉此，可將器件的處理能力維持得較高。
上述的Low-k膜是將複數層重疊而形成，其機械強度較低。因此，當例如以切削刀切削來分割半導體基板
時，Low-k膜便會從半導體基板剝離。對於此問題，已有一種在照射雷射光線而將部分的Low-k膜除去之後，再切削半導體基板的加工方法被提出(參照例如專利文獻1)。
在此加工方法上，首先，是從半導體基板的表面側沿著切割道照射雷射光線，再藉由燒蝕將部分的Low-k膜除去。之後，當以切削刀切削已除去Low-k膜的區域時，便能在將Low-k膜的剝離之可能性抑制得較低的情況下將半導體基板分割。
但是，有時半導體基板的切割道上配置有被稱為TEG(Test Elements Group)的測試用元件。若將上述的加工方法應用到此半導體基板的分割上，會因為包含於TEG中的金屬圖案而使雷射光線被遮蔽，導致無法恰當地除去Low-k膜。雖然只要提高雷射光線的輸出就可將Low-k膜除去，但此時卻因碎片變得容易飛散而導致器件晶片的品質也降低。
為了分割此半導體基板，而採用利用了電漿蝕刻之加工方法的作法也被考慮(參照例如專利文獻2、3)。然而，利用加工矽等材料所構成的半導體基板之電漿蝕刻，並無法將包含於TEG中的金屬圖案恰當地除去。
專利文獻1：日本專利特開2003-320466號公報
專利文獻2：日本專利特開2003-197569號公報
專利文獻3：日本專利特開2004-172365號公報
本發明是有鑒於所述問題點而作成的發明，其目的為提供一種能夠恰當地除去切割道上的低介電常數絕緣膜與金屬圖案之加工方法。
依據本發明所提供的加工方法，是在半導體基板的表面上積層有複數個低介電常數絕緣膜與金屬圖案並且在形成為格子狀的切割道所劃分出的複數個區域中形成有器件的被加工物之加工方法，其特徵在於包含：遮蔽步驟，以表面保護構件覆蓋形成於被加工物上的該器件之表面並使該切割道露出；濕式噴砂(wet blast)步驟，使研磨粒分散在溶解該金屬圖案的蝕刻液中並與壓縮氣體一起噴附在被加工物上，藉以將該切割道上的該低介電常數絕緣膜與該金屬圖案除去而使該半導體基板露出；以及分割步驟，在藉由該濕式噴砂步驟而使該半導體基板已露出的被加工物上施行乾式蝕刻，以沿著該切割道分割被加工物。
在本發明中，較理想的是，該乾式蝕刻為使用氟系氣體的電漿蝕刻。
又，在本發明中，較理想的是，該表面保護構件為橡膠系樹脂。
本發明的加工方法，因為具有以表面保護構件覆蓋器件的表面覆蓋之遮蔽步驟，以及使研磨粒分散在溶解金屬圖案的蝕刻液中並與壓縮氣體一起噴附在被加工物上的濕式噴砂步驟，因此能夠分別以研磨粒與蝕刻液恰當地除去切割道上的低介電常數絕緣膜及金屬圖案。
11‧‧‧被加工物
13‧‧‧半導體基板
13a‧‧‧上表面(表面)
15‧‧‧切割道(分割預定線)
17a‧‧‧器件
17b‧‧‧TEG
19‧‧‧低介電常數絕緣膜
2‧‧‧濕式噴砂裝置(濕式噴砂手段)
21‧‧‧金屬圖案
23‧‧‧表面保護構件
4‧‧‧噴嘴
6‧‧‧第1供給管
8‧‧‧第2供給管
S‧‧‧漿液
圖1(A)為模式地顯示的被加工物的構成例之立體圖，圖1(B)為模式地顯示的被加工物的構成例之剖面圖。
圖2(A)為模式地顯示遮蔽步驟後的被加工物之剖面圖，圖2(B)為模式地顯示濕式噴砂步驟之剖面圖。
圖3為模式地顯示的濕式噴砂步驟之立體圖。
圖4(A)為模式地顯示濕式噴砂步驟後的被加工物之剖面圖，圖4(B)為模式地顯示分割步驟後的被加工物之剖面圖。
參照附加圖式詳細說明本發明的實施形態。本實施形態的加工方法為對在半導體基板上積層有低介電常數絕緣膜與金屬圖案的被加工物進行加工之加工方法，其包含遮蔽步驟(參照圖2(A))、濕式噴砂步驟(參照圖2(B)、圖3以及圖4(A))以及分割步驟(參照圖4(B))。
在遮蔽步驟中，是以表面保護構件覆蓋形成於被
加工物上的器件之表面，並使切割道露出。在濕式噴砂步驟中，是使研磨粒分散在溶解金屬圖案的蝕刻液中並與壓縮氣體噴一起噴附在被加工物上，藉以除去與切割道重疊的區域(切割道上)的低介電常數絕緣膜及金屬圖案。在分割步驟中，是沿著切割道將濕式噴砂步驟後的被加工物分割成複數個器件晶片。以下，詳細說明本實施形態的加工方法。
首先，說明在本實施形態的加工方法中所加工的被加工物。圖1(A)為模式地顯示被加工物的構成例之立體圖，圖1(B)為模式地顯示被加工物的構成例之剖面圖。
如圖1(A)及圖1(B)所示，本實施形態的被加工物11包含由矽等半導體材料所構成的圓盤狀的半導體基板13。半導體基板13的上表面(表面)13a側被分為中央的器件區域和包圍器件區域的外周剩餘區域。
器件區域被排列成格子狀的切割道(分割預定線)15劃分成複數個區域，且在各區域中形成有IC等器件17a。另一方面，在與切割道15重疊的區域中，如圖1(B)所示，配置有作為測試用之元件的TEG(Test Elements Group)17b。
在半導體基板13的上表面13a上積層形成有被稱為Low-k膜的複數片低介電常數絕緣膜19，和構成配線等之複數個金屬圖案21。此低介電常數絕緣膜19以及金屬圖案21會構成上述的器件17a以及TEG17b的一部分。
在本實施形態的加工方法中，首先，是實施以對
蝕刻等具有耐受性的表面保護構件覆蓋器件17a的表面，以使切割道15露出的的遮蔽步驟。圖2(A)為模式地顯示遮蔽步驟之剖面圖。
在遮蔽步驟中，首先，是以後述之對蝕刻等具有耐受性的負型或正型的光阻材料(photoresist)被覆被加工物11的表面側(半導體基板13的上表面13a側)。在本實施形態中，尤以使用環化聚異戊二烯等橡膠系的光阻材料(橡膠系樹脂)為較理想。藉此，可以在後續的濕式噴砂步驟中，抑制伴隨著研磨粒的碰撞所產生的表面保護構件23之磨耗。
接著，使用具備對應器件17a而透光的穿透圖案，或對應器件17a而遮光的遮蔽圖案之光罩，並將被覆被加工物11的表面側的光阻材料曝光、顯像以形成表面保護構件23。
像這樣，藉由所謂的光刻(photolithography)，以對蝕刻等具有耐受性的表面保護構件23覆蓋器件17a的表面，可以使切割道15露出。再者，表面保護構件23的形成方法可為任意。
例如，也可藉由使用具有與器件17a對應的複數個開口的模版，讓已滴在器件17a的表面上的光阻材料硬化之方法等來形成表面保護構件23。
遮蔽步驟之後，是實施將與切割道15重疊的區域的低介電常數絕緣膜19與金屬圖案21除去之濕式噴砂步驟。圖2(B)為模式地顯示濕式噴砂步驟之剖面圖，圖3為模式地顯示的濕式噴砂步驟之立體圖。
本實施形態的濕式噴砂步驟是以圖2(B)及圖3所示的濕式噴砂裝置(濕式噴砂手段)2來實施。濕式噴砂裝置2具備有以壓縮氣體噴射已使研磨粒分散在蝕刻液中而形成的漿液S之噴嘴4。噴嘴4上連接有供應漿液S的第1供給管6及供應壓縮氣體的第2供給管8。
噴嘴4的下方配置有保持被加工物11的保持台(圖未示)。此保持夾台是藉由(基台移動機構(未圖示)而在水平方向上移動。如圖3所示，藉由一邊以噴嘴4噴射漿液S及壓縮氣體，一邊使保持夾台與被加工物11一起在水平方向上移動，便能將漿液S及壓縮氣體噴附在被加工物11的整個表面側上。
構成漿液S的蝕刻液為例如含有氫氟酸的混合液或含有硝酸的混合液等，而可溶解金屬圖案21。另一方面，作為使其分散在蝕刻液中的研磨粒，可使用由氧化鋁、樹脂、玻璃、氧化鋯等所製成的粒子。
再者，由氧化鋁、樹脂等所製成的粒子主要是形成為多面體形狀或球形，由玻璃、氧化鋯等所製成的粒子主要是形成為球形。這些粒子的粒徑等可因應被加工物11而調整。
噴射漿液S的壓縮氣體之壓力為例如0.1MPa~0.7MPa。不過，壓縮氣體的壓力並不限定於此範圍內，可因應被加工物11而任意設定。
圖4(A)為模式地顯示濕式噴砂步驟後的被加工物之剖面圖。如圖4(A)所示，當將與切割道15重疊的區域
的低介電常數絕緣膜19與金屬圖案21除去，而使半導體基板13的上表面13a露出後，濕式噴砂步驟即結束。
濕式噴砂步驟之後，實施沿著切割道15分割加工物11的分割步驟。圖4(B)為模式地顯示分割步驟後的被加工物11之剖面圖。
在本實施形態的分割步驟中，是以電漿蝕刻(乾式蝕刻)分割被加工物11。具體作法為，首先，將被加工物11搬入真空室的處理空間內。之後，將處理空間密閉以進行排氣。在此狀態下，當一邊以預定的流量持續供應電漿蝕刻用的氣體，一邊將預定的高頻電力供應至配置在真空室內的一對電極後，就會在電極間產生含有自由基與離子的電漿，而可以在切割道15上將已露出的半導體基板13電漿蝕刻。
關於電漿蝕刻用的氣體，可使用例如以SF6、CF4等為代表的氟系氣體。供應至電極的電力或氣體的流量等條件是設定在能夠恰當地加工半導體基板13的範圍內。如圖4(B)所示，當將被加工物11沿著切割道15分割成複數個器件晶片後，分割步驟即結束。再者，宜在分割步驟結束之後，用灰化等方法將殘存在被加工物11(器件晶片)的表面側的表面保護部材23除去。
如以上所述，本實施形態的加工方法，由於具備以表面保護構件23覆蓋器件17a的表面的遮蔽步驟，以及使研磨粒分散在溶解金屬圖案21的蝕刻液中並與壓縮氣體一起噴附在被加工物11上的濕式噴砂步驟，因此能夠分別以
研磨粒與蝕刻液恰當地將切割道15上的低介電常數絕緣膜19及金屬圖案21除去。
再者，上述實施形態的構成、方法等，只要不脫離本發明的目的之範圍，皆可適當變更而實施。
11‧‧‧被加工物
2‧‧‧濕式噴砂裝置(濕式噴砂手段)
4‧‧‧噴嘴
6‧‧‧第1供給管
8‧‧‧第2供給管
S‧‧‧漿液
Claims (3)
- 一種加工方法，是在半導體基板的表面上積層有複數個低介電常數絕緣膜與金屬圖案並且在形成為格子狀的切割道所劃分出的複數個區域中形成有器件的被加工物之加工方法，其特徵在於包含：遮蔽步驟，以表面保護構件覆蓋形成於被加工物上的該器件之表面並使該切割道露出；濕式噴砂步驟，使研磨粒分散在溶解該金屬圖案的蝕刻液中並與壓縮氣體一起噴附在被加工物上，藉以將該切割道上的該低介電常數絕緣膜與該金屬圖案除去而使該半導體基板露出；以及分割步驟，在藉由該濕式噴砂步驟而使該半導體基板已露出的被加工物上施行乾式蝕刻，沿著該切割道分割被加工物。
- 如請求項1之加工方法，其中，該乾式蝕刻是使用氟系氣體的電漿蝕刻。
- 如請求項1或請求項2之加工方法，其中，該表面保護構件為橡膠系樹脂。
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