(57)【要約】【課題】  より簡易的なエッチングを可能とする被加工物のエッチング方法を提供することである。【解決手段】  エッチング領域と非エッチング領域とを備えた被加工物のエッチング方法であって、被加工物の非エッチング領域に対応した開口を有する被加工物を被覆可能なマスクを準備するマスク準備ステップと、該マスクの該開口と被加工物の該非エッチング領域とを一致させた状態で該マスクを被加工物上に載置して、被加工物の該エッチング領域を該マスクで被覆するとともに該非エッチング領域は露出させるマスク載置ステップと、該マスクが載置された被加工物上に該マスクを介して保護膜剤を塗付し、被加工物の該非エッチング領域上に保護膜を形成する保護膜形成ステップと、該非エッチング領域上に該保護膜が形成された被加工物上から該マスクを除去するマスク除去ステップと、該マスク除去ステップを実施した後、被加工物にエッチングを施して被加工物の該エッチング領域をエッチングするエッチングステップと、を備えたことを特徴とする。【選択図】図４
2014199833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング領域と非エッチング領域とを備えた被加工物のエッチング方法であって、
被加工物の非エッチング領域に対応した開口を有する被加工物を被覆可能なマスクを準備するマスク準備ステップと、
該マスクの該開口と被加工物の該非エッチング領域とを一致させた状態で該マスクを被加工物上に載置して、被加工物の該エッチング領域を該マスクで被覆するとともに該非エッチング領域は露出させるマスク載置ステップと、
該マスクが載置された被加工物上に該マスクを介して保護膜剤を塗付し、被加工物の該非エッチング領域上に保護膜を形成する保護膜形成ステップと、
該非エッチング領域上に該保護膜が形成された被加工物上から該マスクを除去するマスク除去ステップと、
該マスク除去ステップを実施した後、被加工物にエッチングを施して被加工物の該エッチング領域をエッチングするエッチングステップと、
を備えたことを特徴とする被加工物のエッチング方法。
【請求項２】
該マスクは、被加工物と同一の熱膨張率を有する材質から構成される請求項１記載の被加工物のエッチング方法。
【請求項３】
前記保護膜形成ステップでは、前記マスクが載置された被加工物上に該マスクを介して前記保護膜剤をスプレーコートする請求項１又は２記載の被加工物のエッチング方法。
【請求項４】
前記エッチングは、プラズマエッチングから構成される請求項１〜３の何れかに記載の被加工物のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング領域と非エッチング領域とを備えた被加工物のエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ、ＬＥＤ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シリコンウエーハ、サファイアウエーハ等のウエーハは、加工装置によって個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。
【０００３】
ウエーハの分割には、ダイサーと呼ばれる切削装置を用いたダイシング方法が広く採用されている。ダイシング方法では、ダイアモンド等の砥粒を金属や樹脂で固めて厚さ３０μｍ程度とした切削ブレードを、３００００ｒｐｍ程度の高速で回転させつつウエーハへと切り込ませることでウエーハを切削し、個々のデバイスへと分割する。
【０００４】
切削ブレードによるダイシング方法では、デバイスのサイズが小さく切削する分割予定ラインの数が多い場合には、全ての分割予定ラインを切削するのに相当の時間を要し、生産性が著しく低下するという問題がある。
【０００５】
この問題を解決するために、特開２００６−１１４８２５号公報には、ウエーハの表面のうち分割予定ライン以外にレジスト膜を被覆し、分割予定ラインに対応する領域の表面から裏面にかけてプラズマエッチングして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が開示されている。
【０００６】
保護膜としてのレジスト膜には感光性樹脂からなるフォトレジストが広く利用されており、通常、ウエーハの前面にフォトレジストをスピンコートした後、プリベークと呼ばれる軽い焼き締めを行い、露光後焼き締め（ポストベーク）、現像処理工程を経て非エッチング領域にのみレジスト膜を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１１４８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、レジスト膜を利用する特許文献１に開示されたようなウエーハの分割方法では、レジストを塗付する塗付装置、マスクパターンを転写する転写装置、露光用マスク、現像処理を行う現像装置等様々な設備が必要となるので、工程も煩雑であるという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より簡易的なエッチングを可能とする被加工物のエッチング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によると、エッチング領域と非エッチング領域とを備えた被加工物のエッチング方法であって、被加工物の非エッチング領域に対応した開口を有する被加工物を被覆可能なマスクを準備するマスク準備ステップと、該マスクの該開口と被加工物の該非エッチング領域とを一致させた状態で該マスクを被加工物上に載置して、被加工物の該エッチング領域を該マスクで被覆するとともに該非エッチング領域は露出させるマスク載置ステップと、該マスクが載置された被加工物上に該マスクを介して保護膜剤を塗付し、被加工物の該非エッチング領域上に保護膜を形成する保護膜形成ステップと、該非エッチング領域上に該保護膜が形成された被加工物上から該マスクを除去するマスク除去ステップと、該マスク除去ステップを実施した後、被加工物にエッチングを施して被加工物の該エッチング領域をエッチングするエッチングステップと、を備えたことを特徴とする被加工物のエッチング方法が提供される。
【００１１】
好ましくは、マスクは、被加工物と同一の熱膨張率を有する材質から構成される。好ましくは、保護膜形成ステップでは、マスクが載置された被加工物上にマスクを介して保護膜剤をスプレーコートする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の被加工物のエッチング方法では、非エッチング領域に対応した開口を有する被加工物を被覆したマスクを利用して被加工物の非エッチング領域に保護膜を形成する。よって、従来方法に比べてより簡易的なエッチングが可能となる。また、露光装置や現像装置との設備が不要となるため、より安価に被加工物のエッチングが可能となる。
【００１３】
請求項２記載の発明のように、マスクとして被加工物と同一の熱膨張率を有する材質を選定することで、マスク載置時にマスクの開口と非エッチング領域とにずれが生じにくく、高精度に保護膜を形成可能である。
【００１４】
請求項３記載の発明によると、保護膜形成ステップで保護膜剤をスプレーコートすることにより、保護膜剤の使用量を低減可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】半導体ウエーハの表面側斜視図である。
【図２】マスクの斜視図である。
【図３】マスク載置ステップを示す斜視図である。
【図４】保護膜形成ステップを示す斜視図である。
【図５】マスク除去ステップを示す斜視図である。
【図６】プラズマエッチング装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、被加工物としての半導体ウエーハ１１の表面側斜視図が示されている。半導体ウエーハ（以下、単にウエーハと略称することがある）１１は、例えば厚さが１００μｍのシリコンウエーハからなっており、表面１１ａに複数の分割予定ライン（ストリート）１３が格子状に形成されているとともに、複数の分割予定ライン１３によって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。１１ｂはウエーハ１１の裏面である。
【００１７】
本発明の被加工物のエッチング方法では、まず、図２に示すように、ウエーハ１１の非エッチング領域（デバイス１５）に対応した複数の開口１４を有し、ウエーハ１１を被覆可能なマスク１２を準備するマスク準備ステップを実施する。
【００１８】
ウエーハ１１がシリコンウエーハから形成されている場合、好ましくはマスク１２もシリコンウエーハから形成する。シリコンの熱膨張率（線膨張率）は、２５℃で２．６μｍ．ｍ−１．Ｋ−１であり、マスク１２をウエーハ１１と同一の材質であるシリコンから形成することにより、ウエーハ１１上にマスクを載置した時にマスクの開口１４とウエーハ１１の非エッチング領域とにずれが生じにくくなる。
【００１９】
マスク１２を準備した後、図３に示すように、マスク１２の開口１４とウエーハ１１の非エッチング領域（デバイス１５）とを一致させた状態でマスク１２をウエーハ１１上に載置して、ウエーハ１１のエッチング領域（分割予定ライン１３）をマスク１２で被覆するとともに非エッチング領域（デバイス１５）を露出させるマスク載置ステップを実施する。
【００２０】
マスク載置ステップを実施した後、図４に示すように、レジスト供給ノズル１６からマスク１２が載置されたウエーハ１１上にマスク１２を介して保護膜剤としてのフォトレジスト１８を塗付し、ウエーハ１１の非エッチング領域（デバイス１５）上に保護膜（レジスト膜）２０を形成する保護膜形成ステップを実施する。
【００２１】
好ましくは、レジスト供給ノズル１６とマスク１２が載置されたウエーハ１１とを相対移動させてフォトレジスト１８をスプレーコートする。相対移動には、ウエーハ１１の回転も含む。
【００２２】
フォトレジスト１８をスプレーコートした後、所定温度に加熱してフォトレジスト１８の焼き締めを行う。ここで、保護膜剤としては、フォトレジスト１８の他、エッチャントに対する耐エッチング性を有する各種樹脂を適宜選択可能である。
【００２３】
一般に、感光性樹脂であるフォトレジストは高価であるのに対して、より安価な樹脂を選択することで従来に比べてより安価にエッチングが可能となる。焼き締め温度は、レジスト組成物に用いられる有機溶剤等に応じて適宜設定される（例えば８０℃〜２００℃）。
【００２４】
保護膜形成ステップを実施した後、図５に示すように、非エッチング領域上に保護膜２０が形成されたウエーハ１１上からマスク１２を除去するマスク除去ステップを実施する。
【００２５】
マスク除去ステップを実施した後、ウエーハ１１にエッチングを施してウエーハのエッチング領域（分割予定ライン１３）をエッチングするエッチングステップを実施する。好ましくは、このエッチングステップは図６に示すようなプラズマエッチング装置２２により実施する。
【００２６】
プラズマエッチング装置２２は、密閉空間２５を形成するハウジング２４を具備している。ハウジング２４は、底壁２４ａと、上壁２４ｂと、左右側壁２４ｃ、２４ｄと、後ろ側側壁２４ｅと、前側側壁（図示せず）からなっており、右側側壁２４ｄには被加工物搬入用の開口２７が設けられている。
【００２７】
開口２７の外側には、開口２７を開閉するためのゲート２６が上下方向に移動可能に配設されている。ゲート２６は、ゲート作動手段２８によって作動される。ゲート作動手段２８は、エアシリンダ３０と、エアシリンダ３０内に配設されたピストンに連結されたピストンロッド３０ａとからなっており、エアシリンダ３０がブラケット３２を介してハウジング２４の底壁２４ａに取り付けられており、ピストンロッド３０ａの先端がゲート２６に連結されている。
【００２８】
ゲート作動手段２８によってゲート２６が開けられることにより、被加工物としてのウエーハ１１が開口２７を通して密閉空間２５内に搬出入される。ハウジング２４の底壁２４ａには排気口２９が形成されており、排気口２９はガス排出手段３４に接続されている。
【００２９】
ハウジング２４によって形成される密閉空間２５には、下部電極３６と上部電極３８が対向して配設されている。下部電極３６は導電性材料によって形成されており、円盤状の被加工物保持部４０と、被加工物保持部４０の下面中央部から突出して形成された円柱状の支持部４２とから構成されている。
【００３０】
被加工物保持部４０と円柱状の支持部４２とから構成された下部電極３６は、支持部４２がハウジング２４の底壁２４ａに形成された穴３１を挿通して配設され、絶縁体４４を介して底壁２４ａにシールされた状態で支持されている。ハウジング２４の底壁２４ａに支持された下部電極３６は、支持部４２を介して高周波電源４６に電気的に接続されている。
【００３１】
下部電極３６を構成する被加工物保持部４０の上部には、上方が開放された円形状の嵌合凹部４０ａが設けられており、嵌合凹部４０ａにポーラスセラミックス等によって形成された円盤状の吸引保持部４８が嵌合されている。
【００３２】
円形凹部４０ａにおける吸引保持部４８の下側に形成された室４０ｂは、被加工物保持部４０及び支持部４２に形成された連通路３３によって吸引手段５０に連通されている。従って、吸引保持部４８上にウエーハ１１を載置して吸引手段５０を作動すると、連通路３３を介して室４０ｂに負圧が作用し、吸引保持部４８上に載置されたウエーハ１１が吸引保持される。連通路３３を大気に開放すると、吸引保持部４８上に吸引保持されたウエーハ１１の吸引保持が解除される。
【００３３】
下部電極３６を構成する被加工物保持部４０の下部には、冷却通路３５が形成されている。冷却通路３５の一端は支持部４２に形成された冷媒導入通路３７に連通され、冷却通路３７の他端は支持部４２に形成された冷媒排出通路３９に連通されている。
【００３４】
冷媒導入通路３７及び冷媒排出通路３９は、冷媒供給手段５２に連通されている。従って、冷媒供給手段５２を作動すると、冷媒が冷媒導入通路３７、冷却通路３５及び冷媒排出通路３９を通して循環される。その結果、下部電極３６は循環する冷媒により冷やされているため、後述するプラズマ処理時に発生する熱による下部電極３６の異常昇温が防止される。
【００３５】
上部電極３８は導電性の材料によって形成されており、円盤状のガス噴出部５４と、ガス噴出部５４の上面中央部から突出して形成された円柱状の支持部５６とから構成される。
【００３６】
ガス噴出部５４と円柱状の支持部５６とからなる上部電極３８は、ガス噴出部５４が下部電極３６を構成する被加工物保持部４０とを対向して配設され、支持部５６がハウジング２４の上壁２４ｂに形成された穴４１を挿通して、穴４１に装着されたシール部材５８によって上下方向に移動可能に支持されている。
【００３７】
支持部５６の上端部には作動部材６０が取り付けられており、作動部材６０は昇降駆動手段６２に連結されている。尚、上部電極３８は支持部５６を介して接地されている。
【００３８】
上部電極３８を構成する円盤状のガス噴出部５４には、下面に開口する複数の噴出口４３が設けられている。この複数の噴出口４３は、ガス噴出部５４に形成された連通路４５及び支持部５６に形成された連通路４７を介して、ＳＦ６ガス供給手段６４及びＣ４Ｆ８ガス供給手段６６に連通されている。
【００３９】
ゲート作動手段２８、ガス排出手段３４、高周波電源４６、吸引手段５０、冷媒供給手段５２、昇降駆動手段６２、ＳＦ６ガス供給手段６４及びＣ４Ｆ８ガス供給手段６８は制御手段６８に接続されており、制御手段６８により制御される。
【００４０】
制御手段６８には、ガス排出手段３４からハウジング２４で形成される密閉空間２５内の圧力に関するデータが、冷媒供給手段５２から冷媒温度（即ち電極温度）に関するデータが、ＳＦ６ガス供給手段６４及びＣ４Ｆ８ガス供給手段６６からガス流量に関するデータが入力され、これらのデータに基づいて制御手段６８は制御信号を出力する。
【００４１】
以下、このように構成されたプラズマエッチング装置２２によるエッチングステップについて説明する。まず、ゲート作動手段２８を作動してゲート２６を下側に移動し、ハウジング２４の右側側壁２４ｄに設けられた開口２７を開ける。
【００４２】
図示しない搬出入手段によって各デバイス１５上に保護膜２０が形成されたウエーハ１１を開口２７を介して密閉空間２５内に搬送し、下部電極３６を構成する被加工物保持部４０の吸引保持部４８上にウエーハ１１を載置する。
【００４３】
このとき、昇降駆動手段６２を作動して上部電極３８を上昇させておく。そして、吸引手段５０を作動して下部電極３６の室４０ｂに負圧を作用させることにより、吸引保持部４８上に載置されたウエーハ１１は下部電極３６に吸引保持される。
【００４４】
ウエーハ１１が下部電極３６の吸引保持部４８上に吸引保持されたならば、ゲート手段２８を作動してゲート２６を上方に移動して、ハウジング２４の右側側壁２４ｄに設けられた開口２７を閉鎖する。
【００４５】
そして、昇降駆動手段６２を作動して上部電極３８を下降させ、上部電極３８を構成するガス噴出部５４の下面と下部電極３６を構成する被加工物保持部４０に保持されたウエーハ１１の上面との間の距離をプラズマエッチング処理に適した所定の電極間距離（例えば１０ｍｍ）に位置付ける。
【００４６】
次いで、ガス排出手段３４を作動して密閉空間２５内を真空排気する。密閉空間２５内を真空排気したならば、ウエーハ１１のエッチング領域（分割予定ライン１３）をエッチングするエッチングステップを実施する。
【００４７】
このエッチングステップでは、ウエーハ１１を分割予定ライン１３に沿ってフルカットしてもよいし、分割予定ライン１３に沿ったエッチング溝を形成するようにしてもよい。エッチング溝を形成した場合は、例えば割断又は裏面研削によってウエーハ１１をデバイスチップ１５に個片化する。
【００４８】
エッチングステップでは、ＳＦ６ガス供給手段６４とＣ４Ｆ８ガス供給手段６６を交互に作動し、プラズマ発生用のＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスを上部電極３８に供給する。ＳＦ６ガス供給手段６４から供給されたＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガス供給手段６６から形成されたＣ４Ｆ８ガスは、支持部５６に形成された連通路４７及びガス噴出部５４に形成された連通路４５を介して複数の噴出口４３から下部電極３６の吸引保持部４８に吸引保持されたウエーハ１１に向けて交互に噴出される。
【００４９】
このとき、密閉空間２５内は所定のガス圧力（例えば２０Ｐａ）に維持する。このようにプラズマ発生用のＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスを交互に供給した状態で、高周波電源４６から下部電極３６に例えば５０Ｗの高周波電力を印加するとともに、上部電極３８に例えば３０００Ｗの高周波電力を印加する。
【００５０】
これにより、下部電極３６と上部電極３８との間の空間にＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスからなる異方性を有するプラズマが発生し、このプラズマ化した活性物質がウエーハ１１の分割予定ライン１３に作用するので、エッチングの程度に応じて、ウエーハ１１に分割予定ライン１３に沿ったエッチング溝が形成されるか、或いはウエーハ１１が分割予定ライン１３に沿って完全切断され、個々のデバイスチップ１５に分割される。
【００５１】
このエッチング工程は、例えば以下の条件で行われる。
【００５２】
密閉空間２５内の圧力      ：２０Ｐａ
高周波電力  ：下部電極    ：５０Ｗ
上部電極    ：３０００Ｗ
ＳＦ６ガス供給量            ：１．０リットル／分
Ｃ４Ｆ８ガス供給量          ：０．７リットル／分
ＳＦ６ガス供給間隔          ：２秒間隔で１秒間供給
Ｃ４Ｆ８ガス供給間隔        ：１秒間隔で２秒間供給
【００５３】
エッチング終了後、ウエーハ１１を密閉容器２５内から取り出し、保護膜２０をアッシングや洗浄して除去する。マスク１２上に堆積した保護膜も同様に除去する。アッシングはオゾン等のガスが充満した処理室内で紫外線等を照射し、保護膜２０とガスの化学反応を利用して除去する光励起アッシングやプラズマアッシングを利用する。
【符号の説明】
【００５４】
１１    半導体ウエーハ
１２    マスク
１３    分割予定ライン（エッチング領域）
１４    開口
１５    デバイス（非エッチング領域）
１６    レジスト供給ノズル
１８    フォトレジスト
２０    保護膜（レジスト膜）
２２    プラズマエッチング装置
２４    ハウジング
２５    密閉空間
３６    下部電極
３８    上部電極
４６    高周波電源
６４    ＳＦ６ガス供給手段
６６    Ｃ４Ｆ８ガス供給手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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