(57)【要約】【課題】レジスト膜除去のための設備コストが増大せず環境負荷が低減可能なより簡易的なエッチングを可能とするエッチング方法を提供すること。【解決手段】エッチング方法は、レジスト膜Ｒよりも剥離性が高い機能膜Ｆを被加工物Ｗの表面ＷＳに薄膜形成し、機能膜Ｆの上層にレジスト膜Ｒを積層する膜形成ステップと、分割予定ラインＬ等に対応するレジスト膜Ｒを露光現像して除去する露光現像ステップと、露呈した分割予定ラインＬ上等の機能膜Ｆをアッシングにより除去する機能膜除去ステップと、被加工物Ｗの分割予定ラインＬ等をエッチングするエッチングステップと、機能膜Ｆ及びレジスト膜Ｒを剥離する膜剥離ステップとから構成される。膜剥離ステップでは、剥離テープをレジスト膜Ｒ表面に貼着し、剥離テープと共に機能膜Ｆ及びレジスト膜Ｒを被加工物Ｗ表面ＷＳから物理的に剥離する。【選択図】図４
2015216234.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、
レジスト膜よりも被加工物の表面に対して剥離性が高い機能膜を被加工物の表面に薄膜形成し、次いで該機能膜の上層にレジスト膜を積層し、被加工物表面に２層の膜を積層形成する膜形成ステップと、
該膜形成ステップを実施した後に、該エッチング領域に対応する該レジスト膜を露光現像して該エッチング領域のレジスト膜を除去する露光現像ステップと、
該露光現像ステップを実施した後に、露呈した該エッチング領域の該機能膜をアッシングにより除去する機能膜除去ステップと、
該機能膜除去ステップを実施した後に、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、
該エッチングステップを実施した後に、該機能膜及び該レジスト膜を剥離する膜剥離ステップと、から構成され、
該膜剥離ステップにおいては、強粘着の剥離テープを該レジスト膜表面に貼着し、該剥離テープと共に該機能膜及び該レジスト膜を被加工物表面から物理的に剥離すること、を特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
該機能膜は、外的刺激により粘着力が低減する樹脂で形成され、
該膜剥離ステップにおいて、該機能膜に外的刺激を付与することで粘着力を低下させた後に、該機能膜及び該レジスト膜を被加工物表面から剥離すること、を特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエーハ上においてエッチングを施したくない非エッチング領域には、エッチングに際して事前に例えばレジスト膜である保護膜が形成される。その後、薬液を用いてレジスト膜が形成されていない部分をウェットエッチングやドライエッチングによりエッチングし、エッチング後に、不要になったレジスト膜を除去することによりパターン形成を行っている。かかるレジスト膜の除去には、有機アミンからなる有機溶媒にてウェット処理で行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−２９２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、レジスト膜の除去のためのウェット処理において廃棄設備や処理設備など設備投資が増大し、また、有機溶媒は環境負荷が非常に高いという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、レジスト膜除去のための設備コストが増大せず環境負荷が低減可能なより簡易的なエッチングを可能とする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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のエッチング方法は、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であって、レジスト膜よりも被加工物の表面に対して剥離性が高い機能膜を被加工物の表面に薄膜形成し、次いで該機能膜の上層にレジスト膜を積層し、被加工物表面に２層の膜を積層形成する膜形成ステップと、該膜形成ステップを実施した後に、該エッチング領域に対応する該レジスト膜を露光現像して該エッチング領域のレジスト膜を除去する露光現像ステップと、該露光現像ステップを実施した後に、露呈した該エッチング領域の該機能膜をアッシングにより除去する機能膜除去ステップと、該機能膜除去ステップを実施した後に、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、該エッチングステップを実施した後に、該機能膜及び該レジスト膜を剥離する膜剥離ステップと、から構成され、該膜剥離ステップにおいては、強粘着の剥離テープを該レジスト膜表面に貼着し、該剥離テープと共に該機能膜及び該レジスト膜を被加工物表面から物理的に剥離することを特徴とする。
【０００７】
上記エッチング方法では、該機能膜は、外的刺激により粘着力が低減する樹脂で形成され、該膜剥離ステップにおいて、該機能膜に外的刺激を付与することで粘着力を低下させた後に、該機能膜及び該レジスト膜を被加工物表面から剥離するものとすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、被加工物の表面にレジスト膜よりも剥離性が高い機能膜を形成し、機能膜の上層にレジスト膜を形成して、エッチングを行うので、エッチング後に剥離テープを用いるなどして、機能膜及びレジスト膜を物理的に剥離することが可能となる。したがって、レジスト膜除去のための設備コストが増大せず環境負荷が低減可能なより簡易的なエッチングを可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、実施形態に係るエッチング方法の加工対象の被加工物を示す斜視図、図１（ｂ）は、実施形態に係るエッチング方法の加工対象の被加工物の要部の断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係るエッチング方法の膜形成ステップの概要を示す断面図である。
【図３】図３は、実施形態に係るエッチング方法の露光現像ステップの概要を示す断面図である。
【図４】図４は、実施形態に係るエッチング方法の機能膜除去ステップの概要を示す断面図である。
【図５】図５は、実施形態に係るエッチング方法のエッチングステップで用いられるプラズマエッチング装置の一例の断面図である。
【図６】図６は、実施形態に係るエッチング方法のエッチングステップ後の被加工物の断面図である。
【図７】図７は、実施形態に係るエッチング方法の膜剥離ステップの概要を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）は、実施形態の変形例に係るエッチング方法の膜剥離ステップにおいて、被加工物に紫外線を照射する状態を示す断面図、図８（ｂ）は、実施形態の変形例に係るエッチング方法の膜剥離ステップにおいて、被加工物を加熱する状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態（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。
【００１１】
〔実施形態〕
実施形態に係るエッチング方法を、図１から図７に基づいて説明する。図１（ａ）は、実施形態に係るエッチング方法の加工対象の被加工物を示す斜視図、図１（ｂ）は、実施形態に係るエッチング方法の加工対象の被加工物の要部の断面図、図２は、実施形態に係るエッチング方法の膜形成ステップの概要を示す断面図、図３は、実施形態に係るエッチング方法の露光現像ステップの概要を示す断面図、図４は、実施形態に係るエッチング方法の機能膜除去ステップの概要を示す断面図、図５は、実施形態に係るエッチング方法のエッチングステップで用いられるプラズマエッチング装置の一例の断面図、図６は、実施形態に係るエッチング方法のエッチングステップ後の被加工物の断面図、図７は、実施形態に係るエッチング方法の膜剥離ステップの概要を示す断面図である。
【００１２】
実施形態に係るエッチング方法は、図１に示す被加工物Ｗのエッチング方法であって、被加工物Ｗを個々のデバイスＤへと分割する方法である。なお、本実施形態に係るエッチング方法により個々のデバイスＤに分割される加工対象としての被加工物Ｗは、例えば、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。被加工物Ｗは、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、表面ＷＳに複数の分割予定ラインＬ（エッチング領域に相当）によって区画された複数のデバイスＤ（非エッチング領域に相当）が形成されている。また、被加工物Ｗの表面ＷＳの外周部には、複数のデバイスＤを囲繞する外周余剰領域Ｓ（エッチング領域に相当）が設けられている。即ち、被加工物Ｗは、エッチング領域としての分割予定ラインＬ及び外周余剰領域Ｓと、非エッチング領域としてのデバイスＤとを表面ＷＳに備えている。
【００１３】
実施形態に係るエッチング方法は、膜形成ステップと、露光現像ステップと、機能膜除去ステップと、エッチングステップと、膜剥離ステップとから構成されている。
【００１４】
膜形成ステップは、機能膜Ｆ（図２等に示す）を被加工物Ｗの表面ＷＳに薄膜形成し、次いで機能膜Ｆの上層にレジスト膜Ｒ（図２等に示す）を積層し、被加工物Ｗ表面に２層の膜を積層形成するステップである。機能膜Ｆは、レジスト膜Ｒよりも被加工物Ｗに表面ＷＳに対して剥離性が高く且つエッチングステップにおけるエッチングガスなどに対する耐食性を有しない材料で構成されている。即ち、機能膜Ｆは、エッチングステップでは、エッチングされてしまう材料で構成されている。また、機能膜Ｆは、膜剥離ステップにおいて用いられる剥離テープＴ（図７に示す）よりも被加工物Ｗの表面ＷＳに対して剥離性の高い（即ち、剥がれやすい）材料で構成されている。機能膜Ｆは、紫外線などの光が照射されることで粘着力が低減する樹脂や、加熱されることで発砲して粘着力が低減する樹脂などの外的刺激により粘着力が低減する樹脂で形成されてもよい。
【００１５】
レジスト膜Ｒは、エッチングステップにおけるエッチングガスなどに対する耐食性を有する材料で構成されている。
【００１６】
膜形成ステップでは、被加工物Ｗの裏面ＷＲを軸心回りに回転可能な図示しないスピンナーテーブルに吸引保持し、スピンナーテーブル即ち被加工物Ｗを軸心回りに回転させながら被加工物Ｗの表面ＷＳに機能膜Ｆを構成する液状の図示しない機能膜剤をノズルなどから塗布して、機能膜Ｆを被加工物Ｗの表面ＷＳに薄膜形成する。次いで、ピンナーテーブル即ち被加工物Ｗを軸心回りに回転させながら被加工物Ｗの表面ＷＳに形成された機能膜Ｆにレジスト膜Ｒを構成する液状の図示しないレジスト膜剤をノズルから塗布して、図２に示すように、機能膜Ｆの上層にレジスト膜Ｒを積層する。そして、露光現像ステップに進む。
【００１７】
露光現像ステップは、膜形成ステップを実施した後に、分割予定ラインＬ及び外周余剰領域Ｓに対応するレジスト膜Ｒを露光現像して、分割予定ラインＬ及び外周余剰領域Ｓ上のレジスト膜Ｒを除去するステップである。露光現像ステップでは、膜形成ステップにより形成されたレジスト膜Ｒにポジ型又はネガ型のマスクを用いて露光させた後に、現像して、図３に示すように、分割予定ラインＬ及び外周余剰領域Ｓ上のレジスト膜Ｒを除去する。そして、機能膜除去ステップに進む。
【００１８】
機能膜除去ステップは、露光現像ステップを実施した後に、レジスト膜Ｒの露光現像などにより露呈した分割予定ラインＬ及び外周余剰領域Ｓ上の機能膜Ｆをアッシングにより除去するステップである。機能膜除去ステップでは、被加工物Ｗを図示しないオゾン等のガスを導入したアッシング室内に収容し、紫外線等の光を照射するなどして、図４に示すように、分割予定ラインＬ及び外周余剰領域Ｓ上の露呈した機能膜Ｆを除去する。そして、エッチングステップに進む。
【００１９】
エッチングステップは、機能膜除去ステップを実施した後に、被加工物Ｗの分割予定ラインＬ及び外周余剰領域Ｓをエッチングするステップである。エッチングステップでは、例えば、図５に示すプラズマエッチング装置３０のハウジング３１の開口３２を通して、被加工物Ｗをハウジング３１内に収容する。そして、被加工物Ｗの裏面ＷＲを高周波電源３３に接続された下部電極３４の吸着保持部材３５に吸引、保持して、開口３２をゲート３６により閉じる。次に、ガス排出手段３７を作動してハウジング３１内の雰囲気を排気口３８を通して真空排気し、ガス供給手段３９から上部電極４０の噴出口４１を通してハウジング３１内にエッチングガスを被加工物Ｗの表面ＷＳに向けて噴射する。なお、この際、ハウジング３１内を所定の圧力に維持する。そして、エッチングガスを噴射した状態で、高周波電源３３から下部電極３４と上部電極４０とに高周波電力を印加する。これにより、下部電極３４と上部電極４０との間にプラズマ放電が発生し、被加工物Ｗの分割予定ラインＬ及び外周余剰領域Ｓをエッチングする。
【００２０】
なお、エッチングステップで用いられるエッチングガスは、被加工物Ｗの材質に応じて適宜選択される。例えば、被加工物Ｗの材質がシリコンである場合には、エッチングガスとして、ＳＦ６、ＮＦ３、ＸｅＦ２などを用いる。
【００２１】
本実施形態では、被加工物Ｗがシリコンで構成され、エッチングステップでは、ハウジング３１内の圧力を１０Ｐａ（ゲージ圧）に維持する。エッチングステップでは、エッチングガスとしてＳＦ６を１分間につき１５００ｃｃの流量で供給し、上部電極４０に３０００Ｗの高周波電力を印加し、下部電極３４に３００Ｗの高周波電力を印加する条件Ａと、エッチングガスとしてＣ４Ｆ８を１分間につき１０００ｃｃの流量で供給し、上部電極４０に３０００Ｗの高周波電力を印加し、下部電極３４に０Ｗの高周波電力を印加する条件Ｂとを交互に繰り返す。エッチングプロセスでは、条件Ａの下でのエッチングを０．６秒間、条件Ｂの下でのエッチングを０．４秒間、交互に繰り返して、被加工物Ｗをエッチングする、所謂ボッシュプロセスによりエッチングを行う。
【００２２】
また、所謂ボッシュプロセスを行うエッチングプロセスでは、条件Ａのときに分割予定ラインＬ及び外周余剰領域Ｓが高速でエッチングされ、条件Ｂのときに図示しない保護膜が形成されるため、高いアスペクト比で被加工物Ｗを高速にエッチングすることができる。エッチングプロセスでは、４分間続けると、シリコンで構成される被加工物Ｗを１００μｍエッチングすることができる。こうして、本実施形態では、所謂ボッシュプロセスにより図６に示すように、分割予定ラインＬ及び外周余剰領域Ｓにエッチング溝Ｏを形成する。
【００２３】
ボッシュプロセスを行うエッチングプロセスでは、条件Ｂのときに、エッチング溝Ｏの内側面、デバイスＤ及び機能膜Ｆの側面などに図示しない保護膜を形成するので、機能膜Ｆ及びデバイスＤの側面などが露出してもエッチングされることを抑制できる。エッチングステップ後には、膜剥離ステップに進む。
【００２４】
膜剥離ステップは、エッチングステップを実施した後に、レジスト膜Ｒ及び機能膜Ｆを剥離するステップである。膜剥離ステップにおいては、強粘着の剥離テープＴをレジスト膜Ｒ表面に貼着する。なお、剥離テープＴとは、粘着性を有しレジスト膜Ｒ表面に貼着する粘着層と、粘着層が表面上に設けられた基材層とから構成されている。強粘着の剥離テープＴとは、機能膜Ｆの被加工物Ｗの表面ＷＳに対する貼着力よりも強い貼着力を有する粘着層を有するものをいう。
【００２５】
膜剥離ステップにおいて、剥離テープＴを貼着した後に、剥離テープＴを被加工物Ｗの表面ＷＳから引き剥がして、図７に示すように、剥離テープＴと共に機能膜Ｆ及びレジスト膜Ｒを被加工物Ｗ表面ＷＳから物理的に剥離する。なお、この際、剥離テープＴの端部と被加工物Ｗとを表面ＷＳと平行な方向に平行移動させるなどして、剥離テープＴと共に
機能膜Ｆ及びレジスト膜Ｒを物理的に剥離してもよい。また、本実施形態では、膜剥離ステップを実施した後に、被加工物Ｗを割断、裏面ＷＲを研削するなどして個々のデバイスＤに個片化する。
【００２６】
実施形態に係るエッチング方法によれば、デバイスＤの表面上にレジスト膜Ｒよりも被加工物Ｗの表面ＷＳに対する剥離性の高い機能膜Ｆを形成し、機能膜Ｆの上層にレジスト膜Ｒを積層している。そして、レジスト膜Ｒを除去する際に剥離テープＴをレジスト膜Ｒに貼着して、剥離テープＴを機能膜Ｆ及びレジスト膜Ｒと共に被加工物Ｗ表面ＷＳから物理的に剥離させている。このために、エッチングステップ後にレジスト膜Ｒを除去する際に、酸性又はアルカリ性などを有する環境負荷の高い有機溶媒を用いる必要がない。したがって、レジスト膜Ｒを除去するための廃液などの処理設備を設置する必要が生じないので、レジスト膜Ｒ除去のための設備コストが増大せず環境負荷が低減可能なより簡易的なエッチングを可能とすることができる。
【００２７】
また、実施形態に係るエッチング方法によれば、エッチングステップでは、所謂ボッシュプロセスによりエッチングを行うので、デバイスＤ及び機能膜Ｆをエッチングすることなく、分割予定ラインＬ及び外周余剰領域Ｓのみを確実にエッチングすることができる。
【００２８】
〔変形例〕
実施形態の変形例に係るエッチング方法を、図８に基づいて説明する。図８（ａ）は、実施形態の変形例に係るエッチング方法の膜剥離ステップにおいて、被加工物に紫外線を照射する状態を示す断面図、図８（ｂ）は、実施形態の変形例に係るエッチング方法の膜剥離ステップにおいて、被加工物を加熱する状態を示す断面図である。なお、図８において、実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００２９】
図８（ａ）に示す場合では、膜形成ステップにおいて、機能膜Ｆが外的刺激としての紫外線Ｕなどの光が照射されることにより粘着力が低減する樹脂で形成されている。そして、膜剥離ステップにおいて、図８（ａ）に示すように、機能膜Ｆに紫外線照射ランプ５０から紫外線Ｕを照射して外的刺激を付与することで、機能膜Ｆの粘着力を低下させる。その後に、剥離テープＴを用いて、機能膜Ｆ及びレジスト膜Ｒを被加工物Ｗ表面ＷＳから物理的に剥離する。
【００３０】
また、図８（ｂ）に示す場合では、膜形成ステップにおいて、機能膜Ｆが外的刺激としての加熱されることで発泡されることにより粘着力が低減する樹脂で形成されている。即ち、機能膜Ｆは、発泡材を含んだ樹脂で形成されている。そして、膜剥離ステップにおいて、図８（ｂ）に示すように、例えば、被加工物Ｗを加熱チャンバー６０内で加熱して外的刺激を付与することで、機能膜Ｆの粘着力を低下させる。その後に、剥離テープＴを用いて、機能膜Ｆ及びレジスト膜Ｒを被加工物Ｗ表面ＷＳから物理的に剥離する。
【００３１】
実施形態の変形例に係るエッチング方法によれば、前述した実施形態の効果にくわえ、膜剥離ステップにおいて、外的刺激により機能膜Ｆの粘着力を低下させるので、レジスト膜Ｒ除去のための設備コストが増大せず環境負荷を確実に低減可能なより簡易的なエッチングを可能とすることができる。
【００３２】
また、本発明では、エッチングステップにおいて、分割予定ラインＬ及び外周余剰領域Ｓの全てをエッチングして、即ち、所謂フルカットしてもよい。
【００３３】
なお、本発明は上記実施形態、変形例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００３４】
Ｄ  デバイス（非エッチング領域）
Ｌ  分割予定ライン（エッチング領域）
Ｓ  外周余剰領域（エッチング領域）
Ｆ  機能膜
Ｒ  レジスト膜
Ｔ  剥離テープ
Ｗ  被加工物
ＷＳ  表面
【図１】
2015216234.tif 000003
【図２】
2015216234.tif 000004
【図３】
2015216234.tif 000005
【図４】
2015216234.tif 000006
【図５】
2015216234.tif 000007
【図６】
2015216234.tif 000008
【図７】
2015216234.tif 000009
【図８】
2015216234.tif 000010