(57)【要約】【課題】デバイスを損傷させたりチッピングを発生させることなくウェーハを分割できるウェーハの加工方法を提供する。【解決手段】ウェーハＷの表面Ｗａを保護膜１１ａで覆う保護膜被覆ステップと、保護膜被覆工程を実施した後、該分割予定ラインＳに沿って切削ブレード２２で保護膜１１ａを切削して切削溝１２を形成するとともに保護膜１１ａに切残し部１３を形成する切削ステップと、切削ステップを実施した後、ウェーハＷにエッチングを施し、切残し部１３とウェーハＷとを分割予定ラインＳに沿ってエッチングしてウェーハＷを分割予定ラインＳに沿って分割するエッチングステップとを実施することにより、保護膜１１ａの一部がウェーハＷの表面Ｗａから剥離することがなく、デバイスＤを損傷させることなくウェーハＷを個々のチップに分割できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差する分割予定ラインで区画された表面の各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、
ウェーハの表面を保護膜で覆う保護膜被覆ステップと、
該保護膜被覆工程を実施した後、該分割予定ラインに沿って切削ブレードで該保護膜を切削して切削溝を形成するとともに該保護膜に切残し部を形成する切削ステップと、
該切削ステップを実施した後、該切残し部とウェーハとを該分割予定ラインに沿ってエッチングしてウェーハを該分割予定ラインに沿って分割するエッチングステップと、を備えたウェーハの加工方法。
【請求項２】
前記エッチングステップは、前記切残し部をエッチングする切残し部エッチングステップと、
該切残し部エッチングステップに次いでウェーハをエッチングするウェーハエッチングステップとを含み、
該切残し部エッチングステップと該ウェーハエッチングステップとでは互いに異なるエッチャントまたはエッチングガスを用いる、請求項１に記載のウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハを個々のチップに分割する加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハなどの被加工物は、その表面において縦横に交差する複数のストリートによって区画される各領域にデバイスが形成されており、ストリートに沿って被加工物を分割することにより個々のデバイスチップに分割している。
【０００３】
被加工物を分割する方法としては、ウェーハの表面にレジストドライフィルムを貼着し、ストリート上にあるレジストフィルムを切削して切削溝を形成した後にプラズマエッチングを行うことにより、ウェーハを個々のチップに分割する方法が提案されている（例えば、下記の特許文献１を参照）。また、レジストドライフィルムの貼着に代えて、ウェーハの表面にレジスト膜を被膜する方法も提案されている（例えば、下記の特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５７８９６号公報
【特許文献２】特開２００１−１２７０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献に記載されているように切削ブレード等で保護膜を切削して機械的に分割予定ライン上の保護膜層を除去すると、切断面において保護膜層とウェーハとの界面を起点に保護膜の一部が剥離してしまうことがある。そして、保護膜が剥離した状態でウェーハにエッチングを施すと、デバイスを損傷させてしまうおそれがある。さらに、切削時にウェーハにチッピングが発生するため、エッチングによって形成されたチップの抗折強度が低化してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、デバイスを損傷させたりチッピングを発生させたりすることなくウェーハを分割可能とすることに発明の解決すべき課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、交差する分割予定ラインで区画された表面の各領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハの加工方法であって、ウェーハの表面を保護膜で覆う保護膜被覆ステップと、該保護膜被覆工程を実施した後、該分割予定ラインに沿って切削ブレードで該保護膜を切削して切削溝を形成するとともに該保護膜に切残し部を形成する切削ステップと、
該切削ステップを実施した後、該切残し部とウェーハとを該分割予定ラインに沿ってエッチングしてウェーハを該分割予定ラインに沿って分割するエッチングステップと、を備える。
【０００８】
上記エッチングステップは、上記切残し部をエッチングする切残し部エッチングステップと、該切残し部エッチングステップに次いでウェーハをエッチングするウェーハエッチングステップとを含み、該切残し部エッチングステップと該ウェーハエッチングステップとでは互いに異なるエッチャントまたはエッチングガスを用いることが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のウェーハの加工方法では、切削ステップを実施して切削ブレードによってウェーハの表面に被膜された保護膜に切削溝を形成するとともに切残し部を形成することにより、機械的に保護膜を厚み方向に完全に分断せず、その後、エッチングによって切残し部及びウェーハを分割するため、保護膜がウェーハの表面から剥離したりウェーハにチッピングが生じたりすることがない。したがって、デバイスが損傷したりデバイスにチッピングが発生したりするおそれがなく、チッピングに起因する抗折強度の低下を防止することができる。
【００１０】
また、切削ステップを実施した後に、切残し部のみを除去する切残し部エッチングステップと、切残し部が除去された部分の分割予定ラインに沿ってウェーハをエッチングするウェーハエッチングステップとを順次実施し、切残し部エッチングステップとウェーハエッチングステップとで互いに異なるエッチャントまたはエッチングガスを用いることにより、切残し部とウェーハとの材質に応じて最適な加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】テープを介してフレームと一体となった状態のウェーハを示す斜視図である。
【図２】保護膜被膜ステップを示す断面図である。
【図３】切削ステップを示す断面図である。
【図４】切削ステップ後のウェーハを示す断面図である。
【図５】切り残し部エッチングステップ後のウェーハを示す断面図である。
【図６】ウェーハエッチングステップ後のウェーハを示す断面図である。
【図７】保護膜除去ステップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、添付の図面を参照しながら、図１に示す被加工物であるウェーハＷを複数のチップに分割する加工方法について説明する。
【００１３】
（１）保護膜被膜ステップ
まず、ウェーハＷの表面Ｗａに保護膜を被膜する。ウェーハＷは、例えばシリコン基板の上にデバイスＤが形成されて構成され、ウェーハＷの表面Ｗａには、縦横に交差する分割予定ラインＳによって区画された領域にそれぞれデバイスＤが形成されている。一方、表面Ｗａの反対側にある面には、デバイスＤが形成されていない。
【００１４】
図１に示すように、中央部が開口した環状のフレームＦの下部にテープＴを貼着し、中央部から露出したテープＴにウェーハＷの裏面Ｗｂ側を貼着する。これにより、ウェーハＷはテープＴを介してフレームＦと一体となった状態となる。
【００１５】
次に、図２に示すスピンコート手段１を用いてフレームＦと一体となったウェーハＷの表面Ｗａに保護膜を被膜する。スピンコート手段１は、ウェーハＷを保持し回転可能な保持テーブル２を有している。保持テーブル２の外周側には、フレームＦが載置されるフレーム載置部３と、フレーム載置部３に配設された軸部４と、軸部４を中心に回転してフレーム載置部３に載置されるフレームＦを固定するクランプ部５とを備えている。クランプ部５の下部には錘が搭載されている。保持テーブル２の下方には、鉛直方向の軸心を有する回転軸６が接続され、回転軸６にはモータ７が接続されている。回転軸６の上方の周囲には、保護膜の材料液が回転軸６及びモータ７に付着するのを防止するカバー部８が配設されている。保持テーブル２の周囲には、保護膜の材料液の飛散を防止する環状のケース９が配設されている。ケース９の底部からは、保護膜の材料液の供給手段となるノズル１０が立設され、その先端は、保持テーブル２の下方に向いている。ノズル１０の下端はモータ１０ａに連結されており、モータ１０ａは、ノズル１０の先端を、保持テーブル２の上方と保持テーブル２の上方から退避した位置との間で移動させることができる。
【００１６】
このように構成されるスピンコート手段１にフレームＦと一体となったウェーハＷを搬送する。具体的には、ウェーハＷの裏面Ｗｂに貼着されたテープＴの中央部を保持テーブル２の上面に載置するとともにフレーム４に貼着されたテープＴの周縁部をフレーム載置部３に載置する。その後、図示しない吸引源が作動することにより保持テーブル２の上面においてウェーハＷを吸引保持する。
【００１７】
次いで、ノズル１０が旋回してその先端が保持テーブル２に保持されたウェーハＷの上方に移動する。モータ７が回転軸６を回転させ保持テーブル２を例えば矢印Ａ方向に高速回転させると、クランプ部５に搭載された錘が遠心力により外周側に振られるため、クランプ部５が軸部４を中心に回転してフレームＦの上部を押さえ、ウェーハＷが固定される。そして、保持テーブル２を回転させつつ、ノズル１０からウェーハＷの表面Ｗａに向けて、保護膜の材料液となる液体１１を適下する。液体１１としては、例えばレジスト膜を形成するレジスト液を使用する。
【００１８】
滴下された液体１１は、保持テーブル２の回転によって発生する遠心力によって、ウェーハＷの表面Ｗａの中心側から外周側に向けて流れていき、ウェーハＷの表面Ｗａの全面に液体１１がいきわたり、図３に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａの全面を覆うようにして保護膜１１ａを被膜することができる。
【００１９】
図示した保護膜被膜ステップでは、スピンコート手段１を用いてウェーハＷの表面Ｗａに保護膜１１ａを被膜したが、ウェーハＷの表面Ｗａに保護膜を被膜する方法はこれに限定されるものではない。例えばレジストにより構成されるドライフィルムをウェーハＷの表面Ｗａに貼着してもよい。このドライフィルムは密着性を有しているため、ウェーハＷの表面Ｗａに貼着することが容易である。
【００２０】
（２）切削ステップ
保護膜被膜ステップを実施した後、図３に示すように、切削手段２０によってウェーハＷの表面Ｗａに被膜された保護膜１１ａに切残しを残して切削を行う。切削手段２０は、ウェーハＷの表面Ｗａに対して平行な方向の軸心を有するスピンドル２１と、スピンドル２１の先端において着脱可能に装着された切削ブレード２２とを少なくとも備えている。
【００２１】
表面Ｗａに保護膜１１ａが被覆されたウェーハＷを切削手段２０の下方に移動させるとともに、スピンドル２１を回転させることにより切削ブレード２２を例えば矢印Ｂ方向に回転させながら、切削手段２０をウェーハＷの表面Ｗａに接近する方向に下降させる。
【００２２】
次いで、図１で示したウェーハＷの表面Ｗａにおいて縦横に交差する分割予定ラインＳに沿ってウェーハＷの表面Ｗａに被覆された保護膜１１ａに切削ブレード２２を切り込ませて切削し、保護膜１１ａに切削溝１２を形成する。ここで、図３及び図４に示す切削溝１２は、断面四角形状に形成されているが、必ずしもこの形状に形成されるわけではなく、切削ブレード２２の先端形状の状態に応じて切削溝の形状が形成される。
【００２３】
図４に示すように、切削溝１２を形成するときは、図２で示した切削ブレード２２の刃先がウェーハＷの表面Ｗａに至らないように切削手段２０の下降動作を制御して所定の厚みの切残し部１３を形成する。切残し部１３の厚みＨは、特に限定されるものではなく、例えば５μｍに形成されている。このようにして図１で示した全ての分割予定ラインＳに沿って上記同様の切削を繰り返し行い、分割予定ラインＳ上にある保護膜１１ａに切削溝１２とともに切残し部１３を形成する。
【００２４】
（３）切残し部エッチングステップ
切削ステップを実施した後、ウェーハＷの表面Ｗａに被膜された保護膜１１ａの切残し部１３を除去する切残し部エッチングステップを行う。保護膜１１ａがレジスト膜の場合には、例えば下記のエッチング条件Ａによって、保護膜１１ａを酸素プラズマによってエッチングを行う。切残し部エッチングステップは、特開２００４−２４７４５４号公報で開示されるプラズマエッチング装置を用いて実施してもよいし、異なるエッチング装置を用いて実施してもよい。
【００２５】
［エッチング条件Ａ］
エッチングガス：O2
処理圧力：１０〜１５０［Ｐａ］
ガス供給量：１０００［cc／分］
印加する高周波電力：１０００［Ｗ］
ステージ温度：２０［℃］
【００２６】
具体的には、図５に示すように、ウェーハＷの上方に配置されエッチングガスを下方に噴射するガス供給部３０は、O2からなるエッチングガスを処理圧力（１０〜１５０Pa）で保護膜１１ａに形成された切削溝１２に向けて噴射する。O2からなるエッチングガスには、保護膜１１ａの材質や切削溝１２の形状に応じてN2やCF4、CHF3等のフッ素系ガスを添加してもよい。これにより、より効果的に保護膜１１ａにエッチングを行うことができる。
【００２７】
切削溝１２の内部にエッチングガスが流入すると、図４で示した切残し部１３が除去され、図５に示すようにウェーハＷの表面Ｗａが露出した状態となる。このように、切残し部エッチングステップでは、保護膜１１ａに形成された切残し部１３だけを除去できればよいため、保護膜１１ａの材質に応じてエッチングガスは適宜選定し、保護膜１１ａのみを選択的にエッチングすることが好ましい。
【００２８】
（４）ウェーハエッチングステップ
切残し部エッチングステップを実施した後、図６に示すように、ウェーハＷ自体をエッチングするウェーハエッチングステップを行う。ウェーハエッチングステップは、特開２００４−２４７４５４号公報で開示されるプラズマエッチング装置を用いて実施することができる。ここで、ウェーハＷが、例えばシリコン基板で形成されている場合には、下記のエッチング条件Ｂ及びエッチング条件Ｃに基づいてエッチングを実施することが好適である。
【００２９】
［エッチング条件Ｂ］
エッチングガス：SF6
処理圧力：１０［Ｐａ］
ガス供給量：１５００［cc／分］
プラズマ発生部に印加する高周波電力：３０００［Ｗ］
基板側に印加する高周波電力：３００［Ｗ］
【００３０】
［エッチング条件Ｃ］
エッチングガス：C4F8
処理圧力：１０［Ｐａ］
ガス供給量：１０００［cc／分］
プラズマ発生部に印加する高周波電力：３０００［Ｗ］
基板側に印加する高周波電力：０［Ｗ］
【００３１】
具体的には、図６に示すように、ウェーハＷの上方に配置されエッチングガスを下方に噴射するガス供給部３１は、エッチング条件Ｂに基づいて、図５で示した切削溝１２に向けてSF6からなるエッチングガスを処理圧力（１０Pa）で例えば０．６秒間噴射する。次いで、ガス供給部３１は、エッチング条件Ｂからエッチング条件Ｃに変えて切削溝１２に向けてC4F8からなるエッチングガスを処理圧力（１０Pa）で例えば０．４秒間噴射する。このようにエッチング条件Ｂに基づく０．６秒のエッチングとエッチング条件Ｃに基づく０．４秒のエッチングとを交互に繰り返し行い、ウェーハＷの分割予定ラインＳに沿って４分間エッチングする。その結果、図６に示すように、ウェーハＷには図１で示した分割予定ラインＳに沿って分割溝１４が形成される。エッチング条件Ｂとエッチング条件Ｃとを交互に繰り返し行うことで、条件Ａの下ではシリコンが高速にエッチングされ、条件Ｂの下ではエッチングされた部分の側壁に保護膜が形成されるため、シリコンを高速にエッチングすることができる。シリコン基板の厚みが１００μｍである場合は、これを４分間続けることにより、分割溝１４を形成することができる。
【００３２】
ウェーハエッチングステップの条件Ｂで用いられるエッチングガスとしては、SF6のほか、NF３やXeF２を用いてもよく、ウェーハＷの材質に応じて使用するエッチングガスを適宜選定することが望ましい。このようにして上記切残し部エッチングステップと上記ウェーハエッチングステップとでは、互いに異なるエッチングガスを用いて図４に示した保護膜１１ａの切残し部１３と、ウェーハＷとを順次エッチングしてウェーハＷを分割することで、切残し部１３を構成する保護膜１１ａとウェーハとの材質に応じて最適な加工を行うことができる。
【００３３】
切残し部エッチングステップ及びウェーハエッチングステップは、ウェットエッチングによっても行うことができる。この場合も、切残し部エッチングステップとウェーハエッチングステップとで互いに異なるエッチャントを用いることで、切残し部１３を構成する保護膜１１ａとウェーハとの材質に応じて最適な加工を行うことができる。
【００３４】
（５）保護膜除去ステップ
ウェーハエッチングステップを実施した後、図１で示した分割予定ラインＳ以外のウェーハＷの表面Ｗａには、保護膜１１ａが被膜された状態のままであるため、ウェーハＷの表面Ｗａの全面から保護膜１１ａを除去する。保護膜１１ａを除去する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば保護膜１１ａがレジスト膜である場合は、専用のフォトレジスト膜リムーバーを使用することができる。また、上記切残し部エッチングステップと同様に酸素プラズマによって保護膜１１ａを除去することもできる。こうしてウェーハＷの表面Ｗａから保護膜１１ａを除去することにより、図７に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａの全面が露出した状態となるとともに、ウェーハＷをデバイスＤ付きの個々のチップに分割できる。
【００３５】
以上のとおり、本発明のウェーハの加工方法では、切削ステップを実施して切削ブレード２２によってウェーハＷの表面Ｗａに被膜された保護膜１１ａに切削溝１２を形成するとともに切残し部１３を形成した後に、エッチングにより切残し部１３及びウェーハをエッチングするため、機械的に保護膜１１ａを厚み方向に完全に分断することはない。これにより、保護膜１１ａの一部がウェーハＷの表面Ｗａから剥離することはなく、デバイスＤを損傷させたりデバイスＤにチッピングを発生させたりすることなくウェーハＷを個々のチップに分割することが可能となる。
【符号の説明】
【００３６】
１：スピンコート手段  ２：保持テーブル  ３：フレーム載置部
４：軸部  ５：クランプ部  ６：回転軸  ７：モータ  ８：カバー部  ９：ケース
１０：ノズル  １１：液体  １１ａ：保護膜  １２：切削溝  １３：切残し部
１４：分割溝
２０：切削手段  ２１：スピンドル  ２２：切削ブレード
３０，３１：ガス供給部
【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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【図７】
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