(57)【要約】【課題】エッチング時の保護部材となるフォトレジスト膜を容易に除去できるエッチング方法を提供する。【解決手段】被加工物（１１）の表面（１１ａ）にポジ型のフォトレジスト膜（２５）を被覆するレジスト膜被覆工程と、フォトレジスト膜のエッチング領域に対応する部分にフォトマスク（２７）を介して光を照射する露光工程と、露光工程を経たフォトレジスト膜を現像してエッチング領域を露出させるエッチング領域露出工程と、エッチング領域が露出した被加工物にフォトレジスト膜側からエッチングを行うエッチング工程と、エッチング工程の後、被加工物からフォトレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、を含み、レジスト膜除去工程は、被加工物の表面に残存したフォトレジスト膜の全体に光を照射する全面露光工程と、全面露光工程を経たフォトレジスト膜を現像して全て除去する全面除去工程と、を含む構成とした。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に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、
被加工物の裏面に支持部材を貼着する支持部材貼着工程と、
被加工物の表面にポジ型のフォトレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、
該フォトレジスト膜の該エッチング領域に対応する部分にフォトマスクを介して光を照射する露光工程と、
該露光工程を経た該フォトレジスト膜を現像して該エッチング領域を露出させるエッチング領域露出工程と、
該エッチング領域が露出した被加工物に該フォトレジスト膜側からエッチングを行うエッチング工程と、
該エッチング工程の後、被加工物から該フォトレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、を含み、
該レジスト膜除去工程は、被加工物の表面に残存した該フォトレジスト膜の全体に光を照射する全面露光工程と、該全面露光工程を経た該フォトレジスト膜を現像して全て除去する全面除去工程と、を含むことを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
該エッチング工程では、ドライエッチングを行うことを特徴とする請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項３】
該エッチング工程では、ウェットエッチングを行うことを特徴とする請求項１に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、板状の被加工物をエッチングするエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ストリートと呼ばれる分割予定ラインで区画された表面側の複数の領域に、それぞれＩＣ等のデバイスが形成された半導体ウェーハは、例えば、裏面側を研削された後に、各デバイスに対応する複数のチップに分割され、電子機器等に組み込まれる。
【０００３】
半導体ウェーハのような板状の被加工物を分割する際には、例えば、高速に回転する切削ブレードを被加工物の分割予定ラインに切り込ませた上で、切削ブレード及び被加工物を分割予定ラインと平行な方向に相対移動させる。しかしながら、この方法では、被加工物を分割予定ラインに沿って機械的に削り取るので、チップの抗折強度が低下しがちである。
【０００４】
また、この方法では、切削ブレードを分割予定ラインに対して高精度に位置合わせした上で、各分割予定ラインを個別に切削する必要があるので、加工の終了までに長い時間を要してしまう。特に、この問題は、切削すべき分割予定ラインの数が多い被加工物において深刻である。
【０００５】
そこで、近年では、プラズマエッチングを利用して被加工物を分割する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、プラズマエッチングでウェーハの全面を一度に加工できるので、チップの小型化、被加工物の大型化等によって加工すべき分割予定ラインの数が増えても、加工に要する時間は殆ど変わらずに済む。
【０００６】
また、被加工物を機械的に削り取るわけではないないので、加工時の欠け等を抑制し、チップの抗折強度を高く維持できる。なお、この方法では、所望の遮光パターンが形成されたフォトマスクを用いて、被加工物の表面（又は裏面）にエッチング時の保護部材となるフォト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】
ところで、上述の方法では、被加工物をエッチングで加工した後に、フォトレジスト膜を除去する必要がある。フォトレジスト膜の除去には、通常、硫酸等の薬液を用いる薬液処理や、酸素プラズマを用いるアッシング（灰化）が採用される。
【０００９】
しかしながら、硫酸等の薬液を用いる薬液処理を採用する場合には、環境負荷を低減する廃液処理が必要になり、加工コストを十分に低く抑えることができない。また、アッシングを採用する場合にも、高額なアッシング用の装置が必要になるので、加工コストは高くなる。
【００１０】
本発明はかかる問題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、エッチング時の保護部材となるフォトレジスト膜を容易に除去でき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】
【００１１】
本発明によれば、表面に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、被加工物の裏面に支持部材を貼着する支持部材貼着工程と、被加工物の表面にポジ型のフォトレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、該フォトレジスト膜の該エッチング領域に対応する部分にフォトマスクを介して光を照射する露光工程と、該露光工程を経た該フォトレジスト膜を現像して該エッチング領域を露出させるエッチング領域露出工程と、該エッチング領域が露出した被加工物に該フォトレジスト膜側からエッチングを行うエッチング工程と、該エッチング工程の後、被加工物から該フォトレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、を含み、該レジスト膜除去工程は、被加工物の表面に残存した該フォトレジスト膜の全体に光を照射する全面露光工程と、該全面露光工程を経た該フォトレジスト膜を現像して全て除去する全面除去工程と、を含むことを特徴とするエッチング方法が提供される。
【００１２】
本発明において、該エッチング工程では、ドライエッチング又はウェットエッチングを行うと良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るエッチング方法は、被加工物の表面に残存したフォトレジスト膜の全体に光を照射する全面露光工程と、全面露光工程を経たフォトレジスト膜を現像して除去する全面除去工程とで構成されるレジスト膜除去工程を含むので、エッチング時の保護部材となるフォトレジスト膜を容易に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】支持部材貼着工程を説明するための斜視図である。
【図２】レジスト膜被覆工程を説明するための斜視図である。
【図３】露光工程を説明するための斜視図である。
【図４】エッチング領域露出工程を説明するための斜視図である。
【図５】エッチング工程を説明するための模式図である。
【図６】全面露光工程を説明するための斜視図である。
【図７】全面除去工程を説明するための斜視図である。
【図８】変形例に係るエッチング工程を説明するための斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係るエッチング方法は、支持部材貼着工程（図１参照）、レジスト膜被覆工程（図２参照）、露光工程（図３参照）、エッチング領域露出工程（図４参照）、エッチング工程（図５参照）、及びレジスト膜除去工程（図６及び図７参照）を含む。
【００１６】
支持部材貼着工程では、エッチングで加工されるエッチング領域を表面に備えた被加工物の裏面に支持部材を貼着する。レジスト膜被覆工程では、被加工物の表面にポジ型のフォトレジスト膜を被覆する。露光工程では、フォトレジスト膜のエッチング領域に対応する部分に光を照射する。
【００１７】
エッチング領域露出工程では、フォトレジスト膜を現像してエッチング領域を露出させる。エッチング工程では、フォトレジスト膜側から被加工物にエッチングを行う。レジスト膜除去工程では、被加工物からフォトレジスト膜を除去する。
【００１８】
なお、レジスト膜除去工程は、被加工物の表面に残存したフォトレジスト膜の全体に光を照射する全面露光工程と、フォトレジスト膜を現像して除去する全面除去工程とで構成されている。以下、本実施形態に係るエッチング方法について詳述する。
【００１９】
本実施形態のエッチング方法では、まず、エッチングで加工されるエッチング領域を表面に備えた被加工物の裏面に支持部材を貼着する支持部材貼着工程を実施する。図１は、支持部材貼着工程を説明するための斜視図である。
【００２０】
図１に示すように、加工対象の被加工物１１は、例えば、シリコン等の材料でなる円盤状のウェーハであり、表面１１ａは、格子状に配列された分割予定ライン（ストリート）１３で複数の領域に区画されている。
【００２１】
この分割予定ライン１３は、エッチングで加工されるエッチング領域に相当する。一方、分割予定ライン１３で区画された複数の領域は、エッチングで加工されない非エッチング領域に相当する。非エッチング領域には、ＩＣ等のデバイス１５が形成されている。
【００２２】
支持部材２１は、被加工物１１と略同径の円盤状に形成されており、平坦な表面２１ａ及び裏面２１ｂを備えている。この支持部材２１としては、例えば、後述するエッチングに耐性のある半導体ウェーハ、ガラス基板、金属基板、樹脂基板（樹脂フィルム）等を用いることができる。
【００２３】
支持部材貼着工程では、被加工物１１の裏面１１ｂを、支持部材２１の表面２１ａに対面させて、被加工物１１と支持部材２１とを重ね合せる。この時、被加工物１１の裏面１１ｂと支持部材２１の表面２１ａとの間には、接着剤等を介在させておく。これにより、支持部材２１は、接着剤等により被加工物１１の裏面１１ｂに貼着される。
【００２４】
支持部材貼着工程の後には、被加工物１１の表面１１ａにポジ型のフォトレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程を実施する。図２は、レジスト膜被覆工程を説明するための斜視図である。
【００２５】
レジスト膜被覆工程は、例えば、図２に示すレジスト膜被覆装置１で実施される。レジスト膜被覆装置１は、被加工物１１を保持した状態で回転可能なテーブル３を備えている。テーブル３の上方には、フォトレジスト膜の原料である液状のフォトレジスト材２３を滴下するノズル５が配置されている。
【００２６】
レジスト膜被覆工程では、まず、表面１１ａが上方に露出するように被加工物１１をテーブル３に保持させる。次に、テーブル３とともに被加工物１１を回転させ、さらに、ノズル５からフォトレジスト材２３を滴下する。これにより、被加工物１１の表面１１ａにフォトレジスト材２３が塗布される。
【００２７】
その後、塗布されたフォトレジスト材２３の溶媒を揮発させることで、被加工物１１の表面１１ａを被覆するフォトレジスト膜２５（図３参照）を形成できる。本実施形態では、ポジ型のフォトレジスト材２３を用いて、光を照射された部分が現像液で除去されるポジ型のフォトレジスト膜２５を形成する。このポジ型のフォトレジスト膜２５を形成することで、後のレジスト膜除去工程を適切に実施できる。
【００２８】
レジスト膜被覆工程の後には、フォトレジスト膜２５のエッチング領域に対応する部分に光を照射する露光工程を実施する。図３は、露光工程を説明するための斜視図である。図３に示すように、露光工程は、フォトマスク２７及び露光装置７を用いて実施される。
【００２９】
フォトマスク２７は、例えば、光を透過する基材（不図示）と、基材の表面に選択的に形成された光を透過しない遮光膜２９とで構成されており、遮光膜２９が形成されていない透過部３１において光を透過する。例えば、基材は、ガラス等の材料で形成され、遮光膜２９は、クロム等の材料で形成される。
【００３０】
遮光膜２９は、デバイス１５を含む非エッチング領域に対応して形成される。すなわち、透過部３１は、分割予定ライン１３に相当するエッチング領域に対応した位置に配置される。露光装置７は、フォトレジスト膜２５のパターン形成に適した光を放射する光源９を備えている。
【００３１】
露光工程では、被加工物１１の表面１１ａを被覆するフォトレジスト膜２５にフォトマスク２７を重ね、光源９の光をフォトマスク２７に向けて照射する。これにより、フォトレジスト膜２５のエッチング領域に対応する部分には、フォトマスク２７の透過部３１を透過した光が照射される。
【００３２】
露光工程の後には、フォトレジスト膜２５を現像してエッチング領域を露出させるエッチング領域露出工程を実施する。図４は、エッチング領域露出工程を説明するための斜視図である。このエッチング領域露出工程では、フォトレジスト膜２５に所定の現像液を作用させる。現像液は、例えば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド）等のアルカリ溶液であり、露光によって溶解性が高められたフォトレジスト膜２５を溶解する。
【００３３】
本実施形態では、露光工程においてフォトレジスト膜２５のエッチング領域に対応する部分に光を照射しているので、フォトレジスト膜２５に現像液を作用させると、フォトレジスト膜２５のエッチング領域に対応する部分が除去される。その結果、図４に示すように、フォトレジスト膜２５が除去された除去部３３において、被加工物１１のエッチング領域は露出する。
【００３４】
エッチング領域露出工程の後には、フォトレジスト膜２５側から被加工物１１にエッチングを行うエッチング工程を実施する。図５は、エッチング工程を説明するための模式図である。なお、本実施形態では、被加工物１１にドライエッチングを行う。
【００３５】
本実施形態のエッチング工程は、図５に示すドライエッチング装置（プラズマエッチング装置）２で実施される。ドライエッチング装置２は、内部に処理空間４が形成された真空チャンバ６を備えている。真空チャンバ６の側壁６ａには、被加工物１１を搬出入するための開口８が形成されている。
【００３６】
開口８の外部には、開口８を開閉するゲート１０が取り付けられている。ゲート１０の下方には、開閉装置１２が設けられており、ゲート１０はこの開閉装置１２で上下に移動する。開閉装置１２でゲート１０を下方に移動させ、開口８を開くことにより、開口８を通じて被加工物１１を真空チャンバ６の処理空間４に搬入し、又は、被加工物１１を真空チャンバ６の処理空間４から搬出できる。
【００３７】
真空チャンバ６の底壁６ｂには、排気口１４が形成されている。この排気口１４は、真空ポンプ等の排気装置１６と接続されている。真空チャンバ６の処理空間４には、下部電極１８と上部電極２０とが対向するように配置されている。
【００３８】
下部電極１８は、導電性の材料で形成されており、円盤状の保持部２２と、保持部２２の下面中央から下方に伸びる円柱状の支持部２４とを含む。支持部２４は、真空チャンバ６の底壁６ｂに形成された開口２６に挿通されている。
【００３９】
開口２６内において、底壁６ｂと支持部２４との間には、絶縁性の軸受け２８が配置されており、真空チャンバ６と下部電極１８とは絶縁されている。下部電極１８は、真空チャンバ６の外部において高周波電源３０と接続されている。
【００４０】
保持部２２の上面には、凹部が形成されており、この凹部には、被加工物１１を載置するテーブル３２が設置されている。テーブル３２には、吸引路（不図示）が設けられており、この吸引路は、下部電極２８の内部に形成された流路３４等を通じて吸引源３６と接続されている。
【００４１】
また、保持部２２の内部には、冷却流路３８が形成されている。冷却流路３８の一端は、支持部２４に形成された冷媒供給路４０を通じて循環装置４２と接続されており、冷却流路３８の他端は、支持部２４に形成された冷媒排出路４４を通じて循環装置４２と接続されている。この循環装置４２を作動させると、冷媒は、冷媒供給路４０、冷却流路３８、冷媒排出路４４の順に流れ、下部電極１８を冷却する。
【００４２】
上部電極２０は、導電性の材料で形成されており、円盤状のガス噴出部４６と、ガス噴出部４６の上面中央から上方に伸びる円柱状の支持部４８とを含む。支持部４８は、真空チャンバ６の上壁６ｃに形成された開口５０に挿通されている。
【００４３】
開口５０内において、上壁６ｃと支持部４８との間には、絶縁性の軸受け５２が配置されており、真空チャンバ６と上部電極２０とは絶縁されている。上部電極２０は、真空チャンバ６の外部において高周波電源３０と接続されている。また、支持部４８の上端部は、昇降機構５６の支持アーム５８に連結されており、上部電極２０は、この昇降機構５６で上下に移動する。
【００４４】
ガス噴出部４６の下面には、複数のガス噴出口６０が形成されている。このガス噴出口６０は、流路６２等を通じてガス供給源６４に接続されている。これにより、エッチング用の原料ガスを真空チャンバ６内の処理空間４に供給できる。
【００４５】
エッチング工程では、まず、開閉機構１２でゲート１０を下降させる。次に、開口８を通じて被加工物１１を真空チャンバ６の処理空間４に搬入し、下部電極１８のテーブル３２に載置する。なお、このエッチング工程では、フォトレジスト膜２５が形成された表面１１ａ側を上方に露出させるように被加工物１１をテーブル３２上に載置する。また、被加工物１１の搬入時には、昇降機構５６で上部電極２０を上昇させて、被加工物１１の搬入スペースを確保しておく。
【００４６】
その後、吸引源３６の負圧を作用させて、被加工物１１をテーブル３２上に固定する。また、開閉機構１２でゲート１０を上昇させて、処理空間４を密閉する。さらに、下部電極１８と上部電極２０とがエッチングに適した所定の位置関係となるように、昇降機構５６で上部電極２０を下降させる。また、排気装置１６を作動させて、処理空間４を真空（低圧）とする。
【００４７】
この状態で、ガス供給源６４からエッチング用の原料ガスを所定の流量で供給しつつ、高周波電源３０で下部電極１８及び上部電極２０に所定の高周波電力を供給すると、下部電極１８及び上部電極２０との間にラジカルやイオンを含むプラズマが発生する。
【００４８】
これにより、被加工物１１の表面１１ａ側はドライエッチング（プラズマエッチング）で加工される。エッチングにより形成される溝１７（図７参照）が被加工物１１の裏面１１ｂに達すると、エッチング工程は終了する。なお、エッチング用の原料ガスは、被加工物１１の材質等に応じて適切に選択される。
【００４９】
エッチング工程の後には、被加工物１１からフォトレジスト膜２５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、被加工物１１の表面１１ａに残存したフォトレジスト膜２５の全体に光を照射する全面露光工程と、フォトレジスト膜２５を現像して除去する全面除去工程とを含む。図６は、全面露光工程を説明するための斜視図であり、図７は、全面除去工程を説明するための斜視図である。
【００５０】
まず、被加工物１１の表面１１ａに残存したフォトレジスト膜２５の全体に光を照射する全面露光工程を実施する。図６に示すように、全面露光工程は、上述の露光工程で使用した露光装置７を用いて実施される。具体的には、光源９の光を、フォトレジスト膜２５の全体に照射する。なお、全面露光工程には、露光工程で使用した露光装置７とは別の露光装置を用いても良い。
【００５１】
全面露光工程の後には、フォトレジスト膜２５を現像して除去する全面除去工程を実施する。この全面除去工程では、エッチング領域露出工程と同等の現像液をフォトレジスト膜２５に作用させる。
【００５２】
本実施形態では、全面露光工程においてフォトレジスト膜２５の全体に光を照射しているので、フォトレジスト膜２５に現像液を作用させると、図７に示すように、被加工物１１の表面１１ａに残存している全てのフォトレジスト膜２５が除去される。
【００５３】
以上のように、本実施形態に係るエッチング方法は、被加工物１１の表面１１ａに残存したフォトレジスト膜２５の全体に光を照射する全面露光工程と、全面露光工程を経たフォトレジスト膜２５を現像して除去する全面除去工程と、でなるレジスト膜除去工程を含むので、エッチング時の保護部材となるフォトレジスト膜２５を容易に除去できる。
【００５４】
すなわち、硫酸等の薬液を用いる薬液処理のように、廃液処理を別途実施する必要がないので、廃液処理に伴う加工コストの増大を抑制できる。また、酸素プラズマを用いるアッシング（灰化）のように、高額な装置が不要なので、加工コストを低く抑えることができる。
【００５５】
なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、被加工物１１にドライエッチング（プラズマエッチング）を行うエッチング工程について説明しているが、エッチング工程においてウェットエッチングを行っても良い。
【００５６】
図８は、変形例に係るエッチング工程を説明するための斜視図である。変形例に係るエッチング工程は、図８に示すウェットエッチング装置７２で実施される。ウェットエッチング装置７２は、被加工物１１を保持した状態で回転可能なテーブル７４を備えている。テーブル７４の上方には、エッチング用の薬液（エッチング液）７６を滴下するノズル７８が配置されている。
【００５７】
変形例に係るエッチング工程では、まず、フォトレジスト膜２５が上方に露出するように被加工物１１をテーブル７４に保持させる。次に、テーブル７４とともに被加工物１１を回転させ、さらに、ノズル７８から薬液７６を滴下する。これにより、被加工物１１の表面１１ａ側はウェットエッチングで加工される。
【００５８】
エッチングにより形成される溝１７（図７参照）が被加工物１１の裏面１１ｂに達すると、エッチング工程は終了する。なお、エッチング用の薬液７６は、被加工物１１の材質等に応じて適切に選択される。
【００５９】
また、本実施形態では、裏面１１ｂに達する深さの溝１７を形成して被加工物１１を複数のチップへと分割しているが、本発明のエッチング方法は、他の用途にも適用できる。例えば、本発明のエッチング方法を用いて、被加工物１１の裏面１１ｂに達しない深さの溝を形成しても良い。
【００６０】
その他、上記実施形態に係る構成、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００６１】
１１  被加工物
１１ａ  表面
１１ｂ  裏面
１３  分割予定ライン（ストリート）
１５  デバイス
１７  溝
２１  支持部材
２１ａ  表面
２１ｂ  裏面
２３  フォトレジスト材
２５  フォトレジスト膜
２７  フォトマスク
２９  遮光膜
３１  透過部
３３  除去部
１  レジスト膜被覆装置
３  テーブル
５  ノズル
７  露光装置
９  光源
２  ドライエッチング装置（プラズマエッチング装置）
４  処理空間
６  真空チャンバ
６ａ  側壁
６ｂ  底壁
６ｃ  上壁
８  開口
１０  ゲート
１２  開閉機構
１４  排気口
１６  排気装置
１８  下部電極
２０  上部電極
２２  保持部
２４  支持部
２６  開口
２８  軸受け
３０  高周波電源
３２  テーブル
３４  流路
３６  吸引源
３８  冷却流路
４０  冷媒導入路
４２  循環装置
４４  冷媒排出路
４６  ガス噴出部
４８  支持部
５０  開口
５２  軸受け
５６  昇降機構
５８  支持アーム
６０  噴出口
６２  流路
６４  ガス供給源
７２  ウェットエッチング装置
７４  テーブル
７６  薬液（エッチング液）
７８  ノズル
【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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【図８】
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