(57)【要約】      （修正有）【課題】環境に悪影響を及ぼさないように専用の処理設備を用いることなく、プラズマエッチングによってウエーハを分割予定ラインに沿って分割することができるウエーハの加工方法を提供する。【解決手段】ウエーハの表面に水溶性レジストを供給してレジスト膜４００を被覆し、レジスト膜におけるエッチングすべき分割予定ラインと対応する領域とエッチングすべきでないデバイスと対応する領域とを選択的に露光し、水７０で現像しウエーハの分割予定ライン２１を露出させ、ウエーハをプラズマエッチングすることにより個々のデバイスに分割し、レジスト膜に高圧エアーで水を噴射してレジスト膜を除去する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたシリコンからなるウエーハを分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に水溶性レジストを供給してレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、
該レジスト膜被覆工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜におけるエッチングすべき分割予定ラインと対応する領域と、エッチングすべきでないデバイスと対応する領域とを選択的に露光する露光工程と、
該露光工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜を水で現像し、レジスト膜における分割予定ラインと対応する領域を除去してウエーハの分割予定ラインを露出させる現像工程と、
該現像工程が実施されたウエーハをプラズマエッチングすることにより、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するエッチング工程と、
該エッチング工程が実施され個々に分割されたデバイスに被覆されているレジスト膜に高圧エアーで水を噴射してレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該レジスト膜被覆工程において被覆するレジスト膜の厚みは、数μm〜３０μmに設定されている、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【請求項３】
該レジスト膜被覆工程においては、被覆したレジスト膜に紫外線を照射して硬化させる、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に格子状に形成された分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハを分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列された分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハを分割予定ラインに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。
【０００３】
上述した半導体ウエーハの分割予定ラインに沿った切断は、通常、ダイサーと呼ばれている切削装置によって行われている。この切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削するための切削ブレードを備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に移動せしめる加工送り手段とを具備し、切削ブレードを回転しつつ被加工物を保持したチャックテーブルを加工送りすることにより、ウエーハを分割予定ラインに沿って切断する。
【０００４】
しかるに、上述した切削装置の切削ブレードによってウエーハを切断すると、分割された個々のチップの外周に細かな欠けが生じやすく、チップの抗折強度を低下させる原因となっている。このような問題を解消するために、ウエーハの表面にレジスト膜を被覆し、該レジスト膜の分割予定ラインに対応する領域を露光することにより現像して除去し、その後、ウエーハをレジスト膜側からプラズマエッチング等によって分割予定ラインに沿ってエッチングすることにより、ウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
上述したプラズマエッチングによってウエーハを分割予定ラインに沿って分割する方法は、切削ブレードによる切削と異なり分割溝に沿って欠けが生ずることがなくデバイスの抗折強度を向上させることができるというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
而して、ウエーハの表面に被覆されるレジスト膜は分割予定ラインに対応してテトラ  メチル  アンモニウム  ヒドロキシド(TMAH)と呼ばれる毒性のある現像液によって除去されるとともに、プラズマエッチング加工が実施された後のレジスト膜はN−メチル  ピロリドン(NMP)と呼ばれる有機溶剤でウエーハの全面から除去されるため、環境に悪影響を及ぼさないように専用の処理設備が必要となり設備維持費が高く生産性が悪いという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、環境に悪影響を及ぼさないように専用の処理設備を用いることなく、プラズマエッチングによってウエーハを分割予定ラインに沿って分割することができるウエーハの加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に形成された複数の分割予定ラインによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたシリコンからなるウエーハを分割予定ラインに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に水溶性レジストを供給してレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、
該レジスト膜被覆工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜におけるエッチングすべき分割予定ラインと対応する領域と、エッチングすべきでないデバイスと対応する領域とを選択的に露光する露光工程と、
該露光工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜を水で現像し、レジスト膜における分割予定ラインと対応する領域を除去してウエーハの分割予定ラインを露出させる現像工程と、
該現像工程が実施されたウエーハをプラズマエッチングすることにより、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するエッチング工程と、
該エッチング工程が実施され個々に分割されたデバイスに被覆されているレジスト膜に高圧エアーで水を噴射してレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【００１０】
上記レジスト膜被覆工程において被覆するレジスト膜の厚みは、数μm〜３０μmに設定されている。
また、レジスト膜被覆工程においては、被覆したレジスト膜に紫外線を照射して硬化させることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハの表面に水溶性レジストを供給してレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、該レジスト膜被覆工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜におけるエッチングすべき分割予定ラインと対応する領域と、エッチングすべきでないデバイスと対応する領域とを選択的に露光する露光工程と、該露光工程が実施されたウエーハの表面に被覆されたレジスト膜を水で現像し、レジスト膜における分割予定ラインと対応する領域を除去してウエーハの分割予定ラインを露出させる現像工程と、該現像工程が実施されたウエーハをプラズマエッチングすることにより、分割予定ラインに沿って個々のデバイスに分割するエッチング工程と、該エッチング工程が実施され個々に分割されたデバイスに被覆されているレジスト膜に高圧エアーで水を噴射してレジスト膜を除去するレジスト膜除去工程とを含んでおり、ウエーハの表面に被覆するレジスト膜は水溶性レジストによって形成しているので、現像液およびレジスト膜除去液として水を使用することができる。従って、本発明によるウエーハの加工方法においては、従来用いられているレジスト膜のように現像剤としてテトラ  メチル  アンモニウム  ヒドロキシド(TMAH)と呼ばれる毒性のある現像液を使用する必要がないとともに、レジスト膜を除去するためにN−メチル  ピロリドン(NMP)と呼ばれる有機溶剤を使用する必要がないので、専用の処理施設が不要となり生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法によって分割されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。
【図２】本発明によるウエーハの加工方法おける支持基板貼着工程の説明図。
【図３】本発明によるウエーハの加工方法おけるレジスト膜被覆工程の説明図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法のレジスト膜被覆工程おけるレジスト膜硬化工程の説明図。
【図５】本発明によるウエーハの加工方法における露光工程の説明図。
【図６】本発明によるウエーハの加工方法における現像工程の説明図。
【図７】本発明によるウエーハの加工方法におけるエッチング工程の説明図。
【図８】本発明によるウエーハの加工方法におけるレジスト膜除去工程の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１には、本発明に従って加工される被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、例えば厚みが１００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２ａに複数の分割予定ライン２１が格子状に形成されているとともに、該複数の分割予定ライン２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。なお、半導体ウエーハ２の外周にはシリコンウエーハの結晶方位を表すノッチ２３が形成されている。以下、この半導体ウエーハ２を分割予定ライン２１に沿って個々のデバイス２２に分割するウエーハの加工方法について説明する。
【００１５】
図示の実施形態におけるウエーハの加工方法においては、先ず図２の(a)および(b)に示すように上記半導体ウエーハ２の裏面２bに支持基板３を貼着する（支持基板貼着工程）。なお、支持基板３は、半導体ウエーハ２を構成するシリコンウエーハがプラズマエッチングされてもエッチングされない材料であるセラミックスによって形成されている。
【００１６】
上記支持基板貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面に水溶性レジストを供給してレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程を実施する。このレジスト膜被覆工程は、図３の(a)に示すようにレジスト膜被覆装置４の保持テーブル４１の上面である保持面上に上記支持基板貼着工程が実施された半導体ウエーハ２の支持基板３側を載置する。そして、保持テーブル４１に接続された吸引手段を作動することにより、保持テーブル４１の保持面上に支持基板３を介して半導体ウエーハ２を保持する。従って、保持テーブル４１に保持された半導体ウエーハ２は、表面２aが上側となる。このようにして、保持テーブル４１上に半導体ウエーハ２を保持したならば、図３の(a)に示すように水溶性レジスト供給ノズル４２の噴出口４２１を保持テーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２の中心部に位置付け、図示しない水溶性レジスト供給手段を作動して、水溶性レジスト供給ノズル４２の噴出口４２１から水溶性レジスト４０を保持テーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２の中央領域に所定量滴下する。半導体ウエーハ２の表面２ａの中央領域へ所定量の水溶性レジスト４０を滴下したならば、図３の(b)に示すように保持テーブル４１を矢印Aで示す方向に例えば３００rpmで所定時間回転することにより、図３の(b)および(c)に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａにレジスト膜４００が形成される。半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆するレジスト膜４００の厚さは、上記水溶性レジスト４０の滴下量によって決まるが、数μm〜３０μmに設定することが望ましい。なお、水溶性レジストとしては、東洋工業株式会社が製造販売するRIOSURFIN―AWP(登録商標)を用いることができる。
【００１７】
なお、上記レジスト膜被覆工程においては、図４に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆したレジスト膜４００に紫外線照射器５によって紫外線を照射して硬化させるレジスト膜硬化工程を実施することが望ましい。
【００１８】
上述したレジスト膜被覆工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆されたレジスト膜４００におけるエッチングすべき分割予定ライン２１と対応する領域と、エッチングすべきでないデバイス２２と対応する領域とを選択的に露光する露光工程を実施する。この露光工程について、図５を参照して説明する。図示の実施形態における露光工程においては、マスク手段として図５の(a)に示すネガ型マスク６が用いられる。ネガ型マスク６は、ジスト膜４００におけるエッチングすべきでないデバイス２２と対応する領域を露光するためにデバイス２２に対応する領域６２が貫通されている。このネガ型マスク６は、金属またはシリコンによって形成されており、外周には上記半導体ウエーハ２の外周に形成されたノッチ２３と対応する合いマークとしての凹溝６３が形成されている。
【００１９】
上述した図５の(a)に示すネガ型マスク６を用いて露光工程を実施するには、図５の(c)に示すようにネガ型マスク６を半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆されたレジスト膜４００上に載置する。このとき、ネガ型マスク６の外周に形成された凹溝６３を半導体ウエーハ２の外周に形成されたノッチ２３と対応するように位置付ける。この結果、ネガ型マスク６における貫通されている領域６２が半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆されたレジスト膜４００におけるデバイスに対応する領域に位置付けられる。
【００２０】
このようにして、ネガ型マスク６を半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆されたレジスト膜４００上に載置したならば、図５の(d)に示すようにネガ型マスク６の上方から露光器６０によって露光光線をネガ型マスク６に向けて照射する。なお、露光光線の出力は、図示の実施形態においては２J／cm2に設定されている。この結果、半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆されたレジスト膜４００は、ネガ型マスク６における貫通されている領域６２を通過した露光光線によってデバイス２２と対応する領域が露光される。
【００２１】
上述した露光工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆されたレジスト膜４００を水で現像し、レジスト膜４００における分割予定ラインと対応する領域を除去して半導体ウエーハ２の分割予定ラインを露出させる現像工程を実施する。即ち、図６の(a)に示すように水槽７に収容された純水７０内に上記露光工程を実施された半導体ウエーハ２を浸漬する。この結果、半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆されたレジスト膜４００は水溶性レジストによって形成されているので、上記露光工程において露光されたデバイス２２と対応する領域以外の領域が除去される。即ち、図６の(b)に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａに被覆されたレジスト膜４００は、デバイス２２と対応する領域以外の分割予定ライン２１を含む外周部が除去され、半導体ウエーハ２の分割予定ライン２１を含む外周部が露出される。
【００２２】
次に、上記現像工程が実施された半導体ウエーハ２をプラズマエッチングすることにより、分割予定ライン２１に沿って個々のデバイスに分割するエッチング工程を実施する。このエッチング工程は、図７の(a)に示すプラズマエッチング装置を用いて実施する。図７の(a)に示すプラズマエッチング装置８は、装置ハウジング８１と、該装置ハウジング８１内に上下方向に対向して配設された下部電極８２と、上部電極８３を具備している。下部電極８２は、円盤状の被加工物保持部８２１と、該被加工物保持部８２１の下面中央部から突出して形成された円柱状の支持部８２２とからなっており、支持部８２２が第１の高周波電圧印加手段８４１に接続されている。
【００２３】
上記上部電極８３は、円盤状のガス噴出部８３１と、該ガス噴出部８３１の上面中央部から突出して形成された円柱状の支持部８３２とからなっており、支持部８３２が第２の高周波電圧印加手段８４２に接続されている。このようにガス噴出部８３１と円柱状の支持部８３２とからなる上部電極８３は、ガス噴出部８３１が下部電極８２を構成する被加工物保持部８２１と対向して配設されている。上部電極８３を構成する円盤状のガス噴出部８３１には、下面に開口する複数の噴出口８３１ａが設けられている。この複数の噴出口８３１ａは、ガス噴出部８３１に形成された連通路８３１ｂおよび支持部８３２に形成された連通路８３２ａを介してガス供給手段８５に連通されている。ガス供給手段８５は、ＳＦ６+Ｃ４Ｆ８等のフッ素系ガスを主体とするプラズマ化用ガスを供給するようになっている。
【００２４】
以上のよう構成されたプラズマエッチング装置８を用いて上記エッチング工程を実施するには、下部電極８２を構成する被加工物保持部８２１上に上記現像工程が実施された半導体ウエーハ２に貼着されている支持基板３を載置する。従って、被加工物保持部８２１上に載置された半導体ウエーハ２は、露出された分割予定ライン２１を含む外周部およびデバイス２２の表面に被覆されたレジスト膜４００が上側となる。
【００２５】
次に、図示しない減圧手段を作動して装置ハウジング８１内の圧力を２０Paに減圧し、ガス供給手段８５を作動してプラズマ化するプラズマ化用ガスを上部電極８３に供給する。ガス供給手段８５から供給されたプラズマ化用ガスは、支持部８３２に形成された連通路８３２ａおよびガス噴出部８３１に形成された連通路８３１ｂを通して複数の噴出口８３１ａから下部電極８２の被加工物保持部８２１上に保持された半導体ウエーハ２の表面（上面）に向けて噴出される。このようにプラズマ化用ガスを供給した状態で、第１の高周波電圧印加手段８４１から下部電極８２に１３．５MHzで５０Wの高周波電力を印加するとともに、第２の高周波電圧印加手段８４２から上部電極８３に１３．５MHzで３０００Wの高周波電力を印加する。これにより、プラズマ化用ガスがプラズマ化して下部電極８２と上部電極８３との間の空間にプラズマが発生し、このプラズマ化した活性物質が半導体ウエーハ２の表面（上面）に作用する。従って、半導体ウエーハ２は上記図６の(b)に示すようにデバイス２２の表面にはレジスト膜４００が被覆されているがデバイス２２以外の分割予定ライン２１を含む外周部の領域が露出されているので、デバイス２２を残して露出された領域がエッチングされる。この結果、半導体ウエーハ２は図７の(b)に示すように分割予定ライン２１に沿って個々のデバイス２２に分割される。このようにして分割された個々のデバイス２２は、支持基板３に貼着された状態で維持される。
【００２６】
上述したエッチング工程を実施したならば、デバイス２２の表面に被覆されているレジスト膜４００に高圧エアーで水を噴射してレジスト膜４００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、図８の(a)に示す洗浄装置９を用いて実施する。図８の(a)に示す洗浄装置９は、高圧エアー供給手段９１と純水供給手段９２および高圧エアー供給手段９１と純水供給手段９２に接続された洗浄水噴射ノズル９３とからなっている。洗浄装置９を用いてレジスト膜除去工程を実施するには、高圧エアー供給手段９１を作動して圧力が０．３MPaの高圧エアーを供給するとともに純水供給手段９２を作動して圧力が０．３MPaの純水を供給する。この結果、洗浄水噴射ノズル９３から純水と高圧エアーとが混合された洗浄水が支持基板３に貼着された個々のデバイス２２に向けて噴射される。この結果、デバイス２２の表面に被覆されているレジスト膜４００は水溶性レジストによって形成されているので、図８の(b)に示すように容易に除去される。
【００２７】
以上のように、上述した実施形態においては、半導体ウエーハ２の表面に被覆するレジスト膜は水溶性レジストによって形成しているので、現像液およびレジスト膜除去液として水を使用することができる。従って、上述した実施形態においては、従来用いられているレジスト膜のように現像剤としてテトラ  メチル  アンモニウム  ヒドロキシド(TMAH)と呼ばれる毒性のある現像液を使用する必要がないとともに、レジスト膜を除去するためにN−メチル  ピロリドン(NMP)と呼ばれる有機溶剤を使用する必要がないので、専用の処理施設が不要となり生産性を向上することができる。
【符号の説明】
【００２８】
２：半導体ウエーハ
２１：分割予定ライン
２２：デバイス
３：支持基板
４：レジスト膜被覆装置
４０：水溶性レジスト
４００：レジスト膜
５：紫外線照射器
６：ネガ型マスク
６０：露光器
７：水槽
８：プラズマエッチング装置
９：洗浄装置
【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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