(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリートによって区画された多数の領域に回路が形成された半導体ウェーハを個々の回路ごとに分割する半導体ウェーハの分割方法であって、
少なくとも半導体ウェーハの回路面をレジスト膜で被覆するマスキング工程と、
該ストリートの上部を被覆しているレジスト膜を機械的に除去するレジスト膜除去工程と、
該ストリートの上部のレジスト膜が除去された半導体ウェーハに化学的エッチング処理を施しストリートを浸食して個々の回路ごとに分割する化学的エッチング処理工程とから少なくとも構成され、
該レジスト膜除去工程においては、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物に回転ブレードが切り込んで該被加工物を切削する切削手段とを少なくとも含む切削装置を用い、レジスト膜で被覆された半導体ウェーハを該保持手段において保持してストリートの上部のレジスト膜に該回転ブレードを接触させて該レジスト膜を機械的に除去し、ストリート上に化学的エッチングによっては除去できない材質でパターンが形成されている場合は、回転ブレードが該ストリートに僅かに切り込み該パターンを除去する半導体ウェーハの製造方法。
【請求項２】
レジスト膜の厚さは１０μｍ以下である請求項１に記載の半導体ウェーハの分割方法。
【請求項３】
化学的エッチング工程におけるエッチング処理は、フッ素系ガスによるドライエッチング処理である請求項１または２に記載の半導体ウェーハの分割方法。
【請求項４】
厚さが５０μｍ以下の半導体ウェーハについて遂行される請求項１乃至３に記載の半導体ウェーハの分割方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学的エッチング処理により半導体ウェーハを分割して個々のチップとする半導体ウェーハの分割方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８に示す半導体ウェーハＷは、テープＴを介してフレームＦと一体となっており、その表面には、一定の間隔を置いて格子状に配列された複数の直線状領域であるストリートＳが存在し、ストリートＳによって区画された多数の矩形領域には回路パターンが施されている。そして、ストリートＳをダイシング装置に備えた回転ブレードを用いて切削することにより、各矩形領域がペレットＰとなる。
【０００３】
ところが、回転ブレードによる切削においては、ペレットＰの外周に細かな欠けやストレスが生じることがあるため、その欠けやストレスが原因となって抗折強度が低下し、外力またはヒートサイクルによってペレットＰが破損しやすくなり、寿命が短くなるという問題がある。特にスマートカード、小型電子機器等に広く利用が期待されている厚さが５０μｍ以下のペレットにおいては、上記の欠けやストレスは致命的な問題となる。
【０００４】
そこで、回転ブレードを用いずに、化学的なエッチング処理によって半導体ウェーハを分割する方法が検討されている。その方法とは、まず回路が形成された半導体ウェーハＷの表面にホトレジスト膜を形成し、ストリートの上部のみをホトマスクを用いて露光し、露光により変質したホトレジスト膜を除去してから、エッチングによりストリートを浸食して個々のペレットに分割するという方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の方法においてストリートの上部に被覆したホトレジスト膜のみを露光するためには、半導体ウェーハＷの大きさ及びストリート間隔に個別に対応したホトマスクを複数種類用意しなけらばならないため、不経済であると共に管理が煩雑になるという問題がある。
【０００６】
また、半導体ウェーハＷの表面に形成されたストリートＳとそれに対応してホトマスクに形成された対応部分との精密な位置合わせをして露光を行う露光装置と、露光によって変質したホトレジスト膜を除去するための除去装置とが必要であるため、設備投資が増大するという問題もある。
【０００７】
更に、半導体ウェーハＷのストリートＳにエッチング処理では除去できない材質でアライメントマーク等のパターンが形成されている場合は、実質的に半導体ウェーハＷを分割することができないという問題もある。
【０００８】
このように、化学的エッチング処理により半導体ウェーハを分割する場合においては、経済的な方法で欠けやストレスのない高品質なペレットを形成することに課題を有している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、ストリートによって区画された多数の領域に回路が形成された半導体ウェーハを個々の回路ごとに分割する半導体ウェーハの分割方法であって、少なくとも半導体ウェーハの回路面をレジスト膜で被覆するマスキング工程と、ストリートの上部を被覆しているレジスト膜を機械的に除去するレジスト膜除去工程と、ストリートの上部のレジスト膜が除去された半導体ウェーハに化学的エッチング処理を施しストリートを浸食して個々の回路ごとに分割する化学的エッチング処理工程とから少なくとも構成され、レジスト膜除去工程においては、被加工物を保持する保持手段と、保持手段に保持された被加工物に回転ブレードが切り込んで被加工物を切削する切削手段とを少なくとも含む切削装置を用い、レジスト膜で被覆された半導体ウェーハを保持手段において保持してストリートの上部のレジスト膜に回転ブレードを接触させてレジスト膜を機械的に除去し、ストリート上に化学的エッチングによっては除去できない材質でパターンが形成されている場合は、回転ブレードがストリートに僅かに切り込みパターンを除去する半導体ウェーハの分割方法を提供する。
【００１０】
そしてこの半導体ウェーハの製造方法は、レジスト膜の厚さが１０μｍ以下であること、化学的エッチング工程におけるエッチング処理は、フッ素系ガスによるドライエッチング処理であること、厚さが５０μｍ以下の半導体ウェーハについて遂行されることを付加的要件とする。
【００１１】
このような半導体ウェーハの分割方法によれば、機械的にストリート上部のレジスト膜を除去するため、従来の露光による方法では必要であったホトマスク、専用の露光装置、除去装置が不要となる。更に、半導体ウェーハは、ダイシング装置を用いて切削することによって個々のペレットに分割するのが主流であり、半導体メーカーにおいてはダイシング装置が必要不可欠な装置として既存しているため、レジスト膜除去工程を遂行するにあたって、新たな設備投資をする必要もない。
【００１２】
また、特に厚さが５０μｍ以下のような薄い半導体ウェーハの場合は、化学的エッチング処理によって分割すれば、欠けやストレスが生じにくい共に、ドライエッチング処理にはそれほどの時間を要さない。
【００１３】
更に、エッチング処理では除去できないパターンがストリートに形成されている場合でも、レジスト膜除去工程において回転ブレードをストリートに数μｍ切り込ませることによってそのパターンを除去して半導体ウェーハＷを構成する半導体を露出させておくことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１〜図７を参照して説明する。まず図１は、本発明に係る半導体ウェーハの分割方法を工程順に示したもので、（Ａ）はマスキング工程、（Ｂ）はレジスト膜除去工程、（Ｃ）は化学的エッチング処理工程の終了直後の半導体ウェーハＷの状態を示している。
【００１５】
マスキング工程においては、図２に示すスピンコータ１０を用いて半導体ウェーハＷの表面にレジスト膜を形成する。スピンコータ１０においては、半導体ウェーハＷが保持される保持テーブル１１は駆動部１２に駆動されて回転可能となっており、リング状のフレームＦの開口部を塞ぐように裏側から貼着されたテープＴに半導体ウェーハＷの裏面が貼着されることによりテープＴを介してフレームＦと一体となった半導体ウェーハＷが、表面（回路面）を上にして保持テーブル１１に保持される。
【００１６】
そして、保持テーブル１１を高速回転させながら滴下部１３からレジストポリマー１４を半導体ウェーハＷの回路面に滴下することにより、図１（Ａ）に示したように、回路面の一面にレジスト膜１５が被覆される。ここで、後の工程を効率よく遂行するために、レジスト膜の厚さは１０μｍ以下とするのが望ましい。
【００１７】
次にレジスト膜除去工程において、マスキング工程で被覆したレジスト膜１５のうち、半導体ウェーハＷの回路面に形成されたストリートの上部を被覆している部分のみを機械的に除去する（レジスト膜除去工程）。
【００１８】
レジスト膜除去工程においては、例えば図３に示すダイシング装置２０を用いる。このダイシング装置２０においては、テープＴを介してフレームＦと一体となり表面にレジスト膜１５が被覆された複数の半導体ウェーハＷがカセット２１に収容される。
【００１９】
そして、フレームＦと一体となり表面にレジスト膜１５が被覆された半導体ウェーハＷが１枚ずつ搬出入手段２２によって取り出され、搬送手段２３に吸着されて保持手段２４に搬送され、保持される。
【００２０】
次に、保持手段２４が＋Ｘ方向に移動することによって、半導体ウェーハＷがまずアライメント手段２５の直下に位置付けられ、ここで１本のストリートが検出され、そのストリートと切削手段２７を構成する回転ブレード２６とのＹ軸方向の位置合わせがなされる。なお、レジスト膜１５が半透明である場合は赤外線用アライメント手段を用い、レジスト膜１５を透過してストリートを検出することが必要である。
【００２１】
この位置合わせがなされると、更に保持手段２４が＋Ｘ方向に移動することによって、高速回転する回転ブレード２６がストリートの上部に被覆されたレジスト膜１５に切り込み、切り込んだ部分が除去される。このとき、回転ブレード２６の切り込み深さはμｍ単位に制御することができる。
【００２２】
こうしてストリートの上部のレジスト膜１５が除去されると、ストリート間隔だけ切削手段２７をＹ軸方向に割り出し送りし、保持手段２４を−Ｘ方向に移動させることにより、最初に回転ブレード２６が切り込んで上部のレジスト膜を除去したストリートの＋Ｙ方向の隣りのストリートの上部に被覆されたレジスト膜に切り込み、切り込んだ部分が除去される。
【００２３】
このようにして、切削手段２７を割り出し送りしながら保持手段２４をＸ軸方向に往復運動させることによって、回路面に一面に被覆されたレジスト膜のうち、同方向に形成されたストリートの上部のみが除去される。また、保持手段２４を９０度回転させてから上記と同様の動作をさせることにより、縦横に形成されたすべてのストリートの上部のレジスト膜が除去される。このような作業をカセット２１に収容されたすべての半導体ウェーハＷについて行うことにより、図１（Ｂ）に示したように、すべての半導体ウェーハＷに被覆されたレジスト膜１５のうち、ストリートＳの上部のみが除去される。
【００２４】
なお、ストリートにエッチング処理では除去できないパターンが形成されている場合は、回転ブレード２６をストリートに数μｍ切り込ませることによってそのパターンを除去し、半導体ウェーハＷを構成する半導体を露出させておく。
【００２５】
こうして機械的にストリート上部のレジスト膜を除去することにより、従来の露光による方法では必要であったホトマスク、専用の露光装置、除去装置が不要となる。また、半導体ウェーハは、ダイシング装置２０を用いて切削することによって個々のペレットに分割するのが主流であるため、半導体メーカーにおいてはダイシング装置が必要不可欠な装置として既存している。従って、レジスト膜除去工程を遂行するにあたって、新たな設備投資をする必要がなく、経済的である。
【００２６】
すべての半導体ウェーハについてレジスト膜除去工程が終了すると、カセット２１ごと次の化学的エッチング工程に搬送される。化学的エッチング工程においては、例えば図４に示すドライエッチング装置３０を使用する。
【００２７】
図４に示すドライエッチング装置３０は、ダイシング装置２０から搬送されてきたカセット２１からの半導体ウェーハの搬出及び化学的エッチング工程終了後の半導体ウェーハのカセット２１への搬入を行う搬出入手段３１と、搬出入手段３１によって搬出入される半導体ウェーハが収容される搬出入チャンバー３２と、ドライエッチングを行う処理チャンバー３３と、エッチングガスを処理チャンバー３３内に供給するガス供給部３４とから概ね構成される。
【００２８】
レジスト膜除去工程が終了した半導体ウェーハは、搬出入手段３１によってカセット２１から搬出される。そして、搬出入チャンバー３２に備えた第一のゲート３５が開き、図５に示す搬出入チャンバー３２内に位置付けられた保持部３６に半導体ウェーハＷが載置される。
【００２９】
図５に示すように、搬出入チャンバー３２と処理チャンバー３３とは第二のゲート３７によって遮断されているが、第二のゲート３７を開いたときは、保持部３６が搬出入チャンバー３２の内部と処理チャンバー３３の内部との間を移動可能となっている。
【００３０】
図６に示すように、処理チャンバー３３には、高周波電源及び同調機３８に接続されプラズマを発生する一対の高周波電極３９が上下方向に対峙して配設されており、本実施の形態においては片方の高周波電極３９が保持部３６を兼ねた構成となっている。また保持部３６には、保持された半導体ウェーハを冷却する冷却部４０を設けている。
【００３１】
一方、ガス供給部３４には、エッチングガスを蓄えたタンク４１と、タンク４１に蓄えられたエッチングガスを処理チャンバー３３に供給するポンプ４２とを備えると共に、冷却部４０に冷却水を供給する冷却水循環器４３、保持部３６に吸引力を供給する吸引ポンプ４４、処理チャンバー３３内のエッチングガスを吸引する吸引ポンプ４５、吸引ポンプ４５が吸引したエッチングガスを中和して排出部４７に排出するフィルター４６を備えている。
【００３２】
レジスト膜除去工程が終了した半導体ウェーハＷをドライエッチングする際は、搬出入チャンバー３２に設けた第一のゲート３５を開け、搬出入手段３１が半導体ウェーハＷを保持して図５における矢印の方向に移動することにより、搬出入チャンバー３２内に位置付けられた保持部３６に半導体ウェーハＷが、表面を上にして載置される。そして、第一のゲート３５を閉じ、搬出入チャンバー３２内を真空にする。
【００３３】
次に、第二のゲート３７を開いて保持部３６が処理チャンバー３３内に移動することにより、半導体ウェーハＷが処理チャンバー３３内に収容される。処理チャンバー３３内には、ポンプ４２によってエッチングガス、例えば希薄なフッ素系ガスを供給すると共に、高周波電源及び同調器３８から高周波電極３９に高周波電圧を供給することにより、半導体ウェーハＷの表面をプラズマによりドライエッチングする。このとき、冷却部４０には冷却水循環器４３によって冷却水が供給される。
【００３４】
このようにしてドライエッチングが行われると、半導体ウェーハＷの表面のうち、ストリートの上部に被覆されていたレジスト膜は、レジスト膜除去工程において除去されているが、その他の部分はレジスト膜で覆われているため、ストリートのみがエッチング処理により浸食され、図１（Ｃ）及び図７に示すように、個々のペレットＰに分割される。
【００３５】
エッチングの終了後は、処理チャンバー３３に供給したエッチングガスを吸引ポンプ４５によって吸引し、フィルター４６において中和して排出部４７から外部に排出する。そして、処理チャンバー３３内を真空にして第二のゲート３７を開き、エッチング済みの半導体ウェーハＷを保持した保持部３６が搬出入チャンバー３２に移動し、第二のゲート３７を閉じる。
【００３６】
半導体ウェーハＷが搬出入チャンバー３２に移動すると、第一のゲート３５を開き、搬出入手段３１が半導体ウェーハＷを保持して搬出入チャンバー３２から搬出し、カセット２１に収容する。
【００３７】
以上のような工程をすべての半導体ウェーハについて遂行することにより、化学的エッチング処理により分割されたすべての半導体ウェーハがカセット２１に収容される。なお、個々のペレットの表面に被覆されているレジスト膜は、適宜の溶剤を用いて取り除く必要がある。
【００３８】
このようにして形成された個々のペレットは、回転ブレードを用いて切削により分割されたものではないため、欠けやストレスがない高品質なものとなる。特に、厚さが５０μｍ以下のような薄い半導体ウェーハの場合は、切削して分割する方法によると欠けやストレスが生じやすいので、本発明を利用すると効果的である。また、ドライエッチング処理は、半導体ウェーハの厚さが厚くなるほど時間がかかることになるが、厚さが５０μｍ以下のような薄い半導体ウェーハであれば、ドライエッチング処理にそれほどの時間を要さないため、生産性を確保することができ、この点においても本発明が適しているといえる。
【００３９】
更に、エッチング処理では除去できないパターンがストリートに形成されている場合でも、レジスト膜除去工程において回転ブレード２６をストリートに数μｍ切り込ませることによってそのパターンを除去して半導体ウェーハＷを構成する半導体を露出させておくことができるため、露光及び露光により変質したホトレジスト膜を除去する従来の方法によってはエッチングできなかった半導体ウェーハもエッチングによって分割することができる。
【００４０】
なお、レジスト膜除去工程において回転ブレード２６がわずか数μｍ半導体ウェーハに切り込んだだけでもペレットの外周には多少の欠けやストレスが生じ得るが、このような欠けやストレスは、化学的エッチング処理工程において除去されるので特に問題にはならない。また、化学的エッチング処理工程においては、ドライエッチングに限らず、フッ酸系のエッチング液に半導体ウェーハを浸漬してウェットエッチングによってペレットに分割してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る半導体ウェーハの分割方法によれば、機械的にストリート上部のレジスト膜を除去するため、従来の露光による方法では必要であったホトマスク、専用の露光装置、除去装置が不要となり、経済的である。また、半導体ウェーハは、ダイシング装置を用いて切削することによって個々のペレットに分割するのが主流であるため、半導体メーカーにおいてはダイシング装置が必要不可欠な装置として既存している。従って、レジスト膜除去工程を遂行するにあたって、新たな設備投資をする必要がなく、この点においても経済的である。
【００４２】
また、特に厚さが５０μｍ以下のような薄い半導体ウェーハの場合は、化学的エッチング処理によって分割すれば、欠けやストレスが生じにくく、効果的であると共に、ドライエッチング処理にはそれほどの時間を要さないため、生産性を確保することができる。
【００４３】
更に、エッチング処理では除去できないパターンがストリートに形成されている場合でも、レジスト膜除去工程において回転ブレードをストリートに数μｍ切り込ませることによってそのパターンを除去して半導体ウェーハＷを構成する半導体を露出させておくことができるため、露光及び露光により変質したホトレジスト膜を除去する従来の方法によってはエッチングできなかった半導体ウェーハもエッチングによって分割することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導体ウェーハの分割方法を工程順に示す説明図である。
【図２】同半導体ウェーハの分割方法におけるマスキング工程に用いるスピンコータを略示的に示す斜視図である。
【図３】同半導体ウェーハの分割方法におけるレジスト膜除去工程に用いるダイシング装置を示す斜視図である。
【図４】同半導体ウェーハの分割方法における化学的エッチング処理工程に用いるドライエッチング装置を示す斜視図である。
【図５】同ドライエッチング装置における搬出入チャンバー及び処理チャンバーを保持部が移動する様子を示す説明図である。
【図６】同ドライエッチング装置における処理チャンバー及びガス供給部の構成を示す説明図である。
【図７】本発明に係る半導体ウェーハの分割方法によりペレットに分割された半導体ウェーハを示す平面図である。
【図８】分割前の半導体ウェーハを示す平面図である。
【符号の説明】
１０…スピンコータ  １１…保持テーブル
１２…駆動部  １３…滴下部  １４…レジストポリマー
１５…レジスト膜
２０…ダイシング装置  ２１…カセット
２２…搬出入手段  ２３…搬送手段  ２４…保持手段
２５…アライメント手段  ２６…回転ブレード
２７…切削手段
３０…ドライエッチング装置  ３１…搬出入手段
３２…搬出入チャンバー  ３３…処理チャンバー
３４…ガス供給部  ３５…第一のゲート  ３６…保持部
３７…第二のゲート  ３８…高周波電源及び同調機
３９…高周波電極  ４０…冷却部  ４１…タンク
４２…ポンプ  ４３…冷却水循環器  ４４…吸引ポンプ
４５…吸引ポンプ  ４６…フィルター
Ｗ…半導体ウェーハ  Ｔ…テープ  Ｆ…フレーム
Ｓ…ストリート  Ｐ…ペレット
【図１】
0004387007.tif 000002
【図２】
0004387007.tif 000003
【図３】
0004387007.tif 000004
【図４】
0004387007.tif 000005
【図５】
0004387007.tif 000006
【図６】
0004387007.tif 000007
【図７】
0004387007.tif 000008
【図８】
0004387007.tif 000009