JP2001127011A - 半導体ウェーハの分割方法 - Google Patents

半導体ウェーハの分割方法

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JP2001127011A JP30385299A JP30385299A JP2001127011A JP 2001127011 A JP2001127011 A JP 2001127011A JP 30385299 A JP30385299 A JP 30385299A JP 30385299 A JP30385299 A JP 30385299A JP 2001127011 A JP2001127011 A JP 2001127011A
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 化学的エッチング処理によって半導体ウェー
ハを分割する場合において、欠けやストレスのない高品
質なペレットを経済的な方法にて形成することを可能に
する。 【解決手段】 ストリートＳ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Ｗの回路面をレ
ジスト膜１５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る半導
体ウェーハの製造方法を提供する。

Description

【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、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、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
械的に除去すること、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、レジスト膜除去工程において回転ブレードが
ストリートに僅かに切り込みパターンを除去してから化
学的エッチング処理工程を遂行すること、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μ
ｍ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１
２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１
５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４
６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３
６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３
３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３
１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２
１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μ
ｍ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

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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る半導体ウェーハの製造方
    法。
  2. 【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。
  3. 【請求項３】 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、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する
    請求項１または２に記載の半導体ウェーハの分割方法。
  4. 【請求項４】 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、レジスト膜除去工程において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してから化学
    的エッチング処理工程を遂行する請求項３に記載の半導
    体ウェーハの分割方法。
  5. 【請求項５】 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乃至４に記載の半導体ウェーハの分割方
    法。
  6. 【請求項６】 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５に記載の半導体ウェー
    ハの分割方法。
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