JP2009049277A

JP2009049277A - 金属膜被覆方法

Info

Publication number: JP2009049277A
Application number: JP2007215712A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Fujisawa; 晋一藤澤
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2007-08-22
Filing date: 2007-08-22
Publication date: 2009-03-05

Abstract

【課題】ウェーハの裏面に金属膜を被覆する場合において、金属膜を強固に接合することにより剥離しにくくする。
【解決手段】ウェーハＷの裏面Ｗ２に金属膜９を被覆する場合において、複数の細孔Ｒ２が形成されたレジスト膜Ｒ１によってウェーハＷの裏面Ｗ２を被覆し、細孔Ｒ２を介してウェーハＷの裏面Ｗ２をプラズマエッチングして細孔Ｒ２に対応する位置に凹部Ｗ３を形成し、レジスト膜Ｒ１を除去し、凹部Ｗ３が形成されたウェーハＷの裏面Ｗ２に金属膜９を被覆する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハの裏面に金属膜を被覆する方法に関するものである。

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが分割予定ラインによって区画されて表面に形成されたウェーハは、ダイシング装置等によって個々のデバイスに分割され、各種電子機器に利用されている。ウェーハには、裏面に金等の金属が被覆され電極となるタイプのものもあり、このタイプのウェーハも同様にダイシング装置等によって個々のデバイスに分割される。

ウェーハの裏面に金属膜を被覆するにあたっては、金属膜の密着性を高めるために、当該裏面を粗面にしてから金属を蒸着する等の技術も提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−３０５１７１号公報

しかし、シリコンの裏面を粗面に加工することにより被蒸着面の表面積を大きくして金属を蒸着しても、金属膜が強固にされていないことがあり、このために金属膜が剥離し、デバイスの品質が低下するという問題がある。また、特許文献１に記載された発明ではアルゴンガス及びフッ素系ガスを用いたエッチングを行っているが、アルゴンガスはエッチングできる深さに限度があり、フッ素系ガスはウェーハの平坦部分に作用するため凹凸の高低差を大きくすることはできないという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ウェーハの裏面に金属膜を被覆する場合において、金属膜を強固に接合することにより剥離しにくくすることである。

本発明は、分割予定ラインによって区画されて表面に複数のデバイスが形成されたウェーハの裏面に金属膜を被覆する金属膜被覆方法に関するもので、複数の細孔が形成されたレジスト膜によってウェーハの裏面を被覆し、細孔を介してウェーハの裏面をプラズマエッチングして細孔に対応する位置に凹部を形成し、レジスト膜を除去し、凹部が形成されたウェーハの裏面に金属膜を被覆することとしている。

本発明では、ウェーハの裏面のうちレジスト膜の細孔に対応する位置をエッチングすることにより凹部を形成して凹凸を設け、その凹凸のある裏面に金属膜を被覆するため、凹凸を自在に形成することができると共に、金属膜の付着力が高くなり、剥離しにくくなる。

ウェーハの裏面に金属膜を被覆する方法について、図１に沿って、他の図面を参照しながら説明する。図２に示すウェーハＷの表面Ｗ１には、分割予定ラインＳによって区画されて複数のデバイスＤが形成されている。このウェーハＷの裏面Ｗ２に金属膜を形成するにあたり、表面Ｗ１にはデバイスＤを保護するための保護部材１が貼着される。保護部材１としては、例えばウェーハの裏面研削の際に表面保護のために用いるテープ等を用いることができる。

図３に示すように、表面Ｗ１に保護部材１が貼着されたウェーハＷを裏返し、例えば図４に示すように、スピンコータ２の保持テーブル２０において保護部材１側を保持し、ウェーハＷの裏面Ｗ２が露出した状態とする。そして、ノズル２１からレジスト液Ｒを滴下すると共に保持テーブル２０を回転させ、図１（Ａ）に示すように、レジスト膜Ｒ１を裏面Ｗ２の一面にスピンコートする。

次に、図５に示すように、レジスト膜Ｒ１の上方に微細な細孔３ａが複数形成されたレチクル３を配置すると共に、更にその上方に光源４を配置する。そして、図１（Ｂ）に示すように、光源４からの光をレチクル３に形成された細孔３ａを介してレジスト膜Ｒ１に照射して露光し、露光した部分を現像して除去する。そうすると、除去された部分に多数の微細な細孔Ｒ２が形成される。

次に、ウェーハＷのうちレジスト膜Ｒ１に形成された細孔Ｒ２の下方に位置する部分をエッチングする。このエッチングには、例えば図６に示すプラズマエッチング装置５を用いることができる。このプラズマエッチング装置５は、ガス供給部５１とエッチング処理部５２とを備えている。ガス供給部５１には、例えばフッ素系安定ガス等のエッチングガスが蓄えられる。一方、エッチング処理部５２においてはウェーハを収容し、ガス供給部５１から供給されるフッ素系安定ガスをプラズマ化してウェーハをエッチングする。

エッチング処理部５２は、プラズマエッチングが行われるチャンバ５３の上部側からエッチングガス噴出手段５４を収容すると共に、エッチングしようとするウェーハを保持するチャックテーブル５５を下部側から収容した構成となっている。

エッチングガス噴出手段５４は、チャックテーブル５５に保持されたウェーハＷの露出面にエッチングガスを供給する機能を有し、軸部５４ａがチャンバ５３に対して軸受け５６を介して昇降自在に挿通しており、内部には、ガス供給部５１及び噴出部５７ａに連通するガス流通孔５７が形成されている。エッチングガス噴出手段５４は、モータ５８に駆動されてボールネジ５９が回動し、ボールネジ５９に螺合したナットを内部に有する昇降部６０が昇降するのに伴い昇降する構成となっている。

一方、チャックテーブル５５は、下部の軸部５５ａが軸受け６１を介して回動可能に挿通しており、内部には吸引源６２に連通する吸引路６３及び冷却部６４に連通する冷却路６５が形成されており、吸引路６３は上面の吸引部５３ａに連通している。

チャンバ５３の側部にはエッチングするウェーハの搬出入口となる開口部６６が形成されており、開口部６６の外側には昇降により開口部６６を開閉するシャッター６７が配設されている。このシャッター６７は、シリンダ６８に駆動されて昇降するピストン６９によって昇降する。

チャンバ５３の下部にはガス排気部７０に連通する排気口７１が形成されており、排気口７１から使用済みのガスを排出することができる。また、エッチングガス噴出手段５４及びチャックテーブル５５には高周波電源７２が接続され、高周波電圧を供給し、エッチングガスをプラズマ化することができる。

プラズマエッチング装置５においては、シャッター６７を下降させて開口部６６を開口させた状態で、図１（Ｂ）に示したように細孔Ｒ２が形成されたレジスト膜Ｒ１が裏面に被覆されると共に表面に保護部材１が貼着されたウェーハＷがチャンバ５３の内部に進入し、レジスト膜Ｒを上に向けて露出させた状態で、ウェーハＷが吸引部６３ａに保持される。そして、保持板４３をチャンバ５３の外部に退避させてからシャッター６７を元の位置に戻して開口部６６を閉め、内部を減圧排気する。

次に、エッチングガス噴出手段５４を下降させ、その状態でガス供給部５１からガス流通孔５７にエッチングガスとしてフッ素系安定ガスを供給し、エッチングガス噴出手段５４の下面の噴出部５７ａからエッチングガスを噴出させると共に、高周波電源７２からエッチングガス噴出手段５４とチャックテーブル５５との間に高周波電圧を印加してエッチングガスをプラズマ化させる。そうすると、図１（Ｃ）に示すように、プラズマ化したエッチングガスが細孔Ｒ２を通ってウェーハＷの裏面Ｗ２に作用し、プラズマのエッチング効果により、ウェーハＷの裏面側のうち細孔Ｒ２の下方、すなわち細孔Ｒ２に対応する部分のみが除去され、ウェーハＷの裏面Ｗ２側に凹部Ｗ３が形成される。凹部Ｗ３の深さは、エッチング時間の制御により設定することができる。凹部Ｗ３の形成により、隣り合う凹部Ｗ３と凹部Ｗ３との間には凸部Ｗ４が形成され、全体としてウェーハＷの裏面Ｗ２は凹凸面となる。

このようにしてウェーハＷの裏面Ｗ２に凹凸が形成されると、シャッター６７を下降させてて開口部６６を開口させ、ウェーハＷをチャンバ５３の外に搬出する。そして、レジスト膜Ｒ１を溶解により除去すると、図１（Ｄ）に示すように、凹部Ｗ３が形成されたウェーハＷが完全に露出する。

次に、凹凸が形成されたウェーハＷの裏面Ｗ２に金属膜を蒸着により被覆する。金属膜の被覆には、例えば図７に示す減圧成膜装置８を用いることができる。この減圧成膜装置８は、チャンバ８１の内部に静電式にてウェーハＷを保持する保持部８２を備えており、その上方の対向する位置には、金属からなるスパッタ源８４が励磁部材８３に支持された状態で配設されている。このスパッタ源８４には高周波電源８５が連結されている。また、チャンバ８１の一方の側部には、スパッタガスを導入するための導入口８６が設けられ、もう一方の側部には減圧源に連通する減圧口８７が設けられている。

減圧成膜装置８においては、保護部材１側が保持部８２において保持されることにより、凹凸が形成されたウェーハＷの裏面Ｗ２がスパッタ源８４に対向して保持される。そして、励磁部材８３によって磁化されたスパッタ源８４に高周波電源８５から例えば４０ｋＨｚ程度の高周波電力を加え、チャンバ８１の内部を１０^−２Ｐａ〜１０^−４Ｐａ程度に減圧して減圧環境にすると共に、導入口８６からアルゴンガスを導入してプラズマを発生させると、プラズマ中のアルゴン原子がスパッタ源８４に衝突して粒子がはじき出されてウェーハＷの裏面に堆積し、図１（Ｅ）に示すように、裏面Ｗ２の凹凸の上に金属膜９が被覆される。

こうして裏面Ｗ２の凹凸の上に被覆された金属膜９は、平面の上に被覆された場合よりも接合面積が広くなり、付着力が高く、剥離しにくい。ウェーハＷの裏面Ｗ２が鏡面仕上げされていた場合にも、凹凸の形成により十分な接合を得ることができる。また、レチクルを使用してレジスト膜に細孔を形成し、その細孔に対応する位置に凹部を形成するため、レチクルによって凹部の径や隣り合う凹部間の間隔を柔軟に設定することができる。

ウェーハとしてシリコンウェーハ、レジストとして東京応化工業社製のポジ型レジスト「ＰＭＥＲＰ−ＬＡ９００ＰＭ」を使用し、ウェーハの裏面に５〜１５μｍの厚さでレジストを被覆してレジスト膜とした。そして、直径３０μｍの細孔が２０μｍ間隔で形成されたマスクを介してそのレジスト膜を露光し除去した。

次に、プラズマエッチングに際しては、プラズマの出力を２０００［Ｗ］、圧力を８０［Ｐａ］とし、エッチングガスとしてＳＦ_６７６［ｍｌ／分］＋Ｈｅ［１５ｍｌ／分］＋Ｏ_２[２７ｍｌ／分]の混合ガスを使用し、これらを３分間プラズマ化してウェーハの裏面をエッチングした。そうすると、平均で直径３０μｍ、深さ２５μｍの凹部が複数形成された。なお、エッチングガスとしては、ＳＦ_６［７６ｍｌ／分］＋ＣＨＦ３［１５ｍｌ／分］＋Ｏ_２[２７ｍｌ／分]の混合ガス、ＳＦ_６［７６ｍｌ／分］＋Ｎ_２[１５ｍｌ／分]＋Ｏ_２[２７ｍｌ／分]の混合ガスを使用してもよい。

その後、凹凸が形成されたウェーハの裏面に金属を数μｍ蒸着し、ガムテープを金属膜に貼着して剥離実験を行ったが、金属膜が剥離することはなかった。

本発明を段階的に示す模式図であり、（Ａ）はウェーハにレジスト膜を被覆した状態、（Ｂ）はレジスト膜の一部を除去する状態、（Ｃ）はウェーハに凹部を形成する状態、（Ｄ）は凹部が形成されたウェーハからレジスト膜を除去した状態、（Ｅ）はウェーハの裏面に金属膜を被覆した状態を示す。ウェーハ及び保護部材を示す斜視図である。ウェーハの表面に保護部材が貼着された状態を示す斜視図である。ウェーハの裏面にレジスト膜を被覆する状態を示す斜視図である。レジスト膜を露光して細孔を形成する状態を示す斜視図である。プラズマエッチング装置の一例を略示的に示す断面図である。減圧成膜装置の一例を略示的に示す断面図である。

符号の説明

Ｗ：ウェーハ
Ｗ１：表面Ｓ：分割予定ラインＤ：デバイス
Ｗ２：裏面Ｗ３：凹部Ｗ４：凸部
Ｒ：レジスト液Ｒ１：レジスト膜Ｒ２：細孔
１：保護部材
２：スピンコータ２０：保持テーブル２１：ノズル
３：レチクル３ａ：細孔４：光源
５：プラズマエッチング装置
５１：ガス供給部５２：エッチング処理部
５３：チャンバ５３ａ：吸引部
５４：エッチングガス噴出手段５４ａ：軸部
５５：チャックテーブル５５ａ：軸部
５６：軸受け
５７：ガス流通孔５７ａ：噴出部
５８：モータ５９：ボールネジ６０：昇降部６１：軸受け６２：吸引源
６３：吸引路６４：冷却部６５：冷却路６６：開口部６７：シャッター
６８：シリンダ６９：ピストン７０：ガス排気部７１：排気口
７２：高周波電源
８：減圧成膜装置
８１：チャンバ８２：保持部８３：励磁部材８４：スパッタ源
８５：高周波電源８６：導入口８７：減圧口

Claims

分割予定ラインによって区画されて表面に複数のデバイスが形成されたウェーハの裏面に金属膜を被覆する金属膜被覆方法であって、
複数の細孔が形成されたレジスト膜によってウェーハの裏面を被覆し、
該細孔を介して該ウェーハの裏面をプラズマエッチングして該細孔に対応する位置に凹部を形成し、
該レジスト膜を除去し、該凹部が形成されたウェーハの裏面に金属膜を被覆する
金属膜被覆方法。