JP2014075381A

JP2014075381A - ウエーハの加工方法およびエッチング方法

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Publication number: JP2014075381A
Application number: JP2012220419A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takagi; 敦史高木; Sakae Matsuzaki; 栄松崎
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2014-04-24

Abstract

【課題】露光用のマスクを用いることなく分割予定ラインに沿ってエッチングすることにより、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】ウエーハの裏面または表面における分割予定ラインに対応する領域にポジ型ホトレジストを塗布する分割予定ライン領域塗布工程と、ウエーハの裏面または表面におけるデバイスに対応する領域にネガ型ホトレジストを塗布するデバイス領域塗布工程と、塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを露光する露光工程と、露光工程が実施されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを現像し、ポジ型ホトレジストを除去してネガ型ホトレジストを残存させる現像工程と、現像工程が実施されたウエーハをエッチングしてポジ型ホトレジストが除去された分割予定ラインに沿って分割するエッチング工程とを含む。
【選択図】図５

Description

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ストリート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およびエッチング方法に関する。

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。また、サファイア基板や炭化珪素基板の表面に窒化ガリウム系化合物半導体等が積層された光デバイスウエーハも分割予定ラインに沿って切断することにより個々の発光ダイオード、レーザーダイオード等の光デバイスに分割され、電気機器に広く利用されている。

上述した半導体ウエーハや光デバイスウエーハ等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。

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、ウエーハの裏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および特許文献２参照。）

特開２００６−１０８４２８号公報特開２００７−３０５８３４号公報

ウエーハの裏面に被覆された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ためには、露光用のマスクが用いられる。しかるに、ウエーハに形成された分割予定ラインの間隔はデバイスの種類によって異なるため、露光用のマスクもデバイスの種類に対応して何種類も用意しなければならず必ずしも経済的とはいえない。

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、露光用のマスクを用いることなくウエーハを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ことができるウエーハの加工方法およびエッチング方法を提供することにある。

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分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの裏面または表面における分割予定ラインに対応する領域にポジ型ホトレジストを塗布する分割予定ライン領域塗布工程と、
ウエーハの裏面または表面おけるデバイスに対応する領域にネガ型ホトレジストを塗布するデバイス領域塗布工程と、
ウエーハに塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを露光する露光工程と、
該露光工程が実施されたウエーハに塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを現像し、分割予定ラインに対応する領域に塗布されたポジ型ホトレジストを除去してデバイスに対応する領域に塗布されたネガ型ホトレジストを残存させる現像工程と、
該現像工程が実施されたウエーハをエッチングしてポジ型ホトレジストが除去された分割予定ラインに沿って分割するエッチング工程と、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。

また、本発明によれば、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分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの裏面または表面における分割予定ラインに対応する領域にネガ型ホトレジストを塗布する分割予定ライン領域塗布工程と、
ウエーハの裏面または表面におけるデバイスに対応する領域にポジ型ホトレジストを塗布するデバイス領域塗布工程と、
該分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程が実施されたウエーハに塗布されたネガ型ホトレジストおよびポジ型ホトレジストを現像し、分割予定ラインに対応する領域に塗布されたネガ型ホトレジストを除去してデバイスに対応する領域に塗布されたポジ型ホトレジストを残存させる現像工程と、
該現像工程が実施されたウエーハをエッチングしてネガ型ホトレジストが除去された分割予定ラインに沿って分割するエッチング工程と、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。

上記分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程をウエーハの裏面に実施する場合には分割予定ライン領域塗布工程を実施する前にウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施し、上記分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程をウエーハの表面に実施する場合には分割予定ライン領域塗布工程を実施する前にウエーハの裏面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。

上記分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程を実施した後に、ウエーハに塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストの表面を旋削バイトで旋削してポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストの厚みを均一にするホトレジスト旋削工程を実施する。

また、本発明によれば、エッチングすべきエッチング領域とエッチングすべきでない非エッチング領域とを有する被加工物のエッチング方法であって、
被加工物のエッチング領域にポジ型ホトレジストを塗布するエッチング領域塗布工程と、
被加工物の非エッチング領域にネガ型ホトレジストを塗布する非エッチング領域塗布工程と、
被加工物に塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを露光する露光工程と、
該露光工程が実施された被加工物に塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを現像し、エッチング領域に塗布されたポジ型ホトレジストを除去して非エッチング領域に塗布されたネガ型ホトレジストを残存させる現像工程と、
該現像工程が実施された被加工物をエッチングしてポジ型ホトレジストが除去されたエッチング領域をエッチングするエッチング工程と、を含む、
ことを特徴とする被加工物のエッチング方法が提供される。

更に、本発明によれば、エッチングすべきエッチング領域とエッチングすべきでない非エッチング領域とを有する被加工物のエッチング方法であって、
被加工物のエッチング領域にネガ型ホトレジストを塗布するエッチング領域塗布工程と、
被加工物の非エッチング領域にポジ型ホトレジストを塗布する非エッチング領域塗布工程と、
該エッチング領域塗布工程および非エッチング領域塗布工程が実施された被加工物に塗布されたネガ型ホトレジストおよびポジ型ホトレジストを現像し、エッチング領域に塗布されたネガ型ホトレジストを除去して非エッチング領域に塗布されたポジ型ホトレジストを残存させる現像工程と、
該現像工程が実施された被加工物をエッチングしてネガ型ホトレジストが除去されたエッチング領域をエッチングするエッチング工程と、を含む、
ことを特徴とする被加工物のエッチング方法が提供される。

本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハの裏面または表面における分割予定ラインに対応する領域にポジ型ホトレジストを塗布する分割予定ライン領域塗布工程と、ウエーハの裏面または表面におけるデバイスに対応する領域にネガ型ホトレジストを塗布するデバイス領域塗布工程と、ウエーハに塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを露光する露光工程と、露光工程が実施されたウエーハに塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを現像し、分割予定ラインに対応する領域に塗布されたポジ型ホトレジストを除去してデバイスに対応する領域に塗布されたネガ型ホトレジストを残存させる現像工程と、現像工程が実施されたウエーハをエッチングしてポジ型ホトレジストが除去された分割予定ラインに沿って分割するエッチング工程とを含んでいるので、複数のマスクを用意することなく、ウエーハを分割予定ラインに沿ってエッチングすることにより個々のデバイスに分割することができる。

また、本発明によるウエーハの加工方法においては、ウエーハの裏面または表面における分割予定ラインに対応する領域にネガ型ホトレジストを塗布する分割予定ライン領域塗布工程と、ウエーハの裏面または表面おけるデバイスに対応する領域にポジ型ホトレジストを塗布するデバイス領域塗布工程と、分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程が実施されたウエーハに塗布されたネガ型ホトレジストおよびポジ型ホトレジストを現像し、分割予定ラインに対応する領域に塗布されたネガ型ホトレジストを除去してデバイスに対応する領域に塗布されたポジ型ホトレジストを残存させる現像工程と、現像工程が実施されたウエーハをエッチングしてネガ型ホトレジストが除去された分割予定ラインに沿って分割するエッチング工程とを含んでいるので、複数のマスクを用意することなく、ウエーハを分割予定ラインに沿ってエッチングすることにより個々のデバイスに分割することができる。

本発明による被加工物のエッチング方法においては、被加工物のエッチング領域にポジ型ホトレジストを塗布するエッチング領域塗布工程と、被加工物の非エッチング領域にネガ型ホトレジストを塗布する非エッチング領域塗布工程と、被加工物に塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを露光する露光工程と、露光工程が実施された被加工物に塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを現像し、エッチング領域に塗布されたポジ型ホトレジストを除去して非エッチング領域に塗布されたネガ型ホトレジストを残存させる現像工程と、現像工程が実施された被加工物をエッチングしてポジ型ホトレジストが除去されたエッチング領域をエッチングするエッチング工程とを含んでいるので、複数のマスクを用意することなく、被加工物をエッチング領域に沿ってエッチングすることにより分割することができる。

また、本発明による被加工物のエッチング方法においては、被加工物のエッチング領域にネガ型ホトレジストを塗布するエッチング領域塗布工程と、被加工物の非エッチング領域にポジ型ホトレジストを塗布する非エッチング領域塗布工程と、エッチング領域塗布工程および非エッチング領域塗布工程が実施された被加工物に塗布されたネガ型ホトレジストおよびポジ型ホトレジストを現像し、エッチング領域に塗布されたネガ型ホトレジストを除去して非エッチング領域に塗布されたポジ型ホトレジストを残存させる現像工程と、現像工程が実施された被加工物をエッチングしてネガ型ホトレジストが除去されたエッチング領域をエッチングするエッチング工程とを含んでいるので、複数のマスクを用意することなく、被加工物をエッチング領域に沿ってエッチングすることにより分割することができる。

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。本発明によるウエーハの加工方法における保護部材貼着工程の第１の実施形態を示す説明図。本発明によるウエーハの加工方法における保護部材貼着工程の第２の実施形態を示す説明図。本発明によるウエーハの加工方法における分割予定ライン領域塗布工程を実施するためのホトレジスト塗布装置の要部斜視図。本発明によるウエーハの加工方法における分割予定ライン領域塗布工程を示す説明図。本発明によるウエーハの加工方法におけるデバイス領域塗布工程を実施するためのホトレジスト塗布装置の要部斜視図。本発明によるウエーハの加工方法におけるデバイス領域塗布工程が実施されたウエーハの斜視図。本発明によるウエーハの加工方法における露光工程を示す説明図。本発明によるウエーハの加工方法における現像工程を示す説明図。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を実施するためのプラズマエッチング装置の断面図。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が実施されたウエーハの断面図。本発明によるウエーハの加工方法におけるホトレジスト旋削工程を実施するための旋削装置の要部斜視図。本発明によるウエーハの加工方法におけるホトレジスト旋削工程が実施されるウエーハの要部を拡大して示す断面図。本発明によるウエーハの加工方法におけるホトレジスト旋削工程を示す説明図。

以下、本発明によるウエーハの加工方法およびエッチング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。

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。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。

本発明によるウエーハの加工方法の第１の実施形態について説明する。
先ず、半導体ウエーハ２の表面２aまたは裏面２bに保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する。この保護部材貼着工程は、半導体ウエーハ２の裏面２bに後述する分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程を実施する場合には図２に示すように表面２aに保護部材３を貼着し、半導体ウエーハ２の表面２aに後述する分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程を実施する場合には図３に示すように裏面２bに保護部材３を貼着する。なお、保護部材３としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の合成樹脂シート状基材からなる保護テープやガラス板等を用いることができる。

上述した保護部材貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の表面２aまたは裏面２bにおけるエッチング領域としての分割予定ライン２１に対応する領域にポジ型ホトレジストを塗布する分割予定ライン領域塗布工程を実施する。この分割予定ライン領域塗布工程は、図４に示すホトレジスト塗布装置を用いて実施する。図４に示すホトレジスト塗布装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１上に保持された被加工物にホトレジストを微細粒子として噴射するホトレジスト噴射手段４２、チャックテーブル４１上に保持された被加工物を撮像する撮像手段４３を具備している。チャックテーブル４１は、被加工物を吸引保持するように構成されており、図示しない移動機構によって図４において矢印Ｘで示す加工送り方向および矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。

ホトレジスト噴射手段４２は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング４２１と、該ケーシング４２１の先端に配設され図示しないホトレジスト供給手段によって供給されたホトレジストを所謂インクジェット素子等の電歪素子の振動によって微細粒子を生成し該微細粒子を噴射孔から噴射する噴射ノズル４２２を含んでいる。なお、噴射ノズル４２２としては、武蔵エンジニアリング株式会社から「インクジェット塗装装置 MIDシリーズ」として販売されている噴射手段や、株式会社日立産業システムから「日立産業用IJプリンタ PXRシリーズ」として販売されている噴射手段を挙げることができる。

上記ホトレジスト噴射手段４２を構成するケーシング４２１の先端部に装着された撮像手段４３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。

上述したホトレジスト塗布装置４を用いて半導体ウエーハ２の表面２aまたは裏面２bにおけるエッチング領域としての分割予定ライン２１に対応する領域にポジ型ホトレジストを塗布する分割予定ライン領域塗布工程について説明する。なお、次に示す実施形態においては半導体ウエーハ２の裏面２bおける分割予定ライン２１に対応する領域にポジ型ホトレジストを塗布する分割予定ライン領域塗布工程の例について説明する。
この分割予定ライン領域塗布工程は、先ず上述した図４に示すホトレジスト塗布装置４のチャックテーブル４１上に図２に示すように半導体ウエーハ２の表面２aに貼着された保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、チャックテーブル４１上に保護部材３を介して半導体ウエーハ２を吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。このようにして、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１は、図示しない加工送り手段によって撮像手段４３の直下に位置付けられる。

チャックテーブル４１が撮像手段４３の直下に位置付けられると、撮像手段４３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段４３および図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されている分割予定ライン２１と、分割予定ライン２１に沿ってホトレジストを噴射するホトレジスト噴射手段４２の噴射ノズル４２２との位置合わせを行うためのパターンマッチング等の画像処理を実行し、ホトレジスト噴射位置のアライメントを遂行する。また、半導体ウエーハ２に形成されている上記所定方向に対して直交する方向に延びる分割予定ライン２１に対しても、同様にホトレジスト噴射位置のアライメントが遂行される。このとき、半導体ウエーハ２のストリート２１が形成されている表面２ａは下側に位置しているが、撮像手段４３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、裏面２ｂから透かして分割予定ライン２１を撮像することができる。

以上のようにしてチャックテーブル４１上に保持されている半導体ウエーハ２に形成されている分割予定ライン２１を検出し、ホトレジスト噴射位置のアライメントが行われたならば、図５の（ａ）で示すようにチャックテーブル４１をホトレジストを噴射するホトレジスト噴射手段４２の噴射ノズル４２２が位置するホトレジスト噴射領域に移動し、所定の分割予定ライン２１の一端（図５の（ａ）において左端）をホトレジスト噴射手段４２の噴射ノズル４２２の直下に位置付ける。そして、噴射ノズル４２２からポジ型ホトレジストを噴射しつつチャックテーブル４１を図５の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図５の（ｂ）で示すようにホトレジスト噴射手段４２の噴射ノズル４２２の噴射位置が分割予定ライン２１の他端の位置に達したら、ポジ型ホトレジストの噴射を停止するとともにチャックテーブル４１の移動を停止する。この結果、半導体ウエーハ２の裏面２bには、エッチング領域としての分割予定ライン２１に沿ってポジ型ホトレジスト２１０が塗布される。なお、分割予定ライン２１に沿って塗布されるポジ型ホトレジスト２１０の厚みは、例えば１０μmに設定されている。

上述したように所定の分割予定ライン２１に沿って上記分割予定ライン領域塗布工程を実施したら、チャックテーブル４１を矢印Ｙで示す方向に半導体ウエーハ２に形成された分割予定ライン２１の間隔だけ割り出し移動し（割り出し工程）、上記分割予定ライン領域塗布工程を遂行する。このようにして所定方向に形成された全ての分割予定ライン２１に沿って上記分割予定ライン領域塗布工程を実施したならば、チャックテーブル４１を９０度回動せしめて、上記所定方向に形成された分割予定ライン２１に対して直交する方向に延びる分割予定ライン２１に沿って上記分割予定ライン領域塗布工程を実行する。この結果、図５の（ｃ）に示すように半導体ウエーハ２の裏面２bには、格子状に形成された全てのエッチング領域としての分割予定ライン２１に沿ってポジ型ホトレジスト２１０が塗布される。なお、上述した分割予定ライン領域塗布工程において塗布するポジ型ホトレジストは、例えば東京応化工業株式会社が製造販売する「PMERP−CA」シリーズを用いることができる。

上述したように分割予定ライン領域塗布工程を実施したならば、裏面２bにおける分割予定ライン２１に沿ってポジ型ホトレジスト２１０が塗布された半導体ウエーハ２を、加熱乾燥炉に入れて１００℃前後の温度で５分程度ベークする（第１のベーク工程）。

上記第１のベーク工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面２bまたは表面２aおける非エッチング領域としてのデバイス２２に対応する領域にネガ型ホトレジストを塗布するデバイス領域塗布工程を実施する。このデバイス領域塗布工程は、図６に示すホトレジスト塗布装置４０を用いて実施する。なお、図６に示すホトレジスト塗布装置４０は、上記図４に示すホトレジスト塗布装置４と実質的に同一の構成でよく、従って同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。なお、デバイス領域塗布工程を実施するホトレジスト塗布装置４０におけるホトレジスト噴射手段４２の噴射ノズル４２２は、Y軸方向に複数の噴口を備えていることが望ましい。

上述したホトレジスト塗布装置４０を用いて半導体ウエーハ２の裏面２bまたは表面２aおける非エッチング領域としてのデバイス２２に対応する領域にネガ型ホトレジストを塗布するデバイス領域塗布工程について説明する。なお、次に示す実施形態においては半導体ウエーハ２の裏面２bおけるデバイス２２に対応する領域にネガ型ホトレジストを塗布するデバイス領域塗布工程の例について説明する。
このデバイス領域塗布工程は、先ず上述した図６に示すホトレジスト塗布装置４０のチャックテーブル４１上に上記分割予定ライン領域塗布工程および第１の乾燥工程が実施された半導体ウエーハ２の保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより、チャックテーブル４１上に保護部材３を介して半導体ウエーハ２を吸引保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル４１上に保持された半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。

このようにしてウエーハ保持工程を実施したならば、半導体ウエーハ２を吸引保持したチャックテーブル４１を図示しない加工送り手段によって撮像手段４３の直下に位置付ける。そして、撮像手段４３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段４３および図示しない制御手段は、分割予定ライン２１に沿って格子状に塗布されたポジ型ホトレジスト２１０を検出することにより、ポジ型ホトレジスト２１０によって区画された非エッチング領域としてのデバイス２２と対応する領域の座標値を求める。

以上のようにしてチャックテーブル４１上に保持されている半導体ウエーハ２の裏面２bにおけるポジ型ホトレジスト２１０によって区画されたデバイス２２と対応する領域の座標値を求めたならば、チャックテーブル４１をホトレジストを噴射するホトレジスト噴射手段４２の噴射ノズル４２２が位置するホトレジスト噴射領域に移動し、チャックテーブル４１を移動しつつポジ型ホトレジスト２１０によって区画されたデバイス２２と対応する領域にホトレジスト噴射手段４２の噴射ノズル４２２からネガ型ホトレジストを噴射する。この結果、半導体ウエーハ２の裏面２bには、図７に示すようにポジ型ホトレジスト２１０によって区画された非エッチング領域としてのデバイス２２と対応する領域にネガ型ホトレジスト２２０が塗布される。ポジ型ホトレジスト２１０によって区画されたデバイス２２と対応する領域に塗布されるネガ型ホトレジスト２２０の厚みは、例えば１０μmに設定されている。なお、上述したポジ型ホトレジスト２１０によって区画されたデバイス２２と対応する領域に塗布するネガ型ホトレジストは、例えば東京応化工業株式会社が製造販売する「OMR-83-200cp」シリーズを用いることができる。

上述したようにデバイス領域塗布工程を実施したならば、裏面２bにおけるポジ型ホトレジスト２１０によって区画されたデバイス２２と対応する領域にネガ型ホトレジスト２２０が塗布された半導体ウエーハ２を、加熱炉に入れて１００℃前後の温度で５分程度ベークする（第２のベーク工程）。

なお、上述した実施形態においては、分割予定ライン領域塗布工程を実施した後に第１のベーク工程を実施し、デバイス領域塗布工程を実施した後に第２のベーク工程を実施する例を示したが、分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程を実施した後に同時にポジ型ホトレジスト２１０とネガ型ホトレジスト２２０をベークするベーク工程を実施してもよい。

次に、半導体ウエーハ２の裏面２bにおけるエッチング領域としての分割予定ライン２１に沿って塗布されたポジ型ホトレジスト２１０およびポジ型ホトレジスト２１０によって区画された非エッチング領域としてのデバイス２２と対応する領域に塗布されたネガ型ホトレジスト２２０を露光する露光工程を実施する。この露光工程は、図８に示す露光装置５を用いて実施する。図８に示す露光装置５は、被加工物を保持する保持テーブル５１と、該保持テーブル５１の上側に配設された高圧水銀灯等からなる光照射手段５２とを具備している。このように構成され露光装置５を用いて露光工程を実施するには、保持テーブル５１の上面である保持面に上記分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程が実施された半導体ウエーハ２の保護部材３側を載置する。そして、光照射手段５２を作動して半導体ウエーハ２の裏面２bにおける分割予定ライン２１に沿って塗布されたポジ型ホトレジスト２１０およびポジ型ホトレジスト２１０によって区画されたデバイス２２と対応する領域に塗布されたネガ型ホトレジスト２２０に光を照射して露光する。なお、この露光工程は、光照射手段５２によって２J／ｃｍ²のエネルギーの光で１分間露光する。

上述した露光工程を実施したならば、半導体ウエーハ２に塗布されたポジ型ホトレジスト２１０およびネガ型ホトレジスト２２０をアルカリ溶液によって現像し、エッチング領域としての分割予定ライン２１に沿って塗布されたポジ型ホトレジスト２１０を除去してポジ型ホトレジスト２１０によって区画された非エッチング領域としてのデバイス２２と対応する領域に塗布されたネガ型ホトレジスト２２０を残存させる現像工程を実施する。この現像工程は、図９の(a)に示す現像装置６を用いて実施する。図９の(a)に示す現像装置６は、現像液槽６１と、該現像液槽６１に配設された被加工物を保持する保持テーブル６２とを具備している。現像工程を実施するには、保持テーブル６２の上面である保持面に上記露光工程が実施された半導体ウエーハ２の保護部材３側を載置する。そして、現像液槽６１に水酸化テトラメチンアンモニウム(TMAH)等のアルカリ溶液６３を供給する。このようにして現像工程を実施することにより、図９の(b)に示すようにエッチング領域としての分割予定ライン２１に沿って塗布されたポジ型ホトレジスト２１０が除去され、非エッチング領域としてのデバイス２２と対応する領域に塗布されたネガ型ホトレジスト２２０が残存せしめられる。

次に、上述した現像工程が実施された半導体ウエーハ２をエッチングしてポジ型ホトレジストが除去されたエッチング領域としての分割予定ライン２１に沿って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１０に示すプラズマエッチング装置を用いて実施する。図１０に示すプラズマエッチング装置７は、装置ハウジング７１と、該装置ハウジング７１内に上下方向に対向して配設された下部電極７２と、上部電極７３を具備している。下部電極７２は、円盤状の被加工物保持部７２１と、該被加工物保持部７２１の下面中央部から突出して形成された円柱状の支持部７２２とからなっている。被加工物保持部７２１の上面には多孔質セラミックス材によって形成された吸着チャック７２１aが配設されており、この吸着チャック７２１a上に上記現像工程が実施された半導体ウエーハ２が載置され、図示しない吸引手段を作動することによって吸引保持される。また、支持部７２２には、高周波電圧印加手段７４に接続されている。

上記上部電極７３は、円盤状のガス噴出部７３１と、該ガス噴出部７３１の上面中央部から突出して形成された円柱状の支持部７３２とからなっている。このようにガス噴出部７３１と円柱状の支持部７３２とからなる上部電極７３は、ガス噴出部７３１が下部電極７２を構成する被加工物保持部７２１と対向して配設されている。上部電極７３を構成する円盤状のガス噴出部７３１には、下面に開口する複数の噴出口７３１ａが設けられている。この複数の噴出口７３１ａは、ガス噴出部７３１に形成された連通路７３１ｂおよび支持部７３２に形成された連通路７３２ａを介してガス供給手段７５に連通されている。ガス供給手段７５は、六フッ化イオウ(SF₆)等のプラズマ化用ガスを供給するようになっている。なお、プラズマエッチングで使用するプラズマエッチングガスとしては、CF_4、CHF₃、C₄F_8、O₂、Cl₂、BCL₃、SiCl₄、SiF₄を用いることができる。

以上のよう構成されたプラズマエッチング装置７を用いて上記エッチング工程を実施するには、下部電極７２を構成する被加工物保持部７２１上に上記現像工程が実施された半導体ウエーハ２の保護部材３側を載置し、図示しない吸引手段を作動して半導体ウエーハ２を被加工物保持部２１上に吸引保持する。従って、被加工物保持部２１上に吸引保持された半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。

次に、ガス供給手段７５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７３に供給する。ガス供給手段７５から供給されたプラズマ化用ガスは、支持部７３２に形成された連通路７３２ａおよびガス噴出部７３１に形成された連通路７３１ｂを通して複数の噴出口７３１ａから下部電極７２の被加工物保持部７２１上に保持された半導体ウエーハ２の裏面（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、高周波電圧印加手段７４から下部電極７２と上部電極７３との間に高周波電圧を印加する。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７２と上部電極７３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の裏面２bに作用する。この結果、半導体ウエーハ２は図１１に示すように、現像工程が実施されポジ型ホトレジストが除去されたエッチング領域としての分割予定ライン２１に沿ってエッチングされ、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。

なお、上述したエッチング工程においてはフッ素系ガスを主体とするプラズマ化用ガスを用いたプラズマエッチングによって実施した例を示したが、エッチング工程は硝酸とフッ酸との混合液からなるエッチング液を用いたウエットエッチングによって実施してもよい。

以上、本発明によるウエーハの加工方法の第１の実施形態について、半導体ウエーハ２の裏面２bに分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程を実施してエッチング領域としての分割予定ライン２１に沿ってポジ型ホトレジスト２１０を塗布するとともにポジ型ホトレジスト２１０によって区画された非エッチング領域としてのデバイス２２と対応する領域にネガ型ホトレジスト２２０を塗布する例を示したが、半導体ウエーハ２の表面２aに分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程を実施してもよい。この場合、図３に示すように半導体ウエーハ２の裏面２bに保護部材３を貼着して実施する。

以上のように、本発明によるウエーハの加工方法の第１の実施形態においては、半導体ウエーハ２の裏面２bまたは表面２aにおけるエッチング領域としての分割予定ライン２１に対応する領域にポジ型ホトレジストを塗布する分割予定ライン領域塗布工程と、半導体ウエーハ２の裏面２bまたは表面２aにおける非エッチング領域としてのデバイス２２に対応する領域にネガ型ホトレジストを塗布するデバイス領域塗布工程と、半導体ウエーハ２に塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを露光する露光工程と、露光工程が実施された半導体ウエーハ２に塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストをアルカリ溶液によって現像し、エッチング領域としての分割予定ライン２１に対応する領域に塗布されたポジ型ホトレジストを除去して非エッチング領域としてのデバイスに対応する領域に塗布されたネガ型ホトレジストを残存させる現像工程と、現像工程が実施された半導体ウエーハ２をエッチングしてポジ型ホトレジストが除去されたエッチング領域としての分割予定ライン２１に沿って分割するエッチング工程とを含んでいるので、複数のマスクを用意することなく、半導体ウエーハ２をエッチング領域としての分割予定ライン２１に沿ってエッチングすることにより個々のデバイスに分割することができる。

次に、本発明によるウエーハの加工方法の第２の実施形態について説明する。
本発明によるウエーハの加工方法の第２の実施形態においては、分割予定ライン領域塗布工程は、ウエーハの裏面または表面におけるエッチング領域としての分割予定ラインに対応する領域にネガ型ホトレジストを塗布する。この分割予定ライン領域塗布工程は、ネガ型ホトレジストを用いる以外は上記図４および図５に示す分割予定ライン領域塗布工程と実質的に同様に実施することができる。
また、デバイス領域塗布工程は、ウエーハの裏面または表面おける非エッチング領域としてのデバイスに対応する領域にポジ型ホトレジストを塗布する。このデバイス領域塗布工程は、ポジ型ホトレジストを用いる以外は上記図６および図７に示す分割予定ライン領域塗布工程と実質的に同様に実施することができる。
そして、上記第１の実施形態における露光工程を実施しないで、エッチング領域分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程が実施されたウエーハに塗布されたネガ型ホトレジストおよびポジ型ホトレジストを例えばシンナー等の有機溶剤によって現像し、エッチング領域としての分割予定ラインに対応する領域に塗布されたネガ型ホトレジストを除去して非エッチング領域としてのデバイスに対応する領域に塗布されたポジ型ホトレジストを残存させる現像工程を実施する。この現像工程は、現像剤としてシンナー等の有機溶剤を用いる以外は上記図９に示す現像工程と実質的に同様に実施することができる。
次に、現像工程が実施されたウエーハをエッチングしてネガ型ホトレジストが除去されたエッチング領域としての分割予定ラインに沿ってエッチングする（エッチング工程）ことにより、ウエーハをネガ型ホトレジストが除去されたエッチング領域としての分割予定ラインに沿って分割する。このエッチング工程は、上記図１０に示すエッチング工程と実質的に同様に実施することができる。

以上のように、本発明によるウエーハの加工方法の第２の実施形態においては、半導体ウエーハ２の裏面２bまたは表面２aにおけるエッチング領域としての分割予定ライン２１に対応する領域にネガ型ホトレジストを塗布する分割予定ライン領域塗布工程と、半導体ウエーハ２の裏面２bまたは表面２aにおける非エッチング領域としてのデバイス２２に対応する領域にポジ型ホトレジストを塗布するデバイス領域塗布工程と、分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程が実施された半導体ウエーハ２に塗布されたネガ型ホトレジストおよびポジ型ホトレジストを有機溶剤によって現像し、エッチング領域としての分割予定ライン２１に対応する領域に塗布されたネガ型ホトレジストを除去して非エッチング領域としてのデバイスに対応する領域に塗布されたポジ型ホトレジストを残存させる現像工程と、現像工程が実施された半導体ウエーハ２をエッチングしてネガ型ホトレジストが除去されたエッチング領域としての分割予定ラインに沿って分割するエッチング工程とを含んでいるので、複数のマスクを用意することなく、半導体ウエーハ２を分割予定ライン２１に沿ってエッチングすることにより個々のデバイスに分割することができる。

なお、上記分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程を実施してウエーハの裏面または表面に塗布されたポジ型ホトレジストとネガ型ホトレジストは、同一の厚みであることが望ましい。そこで、本発明においては、上記分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程を実施した後に、ウエーハに塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストの表面を旋削バイトで旋削してポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストの厚みを均一にするホトレジスト旋削工程を実施する。このホトレジスト旋削工程は、図１２に示す旋削装置を用いて実施する。

図１２に示す旋削装置８は、装置ハウジング８１の後端部に設けられ上方に延びる直立壁８１１の前面に上下方向に配設された一対の案内レール８１１a、８１１aに移動可能に装着された旋削手段としての旋削ユニット８２を具備している。旋削ユニット８２は、移動基台８３と該移動基台８３に装着されたスピンドルユニット８４を具備している。移動基台８３は上記一対の案内レール８１１a、８１１aに摺動可能に装着されており、前面には支持部材８３１が装着され、この支持部材８３１にスピンドルユニット８４が取り付けられる。

スピンドルユニット８４は、支持部材８３１に装着されたスピンドルハウジング８４１と、該スピンドルハウジング８４１に回転自在に配設された回転スピンドル８４２と、該回転スピンドル８４２を回転駆動するための駆動源としてのサーボモータ８４３とを具備している。回転スピンドル８４２の下端部はスピンドルハウジング８４１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端には円板形状のバイト工具装着部材８４４が設けられている。なお、バイト工具装着部材８４４には、バイト工具８５が着脱可能に装着される。このようにバイト工具装着部材８４４に装着されたバイト工具８５は、上記回転スピンド８４２が回転することにより、後述するチャックテーブルの被加工物を保持する保持面と平行な面内で回転せしめられる

図１２に示す旋削装置８は、上記旋削ユニット８２を上記一対の案内レール８１１a、８１１aに沿って上下方向（後述するチャックテーブルの保持面と垂直な方向）に移動せしめる旋削ユニット送り機構８７を備えている。この旋削ユニット送り機構８７は、直立壁８１１の前側に上下方向に配設された雄ねじロッド８７１を具備している。この雄ねじロッド８７１は、その上端部および下端部が直立壁８１１に取り付けられた軸受部材８７２および８７３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材８７２には雄ねじロッド８７１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ８７４が配設されており、このパルスモータ８７４の出力軸が雄ねじロッド８７１に伝動連結されている。なお、移動基台８３の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド８７１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ８７４が正転すると移動基台８３即ち旋削ユニット８２が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ８７４が逆転すると移動基台８３即ち旋削ユニット８２が上昇即ち後退せしめられる。

また、図１２に示す旋削装置８は、装置ハウジング８１の加工作業部８１０に配設されたチャックテーブル８８を備えている。チャックテーブル８８は、上面に多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔性材料から構成された吸着チャック８８１を備えており、この吸着チャック８８１が図示しない吸引手段に接続されている。従って、吸着チャック８８１の上面である保持面に被加工物を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより、吸着チャック８８１上に被加工物を吸引保持する。なお、チャックテーブル８８は、図示しない回転駆動機構によって回転可能に構成されているとともに、図示しないチャックテーブル移動機構によって矢印８８aおよび８８bで示す方向に移動せしめられるようになっている。

上述した旋削装置８を用いてホトレジスト旋削工程を実施するには、チャックテーブル８８上に上記分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程が実施された半導体ウエーハ２の表面に貼着されている保護部材３側を載置し、図示しない吸引手段を作動してチャックテーブル８８上に保護部材３を介して半導体ウエーハ２を吸引保持する。従って、チャックテーブル８８上に保護部材３を介して保持された半導体ウエーハ２は、ポジ型ホトレジスト２１０およびネガ型ホトレジスト２２０が塗布された側が上側となる。なお、図１３に示すネガ型ホトレジスト２２０は、ポジ型ホトレジスト２１０を覆うように塗布されている。図１３に示すようにネガ型ホトレジスト２２０がポジ型ホトレジスト２１０を覆うように塗布することにより、デバイス領域塗布工程によるネガ型ホトレジスト２２０の塗布が容易となる。なお、図１３に示す例においては分割予定ライン領域塗布工程においてポジ型ホトレジストが塗布されデバイス領域塗布工程においてネガ型ホトレジストが塗布された例を示したが、デバイス領域塗布工程においてネガ型ホトレジストを塗布しデバイス領域塗布工程においてポジ型ホトレジストを塗布したウエーハを用いてもよい。このようにしてチャックテーブル８８上に半導体ウエーハ２を吸引保持したならば、図示しないチャックテーブル移動機構を作動してチャックテーブル８８を旋削ユニット８２が位置する加工領域に移動する。そして、回転スピンドル８４２を回転駆動し、バイト工具８５が取り付けられたバイト工具装着部材８４４を図１４の(a)において矢印Aで示す方向に例えば６０００rpmの回転速度で回転する。そして、旋削ユニット８２を下降させバイト工具８５を所定の切り込み位置に位置付ける。次に、半導体ウエーハ２を保持したチャックテーブル８８を図１４の(a)において実線で示す位置から矢印Bで示すように右方に例えば２mm／秒の送り速度で図１４の(b)で示す位置まで移動する。この結果、バイト工具装着部材８８４の回転に伴って回転するバイト工具８５によって半導体ウエーハ２に塗布されたポジ型ホトレジスト２１０およびネガ型ホトレジスト２２０が旋削され、図１４(c)に示すようにポジ型ホトレジスト２１０およびネガ型ホトレジスト２２０が露出されるとともに同一厚みとなる。

２：半導体ウエーハ
２１：分割予定ライン
２２：デバイス
３：保護部材
４、４０：ホトレジスト塗布装置
４２：ホトレジスト噴射手段
５：露光装置
５１：保持テーブル
５２：光照射手段
６：現像装置
６１：現像液槽
６２：保持テーブル
７：プラズマエッチング装置
７２：下部電極
７３：上部電極
７４：高周波電圧印加手段
７５：ガス供給手段
８：旋削装置
８２：旋削ユニット
８７：旋削ユニット送り機構

Claims

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分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの裏面または表面における分割予定ラインに対応する領域にポジ型ホトレジストを塗布する分割予定ライン領域塗布工程と、
ウエーハの裏面または表面におけるデバイスに対応する領域にネガ型ホトレジストを塗布するデバイス領域塗布工程と、
ウエーハに塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを露光する露光工程と、
該露光工程が実施されたウエーハに塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを現像し、分割予定ラインに対応する領域に塗布されたポジ型ホトレジストを除去してデバイスに対応する領域に塗布されたネガ型ホトレジストを残存させる現像工程と、
該現像工程が実施されたウエーハをエッチングしてポジ型ホトレジストが除去された分割予定ラインに沿って分割するエッチング工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
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分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの裏面または表面における分割予定ラインに対応する領域にネガ型ホトレジストを塗布する分割予定ライン領域塗布工程と、
ウエーハの裏面または表面におけるデバイスに対応する領域にポジ型ホトレジストを塗布するデバイス領域塗布工程と、
該分割予定ライン領域塗布工程およびデバイス領域塗布工程が実施されたウエーハに塗布されたネガ型ホトレジストおよびポジ型ホトレジストを現像し、分割予定ラインに対応する領域に塗布されたネガ型ホトレジストを除去してデバイスに対応する領域に塗布されたポジ型ホトレジストを残存させる現像工程と、
該現像工程が実施されたウエーハをエッチングしてネガ型ホトレジストが除去された分割予定ラインに沿って分割するエッチング工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
該分割予定ライン領域塗布工程および該デバイス領域塗布工程をウエーハの裏面に実施する場合には該分割予定ライン領域塗布工程を実施する前にウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施し、該分割予定ライン領域塗布工程および該デバイス領域塗布工程をウエーハの表面に実施する場合には該分割予定ライン領域塗布工程を実施する前にウエーハの裏面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程を実施する、請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。
該分割予定ライン領域塗布工程および該デバイス領域塗布工程を実施した後に、ウエーハに塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストの表面を旋削バイトで旋削してポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストの厚みを均一にするホトレジスト旋削工程を実施する、請求項１から３のいずれかに記載のウエーハの加工方法。
ウエーハはシリコンウエーハからなっている、請求項１から４のいずれかに記載のウエーハの加工方法。
エッチングすべきエッチング領域とエッチングすべきでない非エッチング領域とを有する被加工物のエッチング方法であって、
被加工物のエッチング領域にポジ型ホトレジストを塗布するエッチング領域塗布工程と、
被加工物の非エッチング領域にネガ型ホトレジストを塗布する非エッチング領域塗布工程と、
被加工物に塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを露光する露光工程と、
該露光工程が実施された被加工物に塗布されたポジ型ホトレジストおよびネガ型ホトレジストを現像し、エッチング領域に塗布されたポジ型ホトレジストを除去して非エッチング領域に塗布されたネガ型ホトレジストを残存させる現像工程と、
該現像工程が実施された被加工物をエッチングしてポジ型ホトレジストが除去されたエッチング領域をエッチングするエッチング工程と、を含む、
ことを特徴とする被加工物のエッチング方法。
エッチングすべきエッチング領域とエッチングすべきでない非エッチング領域とを有する被加工物のエッチング方法であって、
被加工物のエッチング領域にネガ型ホトレジストを塗布するエッチング領域塗布工程と、
被加工物の非エッチング領域にポジ型ホトレジストを塗布する非エッチング領域塗布工程と、
該エッチング領域塗布工程および非エッチング領域塗布工程が実施された被加工物に塗布されたネガ型ホトレジストおよびポジ型ホトレジストを現像し、エッチング領域に塗布されたネガ型ホトレジストを除去して非エッチング領域に塗布されたポジ型ホトレジストを残存させる現像工程と、
該現像工程が実施された被加工物をエッチングしてネガ型ホトレジストが除去されたエッチング領域をエッチングするエッチング工程と、を含む、
ことを特徴とする被加工物のエッチング方法。