JP2015201562A

JP2015201562A - 保護膜形成方法

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Publication number: JP2015201562A
Application number: JP2014080077A
Authority: JP
Inventors: 栄松崎; Sakae Matsuzaki
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2014-04-09
Filing date: 2014-04-09
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2034-04-09
Also published as: JP6298690B2

Abstract

【課題】使用する現像液を従来に比べて抑えることができる経済的な保護膜形成方法を提供する。【解決手段】保護膜形成方法は、ウェーハＷの表面Ｗａをポジ型レジストで被覆するレジスト被覆ステップと、ウェーハＷの表面Ｗａの分割予定領域Ｓに光を照射し、分割予定領域Ｓ上に現像液３を供給して現像する現像ステップとを備え、現像ステップは、狭小の隙間Ｇ１を有したヘッド２０で現像液３を毛細管現象で吸い上げる現像液吸い上げ工程と、ヘッド２０に蓄えられた現像液３を分割予定領域Ｓに接触させ現像液３を供給する現像液供給工程とを含んで構成されているため、ウェーハＷの分割予定領域Ｓに対応する領域のみに現像液を供給することが可能となり、使用する現像液を従来に比べて抑えることができ、経済的であるとともに、廃棄する現像液も少量となって環境負荷も低減できる。【選択図】図７

Description

本発明は、ウェーハに保護膜を形成する方法に関する。

格子状の分割予定領域によって区画され表面に複数のチップを有するウェーハを分割する方法としては、例えば、切削ブレードを用いてダイシングして分割する方法や、プラズマダイシング（ドライエッチングによるダイシング）によって分割する方法がある。

プラズマダイシングに際し、ウェーハ上においてエッチングを施したくない非エッチング領域には、レジスト膜となる保護膜をあらかじめ形成している。保護膜としては、感光性樹脂からなるフォトレジストが広く利用されている。ウェーハの非エッチング領域に保護膜を形成する工程では、通常、ウェーハの表面全面にフォトレジストをスピンコートした後、プリベーク（軽い焼きしめ）、露光、ポストベーク（露光後の焼きしめ）を順次行い、その後、現像液をウェーハの表面全面にスプレーコートやスピンコートで塗布する現像処理工程を経て非エッチング領域にのみ保護膜を形成している（例えば、下記の特許文献１を参照）。

特開２００６−１１４８２５号公報

しかしながら、上記したようなプラズマダイシングにおいて、ウェーハの表面にエッチングを施すエッチング領域は、ウェーハの分割予定領域上の領域のみであり、ウェーハ全体のうちの僅かな面積を占める領域にすぎない。この僅かな領域上に形成された保護膜を除去するために、ウェーハの表面全面に現像液をスプレーコートやスピンコートで塗布していては、廃棄する現像液が多量となり、極めて非経済的であるという問題がある。

本発明は、上記の事情にかんがみてなされたものであり、使用する現像液を従来に比べて抑えることができる経済的な保護膜形成方法を提供することを目的としている。

本発明は、複数の分割予定領域が形成されたウェーハ上に該分割予定領域を露出させる保護膜を形成する保護膜形成方法であって、ウェーハの表面をポジ型レジストで被覆するレジスト被覆ステップと、該レジスト被覆ステップを実施した後、該分割予定領域に光を照射し、該分割予定領域上に現像液を供給して現像する現像ステップと、を備え、該現像ステップは、狭小隙間を有したヘッドで該現像液を毛細管現象で吸い上げる現像液吸い上げ工程と、該現像液吸い上げ工程を実施した後、該ヘッドに蓄えられた該現像液を該分割予定領域に接触させて該分割予定領域に該現像液を供給する現像液供給工程と、を含んで構成されている。

上記ヘッドは、上記分割予定領域より小さい領域に複数の柱状部材が配設されて構成されるようにしてもよいし、上記分割予定領域より小さい領域を区画する外周壁を有するようにしてもよい。

上記現像ステップでは、複数の上記ヘッドでウェーハ上の上記分割予定領域全域に一括で上記現像液を供給してもよい。

本発明にかかる保護膜形成方法は、レジスト被覆ステップを実施した後、狭小隙間を有するヘッドで現像液を毛細間現象で吸い上げる現像液吸い上げ工程と、該ヘッドを介してウェーハの分割予定領域上に現像液を供給する現像液供給工程とを含む現像液供給ステップを実施するため、ウェーハの分割予定領域に対応する領域のみに現像液を供給することが可能となる。したがって、現像液の供給量を従来に比べて抑えることができ、経済的であるとともに、廃棄する現像液も少量となって環境負荷も低減することができる。

上記ヘッドが、ウェーハの分割予定領域より小さい領域に複数の柱状部材が配設されて構成される場合は、保護膜が被覆されたウェーハの表面のうち、ウェーハの分割予定領域に対応する領域のみに現像液を効率よく供給することができる。
また、上記ヘッドが、ウェーハの分割予定領域より小さい領域を区画する外周壁を有するよう場合は、格子状の分割予定領域に対応する領域のみに現像液を効率よく供給することが可能となる。

上記現像ステップでは、複数の上記ヘッドを用いてウェーハの分割予定領域全域に対応する領域に一括で現像液を供給することにより、現像液の供給量を抑えつつウェーハの分割予定領域に被覆された保護膜のみを効率良く除去することができる。

テープを介してフレームと一体となった状態のウェーハを示す斜視図である。レジスト被覆ステップを示す断面図である。保護膜が被覆された状態のウェーハを示す断面図である。ヘッドの第一例の構成を示す斜視図（ａ）及び（ｂ）並びに平面図（ｃ）である。（ａ）はヘッドの第二例の構成を示す斜視図であり、（ｂ）はヘッドの第三例の構成を示す斜視図である。部分現像をする場合の現像ステップのうち吸い上げ工程を示す断面図である。部分現像をする場合の現像ステップのうち現像液供給工程、水洗工程及び乾燥工程を示す断面図である。一括現像用のヘッドの構成の概略を示す平面図である。一括現像をする場合の現像液供給ステップを示す断面図である。

図１に示すウェーハＷは、被加工物の一例であり、ウェーハＷの表面Ｗａには、縦横に交差する分割予定領域Ｓによって区画された領域にそれぞれデバイスＤが形成されている。以下では、ウェーハＷに対しエッチングを施したくない非エッチング領域に保護膜を形成する方法について説明する。なお、非エッチング領域とは、ウェーハＷの分割予定領域Ｓ以外の領域を指す。

（１）レジスト被覆ステップ
まず、図１に示すように、中央部が開口した環状のフレームＦの下部にテープＴを貼着し、中央部から露出したテープＴにウェーハＷの裏面Ｗｂ側を貼着することでテープＴを介してフレームＦとウェーハＷとを一体に形成する。続いて、図２に示すスピンコータ１０を用いてフレームＦと一体となったウェーハＷの表面Ｗａに保護膜を被覆する。スピンコータ１０は、ウェーハＷを保持し回転可能な保持テーブル１１を有している。保持テーブル１１の外周側には、フレームＦが載置される載置台１２と、フレームＦをクランプするクランプ手段１３とを備えている。クランプ手段１３は、載置台１２に配設された軸部１３０と、軸部１３０を中心に回転して載置台１２に載置されるフレームＦを固定するクランプ部１３１とにより構成されている。

保持テーブル１１の下方には、鉛直方向の軸心を有する回転軸１４が接続され、回転軸１４にはモータ１５が接続されている。回転軸１４の上方の周囲には、保護膜の材料液が回転軸１４やモータ１５に付着するのを防止するカバー部１６が配設されている。保持テーブル１１の周囲には、保護膜の材料液が飛散するのを防止する環状のケース１７が配設されている。ケース１７の底部においては、保護膜の材料液を噴出するノズル１８が立設され、ノズル１８の先端は、保持テーブル１１側に向いている。ノズル１８の下端はモータ１９に連結されており、モータ１９は、ノズル１８の先端を、保持テーブル１１の上方と保持テーブル１１の上方から退避した位置との間で移動させることができる。

このように構成されるスピンコータ１０にフレームＦと一体となったウェーハＷを搬送する。具体的には、図２に示すように、ウェーハＷの裏面Ｗｂに貼着されたテープＴの中央部を保持テーブル１２の上面に載置するとともにフレームＦに貼着されたテープＴの周縁部を載置台１２に載置する。その後、図示しない吸引源が作動し、保持テーブル１１の上面においてウェーハＷを保持する。そして、モータ１９によりノズル１８を旋回させ、ノズル１８の先端を保持テーブル１１に保持されたウェーハＷの上方に移動させる。続いて、モータ１５が回転軸１４を回転させて保持テーブル１１を例えば矢印Ａ方向に回転させることにより、クランプ部１３１が軸部１３０を中心に回転してフレームＦの上部を押さえて固定する。

次いで、保持テーブル１１を回転させながら、ノズル１８からウェーハＷの表面Ｗａに向けて、例えばポジ型レジストとなるレジスト液１を滴下する。滴下されたレジスト液１は、保持テーブル１１の回転によって発生する遠心力によって、ウェーハＷの表面Ｗａの中心側から外周側に向けて流れていき、ウェーハＷの表面Ｗａの全面にいきわたる。こうして、図３に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａ全面を覆うようにして保護膜１ａを被覆する。その後、保護膜１ａを加熱することによりプリベークして硬化させる。

（２）現像ステップ
レジスト被覆ステップを実施した後、図１で示したウェーハＷの表面Ｗａにマスクをかけた状態で分割予定領域Ｓに光を照射して露光するとともに、当該露光された領域にヘッドを介して現像液を供給する。

ここで、図４に示すブラシタイプのヘッド２０は、現像液を分割予定領域Ｓに供給するヘッドの第一例である。図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ヘッド２０は、ガラス基台２１の上面２１ａに配設された複数の柱状部材２２を備えている。ガラス基台２１において複数の柱状部材２２が配設された領域の縦及び横のサイズは、縦又は横のいずれかが図１で示した分割予定領域Ｓの幅よりも狭くなっており、現像液の供給量を抑えつつ分割予定領域Ｓに現像液を集中して供給できる構成となっている。柱状部材２２は、先端部２２ａを有しており、全体が例えばシリコンにより形成され親水性の被膜でコーティングされている。図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、柱状部材２２の高さＨ１は、例えば３００μｍとなっており、柱状部材２２の直径Ｌ１は、例えば３０μｍとなっている。

また、図４（ｃ）に示すように、柱状部材２２は、ガラス基台２１の上面２１ａにおいて交互にずれて千鳥状に配置されるとともに、隣り合う柱状部材２２の間に狭小隙間Ｇ１を有している。この狭小隙間Ｇ１は、毛細管現象で重力に関係なく現像液が浸透しうるサイズとなっており、例えば３０μｍとなっている。このように構成されるヘッド２０は、柱状部材２２を、先端部２２ａから現像液に接触させて浸水させることで現像液を毛細管現象で吸い上げるとともに、図１で示したウェーハＷの分割予定領域Ｓに対応する領域に現像液を供給できる。特にヘッド２０は、直線状の分割予定領域Ｓだけでなく、曲線状など直線以外の分割予定領域に対しても現像液を効率よく供給可能となっている。

図５（ａ）に示す箱状のヘッド３０は、現像液を分割予定領域Ｓに供給するヘッドの第二例である。ヘッド３０は、図１に示した分割予定領域Ｓよりもが小さい領域である供給領域３２を区画した外周壁３１を有している。外周壁３１の高さＨ２は例えば３００μｍとなっており、外周壁３１の幅Ｌ２は例えば３０μｍとなっている。さらに、対面する外周壁３１の間に形成される狭小隙間Ｇ２は、例えば６０μｍとなっており、図１に示した分割予定領域Ｓよりも幅が狭く形成されている。このように構成されるヘッド３０の供給領域３２は、毛細管現象で重力に関係なく現像液が浸透しうるサイズとなっており、図１で示した直線状の分割予定領域Ｓに現像液を供給するのに好適である。

図５（ｂ）に示すヘッド４０は、現像液を分割予定領域Ｓに供給するヘッドの第三例である。ヘッド４０は、Ｌ字形の外周壁４１を少なくとも４つ有している。ヘッド４０では、４つの外周壁４１の角部を互いに寄せるとともに隣り合う外周壁４１の対面する面同士が互いに平行となるように配置することで図１に示した分割予定領域Ｓの十字状の交差点よりも小さい供給領域４２を区画している。外周壁４１の高さＨ３は例えば３００μｍとなっており、外周壁４１の幅Ｌ３は例えば３０μｍとなっている。さらに、互いに対面する外周壁４１の間に形成される狭小隙間Ｇ３は、例えば６０μｍとなっている。このように構成されるヘッド４０は、毛細管現象で重力に関係なく現像液が浸透しうるサイズとなっており、図１で示した分割予定領域Ｓのうち十字状の交差点に現像液を供給するのに好適である。なお、ヘッド４０は、ヘッド２０やヘッド３０と組み合せて使用することもできる。

（２−１）部分現像
次に、図４で示したヘッド２０を用いて図１に示したウェーハＷの分割予定領域Ｓの一部分に対して部分現像を施す場合について説明する。まず、図６に示すように、ガラス基台２１に配設された複数のヘッド２０（図示の例では２列）を用いて現像液吸い上げ工程を実施する。なお、１列や３列以上のヘッド２０を用いて部分現像を実施してもよい。

具体的には、図６（ａ）に示すように、ガラス基台２１とともに各ヘッド２０を降下させ、容器２に溜められている現像液３に複数の柱状部材２２を浸水させる。これにより、毛細管現象が発生し、図４（ｃ）で示した狭小隙間Ｇ１に現像液３が浸透して柱状部材２２において現像液３を吸い上げる。このようにして、図６（ｂ）に示すように、ヘッド２０において現像液３を蓄える。

現像液吸い上げ工程を実施した後、図７に示すように、ヘッド２０の柱状部材２２に蓄えられた現像液３を、図１で示した分割予定領域Ｓと対応する領域に供給する現像液供給工程を実施する。現像液供給工程を実施する際には、現像液の供給前に、図１で示したウェーハＷの表面Ｗａにマスクをかけるとともに、分割予定領域Ｓに光を照射して露光を実施し、分割予定領域Ｓを図７（ａ）に示す保護膜１ａにおいて露光領域Ｓ１として表出させておく。その後、保護膜１ａを加熱することによりポストベークして硬化させ、ヘッド２０をウェーハＷの上方に移動させる。

次いで、図７（ｂ）に示すように、ヘッド２０の柱状部材２２に蓄えられた現像液３を露光領域Ｓ１における保護膜１ａに接触させる。このとき、ウェーハＷの表面Ｗａに被覆された保護膜１ａの上面とガラス基台２１の下面との間隔Ｃが、例えば０．１ｍｍとなるようにガラス基台２１を保護膜１ａに接近させることが望ましい。そして、現像液３を保護膜１ａに所定時間だけ接触させておくことにより、接触した部分の保護膜１ａを溶解させる。

その後、図７（ｃ）に示すように、ウェーハＷの上方に配置された水供給部４が、保護膜１ａに向けて水５を噴射し保護膜１ａに付着した現像液３を洗い流す（水洗程）。続いて、保護膜１ａの上面に付着した水５を除去して保護膜１ａを乾燥する（乾燥工程）。このようにして、図７（ｄ）に示すウェーハＷには、後の工程でエッチングが施される領域（図１で示した分割予定領域Ｓ）にのみ膜除去部６が形成され、ウェーハＷの表面Ｗａにエッチングを施したくない非エッチング領域に保護膜１ａが形成される。このような部分現像をウェーハＷの分割予定領域Ｓ上の複数箇所で繰り返し実施する。

このように、ヘッド２０を用いた部分現像では、現像液吸い上げ工程と、現像液供給工程とを交互に繰り返し実施することで、ヘッド２０を介してウェーハＷの分割予定領域Ｓに対応する保護膜１ａのみに現像液３を供給でき、現像液３の供給量を従来に比べて抑えることができる。

（２−２）一括現像
次に、図８に示す一括現像用のヘッド２０ａを用いて図１に示したウェーハＷの分割予定領域Ｓの全域に対して一括現像を施す場合について説明する。一括現像用のヘッド２０ａは、図４で示したヘッド２０と同様の構成のヘッド２００がガラス基台２１に固定されて構成されている。複数のヘッド２００は、ウェーハＷの分割予定領域Ｓに対応させた位置においてガラス基台２１に間欠的に整列して配設されている。複数のヘッド２００は、分割予定領域Ｓに沿って縦横に整列しており、縦方向の分割予定領域Ｓと横方向の分割予定領域Ｓとが交差する部分に対応する部分では、十字状に交差している。

まず、一括現像用のヘッド２０ａを用いて図６で示したのと同様の現像液吸い上げ工程を実施する。すなわち、ガラス基台２１とともに各ヘッド２０ａを降下させ、現像液３に複数の柱状部材２２を浸水させ毛細管現象を発生させて柱状部材２２において現像液３を吸い上げる。このようにして、ヘッド２０ａにおいて現像液３を蓄える。

現像液吸い上げ工程を実施した後、図９に示すように、ヘッド２０の柱状部材２２に蓄えられた現像液３を、図１で示した分割予定領域Ｓと対応する領域に供給する現像液供給工程を実施する。現像液供給工程を実施する際には、部分現像と同様に、露光、ポストベークを順次実施してから、ヘッド２０ａをウェーハＷの上方に移動させる。

図９に示すように、ガラス基台２１に備える複数のヘッド２０ａをウェーハＷに接近する方向に降下させ、各ヘッド２０ａの柱状部材２２に蓄えられたそれぞれの現像液３を、図１で示した分割予定領域Ｓの全域に対応する保護膜１ａに一括で接触させ、保護膜１ａを溶解させる。

ここで、一括現像では、一括現像用のヘッド２０ａにヘッド２００が間欠的に設けられているため、分割予定領域Ｓの全域に対応する保護膜１ａのうち、ヘッド２００の柱状部材２２が間欠的に接触しない面があるが、現像液３を保護膜１ａに所定時間接触させておくことにより、柱状部材２２が接触していない保護膜１ａの面にも現像液３がしみ出るため、柱状部材２２が直接接触した面だけでなく柱状部材２２が接触していない面の保護膜１ａを溶解させ、最終的に分割予定領域Ｓの全域に対応する保護膜１ａを溶解させることができる。その後、上記した部分現像と同様に、ウェーハＷの表面Ｗａに被覆された保護膜１ａの洗浄及び乾燥を行う。

このように、一括現像用のヘッド２０ａを用いた一括現像では、現像液吸い上げ工程と、現像液供給工程とを１回ずつ実施することで、各ヘッド２００を介してウェーハＷの分割予定領域Ｓの全域に対応する保護膜１ａのみに現像液３を供給できる。これにより、現像液３の供給量を従来に比べて抑えることができる。また、ウェーハＷの分割予定領域Ｓの全域に被覆された保護膜１ａのみを一括で除去することができるため、効率的であり、後の工程においてウェーハＷの表面Ｗａにエッチングを施したくない非エッチング領域に保護膜１ａを容易に形成することができる。

なお、被加工物は、分割予定ラインが格子状に形成されているものには限られない。例えば、デバイスが多角形形状に形成され分割予定ラインが屈曲して形成されていたり、分割予定ラインが曲線状に形成されていたりしてもよい。

１：レジスト液１ａ：保護膜２：容器３：現像液４：水供給部
５：水６：膜除去部
１０：スピンコータ１１：保持テーブル１２：載置台
１３：クランプ手段１３０：軸部１３１：クランプ部
１４：回転軸１５：モータ１６：カバー部１７：ケース１８：ノズル
１９：モータ
２０，２０ａ，２００：ヘッド２１：ガラス基台２１ａ：上面
２２：柱状部材２２ａ：先端部
３０：ヘッド３１：外周壁３２：供給領域
４０：ヘッド４１：外周壁４２：供給領域
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３：高さＬ１，Ｌ２，Ｌ３：幅Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３狭小隙間
Ｗ：ウェーハＷａ：表面Ｗｂ：裏面Ｓ：分割予定領域Ｄ：デバイス
Ｓ１：露光領域

Claims

複数の分割予定領域が形成されたウェーハ上に該分割予定領域を露出させる保護膜を形成する保護膜形成方法であって、
ウェーハの表面をポジ型レジストで被覆するレジスト被覆ステップと、
該レジスト被覆ステップを実施した後、該分割予定領域に光を照射し、該分割予定領域上に現像液を供給して現像する現像ステップと、を備え、
該現像ステップは、狭小隙間を有したヘッドで該現像液を毛細管現象で吸い上げる現像液吸い上げ工程と、該現像液吸い上げ工程を実施した後、該ヘッドに蓄えられた該現像液を該分割予定領域に接触させて該分割予定領域に該現像液を供給する現像液供給工程と、を含む、保護膜形成方法。
前記ヘッドは、前記分割予定領域より小さい領域に複数の柱状部材が配設されて構成される請求項１に記載の保護膜形成方法。
前記ヘッドは、前記分割予定領域より小さい領域を区画する外周壁を有する請求項１に記載の保護膜形成方法。
前記現像ステップでは、複数の前記ヘッドでウェーハ上の前記分割予定領域全域に一括で前記現像液を供給する請求項１、２及び３に記載の保護膜形成方法。