JP2016076596A - エッチングマスクの形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フォトマスクを用いることなく、従来よりも簡単な工程でエッチングマスクを形成できるエッチングマスクの形成方法を提供する。【解決手段】表面（１１ａ）にエッチング領域とエッチング領域で区画された複数の非エッチング領域とを有する被加工物（１１）の非エッチング領域を覆うエッチングマスク（２７）の形成方法であって、エッチング領域に樹脂（２１）を供給して硬化させ、非エッチング領域を囲む所定高さの壁部（２３）を形成する壁部形成工程と、壁部によって囲まれた非エッチング領域に、外部刺激で硬化する壁部の高さを超えない量のレジスト液（２５）を供給し、非エッチング領域をレジスト液で覆うレジスト液供給工程と、レジスト液に外部刺激を加えて硬化させ、エッチングマスクを形成するレジスト液硬化工程と、壁部を除去してエッチング領域を露出させる壁部除去工程と、を含む構成とした。【選択図】図２

Description

本発明は、エッチングによって板状の被加工物を加工する際の保護部材となるエッチングマスクの形成方法に関する。

ストリートと呼ばれる分割予定ラインで区画された表面側の複数の領域に、それぞれＩＣ等のデバイスが形成された半導体ウェーハは、例えば、裏面側を研削された後に、各デバイスに対応する複数のチップに分割され、電子機器等に組み込まれる。

半導体ウェーハのような板状の被加工物を分割する際には、例えば、高速に回転する切削ブレードを被加工物の分割予定ラインに切り込ませた上で、切削ブレード及び被加工物を分割予定ラインと平行な方向に相対移動させる。しかしながら、この方法では、被加工物を分割予定ラインに沿って機械的に削り取るので、チップの抗折強度が低下しがちである。

また、この方法では、切削ブレードを分割予定ラインに対して高精度に位置合わせした上で、各分割予定ラインを個別に切削する必要があるので、加工の終了までに長い時間を要してしまう。特に、この問題は、切削すべき分割予定ラインの数が多い被加工物において深刻である。

そこで、近年では、プラズマエッチングを利用して被加工物を分割する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、プラズマエッチングでウェーハの全面を一度に加工できるので、チップの小型化、被加工物の大型化等によって分割予定ラインの数が増えても、加工に要する時間は殆ど変わらずに済む。

また、被加工物を機械的に削り取るわけではないないので、加工時の欠け等を抑制し、チップの抗折強度を高く維持できる。なお、この方法では、所望の遮光パターンが形成されたフォトマスクを用いて、被加工物の表面に保護部材となるエッチングマスクを形成している。

特開２００６−１１４８２５号公報

しかしながら、上述したフォトマスクは、遮光膜の形成、レジスト膜の被覆、レジスト膜のパターン描画、遮光膜のエッチングといった複雑な工程を経て製造され、高価である。そのため、このフォトマスクを用いてエッチングマスクを形成すると、被加工物の加工コストを低く抑えるのが難しくなる。

また、上述したフォトマスクを使用するエッチングマスクの形成方法では、被加工物の表面全体をフォトレジスト材で被覆した後に、このフォトレジスト材を露光、現像して、被加工物のエッチングすべき領域を露出させるので、工程が煩雑になり易い。

このように、従来のエッチングマスクの形成方法には、工程が煩雑で、加工コストを低く抑えるのに向いていないという問題があった。本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フォトマスクを用いることなく、従来よりも簡単な工程でエッチングマスクを形成できるエッチングマスクの形成方法を提供することである。

本発明によれば、表面にエッチング領域と該エッチング領域で区画された複数の非エッチング領域とを有する被加工物の該非エッチング領域を覆うエッチングマスクの形成方法であって、該エッチング領域に樹脂を供給して硬化させ、該非エッチング領域を囲む所定高さの壁部を形成する壁部形成工程と、該壁部によって囲まれた該非エッチング領域に、外部刺激で硬化する該壁部の高さを超えない量のレジスト液を供給し、該非エッチング領域を該レジスト液で覆うレジスト液供給工程と、該レジスト液に該外部刺激を加えて硬化させ、該エッチングマスクを形成するレジスト液硬化工程と、該壁部を除去して該エッチング領域を露出させる壁部除去工程と、を含むことを特徴とするエッチングマスクの形成方法が提供される。

本発明において、熱硬化性の該レジスト液を用い、該外部刺激として熱を加えることが好ましい。

また、本発明において、水溶性の該樹脂を用い、該壁部除去ステップでは、該壁部を水に溶融させて除去することが好ましい。

また、本発明において、該壁部形成工程では、該樹脂を供給するノズルを備えた樹脂供給手段を用いて該エッチング領域に樹脂を供給することが好ましい。

本発明に係るエッチングマスクの形成方法では、非エッチング領域を所定高さの壁部で囲み、この壁部で囲まれた非エッチング領域にレジスト液を供給して硬化させるので、高価なフォトマスクを用いることなく、従来よりも簡単な工程でエッチングマスクを形成できる。

被加工物の構成例を模式的に示す斜視図である。 図２（Ａ）は、壁部形成工程を説明するための斜視図であり、図２（Ｂ）は、壁部形成工程を説明するための断面図である。 図３（Ａ）は、レジスト液供給工程を説明するための斜視図であり、図３（Ｂ）は、レジスト液供給工程を説明するための断面図である。 レジスト液硬化工程を説明するための斜視図である。 レジスト液硬化工程後の被加工物を模式的に示す斜視図である。 壁部除去工程を説明するための斜視図である。 壁部除去工程後の被加工物を模式的に示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係るエッチングマスクの形成方法は、壁部形成工程（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）、レジスト液供給工程（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）、レジスト液硬化工程（図４及び図５参照）、及び壁部除去工程（図６及び図７参照）を含む。

壁部形成工程では、非エッチング領域を囲む所定高さの壁部をエッチング領域に形成する。レジスト液供給工程では、壁部によって囲まれた非エッチング領域に、所定の刺激（外部刺激）を加えると硬化するレジスト液を供給する。レジスト液硬化工程では、レジスト液に刺激を加えて硬化させる。壁部除去工程では、壁部を除去してエッチング領域を露出させる。以下、本実施形態に係るエッチングマスクの形成方法について詳述する。

はじめに、エッチングマスクが形成される被加工物について説明する。図１は、被加工物の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態の被加工物１１は、例えば、シリコン等の材料でなる円盤状のウェーハであり、表面１１ａは、格子状に配列された分割予定ライン（ストリート）１３で複数の領域に区画されている。

この分割予定ライン１３及び外周近傍の領域が、エッチングによって加工されるエッチング領域となる。一方、分割予定ライン１３で区画された複数の領域は、それぞれ、エッチングで加工されない非エッチング領域となる。各非エッチング領域には、ＩＣ等のデバイス１５が形成されている。なお、被加工物１１の裏面１１ｂ側は、略平坦である。

本実施形態に係るエッチングマスクの形成方法では、まず、非エッチング領域を囲む所定高さの壁部をエッチング領域に形成する壁部形成工程を実施する。図２（Ａ）は、壁部形成工程を説明するための斜視図であり、図２（Ｂ）は、壁部形成工程を説明するための断面図である。

壁部形成工程は、例えば、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す第１の供給装置２で実施される。第１の供給装置２は、液状の樹脂２１を下端（先端）から供給するディスペンサノズル（樹脂供給手段）４を備えている。第１の供給装置２は、このディスペンサノズル４と、ディスペンサノズル４の下方に配置される被加工物１１とを相対的に移動できるように構成されている。

壁部形成工程では、まず、表面１１ａ側が上方に露出するように被加工物１１をディスペンサノズル４の下方に配置し、その後、ディスペンサノズル４を分割予定ライン１３の上方に位置付ける。次に、ディスペンサノズル４と被加工物１１とを分割予定ライン１３に沿って相対的に移動させながら、樹脂２１を連続的に供給する。

これにより、エッチング領域となる分割予定ライン１３を樹脂２１で覆うことができる。樹脂２１は、例えば、ある程度の高い粘度に調整されており、被加工物１１の表面１１ａに供給された樹脂２１が分割予定ライン１３の外側（非エッチング領域）にまで広がらないようになっている。

なお、本実施形態では、水に容易に溶解する水溶性の樹脂２１を用いる。ただし、本発明に用いることのできる樹脂はこれに限定されない。任意の溶剤等に溶解する樹脂を用いても良い。

分割予定ライン１３に沿って供給された樹脂２１を乾燥、硬化させることで、分割予定ライン１３に相当するエッチング領域を覆う壁部２３を形成できる。上述のように、樹脂２１は、ある程度の高い粘度に調整されている。そのため、壁部２３は、樹脂２１の粘度に応じた所定の高さに形成される。全ての分割予定ライン１３に沿って壁部２３を形成し、各デバイス１５に相当する非エッチング領域が壁部２３で囲まれると、壁部形成工程は終了する。

壁部形成工程を実施した後には、壁部２３によって囲まれた非エッチング領域に、所定の刺激（外部刺激）を加えると硬化するレジスト液を供給するレジスト液供給工程を実施する。図３（Ａ）は、レジスト液供給工程を説明するための斜視図であり、図３（Ｂ）は、レジスト液供給工程を説明するための断面図である。

レジスト液供給工程は、例えば、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す第２の供給装置６で実施される。第２の供給装置６は、所定の刺激（外部刺激）で硬化するレジスト液２５を下端（先端）から供給するディスペンサノズル（レジスト液供給手段）８を備えている。第２の供給装置６は、このディスペンサノズル８と、ディスペンサノズル８の下方に配置される被加工物１１とを相対的に移動できるように構成されている。

レジスト液供給工程では、まず、表面１１ａ側が上方に露出するように被加工物１１をディスペンサノズル８の下方に配置する。次に、ディスペンサノズル８をデバイス１５に相当する非エッチング領域の上方に位置付け、レジスト液２５を供給する。これにより、壁部２３で囲まれた非エッチング領域をレジスト液２５で覆うことができる。

非エッチング領域には、壁部２３の高さを超えない量のレジスト液２５が供給される。なお、本実施形態では、熱によって硬化する熱硬化性のレジスト液２５を用いる。ただし、本発明に用いることのできるレジスト液はこれに限定されない。紫外線等の光で硬化する光硬化性のレジスト液を用いても良い。全ての非エッチング領域がレジスト液２５で覆われると、レジスト液供給工程は終了する。

レジスト液供給工程を実施した後には、レジスト液２５に刺激を加えて硬化させるレジスト液硬化工程を実施する。本実施形態では、熱硬化性のレジスト液２５を用いるので、刺激として熱を加える。図４は、レジスト液硬化工程を説明するための斜視図であり、図５は、レジスト液硬化工程後の被加工物１１を模式的に示す斜視図である。

レジスト液硬化工程は、例えば、図４に示すベーク装置１０で実施される。ベーク装置１０の内部には、被加工物１１を載置するホットプレート１２が配置されている。レジスト液硬化工程では、まず、表面１１ａ側が上方に露出するように被加工物１１をホットプレート１２に載置する。

次に、ホットプレート１２の温度を上昇させて、被加工物１１を加熱する。これにより、レジスト液２５は被加工物１１の非エッチング領域に接触した状態で硬化し、図６に示すエッチングマスク２７が形成される。なお、加熱の温度等は、レジスト液２５を適切に硬化できる範囲で設定される。

レジスト液硬化工程を実施した後には、壁部２３を除去してエッチング領域を露出させる壁部除去工程を実施する。図６は、壁部除去工程を説明するための斜視図であり、図７は、壁部除去工程後の被加工物１１を模式的に示す斜視図である。

壁部除去工程は、例えば、図６に示す洗浄装置１４で実施される。洗浄装置１４は、被加工物１１を保持した状態で回転可能なテーブル１６を備えている。テーブル１６の上方には、水等の液体２９を噴射しながら搖動するノズル１８が配置されている。

壁部除去工程では、まず、表面１１ａ側が上方に露出するように被加工物１１をテーブル１６で保持する。次に、テーブル１６とともに被加工物１１を回転させて、ノズル１８を搖動しながら被加工物１１に液体２９を噴射する。

上述のように、壁部２３は水溶性の樹脂２１で形成されている。そのため、被加工物１１の表面１１ａ側に水等の液体２９を噴射すると、壁部２３は液体２９に溶融して除去され、図７に示すように、分割予定ライン１３に相当するエッチング領域が露出する。一方、デバイス１５に相当する非エッチング領域を覆うエッチングマスク２７は、被加工物１１の表面１１ａに残存する。

以上のように、本実施形態に係るエッチングマスクの形成方法では、非エッチング領域を所定高さの壁部２３で囲み、この壁部２３で囲まれた非エッチング領域にレジスト液２５を供給して硬化させるので、高価なフォトマスクを用いることなく、従来よりも簡単な工程でエッチングマスク２７を形成できる。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、壁部形成工程とレジスト液供給工程とを異なる装置で実施しているが、これらを同じ装置で実施することもできる。

また、上記実施形態では、熱硬化性のレジスト液２５を使用し、ベーク装置１０を用いてレジスト液硬化工程を実施しているが、光硬化性のレジスト液を使用する場合には、レジスト液の硬化に適した光を放射する光源を用いてレジスト液硬化工程を実施すれば良い。

また、壁部形成工程において、溶剤等に溶解する樹脂で壁部を形成する場合には、壁部除去工程において、被加工物１１の表面１１ａ側に壁部を溶解する溶剤等を供給すれば良い。

その他、上記実施形態に係る構成、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１１ 被加工物
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ 分割予定ライン（ストリート）
１５ デバイス
２１ 樹脂
２３ 壁部
２５ レジスト液
２７ エッチングマスク
２９ 液体
２ 第１の供給装置
４ ディスペンサノズル（樹脂供給手段）
６ 第２の供給装置
８ ディスペンサノズル（レジスト液供給手段）
１０ ベーク装置
１２ ホットプレート
１４ 洗浄装置
１６ テーブル
１８ ノズル

Claims (4)

1. 表面にエッチング領域と該エッチング領域で区画された複数の非エッチング領域とを有する被加工物の該非エッチング領域を覆うエッチングマスクの形成方法であって、
   該エッチング領域に樹脂を供給して硬化させ、該非エッチング領域を囲む所定高さの壁部を形成する壁部形成工程と、
   該壁部によって囲まれた該非エッチング領域に、外部刺激で硬化する該壁部の高さを超えない量のレジスト液を供給し、該非エッチング領域を該レジスト液で覆うレジスト液供給工程と、
   該レジスト液に該外部刺激を加えて硬化させ、該エッチングマスクを形成するレジスト液硬化工程と、
   該壁部を除去して該エッチング領域を露出させる壁部除去工程と、を含むことを特徴とするエッチングマスクの形成方法。
2. 熱硬化性の該レジスト液を用い、該外部刺激として熱を加えることを特徴とする請求項１に記載のエッチングマスクの形成方法。
3. 水溶性の該樹脂を用い、該壁部除去ステップでは、該壁部を水に溶融させて除去することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエッチングマスクの形成方法。
4. 該壁部形成工程では、該樹脂を供給するノズルを備えた樹脂供給手段を用いて該エッチング領域に樹脂を供給することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のエッチングマスクの形成方法。