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Abstract

【課題】効率的にウェーハを個々のチップに分割できるようにする。
【解決手段】ウェーハＷの表面Ｗａに水溶性保護膜６ａを形成する保護膜形成工程と、ストリートＳに沿って水溶性保護膜６ａを除去しエッチングマスクを形成するマスク形成工程と、水溶性保護膜６ａからなるマスクを介してストリートＳ部分をプラズマエッチングするプラズマエッチング工程と、水溶性保護膜６ａに洗浄水を供給して除去する保護膜除去工程とを実施する。プラズマエッチング後の保護膜除去の際には、水供給部３１から洗浄水を水溶性保護膜６ａに供給するだけでウェーハＷの表面Ｗａから水溶性保護膜６ａを容易に除去できる。よって、例えばレジスト膜形成装置やアッシング装置などの各種の設備が不要となり、コストを抑えつつ、ウェーハＷを効率よく個々のチップに分割することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウェーハを個々のチップに分割する分割方法に関する。
デバイスの製造においては、ウェーハの表面に格子状に配列された複数の分割予定ラインによって複数のチップ領域を区画し、それぞれのチップ領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。このように構成されるウェーハは、裏面側を研削することにより所定の厚みに薄化された後、個々のデバイス付きのチップに分割され、各デバイスは、樹脂封止によりパッケージングされて携帯電話やパソコン等の各種電子機器に広く利用される。
ウェーハの分割には、回転する切削ブレードを分割予定ラインに沿って切り込ませて切削する方法や、レーザービームを分割予定ラインに沿って照射することによりウェーハを個々のチップに分割する方法などが提案されている（例えば、下記の特許文献１を参照）。
また、ウェーハの表面のうち、分割予定ラインの部分以外の領域にレジスト膜をエッチングマスクとして被覆し、分割予定ラインに沿う領域をプラズマエッチングすることによってウェーハを個々のチップに分割する方法も提案されている（例えば、下記の特許文献２を参照）。
特開平１０−３０５４２０号公報 特開２００６−１２０８３４号公報
上記したようなプラズマエッチングによりウェーハを個々のデバイスに分割する場合は、例えばレジスト膜形成装置を用いてプラズマ耐性を有するレジストをウェーハの表面に塗布して露光、現像工程を経てマスクを形成した後、プラズマエッチング工程を実施して分割予定ラインに沿って溝を形成する。その後、例えばアッシング装置を用いて酸素プラズマによるアッシング処理を行うことにより、レジスト膜を灰化させて除去している。
しかし、レジスト膜の形成とレジスト膜の除去とをそれぞれ実施する際には、上記のように、レジスト膜形成装置、アッシング装置といったそれぞれ異なる装置を使用する必要があるため、ウェーハの処理工程が全体として複雑化し、コストも増大するという問題がある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、効率的にウェーハを個々のチップに分割できるようにすることを目的としている。
本発明は、表面に複数のストリートが形成され、前記複数のストリートによって区画された領域にデバイスが形成されたウェーハを前記ストリートに沿って分割する分割方法において、ウェーハの表面に水溶性保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記ストリートに沿って前記水溶性保護膜を除去しエッチングマスクを形成するマスク形成工程と、前記エッチングマスクを介して前記ストリート部分をプラズマエッチングするプラズマエッチング工程と、前記水溶性保護膜に洗浄水を供給して前記水溶性保護膜を除去する保護膜除去工程と、前記保護膜除去工程後に前記ウェーハの表面側に保護テープを貼着するテープ貼着工程と、前記ウェーハの裏面を研削する研削工程と、を備える。
上記したウェーハはストリートに沿って導電膜を含み、上記マスク形成工程において、上記ストリートに沿ってレーザーを照射し上記導電膜を除去することが望ましい。
上記した水溶性保護膜には、金属酸化物の微粒子が分散されていることが望ましい。金属酸化物としては、例えば、酸化チタン（TiO2）を用いることができる。
本発明の分割方法は、ウェーハの表面に水溶性保護膜を形成する保護膜形成工程と、ストリートに沿って水溶性保護膜を除去しエッチングマスクを形成するマスク形成工程と、水溶性保護膜からなるマスクを介してストリート部分をプラズマエッチングするプラズマエッチング工程と、水溶性保護膜に洗浄水を供給して除去する保護膜除去工程とを備えたため、プラズマエッチング後の保護膜除去の際には、洗浄水を水溶性保護膜に供給するだけでウェーハの表面から水溶性保護膜を容易に除去することができる。
よって、例えばレジスト膜形成装置やアッシング装置などの各種の設備が不要となり、コストを抑えつつ、ウェーハを効率よく個々のチップに分割することが可能となる。
ウェーハの表面において、ストリートに沿って導電膜を含んでいる場合は、マスク形成工程を実施するときに、ストリートに沿ってレーザー照射して該導電膜を除去するため、プラズマエッチング工程においてウェーハを円滑に個々のチップに分割することができる。
上記した水溶性保護膜に、金属酸化物の微粒子（例えばTiO2）が分散されている場合には、水溶性保護膜のレーザービームの吸収性が向上するため、マスク形成工程を実施するときに、ストリート部分に被覆されている水溶性保護膜を容易に除去することができる。
また、金属酸化物が混入された水溶性保護膜は、プラズマに対する耐性も向上するため、ウェーハの表面において水溶性保護膜を薄く形成しても、プラズマエッチングを良好に実施することができる。
保護膜形成工程を示す斜視図である。 水溶性保護膜が形成された状態のウェーハを示す断面図である。 マスク形成工程を示す断面図である。 プラズマエッチング装置の一例を示す斜視図である。 プラズマエッチング工程を示す断面図である。 保護膜除去工程を示す断面図である。 保護テープ貼着工程を示す斜視図である。 研削装置の一例を示す斜視図である。 研削工程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って、円板状の基板１を有している。ウェーハＷの表面Ｗａには複数のストリートＳが形成されており、複数のストリートＳによって区画された領域のそれぞれにデバイスＤが形成されている。表面Ｗａの反対側の面は、研削砥石などにより研削される裏面Ｗｂとなっている。以下では、ウェーハＷを個々のデバイスＤに分割する分割方法について説明する。
（１）保護膜形成工程
図１に示すように、例えばスピンコータ２を用いてウェーハＷの表面Ｗａに水溶性保護膜を形成する。スピンコータ２は、ウェーハＷを保持し回転可能なスピンナーテーブル３を有している。スピンナーテーブル３の下方には、鉛直方向の軸心を有する回転軸４が接続されている。スピンナーテーブル３の上方側には、水溶性保護膜の材料液を噴出するノズル５が配設され、ノズル５の先端は、スピンナーテーブル３側に向いている。
まず、ウェーハＷの裏面Ｗｂ側をスピンナーテーブル３の上面に載置し、ウェーハＷの表面Ｗａを上向きに露出させ、図示しない吸引源の吸引作用によりスピンナーテーブル３でウェーハＷを吸引保持する。その後、図示しないモータが回転軸４を回転させることによってスピンナーテーブル３を例えば矢印Ａ方向に回転させつつ、ノズル５の先端をスピンナーテーブル３に保持されたウェーハＷの表面Ｗａの中央領域上方側に位置づけ、中央領域に向けて所定量の液状樹脂６を噴出する。
液状樹脂６としては、例えば、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）やＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などの水溶性の液状樹脂を使用する。この液状樹脂６には、金属酸化物の微粒子が分散されて混入されていることが望ましい。金属酸化物としては、例えば酸化チタン（TiO2）、酸化亜鉛（ZnO2）の他、遷移金属酸化物を用いてよい。金属酸化物は、液状樹脂６のスポットサイズよりも十分に小さい粒径を有するものが適している。例えば液状樹脂６のスポットサイズが数μｍ〜１ｍｍである場合は、金属酸化物の粒径を例えば１０〜５０［ｎｍ］とするとよい。また、液状樹脂６に対する金属酸化物の濃度は、１〜１０［％］程度、より望ましくは、２〜５［％］とするとよい。
ウェーハＷの表面Ｗａに滴下された液状樹脂６は、スピンナーテーブル３の回転により発生する遠心力によって、ウェーハＷの表面Ｗａ上を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。その後、回転を継続して液状樹脂６を所定の厚さに形成し、回転乾燥させる。必要に応じて、ウェーハＷの表面Ｗａにおいて液状樹脂６を例えばベーキングすることにより硬化させ、図２に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａの全面を覆う水溶性保護膜６ａを形成する。
（２）マスク形成工程
保護膜形成工程を実施した後、図３に示すように、ウェーハＷの上方側に配置されたレーザー照射部３０を用いて水溶性保護膜６ａを除去してエッチングマスクを形成する。まず、図示しない保持テーブルにウェーハＷを保持させた後、レーザー照射部３０と保持テーブルを水平方向に相対的に移動させながら、レーザー照射部３０は、図１に示したストリートＳに対応する領域にレーザービームを照射する。ストリートＳに対応する領域とは、ストリートＳの全域であってもよいし、ストリートＳの一部の領域であってもよい。
マスク形成工程は、例えば下記の加工条件で実施する。
[加工条件]
レーザービーム ：ＹＡＧ／ＹＶＯ４
波長 ：３５５ｎｍ
平均出力 ：０．５Ｗ
繰り返し周波数 ：２００ｋＨｚ
照射スポット径 ：φ１０μｍ
保持テーブルの送り速度 ：１００ｍｍ／ｓ
このような加工条件に基づき、レーザー照射部３０が、ウェーハＷの表面Ｗａのうち、ストリートＳに対応する領域に沿ってレーザービームを照射すると、図２に示した水溶性保護膜６ａのうちストリートＳの上方部分を除去し、ウェーハＷの表面Ｗａにおいて開口部７を形成する。これにより、ウェーハＷの表面Ｗａのうち、ストリートＳに対応する領域以外の領域には、少なくともデバイスＤを覆う水溶性保護膜６ａが残存する。このようにして、ウェーハＷの表面Ｗａに水溶性保護膜６ａからなるエッチングマスクを形成する。
ここで、加工しようとするウェーハＷに、ストリートＳに沿って例えばＴＥＧ（Test Element Group）等の導電膜が形成されている場合には、ストリートＳに沿ってレーザー照射することにより、水溶性保護膜６ａとともに導電膜を除去することが望ましい。これにより、後続のプラズマエッチングプロセスを効率よく行うことができ、後にウェーハＷを個々のデバイスＤに円滑に分割することが可能となる。
なお、マスク形成工程は、レーザー照射による場合に限定されない。例えば切削ブレードを、ストリートＳに対応する領域に沿って切り込ませて切削することにより、ストリートＳに沿って水溶性保護膜６ａを除去してウェーハＷの表面Ｗａにエッチングマスクを形成するようにしてもよい。
（３）プラズマエッチング工程
次に、エッチングマスクを介してウェーハＷのプラズマエッチングを行う。プラズマエッチングには、例えば図４に示すプラズマエッチング装置１０を用いる。プラズマエッチング装置１０は、ガス供給部１１と、エッチング処理部１２とを備えている。ガス供給部１１には、SF６、CF４、Ｃ ２ Ｆ ６ 、Ｃ ２ Ｆ ４ 、Ｃ Ｈ Ｆ ３などのフッ素を含むエッチングガス、Ar等の不活性ガスが蓄えられている。
エッチング処理部１２は、ウェーハＷを収容し、ガス供給部１１から供給されるエッチングガスをプラズマ化してウェーハＷをエッチングする構成となっている。具体的には、エッチング処理部１２は、プラズマエッチングが行われるチャンバ１３を備え、チャンバ１３の上部側からエッチングガス供給部１４を収容するとともに、エッチングしようとするウェーハＷを保持するチャックテーブル１６を下部側から収容した構成となっている。
エッチングガス供給手段１４は、チャックテーブル１６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１４０がチャンバ１３に対して軸受け１４１を介して昇降自在に挿通されており、内部にはガス供給部１１に連通するとともに下端において開口する流路１４２が形成されている。
エッチングガス供給手段１４は、昇降手段１５によって駆動されて昇降可能となっている。昇降手段１５は、モータ１５０と、モータ１５０に接続されたボールネジ１５１と、ボールネジ１５１に螺合したナットを有する昇降部１５２とを備えており、モータ１５０に駆動されてボールネジ１５１が回動することにより昇降部１５２が昇降し、昇降部１５２の昇降にともないエッチングガス供給部１４が昇降する構成となっている。
チャックテーブル１６は、軸部１６０が軸受け１６１を介して回動可能に挿通されており、内部には吸引源１６３に連通する吸引路１６４及び冷却部１６５に連通する冷却路１６６が形成されており、吸引路１６４はチャックテーブル１６の上面において開口している。
チャンバ１３の下部には、ガス排出部１８に連通する排気口１７が形成されており、排気口１７から使用済みのガスを排出することができる。また、エッチングガス供給手段１４及びチャックテーブル１６には高周波電源１９が接続され、チャックテーブル１６とエッチングガス供給手段１４との間に高周波電圧を印加し、エッチングガスをプラズマ化することができる。高周波電圧としてはエッチングガスをエッチングに適した状態に解離でき、また十分な数のエッチング種を得ることができる周波数、パワーを選択すればよい。図示しないバイアス高周波電圧供給手段をそなえる。
プラズマエッチング装置１２を用いてウェーハＷに対してプラズマエッチングを行う際には、ウェーハＷをチャンバ１３の内部に搬入してチャックテーブル１６において表面Ｗａ側を上向きにして保持させる。続いて、エッチングガス供給手段１４を下降させ、その状態でガス供給部１１から流路１４２にエッチングガスを供給し、エッチングガス供給手段１４の下面の噴出部１４３からエッチングガスを噴出させ、所定の圧力に調圧した後に、高周波電源１９からエッチングガス供給手段１４とチャックテーブル１６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。ウェーハにバイアス高周波電圧を印加して、イオンをウェーハに引き込んでエッチングする。
エッチング条件の一例は以下の通りである。
Figure 2016207737
＃１〜＃３を数十サイクル繰り返してエッチングする。
プラズマ励起用、バイアス印加用共に周波数は13.56MHｚとした。
これにより、図５に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａのうち、水溶性保護膜６ａが被覆されていない部分、すなわち、ウェーハＷの表面Ｗａにおける開口部７の下方のみをエッチングして所望の深さの溝８を形成する。このとき、ウェーハＷの表面Ｗａに被覆されている水溶性保護膜６ａに金属酸化物が混入されている場合は、プラズマに対する耐性が向上するため、マスクの膜減りが抑制され、エッチング中に水溶性保護膜６ａもエッチングされてウェーハＷの表面Ｗａが露出するのを防ぐことができる。そして、あらかじめ設定した時間が経過し、図１に示したウェーハＷaにエッチングが施されて溝８が所定の深さに形成された時点で、プラズマエッチングを終了する。
（４）保護膜除去工程
次に、図５に示したウェーハＷの表面Ｗａに被覆されている水溶性保護膜６ａを除去する。具体的には、図６に示すように、ウェーハＷの上方側に配置された水供給部３１が、ウェーハＷの表面Ｗａに向けて洗浄水を供給する。これにより、水溶性保護膜６ａが洗浄水によって溶解し、表面Ｗａが露出した状態のウェーハＷが残存する。なお、洗浄水としては、例えば純水を用いることができる。
（５）保護テープ貼着工程
保護膜除去工程を実施した後、図７に示すように、ウェーハＷの表面Ｗａ側に保護テープ９を貼着する。このようにウェーハＷと保護テープ９とを一体に形成して後記の研削時にデバイスＤを保護する。保護テープ９の材質などは特に限定されるものでなく、例えば粘着性テープを用いる。
（６）研削工程
ウェーハＷの裏面Ｗｂ側を研削して薄化する。ウェーハＷを研削する研削装置としては、例えば図８に示す研削装置２０を用いることができる。研削装置２０は、Ｙ軸方向に延在する装置ベース２００と、Ｙ軸方向後部側の装置ベース２００においてＺ軸方向に立設されたコラム２０１とを有する。装置ベース２００には、ウェーハＷを保持する保持面２２ａを有するチャックテーブル２２が配設されている。チャックテーブル２２の周囲は、カバー２１によってカバーされており、カバー２１とともにチャックテーブル２２がＹ軸方向に往復移動可能となっている。
コラム２０１の側方には、昇降手段２４を介してウェーハに対して研削を行う研削手段２３が配設されている。研削手段２３は、Ｚ軸方向の軸心を有するスピンドル２３０と、スピンドル２３０を回転可能に囲繞するスピンドルハウジング２３１と、スピンドル２３０の下端においてマウント２３２を介して装着された研削ホイール２３３と、研削ホイール２３３の下部において環状に固着された複数の研削砥石２３４とを備えている。研削手段２０は、モータによる駆動によって研削ホイール２３３を所定の回転速度で回転させることができる。
研削送り手段２４は、Ｚ軸方向にのびるボールネジ２４１と、ボールネジ２４１の一端に接続されたモータ２４０と、ボールネジ２４１と平行にのびる一対のガイドレール２４２と、一方の面がスピンドルハウジング２３１を支持する支持部２５に連結された昇降部２４３とを備えている。昇降部２４３の他方の面には一対のガイドレール２４２が摺接し、昇降部２４３の中央部に形成されたナットにはボールネジ２４１が螺合している。そして、モータ２４０が駆動されてボールネジ２４１が回動すると、一対のガイドレール２４２に沿って昇降部２４２をＺ軸方向に昇降させて研削手段２０をＺ軸方向に昇降させることができる。
ウェーハＷの裏面Ｗｂを研削するときは、図８に示すように、ウェーハＷの裏面Ｗｂを上向きに露出させ、チャックテーブル２２の保持面２２ａに保護テープ９側を載置して吸引保持する。チャックテーブル２２を回転させながら、カバー２１とともにチャックテーブル２２を研削手段２３の下方に移動させる。
次いで、スピンドル２３０が回転することにより研削ホイール２３３を回転させながら、研削送り手段２４がウェーハＷの裏面Ｗｂに接近する方向に研削手段２３を下降させ、回転する研削砥石２３４を裏面Ｗｂに接触させて研削を行う。そして、図９に示すように、少なくとも溝８が表出する深さ位置Ｐまで研削砥石２３４を研削送りして研削を続けることにより、ウェーハＷを個々のデバイスＤ付きのチップに分割する。
このように、本発明の分割方法では、ウェーハＷの表面Ｗａに水溶性保護膜６ａによりマスクを形成するので、プラズマエッチング工程後保護膜除去工程を実施するときに、水供給部３１から洗浄水を水溶性保護膜６ａに供給するだけでウェーハＷの表面Ｗａに被覆されている水溶性保護膜６ａを容易に除去することができる。よって、例えばレジスト膜形成装置やアッシング装置などの各種の設備が不要となり、ウェーハＷの処理工程を簡素化してコストを削減することができる。
上記した水溶性保護膜６ａに金属酸化物の微粒子が分散されて混入されている場合は、水溶性保護膜６ａのレーザービームの吸収性が向上するため、マスク形成工程を実施するときに、ストリートＳ上の水溶性保護膜６ａを効率的に除去することが可能となる。
また、金属酸化物が混入された水溶性保護膜６ａは、金属酸化物を混入していないものに比べプラズマに対する耐性も向上する。よって、ウェーハＷの表面Ｗａにおいて水溶性保護膜６ａを例えば４μｍ程度に薄く形成しても、プラズマエッチング工程を良好に実施することができる。また、プラズマエッチング中にウェーハＷの表面Ｗａから水溶性保護膜６ａが剥がれるおそれが低減される。さらに、水溶性保護膜６ａに金属酸化物を含まない場合は、マスクとしての厚さが１０〜２０［μｍ］は必要であるが、TiO2などの金属酸化物を加えることで、その厚さを薄くすることが可能となるため、コストを低減することができるとともに、保護膜除去工程における水溶性保護膜６ａの除去を容易に行うことができる。
本実施形態は、プラズマエッチング工程を実施した後にウェーハＷの裏面Ｗｂを研削する研削工程を実施した場合について説明したが、ウェーハＷを所望の厚みに研削した後に、プラズマエッチングによってウェーハＷを個々のチップに分割してもよい。すなわち、保護テープ貼着工程と研削工程とを順次実施してウェーハＷの裏面ＷｂをウェーハＷが所望の厚みになるよう研削した後、保護膜形成工程とマスク形成工程とを順次実施して表面Ｗａに水溶性保護膜からなるエッチングマスクを形成する。そして、プラズマエッチング工程を実施することにより、薄化されたウェーハＷを完全切断して個々のチップに分割することも可能である。この場合においても、プラズマエッチング後のウェーハＷの表面Ｗａに洗浄水を供給することにより、水溶性保護膜を容易に除去することができる。
また、ウェーハＷのストリートＳに沿ってその内部にレーザービームを集光して改質層を形成した後、上記保護膜形成工程、マスク形成工程、プラズマエッチング工程及び保護膜除去工程を順次実施するようにしてもよい。この場合は、プラズマエッチング工程において、改質層に達する所望の深さの溝を形成して分割してもよいし、また、必要に応じウェーハＷの裏面にテープ等を貼着し、そのテープを放射状に伸張させてウェーハＷに対して面方向に拡張する力を加えることで、ウェーハＷを個々のデバイスＤごとのチップに分割してもよい。
１：基板 ２：スピンコータ ３：スピンナーテーブル ４：回転軸
５：ノズル ６：液状樹脂 ６ａ：水溶性保護膜 ７：開口部 ８：溝 ９：保護テープ
１０：プラズマエッチング装置 １１：ガス供給部 １２：エッチング処理部
１３：チャンバ １４：エッチングガス供給手段 １４０：軸部
１４１：軸受け部 １４２：流路
１５：昇降手段 １５０：モータ １５１：ボールネジ １５２：昇降部
１６：チャックテーブル １６０：軸部 １６１：軸受け部
１６３：吸引源 １６４：吸引路 １６５：冷却部 １６６：冷却路
１７：排気口 １８：ガス排出部 １９：高周波電源
２０：研削装置 ２００：装置ベース ２０１：コラム
２１：カバー ２２：チャックテーブル ２２ａ：保持面
２３：研削手段 ２３０：スピンドル ２３１：スピンドルハウジング
２３２：マウント ２３３：研削ホイール ２３４：研削砥石
２４：研削送り手段 ２４０：モータ ２４１：ボールネジ ２４２：ガイドレール
２４３：昇降部 ２５：支持部
３０：レーザー照射部 ３１：水供給部

Claims (4)

  1. 表面に複数のストリートが形成され、前記複数のストリートによって区画された領域にデバイスが形成されたウェーハを前記ストリートに沿って分割する分割方法において、
    ウェーハの表面に水溶性保護膜を形成する保護膜形成工程と、
    前記ストリートに沿って前記水溶性保護膜を除去しエッチングマスクを形成するマスク形成工程と、
    前記エッチングマスクを介して前記ストリート部分をプラズマエッチングするプラズマエッチング工程と、
    前記水溶性保護膜に洗浄水を供給して前記水溶性保護膜を除去する保護膜除去工程と、
    前記保護膜除去工程後に前記ウェーハの表面側に保護テープを貼着するテープ貼着工程と、
    前記ウェーハの裏面を研削する研削工程と、を備えるウェーハの分割方法。
  2. 前記ウェーハはストリートに沿って導電膜を含み、
    前記マスク形成工程において、前記ストリートに沿ってレーザーを照射し前記導電膜を除去する請求項１に記載の分割方法。
  3. 前記水溶性保護膜は、金属酸化物の微粒子が分散される請求項１または２に記載の分割方法。
  4. 前記金属酸化物は、TiO2である請求項３に記載の分割方法。
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