JP6166034B2 - ウエーハの加工方法 - Google Patents
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Description
ウエーハに形成されたストリートに沿ってウエーハを構成する機能層の表面側からレーザー光線を照射し、ストリートに沿って機能層を除去する機能層除去工程と、
機能層除去工程が実施されたウエーハを構成する機能層の表面におけるストリートを除く領域にレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、
該レジスト膜被覆工程が実施されたウエーハに対してプラズマエッチングすることにより該ウエーハの基板に分割溝を形成する工程であって、該機能層除去工程においてレーザー光線が照射されることによりストリートの上面に形成された変質層を、等方性を有するプラズマによってエッチングして除去すると共に、該変質層が除去された後に、異方性を有するプラズマによって機能層及び該変質層が除去されたストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さまでエッチングして分割溝を形成するプラズマエッチング工程と、
該プラズマエッチング工程が実施されたウエーハを構成する機能層の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面を研削し、基板をデバイスの仕上がり厚さに形成することにより該分割溝を表出せしめてウエーハを個々のデバイスに分割する裏面研削工程と、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。
上記機能層除去工程を実施する前に、ウエーハを構成する機能層の表面に液状樹脂を塗布して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施し、該機能層除去工程を実施した後でレジスト膜被覆工程を実施する前に該保護膜を除去することが望ましい。
上記裏面研削工程を実施した後に、ウエーハを構成する基板の裏面を環状のフレームに装着された粘着テープの表面に貼着するとともにウエーハを構成する機能層の表面に貼着された保護部材を剥離するウエーハ支持工程を実施する。
図2の(a)および(b)に示す保護膜形成工程においては、先ず保護膜被覆装置3のスピンナーテーブル31に半導体ウエーハ2を構成するシリコン基板20の裏面20b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、スピンナーテーブル31上に半導体ウエーハ2を吸引保持する。従って、スピンナーテーブル31上に保持された半導体ウエーハ2は、図2の(a)に示すように半導体ウエーハ2を構成する機能層21の表面21aが上側となる。このようにしてスピンナーテーブル31上に半導体ウエーハ2を吸引保持したならば、図2の(a)に示すように液状樹脂供給ノズル32の噴出口321をスピンナーテーブル31上に保持された半導体ウエーハ2の中心部に位置付け、図示しない液状樹脂供給手段を作動して、液状樹脂供給ノズル32の噴出口321から液状樹脂300を所定量滴下する。なお、液状樹脂300は、例えばPVA(Poly Vinyl Alcohol)、PEG(Poly Ethylene Glycol)、PEO(Poly Ethylene Oxide)等の水溶性が望ましい。そして、液状樹脂300の供給量は、例えば直径が200mmのウエーハの場合、10〜20ミリリットル(ml)程度でよい。
この機能層除去工程は、先ず上述した図3に示すレーザー加工装置4のチャックテーブル41上に半導体ウエーハ2を構成するシリコン基板20の裏面20b側を載置し、該チャックテーブル41上に半導体ウエーハ2を吸着保持する。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、機能層21の表面21aに形成された保護膜310が上側となる。
レーザー光線の光源 :YVO4レーザーまたはYAGレーザー
波長 :355nm
繰り返し周波数 :10〜100kHz
出力 :4〜10W
集光スポット径 :φ30〜φ100μm
加工送り速度 :50〜200mm/秒
このレジスト膜被覆工程は、先ず図5の(a)に示すように上記保護膜除去工程が実施された半導体ウエーハ2を構成する機能層21の表面21aにポジ型ホトレジストを塗布しホトレジスト膜5を形成する(ホトレジスト塗布工程)。次に、半導体ウエーハ2を構成する機能層21の表面21aに形成されたホトレジスト膜5の非エッチング領域としてのストリート23を除く領域にマスキングをしてホトレジスト膜5を露光し(露光工程)、露光されたホトレジスト膜5をアルカリ溶液によって現像する(現像工程)。この結果、図5の(b)に示すようにホトレジスト膜5における露光されたストリート23に対応する領域が除去される。従って、半導体ウエーハ2を構成する機能層21の表面21aには、ストリート23を除く領域にホトレジスト膜5が被覆されたことになる。
先ずゲート作動手段63を作動してゲート62を図6において下方に移動せしめ、ハウジング61の右側側壁614に設けられた開口614aを開ける。次に、図示しない搬出入手段によって上述したレジスト膜被覆工程が実施された半導体ウエーハ2を開口614aからハウジング61によって形成される密閉空間61aに搬送し、下部電極65を構成する被加工物保持部651の吸着保持部材653上に半導体ウエーハ2を構成するシリコン基板20の裏面20b側を載置する。このとき、昇降駆動手段72を作動して上部電極66を上昇せしめておく。そして、吸引手段69を作動して上述したように室651bに負圧を作用することにより、吸着保持部材653上に載置された半導体ウエーハ2は吸引保持される。従って、吸着保持部材653上に保持された半導体ウエーハ2は、機能層21の表面にストリート23を除く領域に被覆されたホトレジスト膜5が上側となる。
変質層除去工程を実施するには、SF6ガス供給手段73を作動しプラズマ発生用のSF6ガスを上部電極66に供給する。SF6ガス供給手段73から供給されたSF6ガスは、支持部662に形成された連通路662aおよびガス噴出部661に形成された連通路661bを通して複数の噴出口661aから下部電極65の吸着保持部材653上に保持された半導体ウエーハ2を構成する機能層21(表面にストリート23を除く領域にホトレジスト膜5が被覆されている)に向けて噴出される。そして、密閉空間61a内を所定のガス圧力(例えば20Pa)に維持する。このように、プラズマ発生用のSF6ガスを供給した状態で、高周波電源68から下部電極65に例えば100Wの高周波電力を印加するとともに上部電極66に例えば2000Wの高周波電力を印加する。これにより、下部電極65と上部電極66との間の空間にSF6ガスからなる等方性を有するプラズマが発生し、このプラズマ化した活性物質が上記機能層除去工程を実施することによりストリート23に沿って機能層21が除去されたシリコン基板20に作用するので、図7の(a)に示すように機能層除去工程においてストリート23の両側に形成された変質層24がエッチングされて除去される。
密閉空間61a内の圧力 :20Pa
高周波電力 :下部電極:100W、上部電極:2000W
SF6ガス供給量 :1.5リットル/分
エッチング処理時間 :1分
分割溝形成工程は、SF6ガス供給手段73とC4F8ガス供給手段74を交互に作動しプラズマ発生用のSF6ガスとC4F8ガスを上部電極66に供給する。SF6ガス供給手段73から供給されたSF6ガスとC4F8ガス供給手段74から供給されたC4F8ガスは、支持部662に形成された連通路662aおよびガス噴出部661に形成された連通路661bを通して複数の噴出口661aから下部電極65の吸着保持部材653上に保持された半導体ウエーハ2を構成する機能層21(表面にストリート23を除く領域にホトレジスト膜5が被覆されている)に向けて交互に噴出される。そして、密閉空間61a内を所定のガス圧力(例えば20Pa)に維持する。このように、プラズマ発生用のSF6ガスとC4F8ガスを交互に供給した状態で、高周波電源68から下部電極65に例えば50Wの高周波電力を印加するとともに上部電極66に例えば3000Wの高周波電力を印加する。これにより、下部電極65と上部電極66との間の空間にSF6ガスとC4F8ガスからなる異方性を有するプラズマが発生し、このプラズマ化した活性物質が変質層除去工程を実施することによりストリート23の両側に形成された変質層24がエッチングされて除去されたシリコン基板20に作用するので、図7の(b)に示すようにシリコン基板20には裏面20bに向けて分割溝200が形成される。この分割溝200の深さは、例えば350μmに設定されている。
密閉空間61a内の圧力 :20Pa
高周波電力 :下部電極:50W、上部電極:3000W
SF6ガス供給量 :1.0リットル/分
C4F8ガス供給量 :0.7リットル/分
SF6ガス供給間隔 :2秒間隔で1秒間供給
C4F8ガス供給間隔 :1秒間隔で2秒間供給
エッチング処理時間 :20分
20:基板
21:機能層
22:デバイス
23:ストリート
3:保護膜被覆装置
31:スピンナーテーブル
32:液状樹脂供給ノズル
4:レーザー加工装置
41:レーザー加工装置のチャックテーブル
42:レーザー光線照射手段
5:ホトレジスト膜
6:プラズマエッチング装置
65:下部電極
66:上部電極
73:SF6ガス供給手段
74:C4F8ガス供給手段
8:保護テープ
9:研削装置
91:研削装置のチャックテーブル
92:研削手段
F:環状のフレーム
T:粘着テープ
Claims (4)
- 基板の表面に積層された機能層によってデバイスが形成されたウエーハを、該デバイスを区画する複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハに形成されたストリートに沿ってウエーハを構成する機能層の表面側からレーザー光線を照射し、ストリートに沿って機能層を除去する機能層除去工程と、
機能層除去工程が実施されたウエーハを構成する機能層の表面におけるストリートを除く領域にレジスト膜を被覆するレジスト膜被覆工程と、
該レジスト膜被覆工程が実施されたウエーハに対してプラズマエッチングすることにより該ウエーハの基板に分割溝を形成する工程であって、該機能層除去工程においてレーザー光線が照射されることによりストリートの上面に形成された変質層を、等方性を有するプラズマによってエッチングして除去すると共に、該変質層が除去された後に、異方性を有するプラズマによって機能層及び該変質層が除去されたストリートに沿ってデバイスの仕上がり厚さに相当する深さまでエッチングして分割溝を形成するプラズマエッチング工程と、
該プラズマエッチング工程が実施されたウエーハを構成する機能層の表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材貼着工程が実施されたウエーハを構成する基板の裏面を研削し、基板をデバイスの仕上がり厚さに形成することにより該分割溝を表出せしめてウエーハを個々のデバイスに分割する裏面研削工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。 - 該プラズマエッチング工程は、SF6を用いてストリートの上面に形成された変質層をエッチング除去する変質層除去工程と、SF6とC4F8とを交互に用いて該分割溝を形成する分割溝形成工程とを含んでいる、請求項1記載のウエーハの加工方法。
- 該機能層除去工程を実施する前に、ウエーハを構成する機能層の表面に液状樹脂を塗布して保護膜を形成する保護膜形成工程を実施し、該機能層除去工程を実施した後でレジスト膜被覆工程を実施する前に該保護膜を除去する、請求項1又は2記載のウエーハの加工方法。
- 該裏面研削工程を実施した後に、ウエーハを構成する基板の裏面を環状のフレームに装着された粘着テープの表面に貼着するとともにウエーハを構成する機能層の表面に貼着された保護部材を剥離するウエーハ支持工程を実施する、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。
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