JP6346786B2 - エッチング方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウェーハに対してエッチングを施すエッチング方法に関する。

格子状の分割予定領域によって区画され表面に複数のデバイスを有するウェーハを分割して個々のデバイスごとのチップとする方法としては、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、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、上記したようなプラズマダイシングにおいては、レジストを塗布する塗布装置、マスクパターンを転写する露光装置、露光用マスク、現像処理を行う現像装置等、様々な設備等が必要となる上、処理工程も煩雑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、エッチングをより簡易的に行うことを目的としている。

本発明は、エッチング領域と非エッチング領域とを備えた被加工物のエッチング方法であって、該非エッチング領域のみに保護膜を形成する保護膜形成ステップと、該保護膜形成ステップを実施した後、被加工物にエッチングを施して被加工物の該エッチング領域をエッチングするエッチングステップと、を備え、被加工物は、表面に形成された複数のデバイスと、該デバイスが複数形成されたデバイス領域を区画する複数のストリートとを有し、該非エッチング領域は該デバイス領域であり、該エッチング領域は該ストリートであり、該保護膜形成ステップは、該液状の保護膜剤を微小液滴として噴射して該デバイス領域の外周縁に沿った土手を形成する第一工程と、該第一工程を実施した後、該土手の内周側に該保護膜剤を供給して該デバイス領域に保護膜を形成する第二工程と、を含み、該非エッチング領域の少なくとも一部に液状の保護膜剤を微小液滴として噴射して該保護膜を形成する。

本発明にかかるエッチング方法は、保護膜形成ステップにおいて、被加工物のうちエッチングを施したくない非エッチング領域の少なくとも一部に液状の保護膜剤を微小液滴として噴射するため、被加工物の表面全面に保護膜を形成する必要がなく、保護膜剤の使用量を抑えることができる。また、被加工物のマスクパターンを転写する露光装置、露光用マスク、現像処理を行う現像装置等様々な設備が不要となるため、現像液も現像時間も不要となり、エッチングの処理工程を簡素化して処理時間を大幅に短縮することができる。

さらに、保護膜形成ステップが、液状の保護膜剤を微小液滴として噴射してデバイス領域の外周縁に沿った土手を形成する第一工程と、土手の内周側に保護膜剤を供給してデバイス領域に保護膜を形成する第二工程とを含むため、ストリート上に余分な保護膜を形成することなく、土手で囲まれたデバイス領域のみに保護膜を確実に形成することができ、デバイス領域がエッチングされるのを確実に防ぐことができる。

ウェーハの一例を示す斜視図である。 ウェーハを示す拡大断面図である。 保護膜形成ステップを示す断面図である。 保護膜形成ステップを実施した後のウェーハを示す拡大断面図である。 ストリートのエッジを示す拡大平面図である。 エッチングステップを示す拡大断面図である。 保護膜形成ステップの第一工程を示す拡大断面図である。 第一工程実施後のウェーハを示す拡大平面図である。 保護膜形成ステップの第二工程を示す拡大断面図である。 第二工程実施後のウェーハを示す拡大平面図である。 第二工程実施後のウェーハに対するエッチングステップを示す拡大断面図である。

１ ウェーハの構成
図１に示すウェーハＷは、被加工物の一例であって、その表面Ｗａには、複数のデバイスＤと、デバイスＤがそれぞれ形成されたデバイス領域を区画する複数の格子状のストリートＳとを有している。ウェーハＷの表面Ｗａと反対側の面にある裏面Ｗｂには、デバイスＤが形成されていない。以下では、ウェーハＷに対してエッチングを施す方法について説明する。このウェーハＷは、図２に示す表面ＷａにデバイスＤが形成されたデバイス領域が、ウェーハＷに対してエッチングを施したくない非エッチング領域Ａ１となっている。一方、ウェーハＷの表面ＷａにストリートＳが形成された領域が、ウェーハＷに対してエッチングを施すべきエッチング領域Ａ２となっている。

２ エッチング方法の第一例
保護膜形成ステップ
まず、図３に示すように、例えばウェーハＷの上方側に配置されたインクジェットノズル１を用いてデバイスＤが形成されたデバイス領域（非エッチング領域Ａ１）のみに保護膜を形成する。インクジェットノズル１は、その先端に形成された噴射口１ａと、図示しないピエゾ素子とを有しており、ピエゾ素子の振動によって液状の保護膜剤を微小液滴として噴射口１ａから噴射させることができる。なお、インクジェットノズル１はこの構成に限られるものではない。

ウェーハＷの表面Ｗａに保護膜を形成する際には、噴射口１ａを下向きにしてインクジェットノズル１をデバイスＤの上方側に位置づけ、噴射口１ａから液状の保護膜剤２を微小液滴としてデバイスＤが形成されたデバイス領域に向けて噴射し、図４に示すように、デバイスＤの表面全域に保護膜３を形成する。次いで、全てのデバイス領域に対し保護膜剤２の噴射を繰り返し行い、図２で示した非エッチング領域Ａ１のみに保護膜３を形成する。

デバイスＤが形成されたデバイス領域のみに向けて微小液滴を噴射するため、図４に示すように、ストリートＳ上に保護膜３が形成されることはなく、ストリートＳは露出した状態となっている。なお、図５に示すように、幅Ｌを有するストリートＳの幅方向全体を確実に露出させたい場合には、ストリートＳの幅方向の端部であるエッジＳ１（デバイスＤとの境界）に露光及び現像を施すことにより、エッジＳ１に被覆された保護膜３を除去することが望ましい。

エッチングステップ
保護膜形成ステップを実施した後、図６に示すように、表面ＷａのストリートＳ（図２に示すエッチング領域Ａ２）に沿ってエッチングを施す。エッチングステップは、例えば特開２００４−２４７４５４号公報で開示されるプラズマエッチング装置を用いて実施してもよいし、異なるエッチング装置を用いて実施してもよい。ここで、ウェーハＷの基板がシリコンで形成され、深さ１００μｍのエッチング溝を形成する場合には、下記のエッチング条件Ａ及びエッチング条件Ｂに基づいてエッチングを実施する。

［エッチング条件Ａ］
エッチングガス：SF6
処理圧力：１０［Ｐａ］
ガス供給量：１５００［cc／分］
プラズマ発生部に印加する高周波電力：３０００［Ｗ］
基板側に印加する高周波電力：３００［Ｗ］

［エッチング条件Ｂ］
エッチングガス：C4F8
処理圧力：１０［Ｐａ］
ガス供給量：１０００［cc／分］
プラズマ発生部に印加する高周波電力：３０００［Ｗ］
基板側に印加する高周波電力：０［Ｗ］

図６（ａ）に示すように、ウェーハＷの上方に配置されたガス供給部１０は、エッチング条件Ａに基づいて、ストリートＳに向けてSF6からなるエッチングガスを処理圧力（１０Pa）で例えば０．６秒間噴射する。続いて、ガス供給部１０は、エッチング条件Ａをエッチング条件Ｂに変えてストリートＳに向けてC4F8からなるエッチングガスを処理圧力（１０Pa）で例えば０．４秒間噴射する。このようにエッチング条件Ａに基づく０．６秒のエッチングとエッチング条件Ｂに基づく０．４秒のエッチングとを交互に繰り返し行い、ウェーハＷのストリートＳに沿って４分間エッチングする。その結果、図６（ｂ）に示すように、ウェーハＷには、ストリートＳに沿った溝１１が形成される。このようにエッチング条件Ａとエッチング条件Ｂとを交互に繰り返して行うことによって、エッチング条件Ａのもとではシリコンが高速にエッチングされ、エッチング条件Ｂのもとではエッチングされた部分の側壁に保護膜が形成されることから、溝１１の形成を高速に行うことができる。

エッチングステップの条件Ａで用いるエッチングガスとしては、SF6のほか、NF３やXeF２を用いてもよく、ウェーハＷの材質に応じて使用するエッチングガスを適宜選定する。

ストリートＳに沿った溝１１を形成した後、例えば光励起アッシングやプラズマアッシングを実施して保護膜３のみをデバイスＤから除去する。具体的には、例えばオゾン等ガスが充填したアッシング装置の処理室内にウェーハＷを搬送し、該処理室内でウェーハＷに向けて紫外線照射等を行い、レジストとガスとの化学反応を利用して保護膜３のみをデバイスＤから除去する。

また、アッシングのほか、ウェーハＷを洗浄することで保護膜３を除去してもよい。この場合は、例えば純水の水蒸気と窒素との混合流体や、ドライアイス粒と高圧エアーとの混合流体をウェーハＷの表面Ｗａに向けて噴射しデバイスＤから保護膜３を剥離する。

デバイスＤから保護膜３を除去した後は、図６（ｂ）に示すウェーハＷの裏面Ｗｂを研削砥石によって研削することによって溝１１を表出させてウェーハＷを個々のチップに分割してもよいし、ブレーキング装置によってウェーハＷを個々のチップに分割してもよい。また、溝１１を形成するのではなく、上記エッチングステップにおけるエッチングによりフルカットしてウェーハＷを個々のチップに分割してもよい。

このように、エッチング方法の第一例では、保護膜形成ステップにおいて、ウェーハＷの表面ＷａのうちデバイスＤが形成されたデバイス領域（非エッチング領域Ａ１）のみに保護膜３を形成するため、保護膜剤の使用量を抑えることができる。また、ウェーハＷの表面Ｗａ全面に保護膜３を形成しないため、レジストを塗布する塗布装置、マスクパターンを転写する露光装置、露光用マスク、現像処理を行う現像装置等の設備が不要となる。そのため、現像液も現像時間も不要となり、エッチングの処理工程を簡素化して処理時間の短縮やコスト削減が可能となる。

３ エッチング方法の第二例
保護膜形成ステップ
本例では、保護膜形成ステップを、以下に示す第一工程と第二工程とに分ける。

（１−１）第一工程
図７に示すように、上記したインクジェットノズル１と同様の構成を有するインクジェットノズル４を用いて第一工程を実施する。具体的には、噴射口４ａを下向きにしてインクジェットノズル４をデバイスＤの上方側に位置づけ、噴射口４ａから液状の保護膜剤５を微小液滴としてデバイス領域の一部である外周縁Ｄ１に沿って噴射する。このようにして保護膜剤５を外周縁Ｄ１に堆積させて土手６を形成する。そして、全てのデバイス領域の外周縁Ｄ１に沿って保護膜剤５の噴射を繰り返し行い、該外周縁Ｄ１に沿った土手６を形成する。土手６の内周側には凹部が形成され、図８に示すように、第一工程時は、デバイスＤの表面が露出した状態となっている。

（１−２）第二工程
第一工程を実施した後、ポッティングによってデバイス領域に保護膜を形成する第二工程を実施する。具体的には、図９に示すように、吐出口８ａを下向きにしてポッティング用ノズル８をデバイスＤの上方に位置づけ、吐出口８ａから液状の保護膜剤７ａを滴下して土手６の内周側に向けて供給する。

土手６の内周側の凹部に保護膜剤７ａが溜まることで、デバイスＤの表面全域に保護膜７を形成することができる。この際、土手６の内周側に供給された保護膜剤７ａは、周囲の土手６によって塞き止められてストリートＳに流れることがないため、ストリートＳ上に保護膜７が形成されることはない。このようにして、図１０に示すように、図８に示した各土手６に囲まれた各デバイスＤのデバイス領域に対して保護膜剤７ａの供給を繰り返し行い、図２で示した非エッチング領域Ａ１のみに保護膜７を形成する。なお、ポッティングのほか、スクリーン印刷によって保護膜７を非エッチング領域Ａ１にのみ形成するようにしてもよい。

（２）エッチングステップ
保護膜形成ステップを実施した後、図１１に示すように、ストリートＳ（図２に示すエッチング領域Ａ２）に沿って上記エッチング方法の第一例のエッチングステップと同様のエッチングを施す。すなわち、図１１（ａ）に示すように、ウェーハＷの上方に配置されたガス供給部１０ａは、エッチング条件Ａに基づいて、ストリートＳに向けてSF6からなるエッチングガスを処理圧力（１０Pa）で例えば０．６秒間噴射する。続いて、ガス供給部１０ａは、エッチング条件Ａをエッチング条件Ｂに変えてストリートＳに向けてC4F8からなるエッチングガスを処理圧力（１０Pa）で例えば０．４秒間噴射する。このようにエッチング条件Ａに基づく０．６秒のエッチングとエッチング条件Ｂに基づく０．４秒のエッチングとを交互に繰り返し行い、ウェーハＷのストリートＳに沿って４分間エッチングする。その結果、図１１（ｂ）に示すように、ウェーハＷには、ストリートＳに沿った溝１１ａが形成される。

ストリートＳに沿った溝１１ａを形成した後は、上記エッチング方法の第一例と同様に、アッシングや洗浄を実施してデバイスＤから保護膜７及び土手６を除去し、その後、ウェーハＷを個々のチップに分割する。

以上のとおり、エッチング方法の第二例では、保護膜形成ステップの第一工程を実施してデバイス領域の外周縁Ｄ１に沿って保護膜剤５を微小液滴として噴射して土手６を形成した後、保護膜形成ステップの第二工程を実施して土手６の内周側に液状の保護膜剤５ａを供給するため、土手６で囲まれたデバイス領域（非エッチング領域Ａ１）のみに保護膜７を確実に形成することができる。よって、ストリートＳ上に余分な保護膜を形成することがなくなり、デバイス領域がエッチングされるのを確実に防ぐことができる。

図１に示したデバイスＤを構成する機能層（例えばlow-k膜やTEG）が、ストリートＳ上に延在している場合には、第一例、第二例のいずれにおいても、エッチングステップを実施する前に、例えばサンドブラストを実施して該機能層を分断するようにしてもよい。

なお、ウェーハＷは、ストリートＳが格子状に形成されているものには限られない。例えば、デバイスが多角形状に形成されストリートＳが屈曲して形成されていたり、ストリートＳが曲線状に形成されていたりしてもよい。

１：インクジェットノズル ２：保護膜剤 ３：保護膜
４：インクジェットノズル ５，５ａ：保護膜剤 ６：土手
７：保護膜 ７ａ：保護膜剤 ８：ポッティング用ノズル ８ａ：吐出口
１０，１０ａ：ガス供給部 １１，１１ａ：溝

Claims (1)

1. エッチング領域と非エッチング領域とを備えた被加工物のエッチング方法であって、
   該非エッチング領域のみに保護膜を形成する保護膜形成ステップと、
   該保護膜形成ステップを実施した後、被加工物にエッチングを施して被加工物の該エッチング領域をエッチングするエッチングステップと、を備え、
   被加工物は、表面に形成された複数のデバイスと、該デバイスが複数形成されたデバイス領域を区画する複数のストリートとを有し、
   該非エッチング領域は該デバイス領域であり、
   該エッチング領域は該ストリートであり、
   該保護膜形成ステップは、該液状の保護膜剤を微小液滴として噴射して該デバイス領域の外周縁に沿った土手を形成する第一工程と、
   該第一工程を実施した後、該土手の内周側に該保護膜剤を供給して該デバイス領域に保護膜を形成する第二工程と、
   を含み、
   該非エッチング領域の少なくとも一部に液状の保護膜剤を微小液滴として噴射して該保護膜を形成する被加工物のエッチング方法。

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