JP6990070B2 - 加工方法 - Google Patents
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Description
本発明は、表面にデバイスが形成されたデバイスウェーハの加工方法に関する。
デバイスウェーハなどの被加工物にドライエッチングを施す場合、例えば、デバイスウェーハの表面に形成されたデバイスにプラズマ耐性を有するレジスト膜を被覆し、かかるレジスト膜をドライエッチングの保護膜としている（例えば、下記の特許文献１を参照）。
しかし、レジスト膜を保護膜とした場合、保護膜の形成にはレジスト膜形成装置が必要となり、保護膜の除去にはアッシング装置が必要となり、処理工程が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、従来に比べてより効率的にデバイス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、分割予定ラインで区画された領域にそれぞれデバイスが形成された表面を有したデバイスウェーハの加工方法であって、保護膜形成装置でデバイスウェーハの表面に水溶性保護膜剤を塗布してデバイスを保護するとともに該分割予定ラインを露出させた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、ドライエッチング装置でデバイスウェーハに該保護膜を介してドライエッチングを施すエッチングステップと、を備え、該デバイスウェーハに該水溶性保護膜剤が塗布された時刻を記録する塗布時刻記録ステップと、該保護膜形成ステップが実施されたデバイスウェーハが該ドライエッチング装置に投入されたことを確認する投入確認ステップと、該塗布時刻記録ステップで記録された時刻から所定時間経過しても該投入確認ステップにてデバイスウェーハが該ドライエッチング装置へ投入されたことが確認されない場合に警告を発信する警告発信ステップと、を備え、該所定時間は、該保護膜が変質せずに洗浄によってデバイスウェーハの表面から該保護膜を除去しうる時間である。
上記保護膜形成装置と上記ドライエッチング装置とはそれぞれ通信回線を介して端末装置に接続され、該端末装置では該ドライエッチング装置の稼働状況に基づいて上記保護膜形成ステップを実施すべきデバイスウェーハ数を算出する算出ステップを備えてもよい。
また、上記保護膜形成装置と上記ドライエッチング装置とはそれぞれ通信回線を介して端末装置に接続され、該端末装置では該保護膜形成装置と該ドライエッチング装置とに入力された情報に基づいて上記保護膜形成ステップを実施すべきデバイスウェーハ数を算出する算出ステップを備えてもよい。
本発明に係る加工方法は、保護膜形成装置でデバイスウェーハの表面に水溶性保護膜剤を塗布してデバイスを保護するとともに分割予定ラインを露出させた保護膜を形成する保護膜形成ステップと、保護膜形成ステップを実施した後、ドライエッチング装置でデバイスウェーハに保護膜を介してドライエッチングを施すエッチングステップとを備えたため、保護膜除去の際には洗浄水を供給するだけでデバイスウェーハの表面から保護膜を容易に除去できる。よって、レジスト膜形成装置やアッシング装置等の各種設備が不要となり、コストを抑えるとともにデバイスウェーハを効率よく個々のチップに分割できる。
また、本発明に係る加工方法は、デバイスウェーハに水溶性保護膜剤が塗布された時刻を記録する塗布時刻記録ステップと、保護膜形成ステップが実施されたデバイスウェーハがドライエッチング装置に投入されたことを確認する投入確認ステップと、塗布時刻記録ステップで記録された時刻から所定時間経過しても投入確認ステップにてデバイスウェーハがドライエッチング装置へ投入されたことが確認されない場合に警告を発信する警告発信ステップとを備え、所定時間は、保護膜が変質せずに洗浄によってデバイスウェーハの表面から該保護膜を除去しうる時間であり、水溶性保護膜剤を塗布して保護膜を形成した後エッチングステップを実施する前に、塗布時刻記録ステップで記録された時刻から所定時間経過してもデバイスウェーハがドライエッチング装置へ投入されたことが投入確認ステップで確認されない場合に警告を発信するように構成したため、保護膜をデバイスウェーハから除去できるうちに警告することが可能となり、保護膜を除去して、新たな保護膜をデバイスウェーハの表面に形成することができる。よって、デバイスウェーハ全体を損傷させるおそれがない。
また、本発明に係る加工方法は、デバイスウェーハに水溶性保護膜剤が塗布された時刻を記録する塗布時刻記録ステップと、保護膜形成ステップが実施されたデバイスウェーハがドライエッチング装置に投入されたことを確認する投入確認ステップと、塗布時刻記録ステップで記録された時刻から所定時間経過しても投入確認ステップにてデバイスウェーハがドライエッチング装置へ投入されたことが確認されない場合に警告を発信する警告発信ステップとを備え、所定時間は、保護膜が変質せずに洗浄によってデバイスウェーハの表面から該保護膜を除去しうる時間であり、水溶性保護膜剤を塗布して保護膜を形成した後エッチングステップを実施する前に、塗布時刻記録ステップで記録された時刻から所定時間経過してもデバイスウェーハがドライエッチング装置へ投入されたことが投入確認ステップで確認されない場合に警告を発信するように構成したため、保護膜をデバイスウェーハから除去できるうちに警告することが可能となり、保護膜を除去して、新たな保護膜をデバイスウェーハの表面に形成することができる。よって、デバイスウェーハ全体を損傷させるおそれがない。
上記保護膜形成装置と上記ドライエッチング装置とはそれぞれ通信回線を介して端末装置に接続され、端末装置ではドライエッチング装置の稼働状況に基づいて上記保護膜形成ステップを実施すべきデバイスウェーハ数を算出する算出ステップを備えるため、ドライエッチング装置におけるデバイスウェーハの処理時間が保護膜形成装置におけるデバイスウェーハの処理時間よりも長くなっている場合であっても、保護膜形成ステップを実施すべき適切なデバイスウェーハ数を算出してから、保護膜形成ステップ、エッチングステップを実施することができる。これにより、保護膜が形成されたデバイスウェーハをドライエッチング装置に投入するまでの滞留時間を短くすることができ、保護膜を変質させることなく、デバイスウェーハを効率よく個々のチップに分割できる。
また、上記保護膜形成装置と上記ドライエッチング装置とはそれぞれ通信回線を介して端末装置に接続され、端末装置では保護膜形成装置とドライエッチング装置とに入力された情報に基づいて上記保護膜形成ステップを実施すべきデバイスウェーハ数を算出する算出ステップを備える場合についても、保護膜形成ステップを実施すべき適切なデバイスウェーハ数を算出してから、保護膜形成ステップを実施することができるため、保護膜を変質させることなく、デバイスウェーハを効率よく個々のチップに分割できる。
１ デバイスウェーハ
図１に示すデバイスウェーハＷは、円形板状の被加工物の一例であって、格子状の複数の分割予定ラインＳによって区画されたそれぞれの領域にデバイスＤが形成された表面Ｗａを有している。表面Ｗａと反対側にある裏面Ｗｂは、加工等が施される被加工面である。図示の例におけるデバイスウェーハＷの表面Ｗａには、個体を識別する番号やバーコード等の個体識別コードＩＤが形成されている。デバイスウェーハＷの裏面Ｗｂや内部に個体識別コードＩＤを形成してもよい。デバイスウェーハＷ自体に個体識別コードＩＤが形成されていない場合は、例えば、デバイスウェーハＷに貼着するサポートプレートや保護テープに個体識別コードＩＤを形成してもよい。また、テープを介して環状のフレームとデバイスウェーハＷとを一体にする場合は、フレームに個体識別コードＩＤを形成してもよい。
図１に示すデバイスウェーハＷは、円形板状の被加工物の一例であって、格子状の複数の分割予定ラインＳによって区画されたそれぞれの領域にデバイスＤが形成された表面Ｗａを有している。表面Ｗａと反対側にある裏面Ｗｂは、加工等が施される被加工面である。図示の例におけるデバイスウェーハＷの表面Ｗａには、個体を識別する番号やバーコード等の個体識別コードＩＤが形成されている。デバイスウェーハＷの裏面Ｗｂや内部に個体識別コードＩＤを形成してもよい。デバイスウェーハＷ自体に個体識別コードＩＤが形成されていない場合は、例えば、デバイスウェーハＷに貼着するサポートプレートや保護テープに個体識別コードＩＤを形成してもよい。また、テープを介して環状のフレームとデバイスウェーハＷとを一体にする場合は、フレームに個体識別コードＩＤを形成してもよい。
２ デバイスウェーハの加工方法
まず、図２に示す保護膜形成装置１を用いて、デバイスウェーハＷの表面Ｗａにドライエッチングの際にデバイスＤを保護するための保護膜を形成する。保護膜形成装置１は、装置ベース１００を有し、装置ベース１００のＹ軸方向後部側にはコラム１０１が立設されている。装置ベース１００のＸ軸方向前部側にコラム１０１に隣接配置された保護膜形成手段１０が配設されている。
まず、図２に示す保護膜形成装置１を用いて、デバイスウェーハＷの表面Ｗａにドライエッチングの際にデバイスＤを保護するための保護膜を形成する。保護膜形成装置１は、装置ベース１００を有し、装置ベース１００のＹ軸方向後部側にはコラム１０１が立設されている。装置ベース１００のＸ軸方向前部側にコラム１０１に隣接配置された保護膜形成手段１０が配設されている。
保護膜形成手段１０は、デバイスウェーハＷを保持し回転可能なスピンナーテーブル１１と、スピンナーテーブル１１を回転させる回転手段１２と、スピンナーテーブル１１が保持するデバイスウェーハＷの上に所定量の水溶性保護膜剤を噴射する噴射ノズル１３と、スピンナーテーブル１１の周囲を囲繞する筒状のカバー部１４とを備えている。スピンナーテーブル１１の上面は、デバイスウェーハＷを吸引保持する保持面１１ａとなっている。回転手段１２は、図３に示すように、鉛直方向の軸心を有する回転軸１２０と、回転軸１２０に接続されたモータ１２１とを備え、モータ１２１が回転軸１２０を回転させることにより、スピンナーテーブル１１を所定の回転速度で回転させることができる。噴射ノズル１３には、水溶性保護膜剤供給源１３０が接続されている。
図２に示す装置ベース１００の上には、デバイスウェーハＷを吸引保持する保持面１６ａを有する保持テーブル１６と、保持テーブル１６を加工送り方向（Ｘ軸方向）に加工送りする加工送り手段１７と、保持テーブル１６を割り出し送り方向（Ｙ軸方向）に割り出し送りする割り出し送り手段１８とを備えている。
加工送り手段１７は、Ｘ軸方向に延在するボールネジ１７０と、ボールネジ１７０の一端に接続されたモータ１７１と、ボールネジ１７０と平行に延在する一対のガイドレール１７２と、Ｘ軸方向に移動可能なＸ軸ベース１７３とを備えている。Ｘ軸ベース１７３の一方の面には保持テーブル１６が支持され、Ｘ軸ベース１７３の他方の面には一対のガイドレール１７２が摺接し、Ｘ軸ベース１７３の中央部に形成されたナットにはボールネジ１７０が螺合している。モータ１７１によって駆動されたボールネジ１７０が回動することにより、Ｘ軸ベース１７３がガイドレール１７２に沿ってＸ軸方向に移動し、保持テーブル１６をＸ軸方向に加工送りすることができる。
割り出し送り手段１８は、Ｙ軸方向に延在するボールネジ１８０と、ボールネジ１８０の一端に接続されたモータ１８１と、ボールネジ１８０と平行に延在する一対のガイドレール１８２と、Ｙ軸方向に移動可能なＹ軸ベース１８３とを備えている。Ｙ軸ベース１８３の一方の面には加工送り手段１７を介して保持テーブル１６が支持され、Ｙ軸ベース１８３の他方の面には一対のガイドレール１８２が摺接し、Ｙ軸ベース１８３の中央部に形成されたナットにはボールネジ１８０が螺合している。モータ１８１によって駆動されたボールネジ１８０が回動することにより、Ｙ軸ベース１８３がガイドレール１８２に沿ってＹ軸方向に移動し、保持テーブル１６をＹ軸方向に割り出し送りすることができる。
コラム１０１の前方には、保持テーブル１６とスピンナーテーブル１１との間でデバイスウェーハＷを搬送する搬送手段１５と、デバイスウェーハＷにレーザ加工を施すレーザビーム照射手段１９とが配設されている。レーザビーム照射手段１９は、Ｙ軸方向に延在するケーシング１９０と、ケーシング１９０の先端に配設された加工ヘッド１９１とを備えている。ケーシング１９０の内部には、水溶性保護膜剤に対して吸収性を有する波長のレーザビームを発振する発振器が収容されている。加工ヘッド１９１の内部には、発振器から発振されたレーザビームを集光するための集光レンズ（図示せず）が内蔵されている。
搬送手段１５は、デバイスウェーハＷを保持する保持部１５０と、Ｘ軸方向に延在するボールネジ１５１と、ボールネジ１５１の一端に接続されたモータ１５２と、ボールネジ１５１と平行に延在する一対のガイドレール１５３と、保持部１５０を支持しＸ軸方向に移動可能な移動部１５４とを備えている。移動部１５４には一対のガイドレール１５３が摺接し、移動部１５４の中央部に形成されたナットにはボールネジ１５１が螺合している。保持部１５０でデバイスウェーハＷを保持した状態で、モータ１５２によって駆動されたボールネジ１５１が回動することにより、移動部１５４がガイドレール１５３に沿ってＸ軸方向に移動し、スピンナーテーブル１１と保持テーブル１６とにデバイスウェーハＷを搬送することができる。
保護膜形成装置１は、各種駆動機構を制御する制御手段２０を備えている。制御手段２０は、ＣＰＵ及びメモリなどの記憶素子を備えている。制御手段２０のメモリには、加工条件や加工対象となるデバイスウェーハＷの情報等が記憶される。加工条件には、例えば、スピンナーテーブル１１の回転速度、水溶保護膜剤の供給量、噴射時間、膜厚、保持テーブル１６の加工送り速度、レーザビームの出力等が含まれる。また、デバイスウェーハＷの情報としては、例えば、デバイスウェーハＷの個体識別コードＩＤ、分割予定ラインＳの本数等が含まれる。
（保護膜形成ステップ）
このように構成される保護膜形成装置１を用いて、保護膜形成ステップを実施する。保護膜形成ステップは、水溶性保護膜剤を塗布する保護膜剤塗布ステップと水溶性保護膜剤を除去して分割予定ラインＳを露出させて保護膜を形成する分割予定ライン露出ステップとを含む構成となっている。
このように構成される保護膜形成装置１を用いて、保護膜形成ステップを実施する。保護膜形成ステップは、水溶性保護膜剤を塗布する保護膜剤塗布ステップと水溶性保護膜剤を除去して分割予定ラインＳを露出させて保護膜を形成する分割予定ライン露出ステップとを含む構成となっている。
（保護膜剤塗布ステップ）
図３に示すように、スピンナーテーブル１１の保持面１１ａにデバイスウェーハＷの裏面Ｗｂ側を載置する。図示しない吸引原が作動し、スピンナーテーブル１１の保持面１１ａにおいてデバイスウェーハＷを吸引保持する。続いて、噴射ノズル１３を旋回させ、噴射ノズル１３の先端をスピンナーテーブル１１に保持されたデバイスウェーハＷの上方に移動させる。モータ１２１が回転軸１２０を回転させてスピンナーテーブル１１を例えば５０ｒｐｍで矢印Ａ方向に回転させる。
図３に示すように、スピンナーテーブル１１の保持面１１ａにデバイスウェーハＷの裏面Ｗｂ側を載置する。図示しない吸引原が作動し、スピンナーテーブル１１の保持面１１ａにおいてデバイスウェーハＷを吸引保持する。続いて、噴射ノズル１３を旋回させ、噴射ノズル１３の先端をスピンナーテーブル１１に保持されたデバイスウェーハＷの上方に移動させる。モータ１２１が回転軸１２０を回転させてスピンナーテーブル１１を例えば５０ｒｐｍで矢印Ａ方向に回転させる。
スピンナーテーブル１１を回転させつつ、噴射ノズル１３からデバイスウェーハＷの表面Ｗａに向けて、水溶性保護膜剤２を滴下して塗布する。水溶性保護膜剤２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。表面Ｗａに塗布された水溶性保護膜剤２は、スピンナーテーブル１１の回転によって発生する遠心力によって、デバイスウェーハＷの表面Ｗａの中心側から外周側に向けて流れていき、デバイスウェーハＷの表面Ｗａの全面にいきわたる。次いで、例えば、スピンナーテーブル１１を例えば２０００ｒｐｍで、６０秒間回転させることにより、水溶性保護膜剤２を乾燥させる。このようにして、図４に示すように、デバイスウェーハＷの表面Ｗａ全面を覆うようにして水溶性保護膜剤２の薄膜２ａを被覆する。また、スピンナーテーブル１１の回転動作による薄膜２ａの乾燥が不十分であれば、例えばベーキングすることにより薄膜２ａを乾燥させてもよい。
（塗布時刻記録ステップ）
保護膜形成ステップと並行して、デバイスウェーハＷの表面Ｗａに水溶性保護膜剤２が塗布された時刻を記録する。水溶性保護膜剤２が塗布された時刻としては、例えば、デバイスウェーハＷの表面Ｗａに水溶性保護膜剤２が塗布され表面Ｗａの全面に水溶性保護膜剤２の薄膜２ａが所定の厚みで形成された時刻でもよいし、スピンナーテーブル１１の回転によって水溶性保護膜剤２の乾燥が完了した時刻でもよい。また、噴射ノズル１３から水溶性保護膜剤２をデバイスウェーハＷの表面Ｗａに滴下し始めた時刻でもよい。そして、図２に示した制御手段２０に水溶性保護膜剤２が塗布された時刻を記憶させる。
保護膜形成ステップと並行して、デバイスウェーハＷの表面Ｗａに水溶性保護膜剤２が塗布された時刻を記録する。水溶性保護膜剤２が塗布された時刻としては、例えば、デバイスウェーハＷの表面Ｗａに水溶性保護膜剤２が塗布され表面Ｗａの全面に水溶性保護膜剤２の薄膜２ａが所定の厚みで形成された時刻でもよいし、スピンナーテーブル１１の回転によって水溶性保護膜剤２の乾燥が完了した時刻でもよい。また、噴射ノズル１３から水溶性保護膜剤２をデバイスウェーハＷの表面Ｗａに滴下し始めた時刻でもよい。そして、図２に示した制御手段２０に水溶性保護膜剤２が塗布された時刻を記憶させる。
（分割予定ライン露出ステップ）
次いで、搬送手段１５は、スピンナーテーブル１１からデバイスウェーハＷを搬出し、保持テーブル１６にデバイスウェーハＷを搬送する。保持テーブル１６の保持面１６ａにデバイスウェーハＷを載置したら、図示しない吸引源により保持面１６ａでデバイスウェーハＷを吸引保持する。
次いで、搬送手段１５は、スピンナーテーブル１１からデバイスウェーハＷを搬出し、保持テーブル１６にデバイスウェーハＷを搬送する。保持テーブル１６の保持面１６ａにデバイスウェーハＷを載置したら、図示しない吸引源により保持面１６ａでデバイスウェーハＷを吸引保持する。
加工送り手段１７によってレーザビーム照射手段１９の下方に保持テーブル１６を移動させ、加工ヘッド１９１と分割予定ラインＳとの位置合わせを行う。かかる位置合わせは、図示しないアライメントカメラでデバイスウェーハＷの表面Ｗａ側を撮像し、パターンマッチング等の画像処理により分割予定ラインＳを検出したのち、割り出し送り手段１８により保持テーブル１６をＹ軸方向にインデックス送りすることによって行う。
次いで、図５に示すように、保持テーブル１６を例えばＸ軸方向に移動させることにより、加工ヘッド１９１とデバイスウェーハＷとを相対的にデバイスウェーハＷに対して平行な方向に移動させつつ、加工ヘッド１９１から水溶性保護膜剤２に対して吸収性の波長を有するレーザビームＬＢを分割予定ラインＳに沿って照射することにより、分割予定ラインＳ上の薄膜２ａを除去する。レーザビームＬＢの照射回数は特に限定されず、分割予定ラインＳ上に沿って複数回に分けてレーザビームＬＢを照射してもよい。
Ｘ軸方向に向く一列分の分割予定ラインＳに沿ってレーザビームＬＢを照射して薄膜２ａを除去した後、図２に示した保持テーブル１６をＹ軸方向にインデックス送りして、隣接する分割予定ラインＳの上方側に加工ヘッド１９１を位置づけ、上記同様に、保持テーブル１６を例えばＸ軸方向に移動させながら、加工ヘッド１９１からレーザビームＬＢを分割予定ラインＳに沿って照射して、薄膜２ａを除去する。このようにして、全ての分割予定ラインＳに沿って薄膜２ａを除去することにより、図６に示すように、分割予定ラインＳを露出させるとともに、個々のデバイスＤを被覆したドライエッチング用の保護膜２ｂを形成する。こうして、保護膜形成ステップが完了する。
保護膜形成ステップを実施した後、図７に示すドライエッチング装置３を用いて、保護膜２ｂを介してデバイスウェーハＷにドライエッチングを施す。ドライエッチング装置３は、底壁３００と上壁３０１と側壁３０２とにより囲まれデバイスウェーハＷにドライエッチング（プラズマエッチング）を施す処理空間３０ａを有するチャンバ３０を備えている。チャンバ３０の側壁３０２には、チャンバ３０に対してデバイスウェーハＷの搬入出を行うための開口３０３が形成されている。開口３０３の外側には、開口３０３を開閉するゲート３１を設けており、ゲート３１は、開閉手段３２によって上下に移動可能となっている。開閉手段３２は、エアシリンダ３２０とピストン３２１とにより構成され、エアシリンダ３２０がブラケット３２２を介してチャンバ３０の底壁３００に取り付けられている。
チャンバ３０の底壁３００には、排気口３０４が形成され、排気口３０４は真空ポンプなどのガス排気源３３に連通している。ガス排気源３３が作動することにより、チャンバ３０の内部の処理空間３０ａから使用済みのガスを排気口３０４から装置外へと排気させることができる。
チャンバ３０内には、下部電極ユニット３４と、上部電極ユニット３５とが上下方向において対向して配設されている。下部電極ユニット３４は、デバイスウェーハＷを保持するチャックテーブル３４０と、チャックテーブル３４０を支持する円柱状の支持部３４１とを備えている。支持部３４１は、チャンバ３０の底壁３００に形成された穴３０５を挿通して配設され、絶縁体３６を介して底壁３００にシールされた状態となっている。
下部電極ユニット３４は、高周波電源３７に電気的に接続されている。上部電極ユニット３５は、接地されている。下部電極ユニット３４及び上部電極ユニット３５に高周波電圧が印加されることで、処理空間３０ａにおいて反応ガスがプラズマ化される。高周波電圧としては、エッチング種（イオン）をデバイスウェーハＷに引き込むことができる周波数、パワーに調節すればよい。
チャックテーブル３４０の上部には、ポーラス部材からなる吸引保持部３４２を備えている。吸引保持部３４２の直下には吸引溝３４３が形成されており、吸引溝３４３は、チャックテーブル３４０及び支持部３４１の内部に形成された吸引路３４４を介して吸引原３８に連通している。吸引路３４４を通じて吸引原３８の吸引力を吸引溝３４３に作用させることにより、チャックテーブル３４０の吸引保持部３４２でデバイスウェーハＷを吸引保持することができる。チャックテーブル３４０の構成は、本実施形態に示した構成に限られず、例えば、内部に電極が配設された静電チャックテーブルで構成してもよい。静電チャックテーブルの電極に直流電圧を印加することにより、クーロン等の静電力によって静電チャックテーブル上にデバイスウェーハＷを吸着させることができる。
また、チャックテーブル３４０及び支持部３４１の内部には、冷却通路３４５が形成されており、冷却通路３４５は、冷媒供給源３９に連通している。冷媒供給源３９が作動すると、冷媒が冷却通路３４５に沿って循環する。これにより、後述するドライエッチング時に下部電極ユニット３４を冷却して除熱することができる。
上部電極ユニット３５は、ガス噴射部３５０と、ガス噴射部３５０を支持する円柱状の支持部３５１とを備えている。ガス噴射部３５０は、処理空間３０ａに反応ガスを噴射するための噴射口３５２が複数形成されている。噴射口３５２は、支持部３５１及びガス噴射部３５０の内部に形成された流路３５３を通じて反応ガス供給源４２，４３に接続されている。反応ガス供給源４２には、例えばSF６系のエッチングガスが充填されている。また、反応ガス供給源４３には、例えばC４F８系の堆積性ガスが充填されている。
支持部３５１は、チャンバ３０の上壁３０１の穴３０６を貫通し、穴３０６に装着されたシール部材４４によって上下方向に移動可能に支持されている。上部電極ユニット３５には、昇降機構４０が接続されている。昇降機構４０は、エアシリンダ４００とピストン４０１とピストン４０１の上端に接続された昇降部材４０２とを備えている。昇降部材４０２は、支持部３５１に接続されている。昇降機構４０が作動することにより、支持部３５１とともにガス噴射部３５０を上下方向に昇降させることができる。
ドライエッチング装置３は、上記した開閉手段３２、ガス排気源３３、高周波電源３７、吸引原３８、冷媒供給源３９、昇降機構４０、反応ガス供給源４２，４３を制御する制御手段４５を備えている。制御手段４５は、ＣＰＵ及びメモリなどの記憶素子を備えている。制御手段４５のメモリには、エッチングの条件やデバイスウェーハＷの情報等が記憶される。
ゲート３１の上方側の側壁３０２には、デバイスウェーハＷの個体識別コードＩＤを読み取る識別コード読み取りユニット５が取り付けられている。識別コード読み取りユニット５は、例えば、バーコードリーダーにより構成されている。識別コード読み取りユニット５では、デバイスウェーハＷが開口３０３を通過してチャンバ３０の内部に進入するときに、個体識別コードＩＤを読み取ることができる。読み取った個体識別コードＩＤは、制御手段４５に送られる。なお、識別コード読み取りユニット５の配設位置は、本実施形態に示した位置に限定されない。
（投入確認ステップ）
後述するエッチングステップに進む前に、デバイスウェーハＷがドライエッチング装置３に投入されたことを確認する。具体的には、開閉手段３２によってゲート３１が下降して開口３０３を開いて、デバイスウェーハＷが開口３０３からチャンバ３０の内部に進入するときに、識別コード読み取りユニット５は、保護膜形成ステップが実施されたデバイスウェーハＷの個体識別コードＩＤを上方から読み取る。読み取った個体識別コードＩＤは、制御手段４５に送られる。制御手段４５は、メモリにあらかじめ記憶されているデバイスウェーハＷの情報を照会して、読み取った個体識別コードＩＤとメモリに記憶されている個体識別コードＩＤとが一致したら、ドライエッチング装置３のチャンバ３０内にデバイスウェーハＷが投入されたものと確認される。
後述するエッチングステップに進む前に、デバイスウェーハＷがドライエッチング装置３に投入されたことを確認する。具体的には、開閉手段３２によってゲート３１が下降して開口３０３を開いて、デバイスウェーハＷが開口３０３からチャンバ３０の内部に進入するときに、識別コード読み取りユニット５は、保護膜形成ステップが実施されたデバイスウェーハＷの個体識別コードＩＤを上方から読み取る。読み取った個体識別コードＩＤは、制御手段４５に送られる。制御手段４５は、メモリにあらかじめ記憶されているデバイスウェーハＷの情報を照会して、読み取った個体識別コードＩＤとメモリに記憶されている個体識別コードＩＤとが一致したら、ドライエッチング装置３のチャンバ３０内にデバイスウェーハＷが投入されたものと確認される。
（エッチングステップ）
チャックテーブル３４０の吸引保持部３４２にデバイスウェーハＷを載置したら、吸引原３８の吸引力により吸引保持部３４２でデバイスウェーハＷを吸引保持して表面Ｗａを上向きに露出させる。続いて、上部電極ユニット３５を下部電極ユニット３４に対して下降させ、その状態で反応ガス供給源４２，４３から流路３５３にエッチングガスを供給し、ガス噴射部３５０の噴射口３５２からエッチングガスを噴射させ、高周波電源３７からガス噴射部３５０とチャックテーブル３４０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。デバイスウェーハＷにバイアス高周波電圧を印加して、エッチング種（イオン）をデバイスウェーハＷに引き込んでエッチングする。本実施形態に示すエッチングステップは、エッチングと被膜堆積とを繰り返し実施するサイクルエッチング（ボッシュプロセス）により行われる。
チャックテーブル３４０の吸引保持部３４２にデバイスウェーハＷを載置したら、吸引原３８の吸引力により吸引保持部３４２でデバイスウェーハＷを吸引保持して表面Ｗａを上向きに露出させる。続いて、上部電極ユニット３５を下部電極ユニット３４に対して下降させ、その状態で反応ガス供給源４２，４３から流路３５３にエッチングガスを供給し、ガス噴射部３５０の噴射口３５２からエッチングガスを噴射させ、高周波電源３７からガス噴射部３５０とチャックテーブル３４０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。デバイスウェーハＷにバイアス高周波電圧を印加して、エッチング種（イオン）をデバイスウェーハＷに引き込んでエッチングする。本実施形態に示すエッチングステップは、エッチングと被膜堆積とを繰り返し実施するサイクルエッチング（ボッシュプロセス）により行われる。
本実施形態に示すエッチングステップで用いられる条件の一例は以下の通りである。
[エッチング及び被膜堆積の共通条件]
高周波電力周波数 ：１３．５６ＭＨｚ
ステージ温度 ：１０℃
デバイスウェーハ冷却用Ｈｅ圧力：２０００Ｐａ
[エッチングの条件]
コイル印加電力 ：２５００Ｗ
ステージ印加電力 ：１５０Ｗ
ガス種 ：SF６
ガス流量 ：４００ｓｃｃｍ
プロセス圧力 ：２５Ｐａ
処理時間 ：５秒
[被膜堆積の条件]
コイル印加電力 ：２５００Ｗ
ステージ印加電力 ：５０Ｗ
ガス種 ：C４F８
ガス流量 ：４００ｓｃｃｍ
プロセス圧力 ：２５Ｐａ
処理時間 ：３秒
[エッチング及び被膜堆積の共通条件]
高周波電力周波数 ：１３．５６ＭＨｚ
ステージ温度 ：１０℃
デバイスウェーハ冷却用Ｈｅ圧力：２０００Ｐａ
[エッチングの条件]
コイル印加電力 ：２５００Ｗ
ステージ印加電力 ：１５０Ｗ
ガス種 ：SF６
ガス流量 ：４００ｓｃｃｍ
プロセス圧力 ：２５Ｐａ
処理時間 ：５秒
[被膜堆積の条件]
コイル印加電力 ：２５００Ｗ
ステージ印加電力 ：５０Ｗ
ガス種 ：C４F８
ガス流量 ：４００ｓｃｃｍ
プロセス圧力 ：２５Ｐａ
処理時間 ：３秒
エッチングステップでは、エッチングと被膜堆積とを交互に数十サイクル繰り返す。本実施形態では、エッチングと被膜堆積との処理を１サイクルとして、例えば５０サイクル実施する。なお、サイクル数は、特に限定されず、エッチングによってデバイスウェーハＷに形成される溝の加工深さに応じて設定される。
エッチングステップでは、エッチングの条件に基づき、図７に示した反応ガス供給源４２からSF6系のエッチングガスを所定のプロセス圧力（２５Ｐａ）で噴射口３５２から５秒間供給するとともに、上部電極ユニット３５側に２５００Ｗの高周波電力を印加して、エッチングガスをプラズマ化させる。下部電極ユニット３４側に１５０Ｗの高周波電力を印加して、励起したイオンをデバイスウェーハＷの基板へ引き込む。これにより、分割予定ラインＳに対応する領域が高速でエッチングされる。このとき、各デバイスＤには、保護膜２ｂがマスクとして形成されているため、デバイスＤへのダメージを軽減することができる。
次いで、エッチングの条件から被膜堆積の条件に変えて、露出した分割予定ラインＳに向けて反応ガス供給源４３からC4F8系の堆積性ガスを所定のプロセス圧力（２５Ｐａ）で噴射口３５２から３秒間供給するとともに、上部電極ユニット３５側に２５００Ｗの高周波電力を印加して、エッチングガスをプラズマ化させる。下部電極ユニット３４側に５０Ｗの高周波電力を印加して、励起したイオンをデバイスウェーハＷの基板へ引き込む。これにより、エッチングされて露出した溝の内側面に保護膜であるフルオロカーボン膜（ＣｘＦｙ）を堆積させる。このように、エッチングと被膜堆積（側壁保護）とを交互に繰り返し行い、デバイスウェーハＷに分割予定ラインＳに沿って異方性のドライエッチングを施すことにより、図８に示すように、デバイスウェーハＷに所定の加工深さのエッチング溝Ｍを形成する。なお、エッチングステップ中は、図７に示した処理空間３０ａ内が所定圧に保持され、ガス排気源３３によって排気口３０４から使用済みのエッチングガスが排気される。
本実施形態では、所定の加工深さがデバイスウェーハＷの表裏を完全切断しない程度の深さに設定されており、エッチング溝Ｍが形成されたデバイスウェーハＷの裏面Ｗｂを研削砥石等で研削することにより、デバイスウェーハＷを個々のデバイスＤを有するチップに分割（個片化）する。また、エッチングステップでデバイスウェーハＷの表裏を完全切断して個々のチップに分割してもよい。この場合は、エッチングステップにおいてデバイスウェーハＷを個々のチップに分割することができるため、加工の工程数が少なくなる。エッチングステップが完了した後は、洗浄水をデバイスウェーハＷの表面Ｗａに供給することにより、保護膜２ｂを容易に除去することができる。
図９に示すように保護膜形成装置１とドライエッチング装置３とは、それぞれ通信回線を介して端末装置（ホストコンピュータ６）に接続されている。すなわち、保護膜形成装置１の制御手段２０はホストコンピュータ６に接続され、ドライエッチング装置３の制御手段４５はホストコンピュータ６に接続されており、ホストコンピュータ６が保護膜形成装置１及びドライエッチング装置３のデータの演算処理や管理を行う構成となっている。ホストコンピュータ６は、例えば、制御プログラムに従って演算処理するＣＰＵと、制御プログラム等を格納するＲＯＭと、演算結果やその他の情報等を確認するＲＡＭとを備えている。そして、保護膜形成装置１の制御手段２０及びドライエッチング装置３の制御手段４５に設定された加工条件、デバイスウェーハＷの情報、塗布時刻記録ステップにおいて制御手段２０に記憶された水溶性保護膜剤２の塗布時刻は、ホストコンピュータ６のＲＡＭにも記憶されている。
（警告発信ステップ）
ここで、上記塗布時刻記録ステップで記録された時刻から所定時間経過しても投入確認ステップにてデバイスウェーハＷがドライエッチング装置３へ投入されたことが確認されない場合に警告を発信する。塗布時刻記録ステップで記録された時刻から所定時間とは、少なくとも保護膜２ｂが変質せずに、洗浄によってデバイスウェーハＷの表面Ｗａから保護膜２ｂを除去しうる時間帯である。例えば、ホストコンピュータ６のＲＡＭに記録された塗布時刻から例えば２４時間経過してもデバイスウェーハＷがドライエッチング装置３に投入されない場合には、所定の警告を発信する。警告発信ステップは、保護膜形成ステップを実施した後エッチングステップを実施する前に実施される。
ここで、上記塗布時刻記録ステップで記録された時刻から所定時間経過しても投入確認ステップにてデバイスウェーハＷがドライエッチング装置３へ投入されたことが確認されない場合に警告を発信する。塗布時刻記録ステップで記録された時刻から所定時間とは、少なくとも保護膜２ｂが変質せずに、洗浄によってデバイスウェーハＷの表面Ｗａから保護膜２ｂを除去しうる時間帯である。例えば、ホストコンピュータ６のＲＡＭに記録された塗布時刻から例えば２４時間経過してもデバイスウェーハＷがドライエッチング装置３に投入されない場合には、所定の警告を発信する。警告発信ステップは、保護膜形成ステップを実施した後エッチングステップを実施する前に実施される。
警告は、ホストコンピュータ６に接続された管理用端末等（図示せず）から管理者へ発信してもよいし、保護膜形成装置１やドライエッチング装置３から管理者へ発信してもよい。警告の発信方法としては、例えば保護膜形成装置１やドライエッチング装置３や管理用端末装置の画面上に警告を表示してもよい。また、例えばスピーカから音声で警告を発信してもよいし、表示灯の点灯等で警告を発信してもよい。そして、警告の対象となったデバイスウェーハＷについては、エッチングステップに進む前にデバイスウェーハＷの表面Ｗａから保護膜２ｂが除去され、再度保護膜が形成される。
（算出ステップの第１例）
ホストコンピュータ６では、ドライエッチング装置３の稼働状況に基づいて保護膜形成ステップを実施すべきデバイスウェーハ数を算出する。ドライエッチング装置３の稼働状況とは、実際にドライエッチングを行って加工結果を得た状態をいう。つまり、制御手段４５に入力した条件（エッチングの条件及び被膜堆積の条件）下で、１枚のデバイスウェーハＷをドライエッチングしたときに実際にかかった処理時間を意味する。ドライエッチング装置３における処理時間が保護膜形成装置１における処理時間よりも長くなる場合には、ホストコンピュータ６は、保護膜形成装置１で保護膜形成ステップを実施すべき適切なデバイスウェーハＷの数を算出してから、上記保護膜形成ステップを実施する。これにより、保護膜形成ステップを経て保護膜２ｂが形成されたデバイスウェーハＷをドライエッチング装置３に投入するまでの滞留時間を短くすることができる。その結果、保護膜２ｂを変質させることなく、デバイスウェーハＷを効率よく個々のチップに分割できる。
ホストコンピュータ６では、ドライエッチング装置３の稼働状況に基づいて保護膜形成ステップを実施すべきデバイスウェーハ数を算出する。ドライエッチング装置３の稼働状況とは、実際にドライエッチングを行って加工結果を得た状態をいう。つまり、制御手段４５に入力した条件（エッチングの条件及び被膜堆積の条件）下で、１枚のデバイスウェーハＷをドライエッチングしたときに実際にかかった処理時間を意味する。ドライエッチング装置３における処理時間が保護膜形成装置１における処理時間よりも長くなる場合には、ホストコンピュータ６は、保護膜形成装置１で保護膜形成ステップを実施すべき適切なデバイスウェーハＷの数を算出してから、上記保護膜形成ステップを実施する。これにより、保護膜形成ステップを経て保護膜２ｂが形成されたデバイスウェーハＷをドライエッチング装置３に投入するまでの滞留時間を短くすることができる。その結果、保護膜２ｂを変質させることなく、デバイスウェーハＷを効率よく個々のチップに分割できる。
（算出ステップの第２例）
また、ホストコンピュータ６では、保護膜形成装置１及びドライエッチング装置３にそれぞれ入力された情報に基づき、保護膜形成ステップを実施すべきデバイスウェーハ数を算出することもできる。通常、保護膜形成装置１及びドライエッチング装置３には、複数のデバイスウェーハＷを水平な状態で収容可能なカセットを設置して装置内にデバイスウェーハＷを供給することが可能となっている。すなわち、カセット単位で複数のデバイスウェーハＷが保護膜形成装置１及びドライエッチング装置３にそれぞれ供給される。ホストコンピュータ６は、カセットに収容されたデバイスウェーハＷの数、種類、サイズ、個体識別コードＩＤ等のデバイスウェーハＷの情報や、保護膜形成装置１及びドライエッチング装置３に入力された加工条件などに基づき、保護膜形成装置１やドライエッチング装置３のそれぞれにおける１枚当たりのデバイスウェーハＷの加工に要する時間を算出する。
また、ホストコンピュータ６では、保護膜形成装置１及びドライエッチング装置３にそれぞれ入力された情報に基づき、保護膜形成ステップを実施すべきデバイスウェーハ数を算出することもできる。通常、保護膜形成装置１及びドライエッチング装置３には、複数のデバイスウェーハＷを水平な状態で収容可能なカセットを設置して装置内にデバイスウェーハＷを供給することが可能となっている。すなわち、カセット単位で複数のデバイスウェーハＷが保護膜形成装置１及びドライエッチング装置３にそれぞれ供給される。ホストコンピュータ６は、カセットに収容されたデバイスウェーハＷの数、種類、サイズ、個体識別コードＩＤ等のデバイスウェーハＷの情報や、保護膜形成装置１及びドライエッチング装置３に入力された加工条件などに基づき、保護膜形成装置１やドライエッチング装置３のそれぞれにおける１枚当たりのデバイスウェーハＷの加工に要する時間を算出する。
続いて、ホストコンピュータ６は、デバイスウェーハＷの表面Ｗａに保護膜２ｂを形成してからドライエッチングまでの滞留時間が最短となるように、加工タイミングと保護膜形成ステップを実施すべき適切なデバイスウェーハＷの数を算出する。そして、それぞれの算出データに基づき、保護膜形成装置１を制御しながら上記保護膜形成ステップを実施する。このように、保護膜形成ステップを実施すべき適切なデバイスウェーハ数や加工タイミングを算出してから、保護膜形成ステップを実施することができるため、算出ステップの第１例と同様に、保護膜２ｂを変質させることなく、デバイスウェーハＷを効率よく個々のチップに分割できる。
本発明に係るデバイスウェーハの加工方法は、保護膜形成装置１でデバイスウェーハＷの表面Ｗａに水溶性保護膜剤２を塗布してデバイスＤを保護するとともに分割予定ラインＳを露出させた保護膜２ｂを形成する保護膜形成ステップと、保護膜形成ステップを実施した後、ドライエッチング装置３でデバイスウェーハＷに保護膜２ｂを介してドライエッチングを施すエッチングステップとを備えたため、保護膜除去の際には洗浄水を供給するだけでデバイスウェーハＷの表面Ｗａから保護膜２ｂを容易に除去できる。よって、レジスト膜形成装置やアッシング装置等の各種設備が不要となり、コストを抑えるとともにデバイスウェーハＷを効率よく個々のチップに分割できる。
水溶性保護膜剤２を塗布して保護膜２ｂを形成した後、所定時間が経過するとドライエッチングを施した際に保護膜２ｂが変質してしまい、デバイスウェーハＷを分割した後、保護膜２ｂを除去するために洗浄水を供給しても保護膜２ｂが除去できないおそれがある。また、ドライエッチングを施す前に保護膜２ｂを除去しようとしても除去出来ない場合もある。このような場合であっても、本発明によれば、塗布時刻記録ステップでデバイスウェーハＷに水溶性保護膜剤２が塗布された時刻を記録しておき、水溶性保護膜剤２を塗布して保護膜２ｂを形成した後エッチングステップを実施する前に、塗布時刻記録ステップで記録された時刻から所定時間経過してもデバイスウェーハＷがドライエッチング装置３へ投入されたことが投入確認ステップにおいて確認されない場合に警告を発信する警告発信ステップを実施するように構成したため、保護膜２ｂをデバイスウェーハＷから除去できるうちに警告することが可能となり、保護膜２ｂを除去して、新たな保護膜２ｂをデバイスウェーハＷの表面Ｗａに形成することができる。よって、デバイスウェーハＷ全体を損傷させるおそれがない。
１：保護膜形成装置 １００：装置ベース １０１：コラム
１０：保護膜形成手段 １１：スピンナーテーブル １１ａ：保持面 １２：回転手段
１２０：スピンドル １２１：モータ １３：噴射ノズル １４：カバー部
１５：搬送手段 １５０：保持部 １５１：ボールネジ １５２：モータ
１５３：ガイドレール １５４：移動部 １６：保持テーブル １６ａ：保持面
１７：加工送り手段 １７０：ボールネジ １７１：モータ １７２：ガイドレール
１７３：Ｘ軸ベース
１８：割り出し送り手段 １８０：ボールネジ １８１：モータ
１８２：ガイドレール １８３：Ｙ軸ベース
１９：レーザビーム照射手段 １９０：ケーシング １９１：加工ヘッド
２０：制御手段
２：保護膜剤 ２ａ：保護膜 ３：ドライエッチング装置 ３０：チャンバ
３０ａ：密閉空間 ３００：底壁 ３０１：上壁 ３０２：側壁
３０３：開口 ３０４：排気口 ３０５，３０６：穴 ３１：ゲート ３２：開閉手段
３２０：エアシリンダ ３２１：ピストン ３２２：ブラケット ３３：ガス排出手段
３４：下部電極ユニット ３４０：チャックテーブル ３４１：支持部
３４２：吸引保持部 ３４３：吸引溝 ３４４：吸引路 ３４５：冷却通路
３５：上部電極ユニット ３５０：ガス噴射部 ３５１：支持部
３５２：噴射口 ３５３：連通路
３６：絶縁体 ３７：高周波電源 ３８：吸引原 ３９：冷媒供給手段
４０：昇降機構 ４００：エアシリンダ ４０１：ピストン ４０２：昇降部材
４２，４３：反応ガス供給源 ４４：シール部材 ４５：制御手段
５：識別コード読み取りユニット ６：ホストコンピュータ（端末装置）
１０：保護膜形成手段 １１：スピンナーテーブル １１ａ：保持面 １２：回転手段
１２０：スピンドル １２１：モータ １３：噴射ノズル １４：カバー部
１５：搬送手段 １５０：保持部 １５１：ボールネジ １５２：モータ
１５３：ガイドレール １５４：移動部 １６：保持テーブル １６ａ：保持面
１７：加工送り手段 １７０：ボールネジ １７１：モータ １７２：ガイドレール
１７３：Ｘ軸ベース
１８：割り出し送り手段 １８０：ボールネジ １８１：モータ
１８２：ガイドレール １８３：Ｙ軸ベース
１９：レーザビーム照射手段 １９０：ケーシング １９１：加工ヘッド
２０：制御手段
２：保護膜剤 ２ａ：保護膜 ３：ドライエッチング装置 ３０：チャンバ
３０ａ：密閉空間 ３００：底壁 ３０１：上壁 ３０２：側壁
３０３：開口 ３０４：排気口 ３０５，３０６：穴 ３１：ゲート ３２：開閉手段
３２０：エアシリンダ ３２１：ピストン ３２２：ブラケット ３３：ガス排出手段
３４：下部電極ユニット ３４０：チャックテーブル ３４１：支持部
３４２：吸引保持部 ３４３：吸引溝 ３４４：吸引路 ３４５：冷却通路
３５：上部電極ユニット ３５０：ガス噴射部 ３５１：支持部
３５２：噴射口 ３５３：連通路
３６：絶縁体 ３７：高周波電源 ３８：吸引原 ３９：冷媒供給手段
４０：昇降機構 ４００：エアシリンダ ４０１：ピストン ４０２：昇降部材
４２，４３：反応ガス供給源 ４４：シール部材 ４５：制御手段
５：識別コード読み取りユニット ６：ホストコンピュータ（端末装置）
Claims (3)
- 分割予定ラインで区画された領域にそれぞれデバイスが形成された表面を有したデバイスウェーハの加工方法であって、
保護膜形成装置でデバイスウェーハの表面に水溶性保護膜剤を塗布してデバイスを保護するとともに該分割予定ラインを露出させた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、ドライエッチング装置でデバイスウェーハに該保護膜を介してドライエッチングを施すエッチングステップと、を備え、
該デバイスウェーハに該水溶性保護膜剤が塗布された時刻を記録する塗布時刻記録ステップと、
該保護膜形成ステップが実施されたデバイスウェーハが該ドライエッチング装置に投入されたことを確認する投入確認ステップと、
該塗布時刻記録ステップで記録された時刻から所定時間経過しても該投入確認ステップにてデバイスウェーハが該ドライエッチング装置へ投入されたことが確認されない場合に警告を発信する警告発信ステップと、を備え、
該所定時間は、該保護膜が変質せずに洗浄によってデバイスウェーハの表面から該保護膜を除去しうる時間である
加工方法。 - 前記保護膜形成装置と前記ドライエッチング装置とはそれぞれ通信回線を介して端末装置に接続され、該端末装置では該ドライエッチング装置の稼働状況に基づいて前記保護膜形成ステップを実施すべきデバイスウェーハ数を算出する算出ステップを備えた、請求項１に記載の加工方法。
- 前記保護膜形成装置と前記ドライエッチング装置とはそれぞれ通信回線を介して端末装置に接続され、該端末装置では該保護膜形成装置と該ドライエッチング装置とに入力された情報に基づいて前記保護膜形成ステップを実施すべきデバイスウェーハ数を算出する算出ステップを備えた、請求項１に記載の加工方法。
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