TW201643957A - 晶圓的分割方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題是可有效率地將晶圓分割成各個的晶片。
其解決手段，晶圓的分割方法是包含：在晶圓(W)的表面(Wa)形成水溶性保護膜(6a)之保護膜形成工程；沿著渠道(S)來除去水溶性保護膜(6a)而形成蝕刻遮罩之遮罩形成工程；隔著由水溶性保護膜(6a)所成的遮罩來電漿蝕刻渠道(S)部分之電漿蝕刻工程；及對水溶性保護膜(6a)供給洗淨水而除去之保護膜除去工程。
在電漿蝕刻後的保護膜除去時，只要由水供給部(31)來將洗淨水供給至水溶性保護膜(6a)，便可容易從晶圓(W)的表面(Wa)除去水溶性保護膜(6a)。因此，例如阻劑膜形成裝置或灰化裝置等的各種的設備不需要，可一面抑制成本，一面效率佳地將晶圓(W)分割成各個的晶片。
Description
本發明是有關將晶圓分割成各個的晶片之晶圓的分割方法。
在裝置的製造中，是在晶圓的表面藉由被配列成格子狀的複數的分割預定線來區劃複數的晶片領域，在各自的晶片領域中形成IC、LSI等的裝置。如此構成的晶圓是藉由研磨背面側來薄化成預定的厚度之後，分割成附各個的裝置之晶片，各晶片是藉由樹脂密封來封裝而廣泛利用在行動電話或個人電腦等的各種電子機器。
晶圓的分割，有使旋轉的切削刀沿著分割預定線來切入而切削的方法、或沿著分割預定線來照射雷射射束，藉此將晶圓分割成各個的晶片的方法等被提案(例如，參照下記的專利文獻1)。
又，亦有在晶圓的表面之中，分割預定線的部分以外的領域，以阻劑膜作為蝕刻遮罩被覆，電漿蝕刻沿著分割預定線的領域，藉此將晶圓分割成各個的晶片的方法被提案(例如，參照下記的專利文獻2)。
[專利文獻1]日本特開平10-305420號公報
[專利文獻2]日本特開2006-120834號公報
藉由上述那樣的電漿蝕刻來將晶圓分割成各個的裝置時，是例如使用阻劑膜形成裝置來將具有電漿耐性的阻劑塗佈於晶圓的表面，而經由曝光、顯像工程來形成遮罩之後，實施電漿蝕刻工程，沿著分割預定線來形成溝。然後，例如使用灰化裝置來進行氧電漿的灰化處理，藉此使阻劑膜灰化而除去。
但，在分別實施阻劑膜的形成及阻劑膜的除去時，如上述般，由於需要使用阻劑膜形成裝置、灰化裝置等各自相異的裝置，因此會有晶圓的處理工程全體複雜化，成本亦增大的問題。
本發明是有鑑於上述的情事者，以能夠有效率地將晶圓分割成各個的晶片為目的。
本發明為一種晶圓的分割方法，係將表面形成有複數的渠道且在藉由前述複數的渠道所區劃的各領域
中形成有裝置之晶圓予以沿著前述渠道來分割之晶圓的分割方法，其特徵係具備：在晶圓的表面形成水溶性保護膜之保護膜形成工程；沿著前述渠道來除去前述水溶性保護膜，形成蝕刻遮罩之遮罩形成工程；經由前述蝕刻遮罩來電漿蝕刻前述渠道部分之電漿蝕刻工程；對前述水溶性保護膜供給洗淨水，除去前述水溶性保護膜之保護膜除去工程；在前述保護膜除去工程後，在前述晶圓的表面側貼著保護膠帶之膠帶貼著工程；及研磨前述晶圓的背面之研磨工程。
較理想是上述的晶圓是沿著渠道含導電膜，在上述遮罩形成工程中，沿著上述渠道來照射雷射，除去上述導電膜。
較理想是在上述的水溶性保護膜中分散有金屬氧化物的微粒子。金屬氧化物是例如可使用氧化鈦(TiO2)。
若利用本發明的晶圓的分割方法，則在電漿蝕刻後的保護膜除去時，只要將洗淨水供給至水溶性保護膜，便可容易從晶圓的表面除去水溶性保護膜。因此，例如阻劑膜形成裝置或灰化裝置等的各種的設備不需要，可
一面抑制成本，一面效率佳地將晶圓分割成各個的晶片。
在晶圓的表面中，沿著渠道含導電膜時，是在實施遮罩形成工程時，沿著渠道來照射雷射而除去該導電膜，因此在電漿蝕刻工程中可順利地將晶圓分割成各個的晶片。
在上述的水溶性保護膜中分散有金屬氧化物的微粒子(例如TiO2)時，由於水溶性保護膜的雷射射束的吸收性會提升，因此在實施遮罩形成工程時，可容易除去被覆在渠道部分的水溶性保護膜。
並且，被混入金屬氧化物的水溶性保護膜是對於電漿的耐性也提升，因此即使在晶圓的表面薄薄地形成水溶性保護膜，還是可良好地實施電漿蝕刻。
1‧‧‧基板
2‧‧‧旋轉塗膠機
3‧‧‧旋轉台
4‧‧‧旋轉軸
5‧‧‧噴嘴
6‧‧‧液狀樹脂
6a‧‧‧水溶性保護膜
7‧‧‧開口部
8‧‧‧溝
9‧‧‧保護膠帶
10‧‧‧電漿蝕刻裝置
11‧‧‧氣體供給部
12‧‧‧蝕刻處理部
13‧‧‧腔室
14‧‧‧蝕刻氣體供給手段
140‧‧‧軸部
141‧‧‧軸承部
142‧‧‧流路
15‧‧‧昇降手段
150‧‧‧馬達
151‧‧‧滾珠螺桿
152‧‧‧昇降部
16‧‧‧吸盤台
160‧‧‧軸部
161‧‧‧軸承部
163‧‧‧吸引源
164‧‧‧吸引路
165‧‧‧冷卻部
166‧‧‧冷卻路
17‧‧‧排氣口
18‧‧‧氣體排出部
19‧‧‧高頻電源
20‧‧‧研磨裝置
200‧‧‧裝置基座
201‧‧‧圓柱
21‧‧‧罩蓋
22‧‧‧吸盤台
22a‧‧‧保持面
23‧‧‧研磨手段
230‧‧‧主軸
231‧‧‧主軸機殼
232‧‧‧固定架
233‧‧‧研磨輪
234‧‧‧研磨磨石
24‧‧‧研磨移送手段
240‧‧‧馬達
241‧‧‧滾珠螺桿
242‧‧‧導軌
243‧‧‧昇降部
25‧‧‧支撐部
30‧‧‧雷射照射部
31‧‧‧水供給部
圖1是表示保護膜形成工程的立體圖。
圖2是表示形成有水溶性保護膜的狀態的晶圓的剖面圖。
圖3是表示遮罩形成工程的剖面圖。
圖4是表示電漿蝕刻裝置的一例的立體圖。
圖5是表示電漿蝕刻工程的剖面圖。
圖6是表示保護膜除去工程的剖面圖。
圖7是表示保護膠帶貼著工程的立體圖。
圖8是表示研磨裝置的一例的立體圖。
圖9是表示研磨工程的剖面圖。
圖1所示的晶圓W是被加工物的一例，具有圓板狀的基板1。在晶圓W的表面Wa是形成有複數的渠道S，分別在藉由複數的渠道S所區劃的領域中形成有裝置D。表面Wa的相反側的面是成為藉由研磨磨石等來研磨的背面Wb。以下是說明有關將晶圓W分割成各個的裝置D之晶圓的分割方法。
(1)保護膜形成工程
如圖1所示般，例如使用旋轉塗膠機2，在晶圓W的表面Wa形成水溶性保護膜。旋轉塗膠機2是具有保持晶圓W且可旋轉的旋轉台3。在旋轉台3的下方是連接具有鉛直方向的軸心之旋轉軸4。在旋轉台3的上方側是配置有噴出水溶性保護膜的材料液之噴嘴5，噴嘴5的前端是朝旋轉台3側。
首先，將晶圓W的背面Wb側載置於旋轉台3的上面，使晶圓W的表面Wa朝上露出，藉由未圖示的吸引源的吸引作用來將晶圓W吸引保持於旋轉台3。其後，未圖示的馬達會使旋轉軸4旋轉，藉此一面使旋轉台3例如旋轉於箭號A方向，一面將噴嘴5的前端定位於被保持於旋轉台3的晶圓W的表面Wa的中央領域上方側，朝中央領域噴出預定量的液狀樹脂6。
液狀樹脂6是例如使用PVP(聚乙烯吡咯烷酮)或PVA(聚乙烯醇)等的水溶性的液狀樹脂。最好在此液狀樹脂6中分散混入金屬氧化物的微粒子。金屬氧化物是例如除了氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO2)以外，亦可使用遷移金屬氧化物。金屬氧化物是具有比液狀樹脂6的斑點大小(Spot-Size)更充分小的粒徑者為適。例如當液狀樹脂6的斑點大小為數μm~1mm時，金屬氧化物的粒徑可例如為10~50[nm]。並且，金屬氧化物相對於液狀樹脂6的濃度是1~10[%]程度，更理想是2~5[%]為佳。
被滴下至晶圓W的表面Wa的液狀樹脂6是利用藉由旋轉台3的旋轉所產生的離心力，在晶圓W的表面Wa上從中心側朝外周側流動，遍及晶圓W的表面Wa的全面。然後，繼續旋轉，將液狀樹脂6形成預定的厚度，使旋轉乾燥。因應所需，在晶圓W的表面Wa，例如藉由烘烤液狀樹脂6來使硬化，如圖2所示般，形成覆蓋晶圓W的表面Wa的全面之水溶性保護膜6a。
(2)遮罩形成工程
實施保護膜形成工程後，如圖3所示般，利用被配置於晶圓W的上方側的雷射照射部30來除去水溶性保護膜6a而形成蝕刻遮罩。首先，使晶圓W保持於未圖示的保持台之後，一邊使雷射照射部30與保持台相對地移動於水平方向，一邊雷射照射部30在對應於圖1所示的渠道
S的領域照射雷射射束。所謂對應於渠道S的領域是可為渠道S的全域，或渠道S的一部分的領域。
遮罩形成工程是例如以下記的加工條件來實施。
[加工條件]
雷射射束：YAG/YVO4
波長：355nm
平均輸出：0.5W
重複頻率：200kHz
照射點徑：φ10μm
保持台的移送速度：100mm/s
根據如此的加工條件，若雷射照射部30沿著晶圓W的表面Wa之中對應於渠道S的領域來照射雷射射束，則會除去圖2所示的水溶性保護膜6a之中渠道S的上方部分，在晶圓W的表面Wa中形成開口部7。藉此，在晶圓W的表面Wa之中，對應於渠道S的領域以外的領域中，至少覆蓋裝置D的水溶性保護膜6a會殘存。如此一來，在晶圓W的表面Wa形成由水溶性保護膜6a所成的蝕刻遮罩。
在此，在所欲加工的晶圓W中，沿著渠道S來形成例如TEG(Test Element Group)等的導電膜時，最好藉由沿著渠道S照射雷射來與水溶性保護膜6a一起除去導電膜。藉此，可效率佳地進行後續的電漿蝕刻製程，之後可順利地將晶圓W分割成各個的裝置D。
另外，遮罩形成工程是不限於雷射照射的情況。例如亦可使切削刀沿著對應於渠道S的領域來切入而切削，藉此沿著渠道S來除去水溶性保護膜6a而於晶圓W的表面Wa形成蝕刻遮罩。
(3)電漿蝕刻工程
其次，經由蝕刻遮罩來進行晶圓W的電漿蝕刻。電漿蝕刻是例如使用圖4所示的電漿蝕刻裝置10。電漿蝕刻裝置10是具備：氣體供給部11、及蝕刻處理部12。在氣體供給部11中積蓄有SF6、CF4、C2F6、C2F4、CHF3等之含氟的蝕刻氣體、Ar等的惰性氣體。
蝕刻處理部12是收容晶圓W，成為將從氣體供給部11供給的蝕刻氣體電漿化而蝕刻晶圓W的構成。具體而言，蝕刻處理部12是具備進行電漿蝕刻的腔室13，成為從腔室13的上部側收容蝕刻氣體供給部14，且從下部側收容吸盤台16的構成，該吸盤台16是保持所欲蝕刻的晶圓W。
蝕刻氣體供給手段14是具有對被保持於吸盤台16的晶圓W的露出面供給蝕刻氣體的機能，軸部140是對於腔室13經由軸承141來昇降自如地插通，在內部是形成有連通至氣體供給部11且在下端開口的流路142。
蝕刻氣體供給手段14是可藉由昇降手段15來驅動而昇降。
昇降手段15是具備：馬達150、及被連接至馬達150的滾珠螺桿151、以及具有螺合於滾珠螺桿151的螺帽之昇降部152，
成為被馬達150驅動而轉動滾珠螺桿151，藉此昇降部152昇降，隨著昇降部152的昇降，蝕刻氣體供給部14昇降之構成。
吸盤台16是軸部160會經由軸承161來可轉動地插通，在內部是形成有連通至吸引源163的吸引路164及連通至冷卻部165的冷卻路166，吸引路164是在吸盤台16的上面開口。
在腔室13的下部是形成有連通至氣體排出部18的排氣口17，可從排氣口17排出使用完了的氣體。並且，在蝕刻氣體供給手段14及吸盤台16連接高頻電源19，在吸盤台16與蝕刻氣體供給手段14之間施加高頻電壓，可使蝕刻氣體電漿化。高頻電壓是只要選擇可將蝕刻氣體解離成適於蝕刻的狀態，且可取得充分的數量的蝕刻種之頻率、功率即可。具備未圖示的偏壓高頻電壓供給手段。
利用電漿蝕刻裝置12來對晶圓W進行電漿蝕刻時，將晶圓W搬入至腔室13的內部，在吸盤台16中使表面Wa側朝上而保持。接著，使蝕刻氣體供給手段14下降，在該狀態下從氣體供給部11供給蝕刻氣體至流路142，使蝕刻氣體從蝕刻氣體供給手段14的下面的噴出部143噴出，調壓成預定的壓力之後，從高頻電源19施加
高頻電壓於蝕刻氣體供給手段14與吸盤台16之間，而使蝕刻氣體電漿化。對晶圓施加偏壓高頻電壓，將離子引進晶圓而蝕刻。
蝕刻條件的一例是如以下般。
重複數十循環蝕刻#1~#3。
電漿激發用、偏壓施加用皆是頻率設為13.56MHz。
藉此，如圖5所示般，只蝕刻晶圓W的表面Wa之中，未被覆水溶性保護膜6a的部分，亦即晶圓W的表面Wa之開口部7的下方，形成所望的深度的溝8。此時，在晶圓W的表面Wa被覆的水溶性保護膜6a中混入金屬氧化物時，對於電漿的耐性會提升，因此遮罩的膜減少會被抑制，可防止在蝕刻中水溶性保護膜6a也被蝕刻而晶圓W的表面Wa露出。然後，預先設定的時間經過，在圖1所示的晶圓Wa實施蝕刻而將溝8形成預定深度的時間點，終了電漿蝕刻。
(4)保護膜除去工程
其次，除去被覆在圖5所示的晶圓W的表面Wa的水溶性保護膜6a。具體而言，如圖6所示般，被配置在晶圓W的上方側的水供給部31會朝晶圓W的表面Wa供給洗淨水。藉此，水溶性保護膜6a會藉由洗淨水來溶解，
表面Wa露出之狀態的晶圓W會殘存。另外，洗淨水是例如可使用純水。
(5)保護膠帶貼著工程
實施保護膜除去工程之後，如圖7所示般，在晶圓W的表面Wa側貼著保護膠帶9。如此將晶圓W與保護膠帶9一體形成，在後述的研磨時保護裝置D。保護膠帶9的材質等是無特別加以限定，例如使用黏著性膠帶。
(6)研磨工程
將晶圓W的背面Wb側研磨而使薄化。研磨晶圓W的研磨裝置，例如可使用圖8所示的研磨裝置20。研磨裝置20是具有：延伸於Y軸方向的裝置基座200、及在Y軸方向後部側的裝置基座200中被立設於Z軸方向的圓柱201。在裝置基座200配設具有保持晶圓W的保持面22a之吸盤台22。吸盤台22的周圍是藉由罩蓋21所罩蓋，吸盤台22可與罩蓋21一起往復移動於Y軸方向。
在圓柱201的側方是配設有經由昇降手段24來對晶圓進行研磨的研磨手段23。
研磨手段23是具備：具有Z軸方向的軸心之主軸230；可旋轉地圍繞主軸230之主軸機殼231；在主軸230的下端，經由固定架(mount)232來安裝之研磨輪233；
在研磨輪233的下部被固定成環狀之複數的研磨磨石234。
研磨手段20是可藉由馬達的驅動來使研磨輪233以預定的旋轉速度旋轉。
研磨移送手段24是具備：伸長於Z軸方向的滾珠螺桿241；被連接至滾珠螺桿241的一端之馬達240；與滾珠螺桿241平行伸長之一對的導軌242；及被連結至一方的面會支撐主軸機殼231的支撐部25之昇降部243。
在昇降部243的另一方的面是一對的導軌242會滑接，且在形成於昇降部243的中央部的螺帽是螺合滾珠螺桿241。然後，一旦馬達240被驅動而滾珠螺桿241轉動，則可沿著一對的導軌242來使昇降部242昇降於Z軸方向，而使研磨手段20昇降於Z軸方向。
研磨晶圓W的背面Wb時，如圖8所示般，使晶圓W的背面Wb朝上露出，在吸盤台22的保持面22a載置保護膠帶9側而吸引保持。一邊使吸盤台22旋轉，一邊使吸盤台22與罩蓋21一起移動至研磨手段23的下方。
其次，一邊藉由主軸230旋轉來使研磨輪233旋轉，一邊使研磨手段23下降至研磨移送手段24接近晶圓W的背面Wb的方向，使旋轉的研磨磨石234接觸於背面Wb而進行研磨。然後，如圖9所示般，至少至溝8露
出的深度位置P，將研磨磨石234研磨移送而繼續研磨，藉此將晶圓W分割成附各個的裝置D之晶片。
如此，本發明的分割方法是在晶圓W的表面Wa藉由水溶性保護膜6a來形成遮罩，因此在電漿蝕刻工程後實施保護膜除去工程時，只要從水供給部31將洗淨水供給至水溶性保護膜6a，便可容易除去被覆於晶圓W的表面Wa的水溶性保護膜6a。因此，例如阻劑膜形成裝置或灰化裝置等的各種的設備不需要，可使晶圓W的處理工程簡素化而削減成本。
在上述的水溶性保護膜6a中分散混入有金屬氧化物的微粒子時，由於水溶性保護膜6a的雷射射束的吸收性提升，因此在實施遮罩形成工程時，可有效率地除去渠道S上的水溶性保護膜6a。
並且，被混入金屬氧化物的水溶性保護膜6a，相較於未混入金屬氧化物者，對電漿的耐性也會提升。因此，即使在晶圓W的表面Wa中將水溶性保護膜6a薄薄地形成例如4μm程度，還是可良好地實施電漿蝕刻工程。並且，在電漿蝕刻中水溶性保護膜6a從晶圓W的表面Wa剝離之虞會減低。而且，在水溶性保護膜6a不含金屬氧化物時，作為遮罩的厚度需要10~20[μm]，但藉由添加TiO2等的金屬氧化物，可將其厚度形成薄，因此可降低成本，且可容易進行保護膜除去工程之水溶性保護膜6a的除去。
本實施形態是針對在實施電漿蝕刻工程之後
實施研磨晶圓W的背面Wb的研磨工程之情況，但亦可在將晶圓W研磨成所望的厚度之後，藉由電漿蝕刻來將晶圓W分割成各個的晶片。亦即，依序實施保護膠帶貼著工程及研磨工程，以晶圓W能夠形成所望的厚度之方式研磨晶圓W的背面Wb之後，依序實施保護膜形成工程及遮罩形成工程，而在表面Wa形成由水溶性保護膜所成的蝕刻遮罩。而且，亦可藉由實施電漿蝕刻工程，將被薄化的晶圓W予以完全切斷，而分割成各個的晶片。此情況也是對電漿蝕刻後的晶圓W的表面Wa供給洗淨水，藉此可容易除去水溶性保護膜。
又，亦可沿著晶圓W的渠道S來對其內部集中雷射射束而形成改質層之後，依序實施上述保護膜形成工程、遮罩形成工程、電漿蝕刻工程及保護膜除去工程。此情況，在電漿蝕刻工程中，亦可形成到達改質層的所望深度的溝來分割，或者因應所需在晶圓W的背面貼著膠帶等，使其膠帶伸張成放射狀，對於晶圓W施加擴張於面方向的力，藉此將晶圓W分割成每個裝置D的晶片。
1‧‧‧基板
6a‧‧‧水溶性保護膜
7‧‧‧開口部
30‧‧‧雷射照射部
D‧‧‧裝置
W‧‧‧晶圓
Wa‧‧‧表面
Wb‧‧‧背面
Claims (4)
- 一種晶圓的分割方法，係將表面形成有複數的渠道，且在藉由前述複數的渠道所區劃的各領域中形成有裝置之晶圓予以沿著前述渠道來分割，其特徵係具備：在晶圓的表面形成水溶性保護膜之保護膜形成工程；沿著前述渠道來除去前述水溶性保護膜，形成蝕刻遮罩之遮罩形成工程；經由前述蝕刻遮罩來電漿蝕刻前述渠道部分之電漿蝕刻工程；對前述水溶性保護膜供給洗淨水，除去前述水溶性保護膜之保護膜除去工程；在前述保護膜除去工程後，在前述晶圓的表面側貼著保護膠帶之膠帶貼著工程；及研磨前述晶圓的背面之研磨工程。
- 如申請專利範圍第1項之分割方法，其中，前述晶圓係沿著渠道含導電膜，在前述遮罩形成工程中，沿著前述渠道來照射雷射，除去前述導電膜。
- 如申請專利範圍第1或2項之分割方法，其中，前述水溶性保護膜係分散有金屬氧化物的微粒子。
- 如申請專利範圍第3項之分割方法，其中，前述金屬氧化物為TiO2。
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