JP2016018139A - 露光マスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の方法と比べて簡単な工程で、安価に、ウェーハを切断する際使用する露光マスクの、製造方法技術を提供する。【解決手段】ウェーハ加工用の露光マスクの製造方法であって、加工するウェーハ以上の大きさを有し光を透過する透明板２１の、該ウェーハのストリートに対応する表面２１ａ側の領域に、透明板の裏面２１ｂには至らない深さの溝２３を形成する溝形成工程と、溝に遮光性を有する遮光材２７を埋設する遮光材埋設工程と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、ウェーハを加工する際に使用される露光マスクの製造方法に関する。

携帯電話に代表される小型軽量な電子機器では、ＩＣ、ＬＳＩ等の電子回路を備えるデバイスチップが必須の構成となっている。デバイスチップは、例えば、シリコン等の材料でなるウェーハの表面をストリートと呼ばれる複数の分割予定ラインで区画し、各領域に電子回路を形成した後、このストリートに沿ってウェーハを切断することで製造できる。

ウェーハを切断する際には、例えば、高速回転する切削ブレードをウェーハのストリートに切り込ませた上で、切削ブレード及びウェーハをストリートと平行な方向に相対移動させる。しかしながら、この方法では、ウェーハをストリートに沿って機械的に削り取るので、デバイスチップの抗折強度が低下しがちである。

また、この方法では、切削ブレードをストリートに対して高精度に位置合わせした上で、各ストリートを個別に切削する必要があるので、加工の終了までに長い時間を要してしまう。特に、この問題は、切削すべき分割予定ラインの数が多いウェーハにおいて深刻である。

そこで、近年では、プラズマエッチングを利用してウェーハを切断する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、プラズマエッチングでウェーハの全面を一度に加工できるので、デバイスチップの小型化、ウェーハの大型化等によって加工すべき分割予定ラインの数が増えても、加工時間は殆ど変わらずに済む。

また、ウェーハを機械的に削り取るわけではないないので、加工時の欠け等を抑制し、デバイスチップの抗折強度を高く維持できる。なお、この方法では、ガラス基板の表面にクロム等でなる遮光膜のパターンが形成された露光マスク（例えば、特許文献２参照）を用いて、ウェーハの表裏面にエッチング用のレジスト膜を形成している。

特開２００６−１１４８２５号公報 特開昭６２−２２９１５１号公報

しかしながら、上述した露光マスクは、遮光膜の形成、レジスト膜の被覆、レジスト膜のパターン描画、遮光膜のエッチングといった複雑な工程を経て製造され、価格が高いので、この露光マスクを用いると、ウェーハの加工コストも高くなってしまう。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来の方法と比べて簡単な工程で安価に露光マスクを製造可能な露光マスクの製造方法を提供することである。

本発明によれば、ウェーハ加工用の露光マスクの製造方法であって、加工するウェーハ以上の大きさを有し光を透過する透明板の、該ウェーハのストリートに対応する表面側の領域に、該透明板の裏面には至らない深さの溝を形成する溝形成工程と、該溝に遮光性を有する遮光材を埋設する遮光材埋設工程と、を備えたことを特徴とする露光マスクの製造方法が提供される。

本発明において、該遮光材埋設工程は、インクジェットノズルを有する埋設手段によって行われることが好ましい。

また、本発明において、該遮光材埋設工程では、該溝が形成された該透明板の表面全体に該遮光材を被覆して該溝に該遮光材を埋設した後、該透明板の該溝以外の表面を被覆した該遮光材を除去することが好ましい。

本発明に係る露光マスクの製造方法は、光を透過する透明板の表面側に、ウェーハのストリートに対応し透明板の裏面に至らない深さの溝を形成する溝形成工程と、溝に遮光性を有する遮光材を埋設する遮光材埋設工程と、を含んでいる。

そのため、レジスト膜の被覆、レジスト膜のパターン描画、遮光膜のエッチングといった複雑な工程を経ることなく、ウェーハのストリートに対応する遮光パターンを備えた露光マスクを製造できる。このように、本発明によれば、従来の方法と比べて簡単な工程で安価に露光マスクを製造可能な露光マスクの製造方法を提供できる。

図１（Ａ）は、ウェーハの構成例を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、ウェーハの構成例を模式的に示す断面図である。 図２（Ａ）は、溝形成工程を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、溝形成工程後の透明板を模式的に示す断面図である。 図３（Ａ）は、遮光材埋設工程を模式的に示す一部断面側面図であり、図３（Ｂ）は、遮光材埋設工程後の透明板を模式的に示す斜視図である。 図４（Ａ）は、遮光材埋設工程の変形例を模式的に示す断面図であり、図４（Ｂ）は、遮光材埋設工程の変形例を模式的に示す斜視図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態に係る露光マスクの製造方法は、溝形成工程（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）、及び遮光材埋設工程（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）参照）を含む。

溝形成工程では、光を透過する透明板の表面側に、ウェーハのストリートに対応し透明板の裏面に至らない深さの溝を形成する。遮光材埋設工程では、透明板の溝に遮光性を有する遮光材を埋設する。以下、本実施形態に係る露光マスクの製造方法について詳述する。

まず、本実施形態の露光マスクを用いて加工されるウェーハについて説明する。図１（Ａ）は、ウェーハの構成例を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、ウェーハの構成例を模式的に示す断面図である。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１は、例えば、シリコン等の半導体材料で形成された略円形の板状物であり、表面１１ａは、中央のデバイス領域１３と、デバイス領域１３を囲む外周余剰領域１５とに分けられている。

デバイス領域１３は、格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）１７でさらに複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ等のデバイス１９が形成されている。ウェーハ１１の外周１１ｃは面取り加工されており、丸みを帯びている。

本実施形態に係る露光マスクの製造方法では、上述したウェーハ１１のストリート１７に対応する遮光パターンを備えた露光マスクを製造する。具体的には、まず、ウェーハ１１のストリート１７に対応した溝を透明板に形成する溝形成工程を実施する。図２（Ａ）は、溝形成工程を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、溝形成工程後の透明板を模式的に示す断面図である。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、露光マスクの基材となる透明板２１は、ガラス、樹脂等の透明材料で形成された略円形の板状物であり、その直径は、例えば、ウェーハ１１の直径より大きくなっている。ただし、透明板２１は、ウェーハ１１と同径に形成されても良い。すなわち、透明板２１は、ウェーハ１１以上の大きさであれば良い。

また、この透明板２１は、露光マスクに要求される任意の光学特性を備えている。具体的には、例えば、透明板２１は、レジスト材を硬化させるために用いる所定波長の光に対して透明である。ただし、透明板２１は、必ずしも可視光に対して透明である必要はない。

溝形成工程では、図２（Ａ）に示すように、高速回転させた切削ブレード２を透明板２１の表面２１ａに切り込ませ、切削ブレード２と透明板２１とを水平方向に相対移動させる。ここで、切削ブレード２は、ウェーハ１１のストリート１７に対応する領域に切り込まれる。また、切削ブレード２の切り込み深さは、切削ブレード２が透明板２１の裏面２１ｂに達しない程度とする。

これにより、透明板２１の表面２１ａ側に、ウェーハ１１のストリート１７に対応し透明板２１の裏面２１ｂに至らない深さの溝２３を形成できる。ウェーハ１１の全てのストリート１７に対応する溝２３が形成されると、溝形成工程は終了する。

溝形成工程の後には、透明板２１の溝２３に遮光性を有する遮光材を埋設する遮光材埋設工程を実施する。図３（Ａ）は、遮光材埋設工程を模式的に示す一部断面側面図であり、図３（Ｂ）は、遮光材埋設工程後の透明板２１を模式的に示す斜視図である。

遮光材埋設工程では、例えば、図３（Ａ）に示すように、透明板２１の表面２１ａ側に配置されたインクジェットノズル（埋設手段）４を溝２３に沿って移動させながら、ナノメタルインクに代表される遮光性を備えた液体２５を溝２３に滴下する。

その後、溝２３に供給された液体２５を乾燥・硬化させることで、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、ウェーハ１１のストリート１７に対応する直線状の遮光材２７を形成できる。透明板２１の全ての溝２３に遮光材２７が埋設されると、露光マスクは完成する。

以上のように、本発明に係る露光マスクの製造方法は、光を透過する透明板２１の表面２１ａ側に、ウェーハ１１のストリート１７に対応し透明板２１の裏面２１ｂに至らない深さの溝２３を形成する溝形成工程と、溝２３に遮光性を有する遮光材２７を埋設する遮光材埋設工程と、を含んでいる。

そのため、レジスト膜の被覆、レジスト膜のパターン描画、遮光膜のエッチングといった複雑な工程を経ることなく、ウェーハ１１のストリート１７に対応する遮光パターンを備えた露光マスクを製造できる。このように、本実施形態によれば、従来の方法と比べて簡単な工程で安価に露光マスクを製造可能な露光マスクの製造方法を提供できる。

なお、本発明は上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、インクジェットノズル４で液体２５を滴下するいわゆるインクジェット法を用いて溝２３に遮光材２７を埋設しているが、溝２３に遮光材２７を埋設する方法はこれに限定されない。

図４（Ａ）は、遮光材埋設工程の変形例を模式的に示す断面図であり、図４（Ｂ）は、遮光材埋設工程の変形例を模式的に示す斜視図である。変形例に係る遮光材埋設工程では、まず、図４（Ａ）に示すように、透明板２１の表面２１ａ全体を被覆する遮光膜（遮光材）２９を形成する。遮光膜２９は、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等により形成される金属膜であり、図４（Ａ）に示すように、その一部が溝２３に埋設されている。

次に、遮光膜２９の一部を除去して、透明板２１の表面２１ａを表出させる。遮光膜２９の除去は、例えば、図４（Ｂ）に示す研削装置１２で実施される。研削装置１２は、透明板２１を吸引保持する保持テーブル１４を備えている。保持テーブル１４の下方には、回転機構（不図示）が設けられており、保持テーブル１４は、この回転機構により鉛直軸の周りに回転する。

保持テーブル１４の表面（上面）は、透明板２１の裏面２１ｂ側を吸引保持する保持面となっている。この保持面には、保持テーブル１４の内部に形成された吸引路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、透明板２１を吸引する吸引力が発生する。

保持テーブル１４の上方には、鉛直軸の周りに回転するスピンドル１６が配置されている。このスピンドル１６は、昇降機構（不図示）で昇降される。スピンドル１６の下端側には、円盤状のホイールマウント１８が固定されており、このホイールマウント１８には、研削ホイール２０が装着されている。

研削ホイール２０は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料で形成されたホイール基台２０ａを備えている。ホイール基台２０ａの円環状の下面には、全周にわたって複数の研削砥石２０ｂが固定されている。

遮光膜２９を除去する際には、まず、透明板２１の裏面２１ｂ側を保持テーブル１４の保持面に接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、透明板２１は、表面２１ａを被覆する遮光膜２９が上方に露出した状態で保持テーブル１４に吸引保持される。

次に、保持テーブル１４とスピンドル１６とを、それぞれ所定の方向に回転させつつ、スピンドル１６を下降させ、図４（Ｂ）に示すように、遮光膜２９に研削砥石２０ｂを接触させる。スピンドル１６は、遮光膜２９の研削に適した送り速度で下降させる。

透明板２１の表面２１ａが露出するまで遮光膜２９を研削すると、図３（Ｂ）に示すように、溝２３には、遮光膜２９の一部である遮光材２７が残る。このように、変形例に係る遮光材埋設工程を実施する場合にも、上記実施形態と同様の露光マスクを製造できる。

なお、上記変形例では、遮光膜２９を研削することで、溝２３に遮光材２７を残存させているが、エッチング等の別の方法で遮光膜２９を除去して、溝２３に遮光材２７を残存させても良い。

その他、上記実施形態に係る構成、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

１１ ウェーハ
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１１ｃ 外周
１３ デバイス領域
１５ 外周余剰領域
１７ ストリート（分割予定ライン）
１９ デバイス
２１ 透明板
２１ａ 表面
２１ｂ 裏面
２３ 溝
２５ 液体
２７ 遮光材
２９ 遮光膜（遮光材）
２ 切削ブレード
４ インクジェットノズル（埋設手段）
１２ 研削装置
１４ 保持テーブル
１６ スピンドル
１８ ホイールマウント
２０ 研削ホイール
２０ａ ホイール基台
２０ｂ 研削砥石

Claims (3)

1. ウェーハ加工用の露光マスクの製造方法であって、
   加工するウェーハ以上の大きさを有し光を透過する透明板の、該ウェーハのストリートに対応する表面側の領域に、該透明板の裏面には至らない深さの溝を形成する溝形成工程と、
   該溝に遮光性を有する遮光材を埋設する遮光材埋設工程と、を備えたことを特徴とする露光マスクの製造方法。
2. 該遮光材埋設工程は、インクジェットノズルを有する埋設手段によって行われることを特徴とする請求項１に記載の露光マスクの製造方法。
3. 該遮光材埋設工程では、該溝が形成された該透明板の表面全体に該遮光材を被覆して該溝に該遮光材を埋設した後、該透明板の該溝以外の表面を被覆した該遮光材を除去することを特徴とする請求項１に記載の露光マスクの製造方法。