TW201802906A - 晶圓的加工方法 - Google Patents

Abstract

[課題]本發明的課題在於提供一可以在不使器件的品質降低的情形下實行電漿蝕刻之晶圓的加工方法。 [解決手段]根據本發明可提供一種晶圓的加工方法，其為將晶圓分割成一個個的器件，該晶圓是將在正面積層有鈍化膜的器件以分割預定線區劃而在半導體基板的正面形成有複數個，該晶圓的加工方法至少是由下述步驟所構成：半導體基板露出步驟，將切削刀定位於分割預定線，以去除積層於分割預定線的鈍化膜或金屬膜，使半導體基板沿著分割預定線露出；及分割步驟，以覆蓋該器件的鈍化膜作為遮蔽膜，且將已於分割預定線露出的半導體基板藉由電漿蝕刻進行分割。

Description

晶圓的加工方法

發明領域 本發明是有關於一種藉由所謂的電漿蝕刻來將晶圓分割成一個個的器件之晶圓的加工方法。

發明背景 被分割預定線所區劃而在半導體基板的正面形成有IC、LSI等複數個器件之晶圓，是藉由切割裝置、雷射加工裝置等而被分割成一個個的器件，且利用於行動電話、個人電腦等電氣機器上。

又，作為使器件的抗折強度提升，並且能一次將晶圓分割成一個個的器件之生產性良好的分割方法，已提出的有一種電漿蝕刻的技術之方案(參照例如專利文獻1) 。 先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2002-093752號公報

發明概要 發明欲解決之課題 根據記載於上述專利文獻1之電漿蝕刻的技術，雖然所期待的是生產效率變好，且被分割的器件之抗折強度變得良好，但在晶圓的正面將用於保護器件的抗蝕膜(resist film)形成為均勻的厚度的作法比較困難，所塗佈之抗蝕膜(1~5μm)於實行電漿蝕刻時，若在抗蝕膜較薄的部分進行蝕刻時，會有局部地露出器件，而使器件的品質降低的問題。又，在分割預定線上積層有包含TEG(test element group，測試元件群組)的金屬膜的情形下，也有電漿蝕刻被遮蔽而無法以電漿蝕刻進行分割的問題。

本發明是有鑒於上述事實而作成之發明，其主要的技術課題在於提供一種可以在不使器件的品質降低的情形下實行電漿蝕刻之晶圓的加工方法。 用以解決課題之手段

為了解決上述之主要的技術課題，根據本發明可提供一種晶圓的加工方法，其為將晶圓分割成一個個的器件，該晶圓是將在正面積層有鈍化膜(passivation film)的器件以分割預定線區劃而在半導體基板的正面形成有複數個，該晶圓的加工方法至少是由下述步驟所構成： 半導體基板露出步驟，將切削刀定位於分割預定線，以去除積層於分割預定線的鈍化膜或金屬膜，使半導體基板沿著分割預定線露出；及 分割步驟，以覆蓋該器件的鈍化膜作為遮蔽膜，且將已於分割預定線露出的半導體基板藉由電漿蝕刻進行分割。

可以將該鈍化膜藉由SiO₂ 膜、Si₃ N₄ 膜、聚醯亞胺(polyimide)膜中之任一種來形成，且半導體基板是矽基板，並將在電漿蝕刻中使用的氣體設為氟系氣體，來實施上述晶圓的加工方法。 發明效果

本發明之晶圓的加工方法，是將晶圓分割成一個個器件，該晶圓是將在正面積層有鈍化膜的器件以分割預定線區劃而在半導體基板的正面形成有複數個，該晶圓的加工方法至少由下述步驟所構成： 半導體基板露出步驟，將切削刀定位於分割預定線，以去除積層於分割預定線的鈍化膜或金屬膜，使半導體基板沿著分割預定線露出；及 分割步驟，以覆蓋該器件的鈍化膜作為遮蔽膜，且藉由電漿蝕刻對已於分割預定線露出的半導體基板進行分割， 藉此，由於可將實行電漿蝕刻時成為障礙的分割預定線上的鈍化膜、或包含TEG而被構成之金屬膜預先去除，並將積層於器件的正面的鈍化膜作為電漿蝕刻之時的遮蔽膜來利用，所以毋需形成要均勻地塗佈會比較困難之抗蝕膜(1~5μm)，也可抑制以該抗蝕膜作為遮蔽膜來實施電漿蝕刻時的品質的降低。

用以實施發明之形態 以下，針對本發明的晶圓的加工方法的較佳實施形態，參照附加圖式以詳細地說明。

如圖1所示，在本實施形態中被加工之晶圓10，是由半導體基板(矽基板)10a、與器件14所形成，該器件14是形成在該半導體基板10a的正面側之藉由複數條分割預定線12所區劃出的區域中，此外，如圖1(a)中以局部放大截面圖所示，是在形成有該器件14之正面側的全域中形成有鈍化膜16(例如，二氧化矽膜(SiO₂ ))，該鈍化膜16具有可從來自外部的污染與不純物等的進入中保護器件14的作用。該鈍化膜16是以電漿CVD法來積層之情形是已知的，在此省略其詳細內容。再者，作為藉由依據本發明之晶圓的加工方法而被加工的晶圓，並不一定限定於圖1(a)所示的晶圓，也可以將例如在分割預定線12上並未形成鈍化膜，而是形成有包含TEG(test element group，測試元件群組)的金屬膜18之晶圓作為對象(參照圖1(b))。

準備作為被加工物之該晶圓10之後，實施半導體基板露出步驟，其為使用圖2所示的切割裝置20(僅顯示一部分)來使其沿著分割預定線12露出半導體基板10a。於切割裝置20中具備有可藉由圖未示之旋轉主軸來使其高速旋轉的切削刀22。作業者是將所準備的晶圓10之以鈍化膜16被覆的正面朝上來載置於該切割裝置20的保持機構24上，並使圖未示的吸引機構作動來進行吸引保持。

於實施讓作業者進行切割裝置20的切削刀22的位置與晶圓10的分割預定線12的對位之校準之後，將切削刀22定位於該分割預定線12的一端部，並驅動旋轉主軸以使切削刀22旋轉，且使保持機構24在箭頭X所示方向上相對地移動，來沿著分割預定線12進行切削。藉此，如圖2作為局部放大截面圖而顯示地，沿著晶圓10的分割預定線12實行切削加工，以形成相當於至少鈍化膜16(或金屬膜18)的厚度(在本實施形態中為5μm)，且使晶圓10的半導體基板10a露出的深度。切削刀22到達分割預定線12的另一端部之後，將保持設備24適當移動、使其旋轉，以將切削位置調整到成為未加工之分割預定線12的位置，並對所有的分割預定線12均施行同樣的切削加工，使半導體基板10a露出。藉此，沿分割預定線12將鈍化膜16去除、或在形成有包含TEG之金屬膜18的情況下將該金屬膜18去除，而成為沿著所有的分割預定線12露出半導體基板10a的狀態。

如上述地實施半導體基板露出步驟後，實施分割步驟，其為進行用於將晶圓10分割成一個個的器件的電漿蝕刻。於所述的電漿蝕刻中，可以使用例如於圖3簡化而顯示之電漿蝕刻裝置40。此電漿蝕刻裝置40具備供給氟系氣體的氣體供給部41，且具備有在內部進行蝕刻處理的腔室42。可從氣體供給部41在該腔室42內供給例如SF₆ 、C₄ F₈ ，作為氟系氣體。

如圖所示，在進行電漿蝕刻的腔室42的上部側，配設有連接於氣體供給部41的蝕刻氣體供給機構43，且於下部側配設有保持會被蝕刻之作為被加工物的晶圓10的工作夾台44。

蝕刻氣體供給機構43在內部具備有氣體流通路徑43a，且具有透過以多孔構件所形成的下表面43b來向保持於工作夾台44的晶圓10的露出面側(形成有器件14之側)供給蝕刻氣體的功能。再者，蝕刻氣體供給機構43是在腔室42內部藉由圖未示的移動機構而被驅動並朝上下升降自如地被構成。

另一方面，工作夾台44是藉由腔室42可旋動地支撐其軸部，並將圖未示的吸引源透過吸引路徑44a連接到構成為具有通氣性之上表面44b。腔室42的底部具備有連接於圖未示的氣體排出部之排氣口45，排氣口45會發揮對腔室內進行減壓、或將使用過的氣體排出的功能。又，於蝕刻氣體供給機構43、工作夾台44連接有高頻電源46，而可以供給高頻電壓，並將腔室42內的蝕刻氣體電漿化。本實施形態中的電漿蝕刻裝置40是如以上概要構成，以下說明關於藉由電漿蝕刻裝置40實行的分割步驟。

首先，透過具有黏著性及可撓性的保護膠帶T，將已實施半導體基板露出步驟的晶圓10保持在框架F上。該晶圓10是從圖未示的腔室42的搬入搬出口搬入到腔室42內。將已搬入腔室42內的晶圓10以形成有蝕刻加工中作為遮蔽膜而發揮功能之鈍化膜16的正面側朝上方來載置且吸引固定在工作夾台44上。將晶圓10載置在工作夾台44上後，並將腔室42設成密閉空間後，將內部空氣排氣以進行減壓。

已將腔室42內減壓後，藉由圖未示的移動機構一邊使蝕刻氣體供給機構43下降來調整與晶圓10的距離，一邊從氣體供給部41透過蝕刻氣體供給機構43使蝕刻氣體(SF₆ )朝腔室42內噴出，並且使高頻電源46作動以將高頻電壓施加在蝕刻氣體供給機構43與工作夾台44之間，以使已供給到腔室42內的蝕刻氣體(SF₆ )電漿化。然後，藉由電漿的蝕刻效果將晶圓10的正面之中，已去除鈍化膜16(或金屬膜18)之半導體基板露出區域10b的底部進行預定時間蝕刻。如此進行而將半導體露出區域10b的底部削除預定量後，接著將從氣體供給部41供給的蝕刻氣體切換成作為另一個蝕刻氣體的C₄ F₈ ，且使高頻電源作動以使新供給的蝕刻氣體電漿化。藉此，可削除半導體基板露出區域10b的低壁，並且於側壁依序形成藉由電漿聚合而積層的保護膜。其後，同樣進行，並一邊反覆進行SF₆ 、C₄ F₈ 的供給，一邊使其進行蝕刻。藉由如此進行而實行蝕刻10~15分鐘，可實行如在圖3(b)以概要截面圖所示的異方性蝕刻，且可形成朝向下方且垂直地延伸之良好的分割溝10c。然後，藉由僅蝕刻相當於半導體基板10a的厚度量，可將晶圓10分割成一個個的器件14，而完成分割步驟。再者，一般而言該電漿蝕刻方法是作為波希法(Bosch Process)而廣為周知，圖所示的蝕刻裝置是概要圖，其他的構成已被省略。

藉由該分割步驟沿著全部的分割預定線12形成分割溝後，將保持該晶圓10的框架F移送到圖未示的拾取步驟。然後，利用將保護膠帶T朝半徑方向擴張之圖未示的擴張機構，變得可將該保護膠帶擴張，而可容易地對已分割成一個個的器件14進行拾取。

根據本發明之晶圓的加工方法，雖然可藉由上述之實施形態而實施，但本發明並非受限於此之發明。在本實施形態中，雖然作為半導體基板的材料而採用了矽，但並不受限於此，可以採用砷化鎵(GaAs)等其他的半導體基板。

又，關於本實施形態方面，雖然作為鈍化膜16而採用了二氧化矽(SiO₂ )膜，但並不受限於此，可以選擇聚醯亞胺膜、氮化矽膜(Si₃ N₄ )。此外，在本實施形態的電漿蝕刻中，雖然藉由作為交互地供給SF₆ 、C₄ F₈ 之所謂的波希法而已知的蝕刻方法來實行分割步驟，但並不受限於此，也可以採用一般所熟知的其他的電漿蝕刻法。實行電漿蝕刻時，宜選擇會成為異方性蝕刻的蝕刻條件，且可以考慮：半導體基板10a的厚度(例如，200~300μm)、與作為遮蔽膜來發揮功能之作為鈍化膜16的構件而被選擇的膜材之蝕刻速率的比(例如，Si：SiO₂ 膜＝700：1、Si：聚醯亞胺(polyimide)膜、Si：氮化矽膜 (Si₃ N₄ )＝100：1等)，來選擇到分割半導體基板10a之前作為遮蔽膜而發揮功能之鈍化膜厚度(例如1~5μm)，而適當調整蝕刻條件。再者，關於電漿蝕刻由於已是眾所周知的技術，因此在此省略更多的詳細說明。

10‧‧‧晶圓
10a‧‧‧半導體基板
10b‧‧‧半導體基板區域
10c‧‧‧分割溝
12‧‧‧分割預定線
14‧‧‧器件
16‧‧‧鈍化膜
18‧‧‧金屬膜
20‧‧‧切割裝置
22‧‧‧切削刀
24‧‧‧保持機構
40‧‧‧電漿蝕刻裝置
41‧‧‧氣體供給部
42‧‧‧腔室
43‧‧‧蝕刻氣體供給機構
43a‧‧‧氣體流通路徑
43b‧‧‧下表面
44‧‧‧工作夾台
44a‧‧‧吸引路徑
44b‧‧‧上表面
45‧‧‧排氣口
46‧‧‧高頻電源
F‧‧‧框架
LB‧‧‧雷射光線
T‧‧‧保護膠帶
X‧‧‧方向

圖1(a)、(b)是說明在本發明的晶圓的加工方法中被加工之晶圓的說明圖。 圖2是用於說明本發明中的半導體基板露出步驟的說明圖。 圖3(a)、(b)是用於說明實施本發明中的分割步驟用的電漿蝕刻裝置的概要之說明圖。

10‧‧‧晶圓

10a‧‧‧半導體基板

10c‧‧‧分割溝

14‧‧‧器件

16‧‧‧鈍化膜

40‧‧‧電漿蝕刻裝置

41‧‧‧氣體供給部

42‧‧‧腔室

43‧‧‧蝕刻氣體供給機構

43a‧‧‧氣體流通路徑

43b‧‧‧下表面

44‧‧‧工作夾台

44a‧‧‧吸引路徑

44b‧‧‧上表面

45‧‧‧排氣口

46‧‧‧高頻電源

F‧‧‧框架

T‧‧‧保護膠帶

Claims (2)

1. 一種晶圓的加工方法，是將晶圓分割成一個個的器件，該晶圓是將在正面積層有鈍化膜的器件以分割預定線區劃而在半導體基板的正面形成有複數個，該晶圓的加工方法至少是由下述步驟所構成： 半導體基板露出步驟，將切削刀定位於分割預定線，以去除積層於分割預定線的鈍化膜或金屬膜，使半導體基板沿著分割預定線露出；及 分割步驟，以覆蓋該器件的鈍化膜作為遮蔽膜，且將已於分割預定線露出的半導體基板藉由電漿蝕刻進行分割。
2. 如請求項1之晶圓的加工方法，其中該鈍化膜是SiO₂ 膜、Si₃ N₄ 膜、聚醯亞胺膜中之任一種，半導體基板是矽基板，在電漿蝕刻中使用的氣體是氟系氣體。