JPH02185032A - Etching method and etching device - Google Patents
Etching method and etching deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体基板の高能率除去加工を行うエツチン
グ方法及びエツチング装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an etching method and an etching apparatus for highly efficient removal processing of a semiconductor substrate.
近年、例えば日経エレクトロニクス19g6.10.6
号76ページにrLS Iを0.5〜1μmと薄く研磨
し絶縁板に張り付けるSOI技術を開発」として発表さ
れた論文の中で述べているように、通常の方法で作製さ
れたLSIを機械化学研磨により裏面から加工し、デバ
イスの能動層のみを取り出し絶縁層の上に移し5OI(
シリコン オンインシュレータ: 5ilicon o
n In5uretor)構造を作製する方法が開発さ
れている。この方法で作製したデバイス構造は他の方法
、例えばレーザアニール方により作製されたSOI構造
に比べてSi単結晶層の結晶欠陥が少ないという優れた
特徴があり、高耐圧デバイスや3次元LSIにも応用が
期待されている。In recent years, for example, Nikkei Electronics 19g6.10.6
As stated in the paper published on page 76 of the issue titled "Development of SOI technology in which rLSI is polished to a thickness of 0.5 to 1 μm and attached to an insulating plate," LSI fabricated using conventional methods can be machined. Processing is done from the back side by chemical polishing, and only the active layer of the device is taken out and transferred onto the insulating layer.
Silicon on insulator: 5ilicon o
Methods have been developed to fabricate n In5uretor structures. The device structure fabricated by this method has an excellent feature of having fewer crystal defects in the Si single crystal layer compared to SOI structures fabricated by other methods, such as laser annealing, and is suitable for high voltage devices and three-dimensional LSIs. Applications are expected.
第3図に上記SOI構造の作製方法の工程概略図を工程
順に(a)から(f)まで示す。FIG. 3 shows schematic diagrams of the steps (a) to (f) in the order of the steps for manufacturing the SOI structure.
まずSi基板20の上の能動層21にデバイスを形成す
る(第3図(a))、次いで能動層21の上面に接着剤
22を用いてSi単結晶の支持板・23を接着する(第
3図(b))、この後、Si基板20を粗研磨と機械化
学的研磨により能動層21のみを残して除去しく第3図
(c))、能動層21の裏面に接着剤24を用いて基板
25を接着する(第3図(d))、支持板23を粗研磨
と機械化学的研磨により除去(第3図(e))後、能動
層21上に残った接着剤22をプラズマ灰化等の手段で
除去してSOI構造が完成する(第3図(f))。First, a device is formed on the active layer 21 on the Si substrate 20 (FIG. 3(a)), and then a Si single crystal support plate 23 is bonded to the upper surface of the active layer 21 using the adhesive 22 (see FIG. 3(a)). After that, the Si substrate 20 is removed by rough polishing and mechanochemical polishing, leaving only the active layer 21 (FIG. 3(c)), and an adhesive 24 is applied to the back surface of the active layer 21. After removing the supporting plate 23 by rough polishing and mechanochemical polishing (FIG. 3(e)), the adhesive 22 remaining on the active layer 21 is removed by plasma treatment. The SOI structure is completed by removing it by means such as ashing (FIG. 3(f)).
上述したようなSOI構造形成方法では、第3図(e)
の支持板除去工程においてラッピングによる粗研磨及び
機械化学研磨によって支持板23を除去しているが、ラ
ッピングに数時間かかること、及びすでに薄膜化して完
成しているデバイスに加工歪や汚染を与える可能性があ
ることが問題点である。又、この支持板除去をエツチン
グにより行う場合、支持板23及び基板25が同じ材料
(Si単結晶)であるため支持板23のみを加工して他
の部分を加工しないことは困難であった。In the SOI structure forming method as described above, as shown in FIG.
In the support plate removal process, the support plate 23 is removed by rough polishing by lapping and mechanical/chemical polishing, but lapping takes several hours and may cause processing distortion and contamination to the device that has already been thinned and completed. The problem is that there is gender. Further, when removing the support plate by etching, since the support plate 23 and the substrate 25 are made of the same material (Si single crystal), it is difficult to process only the support plate 23 and leave the other parts unprocessed.
このとき、支持板23と基板25の一方をSL単結晶以
外の材料にするとエツチングにより選択性を持たせるこ
とができるが、材料の熱膨張率が違うため、接着工程に
おける加熱により薄膜化した能動層21が伸縮する問題
点が発生する。At this time, if one of the support plate 23 and the substrate 25 is made of a material other than the SL single crystal, selectivity can be imparted by etching, but since the coefficients of thermal expansion of the materials are different, the active film is thinned by heating in the bonding process. A problem arises in that the layer 21 expands and contracts.
本発明の目的は、従来の上記欠点を解消して、高能率で
能動層に加工歪や汚染を与えず、支持板のみを加工する
エツチング方法及びエツチング装置を供給するものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an etching method and an etching apparatus that can eliminate the above-mentioned conventional drawbacks and process only the support plate with high efficiency without causing processing distortion or contamination to the active layer.
本発明のエツチング方法は、ウェハをウェハ中心軸で回
転させながら、ウェハの一方の面に非エツチング性の流
体を供給して流体の層を形成した状態で、該ウェハの他
方の面(被エツチング面)に該ウェハ材料に対してエツ
チング性のあるエッチャントを供給して加工することを
特徴としている。In the etching method of the present invention, a non-etching fluid is supplied to one surface of the wafer to form a fluid layer while the wafer is rotated about the wafer center axis, and the other surface of the wafer (to be etched) is supplied with a non-etching fluid to form a layer of the fluid. The wafer material is processed by supplying an etchant having an etching property to the wafer material.
本発明のエツチング装置は、ウェハの一方の面の中心部
を保持して該ウェハを中心軸で自転させる保持・回転機
構と、該保持面に流体を供給して流体の層を形成する流
体供給機構と、該ウェハの他方の面に該ウェハ材料に対
してエツチング性のあるエッチャントを供給するエッチ
ャント供給機構とを備えて構成される。The etching apparatus of the present invention includes a holding/rotating mechanism that holds the center of one surface of a wafer and rotates the wafer around a central axis, and a fluid supply that supplies fluid to the holding surface to form a layer of fluid. and an etchant supply mechanism for supplying an etchant having etching properties to the wafer material to the other surface of the wafer.
本発明は、上述の構成を取ることにより、従来技術の問
題点を解決した。すなわち、ウェハを自転させた状態で
一方の面に非エツチング性の流体を供給して遠心力によ
り中心側から外側に向かう流体の層を形成して、他方の
面(被エツチング面)にエッチャントを供給することに
より、裏面にエッチャントが回り込まないエツチングを
実現する。この結果、一方の面に加工歪や汚染等を与え
ることなく片方の面のみをエツチング加工することが可
能となる。The present invention solves the problems of the prior art by adopting the above-described configuration. That is, while the wafer is rotating, a non-etching fluid is supplied to one surface, a layer of fluid is formed from the center to the outside by centrifugal force, and an etchant is applied to the other surface (the surface to be etched). By supplying the etchant, it is possible to perform etching without the etchant going around to the back side. As a result, it becomes possible to perform etching on only one side without causing processing distortion or contamination to the other side.
次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明のエツチング方法を説明するための概略
図である。1は前記第3図(d)の状態にある薄膜状の
ウェハで回転保持部2によって一方を面の中心部を保持
され、ウェハの中心を通る回転軸30を中心に自転して
いる。3はウェハ1の回転保持部2によって保持されて
いる面に形成された水流でウェハ1に働く遠心力によっ
て外側に向かって流れて行く、4はウェハ1の他方の面
にエッチャントを供給するためのエッチャント供給部で
、このエッチャント供給部からウェハ1に供給されたエ
ッチャント流5は水流3と同様にウェハ1の遠心力によ
って外側に向かって流れて行くため、水流3とエッチャ
ント流5はウェハ1の表面に於いては接触することがな
い。このため、エッチャントはウェハ1の片面のみに作
用してエツチングが行われる。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the etching method of the present invention. Reference numeral 1 denotes a thin film-like wafer in the state shown in FIG. 3(d), which is held at the center of one side by a rotating holding section 2 and is rotating about a rotating shaft 30 passing through the center of the wafer. 3 is a water flow formed on the surface of the wafer 1 held by the rotating holding unit 2, which flows outward due to the centrifugal force acting on the wafer 1; 4 is for supplying etchant to the other surface of the wafer 1; Since the etchant flow 5 supplied to the wafer 1 from this etchant supply section flows outward due to the centrifugal force of the wafer 1 like the water flow 3, the water flow 3 and the etchant flow 5 are connected to the wafer 1. There is no contact with the surface. Therefore, the etchant acts on only one side of the wafer 1 to perform etching.
第2図は本発明のエツチング装置の一実施例を示す断面
正面図である。FIG. 2 is a sectional front view showing an embodiment of the etching apparatus of the present invention.
この装置は、真空チャック6に接続した軸7をモータ8
に連結し、排気管11を備えた減圧ケース10を軸7に
設けたT型穴7に接続した保持・回転機構と、給水穴1
4が設けられた給水ケース12に給水管13を接続した
流体供給機構と、エッチャントタンク15とエッチャン
トポンプ16とエッチャント管17で成るエッチャント
供給機構とを具備している。前記第3図(d)の状態に
ある薄膜状のウェハ1は基板25側(第3図参照)を下
面として下面中心部分において真空チャック6によって
保持されている。真空チャック6は軸7に接続されてお
り、モータ8により回転してウェハ1を回転させる。軸
7の中心部分にはT型穴9が設けられており、この穴9
は減圧ケース10及び排気管11を介して外部の真空ポ
ンプ(図示せず)に接続される。軸7と減圧ケース10
の間は気密に且つ回転可能な構造となっているため、回
転するウェハ1を真空チャックによって保持することが
できる。12は軸7の外周部に気密に且つ回転可能な構
造に設置された給水ケースで、給水管13により外部か
ら供給された水は給水ケース12の内部に入り、給水ケ
ース12の上部に設けられた給水穴14からウェハ1の
裏面に供給され、遠心力によりウェハ1の裏面に水の層
を形成する。15はエッチャントタンクでエッチャント
ポンプ16、エッチャント管17を介してウェハlの表
面にエッチャントを供給し、ウェハ1の自転による遠心
力でウェハ1の表面全体にエッチャントを作用させる。In this device, a shaft 7 connected to a vacuum chuck 6 is connected to a motor 8.
and a holding/rotating mechanism in which a decompression case 10 equipped with an exhaust pipe 11 is connected to a T-shaped hole 7 provided in the shaft 7, and a water supply hole 1.
4, and an etchant supply mechanism including an etchant tank 15, an etchant pump 16, and an etchant pipe 17. The thin film wafer 1 in the state shown in FIG. 3(d) is held by the vacuum chuck 6 at the center of the lower surface with the substrate 25 side (see FIG. 3) as the lower surface. The vacuum chuck 6 is connected to a shaft 7 and rotated by a motor 8 to rotate the wafer 1 . A T-shaped hole 9 is provided in the center of the shaft 7.
is connected to an external vacuum pump (not shown) via a decompression case 10 and an exhaust pipe 11. Shaft 7 and decompression case 10
Since the space between the two wafers has an airtight and rotatable structure, the rotating wafer 1 can be held by a vacuum chuck. Reference numeral 12 denotes a water supply case installed on the outer periphery of the shaft 7 in an airtight and rotatable structure. Water is supplied to the back surface of the wafer 1 from the water supply hole 14, and a layer of water is formed on the back surface of the wafer 1 by centrifugal force. An etchant tank 15 supplies etchant to the surface of the wafer 1 via an etchant pump 16 and an etchant pipe 17, and causes the etchant to act on the entire surface of the wafer 1 by centrifugal force caused by the rotation of the wafer 1.
このとき、ウェハlの裏面にはウェハ中心から外側に向
かう水の流れがあるため、エッチャントは回り込むこと
なく表面のみ加工する。18は廃液を回収するための受
は皿で、廃液管19を介して廃液を外部に排出する。At this time, since there is a flow of water outward from the center of the wafer on the back surface of the wafer l, the etchant processes only the surface without going around. Reference numeral 18 denotes a tray for collecting waste liquid, and the waste liquid is discharged to the outside through a waste liquid pipe 19.
この様な構成のエツチング装置を用いて例えばエッチャ
ントとしてHF(,49%):HNO3(70%):N
20=65:20: 15 (重量比)、液温=20℃
を使用し、前記SOI構造形成時の第3図(e)の状態
の支持板除去に用いると、豹、14分で厚さ500μm
の支持板(面方位(100>)を除去することができ、
ラッピングと機械化学研磨による除去では3〜4時間か
かつていたのに対して大幅な時間短縮が可能となった。Using an etching apparatus with such a configuration, for example, HF (49%):HNO3 (70%):N is used as an etchant.
20=65:20:15 (weight ratio), liquid temperature=20℃
When used to remove the support plate in the state shown in FIG. 3(e) during the formation of the SOI structure, the thickness of the support plate was 500 μm in 14 minutes.
The support plate (plane orientation (100>)) can be removed,
It used to take 3 to 4 hours for removal by lapping and mechanical/chemical polishing, but now it is possible to significantly shorten the time.
又、支持板と能動層の間には接着剤層があるため支持板
の接着剤層の界面で自動的に加工が停止する。Furthermore, since there is an adhesive layer between the support plate and the active layer, processing automatically stops at the interface between the adhesive layer of the support plate.
本実施例ではウェハ1の保持方法として真空チャックを
使用する方法を用いたが同様の効果が得られるならばワ
ックス等で接着する、粘着テープで固定する等の保持方
法でも良く、エッチャントの供給方法としてウェハ中心
部に集中して供給する方法を示しているが、ウェハ全面
に供給できるならば多数箇所からの供給やシャワー状に
供給しても良い、又、エッチャントとして本実施例では
HF、HNO3,N20の混合液を用いたが、支持板材
料に対してエツチング性のある他のエッチャントを用い
ても可能である。さらに、非加工面に供給する流体も水
以外の流体、例えばN2ガス等の気体等、非加工面に非
エツチング性の流体の層が形成できればどのような流体
を用いてもよい。In this example, a method using a vacuum chuck was used to hold the wafer 1, but if the same effect can be obtained, other holding methods such as adhering with wax or fixing with adhesive tape may also be used. Etchant supply method Although a method is shown in which the etchant is supplied concentratedly to the center of the wafer, if it can be supplied to the entire surface of the wafer, it may be supplied from multiple locations or in the form of a shower. , N20 was used, but it is also possible to use other etchants that have etching properties for the support plate material. Further, the fluid supplied to the non-processed surface may be any fluid other than water, such as a gas such as N2 gas, as long as it can form a layer of non-etching fluid on the non-processed surface.
以上説明したように、本発明のエツチング方法及びエツ
チング装置によれば、薄膜化されたデバイス層に歪を与
えること無く、高能率に支持板を除去することができる
ため、半導体基板の除去加工に極めて有効である。As explained above, according to the etching method and etching apparatus of the present invention, the support plate can be removed with high efficiency without straining the thinned device layer. Extremely effective.
第1図は本発明のエツチング方法を説明するための概略
図、第2図は本発明のエツチング装置の一実施例を示す
断面正面図、第3図は薄膜化積層SOI構造の作製方法
の概略図である。
1・・・ウェハ、2・・・回転保持部、3・・・水流、
4・・・エッチャント供給部、5・・・エッチャント流
、6・・・真空チャック、7・・・軸、8・・・モータ
、9・・・T型穴、10・・・減圧ケース、11・・・
排気管、12・・・給水ケース、13・・・給水管、1
4・・・給水穴、15・・・エッチャントタンク、16
・・・エッチャントポンプ、17・・・エッチャント管
、18・・・受は皿、19・・・廃液管、20・・・8
1基板、21・・・能動層、22・・・接着剤、
23・・・支持板、
24・・・接着剤、
5・・・
基板。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the etching method of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional front view showing an embodiment of the etching apparatus of the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram of the method for manufacturing a thin layered SOI structure. It is a diagram. 1... Wafer, 2... Rotating holding part, 3... Water flow,
4... Etchant supply unit, 5... Etchant flow, 6... Vacuum chuck, 7... Shaft, 8... Motor, 9... T-shaped hole, 10... Decompression case, 11 ...
Exhaust pipe, 12... Water supply case, 13... Water supply pipe, 1
4...Water supply hole, 15...Echant tank, 16
... Etchant pump, 17 ... Etchant pipe, 18 ... Receiver is dish, 19 ... Waste liquid pipe, 20 ... 8
1 substrate, 21...active layer, 22...adhesive, 23...support plate, 24...adhesive, 5...substrate.
Claims (2)
ェハの一方の面にウェハに対して非エッチング性の流体
を供給して流体の層を形成した状態で、該ウェハの他方
の面に該ウェハ材料に対してエッチング性のあるエッチ
ャントを供給することを特徴とするエッチング方法。(1) While rotating the wafer around the wafer's central axis, a non-etching fluid is supplied to one side of the wafer to form a fluid layer, and then the other side of the wafer is An etching method characterized by supplying an etchant having etching properties to the wafer material.
中心軸で自転させる保持・回転機構と、該保持面に流体
を供給する流体供給機構と、該ウェハの他方の面に該ウ
ェハ材料に対してエッチング性のあるエッチャントを供
給するエッチャント供給機構とを備えることを特徴とす
るエッチング装置。(2) A holding/rotating mechanism that holds the center of one surface of the wafer and rotates the wafer about its central axis, a fluid supply mechanism that supplies fluid to the holding surface, and a fluid supply mechanism that supplies fluid to the other surface of the wafer. An etching apparatus comprising: an etchant supply mechanism that supplies an etchant with etching properties to a wafer material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP516289A JPH02185032A (en) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | Etching method and etching device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP516289A JPH02185032A (en) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | Etching method and etching device |
Publications (1)
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JPH02185032A true JPH02185032A (en) | 1990-07-19 |
Family
ID=11603550
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JP516289A Pending JPH02185032A (en) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | Etching method and etching device |
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