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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Plasmaätzverfahren und eine Plasmaätzvorrichtung zum Ätzen einer Rückseite eines Halbleiterwafers.
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Ein Halbleiterwafer, auf dessen Vorderseite mehrere Schaltungen ausgebildet sind, wird, nachdem eine Rückseite des Halbleiterwafers auf eine vorgegebene Dicke geschliffen wurde, z. B. unter Verwendung einer Dicing- oder Schneidmaschine geschnitten und in einzelne Halbleiterchips getrennt, die in verschiedenartigen elektronischen Bauteilen weit verbreitet verwendet werden. In den letzten Jahren wurde aufgrund der Tendenz zu immer kleineren und dünneren elektronischen Bauteilen auch gefordert, Halbleiterwafer auf eine sehr kleine Dicke von beispielsweise höchstens 100 μm oder 50 μm zu schleifen.
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Beim Schleifen einer Rückseite eines Halbleiterwafers besteht jedoch ein Problem dahingehend, daß als Mikrorisse bezeichnete sehr feine Risse erzeugt werden, wodurch die Biegefestigkeit einzelner Halbleiterchips abnimmt. In diesem Zusammenhang wird, nachdem eine Rückseite eines Halbleiterwafers geschliffen wurde, die Rückseite einer Plasmaätzbehandlung unterzogen, um Mikrorisse zu entfernen.
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Außerdem entsteht auch bei einer als ”Vorschneiden” oder ”Pre-Dicing” bezeichneten Technik, bei der im voraus Schleifnuten mit einer einem Halbleiterchip entsprechenden Tiefe auf einer Fläche eines Halbleiterwafers ausgebildet werden, woraufhin eine Rückseite des Wafers geschliffen, um die Schleifnuten von einer Rückseite planzuschleifen, woraufhin der Wafer in einzelne Halbleiterchips getrennt wird, ein Problem dahingehend, daß aufgrund des Schleifens der Rückseite Mikrorisse auf der Rückseite der einzelnen Halbleiterchips erzeugt werden, wodurch die Biegefestigkeit der Halbleiterchips abnimmt. Daher wird auch in der Vorschneidetechnik eine Rückseite der Halbleiterchips plasmageätzt, um Mikrorisse zu entfernen.
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Aus der
JP-2003-068836 A ist eine Plasmaätzvorrichtung mit einer Bearbeitungskammer, einem Spanntisch, einem dem Spanntisch zugewandten Gaseinlaßabschnitt zum Einleiten eines Ätzgases, einer Gleichspannungsversorgung zum Zuführen einer Gleichspannung zum Spanntisch, einer Hochfrequenzleistungsversorgung zum Zuführen einer Hochfrequenzleistung zum Spanntisch und zum Gaseinlaßabschnitt, und einer nicht gezeigten Steuereinrichtung zum Steuern eines Spannungswertes und eines Zufuhrzeitpunkts einer dem Spanntisch von der Gleichspannungsversorgung zugeführten Gleichspannung und zum Steuern eines elektrischen Leistungswertes und eines Zufuhrzeitpunkts einer dem Spanntisch und dem Gaseinlaßabschnitt von der Hochfrequenzleistungsversorgung zugeführten elektrischen Hochfrequenzleistung, bekannt.
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Aus der
JP-10-027780 A sind ebenfalls Verfahrenssequenzen mit der zeitabhängigen Steuerung von DC- und RF-Spannungsversorgungen bekannt.
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Zum Plasmaätzen einer Rückseite eines Halbleiterwafer wird eine Plasmaätzvorrichtung 100 mit einer beispielsweise in 7 dargestellten Konfiguration verwendet. Die Plasmaätzvorrichtung 100 ist eine Vorrichtung, die einen Halbleiterwafer durch gleichzeitiges Ausüben einer durch Vakuum erzeugten Ansaugkraft und einer elektrostatischen Anziehungskraft hält. Damit ein Flächenabschnitt eines Halbleiterwafers W nicht geätzt wird, wird ein Schutzband 101 auf einer Oberfläche des Halbleiterwafers W aufgebracht, wobei das Schutzband 101 durch einen Saugabschnitt 102a eines Spanntischs 102 angesaugt und gehalten wird, wodurch der Halbleiterwafer W angesaugt und gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt bedeckt das Schutzband 101, weil ein Außendurchmesser einer oberen Fläche des Saugabschnitts 102a kleiner ist als ein Außendurchmesser des Schutzbandes 101 und des Halbleiterwafers W, die gesamte Fläche des Vakuumsaugabschnitts 102a, so daß verhindert wird, daß Luft austritt.
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Dann wird, wie in
8 dargestellt ist, dem Spanntisch
102 von einer Gleichspannungsversorgung
103 eine Gleichspannung bis zu einem vorgegebenen Wert zugeführt, wobei dieser Spannungswert beibehalten wird, und anschließend, wenn ein Gas von einem Gaszufuhrabschnitt
104 im Inneren einer Bearbeitungskammer
105 zugeführt wird und dem Spanntisch
102 und dem Gaszufuhrabschnitt
104 eine elektrische Entladeleistung von einer Hochfrequenzleistungsversorgung
106 zugeführt wird, wird das Gas in ein Plasma umgewandelt, wodurch eine Rückseite des Halbleiterwafers W plasmageätzt wird. Beim Plasmaätzen wird der Spanntisch
102 gekühlt, um den Halbleiterwafer W zu kühlen (vgl.
JP-A-2001-257186 und
JP-A-08-172075 ).
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Wenn dem Spanntisch 102 lediglich eine Gleichspannung zugeführt wird, wird zwischen dem Spanntisch 102 und dem Halbleiterwafer W keine elektrostatische Kraft ausgeübt, sondern erst wenn eine elektrische Entladeleistung zugeführt wird, wird im Spanntisch 102 eine elektrostatische Kraft erzeugt; daher wird bei Beginn der Zufuhr der elektrischen Entladeleistung abrupt eine große elektrostatische Kraft im auf einer Oberfläche des Halbleiterwafers aufgebrachten Schutzband 101 erzeugt, wobei ein Außenumfangsabschnitt, der nicht angesaugt wird, der Anziehungsbewegung des Halbleiterwafers W nicht folgen kann, so daß, wie beispielsweise in 9 dargestellt ist, in einigen Fällen im Schutzband 101 eine Verwindung 101a auftritt.
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Wenn im Schutzband 101 eine Verwindung auftritt, entsteht zwischen dem Halbleiterwafer W und dem Schutzband 101 ein Zwischenraum. Daher besteht ein Problem dahingehend, daß während des Plasmaätzvorgangs, weil eine Kühlwirkung durch den Spanntisch 102 unzureichend wird, so daß das Schutzband 101 einer hohen Temperatur ausgesetzt wird und schmilzt, die Oberfläche des Halbleiterwafers W teilweise freiliegt, so daß eine darauf ausgebildete Schaltung beschädigt wird. Außerdem tritt in einigen Fällen ein Ätzgas über den zwischen dem Halbleiterwafer W und dem Schutzband 101 gebildeten Zwischenraum ein, wodurch eine auf der Oberflächenseite des Halbleiterwafers W ausgebildete Schaltung beschädigt wird. Solche Probleme entstehen ähnlicherweise auch dann, wenn ein Halbleiterwafer durch die sogenannte Vorschneidetechnik und anschließendes Plasmaätzen einer Rückseite der einzelnen Halbleiterchips in einzelne Halbleiterchips getrennt wird.
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Daher muß beim Plasmaätzen einer Rückseite eines Halbleiterwafers, während ein Schutzband auf eine Oberfläche des Halbleiterwafers aufgebracht ist und die Schutzbandseite durch elektrostatische Anziehung gehalten wird, verhindert werden, daß das Schutzband sich verwindet, um zu verhindern, daß der Halbleiterwafer beschädigt wird.
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Diese Probleme werden durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
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Im erfindungsgemäßen Plasmaätzverfahren werden dem Spanntisch und einem Gaszufuhr- oder -einlaßabschnitt eine elektrische Entladeleistung zugeführt, bevor dem Spanntisch eine Gleichspannung zugeführt wird, während ein Schutzband auf einer Oberfläche eines durch den Spanntisch angesaugten und gehaltenen Halbleiterwafers aufgebracht ist, und anschließend wird der Spannungswert einer Gleichspannung graduell erhöht, um dem Spanntisch eine Gleichspannung zum Erzeugen einer ausreichenden elektrostatischen Anziehungskraft zuzuführen. Daher wird der Halbleiterwafer durch die elektrostatische Kraft durch den Spanntisch nicht abrupt angezogen, sondern graduell angezogen und glatt gehalten. Dadurch wird das Schutzband mit dem Spanntisch in engen Kontakt gebracht, ohne daß es sich verwindet, wodurch der Halbleiterwafer durch einen Kühlabschnitt ausreichend gekühlt wird. Dadurch wird das Problem vermieden, daß das Schutzband einer hohen Temperatur ausgesetzt wird und schmilzt, wodurch eine Oberfläche des Halbleiterwafers W teilweise freigelegt und eine auf der Oberflächenseite ausgebildete Schaltung beschädigt wird. Außerdem wird zwischen dem Halbleiterwafer und dem Schutzband kein Zwischenraum erzeugt, weil das Schutzband sich nicht verwindet. Daher kann das Ätzgas den Halbleiterwafer nicht umströmen und zu einer Oberfläche gelangen, auf der Schaltungen ausgebildet sind, so daß verhindert werden kann, daß die Schaltungen beschädigt werden.
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Außerdem haften beim Plasmaätzen von Rückseiten der einzelnen Halbleiterchips, nachdem ein Halbleiterwafer gemäß der sogenannten Vorschneidetechnik in einzelne Halbleiterchips getrennt worden ist, während mehrere Halbleiterchips am Schutzband anhaften und die Form des Halbleiterwafers insgesamt beibehalten wird, die Halbleiterchips separat am Schutzband an. Daher wird sich, wenn die Längen der einzelnen Halbleiterchips in der vertikalen und in der horizontalen Richtung nur 2 mm oder weniger betragen, das Schutzband tendenziell verdrehen. Daher kann, wenn dem Spanntisch und dem Gaszufuhrabschnitt die elektrische Entladeleistung zugeführt wird, bevor dem Spanntisch die Gleichspannung zugeführt wird, um eine geringe elektrostatische Anziehungskraft durch den Spanntisch zu erzeugen, und anschließend der Spannungswert der Gleichspannung graduell erhöht wird, um eine Gleichspannung zuzuführen, durch die eine ausreichende elektrostatische Kraft durch den Spanntisch erzeugt wird, verhindert werden, daß der Halbleiterwafer durch die elektrostatische Kraft durch den Spanntisch abrupt angezogen wird. Daher kann effektiv verhindert werden, daß das Schutzband sich verwindet, wodurch Schaltungen auf einer Oberflächenseite des Halbleiterchips geschützt werden können.
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Außerdem werden in der erfindungsgemäßen Plasmaätzvorrichtung die Steuereinrichtung zum Steuern des Spannungswertes einer Gleichspannung und eines Zufuhrzeitpunkts und zum Steuern des Leistungswertes einer einem Spanntisch und einem Gaszufuhrabschnitt von einer Hochfrequenzleistungsversorgung zugeführten elektrischen Hochfrequenzleistung und eines Zufuhrzeitpunkts bereitgestellt, so daß die Erzeugung des Plasmas und der elektrostatischen Kraft frei steuerbar sind und die elektrostatische Anziehung des Halbleiterwafers und des Schutzbandes durch den Spanntisch nicht abrupt erfolgen können.
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Außerdem wird ein Spanntisch mit einem Umgebungsabschnitt bereitgestellt und wird ein Außenumfang des Schutzbandes durch die elektrostatische Kraft im Umgebungsabschnitt gehalten, so daß der Außenumfangsabschnitt des Schutzbandes fest gehalten werden kann, ohne daß er sich verwindet.
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Die Erfindung wird unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Halbleiterwafers;
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2 eine Vorderansicht zum Darstellen eines Halbleiterwafers, wobei auf einer Fläche des Halbleiterwafers ein Schutzband aufgebracht ist;
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3 eine perspektivische Ansicht einer Schleifvorrichtung, einer Transportvorrichtung und einer Plasmaätzvorrichtung;
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4 eine Querschnittansicht zum Darstellen einer Konfiguration einer Plasmabearbeitungseinrichtung der Plasmaätzvorrichtung;
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5 eine Querschnittansicht zum Darstellen eines Zustands, in dem ein Schutzband und ein Halbleiterwafer auf einem Spanntisch gehalten werden;
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6 einen Graphen zum Darstellen von Verfahren zum Zuführen einer Gleichspannung und einer elektrischen Entladeleistung;
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7 ein erläuterndes Diagramm zum schematischen Darstellen der Plasmabearbeitungseinrichtung;
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8 einen Graphen zum Darstellen eines herkömmlichen Verfahrens zum Zuführen einer Gleichspannung und einer elektrischen Entladeleistung; und
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9 eine perspektivische Ansicht zum Darstellen eines Zustands, in dem ein Schutzband sich verwindet.
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Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Plasmaätzverfahrens, das dazu vorgesehen ist, nach dem Schleifen einer Rückseite eines Halbleiterwafers zum Ätzen der Rückseite ausgeführt zu werden, sowie eine dafür verwendete Plasmaätzvorrichtung beschrieben.
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Ein durch Plasmaätzen zu ätzender Halbleiterwafer, z. B. der in 1 dargestellte Halbleiterwafer W, wird durch Bahnen (Streets) S geteilt, wodurch mehrere Schaltungen auf einer Halbleiteroberfläche ausgebildet werden, wobei nach dem Trennen an den Bahnen S einzelne Halbleiterchips C erhalten werden. Wie in 2 dargestellt ist, wird vor dem Schleifen einer Rückseite des Halbleiterwafers ein Schutzband 1 auf einer Oberfläche W1 des Halbleiterwafers W aufgebracht, die Schaltungen zu schützen.
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Die Rückseite des Halbleiterwafers W wird unter Verwendung einer, z. B. der in 3 dargestellten, Schleifvorrichtung 10 geschliffen. Die Schleifvorrichtung 10 weist auf: eine Kassette 11 zum Aufnehmen von Halbleiterwafern W vor dem Schleifen der Rückseite, auf der ein Schutzband 1 aufgebracht ist; eine Ablage-/Entnahmeeinrichtung 13 zum Entnehmendes Halbleiterwafers W aus der Kassette 11 oder zum Ablegen des Halbleiterwafers W in der Kassette 12; einen Positionierungstisch 14 zum Positionieren des Halbleiterwafers W; eine erste Übertragungseinrichtung 15 und eine zweite Übertragungseinrichtung 16 zum Übertragen des Halbleiterwafers W; vier Haltetische 17, 18, 19 und 20 zum Halten des Halbleiterwafers W durch eine Saugkraft; einen Drehtisch 21 zum drehbaren Halten der Haltetische 17, 18, 19 und 20; eine erste Schleifeinrichtung 22 und eine zweite Schleifeinrichtung 23 zum Schleifen des Halbleiterwafers W; und eine Reinigungseinrichtung 24 zum Reinigen des Halbleiterwafers W nach dem Schleifen.
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In der Kassette 11 sind die Halbleiterwafer W vor dem Schleifen der Oberfläche W1, auf der das Schutzband 1 aufgebracht ist, wie in 2 dargestellt, in mehreren Schichten stapelförmig angeordnet und aufgenommen, und die Ablage/Entnahmeeinrichtung 13 nimmt jedesmal einen Halbleiterwafer W auf und plaziert ihn mit der Rückseite nach oben gerichtet auf dem Positionierungstisch 14.
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Daraufhin wird, nachdem der Halbleiterwafer W an einer definierten Position im Positionierungstisch 14 angeordnet ist, der Halbleiterwafer W durch die erste Übertragungseinrichtung 15 angesaugt, durch eine Schwenkbewegung der ersten Übertragungseinrichtung 15 zum Haltetisch 17 transportiert und auf dem Haltetisch 17 angeordnet. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Halbleiterwafer W in einem Zustand, in dem seine Rückseite nach oben ausgerichtet und freigelegt ist, und das Schutzband 1 wird durch den Haltetisch 17 gehalten, um eine Oberseite zu halten.
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Dann wird, wenn der Drehtisch 21 um einen vorgegebenen Winkel gedreht wird (der 90° beträgt, wenn wie im in der Zeichnung dargestellten Beispiel vier Haltetische vorgesehen sind), der durch den Haltetisch 17 gehaltene Halbleiterwafer W unmittelbar unter der ersten Schleifeinrichtung 22 gehalten. Zu diesem Zeitpunkt wird an einer Position, an der der Haltetisch 17 unmittelbar vor der Drehbewegung des Drehtischs 21 angeordnet war, der Haltetisch 18 automatisch positioniert, und ein als nächstes zu schleifender Halbleiterwafer wird aus der Kassette 11 entnommen und auf dem Positionierungstisch 14 angeordnet, um den Positionierungsvorgang auszuführen, woraufhin der nächste Halbleiterwafer durch die erste Übertragungseinrichtung 15 zum Haltetisch 18 transportiert und darauf angeordnet wird.
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Die erste Schleifeinrichtung 22 ist bezüglich einem hervorstehenden Wandabschnitt 25 auf- und abwärts verschiebbar angeordnet. Ein Paar Schienen 26 sind in einer vertikalen Richtung auf einer Innenfläche des Wandabschnitts 25 nebeneinander angeordnet. Eine Halteplatte 28 wird durch eine Antriebsquelle 27 entlang den Schienen auf- und abwärts bewegt, und demgemäß wird die an der Halteplatte 28 befestigte erste Schleifeinrichtung 22 auf- und abwärts bewegt.
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In der ersten Schleifeinrichtung 22 ist eine Schleifscheibe durch eine Halteeinrichtung 30 an einem Ende einer drehbar gehaltenen Welle 29 befestigt, und ein Schleifstein 32 zum Ausführen einer Grobschleifbearbeitung ist an einem unteren Abschnitt der Schleifscheibe 31 stabil befestigt.
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Wenn ein auf dem Haltetisch 17 gehaltener Halbleiterwafer W mit dem auf seiner Oberfläche aufgebrachten Schutzband 1 unmittelbar unter der ersten Schleifeinrichtung 22 positioniert ist, während der Halbleiterwafer W sich durch die Drehbewegung des Haltetischs 17 dreht und der Schleifstein 32 sich aufgrund der Drehbewegung der Welle 29 dreht, wird die erste Schleifeinrichtung 22 abgesenkt, wodurch der sich drehende Schleifstein 32 mit der Rückseite des Halbleiterwafers W in Kontakt gebracht und die Rückseite des Halbleiterwafers W grobgeschliffen wird. Hierbei wird im Fall der sogenannten Vorschneidetechnik, gemäß der Schleifnuten zum Trennen mehrerer Schaltungen auf einer Oberfläche des Halbleiterwafers W ausgebildet sind und eine Rückseite des Halbleiterwafers geschliffen wird, bis die Schleifnuten von der Rückseite aus plangeschliffen werden, wodurch der Halbleiterwafer in einzelne Halbleiterchips für jede Schaltung getrennt wird, der Grobschleifvorgang gestoppt unmittelbar bevor die Schleifnuten von der Rückseite plangeschliffen werden.
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Der derart grobgeschliffene Halbleiterwafer W wird durch eine definierte Winkeldrehung des Drehtischs 21 unmittelbar unter der zweiten Schleifeinrichtung 23 angeordnet.
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Die zweite Schleifeinrichtung 23 ist bezüglich des hervorstehenden Wandabschnitts 25 auf- und abwärts beweglich angeordnet, ein Paar Schienen 33 sind in einer vertikalen Richtung auf der Innenfläche des Wandabschnitts 25 nebeneinander angeordnet, eine Halteplatte 35 wird durch eine Antriebsquelle 34 entlang den Schienen 33 auf- und abwärts beweglich angetrieben, und demgemäß wird die an der Halteplatte 35 befestigte zweite Schleifeinrichtung 23 auf- und abwärts bewegt.
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In der zweiten Schleifeinrichtung 23 ist eine Schleifscheibe 38 durch eine Halteeinrichtung 37 an einem Ende einer drehbar gehaltenen Welle 36 befestigt, und ein Schleifstein 39 zum Ausführen einer Feinschleifbearbeitung ist an einem unteren Abschnitt der Schleifscheibe 38 stabil befestigt.
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Wenn der grobgeschliffene Halbleiterwafer W mit dem auf seiner Oberfläche aufgebrachten Schutzband 1 unmittelbar unter der zweiten Schleifeinrichtung 23 angeordnet ist, während der Halbleiterwafer W sich durch eine Drehbewegung des Haltetischs 17 dreht und der Schleifstein 39 sich aufgrund der Drehbewegung der Welle 36 dreht, wird die zweite Schleifeinrichtung 23 abgesenkt, wodurch der sich drehende Schleifstein 39 mit der Rückseite des Halbleiterwafers W in Kontakt gebracht wird, wodurch die Rückseite des Halbleiterwafers W feingeschliffen wird. Im Fall der Vorschneidetechnik werden die Schleifnuten plangeschliffen, wodurch der Halbleiterwafer in einzelne Halbleiterchips für jede Schaltung getrennt wird.
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Der feingeschliffene und durch den Haltetisch 17 gehaltene Halbleiterwafer W wird durch eine Drehbewegung des Drehtischs 21 in der Nähe der zweiten Übertragungseinrichtung 16 angeordnet. Anschließend wird der Halbleiterwafer W durch die zweite Übertragungseinrichtung 16 zur Reinigungseinrichtung 24 transportiert und gewaschen oder gereinigt, um Schmutz und Schleifstaub zu entfernen, und dann durch die Übertragungseinrichtung 40 aus der Reinigungseinrichtung 24 entnommen, während das Schutzband 1 darauf aufgebracht ist.
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In der Umgebung der Ablage-/Entnahmeeinrichtung 13 ist eine Übertragungseinrichtung 40 angeordnet, die aus einem Saugabschnitt 41 zum Ansaugen des Halbleiterwafers W, einem Armabschnitt 42 zum Bewegen des Saugabschnitts 41 in einer horizontalen und in einer vertikalen Richtung und eine Antriebseinrichtung 43 zum Antreiben des Armabschnitts 42 gebildet wird. Der gewaschene Halbleiterwafer W wird durch den Saugabschnitt 41 angesaugt, und der Saugabschnitt 41 bewegt sich, um den Halbleiterwafer W mit dem auf seiner Oberfläche aufgebrachten Schutzband 1 zur Plasmaätzvorrichtung 50 zu transportieren.
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Wie in 3 dargestellt ist, besteht die Plasmaätzvorrichtung 50 aus einem Gaszufuhrabschnitt 51 und einer Plasmabearbeitungseinrichtung 52, die miteinander verbunden sind. Der Gaszufuhrabschnitt 51 weist einen Behälter zum Speichern eines Ätzgases und eine Pumpe zum Zuführen des Ätzgases zur Plasmabearbeitungseinrichtung 52 auf. Im Behälter ist ein plasmaerzeugendes Gasgemisch gespeichert, das im wesentlichen mindestens ein Gas auf Fluorbasis, z. B. CF4, und Sauerstoff enthält.
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Wie in 4 dargestellt ist, weist die Plasmabearbeitungseinrichtung 52 eine Bearbeitungskammer 53 auf, in der der Plasmaätzprozeß ausgeführt wird, und an einem oberen Abschnitt der Bearbeitungskammer befindet sich ein Gaseinlaßabschnitt 54, und an einem unteren Abschnitt der Bearbeitungskammer 53 befindet sich ein Spanntisch 55 zum Halten eines zu ätzenden Werkstücks. Der Gaseinlaßabschnitt 54 dient zum Einleiten eines vom Gaszufuhrabschnitt 51 zugeführten Gases in die Bearbeitungskammer 53.
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Der Gaseinlaßabschnitt 54 weist einen über ein Lager 56 bezüglich der Bearbeitungskammer 53 in der Höhe frei einsetzbaren und drehbaren Wellenabschnitt 54a und eine obere Elektrode 54b auf, die mit einem unteren Ende des Wellenabschnitts 54a verbunden ist. Im Inneren des Gaseinlaßabschnitts 54 ist ein Gasströmungsweg 57 ausgebildet, der mit dem Gaszufuhrabschnitt 51 kommuniziert. Im Inneren der oberen Elektrode 54b sind mehrere Gasauslaßöffnungen 54c ausgebildet, die mit dem Gasströmungsweg 57 kommunizieren. Auf einer Bodenfläche der oberen Elektrode 54b wird ein Gasauslaßabschnitt 54d aus mehreren Gasauslaßöffnungen 54c gebildet.
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Ein Hubabschnitt 60 ist mit einem Seitenabschnitt des Wellenabschnitts 54a verbunden. Der Hubabschnitt 60 steht mit einer in einer vertikalen Richtung angeordneten Kugelumlaufspindel 59 in Eingriff, und die Kugelumlaufspindel 59 ist mit einem Motor 58 verbunden. Wenn die Kugelumlaufspindel 59 durch den Motor 58 angetrieben wird, wird der Hubabschnitt 60 angehoben, wodurch der Gaseinlaßabschnitt 54 angehoben wird.
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Der Spanntisch 55 weist einen Wellenabschnitt 55a auf, der über ein Lager 61 bezüglich der Bearbeitungskammer 53 frei drehbar eingesetzt ist, und eine untere Elektrode 55b, die mit einem oberen Ende des Wellenabschnitts 55a verbunden ist. Die untere Elektrode 55b besteht aus einem Metall mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit, wie beispielsweise aus Aluminium.
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Im Inneren des Spanntischs 55 sind ein mit einer Vakuumquelle 62 kommunizierender Saugkanal 63 und ein mit einem Kühlabschnitt 64 kommunizierender Kühlkanal 65 ausgebildet. Der Saugkanal 63 verzweigt sich in mehrere Sauglöcher 63a im Inneren der unteren Elektrode 55b und bildet einen Saugabschnitt 63b an einer Oberseite der Elektrode. Außerdem ist zu einem Außenumfang des Saugabschnitts 63b hin ein den Saugabschnitt 63b umgebender Umgebungsabschnitt 63b ausgebildet. Der Umgebungsabschnitt 63b ist ein Bereich, in dem eine Saugkraft nicht wirkt, weil dort kein Saugloch 63a ausgebildet ist, und besteht aus einem Material mit einer ausgezeichneten Isolationseigenschaft, z. B. aus Keramik. Andererseits kühlt der Kühlkanal 65 ein gehaltenes Werkstück durch im Inneren des Spanntischs 55 umlaufendes Kühlwasser.
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An einer Seite der Bearbeitungskammer 53 ist eine Öffnung 66 ausgebildet, über die ein zu ätzendes Werkstück herein- und heraustransportiert wird, und ein Verschluß 67 ist an der Außenseite der Öffnung 66 angeordnet, um die Öffnung 66 durch eine Hubbewegung zu öffnen und zu schließen. Der Verschluß 67 wird gemäß der Hubbewegung eines durch einen Zylinder 68 angetriebenen Kolbens 69 bewegt. Außerdem ist an einem unteren Abschnitt der Bearbeitungskammer 53 ein mit einem Gasauslaßabschnitt 70 kommunizierender Abgasauslaß 71 ausgebildet, so daß verbrauchtes Gas über den Abgasauslaß 71 zum Gasauslaßabschnitt 70 abgegeben werden kann.
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Eine Hochfrequenzleistungsversorgung 72 ist mit dem Gaseinlaßabschnitt 54 und dem Spanntisch 55 verbunden. Die Hochfrequenzleistungsversorgung 72 führt dem Gaseinlaßabschnitt 54 und dem Spanntisch 55 eine elektrische Hochfrequenzleistung zu, um ein in die Bearbeitungskammer 53 eingeleitetes Gas in ein Plasma zu verwandeln. Außerdem ist eine Gleichspannungsversorgung 74 über ein HF-Filter 73 mit dem Spanntisch 55 verbunden. Die Gleichspannungsversorgung 74 ist eine Spannungsversorgung zum Zuführen einer Gleichspannung zum Spanntisch 55.
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Die Hochfrequenzleistungsversorgung 72 und die Gleichspannungsversorgung 74 sind mit einem Controller 75 verbunden. Der Controller 75 hat eine Funktion zum Steuern eines Spannungswertes und eines Zufuhrzeitpunkts der durch die Gleichspannungsquelle 74 erzeugten Gleichspannung und zum Steuern eines elektrischen Leistungswertes und eines Zufuhrzeitpunkts der durch die Hochfrequenzleistungsversorgung 72 erzeugten elektrischen Hochfrequenzleistung.
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Nachstehend wird unter Bezug auf die 4, 5 und 6 das Plasmaätzen der Rückseite des Halbleiterwafers W erläutert, das ausgeführt wird, nachdem die in den 1 und 2 dargestellte Rückseite geschliffen wurde. Zunächst wird der in 4 dargestellte Verschluß 67 abgesenkt, um die Öffnung 66 zu öffnen, der in 3 dargestellte Saugabschnitt 41 wird über die Öffnung 66 in die Bearbeitungskammer 53 bewegt, die Rückseite des Halbleiterwafers W wird nach oben gedreht, und die Seite, auf der das Schutzband 1 aufgebracht ist, wird auf dem Spanntisch 55 angeordnet. Anschließend wird, wie in 5 dargestellt ist, durch den Saugabschnitt 63b eine Saugkraft erzeugt, um das Schutzband 1 durch den Spanntisch 55 anzusaugen, wodurch der Halbleiterwafer W durch das Schutzband 1 angesaugt und gehalten wird (Ansaug-/Halteschritt). Daraufhin wird der Saugabschnitt 41 aus der Bearbeitungskammer 53 herausbewegt, und dann wird der Verschluß 67 auf seine Ausgangsposition zurückgestellt, um die Öffnung 66 zu schließen, und der Innenraum der Bearbeitungskammer wird evakuiert. In dieser Stufe wird, weil kein Gas vom Gaseinlaßabschnitt 54 in die Bearbeitungskammer 53 eingeleitet wird, dem Spanntisch 55 keine Gleichspannung von der Gleichspannungsversorgung 74 zugeführt, und dem Spanntisch 55 und dem Gaseinlaßabschnitt 54 wird keine elektrische Hochfrequenzleistung von der Hochfrequenzleistungsversorgung 72 zugeführt, so daß keine elektrostatische Anziehungskraft erzeugt wird und ein Außenumfangsabschnitt 80 des Schutzbandes 1 und des Halbleiterwafers W, der nicht angesaugt wird, wie in 5 dargestellt ist, sich in einem instabilen Zustand befindet.
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Nachdem das Schutzband 1 und der Halbleiterwafer W auf die vorstehend erwähnte Weise durch den Spanntisch 55 gehalten werden und der Ansaug-/Halteschritt beginnt, wird ein Gas vom Gaseinlaßabschnitt 54 in die Bearbeitungskammer 53 eingeleitet, und gleichzeitig wird dem Gaseinlaßabschnitt 54 und dem Spanntisch 55, wie in 6 dargestellt ist, eine geringe elektrische Hochfrequenzleistung von der Hochfrequenzleistungsversorgung 72 zugeführt, um eine Entladung zu erzeugen, wodurch das eingeleitete Gas in geringem Maße in ein Plasma umgewandelt wird (Schritt zum Zuführen einer geringen elektrischen Entladeleistung). Der Wert der elektrischen Hochfrequenzleistung wird hierbei etwa auf 0,1 kW eingestellt, so daß die erzeugte Wärme nicht größer ist als der Wärmebeständigkeitstemperatur eines Klebstoffs des Schutzbandes 1 entspricht. Wenn nicht mehr Wärme erzeugt wird als der Wärmebeständigkeitstemperatur des Klebstoffs entspricht, kann verhindert werden, daß der Außenumfangsabschnitt 80 des Schutzbandes 1, der durch den Saugabschnitt 63b (der beispielsweise ein Abschnitt mit einer Breite von etwa 5 mm zur Innenseite des äußersten Umfangs ist) nicht angesaugt wird, sich verformt. In dieser Stufe wird keine Gleichspannung von der Gleichspannungsversorgung 74 zugeführt, so daß keine elektrostatische Anziehung durch die elektrostatische Kraft im Spanntisch 55 erzeugt wird.
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Dann wird, wie in 6 dargestellt ist, um eine elektrostatische Kraft zwischen dem Spanntisch 55 und Ionen im Plasma zu erzeugen, während eine geringe elektrische Entladeleistung von der Hochfrequenzleistungsversorgung 72 zugeführt wird, dem Spanntisch 55 eine Gleichspannung von der Gleichspannungsversorgung 74 zugeführt, und ihr Spannungswert wird graduell erhöht (Schritt zum Erhöhen einer Gleichspannung). In einem in 6 dargestellten Beispiel wird der Schritt zum Erhöhen der Gleichspannung nach 2 s nach Beginn des Schritts zum Zuführen einer geringen elektrischen Entladeleistung ausgeführt, wobei die Gleichspannung innerhalb von 2 s von 0 auf 1,25 kV erhöht wird. Aufgrund der Gleichspannung wird im Spanntisch 55 eine elektrostatische Kraft erzeugt, wodurch der durch den Saugabschnitt 53b nicht gehaltene Außenumfangsabschnitt 80 des Schutzbandes 1 durch den Umgebungsabschnitt 63c gehalten wird. Im Schritt zum Erhöhen einer Gleichspannung wird der Spannungswert graduell erhöht, so daß der Außenumfangsabschnitt 80 keine abrupte elektrostatische Anziehung erfährt und keine Verwindung im Schutzband 1 auftritt und der Halbleiterwafer W durch den Spanntisch 55 gehalten wird, ohne daß zwischen dem Schutzband 1 und dem Halbleiterwafer W ein Zwischenraum erzeugt wird.
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Nach einer gewissen Zeitdauer, wenn das Schutzband 1 und der Halbleiterwafer W durch Zuführen einer Gleichspannung zum Spanntisch 55 durch die elektrostatische Kraft gehalten werden, wird die Erhöhung der Gleichspannung gestoppt, und ein konstanter Gleichspannungswert wird beibehalten (Schritt zum Beibehalten einer Gleichspannung). Hierbei wird die Gleichspannung auf einem Wert von beispielsweise etwa 1,25 kV gehalten, und zusätzlich zum Beibehalten dieser konstanten Spannung wird der Schritt zum Zuführen einer geringen elektrischen Entladeleistung fortgesetzt, um das Plasma kontinuierlich zu erzeugen, wodurch die elektrostatische Kraft aufrechterhalten werden kann.
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Anschließend wird im Verlauf des Schritts zum Beibehalten einer Gleichspannung, d. h. zum Konstanthalten der Gleichspannung, der Wert der elektrischen Leistung der dem Gaseinlaßabschnitt 54 und dem Spanntisch 55 von der Hochfrequenzleistungsversorgung 72 zugeführten elektrischen Hochfrequenzleistung auf eine für das Plasmaätzen geeignete elektrische Entladeleistung erhöht (Schritt zum Erhöhen der elektrischen Entladeleistung). Im in 6 dargestellten Beispiel wird die elektrische Entladeleistung, die nur etwa 0,1 kW betrug, nach 6 s nach Beginn des Schritts zum Zuführen einer geringen elektrischen Entladeleistung innerhalb von 1 s auf 2,0 kW erhöht. Der Schritt zum Erhöhen einer elektrischen Entladeleistung wird gleichzeitig mit dem Schritt zum Beibehalten einer Gleichspannung ausgeführt, so daß ein Zustand aufrechterhalten wird, in dem das Schutzband 1 und der Halbleiterwafer W durch die elektrostatische Kraft des Spanntischs 55 angezogen werden.
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Nachdem der elektrische Leistungswert der elektrischen Entladeleistung im Schritt zum Erhöhen einer elektrischen Entladeleistung auf einen vorgegebenen Wert erhöht wurde, wird der vorgegebene Wert der elektrischen Entladeleistung beibehalten, während ein Spannungswert der Gleichspannung beibehalten wird (Schritt zum Beibehalten einer elektrischen Entladeleistung). Im in 6 dargestellten Beispiel wird die elektrische Entladeleistung bei 2,0 kW gehalten. Ein elektrischer Leistungswert der hierbei beibehaltenen elektrischen Entladeleistung ist ein zum Plasmaätzen geeigneter Wert.
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Wenn ein Ätzgas vom Gaseinlaßabschnitt 54 in die Bearbeitungskammer 53 eingeleitet wird, während im Schritt zum Beibehalten einer Gleichspannung ein Spannungswert der Gleichspannung und im Schritt zum Beibehalten einer elektrischen Entladeleistung ein elektrischer Leistungswert der elektrischen Entladeleistung beibehalten werden, wird die Rückseite des Halbleiterwafers W in einem Zustand plasmageätzt, in dem der Halbleiterwafer W durch die Saugkraft und die elektrostatische Kraft gehalten wird, die im Spanntisch 55 erzeugt werden (Ätzschritt). Durch das Plasmaätzen werden Mikrorisse entfernt, wodurch die Biegefestigkeit der einzelnen Halbleiterchips erhöht werden kann.
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Außerdem kann die vorliegende Erfindung auch beim Plasmaätzen der Rückseiten der gemäß der Vorschneidetechnik getrennten Halbleiterchips angewendet werden. Nach dem Trennen der Halbleiterchips gemäß der Vorschneidetechnik haften, während die Form des Halbleiterwafers W insgesamt erhalten bleibt, mehrere Halbleiterchips getrennt am Schutzband 1 an. Wenn die Länge der einzelnen Halbleiterchips in der vertikalen und in der horizontalen Richtung 2 mm oder geringer ist, verwindet sich das Schutzband 1 tendenziell. Daher kann, wenn erreicht wird, daß das Schutzband 1 erfindungsgemäß durch den Spanntisch 55 nicht abrupt angezogen wird, effektiv verhindert werden, daß das Schutzband 1 sich verwindet, wodurch die Schaltungen auf einer Oberflächenseite des Halbleiterchips geschützt werden können. Außerdem können im Ätzschritt nicht nur Mikrorisse auf auf der Rückseite der einzelnen Halbleiterchips entfernt werden, sondern, weil auch eine Seitenfläche der Schleifnut geätzt wird, können auch Mikrorisse auf der Seitenfläche entfernt werden. Beim Plasmaätzen nach dem Vorschneiden ist das Verfahren zum Zuführen einer Gleichspannung und einer elektrischen Entladeleistung das gleiche wie für einen herkömmlichen Halbleiterwafer.
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Daher wird, wenn das Plasma im voraus durch Einleiten eines Gases und Zuführen einer geringen elektrischen Entladeleistung erzeugt wird, bevor dem Spanntisch 55 eine Gleichspannung zugeführt wird, und wenn in diesem Zustand eine Gleichspannung graduell erhöht wird, um die elektrostatische Kraft zu erzeugen und den Halbleiterwafer W zu halten, der Halbleiterwafer W durch die durch den Spanntisch 55 erzeugte elektrostatische Kraft nicht abrupt angezogen, sondern graduell angezogen und glatt gehalten, so daß im Schutzband 1 keine Verwindung auftreten kann. Daher tritt, weil der Saugabschnitt 63b und der Umgebungsabschnitt 63c des Spanntischs 55 und des Schutzbandes 1 immer in engem Kontakt gehalten werden und eine ausreichende Kühlwirkung des Halbleiterwafers W erhalten werden kann, nicht das Problem auf, daß das Schutzband 1 einer hohen Temperatur ausgesetzt wird und schmilzt, so daß die Oberfläche des Halbleiterwafers W teilweise freigesetzt wird und die auf der Oberflächenseite ausgebildeten Schaltungen beschädigt werden. Außerdem tritt, weil zwischen dem Schutzband 1 und dem Halbleiterwafer W kein Zwischenraum erzeugt wird, auch nicht das Problem auf, daß das Ätzgas in den Zwischenraum eintritt und Schaltungen auf einer Oberfläche des Halbleiterwafers W beschädigt.
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Die Spannungswerte der Gleichspannung, die elektrischen Leistungswerte der elektrischen Entladeleistung und die Zeitpunkte zum Ausführen der jeweiligen in 6 dargestellten Schritte dienen lediglich als ein Beispiel, und sie sind nicht besonders eingeschränkt, zumindestens insofern die jeweiligen Schritte in einer in der Zeichnung dargestellten Reihenfolge ausgeführt werden.
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Durch Öffnen der Öffnung 66 durch Absenken des in den 3 und 4 dargestellten Verschlusses 67 wird der derart auf der Rückseite plasmageätzte Halbleiterwafer W durch den in 3 dargestellten Saugabschnitt 41 angesaugt, und der Saugabschnitt 41 wird aus der Bearbeitungskammer 53 herausbewegt. Anschließend wird der Halbleiterwafer W zur Reinigungseinrichtung 24 der in 3 dargestellten Schleifvorrichtung 10 transportiert, um den geätzten Halbleiterwafer W zu reinigen, und durch die Ablage-/Entnahmeeinrichtung 13 in der Kassette 12 angeordnet. Nachdem die vorstehend erwähnten Schleif- und Plasmaätzbehandlungen für alle in der Kassette 11 angeordneten Halbleiterwafer W ausgeführt wurden, sind die Halbleiterwafer W alle in der Kassette 12 angeordnet.
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Die vorliegende Erfindung kann auch beim Plasmaätzen einer Rückseite eines Halbleiterwafers implementiert werden, wobei eine Oberflächenseite des Halbleiterwafers, auf der ein Schutzband aufgebracht ist, durch einen Spanntisch gehalten wird, und ein präziser Ätzvorgang kann ausgeführt werden, während der Halbleiterwafer in einem stabilen Zustand gehalten wird, indem eine Vakuum-Saugkraft und eine elektrostatische Anziehungskraft gleichzeitig verwendet werden.
