JP2000021843A - エッチング方法およびエッチング治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェーハの表裏面のエッチングを効果的にで
き、かつウェーハの有効活用が図れる。 【解決手段】 ウェーハの外周に当接可能な複数のロー
ラを有し、かつ、前記複数のローラの中に、軸線方向に
周溝が並設された複数の溝付きローラと、軸線方向に周
溝が実質的に存在しない駆動ローラとを含んだエッチン
グ治具を用い、前記溝付きローラの周溝によってウェー
ハを保持し、ウェーハを前記エッチング治具ごとエッチ
ング液の中に浸漬し、前記駆動ローラによって前記エッ
チング治具に対してウェーハを回転することによりその
ウェーハの表裏面をエッチングするにあたり、前記エッ
チング治具として、前記溝付きローラを５個以上有し、
かつ、ウェーハの外周方向に沿って見た場合に任意の１
つの前記溝付きローラを挟む２つの前記溝付きローラの
中心とウェーハの中心とを結ぶ線分同士の角度が１８０
°未満となるように設定されたエッチング治具を用いる
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数枚のウェーハ
を同時にエッチング液に浸漬して該ウェーハの表裏面を
エッチングするための方法およびエッチング治具に関す
るものであり、さらに詳しくは、オリフラ付きのウェー
ハの表裏面をエッチングするのに適したエッチング方法
およびエッチング治具に係わるものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの基板として用いられる
ウェーハは、例えばシリコン等の単結晶インゴットを棒
軸方向（軸線方向）にほぼ直角にスライスし、スライス
して得られたものにラッピング、エッチング、アニーリ
ング、ポリッシング等の処理を施すことによって得られ
る。

【０００３】ところで、ラッピングが終了した複数枚の
ウェーハは、バスケットに収納されてエッチング工程へ
と搬送され、エッチング工程においてバスケットからエ
ッチング治具に移し替えられ、エッチング治具と共にエ
ッチング液に浸漬され、これによりウェーハの表裏面が
エッチングされ、ラッピングによって生じた歪み層や、
ウェーハの表裏面に付着しているラップ剤が除去され
る。

【０００４】このエッチングの際に使用されるエッチン
グ治具の一例が図４に示されている。このエッチング治
具１は、図５に示すように軸線方向に周溝２が多数並設
された溝付きローラ３を４個有している。そして、これ
ら溝付きローラ３は複数のサイドプレート（図示せず）
間に互いに平行となるように掛け渡されている。また、
前記溝付きローラ３のうちの少なくとも１つは駆動ロー
ラとなっており、この駆動ローラは図示しないモータに
よって回転駆動されるようになっている。そして、この
駆動ローラを回転駆動することによってウェーハＷをエ
ッチング液の中で回転してウェーハＷの表裏面をエッチ
ングするようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記エ
ッチング治具１によってオリエンテーションフラット
（オリフラ：ＯＦ）付きのウェーハＷをエッチングする
場合、下記のような問題が生じる。４個の溝付きローラ
３の周溝２によってウェーハＷを保持する場合、例え
ば、回転によりウェーハＷのオリフラ部が下側に向く際
に、自重によってウェーハＷが下降して、上側および左
右の溝付きローラ３の周溝２からウェーハＷが外れて溝
付きローラ３の軸線方向に倒れてしまい、エッチングが
効果的に行われないことになる。そこで、従来、周溝２
から構成される櫛歯の丈を大きくし、ウェーハＷが回転
してオリフラ部が下側に向く際にも、４個の溝付きロー
ラ３の周溝２からウェーハＷが外れないようにしてい
る。例えば、直径２００ｍｍのウェーハのエッチング治
具１にあっては、その櫛歯の丈を７ｍｍ〜９ｍｍとし、
ウェーハＷの脱落を防止するようにしている。しかし一
方で、櫛歯の丈を大きくすると、今度は、次のような問
題が生じる。すなわち、エッチング液の中でウェーハを
回転させる場合、ウェーハＷにおける櫛歯の先端近傍部
分のエッチングレートが大きくなってしまう。この場
合、櫛歯の丈が７ｍｍ〜９ｍｍとすると、ウェーハＷの
外周から７ｍｍ〜９ｍｍ程度隔たった部分が他の部分に
比べて大きくエッチング（過剰エッチング）されてしま
う。そして、このように大きくエッチングされた領域の
外側部分には集積回路素子を作り込むことができなくな
り、その分、ウェーハＷの有効活用ができなくなる。

【０００６】本発明は、かかる問題点に鑑みなされたも
ので、ウェーハの表裏面のエッチングを効果的にでき、
かつウェーハの有効活用が図れるエッチング方法および
エッチング治具を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のエッチン
グ方法は、ウェーハの外周に当接可能な複数のローラを
有し、かつ、前記複数のローラの中に、軸線方向に周溝
が並設された複数の溝付きローラと、軸線方向に周溝が
実質的に存在しない駆動ローラとを含んだエッチング治
具を用い、前記溝付きローラの周溝によって前記ウェー
ハを保持し、前記ウェーハを前記エッチング治具ごとエ
ッチング液の中に浸漬し、前記駆動ローラによって前記
エッチング治具に対して前記ウェーハを回転することに
よりそのウェーハの表裏面をエッチングするにあたり、
前記エッチング治具として、前記溝付きローラを５個以
上有し、かつ、前記ウェーハの外周方向に沿って見た場
合に任意の１つの前記溝付きローラを挟む２つの前記溝
付きローラの中心と前記ウェーハの中心とを結ぶ線分同
士の角度が１８０°未満となるように設定されたエッチ
ング治具を用いることを特徴とする。ここで「周溝が実
質的に存在しない」とは周溝が全くないか、あってもウ
ェーハの保持機能がないほどに周溝の深さが浅いこと等
を意味している。このエッチング方法によれば、エッチ
ング治具として、溝付きローラを５個以上有し、かつ、
ウェーハの外周方向に沿って見た場合に任意の１つの前
記溝付きローラを挟む２つの前記溝付きローラの中心と
前記ウェーハの中心とを結ぶ線分同士の角度が１８０°
未満となるように設定されたエッチング治具を用いるの
で、オリフラ付きのウェーハをエッチングする場合、ウ
ェーハは常に定位置にて回転することになる。その結
果、ウェーハの表裏面のエッチングが効果的に行われる
ことになる。一方で、溝付きローラの周溝を徒に深くし
なくても済むので、過剰エッチング部分をウェーハの外
周近くにできるだけ寄せることができ、ウェーハの有効
活用が図れることになる。

【０００８】請求項２記載のエッチング方法は、ウェー
ハの外周に当接可能で軸線方向に周溝が並設された複数
の溝付きローラを有し、この溝付きローラの中に駆動ロ
ーラを含んだエッチング治具を用い、前記溝付きローラ
の周溝によって前記ウェーハを保持し、前記ウェーハを
前記エッチング治具ごとエッチング液の中に浸漬し、前
記駆動ローラによって前記エッチング治具に対して前記
ウェーハを回転することによりそのウェーハの表裏面を
エッチングするにあたり、前記エッチング治具として、
前記溝付きローラを５個以上有し、かつ、前記ウェーハ
の外周方向に沿って見た場合に任意の１つの前記溝付き
ローラを挟む２つの前記溝付きローラの中心と前記ウェ
ーハの中心とを結ぶ線分同士の角度が１８０°未満とな
るように設定されたエッチング治具を用いることを特徴
とする。このエッチング方法によれば、請求項１記載の
発明と同様の効果を得ることができる。

【０００９】請求項３記載のエッチング治具は、ウェー
ハの外周に当接可能な複数のローラを有し、かつ、前記
複数のローラの中に、軸線方向に周溝が並設された複数
の溝付きローラと、軸線方向に周溝が実質的に存在しな
い駆動ローラとを含んだエッチング治具であって、前記
溝付きローラを５個以上有し、かつ、前記ウェーハの外
周方向に沿って見た場合に任意の１つの前記溝付きロー
ラを挟む２つの前記溝付きローラの中心と前記ウェーハ
の中心とを結ぶ線分同士の角度が１８０°未満となるよ
うに設定されていることを特徴とする。このエッチング
治具によれば、溝付きローラを５個以上有し、かつ、ウ
ェーハの外周方向に沿って見た場合に任意の１つの前記
溝付きローラを挟む２つの前記溝付きローラの中心と前
記ウェーハの中心とを結ぶ線分同士の角度が１８０°未
満となるように設定されているので、オリフラ付きのウ
ェーハをエッチングする場合、ウェーハは常に定位置に
て回転することになる。その結果、ウェーハの表裏面の
エッチングが効果的に行われることになる。一方で、溝
付きローラの周溝を徒に深くしなくても済むので、過剰
エッチング部分をウェーハの外周近くにできるだけ寄せ
ることができ、ウェーハの有効活用が図れることにな
る。

【００１０】請求項４記載のエッチング治具は、ウェー
ハの外周に当接可能で軸線方向に周溝が並設された複数
の溝付きローラを有し、この溝付きローラの中に駆動ロ
ーラを含んだエッチング治具であって、前記溝付きロー
ラを５個以上有し、かつ、前記ウェーハの外周方向に沿
って見た場合に任意の１つの前記溝付きローラを挟む２
つの前記溝付きローラの中心と前記ウェーハの中心とを
結ぶ線分同士の角度が１８０°未満となるように設定さ
れていることを特徴とする。このエッチング治具によれ
ば、請求項３記載の発明と同様の効果を得ることができ
る。

【００１１】請求項５記載のエッチング治具は、請求項
３または４記載のエッチング治具において、前記駆動ロ
ーラを複数有し、この複数の駆動ローラの中には、エッ
チングすべきウェーハのオリフラ長よりも互いの中心間
距離が長い２つの駆動ローラが含まれていることを特徴
とする。このエッチング治具によれば、駆動ローラのう
ちの少なくとも１つはウェーハの外周部に常時に当接さ
れるので、ウェーハが確実に回転駆動されることにな
る。

【００１２】請求項６記載のエッチング治具は、請求項
３〜５いずれか記載のエッチング治具において、前記溝
付きローラの周溝の深さが２ｍｍ〜３ｍｍであることを
特徴とする。ここで下限値を２ｍｍとしたのは、ウェー
ハＷを支持するにはこの程度の櫛歯の丈が必要であり、
２ｍｍ未満だとウェーハＷの脱落のおそれがあるからで
ある。一方、上限値を３ｍｍとしたのは過剰エッチング
部分をウェーハ外周エクスクルージョン領域の部分に生
じさせるためである。このエッチング治具によれば、溝
付きローラの周溝の深さが２ｍｍ〜３ｍｍ以下であるの
で、過剰エッチング部分がウェーハの外周から２ｍｍ〜
３ｍｍ程度の領域内、つまりエクスクルージョン領域内
に収まり、ウェーハの有効活用が図られることになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１および図２において、符号１
０はエッチングマシンに付設されるエッチング治具であ
って、このエッチング治具１０のサイドプレート１０ａ
〜１０ｄには５つの溝付きローラ１１〜１５が互いに平
行に、かつウェーハＷの外周に沿って等間隔に支承され
て設けられている。周溝の構造は従来のもの（図５）と
同様である。この溝付きローラ１１〜１５は、ウェーハ
Ｗを中心に７２°の角度間隔で設けられている。そし
て、隣合う溝付きローラの互いの中心間距離は、処理す
べきウェーハＷのオリフラ長よりも長くなるように設定
されている。この場合、隣合う溝付きローラの互いの中
心間距離が、処理すべきウェーハＷのオリフラ長よりも
短いと、ウェーハＷの回転に伴いオリフラ部が２つの溝
付きローラに同時に対向することになるが、その時に、
ウェーハＷがその２つの溝付きローラ側に移動し、ウェ
ーハＷが周溝から外れて倒れてしまう危険性があるから
である。このような場合には、溝付きローラの数を６個
以上とすることが必要となる。

【００１４】また、このエッチング治具１０において
は、全ての溝付きローラ１１〜１５が駆動ローラとなっ
ている。すなわち、サイドプレート１０ａには、溝付き
ローラ１１〜１５の中心となる位置に、溝付きローラ１
１〜１５に平行な駆動軸１６が支承されている。この駆
動軸１６には大径歯車１６ａが付設されている。この大
径歯車１６ａは、エッチングマシンに付設された際に、
そのエッチングマシンに組み込まれたモータ（図示せ
ず）に歯車機構を介して連結可能となっている。一方、
前記溝付きローラ１１〜１５の軸には図３に示すように
小径歯車１１ａ〜１５ａが付設され、これら小径歯車１
１ａ〜１５ａは前記大径歯車１６ａに噛合されている。
つまり、溝付きローラ１１〜１５は全て駆動ローラとな
っている。このような構成とすれば、どの溝付きローラ
にオリフラ部が対向した場合であってもウェーハＷを確
実に回転駆動できることになる。

【００１５】さらに、このエッチング治具１０にあって
は、周溝によって構成される櫛歯の丈が２ｍｍ〜３ｍｍ
となっている。ここで下限値を２ｍｍとしたのは、ウェ
ーハＷを支持するにはこの程度の丈が必要であり、２ｍ
ｍ未満だとウェーハＷの脱落のおそれがあるからであ
る。一方、上限値を３ｍｍとしたのは過剰エッチング部
分をウェーハ外周エクスクルージョン領域３ｍｍの部分
に生じさせるためである。ここでエクスクルージョン領
域とは半導体集積回路を元々形成しない領域なので、こ
この領域に過剰エッチング部分が生じても問題は少な
い。

【００１６】また、図３に示すように、溝付きローラ１
３および１４はサイドプレート１０ａ〜１０ｄに設けら
れた弧状案内溝１７，１８に沿って手動または電動で互
いに離接する方向に移動できるように構成されている。
そして、溝付きローラ１３および１４は互いに最も離れ
た位置と最も接近した位置で図示しない固定手段により
固定できるようになっている。この場合、溝付きローラ
１３および１４は、溝付きローラ１３および１４の間か
らウェーハＷを挿入できるような位置まで離反する方向
に移動できるようになっている。ウェーハＷの挿入後に
は、溝付きローラ１３および１４は元位置に戻される。
一方、ウェーハＷの離脱時には、溝付きローラ１３およ
び１４を互いに離反させ、その溝付きローラ１３および
１４の間からウェーハＷを取り出すようにすれば良い。

【００１７】次に、このエッチング治具１０を使用して
行われるエッチング方法を説明する。

【００１８】まず、エッチング治具１０の溝付きローラ
１３および１４を互いに離反する方向に移動させる。こ
の状態で、溝付きローラ１３および１４の間からウェー
ハＷを挿入する。所定枚のウェーハＷを挿入し終わった
ら、溝付きローラ１３および１４を移動させ元位置に戻
す。なお、ウェーハＷの挿入時に、エッチング治具１０
はエッチングマシンに既に付設されていても良いし、あ
るいは、ウェーハＷの挿入後に、エッチング治具１０を
エッチングマシンに付設するようにしても良い。

【００１９】次いで、エッチングマシンに付設されたエ
ッチング治具１０をエッチング液の中に浸漬する。そし
て、エッチングマシンの図示しないモータを駆動させ、
溝付きローラ１１〜１５を回転駆動させる。これにより
ウェーハＷはその中心を基準に回転駆動される。このよ
うにしてウェーハＷのエッチングがなされる。

【００２０】そして、エッチングが終了したら、エッチ
ング治具１０は洗浄部に運ばれ、エッチング液の洗浄が
なされる。

【００２１】以上のようなエッチング治具１０を用いて
のエッチング方法によれば下記の効果を得ることができ
る。このエッチング治具１０によれば、ウェーハＷの回
転により、一の溝付きローラがオリフラ部に対向した際
にはウェーハＷは他の４個の溝付きローラによって挟持
状態で支持される。その結果、ウェーハＷは倒れること
なく、常に、定位置に保たれることになるので、ウェー
ハＷの表裏面のエッチングが効果的に行われることにな
る。

【００２２】また、このエッチング治具１０によれば、
溝付きローラ１１〜１５は、ウェーハＷの中心を基準と
して７２°間隔で等間隔に設けられているので、オリフ
ラ付きのウェーハＷの表裏面をエッチングする場合であ
っても、オリフラ部が何処にあるかに係わらず、ウェー
ハＷは少なくとも４個の溝付きローラにより挟持状態で
支持されることになる。その結果、周溝の深さを２ｍｍ
〜３ｍｍにしてもウェーハＷを十分に保持できることに
なる。よって、過剰エッチング部分をウェーハ外周エク
スクルージョン領域３ｍｍの部分に納めることができ
る。

【００２３】さらに、このエッチング治具１０によれ
ば、５つの溝付きローラ１１〜１５が全て駆動ローラと
なっているので、ウェーハＷが確実に回転駆動されるこ
とになる。

【００２４】また、図６には他の実施形態に係るエッチ
ング治具２０が示されている。このエッチング治具２０
は溝付きローラ２１〜２５を備えている。この溝付きロ
ーラ２１〜２５はそれぞれ前記エッチング治具１０の溝
付きローラ１１〜１５に対応している。ただし、このエ
ッチング治具２０にあっては、溝付きローラ２１〜２５
は駆動ローラとしては構成されていない。このエッチン
グ治具２０の駆動ローラは、ウェーハＷの外周に当接す
る実質的に溝無しのローラ２６，２７によって構成され
ている。したがって、このエッチング治具２０をエッチ
ングマシンに付設した際には、エッチングマシンに組み
込まれたモータ（図示せず）によってローラ２６，２７
が回転駆動されることになる。この場合、ローラ２６，
２７の互いの中心間距離をエッチングすべきウェーハＷ
のオリフラ長よりも長くすることが好ましい。このよう
にすれば、少なくとも一方のローラがウェーハＷの外周
に常時当接するので、ウェーハＷを確実に回転させるこ
とができる。

【００２５】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではな
く、その要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能であ
ることはいうまでもない。

【００２６】例えば、前記実施形態のエッチング治具１
０にあっては、溝付きローラを５個としたが６個以上の
溝付きローラを設けても良い。また、前記実施形態のエ
ッチング治具１０にあっては、溝付きローラの全てを駆
動ローラとしたが、最低限２個の溝付きローラを駆動ロ
ーラとすれば足りる。この場合、少なくとも２つの駆動
ローラの中心間距離を、エッチングすべきウェーハのオ
リフラ長よりも長く設定しておくことが好ましい。

【００２７】また、前記実施形態では、溝付きローラま
たは溝無しローラの一方を駆動ローラとしたが、溝付き
ローラおよび溝無しローラの双方を駆動ローラとしても
良いことは勿論である。

【００２８】

【発明の効果】本発明の代表的なものの効果について説
明すれば、ウェーハの外周に当接可能な複数のローラを
有し、かつ、前記複数のローラの中に、軸線方向に周溝
が並設された複数の溝付きローラと、軸線方向に周溝が
実質的に存在しない駆動ローラとを含んだエッチング治
具を用い、前記溝付きローラの周溝によって前記ウェー
ハを保持し、前記ウェーハを前記エッチング治具ごとエ
ッチング液の中に浸漬し、前記駆動ローラによって前記
エッチング治具に対して前記ウェーハを回転することに
よりそのウェーハの表裏面をエッチングするにあたり、
前記エッチング治具として、前記溝付きローラを５個以
上有し、かつ、前記ウェーハの外周方向に沿って見た場
合に任意の１つの前記溝付きローラを挟む２つの前記溝
付きローラの中心と前記ウェーハの中心とを結ぶ線分同
士の角度が１８０°未満となるように設定されたエッチ
ング治具を用いることとしたので、オリフラ付きのウェ
ーハをエッチングする場合、ウェーハは常に定位置にて
回転することになる。その結果、ウェーハの表裏面のエ
ッチングが効果的に行われることになる。一方で、溝付
きローラの周溝を徒に深くしなくても済むので、過剰エ
ッチング部分をウェーハの外周近くにできるだけ寄せる
ことができ、ウェーハの有効活用が図れることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るエッチング治具の要部を示す図で
ある。

【図２】図１のエッチング治具の正面図である。

【図３】本発明に係るエッチング治具の側面図である。

【図４】従来のエッチング治具の要部を示す図である。

【図５】エッチング治具の溝付きローラを示す図であ
る。

【図６】他のエッチング治具の要部を示す図である。

【符号の説明】

１０，２０ エッチング治具 １１〜１５，２１〜２５ 溝付きローラ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーハの外周に当接可能な複数のロー
   ラを有し、かつ、前記複数のローラの中に、軸線方向に
   周溝が並設された複数の溝付きローラと、軸線方向に周
   溝が実質的に存在しない駆動ローラとを含んだエッチン
   グ治具を用い、前記溝付きローラの周溝によって前記ウ
   ェーハを保持し、前記ウェーハを前記エッチング治具ご
   とエッチング液の中に浸漬し、前記駆動ローラによって
   前記エッチング治具に対して前記ウェーハを回転するこ
   とによりそのウェーハの表裏面をエッチングするにあた
   り、前記エッチング治具として、前記溝付きローラを５
   個以上有し、かつ、前記ウェーハの外周方向に沿って見
   た場合に任意の１つの前記溝付きローラを挟む２つの前
   記溝付きローラの中心と前記ウェーハの中心とを結ぶ線
   分同士の角度が１８０°未満となるように設定されたエ
   ッチング治具を用いることを特徴とするエッチング方
   法。
2. 【請求項２】 ウェーハの外周に当接可能で軸線方向に
   周溝が並設された複数の溝付きローラを有し、この溝付
   きローラの中に駆動ローラを含んだエッチング治具を用
   い、前記溝付きローラの周溝によって前記ウェーハを保
   持し、前記ウェーハを前記エッチング治具ごとエッチン
   グ液の中に浸漬し、前記駆動ローラによって前記エッチ
   ング治具に対して前記ウェーハを回転することによりそ
   のウェーハの表裏面をエッチングするにあたり、前記エ
   ッチング治具として、前記溝付きローラを５個以上有
   し、かつ、前記ウェーハの外周方向に沿って見た場合に
   任意の１つの前記溝付きローラを挟む２つの前記溝付き
   ローラの中心と前記ウェーハの中心とを結ぶ線分同士の
   角度が１８０°未満となるように設定されたエッチング
   治具を用いることを特徴とするエッチング方法。
3. 【請求項３】 ウェーハの外周に当接可能な複数のロー
   ラを有し、かつ、前記複数のローラの中に、軸線方向に
   周溝が並設された複数の溝付きローラと、軸線方向に周
   溝が実質的に存在しない駆動ローラとを含んだエッチン
   グ治具であって、前記溝付きローラを５個以上有し、か
   つ、前記ウェーハの外周方向に沿って見た場合に任意の
   １つの前記溝付きローラを挟む２つの前記溝付きローラ
   の中心と前記ウェーハの中心とを結ぶ線分同士の角度が
   １８０°未満となるように設定されていることを特徴と
   するエッチング治具。
4. 【請求項４】 ウェーハの外周に当接可能で軸線方向に
   周溝が並設された複数の溝付きローラを有し、この溝付
   きローラの中に駆動ローラを含んだエッチング治具であ
   って、前記溝付きローラを５個以上有し、かつ、前記ウ
   ェーハの外周方向に沿って見た場合に任意の１つの前記
   溝付きローラを挟む２つの前記溝付きローラの中心と前
   記ウェーハの中心とを結ぶ線分同士の角度が１８０°未
   満となるように設定されていることを特徴とするエッチ
   ング治具。
5. 【請求項５】 前記駆動ローラを複数有し、この複数の
   駆動ローラの中には、エッチングすべきウェーハのオリ
   フラ長よりも互いの中心間距離が長い２つの駆動ローラ
   が含まれていることを特徴とする請求項３または４記載
   のエッチング治具。
6. 【請求項６】 前記溝付きローラの周溝の深さが２ｍｍ
   〜３ｍｍであることを特徴とする請求項３〜５いずれか
   記載のエッチング治具。