JP2005294764A - 半導体ウェーハの外周部の保護膜エッチング方法およびその装置ならびにエッチング用回転治具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 シリコンウェーハWの外周部の最外周縁と、エッチング回転治具12の環状溝12aの奥壁12bとを非接触状態で保持したまま、ウェーハ外周部のシリコン酸化膜Waをエッチングするので、ノッチ部nを含むウェーハ外周部が損傷しない。しかも、エッチング回転治具12に付着したエッチング液が過剰にウェーハ外周部のシリコン酸化膜Waに供給され難いので、シリコン酸化膜Waのウェーハ半径方向のエッチング幅の均一化が図れる。
【選択図】 図1
Description
ところで、シリコン酸化膜が形成されたシリコンウェーハの場合、面取りを施すと、ウェーハ外周部を被覆したシリコン酸化膜の外周部が、ノッチ部を含めて除去される。このとき、ウェーハ表裏両面を被覆するシリコン酸化膜も、面取り用砥石とノッチ面取り用砥石とにより機械的に除去されることになる。そのため、シリコン酸化膜の外周縁が粗れてしまい、パーティクルの発生、熱ひずみの発生の原因となっていた。
従来法では、HF溶液のエッチング液が付着したエッチングローラを、ウェーハ外周部の面取り面に押し付け状態で転動させ、シリコン酸化膜の外周部をエッチングし、その外周縁の粗れを除去していた。
また、ウェーハ外周部に形成されたノッチ部におけるシリコン酸化膜のエッチングの場合には、まずノッチ部と略同じ形状の作用部を有するノッチエッチング片を用意する。次に、ノッチエッチング片にエッチング液を供給しながら、作用部をシリコンウェーハのノッチ部に差し込む。これにより、作用部を介してエッチング液がノッチ部に供給され、シリコン酸化膜のノッチ部分がエッチングされる。
また、この発明は、半導体ウェーハの外周部の全域にわたって保護膜のウェーハ半径方向のエッチング幅を均一化することができる半導体ウェーハの外周部の保護膜エッチング方法および半導体ウェーハの外周部の保護膜エッチング装置を提供することを目的としている。
さらに、この発明は、ノッチ部の全域にわたって、ノッチ部の外縁に直交する保護膜のエッチング幅を略均一にすることができる半導体ウェーハの外周部の保護膜エッチング装置およびエッチング用回転治具を提供することを目的としている。
保護膜としては、例えば半導体ウェーハがシリコンウェーハの場合、シリコン酸化膜となる。保護膜の厚さは、例えば1000Å〜10000Åである。
エッチングに使用されるエッチング液は、保護膜の素材に応じて適宜選択される。例えば、保護膜がシリコン酸化膜の場合、HF溶液となる。HF溶液中のHF濃度は25〜50重量%、エッチング時間は0.5〜2分間である。
エッチング液の環状溝への供給量は、例えば0.05〜1cc/分である。
エッチング回転治具の素材は限定されない。ただし、エッチング液に対して耐薬品性を有していなければならない。エッチング回転治具の回転速度は、例えば10〜1000rpm、好ましくは30〜300rpmである。10rpm未満では除去に時間がかかる。また、1000rpmを超えると回転治具の摩耗が早くなる。
エッチング回転治具の外周面に対する環状溝の形成本数は1本でもよい。また、複数枚の半導体ウェーハを同時に処理できるように、エッチング回転治具の軸線方向に互いに離間した2本以上の環状溝を形成してもよい。
環状溝の幅は、処理される半導体ウェーハの厚さに応じて適宜変更される。溝幅が半導体ウェーハの厚さに対して大きすぎると、環状溝に供給されたエッチング液が溢れて、ウェーハ外周部の全周にわたるウェーハ半径方向のエッチング幅の均一化が図れないおそれがある。
ウェーハの外周部の最外周縁と、環状溝の奥壁との間に形成される空隙の大きさは限定されない。例えば0.05〜5mm、好ましくは0.05〜1mmである。0.05mm未満では治具がウェーハ外周部と接触するおそれがあり、5mmを超えるとエッチング液が溜まり、エッチング液が溢れ出してくる。
半導体ウェーハの外周部形状に倣い動かして保護膜をエッチングする場合には、半導体ウェーハの中心線の位置を固定し、回転中のエッチング回転治具をウェーハ外周部に沿って移動させてもよい。また、回転中のエッチング回転治具の軸線位置を固定し、半導体ウェーハをその中心線の回りに回転させてもよい。
また、移動の手段は、常時、半導体ウェーハの外周部の最外周縁と環状溝の奥壁との間に空隙が形成されるように、適宜位置にストッパを設けてもよい。また、エッチング回転治具およびまたは半導体ウェーハの移動距離を適宜調整する移動距離調整装置を設けてもよい。
エッチング液供給手段は限定されない。例えば、0.01cc/shot以下のエッチング液を供給可能なディスペンサや電磁定量ポンプなどを採用することができる。
倣い手段は、例えば半導体ウェーハを回転させる回転モータなどの回転駆動部、または、エッチング回転治具を半導体ウェーハの外周部形状に沿って移動させる治具旋回部で構成することができる。
エッチング回転治具の環状溝の奥壁部分の半径は、ノッチ部のウェーハ半径方向の長さの50〜99%であり、50%未満ではエッチング回転治具の強度が保てない。
治具本体の素材としては、各種の合成樹脂を採用することが望ましい。
発泡性合成樹脂または多孔質性の種類は限定されない。例えばウレタンフォーム、発泡性ポリエチレン、具体的には高密度ポリエチレンや超高分子量ポリエチレンなどを採用することができる。発泡性合成樹脂の空孔径または多孔質性合成樹脂の空孔径は5〜50μm、好ましくは5〜15μmである。発泡性合成樹脂の空孔率または多孔質性合成樹脂の空孔径は30〜70%、好ましくは30〜50%である。空孔径及び空孔率は大きすぎると、エッチング処理液の保持(保水)性が悪くなり、小さすぎると液を供給できなくなる。
XYテーブル14の上部には、シリコンウェーハWを真空吸着する小径なウェーハ保持板22を回転するウェーハ回転モータ23が固着されている。
また、酸化膜エッチング中、エッチング回転治具12およびシリコンウェーハWを回転させながら、XYテーブル14によりシリコンウェーハWのエッチング回転治具12に対する距離を調整する。これにより、エッチング回転治具12をシリコンウェーハWの外周部形状に倣い動かして酸化膜エッチングすることができる。その結果、シリコンウェーハWの外周部の全域にわたってシリコン酸化膜Waのウェーハ半径方向のエッチング幅の均一化が可能になる。
さらに、エッチング回転治具12の環状溝12aの奥壁12b部分の半径は、ノッチ部nのウェーハ半径方向の最大長さより短い。そのため、例えばエッチング回転治具12の環状溝12aの奥壁12b部分の半径を、ノッチ部nのウェーハ半径方向の最大長さより長くした場合に比べて(図4)、ノッチ部nの内部空間におけるエッチング回転治具12の自由度が大きくなる。これにより、エッチング回転治具12の外周部がノッチ部nに接触するおそれが低減する。よって、ノッチ部nの全域にわたって、ノッチ部nの外縁に直交するシリコン酸化膜Waのエッチング幅を略均一にすることができる。
12 エッチング回転治具、
12a 環状溝、
12b 奥壁、
13 回転モータ(回転手段)、
14 XYテーブル(移動手段、倣い手段)、
15 ディスペンサ(エッチング液供給手段)、
21 治具本体、
W シリコンウェーハ(半導体ウェーハ)、
Wa シリコン酸化膜(保護膜)、
a 空隙。
Claims (8)
- 外周部に保護膜を有する半導体ウェーハのその保護膜をエッチングする方法であって、
略円柱体または略円筒体であるエッチング回転治具の外周面に形成された前記半導体ウェーハの厚さと溝幅が略等しい環状溝に、その環状溝の奥壁との間に常時空隙を有して上記半導体ウェーハの外周部を挿入し、
この環状溝にエッチング液を供給しながら、上記エッチング回転治具をその軸線回りに回転させる半導体ウェーハの外周部の保護膜エッチング方法。 - 前記エッチング回転治具は、前記半導体ウェーハの外周部形状に倣って移動しながら保護膜をエッチングする請求項1に記載の半導体ウェーハ外周部の保護膜エッチング方法。
- 溝幅が半導体ウェーハの厚さと略等しい環状溝を外周面に有する略円柱体または略円筒体からなるエッチング回転治具と、
このエッチング回転治具をその軸線回りに回転させる回転手段と、
半導体ウェーハの外周部の最外周縁と環状溝の奥壁との間に空隙を形成するように、この半導体ウェーハの外周部を環状溝内に挿入する手段と、
前記環状溝にエッチング液を供給するエッチング液供給手段とを備えた半導体ウェーハ外周部の保護膜エッチング装置。 - 前記エッチング回転治具を半導体ウェーハの外周部に沿って動かして、この半導体ウェーハの外周部の保護膜をエッチングする倣い手段を有する請求項3に記載の半導体ウェーハ外周部の保護膜エッチング装置。
- 前記エッチング回転治具の環状溝の奥壁部分の半径が、前記半導体ウェーハの外周部に形成されたノッチ部のウェーハ半径方向の最大長さより短い請求項3または請求項4に記載の半導体ウェーハ外周部の保護膜エッチング装置。
- その軸線を中心に回転する略円柱体または略円筒体からなる治具本体と、
この治具本体の外周面に、その溝幅が半導体ウェーハの厚さと略等しくなるように形成され、エッチング液が供給されるとともに、保護膜を有する半導体ウェーハの外周部が挿入される環状溝とを備え、
半導体ウェーハの外周部がその最外周縁と前記環状溝の奥壁との間に空隙を形成するようこの環状溝に挿入され、環状溝に供給されたエッチング液により、半導体ウェーハの外周部の保護膜がエッチングされるエッチング用回転治具。 - 前記治具本体が、発泡性合成樹脂製または多孔質性合成樹脂製である請求項6に記載のエッチング用回転治具。
- 前記治具本体の環状溝の奥壁部分の半径は、前記半導体ウェーハの外周部に形成されたノッチ部のウェーハ半径方向の最大長さより短い請求項6または請求項7に記載のエッチング用回転治具。
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