JP2010512670A - ウェハから回路パターンを除去する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウェハからかなりの量のシリコンを除去することなく、粒子の衝突によりウェハからパターン形成された構造体を除去する改善されたプロセスを提供すること。
【解決手段】 粒子ブラスト用ツール２００を用いて、パターン形成された構造体を含むウェハ２０６を保持する。次に、粒子をパターン形成された構造体に衝突させて、粒子を所定の速度でパターン形成された構造体に接触させ、パターン形成された構造体を除去する。粒子をウェハ２０６に衝突させるプロセスは、ウェハ２０６からパターン形成された構造体のほぼ全てが除去されたとき、粒子の衝突を停止するように制御される。このプロセスはまた、３ミクロン以下のサイズを有するように、粒子を選択することも含む。例えば、粒子は、酸化アルミニウム、シリコン酸化物、セリウム、及び／又はプラスチックを含むことができる。粒径を３ミクロン以下に維持することによって、ブラスト処理により、実質的に滑らかなウェハ２０６表面が生成され、これにより、後のウェハ研磨に対する必要性が省かれる。さらに、こうした処理によって生成されたウェハ２０６は、湿式処理によって処理されるウェハの、高応力のかかった格子及び脆弱な性質を示さない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一般に、以前に処理されたウェハの再利用に関し、より具体的には、ウェハからかなりの量のシリコンを除去することなく、粒子の衝突によりウェハからパターン形成された構造体を除去する改善されたプロセスに関する。

毎年、製造作業をモニタリング（監視）するために用いられるシリコン・ウェハに多額の金が費やされる。こうしたコストを低減させるために、モニタ・ウェハを販売し、再生し、又は回収することができる。１つの問題は、ウェハ上の回路パターンは（製品であれ、又はモニタ・ウェハであれ）知的財産権を有しており、再加工又は販売のために供給業者に発送すべきではないことである。

こうしたパターンを除去するための１つの解決法は、湿式浴（wet bath）（ＨＦ、ＨＮＯ_３、Ｈ_２Ｏ_２、Ｓ、Ｐ、ＨＣＬ等）中に長時間浸漬することである。この湿式浴プロセスは、実際に全ての膜を除去するが、除去される材料の特性がシリコンと類似しているため、多くの場合、かなりのバルク・シリコンも除去する。さらに、不均一な膜の被覆率が、不均一なエッチング・スポットを生成する。こうした湿式浴処理の結果として得られるウェハ製品は、再加工サイクル後、高応力のかかった格子（ラティス）となり、脆弱なウェハとなる。また、こうした処理のコストは、必要とされる専用の湿式タンク、必要とされる化学物質のコスト、及び使用済みの化学物質を廃棄する必要性によって増大する。

パターン形成された構造体を除去する別の方法は、レイヤ・バイ・レイヤ除去プロセス（layer by layer removal process）を行なうものである。こうしたプロセスにおいて、各々の層は、乾式エッチングと組み合わされた特別の湿式化学的性質を用いて除去される（一度に１つ）。こうした処理はシリコン基板の損傷を最小にするが、専用ツールの必要性を含む高いコストがかかる。さらに、こうした処理は、時間及び大きな労働力を要し、ラップ仕上げ（ラッピンング）及び研削を必要とする。

さらに、こうしたレイヤ・バイ・レイヤ処理は、格子の損傷を引き起こし、ウェハを破壊させることがあり、処理後の研磨を必要とする。

上記に鑑みて、本発明の実施形態は、シリコン・ウェハからパターン形成された構造体を除去する方法を提供する。こうしたウェハは、多くの場合、製造制御用ウェハ（manufacturing control wafer）として用いられ、利用可能なチップを含み、ウェハ・チップに分割される生産用ウェハ（production wafer）ではない。この方法は、粒子ブラスト用ツール（particle blasting tool）を用いて、パターン形成された構造体を含むこうした製造制御用ウェハを保持する。

この方法は、粒子をパターン形成された構造体に接触させるように、粒子をパターン形成された構造体に衝突させて、パターン形成された構造体を除去する。粒子は、圧縮空気流のような何らかの高速装置を用いてウェハに衝突される。粒子をウェハに衝突させるこのプロセスは、ウェハからパターン形成された構造体のほぼ全てが除去されたとき、粒子の衝突を停止する。粒子の衝突を停止した後、ウェハは、付加的な研磨、ラップ仕上げ、又は研削なしで構造体及び層を形成できる再生ウェハとして直ちに利用できる。幾つかの構造体又は部分的な構造体が残った場合でも、こうした構造体はランダムであり、以前存在していたパターンのいずれも開示するものではない。

このプロセスはまた、３ミクロン以下のサイズを有するように粒子を選択することも含む。例えば、粒子は、酸化アルミニウム、シリコン酸化物、セリウム、及び／又はプラスチックを含むことができる。粒径を３ミクロン以下に維持することによって、ブラスト処理により、実質的に滑らかなウェハ表面が生成され、これにより、後のウェハ研磨に対する必要性が省かれる。さらに、こうした処理によって生成されたウェハは、上述のような、湿式処理によって処理されるウェハの、高応力のかかった格子及び脆弱な性質を示さない。

本発明の実施形態のこれらの及び他の態様は、以下の説明及び添付図面と併せて考慮したときに、より良く認識され、理解されるであろう。しかしながら、以下の説明は、本発明の好ましい実施形態及びその多く特定の詳細を示すと同時に、例示の目的で与えられるものであり、限定的なものではないことを理解すべきである。本発明の精神から逸脱することなく本発明の実施形態の範囲内で多くの変更及び修正を行なうことができ、本発明の実施形態は、こうした修正の全てを含むものである。

本発明の実施形態は、図面を参照して以下の詳細な説明からより良く理解されるであろう。

本発明の実施形態を示すフロー図である。 粒子ブラスト用ツールの概略図である。

本発明の実施形態、及びその種々の特徴及び有利な詳細が、添付図面に示され、以下の説明に詳述される限定されない実施形態を参照して、より完全に説明される。図面に示される構造体は、必ずしも縮尺に合わせて描かれていないことに留意すべきである。本発明を不必要に分かりにくくしないように、周知の部品及び処理技術の記述は省かれている。本明細書に用いられる例は、単に、本発明を実施することができる方法の理解を容易にすること、さらに、当業者が本発明を実施するのを可能にすることが意図されている。従って、これらの例は、本発明の実施形態の範囲を制限するものと解釈すべきではない。

本発明の実施形態は、シリコン・ウェハからパターン形成された構造体を除去する方法を提供する。この方法は、図１の項目１００で示されるような粒子ブラスト用ツールを用いて、パターン形成された構造体を含むこうしたウェハを保持する。こうしたウェハは、以前に製造制御用ウェハとして用いられ、以前の処理後、ウェハ・チップに分割されなかったものである。

ウェハにおいて粒子でブラスト処理する前に、３ミクロン以下のサイズを有するように粒子を選択する（項目１０２）。例えば、粒子は、酸化アルミニウム、シリコン酸化物、セリウム、及び／又はプラスチックを含むことができる。粒径を３ミクロン以下に維持することによって、ブラスト処理により実質的に滑らかなウェハ表面が生成され、これにより、後のウェハ研磨に対する必要性が省かれる。さらに、上述のように、こうした処理によって生成されたウェハは、湿式処理によって処理されるウェハの、高応力のかかった格子及び脆弱な性質を示さない。

粒子をパターン形成された構造体の方向に向けて、パターン形成された構造体を除去するのに十分な所定の速度で粒子をパターン形成された構造体に接触させる（当てる、ブラスト処理する等）ようにする（項目１０４）。ウェハをブラスト処理するために、圧縮空気のような何らかの高速装置を用いて、粒子をウェハに衝突させる。

粒子をウェハに衝突させるこのプロセスは、ウェハからパターン形成された構造体のほぼ全てが除去されたとき、粒子の衝突を停止するように制御される（項目１０６）。粒子の衝突を停止した後、ウェハは、付加的な研磨なしで構造体及び層を形成できる再生ウェハとして直ちに利用できる。幾つかの構造体又は部分的な構造体が残った場合でも、こうした構造体はランダムであり、以前存在していたパターンのいずれも開示するものではない。

図２は、ウェハ２０６を保持するためのチャックを含む粒子ブラスト用ツール２００の概略図である。粒子流２０８を加圧装置２０２によって生成し、粒子流２０８をウェハ２０６に向けて高速で衝突させ、その結果ウェハ上のパターン形成された構造体が除去される。

従って、上述のように、本明細書の実施形態の場合、パターンを有するウェハの表面に、粒子のブラスト処理が適用される。圧力下で粒子がウェハ表面に適用され、パターン及び少量のシリコンを除去する。除去される材料及び時間要件に基づいて、圧力、期間等のパラメータを変えることができる。

上記の特定の実施形態の説明は、本発明の一般的な性質を十分に明らかにするものであるため、他者は、現在の知識を適用して、包括的な概念から逸脱することなく種々の用途のためにこの特定の実施形態を容易に修正し及び／又は適合させることができ、従って、このような適合及び修正は、開示された実施形態の均等物の意味及び範囲内にあるものと理解されるべきであり、かつ、そのように意図されている。本明細書で用いられている用語又は術語は、説明を目的とするものであり、限定を目的とするものではないことを理解されたい。従って、好ましい実施形態に関して本発明の実施形態を説明してきたが、当業者であれば、本発明の実施形態は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内で修正して実施できることが分かるであろう。

２００：ツール
２０２：加圧装置
２０６：ウェハ
２０８：粒子流

Claims (6)

1. シリコン・ウェハからパターン形成された構造体を除去する方法であって、
   粒子ブラスト用ツールを用いて、パターン形成された構造体を含むウェハを保持するステップと、
   粒子が所定の速度で前記パターン形成された構造体に接触するように、前記粒子を前記パターン形成された構造体に衝突させて、前記パターン形成された構造体を除去するステップと、
   前記粒子の前記衝突を制御し、前記パターン形成された構造体のほぼ全てが前記ウェハから除去されたときに前記粒子の前記衝突させるステップを停止するステップと、
   を含み、
   前記粒子を前記衝突させるステップを停止した後、前記ウェハは、付加的な研磨なしに構造体及び層を形成できる再生ウェハとして直ちに利用できる、方法。
2. 前記粒子は、酸化アルミニウム、シリコン酸化物、セリウム及びプラスチックの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記粒子の前記衝突させるステップは、３ミクロン以下のサイズを有するように前記粒子を選択するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. シリコン・ウェハからパターン形成された構造体を除去する方法であって、
   粒子ブラスト用ツールを用いて、以前に製造制御用ウェハとして用いられ、以前の処理後にウェハ・チップに分割されなかった、パターン形成された構造体を含むウェハを保持するステップと、
   粒子が所定の速度で前記パターン形成された構造体に接触するように、前記粒子を前記パターン形成された構造体に衝突させて、前記パターン形成された構造体を除去するステップと、
   前記粒子の前記衝突を制御し、前記パターン形成された構造体の実質的に全てが前記ウェハから除去されたときに前記粒子を前記衝突させるステップを停止するステップと、
   を含み、
   前記粒子の前記衝突させるステップを停止した後、前記ウェハは、付加的な研磨なしに構造体及び層を形成できる再生ウェハとして直ちに利用できる、方法。
5. 前記粒子は、酸化アルミニウム、シリコン酸化物、セリウム、及びプラスチックの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記粒子の前記衝突させるステップは、３ミクロン以下のサイズを有するように前記粒子を選択するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。

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