JP2011211012A

JP2011211012A - 多層膜・パターン付きウェーハの再生方法

Info

Publication number: JP2011211012A
Application number: JP2010078184A
Authority: JP
Inventors: Mikio Suzuki; 幹雄鈴木; Shogo Watanabe; 省吾渡邊; Junji Suzuki; 淳史鈴木
Original assignee: Fujimi Fine Tech Inc; FUJIMI FINE TECHNOLOGY Inc; Lapmaster SFT Corp
Current assignee: Fujimi Fine Tech Inc; FUJIMI FINE TECHNOLOGY Inc; Lapmaster SFT Corp
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-20

Abstract

【課題】ケミカルエッチングでは多層膜の夫々の皮膜に適応するエッチング液に取替えなければ成らず、多大の時間と手間暇がかかり、サンドブラスト方法では、硬質の皮膜は除去できるものの、軟質被膜や有機被膜は殆ど除去できず、シリコンへのダメージも与えるもので、又、レーザー加工では、シリコンに深いダメージを与え、課題を有していた。
【解決手段】バキュームチャック１に再生可能な多層膜・パターン付きウェーハＷをチャックするステップと、バキュームチャック１を回転させるステップと、カンナ台６を進退させるステップと、バイト３の先端の超硬又はダイヤモンド刃先３ａでウェーハＷの多層膜・パターンを切削するステップと、超硬又はダイヤモンド刃先３ａとウェーハＷとの切削速度を調整することにより外周から中心近傍まで一定の周速度で切削するステップとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は再生可能な多層膜・パターン付きウェーハからシリコンウェーハを再生させる再生方法に関するものであり、更に詳細には、テストウェーハや、リジェクトされたウェーハ、余剰の半導体ウェーハには、導電性、絶縁性、誘電性、抵抗性等を目的としたメタル膜、ノンメタル膜や、Ｌｏｗ−ｋ膜、有機膜、その他の膜や多層膜等の、多種多用な成膜が施されており、これらの再生可能な多層膜・パターン付きウェーハからシリコンウェーハを再生するための方法に関するものである。

従来、この種の再生が可能な多層膜・パターン付きウェーハの再生は、シリコン結晶体の高騰から、ＩＣ等の製造工程で一定の割合で発生する不良品及び余剰の多層膜・パターン付きウェーハのシリコン部分を再利用するために既に実施されており、例えば、半導体ウェーハ基板の表面被膜層を化学エッチングによる除去する工程、ウェーハ基板の一方の面を機械的加工により少量除去する工程、機械的加工によって生じた変質層を化学エッチングによる除去する工程、及びウェーハ基板の他方の面を鏡面研磨する工程を含むもの（特許文献１参照）や、ウェーハプロセスにより変更を受けた使用済シリコンウェーハの表面層を除去する工程と、表面層の除去されたシリコンウェーハに熱処理を施す工程と、熱処理を施されたシリコンウェーハの導電型及び抵抗率を測定する工程とを有するもの（特許文献２参照）や、ＣＶＤ又はＰＶＤによりシリコンウェーハ上に形成された薄膜層を研磨材の噴射により薄膜層を除去し、ついで研磨するもの（特許文献３参照）等が開示されている。
特開２００２−５７１２９号公報特開２００１−２２３１４６号公報特開２００１−２３７２０１号公報

然し乍ら、前述の夫々開示されている再生可能な多層膜・パターン付きウェーハの再生方法及びそれらに用いる再生のための装置におけるケミカルエッチングで実施する場合、皮膜が単層膜で有れば比較的容易に除去できるものであるが、多層膜である場合、夫々の皮膜に適応するエッチング液に取り替えなければ成らず、多大の時間と手間暇がかかり、換えって高価なものとなり、サンドブラスト方法では、ノンメタル皮膜のような硬質の皮膜は除去できるものの、軟質のメタル被膜や有機被膜では殆ど除去できず、シリコンへのダメージも与えるものであり、又、レーザーによる加工では、シリコンに深いダメージを与えることとなり、再生ウェーハとしては使用できなくなるもので、夫々課題を有していた。

本発明は前記課題に鑑み、鋭意研鑽の結果、これらの課題を解決するもので、水平方向の回転軸の端部に固定し多層膜・パターン付きウェーハの非切削面を表面に吸着するバキュームチャックと、バキュームチャックを回転させると共に回転速度を調整可能な駆動装置と、側方に突出し先端に超硬又はダイヤモンド刃先を備えたバイトと、バイトの基端側を固定する固定装置と、固定装置を摺動手段を介装して垂直方向に昇降させるカンナ台と、カンナ台を水平方向に進退させる進退機構と、を備えた切削装置を用いて、バキュームチャックに再生可能な多層膜・パターン付きウェーハをチャックするステップと、バキュームチャックを駆動装置を駆動させて回転させるステップと、カンナ台を進退機構で進退させるステップと、固定装置を昇降させてバイトの先端の超硬又はダイヤモンド刃先で多層膜・パターン付きウェーハの多層膜・パターンを切削するステップと、超硬又はダイヤモンド刃先と多層膜・パターン付きウェーハとの切削速度を駆動機構の回転速度を調整することにより外周から中心近傍まで一定の周速度で切削するステップと、を含むものである。

本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法は、固定装置に固定されたバイトの超硬又はダイヤモンド刃先を昇降及び摺動させることにより再生が可能な多層膜・パターン付きウェーハの不要部分である多層膜・パターン等の皮膜を切削するものであり、従来のケミカルエッチング方法での実施のように、多大の時間と手間暇がかかることもなく、サンドブラスト方法での実施のように、皮膜を問うことなく、シリコンへのダメージも与えることもなく、又、レーザー方法のように、シリコンに深いダメージを与えることもなく、所望の多層膜・パターン等の皮膜を高精度の切削加工ができるものであり、画期的で実用性の高い有効な発明である。

以下、本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法の実施の形態を図面によって、具体的に説明すると、図１は本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法の実施例に用いる切削装置の概要正面図であり、図２は本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法の実施例の切削方法の説明図である。

本発明は再生可能な多層膜・パターン付きウェーハからシリコンウェーハを再生させる再生方法に関するものであり、更に詳細には、テストウェーハや、リジェクトされたウェーハ、余剰の半導体ウェーハには、導電性、絶縁性、誘電性、抵抗性等を目的としたメタル膜、ノンメタル膜や、Ｌｏｗ−ｋ膜、有機膜、パターン、その他の膜や多層膜等の、多種多用な成膜が施されており、これらの再生可能な多層膜・パターン付きウェーハからシリコンウェーハを再生するための方法に関するものであり、水平方向の回転軸の端部に固定し多層膜・パターン付きウェーハＷの非切削面を表面に吸着するバキュームチャック１と、該バキュームチャック１を回転させると共に回転速度を調整可能な駆動装置２と、側方に突出し先端に超硬又はダイヤモンド刃先３ａを備えたバイト３と、該バイト３の基端側を固定する固定装置４と、該固定装置４を摺動手段５を介装して垂直方向に昇降させるカンナ台６と、該カンナ台６を水平方向に進退させる進退機構７と、を備えた切削装置を用いて、前記バキュームチャック１に再生可能な多層膜・パターン付きウェーハＷをチャックするステップと、前記バキュームチャック１を前記駆動装置２を駆動させて回転させるステップと、前記カンナ台６を進退機構で進退させるステップと、前記固定装置４を昇降させて前記バイト３の先端の超硬又はダイヤモンド刃先３ａで前記多層膜・パターン付きウェーハＷの多層膜・パターンを切削するステップと、前記超硬又はダイヤモンド刃先３ａと前記多層膜・パターン付きウェーハＷとの切削速度を駆動機構の回転速度を調整することにより外周から中心近傍まで一定の周速度で切削するステップと、を含むことを特徴とするものである。

即ち、本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法は、再生可能な多層膜・パターン付きウェーハＷからシリコンウェーハを再生させるものであり、多層膜・パターン付きウェーハＷに成膜、添加物の添加、プリント配線されたテストウェーハや、リジェクトされたウェーハ、余剰の多層膜・パターン付きウェーハＷからシリコンウェーハを再生するものである。

そして、バキュームチャック１は、水平方向に配設されたチャック用の回転軸（図示しない）の一端に固定されており、後述する多層膜・パターン付きウェーハＷの非切削面を図示しない真空源に接続されたバキューム手段によりバキューム吸着しチャックするものである。

次に、駆動装置２は、駆動源のモータであり、バキュームチャック１を一定方向に高速で回転させると共に、回転速度を調整可能とするもので、後述する再生可能な多層膜・パターン付きウェーハＷの多層膜・パターン等の皮膜を高精度に切削するための周速度を一定にするものである。

次いで、バイト３は後述する固定装置４に基端側を固定されて側方に突出しているもので、バイト３の先端に超硬又はダイヤモンド刃先３ａを備えており、超硬又はダイヤモンド刃先３ａは天然ダイヤモンド、焼結ダイヤモンド、超硬合金等を用いるものである。

更に、固定装置４は、後述するカンナ台６に設けられるもので、バイト３の基端側を固定すると共に、先端の超硬又はダイヤモンド刃先３ａをバキュームチャック１の方向に向けているものである。

更には、カンナ台６は、バイト３の基端側を固定した固定装置４を垂直方向に昇降させる摺動手段５を備えており、摺動手段５はレールと凹溝を嵌合させているもので良く、また、カンナ台６は後述する進退機構により水平方向に進退するものである。

次に、進退機構７は、カンナ台６を水平方向に進退させるもので、実施例では、水平方向に配設したボールネジと螺合する雌ネジを備えて、ボールネジを回動させることによりスライドさせるもので、前記バイト３の先端の超硬又はダイヤモンド刃先３ａの切り込み量を摺動させるものでミクロン単位の微動の進退をするものであるが、同等の進退を行える機構であれば、前記機構にとらわれないものである。

そして、本発明のシリコンウェーハの再生方法は、図１に図示するように、構成された切削装置を用いて実施するものである。

先ず、再生可能な多層膜・パターン付きウェーハＷをチャックするステップは、円板状の再生可能な多層膜・パターン付きウェーハＷの非研削面を真空源（図示しない）と連繋させたバキュームチャック１にバキューム吸着によりチャックするものである。

次いで、回転させるステップは、バキュームチャック１を多層膜・パターン付きウェーハＷと共に、駆動装置２であるモーターを駆動させることにより一方方向に高速回転させるものである。

更に、進退させるステップは、前記カンナ台６を進退機構で進退させるものであるが、図２に図示するように、多層膜・パターン付きウェーハＷの多層膜・パターンを切削するもので、サブミクロン以下の単位で進退するものである。

次に、多層膜・パターン付きウェーハＷの多層膜・パターンを切削するステップは、バイト３の基端側を固定した固定装置４を昇降させて、高速で回転している多層膜・パターン付きウェーハＷの外周縁から多層膜・パターンをバイト３の先端の超硬又はダイヤモンド刃先３ａで切削するものである。

そして、一定の周速度で切削するステップでは、バイト３の先端の超硬又はダイヤモンド刃先３ａと多層膜・パターン付きウェーハＷとの切削中の切削速度を駆動機構を調整することにより外周から中心近傍まで一定の周速度にして、多層膜・パターン付きウェーハＷに形成された多層膜・パターン等の皮膜の所定の切削代を切削加工するものである。

つまり、本発明のシリコンウェーハの再生方法は、バキュームチャック１に再生可能な多層膜・パターン付きウェーハＷをチャックして高速回転させ、積層形成された不要部分である多層膜・パターン等の皮膜を切削するものであり、カンナ台６の固定装置４にバイト３を固定すると共に摺動手段５により上昇又は降下させ位置決めをし、進退機構７により前進させて所定の切り込み量を切削するもので、多層膜・パターン付きウェーハＷの多層膜・パターン面の全体に移動するように昇降及び進退により超硬又はダイヤモンド刃先３ａで多層膜・パターン等の皮膜を切削するものである。

次いで、図２に図示する実施例のように、バイト３の超硬又はダイヤモンド刃先３ａをカンナ台６に備えた摺動手段５と進退機構７とにより位置決めをして、バキュームチャック１に吸着させた多層膜・パターン付きウェーハＷを回転させながら多層膜・パターンを切削していくもので、例えば、バイト３の超硬又はダイヤモンド刃先３ａで０．５〜５μｍの削り代で切削するものである。

本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法のバイトの超硬又はダイヤモンド刃先は、多層膜・パターン付きウェーハの表面と平行方向に進退できる片刃バイトが好適なものであり、超硬又はダイヤモンド刃先で再生可能な多層膜・パターン付きウェーハの多層膜・パターンを切削するもので、テストウェーハや、リジェクトされたウェーハ、余剰の半導体ウェーハには、導電性、絶縁性、誘電性、抵抗性等を目的としたメタル膜、ノンメタル膜や、Ｌｏｗ−ｋ膜、有機膜、パターン、その他の膜や、多種多用な多層膜・パターンが成膜が施されており、従来のケミカルエッチング方法での実施のように、多大の時間と手間暇がかかることもなく、サンドブラスト方法での実施のように、皮膜を問うことなく、シリコンへのダメージも与えることもなく、又、レーザー方法のように、シリコンに深いダメージを与えることとなく、所望の皮膜を高精度の切削加工ができる多層膜・パターン付きウェーハの再生方法を提供するものである。

図１は本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法の実施例を説明するための側面概要図である。図２は本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法の実施例の切削方法の説明図である。

Ｗ多層膜・パターン付きウェーハ
１バキュームチャック
２駆動装置
３バイト
３ａ超硬又はダイヤモンド刃先
４固定装置
５摺動手段
６カンナ台
７進退機構

Claims

水平方向の回転軸の端部に固定し多層膜・パターン付きウェーハの非切削面を表面に吸着するバキュームチャックと、該バキュームチャックを回転させると共に回転速度を調整可能な駆動装置と、側方に突出し先端に超硬又はダイヤモンド刃先を備えたバイトと、該バイトの基端側を固定する固定装置と、該固定装置を摺動手段を介装して垂直方向に昇降させるカンナ台と、該カンナ台を水平方向に進退させる進退機構と、を備えた切削装置を用いて、前記バキュームチャックに再生可能な多層膜・パターン付きウェーハをチャックするステップと、前記バキュームチャックを前記駆動装置を駆動させて回転させるステップと、前記カンナ台を進退機構で進退させるステップと、前記固定装置を昇降させて前記バイトの先端の超硬又はダイヤモンド刃先で前記多層膜・パターン付きウェーハの多層膜・パターンを切削するステップと、前記超硬又はダイヤモンド刃先と前記多層膜・パターン付きウェーハとの切削速度を駆動機構の回転速度を調整することにより外周から中心近傍まで一定の周速度で切削するステップと、を含むことを特徴とするシリコンウェーハの再生方法。