JP3286563B2 - プラズマエッチングによる平坦加工方法及び加工装置 - Google Patents
プラズマエッチングによる平坦加工方法及び加工装置Info
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- JP3286563B2 JP3286563B2 JP18088097A JP18088097A JP3286563B2 JP 3286563 B2 JP3286563 B2 JP 3286563B2 JP 18088097 A JP18088097 A JP 18088097A JP 18088097 A JP18088097 A JP 18088097A JP 3286563 B2 JP3286563 B2 JP 3286563B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デバイスが作り込まれ
る表面に加工ダメージを与えることなく、ウェーハの裏
面を平坦加工する方法及び加工装置に関する。
る表面に加工ダメージを与えることなく、ウェーハの裏
面を平坦加工する方法及び加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インゴットから切り出された半導体ウェ
ーハは、ラッピング，ポリッシング等の工程を経た後、
高精度に平坦化するためにエッチングされている。この
ときのエッチングには、限られた領域を定められた量だ
け除去することが要求されるため、プラズマアシスト化
学エッチングが採用されている。プラズマアシスト化学
エッチングでは、図１に示すように電極間に高周波電源
１でプラズマ発生電極２とチャック兼用電極３との間に
高周波電圧を印加することによりプラズマ４を発生さ
せ、プラズマ４で励起されたラジカル種５を供給管６に
より下部のチャック兼用電極３の上に配置されたウェー
ハ７の任意の場所に供給している。
ーハは、ラッピング，ポリッシング等の工程を経た後、
高精度に平坦化するためにエッチングされている。この
ときのエッチングには、限られた領域を定められた量だ
け除去することが要求されるため、プラズマアシスト化
学エッチングが採用されている。プラズマアシスト化学
エッチングでは、図１に示すように電極間に高周波電源
１でプラズマ発生電極２とチャック兼用電極３との間に
高周波電圧を印加することによりプラズマ４を発生さ
せ、プラズマ４で励起されたラジカル種５を供給管６に
より下部のチャック兼用電極３の上に配置されたウェー
ハ７の任意の場所に供給している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】平坦化されるウェーハ
７は、デバイスが作り込まれる表面をチャック兼用電極
３側に維持すると、チャック兼用電極３との物理的接触
に起因して疵や汚染がウェーハ表面に発生し易くなる。
そのため、図１で示したように裏面をチャック兼用電極
３で保持し、ウェーハ表面をプラズマエッチングするこ
とにより平坦化している。しかし、ウェーハ表面をプラ
ズマエッチングすると、ダメージやエッチング段差等の
欠陥がウェーハ７の表面に発生する。これらの欠陥は、
プラズマエッチング後の仕上げポリッシングによりウェ
ーハ表面から除去されているが、そのために工程数が増
加し、生産性が低下する。本発明は、このような要求に
応えるべく案出されたものであり、ウェーハのエッジ部
を保持した状態で裏面加工にプラズマエッチングを採用
することにより、ウェーハ表面に加工ダメージを与える
ことなく、高加工効率でウェーハを平坦加工することを
目的とする。
７は、デバイスが作り込まれる表面をチャック兼用電極
３側に維持すると、チャック兼用電極３との物理的接触
に起因して疵や汚染がウェーハ表面に発生し易くなる。
そのため、図１で示したように裏面をチャック兼用電極
３で保持し、ウェーハ表面をプラズマエッチングするこ
とにより平坦化している。しかし、ウェーハ表面をプラ
ズマエッチングすると、ダメージやエッチング段差等の
欠陥がウェーハ７の表面に発生する。これらの欠陥は、
プラズマエッチング後の仕上げポリッシングによりウェ
ーハ表面から除去されているが、そのために工程数が増
加し、生産性が低下する。本発明は、このような要求に
応えるべく案出されたものであり、ウェーハのエッジ部
を保持した状態で裏面加工にプラズマエッチングを採用
することにより、ウェーハ表面に加工ダメージを与える
ことなく、高加工効率でウェーハを平坦加工することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の平坦加工方法
は、その目的を達成するため、両面が開放されているウ
ェーハのエッジ部を把持してウェーハを鉛直に保ち、ウ
ェーハの裏面をマイクロ波プラズマで照射し、ウェーハ
を面方向に回転させ且つ移動させながらウェーハの裏面
をプラズマエッチングすることを特徴とする。また、平
坦加工装置は、固定リングをＸ方向にスライド可能に設
けたスライダと、固定リングに回転可能に設けられてい
る回転リングと、回転リングの内周側に設けられ、鉛直
方向に起立したウェーハのエッジ部を掴む固定保持部及
び可動保持部と、エッチングガスのプラズマ化により発
生したラジカル種をウェーハの裏面に向けて送り出すガ
ス供給管を備えていることを特徴とする。本発明に従っ
て平坦加工されるウェーハとしては、Ｓｉウェーハは勿
論，ＧａＡｓ等の化合物半導体ウェーハ等がある。
は、その目的を達成するため、両面が開放されているウ
ェーハのエッジ部を把持してウェーハを鉛直に保ち、ウ
ェーハの裏面をマイクロ波プラズマで照射し、ウェーハ
を面方向に回転させ且つ移動させながらウェーハの裏面
をプラズマエッチングすることを特徴とする。また、平
坦加工装置は、固定リングをＸ方向にスライド可能に設
けたスライダと、固定リングに回転可能に設けられてい
る回転リングと、回転リングの内周側に設けられ、鉛直
方向に起立したウェーハのエッジ部を掴む固定保持部及
び可動保持部と、エッチングガスのプラズマ化により発
生したラジカル種をウェーハの裏面に向けて送り出すガ
ス供給管を備えていることを特徴とする。本発明に従っ
て平坦加工されるウェーハとしては、Ｓｉウェーハは勿
論，ＧａＡｓ等の化合物半導体ウェーハ等がある。
【０００５】
【実施の形態】本発明の加工方法では、図２に示すよう
な設備構成をもつ装置が使用される。被加工材であるウ
ェーハ７は、エッジ部が保持具８で鉛直に保持され、反
応チャンバ９にセットされる。ウェーハ７を鉛直状態で
保持するため、自重による撓み変形等が抑制され、特に
大径化する傾向が著しいウェーハの加工に適している。
保持具８は、たとえば円周方向に等間隔でウェーハ７の
エッジ部をつかみ、移動機構（図３）に支持されてお
り、ウェーハ７の裏面をエッチングできるように移動可
能になっている。反応チャンバ９を貫通するガス供給管
１０は、ウェーハ７の裏面に向けてエッチングガス１１
を送り込むように、ウェーハ７の裏面に臨む位置まで延
びている。ガス供給管１０内を通過するエッチングガス
１１がマイクロ波励起によってプラズマ化されるよう
に、マグネトロン１２から延びた導波管１３がガス供給
管１０を取り囲んでいる。プラズマ化により発生したラ
ジカル種５は、ガス供給管１０からウェーハ７の裏面に
同時に供給され、ウェーハ７の裏面エッチングに使用さ
れる。ウェーハ７の裏面は、多少のダメージがあっても
支障がないので大きなプラズマ出力で加工できる。その
ため、加工効率が向上すると共に、デバイスの製造工程
に悪影響を及ぼすメタル等の不純物をダメージ部分に捕
捉するゲッタリング効果も得られる。
な設備構成をもつ装置が使用される。被加工材であるウ
ェーハ７は、エッジ部が保持具８で鉛直に保持され、反
応チャンバ９にセットされる。ウェーハ７を鉛直状態で
保持するため、自重による撓み変形等が抑制され、特に
大径化する傾向が著しいウェーハの加工に適している。
保持具８は、たとえば円周方向に等間隔でウェーハ７の
エッジ部をつかみ、移動機構（図３）に支持されてお
り、ウェーハ７の裏面をエッチングできるように移動可
能になっている。反応チャンバ９を貫通するガス供給管
１０は、ウェーハ７の裏面に向けてエッチングガス１１
を送り込むように、ウェーハ７の裏面に臨む位置まで延
びている。ガス供給管１０内を通過するエッチングガス
１１がマイクロ波励起によってプラズマ化されるよう
に、マグネトロン１２から延びた導波管１３がガス供給
管１０を取り囲んでいる。プラズマ化により発生したラ
ジカル種５は、ガス供給管１０からウェーハ７の裏面に
同時に供給され、ウェーハ７の裏面エッチングに使用さ
れる。ウェーハ７の裏面は、多少のダメージがあっても
支障がないので大きなプラズマ出力で加工できる。その
ため、加工効率が向上すると共に、デバイスの製造工程
に悪影響を及ぼすメタル等の不純物をダメージ部分に捕
捉するゲッタリング効果も得られる。
【０００６】ウェーハ７の任意の箇所をエッチングする
ためにウェーハ７を移動させる手段としては、図３に示
す機構が採用できる。この機構は、ウェーハ７のエッジ
を掴む二つの固定保持部１４，１４と一つの可動保持部
１５を内周側に設けた回転リング１６を備えている。回
転リング１６は、転動可能にＸスライド１７に配置され
た固定リング１８に挟持された状態で取り付けられてい
る。ウェーハ７を固定保持部１４，１４に載せた後、可
動保持部１５をウェーハ７に押し付けることによりウェ
ーハ７を保持する。回転リング１６を転動させると同時
に固定リング１８を移動させながらＸ−θ制御すること
により、ウェーハ７の任意の箇所をガス供給管１０の開
口部に臨ませることができる。このようにウェーハ７を
電極に設置する必要がないマイクロ波励起のプラズマを
使用したエッチングの利点を活用し、ウェーハ７をエッ
ジ部で掴み、ガス供給管１０から送り出されるラジカル
種５にウェーハ７の裏面を曝すことにより、ウェーハ７
の裏面を平坦加工することが可能になる。
ためにウェーハ７を移動させる手段としては、図３に示
す機構が採用できる。この機構は、ウェーハ７のエッジ
を掴む二つの固定保持部１４，１４と一つの可動保持部
１５を内周側に設けた回転リング１６を備えている。回
転リング１６は、転動可能にＸスライド１７に配置され
た固定リング１８に挟持された状態で取り付けられてい
る。ウェーハ７を固定保持部１４，１４に載せた後、可
動保持部１５をウェーハ７に押し付けることによりウェ
ーハ７を保持する。回転リング１６を転動させると同時
に固定リング１８を移動させながらＸ−θ制御すること
により、ウェーハ７の任意の箇所をガス供給管１０の開
口部に臨ませることができる。このようにウェーハ７を
電極に設置する必要がないマイクロ波励起のプラズマを
使用したエッチングの利点を活用し、ウェーハ７をエッ
ジ部で掴み、ガス供給管１０から送り出されるラジカル
種５にウェーハ７の裏面を曝すことにより、ウェーハ７
の裏面を平坦加工することが可能になる。
【０００７】
【実施例】直径２００ｍｍのＳｉインゴットから板厚８
６０μｍのウェーハを切り出し、ラッピング，ポリッシ
ングしたウェーハを用意した。ウェーハを図３で説明し
た移動機構にセットし、次の条件下でウェーハ裏面をプ
ラズマエッチングした。周波数２．４５ＧＨｚ，電力１
ＫＷのマイクロ波でエッチングガスＳＦ6 を励起し、プ
ラズマを発生させた。プラズマ化により発生したラジカ
ル種５を、ガス供給管１０を介して真空度５トールのチ
ャンバ９内に配置されたウェーハ７の裏面に供給した。
なお、ガス供給管１０の開口部とウェーハ７の表面との
間の間隔は、５ｍｍに設定した。この条件でエッチング
されたウェーハ表面を観察したところ、仕上げポリッシ
ュの必要がない清浄で平滑な表面状態であった。また、
ウェーハ表面に作り込まれるデバイスに悪影響を与える
ことがない裏面がプラズマエッチングされるため、高出
力のプラズマが使用され、従来のエッチングに比べ格段
に早い速度での加工が可能になった。
６０μｍのウェーハを切り出し、ラッピング，ポリッシ
ングしたウェーハを用意した。ウェーハを図３で説明し
た移動機構にセットし、次の条件下でウェーハ裏面をプ
ラズマエッチングした。周波数２．４５ＧＨｚ，電力１
ＫＷのマイクロ波でエッチングガスＳＦ6 を励起し、プ
ラズマを発生させた。プラズマ化により発生したラジカ
ル種５を、ガス供給管１０を介して真空度５トールのチ
ャンバ９内に配置されたウェーハ７の裏面に供給した。
なお、ガス供給管１０の開口部とウェーハ７の表面との
間の間隔は、５ｍｍに設定した。この条件でエッチング
されたウェーハ表面を観察したところ、仕上げポリッシ
ュの必要がない清浄で平滑な表面状態であった。また、
ウェーハ表面に作り込まれるデバイスに悪影響を与える
ことがない裏面がプラズマエッチングされるため、高出
力のプラズマが使用され、従来のエッチングに比べ格段
に早い速度での加工が可能になった。
【０００８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の平坦加
工方法においては、エッジ部を把持してウェーハを所定
の位置関係に保持し、エッチングガスのプラズマ化で発
生したラジカル種をウェーハ裏面に供給することによ
り、ウェーハ表面にチャック等を物理的に接触させるこ
となく、ウェーハ裏面を平坦加工している。そのため、
裏面の加工に伴って表面に疵，汚染等が生じることが防
止される。また、裏面に対するエッチングであるため、
プラズマ出力を高くすることができ、加工効率が向上す
る。
工方法においては、エッジ部を把持してウェーハを所定
の位置関係に保持し、エッチングガスのプラズマ化で発
生したラジカル種をウェーハ裏面に供給することによ
り、ウェーハ表面にチャック等を物理的に接触させるこ
となく、ウェーハ裏面を平坦加工している。そのため、
裏面の加工に伴って表面に疵，汚染等が生じることが防
止される。また、裏面に対するエッチングであるため、
プラズマ出力を高くすることができ、加工効率が向上す
る。
【図１】 従来のプラズマ化学エッチングの原理図
【図２】 本発明に従ってウェーハ裏面をマイクロ波プ
ラズマエッチングしている状態の説明図
ラズマエッチングしている状態の説明図
【図３】 エッチング中にウェーハを把持する保持具
１：高周波電源 ２：プラズマ発生電極 ３：チャ
ック兼用電極 ４：プラズマ ５：ラジカル種
６：供給管 ７：ウェーハ ８：保持具 ９：反応チャンバ １０：ガス供給管 １１：エッ
チングガス １２：マグネトロン １３：導波管
１４：固定保持部 １５：可動保持部 １６：回転リング １７：Ｘスライダ １８：固定
リング
ック兼用電極 ４：プラズマ ５：ラジカル種
６：供給管 ７：ウェーハ ８：保持具 ９：反応チャンバ １０：ガス供給管 １１：エッ
チングガス １２：マグネトロン １３：導波管
１４：固定保持部 １５：可動保持部 １６：回転リング １７：Ｘスライダ １８：固定
リング
Claims (2)
- 【請求項１】 両面が開放されているウェーハのエッジ
部を把持してウェーハを鉛直に保ち、ウェーハの裏面を
マイクロ波プラズマで照射し、ウェーハを面方向に回転
させ且つ移動させながらウェーハの裏面をプラズマエッ
チングすることを特徴とするプラズマエッチングによる
ウェーハの平坦加工方法。 - 【請求項２】 固定リングをＸ方向にスライド可能に設
けたスライダと、固定リングに回転可能に設けられてい
る回転リングと、回転リングの内周側に設けられ、鉛直
方向に起立したウェーハのエッジ部を掴む固定保持部及
び可動保持部と、エッチングガスのプラズマ化により発
生したラジカル種をウェーハの裏面に向けて送り出すガ
ス供給管を備えていることを特徴とするプラズマエッチ
ングによる平坦加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18088097A JP3286563B2 (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | プラズマエッチングによる平坦加工方法及び加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18088097A JP3286563B2 (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | プラズマエッチングによる平坦加工方法及び加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126431A JPH1126431A (ja) | 1999-01-29 |
| JP3286563B2 true JP3286563B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=16090960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18088097A Expired - Fee Related JP3286563B2 (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | プラズマエッチングによる平坦加工方法及び加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3286563B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5272051B2 (ja) * | 2011-07-20 | 2013-08-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
-
1997
- 1997-07-07 JP JP18088097A patent/JP3286563B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1126431A (ja) | 1999-01-29 |
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