JP4891492B2 - エッチングシステム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの裏面の研削後に研削面を化学的にエッチングする方法及びその方法の実施に用いるエッチングシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
IC、LSI等の回路が表面に複数形成された半導体ウェーハは、ダイシングによって個々のチップに分割される前に、放熱性を良くするために、または、携帯電話等の機器の小型化、薄型化のために、その裏面を研削砥石を用いて所定量研削することにより所定の厚さに形成される。
【0003】
しかし、上記の研削は研削砥石による微細な脆性破壊によって行われるため、研削面には複数の微細な歪みが生じて分割後の個々のチップの抗折強度が低下するという問題がある。
【0004】
また、半導体ウェーハの表面のストリートにチップ厚さに相当する深さのダイシング溝を形成した後、ダイシング溝が表出するまで半導体ウェーハの裏面を研削して個々のチップに分割する技術(先ダイシング)においても上記と同様の問題が生じる。
【0005】
そこで、半導体ウェーハの裏面を研削した後に、研削面をエッチング液によって例えば20μm程エッチングすることにより歪みを除去することとしている。このエッチングを行う際は、硝酸とフッ化水素酸とを適宜の割合で混合してエッチング液を生成し、そのエッチング液を用いてエッチングを行うが、経済性を考慮して使用後のエッチング液を循環させて再利用する場合がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、硝酸とフッ化水素酸とをエッチングに適した所望の割合で混合してエッチング液を生成したつもりでも、実際には予定した混合割合とならない場合があり、この場合は高価な半導体ウェーハを必要以上にエッチングしてしまう等して廃棄しなければならないことがある。
【0007】
また、使用後のエッチング液を循環させて再利用する場合は、硝酸とフッ化水素酸との混合割合が変化するためにエッチング能力が低下し、それに伴いチップの品質が低下するという問題がある。
【0008】
このように、半導体ウェーハの裏面のエッチングにおいては、常に所望の割合に混合されたエッチング液を生成してエッチングを行うことに課題を有している。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、薬液を蓄える複数のタンクにバルブを介して連結され2以上の薬液を混合してエッチング液を生成する混合部と、混合部と連結され混合部で生成されたエッチング液が供給される循環タンクと、循環タンクと連結され循環タンクからエッチング液が供給されるとともに被加工物を保持して被加工物の面にエッチング液を供給してエッチングを行い使用済みのエッチング液を排出する排出部を有するエッチング部と、排出部から排出された使用済みのエッチング液からNOxを除去してエッチング液を再利用可能な状態にする脱ガス部と、脱ガス部と連結され脱ガス部から供給された再利用可能なエッチング液を流量を調整して循環タンクに供給する再生部とを少なくとも含み、少なくとも混合部及び循環タンクに薬液の混合割合を検出する液体濃度計が配設されると共に、循環タンクが、液体濃度計の濃度に応じて薬液の混合割合を所望の値に調整する混合割合調整部として該混合部に連結されて配設されるエッチングシステムを提供する。
【0010】
そしてこのエッチングシステムは、2以上の薬液がフッ化水素酸と硝酸であり、液体濃度計は液体中を伝わる超音波の速度に基づいて液体の濃度を測定する超音波液体濃度計であること、超音波液体濃度計には、薬液を混合させた液体中を伝わる超音波の速度の実データを予め記憶するデータ記憶部と、エッチング液中を伝わる超音波の速度の実測値を記憶する検出値記憶部と、超音波の速度の実測値とデータ記憶部に記憶された実データとを比較する比較部とを備え、データ記憶部には、フッ化水素酸の濃度として0重量%〜14重量%、硝酸の濃度として0重量%〜60重量%を想定し、これらの濃度のあらゆる組み合わせによって生成されたサンプル液中を伝わる超音波の実データを予め記憶させ、検出値記憶部に記憶された実測値とデータ記憶部に記憶された実データとを比較部において比較し、実測値と一致する実データに対応する濃度をエッチング液の濃度として求めることを付加的要件とする。
【0011】
このように構成されるエッチングシステムによれば、薬液の混合割合を液体濃度計で検出し、混合割合が所望の値でない場合は薬液を混入させて当該所望の値としてからエッチングするようにしたため、エッチングを常に精度良く行うことができる。
【0012】
また、液体濃度計として超音波液体濃度計を用い、薬液を混合させた液体のサンプルを生成し、すべてのサンプルの濃度を検出してその実データを記憶し、当該実データとの比較において実際に使用するエッチング液の混合割合を求めることとしたので、検出値の精度が高い。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、フッ化水素酸と硝酸とを混合してエッチング液を生成してエッチングを行うエッチングシステム10について図1を参照して説明する。
【0014】
第一タンク11には濃度が40%のフッ化水素酸が蓄えられ、第二タンク12には濃度が60%の硝酸が蓄えられており、第一のタンク11はバルブ13を介して、第二のタンク12はバルブ14を介して、共に混合部15に連結されている。バルブ13、14は、流量制御手段30による制御の下で流量を調整することにより、混合部15において所望の混合割合(例えば、フッ化水素酸7重量%、硝酸45重量%)のエッチング液を生成する。
【0015】
混合部15はバルブ16を介して循環タンク17に連結されており、混合部15において生成されたエッチング液は、バルブ16において流量制御手段30による制御の下で流量を調整して循環タンク17に供給される。
【0016】
循環タンク17は、バルブ18、パイプ部19を介してエッチング部20に連結されており、流量制御手段30による制御の下でバルブ18において流量を調整し、エッチング液を循環タンク17からエッチング部20に供給する。
【0017】
エッチング部20においては、スピンナーテーブル21において被加工物、例えば半導体ウェーハWの裏面を上にして保持し、スピンナーテーブル21を例えば600RPMで回転させながら、エッチング液を半導体ウェーハWの裏面に例えば2リットル/分の割合で供給してエッチングを行う。
【0018】
使用済みのエッチング液は、排出部22から脱ガス部23に流れ込む。また、エアー供給源24から脱ガス部23にガスが導入され、ここでNOXをNOX回収排出部25に排出して除去してエッチング液を再利用可能な状態としてから再生部26に流し込む。なお、再利用できなくなったエッチング液はバルブ27を介して廃液処理手段28に排出される。
【0019】
再生部26は、バルブ29を介して循環タンク17に連結されており、再利用するエッチング液は、バルブ29において流量制御手段30による制御の下で流量を調整してバルブ循環タンク17に供給される。
【0020】
混合部15及び循環タンク17には液体濃度計31、32がそれぞれ設けられており、これらは流量制御手段30に接続されている。液体濃度計31、32としては、例えば液体中を伝わる超音波の速度に基づいてその液体の濃度を測定することができる超音波液体濃度計33を用いる。なお液体濃度計は必ずしも循環タンク17に設ける必要はなく、パイプ部19またはエッチング部20のいずれかに設けてもよい。
【0021】
図2に示すように、超音波液体濃度計33にはデータ記憶部34と検出値記憶部35と比較部36とを備え、データ記憶部34には考えられるあらゆる濃度の薬液の組み合わせからなるサンプル液中を伝わる超音波の速度の実データを予め記憶させてある。例えば、フッ化水素酸の濃度としては0重量%〜14重量%、硝酸の濃度としては0重量%〜60重量%を想定し、これらの濃度のあらゆる組み合わせによって生成されたサンプル液中を伝わる超音波の実データが記憶されている。
【0022】
一方、検出値記憶部35には、実際の測定により検出した混合部15または循環タンク17のエッチング液中を伝わる超音波の速度の実測値がリアルタイムに記憶される。そして、比較部36においては、検出値記憶部35に記憶された実測値がデータ記憶部34に記憶された実データの値のうちどれと合致するかを比較し、実測値と一致する実データに対応する濃度をそのエッチング液の濃度として求める。この超音波液体濃度計33としては、例えば富士工業(株)のFUD−1を使用することができる。
【0023】
流量制御手段30は、液体濃度計31、32において求めた濃度を読み出し、所望の濃度になっていない場合は、適宜バルブ13、14を調節して混合部15において補助液を生成し、更にバルブ16を調節することにより循環タンク17にその補助液を適宜混入させることにより再利用するエッチング液の濃度を調節する。そして、補助液が混入したエッチング液についても液体濃度計32でその濃度を測定し、測定結果に基づき何度でもバルブ13、14において流量を調節して任意の濃度の補助液を生成して循環タンク17に混入することができるため、再利用するエッチング液を所望の濃度とすることができる。即ち図1の構成では循環タンク17が混合割合調整部となる。例えば、フッ化水素酸の濃度が循環により低下した場合は、第一タンク11からフッ化水素酸を多めに補充して(例えばフッ化水素酸10重量%、硝酸40重量%に調整して)補助液を生成し、循環タンク17に送り込む。
【0024】
こうして循環タンク17のエッチング液を一定の濃度の保つことにより、エッチング部20には一定の濃度のエッチング液を供給することができるため、常に安定したエッチングを行うことが可能となる。
【0025】
なお、本実施の形態においては、フッ化水素酸と硝酸とを混合する場合を例に挙げて説明したが、混合する薬液はこれらには限定されない。また、混合する薬液の数は3以上であってもよい。
【0026】
更に、エッチング液を循環させず、再利用しない場合にも本発明を適用することができる。この場合は循環タンク17は不要となるため、これに対応して液体濃度計も混合タンク15のみに設ければよい。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るエッチングシステムによれば、薬液の混合割合を液体濃度計で検出し、混合割合が所望の値でない場合は薬液を混入させて当該所望の値としてからエッチングするようにしたため、エッチングを常に精度良く行うことができ、被加工物を損傷させることがない。
【0028】
また、液体濃度計として超音波液体濃度計を用い、薬液を混合させた液体のサンプルを生成し、すべてのサンプルの濃度を検出してその実データを記憶し、当該実データとの比較において実際に使用するエッチング液の混合割合を求めることとしたので、検出値の精度が高く、エッチング液を精度良く所望の混合割合に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るエッチングシステムの構成の一例を示す説明図である。
【図2】 超音波液体濃度計の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10…エッチングシステム 11…第一タンク
12…第二タンク 13、14…バルブ 15…混合部
16…バルブ 17…循環タンク 18…バルブ
19…パイプ部 20…エッチング部
21…スピンナーテーブル 22…排出部
23…脱ガス部 24…エアー供給源
25…NOX回収排出部 26…再生部
27…バルブ 28…廃液処理手段 29…バルブ
30…流量制御手段 31、32…液体濃度計
33…超音波液体濃度計 34…データ記憶部
35…検出値記憶部 36…比較部
Claims (3)
- 2以上の薬液を混合してエッチング液を生成し、該エッチング液を用いて被加工物の面をエッチングするエッチングシステムであって、
薬液を蓄える複数のタンクにバルブを介して連結され2以上の薬液を混合してエッチング液を生成する混合部と、
該混合部と連結され該混合部で生成されたエッチング液が供給される循環タンクと、
該循環タンクと連結され該循環タンクからエッチング液が供給されるとともに被加工物を保持して該被加工物の面にエッチング液を供給してエッチングを行い使用済みのエッチング液を排出する排出部を有するエッチング部と、
該排出部から排出された使用済みのエッチング液からNOxを除去してエッチング液を再利用可能な状態にする脱ガス部と、
該脱ガス部と連結され該脱ガス部から供給された再利用可能なエッチング液を流量を調整して該循環タンクに供給する再生部と、を少なくとも含み、
少なくとも該混合部及び該循環タンクに薬液の混合割合を検出する液体濃度計が配設されると共に、該循環タンクが、該液体濃度計の濃度に応じて該薬液の混合割合を所望の値に調整する混合割合調整部として該混合部に連結されて配設されるエッチングシステム。 - 2以上の薬液はフッ化水素酸と硝酸であり、液体濃度計は液体中を伝わる超音波の速度に基づいて該液体の濃度を測定する超音波液体濃度計である請求項1に記載のエッチングシステム。
- 超音波液体濃度計には、薬液を混合させた液体中を伝わる超音波の速度の実データを予め記憶するデータ記憶部と、エッチング液中を伝わる超音波の速度の実測値を記憶する検出値記憶部と、該超音波の速度の実測値と該データ記憶部に記憶された実データとを比較する比較部とを備え、該データ記憶部には、フッ化水素酸の濃度として0重量%〜14重量%、硝酸の濃度として0重量%〜60重量%を想定し、これらの濃度のあらゆる組み合わせによって生成されたサンプル液中を伝わる超音波の実データを予め記憶させ、
該検出値記憶部に記憶された該実測値と該データ記憶部に記憶された該実データとを該比較部において比較し、該実測値と一致する実データに対応する濃度を該エッチング液の濃度として求める請求項2に記載のエッチングシステム。
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