JP4941368B2 - 半導体ウエハのエッチング装置 - Google Patents
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Description
つまり、従来のものは、エッチングの効率が悪く、また、半導体ウエハが破損するおそれがあるという主たる問題がある。
非エッチング面(1b)同士が向き合った1組の半導体ウエハ(1,1)の周縁を液密状態に保持する保持装置(10)を備えた半導体ウエハのエッチング装置であって、
前記保持装置(10)は、
前記1組の半導体ウエハの内の一方の半導体ウエハの周縁に装着された第1保持部材(11)と、
前記1組の半導体ウエハの内の他方の半導体ウエハの周縁に装着された第2保持部材(12)と、
前記第1保持部材(11)と第2保持部材(12)との間を接続する接続部材(13)と、
前記第1保持部材(11)における前記半導体ウエハと接する周縁に装着された第1のOリング(11a)と、
前記第2保持部材(12)における前記半導体ウエハと接する周縁に装着された第2のOリング(12a)と
前記接続部材(13)における前記各保持部材(11,12)と接する周縁に装着された第3のOリング(13a)とを備え、
前記各保持部材(11,12)および前記接続部材(13)は、前記半導体ウエハの周縁形状に対応した形状に形成され、
前記接続部材(13)によって前記1組の半導体ウエハ(1,1)の前記非エッチング面(1b)間には空間(2)が形成されており、
前記保持装置によって保持された前記1組の半導体ウエハをエッチング液に浸漬可能に構成されたという技術的手段を用いる。
前記第1のOリング(11a)と前記半導体ウエハ(1)の周縁との境界に形成された第1隙間(11b)と、
前記第2のOリング(12a)と前記半導体ウエハ(1)の周縁との境界に形成された第2隙間(12b)と、
前記第3のOリング(13a)の内部に形成され、前記第1隙間(11b)および第2隙間(12b)と連通する連通路(13b)と、
前記連通路(13b)から前記各隙間(11b,12b)を介して前記境界を真空引きする真空装置(20,21)と、を備えるという技術的手段を用いる。
非エッチング面同士が向き合った1組の半導体ウエハの周縁は、保持装置によって液密状態に保持されているため、その1組の半導体ウエハをエッチング液に浸漬したときに、エッチング液が非エッチング面に接触するおそれがない。
従って、各半導体ウエハの非エッチング面にワックス処理を施さなくても1組の半導体ウエハを同時にエッチングすることができるため、エッチングの効率を良くすることができる。
しかも、保持装置は、1組の半導体ウエハの周縁を保持するため、半導体ウエハの面方向に応力が作用しないので、半導体ウエハが面方向に破損するおそれがない。
連通路から各隙間を介して、各Oリングと半導体ウエハの周縁との境界を、真空装置によって真空引きするため、その境界部分を良好な液密状態に維持することができる。
非エッチング面間に形成された空間の圧力を制御することができるため、エッチング面の面方向に掛かるエッチング液の圧力によって半導体ウエハが破損しないようにすることができる。
また、請求項6に記載するように、上記空間に液体を充填し、その液体の圧力を制御することによって半導体ウエハが破損しないようにすることができる。
従来は、エッチングを開始してからの経過時間とエッチングの進行度との関係を求め、エッチング開始から目標の時間に達したときにエッチングを停止していた。
しかし、従来の手法では、エッチング液の濃度のムラや半導体ウエハの厚さの誤差などに起因してエッチングの進行度にばらつきが生じていた。
そこで、エッチングの進行度と上記空間の圧力との関係を予め求めておく。この関係は、エッチング液の濃度のムラや半導体ウエハの厚さの誤差などによって変化しない。
そして、空間の圧力を検出する圧力検出装置を設け、その圧力検出装置によって検出された圧力が所定値に達したときにエッチングを停止するようにすれば、エッチングの精度を高めることができる。
複数組の半導体ウエハを同時にエッチングすることができるため、エッチングの効率をより一層高めることができる。しかも、エッチング液を撹拌するため、エッチング液の濃度にムラが生じないので、エッチング精度を高めることができる。
なお、エッチング液を撹拌する手法としては、エッチング液を撹拌するファンなどをエッチング糟に設ける手法でも良いし、各組の半導体ウエハ自身をエッチング液中で移動させる手法でも良い。
この発明に係る第1実施形態について図を参照して説明する。以下の各実施形態では、圧力センサを製造するための半導体ウエハのエッチング装置(以下、エッチング装置と略す)を例に挙げて説明する。
図1は、この実施形態に係るエッチング装置に備えられた保持装置の縦断面図である。図2は、図1に示す保持装置の外観図であり、(a)は図1に示す保持装置を矢印Aから見た側面図、(b)は(a)に示す保持装置を矢印Bから見た平面図である。図3は、図1に示す保持装置の要部拡大図である。図6(a)〜(c)および図7(a),(b)は、エッチング液の撹拌手法を示す説明図である。
この実施形態に係るエッチング装置は、1組の半導体ウエハ1を保持する保持装置10と、保持装置10と各半導体ウエハ1との液密状態を維持するための真空ポンプ20と、この真空ポンプ20を制御する制御装置22と、保持装置10と真空ポンプ20とを接続するためのチューブ21とを備える。
接続部材13の周面からOリング13aの内部には、チューブ21の一端が挿入されており、その一端は、連通路13bと連通している。なお、図3において隙間11b,12bおよび連通路13bは、分かり易くするために実際よりも幅広に描いてある。
図1において矢印Aで示す側が、半導体ウエハをセッティングするときの下側であるとする。まず、セッティング面に載置された保持部材11の上に一方の半導体ウエハ1を載置する。このとき、その一方の半導体ウエハ1は、エッチング面1aが下を向き、非エッチング面1bが上を向くように載置する。次に、保持部材11の上に接続部材13を載置する。
保持装置10は、撹拌手法に応じて図6に示すように放射状に配置し、あるいは、図7に示すように半導体ウエハ同士が対向するように配置する。
エッチング液4の撹拌は、図6(a)に示すように放射状に配置された各保持装置10によって囲まれた空間の中心に撹拌部材51を配置し、その撹拌部材51を回転させる手法を用いることもできる。また、図6(b)に示すように、エッチング糟50の内部に各保持装置10を放射状に配置し、エッチング糟60を回転させる手法でも良い。また、図6(c)に示すように、放射状に配置した各保持装置10自身を回転させる手法でも良い。
そして、目標のエッチング時間が経過したときに各保持装置10をエッチング液4から取出す。
(1)非エッチング面1b同士が向き合った1組の半導体ウエハ1の周縁は、保持装置10によって液密状態に保持されているため、その1組の半導体ウエハ1をエッチング液4に浸漬したときに、エッチング液4が非エッチング面1bに接触するおそれがない。
従って、各半導体ウエハ1の非エッチング面1bにワックス処理を施さなくても多くの半導体ウエハ1を同時にエッチングすることができるため、エッチングの効率を良くすることができる。
しかも、保持装置10は、1組の半導体ウエハ1,1の周縁を保持するため、半導体ウエハ1の面方向に応力が作用しないので、半導体ウエハ1が面方向に破損するおそれがない。
次に、この発明の第2実施形態について図を参照して説明する。この実施形態に係るエッチング装置は、エッチングの進行に伴う半導体ウエハ1の歪みを阻止できることを特徴とする。図4は、この実施形態に係るエッチング装置に備えられた保持装置の縦断面図である。なお、第1実施形態のエッチング装置と同じ構成については説明を省略する。
そこで、エッチングを開始する前に圧力制御装置30によって空間2に圧力を掛けておき、エッチングの進行に伴ってセンシング部1dの膜厚が薄くなった場合であってもセンシング部1dが空間2の方に歪まないようにする。空間2に掛ける圧力の大きさは、エッチング液4の圧力によってセンシング部1dが歪まない圧力を予め実験やシミュレーションによって求めておく。
これにより、エッチング液4の圧力によってセンシング部1dが破損しないようにすることができる。
次に、この発明の第3実施形態について図を参照して説明する。この実施形態に係るエッチング装置は、エッチングの精度を高めることができることを特徴とする。図5は、半導体ウエハに装着された圧力センサの説明図である。
従って、エッチング液の濃度のムラや半導体ウエハの厚さの誤差などの影響を受けないため、エッチングの精度を高めることができる。
なお、圧力センサ40は、空間2の圧力を精度良く検出できれば取付位置は限定されず、例えば、Oリング13aに取付けても良い。
(1)前述の各実施形態では、半導体ウエハ1の非エッチング面1b間に空間2を形成する構成を説明したが、非エッチング面1b同士を接触させた状態で保持装置10に保持する構成も可能である。
1c・・空洞部、1d・・センシング部、2・・空間、4・・エッチング液、
10・・保持装置、11・・第1保持部材、12・・第2保持部材、13・・接続部材、
11a・・第1のOリング、12a・・第2のOリング、13a・・第3のOリング、
11b・・第1隙間、12b・・第2隙間、13b・・連通路、
20・・真空ポンプ(真空装置)、21・・チューブ(真空装置)、
30・・圧力制御装置、40・・圧力センサ(圧力検出装置)、50・・エッチング糟、
51,52・・撹拌部材。
Claims (8)
- 非エッチング面同士が向き合った1組の半導体ウエハの周縁を液密状態に保持する保持装置を備えた半導体ウエハのエッチング装置であって、
前記保持装置は、
前記1組の半導体ウエハの内の一方の半導体ウエハの周縁に装着された第1保持部材と、
前記1組の半導体ウエハの内の他方の半導体ウエハの周縁に装着された第2保持部材と、
前記第1保持部材と第2保持部材との間を接続する接続部材と、
前記第1保持部材における前記半導体ウエハと接する周縁に装着された第1のOリングと、
前記第2保持部材における前記半導体ウエハと接する周縁に装着された第2のOリングと
前記接続部材における前記各保持部材と接する周縁に装着された第3のOリングとを備え、
前記各保持部材および前記接続部材は、前記半導体ウエハの周縁形状に対応した形状に形成され、
前記接続部材によって前記1組の半導体ウエハの前記非エッチング面間には空間が形成されており、
前記保持装置によって保持された前記1組の半導体ウエハをエッチング液に浸漬可能に構成されたことを特徴とする半導体ウエハのエッチング装置。 - 前記半導体ウエハは、前記エッチング液に浸漬することにより、メンブレン構造のセンシング部をエッチング面に形成するものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体ウエハのエッチング装置。
- 前記第1のOリングと前記半導体ウエハの周縁との境界に形成された第1隙間と、
前記第2のOリングと前記半導体ウエハの周縁との境界に形成された第2隙間と、
前記第3のOリングの内部に形成され、前記第1隙間および第2隙間と連通する連通路と、
前記連通路から前記各隙間を介して前記境界を真空引きする真空装置と、
を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半導体ウエハのエッチング装置。 - 前記非エッチング面間の空間の圧力を制御する圧力制御装置を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の半導体ウエハのエッチング装置。
- 前記圧力制御装置は、
前記空間に気体を充填し、その気体の圧力を制御することにより前記空間の圧力を制御するものであることを特徴とする請求項4に記載の半導体ウエハのエッチング装置。 - 前記圧力制御装置は、
前記空間に液体を充填し、その液体の圧力を制御することにより前記空間の圧力を制御するものであることを特徴とする請求項4に記載の半導体ウエハのエッチング装置。 - 前記圧力制御装置は、
前記空間の圧力を検出する圧力検出装置を備えており、その圧力検出装置によって検出された圧力が所定値に達したときにエッチングを停止することを特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれか1つに記載の半導体ウエハのエッチング装置。 - 前記保持装置によって保持された前記1組の半導体ウエハを複数組配置し、各組の半導体ウエハをエッチング液に浸漬するエッチング糟を備えており、前記エッチング糟内のエッチング液を撹拌することを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1つに記載の半導体ウエハのエッチング装置。
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