JP4963383B2 - ウェハのエッチング装置、及びウェハのウェット処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、ウェハのエッチング装置、及びウェハのウェット処理方法に関し、特に容器状のポット部内でウェハを把持して水平方向に回転せしめ、この回転するウェハの上方からエッチング液とリンス水を別々にスプレーしてスプレー処理を行うウェハのエッチング装置、及びウェハのウェット処理方法に関する。

従来のウェハのエッチング装置としては、例えば特許文献１に示されているように、水平方向に回転するウェハチャックにウェハを載せ、このウェハチャックの上方に設けられたウェハの上面の上からエッチング液とリンス水がスプレー処理される。このとき、エッチング液とリンス水を分離する構造となっている。

ウェハチャックに載せたウェハの全体を覆う天井板の略中央よりエッチング液をウェハの表面に供給しつつ、前記ウェハチャックと天井板を同一回転数、同一方向に回転することにより、跳ね返りの薬剤（エッチング液）が天井板の下面を伝わって天井板の端まで移動し、天井板の回転力により受け器に放り出され、ウェハ面に落下しないようにしている。

また、上記のエッチング処理後は、ウェハチャックを若干上昇させ、かつウェハチャックの回転数をエッチング処理時の回転数より大きくしてウェハ面にノズルから純水を供給してウェハのリンスを行うことにより、エッチング液と純水を別々の受け器に回収し、再利用のための再生をできるようにしている。
特開２０００−２７７４８２号公報

ところで、上述した従来のウェハのエッチング装置においては、エッチング液とリンス水の分離がウェハチャックの回転数を変えることによって行われる構造となっており、エッチング液とリンス水を分離するための完全なシール構造になっていないので、エッチング液とリンス水を確実に分離することができないという問題点があった。そのために、高価なエッチング液の再利用を十分に行うことができないという問題点があった。

上記発明が解決しようとする課題を達成するために、この発明のウェハのエッチング装置は、ウェハをエッチング液でエッチングした後にリンス水でリンスを行う容器状のポット部と、このポット部内で前記ウェハを把持して水平方向に回転するウェハチャックを備えたウェハ回転部と、このウェハ回転部で回転されるウェハの上方からエッチング液とリンス水を別々にスプレー処理する処理液スプレー部と、前記ウェハ回転部のウェハチャックより下部を収納したベース部と、このベース部の外周側に設けた前記エッチング液を排水するエッチング液排出部、並びに前記リンス水を排水するリンス水排出部と、前記ベース部に接離して前記エッチング液とリンス水の排水経路を前記エッチング液排出部とリンス水排出部に切り替える排水経路切替え部材と、から構成されるウェハのエッチング装置において、
前記ベース部と排水経路切替え部材とを互いに接触してシールするシール部を設けると共に、前記シール部の接触面の両面が撥水性樹脂で構成され、あるいは撥水性塗料を塗布して構成されていることを特徴とするものである。

また、この発明のウェハのエッチング装置は、前記ウェハのエッチング装置において、前記シール部は、前記ベース部と排水経路切替え部材とを重ね合わせて形成されていることが好ましい。

上記発明が解決しようとする課題を達成するために、この発明のウェハのウェット処理方法は、容器状のポット部内でウェハチャックを備えたウェハ回転部によりウェハを把持して水平方向に回転せしめ、この回転するウェハの上方から複数の処理液を別々にスプレーして複数のウェット処理工程を行うウェハのウェット処理方法において、
前記ウェハ回転部のウェハチャックより下部がベース部に収納されており、
前記ポット部内に設けた前記各処理液に対応する複数の処理液排出部へ対応する処理液を排水する際に、排水経路切替え部材で前記ベース部に接離して前記各処理液排出部に対応する処理液を排水すべく排水経路を切り替えると共に、前記ベース部と前記排水経路切替え部材とが互いに接触するシール部の接触面の両面を撥水性樹脂とし、あるいは撥水性塗料で塗布していることを特徴とするものである。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明のウェハのエッチング装置によれば、リンス水が排水経路切替え部材とベース部のシール部を通過する際、シール部の接触面の両面が撥水性樹脂で構成され、あるいは撥水性塗料を塗布して構成されているので、ウェハにスプレーされたリンス水が前記シール部からエッチング液排出部へ全く洩れ出すことなく、すべてのリンス水をリンス水排出部へ排出できるので、エッチング処理時にエッチング液排出部から排出されるエッチング液は上記のリンス水が混入しないことから、エッチング液とリンス水を十分に分離できるので、高価なエッチング液を確実に再利用（リサイクル）することができる。

また、この発明のウェハのウェット処理方法によれば、処理液が排水経路切替え部材と接触するシール部を通過する際、シール部の接触面の両面が撥水性樹脂で構成され、あるいは撥水性塗料を塗布して構成されているので、他の処理液が前記シール部から他の処理液排出部へ全く洩れ出すことなく、すべての処理液を対応する処理液排出部へ排出できるので、各処理液は他の処理液と十分な分離を行うことができるために、各処理液は必要に応じて確実に再利用（リサイクル）することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

この実施の形態に係るウェハのエッチング装置は、ＷＬＰ〔正確には、ＷＬＣＳＰ（Wafer Level Chip Size Package）〕用のエッチング装置である。なお、ＷＬＣＳＰとは、Ａｌ電極を設けたウェハの表面に樹脂絶縁層を形成し、この樹脂絶縁層の表面に前記Ａｌ電極に導通する再配線層としての例えば銅めっき層（又はニッケルめっき層）を形成し、この再配線層の一部を残して封止樹脂で封止した後に、前記封止樹脂に露出した再配線層に、他の基板と接続せしめるための半田バンプを形成し、この半田バンプを形成したウェハをパッケージングするものである。

このＷＬＣＳＰの途中工程として、上記の再配線層を形成する際に、Ａｌ電極並びに樹脂絶縁層に対して再配線層のめっき性を良くするために導電性のスパッタ層からなるシード層を形成する工程がある。このシード層の上にレジスト層を形成してからめっき処理をして再配線層を形成した後に、前記レジスト層を剥離し、前記シード層をエッチングする工程がある。このエッチング工程はウェハの表面を例えば塩鉄系のエッチング液でエッチングした後に、例えば超純水のリンス水でリンスを行うものである。

この実施の形態のウェハのエッチング装置１は上記のエッチング工程で用いられるものである。

図３を参照するに、エッチング装置１は、上記のエッチングとリンスを行うための円筒形の容器状のポット部３が設けられており、ポット部３の上部にはウェハ５を出し入れ可能な大きさのウェハ投入口７が開口されている。さらに、前記ポット部３の内部のほぼ中央位置には、例えば前記ウェハ５を装着するウェハチャック９を備え、かつ水平方向に例えば数十〜数百ｒｐｍの回転速度で回転するウェハ回転部１１が設けられている。また、このウェハ回転部１１は、ポット部３の底部のほぼ中央位置でポット部３の下方に設けた駆動室１３内の図示しない昇降駆動装置により昇降駆動される構成である。

また、ポット部３の内部に挿通されたウェハ回転部１１の上部は、円筒形状をなすベース部１５に収納されており、前記ベース部１５の上部には前記ウェハ回転部１１を挿通可能な穴部１７が備えられており、この穴部１７とウェハチャック９の間はエッチング液及びリンス水が入り込まないように水密的に構成されている。

また、上記のポット部３の外側には、図４及び図５に示されているように、ウェハ投入口７からポット部３の内部のウェハ回転部１１で回転されるウェハ５の上方からエッチング液ＥＬとリンス水ＲＬを別々にスプレー処理する処理液スプレー部１９が設けられている。すなわち、処理液スプレー部１９には、エッチング液ＥＬをスプレーするためのエッチングノズル２１と、リンス水ＲＬをスプレーするためのリンスノズル２３が、別々にウェハ投入口７の上方の位置へ移動自在に構成されている。

また、上記のポット部３の内部には、ウェハ５にスプレーされたエッチング液ＥＬを排水するエッチング液排出部としての例えばエッチング液排出室２５が、この実施の形態ではベース部１５の外周側全体に亘って開口部２７を有する円筒形状をなして設けられている。なお、前記エッチング液排出室２５はエッチング液ＥＬの図示しない管理槽に排出される廃液ライン２９に連通されており、前記管理槽に排出されたエッチング液ＥＬはリサイクルされて再び使用される。

さらに、上記のポット部３の内部には、ウェハ５にスプレーされたリンス水ＲＬを排水するリンス水排出部としての例えばリンス水排出室３１が、この実施の形態では前記エッチング液排出室２５の外周側全体に亘って開口部３３を有する円筒形状をなして設けられている。なお、前記リンス水排出室３１は図示しないリンス水排出管路を介してリンス水処理槽に連通されている。

また、上記のポット部３の内部には、エッチング液ＥＬとリンス水ＲＬの排水経路を前記エッチング液排出室２５とリンス水排出室３１に切り替える排水経路切替え部材としての例えばインナーカップ３５が昇降自在に設けられている。

例えば、インナーカップ３５はエッチング液排出室２５の開口部２７を被蓋してウェハ５にスプレーされたリンス水ＲＬをリンス水排出室３１の開口部３３へ誘導するための蓋部３７と、この蓋部３７がエッチング液排出室２５の開口部２７から離れて上昇した状態で、ウェハ５にスプレーされたエッチング液ＥＬをエッチング液排出室２５へ誘導するために前記蓋部３７の下面に下方へ向けて突出した円筒形状のカップ部３９と、から構成されている。なお、上記の蓋部３７は中央に穴部４１を備えた傘形状であり、前記穴部４１の内周縁には図１に示されているようにベース部１５の外周縁との接触部分をシールするシール部４３を形成している。

また、上記のインナーカップ３５は、ポット部３の外周壁付近に設けた複数箇所のガイド部４５でガイドされて上下自在に設けられ、前記ガイド部４５を介してポット部３の外側に設けたポット部昇降駆動装置としての例えばエアシリンダ４７により昇降駆動される構成である。

図１を併せて参照するに、この発明の実施の形態の主要部を構成するシール部４３は、インナーカップ３５の蓋部３７の内周縁とベース部１５の外周縁とが重ね合わされて接触する重ね合わせ部４９が形成されており、この実施の形態では撥水性樹脂としての例えばシート状のテフロン（登録商標）（ＰＦＡ）のシール材５１がベース部１５の外周側の上面に全周に亘って貼着して設けられている。これと共に、インナーカップ３５の蓋部３７の穴部４１の内周側の上面には撥水性樹脂としての例えば弾力性を有するシート状のテフロン（登録商標）（ＰＦＡ）のシール材５３が前記穴部４１の内周縁から内側へ突出するように一体的に設けられており、上記のシール材５１とシール材５３には１０ｍｍほどの重ね代Ｐが形成される構成である。

上記構成により、エッチング装置１の作用を説明すると、図３に示されているように、インナーカップ３５はエアシリンダ４７により上昇してウェハ５にスプレーされたエッチング液ＥＬをエッチング液排出室２５へ誘導する状態にある。

また、ウェハ回転部１１が図示しない昇降駆動装置で上昇されることにより、図３の２点鎖線で示されているように、ウェハ回転部１１の上端のウェハチャック９がポット部３のウェハ投入口７より上方位置へ上昇する。エッチング処理すべきウェハ５が例えば図４に示されているノズル５５で吸引されてから搬送され、図３の２点鎖線のウェハチャック９へ装着される。その後、前記ノズル５５は原位置へ復帰する。

次に、ウェハ回転部１１が図示しない昇降駆動装置で図３の実線の位置、すなわちウェハチャック９のウェハ５がベース部１５の上端より僅かに上方の位置まで下降する。そして、ウェハ回転部１１が回転駆動されることにより、ウェハチャック９のウェハ５が水平方向に例えば数十〜数百ｒｐｍの回転速度で回転される。

この間に、図４に示されているように、エッチングノズル２１がポット部３のウェハ投入口７の上方の位置へ移動し、エッチング液ＥＬがエッチングノズル２１から上記の回転しているウェハ５に対して所定の時間でスプレーされることにより、ウェハ５がエッチング処理される。このとき、ウェハ５にスプレーされたエッチング液ＥＬは、図４の矢印で示されているようにインナーカップ３５のカップ部３９により開口部２７からエッチング液排出室２５へ誘導され、廃液ライン２９を経てエッチング液ＥＬの管理槽へ排出され、前記管理槽でリサイクルされて再び使用される。

上記のエッチング処理が終了すると、エッチングノズル２１が原位置に復帰する。この間に、インナーカップ３５が、図５に示されているように、エアシリンダ４７により下降して、インナーカップ３５の蓋部３７がエッチング液排出室２５の開口部２７を被蓋する位置で停止する。このとき、インナーカップ３５の蓋部３７とベース部１５のシール部４３は、インナーカップ３５の蓋部３７の内周縁とベース部１５の外周縁とが重ね合わせ部４９で重ね合わされて互いに接触する。しかも、図１に示されているように、インナーカップ３５の蓋部３７の穴部４１の内周縁から内側へ突出するシール材５３がベース部１５の外周側の上面のシール材５１に１０ｍｍほどの重ね代Ｐで互いに接触することになる。

一方、リンスノズル２３がポット部３のウェハ投入口７の上方の位置へ移動され、リンス水ＲＬがリンスノズル２３から上記の回転しているウェハ５に対して所定の時間でスプレーされることにより、ウェハ５がリンス処理される。

上記のウェハ５にスプレーされたリンス水ＲＬは、図５の矢印で示されているようにインナーカップ３５の蓋部３７により開口部３３からリンス水排出室３１へ誘導され、図示しないリンス水排出管路を介してリンス水処理槽へ排出される。

このとき、リンス水ＲＬがインナーカップ３５の蓋部３７とベース部１５のシール部４３を通過する際、シール部４３がベース部１５のシール材５１とインナーカップ３５のシール材５３の重ね代Ｐで互いに接触されており、上記のシール材５１とシール材５３がいずれも撥水性樹脂のテフロン（登録商標）（ＰＦＡ）であるので、ウェハ５にスプレーされたすべてのリンス水ＲＬが、図１の矢印Ａで示されているようにインナーカップ３５の蓋部３７により開口部３３からリンス水排出室３１へ誘導されて排出される。すなわち、図１の矢印Ｂに示されているようにシール材５１とシール材５３との間からエッチング液排出室２５へ洩れ出るリンス水ＲＬの混入量は０（ゼロ）ｃｃである。

ちなみに、リンス水ＲＬが予め設定したスプレー速度でリンス処理が行われた場合、インナーカップ３５とベース部１５がいずれもＰＶＣの樹脂で、シール部４３が単に上述した重ね合わせ部４９でシールした構成のときは、エッチング液排出室２５へ洩れ出るリンス水ＲＬの混入量が４０００ｃｃであった。

また、シール部４３が、上述した重ね合わせ部４９の隙間においてインナーカップ３５の蓋部３７とベース部１５のいずれか一方の面に、例えばテフロン（登録商標）（ＰＦＡ）のシートを貼着した構成のときは、エッチング液排出室２５へ洩れ出るリンス水ＲＬの混入量が３０ｃｃであった。

また、シール部４３が、インナーカップ３５の蓋部３７の内周側の上面に、前述したシール材５３と同様の弾力性を有するシート状のテフロン（登録商標）（ＰＦＡ）を設け、かつベース部１５がそのままのＰＶＣとした構成のときは、エッチング液排出室２５へ洩れ出るリンス水ＲＬの混入量が３０ｃｃであった。

以上のように、上述した従来のシール部４３のように、リンス水ＲＬがエッチング液排出室２５へ混入してしまうと、排出されるエッチング液ＥＬのエッチングレートが低下してしまうために、エッチング液ＥＬをリサイクルで再利用することが難しいために使い捨てになっていたが、この実施の形態のシール部４３ではリンス水ＲＬの混入量が０（ゼロ）ｃｃである。したがって、エッチング液ＥＬとリンス水ＲＬを十分に分離できるので、高価なエッチング液を確実に再利用（リサイクル）することが可能となった。

また、上記のリンス処理が終了すると、リンスノズル２３が原位置に復帰する。この間に、インナーカップ３５が、図３に示されているように、エアシリンダ４７により上昇して次のウェハ５をエッチング処理可能な状態へと復帰する。さらに、ウェハ回転部１１の回転が停止され、ウェハ回転部１１が図示しない昇降駆動装置で上昇されることにより、図３の２点鎖線で示されているように、ウェハ回転部１１の上端のウェハチャック９がポット部３のウェハ投入口７より上方位置へ上昇する。このウェハチャック９のウェハ５は図示しないアンローダにより吸引された後に、次工程へ搬送される。

以上のことから、シール部４３の重ね合わせ部分は、インナーカップ３５側とベース部１５側の接触面の両面が撥水性樹脂あるいは撥水性塗料の塗布膜で構成されていることが重要な要素であることが基本的な特徴である。すなわち、ＰＶＣのような親水性の樹脂では、シール部４３の重ね合わせ部分からリンス水ＲＬが洩れ出てしまうが、撥水性の樹脂あるいは塗膜であることにより、シール部４３の重ね合わせ部分からリンス水ＲＬが洩れ出ないということである。

例えば、この他の実施の形態のシール部４３としては、上記のインナーカップ３５の蓋部３７とベース部１５の重ね合わせ部４９が、図２に示されているように、インナーカップ３５の重ね合わせ部４９の下面に撥水性樹脂としての例えばシート状のテフロン（登録商標）（ＰＦＡ）のシール材５１が貼着され、かつベース部１５の重ね合わせ部４９の上面にシート状のテフロン（登録商標）（ＰＦＡ）のシール材５３が貼着されても良い。この場合も、上記のシール材５１とシール材５３がいずれも撥水性樹脂のテフロン（登録商標）（ＰＦＡ）であるので、シール材５１とシール材５３との間からエッチング液排出室２５へ洩れ出る図２の矢印Ｂのリンス水ＲＬの混入量は０（ゼロ）ｃｃである。

あるいは、他の実施の形態のシール部４３としては、インナーカップ３５の蓋部３７とベース部１５の重ね合わせ部４９のそれ自体がそれぞれ撥水性樹脂としての例えばテフロン（登録商標）（ＰＦＡ）であっても良い。あるいは、インナーカップ３５の全体が撥水性樹脂としての例えばテフロン（登録商標）（ＰＦＡ）で、かつベース部１５の全体が撥水性樹脂としての例えばテフロン（登録商標）（ＰＦＡ）であっても良い。あるいは、インナーカップ３５の蓋部３７とベース部１５の重ね合わせ部４９の両面にそれぞれ撥水性塗料としての例えばテフロン（登録商標）（ＰＦＡ）の塗料が例えば０．３〜０．５ｍｍの塗布膜の厚さで塗布されても良い。あるいは、前述したシール材５１とシール材５３が他の樹脂であっても、その表面が撥水性塗料としての例えばテフロン（登録商標）（ＰＦＡ）の塗料で塗布されても良い。

なお、前述した実施の形態では、エッチング処理工程における場合について説明したが、容器状のポット部３の内部でウェハ５を把持して水平方向に回転せしめ、この回転するウェハ５の上方から複数の処理液を別々にスプレーして複数のウェット処理工程を行うウェハのウェット処理方法においても適用可能である。

すなわち、上記のポット部３の内部には、前述したエッチング液排出室２５とリンス水排出室３１のように、各処理液に対応する複数の処理液排出部が設けられ、この複数の処理液排出部へ対応する処理液を排水する際に、前述したインナーカップ３５のような、あるいは別の構成の排水経路切替え部材で前記各処理液排出部に対応する処理液を排水すべく排水経路を切り替えることができ、このとき、前記排水経路切替え部材と接触するシール部を撥水性樹脂とし、あるいは撥水性塗料で塗布することができる。すなわち、排出される処理液が上記のシール部から他の処理液排出部へ全く洩れ出すことなく、すべての処理液を対応する処理液排出部へ排出できるので、各処理液は他の処理液と十分な分離を行うことができるために、各処理液は必要に応じて確実に再利用（リサイクル）することができ、前述した実施の形態と同様の作用、効果が得られる。

この発明の実施の形態のエッチング装置のインナーカップの蓋部とベース部のシール部を示す部分的な拡大断面図である。 この発明の他の実施の形態のシール部を示す部分的な拡大断面図である。 この発明の実施の形態のエッチング装置の全体を示す概略的な構成断面図である。 図３のエッチング装置で、エッチング処理されるときの状態説明図である。 図３のエッチング装置で、リンス処理されるときの状態説明図である。

符号の説明

１ エッチング装置
３ ポット部
５ ウェハ
７ ウェハ投入口
９ ウェハチャック
１１ ウェハ回転部
１５ ベース部
１７ 穴部
１９ 処理液スプレー部
２１ エッチングノズル
２３ リンスノズル
２５ エッチング液排出室（エッチング液排出部）
２７ 開口部
２９ 廃液ライン
３１ リンス水排出室（リンス水排出部）
３３ 開口部
３５ インナーカップ（排水経路切替え部材）
３７ 蓋部
３９ カップ部
４１ 穴部
４３ シール部
４５ ガイド部
４７ エアシリンダ
４９ 重ね合わせ部
５１ シール材
５３ シール材

Claims (3)

1. ウェハをエッチング液でエッチングした後にリンス水でリンスを行う容器状のポット部と、このポット部内で前記ウェハを把持して水平方向に回転するウェハチャックを備えたウェハ回転部と、このウェハ回転部で回転されるウェハの上方からエッチング液とリンス水を別々にスプレー処理する処理液スプレー部と、前記ウェハ回転部のウェハチャックより下部を収納したベース部と、このベース部の外周側に設けた前記エッチング液を排水するエッチング液排出部、並びに前記リンス水を排水するリンス水排出部と、前記ベース部に接離して前記エッチング液とリンス水の排水経路を前記エッチング液排出部とリンス水排出部に切り替える排水経路切替え部材と、から構成されるウェハのエッチング装置において、
   前記ベース部と排水経路切替え部材とを互いに接触してシールするシール部を設けると共に、前記シール部の接触面の両面が撥水性樹脂で構成され、あるいは撥水性塗料を塗布して構成されていることを特徴とするウェハのエッチング装置。
2. 前記シール部は、前記ベース部と排水経路切替え部材とを重ね合わせて形成されていることを特徴とする請求項１記載のウェハのエッチング装置。
3. 容器状のポット部内でウェハチャックを備えたウェハ回転部によりウェハを把持して水平方向に回転せしめ、この回転するウェハの上方から複数の処理液を別々にスプレーして複数のウェット処理工程を行うウェハのウェット処理方法において、
   前記ウェハ回転部のウェハチャックより下部がベース部に収納されており、
   前記ポット部内に設けた前記各処理液に対応する複数の処理液排出部へ対応する処理液を排水する際に、排水経路切替え部材で前記ベース部に接離して前記各処理液排出部に対応する処理液を排水すべく排水経路を切り替えると共に、前記ベース部と前記排水経路切替え部材とが互いに接触するシール部の接触面の両面を撥水性樹脂とし、あるいは撥水性塗料で塗布していることを特徴とするウェハのウェット処理方法。

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