JP5861598B2 - Semiconductor wafer surface treatment apparatus and surface treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエハに処理液による表面処理を行うための半導体ウエハの表面処理装置および表面処理方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor wafer surface treatment apparatus and a surface treatment method for performing a surface treatment with a treatment liquid on a semiconductor wafer.
従来の半導体ウエハの表面処理装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この半導体ウエハの表面処理装置（以下、単に「処理装置」という）は、半導体ウエハを材料として例えば圧力センサなどの素子を生産する際、その一工程として半導体ウエハの表面にエッチングを施すためのものである。この処理装置は、半導体ウエハを固定するための治具として、半導体ウエハを載置して支持するための支持ベースと、半導体ウエハの被処理面に載置され、その外周縁部をシールするためのパッキンと、このパッキンを上方から押圧する筒状の押さえリングなどを備えている。 As a conventional semiconductor wafer surface treatment apparatus, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. This semiconductor wafer surface processing apparatus (hereinafter simply referred to as “processing apparatus”) is for etching the surface of a semiconductor wafer as one step when producing an element such as a pressure sensor using the semiconductor wafer as a material. It is. This processing apparatus is used as a jig for fixing a semiconductor wafer, a support base for mounting and supporting the semiconductor wafer, and a semiconductor wafer placed on the processing surface of the semiconductor wafer and sealing its outer peripheral edge. And a cylindrical holding ring for pressing the packing from above.
この処理装置では、半導体ウエハの被処理面を内底面とするとともに、パッキンおよび押さえリングの内周面を内壁とする処理室に、エッチング液が注入され、それにより半導体ウエハの被処理面にエッチングが施される。そして、エッチング液を処理室から排出し、押さえリングおよびパッキンを半導体ウエハから分離した後、半導体ウエハは次の工程に移される。 In this processing apparatus, an etching solution is injected into a processing chamber in which the processing surface of the semiconductor wafer is the inner bottom surface and the inner peripheral surface of the packing and the holding ring is the inner wall, thereby etching the processing surface of the semiconductor wafer. Is given. Then, after the etching solution is discharged from the processing chamber and the pressing ring and packing are separated from the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is moved to the next step.
しかし、上述した特許文献に係る処理装置では、半導体ウエハが表面処理された後、パッキンを持ち上げて半導体ウエハから分離しようとしても、半導体ウエハがパッキンとともに持ち上がってしまうことがある。これは、パッキンと半導体ウエハの間のわずかな隙間に入り込んだエッチング液や、パッキンが比較的、高温のエッチング液にさらされることによって、パッキンが半導体ウエハに付着するためであると考えられている。この付着力は比較的、小さいものの、半導体ウエハからパッキンを分離するために、ピンセットなどを用いて、作業者により手作業でパッキンを剥がす工程が必要になり、生産効率の低下や半導体ウエハの自動供給・排出ができないといった問題がある。また、手動での分離作業の際、半導体ウエハを破損させてしまうおそれもある。 However, in the processing apparatus according to the above-described patent document, even if the packing is lifted and separated from the semiconductor wafer after the semiconductor wafer is surface-treated, the semiconductor wafer may be lifted together with the packing. This is considered to be because the packing adheres to the semiconductor wafer when the etching solution enters a slight gap between the packing and the semiconductor wafer or when the packing is exposed to a relatively high temperature etching solution. . Although this adhesion force is relatively small, in order to separate the packing from the semiconductor wafer, it is necessary to manually remove the packing using tweezers, etc. There is a problem that supply and discharge cannot be performed. In addition, the semiconductor wafer may be damaged during the manual separation operation.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、半導体ウエハから、処理液による表面処理の際に用いられた治具を容易に分離することのできる半導体ウエハの表面処理装置および表面処理方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and a semiconductor wafer surface treatment capable of easily separating a jig used in the surface treatment with a treatment liquid from the semiconductor wafer. An object is to provide an apparatus and a surface treatment method.
上記の目的を達成するために、本発明に係る半導体ウエハの表面処理装置は、半導体ウエハＷの表面に処理液による表面処理を施すための半導体ウエハＷの表面処理装置１、１ａ、１ｂであって、前記半導体ウエハＷが載置された状態で当該半導体ウエハＷを支持するための支持ベース２と、前記半導体ウエハＷの前記支持ベース２と反対側に設けられ、前記半導体ウエハＷの外縁部に沿って延びるリング状のシール材（実施形態における（以下、本項において同じ）パッキン４）と、当該シール材に載置され、当該シール材を押圧することにより、前記半導体ウエハＷおよび前記シール材を前記支持ベース２との間に狭持するための筒状体（押さえリング５）と、前記支持ベース２および前記筒状体により前記半導体ウエハＷおよび前記シール材が狭持された状態で、前記半導体ウエハＷ、前記シール材および前記筒状体によって取り囲まれた処理室２０に前記処理液を注入することによって、前記半導体ウエハＷの一方の面に表面処理を施す表面処理手段と、前記半導体ウエハを前記支持ベース側に付勢する付勢手段（給気ノズル１１、１１ａ、吸気路９、真空ポンプＰ）と、前記表面処理手段による表面処理を実行した後、前記付勢手段によって前記半導体ウエハＷを付勢した状態で、前記筒状体および前記シール材を前記半導体ウエハＷから分離する分離手段と、を備え、前記付勢手段は、真空ポンプＰと、当該真空ポンプと前記半導体ウエハの前記支持ベース側の他方の面とを接続する吸気路９と、を有し、前記分離手段により前記筒状体および前記シール材を前記半導体ウエハから分離するときに、前記真空ポンプを駆動することにより、前記吸気路を介して前記半導体ウエハを前記支持ベース側に吸引することによって、前記半導体ウエハを前記支持ベース側に付勢することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a surface treatment apparatus for a semiconductor wafer according to the present invention is a
この処理装置によれば、半導体ウエハは支持ベースに載置され、また、半導体ウエハの支持ベースと反対側の面には、その外縁部に沿って延びるリング状のシール材が設けられている。さらに、シール材には筒状体が載置され、それによりシール材が押圧されることによって、半導体ウエハは、シール材とともに、筒状体および支持ベースによって狭持されている。また、表面処理手段によって、筒状体、シール材および半導体ウエハによって取り囲まれた処理室に処理液が注入されることにより、半導体ウエハの一方の面に表面処理が施される。その後、付勢手段によって支持ベース側に付勢された状態の半導体ウエハから、筒状体およびシール材が分離手段によって半導体ウエハから分離される。 According to this processing apparatus, the semiconductor wafer is placed on the support base, and a ring-shaped sealing material extending along the outer edge portion is provided on the surface of the semiconductor wafer opposite to the support base. Furthermore, a cylindrical body is mounted on the sealing material, and the sealing material is pressed thereby, so that the semiconductor wafer is held between the cylindrical body and the support base together with the sealing material. Further, the surface treatment is performed on one surface of the semiconductor wafer by injecting the treatment liquid into the treatment chamber surrounded by the cylindrical body, the sealing material, and the semiconductor wafer. Thereafter, the cylindrical body and the sealing material are separated from the semiconductor wafer by the separating means from the semiconductor wafer biased to the support base side by the urging means.
以上の構成によれば、半導体ウエハに表面処理を行った後、筒状体およびシール材を分離するときには、半導体ウエハが支持ベース側に付勢されているので、表面処理に伴ってシール材が半導体ウエハに付着したとしても、支持ベースと反対側の筒状体およびシール材を持ち上げるだけで、筒状体およびシール材を半導体ウエハから確実に分離することができる。これにより、分離を手作業で行う必要がなくなるため、分離作業のときに半導体ウエハを破損させるおそれがなくなり、また、分離作業を自動化することが可能になるので、半導体ウエハの表面処理に伴う一連の工程をより効率的に実行することができる。 According to the above configuration, when the cylindrical body and the sealing material are separated after the surface treatment is performed on the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is biased to the support base side, so that the sealing material is attached along with the surface treatment. Even if it adheres to the semiconductor wafer, it is possible to reliably separate the cylindrical body and the sealing material from the semiconductor wafer only by lifting the cylindrical body and the sealing material on the side opposite to the support base. This eliminates the need to perform separation manually, so that there is no possibility of damaging the semiconductor wafer during the separation operation, and the separation operation can be automated. This step can be executed more efficiently.
以下、本発明の第１実施形態に係る半導体ウエハの表面処理装置について、図面を参照しながら説明する。本実施形態による処理装置１は、例えば加速度センサや圧力センサなどの半導体ウエハＷを材料として製造される素子の製造工程において、半導体ウエハＷの表面にエッチングを施すためのものであり、半導体ウエハＷを固定するための治具として、支持ベース２、パッキン４（シール材）および押さえリング５（筒状体）などを備えている。
A semiconductor wafer surface treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The processing apparatus 1 according to the present embodiment is for performing etching on the surface of a semiconductor wafer W in a manufacturing process of an element manufactured using the semiconductor wafer W as a material, such as an acceleration sensor or a pressure sensor. As a jig for fixing the, a
半導体ウエハＷは、シリコンなどで円板状に形成されている。支持ベース２は、半導体ウエハＷを下方から支持するためのものであり、例えばフッ素樹脂などの高い耐熱性および耐食性を有する合成樹脂によって、全体として所定の厚さを有する円板状に形成されている。支持ベース２は、半導体ウエハＷよりも大きな外径を有しており、また、支持ベース２の中央には、支持ベース２を上下方向に貫通し、半導体ウエハＷの径よりも小径の円形の貫通孔２ａが形成されている。
The semiconductor wafer W is formed in a disk shape with silicon or the like. The
また、支持ベース２の上面には、後述するガイドリング６を取り付けるためのリング状に形成された嵌合溝２ｂと、嵌合溝２ｂよりも外縁側において、同じくリング状に形成された真空室２ｃとが設けられている。また、支持ベース２には、真空室２ｃから排気を行うための排気孔（図示せず）が形成されており、この排気孔は真空ポンプなどを有する真空装置（図示せず）に接続されている。また、支持ベース２の嵌合溝２ｂと貫通孔２ａの間には、支持ベース２を上下方向に貫通する排気孔２ｄが形成されている。
Further, on the upper surface of the
支持ベース２には、加熱リング３が取り付けられている。加熱リング３は、例えばニッケルなどの、熱伝導性に優れるとともに高い耐食性および機械的強度を有する金属によって構成されている。この加熱リング３は、支持ベース２の貫通孔２ａとほぼ同じ外径を有する円筒状の嵌合部３ａと、その上端部から外側に延び、半導体ウエハＷとほぼ同じ外径を有するつば部３ｂと、つば部３ｂの外縁部から上方に若干、突出する載置部３ｃを有しており、これらは一体に形成されている。
A
嵌合部３ａは支持ベース２の貫通孔２ａに上方から嵌合しており、この状態では、つば部３ｂが支持ベース２の嵌合溝２ｂよりも内側の上面に当接している。また、図２（Ａ）に示すように、載置部３ｃの上面には、その周方向にわたって延びるリング状の真空溝３ｄが形成されている。また、真空溝３ｄの底には、貫通孔３ｅが設けられており、貫通孔３ｅはつば部３ｄを上下方向に貫通している。加熱リング３は、その貫通孔３ｅと、支持ベース２の排気孔２ｄとが互いに連通するように位置を合わせて、支持ベース２に嵌合している。半導体ウエハＷは、その外縁部の下面を介して載置部３ｃに載置されていて、真空溝３ｄを塞いでいる。また、加熱リング３は、加熱ヒータ（図示せず）に接続されており、その熱を半導体ウエハＷに後述するように伝達する。
The
パッキン４は、耐食性を有するゴムなどの弾性体によってリング状に形成されており、半導体ウエハＷの上面（一方の面）に載置され、その外縁部に沿って延びている。パッキン４は断面Ｈ型に形成されており、上下方向にそれぞれ延びる外側のリブ４ａおよび内側のリブ４ｂと、両者４ａ、４ｂを接続するつなぎ部４ｃとを有している。また、パッキン４には、例えばフッ素樹脂によるコーティングが全体に施されている。
The
ガイドリング６は、やはり耐熱性及び耐食性を有する材料でリング状に形成されており、その下端部が、支持ベース２の嵌合溝２ｂに嵌合している。このガイドリング６の内径は、半導体ウエハＷの外径とほぼ同じに設定されている。また、ガイドリング６の内縁部の上端部には段差が設けられており、この段差の角部に、パッキン４を取り付けるための収容溝６ａが形成されている。収容溝６ａは、リング状に形成され、ガイドリング６の周方向にわたって延びるとともに上方に開放している。
The
押さえリング５は、支持ベース２と同じく耐熱性および耐食性を有するフッ素樹脂などで構成されており、全体として円筒状に形成され、筒状部５ａ、接続部５ｂおよびパッキン押さえ部５ｃを有している。接続部５ｂは、支持ベース２と接続するためものであり、筒状部５ａの下部から外周側に延びており、支持ベース２とほぼ同じ外径を有している。また、パッキン押え部５ｂは、パッキン４を押さえ付けるためものであり、筒状部５ａの下部から内周側に突出している。また、接続部５ｂの下面には、下方に開放するリング状の真空室５ｃが、支持ベース２側の真空室２ｃに対向するように形成されている。
The holding
ガイドリング６は、押さえリング５の真空溝５ｃよりも内側の下面に、例えばねじ（図示せず）によって取り付けられている。上述したパッキン４は、その外側のリブ４ａが収容溝６ａに係合した状態で、押さえリング５とガイドリング６に狭持されており、これら３者４〜６は、加熱リング３に半導体ウエハＷが載置された状態の支持ベース２にさらに載置されている。それにより、ガイドリング６の下端部が支持ベース２の嵌合溝２ｂに嵌合するとともに、半導体ウエハＷがガイドリング６の内側に嵌合することで、位置決めされた状態で加熱リング３に載置されている。また、パッキン４の内側のリブ４ｂが、前述したように半導体ウエハＷの上面外縁部に載置されている。
The
また、支持ベース２および押さえリング５のそれぞれの真空室２ｃ、５ｃとの間には、所定の間隙が設けられており、この間隙にシリンダ７が配置されている。このシリンダ７は、例えばゴム等の弾性を有する材料によってリング状に形成され、その断面がほぼ正方形状に形成されている。また、その上端部の内周側および外周側の端部と、下端部の内周側および外周側の端部に、計４つのシールリップ７ａが一体に形成されており、これらは断面Ｘ字状に突出し、押さえリング５を支持するのに十分な反力を有している。また、このシリンダ７には、上下方向に貫通する複数の連結孔７ｂ（１つのみ図示）が、周方向に等間隔で形成されている。
In addition, a predetermined gap is provided between the
このシリンダ７は、上面側の２つのシールリップ７ａによって、押さえリング５側の真空室５ｃを、また、下面側の２つのシールリップ７ａによって、支持ベース２側の真空室２ｃを、それぞれ密閉している。また、シリンダ７の内周面とガイドリング６の外周面との間には、両者７、６の間の隙間を保持するためのサポートリング８が設けられている。
The
そして、この状態で真空装置が駆動されることにより、支持ベース２側に設けられた排気孔を介して、真空室２ｃ内の空気が排出されるとともに、連結孔７ｂを介して押さえリング５側の真空室５ｃの空気が排出される。それにより、シリンダ７が弾性的に変形しながら、押さえリング５と支持ベース２とが相互に引き寄せられることによって、支持ベース２および押さえリング５は、その全周に均等な締結力が作用した状態で互いに締結されている。
When the vacuum device is driven in this state, the air in the
これにより、押さえリング５のパッキン押え部５ｂがパッキン４を下方に押圧し、このこの押圧する力が半導体ウエハＷをシールする力として作用している。半導体ウエハＷは、パッキン４の内側のリブ４ｂおよび加熱リング３とともに、支持ベース２および押さえリング５によって狭持された状態で固定されている。また、押さえリング５の内周面と、パッキン４の内周面と、半導体ウエハＷの上面によって取り囲まれた空間が、処理室２０として構成され、この処理室２０に後述するように注入された処理液によって、半導体ウエハＷの上面にエッチングが施される。その際、処理液の温度管理のための手段として、処理液の温度を上昇または維持するための例えばヒータなどを処理室２０内に設けてもよい。
As a result, the packing
また、半導体ウエハＷを支持ベース２側に付勢するための真空ポンプＰ（付勢手段）が、前述した支持ベース２の排気孔２ｄおよび加熱リング３の貫通孔３ｅを含む吸気路９（付勢手段）を介して、真空溝３ｄに接続されている。これにより、真空ポンプＰと、真空溝３ｄを塞ぐ半導体ウエハＷの裏面（他方の面）とが連通している。真空ポンプＰが駆動されると、真空溝３ｄ内の気体が排出され、それにより、半導体ウエハＷが、支持ベース２側に吸引されることで付勢され、それにより加熱リング３に固定される。
Further, the vacuum pump P (biasing means) for urging the semiconductor wafer W toward the
次いで、上述した処理装置１を用いた半導体ウエハＷの表面処理方法を説明する。半導体ウエハＷの表面処理を開始する際、まず、第１の工程として、支持ベース２に取り付けた加熱リング３の載置部３ｃに、エッチングを施す被処理面を上にして半導体ウエハＷを載置する。次いで、第２の工程として、ガイドリング６およびパッキン４を取り付けた押さえリング５を支持ベース２に載置する。これにより、ガイドリング６によって半導体ウエハＷが位置決めされた状態で、パッキン４の内側のリブ４ｂが、半導体ウエハＷの上面外端部に載置される。
Next, a surface treatment method for the semiconductor wafer W using the above-described processing apparatus 1 will be described. When starting the surface treatment of the semiconductor wafer W, first, as a first step, the semiconductor wafer W is mounted on the mounting
このとき、真空ポンプＰを駆動し、半導体ウエハＷを加熱リング３に固定することによって、押さえリング５などを載置するときの半導体ウエハＷの位置ずれを防止するようにしてもよい。また、押さえリング５などを載置する際、両真空室２ｃ、５ｃの間にシリンダ７およびサポートリング８を配置する。
At this time, the position of the semiconductor wafer W may be prevented from being displaced when the holding
次いで、第３の工程として、真空装置を作動させ、支持ベース２および押さえリング５を互いに締結させる。これにより、半導体ウエハＷは、パッキン押さえ部５ｃよって押さえ付けられたパッキン４のリブ４ｂによって、下方に押圧される。それにより、半導体ウエハＷは、下側の加熱リング３と上側のパッキン４を介して、支持ベース２および押さえリング５によって狭持された状態で固定される。
Next, as a third step, the vacuum device is operated to fasten the
以上のように処理装置１の組立てが完了すると、まず、加熱リング３を例えば約１２０℃まで温度上昇させて、半導体ウエハＷの外周部分を加熱する予備加熱の工程が実行される。予備加熱の工程を実行した後、第４の工程として、処理室２０内に、処理液として、例えば水酸化カリウム溶液で構成された高温（例えば１１０℃以上）のエッチング液を直接、注入し、半導体ウエハＷへの加熱を制御してエッチング液の温度管理を行いながら、所定時間が経過するまで放置することによって、エッチング工程が実行される。このエッチング工程により、半導体ウエハＷの上面がエッチング液に浸され、その際、押さえリング５の内周面の一部、およびパッキン４の内周面もまた、エッチング液に浸される。
When the assembly of the processing apparatus 1 is completed as described above, first, a preheating process is performed in which the temperature of the
また、上述したように第２の工程において真空ポンプＰを駆動して半導体ウエハＷを固定した場合、上記の予備加熱の工程を開始する前に真空ポンプＰを停止して半導体ウエハＷの加熱リング３への固定を解除する。これにより、半導体ウエハＷと加熱リング３との間の熱膨張係数の差異に起因する半導体ウエハＷの歪みが抑制される。
Further, as described above, when the semiconductor wafer W is fixed by driving the vacuum pump P in the second step, the vacuum pump P is stopped before the preheating step is started, and the heating ring of the semiconductor wafer W is stopped. Release the fixing to 3. Thereby, distortion of the semiconductor wafer W due to the difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor wafer W and the
所定時間が経過してエッチング処理が終了すると、加熱リング３の加熱を停止して、エッチング液の温度を低下させる。その後、エゼクター（図示せず）等で処理室２０内のエッチング液を吸引して排出する。さらに、純水洗浄の工程を実行するために純水を処理室２０に注入し、処理室２０内に残留するエッチング液を希釈し、希釈されたエッチング液を排出する。そして、半導体ウエハＷを乾燥させるために乾燥工程が実行される。
When the etching process is completed after a predetermined time has elapsed, heating of the
次いで、処理装置１から半導体ウエハＷを取り出すための取出し工程を実行する。この取出し工程では、まず、真空装置を制御することにより、真空室２ｃ、５ｃ内の気圧を徐々に上昇させ、押さえリング５と支持ベース２との間の締結を解除する。次に、第５の工程として、真空ポンプＰを駆動し、加熱リング３の真空溝３ｄ内の空気を排出する。それにより、半導体ウエハＷが支持ベース２側に吸引された状態で、加熱リング３に固定される。その際、真空溝３ｄが加熱リング３の周方向にわたって設けられていることにより、半導体ウエハＷの外縁部が全体的に偏りなく吸引される。
Next, an extraction process for extracting the semiconductor wafer W from the processing apparatus 1 is executed. In this extraction step, first, the pressure in the
この状態で、第６の工程として、押さえリング５およびパッキン４などを支持ベース２から上方に持ち上げて分離させる。その際、半導体ウエハＷが加熱リング３に上記のように偏りなく吸引されて固定されているので、パッキン４などの分離に伴って半導体ウエハＷに偏ったストレスが作用したとしても、パッキン４は、半導体ウエハＷを破損させることなく半導体ウエハＷから確実に剥がれて分離される。そして、真空ポンプＰを停止させることによって、半導体ウエハＷの加熱リング３への固定を解除する。これにより、半導体ウエハＷのエッチング処理に伴う一連の工程が終了し、半導体ウエハＷは次の工程に移される。
In this state, as a sixth step, the holding
図３（Ａ）は、エッチング液の種類およびその温度Ｔと、パッキン４の半導体ウエハＷに対する付着力との関係を示している。同図に示すように、比較例としてエッチング液ではなく水を用いた場合、その温度にかかわらず、パッキン４を分離する際の付着力は０であり、半導体ウエハＷから容易に分離することができる。これに対し、エッチング液として水酸化カリウム溶液（以下「ＫＯＨ」という）を用いた場合、その温度Ｔが５０℃前後のときから付着力が増大し、温度Ｔが大きくなるほど、付着力もまた増大する。また、エッチング液として水酸化テトラメチルアンモニウム溶液（ＴＭＡＨ）を用いた場合、ＫＯＨを用いた場合と同様の傾向を示し、半導体ウエハＷに対する付着力は、ＫＯＨの場合よりも小さいものの、やはり温度上昇に伴って付着力が発生する。
FIG. 3A shows the relationship between the type of etchant and its temperature T and the adhesion force of the
また、図３（Ｂ）は、パッキン４を構成する材料と、エッチング液の温度Ｔと、半導体ウエハＷへの付着力との関係を示している。同図に示すように、パッキン４をエチレン・プロピレンゴム（以下「ＥＰＭ」という）またはエチレン・プロピレン・ジエンゴム（以下「ＥＰＤＭ」という）で構成した場合、エッチング液の温度Ｔが５０℃前後のときから付着力が増大するとともに、温度Ｔが上昇するに従って、付着力もより大きくなる。これに対し、ＥＰＤＭで構成したパッキン４に、本実施形態において前述したようにフッ素樹脂をコーティングした場合、温度Ｔが９０℃前後に達するまで、付着が発生せず、９０℃前後から上昇するに従って、付着力もまた増大する。
FIG. 3B shows the relationship among the material constituting the
以上のように、第１実施形態に係る処理装置１によれば、半導体ウエハＷの上面にエッチングを施した後、押さえリング５およびパッキン４を分離するときには、真空ポンプＰによって半導体ウエハＷが支持べース２側に付勢され、加熱リング３に固定されているので、エッチング処理に伴ってパッキン４が半導体ウエハＷに付着したとしても、押さえリング５およびパッキン４を持ち上げるだけで、パッキン４を半導体ウエハＷから容易かつ確実に分離することができる。これにより、分離を手作業で行う必要がなくなるため、分離作業のときに半導体ウエハＷを破損させるおそれがなくなり、また、分離作業を自動化することが可能になるので、半導体ウエハのエッチング処理に伴う一連の工程をより効率的に実行することができる。
As described above, according to the processing apparatus 1 according to the first embodiment, the semiconductor wafer W is supported by the vacuum pump P when the
また、エッチング液として付着力のより小さなＫＯＨを用いるとともに、パッキン４にはフッ素樹脂によるコーティングが施されているので、パッキン４の半導体ウエハＷへの付着力をより低減させることができ、その結果、パッキン４などの分離作業をより円滑に行うことができる。また、加熱リング３の周方向にわたって形成された真空溝３ｄにより、半導体ウエハＷを部分的に偏ることなく支持ベース２側に付勢でき、それによりパッキン４などを分離する際、偏ったストレスが作用したとしても、半導体ウエハＷの破損をより確実に防止することができる。
Further, KOH having a smaller adhesion force is used as an etching solution, and the
なお、上述した処理装置１では、押さえリング５および支持ベース２を互いに締結させるための真空装置と、半導体ウエハＷを固定するための真空ポンプＰとを別個のものとして説明したが、真空ポンプと、真空室２ｃ、５ｃおよび真空溝３ｄとの接続を例えばバルブなどを用いて切り換えることにより、共通の真空ポンプを用いるようにしてもよい。
In the processing apparatus 1 described above, the vacuum apparatus for fastening the
図２（Ｂ）は、前述した加熱リング３の変形例を示している。同図に示すように、この変形例の加熱リング３ｆでは、第１実施形態の加熱リング３と比較して、真空溝３ｄおよび貫通孔３ｅが省略されており、これらに代えて、複数の貫通孔３ｇ（例えば４つ）が形成されている。これらの貫通孔３ｇは、つば部３ｂおよび載置部３ｃをそれぞれ上下方向に貫通しており、周方向に等間隔で配置されている。また、この加熱リング３ｆを用いる場合、支持ベース２には、複数の貫通孔３ｇにそれぞれ連通するように、複数の排気孔２ｄ（図示せず）が形成され、貫通孔３ｇおよび排気孔２ｄをそれぞれ含む複数の吸気路９（図示せず）を介して、半導体ウエハＷおよび真空ポンプＰが互いに接続される。
FIG. 2B shows a modification of the
以上の構成の加熱リング３ｆを用いた場合、第５工程において真空ポンプＰを駆動すると、載置部３ｃに載置された半導体ウエハＷは、複数の吸気路９を介して、支持ベース２側に吸引されることによって、加熱リング３に固定される。また、複数の貫通孔３ｇが等間隔で形成されていることにより、半導体ウエハＷの外縁部が、加熱リング３側に偏りなく吸引される。したがって、本変形例の加熱リング３ｆを用いた場合でも、第１実施形態に係る処理装置１と同様の効果を得ることができる。
When the
図４は、第２実施形に係る処理装置を示している。以下、本実施形態の処理装置１ａについて、第１実施形態の処理装置１と共通する構成には同じ符号を付し、処理装置１との差異を中心に説明する。同図に示すように、処理装置１ａでは、蓋体１０が押さえリング５に載置されている。蓋体１０は、所定の厚さおよび押さえリング５の筒状部５ａとほぼ同じ外径を有しており、押さえリング５の開口を塞いでいる。すなわち、処理室２０が、蓋体１０によって密閉されている。
FIG. 4 shows a processing apparatus according to the second embodiment. Hereinafter, the
また、図５（Ａ）に示すように、蓋体１０の中央には、径の小さな筒状の給気ノズル１１（付勢手段）が設けられている。この給気ノズル１１は、半導体ウエハＷの上面に対して垂直に延びるとともに処理室２０とその外部とを連通しており、この給気ノズル１１を介して、処理室２０内に気体を吹き付けることができるように構成されている。また、加熱リング３の真空溝３ｄ、吸気路９、およびこれらに接続された真空ポンプＰが省略されている。他の構成は、第１実施形態の処理装置１と同様である。
As shown in FIG. 5A, a cylindrical air supply nozzle 11 (biasing means) having a small diameter is provided at the center of the
以上の構成によれば、第５工程において、真空ポンプＰを駆動することによる半導体ウエハＷの吸引に代えて、給気ノズル１１を介して処理室２０内に例えば窒素ガスが吹き付けられることによって、半導体ウエハＷが加熱リング３側に付勢される。その際、給気ノズル１１が蓋体１０に上記のように設けられていることにより、窒素ガスが半導体ウエハ１１の中央に吹き付けられる結果、半導体ウエハＷは、部分的に偏ることなく均等に加熱リング３側に押圧される。このように窒素ガスを吹き付けながら、押さえリング５などの取外し工程が実行され、第６工程において、押さえリング５およびパッキン４などが半導体ウエハＷから持ち上げられて分離される。そして、パッキン４が半導体ウエハＷから分離した直後に、窒素ガスの吹付けを停止する。
According to the above configuration, in the fifth step, for example, nitrogen gas is blown into the
以上のように、第２実施形態に係る処理装置１ａによれば、窒素ガスの吹付けによる半導体ウエハＷへの押圧が部分的に偏ることのないように、給気ノズル１１が配置されているので、前述した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、前述した第１実施形態では、半導体ウエハＷに亀裂などが生じたときに、処理室２０にエッチング液が残留していた場合、亀裂を介して真空溝３ｄや貫通孔３ｇにエッチング液が吸引されてしまい、処理装置１の故障を招くおそれがある。これに対し、本実施形態の処理装置１ａでは、真空ポンプＰなどを用いることなく、パッキン４などの分離が行われ、また、パッキン４の分離直後に窒素ガスの吹付けが停止される。したがって、エッチング液が飛散することによる処理室２０からのエッチング液の漏出を防止できるので、処理装置１の信頼性を向上させることができる。
As described above, according to the
なお、上述した処理装置１ａでは、第１実施形態と同様に、真空室２ｃ、５ｃ、シリンダ７および真空装置などを用いて、支持ベース２および押さえリング５を互いに締結するものとして説明したが、これらを省略し、蓋体１０および押さえリング５などの重量によって、パッキン４および半導体ウエハＷを、支持ベース２との間に狭持するようにしてもよい。その場合、パッキン４によって半導体ウエハＷと押さえリング５との間を確実にシールするために、蓋体１０および押さえリング５は、所要の重量を有するように構成される。また、例えば蓋体１０を、シリンダ（図示せず）などを用いて支持ベース２側に外部から押圧することによって、半導体ウエハＷを狭持するようにしてもよい。また、真空装置および真空室２ｃ、５ｃなどによる締結と、蓋体１０などの重量やシリンダなどでの押圧による締結とを併用してもよい。また、蓋体１０を省略し、処理室２０が開放された状態で、給気ノズル１０から半導体ウエハＷに窒素ガスを吹き付けるようにしてもよい。
In the
また、上述した処理装置１ａによる第５工程では、窒素ガスを吹き付けながら、押さえリング５および蓋体１０を取り外すものとして説明したが、例えば、処理室２０を密閉したまま、窒素ガスの吹付けを継続することによって、処理室２０内の気圧を上昇させた後、押さえリング５などを分離するようにしてもよい。この場合、処理室２０内の上昇した気圧によって、半導体ウエハＷが、支持ベース２側に押圧されるので、パッキン４などを半導体ウエハＷから容易に分離でき、第１実施形態に係る処理装置１と同様の効果を得ることができる。
Moreover, in the 5th process by the
図５（Ｂ）は、前述した蓋体１０の変形例を示している。同図に示すように、この変形例の蓋体１０ａには、第２実施形態の蓋体１０と比較して、より多くの給気ノズル１１が設けられている。具体的には、蓋体１０と同様に中央に配置された給気ノズル１１に加え、蓋体１０ａの外縁部において周方向に等間隔で配置された複数（例えば４つ）の給気ノズル１１が設けられている。
FIG. 5B shows a modification of the
この変形例の蓋体１０ａを用いた場合、第５工程において、半導体ウエハＷには、中央の給気ノズル１１からだけでなく、外縁部の複数の給気ノズル１１からも窒素ガスが吹き付けられる。それにより、半導体ウエハＷは、その中央および外縁部を介して、支持ベース２側に部分的に偏りなく押圧される。したがって、本変形例の蓋体１０ａを用いた場合でも、上述した第２実施形態に係る処理装置１ａと同様の効果を得ることができる。
When the
図６は、第３実施形に係る処理装置を示している。以下、本実施形態の処理装置１ｂについて、前述した第１および第２実施形態の処理装置１、１ａと共通する構成には同じ符号を付し、処理装置１、１ａとの差異を中心に説明する。
FIG. 6 shows a processing apparatus according to the third embodiment. Hereinafter, regarding the
同図に示すように、第３実施形態の処理装置１ｂでは、第２実施形態の処理装置１ａと同様に、蓋体１０ｂが押さえリング５に載置されている。また、蓋体１０ｂには、その中央に配置された給気ノズル１１と、外縁部に配置された複数の給気ノズル１１ａ（付勢手段）および吸引ノズル１２が設けられている。具体的には、互いに隣接する給気ノズル１１ａおよび吸引ノズル１２を一組として、これを周方向に等間隔で並ぶように配置しており、図７（Ａ）に示すように、本実施形態では、計４組の給気ノズル１１ａおよび吸引ノズル１２が設けられている（図６には一組のみ図示）。
As shown in the figure, in the
給気ノズル１１ａは給気ノズル１１と同じく窒素ガスを処理室２０内に供給する一方、吸引ノズル１２は処理室２０からエッチング液Ｌを吸引して排出するものである。また、給気ノズル１１ａ、および吸引ノズル１２は、半導体ウエハＷの上面に対して垂直に、且つ、給気ノズル１１ａの吹出し口および吸引ノズル１２の吸引口が半導体ウエハＷのすぐ直上に位置するように、延びている。他の構成は、前述した第１および第２実施形態と同様である。
The
以上の構成によれば、エッチング工程においてエッチング処理が終了した後、吸引ノズル１２からエッチング液が排出される。その際、給気ノズル１１、１１ａから窒素ガスを吹き出させることによって、エッチング液が吸引ノズル１２の吸引口付近に誘導される。その結果、図８に示すように、吸引ノズル１２による吸引と給気ノズル１１、１１ａからの窒素ガスの吹出しを組み合わせた場合、処理室２０内に残留するエッチング液の残量が、吸引ノズル１２による吸引のみの場合よりも減少し、より多くのエッチング液が回収される。また、純水洗浄の工程においても、純水で希釈したエッチング液を吸引ノズル１２で吸引する際、給気ノズル１１、１１ａから窒素ガスを吹き出させることにより、より多くの希釈したエッチング液が吸引される。
According to the above configuration, the etching solution is discharged from the
また、乾燥工程を実行した後、第５の工程において、給気ノズル１１、１１ａから窒素ガスを半導体ウエハＷに吹き付けることによって、半導体ウエハＷを支持ベース２側に付勢するとともに、第６の工程において押さえリング５およびパッキン４などを半導体ウエハＷから分離する。
In addition, after performing the drying step, in the fifth step, nitrogen gas is blown onto the semiconductor wafer W from the
以上のように、第３実施形態に係る処理装置１ｂによれば、吸引ノズル１２からエッチング液を排出する際、窒素ガスの吹付けを同時に行うことにより、より多くのエッチング液を回収することができる。また、純水洗浄の工程においても、より多くの希釈したエッチング液を回収でき、処理室２０内に残留するエッチング液がより少なくなることによって、乾燥工程において、半導体ウエハＷに気体を吹き付けるだけで、半導体ウエハＷを乾燥させることが可能になる。また、窒素ガスの吹付けにより半導体ウエハＷを付勢しながら、パッキン４などを半導体ウエハＷから分離させるので、前述した第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the
図７（Ｂ）は、第３実施形態における蓋体１０ｂの第１の変形例を示している。この蓋体１０ｃでは、計３組の給気ノズル１１ａおよび吸引ノズル１２が、蓋体１０ｂの外縁部において周方向に等間隔で配置されている。
FIG. 7B shows a first modification of the
図７（Ｃ）は、第２の変形例に係る蓋体１０ｄを示している。この蓋体１０ｄは、前述した第３実施形態の蓋体１０ｂと比較して、中央の給気ノズル１１が省略されている。他の構成は蓋体１０ｂと同じである。
FIG. 7C shows a
図７（Ｄ）は、第３の変形例に係る蓋体１０ｅを示している。この蓋体１０ｅは、第３実施形態の蓋体１０ｂと比較して、外縁部に配置された給気ノズル１１ａおよび吸引ノズル１２の配置が異なっている。蓋体１０ｂでは、互いに隣接する給気ノズル１１ａおよび吸引ノズル１２を一組として、これを周方向に等間隔で４組、配置したのに対し、本変形例では、それぞれ４つの給気ノズル１１ａおよび吸引ノズル１２を、周方向に交互に等間隔で配置している。他の構成は蓋体１０ｂと同じである。
FIG. 7D shows a
以上の変形例に係る蓋体１０ｃ〜１０ｅのいずれを用いた場合でも、第３実施形態にかかる処理装置１ｂと同様の効果を得ることができる。
Even when any of the
なお、上述した第２および第３実施形態では、蓋体１０などで密閉した処理室２０に窒素ガスを供給することで、半導体ウエハＷを支持ベース２側に押圧するように構成したが、これに加えて、前述した第１実施形態の処理装置１のように、真空ポンプＰなどを用いて、半導体ウエハＷを支持ベース２側に吸引するようにしてもよい。それにより、窒素ガスの吹付けによる半導体ウエハＷの押圧と、真空ポンプＰによる吸引とを組み合わせることによって、半導体ウエハＷを加熱リング３により確実に固定することができる。
In the second and third embodiments described above, the semiconductor wafer W is pressed toward the
また、上述した各実施形態では、第４の工程におけるエッチング処理の際、エッチング液の温度管理を、加熱リング３に接続した加熱ヒータで半導体ウエハＷを加熱することによって行うものとして説明したが、これに代えて、加熱ヒータを処理室２０内のエッチング液に投入し、エッチング液の温度を上昇または維持するように直接、加熱することによって行うようにしてもよい。
Further, in each of the above-described embodiments, it has been described that the temperature management of the etching solution is performed by heating the semiconductor wafer W with a heater connected to the
また、本発明は上述した各実施例に限定されるものではなく、例えば、パッキンやシリンダの形状や構造、および支持ベースや押さえリングの材質や構造などについても、種々の変形が可能であり、また、加速度センサや圧力センサのセンサチップの製造以外にも、半導体ウエハの表面処理全般に本発明を適用することができる。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made to the shape and structure of the packing and the cylinder, and the material and structure of the support base and the pressing ring. In addition to the manufacture of sensor chips for acceleration sensors and pressure sensors, the present invention can be applied to the entire surface treatment of semiconductor wafers. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.
１、１ａ、１ｂ 処理装置
２ 支持ベース
４ パッキン（シール材）
５ 押さえリング（筒状体）
９ 吸気路（付勢手段）
１１ 給気ノズル（付勢手段）
１１ａ 給気ノズル（付勢手段）
２０ 処理室
Ｗ 半導体ウエハ
Ｐ 真空ポンプ（付勢手段）
1, 1a, 1b processing device
2 Support base
4 Packing (seal material)
5 Presser ring (cylindrical body)
9 Air intake path (energizing means)
11 Air supply nozzle (biasing means)
11a Air supply nozzle (biasing means)
20 Processing chamber W Semiconductor wafer P Vacuum pump (biasing means)
Claims (7)
前記半導体ウエハが載置された状態で当該半導体ウエハを支持するための支持ベース（２）と、
前記半導体ウエハの前記支持ベースと反対側に設けられ、前記半導体ウエハの外縁部に沿って延びるリング状のシール材（４）と、
当該シール材に載置され、当該シール材を押圧することによって、前記半導体ウエハおよび前記シール材を前記支持ベースとの間に狭持するための筒状体（５）と、
前記支持ベースおよび前記筒状体により前記半導体ウエハおよび前記シール材が狭持された状態で、前記半導体ウエハ、前記シール材および前記筒状体によって取り囲まれた処理室（２０）に前記処理液を注入することによって、前記半導体ウエハの一方の面に表面処理を施す表面処理手段と、
前記半導体ウエハを前記支持ベース側に付勢する付勢手段と、
前記表面処理手段による表面処理を実行した後、前記付勢手段によって前記半導体ウエハを付勢した状態で、前記筒状体および前記シール材を前記半導体ウエハから分離する分離手段と、
を備え、
前記付勢手段は、
真空ポンプ（Ｐ）と、
当該真空ポンプと前記半導体ウエハの前記支持ベース側の他方の面とを接続する吸気路（９）と、
を有し、前記分離手段により前記筒状体および前記シール材を前記半導体ウエハから分離するときに、前記真空ポンプを駆動することにより、前記吸気路を介して前記半導体ウエハを前記支持ベース側に吸引することによって、前記半導体ウエハを前記支持ベース側に付勢することを特徴とする半導体ウエハの表面処理装置。 A semiconductor wafer surface treatment apparatus (1, 1a, 1b) for performing a surface treatment with a treatment liquid on a surface of a semiconductor wafer (W),
A support base (2) for supporting the semiconductor wafer in a state where the semiconductor wafer is mounted;
A ring-shaped sealing material (4) provided on the opposite side of the support base of the semiconductor wafer and extending along an outer edge of the semiconductor wafer;
A cylindrical body (5) mounted on the sealing material and sandwiching the semiconductor wafer and the sealing material with the support base by pressing the sealing material;
In a state where the semiconductor wafer and the sealing material are held between the support base and the cylindrical body, the processing liquid is poured into the processing chamber (20) surrounded by the semiconductor wafer, the sealing material and the cylindrical body. Surface treatment means for performing surface treatment on one surface of the semiconductor wafer by injecting;
A biasing means for biasing the semiconductor wafer toward the support base;
Separation means for separating the cylindrical body and the sealing material from the semiconductor wafer in a state where the semiconductor wafer is biased by the biasing means after performing the surface treatment by the surface treatment means;
Equipped with a,
The biasing means is
A vacuum pump (P);
An intake passage (9) connecting the vacuum pump and the other surface of the semiconductor wafer on the support base side;
And when separating the cylindrical body and the sealing material from the semiconductor wafer by the separating means, the vacuum pump is driven to bring the semiconductor wafer to the support base side through the intake passage. by sucking, surface treatment apparatus of the semiconductor wafer, wherein biasing to Rukoto the semiconductor wafer to the support base side.
前記筒状体に載置され、前記処理室を密閉するための蓋体（１０、１０ａ〜１０ｅ）と、
当該蓋体によって密閉された前記処理室内に気体を吹き付けることにより、当該処理室内の気圧を向上させることによって、前記半導体ウエハを前記支持ベース側に付勢する給気ノズル（１１、１１ａ）と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウエハの表面処理装置。
The biasing means is
A lid (10, 10a to 10e) placed on the cylindrical body and for sealing the processing chamber;
An air supply nozzle (11, 11a) for urging the semiconductor wafer toward the support base by blowing gas into the processing chamber sealed by the lid, thereby improving the atmospheric pressure in the processing chamber;
The surface treatment apparatus for a semiconductor wafer according to claim 1, comprising:
前記半導体ウエハを支持するための支持ベース（２）に、前記半導体ウエハを載置する第１の工程と、 A first step of placing the semiconductor wafer on a support base (2) for supporting the semiconductor wafer;
筒状体（５）および前記半導体ウエハの周縁部に沿って延びるリング状のシール材（４）を、前記半導体ウエハの前記支持ベースと反対側の面に載置する第２の工程と、 A second step of placing a cylindrical body (5) and a ring-shaped sealing material (4) extending along a peripheral edge of the semiconductor wafer on a surface opposite to the support base of the semiconductor wafer;
前記半導体ウエハおよび前記シール材を前記支持ベースおよび前記筒状体との間に挟持する第３の工程と、 A third step of sandwiching the semiconductor wafer and the sealing material between the support base and the cylindrical body;
前記半導体ウエハ、前記シール材および前記筒状体によって取り囲まれた処理室（２０）に前記処理液を注入することによって、前記半導体ウエハの一方の面に表面処理を施す第４の工程と、 A fourth step of performing a surface treatment on one surface of the semiconductor wafer by injecting the treatment liquid into a treatment chamber (20) surrounded by the semiconductor wafer, the sealing material, and the cylindrical body;
前記半導体ウエハを前記支持ベース側に付勢する第５の工程と、 A fifth step of biasing the semiconductor wafer toward the support base;
前記第４の工程を実行した後、かつ前記第５の工程の実行中に、前記筒状体および前記シール材を前記半導体ウエハから分離する第６の工程と、 A sixth step of separating the cylindrical body and the sealing material from the semiconductor wafer after performing the fourth step and during the execution of the fifth step;
を備え、With
前記第５の工程では、真空ポンプ（Ｐ）を駆動することにより、当該真空ポンプと前記半導体ウエハの前記支持ベース側の他方の面とを連通する吸気路（９）を介して、前記支持ベース側に吸引することによって、前記半導体ウエハを前記支持ベース側に付勢することを特徴とする半導体ウエハの表面処理方法。 In the fifth step, by driving the vacuum pump (P), the support base is connected via an intake passage (9) communicating the vacuum pump and the other surface of the semiconductor wafer on the support base side. A surface treatment method for a semiconductor wafer, wherein the semiconductor wafer is biased toward the support base by suctioning toward the side.
前記処理室を密閉するための蓋体（１０、１０ａ〜１０ｅ）を前記筒状体に載置し、
当該蓋体に設けられた給気ノズル（１１、１１ａ）から、前記蓋体によって密閉された前記処理室内に気体を吹き付けることにより、当該処理室内の気圧を上昇させることによって、前記半導体ウエハを前記支持ベース側に付勢することを特徴とする請求項５に記載の半導体ウエハの表面処理方法。 In the fifth step,
A lid (10, 10a to 10e) for sealing the processing chamber is placed on the cylindrical body,
From supply nozzles provided in the lid (11, 11a), by blowing a gas into the processing chamber which is sealed by the lid, by Rukoto raises the pressure of the processing chamber, said semiconductor wafer The semiconductor wafer surface treatment method according to claim 5 , wherein the semiconductor wafer surface is biased toward the support base.
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