JP6746230B2 - ウェーハの製造方法 - Google Patents

ウェーハの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6746230B2
JP6746230B2 JP2016239245A JP2016239245A JP6746230B2 JP 6746230 B2 JP6746230 B2 JP 6746230B2 JP 2016239245 A JP2016239245 A JP 2016239245A JP 2016239245 A JP2016239245 A JP 2016239245A JP 6746230 B2 JP6746230 B2 JP 6746230B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
holding
back surface
power
grinding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016239245A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018098286A (ja
Inventor
栄 松崎
栄 松崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Disco Corp
Original Assignee
Disco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Disco Corp filed Critical Disco Corp
Priority to JP2016239245A priority Critical patent/JP6746230B2/ja
Priority to TW106137926A priority patent/TW201826369A/zh
Priority to KR1020170165054A priority patent/KR20180066852A/ko
Priority to CN201711257763.4A priority patent/CN108231577B/zh
Publication of JP2018098286A publication Critical patent/JP2018098286A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6746230B2 publication Critical patent/JP6746230B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/322—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections
    • H01L21/3221—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to modify their internal properties, e.g. to produce internal imperfections of silicon bodies, e.g. for gettering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26—Bombardment with radiation
    • H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/26506—Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation in group IV semiconductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

本発明は、ゲッタリング層を備えるウェーハを製造するためのウェーハの製造方法に関する。
各種の電子機器等に組み込まれるデバイスチップを小型化、軽量化するために、デバイスチップに分割する前のウェーハを薄く加工する機会が増えている。例えば、複数の砥粒が結合材に分散されてなる砥石工具を回転させて、ウェーハの任意の面に接触させることで、このウェーハを研削して薄くできる。一方で、上述のような砥石工具を用いてウェーハを研削すると、研削痕や研削歪が被研削面に残ってウェーハの抗折強度は低下してしまう。
そこで、ウェーハを研削した後には、研磨（例えば、化学機械研磨）やエッチング（例えば、プラズマエッチング）等の方法で被研削面に残留する研削痕や研削歪を除去している。しかしながら、研削痕や研削歪を完全に除去すると、デバイスに悪影響を与える金属等を捕集するゲッタリング効果も失われてしまう。その結果、デバイスの機能が損なわれ易くなる。
この問題を解消するために、ウェーハの被研削面を不活性ガスから生成されるプラズマ（特に、イオン）に曝し、被研削面に微細な凹凸を形成してゲッタリング効果を再び得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、研削痕や研削歪の除去を目的とするエッチングに比べて低い周波数の交流電力が使用される。周波数の高い交流電力を用いると、質量の大きいイオンが交流電力の周波数に追従しきれなくなり、ウェーハの加工に適したイオンの移動量（振幅）が得られないためである。
特開２０１０−１７７４３０号公報
上述の通り、ウェーハの被研削面にゲッタリング効果を持つ微細な凹凸（以下、ゲッタリング層）を形成する際には、イオンの移動量を確保できる程度に交流電力の周波数を低く抑えることが望ましい。一方で、交流電力の周波数が低くなり過ぎると、生成されるプラズマ（イオン）の密度も低くなって、ウェーハの加工に長い時間を要してしまう。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ゲッタリング層を備えるウェーハを短い時間で製造できるウェーハの製造方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、表面側にデバイスを有するウェーハを加工して裏面側にゲッタリング層を備えるウェーハを製造するウェーハの製造方法であって、該表面に貼付された保護部材を介して、凸状に湾曲した保持面を有する保持テーブルの該保持面でウェーハを保持する保持ステップと、該保持ステップの後、該保持面の形状に沿って凸状に湾曲したウェーハの該裏面側にアルゴンガスをプラズマ化させて得られるアルゴンイオンを衝突させることで、ウェーハの該裏面側にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成ステップと、を備えることを特徴とするウェーハの製造方法が提供される。
本発明の一態様において、該ゲッタリング層形成ステップの前に、第１の周波数の交流電力を供給して第１のガスをプラズマ化させることで、ウェーハの該裏面をプラズマエッチングして該裏面の研削痕又は研削歪を除去するエッチングステップを更に備え、該ゲッタリング層形成ステップでは、該第１の周波数の交流電力と、該第１の周波数より低い第２の周波数の交流電力とを重畳させるように供給し、該アルゴンガスをプラズマ化させて得られるアルゴンイオンをウェーハの該裏面に衝突させることで、ウェーハの該裏面側にゲッタリング層を形成することが好ましい。
本発明の一態様に係るウェーハの製造方法では、保持テーブルの保持面の形状に沿って凸状に湾曲したウェーハの裏面側にアルゴンイオンを衝突させるので、ウェーハを構成する原子の原子間距離が引き延ばされ、裏面側に衝突するアルゴンイオンはウェーハの内部に侵入し易くなる。これにより、ゲッタリング層を短時間に形成できる。すなわち、ゲッタリング層を備えるウェーハを短い時間で製造できる。
図１（Ａ）は、ウェーハの構成例を模式的に示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、ウェーハに保護部材が貼付される様子を模式的に示す斜視図である。 研削ステップについて説明するための一部断面側面図である。 プラズマ処理装置の構成例を模式的に示す図である。 図４（Ａ）は、保持ステップについて説明するための一部断面側面図であり、図４（Ｂ）は、エッチングステップについて説明するための一部断面側面図であり、図４（Ｃ）は、ゲッタリング層形成ステップについて説明するための一部断面側面図である。
添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。本実施形態に係るウェーハの製造方法は、研削ステップ（図２参照）、保持ステップ（図４（Ａ）参照）、エッチングステップ（図４（Ｂ）参照）、及びゲッタリング層形成ステップ（図４（Ｃ）参照）を含む。
研削ステップでは、表面側にデバイスを有するウェーハの裏面側を研削して、このウェーハを所定の厚みまで薄くする。保持ステップでは、ウェーハの表面側に貼付された保護部材を介して、保持テーブルの凸状に湾曲した保持面でウェーハを保持する。エッチングステップでは、第１の周波数の交流電力を供給して第１のガスをプラズマ化させることで、ウェーハの裏面をプラズマエッチングして研削痕又は研削歪を除去する。
ゲッタリング層形成ステップでは、第１の周波数の交流電力と、第１の周波数より低い第２の周波数の交流電力と、を重畳させて得られる希ガス（第１８族元素）のイオンを、保持面の形状に沿って凸状に湾曲したウェーハの裏面側に衝突させることで、ゲッタリング機能を有するゲッタリング層を形成する。以下、本実施形態に係るウェーハの製造方法について詳述する。
図１（Ａ）は、本実施形態で使用されるウェーハ１１の構成例を模式的に示す斜視図である。図１（Ａ）に示すように、ウェーハ１１は、シリコン（Ｓｉ）等の半導体材料を用いて円盤状に形成されており、その表面１１ａ側は、例えば、中央のデバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とに分けられる。デバイス領域は、格子状に配列された切断予定ライン（ストリート）１３で更に複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）、メモリ等のデバイス１５が形成されている。
なお、本実施形態では、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハ１１を用いるが、ウェーハ１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板をウェーハ１１として用いることもできる。同様に、デバイス１５の種類、数量、大きさ、配置等にも制限はない。
本実施形態に係るウェーハの製造方法を実施する前には、上述したウェーハ１１の表面１１ａ側に保護部材を貼付しておく。図１（Ｂ）は、ウェーハ１１に保護部材２１が貼付される様子を模式的に示す斜視図である。保護部材２１は、例えば、ウェーハ１１と概ね同じ形状を持つ樹脂製のフィルム（テープ）等であり、その表面２１ａ側には、粘着力を有する糊層が設けられている。
そのため、図１（Ｂ）に示すように、保護部材２１の表面２１ａ側をウェーハ１１の表面１１ａ側に密着させることで、ウェーハ１１の表面１１ａ側に保護部材２１を貼付できる。このように、ウェーハ１１の表面１１ａ側に保護部材２１を貼付することで、後の各ステップで加わる衝撃等を緩和して、ウェーハ１１（特に、デバイス１５）の破損を防止できる。
ウェーハ１１の表面１１ａ側に保護部材２１を貼付した後には、このウェーハ１１の裏面１１ｂ側を研削して、ウェーハ１１を所定の厚みまで薄くする研削ステップを行う。図２は、研削ステップについて説明するための一部断面側面図である。研削ステップは、例えば、図２に示す研削装置２を用いて行われる。
研削装置２は、ウェーハ１１を吸引、保持するためのチャックテーブル４を備えている。チャックテーブル４は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。また、チャックテーブル４の下方には、移動機構（不図示）が設けられており、チャックテーブル４は、この移動機構によって水平方向に移動する。
チャックテーブル４の上面の一部は、ウェーハ１１の表面１１ａ側（保護部材２１側）等を吸引、保持する保持面４ａになっている。保持面４ａは、チャックテーブル４の内部に形成された吸引路（不図示）等を介して吸引源（不図示）に接続されている。吸引源の負圧を保持面４ａに作用させることで、ウェーハ１１は、チャックテーブル４に吸引、保持される。なお、このチャックテーブル４の代わりに、機械的又は電気的な別の方法でウェーハ１１を保持するチャックテーブルを用いても良い。
チャックテーブル４の上方には、研削ユニット６が配置されている。研削ユニット６は、昇降機構（不図示）に支持されたスピンドルハウジング（不図示）を備えている。スピンドルハウジングには、スピンドル８が収容されており、スピンドル８の下端部には、円盤状のマウント１０が固定されている。
マウント１０の下面には、マウント１０と概ね同径の研削ホイール１２が装着されている。研削ホイール１２は、ステンレス、アルミニウム等の金属材料で形成されたホイール基台１４を備えている。ホイール基台１４の下面には、ダイヤモンド等の砥粒を樹脂等の結合材で固定してなる複数の研削砥石１６が環状に配列されている。
スピンドル８の上端側（基端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、研削ホイール１２は、この回転駆動源で発生する力によって、鉛直方向に概ね平行な回転軸の周りに回転する。研削ユニット６の内部又は近傍には、純水等の研削液をウェーハ１１等に対して供給するためのノズル（不図示）が配置されている。
研削ステップでは、まず、ウェーハ１１に貼られている保護部材２１の裏面２１ｂをチャックテーブル４の保持面４ａに接触させて、吸引源の負圧を作用させる。これにより、ウェーハ１１は、裏面１１ｂ側が上方に露出した状態でチャックテーブル４に保持される。
次に、チャックテーブル４を研削ユニット６の下方に移動させる。そして、図２に示すように、チャックテーブル４と研削ホイール１２とをそれぞれ回転させて、研削液をウェーハ１１の裏面１１ｂ等に供給しながらスピンドルハウジング（スピンドル８、研削ホイール１２）を下降させる。
スピンドルハウジングの下降速度は、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に研削砥石１６の下面が適切に押し当てられる範囲で調整される。これにより、裏面１１ｂ側を研削してウェーハ１１を薄くできる。ウェーハ１１が所望の厚みまで薄くなると、研削ステップは終了する。
研削ステップの後には、保持テーブルの凸状に湾曲した保持面でウェーハを保持する保持ステップを行う。図３は、保持ステップ等に使用されるプラズマ処理装置２２の構成例を模式的に示す図である。なお、本実施形態では、容量結合型のプラズマ処理装置２２を用いる例について説明するが、誘導結合型、その他のプラズマ処理装置を用いても良い。
図３に示すように、プラズマ処理装置２２は、内部に処理用の空間２４が形成されたチャンバ２６を備えている。チャンバ２６の側壁２６ａには、ウェーハ１１を搬入、搬出するための開口２８が形成されている。開口２８の外部には、開口２８を閉じるためのシャッター３０が取り付けられている。
シャッター３０の下方には、開閉機構３２が設けられており、シャッター３０は、この開閉機構３２によって上下に移動する。開閉機構３２でシャッター３０を下方に移動させて、開口２８を開くことにより、開口２８を通じてウェーハ１１をチャンバ２６の空間２４に搬入し、又は、ウェーハ１１をチャンバ２６の空間２４から搬出できる。
チャンバ２６の底壁２６ｂには、排気口３４が形成されている。この排気口３４は、真空ポンプ等の排気ユニット３６に接続されている。チャンバ２６の空間２４には、下部電極ユニット３８と上部電極ユニット４０とが対向するように配置されている。下部電極ユニット３８は、支柱４２と、支柱４２の上端に設けられた円盤状の保持テーブル４４とを含む。支柱４２は、チャンバ２６の底壁２６ｂに形成された開口４６に挿入されている。
底壁２６ｂと支柱４２との間には、絶縁材４８が設けられており、チャンバ２６と下部電極ユニット３８とは、この絶縁材４８によって絶縁されている。また、下部電極ユニット３８（支柱４２）は、チャンバ２６の外部において、例えば、２種類の交流電源５０，５２に接続されている。
交流電源５０は、第１の周波数の交流電力（高周波電力）を下部電極ユニット３８に供給する。第１の周波数は、例えば、１３．５６ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの範囲において選択される任意の周波数であり、具体的には、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ等である。
一方で、交流電源５２は、第１の周波数より低い第２の周波数の交流電力（高周波電力）を下部電極ユニット３８に供給する。第２の周波数は、例えば、４００ｋＨｚ〜２ＭＨｚの範囲において選択される任意の周波数であり、具体的には、４００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ等である。
これらの交流電源５０，５２は、下部電極ユニット３８に対して少なくとも２種類の態様で交流電力を供給できるように構成されている。第１の態様では、交流電源５０から下部電極ユニット３８に対して電力を供給するが、交流電源５２から下部電極ユニット３８に対して電力を供給しない。一方、第２の態様では、交流電源５０，５２の両方から下部電極ユニット３８に対して電力を供給する。すなわち、第１の周波数の交流電力と第２の周波数の交流電力とを重畳させるように供給する。
保持テーブル４４の上面の一部は、ウェーハ１１の表面１１ａ側（保護部材２１側）を保持するための保持面４４ａになっている（図４（Ａ）等参照）。この保持面４４ａは、上に凸の形状（凸状）に湾曲している。具体的には、例えば、ウェーハ１１の外周縁に対応する保持面４４ａの周縁部に対して、ウェーハ１１の中心に対応する保持面４４ａの中央部の高さが、２ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは、８ｍｍ〜１２ｍｍ、代表的には、１０ｍｍ程度になっている。これにより、後述するように、ゲッタリング層を短時間に形成できる。
また、保持面４４ａには、複数の吸引口４４ｂ（図４（Ａ）等参照）が設けられており、この吸引口４４ｂは、下部電極ユニット３８の内部に形成された吸引路５４等を介して吸引源５６に接続されている。吸引源５６の負圧を吸引口４４ｂに作用させることで、ウェーハ１１は、保持面４４ａに吸引、保持される。
保持テーブル４４の上面側には、保持面４４ａの一部を構成する絶縁材５８が設けられている。絶縁材５８の内部には、複数の電極６０が埋め込まれている。例えば、この電極６０に電力を供給することで、各電極６０とウェーハ１１との間に電気的な力（代表的には、静電引力）を生じさせて、ウェーハ１１を吸着、保持できる。チャンバ２６の空間２４が減圧された場合には、吸引源５６の負圧でウェーハ１１を保持できなくなるので、この電気的な力を用いてウェーハ１１を保持する。
また、保持テーブル４４の内部には、冷却流路６２が形成されている。冷却流路６２の一端は、支柱４２の内部に形成された冷媒供給路６４を介して循環ユニット６６に接続されており、冷却流路６２の他端は、支柱４２の内部に形成された冷媒排出路６８を介して循環ユニット６６に接続されている。この循環ユニット６６を作動させると、冷媒は、冷媒供給路６４、冷却流路６２、冷媒排出路６８の順に流れ、保持テーブル４４を冷却する。
一方で、上部電極ユニット４０は、支柱７０と、支柱７０の下端に設けられた円盤状のガス供給プレート７２とを含んでいる。支柱７０は、チャンバ２６の上壁２６ｃに形成された開口７４に挿入されている。上壁２６ｃと支柱７０との間には、絶縁材７６が配置されており、チャンバ２６と上部電極ユニット４０とは、この絶縁材７６によって絶縁されている。
上部電極ユニット４０は、接地されている。また、支柱７０の上端部には、昇降機構７８の支持アーム８０が接続されている。上部電極ユニット４０は、この昇降機構７８によって上下に移動する。ガス供給プレート７２の下面には、複数のガス供給口８２が形成されている。ガス供給口８２は、支柱７０の内部に形成されたガス供給路８４を介して、例えば、２種類のガス供給源８６，８８に接続されている。
ガス供給源８６からは、ウェーハ１１のエッチングに適した第１のガスが供給される。ウェーハ１１がシリコンでなる場合、第１のガスとしては、例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ６）や、四フッ化炭素（ＣＦ４）等に代表されるフッ素系のガスを用いると良い。一方で、ガス供給源８８からは、ゲッタリング層の形成に適した第２のガスが供給される。第２のガスとしては、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）に代表される希ガスが用いられる。
図４（Ａ）は、保持ステップについて説明するための一部断面側面図である。保持ステップでは、まず、開閉機構３２によってシャッター３０を下方に移動させて、開口２８を開く。次に、開口２８を通じてウェーハ１１をチャンバ２６内の空間２４に搬入し、保持テーブル４４の保持面４４ａに載せる。具体的には、ウェーハ１１に貼付された保護部材２１の裏面２１ｂを保持面４４ａに接触させる。なお、ウェーハ１１の搬入時には、上部電極ユニット４０を上昇させて、ウェーハ１１を搬入するためのスペースを確保しておくと良い。
その後、例えば、吸引源５６の負圧を保持面４４ａに作用させた上で、電極６０に電力を供給する。これにより、ウェーハ１１は、研削後の裏面１１ｂ側が上方に露出した状態で保持テーブル４４に保持される。上述のように、保持面４４ａは、凸状に湾曲しているので、この保持面４４ａで保持されたウェーハ１１も、保持面４４ａの形状に沿って凸状に湾曲する。なお、ウェーハ１１を保持面４４ａで保持した後には、吸引源５６の負圧を遮断して良い。
保持ステップの後には、研削後のウェーハ１１の裏面１１ｂに残留した研削痕や研削歪を除去するためのエッチングステップを行う。図４（Ｂ）は、エッチングステップについて説明するための一部断面側面図である。エッチングステップでは、まず、開閉機構３２によってシャッター３０を上方に移動させて、開口２８を閉じる。これにより、空間２４が密閉される。
次に、排気ユニット３６を作動させて、空間２４を減圧する。また、昇降機構７８で上部電極ユニット４０を下降させて、下部電極ユニット３８と上部電極ユニット４０との距離を調整する。この状態で、ガス供給源８６から第１のガスを所定の流量で供給しつつ、交流電源５０から下部電極ユニット３８に第１の周波数の交流電力を供給すると、下部電極ユニット３８と上部電極ユニット４０との間に電位差が生じ、第１のガスはプラズマ化される。
このエッチングステップの条件は、例えば、次の通りである。
第１のガス：六フッ化硫黄（ＳＦ６）
ウェーハの上面（裏面）とガス供給プレートの下面との距離：１０ｍｍ
交流電力：１００Ｗ〜５ＫＷ
交流電力の周波数：１３．５６ＭＨｚ
チャンバ内の圧力：１Ｐａ〜２００Ｐａ
処理の時間：１０秒〜１０分
これにより、六フッ化硫黄（第１のガス）から生成されるプラズマ（ラジカル、イオン等）３１をウェーハ１１の裏面１１ｂに作用させて、この裏面１１ｂに残留する研削痕や研削歪を除去できる。その結果、ウェーハ１１の抗折強度は向上する。ただし、上述した条件は、ウェーハ１１の材質や、裏面１１ｂに求められる品質等に応じて適切に変更される。例えば、第２のガスや、窒素ガス、酸素ガス、水素ガス等を併せて供給しても良い。
エッチングステップの後には、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側に、ゲッタリング機能を有するゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成ステップを行う。図４（Ｃ）は、ゲッタリング層形成ステップについて説明するための一部断面側面図である。ゲッタリング層形成ステップでは、まず、ガス供給源８６による第１のガスの供給を停止した上で、ガス供給源８８から第２のガスの供給を開始する。これにより、チャンバ２６の空間２４は第２のガスで満たされる。
また、昇降機構７８で上部電極ユニット４０を上昇させて、下部電極ユニット３８と上部電極ユニット４０との距離がエッチングステップより大きくなるように調整する。この状態で、交流電源５０，５２の両方から下部電極ユニット３８に交流電力を供給すると、下部電極ユニット３８と上部電極ユニット４０との間に電位差が生じ、第２のガスはプラズマ化される。
このゲッタリング層形成ステップの条件は、例えば、次の通りである。
第２のガス：アルゴン（Ａｒ）
ウェーハの上面（裏面）とガス供給プレートの下面との距離：５０ｍｍ〜１００ｍｍ
第１の交流電力：１００Ｗ〜５ＫＷ
第１の交流電力の周波数：１３．５６ＭＨｚ
第２の交流電力：１００Ｗ〜５ＫＷ
第２の交流電力の周波数：２ＭＨｚ
チャンバ内の圧力：１Ｐａ〜８００Ｐａ
処理の時間：１０秒〜１０分
これにより、アルゴンガスをプラズマ化して得られるアルゴンイオン３３をウェーハ１１の裏面１１ｂに衝突させて、微細な凹凸を含むゲッタリング層１１ｃを形成できる。一般に、交流電力の周波数を高くすると、高い密度のプラズマ（イオン）を生成し易い。しかしながら、この場合には、質量の大きいイオンが交流電力の周波数に追従しきれず、ウェーハ１１の加工に適したイオンの移動量（振幅）が得られなくなる。
これに対して、本実施形態に係るウェーハの製造方法では、高い周波数の交流電力と低い周波数の交流電力とを重畳させるように供給するので、高い周波数の交流電力によって密度の高いプラズマ（イオン）を生成しながら、低い周波数の交流電力によってイオンを適切に移動させることができる。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂに対してアルゴンイオン３３を適切に衝突させて、デバイス１５の汚染の原因となる金属等を捕集するためのゲッタリング層１１ｃを形成できる。
また、本実施形態では、凸状に湾曲した保持面４４ａでウェーハ１１の表面１１ａ側を保持することで、保持面４４ａの形状に沿ってウェーハ１１を湾曲させている。これにより、ウェーハ１１の裏面１１ｂ側を構成する原子の原子間距離は引き延ばされ、アルゴンイオン３３がウェーハ１１の内部に侵入し易くなる。これにより、ゲッタリング層１１ｃを短時間に形成できる。
なお、ゲッタリング層形成ステップの後には、交流電力及び第２のガス（本実施形態ではアルゴンガス）の供給を停止した上で、シャッター３０を開き、開口２８を通じてウェーハ１１をチャンバ２６外に搬出すれば良い。これにより、表面１１ａ側にデバイス１５を有し、裏面１１ｂ側にゲッタリング層１１ｃを備えるウェーハ１１が完成する。
以上のように、本実施態様に係るウェーハの製造方法では、保持テーブル４４の保持面４４ａの形状に沿って凸状に湾曲したウェーハ１１の裏面１１ｂ側にアルゴンイオン３３を衝突させるので、ウェーハ１１を構成する原子の原子間距離が引き延ばされ、裏面１１ｂ側に衝突するアルゴンイオン３３はウェーハ１１の内部に侵入し易くなる。これにより、ゲッタリング層１１ｃを短時間に形成できる。すなわち、ゲッタリング層１１ｃを備えるウェーハ１１を短い時間で製造できる。
なお、本発明は、上記実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、研削痕や研削歪を除去するためにウェーハ１１の裏面１１ｂをプラズマエッチングするエッチングステップを行っているが、本発明はこの態様に限定されない。例えば、エッチングステップの代わりに、ウェーハ１１の裏面１１ｂを研磨（例えば、化学機械研磨）して研削痕や研削歪を除去する研磨ステップを行っても良い。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
１１ ウェーハ
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１１ｃ ゲッタリング層
１３ 分割予定ライン（ストリート）
１５ デバイス
２１ 保護部材
２１ａ 表面
２１ｂ 裏面
３１ プラズマ（ラジカル、イオン等）
３３ アルゴンイオン
２ 研削装置
４ チャックテーブル
４ａ 保持面
６ 研削ユニット
８ スピンドル
１０ マウント
１２ 研削ホイール
１４ ホイール基台
１６ 研削砥石
２２ プラズマ処理装置
２４ 空間
２６ チャンバ
２６ａ 側壁
２６ｂ 底壁
２６ｃ 上壁
２８ 開口
３０ シャッター
３２ 開閉機構
３４ 排気口
３６ 排気ユニット
３８ 下部電極ユニット
４０ 上部電極ユニット
４２ 保持テーブル
４４ 支柱
４６ 開口
４８ 絶縁材
５０，５２ 交流電源
５４ 吸引路
５６ 吸引源
５８ 絶縁材
６０ 電極
６２ 冷却流路
６４ 冷媒導入路
６６ 循環ユニット
６８ 冷媒排出路
７０ 支柱
７２ ガス供給プレート
７４ 開口
７６ 絶縁材
７８ 昇降機構
８０ 支持アーム
８２ ガス供給口
８４ ガス供給路
８６，８８ ガス供給源

Claims (2)

  1. 表面側にデバイスを有するウェーハを加工して裏面側にゲッタリング層を備えるウェーハを製造するウェーハの製造方法であって、
    該表面に貼付された保護部材を介して、凸状に湾曲した保持面を有する保持テーブルの該保持面でウェーハを保持する保持ステップと、
    該保持ステップの後、該保持面の形状に沿って凸状に湾曲したウェーハの該裏面側にアルゴンガスをプラズマ化させて得られるアルゴンイオンを衝突させることで、ウェーハの該裏面側にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成ステップと、を備えることを特徴とするウェーハの製造方法。
  2. 該ゲッタリング層形成ステップの前に、第１の周波数の交流電力を供給して第１のガスをプラズマ化させることで、ウェーハの該裏面をプラズマエッチングして該裏面の研削痕又は研削歪を除去するエッチングステップを更に備え、
    該ゲッタリング層形成ステップでは、該第１の周波数の交流電力と、該第１の周波数より低い第２の周波数の交流電力とを重畳させるように供給し、該アルゴンガスをプラズマ化させて得られるアルゴンイオンをウェーハの該裏面に衝突させることで、ウェーハの該裏面側にゲッタリング層を形成することを特徴とする請求項１に記載のウェーハの製造方法。
JP2016239245A 2016-12-09 2016-12-09 ウェーハの製造方法 Active JP6746230B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016239245A JP6746230B2 (ja) 2016-12-09 2016-12-09 ウェーハの製造方法
TW106137926A TW201826369A (zh) 2016-12-09 2017-11-02 晶圓的製造方法
KR1020170165054A KR20180066852A (ko) 2016-12-09 2017-12-04 웨이퍼의 제조 방법
CN201711257763.4A CN108231577B (zh) 2016-12-09 2017-12-04 晶片的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016239245A JP6746230B2 (ja) 2016-12-09 2016-12-09 ウェーハの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018098286A JP2018098286A (ja) 2018-06-21
JP6746230B2 true JP6746230B2 (ja) 2020-08-26

Family

ID=62633058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016239245A Active JP6746230B2 (ja) 2016-12-09 2016-12-09 ウェーハの製造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6746230B2 (ja)
KR (1) KR20180066852A (ja)
CN (1) CN108231577B (ja)
TW (1) TW201826369A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7304708B2 (ja) * 2019-02-15 2023-07-07 株式会社ディスコ ウェーハの加工方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56120133A (en) * 1980-02-26 1981-09-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Gettering process method using the bending of substrate
KR970003885B1 (ko) * 1987-12-25 1997-03-22 도오교오 에레구토론 가부시끼 가이샤 에칭 방법 및 그 장치
JPH0461325A (ja) * 1990-06-29 1992-02-27 Tokyo Electron Ltd 処理装置
JPH0824117B2 (ja) * 1992-10-27 1996-03-06 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法
JP3220619B2 (ja) * 1995-05-24 2001-10-22 松下電器産業株式会社 ガス伝熱プラズマ処理装置
JP4154067B2 (ja) * 1999-04-06 2008-09-24 株式会社ディスコ 研削装置
JP5226287B2 (ja) * 2007-12-07 2013-07-03 株式会社ディスコ ウェーハの研削方法
JP5331500B2 (ja) * 2009-01-29 2013-10-30 株式会社ディスコ ウエーハの処理方法
JP2012084780A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Renesas Electronics Corp 半導体装置の製造方法
JP6495086B2 (ja) * 2015-04-24 2019-04-03 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108231577A (zh) 2018-06-29
KR20180066852A (ko) 2018-06-19
CN108231577B (zh) 2022-10-11
JP2018098286A (ja) 2018-06-21
TW201826369A (zh) 2018-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5331500B2 (ja) ウエーハの処理方法
JP4288252B2 (ja) 半導体チップの製造方法
TW201643957A (zh) 晶圓的分割方法
US20060094210A1 (en) Semiconductor wafer processing method and processing apparatus
JP3695184B2 (ja) プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法
US10790193B2 (en) Wafer processing method
US10790192B2 (en) Wafer processing method
JP6746230B2 (ja) ウェーハの製造方法
JP7154697B2 (ja) 被加工物の加工方法
EP1548801A1 (en) Method for fabricating semiconductor wafer
JP6521815B2 (ja) 被加工物の加工方法
JP7353712B2 (ja) ウェーハの加工方法
JP6509636B2 (ja) ゲッタリング層形成方法
JP2005064234A (ja) プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置
JP7229631B2 (ja) ウェーハの加工方法
US11456213B2 (en) Processing method of wafer
JP3624905B2 (ja) プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法
US20050233548A1 (en) Method for fabricating semiconductor wafer
JP2023172142A (ja) チップの製造方法
TW202018828A (zh) 附金屬膜之半導體器件的製造方法
JP2005094045A (ja) プラズマエッチング装置およびプラズマエッチング方法
JP2003151964A (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191018

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200731

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200804

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200804

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6746230

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250