JP7279629B2 - 光電気化学エッチング装置 - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、光電気化学エッチング装置に関する。

特許文献１に、光電気化学エッチング装置が開示されている。このエッチング装置は、エッチング液を収容するとともに、紫外線を透過する窓を有する液槽と、半導体ウェハ（以下、単にウェハと称する）を、その一方の表面がエッチング液に接触する位置で支持する基板設置部と、液槽の窓を通じて、液槽の外部からウェハの一方の表面に光を照射する光源と、エッチング液に電気的に接続される第１電極と、基板設置部に支持されたウェハに電気的に接続される第２電極と、第１電極と第２電極とに接続された電源と、を備える。

特開２０１８－６７６８９号公報

上記した光電気化学エッチング装置では、ウェハの周縁部が液槽によって支持される。このような構成によると、ウェハの周縁部には、エッチング液を接触させることも、紫外線を照射することもできない。その結果、ウェハの中央部のみがエッチングされることとなり、ウェハの周縁部のみが、中央部と比較して厚く残ってしまう。本明細書では、このようなエッチング後の厚みのばらつきを防止し得る技術を提供する。

本明細書が開示する光電気化学エッチング装置は、エッチング液を収容するとともに、紫外線を透過させる窓を有する液槽と、ウェハの一方の表面がエッチング液に接触する位置で、ウェハの他方の表面を吸着して支持する真空チャックと、液槽の窓を通じて、液槽の外部からウェハの一方の表面に光を照射する光源と、エッチング液に電気的に接続される第１電極と、真空チャックに支持されたウェハに電気的に接続される第２電極と、第１電極と第２電極とに接続された電源とを備える。真空チャックは、ウェハに対して垂直な回転軸の周りに回転可能である。

上記した光電気化学エッチング装置では、ウェハの一方の表面をエッチング液に浸漬する際に、ウェハの他方の表面を真空チャックによって吸着支持する。このような構成によると、ウェハの一方の表面（即ち、エッチングすべき表面）の全体を、エッチング液に接触させることができ、かつ、当該表面の全体に紫外線を照射することができる。さらに、真空チャックは回転可能に構成されており、ウェハを介して液槽内のエッチング液を攪拌することで、ウェハの一方の表面の全体に均質なエッチング液を接触させ続けることができる。従って、ウェハのエッチングが均一に進行することによって、エッチング後のウェハの厚みのばらつきが抑制される。

本技術の一実施形態において、真空チャックは、真空チャックとウェハとの間に、ウェハの外周縁に沿って延びる封止材を備えてもよい。このような構成によると、ウェハの他方の表面に、エッチング液が接触することを禁止して、当該表面が意図せずエッチングされることを避けることができる。ここで、特に限定されないが、封止材は環状形を有するとともに、その外径はウェハの径よりも大きいとよい。このような構成によると、ウェハの他方の表面が真空チャックによって吸着支持されたときに、真空チャック、封止材、及び第２電極によってその全面を覆うことができる。

実施例の光電気化学エッチング装置１０の構成を示す。 光電気化学エッチング装置１０の要部を模式的に示す図。

図１及び図２を参照して、実施例の光電気化学エッチング装置１０について説明する。光電気化学エッチング装置１０は、ウェハ２０といった加工対象物に、光電気化学エッチングを実施する装置である。一般的に、光電気化学エッチングでは、エッチング液中に加工対象物（例えばウェハ２０）を配置し、同様にエッチング液中に配置された電極と、加工対象物との間に電圧を印加しながら、加工対象物に向けて紫外線等の光を照射する。これにより、光を照射されたウェハの表面が酸化されるとともに、その酸化物がエッチング液に溶解することによって、ウェハの当該表面がエッチングされる。

図１、図２に示すように、光電気化学エッチング装置１０は、液槽３０と、真空チャック１２と、光源３６とを備える。前述したように、ウェハ２０は、光電気化学エッチングによる加工対象であり、真空チャック１２によって支持される。ウェハ２０は、概して円板形状をしており、上面２０ａとその反対に位置する下面２０ｂとを有する。なお、後述にて詳細に説明するが、真空チャック１２はウェハ２０の上面２０ａを吸着して支持しており、液槽３０内でウェハ２０の位置を保持することができる。

液槽３０は、エッチング液３２を収容する。エッチング液３２は、一例ではあるが、フッ酸と硝酸の混合水溶液であってよい。液槽３０は、その一部分に、紫外線３８を透過させる窓３４を有する。特に限定されないが、窓３４は、例えばサファイアガラスといった、透明又は半透明の材料で構成されている。また、窓３４は、液槽３０の底壁に設けられているが、その位置は特に限定されない。

光源３６は、例えば紫外線ランプであって、主に紫外線３８を放射する発光器である。光源３６は、液槽３０の外部であって、特に、窓３４に対向する位置に設けられている。光源３６から照射された紫外線３８は、窓３４を通じて、液槽３０の内部に照射される。液槽３０内に照射された紫外線３８は、エッチング液３２を透過して、ウェハ２０の下面２０ｂに照射される。他の実施形態として、光源３６は、液槽３０内に配置されてもよく、この場合、液槽３０の窓は必ずしも必要とされない。

光電気化学エッチング装置１０は、一組の電極４２、４４をさらに備える。一組の電極４２、４４は、エッチング液３２に電気的に接続される第１電極４２と、真空チャック１２に支持されたウェハ２０に電気的に接続される第２電極４４とを有する。第１電極４２は、液槽３０に取り付けられており、その少なくとも一部は、液槽３０内のエッチング液３２内に浸漬されている。第１電極４２の具体的な位置や構成については、特に限定されない。本実施例における第１電極４２は、ウェハ２０の下面２０ｂの近傍に位置しており、光源３６によって下面２０ｂに照射される紫外線３８の経路を遮らないように配置されている。特に限定されないが、第１電極４２は環状形を有しており、例えばウェハ２０の径Ｄ１よりも大きい、内径Ｄ２及び外径Ｄ３を有する。

第２電極４４は、真空チャック１２に取り付けられており、真空チャック１２によって支持されたウェハ２０に接触する。これにより、第２電極４４は、真空チャック１２によって支持されたウェハ２０に電気的に接続されている。特に限定されないが、第２電極４４は真空チャック１２とウェハ２０の間に配置され、その両方に接続される。

第１電極４２と第２電極４４は、どちらも共通の電源４０に接続されている。なお、電源４０の正極は第２電極４４（即ちウェハ２０）に接続されており、電源４０の負極は、第１電極４２に接続されている。前述したように、第２電極４４は、真空チャック１２によって吸着支持されているウェハ２０と、電気的に接続されている。従って、電源４０が、第１電極４２と第２電極４４との間に電圧を印加すると、第１電極４２とウェハ２０との間に、エッチング液３２を介して電圧が印加される。

真空チャック１２は、ウェハ２０を保持するための治具であり、特に限定されないが、液槽３０に対して進退可能に構成されている。前述したように、真空チャック１２は、ウェハ２０の上面２０ａを吸着支持しており、液槽３０内でウェハ２０の位置を保持することができる。詳細には、真空チャック１２は、上面２０ａに接触し、接触面に負圧をかけることによって吸着し、ウェハ２０を支持する。さらに、真空チャック１２は、ウェハ２０の下面２０ｂがエッチング液３２に浸漬する位置で、ウェハ２０を保持することができる。従って、下面２０ｂには、エッチング液３２のみが接触している。このような構成によると、下面２０ｂの全体を、エッチング液３２に接触させることができ、かつ、当該下面２０ｂの全体に、光源３６から照射される紫外線３８を照らすことができる。その結果、下面２０ｂの全体は、光電気化学エッチング加工が実施される。その結果、エッチング後のウェハ２０の厚みのばらつきが抑制される。

真空チャック１２は、さらに、ウェハ２０に対して垂直な回転軸の周りに回転可能である。従って、真空チャック１２は、ウェハ２０を介して液槽３０内のエッチング液３２を攪拌することができる。その結果、エッチング加工中に、ウェハ２０の下面２０ｂの全体に対して、均質なエッチング液３２を接触させ続けることができる。即ち、ウェハ２０のエッチングが均一に進行する。その結果、エッチング後のウェハ２０の厚みのばらつきがさらに抑制される。

光電気化学エッチング装置１０は、さらに、真空チャック１２とウェハ２０との間に、ウェハ２０の外周縁に沿って延びる封止材２６を備える。封止材２６を構成する材料としては、特に限定されないが、例えばゴムやエラストマといった、柔軟性を有する材料が挙げられる。封止材２６は環状形を有するとともに、その外径Ｄ４はウェハ２０の径Ｄ１よりも大きいとよい。このような構成によると、上面２０ａが真空チャック１２によって吸着支持されるときに、真空チャック１２、封止材２６、及び第２電極４４によってその全面を覆うことができる。従って、上面２０ａに、エッチング液３２が接触することが禁止される。即ち、上面２０ａにエッチング液３２が意図せず接触し、エッチングすることを避けることができる。

以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは組み合わせによって技術的有用性を発揮するものである。

１０： 光電気化学エッチング装置
１２：真空チャック
２０：ウェハ
２０ａ：上面
２０ｂ：下面
２６：封止材
３０：液槽
３２：エッチング液
３４：窓
３６：光源
３８：紫外線
４０：電源
４２：第１電極
４４：第２電極

Claims (2)

1. エッチング液を収容するとともに、その一部に紫外線を透過させる窓を有する液槽と、
   ウェハの一方の表面が前記エッチング液に接触する位置で、前記ウェハの他方の表面を吸着して支持する真空チャックと、
   前記液槽の前記窓を通じて、前記液槽の外部から前記ウェハの前記一方の表面に光を照射する光源と、
   前記エッチング液に電気的に接続される第１電極と、前記真空チャックに支持された前記ウェハに電気的に接続される第２電極と、
   前記第１電極と前記第２電極とに接続された電源と、を備え、
   前記真空チャックは、前記ウェハに対して垂直な回転軸の周りに回転可能であり、
   前記真空チャックは、前記真空チャックと前記ウェハとの間に、前記ウェハの外周縁に沿って延びる封止材を備え、
   前記封止材は、環状形を有しており、
   前記封止材の外径は、前記ウェハの径よりも大きい、光電気化学エッチング装置。
2. 前記第１電極は、環状形を有しており、前記光源から前記ウェハの前記一方の表面に照射される光の経路を取り囲むように配置されている、請求項１に記載の光電気化学エッチング装置。

Images