JPH05270998A

JPH05270998A - ウェハ外周部のエッチング方法およびウェハ貼合わせ装置

Info

Publication number: JPH05270998A
Application number: JP6761492A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Sakon; 正佐近; Kenichi Kamimura; 賢一上村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1992-03-25
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1993-10-19

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はウェハ外周部のエッチング方法およ
びウェハの端面を揃えてブロックとするウェハ貼合わせ
装置を提供する。【構成】エッチング液に対して非反応性でかつ不溶性
の接着剤により多数枚のウェハの端面を揃えて貼合わせ
てブロックとし、続いて接着剤を溶解するがウェハとは
反応しない溶解液により該ブロックのウェハ外周部の接
着剤を除去し、続いてエッチング液によりウェハ外周部
のみをエッチングする。ウェハ貼合わせ装置は、接着剤
を収容する槽とウェハ端面を揃えるためのガイド、ウェ
ハ締め付け機構、ウェハ微動用超音波揺動機構を具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はウェハ外周部のエッチン
グ方法およびウェハの端面を揃えてブロックとするウェ
ハ貼合わせ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの歩留りを決定づける因子のひと
つに配線不良があるが、その主原因として、ＬＳＩ製造
工程でウェハあるいはウェハが接触する設備・治具から
発生する微粒子が考えられてきた。そのため、対策の一
つとして、ウェハメーカではウェハ端部の面取りを行っ
て来た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年では、面取り部分
を含むウェハ外周部の平滑さも問題になり、外周部をエ
ッチングすることが一般化している。ウェハの端面をエ
ッチングする方法が既にいくつか知られている。特開昭
６２−１３４９３５号公報には、全面エッチング処理前
に半導体ウェハの面取り部だけをエッチング液に浸漬さ
せるようにした半導体ウェハの表面処理方法が開示され
ている。しかし、この方法によれば、面取り部のエッチ
ングを行う際に複数枚の半導体ウェハはその主面が互い
に密着状態で積層挟持せしめられることとなり、密着挟
持せしめられる半導体ウェハの互いに接触する主面に傷
がついたり、またエッチング液が半導体ウェハの間に進
入し、面取り部にエッチングが限定されることなく、ウ
ェハ主平面を外周より不規則にエッチングし、ウェハ主
平面の部分的な縮小、または面精度の低下があった。

【０００４】特開平２−１５６２８号公報には、機械的
に面取り加工された複数枚の半導体ウェハを耐腐食性の
スペーサを介在させて挟持積層してエッチング液に浸漬
し、面取り部（端面）のみをエッチングする半導体ウェ
ハの製造方法が開示されている。この方法によれば主平
面への傷は入りにくくなるが、半導体ウェハに特有のオ
リエンテーションフラット部分の端部断面形状およびそ
の表面粗度を他外周部と同様にするためには挟持積層さ
れるスペーサにもオリエンテーションフラットをつけて
被エッチングウェハと同一形状にしておかなければなら
ない。半導体ウェハのオリエンテーションフラット形状
はユーザにより異なることがあるため、上記スペーサも
それに合わせて多数の種類が必要であり、これを使い分
ける必要がある。ウェハの直径の違いでも同様の使い分
けが必要であり、かくして上記方法を工業的に利用しよ
うとすると極めて煩雑なことになる。

【０００５】また、前記２つの方法ではウェハ端面はエ
ッチングできるが、ウェハ主平面（表面および裏面）外
周部、例えば最エッジから０．３ｍｍ離れた領域をも端
面と同時にエッチングするには問題がある。ウェハ外周
部の断面形状としては端部から主平面へとなめらかな曲
線になっていることが理想であり、端部と主平面との境
界が角ばっていたり、極端にえぐれていたりすることは
好ましくない。この理想的な断面形状を得る一つの手段
として、前述したように、ウェハ主平面外周部を端面と
同時にエッチングすることがあげられるが、従来の方法
で行うことは困難である。特開昭６２−１３４９３５号
公報の方法では原理的に困難であり、外周部がエッチン
グされたとしても前述したように不均一なエッチングと
なる。特開平２−１５６２８号公報の方法ではスペーサ
を被エッチングウェハより小さくすれば原理的には不可
能ではない。しかし、オリエンテーションフラットを合
わせた上にウェハ外周部の主平面が露出（例えば０．１
ｍｍ幅）されるようにウェハとスペーサを何枚も貼合わ
せることは極めて困難である。

【０００６】以上のように、端面をエッチングする従来
の方法には、制御性に乏しい、煩雑である、主平面外周
部がエッチングできない、等の欠点があった。したがっ
て、簡便でスループットが高く、制御性が良くて、端面
のみならず外周部をもエッチングして平滑な面を与える
新しいウェハ外周部エッチング方法の開発が望まれてい
た。

【０００７】本発明は、上述の問題を解決するウェハ外
周部のエッチング方法、ならびにその方法を用いる場合
に有用なウェハ貼合わせ装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のウェハ外周部の
エッチング方法は、ウェハ外周部のエッチングに際し、
エッチング液に対して非反応性でかつ不溶性の接着剤に
より多数枚のウェハの端面を揃えて貼合わせてブロック
状ウェハとし、続いて前記接着剤を溶解するがウェハと
は反応しない溶解液により前記ブロック状ウェハ外周部
の接着剤を除去し、続いて接着剤が除去された前記ブロ
ック状ウェハ外周部のみをエッチング液によりエッチン
グすることからなる。

【０００９】本発明のウェハ貼合わせ装置は、ウェハお
よび接着剤を収容する槽と、ウェハの端面を揃えるため
のガイドと、ウェハ面を押さえてウェハ同士を密着させ
るための締め付け機構と、ウェハを揺動させるための超
音波揺動機構とを具備している。

【００１０】

【作用】以下、図を参照しながら、本発明の具体的構成
と作用を説明する。本発明の端面の揃った貼合わせブロ
ックを製造するためのウェハ貼合わせ装置を図１、２
および３により説明する。図１、２および３は本発明
の装置の一例で、その平面図と２つの断面図である。ウ
ェハの接着剤を収容する槽（１）に接着剤 (２) を供給
口（７）から流し入れ、貼合わせたいウェハ（３）を、
オリエンテーションフラットを下にして、立てて浸漬す
る。槽（１）の側面内壁に連結されたガイド（４−１）
および槽（１）の底板に連結されたガイド（４−２）で
ウェハを挟むことによりウェハの端面が揃えられる。ロ
ッド（６−１）に連結された端板（５）とウェハ貼合わ
せブロック（９）との間隔をウェハが横倒しにならない
距離、例えばウェハ直径の半分程度にとっておけば、ウ
ェハ（３）が横倒しになることはない。この装置では、
槽（１）の側面内壁に連結された２つのガイド（４−
１）の間隔とウェハの直径が同じであり、ガイド（４−
１）の厚さを選ぶことにより前記間隔の微調整が可能で
ある。また、例えばガイド（４−１）の少なくとも一方
を側面内壁と連結せずに可動とし、他方のガイドとの間
隔が自由に変えられるようにすれば、ウェハの直径の大
小に応じて一つの槽で種々の直径の貼合わせブロックを
製造することも可能である。ガイド（４−１）および
（４−２）には接着剤（２）と反応しない材料を用いれ
ばよいが、この装置で使われているポリテトラフルオロ
エチレンのような樹脂が適していると言える。ステンレ
ス鋼等の金属ではウェハの金属接触部が金属汚染を受け
てＬＳＩ用材料として不適になるし、アルミナ等のセラ
ミックスではウェハ端面に傷がつく。この装置では槽
（１）はステンレス鋼でできているがウェハは槽（１）
と接触することがないため、ステンレス鋼と反応しない
接着剤を使用する限り金属汚染は起こらない。

【００１１】本発明の装置では、貼合わせたいウェハ
（３）と接着剤（２）とのなじみをよくして気泡の巻き
込みを抑制するとともに、端板（５）に連結されたロッ
ド（６−１）を押してウェハを締め付け、ウェハ貼合わ
せブロック（９）とする際にウェハの移動を容易にする
目的で超音波揺動によりウェハを揺動させる。この装置
では、超音波発振器（１２）が槽（１）の底板に３箇所
に分割されて取り付けられており、超音波揺動が必要な
箇所のみを作動させることができる。超音波発振器（１
２）による超音波揺動がないと、貼合わせたいウェハ
（３）に気泡がついたまま貼り合わされることがあり、
後にエッチングされるウェハ外周部にその気泡がたまた
ま位置する場合にはエッチングむらとして顕在化して問
題となる。超音波揺動には、貼合わせたいウェハ（３）
をウェハ貼合わせブロック（９）までロッド（６−１）
を押して移動させる際にその移動をスムーズにさせる働
きもあり、この過程でのウェハの破損防止に有効であ
る。また、超音波揺動には、オリエンテーションフラッ
ト端部が超音波揺動のない場合に比較して揃い易くなる
という効果もある。

【００１２】上述のように超音波揺動をさせながら貼合
わせたいウェハ（３）をロッド（６−１）により移動さ
せて密着させる操作を繰り返して所定枚数のウェハを密
着させたら、ロッド（６−２）を動かしてウェハ貼合わ
せブロック（９）を槽（１）の中央に移動させ、ロッド
（６−１）および（６−２）により両端からウェハ貼合
わせブロック（９）を締め付ける。超音波揺動をやめ、
締め付けはそのままの状態で排出口（１３）より接着剤
（２）を排出する。この装置においてはウェハ端板
（５）あるいは（１０）に連結されるロッド（６−１）
あるいは（６−２）の先端の連結部に切り欠き部が設け
られている。この切り欠き部にドライバー等の先端が平
らな棒をこじ入れることにより端板（５）および（１
０）とロッド（６−１）および（６−２）とを分離し、
ウェハ貼合わせブロック（９）を槽（１）から取り出
す。以上の操作により、図４の側面図に示したような端
面の揃ったウェハ貼合わせブロック（９）が得られる。
ウェハ貼合わせブロック（９）の側面には接着剤が余分
に付着することがあるので、場合によっては、布やブラ
シ等により該ブロック側面をスクラビングして余分な接
着剤を除去しておく必要がある。

【００１３】本発明のウェハ端面のエッチング方法を図
４により説明する。図４はウェハ貼合わせブロック
（９）の側面図と２つの端部拡大図を示す。上述の操作
により造られ、必要に応じて布やブラシ等により該ブロ
ック側面をスクラビングして余分な接着剤が除去された
ウェハ貼合わせブロック（９）のウェハ端部を拡大する
と図４のＡのような状態になっている。接着剤は溶解す
るがウェハとは反応しない液（以下、溶解液と称す
る）、例えば接着剤が有機物系樹脂だとすると塩化メチ
レン、イソプロピルアルコール等の溶剤に上記ウェハ貼
合わせブロック（９）を短時間浸漬してそのウェハ端部
を図４のＢのような状態、すなわちウェハ外周部の例え
ば０．１ｍｍ幅の主平面が露出している状態にする。こ
の際制御性を高めるためにウェハ貼合わせブロック
（９）を回転させながらウェハ外周部接着剤の溶解を行
うことが好ましい。また、ウェハ貼合わせブロック
（９）を必ずしも溶解液に浸漬する必要はなく、例えば
溶解液を吹き付ける等の方法によってもよい。接着剤に
対する溶解液の溶解力が強過ぎると制御が困難になるこ
とがあるが、そのような場合には、溶解温度を下げる、
溶解反応減速剤を溶解液に添加する等の処置が必要であ
る。

【００１４】このようにしてウェハ外周部の接着剤が除
去され、図４のＢのような状態になったウェハ貼合わせ
ブロック（９）を、ウェハのエッチング液中に浸漬して
ウェハ外周部のみをエッチングする。エッチングの速
度、均一性を高めるためにウェハ貼合わせブロック
（９）を回転させながらウェハ外周部のエッチングを行
うことが好ましい。また、ウェハ貼合わせブロック
（９）を必ずしもエッチング液に浸漬する必要はなく、
例えばエッチング液を吹き付ける等の方法によってもよ
い。なお、ウェハ外周部をエッチングした後には、接着
剤を溶解するなどしてウェハ貼合わせブロック（９）の
ウェハを分離する工程が必要であることは言うまでもな
い。エッチング液について本発明では特に限定しない。
対象となるウェハによって好適のエッチング液があり、
一概に規定することが難しいためである。例えば、５０
％弗酸：７０％硝酸：１００％酢酸を３：５：３の容量
比で混合したシリコンウェハエッチング用の公知のエッ
チング液を用いてもよいし、その他のエッチング液でも
よい。

【００１５】本発明では、ウェハ外周部のエッチングを
ウェハ製造工程のどこで行うかについては特に規定しな
い。ウェハ製造工程は、製造すべきウェハの目標品質や
周辺技術の向上等の条件により変化するため現在の標準
的方法が将来も標準的であるとは限らないし、また製造
すべきウェハの種類によっても異なるからである。エッ
チング液のところで例をあげたシリコンウェハを再び例
に取れば、現行の標準的製造工程は大略、単結晶インゴ
ットをダイヤモンドカッター等で薄板状にスライシング
してウェハとするスライシング工程と、スライシングに
よって得られた該ウェハの周辺部の角部を機械的に除去
する機械的面取り工程と、機械的面取り加工された該ウ
ェハの両面を研磨するラッピング工程と、ラッピング処
理された該半導体ウェハをエッチング液に浸漬して全面
をエッチングする全面エッチング工程と、全面エッチン
グ処理された該半導体ウェハの片面または両面を研磨す
るポリッシング工程とからなり、本発明の方法は全面エ
ッチング工程前後のどちらかに行うことが好ましい。ラ
ッピング工程の前にウェハ外周部のエッチングを行う
と、ラッピング工程でウェハ端面とラッピング用キャリ
アーとの間にラッピング用砥粒が介在してせっかく平滑
にした面に傷がつき、再び凹凸になってしまうからであ
る。

【００１６】本発明の方法ではウェハ同士が接着剤を介
して密着しており、直接挟持密着させられることがない
ため、特開昭６２−１３４９３５号公報に開示されてい
る方法のように、半導体ウェハの互いに接触する主平面
に傷がつくことがない。さらに、本発明の方法ではウェ
ハとウェハの間が接着剤で保護されているため、エッチ
ング時間を長くしてもウェハ外周部以外がエッチングさ
れることがない。また、本発明の方法では、エッチング
したい領域を精度よくかつ比較的簡単に限定することが
できるため、特開平２−１５６２８号公報に開示されて
いる方法のように、スペーサ形状を被エッチングウェハ
と同一形状にしておかなければならず煩雑である、さら
にウェハ主平面（表面および裏面）外周部、例えば最エ
ッジから０．３ｍｍ離れた領域をも端面（面取り部）と
同時にエッチングすることは困難である等の従来技術に
見られた問題が生じない。

【００１７】

【実施例】ラッピング工程において荒研磨されたシリコ
ンウェハを洗浄した後、弗硝酸溶液（５０％弗酸：７０
％硝酸：１００％酢酸を３：５：３の容量比で混合した
混酸）に浸漬してウェハの全面をエッチングし、以下の
試験に供した。ウェハ貼合わせ装置の実施例図１、２および３に示した本発明のウェハ貼合わせ装
置に接着剤として有機物ワックスを入れ、１００枚のウ
ェハをオリエンテーションフラットを下にして、立てて
浸漬した。超音波発振器によりウェハを揺動させつつ、
ロッド（６−１）を押して密着させた。比較例として、
超音波揺動を行わないでウェハを密着させることも行っ
た。両端からブロック状ウェハを締め付けたままで接着
剤を排出した後、ウェハを貼合わせたブロックを槽から
取り出した。無塵布によりウェハ貼合わせブロックの側
面を拭い、回転ブラシにより前記ブロック状ウェハの側
面をスクラビングした後、もう一度無塵布によりブロッ
ク状ウェハの側面を拭いた。このブロック状ウェハをメ
タノール槽に浸漬し、回転させながら５分間保持し、取
り出してから乾燥空気を吹き付けて乾燥した。上記ブロ
ック状ウェハに医療用型取り剤を押しつけて端面の型取
りを行い、硬化後にその形状を測定して端面の揃い具合
を評価した。さらに、ウェハとウェハの間に楔状のプラ
スチック性ヘラを差し込んで上記ブロック状ウェハをバ
ラバラにして得たウェハを塩化メチレン槽で洗浄してワ
ックスを除去して乾燥した後、ウェハ主平面の傷を調べ
た。以上の試験を３回行った結果を表１にまとめた。

【００１８】本発明のウェハ貼合わせ装置によれば、ブ
ロック作製時にウェハの破損がなく、ウェハの主平面に
傷がつくこともなく、端面の良く揃ったウェハ貼合わせ
ブロックが簡単に製造できた。これに対し、超音波揺動
がない場合にはウェハの破損が起こることがあり、端面
の揃い具合も悪かった。

【００１９】

【表１】

【００２０】ウェハ外周部エッチング方法の実施例図１、２および３に示した本発明のウェハ貼合わせ装
置により３００枚のウェハを有機物ワックス系接着剤で
貼合わせ、ブロック状ウェハとした。無塵布により前記
ブロック状ウェハの側面を拭い、さらに回転ブラシによ
り側面をスクラビングした後、もう一度無塵布によりブ
ロック状ウェハの側面を拭いた。このブロック状ウェハ
をメタノール水溶液中に浸漬し、回転させながら２分間
または１０分間保持した。２分間保持の場合を試験１、
１０分間保持の場合を試験２として表２に示した。前
記溶液は接着剤の溶解液で、ウェハとは反応しない。こ
の処理によりウェハ外周部の槽から取り出されたブロッ
クに乾燥空気を吹き付けて乾燥してから、弗硝酸溶液
（５０％弗酸：７０％硝酸：１００％酢酸を３：５：３
の容量比で混合した混酸）に３０秒間浸漬してブロック
状ウェハを回転させながらウェハ外周部のエッチングを
行った。以上は、本発明のウェハ外周部のエッチング方
法である。

【００２１】エッチングされたブロック状ウェハを純水
でリンスしてからそのウェハとウェハの間に楔状のプラ
スチック性ヘラを差し込み、ウェハを分離した。ブロッ
ク状ウェハを分離して得たウェハをメタノール槽および
塩化メチレン槽で洗浄してワックスを除去し、さらにア
ンモニア過酸化水素混合水溶液により洗浄・乾燥した
後、ウェハ外周部のエッチングむら、ウェハ主平面の
傷、およびウェハ外周部の断面形状を調べた。

【００２２】また比較例として、接着剤を使わず、単に
ウェハを重ね合わせてブロック状とし、先と同じく、弗
硝酸溶液に３分間浸漬してブロック状ウェハを回転させ
ながらウェハ端面のエッチングを行った。純水でリンス
・乾燥後、ウェハ外周部のエッチングむらおよびウェハ
表面の傷を調べた。これは試験３として表２に示した。

【００２３】

【表２】

【００２４】表２にまとめた如く、比較例（試験３）で
は、ウェハ外周部にエッチングむらが発生した。また、
ウェハ表面には擦り傷のような傷が認められた。これに
対し、本発明の装置を使い、本発明の方法によりウェハ
端面のエッチングを行った試験１および２の場合には、
ウェハ外周部のエッチングむらおよびウェハ表面の傷は
認められなかった。２分間浸漬した試験１の場合にはウ
ェハ外周部のエッチングは端面（面取り部）にほぼ限定
されたが、１０分間浸漬した試験２の場合にはウェハ外
周部のエッチングが端面（面取り部）と主平面外周部に
およんでいた。後者の方が前者に比較して、端部（面取
り部）と主平面との境界が滑らかな曲線になっており、
断面形状が良好であった。また、試験１および２とも外
周部の断面形状は部位によらず一定で、オリエンテーシ
ョンフラット端部の断面形状もその他の外周部の断面形
状と何等変わるところがなかった。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の方法によ
ればエッチむらを発生させることなくウェハ外周部をエ
ッチングすることができ、エッジが平滑なウェハを高ス
ループット・高歩留りで製造することができる。また、
本発明の装置を用いれば、本発明の方法を実施するに適
した、端面の揃ったウェハ貼合わせブロックが容易に作
成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウェハ貼合わせ装置の平面図である。

【図２】本発明のウェハ貼合わせ装置の断面図（図１の
Ａ−Ａ’断面図）である。

【図３】本発明のウェハ貼合わせ装置の断面図（図１の
Ｂ−Ｂ’断面図）である。

【図４】ウェハ貼合わせブロックの側面図と２つの端部
拡大図（Ａは溶解液に浸漬前のウェハ端部、Ｂは溶解液
に浸漬後のウェハ端部）である。

【符号の説明】

１接着剤を収容する槽２接着剤３ウェハ４−１槽側面内壁に連結されたガイド４−２槽底面内壁に連結されたガイド５端板６−１ロッド６−２ロッド７接着剤の供給口８ロッド締め付け・シール部９ウェハ貼合わせブロック１０端板１１端板とのロッド側接合部１２超音波発振器１３接着剤の排出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェハ外周部のエッチングに際し、エッ
チング液に対して非反応性でかつ不溶性の接着剤により
多数枚のウェハの端面を揃えて貼合わせてブロック状ウ
ェハとし、続いて前記接着剤を溶解するがウェハとは反
応しない溶解液により前記ブロック状ウェハ外周部の接
着剤を除去し、続いて接着剤が除去された前記ブロック
状ウェハ外周部のみをエッチング液によりエッチングす
ることを特徴とするウェハ外周部のエッチング方法。
【請求項２】ウェハおよび接着剤を収容する槽（１）
と、ウェハの端面を揃えるための一対のガイド（４−
１）、（４−２）を前記槽（１）の長尺側に平行に設
け、ウェハ面を押さえてウェハ同士を密着させるための
締め付け機構（６−１）、（６−２）を前記ガイド（４
−１）、（４−２）に対して直角方向に設け、ウェハを
揺動させるための超音波揺動機構（１２）を槽（１）の
壁に設けていることを特徴とするウェハ貼合わせ装置。