JPH05283394A - エッチングポット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウエハ毎のエッチング管理を適正に行
い、複雑な手作業を解消して工程の自動化を実現する。 【構成】 ウエハベース２の受け面２ａに半導体ウエハ
１の非エッチング処理面１ａを密接せしめ、ウエハシー
ル３の下端開口端面を半導体ウエハ１のエッチング処理
面１ｂ外周縁に密着せしめる。ウエハシール３の筒空間
内にエッチング液Ｌを注入し、閉鎖空間Ｓ内に負圧を封
止してウエハベース２とウエハシール３とを吸引結合す
る。ウエハシール３の上端開口は着脱可能な蓋板４によ
り気密的に覆う。非エッチング処理面１ａは、ベース板
２の受け面２ａに密接せしめられてエッチング液Ｌとの
接触が阻止され、マスキングされる。エッチング処理面
１ｂは、ウエハシール３の筒空間内に保持されたエッチ
ング液Ｌに接し、マスク開口の所定箇所がエッチングさ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体ウエハを個別に収
納してエッチング処理をなすことが可能なエッチングポ
ットに関する。

【０００２】

【従来の技術】強度に優れ、ＩＣ回路の形成も容易なＳ
ｉ基板の一部をエッチングにより薄くしダイヤフラムと
なして、小型圧力センサを製作することが行われてお
り、その一例を図４に示す。図はＳｉ半導体ウエハ１の
ダイヤフラム形成面（エッチング処理面）１ｂを示し、
ダイシングにより切り出される矩形の各チップＣは内周
部がエッチングされて薄肉のダイヤフラムＣ1 となって
いる。

【０００３】ところで、かかるエッチング処理において
は従来、図５に示す如く、エッチング処理面１ｂに所定
のパターン開口Ｍ1 を形成したマスクＭを被着するとと
もに、これと反対側の非エッチング処理面（回路面）１
ａにはワックス９１を塗布して熱板９３上でベーク板９
２を貼り付け、エッチング液より隔離してマスキングを
行っている。

【０００４】すなわち、ベーク板９２を貼り付けたウエ
ハ１は、図６に示す如く、エッチング液Ｌで満たした処
理槽９４内の治具９５にセットされる。エッチング液Ｌ
に浸漬されると、マスクＭのパターン開口Ｍ1 を経てウ
エハ１のエッチング処理面１ｂがエッチングされ、ベー
ク板９２を貼り付けた回路面１ａへのエッチング液Ｌの
侵入は防止される。処理終了後はウエハ１をベーク板９
２より剥し、有機溶剤等で洗浄する。

【０００５】ウエハ１のエッチングを図７で詳述する
と、マスクＭのパターン開口Ｍ１（図の（１））は所定
形状のダイヤフラムを形成する大きさとなっており、上
記開口Ｍ１を経てエッチング液Ｌに接するエッチング処
理面１ｂは、図の（２）に示す如くエッチングされて深
い略台形断面の凹状となり、この部分で所定厚ｄのダイ
ヤフラム１１が形成される。圧力センサは、両面に印加
される圧力差によるダイヤフラム１１の変形を回路面１
ａに形成した歪みゲージで測定することにより行うか
ら、ダイヤフラム１１の肉厚を精密に管理する必要があ
る。

【０００６】この管理は従来、図８に示す如く、ウエハ
１の厚さをマイクロゲージ９６で一枚づつ測定し、例え
ば誤差±１ミクロン以下の同程度の厚さのウエハを１ロ
ットとして、ロット単位でエッチング処理を行ってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図１０に示
す浴温度とエッチングレートとの関係から、必要なエッ
チング加工量を時間管理しているが、従来の処理槽内の
エッチング液は、他のロットと共通使用する間に濃度変
化や汚染を生じ、往々にしてエッチングレートが変化す
る。

【０００８】そこで、エッチング処理中に定期的にサン
プルウエハを取り出して、図９に示す如く、マイクロゲ
ージでダイヤフラム１１の厚さを測定する必要があり、
これがエッチング加工工程自動化のネックとなってい
た。

【０００９】また、たとえサンプルウエハの厚さを正確
に管理しても、ロット内の各ウエハの厚さのバラツキは
そのまま残るという問題がある。

【００１０】さらに、ロット処理では、エッチング量を
各ウエハ毎に制御できないため、他品種少量品に対して
生産効率が悪い。

【００１１】本発明はかかる課題を解決するもので、各
半導体ウエハ毎のエッチング管理を適正に行うことがで
きるとともに、複雑な手作業を解消でき、工程の自動化
を実現できるエッチングポットを提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のエッチングポッ
トＰは、半導体ウエハ１の非エッチング処理面１ａを密
接せしめる受け面２ａを形成したベース板２を設けると
ともに、筒状枠体３を設けて、その下端開口端面を上記
非エッチング処理面１ａと反対面１ｂの半導体ウエハ１
外周縁に密着せしめて、下端を閉鎖した枠体３の筒空間
内にエッチング液Ｌを保持せしめたものである。

【００１３】また、好ましい態様としては、上記下端開
口端面が半導体ウエハ１外周縁に密着した時に上記ベー
ス板２との間に形成される閉鎖空間Ｓ内に負圧を封止す
る。

【００１４】さらに好ましい態様としては、上記枠体３
の上端開口を着脱可能な蓋板４により気密的に覆う。

【００１５】

【作用】上記構成において、半導体ウエハ１の反対面た
るエッチング処理面１ｂは、その外周縁を除いて枠体３
の筒空間内に保持されたエッチング液Ｌに接し、マスク
開口の所定箇所が蝕刻される。半導体ウエハ１およびこ
れのエッチング液ＬがそれぞれエッチングポットＰ内に
保持されているから、各半導体ウエハ１に応じた所望の
エッチング液濃度および温度が維持され、エッチングの
時間管理が容易になし得る。

【００１６】好ましい態様では、ベース板２と枠体３と
の結合は、閉鎖空間Ｓ内に封止された負圧により機械的
結合手段を使用することなく簡易になされ、従来の如
き、ワックスの塗布等が不要であるから、エッチング工
程の自動化が容易に実現される。

【００１７】さらに好ましい態様では、エッチング中の
液濃度を一定に保つことができる。

【００１８】

【実施例１】図１において、エッチングポットＰはベー
ス板たるウエハベース２を有し、該ウエハベース２は外
周に立壁２１を形成した浅い容器状をなしている。容器
の底壁内面は外周部を除いて一段と高い平面の受け面２
ａとしてあり、この受け面２ａに、回路を形成した半導
体ウエハ１の非エッチング処理面１ａが密接している。

【００１９】ウエハベース２には上方から筒状枠体たる
シールキャップ３の下端が嵌着してあり、その下端開口
の端面に貼ったウエハパッキン３１が、上記ウエハ１の
エッチング処理面１ａの外周縁に液密的に接している。
この組付けは真空室内で行われ、シールキャップ３の開
口端面と、ウエハベース２の受け面２ａに沿う外周部と
の間に形成された閉鎖空間Ｓ内に負圧が封止されて、シ
ールキャップ３が吸引固定されている。なお、上記閉鎖
空間Ｓの気密性はシールキャップ３の下端部外周に設け
たシールリング３２により保たれている。閉鎖空間Ｓ内
に負圧を封止したことにより、ウエハ１の非エッチング
処理面１ａと受け面２ａとの間に空気溜まりを生じるこ
となく両者が密着する。

【００２０】シールキャップ３の筒内には所定量のエッ
チング液Ｌが注入されており、ウエハパッキン３１が密
接していない半導体ウエハ１のエッチング処理面１ｂの
内周部はエッチング液Ｌに接して所定位置がエッチング
される。

【００２１】シールキャップ３の上端開口は、外周にシ
ールリング４１を設けた蓋板４により密閉されており、
エッチング液Ｌの注入等を行う場合には、上記蓋板４に
設けた図略の係止部に開封機構を係止して開放する。

【００２２】上記エッチングポットＰを使用してエッチ
ング処理するための装置の一例を図２に示す。装置は架
台５上にエッチング液供給ステージ６、エッチングステ
ージ７、エッチング液排出ステージ８を設けたものであ
る。

【００２３】エッチング液供給ステージ６には、架台５
上部にヒータ６１が設けられ、該ヒータ６１上に前工程
でウエハ１をセットしたエッチングポットＰが置かれ
て、処理温度（例えば８３℃）に加熱される。蓋板４を
開放したエッチングポットＰ内にはノズル６２により所
定量のエッチング液Ｌが注入される。

【００２４】このエッチング液Ｌは、架台５下部に設け
たポンプ６３により、タンク６４からバルブ６５を経て
供給される。上記タンク６４にはエッチング液Ｌをエッ
チングポットＰと同温度に加熱するヒータ６６が内設さ
れている。

【００２５】エッチングステージ７はエッチング液Ｌを
保持したエッチングポットＰを処理温度に維持する恒温
雰囲気炉７１よりなり、炉７１内には、エッチングポッ
トＰを載置して炉７１外のモータ７２により定速で回転
せしめられるテーブル７３、テーブル７３下方のヒータ
７４、およびヒータ風を循環せしめるファン７５が設け
られている。かかる炉７１は、±１℃以下の高精度に温
度調節可能であり、任意のエッチングポットＰを随時出
し入れ可能である。

【００２６】エッチング液注入後、蓋板４を閉じたエッ
チングポットＰは上記雰囲気炉７１内に装入され、予め
測定したウエハ厚さおよびエッチングレートから算出し
たエッチング時間だけ炉７１内に留められる。エッチン
グポットＰ内の空間は密閉されているから蒸発によるエ
ッチング液Ｌの濃度変化はなく、また、他のウエハ１と
の共用による汚染もないから、エッチングレートは常に
一定に維持される。

【００２７】エッチング液排出ステージ８には、上記蓋
板４と基本構造を同じくし、これに代えてエッチングポ
ットＰの開口を嵌着閉止する、多数のノズル８２，８
３，８４，８５を備えたユニット蓋８１が設けられ、か
かるユニット蓋８１は図略の機構により蓋板４に代えて
エッチングポットＰに取り付けられる。

【００２８】ユニット蓋８１のノズル８２は先端がウエ
ハ１近くの深い位置に至り、その基端は途中三方バルブ
８６を介して薬品廃液管ないし洗浄廃液管に通じてい
る。また、エッチングポットＰ内の中間位置に延びるノ
ズル８３，８４は、それぞれバルブ８７，８８を介して
窒素配管および純水配管に接続されている。最も短いノ
ズル８５はバルブ８９を介して窒素抜き配管に通じてい
る。

【００２９】エッチング終了により雰囲気炉７１外へ取
り出されたエッチングポットＰには、上記ユニット蓋８
１が取り付けられ、三方バルブ８６を薬品廃液管に切替
えた後、圧縮窒素を供給する。この圧縮窒素によりエッ
チング液Ｌはノズル８２を経て薬品廃液管へ送られる。
これにより、エッチングポットＰよりエッチング液Ｌが
速やかに排出され、オーバエッチングが防止される。

【００３０】次に、バルブ８９を開いて窒素抜きをしつ
つ、エッチングポットＰ内に純水を供給し、ポットＰ内
とウエハ１のエッチング面を洗浄する。その後、三方バ
ルブ８６を洗浄廃液管に切り替えて再び圧縮窒素を供給
し、洗浄後の純水をエッチングポットＰより排出する。

【００３１】洗浄後のエッチングポットＰは後工程の真
空室内で分解され、ウエハ１が取り出される。

【００３２】

【実施例２】エッチングポットＰの他の例を図３に示
す。図において、ウエハベース２の立壁２１頂面に気密
性を保つシールリング３２が配設してあり、該シールリ
ング３２にシールキャップ３の側面に突出形成したフラ
ンジ部３３の下面が当接している。かかる構造によって
も閉鎖空間Ｓの気密性が保たれ、上記実施例１と同様の
効果がある。

【００３３】なお、上記各実施例において、ウエハシー
ル３とウエハベース２を緊結するために、閉鎖空間内に
負圧を封止するのに代えてボルト等の機械的手段によっ
ても良い。

【００３４】また、エッチングポットの蓋板４は必ずし
も必要とはしない。

【００３５】

【発明の効果】以上の如く、本発明のエッチングポット
によれば、厚さにバラツキのある半導体ウエハ毎に適正
なエッチングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるエッチングポットの
断面図である。

【図２】エッチングポットを使用したエッチング装置の
全体概略側面図である。

【図３】本発明の他の実施例におけるエッチングポット
の断面図である。

【図４】半導体ウエハの平面図およびチップの斜視図で
ある。

【図５】従来例におけるエッチング工程にある半導体ウ
エハの全体断面図である。

【図６】エッチング処理槽の断面図である。

【図７】エッチング過程を示す半導体ウエハの部分拡大
断面図である。

【図８】半導体ウエハの厚み測定を示す説明図である。

【図９】ダイヤフラムの厚み測定を示す説明図である。

【図１０】浴温度とエッチングレートの関係を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１ 半導体ウエハ １ａ 非エッチング処理面 １ｂ エッチング処理面（反対面） ２ ウエハベース（ベース板） ２ａ 受け面 ３ ウエハシール（枠体） ４ 蓋板 Ｌ エッチング液 Ｐ エッチングポット Ｓ 閉鎖空間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハの非エッチング処理面を密
   接せしめる受け面を形成したベース板を設けるととも
   に、筒状枠体を設けて、その下端開口端面を上記非エッ
   チング処理面と反対面の半導体ウエハ外周縁に密着せし
   めて、下端を閉鎖した枠体の筒空間内にエッチング液を
   保持せしめたことを特徴とするエッチングポット。
2. 【請求項２】 上記下端開口端面が半導体ウエハ外周縁
   に密着した時に上記ベース板との間に形成される閉鎖空
   間内に負圧を封止した請求項１記載のエッチングポッ
   ト。
3. 【請求項３】 上記枠体の上端開口を着脱可能な蓋板に
   より気密的に覆った請求項１記載のエッチングポット。