JP4835175B2 - ウェーハの枚葉式エッチング方法 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、高平坦化を達成し、生産性を向上し得るウェーハの枚葉式エッチング装置及びウェーハの枚葉式エッチング方法を提供することにある。
この請求項2に記載されたウェーハの枚葉式エッチング装置では、揺動する供給ノズル26と直動する供給ノズル27を設けたので、互いのノズルは異なった軌跡上を移動しながらウェーハ表面をエッチングする。この結果、同一移動方式の供給ノズルの使用に比べてウェーハ11面内のエッチング量分布をより高い自由度で制御することが可能となり、ウェーハ表面にうねりや研削痕をより効率的に取除くことができる。
その特徴ある点は、ウェーハ11の上面に、少なくとも一つが基端を中心として先端が揺動しその先端に吐出口26aが形成された揺動供給ノズル26であって他の少なくとも一つが軸方向に直動しその先端に吐出口27aが形成された直動供給ノズル27である複数の供給ノズル26,27によりエッチング液14を供給し、エッチング液14の供給が複数の供給ノズル26,27の吐出口26a,27aからエッチング液14を噴射させるとともに、複数の供給ノズルをそれぞれ別々に独立して互いに異なる軌跡上を移動させることにより行われ、ウェーハ11の部位における厚さをセンサ41,42により測定し、かつ供給ノズル26,27からのエッチング液14の供給量又は供給ノズル26,27の移動速度を、測定されたウェーハ11の部位における厚さに応じて調整するところにある。
この請求項1に記載されたウェーハの枚葉式エッチング方法では、エッチング液14の供給量をウェーハ11の部位における厚さに応じて調整するので、そのエッチング精度を向上させることができ、ウェーハの厚さのばらつきを無くすとともに、エッチング後の厚みが揃うことから次工程の研磨への投入が容易にすることができる。
また、エッチング液14は、複数の供給ノズル26,27のそれぞれの吐出口26a,27aから噴射されるので、そのエッチング液14は互いに干渉するが、ノズル26、27の動きを最適化することで、ウェーハ面内のエッチング量分布制御の自由度を高めることができ、ウェーハ表面にうねりを生じていても、研削痕やうねりを確実に取除くことができる。この結果、ウェーハのエッチング時における高平坦化を効率よく達成することができ、その生産性を向上することができる。
また、揺動する供給ノズル26と直動する供給ノズル27により、互いに異なる軌跡上を移動させながらウェーハ表面をエッチングする。この結果、同一移動方式の供給ノズルの使用に比べてウェーハ11面内のエッチング量分布がより高い自由度で制御され、ウェーハ表面にうねりや研削痕をより効率的に取除くことができる。
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明であって、センサ41,42により測定されたシリコンウェーハ11の部位における厚さが厚い場合には供給ノズル26,27の移動速度を低下させ、ウェーハ11の部位における厚さが薄い場合には供給ノズル26,27の移動速度を増加させることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1に係る発明であって、センサ41,42により測定されたシリコンウェーハ11の部位における厚さが厚い場合には供給ノズル26,27から噴射されるエッチング液14の量を増加させ、ウェーハ11の部位における厚さが薄い場合には供給ノズル26,27から噴射されるエッチング液14の量を低下させることを特徴とする。
図1に示すように、シリコンウェーハの枚葉式エッチング装置10は、チャンバに収容され単一の薄円板状のシリコンウェーハ11を載せて水平に保持するウェーハチャック12と、ウェーハ11をその鉛直中心線を中心に水平面内で回転させる回転手段13と、チャック12に載せられたウェーハ11のエッジ部11aを伝わって流下するエッチング液14をガスの噴射によりウェーハ11の半径方向外側に吹き飛ばすガス噴射機構17とを備える。ウェーハ11はシリコン単結晶インゴットをスライスして得られ、このウェーハ11の外周縁、即ちエッジ部11aは所定の曲率半径を有する凸状の面取り加工が施される。
先ず保持軸21のウェーハ受け部21b上にウェーハ11を載せた状態で、保持軸21の透穴21aの下端に連通接続された真空ポンプを作動させて透穴21cを負圧にし、この負圧によりウェーハ11を保持する。この状態で回転手段13の駆動モータを作動させて、保持軸21とともにウェーハ11を水平面内で回転させる。次いでガス噴射機構17のガス供給手段を作動させて窒素ガス又は空気からなる圧縮ガスをガス供給孔17c及び噴射溝17bを通って噴射口17aから噴射させることにより、テーパ部材22上面とウェーハ11下面との間の隙間に、ウェーハ11の半径方向外側に向って流れるガス流を作る。
<実施例1>
先ず、シリコン単結晶インゴットをスライスして得られたウェーハを、面取り、機械研磨(ラッピング)し、表裏面が平坦化処理された300mmφのシリコンウェーハ11を用意した。また、フッ酸、硝酸、リン酸及び水の混合割合が重量%で、フッ酸:硝酸:リン酸:水=7%:30%:35%:28%からなるエッチング液14を用意した。次いで、図1に示す枚葉式エッチング装置10のチャック12に表面が上面となるようにそのウェーハ11を載置した。次に、そのウェーハ11を水平回転させ、ウェーハ上方に設けられた2つの供給ノズル26,27からエッチング液14をウェーハ11の上面に供給して水平回転により生じた遠心力により、エッチング液14をウェーハ表面からウェーハ表面側端部にまで行き渡らせることで平坦化処理により生じた加工変質層をエッチングした。
ここで、エッチング液14の供給は、一方の供給ノズル26からは4リットル/分供給し、他方の供給ノズル27からは3リットル/分供給した。そして一方の供給ノズル26の揺動速度は、その先端における吐出口26aが2mm/分の速度で移動するようにした。また、他方の供給ノズル27の移動速度は軸方向に3mm/分の速度で移動するようにした。この条件でシリコンウェーハ11の表面を20μmエッチングした。
エッチング液の供給を揺動する単一の供給ノズルにより行い、その供給ノズルから4リットル/分のエッチング液を供給し、その単一の供給ノズルの揺動速度は、その先端における吐出口26mm/分の速度で移動するようにした。これ以外は実施例1と同様にしてシリコンウェーハの表面を合計20μmエッチングした。
実施例1及び比較例1の枚葉式エッチングを施したシリコンウェーハの厚さを平坦度測定装置(土井精密ラップ社 Wafercom)により測定した。実施例1における測定結果を図5に示し、比較例1における測定結果を図6に示す。この図5及び図6から明らかなように、複数の供給ノズルからエッチング液を供給してエッチングしたウェーハ11の表面を示す図5は、単一の供給ノズルからエッチング液を供給してエッチングしたウェーハの表面を示す図6に比較して、平坦であることが判る。この結果、複数の供給ノズルからエッチング液を供給する本発明にあっては、ウェーハの高い平坦化を達成することができ、その生産性を向上し得ることが判る。
11 シリコンウェーハ
12 ウェーハチャック
14 エッチング液
26,27 供給ノズル
26a,27a 吐出口
28 ステッピングモータ(ノズル移動手段)
29 回転モータ(ノズル移動手段)
30 エッチング液供給手段
41,42 センサ
44 コントローラ
Claims (3)
- シリコン単結晶インゴットをスライスして得られた単一の薄円板状のシリコンウェーハをウェーハチャックに載せて保持した状態で回転させながら、前記ウェーハの上面にエッチング液を供給して前記ウェーハを回転させることにより生じた遠心力により前記ウェーハの全ての上面をエッチングする枚葉式エッチング方法において、
前記ウェーハの上面に、少なくとも一つが基端を中心として先端が揺動しその先端に吐出口が形成された揺動供給ノズルであって他の少なくとも一つが軸方向に直動しその先端に吐出口が形成された直動供給ノズルである複数の供給ノズルによりエッチング液を供給し、
前記エッチング液の供給が前記複数の供給ノズルの吐出口からエッチング液を噴射させるとともに、前記複数の供給ノズルをそれぞれ別々に独立して互いに異なる軌跡上を移動させることにより行われ、
前記ウェーハの部位における厚さをセンサにより測定し、
かつ前記供給ノズルからの前記エッチング液の供給量又は前記供給ノズルの移動速度を、前記測定されたウェーハの部位における厚さに応じて調整する
ことを特徴とするウェーハの枚葉式エッチング方法。 - 前記センサにより測定されたシリコンウェーハの部位における厚さが厚い場合には前記供給ノズルの移動速度を低下させ、前記ウェーハの部位における厚さが薄い場合には前記供給ノズルの移動速度を増加させる請求項1記載のウェーハの枚葉式エッチング方法。
- 前記センサにより測定されたシリコンウェーハの部位における厚さが厚い場合には前記供給ノズルから噴射されるエッチング液の量を増加させ、前記ウェーハの部位における厚さが薄い場合には前記供給ノズルから噴射される前記エッチング液の量を低下させる請求項1記載のウェーハの枚葉式エッチング方法。
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