(57)【要約】      （修正有）【課題】より均一にウエハをエッチングすることができるエッチング方法、及び、エッチング装置を提供する。【解決手段】ウエハ８０をエッチングするエッチング方法であって、表裏を連通する複数の連通孔が形成されているウエハ８０の一方の表面に向けてエッチングガスを供給するとともに、供給したエッチングガスの少なくとも一部を前記複数の連通孔から他方の表面側に排出する方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハをエッチングするエッチング方法であって、
表裏を連通する複数の連通孔が形成されているウエハの一方の表面に向けてエッチングガスを供給するとともに、供給したエッチングガスの少なくとも一部を前記複数の連通孔から他方の表面側に排出することを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記複数の連通孔が、ウエハのダイシング領域内に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項３】
表裏を連通する複数の連通孔が形成されているウエハをエッチングするエッチング装置であって、
チャンバと、
チャンバ内にエッチングガスを供給するエッチングガス供給手段と、
チャンバ内に設置されており、ウエハを載置可能であり、ウエハが載置されたときにウエハの連通孔と連通する排気通路を備えたステージと、
チャンバ内のエッチングガスを、排気通路を通してチャンバ外に排出する排出手段、
を備えていることを特徴とするエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハをエッチングする方法、及び、ウエハのエッチングに用いられるエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ウエハをエッチングする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、チャンバと、チャンバ内に設置されているステージと、チャンバの上部に接続されているエッチングガス供給路と、チャンバの下部に接続されている排気通路を備えている。エッチング時には、ウエハをステージに載置し、エッチングガス供給路からチャンバ内にエッチングガスを供給するとともに、排気通路からチャンバ内のエッチングガスを排出する。チャンバ内に供給されたエッチングガスは、ウエハの上面に向かって流れる。エッチングガスは、ウエハの上面に到達すると、ウエハの上面に沿ってウエハの外周側へ流れる。エッチングガスは、ウエハの上面近傍を流れる際にウエハと反応する。これによって、ウエハの上面がエッチングされる。ウエハの外周まで流れたエッチングガスは、排気通路側に向けて流れ、排気通路からチャンバ外に排出される。特許文献１のエッチング装置では、ステージの外周部（ウエハの周囲の部分）に、ステージの表面から裏面に貫通するガス通過孔が形成されている。このため、ステージの外周部においてエッチングガスがガス通過孔を通って排気通路側に流れる。これによって、ウエハ上のエッチングガスの流れがウエハに対して略垂直となり、ウエハの上面を均一にエッチングすることができるとされている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３４９０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図６は、特許文献１のエッチング装置におけるウエハ１１０上のエッチングガスの流れを示している。図６の矢印１００に示すように、ウエハ１１０の中央部の上方に供給されたエッチングガスは、ウエハ１１０の中央部から外周側に向けて流れる。したがって、ウエハ１１０の外周部の近傍では、矢印１０２に示すようにエッチングガス供給路から直接供給されるエッチングガスと、矢印１００に示すように中央部からウエハ１１０の上面に沿って流れるエッチングガスとが合流する。矢印１００に示すウエハ１１０の上面に沿って流れるエッチングガスは、シリコンウエハと反応しているので、反応後のエッチングガスを多く含んでいる。したがって、ウエハ１１０の外周部近傍では、ウエハ１１０の中央部近傍よりも、反応後のエッチングガスの濃度が高くなる（すなわち、未反応のエッチングガスの濃度が低くなる）。また、ウエハ１１０の外周部はステージ１２０のガス通過孔１２２に近いので、ウエハ１１０の外周部に供給されたエッチングガスは矢印１０４に示すようにガス通過孔１２２に向かって流れ易い。一方、ウエハ１１０の中央部に供給されたエッチングガスは、ウエハ１１０の外周部に供給されたエッチングガスと合流するために外周側に流れ難く、ウエハ１１０上に滞留しやすい。このように、特許文献１のエッチング装置では、未反応のエッチングガスの濃度、及び、エッチングガスの流れが、ウエハ上の位置によって異なる。このため、特許文献１のエッチング装置でも、ウエハ上の位置によってエッチング速度が相違し、均一なエッチングが阻害される。
【０００５】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、より均一にウエハをエッチングすることができるエッチング方法、及び、エッチング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエッチング方法では、表裏を連通する複数の連通孔が形成されているウエハの一方の表面に向けてエッチングガスを供給するとともに、供給したエッチングガスの少なくとも一部を前記複数の連通孔から他方の表面側に排出する。
このエッチング方法では、ウエハの表面に到達したエッチングガスが、ウエハに形成されている連通孔から排出される。すなわち、ウエハの中央部近傍に供給されたエッチングガスの少なくとも一部が、ウエハの外周まで流れることなく、連通孔から排出される。このため、外周部近傍と中央部近傍とで未反応のエッチングガスの濃度差が生じることが抑制されるとともに、中央部近傍でエッチングガスが滞留することが抑制される。このため、ウエハ上の位置によらずエッチング速度が均一化され、ウエハを均一にエッチングすることができる。
【０００７】
上述したエッチング方法では、前記複数の連通孔が、ウエハのダイシング領域内に形成されていることが好ましい。
なお、「ダイシング領域」とは、ウエハをダイシングして複数の半導体装置に分割する際に、削り取られる部分である。
このような構成によれば、ウエハに連通孔を形成するスペースを別に設ける必要がないので、ウエハ内に形成可能な半導体装置の数量が減少することがない。また、ダイシング領域は、半導体装置となる領域（以下、半導体装置領域という）のそれぞれを区分するように存在しているので、ウエハに複数の連通孔を分散して配置することができる。このため、各半導体装置領域上のエッチングガスの流れが位置によらず略一定となり、各半導体装置領域におけるエッチング速度が均一化される。
【０００８】
また、本発明は、ウエハをエッチングするエッチング装置を提供する。このエッチング装置は、表裏を連通する複数の連通孔が形成されているウエハをエッチングする。このエッチング装置は、チャンバと、チャンバ内にエッチングガスを供給するエッチングガス供給手段と、チャンバ内に設置されており、ウエハを載置可能であり、ウエハが載置されたときにウエハの連通孔と連通する排気通路を備えたステージと、チャンバ内のエッチングガスを排気通路を通してチャンバ外に排出する排出手段を備えている。
このエッチング装置によってウエハをエッチングする際には、ステージにウエハを載置し、エッチングガス供給手段によってチャンバ内にエッチングガスを供給するとともに、排出手段によって排気通路を通してチャンバ外にガスを排出する。すると、ウエハ表面に到達したエッチングガスの少なくとも一部が、ウエハの連通孔と排気通路を通ってチャンバ外に排出される。このため、ウエハ上でエッチングガスの流れが均一化され、ウエハが均一にエッチングされる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のエッチング方法、及び、エッチング装置によれば、ウエハを均一にエッチングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施例）
実施例に係るエッチング装置について説明する。図１は、エッチング装置１０の概略断面図を示している。図１に示すように、エッチング装置１０は、エッチングガス供給装置２０と、供給管３０と、プラズマ発生装置４０と、チャンバ５０と、排出管６０と、排出ポンプ７０を備えている。
【００１１】
エッチングガス供給装置２０は、供給管３０の上流端に接続されている。エッチングガス供給装置２０は、供給管３０内にＣＦ４ガス（四フッ化炭素ガス）とＮ２ガス（窒素ガス）の混合ガスを供給する。以下では、エッチングガス供給装置２０が供給するＣＦ４ガスとＮ２ガスの混合ガスをエッチングガスという。
【００１２】
供給管３０は、上流端がエッチングガス供給装置２０に接続されており、下流端がチャンバ５０に接続されている。供給管３０内には、エッチングガス供給装置２０から供給されたエッチングガスが流れる。
【００１３】
プラズマ発生装置４０は、プラズマ発生室４２と、導波管４４と、マイクロ波発生装置４６を備えている。プラズマ発生室４２は、供給管３０の途中に設けられている。供給管３０内を流れるエッチングガスは、プラズマ発生室４２内を通過する。導波管４４は、プラズマ発生室４２の外壁に接続されている。マイクロ波発生装置４６は、導波管４４の一端に接続されている。マイクロ波発生装置４６は、導波管４４内にマイクロ波を発生させる。導波管４４は、発生したマイクロ波をプラズマ発生室４２内に導く。プラズマ発生装置４０は、プラズマ発生室４２内にマイクロ波を導入することで、プラズマ発生室４２内のエッチングガスをプラズマ化させる。
【００１４】
チャンバ５０は、供給管３０の下流端に接続されている。供給管３０は、チャンバ５０の上部からチャンバ５０内に引き込まれている。また、チャンバ５０の下部には、排出管６０が接続されている。チャンバ５０の内部には、シャワーノズル５２とウエハステージ５４が設置されている。
シャワーノズル５２は、チャンバ５０内の上部に設置されている。シャワーノズル５２には、チャンバ５０内に引き込まれている供給管３０の下流端が接続されている。シャワーノズル５２の下面には、多数の噴射孔が形成されている。供給管３０からシャワーノズル５２に供給されたエッチングガスは、シャワーノズル５２の噴射孔からチャンバ５０内に噴射される。
ウエハステージ５４は、シャワーノズル５２の下方に設置されている。ウエハステージ５４の上面は、シャワーノズル５２の下面に対向している。したがって、シャワーノズル５２から噴射されるエッチングガスは、チャンバ５０内をウエハステージ５４の上面に向かって流れる。ウエハステージ５４の上面は、エッチング時にウエハを載置する載置面である。ウエハステージ５４には、その上面と下面を連通する排気通路５６が複数個形成されている。図２は、ウエハステージ５４の上面図を示している。図２に示すように、ウエハステージ５４には、多数の排気通路５６が略均一に分散して形成されている。
【００１５】
排出管６０は、上流端がチャンバ５０に接続されており、下流端が排出ポンプ７０に接続されている。
【００１６】
排出ポンプ７０は、排出管６０に接続されており、排出管６０内のガスを外部に排出する。排出ポンプ７０を作動させることによって、チャンバ５０内のガスが排出管６０を通って排出ポンプ７０から排出される。
【００１７】
次に、エッチング装置１０によって、シリコンからなるウエハ８０をエッチングする処理について説明する。最初に、ウエハ８０の構造について説明する。
【００１８】
図３は、ウエハ８０の上面図を示している。図３の領域８２は、半導体装置が形成される半導体装置領域である。また、各半導体装置領域８２の周囲の領域８４は、半導体装置領域８２に形成される半導体装置をダイシングにより分離するときに削り取られるダイシング領域である。図４は、ウエハ８０の上面の拡大図を示している。図４に示すように、ダイシング領域８４には、多数の連通孔８６が形成されている。図５は、ウエハステージ５４上に載置された状態のウエハ８０の部分断面図を示している。図５に示すように、連通孔８６は、ダイシング領域８４内において、ウエハ８０の上面と下面を連通している。図４に示すように、連通孔８６は、ウエハ８０上を縦方向に伸びるダイシングラインと横方向に伸びるダイシングラインとの交点、及び、交点と交点の中間点にそれぞれ形成されている。連通孔８６は、エッチングや、微小なドリルによる機械加工により形成することができる。なお、連通孔８６の直径は、チャンバ５０内に流すエッチングガスの流量や、ウエハ８０内の各部の配置によって適宜変更可能であるが、１μｍ〜４０μｍであることが好ましい。
【００１９】
エッチング装置１０によってウエハ８０をエッチングする際には、図１に示すように、ウエハ８０をウエハステージ５４上に載置する。また、ウエハステージ５４にリング５８を取り付けて、ウエハ８０を固定する。ウエハ８０をウエハステージ５４に固定すると、図５に示すように、ウエハ８０の連通孔８６が、ウエハステージ５４の排気通路５６と連通する。すなわち、ウエハステージ５４の排気通路５６の位置及び径は、ウエハ８０の連通孔８６と排気通路５６とが連通するように調整されている。
【００２０】
ウエハ８０をウエハステージ５４上に取り付けたら、排出ポンプ７０を作動させて、チャンバ５０内の気圧を低下させる。次に、エッチングガス供給装置２０を作動させ、シャワーノズル５２からチャンバ５０内にエッチングガスを供給する。すると、チャンバ５０内に、シャワーノズル５２から排出管６０に向かうエッチングガスの流れが生じる。このとき、ウエハ８０に連通孔８６が形成されており、連通孔８６がウエハステージ５４の排気通路５６と連通しているので、エッチングガスの多くは連通孔８６と排気通路５６を通って排出管６０側に流れる。チャンバ５０内へのエッチングガスの供給を開始したら、チャンバ５０内の気圧が所望の値となるように、排出ポンプ７０とエッチングガス供給装置２０を制御する。チャンバ５０内の気圧が安定したら、プラズマ発生装置４０を作動させる。すなわち、マイクロ波発生装置４６によって発生させたマイクロ波によって、プラズマ発生室４２内を通過するエッチングガスをプラズマ化させる。具体的には、プラズマ発生室４２内のＣＦ４ガスが、マイクロ波の照射を受けてイオンやラジカルに分解される。プラズマ発生室４２内でエッチングガスがプラズマ化されると、プラズマ化されたエッチングガスがチャンバ５０内を流れる。チャンバ５０内のウエハ８０は、プラズマ化されたエッチングガスと反応することによってエッチングされる。
【００２１】
図５の矢印は、ウエハ８０近傍におけるエッチングガスの流れを示している。図５に示すように、各半導体装置領域８２の上面に到達したエッチングガスは、半導体装置領域８２の上面に沿って流れた後に、連通孔８６を通って下方に流れる。すなわち、ウエハ８０上のエッチングガスが連通孔８６から下面側に排出される。このように、ウエハ８０に分散して形成されている連通孔８６からウエハ８０上のエッチングガスが下面側に排出されるので、ウエハ８０上でエッチングガスが滞留したり、ウエハ８０上でエッチングガスの濃度分布（未反応のエッチングガスと反応後のエッチングガスの濃度分布）が不均一となることが抑制される。したがって、図５に示すように、中央側の半導体装置領域８２上と外周側の半導体装置８２上とで、略同様にエッチングガスが流れる。このため、各半導体装置領域８２の上面のエッチング速度が位置によらず均一となる。したがって、ウエハ８０の上面が略均一にエッチングされる。
【００２２】
以上に説明したように、本実施例のエッチング方法によれば、ウエハ８０の上面を均一にエッチングすることができる。
また、エッチング反応により生成される副生成物も連通孔８６を通過して下面側に排出されるので、ウエハ８０の上面に副生成物が付着し難い。ウエハ８０の上面をより高い品質でエッチングすることができる。
また、エッチングガスが連通孔８６を通過して排出管６０へ流れるので、チャンバ５０の側壁に沿って流れるエッチングガスが少なくなる。このため、エッチングガスがチャンバ５０の側壁と反応したり、チャンバ５０の側壁に副生成物が付着することが抑制される。これによって、チャンバ５０の消耗を抑制することができる。
また、連通孔８６は、フォトリソグラフィ等を行う際の位置調整用のアライメントとして用いることもできる。このため、アライメント用の構造物を別途形成する必要がない。
また、上記のように連通孔８６をダイシング領域に形成することで、半導体装置の形成後にウエハ８０をダイシングするときに、ウエハ８０に応力が加わることを抑制することができる。これによって、ダイシング時における結晶欠陥の生成が抑制され、より高品質な半導体装置を製造することができる。
【００２３】
なお、上述した実施例では、ウエハ８０の上面全体をエッチングする例について説明したが、ウエハ８０の上面にマスク層を形成し、ウエハ８０の上面を選択的にエッチングする際に本発明を適用してもよい。本発明によれば、ウエハ８０の上面を選択的にエッチングする際にも、各エッチング領域におけるエッチング速度が均一化され、位置によらず各エッチング領域を均一にエッチングすることができる。
また、上述した実施例では、プラズマ化したエッチングガスに電界を印加せずにウエハ８０をエッチングするいわゆるＣＤＥ法（等方性エッチング）について説明したが、その他のエッチング法に本発明を適用してもよい。例えば、プラズマ化したエッチングガスを電界により加速してウエハをエッチングするいわゆるＲＩＥ法（異方性エッチング）に本発明を適用してもよい。ＲＩＥ法によるエッチングにおいても、ウエハ上方のエッチングガスの流れを均一化することで、ウエハをより均一にエッチングすることが可能となる。
【００２４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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さまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】エッチング装置１０の概略構成を示す図。
【図２】ウエハステージ５４の上面図。
【図３】ウエハ８０の上面図。
【図４】ウエハ８０の上面の拡大図。
【図５】ウエハステージ５４上に載置された状態のウエハ８０の部分断面図。
【図６】従来のエッチング装置のウエハ周辺のエッチングガスの流れを示す図。
【符号の説明】
【００２６】
１０：エッチング装置
２０：エッチングガス供給装置
３０：供給管
４０：プラズマ発生装置
４２：プラズマ発生室
４４：導波管
４６：マイクロ波発生装置
５０：チャンバ
５２：シャワーノズル
５４：ウエハステージ
５６：排気通路
５８：リング
６０：排出管
７０：排出ポンプ
８０：ウエハ
８２：半導体装置領域
８４：ダイシング領域
８６：連通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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