(57)【要約】【課題】ウェーハの裏面をウェットエッチングして銅ポストを露出させる加工を行うにあたり、エッチング液による金属汚染を防止する。【解決手段】ウェーハ１の裏面１ｂにエッチング液を供給してエッチングを施し、ウェーハ１に埋設した銅ポスト２を裏面１ｂに露出させて突出させるにあたり、エッチング液Ｌとして、アルカリエッチング溶液と、銅または銅合金に対する酸化防止機能を有する添加剤とから少なくとも構成されるもの、具体的には、アルカリエッチング溶液にベンゾトリアゾールを０．５重量％以上含有したものを用いる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面から所定深さに至る銅ポストが埋設されたウェーハの加工方法であって、
ウェーハの裏面にエッチング液を供給してエッチングを施し、前記銅ポストをウェーハの裏面に露出させるとともにウェーハの裏面から突出させるエッチングステップを備え、
前記エッチング液は、アルカリエッチング溶液と、銅または銅合金に対する酸化防止機能を有する添加剤とから少なくとも構成されるものであることを特徴とするウェーハの加工方法。
【請求項２】
前記アルカリエッチング溶液は水酸化テトラメチルアンモニウムであり、前記添加剤はベンゾトリアゾールであることを特徴とする請求項１に記載のウェーハの加工方法。
【請求項３】
前記ベンゾトリアゾールは、水酸化テトラメチルアンモニウムに対して０．５重量％以上含有されていることを特徴とする請求項２に記載のウェーハの加工方法。
【請求項４】
前記エッチングステップを実施する前に、ウェーハの裏面を研削または研磨して所定の厚みへと薄化する薄化ステップをさらに備え、
該薄化ステップでは、前記銅ポストがウェーハの裏面に露出されない厚みまでウェーハが薄化されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面から所定深さに至る銅ポストが埋設された半導体ウェーハ等のウェーハに対し、裏面側をエッチング処理して銅ポストを裏面に突出させるウェーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数のデバイスが形成されたシリコンウェーハをデバイスごとに細分化し、得られた半導体チップを積層して半導体パッケージに収める場合、ＴＳＶ（Through Silicon Via:Ｓｉ貫通電極）ウェーハを用いることにより、高集積化ならびに搭載機器の小型化・軽量化を図ることが行われている（特許文献１，２等参照）。ＴＳＶウェーハには、銅または銅合金からなる多数の銅ポストが貫通電極として設けられている。銅ポストは、ウェーハの表面から所定深さに至るまで埋設され、ウェーハの裏面をエッチングにより除去することで銅ポストをウェーハの裏面に突出させるといった加工が施され、この後、ウェーハをデバイス間の境界の分割予定ラインに沿って切断、分割して、銅ポストが貫通する半導体チップを製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−０５３２１８号公報
【特許文献２】特開２００５−１３６１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようにＴＳＶウェーハを加工するにあたり、裏面を研削・研磨してから、その裏面のエッチングをウェットエッチングで行った場合、研削・研磨面は酸化膜が存在しない非常に活性化した状態となる。そして、ウェーハのシリコンとともに銅ポストまでエッチングが施されると、銅ポストから溶け出した銅イオンがウェーハ内部に入り込み、シリコンの結晶格子間に捕捉されるといったいわゆる金属汚染を引き起こす。シリコンの結晶格子間に入り込んだ銅イオンは、デバイスの誤動作を引き起こしたり漏れ電流の増加を生じさせたりするといった問題を招く。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる課題は、ウェーハの裏面をウェットエッチングして銅ポストを露出させる加工を行うにあたり、金属汚染を引き起こすおそれがないウェーハの加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のウェーハの加工方法は、表面から所定深さに至る銅ポストが埋設されたウェーハの加工方法であって、ウェーハの裏面にエッチング液を供給してエッチングを施し、前記銅ポストをウェーハの裏面に露出させるとともにウェーハの裏面から突出させるエッチングステップを備え、前記エッチング液は、アルカリエッチング溶液と、銅または銅合金に対する酸化防止機能を有する添加剤とから少なくとも構成されるものであることを特徴とする。本発明の銅ポストは、銅または銅合金から構成されたものとする。
【０００７】
本発明によると、ウェーハの裏面を上記エッチング液でエッチングすることにより、裏面に露出した銅ポストの露出面には、上記添加剤により防食被膜が形成される。このため、露出した銅ポストはエッチングされず、ウェーハの裏面のみにエッチングが施される。したがって、銅ポストから銅イオンが溶け出すことによる金属汚染を引き起こすおそれがない。
【０００８】
本発明においては、特にウェーハがシリコン製の場合、前記アルカリエッチング溶液が水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ：Tetramethyl Ammonium Hydroxid）であり、前記添加剤がベンゾトリアゾール（ＢＴＡ：Benzo Triazole）である形態が有効である。この場合、ベンゾトリアゾールが水酸化テトラメチルアンモニウムに対して０．５重量％以上含有されていると好ましい。この形態では、エッチングによりウェーハの裏面に露出する銅ポストには錯体Ｃｕ−ＢＴＡが形成され、この錯体Ｃｕ−ＢＴＡが防食被膜として作用し、銅ポストのエッチングが防がれる。
【０００９】
本発明は、前記エッチングステップを実施する前に、ウェーハの裏面を研削または研磨して所定の厚みへと薄化する薄化ステップをさらに備え、該薄化ステップでは、前記銅ポストがウェーハの裏面に露出されない厚みまでウェーハが薄化される形態を含む。この形態によれば、エッチング量を少なくしてエッチング液の使用量を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ウェーハの裏面をウェットエッチングして銅ポストを露出させる加工を行うにあたり、金属汚染を引き起こすおそれがないウェーハの加工方法が提供されるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るウェーハの加工方法を模式的に示す断面図である。
【図２】ウェーハ裏面のエッチングにより銅ポストの露出面に錯体Ｃｕ−ＢＴＡからなる防食被膜が形成された状態を示す断面図である。
【図３】一実施形態の加工方法で用いるエッチング液の供給装置を示す斜視図である。
【図４】図３に示した供給装置でウェーハ裏面をエッチングする際の好ましい形態であって、ウェーハの下側からガスを噴射している状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、一実施形態のウェーハの加工方法を模式的に示しており、図１（ａ）は加工前のウェーハ１の一部断面を示している。このウェーハ１は上述したＴＳＶウェーハであって、シリコン製のウェーハ１には、表面１ａ（図１では、表面１ａが下側、裏面１ｂが上側である）から所定深さに至るまで、銅または銅合金からなる複数の銅ポスト２が、厚み方向に対して垂直に埋設されている。
【００１３】
一実施形態は、このウェーハ１の裏面１ｂをエッチングにより除去することで銅ポスト２をウェーハ１の裏面１ｂに突出させるといった加工方法であり、以下、その方法を手順にしたがって説明する。
【００１４】
図１（ａ）に示した状態から、ウェーハ１の裏面１ｂを研削し、さらに必要に応じて研削面を研磨して、図１（ｂ）に示すように銅ポスト２が裏面１ｂに露出されない厚みまでウェーハ１を薄化する（薄化ステップ）。ウェーハ１の裏面研削は、半導体ウェーハ等のワークを研削するための周知の研削装置（例えば、特開２００７−１７５８２５号公報、特開２０１０−２２１３７８号公報）を用いて行うことができる。
【００１５】
次に、図１（ｃ）に示すようにウェーハ１の裏面１ｂにエッチング液Ｌを供給し、図１（ｄ）に示すように銅ポスト２が裏面１ｂに露出するとともに裏面１ｂから突出するまで、ウェットエッチングを行う（エッチングステップ）。エッチング液Ｌは、アルカリエッチング溶液と、銅または銅合金に対する酸化防止機能を有する添加剤とから少なくとも構成されるものである。具体的には、アルカリエッチング溶液として水酸化テトラメチルアンモニウム（以下、ＴＭＡＨ）が用いられ、添加剤としてベンゾトリアゾール（以下、ＢＴＡ）が用いられる。ＴＭＡＨとＢＴＡとの配合比は、ＴＭＡＨに対してＢＴＡが０．５重量％以上含有されていると好ましい。
【００１６】
ウェーハ１の裏面１ｂへのエッチング液Ｌの供給方法は、特に限定されないが、例えば図３に示す供給装置１０を用い、スピンコート法で供給することができる。この供給装置１０は、複数の支持板１１でウェーハ１を水平、かつ回転可能に支持し、ウェーハ１の外周面を複数のローラ１２で摩擦力により回転させることで、ウェーハ１を回転させながら、ウェーハ１の裏面１ｂの中央部にノズル２０からエッチング液Ｌを滴下して供給する構成のものである。
【００１７】
この場合、支持板１１は周方向に等間隔をおいて３つ配設され、ローラ１２は支持板１１の間に１つずつ、計３つ配設されている。支持板１１の中心には、上方に突出する凸部１１ａが形成されており、この凸部１１ａの側面に外周面が当接することで、ウェーハ１がエッチング液供給位置に位置決めされるようになっている。
【００１８】
各ローラ１２は下方に延びる回転軸１３を有しており、これら回転軸１３には、駆動ベルト１４が巻回されている。駆動ベルト１４の外周面には、駆動モータ１５で回転駆動される駆動ローラ１６が圧接して設置されており、駆動ローラ１６が矢印Ａ方向に回転駆動すると、駆動ベルト１４がＢ方向に駆動され、駆動ベルト１４の回転が回転軸１３からローラ１２に伝わって、ウェーハ１が矢印Ｃ方向に回転するようになっている。
【００１９】
ウェーハ１は、裏面１ｂを上方に向けて支持板１１に載置されるとともに、外周面が各ローラ１２の周面に当接してセットされ、駆動モータ１５を回転させることで回転する。そして、この状態を保持してノズル２０からエッチング液Ｌをウェーハ１の裏面１ｂの中央部に滴下して供給すると、エッチング液は遠心力で外周側に広がり、裏面１ｂ全面に供給される。
【００２０】
なお、この供給装置１０を用いてウェーハ１の裏面１ｂをウェットエッチングする場合には、図４に示すように、ウェーハ１の下側（表面１ａ側）から噴射ノズル３０によってエッチング反応に不活性な流体Ｇを噴射し、その流体Ｇの圧力でウェーハ１の表面１ａにエッチング液Ｌが回り込まないようにすると、表面１ａや側面といった不要な部分がエッチングされないので好ましい。流体Ｇとしては、窒素ガス等の不活性ガスや純水などが用いられる。
【００２１】
本実施形態の加工方法によると、ウェーハ裏面のエッチング液として、ＴＭＡＨに対してＢＴＡを０．５重量％以上含有したものを用いている。このため、ウェーハ１の裏面１ｂをエッチングして銅ポスト２を露出させても、その銅ポスト２の露出面には、図２に示すように錯体Ｃｕ−ＢＴＡからなる防食被膜３が形成され、この防食被膜３によって銅ポスト２のエッチングが防がれる。このため、露出した銅ポスト２はエッチングされず、ウェーハ１の裏面１ｂのみにエッチングが施される。その結果、銅ポスト２から銅イオンが溶け出すことによる金属汚染を引き起こすおそれがないといった効果が奏される。
【００２２】
また、本実施形態では、ウェーハ裏面のエッチングに先立って、ウェーハ１の裏面１ｂを、銅ポスト２が裏面１ｂに露出されない厚みまで研削している。このため、エッチング量が研削しない場合と比べると少なくなり、エッチング液の使用量を抑えることができるという利点を得ることができる。
【００２３】
本実施形態では、ＴＭＡＨとＢＴＡとの配合比は、ＴＭＡＨに対してＢＴＡが０．５重量％以上含有されていると好ましいと述べた。この点に関し、ＴＭＡＨに対するＢＴＡの配合比を、０％、０.３％、０.５％、０.８%、１％、３％、５%と変えたエッチング液を用いてエッチングを実施する試験を行った。
【００２４】
その結果、ＢＴＡの配合比が０％および０.３％では、銅ポスト２にエッチングが施されたことが確認された。これに対し、ＢＴＡが０.５％以上含有されていると、銅ポスト２はほぼエッチングされないという結果を得た。これにより、ＴＭＡＨに対してＢＴＡが０．５重量％以上含有されていると好ましいことが確認された。
【符号の説明】
【００２５】
１…ウェーハ
１ａ…ウェーハの表面
１ｂ…ウェーハの裏面
２…銅ポスト
３…防食被膜
Ｌ…エッチング液
【図１】
2014022677.tif 000003
【図２】
2014022677.tif 000004
【図３】
2014022677.tif 000005
【図４】
2014022677.tif 000006