(57)【要約】【課題】テープと保持面との間に気泡が発生するのを抑制し、テープ焼けを防止すること。【解決手段】下面にテープ（Ｔ）が貼着されたウエーハ（Ｗ）を研削加工した後、ウエーハの被研削面をプラズマエッチングするプラズマエッチング方法であって、テープに熱付与させテープ内の水分を除去する乾燥工程と、乾燥工程の後、静電チャック（４）の電極（４４）に直流電力を供給し静電気を発生させウエーハを静電力保持する静電力保持工程と、静電力保持工程の後、減圧室（Ｃ）を減圧してウエーハの被研削面をプラズマ化された反応ガスでプラズマエッチングするエッチング工程と、を備える。【選択図】図２
2018133505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削水を供給し一方の面にテープを貼着したウエーハの他方の面を研削砥石で研削したのちウエーハの被研削面をプラズマエッチングするプラズマエッチング方法であって、
内部に配設した電極に直流電力を供給し静電力で該テープを介してウエーハを保持する静電チャックと、ウエーハを保持する該静電チャックを収容し減圧して供給した反応ガスをプラズマ化させウエーハをプラズマエッチングする減圧室と、を備え、
該テープに熱付与させテープ内の水分を除去する乾燥工程と、
該乾燥工程の後、該静電チャックの該電極に直流電力を供給し静電気を発生させウエーハを静電力保持する静電力保持工程と、
該静電力保持工程の後、該減圧室を減圧して該静電チャックが保持したウエーハの被研削面をプラズマ化された反応ガスでプラズマエッチングするエッチング工程と、を備えたプラズマエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削装置による研削後のウエーハの被研削面には研削痕が残存しており、この研削痕がウエーハの抗折強度を低下させる原因になっている。このため、プラズマエッチングによってウエーハの被研削面から研削痕を除去する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。プラズマエッチング装置は、開閉扉を介して外部から減圧室（チャンバ）内にウエーハを搬入し、減圧室内を減圧した状態でエッチングガスを供給する。そして、プラズマ化させたエッチングガスをウエーハに反応させて被研削面から研削痕を除去して、研削済みのウエーハの研削痕に起因した抗折強度の低下を抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１４３７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
研削装置による研削では、ウエーハと研削砥石とに研削水を供給して、研削加工による熱を取り除いている。特に、研削後のウエーハは濡れているため、当該ウエーハを減圧室に投入する前に予め乾燥させる必要がある。そこで、ウエーハとテープとに乾燥エアを吹き付けて予め表面の水を取り除くことが考えられる。しかしながら、乾燥エアの吹き付けによってウエーハとテープの表面は乾燥されるが内部の乾燥は十分ではない。そのため、減圧したときに内部にあった水分が気化してテープと静電チャックとの間に気泡（隙間）が形成されることがあった。静電チャックには、エッチングガスがウエーハと反応した反応熱を取り除くため冷却水を通水させる冷却水路を内部に形成している。当該気泡が形成された状態でプラズマエッチングが実施されると、気泡によって静電チャックにテープが接触していないためテープが冷却されないで反応熱による高温にさらされる結果、テープの接着剤が溶けテープをウエーハから剥がしたときにデバイスに接着剤が付着する。また、さらに高温にさらされるとテープが溶けて穴が開いてしまう、いわゆる「テープ焼け」という現象が発生するおそれがある。
【０００５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、テープ焼けを防止することができるプラズマエッチング方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様のプラズマエッチング方法は、研削水を供給し一方の面にテープを貼着したウエーハの他方の面を研削砥石で研削したのちウエーハの被研削面をプラズマエッチングするプラズマエッチング方法であって、内部に配設した電極に直流電力を供給し静電力でテープを介してウエーハを保持する静電チャックと、ウエーハを保持する静電チャックを収容し減圧して供給した反応ガスをプラズマ化させウエーハをプラズマエッチングする減圧室と、を備え、テープに熱付与させテープ内の水分を除去する乾燥工程と、乾燥工程の後、静電チャックの電極に直流電力を供給し静電気を発生させウエーハを静電力保持する静電力保持工程と、静電力保持工程の後、減圧室を減圧して静電チャックが保持したウエーハの被研削面をプラズマ化された反応ガスでプラズマエッチングするエッチング工程と、を備える。
【０００７】
この構成によれば、研削加工によって研削水がテープに吸収されたとしても、テープが積極的に加熱されることにより、テープ内の水分を除去することができる。よって、エッチング工程の際に減圧室が減圧されてもテープから水分が出ることなく、テープと静電チャックの保持面との間に気泡が発生するのを防止できる。よって、プラズマエッチングでテープ焼けの発生を防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、テープと静電チャックの保持面との間に気泡が発生するのを抑制し、テープ焼けを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来の方法でウエーハを保持した場合の部分拡大図である。
【図２】本実施の形態に係る乾燥工程の一例を示す模式図である。
【図３】本実施の形態に係る静電力保持工程及びエッチング工程の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
プラズマエッチング装置では、減圧室内に配設される静電チャックによって研削後のウエーハが吸着保持される。減圧室内は減圧された後、反応ガス（エッチングガス）が供給される。そして、反応ガスに対して高周波電力を供給することで反応ガスをプラズマ化させ、プラズマ化された反応ガスでウエーハをプラズマエッチングする。
【００１１】
このようなプラズマエッチング装置では、上記のように減圧室内を減圧する必要がある。減圧室の減圧時間は、減圧室内の湿度に依存するため、加工後（例えば研削加工後）の濡れたウエーハを減圧室内に搬送することはあまり好ましくはない。このため、加工後のウエーハを乾燥空気でエアブロー等して表面を予め乾燥することが考えられる。
【００１２】
図１は、従来の方法でウエーハを保持した場合の部分拡大図である。図１Ａはウエーハが研削加工された直後の状態を示し、図１Ｂは減圧室が減圧された状態を示し、図１Ｃはエッチング中の状態を示している。図１に示すように、ウエーハＷの下面には、保護部材としてテープＴが貼着されている。テープＴは、基材の表面に糊材を塗布して形成されており、糊材側がテープＴの貼着面（粘着面）となっている。基材は、例えばポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオレフィン等の合成樹脂で形成され、僅かながら吸水性（吸湿性）を有する。
【００１３】
研削加工中は、図１Ａに示すように、ウエーハＷがテープＴを介して研削装置の保持テーブル６に吸引保持されるため、基材側が直接外部に露出されることはないものの、外周部分から研削水等の加工水が基材内に吸収される。このため、減圧室内に搬送する際にウエーハＷの表面をエアブローしたとしても、テープ（基材）に吸収された水分までは除去することができない。この結果、図１Ｂに示すように、減圧室が減圧されることで基材内部から水分が出てきて気化し、テープＴと静電チャック４の保持面４１との間に気泡Ｂを形成するおそれがあった。
【００１４】
テープＴと保持面４１との間に気泡Ｂが残った状態でプラズマエッチングが実施されると、ワーク（ウエーハＷ及びテープＴ）の一部が保持面４１から浮いた状態で気泡Ｂの周辺がエッチングの熱によって温められる。
【００１５】
特にエッチング中は、図１Ｃに示すように、静電チャック４の内部に形成されるウォータージャケット（不図示）を冷却水が流れており、静電チャック４及びウエーハＷの異常な温度上昇が抑えられている。しかしながら、上記のように、気泡Ｂが発生した箇所のテープＴの下面は、保持面４１に接触していないため、当該テープＴが適切に冷却されない。この結果、気泡Ｂの近傍のテープＴが高温にさらされて焼けてしまい、穴が開くという、いわゆる「テープ焼け」の現象が発生するおそれがある。
【００１６】
そこで、本件発明者は、テープＴ（基材）の材質に着目し、テープＴの種類によって吸水性が異なる結果、減圧室を減圧させたときにテープＴ内の水分がテープＴ内から出てきて気化しテープＴと静電チャック４との間に気泡Ｂが形成されていることを見出した。すなわち、本発明の骨子は、テープＴが研削加工時の水を吸収していることを考慮して、エッチング前に予めテープＴを積極的に加熱してテープＴ内の水分を除去することである。
【００１７】
具体的に本実施の形態では、ウエーハＷを静電チャック４で保持する前に、予めヒータテーブル３に載置して、ヒータテーブル３からテープＴに熱を付与してテープＴ内の水分を除去する構成とした（図２参照）。これにより、予めテープＴが乾燥されるため、ウエーハＷが静電チャック４に搬送された後に減圧室Ｃが減圧されても、テープＴから水分が出ることがなく、テープＴと静電チャック４との間に気泡を形成することがない。よって、プラズマエッチングを実施してもテープ焼けの発生を防止することが可能である。
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るプラズマエッチング方法について説明する。図２は、本実施の形態に係る乾燥工程の一例を示す模式図である。図３は、本実施の形態に係る静電力保持工程及びエッチング工程の一例を示す模式図である。本実施の形態では、減圧処理装置として容量結合型プラズマ（CCP:  Capacitive  Coupled  Plasma）のプラズマエッチング装置を例示して説明するが、減圧処理装置は誘導結合型プラズマ（ICP:  Inductive  Coupled  Plasma）のプラズマエッチング装置やその他各種プラズマエッチング装置でもよい。また、減圧処理装置は、減圧状態でウエーハを処理する装置であればよく、例えばウエーハの表面に膜を成長させる成膜装置でもよい。
【００１９】
本実施の形態に係るプラズマエッチング方法は、一方の面（下面）にテープＴを貼着したウエーハＷの他方の面（上面）を研削砥石で研削したのち、ウエーハＷの上面（被研削面）をプラズマエッチングする方法である。具体的にプラズマエッチング方法は、研削水を供給してウエーハＷの被研削面を研削加工した後、ウエーハＷの下面のテープＴを乾燥する乾燥工程（図２参照）と、ウエーハＷを静電チャック４で静電力保持する静電力保持工程（図３参照）と、プラズマ化された反応ガスでウエーハＷの被研削面をプラズマエッチングするエッチング工程（図３参照）と、を経て実施される。
【００２０】
なお、本実施の形態の保持対象であるウエーハＷは、略円板状に形成されたシリコン（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）等の半導体ウエーハであり、下面に保護部材としてテープＴが貼着されている。ウエーハＷは、半導体ウエーハに限らず、保持対象になれば、どのようなものでもよい。例えば、ウエーハＷは、サファイアやシリコンカーバイド形成される光デバイスウエーハであってもよい。また、テープＴの材質も特に限定されるものではない。例えば、テープＴは、基材の表面に糊材を塗布して形成され、基材がポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオレフィン等の合成樹脂で形成される。
【００２１】
本実施の形態では、テープＴが僅かながら吸水性を有しており、先の研削工程において、ウエーハＷに研削水が供給されながら表面（被研削面）が研削加工されることで、テープＴに研削水の一部が吸収されてしまっている場合を想定する。
【００２２】
先ず、乾燥工程について説明する。図２に示すように、ウエーハＷは、搬送手段２によってエッチング装置１の減圧室Ｃ（図３参照）内に搬送される前に、予め乾燥工程が実施される。搬送手段２は、研削後のウエーハＷの上面を保持して後述する静電チャック４（図３参照）に搬送するように構成されている。
【００２３】
搬送手段２は、ウエーハＷを吸引保持して任意の位置に移動可能なポーラスチャックであり、円板状の枠体の下面にセラミックス等の多孔質材で構成される保持面２０が形成されている。保持面２０に生じる負圧によって、ウエーハＷを吸引保持することが可能となっている。また、搬送手段２は、移動機構２１によって鉛直方向及び水平方向に移動可能に構成される。
【００２４】
乾燥工程では、テープＴに熱付与され、テープＴが乾燥されることでテープＴ内の水分が除去される。具体的には、図２に示すように、搬送手段２が吸引保持したウエーハＷの下面側にヒータテーブル３が位置付けられる。ヒータテーブル３は、ウエーハＷと略同径又はそれ以上の円板で形成され、内部の略全域にわたってヒータ３０が内蔵されている。ヒータ３０には直流電源３１が接続されている。また、円板内には、ヒータテーブル３の温度を検出する温度センサ３２が設けられている。ヒータテーブル３は、ヒータ３０によって予め温められており、例えば、温度センサ３２の出力値が６０度となるように、ヒータテーブル３の温度が調整されている。
【００２５】
搬送手段２は、テープＴの下面がヒータテーブル３の上面に当接するように下降される。そして、所定時間（例えば１分間）放置することで、テープＴを加熱する。これにより、先の研削工程でテープＴが研削水を吸収した場合であっても、テープＴ内の水分を除去する、すなわち、テープＴを乾燥させることが可能である。
【００２６】
この場合、搬送手段２でウエーハＷをヒータテーブル３に押し付けながらテープＴを加熱してもよいし、搬送手段２によるウエーハＷの吸引保持を解除して、搬送手段２がウエーハＷから離間した状態でテープＴを加熱してもよい。なお、搬送手段２をヒータテーブル３から離間させる場合、ヒータテーブル３は、テープＴを吸引保持するようにポーラス板を吸引源に連通可能としポーラス板内にヒータを配設する構成が好ましい。
【００２７】
また、乾燥工程は、ヒータテーブル３にウエーハＷを載置して実施する構成に限定されず、適宜変更が可能である。例えば、ヒータテーブル３を用いることなく、搬送手段２でウエーハＷの上面を吸引保持した状態で、ウエーハＷの下面側からテープＴに向けて熱風を吹き付けることにより、テープＴを加熱してもよい。また、搬送手段２にヒータを備え、搬送手段２がウエーハＷを吸引保持した状態でウエーハＷを加熱して、間接的にテープＴを乾燥させてもよい。
【００２８】
また、詳細は後述するが、乾燥工程は、先のウエーハＷがエッチング装置１でプラズマエッチングされている間に実施されることが好ましい。これにより、エッチング工程の待ち時間を有効活用することができ、工程全体のタクトタイムを短縮することが可能である。
【００２９】
次に静電力保持工程及びエッチング工程が実施される。ここで、エッチング装置の概略構成について説明する。図３に示すように、エッチング装置１は、所定の減圧室Ｃを区画する筐体部１０を備えている。筐体部１０には、反応ガス等を導入するための導入口１１と、反応ガス等を排出するための排気口１２とが設けられている。
【００３０】
減圧室Ｃ内には、電界を形成する下部電極ユニットとして静電チャック４と、上部電極ユニット５とが、上下方向で所定の間隔を空けて対向して配設されている。
【００３１】
静電チャック４は、ウエーハＷより大径の円板で形成され、上面に複数の細孔４０（吸引口）が形成された保持面４１を有している。複数の細孔４０は、ウエーハＷの外縁より内側の範囲で所定間隔を空けて配置されている。複数の細孔４０は、円板内で共通の連通路４２に連なり、吸引源４３に接続（連通）されている。保持面４１が吸引源４３によって引っ張られることにより、保持面４１上に負圧が発生する。このように、吸引源４３、複数の細孔４０及び連通路４２は、ウエーハＷを吸引保持（仮保持）するための吸引保持手段を構成する。
【００３２】
また、静電チャック４の内部には、上記した構成の他に、一対の電極４４が配設されている。一対の電極４４は、保持面４１の略全体に至る範囲で円板内に埋め込まれている。各電極４４は、直流電源４５に接続されている。一対の電極４４に直流電源４５から直流電力が印加されることにより、保持面４１上に静電気を発生させることができる。一対の電極４４及び直流電源４５は、ウエーハＷを静電力で吸着保持（本保持）するための静電気保持手段を構成する。なお、電極４４は単極構造及び双極構造のいずれの構造で形成されていてもよい。
【００３３】
また、静電チャック４は、高周波電源４６に接続されている。一方、上部電極ユニット５は、ウエーハＷの上面に対向する下面を備えている。上部電極ユニット５はアース５１に接続されている。
【００３４】
搬送手段２（図２参照）は、ウエーハＷを保持したまま減圧室Ｃ内に移動され、保持面４１の中心とウエーハＷの中心とが一致するように位置が調整された後、ウエーハＷの下面が保持面４１に当接する高さまで下降される。そして、搬送手段２によるウエーハＷ（の上面）の吸引保持が解除される。一方、複数の細孔４０及び連通路４２と吸引源４３とが連通され、吸引源４３から保持面４１上に吸引力が発生することにより、ウエーハＷの下面がテープＴを介して保持面４１に吸引保持（仮保持）される。
【００３５】
静電力保持工程では、図３に示すように、吸引源４３によるウエーハＷの吸引保持が解除される一方、一対の電極４４に直流電力が供給されることで保持面４１上に静電気が発生し、静電力によってウエーハＷがテープＴを介して保持面４１に吸着保持（静電力保持）、すなわち、本保持される。
【００３６】
そして、エッチング工程が実施される。エッチング工程では、減圧室Ｃ内が減圧され、減圧室Ｃ内に導入口１１から反応ガスが導入される。上記したように、乾燥工程において、テープＴ内の水分が予め除去されているため、減圧室Ｃ内が減圧されても、テープＴから水分が出ることはない。なお、反応ガスとしては、例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、四フッ化メタン（ＣＦ４）、三フッ化窒素（ＮＦ３）等のフッ素を含むフッ素系安定ガスが用いられる。
【００３７】
反応ガスがウエーハＷを覆うように供給された状態で、静電チャック４と上部電極ユニット５との間で高周波電圧が印加されることにより、反応ガスがプラズマ化（ラジカル化）される。そして、プラズマ化した反応ガスによってウエーハＷの被研削面がラジカル連鎖反応によってドライエッチング（等方性エッチング）され、ウエーハＷの被研削面から研削痕が除去されて抗折強度が向上される。なお、上部電極ユニット５の下面に複数の導入口（不図示）を形成させ、上部電極ユニット５から反応ガスを供給させてもよい。
【００３８】
上記したように、テープＴ内の水分が除去されていることで、テープ焼けを防止することが可能である。なお、エッチング工程中は、次にエッチング予定のウエーハＷに対して乾燥工程を実施することが好ましい。これにより、エッチング工程に要する時間を有効活用することが可能である。
【００３９】
以上のように、本実施の形態によれば、研削加工によって研削水がテープＴに吸収されたとしても、乾燥工程によりテープＴが積極的に加熱されることにより、テープＴ内の水分を予め除去することができる。よって、エッチング工程の際に減圧室が減圧されてもテープＴから水分が出ることなく、テープＴと静電チャック４の保持面４１との間に気泡が発生するのを防止できる。よって、プラズマエッチングでテープ焼けの発生を防止することができる。
【００４０】
なお、上記実施の形態では、エッチング装置として、プラズマエッチング装置を例示して説明したが、この構成に限定されない。本発明のプラズマエッチング方法は、どのような装置に適用されてもよい。
【００４１】
また、上記実施の形態における各工程は、あくまで一例を示すものであり、各工程における装置の動作やオペレータの動作の順序は適宜変更が可能である。また、各工程をフルオートで実施してもよく、例えば、乾燥工程をオペレータが手動で実施しもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態において、ヒータテーブル３の温度が６０度に調整される構成としたが、この構成に限定されない。ヒータテーブル３の温度は、テープＴの材質や大きさ（ウエーハＷの）等によって適宜変更することが可能である。例えば、テープＴの材質が吸水性の高い材質であったり、比較的大きいサイズの場合、ヒータテーブル３の設定温度を高くすることが好ましい。
【００４３】
また、上記実施の形態において、乾燥工程では、ヒータテーブル３によるテープＴの加熱時間を例えば１分間に設定したが、これに限定されず適宜変更が可能である。上記のように、テープＴの材質や大きさ（ウエーハＷの）等によって適宜変更することが可能である。例えば、テープＴの材質が吸水性の高い材質であったり、比較的大きいサイズの場合、テープＴの加熱時間を長くすることが好ましい。
【００４４】
また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
【００４５】
また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上説明したように、本発明は、テープ焼けを防止することができるという効果を有し、特に、プラズマエッチング方法に有用である。
【符号の説明】
【００４７】
Ｔ  テープ
Ｗ  ウエーハ
Ｂ  気泡
Ｃ  減圧室
４  静電チャック
４４  電極
【図１】
2018133505.tif 000003
【図２】
2018133505.tif 000004
【図３】
2018133505.tif 000005