(57)【要約】【課題】円盤状部材の平坦度及びナノトポグラフィーを改善する。【解決手段】本円盤状部材のエッチング方法は、２枚以上のエッチングされる円盤状部材をその円盤状の面を対向して保持し、エッチング液槽内で前記円盤状の面の法線方向を軸として自転させる円盤状部材のエッチング方法において、対向する前記円盤状部材間に前記円盤状の面に対して平行方向に撹拌ロッドを複数本配置し、この撹拌ロッドを回転させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚以上のエッチングされる円盤状部材をその円盤状の面を対向させて保持部材で保持し、この保持部材を回転させることにより前記円盤状部材をエッチング液槽内で前記円盤状の面の法線方向を軸として自転させる円盤状部材のエッチング装置において、対向する前記円盤状部材間に前記円盤状の面に対して平行方向に回転自在に支持した撹拌ロッドを配置することを特徴とする円盤状部材のエッチング装置。
【請求項２】
前記撹拌ロッドは、前記円盤状部材の中央部に配置されるロッドの回転数が円盤状部材の周辺部に配置されるロッドの回転数より大きいことを特徴とする請求項１に記載の円盤状部材のエッチング装置。
【請求項３】
前記撹拌ロッドは、ドリル状ロッドであることを特徴とする請求項１または２に記載の円盤状部材のエッチング装置。
【請求項４】
２枚以上のエッチングされる円盤状部材をその円盤状の面を対向して保持し、エッチング液槽内で前記円盤状の面の法線方向を軸として自転させる円盤状部材のエッチング方法において、対向する前記円盤状部材間に前記円盤状の面に対して平行方向に撹拌ロッドを複数本配置し、この撹拌ロッドを回転させることを特徴とする円盤状部材のエッチング方法。
【請求項５】
前記撹拌ロッドは、円盤状部材の中央部に配置されるロッドの回転数が円盤状部材の周辺部に配置されるロッドの回転数より大きいことを特徴とする請求項４に記載の円盤状部材のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は円盤状部材のエッチング装置及びこれを用いたエッチング方法に係り、特に円盤状部材間に回転する撹拌ロッドを配置した円盤状部材のエッチング装置及びこれを用いたエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェーハの製造工程において、シリコンインゴットからシリコンウェーハにスライスするスライス工程と、このスライスしたシリコンウェーハを化学機械研磨（ＣＭＰ）するポリッシング工程間で、主として加工変質層を除去しつつ平坦な形状を維持するためにエッチングが行われる。
【０００３】
近年、ラッピング工程、ポリッシング工程等における加工精度の向上により、シリコンウェーハの平坦度化が高くなっており、さらに、半導体デバイスの微細化が進むにつれて、より平坦度が高く、うねりの小さいシリコンウェーハが要求されている。
【０００４】
エッチング液中に浸した多数枚のウェーハを、それぞれの中心軸回りに回転させてエッチングを行うか、あるいは各ウェーハのエッチング時、隣接するウェーハ同士を互いに異なる方向へ回転し、ウェーハ間の空間では、ウェーハの正転、反転に伴い、エッチング液を流れるようにした半導体ウェーハのエッチング装置が提案されている。しかし、従来のエッチング装置はウェーハ中央部にエッチング液が供給されにくく、ウェーハ中央部が盛り上がる状態になる。
【０００５】
これを回避するために、ウェーハの回転数を３０ｒｐｍ以下に設定する必要があったが、ウェーハの回転数を上げることにより面内のうねりの改善効果が低く、これを回避する方法として、ウェーハ間に供給するエッチング液の供給速度を上げる等を行っても、ウェーハ中央部においては液の淀みが発生し、また、ウェーハを回転させることにより、ウェーハの回転に沿った液流れが発生する。また、対向するウェーハを逆方向に回転させるともにウェーハ間に回転しないプレートを配置することにより、ウェーハ間の整流化を図っているが、ウェーハ間へのエッチング液の供給に対する改善効果は見込めず、ウェーハの平坦度及びナノトポグラフィーの改善が難しい（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−５０９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、強制的に円盤状部材間にエッチング液を送り込むと同時に、微細な乱流を多数起こすことにより、円盤状部材の平坦度及びナノトポグラフィーを改善できる円盤状部材のエッチング装置及びこれを用いたエッチング方法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】
【０００７】
上述した目的を達成するため、本発明に係る円盤状部材のエッチング装置は、２枚以上のエッチングされる円盤状部材をその円盤状の面を対向させて保持部材で保持し、この保持部材を回転させることにより前記円盤状部材をエッチング液槽内で前記円盤状の面の法線方向を軸として自転させる円盤状部材のエッチング装置において、対向する前記円盤状部材間に前記円盤状の面に対して平行方向に回転自在に支持した撹拌ロッドを配置することを特徴とする。
【０００８】
好適には、前記撹拌ロッドは、前記円盤状部材の中央部に配置されるロッドの回転数が円盤状部材の周辺部に配置されるロッドの回転数より大きい。
【０００９】
好適には、前記撹拌ロッドは、ドリル状ロッドである。
【００１０】
また、本発明に係る円盤状部材のエッチング方法は、２枚以上のエッチングされる円盤状部材をその円盤状の面を対向して保持し、エッチング液槽内で前記円盤状の面の法線方向を軸として自転させる円盤状部材のエッチング方法において、対向する前記円盤状部材間に前記円盤状の面に対して平行方向に撹拌ロッドを複数本配置し、この撹拌ロッドを回転させることを特徴とする。
【００１１】
好適には、前記撹拌ロッドは、円盤状部材の中央部に配置されるロッドの回転数が円盤状部材の周辺部に配置されるロッドの回転数より大きい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る円盤状部材のエッチング装置によれば、円盤状部材の平坦度及びナノトポグラフィーを改善できる円盤状部材のエッチング装置を提供することができる。
【００１３】
また、本発明に係る円盤状部材のエッチング方法によれば、円盤状部材の平坦度及びナノトポグラフィーを改善できる円盤状部材のエッチング方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の円盤状部材のエッチング装置を半導体ウェーハのエッチング装置を例にとり、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態の半導体ウェーハのエッチング装置の概念図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の半導体ウェーハのエッチング装置１は、エッチング液を充填するエッチング槽２に、一対の支持部材３ａ、３ｂを介して昇降自在に設けられ、複数枚の円盤状部材例えば半導体ウェーハを保持するバレル４を備える。
【００１７】
このバレル４は上下辺が円弧状でほぼ矩形状の一対の取付板５ａ、５ｂと、この取付板５ａ、５ｂ間に回転自在に４軸の保持部材６が橋設されている。この保持部材６には半導体ウェーハを支持するための幅１．５ｍｍ、深さ２ｍｍの保持溝６ａを所定ピッチで設けている。
【００１８】
また、図１及び図２に示すように、取付板５ａを貫通する保持部材６の一端には、保持部材ギアＧ１が固着され、共動ギアＧ２の一側ギアＧ２ａに噛合している。一方、一側ギアＧ２ａと一体に回転する共動ギアＧ２の他側ギアＧ２ｂは中間ギアＧ３に、中間ギアＧ３は中間ギアＧ４に、中間ギアＧ４は中間ギアＧ５に、中間ギアＧ５は駆動ギアＧ６に噛合し、駆動モータ７の回転を保持部材ギアＧ１に伝える。
【００１９】
また、取付板５ａ、５ｂ間には、図３に示すように、垂直方向に回転自在に撹拌ロッド８を設けている。この撹拌ロッド８は半導体ウェーハＷ面に沿って等間隔で平行に複数本例えば５本設け、保持部材３ａ、３ｂに搭載されて対向する半導体ウェーハＷ間の中央に位置するように複数列設けられる。
【００２０】
撹拌ロッド８は剛性を有する細長い中実丸棒の表面にネジ溝を形成したドリル形状をなし、液中で回転により液を撹拌する。
【００２１】
また、撹拌ロッド８は上ロッド支持部材９ａ、下ロッド支持部材９ｂ間に回転自在に配置され、上端はウォームギア群１０に達している。
【００２２】
図４に示すように、ウォームギア群１０は、撹拌ロッド８の個数に対応するウォーム１０ａとウォームホィール１０ｂからなっており、ウォームホィール１０ｂは上端８ａに固着される。一方、ウォーム１０ａは、図１及び図４に示すように、５本のウォーム駆動軸１１に複数列分取付けられている。
【００２３】
ウォーム駆動軸１１は上ロッド支持部材９ａ、下ロッド支持部材９ｂ間に回転自在に橋設され、その一端にはウォーム軸ギアＧ７が取付けられ、このウォーム軸ギアＧ７は保持部材ギアＧに噛合する中間ギアＧ８、Ｇ９に噛合して、共動ギアＧ２の回転が伝達される。
【００２４】
バレル４構成部材及びギアの使用材質は、使用されるエッチング液に応じて適宜選択されるが、アルカリ性エッチング液の場合には、耐アルカリ性の合成樹脂例えばポリテトラフルオルトエチレン、ポリプロピレンが適し、さらに、これらの材料に水密的に補強部材を挿入し、剛性を強化させて使用するようにしてもよい。
【００２５】
なお、本実施形態では、ウォーム駆動軸のウォーム軸ギアを複数の中間ギア、共動ギアを介して回転させるようにしたが、一側の支持部材をエッチング液面より上方まで延ばし、そこにウォーム軸回転モータを取付け、中間ギアを介してウォーム軸ギアを回転させるようにしてもよい。また、撹拌ロッド８及び一対の支持部材をエッチング液面より上方まで延ばし、そこにモータ駆動ギアを備えたウォーム軸回転モータを取付け、モータ駆動ギアを介してウォーム軸ギアを回転させるようにしてもよい。
【００２６】
次に本発明に係る半導体ウェーハのエッチング方法について説明する。
【００２７】
図１に示すバレル４をエッチング槽２外に上昇させ、搬送装置を用いて半導体ウェーハを１枚ずつあるいは複数枚一度に保持部材６に搭載する。半導体ウェーハとしては、３００ｍｍウェーハを用いる場合に特に効果が期待できるが、８インチウェーハなどもあげられる。
【００２８】
半導体ウェーハは４本の保持部材６及び保持溝６ａに嵌め込まれて保持される。この状態で５本の撹拌ロッド８は対向する半導体ウェーハ間の中央に位置する。
【００２９】
しかる後、バレル４を降下させてエッチング槽のエッチング液に漬す。エッチング液としては、ＨＦ、ＨＮＯ３、ＣＨ３ＣＯＯＨ、Ｈ２Ｏ２、リン酸の混酸液、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、アンモニアなどのアルカリエッチング液などから選択される。
【００３０】
駆動モータ７を回転させ、中間ギアＧ５、中間ギアＧ４、中間ギアＧ３、共動ギアＧ２、保持部材ギアＧ１を介して、保持部材６を図２に示すように、時計周り方向に回転させて、半導体ウェーハを時計周り方向に５〜５０ｒｐｍで回転させ、半導体ウェーハの表面をエッチング液によりエッチングする。
【００３１】
一方、撹拌ロッド８は中間ギアＧ８、ウォーム軸ギアＧ７、ウォーム回転軸１１、ウォーム１０ａ、ウォームホィール１０ｂを介して回転される。
【００３２】
この撹拌ロッド８の回転により、エッチング液が半導体ウェーハの中央部まで強制的に供給され、グローバル形状を改善でき、また、半導体ウェーハの回転を高回転に設定してもウェーハ中央部までエッチング液が供給可能であるため、うねりが改善される。整流化に対しても強制的に上向きの流れを発生できるため、グローバルな形状に改善できる。なお、ここで、撹拌ロッドの回転により液流れに乱流が起こるが、徴細な乱流が無数に発生するため、うねりも微細になり、ウェーハの平坦度、ナノトポグラフィーには影響を及ぼさない。
【００３３】
なお、ウェーハ中央部に対応する撹拌ロッドの回転数を大きくし、外周部に対応する撹拌ロッドの回転数を小さくすることにより中央部のエッチングを促進する場合には、両者のウォームギアのギア比を変えることで回転数に差をつける。また、半導体ウェーハの保持部材への搭載を容易にするため、撹拌ロッド、ウォームギア群、ウォーム軸ギア及び上ロッド支持部材を一体的に着脱自在に両取付部材に取付けるようにしてもよい。
【００３４】
上述のように本実施形態の半導体ウェーハのエッチング方法によれば、円盤状部材の平坦度及びナノトポグラフィーの改善が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る円盤状部材のエッチング装置の概念図。
【図２】本発明に係る円盤状部材のエッチング装置に用いられる動力伝達用歯車群の配列図。
【図３】本発明に係る円盤状部材のエッチング装置に用いられる撹拌ロッドを示す概念図。
【図４】本発明に係る円盤状部材のエッチング装置に用いられるウォームギアの概念図。
【符号の説明】
【００３６】
１  エッチング装置
２  エッチング槽
４  バレル
５ａ、５ｂ  取付板
６  保持部材
６ａ  保持溝
７  駆動モータ
８  撹拌ロッド
１０  ウォームギア群
１０ａ  ウォーム
１０ｂ  ウォームホィール
１１  ウォーム回転軸
Ｇ１  保持部材ギア
Ｇ２  共動ギア
Ｇ６  駆動ギア
Ｇ８  ウォーム軸ギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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