(57)【要約】【課題】  全てのウエーハのエッチング量を容易に測定可能なエッチング量検出方法を提供することである。【解決手段】  ウエーハの被エッチング面にエッチング不要領域を有するウエーハをエッチングした際のエッチング量を検出するエッチング量検出方法であって、ウエーハをエッチングする前にウエーハの該エッチング不要領域上に耐エッチング部材を配設する耐エッチング部材配設ステップと、該耐エッチング部材が配設されたウエーハの被エッチング面をエッチングするエッチングステップと、該エッチングステップを実施した後、該耐エッチング部材の厚みを除いた未エッチング領域の厚みとエッチングされた領域の厚みを測定し、エッチングで除去された厚みを検出するエッチング量検出ステップと、を具備したことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエーハの被エッチング面にエッチング不要領域を有するウエーハをエッチングした際のエッチング量を検出するエッチング量検出方法であって、
ウエーハをエッチングする前にウエーハの該エッチング不要領域上に耐エッチング部材を配設する耐エッチング部材配設ステップと、
該耐エッチング部材が配設されたウエーハの被エッチング面をエッチングするエッチングステップと、
該エッチングステップを実施した後、該耐エッチング部材の厚みを除いた未エッチング領域の厚みとエッチングされた領域の厚みを測定し、エッチングで除去された厚みを検出するエッチング量検出ステップと、
を具備したことを特徴とするエッチング量検出方法。
【請求項２】
前記エッチング量検出ステップでは、非接触式厚み測定器を用いて前記耐エッチング部材を介して前記未エッチング領域の厚みを測定する請求項１記載のエッチング量検出方法。
【請求項３】
前記エッチングステップでのエッチングはプラズマエッチングから構成される請求項１又は２記載のエッチング量検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全てのウエーハのエッチング量を容易に測定可能なエッチング量検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ、ＬＳＩ等の数多くのデバイスが表面に形成され、且つ個々のデバイスが分割予定ライン（ストリート）によって区画された半導体ウエーハは、研削装置によって裏面が研削されて所定の厚みに加工された後、ダイシング装置によって分割予定ラインを切削して個々のデバイスに分割され、分割されたデバイスは携帯電話、パソコン等の各種電気機器に広く利用されている。
【０００３】
半導体ウエーハの裏面研削には、一般的に、研削砥石が配設された研削ホイールを回転可能に支持する研削手段と、研削手段に対峙して配設され半導体ウエーハを保持するチャックテーブルとを備えた研削装置が用いられ、研削装置により半導体ウエーハを所定の厚みに研削することができる。
【０００４】
半導体ウエーハの研削は研削砥石による微細な脆性破壊によって遂行されるため、研削面には複数の微細な歪（マイクロクラック）が発生して半導体チップ（デバイス）の抗折強度が低下するという問題がある。
【０００５】
そこで、研削後の半導体ウエーハの裏面（研削面）はウエットエッチング又はドライエッチングにより例えば数μｍ前後エッチングされ、研削によって生成された歪が除去される。
【０００６】
エッチングを実施する際にエッチング量を正確に制御することは重要であり、従来は一般に、所定枚数のウエーハをエッチングする都度、ダミーウエーハをエッチングし、このダミーウエーハの厚みを測定することでエッチング量が適正であるか否かを確認している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−１０９６９０号公報
【特許文献２】特開２００５−２２３３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述したダミーウエーハを用いた従来のエッチング量の管理方法では、エッチング装置に何らかのトラブル（例えばエッチャントの供給が停止した等）が発生した場合、エッチング量の異常に気付くまで複数枚のウエーハを処理してしまうという問題がある。
【０００９】
全てのウエーハのエッチング量を測定したいという要望があるが、エッチングを施す全てのウエーハの厚みを事前に測定し、エッチング後に全てのウエーハの厚みを再度測定するのでは、工程が煩雑になってしまう。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、全てのウエーハのエッチング量を容易に測定可能なエッチング量検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によると、ウエーハの被エッチング面にエッチング不要領域を有するウエーハをエッチングした際のエッチング量を検出するエッチング量検出方法であって、ウエーハをエッチングする前にウエーハの該エッチング不要領域上に耐エッチング部材を配設する耐エッチング部材配設ステップと、該耐エッチング部材が配設されたウエーハの被エッチング面をエッチングするエッチングステップと、該エッチングステップを実施した後、該耐エッチング部材の厚みを除いた未エッチング領域の厚みとエッチングされた領域の厚みを測定し、エッチングで除去された厚みを検出するエッチング量検出ステップと、を具備したことを特徴とするエッチング量検出方法が提供される。
【００１２】
好ましくは、エッチング量検出ステップでは、非接触式厚み測定器を用いて耐エッチング部材を介して未エッチング領域の厚みを測定する。好ましくは、エッチングステップでのエッチングはプラズマエッチングから構成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、ウエーハのエッチング不要領域上に耐エッチング部材を配設し、その後ウエーハにエッチングが施されるため、耐エッチング部材が配設された領域はエッチング前の厚みのまま残存する。従って、ウエーハにエッチングを施した後に、未エッチング領域に残存しているエッチング前の厚みとエッチング後の厚みを測定でき、ウエーハ毎のエッチング量を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】プラズマエッチング装置の一部断面図である。
【図２】裏面研削後のウエーハのエッチング不要領域に耐エッチングテープを配設する様子を示す斜視図である。
【図３】エッチング不要領域上に耐エッチングテープが配設された状態のウエーハの断面図である。
【図４】エッチング実施後のウエーハの断面図である。
【図５】エッチング量検出ステップを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、本発明のエッチング量検出方法で使用するのに適したプラズマエッチング装置２の一部断面図が示されている。プラズマエッチング装置２は密閉空間４を画成するハウジング６を具備している。
【００１６】
ハウジング６は、底壁６ａと、上壁６ｂと、左右側壁６ｃ，６ｄと、後ろ側壁６ｅと、図示しない前側側壁から構成されており、右側側壁６ｄには被加工物搬出入用の開口８が設けられている。
【００１７】
開口８の外側には、開口８を開閉するためのゲート１０が上下方向に移動可能に配設されている。このゲート１０はゲート作動手段１２によって作動される。ゲート作動手段１２は、エアシリンダ１４と、エアシリンダ１４内に配設された図示しないピストンに連結されたピストンロッド１６とから構成されている。エアシリンダ１４はブラケット１８を介してハウジング６の底壁６ａに取り付けられており、ピストンロッド１６の先端がゲート１０に連結されている。
【００１８】
ゲート作動手段１２によってゲート１０を開けることにより、被加工物としての半導体ウエーハ１１を開口８を通して密閉空間４に搬出入することができる。また、ハウジング６を構成する底壁６ａには排気口２０が設けられており、排気口２０はガス排出手段２２に接続されている。
【００１９】
ハウジング６によって画成される密閉空間４内には、下部電極２４と上部電極２６が対向して配設されている。下部電極２４は導電性の材料によって形成されており、円板状の被加工物保持部２８と、被加工物保持部２８の下面中央部から突出して形成された円柱状の支持部３０とから構成されている。
【００２０】
このように被加工物保持部２８と円柱状の支持部３０とから構成された下部電極２４は、支持部３０がハウジング６の底壁６ａに形成された穴３２を挿通して配設され、絶縁体３４を介して底壁６ａにシールされた状態で支持されている。ハウジング６の底壁６ａに支持された下部電極２４は、支持部３０を介して高周波電源３６に電気的に接続されている。
【００２１】
下部電極２４を構成する被加工物保持部２８の上部には、上方が開放された円形状の嵌合凹部３８が設けられており、嵌合凹部３８にポーラスセラミックス材によって形成された円板状の吸着保持部材４０が嵌合されている。
【００２２】
嵌合保持部３８における吸着保持部材４０の下側に形成されるチャンバー４２は、被加工物保持部２８及び支持部３０に形成された連通路４４によって吸引手段４６に連通されている。
【００２３】
従って、吸着保持部材４０上に被加工物を載置して吸引手段４６を作動し、連通路４４を負圧源に連通することによりチャンバー４２に負圧が作用し、吸着保持部材４０上に載置された被加工物が吸引保持される。また、吸引手段４６を作動して連通路４４を大気に開放することにより、吸着保持部材４０上に吸引保持された被加工物の吸引保持が解除される。
【００２４】
下部電極２４の被加工物保持部２８の下部には、冷却通路４８が形成されている。冷却通路４８の一端は支持部３０に形成された冷媒導入通路５０に連通され、冷却通路４８の他端は支持部３０に形成された冷媒排出通路５２に連通されている。
【００２５】
冷媒導入通路５０及び冷媒排出通路５２は、冷媒供給手段５４に連通されている。従って、冷媒供給手段５４が作動すると、冷媒が冷媒導入通路５０、冷却通路４８及び冷媒排出通路５２を通して循環される。その結果、後述するプラズマ処理時に発生する熱は下部電極２４から冷媒に伝達されるので、下部電極２４の異常昇温が防止される。
【００２６】
上部電極２６は導電性の材料によって形成されており、円板状のガス噴出部５６と、ガス噴出部５６の上面中央部から突出して形成された円柱状の支持部５８とから構成されている。
【００２７】
このようにガス噴出部５６と円柱状の支持部５８とからなる上部電極２６は、ガス噴出部５６が下部電極２４を構成する被加工物保持部２８と対向して配設され、支持部５８がハウジング６の上壁６ｂに形成された穴６０を挿通し、穴６０に装着されたシール部材６２によって上下方向に移動可能に支持されている。支持部５８の上端部には作動部材６４が取り付けられており、この作動部材６４が昇降駆動手段６６に連結されている。尚、上部電極２６は支持部５８を介して接地されている。
【００２８】
上部電極２６を構成する円板状のガス噴出部５６には、下面に開口する複数の噴出口６８が設けられている。この複数の噴出口６８は、ガス噴出部５６に形成された連通路７０及び支持部５８に形成された連通路７２を介してガス供給手段７４に連通されている。ガス供給手段７４は、ＣＦ４、ＳＦ6等のフッ素系ガスと酸素を主体とするプラズマ発生用の混合ガスを供給する。
【００２９】
また、上部電極２６を構成する円板状のガス噴出部５６には、その下面に複数の噴出口６８を囲繞して下方に突出する環状の隔壁７６が設けられている。この環状の隔壁７６は、下部電極２４の被加工物保持部２８に保持された被加工物に対応した大きさに形成され、その高さが５ｍｍ程度に形成されており、その内周面７６ａが先端（下方）に向けて外側に広がるように形成されている。
【００３０】
プラズマエッチング装置２は、ゲート作動手段１２、ガス排出手段２２、吸引手段４６、高周波電源３６、冷媒供給手段５４、昇降駆動手段６６、ガス供給手段７４を制御する制御手段７８を具備している。
【００３１】
制御手段７８には、ガス排出手段２２からハウジング６によって形成される密閉空間４内の圧力に関するデータが、冷媒供給手段５４から冷媒温度（即ち電極温度）に関するデータが、ガス供給手段７４からガス流量に関するデータが入力され、これらのデータに基づいて制御手段７８は上述した各手段に制御信号を出力する。
【００３２】
図２を参照すると、裏面１１ｂが研削された半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂに耐エッチングテープ２３を配設する状態の斜視図が示されている。半導体ウエーハ１１はその表面１１ａに格子状に形成された複数の分割予定ライン（ストリート）１３によって区画された各領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス１５が形成されている。半導体ウエーハ１１は、その表面１１ａに複数のデバイス１５が形成されたデバイス領域１７と、デバイス領域１７を囲繞する外周余剰領域１９とを備えている。
【００３３】
半導体ウエーハ１１は、表面１１ａに形成されたデバイス１５を保護するために、裏面１１ｂの研削に先立って表面１１ａに表面保護テープ２１が貼着される。半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂの研削は研削砥石による微細な脆性破壊によって進行されるため、研削面１１ｂには複数の微細な歪（マイクロクラック）が発生して、半導体ウエーハ１１から分割された半導体チップ（デバイス）１５の抗折強度が低下するという問題がある。
【００３４】
そこで、研削後の半導体ウエーハ１１の裏面（研削面）１１ｂは、ドライエッチング又はウエットエッチングによって例えば数μｍ前後エッチングされ、研削によって生成された研削歪が除去される。
【００３５】
本実施形態のエッチング量検出方法では、エッチングを実施する前に、耐エッチングテープ２３を外周余剰領域１９に対応するウエーハ裏面１１ｂのエッチング不要領域２５上に貼付する。
【００３６】
耐エッチングテープ２３としては、ＣＦ４、ＳＦ６等のフッ素系ガスを使用するプラズマエッチングの場合には、耐熱性ポリマーのポリイミドやポリエチレンテレフタレート等のテープを使用することができる。
【００３７】
或いは、耐エッチングテープ２３としてレジスト膜を使用するようにしてもよい。一方、ウエットエッチングを実施する場合には、耐エッチングテープ２３はエッチャントに応じて適宜選択する。耐エッチングテープ２３がエッチング不要領域２５上に貼付された状態の断面図が図３に示されている。
【００３８】
以下、図１に示したプラズマエッチング装置２を使用して、図２に示した半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂをプラズマエッチング（ドライエッチング）する例について説明する。所定の厚さに研削されたらウエーハ１１の裏面１１ｂのエッチング不要領域２５上に耐エッチングテープ２３が貼着された半導体ウエーハ１１をプラズマエッチングするには、まずゲート作動手段１２を作動してゲート１０を図１において下方に移動し、ハウジング６の右側側面に６ｄに設けられた開口８を開ける。
【００３９】
次に、図示しない搬出入手段によって半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂを上側にして、開口８からハウジング６によって画成された密閉空間４に半導体ウエーハ１１を搬送し、下部電極２４を構成する被加工物保持部２８の吸着保持部材４０上に載置する。
【００４０】
このとき、昇降作動手段６６を作動して上部電極２６は上昇しておく。そして吸引手段４６を作動してチャンバー４２内に負圧を作用することにより、吸着保持部材４０上に載置された半導体ウエーハ１１を吸引保持する。
【００４１】
半導体ウエーハ１１が吸着保持部材４０上に吸引保持されたならば、ゲート作動手段１２を作動してゲート１０を上方に移動し、ハウジング６の右側側面に６ｄに設けられた開口８を閉鎖する。
【００４２】
そして、昇降駆動手段６６を作動して上部電極２６を下降させ、上部電極２６を構成するガス噴出部５６の下面と下部電極２４を構成する被加工物保持部２８に保持された半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂとの間の距離を、プラズマエッチング処理に適した所定の電極間距離に位置付ける。尚、この所定の電極間距離は例えば１０ｍｍ程度に設定される。
【００４３】
次に、ガス排出手段２２を作動してハウジング６によって形成される密閉空間４内を真空排気する。密閉空間４内を真空排気したならば、ガス供給手段７４を作動してフッ素系ガスと酸素ガスの混合ガスをプラズマ発生用ガスとして上部電極２６に供給する。
【００４４】
ガス供給手段７４から供給された混合ガスは、支持部５８に形成された連通路７２及びガス噴出部５６に形成された連通路７０を通して、複数の排出口６８から下部電極２４の吸着保持部材４０上に保持された半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂに向けて噴出される。そして、密閉空間４内を所定のガス圧力に維持する。
【００４５】
このようにプラズマ発生用の混合ガスを供給した状態で、高周波電源３６から下部電極２４と上部電極２６との間に高周波電圧を印加する。これにより、下部電極２４と上部電極２６との間の空間にプラズマ放電が発生し、このプラズマ放電により生じる活性物質の作用により、半導体ウエーハ１１の裏面１１ｂがエッチングされる。
【００４６】
プラズマエッチング処理は、半導体ウエーハ１１の厚さが目標厚さになるまで継続して行われる。プラズマエッチング処理により、研削加工によって半導体ウエーハ１１の裏面に生じたマイクロクラック等の研削歪が除去される。
【００４７】
このマイクロクラックは通常３〜５μｍの深さで生成されるため、半導体ウエーハ１１を目標厚さよりマイクロクラックを超えるドライエッチング代だけ厚い寸法に研削し、その後ドライエッチング代分だけプラズマエッチング処理して除去することにより、目標厚さまで加工された状態では、マイクロクラックは完全に除去される。
【００４８】
本発明のエッチング量検出方法では、エッチング終了後、エッチング量検出ステップを実施する。このエッチング量検出ステップでは、図５に示すように、好ましくは、非接触式厚み測定器８０で耐エッチングテープ２３を介して未エッチング領域２７の厚みを測定する。非接触式厚み測定器８０としては、例えば超音波式厚み測定器、光干渉式厚み測定器、レーザ厚み測定器等を用いることができる。
【００４９】
非接触式厚み測定器８０として超音波式厚み測定器を用いた場合には、超音波式厚み測定器８０から超音波を発生して、耐エッチングテープ２３を透過して未エッチング領域２７の表面で反射された反射波と、ウエーハ１１を透過してウエーハ１１の表面１１ａで反射された反射波との到着時間差を取ることにより、未エッチング領域２７の厚みを測定することができる。
【００５０】
未エッチング領域２７の厚みを測定後、超音波式厚み測定器８０を矢印Ａ方向に移動して、エッチング領域２９の裏面１１ｂで反射された反射波と、ウエーハ１１の表面１１ａで反射された反射波との到着時間差を取ることにより、ウエーハ１１のエッチング領域２９の厚みを測定することができる。未エッチング領域２７の厚みからエッチング領域２９の厚みを減ずることにより、エッチングで除去された厚み（エッチング量）ｔ１を検出することができる。
【００５１】
エッチング量の検出には、非接触式厚み測定器８０に代わって接触式厚み測定器を使用するようにしてもよい。この場合には、耐エッチングテープ２３を除去して、未エッチング領域２７の厚みとエッチング領域２９の厚みを測定し、両者の差をとることによりエッチング量ｔ１を検出することができる。
【符号の説明】
【００５２】
２    エッチング装置
４    密閉空間
６    ハウジング
１１    半導体ウエーハ
２１    表面保護テープ
２３    耐エッチングテープ
２４    下部電極
２５    エッチング不要領域
２６    上部電極
２７    未エッチング領域
２９    エッチング領域
８０    非接触式厚み測定器
【図１】
2012227200.tif 000003
【図２】
2012227200.tif 000004
【図３】
2012227200.tif 000005
【図４】
2012227200.tif 000006
【図５】
2012227200.tif 000007