(57)【要約】      （修正有）【課題】電圧を印加することなく効率よく半導体ウエーハ等に残存する加工歪を除去することができる加工歪除去方法を提供する。【解決手段】真空チャンバー８１と、ウエーハ保持手段８２と、反応性ガスと反応性ガスより低沸点のガスからなる混合ガスを収容する高圧混合ガスチャンバー８３と、高圧混合ガスチャンバー８３に開口するガス供給孔８４１と真空チャンバー８１に開口するとともにウエーハ保持手段８２に保持されるウエーハ２に向けて開口するガス噴出孔８４２を備えたガス噴射ノズル８４とを具備するエッチング装置８を用い、ウエーハ２を加工歪を有する面を露出させて保持するウエーハ保持工程と、高圧混合ガスチャンバー内の混合ガスをガス噴射ノズル８４から噴射して反応性クラスターを生成し、反応性クラスターをウエーハ２の加工歪を有する面に向けて噴射することにより加工歪を除去するエッチング工程とを含む。【選択図】図７
2013222849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に複数のデバイスが形成されたウエーハに残存する加工歪を除去するウエーハの加工歪除去方法であって、
真空チャンバーと、該真空チャンバー内に配設されウエーハを保持するウエーハ保持手段と、反応性ガスと該反応性ガスより低沸点のガスからなる高圧な混合ガスを収容する高圧混合ガスチャンバーと、該高圧混合ガスチャンバーと該真空チャンバーとを連通して配設され該高圧混合ガスチャンバーに開口するガス供給孔と該真空チャンバーに開口するとともに該ウエーハ保持手段に保持されるウエーハに向けて開口するガス噴出孔を備えたガス噴射ノズルとを具備するエッチング装置を用い、
加工歪を有するウエーハを該ウエーハ保持手段に加工歪を有する面を露出させて保持するウエーハ保持工程と、
該高圧混合ガスチャンバー内の混合ガスを該ガス噴射ノズルから噴射して反応性クラスターを生成し、該反応性クラスターを該ウエーハ保持手段に保持されたウエーハの加工歪を有する面に向けて噴射することにより加工歪を除去するエッチング工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工歪除去方法。
【請求項２】
該加工歪が残存するウエーハは、裏面を研削することによって研削歪が生成されたウエーハである、請求項１記載のウエーハの加工歪除去方法。
【請求項３】
該加工歪が残存するウエーハは、外周に砥石からなる切れ刃を有する切削ブレードによって切断され個々のデバイスの側面に切削歪が生成されたウエーハである、請求項１記載のウエーハの加工歪除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエーハ等のウエーハに残存する加工歪を除去するウエーハの加工歪除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々の半導体デバイスを製造している。なお、半導体ウエーハは個々のデバイスに分割される前にその裏面を研削装置によって研削して所定の厚さに形成されている。しかるに、上述したようにウエーハの裏面を研削すると、ウエーハの裏面に研削歪が生成され、分割されたデバイスの抗折強度が低下するという問題がある。
【０００３】
また、半導体ウエーハのストリートに沿った切断は、砥石によって構成された切れ刃を外周に備えた切削ブレードを回転させつつ、チャックテーブルに保持された半導体ウエーハのストリートに切削ブレードを位置付けて、切削ブレードと半導体ウエーハを保持したチャックテーブルを相対的に切削送り方向に移動して半導体ウエーハをストリートに沿って切削するため、切断面に切削歪が生成されデバイスの抗折強度が低下するという問題がある。更に、半導体ウエーハのストリートに沿ってレーザー光線を照射して分割溝を形成すると、デブリと称する溶融物が分割溝の両側に付着してデバイスの抗折強度が低下するという問題がある。
【０００４】
このような問題を解消するために、SF6等のフッ素系ガスをプラズマ化し、シリコンで形成されたウエーハにプラズマエッチングを施すことによって、ウエーハの裏面に生成された研削歪やデバイスの側面に形成された切削歪を除去し、デバイスの抗折強度を向上させる技術が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６４２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、プラズマエッチングは、エッチングレートが１０μm／分と遅く、生産性が悪いという問題がある。
また、プラズマエッチングは、被加工物保持部を備えた下部電極ユニットと、該下部電極ユニットの被加工物保持部の保持面と対向して配設され保持面に向けてプラズマ発生用ガスを噴出する複数の噴出口を備えた上部電極ユニットと、上部電極ユニットに設けられた複数の噴出口にプラズマ発生用ガスを供給するプラズマ発生用ガス供給手段と、を具備し、上記上部電極ユニットと下部電極ユニット間に電圧を印加するので、下部電極ユニットに保持される被加工物がＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを備えた半導体ウエーハ等の場合には、デバイスに悪影響を及ぼすことがある。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術課題は、電圧を印加することなく効率よく半導体ウエーハ等のウエーハに残存する加工歪を除去することができるウエーハの加工歪除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記主たる技術課題を解決するために、本発明によれば、表面に複数のデバイスが形成されたウエーハに残存する加工歪を除去するウエーハの加工歪除去方法であって、
真空チャンバーと、該真空チャンバー内に配設されウエーハを保持するウエーハ保持手段と、反応性ガスと該反応性ガスより低沸点のガスからなる高圧な混合ガスを収容する高圧混合ガスチャンバーと、該高圧混合ガスチャンバーと該真空チャンバーとを連通して配設され該高圧混合ガスチャンバーに開口するガス供給孔と該真空チャンバーに開口するとともに該ウエーハ保持手段に保持されるウエーハに向けて開口するガス噴出孔を備えたガス噴射ノズルとを具備するエッチング装置を用い、
加工歪を有するウエーハを該ウエーハ保持手段に加工歪を有する面を露出させて保持するウエーハ保持工程と、
該高圧混合ガスチャンバー内の混合ガスを該ガス噴射ノズルから噴射して反応性クラスタを生成し、該反応性クラスタを該ウエーハ保持手段に保持されたウエーハの加工歪を有する面に向けて噴射することにより加工歪を除去するエッチング工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工歪除去方法が提供される。
【０００９】
上記加工歪が残存するウエーハは、裏面を研削することによって研削歪が生成されたウエーハである。
また、上記加工歪が残存するウエーハは、外周に砥石からなる切れ刃を有する切削ブレードによって切断され個々のデバイスの側面に切削歪が生成されたウエーハである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によるウエーハの加工歪除去方法は、真空チャンバーと、該真空チャンバー内に配設されウエーハを保持するウエーハ保持手段と、反応性ガスと該反応性ガスより低沸点のガスからなる高圧な混合ガスを収容する高圧混合ガスチャンバーと、該高圧混合ガスチャンバーと真空チャンバーとを連通して配設され高圧混合ガスチャンバーに開口するガス供給孔と真空チャンバーに開口するとともにウエーハ保持手段に保持されるウエーハに向けて開口するガス噴出孔を備えたガス噴射ノズルとを具備するエッチング装置を用い、加工歪を有するウエーハをウエーハ保持手段に加工歪を有する面を露出させて保持するウエーハ保持工程と、高圧混合ガスチャンバー内の混合ガスをガス噴射ノズルから噴射して反応性クラスタを生成し、該反応性クラスタを該ウエーハ保持手段に保持されたウエーハの加工歪を有する面に向けて噴射することにより加工歪を除去するエッチング工程とを含でおり、エッチングレートが４０μm／分程度と速く、プラズマエッチングと比較して生産性は約４倍向上する。また、本発明によるウエーハの加工歪除去方法におけるエッチング工程は、上記反応性クラスタに加速電圧を加えることなくエッチングすることができるため、ウエーハに形成されたＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスに悪影響を及ぼすことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】被加工物であるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。
【図２】図１に示す半導体ウエーハの表面に保護テープを貼着した状態を示す斜視図。
【図３】図１に示す半導体ウエーハに生成される加工歪の第１の例を示す説明図。
【図４】図１に示す半導体ウエーハに生成される加工歪の第２の例を示す説明図。
【図５】図１に示す半導体ウエーハの裏面にサブストレートを貼着するとともに、表面にレジスト膜を被覆する例を示す説明図。
【図６】図５に示す半導体ウエーハに生成される加工歪の第３の例を示す説明図。
【図７】本発明によるウエーハの加工歪除去方法を実施するためのエッチング装置の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明によるウエーハの加工歪除去方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
先ず、ウエーハの加工歪について説明する。
図１には、ウエーハとしての半導体ウエーハが示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、例えば厚さが７００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２ａに複数のストリート２１が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート２１によって区画された複数の領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス２２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ２は、デバイス２２が形成されているデバイス領域２４と、該デバイス領域２４を囲繞する外周余剰領域２５を備えている。このように構成された半導体ウエーハ２には、図２に示すように表面２ａに形成されたデバイス２２を保護するために保護テープ３が貼着される。
【００１４】
上述した半導体ウエーハ２に生成される加工歪としては、半導体ウエーハ２の裏面を研削して所定の厚みに形成する際に生成される。即ち、図３に示すように研削装置４のチャックテーブル４１に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して保持し、チャックテーブル４１を矢印４１ａで示す方向に回転するとともに研削手段４２の研削砥石４２１を矢印４２ａで示す方向に回転しつつ半導体ウエーハ２の裏面２ｂに所定の圧力で押圧することにより、半導体ウエーハ２の裏面２ｂを研削して半導体ウエーハ２を所定の厚みに形成する。このように半導体ウエーハ２の裏面２ｂを研削することにより、半導体ウエーハ２の裏面２ｂには加工歪としての研削歪が生成される。
【００１５】
次に、半導体ウエーハ２に生成される加工歪の第２の例について、図４を参照して説明する。
図４に示す例は、半導体ウエーハ２の裏面２ｂにおけるデバイス領域２４に対応する領域を凹状に研削してデバイス領域２４の厚さを所定厚さに形成するとともに、半導体ウエーハ２の裏面２ｂにおける外周余剰領域２５を残存させて環状の凸部からなる環状の補強部２５ｂを形成する。即ち、図４に示すように研削装置４のチャックテーブル４１に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して保持し、チャックテーブル４１を矢印４１ａで示す方向に回転するとともに研削手段４２の研削砥石４２２を矢印４２ｂで示す方向に回転しつつ半導体ウエーハ２の裏面２ｂにおけるデバイス領域２４と外周余剰領域２５との境界部に外周縁を位置付けて所定の圧力で押圧することにより、デバイス領域２４に対応する領域を凹状に研削してデバイス領域２４の厚さを所定厚さに形成するとともに、半導体ウエーハ２の裏面２ｂにおける外周余剰領域２５を残存させて環状の凸部からなる環状の補強部２５ｂを形成する際に、デバイス領域２４に対応する裏面２４ｂに加工歪としての研削歪が生成される。
【００１６】
次に、半導体ウエーハ２に生成される加工歪の第３の例について、図５および図６を参照して説明する。
半導体ウエーハ２に生成される加工歪の第３の例は、半導体ウエーハ２をストリート２１に沿って切断する際に、切断面に生成される加工歪としての切削歪である。即ち、半導体ウエーハ２をストリート２１に沿って切断するには、図５に示すように半導体ウエーハ２の裏面にサブストレート５を貼着し、半導体ウエーハ２の表面２ａに液状樹脂６を滴下して半導体ウエーハ２を回転することによりスピンコートすることによってレジスト膜を被覆する。そして、図６に示すように切削装置７のチャックテーブル７１に半導体ウエーハ２をサブストレート５を介して保持し、切削手段７２の外周に砥石からなる切れ刃を有する切削ブレード７２１を矢印７２１ａで示す方向に回転しつつストリート２１に位置付け、チャックテーブル７１を矢印Ｘ１で示す方向に切削送りすることにより半導体ウエーハ２をストリート２１に沿って切断する。このように半導体ウエーハ２をストリート２１に沿って切断する際に、切断面に加工歪としての切削歪が生成される。また、上記切削手段７２に替え図示しないレーザー光線照射手段によってストリート２１に沿ってレーザー光線を照射し分割溝を形成すると、分割溝の両側にデブリが加工歪として生成される。
【００１７】
以下、上述したように半導体ウエーハ２に生成される加工歪としての研削歪や切削歪を除去する方法について説明する。
図７には、半導体ウエーハ２に生成される加工歪を除去するためのエッチング装置が示されている。なお、エッチング装置の原理は、国際公開ＷＯ２０１０／０２１２６５号公報に記載された技術を用いることができる。図７に示すエッチング装置８は、真空チャンバー８１と、該真空チャンバー８１内に配設されウエーハを静電チャックで保持するウエーハ保持手段８２と、反応性ガスと該反応性ガスより低沸点のガスからなる高圧な混合ガスを生成する高圧混合ガスチャンバー８３と、該高圧混合ガスチャンバー８３と真空チャンバー８１とを連通して配設されたガス噴射ノズル８４とを具備している。真空チャンバー８１にはターボ分子ポンプ８５とドライポンプ８６が接続されており、このターボ分子ポンプ８５とドライポンプ８６を作動することにより真空チャンバー８１内を減圧することができる。なお、真空チャンバー８１内の圧力は、１０Ｐａ以下に制御されていることが望ましい。また、真空チャンバー８１内の温度は、例えば２８℃に制御される。
【００１８】
上記ウエーハ保持手段８２は、被加工物を保持する保持テーブル８２１と、該保持テーブル８２１を紙面に垂直なＹ軸方向に移動可能に支持する第１の案内レール８２２と、該第１の案内レール８２２を支持する移動基台８２３と、該移動基台８２３をＹ軸方向と直交するＸ軸方向に移動可能に支持する第２の案内レール８２４と、保持テーブル８２１を第１の案内レール８２２に沿ってＹ軸方向に移動せしめるＹ軸方向移動手段８２５と、移動基台８２３を第２の案内レール８２４に沿ってＸ軸方向に移動せしめるＸ軸方向移動手段８２６とからなっている。なお、Ｙ軸方向移動手段８２５およびＸ軸方向移動手段８２６は、周知のボールスクリュー機構によって構成されている。
【００１９】
上記高圧混合ガスチャンバー８３においては、反応ガスとして例えばClF，ClF3，ClF5，BrF3，BrCl，IF3，IF7等のハロゲン間化合物またはハロゲン化水素と、反応ガスより低沸点なHe，Ar，Ne，Kr，Xe等のガスとの混合ガスを生成する。このとき、高圧混合ガスチャンバー８３内の圧力は、沸点の高い反応性ガスが液化しない範囲の圧力、例えばClF3 6vol%とAr 94vol%との混合ガスの場合には、０．３〜１．０ＭＰａに設定される。
【００２０】
上記ガス噴射ノズル８４は、高圧混合ガスチャンバー８３に開口するガス供給孔８４１と真空チャンバー８１に開口するとともにウエーハ保持手段８２の保持テーブル８２１に保持される被加工物に向けて開口する直径が例えば０．１ｍｍのガス噴出孔８４２を備えている。このように構成されたガス噴射ノズル８４は、高圧混合ガスチャンバー８３の混合ガスをガス噴出孔８４２から真空チャンバー８１に配設されたウエーハ保持手段８２の保持テーブル８２１に保持される被加工物に向けて噴射する。ガス噴射ノズル８４のガス噴出孔８４２から噴射された混合ガスは、高圧状態から急激に低圧状態になり、電気的に中性な反応性クラスタが発生する。この反応性クラスタはウエーハ保持手段８２の保持テーブル８２１に保持される被加工物に向けて噴射される。
【００２１】
図７に示すエッチング装置８を用いて上記半導体ウエーハ２に生成された加工歪を除去するためには、先ず、加工歪を有する半導体ウエーハ２をウエーハ保持手段８２の保持テーブル８２１に加工歪を有する面を露出させて保持する（ウエーハ保持工程）。即ち、上記図３に示すように半導体ウエーハ２の裏面２ｂに加工歪である研削歪が生成されている場合には、半導体ウエーハ２の表面に貼着されている保護テープ３側をウエーハ保持手段８２の保持テーブル８２１上に載置して保持する。この結果、保持テーブル８２１上に保持された半導体ウエーハ２は、加工歪である研削歪が生成されている裏面２ｂが上側となる。
【００２２】
次に、高圧混合ガスチャンバー８３内の混合ガスをガス噴射ノズル８４のガス噴出孔８４２から噴射して反応性クラスタを生成し、該反応性クラスタをウエーハ保持手段８２の保持テーブル８２１に保持され半導体ウエーハ２の加工歪である研削歪が生成されている裏面２ｂに向けて噴射する。この結果、反応性クラスタはガス噴射ノズル８４のガス噴出孔８４２から噴射された際の運動エネルギーにより、半導体ウエーハ２の加工歪である研削歪が生成されている裏面２ｂに向けて噴射され、反応性クラスタの衝突部分において反応ガスと半導体ウエーハ２との反応がおこり、半導体ウエーハ２の裏面２ｂの原子または分子を効率よくエッチング、除去することができる（エッチング工程）。この結果、半導体ウエーハ２の裏面２ｂに生成された加工歪である研削歪を効率よく除去することができる。なお、エッチング工程においては、ウエーハ保持手段８２を構成するＹ軸方向移動手段８２５およびＸ軸方向移動手段８２６を作動して半導体ウエーハ２を保持した保持テーブル８２１をＹ軸方向およびＸ軸方向に移動することにより、半導体ウエーハ２の裏面２ｂ全てをエッチングすることができる。このエッチングレートは４０μm／分程度である。このように、本発明によるウエーハの加工歪除去方法におけるエッチング工程は、エッチングレートが４０μm／分程度と速く、プラズマエッチングと比較して生産性は約４倍向上する。また、本発明によるウエーハの加工歪除去方法におけるエッチング工程は、上記反応性クラスタに加速電圧を加えることなくエッチングすることができるため、半導体ウエーハ２に形成されたＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスに悪影響を及ぼすことがない。
【００２３】
上述した実施形態においては、上記図３に半導体ウエーハ２の裏面２ｂに生成された加工歪である研削歪を図７に示すエッチング装置８を用いて除去する例について説明したが、上記図４に示す研削歪および図６に示す切削歪およびデブリも図７に示すエッチング装置８を用いて同様に除去することができる。
【符号の説明】
【００２４】
２：半導体ウエーハ
３：保護テープ
４：研削装置
５：サブストレート
６：液状樹脂
７：切削装置
８：エッチング装置
８１：真空チャンバー
８２：ウエーハ保持手段
８３：高圧混合ガスチャンバー
８４：ガス噴射ノズル
８５：ターボ分子ポンプ
８６：ドライポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図４】
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【図５】
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