(57)【要約】【課題】ダイアフラムの破損を引き起こすことなく変質したレジストの剥離を行うことができる、ダイアフラムを有するウエハの洗浄方法を提供する。【解決手段】シャーレ２の底面にウエハ取出補助部４を設置し、シャーレ２に純水を張るステップと、ドライエッチングを行うことでダイアフラム１０３が形成されたウエハ１を、シャーレ２内に水没状態にするステップと、シャーレ２の上方からシャワー３の純水をかけ、水没状態にしたウエハ１全体にシャワー３の純水を当てるとともに、シャーレ２内の純水をオーバーフローさせて、ウエハ１を洗浄する第一の洗浄ステップと、シャーレ２内に水没状態にしたウエハ１を裏返し、再びシャーレ２の上方からシャワー３の純水をかけ、水没状態にしたウエハ１全体にシャワー３の純水を当てるとともに、シャーレ２内の純水をオーバーフローさせて、ウエハ１を洗浄する第二の洗浄ステップとを備えた。【選択図】図２
2017005164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを掘り込むことによって形成されるダイアフラムを有する前記ウエハの洗浄方法であって、
シャーレの底面にウエハ取出補助部を設置し、当該シャーレに純水を張るステップと、
ドライエッチングを行うことで前記ダイアフラムが形成された前記ウエハを、前記シャーレ内に水没状態にするステップと、
前記シャーレの上方からシャワーの純水をかけ、前記水没状態にしたウエハ全体に当該シャワーの純水を当てるとともに、当該シャーレ内の純水をオーバーフローさせて、前記ウエハを洗浄する第一の洗浄ステップと、
前記シャーレ内に水没状態にした前記ウエハを裏返し、再び当該シャーレの上方から前記シャワーの純水をかけ、前記水没状態にしたウエハ全体に当該シャワーの純水を当てるとともに、当該シャーレ内の純水をオーバーフローさせて、前記ウエハを洗浄する第二の洗浄ステップと
を備えたダイアフラムを有するウエハの洗浄方法。
【請求項２】
前記シャーレの上方から、前記ウエハ全体に前記シャワーの純水を当てる際に、前記シャワーとは別の手段によって前記シャーレ内に純水を注がせるステップをさらに備えた
ことを特徴とする請求項１記載のウエハの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、センサチップ製造工程における、ダイアフラムを有するウエハの洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、センサチップの製造工程においては、感圧部のダイアフラムを加工するためのドライエッチングを実施している。例えば、非特許文献１に開示されているように、エッチングの際にウエハを掘り込んでダイアフラムが形成された構造をもつセンサチップが知られている。
当該製造工程では、ウエハ保護用のマスクとしてレジストを使用し、ドライエッチング後に剥離液を使用してレジストを除去するが、ウエハの表面に、ドライエッチング工程で変質したレジストが残っているため、良品率低下の原因となっている。
【０００３】
一方、プラズマ処理で変質し剥離が困難となったレジスト除去に対する対策としては、例えば、特許文献１には、レジストの変質を伴うプロセスを経た後、半導体にダメージを与えない溶液を用いて膜の露出している側面をエッチングし、変質していないレジスト部分を露出させることでその後のレジスト除去を容易にする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１４４７２４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】徳田智久：世界最高水準の精度と信頼性を有するピエゾ抵抗式圧力センサの開発，ａｚｂｉｌ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ  ２００９年１２月発行号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、ドライエッチング後のレジスト除去の工程においては、超音波洗浄を行うようにしている。
従って、非特許文献１に開示されているような、掘り込んでダイアフラムを形成することにより薄い面を持つウエハの表面のレジストを、特許文献１のように超音波洗浄によって除去しようとすると、超音波の振動によってダイアフラムが破損してしまうという課題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ダイアフラムの破損を引き起こすことなく変質したレジストの剥離を行うことができる、ダイアフラムを有するウエハの洗浄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】
【０００８】
この発明に係るダイアフラムを有するウエハの洗浄方法は、ウエハを掘り込むことによって形成されるダイアフラムを有するウエハの洗浄方法であって、シャーレの底面にウエハ取出補助部を設置し、当該シャーレに純水を張るステップと、ドライエッチングを行うことでダイアフラムが形成されたウエハを、シャーレ内に水没状態にするステップと、シャーレの上方からシャワーの純水をかけ、水没状態にしたウエハ全体に当該シャワーの純水を当てるとともに、当該シャーレ内の純水をオーバーフローさせて、ウエハを洗浄する第一の洗浄ステップと、シャーレ内に水没状態にしたウエハを裏返し、再び当該シャーレの上方からシャワーの純水をかけ、水没状態にしたウエハ全体に当該シャワーの純水を当てるとともに、当該シャーレ内の純水をオーバーフローさせて、ウエハを洗浄する第二の洗浄ステップとを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、ダイアフラムの破損を引き起こすことなく、変質したレジストの剥離を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１において、ウエハを掘り込んでダイアフラムを形成して作製されたセンサチップの構造の一例を説明する図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るウエハの洗浄方法を説明する図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係るウエハの洗浄方法を説明する図である。
【図４】実施の形態１，２において、ガイド用部材をシャーレ内に設置する一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態１に係るウエハの洗浄方法によって洗浄を行うウエハおよび当該ウエハを用いて作製されるセンサチップについて説明する。
例えば、圧力センサに用いられるセンサチップは、ウエハの表面にセンサ回路を設けるとともに、ウエハの裏面を３次元形状に加工したものであり、ダイアフラムの変形などの機械的な動きを電気信号に変える構造を備えている。
このようなセンサ構造をもつセンサチップの作製においては、ウエハが掘り込まれてダイアフラムが形成される。
【００１２】
ウエハを掘り込んでダイアフラムを形成して作製されたセンサチップの構造の一例について図１を用いて説明する。
なお、図１（ａ）は、ウエハ１の表面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図１（ａ）に示すように、１枚のウエハ１から複数のセンサチップ１０１を形成し、それぞれのチップを個別に切り離す。なお、図１（ａ）では、説明の便宜上、簡略化して、１枚のウエハ１に９個のセンサチップ１０１を形成するようにしているが、実際は、１枚のウエハ１から、数百〜数千のセンサチップ１０１を形成する。
それぞれのセンサチップ１０１には、その片面にセンサ回路、電極等の各種のセンサ要素が作りこまれて、回路面が構成される。
また、回路面に対向する反対側の面には、図１（ｂ）に示すように、そのほぼ中央に凹部１０２をもった形状パターンを形成し、そこに感圧部であるダイアフラム１０３を形成する。凹部１０２のウエハ１の厚さＹは数ミクロン程度であり、非常に薄くなっている。なお、凹部１０２形成領域ではない部分のウエハ１の厚さＸは、コンマ数ミリ程度となっている。
【００１３】
次に、図１で説明したような構造をもつセンサチップ１０１の製造工程について説明する。
センサチップ１０１の製造工程においては、ウエハ１を用意し、ウエハ１の片面にセンサ回路等のセンサ要素を作りこむと、次いで、凹部１０２の形成によって感圧部であるダイアフラム１０３を形成するため、ドライエッチングを行う。このとき、ウエハ１を掘り込んで感圧部であるダイアフラム１０３を形成するが、図１（ｂ）で説明したように、凹部１０２のウエハ１の厚さＹは数ミクロン程度まで薄くなる。すなわち、感圧部であるダイアフラム１０３を形成する部分のウエハ１の厚さが非常に薄くなり、破損しやすくなっている。
【００１４】
また、ドライエッチングの際は、凹部１０２形成領域を除く非エッチング部分の保護用のマスクとしてレジストを使用する。
このため、ドライエッチング後は、剥離液を使用してレジストの除去を行う。
しかしながら、当該剥離液によるレジストの除去を行っても、ウエハ１上にはドライエッチング工程のプラズマ処理で変質したレジストが残っている。これは、センサチップ１０１の良品率低下の原因となる。
【００１５】
そこで、ウエハ１を洗浄し、ドライエッチング工程で変質してウエハ１上に残ったレジストを剥離する必要があり、当該ウエハ１を洗浄する工程を経て、図１（ｂ）に示すような、片面にセンサ要素を備え、かつ、それとは反対面の凹部１０２によりダイアフラム１０３が形成されたセンサチップ１０１を得る。
【００１６】
図２は、この発明の実施の形態１に係るウエハの洗浄方法を説明する図である。
この実施の形態１では、ウエハ１の洗浄は、純水シャワー洗浄により行う。
なお、図２では、説明を分かりやすくするために１個のセンサチップ１０１を示して説明しているが、通常は多数個のセンサチップ１０１にスライスする前の１枚のウエハ１について、上述したようなドライエッチングおよび当該ドライエッチング工程で残ったレジスト剥離のための洗浄が行われる。
【００１７】
まず、図２（ａ）に示すように、シャーレ２を用意し、純水を張る。このとき、シャーレ２の底面には、Ｏリング（ウエハ取出補助部）４を設置し、シャーレ２内に沈ませておくようにする。これにより、この後ウエハ１をシャーレ２内に出し入れする際に、ウエハ１がシャーレ２の底面に張り付くことを防ぎ、ウエハ１が取り出しやすくなり、ウエハ１が割れることを防止できる。
なお、Ｏリング４を設置してからシャーレ２に純水を張っても、シャーレ２に純水を張ってからＯリング４を設置しても、どちらでもよい。
【００１８】
そして、図２（ｂ）に示すように、上述したドライエッチング工程でドライエッチング後、プラズマ処理で変質したレジスト１０４が残った状態のウエハ１を、シャーレ２内に水没状態にする。
ここでは、図２（ｂ）に示すように、ウエハ１の凹部１０２が形成された面を上にして水没状態にしたとする。
なお、ウエハ１を水没させる際には、ウエハ１が割れないようにシャーレ２内に投入して水没させるようにするが、その方法は、専用の装置を用いてシャーレ２内に自動で投入し水没させるようにしてもよいし、手動によってシャーレ２内に投入し水没させるようにしてもよい。
【００１９】
また、このとき、図２（ｂ）に示すように、この後洗浄を行う際に、ウエハ１が、シャワー３からの純水が当たる位置に位置決めされるよう、シャーレ２の壁面から必要な間隔（図２（ｂ）のＺ１）を設けるようにして、ウエハ１を水没状態にする。
また、ウエハ１の凹部１０２に形成されたダイアフラム１０３と水面との距離（図２（ｂ）のＺ２）についても、この後にシャワー３によってウエハ１を洗浄する際にシャワー３からの純水がダイアフラム１０３にあたってダイアフラム１０３を破損しないよう、必要な距離をとるようにする。また、ダイアフラム１０３を破損しないよう、水圧の調整を行う。
【００２０】
次に、図２（ｃ）に示すように、シャーレ２の上方から、シャワー３を用いて、シャワー３の純水がシャーレ２の水面全体にかかるように揺動して純水をかけ、シャワー３からの純水をウエハ１に当てる（第一の洗浄ステップ）。なお、シャワー３からの純水とシャーレ２の水面との角度については、シャワー３からの純水によって水中のウエハ１が移動して壁面にあたらないような角度になっていればよい。また、ここでは、シャワー３の純水がシャーレ２の水面全体にかかるようにして純水をかけるようにするが、少なくとも、シャワー３の純水がウエハ１全体に当たるようになっていればよい。
シャワー３から純水をかけることで、ウエハ１は水没状態で揺動し、シャワー３からの純水の衝撃により、ウエハ１上のレジスト１０４を強制的に引き剥がす。このように、ウエハ１をシャーレ２内に水没状態として水中でウエハ１を揺動させ洗浄を行うため、ダイアフラム１０３の破損を招くことなくウエハ１を洗浄することができる。また、例えば従来のような超音波洗浄では、超音波の当たるところとそうでないところで洗浄にムラができる可能性があったのに対し、シャーレ２の水面全体に純水の衝撃がかかるので、洗浄ムラを低減させることができる。
【００２１】
また、この実施の形態１では、シャワー３からの純水をウエハ１に当てるとともに、シャーレ２内の純水をオーバーフローさせる。これにより、ウエハ１から引き剥がされたレジスト１０４の再付着を防止することができる。
【００２２】
図２（ｃ）の状態で一定時間、シャワー３からの純水をウエハ１に当てると、ウエハ１を反転させて裏返し、図２（ｄ）に示すように、ウエハ１の回路面を上にして水没状態にして、図２（ｃ）同様にシャワー３からの純水をウエハ１に当てる（第二の洗浄ステップ）。一定時間経過後とは、適宜のタイミングとすればよい。なお、ウエハ１を裏返すのは、ウエハ１をシャーレ２内に投入したとき同様、専用の装置を用いて自動で行ってもよいし、手動で行うようにしてもよい。
この際も、洗浄の際に、ウエハ１が、シャワー３からの純水が当たる位置に位置決めされるよう、シャーレ２の壁面から必要な間隔（図２（ｄ）のＺ１）を設けるようにする。
図２（ｄ）の状態で一定時間、シャワー３からの純水をウエハ１に当てると、再び、ウエハ１を裏返し、図２（ｃ）の状態で、シャワー３からの純水をウエハ１に当てる。
以降、図２（ｃ），図２（ｄ）で説明した動作を繰り返し、ウエハ１の洗浄を行う。
【００２３】
以上のように、この実施の形態１によれば、シャーレ２の底面にウエハ取出補助部（Ｏリング４）を設置し、当該シャーレ２に純水を張るステップと、ドライエッチングを行うことでダイアフラム１０３が形成されたウエハ１を、シャーレ２内に水没状態にするステップと、シャーレ２の上方からシャワー３の純水をかけ、水没状態にしたウエハ１全体に当該シャワー３の純水を当てるとともに、当該シャーレ２内の純水をオーバーフローさせて、ウエハ１を洗浄する第一の洗浄ステップと、シャーレ２内に水没状態にしたウエハ１を裏返し、再び当該シャーレ２の上方からシャワー３の純水をかけ、水没状態にしたウエハ１全体に当該シャワー３の純水を当てるとともに、当該シャーレ２内の純水をオーバーフローさせて、ウエハ１を洗浄する第二の洗浄ステップとを備えるように構成したので、ダイアフラム１０３の破損を引き起こすことなく変質したレジストの剥離を行うことができる。また、ウエハ１から引き剥がされたレジストの再付着を防止することができる。これにより、センサチップ１０１の良品率が向上する。
【００２４】
実施の形態２．
実施の形態１では、シャーレ２にオーバーフローさせた純水と、シャワー３からかけ流された純水とによって、ウエハ１の洗浄を行うようにしていた。
この実施の形態２では、さらに、ウエハ１を洗浄する際には、シャーレ２内の純水を常に循環させるようにしたウエハ１の洗浄方法の実施の形態について説明する。
なお、実施の形態１とは、センサチップ１０１の製造工程におけるウエハ１の洗浄方法が異なるのみで、その他の工程については同様であるので、重複した説明を省略し、実施の形態１とは異なる部分についてのみ説明する。
【００２５】
この実施の形態２でも、実施の形態１同様、ウエハ１の洗浄は、純水シャワー洗浄により行う。
また、実施の形態１同様、シャーレ２を用意して、底面にＯリング４をシャーレ２内の純水に沈ませるように設置して純水を張り、当該純水を張ったシャーレ２内に、ドライエッチング後、変質したレジスト１０４が残った状態のウエハ１を水没状態にして、ウエハ１の洗浄を行う。
すなわち、図２（ａ）〜図２（ｂ）で説明した工程については、実施の形態１と同様である。
【００２６】
ウエハ１を水没状態にすると、この実施の形態２では、図３に示すように、シャワー３からの純水をウエハ１に当てる際に、シャワー３とは別に、管５からシャーレ２内に純水を注がせるようにする。この、管５から純水を注がせる以外は、実施の形態１において図２（ｃ），（ｄ）で説明した方法と同様である。
なお、シャワー３からの純水をウエハ１に当てている間、管５からは常にシャーレ２内に純水が注がれている状態にする。
このようにすることで、管５からの純水によってシャーレ２内の純水の循環を促し、ウエハ１から引き剥がされてシャーレ２内に浮遊するレジストを洗い流し、シャーレ２内の純水の浄化を行うことができる。
【００２７】
その後、実施の形態１同様、一定時間経過ごとに、ウエハ１を裏返し、ウエハ１の表裏面が均等に洗浄されるように、シャワー３からの純水をウエハ１に当ててウエハ１の洗浄を行う。
【００２８】
なお、この実施の形態２では、シャワー３とは別の外部の管５からシャーレ２内に純水を注がせるようにしたが、これに限らない。例えば、純水が流れている配管からシャーレ２内に純水が注がれるようにしてもよい。外部からシャワー３とは別の手段によって、シャーレ２内の純水を循環させるのに必要な流量で、シャーレ２内に純水が注がれるようになっていればよい。
【００２９】
以上のように、この実施の形態２によると、シャーレ２の上方から、当該シャーレ２の水面全体に純水がかかるようにシャワー３の純水をかける際に、シャワー３とは別の手段によってシャーレ２内に純水を注がせるステップをさらに備えるようにしたので、シャーレ２内の純水の循環を促し、ウエハ１から引き剥がされてシャーレ２内に浮遊するレジストを洗い流し、シャーレ２内の純水の浄化を行うことができる。
【００３０】
なお、この実施の形態１，２では、ウエハ１を取り出しやすくするため、シャーレ２の底面にＯリング４を沈ませておくようにしたが、これに限らない。例えば、Ｏリング４以外の部材を沈ませておくようにしてもよいし、シャーレ２の底面と一体化した凸状部材をシャーレ２に設けるようにしてもよく、ウエハ１が取り出しやすくなっていればよい。
【００３１】
また、この実施の形態１，２では、図２（ｂ）→図２（ｄ）で説明した順番で、すなわち、まず最初にウエハ１の凹部１０２が形成された面を上にした水没状態から、次にウエハ１の回路面を上にした水没状態の順番で、ウエハ１の洗浄を行うようにしたが、これに限らず、例えば、まず最初にウエハ１の回路面を上にした水没状態から、次にウエハ１の凹部１０２が形成された面を上にした水没状態の順番で、ウエハ１の洗浄を行うようにしてもよく、ウエハ１の表裏面が洗浄されるようにすればよい。
【００３２】
また、この実施の形態１，２では、同一シャーレ２内で、ウエハ１を反転させ、ウエハ１の両面の洗浄を行うようにしたが、これに限らず、片面ずつ、別のシャーレ２で洗浄を行うようにしてもよい。この場合も、凹部１０２が形成された面、回路面ともに、それぞれのシャーレ２で上述した方法により洗浄を行う。
【００３３】
また、上述した実施の形態１，２において、図４に示すように、ウエハ１をシャーレ２内へ誘導し、ウエハ１の位置決めのためのガイド用部材６を、シャーレ２内に設置するようにしてもよい。
【００３４】
また、この実施の形態１，２で説明したセンサチップ１０１は、一例として圧力センサに使用されるものとしたが、これに限らず、圧力センサ以外に、加速度センサ、半導体センサ等、各種センサやその他の装置に使用されるものであってもよい。
【００３５】
また、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ウエハ
２  シャーレ
３  シャワー
４  Ｏリング
５  管
６  ガイド用部材
１０１  センサチップ
１０２  凹部
１０３  ダイアフラム
１０４  レジスト
【図１】
2017005164.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017005164.tif 000006