(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の薬液を混合してエッチング液を生成し、該エッチング液を用いて被加工物の面をエッチングするエッチングシステムであって、
薬液を蓄える複数のタンクにバルブを介して連結され２以上の薬液を混合してエッチング液を生成する混合部と、
該混合部と連結され該混合部で生成されたエッチング液が供給される循環タンクと、
該循環タンクと連結され該循環タンクからエッチング液が供給されるとともに被加工物を保持して該被加工物の面にエッチング液を供給してエッチングを行い使用済みのエッチング液を排出する排出部を有するエッチング部と、
該排出部から排出された使用済みのエッチング液からNOxを除去してエッチング液を再利用可能な状態にする脱ガス部と、
該脱ガス部と連結され該脱ガス部から供給された再利用可能なエッチング液を流量を調整して該循環タンクに供給する再生部と、を少なくとも含み、
少なくとも該混合部及び該循環タンクに薬液の混合割合を検出する液体濃度計が配設されると共に、該循環タンクが、該液体濃度計の濃度に応じて該薬液の混合割合を所望の値に調整する混合割合調整部として該混合部に連結されて配設されるエッチングシステム。
【請求項２】
２以上の薬液はフッ化水素酸と硝酸であり、液体濃度計は液体中を伝わる超音波の速度に基づいて該液体の濃度を測定する超音波液体濃度計である請求項１に記載のエッチングシステム。
【請求項３】
超音波液体濃度計には、薬液を混合させた液体中を伝わる超音波の速度の実データを予め記憶するデータ記憶部と、エッチング液中を伝わる超音波の速度の実測値を記憶する検出値記憶部と、該超音波の速度の実測値と該データ記憶部に記憶された実データとを比較する比較部とを備え、該データ記憶部には、フッ化水素酸の濃度として０重量％〜１４重量％、硝酸の濃度として０重量％〜６０重量％を想定し、これらの濃度のあらゆる組み合わせによって生成されたサンプル液中を伝わる超音波の実データを予め記憶させ、
該検出値記憶部に記憶された該実測値と該データ記憶部に記憶された該実データとを該比較部において比較し、該実測値と一致する実データに対応する濃度を該エッチング液の濃度として求める請求項２に記載のエッチングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハの裏面の研削後に研削面を化学的にエッチングする方法及びその方法の実施に用いるエッチングシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が表面に複数形成された半導体ウェーハは、ダイシングによって個々のチップに分割される前に、放熱性を良くするために、または、携帯電話等の機器の小型化、薄型化のために、その裏面を研削砥石を用いて所定量研削することにより所定の厚さに形成される。
【０００３】
しかし、上記の研削は研削砥石による微細な脆性破壊によって行われるため、研削面には複数の微細な歪みが生じて分割後の個々のチップの抗折強度が低下するという問題がある。
【０００４】
また、半導体ウェーハの表面のストリートにチップ厚さに相当する深さのダイシング溝を形成した後、ダイシング溝が表出するまで半導体ウェーハの裏面を研削して個々のチップに分割する技術（先ダイシング）においても上記と同様の問題が生じる。
【０００５】
そこで、半導体ウェーハの裏面を研削した後に、研削面をエッチング液によって例えば２０μｍ程エッチングすることにより歪みを除去することとしている。このエッチングを行う際は、硝酸とフッ化水素酸とを適宜の割合で混合してエッチング液を生成し、そのエッチング液を用いてエッチングを行うが、経済性を考慮して使用後のエッチング液を循環させて再利用する場合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、硝酸とフッ化水素酸とをエッチングに適した所望の割合で混合してエッチング液を生成したつもりでも、実際には予定した混合割合とならない場合があり、この場合は高価な半導体ウェーハを必要以上にエッチングしてしまう等して廃棄しなければならないことがある。
【０００７】
また、使用後のエッチング液を循環させて再利用する場合は、硝酸とフッ化水素酸との混合割合が変化するためにエッチング能力が低下し、それに伴いチップの品質が低下するという問題がある。
【０００８】
このように、半導体ウェーハの裏面のエッチングにおいては、常に所望の割合に混合されたエッチング液を生成してエッチングを行うことに課題を有している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、薬液を蓄える複数のタンクにバルブを介して連結され２以上の薬液を混合してエッチング液を生成する混合部と、混合部と連結され混合部で生成されたエッチング液が供給される循環タンクと、循環タンクと連結され循環タンクからエッチング液が供給されるとともに被加工物を保持して被加工物の面にエッチング液を供給してエッチングを行い使用済みのエッチング液を排出する排出部を有するエッチング部と、排出部から排出された使用済みのエッチング液からNOxを除去してエッチング液を再利用可能な状態にする脱ガス部と、脱ガス部と連結され脱ガス部から供給された再利用可能なエッチング液を流量を調整して循環タンクに供給する再生部とを少なくとも含み、少なくとも混合部及び循環タンクに薬液の混合割合を検出する液体濃度計が配設されると共に、循環タンクが、液体濃度計の濃度に応じて薬液の混合割合を所望の値に調整する混合割合調整部として該混合部に連結されて配設されるエッチングシステムを提供する。
【００１０】
そしてこのエッチングシステムは、２以上の薬液がフッ化水素酸と硝酸であり、液体濃度計は液体中を伝わる超音波の速度に基づいて液体の濃度を測定する超音波液体濃度計であること、超音波液体濃度計には、薬液を混合させた液体中を伝わる超音波の速度の実データを予め記憶するデータ記憶部と、エッチング液中を伝わる超音波の速度の実測値を記憶する検出値記憶部と、超音波の速度の実測値とデータ記憶部に記憶された実データとを比較する比較部とを備え、データ記憶部には、フッ化水素酸の濃度として０重量％〜１４重量％、硝酸の濃度として０重量％〜６０重量％を想定し、これらの濃度のあらゆる組み合わせによって生成されたサンプル液中を伝わる超音波の実データを予め記憶させ、検出値記憶部に記憶された実測値とデータ記憶部に記憶された実データとを比較部において比較し、実測値と一致する実データに対応する濃度をエッチング液の濃度として求めることを付加的要件とする。
【００１１】
このように構成されるエッチングシステムによれば、薬液の混合割合を液体濃度計で検出し、混合割合が所望の値でない場合は薬液を混入させて当該所望の値としてからエッチングするようにしたため、エッチングを常に精度良く行うことができる。
【００１２】
また、液体濃度計として超音波液体濃度計を用い、薬液を混合させた液体のサンプルを生成し、すべてのサンプルの濃度を検出してその実データを記憶し、当該実データとの比較において実際に使用するエッチング液の混合割合を求めることとしたので、検出値の精度が高い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、フッ化水素酸と硝酸とを混合してエッチング液を生成してエッチングを行うエッチングシステム１０について図１を参照して説明する。
【００１４】
第一タンク１１には濃度が４０％のフッ化水素酸が蓄えられ、第二タンク１２には濃度が６０％の硝酸が蓄えられており、第一のタンク１１はバルブ１３を介して、第二のタンク１２はバルブ１４を介して、共に混合部１５に連結されている。バルブ１３、１４は、流量制御手段３０による制御の下で流量を調整することにより、混合部１５において所望の混合割合（例えば、フッ化水素酸７重量％、硝酸４５重量％）のエッチング液を生成する。
【００１５】
混合部１５はバルブ１６を介して循環タンク１７に連結されており、混合部１５において生成されたエッチング液は、バルブ１６において流量制御手段３０による制御の下で流量を調整して循環タンク１７に供給される。
【００１６】
循環タンク１７は、バルブ１８、パイプ部１９を介してエッチング部２０に連結されており、流量制御手段３０による制御の下でバルブ１８において流量を調整し、エッチング液を循環タンク１７からエッチング部２０に供給する。
【００１７】
エッチング部２０においては、スピンナーテーブル２１において被加工物、例えば半導体ウェーハＷの裏面を上にして保持し、スピンナーテーブル２１を例えば６００ＲＰＭで回転させながら、エッチング液を半導体ウェーハＷの裏面に例えば２リットル／分の割合で供給してエッチングを行う。
【００１８】
使用済みのエッチング液は、排出部２２から脱ガス部２３に流れ込む。また、エアー供給源２４から脱ガス部２３にガスが導入され、ここでＮＯＸをＮＯＸ回収排出部２５に排出して除去してエッチング液を再利用可能な状態としてから再生部２６に流し込む。なお、再利用できなくなったエッチング液はバルブ２７を介して廃液処理手段２８に排出される。
【００１９】
再生部２６は、バルブ２９を介して循環タンク１７に連結されており、再利用するエッチング液は、バルブ２９において流量制御手段３０による制御の下で流量を調整してバルブ循環タンク１７に供給される。
【００２０】
混合部１５及び循環タンク１７には液体濃度計３１、３２がそれぞれ設けられており、これらは流量制御手段３０に接続されている。液体濃度計３１、３２としては、例えば液体中を伝わる超音波の速度に基づいてその液体の濃度を測定することができる超音波液体濃度計３３を用いる。なお液体濃度計は必ずしも循環タンク１７に設ける必要はなく、パイプ部１９またはエッチング部２０のいずれかに設けてもよい。
【００２１】
図２に示すように、超音波液体濃度計３３にはデータ記憶部３４と検出値記憶部３５と比較部３６とを備え、データ記憶部３４には考えられるあらゆる濃度の薬液の組み合わせからなるサンプル液中を伝わる超音波の速度の実データを予め記憶させてある。例えば、フッ化水素酸の濃度としては０重量％〜１４重量％、硝酸の濃度としては０重量％〜６０重量％を想定し、これらの濃度のあらゆる組み合わせによって生成されたサンプル液中を伝わる超音波の実データが記憶されている。
【００２２】
一方、検出値記憶部３５には、実際の測定により検出した混合部１５または循環タンク１７のエッチング液中を伝わる超音波の速度の実測値がリアルタイムに記憶される。そして、比較部３６においては、検出値記憶部３５に記憶された実測値がデータ記憶部３４に記憶された実データの値のうちどれと合致するかを比較し、実測値と一致する実データに対応する濃度をそのエッチング液の濃度として求める。この超音波液体濃度計３３としては、例えば富士工業（株）のＦＵＤ−１を使用することができる。
【００２３】
流量制御手段３０は、液体濃度計３１、３２において求めた濃度を読み出し、所望の濃度になっていない場合は、適宜バルブ１３、１４を調節して混合部１５において補助液を生成し、更にバルブ１６を調節することにより循環タンク１７にその補助液を適宜混入させることにより再利用するエッチング液の濃度を調節する。そして、補助液が混入したエッチング液についても液体濃度計３２でその濃度を測定し、測定結果に基づき何度でもバルブ１３、１４において流量を調節して任意の濃度の補助液を生成して循環タンク１７に混入することができるため、再利用するエッチング液を所望の濃度とすることができる。即ち図１の構成では循環タンク１７が混合割合調整部となる。例えば、フッ化水素酸の濃度が循環により低下した場合は、第一タンク１１からフッ化水素酸を多めに補充して（例えばフッ化水素酸１０重量％、硝酸４０重量％に調整して）補助液を生成し、循環タンク１７に送り込む。
【００２４】
こうして循環タンク１７のエッチング液を一定の濃度の保つことにより、エッチング部２０には一定の濃度のエッチング液を供給することができるため、常に安定したエッチングを行うことが可能となる。
【００２５】
なお、本実施の形態においては、フッ化水素酸と硝酸とを混合する場合を例に挙げて説明したが、混合する薬液はこれらには限定されない。また、混合する薬液の数は３以上であってもよい。
【００２６】
更に、エッチング液を循環させず、再利用しない場合にも本発明を適用することができる。この場合は循環タンク１７は不要となるため、これに対応して液体濃度計も混合タンク１５のみに設ければよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るエッチングシステムによれば、薬液の混合割合を液体濃度計で検出し、混合割合が所望の値でない場合は薬液を混入させて当該所望の値としてからエッチングするようにしたため、エッチングを常に精度良く行うことができ、被加工物を損傷させることがない。
【００２８】
また、液体濃度計として超音波液体濃度計を用い、薬液を混合させた液体のサンプルを生成し、すべてのサンプルの濃度を検出してその実データを記憶し、当該実データとの比較において実際に使用するエッチング液の混合割合を求めることとしたので、検出値の精度が高く、エッチング液を精度良く所望の混合割合に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るエッチングシステムの構成の一例を示す説明図である。
【図２】  超音波液体濃度計の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…エッチングシステム  １１…第一タンク
１２…第二タンク  １３、１４…バルブ  １５…混合部
１６…バルブ  １７…循環タンク  １８…バルブ
１９…パイプ部  ２０…エッチング部
２１…スピンナーテーブル  ２２…排出部
２３…脱ガス部  ２４…エアー供給源
２５…ＮＯＸ回収排出部  ２６…再生部
２７…バルブ  ２８…廃液処理手段  ２９…バルブ
３０…流量制御手段  ３１、３２…液体濃度計
３３…超音波液体濃度計  ３４…データ記憶部
３５…検出値記憶部  ３６…比較部
【図１】
0004891492.tif 000002
【図２】
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