JP5871582B2 - エッチング装置 - Google Patents

Description

本発明は、板状ワークの上面にスピン式のウエットエッチングを施すエッチング装置に関する。

次世代の半導体基板の三次元実装技術として、垂直に積層された複数の半導体基板に貫通電極（ＴＳＶ：Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｖｉａ）を形成し、半導体基板同士を電気的に接続する技術がある（例えば、下記の特許文献１を参照）。

このような貫通電極を半導体基板であるワークに形成する前には、積層される複数のワークを薄化し、さらにワークにエッチングを施して貫通電極を埋め込むための孔を形成する必要がある。具体的には、所定の配線パターンが形成されているワークの表面を円形板状基台に樹脂を介して接着してワークの上面を露出させて、この裏面側を研磨および研削する（例えば、下記の特許文献２を参照）。そして、ワークに対して貫通電極を埋め込む部分を取り除くエッチングを施す。エッチングとしては、例えば、スピン式のウエットエッチングがある。例えば、ワークの裏面にマスキングを施し、円形板状基台側をチャックテーブルに保持させてワークの裏面側を上に向ける。そして、チャックテーブルを回転させながら、ワークの裏面にエッチング液を滴下し、チャックテーブルの回転によって発生する遠心力を利用してワークの裏面全面にエッチング液を行き渡らせ、表裏を貫通する孔が形成されるまでエッチングする。

特開２０００−１６４５６６号公報 特開２０１１−１１９４２７号公報

しかしながら、ワークの裏面に滴下されたエッチング液は、チャックテーブルの回転による遠心力の影響を受けるため、ワークの外周方向に移動してワークの側面及びワークの表面に貼り付けられた樹脂の側面に流れ落ちることがある。そのため、樹脂をエッチングするだけでなく、ワークの表面までもエッチングしてしまい、ワークの加工精度に悪影響を与えるという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、樹脂及びワークの表面にエッチング液が付着することを低減し、樹脂のエッチング及びワークの表面のエッチングを防止することに課題を有している。

本発明は、円形板状基台に樹脂を塗布し円形板状ワークを貼付けて形成され該円形板状基台と該樹脂と該円形板状ワークとからなるワークセットの円形板状ワークの上面をエッチングするエッチング装置であって、該ワークセットを保持して回転可能な保持テーブルと、該ワークセットの上方に配設されエッチング液を滴下するエッチングノズルと、該保持テーブルに保持した該ワークセットの周囲に配設されワークセットの側面に向けて水を供給する水供給手段と、を備え、該水供給手段は、水供給源と、水供給バルブと、水供給ノズルと、を少なくとも備え、該水供給ノズルは、リング形状に形成され、ワークセットの周囲からワークセットの側面に向かう方向に形成された複数の水供給口を備えている。

本発明では、保持テーブルに保持したワークセットの周囲には、水を供給する水供給手段を備えており、該水供給手段は、水供給源と、水供給バルブと、水供給ノズルと、を少なくとも備え、該水供給ノズルは、リング形状に形成され、ワークセットの周囲からワークセットの側面に向かう方向に複数の水供給口を備えているため、ワークセットの側面にエッチング液が流れてきても、該水供給ノズルから供給される水でエッチング液を薄めて洗い流すことができ、樹脂のエッチング及びワークの表面のエッチングを防止することができる。

本発明の第一の実施形態を示す断面図である。 本発明の第一の実施形態を示す平面図である。 本発明の第二の実施形態を示す断面図である。

１ 第一の実施形態
図１及び図２に示すエッチング装置１は、被加工物であるワークＷの上面Ｗｂに対してスピンエッチングを施すエッチング装置の第１の実施形態である。

図１に示すように、エッチング装置１は、ワークセット２を保持する回転可能な保持テーブル３と、エッチング液４０を滴下するエッチングノズル４と、保持テーブル３に保持されたワークセット２の周囲に配設され水を供給する水供給手段５とを備えている。

ワークセット２は、円形板状のワークＷと、円形板状基台２０と、ワークＷと円形板状基台２０とを貼り付けるための樹脂２１と、から構成されている。

実際に、ワークＷの上面Ｗｂにエッチングを施す際には、円形板状基台２０に樹脂２１を塗布して、ワークＷの下面Ｗａを樹脂２１に接触させ、ワークＷの上面Ｗｂを上向きに露出させる。そして、樹脂２１を硬化させ、ワークＷ及び円板状基台２０に樹脂２１を固着すると、ワークＷが樹脂２１を介して円形板状基台２０と一体となった状態となり、ワークセット２が構成される。

円形板状基台２０は、図２に示す円形板状のワークＷと略同径の円形に形成されており、ワークＷを下方から安定的に支持することができる。円形板状基台２０は、シリコン、ガラス、石英ガラス等のいずれかの硬質材料から形成されている。

樹脂２１は、ワークＷと円形板状基台２０とを貼り付けるための接着材料であればよく、特に限定されるものではない。樹脂２１としては、例えば、熱硬化性樹脂もしくはＵＶ硬化性樹脂を用いる。

図１に示す保持テーブル３は、円形の保持面３０を有しており、多孔質部材より形成される保持部３１を備えている。保持部３１の下端には、不図示の吸引源から発生する吸引力を伝達するための吸引孔３２が形成されている。保持テーブル３は、ワークセット２を保持面３０に吸引させて下方から支持することができる。また、保持テーブル３は、鉛直方向に軸心を有する回転軸３３を備えており、矢印Ａ方向に回転可能な構成としている。

図１に示すように、ワークセット２の上方には、エッチング液４０を滴下するエッチングノズル４が配設されている。エッチングに使用するエッチング液４０としては、フッ硝酸などの酸性溶液もしくはＫＯＨなどのアルカリ性溶液が望ましい。

図１に示すように、保持テーブル３に保持したワークセット２の周囲には、ワークセット２の側面に向けて水を供給する水供給手段５が配設されている。水供給手段５には、水供給ノズル５０と、水供給原５１と、水供給バルブ５２とを備え、水供給ノズル５０は、水供給バルブ５２を介して水供給源５１に接続されている。

図２に示すように、水供給ノズル５０は、ワークＷの外周Ｗｓを覆うようにリング形状となっている。そして、図１及び図２に示す水供給ノズル５０には、ワークセット２の側面に向かう方向に形成された複数の水供給口５０ａを備えている。

図１に示す水供給ノズル５０は、ワークセット２におけるワークＷの上面Ｗｂより下側でかつ、樹脂２１より上側に配置されている。このような配置構成とすることにより、該水供給ノズル５０から水をワークセット２の側面に対して的確に放出することができる。

以下、上記のように構成されるエッチング装置１の動作例について、図１を参照しながら説明する。
エッチング装置１は、ワークＷの上面Ｗｂに研削等が施された後、ワークＷに貫通電極（ＴＳＶ）を埋め込むための接続孔を形成するために、上面Ｗｂにマスキングを施した後、ワークＷの上面Ｗｂ側からスピンエッチングを行う。まず、ワークセット２を保持テーブル３の保持面３０に保持させて保持テーブル３が矢印Ａ方向に回転を開始する。保持テーブル３は、エッチング液４０がワークＷの上面Ｗｂ上をゆっくり広がる程度の回転速度である回転速度５０ｒｐｍ〜１５０ｒｐｍで回転することが望ましい。

エッチング装置１は、保持テーブル３を矢印Ａ方向に回転させながら、エッチングノズル４からエッチング液４０をワークＷの上面Ｗｂに滴下する。そうすると、回転中のワークＷに発生する遠心力によりワークＷの上面Ｗｂに滴下されたエッチング液４０がワークＷの外周Ｗｓに向けて流れる。そして、ワークＷの外周方向に流れてきたエッチング液４０は、図１の部分拡大図に示すように、ワークＷの外周Ｗｓに沿って流れ落ち、樹脂２１の側面２１０やワークＷの下面Ｗａに付着する。

エッチング装置１は、スピンエッチング中において、樹脂２１の側面２１０やワークＷの下面Ｗａにエッチング液４０が付着することを低減するために、水供給手段５を作動させる。

水供給バルブ５２を開放し、水供給源５１が供給ノズル５０に水の供給を開始し、供給ノズル５０の水供給口５０ａからワークセット２の側面に向けて水５００を放出する。この結果、ワークＷの外周Ｗｓ及び樹脂２１の側面２１０にエッチング液４０が流れてきても、当該エッチング液４０を水５００で薄めて洗い流すことにより、樹脂２１及びワークＷの下面Ｗａにエッチング液４０が付着することを防止するとともに、樹脂２１及びワークＷの表面に対するエッチングを防止することができる。

ワークＷの上面Ｗｂ側からエッチングを施した後、ワークＷを円形板状基台２０から引き剥がし、ワークＷの上面Ｗｂにダイシングテープを貼付けて、個々のチップに分割する。

２ 第二の実施形態
図３に示すエッチング装置１ａは、ワークＷの上面Ｗｂにスピンエッチングを施すエッチング装置の第二の実施形態である。なお、第二の実施形態にかかるエッチング装置１ａに備えるワークセット２、保持テーブル３及びエッチングノズル４の構成は、図１に示した第一の実施形態と同様である。

図３に示すように、保持テーブル３に保持したワークセット２の周囲には、エッチング液４０を吸引するエッチング液吸引手段６が配設されている。エッチング液吸引手段６には、吸引ノズル６０と、吸引源６１と、吸引バルブ６２とを備え、吸引ノズル６０は、吸引バルブ６２を介して吸引源６１に接続されている。

図２に示した第一の実施形態にかかる水供給ノズル５０と同様に、吸引ノズル６０は、ワークＷの外周Ｗｓを側方から覆うようにリング形状となっている。そして、吸引ノズル６０には、ワークセット２の側面に向かう方向に形成された複数の吸引口６０ａを備えている。

図３に示す吸引ノズル６０は、ワークセット３におけるワークＷの上面Ｗｂより下側でかつ、樹脂２１より上側に配置されている。このような配置構成とすることにより、吸引源６１から発生する吸引力が吸引ノズル６０に伝達されて、吸引口６０ａを通じてエッチング液４０を吸引できるようになっている。

以下、エッチング装置１ａの動作例について、図３を参照しながら説明する。
スピンエッチング中にワークＷの上面Ｗｂに滴下されたエッチング液４０は、回転中のワークＷに発生する遠心力によりワークＷの外周Ｗｓに向けて流れる。そして、図３の部分拡大図に示すように、エッチング液４０は、ワークＷの外周Ｗｓに沿って流れ落ち、樹脂２１の側面２１０やワークＷの下面Ｗａに付着する。

エッチング装置１ａは、スピンエッチング中において、樹脂２１の側面２１０やワークＷの下面Ｗａにエッチング液４０が付着することを低減するために、エッチング液吸引手段６を作動させる。

吸引源６１から発生する吸引力が開放された吸引バルブ６２を通じて、吸引ノズル６０に伝達され、ワークＷの外周Ｗｓに流れてくるエッチング液４０を吸引する。そして、吸引されたエッチング液４０は、吸引ノズル６０の吸引口６０ａに回収される。この結果、ワークＷの外周Ｗｓ及び樹脂２１の側面２１０にエッチング液４０が流れてきても、当該エッチング液４０を吸引して、樹脂２１及びワークＷの下面Ｗａにエッチング液４０が付着することを防止するとともに、樹脂２１及びワークＷの下面Ｗａに対するエッチングを防止することができる。

１，１ａ：エッチング装置
２：ワークセット ２０：円形板状基台 ２１：樹脂 ２１０：側面
３：保持テーブル ３０：保持面 ３１：保持部 ３２：吸引孔 ３３：回転軸
４：エッチングノズル ４０：エッチング液
５：水供給手段 ５０：水供給ノズル ５０ａ：水供給口
５１：水供給源 ５２：水供給バルブ
６：エッチング液吸引手段 ６０：吸引ノズル ６０ａ：吸引口
６１：吸引源 ６２：吸引バルブ
Ｗ：ワーク Ｗｓ：外周 Ｗａ：下面 Ｗｂ：上面

Claims (1)

1. 円形板状基台に樹脂を塗布し円形板状ワークを貼り付けて形成され該円形板状基台と該樹脂と該円形板状ワークとからなるワークセットの円形板状ワークの上面をエッチングするエッチング装置であって、
   該ワークセットを保持して回転可能な保持テーブルと、
   該ワークセットの上方に配設されエッチング液を滴下するエッチングノズルと、
   該保持テーブルに保持した該ワークセットの周囲に配設されワークセットの側面に向けて水を供給する水供給手段と、を備え、
   該水供給手段は、水供給源と、水供給バルブと、水供給ノズルと、を少なくとも備え、
   該水供給ノズルは、リング形状に形成され、ワークセットの周囲からワークセットの側面に向かう方向に形成された複数の水供給口を備えているエッチング装置。

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