電極が埋設されたウエーハの加工方法
【課題】電極を被覆している二酸化珪素膜をエッチングすることなく、また電極をエッチングすることなくシリコン基板の裏面から電極を露出させることができる加工方法を提供する。
【解決手段】ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、シリコン基板２１の裏面を電極２１４を露出させることなく研削する工程と、シリコン基板の裏面をエッチング液によってエッチングしシリコン基板の裏面に電極を露出させる工程とを含み、エッチング工程は、シリコンに対してエッチングレートが高いエッチング液を用いてシリコン基板をエッチングして二酸化珪素２１５膜が被覆された電極をシリコン基板の裏面に不完全に露出させる工程と、シリコンをエッチングするとともに二酸化珪素に対してエッチングレートが低いエッチング液を用いてシリコン基板をエッチングして二酸化珪素膜で被覆された電極をシリコン基板の裏面から突出させる工程とを含んでいる。
【解決手段】ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、シリコン基板２１の裏面を電極２１４を露出させることなく研削する工程と、シリコン基板の裏面をエッチング液によってエッチングしシリコン基板の裏面に電極を露出させる工程とを含み、エッチング工程は、シリコンに対してエッチングレートが高いエッチング液を用いてシリコン基板をエッチングして二酸化珪素２１５膜が被覆された電極をシリコン基板の裏面に不完全に露出させる工程と、シリコンをエッチングするとともに二酸化珪素に対してエッチングレートが低いエッチング液を用いてシリコン基板をエッチングして二酸化珪素膜で被覆された電極をシリコン基板の裏面から突出させる工程とを含んでいる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板の表面に形成された複数のデバイスにそれぞれ設けられたボンディングパッドに接続する電極が埋設されたウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状であるシリコン（Si）基板の表面に格子状に配列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等の半導体デバイスを形成する。このようにシリコン（Si）基板の表面に複数の半導体デバイスが形成されたウエーハをストリートに沿って切断することにより半導体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。
【０００３】
装置の小型化、高機能化を図るため、複数のデバイスを積層し、積層されたデバイスに設けられたボンディングパッドを接続するモジュール構造が実用化されている。このモジュール構造はシリコン（Si）基板におけるボンディングパッドが設けられた箇所に孔（ビアホール）を形成し、この孔（ビアホール）にボンディングパッドと接続する銅やアルミニウム等の電極を二酸化珪素（SiO2）からなる絶縁材によって被覆して埋め込む構成である。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
上述したようにシリコン（Si）基板に埋設された銅(Cu)電極をシリコン（Si）基板の裏面に露出させるためには、シリコン（Si）基板の裏面を研削して裏面に銅(Cu)電極を露出させ、その後、シリコン（Si）に対してはエッチングレートが高く銅(Cu)に対してはエッチングレートが低い水酸化カリウム(KOH)をエッチング液としてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングすることにより、シリコン（Si）基板の裏面から銅(Cu)電極を５〜１０μm突出させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１６３３２３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、水酸化カリウム(KOH)は二酸化珪素（SiO2）に対してもエッチングレートが高いため、銅(Cu)電極を被覆している絶縁材としての二酸化珪素（SiO2）膜をエッチングして、シリコン（Si）基板と銅(Cu)電極との絶縁性を低下させるという問題がある。
一方、二酸化珪素（SiO2）に対してもエッチングレートが低いテトラ メチル アンモニウム ハイドロオキサイト(TMAH)をエッチング液として使用すると、銅(Cu)に対してエッチングレートが高いため、銅(Cu)電極をエッチングしてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、電極を被覆している絶縁材としての二酸化珪素（SiO2）膜をエッチングして絶縁性を低下させることなく、また電極をエッチングすることなくシリコン（Si）基板の裏面から電極を露出させることができる電極が埋設されたウエーハの加工方法を提供することである。
【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、本発明によれば、シリコン（Si）基板の表面に形成された複数のデバイスにそれぞれ設けられたボンディングパッドと接続し二酸化珪素（SiO2）膜が被覆された電極がシリコン（Si）基板に埋設されているウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材が貼着されたウエーハを構成するシリコン（Si）基板の裏面を電極を露出させることなく研削する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハを構成するシリコン（Si）基板の裏面をエッチング液によってエッチングすることによりシリコン（Si）基板の裏面に電極を露出させるエッチング工程と、を含み、
該エッチング工程は、シリコン（Si）に対してエッチングレートが高いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜が被覆された電極をシリコン（Si）基板の裏面に不完全に露出させる第１のエッチング工程と、該第１のエッチング工程を実施した後にシリコン（Si）をエッチングするとともに二酸化珪素（SiO2）に対してエッチングレートが低いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜で被覆された電極をシリコン（Si）基板の裏面から突出させる第２のエッチング工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする電極が埋設されたウエーハの加工方法が提供される。
【０００９】
上記電極は銅(Cu)によって形成されており、上記第１のエッチング工程はエッチング液としてフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸を用いて実施し、上記第２のエッチング工程はエッチング液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて実施する。
また、上記電極は銅(Cu)によって形成されており、上記第１のエッチング工程はエッチング液として水酸化カリウム(KOH) を用いて実施し、上記第２のエッチング工程はエッチング液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて実施する。
上記裏面研削工程を実施した後、エッチング工程を実施する前にシリコン（Si）基板の裏面を研磨し、シリコン（Si）基板の裏面に電極を露出させることなく裏面研削工程によってシリコン（Si）基板の裏面に形成された研削痕を除去する研磨工程を実施することが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法においては、ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、保護部材が貼着されたウエーハを構成するシリコン（Si）基板の裏面を電極を露出させることなく研削する裏面研削工程と、ウエーハを構成するシリコン（Si）基板の裏面をエッチング液によってエッチングすることによりシリコン（Si）基板の裏面に電極を露出させるエッチング工程とを含み、エッチング工程は、シリコン（Si）に対してエッチングレートが高いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜が被覆された電極をシリコン（Si）基板の裏面に不完全に露出させる第１のエッチング工程と、第１のエッチング工程を実施した後にシリコン（Si）をエッチングするとともに二酸化珪素（SiO2）に対してエッチングレートが低いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜で被覆された電極をシリコン（Si）基板の裏面から突出させる第２のエッチング工程とを含んでいるので、第２のエッチング工程において電極を被覆している二酸化珪素（SiO2）膜のエッチング速度が遅いため、電極はエッチングされることなくシリコン（Si）基板の裏面から突出せしめられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法によって加工されるウエーハの斜視図。
【図２】図１に示すウエーハの要部を拡大して示す断面図。
【図３】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における保護部材貼着工程の説明図。
【図４】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における裏面研削工程の説明図。
【図５】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における研磨工程の説明図。
【図６】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法におけるエッチング工程を実施するためのエッチング装置の斜視図。
【図７】図６に示すエッチング装置のスピンナーテーブルを被加工物搬入・搬出位置に位置付けた状態を示す説明図。
【図８】図６に示すエッチング装置のスピンナーテーブルを作業位置に位置付けた状態を示す説明図。
【図９】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における第１のエッチング工程の説明図。
【図１０】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における第２のエッチング工程の説明図。
【図１１】フッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸、水酸化カリウム(KOH)およびテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)のシリコン（Si）と二酸化珪素（SiO2）と銅(Cu)に対するエッチングレートについて示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による電極が埋設されたウエーハの加工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】
図１には、本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法によって加工されるウエーハの斜視図が示されている。図１に示すウエーハ２は、厚みが例えば６００μmのシリコン（Si）基板２１の表面２１aに格子状に形成されたストリート２１１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２１２がそれぞれ形成されている。このように形成されたデバイス２１２の表面には、複数のボンディングパッド２１３が設けられている。このように形成されたウエーハ２は、図２に示すようにシリコン（Si）基板２１に上記ボンディングパッド２１３に接続する銅(Cu)電極２１４が埋設されている。なお、シリコン（Si）基板２１に埋設される銅(Cu)電極２１４は、長さが例えば５０μmに形成されており、絶縁膜としての二酸化珪素（SiO2）膜２１５が１５０nm程度の厚みで被覆されている。
【００１４】
以下、上述したウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面に銅(Cu)電極２１４を突出して露出させる加工方法について説明する。
先ず、上記ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の表面２１aに形成されたデバイス２１２を保護するために、図３に示すようにウエーハ２の表面に保護テープ等の保護部材３を貼着する保護部材貼着工程を実施する。
【００１５】
上述した保護部材貼着工程を実施したならば、ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面を銅(Cu)電極２１４を露出させることなく研削する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図示の実施形態においては図４の(a)に示す研削装置４を用いて実施する。図４の(a)に示す研削装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物を研削する研削手段４２を具備している。チャックテーブル４１は、上面に被加工物を吸引保持し図４の(a)において矢印４１aで示す方向に回転せしめられる。研削手段４２は、スピンドルハウジング４２１と、該スピンドルハウジング４２１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル４２２と、該回転スピンドル４２２の下端に装着されたマウンター４２３と、該マウンター４２３の下面に取り付けられた研削ホイール４２４とを具備している。この研削ホイール４２４は、円環状の基台４２５と、該基台４２５の下面に環状に装着された研削砥石４２６とからなっており、基台４２５がマウンター４２３の下面に締結ボルト４２７によって取り付けられている。
【００１６】
上述した研削装置４を用いて上記裏面研削工程を実施するには、図４の(a)に示すようにチャックテーブル４１の上面（保持面）に上記保護部材貼着工程が実施されたウエーハ２の表面に貼着した保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル４１上に保護部材３を介してウエーハ２を吸引保持する。従って、チャックテーブル４１上に吸引保持されたウエーハ２は、シリコン（Si）基板２１の裏面２１bが上側となる。このようにチャックテーブル４１上にウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル４１を図４の(a)において矢印４１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段４２の研削ホイール４２４を図４の(a)において矢印４２４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめ、図４の(ｂ)に示すように研削砥石４２６の研削面（下面）を被加工面であるシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに接触させて、研削ホイール４２４を図４の(a)および(ｂ)において矢印４２４bで示すように所定の研削送り速度（例えば、３μm／秒）で下方（チャックテーブル４１の保持面に対し垂直な方向）に例えば５３５μm研削送りする。このとき、研削ホイール４２４の研削砥石４２６による研削加工部には、研削水が供給される。この裏面研削工程においてはウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１bが例えば５３５μm研削される。従って、図４の(c)に示すようにウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の厚みは６５μmとなるが、長さが５０μmの銅(Cu)電極２１４はシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに露出しない。
【００１７】
上述した裏面研削工程を実施したならば、裏面研削工程においてシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに形成された研削痕を除去し、シリコン（Si）基板２１の裏面２１bを平坦にする研磨工程を実施する。この研磨工程は、図５の(a)に示す研磨装置５を用いて実施する。なお、図５の(a)に示す研磨装置５は、被加工物を保持するチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１に保持された被加工物を研磨する研磨手段５２を具備している。チャックテーブル５１は、上面に被加工物を吸引保持し図５の(a)において矢印５１aで示す方向に回転せしめられる。研磨手段５２は、スピンドルハウジング５２１と、該スピンドルハウジング５２１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル５２２と、該回転スピンドル５２２の下端に装着されたマウンター５２３と、該マウンター５２３の下面に取り付けられた研磨工具５２４とを具備している。この研削工具５２４は、円板状の基台５２５と、該基台５２５の下面に環状に装着された研磨パッド５２６とからなっており、基台５２５がマウンター５２３の下面に締結ボルト５２７によって取り付けられている。
【００１８】
上述した研磨装置５を用いて上記研磨工程を実施するには、図５の(a)に示すようにチャックテーブル５１の上面（保持面）に上記裏面研削工程が実施されたウエーハ２の表面に貼着した保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル５１上に保護部材３を介してウエーハ２を吸引保持する。従って、チャックテーブル５１上に吸引保持されたウエーハ２は、シリコン（Si）基板２１の裏面２１bが上側となる。このようにチャックテーブル５１上にウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル５１を図５の(a)において矢印５１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研磨手段５２の研磨工具５２４を図５の(a)において矢印５２４aで示す方向に例えば３０００ｒｐｍで回転せしめ、図５の(ｂ)に示すように研磨パッド５２６の研磨面（下面）を被加工面であるシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに接触させて、研磨工具５２４を図７の(a)および(ｂ)において矢印５２４bで示すように例えば１０ニュートンの研磨圧力で押圧する。このとき、研磨パッド５２６の研磨面とシリコン（Si）基板２１の裏面２１bとの間には研磨液が供給される。この研磨工程においてはウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１bが例えば６μm研磨される。従って、図５の(c)に示すようにウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の厚みは５９μmとなるが、長さが５０μmの銅(Cu)電極２１４はシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに露出しない。
【００１９】
次に、ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１aをエッチング液によってエッチングすることによりシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに銅(Cu)電極２１４を露出させるエッチング工程を実施する。このエッチング工程は、図６に示すエッチング工程装置を用いて実施する。図６に示すエッチング装置６は、スピンナーテーブル機構６１と、該スピンナーテーブル機構６１を包囲して配設されたエッチング液受け手段６２を具備している。スピンナーテーブル機構６１は、スピンナーテーブル６１１と、該スピンナーテーブル６１１を回転駆動する回転駆動手段としての電動モータ６１２と、該電動モータ６１２を上下方向に移動可能に支持する支持手段６１３を具備している。スピンナーテーブル６１１は多孔性材料から形成された吸着チャック６１１ａを具備しており、この吸着チャック６１１ａが図示しない吸引手段に連通されている。従って、スピンナーテーブル６１１は、吸着チャック６１１ａに被加工物であるウエーハを載置し図示しない吸引手段により負圧を作用せしめることにより吸着チャック６１１a上にウエーハを保持する。電動モータ６１２は、その駆動軸６１２ａの上端に上記スピンナーテーブル６１１を連結する。上記支持手段６１３は、複数本（図示の実施形態においては３本）の支持脚６１３ａと、該支持脚6１３ａとそれぞれ連結し電動モータ６１２に取り付けられた複数本（図示の実施形態においては３本）のエアシリンダ６１３ｂとからなっている。このように構成された支持手段６１３は、エアシリンダ６１３ｂを作動することにより、電動モータ６１２およびスピンナーテーブル６１１を図６および図７に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図８に示す下方位置である作業位置に位置付ける。
【００２０】
上記エッチング液受け手段６２は、エッチング液受け容器６２１と、該エッチング液受け容器６２１を支持する３本（図６には２本が示されている）の支持脚６２２と、上記電動モータ６１２の駆動軸６１２ａに装着されたカバー部材６２３とを具備している。エッチング液受け容器６２１は、図７および図８に示すように円筒状の外側壁６２１ａと底壁６２１ｂと内側壁６２１ｃとからなっている。底壁６２１ｂの中央部には上記電動モータ６１２の駆動軸６１２ａが挿通する穴６２１ｄが設けられおり、この穴６２１ｄの周縁から上方に突出する内側壁６２１ｃが形成されている。また、図６に示すように底壁６２１ｂには排液口６２１ｅが設けられており、この排液口６２１ｅにドレンホース６２４が接続されている。上記カバー部材６２３は、円盤状に形成されており、その外周縁から下方に突出するカバー部６２３ａを備えておる。このように構成されたカバー部材６２３は、電動モータ６１２およびスピンナーテーブル６１１が図８に示す作業位置に位置付けられると、カバー部６２３ａが上記エッチング液受け容器６２１を構成する内側壁６２１ｃの外側に隙間をもって重合するように位置付けられる。
【００２１】
図示の実施形態におけるエッチング装置６は、上記スピンナーテーブル６１１に保持された被加工物に第１のエッチング液を供給する第１のエッチング液供給機構６４を具備している。第１のエッチング液供給機構６４は、スピンナーテーブル６１１に保持された被加工物に向けて第１のエッチング液を供給する第１のエッチング液供給ノズル６４１と、該第１のエッチング液供給ノズル６４１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ６４２を備えており、第１のエッチング液供給ノズル６４１が第１のエッチング液供給手段６４０（図７および図８参照）に接続されている。第１のエッチング液供給ノズル６４１は、水平に延びるノズル部６４１ａと、該ノズル部６４１ａから下方に延びる支持部６４１ｂとからなっており、支持部６４１ｂが上記エッチング液受け容器６２１を構成する底壁６２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され第１のエッチング液供給手段６４０（図７および図８参照）に接続されている。なお、第１のエッチング液供給ノズル６４１の支持部６４１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部６４１ｂとの間をシールするシール部材（図示せず）が装着されている。なお、上記第１のエッチング液供給手段６４０は、図示の実施形態においてはフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸または水酸化カリウム(KOH)を供給する。
【００２２】
図示の実施形態におけるエッチング装置６は、上記スピンナーテーブル６１１に保持された被加工物に第２のエッチング液を供給する第２のエッチング液供給機構６５を具備している。第２のエッチング液供給機構６５は、スピンナーテーブル６１１に保持された被加工物に向けて第２のエッチング液を供給する第２のエッチング液供給ノズル６５１と、該第２のエッチング液供給ノズル６５１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ６５２を備えており、第２のエッチング液供給ノズル６５１が第２のエッチング液供給手段６５０（図７および図８参照）に接続されている。第２のエッチング液供給ノズル６５１は、水平に延びるノズル部６５１ａと、該ノズル部６５１ａから下方に延びる支持部６５１ｂとからなっており、支持部６５１ｂが上記エッチング液受け容器６２１を構成する底壁６２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され第２のエッチング液供給手段６５０（図７および図８参照）に接続されている。なお、第２のエッチング液供給ノズル６５１の支持部６５１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部６５１ｂとの間をシールするシール部材（図示せず）が装着されている。なお、上記第２のエッチング液供給手段６５０は、図示の実施形態においてはテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を供給する。
【００２３】
図示の実施形態におけるエッチング装置６は、上記スピンナーテーブル６１１に保持された被加工物に水を供給するための洗浄水供給機構６６を具備している。洗浄水供給機構６６は、スピンナーテーブル６１１に保持された被加工物に向けて洗浄水を供給する洗浄水供給ノズル６６１と、該洗浄水供給ノズル６６１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ６６２を備えており、該洗浄水供給ノズル６６１が洗浄水供給手段６６０（図７および図８参照）に接続されている。洗浄水供給ノズル６６１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部６６１ａと、該ノズル部６６１ａの基端から下方に延びる支持部６６１ｂとからなっており、支持部６６１ｂが上記エッチング液受け容器６２１を構成する底壁６２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され洗浄水供給手段６６０（図７および図８参照）に接続されている。なお、洗浄水供給ノズル６６１の支持部６６１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部６６１ｂとの間をシールするシール部材（図示せず）が装着されている。
【００２４】
上述したエッチング装置６を用いて上記エッチング工程を実施するに際し、エッチング装置６の第１のエッチング液供給手段６４０によって供給されるフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸または水酸化カリウム(KOH)および第２のエッチング液供給手段６５０によって供給されるテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)のシリコン（Si）と二酸化珪素（SiO2）と銅(Cu)に対するエッチングレートについて、図１１を参照して説明する。図１１から判るように、フッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸および水酸化カリウム(KOH)はシリコン（Si）に対するエッチングレートが高い。また、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)はシリコン（Si）に対するエッチングレートはフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸または水酸化カリウム(KOH)程高くはないがシリコン（Si）をエッチングすることができるとともに、二酸化珪素（SiO2）に対するエッチングレートが非常に低いことが判る。
【００２５】
以下、上述したエッチング装置６を用いて実施するエッチング工程について説明する。エッチング工程を実施するには、上述した研磨工程が実施されたウエーハ２（表面に保護部材３が貼着されている）の保護部材３側をエッチング装置６を構成するスピンナーテーブル６１１の吸着チャック６１１ａ上に載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより吸着チャック６１１ａ上にウエーハ２を保護部材３を介して吸引保持する。従って、吸着チャック６１１ａ上に保護部材３を介して吸引保持されたウエーハ２は、シリコン（Si）基板２１の裏面２１bが上側となる。このとき、スピンナーテーブル６１１は図７に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けられており、第１のエッチング液供給ノズル６４１と第２のエッチング液供給ノズル６５１および洗浄水供給ノズル６６１は図７および図８に示すようにスピンナーテーブル６１１の上方から離隔した待機位置に位置付けられている。
【００２６】
エッチング装置６を構成するスピンナーテーブル６１１の吸着チャック６１１ａ上にウエーハ２を保護部材３を介して吸引保持したならば、シリコン（Si）に対してエッチングレートが高いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板２１の裏面２１bをエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜２１５が被覆された銅(Cu)電極２１４をシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに不完全に露出させる第１のエッチング工程を実施する。この第１のエッチング工程を実施するには、図９の(a)に示すように吸着チャック６１１ａ上に保護部材３を介してウエーハ２を吸引保持したスピンナーテーブル６１１を作業位置に位置付けるとともに、第１のエッチング液供給ノズル６４１のノズル部６４１ａをスピンナーテーブル６１１に保持されたウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の中央部上方に位置付ける。次に、電動モータ６１２を作動してスピンナーテーブル６１１を矢印Aで示す方向に例えば１００rpmの回転速度で回転するとともに、第１のエッチング液供給手段６４０を作動してフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸を第１のエッチング液供給ノズル６４１に１分間に１リットルの割合（１リットル／分）で供給する。このようにして第１のエッチング液供給ノズル６４１に供給されたフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸は、ノズル部６４１ａからスピンナーテーブル６１１に保持されたウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１bの中央部に供給される。このようにしてシリコン（Si）基板２１の裏面２１bの中央部に供給されフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸は、遠心力によって外周に向けて移動しつつシリコン（Si）基板２１の裏面２１bをエッチングする。このようにして第１のエッチング工程を３分間実施することにより、図９の(ｂ)に示すようにシリコン（Si）基板２１の裏面２１bが例えば９μmエッチングされ、ウエーハ２の厚みは例えば５０μmとなり、二酸化珪素（SiO2）膜２１５が被覆された銅(Cu)電極２１４がシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに僅かに露出する。なお、上述した実施形態においてはエッチング液としてフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸を用いた例を示したが、第１のエッチング工程においてはシリコン（Si）に対してエッチングレートが高いエッチング液として水酸化カリウム(KOH)を用いてもよい。
【００２７】
上述したように第１のエッチング工程を実施したならば、シリコン（Si）をエッチングするとともに二酸化珪素（SiO2）に対してエッチングレートが低いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜２１５で被覆された銅(Cu)電極２１４をシリコン（Si）基板２１の裏面２１bから突出させる第２のエッチング工程を実施する。この第２のエッチング工程を実施するには、図１０の(a)に示すように第１のエッチング液供給ノズル６４１を待機位置に位置付け、第２のエッチング液供給ノズル６５１をスピンナーテーブル６１１に保持されたウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の中央部上方に位置付ける。次に、電動モータ６１２を作動してスピンナーテーブル６１１を矢印Aで示す方向に例えば１００rpmの回転速度で回転するとともに、第２のエッチング液供給手段６５０を作動してテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を第２のエッチング液供給ノズル６５１に１分間に１リットルの割合（１リットル／分）で供給する。このようにして第２のエッチング液供給ノズル６５１に供給されたテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)は、ノズル部６５１ａからスピンナーテーブル６１１に保持されたウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１bの中央部に供給される。このようにしてシリコン（Si）基板２１の裏面２１bの中央部に供給されたテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)は、遠心力によって外周に向けて移動しつつシリコン（Si）基板２１の裏面２１bをエッチングする。このようにして第１のエッチング工程を５分間実施することにより、図１０の(ｂ)に示すようにシリコン（Si）基板２１の裏面２１bが例えば５μmエッチングされ、二酸化珪素（SiO2）膜２１５が被覆された銅(Cu)電極２１４がシリコン（Si）基板２１の裏面２１bから５μm突出せしめられる。このように第２のエッチング工程において用いるエッチング液としてのテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)は、シリコン（Si）をエッチングするとともに二酸化珪素（SiO2）に対してエッチングレートが低くエッチング時間も短いので、銅(Cu)電極２１４に被覆された二酸化珪素（SiO2）膜のエッチング速度が遅いため、銅(Cu)電極２１４はエッチングされることなく維持される。
【００２８】
上述したように第２のエッチング工程を実施したならば、エッチング加工されたウエーハ２を洗浄する洗浄工程を実施する。この洗浄工程を実施するには、第２のエッチング液供給ノズル６５１を待機位置に位置付け、洗浄水供給機構６６を構成する洗浄水供給ノズル６６１のノズル部６６１aをスピンナーテーブル６１１上に保持されたウエーハ２の中心部上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル６１１を例えば８００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ洗浄水供給手段６６０を作動して、洗浄水供給ノズル６６１のノズル部６６１ａから洗浄水を噴出する。なお、ノズル部６６１ａを所謂２流体ノズルで構成し０．２ＭＰａ程度の圧力の洗浄水を供給するとともに、０．３〜０．５ＭＰａ程度の圧力のエアーを供給するようにすれば、洗浄水がエアーの圧力で噴出してウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１bを効果的に洗浄することができる。このとき、電動モータ６６２を作動して洗浄水供給ノズル６６１のノズル部６６１ａから噴出された洗浄水がスピンナーテーブル６１１に保持されたウエーハ２の中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめる。この結果、ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１bを確実に洗浄することができる。
【００２９】
上述したようにエッチング加工されたウエーハ２を洗浄したならば、スピンナーテーブル６１１の回転を停止するとともに、洗浄水供給ノズル６６１を待機位置に位置付ける。そして、スピンナーテーブル６１１を図７に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けるとともに、スピンナーテーブル６１１に保持されているウエーハ２の吸引保持を解除する。次に、スピンナーテーブル６１１上の加工後のウエーハ２は、適宜の搬送手段によって、次工程に搬送される。
【符号の説明】
【００３０】
２：ウエーハ
２１：シリコン（Si）基板
２１２：デバイス
２１３：ボンディングパッド
２１４：銅(Cu)電極
２１５：二酸化珪素（SiO2）膜
３：保護部材
４：研削装置
４１：研削装置のチャックテーブル
４２：研削手段
４２４：研削ホイール
５：研磨装置
５１：研磨装置のチャックテーブル
５２：研磨手段
５２４：研磨工具
６：エッチング装置
６１：スピンナーテーブル機構
６１１：スピンナーテーブル
６２：エッチング液受け手段
６４：第１のエッチング液供給機構
６４１：第１のエッチング液供給ノズル
６５：第２のエッチング液供給機構
６５１：第２のエッチング液供給ノズル
６６：洗浄水供給機構
６６１：洗浄水供給ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板の表面に形成された複数のデバイスにそれぞれ設けられたボンディングパッドに接続する電極が埋設されたウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状であるシリコン（Si）基板の表面に格子状に配列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等の半導体デバイスを形成する。このようにシリコン（Si）基板の表面に複数の半導体デバイスが形成されたウエーハをストリートに沿って切断することにより半導体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。
【０００３】
装置の小型化、高機能化を図るため、複数のデバイスを積層し、積層されたデバイスに設けられたボンディングパッドを接続するモジュール構造が実用化されている。このモジュール構造はシリコン（Si）基板におけるボンディングパッドが設けられた箇所に孔（ビアホール）を形成し、この孔（ビアホール）にボンディングパッドと接続する銅やアルミニウム等の電極を二酸化珪素（SiO2）からなる絶縁材によって被覆して埋め込む構成である。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
上述したようにシリコン（Si）基板に埋設された銅(Cu)電極をシリコン（Si）基板の裏面に露出させるためには、シリコン（Si）基板の裏面を研削して裏面に銅(Cu)電極を露出させ、その後、シリコン（Si）に対してはエッチングレートが高く銅(Cu)に対してはエッチングレートが低い水酸化カリウム(KOH)をエッチング液としてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングすることにより、シリコン（Si）基板の裏面から銅(Cu)電極を５〜１０μm突出させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１６３３２３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、水酸化カリウム(KOH)は二酸化珪素（SiO2）に対してもエッチングレートが高いため、銅(Cu)電極を被覆している絶縁材としての二酸化珪素（SiO2）膜をエッチングして、シリコン（Si）基板と銅(Cu)電極との絶縁性を低下させるという問題がある。
一方、二酸化珪素（SiO2）に対してもエッチングレートが低いテトラ メチル アンモニウム ハイドロオキサイト(TMAH)をエッチング液として使用すると、銅(Cu)に対してエッチングレートが高いため、銅(Cu)電極をエッチングしてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、電極を被覆している絶縁材としての二酸化珪素（SiO2）膜をエッチングして絶縁性を低下させることなく、また電極をエッチングすることなくシリコン（Si）基板の裏面から電極を露出させることができる電極が埋設されたウエーハの加工方法を提供することである。
【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、本発明によれば、シリコン（Si）基板の表面に形成された複数のデバイスにそれぞれ設けられたボンディングパッドと接続し二酸化珪素（SiO2）膜が被覆された電極がシリコン（Si）基板に埋設されているウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材が貼着されたウエーハを構成するシリコン（Si）基板の裏面を電極を露出させることなく研削する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハを構成するシリコン（Si）基板の裏面をエッチング液によってエッチングすることによりシリコン（Si）基板の裏面に電極を露出させるエッチング工程と、を含み、
該エッチング工程は、シリコン（Si）に対してエッチングレートが高いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜が被覆された電極をシリコン（Si）基板の裏面に不完全に露出させる第１のエッチング工程と、該第１のエッチング工程を実施した後にシリコン（Si）をエッチングするとともに二酸化珪素（SiO2）に対してエッチングレートが低いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜で被覆された電極をシリコン（Si）基板の裏面から突出させる第２のエッチング工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする電極が埋設されたウエーハの加工方法が提供される。
【０００９】
上記電極は銅(Cu)によって形成されており、上記第１のエッチング工程はエッチング液としてフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸を用いて実施し、上記第２のエッチング工程はエッチング液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて実施する。
また、上記電極は銅(Cu)によって形成されており、上記第１のエッチング工程はエッチング液として水酸化カリウム(KOH) を用いて実施し、上記第２のエッチング工程はエッチング液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて実施する。
上記裏面研削工程を実施した後、エッチング工程を実施する前にシリコン（Si）基板の裏面を研磨し、シリコン（Si）基板の裏面に電極を露出させることなく裏面研削工程によってシリコン（Si）基板の裏面に形成された研削痕を除去する研磨工程を実施することが望ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法においては、ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、保護部材が貼着されたウエーハを構成するシリコン（Si）基板の裏面を電極を露出させることなく研削する裏面研削工程と、ウエーハを構成するシリコン（Si）基板の裏面をエッチング液によってエッチングすることによりシリコン（Si）基板の裏面に電極を露出させるエッチング工程とを含み、エッチング工程は、シリコン（Si）に対してエッチングレートが高いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜が被覆された電極をシリコン（Si）基板の裏面に不完全に露出させる第１のエッチング工程と、第１のエッチング工程を実施した後にシリコン（Si）をエッチングするとともに二酸化珪素（SiO2）に対してエッチングレートが低いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜で被覆された電極をシリコン（Si）基板の裏面から突出させる第２のエッチング工程とを含んでいるので、第２のエッチング工程において電極を被覆している二酸化珪素（SiO2）膜のエッチング速度が遅いため、電極はエッチングされることなくシリコン（Si）基板の裏面から突出せしめられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法によって加工されるウエーハの斜視図。
【図２】図１に示すウエーハの要部を拡大して示す断面図。
【図３】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における保護部材貼着工程の説明図。
【図４】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における裏面研削工程の説明図。
【図５】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における研磨工程の説明図。
【図６】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法におけるエッチング工程を実施するためのエッチング装置の斜視図。
【図７】図６に示すエッチング装置のスピンナーテーブルを被加工物搬入・搬出位置に位置付けた状態を示す説明図。
【図８】図６に示すエッチング装置のスピンナーテーブルを作業位置に位置付けた状態を示す説明図。
【図９】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における第１のエッチング工程の説明図。
【図１０】本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法における第２のエッチング工程の説明図。
【図１１】フッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸、水酸化カリウム(KOH)およびテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)のシリコン（Si）と二酸化珪素（SiO2）と銅(Cu)に対するエッチングレートについて示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明による電極が埋設されたウエーハの加工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】
図１には、本発明による電極が埋設されたウエーハの加工方法によって加工されるウエーハの斜視図が示されている。図１に示すウエーハ２は、厚みが例えば６００μmのシリコン（Si）基板２１の表面２１aに格子状に形成されたストリート２１１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２１２がそれぞれ形成されている。このように形成されたデバイス２１２の表面には、複数のボンディングパッド２１３が設けられている。このように形成されたウエーハ２は、図２に示すようにシリコン（Si）基板２１に上記ボンディングパッド２１３に接続する銅(Cu)電極２１４が埋設されている。なお、シリコン（Si）基板２１に埋設される銅(Cu)電極２１４は、長さが例えば５０μmに形成されており、絶縁膜としての二酸化珪素（SiO2）膜２１５が１５０nm程度の厚みで被覆されている。
【００１４】
以下、上述したウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面に銅(Cu)電極２１４を突出して露出させる加工方法について説明する。
先ず、上記ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の表面２１aに形成されたデバイス２１２を保護するために、図３に示すようにウエーハ２の表面に保護テープ等の保護部材３を貼着する保護部材貼着工程を実施する。
【００１５】
上述した保護部材貼着工程を実施したならば、ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面を銅(Cu)電極２１４を露出させることなく研削する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図示の実施形態においては図４の(a)に示す研削装置４を用いて実施する。図４の(a)に示す研削装置４は、被加工物を保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持された被加工物を研削する研削手段４２を具備している。チャックテーブル４１は、上面に被加工物を吸引保持し図４の(a)において矢印４１aで示す方向に回転せしめられる。研削手段４２は、スピンドルハウジング４２１と、該スピンドルハウジング４２１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル４２２と、該回転スピンドル４２２の下端に装着されたマウンター４２３と、該マウンター４２３の下面に取り付けられた研削ホイール４２４とを具備している。この研削ホイール４２４は、円環状の基台４２５と、該基台４２５の下面に環状に装着された研削砥石４２６とからなっており、基台４２５がマウンター４２３の下面に締結ボルト４２７によって取り付けられている。
【００１６】
上述した研削装置４を用いて上記裏面研削工程を実施するには、図４の(a)に示すようにチャックテーブル４１の上面（保持面）に上記保護部材貼着工程が実施されたウエーハ２の表面に貼着した保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル４１上に保護部材３を介してウエーハ２を吸引保持する。従って、チャックテーブル４１上に吸引保持されたウエーハ２は、シリコン（Si）基板２１の裏面２１bが上側となる。このようにチャックテーブル４１上にウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル４１を図４の(a)において矢印４１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研削手段４２の研削ホイール４２４を図４の(a)において矢印４２４aで示す方向に例えば６０００ｒｐｍで回転せしめ、図４の(ｂ)に示すように研削砥石４２６の研削面（下面）を被加工面であるシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに接触させて、研削ホイール４２４を図４の(a)および(ｂ)において矢印４２４bで示すように所定の研削送り速度（例えば、３μm／秒）で下方（チャックテーブル４１の保持面に対し垂直な方向）に例えば５３５μm研削送りする。このとき、研削ホイール４２４の研削砥石４２６による研削加工部には、研削水が供給される。この裏面研削工程においてはウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１bが例えば５３５μm研削される。従って、図４の(c)に示すようにウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の厚みは６５μmとなるが、長さが５０μmの銅(Cu)電極２１４はシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに露出しない。
【００１７】
上述した裏面研削工程を実施したならば、裏面研削工程においてシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに形成された研削痕を除去し、シリコン（Si）基板２１の裏面２１bを平坦にする研磨工程を実施する。この研磨工程は、図５の(a)に示す研磨装置５を用いて実施する。なお、図５の(a)に示す研磨装置５は、被加工物を保持するチャックテーブル５１と、該チャックテーブル５１に保持された被加工物を研磨する研磨手段５２を具備している。チャックテーブル５１は、上面に被加工物を吸引保持し図５の(a)において矢印５１aで示す方向に回転せしめられる。研磨手段５２は、スピンドルハウジング５２１と、該スピンドルハウジング５２１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル５２２と、該回転スピンドル５２２の下端に装着されたマウンター５２３と、該マウンター５２３の下面に取り付けられた研磨工具５２４とを具備している。この研削工具５２４は、円板状の基台５２５と、該基台５２５の下面に環状に装着された研磨パッド５２６とからなっており、基台５２５がマウンター５２３の下面に締結ボルト５２７によって取り付けられている。
【００１８】
上述した研磨装置５を用いて上記研磨工程を実施するには、図５の(a)に示すようにチャックテーブル５１の上面（保持面）に上記裏面研削工程が実施されたウエーハ２の表面に貼着した保護部材３側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル５１上に保護部材３を介してウエーハ２を吸引保持する。従って、チャックテーブル５１上に吸引保持されたウエーハ２は、シリコン（Si）基板２１の裏面２１bが上側となる。このようにチャックテーブル５１上にウエーハ２を吸引保持したならば、チャックテーブル５１を図５の(a)において矢印５１aで示す方向に例えば３００ｒｐｍで回転しつつ、研磨手段５２の研磨工具５２４を図５の(a)において矢印５２４aで示す方向に例えば３０００ｒｐｍで回転せしめ、図５の(ｂ)に示すように研磨パッド５２６の研磨面（下面）を被加工面であるシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに接触させて、研磨工具５２４を図７の(a)および(ｂ)において矢印５２４bで示すように例えば１０ニュートンの研磨圧力で押圧する。このとき、研磨パッド５２６の研磨面とシリコン（Si）基板２１の裏面２１bとの間には研磨液が供給される。この研磨工程においてはウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１bが例えば６μm研磨される。従って、図５の(c)に示すようにウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の厚みは５９μmとなるが、長さが５０μmの銅(Cu)電極２１４はシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに露出しない。
【００１９】
次に、ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１aをエッチング液によってエッチングすることによりシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに銅(Cu)電極２１４を露出させるエッチング工程を実施する。このエッチング工程は、図６に示すエッチング工程装置を用いて実施する。図６に示すエッチング装置６は、スピンナーテーブル機構６１と、該スピンナーテーブル機構６１を包囲して配設されたエッチング液受け手段６２を具備している。スピンナーテーブル機構６１は、スピンナーテーブル６１１と、該スピンナーテーブル６１１を回転駆動する回転駆動手段としての電動モータ６１２と、該電動モータ６１２を上下方向に移動可能に支持する支持手段６１３を具備している。スピンナーテーブル６１１は多孔性材料から形成された吸着チャック６１１ａを具備しており、この吸着チャック６１１ａが図示しない吸引手段に連通されている。従って、スピンナーテーブル６１１は、吸着チャック６１１ａに被加工物であるウエーハを載置し図示しない吸引手段により負圧を作用せしめることにより吸着チャック６１１a上にウエーハを保持する。電動モータ６１２は、その駆動軸６１２ａの上端に上記スピンナーテーブル６１１を連結する。上記支持手段６１３は、複数本（図示の実施形態においては３本）の支持脚６１３ａと、該支持脚6１３ａとそれぞれ連結し電動モータ６１２に取り付けられた複数本（図示の実施形態においては３本）のエアシリンダ６１３ｂとからなっている。このように構成された支持手段６１３は、エアシリンダ６１３ｂを作動することにより、電動モータ６１２およびスピンナーテーブル６１１を図６および図７に示す上方位置である被加工物搬入・搬出位置と、図８に示す下方位置である作業位置に位置付ける。
【００２０】
上記エッチング液受け手段６２は、エッチング液受け容器６２１と、該エッチング液受け容器６２１を支持する３本（図６には２本が示されている）の支持脚６２２と、上記電動モータ６１２の駆動軸６１２ａに装着されたカバー部材６２３とを具備している。エッチング液受け容器６２１は、図７および図８に示すように円筒状の外側壁６２１ａと底壁６２１ｂと内側壁６２１ｃとからなっている。底壁６２１ｂの中央部には上記電動モータ６１２の駆動軸６１２ａが挿通する穴６２１ｄが設けられおり、この穴６２１ｄの周縁から上方に突出する内側壁６２１ｃが形成されている。また、図６に示すように底壁６２１ｂには排液口６２１ｅが設けられており、この排液口６２１ｅにドレンホース６２４が接続されている。上記カバー部材６２３は、円盤状に形成されており、その外周縁から下方に突出するカバー部６２３ａを備えておる。このように構成されたカバー部材６２３は、電動モータ６１２およびスピンナーテーブル６１１が図８に示す作業位置に位置付けられると、カバー部６２３ａが上記エッチング液受け容器６２１を構成する内側壁６２１ｃの外側に隙間をもって重合するように位置付けられる。
【００２１】
図示の実施形態におけるエッチング装置６は、上記スピンナーテーブル６１１に保持された被加工物に第１のエッチング液を供給する第１のエッチング液供給機構６４を具備している。第１のエッチング液供給機構６４は、スピンナーテーブル６１１に保持された被加工物に向けて第１のエッチング液を供給する第１のエッチング液供給ノズル６４１と、該第１のエッチング液供給ノズル６４１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ６４２を備えており、第１のエッチング液供給ノズル６４１が第１のエッチング液供給手段６４０（図７および図８参照）に接続されている。第１のエッチング液供給ノズル６４１は、水平に延びるノズル部６４１ａと、該ノズル部６４１ａから下方に延びる支持部６４１ｂとからなっており、支持部６４１ｂが上記エッチング液受け容器６２１を構成する底壁６２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され第１のエッチング液供給手段６４０（図７および図８参照）に接続されている。なお、第１のエッチング液供給ノズル６４１の支持部６４１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部６４１ｂとの間をシールするシール部材（図示せず）が装着されている。なお、上記第１のエッチング液供給手段６４０は、図示の実施形態においてはフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸または水酸化カリウム(KOH)を供給する。
【００２２】
図示の実施形態におけるエッチング装置６は、上記スピンナーテーブル６１１に保持された被加工物に第２のエッチング液を供給する第２のエッチング液供給機構６５を具備している。第２のエッチング液供給機構６５は、スピンナーテーブル６１１に保持された被加工物に向けて第２のエッチング液を供給する第２のエッチング液供給ノズル６５１と、該第２のエッチング液供給ノズル６５１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ６５２を備えており、第２のエッチング液供給ノズル６５１が第２のエッチング液供給手段６５０（図７および図８参照）に接続されている。第２のエッチング液供給ノズル６５１は、水平に延びるノズル部６５１ａと、該ノズル部６５１ａから下方に延びる支持部６５１ｂとからなっており、支持部６５１ｂが上記エッチング液受け容器６２１を構成する底壁６２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され第２のエッチング液供給手段６５０（図７および図８参照）に接続されている。なお、第２のエッチング液供給ノズル６５１の支持部６５１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部６５１ｂとの間をシールするシール部材（図示せず）が装着されている。なお、上記第２のエッチング液供給手段６５０は、図示の実施形態においてはテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を供給する。
【００２３】
図示の実施形態におけるエッチング装置６は、上記スピンナーテーブル６１１に保持された被加工物に水を供給するための洗浄水供給機構６６を具備している。洗浄水供給機構６６は、スピンナーテーブル６１１に保持された被加工物に向けて洗浄水を供給する洗浄水供給ノズル６６１と、該洗浄水供給ノズル６６１を揺動せしめる正転・逆転可能な電動モータ６６２を備えており、該洗浄水供給ノズル６６１が洗浄水供給手段６６０（図７および図８参照）に接続されている。洗浄水供給ノズル６６１は、水平に延び先端部が下方に屈曲されたノズル部６６１ａと、該ノズル部６６１ａの基端から下方に延びる支持部６６１ｂとからなっており、支持部６６１ｂが上記エッチング液受け容器６２１を構成する底壁６２１ｂに設けられた図示しない挿通穴を挿通して配設され洗浄水供給手段６６０（図７および図８参照）に接続されている。なお、洗浄水供給ノズル６６１の支持部６６１ｂが挿通する図示しない挿通穴の周縁には、支持部６６１ｂとの間をシールするシール部材（図示せず）が装着されている。
【００２４】
上述したエッチング装置６を用いて上記エッチング工程を実施するに際し、エッチング装置６の第１のエッチング液供給手段６４０によって供給されるフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸または水酸化カリウム(KOH)および第２のエッチング液供給手段６５０によって供給されるテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)のシリコン（Si）と二酸化珪素（SiO2）と銅(Cu)に対するエッチングレートについて、図１１を参照して説明する。図１１から判るように、フッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸および水酸化カリウム(KOH)はシリコン（Si）に対するエッチングレートが高い。また、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)はシリコン（Si）に対するエッチングレートはフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸または水酸化カリウム(KOH)程高くはないがシリコン（Si）をエッチングすることができるとともに、二酸化珪素（SiO2）に対するエッチングレートが非常に低いことが判る。
【００２５】
以下、上述したエッチング装置６を用いて実施するエッチング工程について説明する。エッチング工程を実施するには、上述した研磨工程が実施されたウエーハ２（表面に保護部材３が貼着されている）の保護部材３側をエッチング装置６を構成するスピンナーテーブル６１１の吸着チャック６１１ａ上に載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することにより吸着チャック６１１ａ上にウエーハ２を保護部材３を介して吸引保持する。従って、吸着チャック６１１ａ上に保護部材３を介して吸引保持されたウエーハ２は、シリコン（Si）基板２１の裏面２１bが上側となる。このとき、スピンナーテーブル６１１は図７に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けられており、第１のエッチング液供給ノズル６４１と第２のエッチング液供給ノズル６５１および洗浄水供給ノズル６６１は図７および図８に示すようにスピンナーテーブル６１１の上方から離隔した待機位置に位置付けられている。
【００２６】
エッチング装置６を構成するスピンナーテーブル６１１の吸着チャック６１１ａ上にウエーハ２を保護部材３を介して吸引保持したならば、シリコン（Si）に対してエッチングレートが高いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板２１の裏面２１bをエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜２１５が被覆された銅(Cu)電極２１４をシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに不完全に露出させる第１のエッチング工程を実施する。この第１のエッチング工程を実施するには、図９の(a)に示すように吸着チャック６１１ａ上に保護部材３を介してウエーハ２を吸引保持したスピンナーテーブル６１１を作業位置に位置付けるとともに、第１のエッチング液供給ノズル６４１のノズル部６４１ａをスピンナーテーブル６１１に保持されたウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の中央部上方に位置付ける。次に、電動モータ６１２を作動してスピンナーテーブル６１１を矢印Aで示す方向に例えば１００rpmの回転速度で回転するとともに、第１のエッチング液供給手段６４０を作動してフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸を第１のエッチング液供給ノズル６４１に１分間に１リットルの割合（１リットル／分）で供給する。このようにして第１のエッチング液供給ノズル６４１に供給されたフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸は、ノズル部６４１ａからスピンナーテーブル６１１に保持されたウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１bの中央部に供給される。このようにしてシリコン（Si）基板２１の裏面２１bの中央部に供給されフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸は、遠心力によって外周に向けて移動しつつシリコン（Si）基板２１の裏面２１bをエッチングする。このようにして第１のエッチング工程を３分間実施することにより、図９の(ｂ)に示すようにシリコン（Si）基板２１の裏面２１bが例えば９μmエッチングされ、ウエーハ２の厚みは例えば５０μmとなり、二酸化珪素（SiO2）膜２１５が被覆された銅(Cu)電極２１４がシリコン（Si）基板２１の裏面２１bに僅かに露出する。なお、上述した実施形態においてはエッチング液としてフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸を用いた例を示したが、第１のエッチング工程においてはシリコン（Si）に対してエッチングレートが高いエッチング液として水酸化カリウム(KOH)を用いてもよい。
【００２７】
上述したように第１のエッチング工程を実施したならば、シリコン（Si）をエッチングするとともに二酸化珪素（SiO2）に対してエッチングレートが低いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜２１５で被覆された銅(Cu)電極２１４をシリコン（Si）基板２１の裏面２１bから突出させる第２のエッチング工程を実施する。この第２のエッチング工程を実施するには、図１０の(a)に示すように第１のエッチング液供給ノズル６４１を待機位置に位置付け、第２のエッチング液供給ノズル６５１をスピンナーテーブル６１１に保持されたウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の中央部上方に位置付ける。次に、電動モータ６１２を作動してスピンナーテーブル６１１を矢印Aで示す方向に例えば１００rpmの回転速度で回転するとともに、第２のエッチング液供給手段６５０を作動してテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を第２のエッチング液供給ノズル６５１に１分間に１リットルの割合（１リットル／分）で供給する。このようにして第２のエッチング液供給ノズル６５１に供給されたテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)は、ノズル部６５１ａからスピンナーテーブル６１１に保持されたウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１bの中央部に供給される。このようにしてシリコン（Si）基板２１の裏面２１bの中央部に供給されたテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)は、遠心力によって外周に向けて移動しつつシリコン（Si）基板２１の裏面２１bをエッチングする。このようにして第１のエッチング工程を５分間実施することにより、図１０の(ｂ)に示すようにシリコン（Si）基板２１の裏面２１bが例えば５μmエッチングされ、二酸化珪素（SiO2）膜２１５が被覆された銅(Cu)電極２１４がシリコン（Si）基板２１の裏面２１bから５μm突出せしめられる。このように第２のエッチング工程において用いるエッチング液としてのテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)は、シリコン（Si）をエッチングするとともに二酸化珪素（SiO2）に対してエッチングレートが低くエッチング時間も短いので、銅(Cu)電極２１４に被覆された二酸化珪素（SiO2）膜のエッチング速度が遅いため、銅(Cu)電極２１４はエッチングされることなく維持される。
【００２８】
上述したように第２のエッチング工程を実施したならば、エッチング加工されたウエーハ２を洗浄する洗浄工程を実施する。この洗浄工程を実施するには、第２のエッチング液供給ノズル６５１を待機位置に位置付け、洗浄水供給機構６６を構成する洗浄水供給ノズル６６１のノズル部６６１aをスピンナーテーブル６１１上に保持されたウエーハ２の中心部上方に位置付ける。そして、スピンナーテーブル６１１を例えば８００ｒｐｍの回転速度で回転しつつ洗浄水供給手段６６０を作動して、洗浄水供給ノズル６６１のノズル部６６１ａから洗浄水を噴出する。なお、ノズル部６６１ａを所謂２流体ノズルで構成し０．２ＭＰａ程度の圧力の洗浄水を供給するとともに、０．３〜０．５ＭＰａ程度の圧力のエアーを供給するようにすれば、洗浄水がエアーの圧力で噴出してウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１bを効果的に洗浄することができる。このとき、電動モータ６６２を作動して洗浄水供給ノズル６６１のノズル部６６１ａから噴出された洗浄水がスピンナーテーブル６１１に保持されたウエーハ２の中心に当たる位置から外周部に当たる位置までの所要角度範囲で揺動せしめる。この結果、ウエーハ２を構成するシリコン（Si）基板２１の裏面２１bを確実に洗浄することができる。
【００２９】
上述したようにエッチング加工されたウエーハ２を洗浄したならば、スピンナーテーブル６１１の回転を停止するとともに、洗浄水供給ノズル６６１を待機位置に位置付ける。そして、スピンナーテーブル６１１を図７に示す被加工物搬入・搬出位置に位置付けるとともに、スピンナーテーブル６１１に保持されているウエーハ２の吸引保持を解除する。次に、スピンナーテーブル６１１上の加工後のウエーハ２は、適宜の搬送手段によって、次工程に搬送される。
【符号の説明】
【００３０】
２：ウエーハ
２１：シリコン（Si）基板
２１２：デバイス
２１３：ボンディングパッド
２１４：銅(Cu)電極
２１５：二酸化珪素（SiO2）膜
３：保護部材
４：研削装置
４１：研削装置のチャックテーブル
４２：研削手段
４２４：研削ホイール
５：研磨装置
５１：研磨装置のチャックテーブル
５２：研磨手段
５２４：研磨工具
６：エッチング装置
６１：スピンナーテーブル機構
６１１：スピンナーテーブル
６２：エッチング液受け手段
６４：第１のエッチング液供給機構
６４１：第１のエッチング液供給ノズル
６５：第２のエッチング液供給機構
６５１：第２のエッチング液供給ノズル
６６：洗浄水供給機構
６６１：洗浄水供給ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン（Si）基板の表面に形成された複数のデバイスにそれぞれ設けられたボンディングパッドと接続し二酸化珪素（SiO2）膜が被覆された電極がシリコン（Si）基板に埋設されているウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材が貼着されたウエーハを構成するシリコン（Si）基板の裏面を電極を露出させることなく研削する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハを構成するシリコン（Si）基板の裏面をエッチング液によってエッチングすることによりシリコン（Si）基板の裏面に電極を露出させるエッチング工程と、を含み、
該エッチング工程は、シリコン（Si）に対してエッチングレートが高いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜が被覆された電極をシリコン（Si）基板の裏面に不完全に露出させる第１のエッチング工程と、該第１のエッチング工程を実施した後にシリコン（Si）をエッチングするとともに二酸化珪素（SiO2）に対してエッチングレートが低いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜で被覆された電極をシリコン（Si）基板の裏面から突出させる第２のエッチング工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする電極が埋設されたウエーハの加工方法。
【請求項２】
該電極は銅(Cu)によって形成されており、該第１のエッチング工程はエッチング液としてフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸を用いて実施し、該第２のエッチング工程はエッチング液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて実施する、請求項１記載の電極が埋設されたウエーハの加工方法。
【請求項３】
該電極は銅(Cu)によって形成されており、該第１のエッチング工程はエッチング液として水酸化カリウム(KOH)を用いて実施し、該第２のエッチング工程はエッチング液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて実施する、請求項１記載の電極が埋設されたウエーハの加工方法。
【請求項４】
該裏面研削工程を実施した後、該エッチング工程を実施する前にシリコン（Si）基板の裏面を研磨し、シリコン（Si）基板の裏面に電極を露出させることなく該裏面研削工程によってシリコン（Si）基板の裏面に形成された研削痕を除去する研磨工程を実施する、請求項１から３のいずれかに記載の電極が埋設されたウエーハの加工方法。
【請求項１】
シリコン（Si）基板の表面に形成された複数のデバイスにそれぞれ設けられたボンディングパッドと接続し二酸化珪素（SiO2）膜が被覆された電極がシリコン（Si）基板に埋設されているウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着工程と、
該保護部材が貼着されたウエーハを構成するシリコン（Si）基板の裏面を電極を露出させることなく研削する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハを構成するシリコン（Si）基板の裏面をエッチング液によってエッチングすることによりシリコン（Si）基板の裏面に電極を露出させるエッチング工程と、を含み、
該エッチング工程は、シリコン（Si）に対してエッチングレートが高いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜が被覆された電極をシリコン（Si）基板の裏面に不完全に露出させる第１のエッチング工程と、該第１のエッチング工程を実施した後にシリコン（Si）をエッチングするとともに二酸化珪素（SiO2）に対してエッチングレートが低いエッチング液を用いてシリコン（Si）基板の裏面をエッチングして二酸化珪素（SiO2）膜で被覆された電極をシリコン（Si）基板の裏面から突出させる第２のエッチング工程と、を含んでいる、
ことを特徴とする電極が埋設されたウエーハの加工方法。
【請求項２】
該電極は銅(Cu)によって形成されており、該第１のエッチング工程はエッチング液としてフッ化水素酸(HF)と硝酸(HNO3)との混合酸を用いて実施し、該第２のエッチング工程はエッチング液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて実施する、請求項１記載の電極が埋設されたウエーハの加工方法。
【請求項３】
該電極は銅(Cu)によって形成されており、該第１のエッチング工程はエッチング液として水酸化カリウム(KOH)を用いて実施し、該第２のエッチング工程はエッチング液としてテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて実施する、請求項１記載の電極が埋設されたウエーハの加工方法。
【請求項４】
該裏面研削工程を実施した後、該エッチング工程を実施する前にシリコン（Si）基板の裏面を研磨し、シリコン（Si）基板の裏面に電極を露出させることなく該裏面研削工程によってシリコン（Si）基板の裏面に形成された研削痕を除去する研磨工程を実施する、請求項１から３のいずれかに記載の電極が埋設されたウエーハの加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２０９４８０（Ｐ２０１２−２０９４８０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７５０８３（Ｐ２０１１−７５０８３）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００１３４０５１）株式会社ディスコ (2,397)
【Ｆターム（参考）】
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