JP2002246339A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体基板を簡易に鏡面状態で薄膜化する。
【解決手段】 半導体基板2の主面または裏面にプラズ
マCVM法では加工が困難な薄膜、たとえばAu膜が形
成されている場合には砥石車1によって機械的に研磨
し、半導体基板2を構成するSiが露出した後はラジカ
ル状態のエッチングガス4および不活性ガス5を用いた
プラズマCVM法による加工を行う。半導体基板2を主
面側から加工する場合においては、プラズマCVM法に
よる加工と砥石車1による機械的な研磨とを複合させ
て、エッチングレートの異なる層間絶縁膜と配線とを均
一に加工する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To easily thin a semiconductor substrate into a mirror-finished state. SOLUTION: When a thin film which is difficult to process by the plasma CVM method, for example, an Au film is formed on a main surface or a back surface of a semiconductor substrate 2, the semiconductor substrate 2 is mechanically polished by a grinding wheel 1 to form the semiconductor substrate. After the Si is exposed, processing by the plasma CVM method using the etching gas 4 and the inert gas 5 in a radical state is performed. When processing the semiconductor substrate 2 from the main surface side, the processing by the plasma CVM method and the mechanical polishing by the grinding wheel 1 are combined to uniformly process the interlayer insulating film and the wiring having different etching rates.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、半導体基板を研磨法により薄膜化す
る半導体装置の製造に適用して有効な技術に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a technique effective when applied to the manufacture of a semiconductor device in which a semiconductor substrate is thinned by a polishing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、LSIは配線の多層化および微細
化が進み、各種故障の発生時においてはその故障要因の
解析が困難になってきている。そこで、そのLSIが形
成された半導体チップにおいて、半導体素子や下層の配
線を解析する場合においては裏面から解析する方法が注
目されている。2. Description of the Related Art In recent years, multilayer wiring and miniaturization of LSIs have been advanced, and it has become difficult to analyze the causes of failure when various failures occur. Therefore, in a semiconductor chip on which the LSI is formed, a method of analyzing a semiconductor element and a lower layer wiring from a back surface thereof has attracted attention.
【0003】例えば特開平11−287840号公報
は、半導体チップを裏面から解析することのできる不良
解析装置を開示している。この装置は、裏面解析用基板
上に半導体チップをフリップチップ方式で装着し、基板
周辺に設けた電極にプローブを当てて集積回路を駆動さ
せ、半導体チップの裏面側から異常を検出する構成にな
っている。また、裏面解析用基板は、寸法的に規格化さ
れた複数の電極を周辺領域に設けてプローブカードやパ
ッケージに接続可能とし、寸法の異なる半導体チップに
対しても同じプローブカードでプロービングできるよう
に構成されている。[0003] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-287840 discloses a failure analysis device capable of analyzing a semiconductor chip from the back surface. This device has a configuration in which a semiconductor chip is mounted on a substrate for backside analysis in a flip-chip manner, a probe is applied to electrodes provided around the substrate to drive an integrated circuit, and abnormalities are detected from the backside of the semiconductor chip. ing. In addition, the backside analysis substrate is provided with a plurality of dimensionally standardized electrodes in the peripheral area so that it can be connected to probe cards and packages, so that the same probe card can be used to probe semiconductor chips with different dimensions. It is configured.
【0004】また、特開平11−111759号公報
は、パッケージに組み立てられたLSIチップに対して
裏面解析と表面解析の両方を行うことのできる故障集積
回路組立体を開示している。この組立体は、LSIの解
析に必要な電源、グランド、信号を印加するのに必要な
配線パターンと、ソケットとの電気的接続を行うための
パッドとを両面に備えるTABテープを用いてTCPを
組み立て、このTCPをそのパッドに当てるためのポゴ
ピンを備えるソケットに取り付けた構成になっている。
そして、表面解析を行うときはLSIチップをフェイス
アップでソケットに取り付け、裏面解析を行うときはフ
ェイスダウンでソケットに取り付ける。Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-111759 discloses a faulty integrated circuit assembly capable of performing both a back surface analysis and a front surface analysis on an LSI chip assembled in a package. This assembly uses a TAB tape having both sides of a power supply, a ground, and a wiring pattern necessary for applying a signal necessary for analysis of an LSI, and a pad for making an electrical connection with a socket. It is assembled and attached to a socket having a pogo pin for applying the TCP to the pad.
The LSI chip is mounted face-up on the socket when performing the front surface analysis, and mounted face-down on the socket when performing the back surface analysis.
【0005】半導体チップを裏面から解析するには、多
層に配線の形成された半導体基板を故障解析が可能な厚
さまで薄膜化する必要がある。また、解析時において
は、顕微鏡を用いた観察により解析を進めるので、観察
の妨げになる光の乱反射を防ぐために半導体基板は鏡面
状態で薄膜化する必要がある。In order to analyze a semiconductor chip from the back side, it is necessary to reduce the thickness of a semiconductor substrate on which wirings are formed in multiple layers to a thickness that enables failure analysis. Further, at the time of analysis, the analysis is performed by observation using a microscope, so that the semiconductor substrate needs to be thinned in a mirror-like state in order to prevent irregular reflection of light that hinders observation.
【0006】例えばLSIテスティングシンポジウム 1
998 会議録(1998.11.5)「シリコンチップ薄膜化による
裏面フォルトアイソレーションの検討」では、裏面解析
の前処理として、研磨によるシリコン基板の薄膜化およ
び裏面からのEMMI(Emission Microscopy)解析やE
Bテスティングに関する報告がなされている。For example, LSI Testing Symposium 1
998 Proceedings (1998.11.5), "Study of Backside Fault Isolation by Thinning Silicon Chip", pre-processing of backside analysis, thinning of silicon substrate by polishing, EMMI (Emission Microscopy) analysis from backside, and E
There have been reports on B testing.
【0007】この報告によれば、裏面発光解析の検出感
度向上を図るためにシリコン基板を研磨加工によって薄
膜化し、各基板厚における透過特性および発光検出特性
を調べた結果、シリコン基板を15μmまで薄膜化する
ことによって、500nm〜1.2μmの波長に対して
50%以上の透過率が得られることが判明した。According to this report, a silicon substrate was thinned by polishing in order to improve the detection sensitivity of backside emission analysis, and the transmission characteristics and emission detection characteristics at each substrate thickness were examined. As a result, the silicon substrate was thinned to 15 μm. It has been found that, by the conversion, a transmittance of 50% or more for a wavelength of 500 nm to 1.2 μm can be obtained.
【0008】上記した半導体基板の薄膜化は、たとえば
ディンプル研磨装置により行うことができる。このディ
ンプル研磨装置は、周囲に研磨布が巻かれた小型円盤を
回転させ、その回転面と直角な方向に試料(半導体チッ
プ)の研磨面を配置し、試料をその研磨面に平行な方向
で回転させつつ、小型円盤と試料との間にペースト状の
研磨砥粒を供給することで半円球状に半導体基板を除去
および加工するものである。また、半導体基板の加工の
進度に伴って研磨砥粒を微細なものに替えていくことで
半導体基板を鏡面状態にすることが可能である。The above-mentioned thinning of the semiconductor substrate can be performed by, for example, a dimple polishing apparatus. This dimple polishing apparatus rotates a small disk around which a polishing cloth is wound, arranges a polishing surface of a sample (semiconductor chip) in a direction perpendicular to the rotation surface, and moves the sample in a direction parallel to the polishing surface. The semiconductor substrate is removed and processed in a semi-spherical shape by supplying paste-like abrasive grains between the small disk and the sample while rotating. Further, it is possible to make the semiconductor substrate a mirror-finished state by changing the polishing abrasive grains to finer ones according to the progress of the processing of the semiconductor substrate.
【0009】半導体基板を薄膜化するための他の方法に
ついては、たとえば、(a)1997年11月20日、
日刊工業新聞社発行、「半導体製造装置用語辞典第4
版」、p240、(b)精密工学会誌 Vol.66,
No.4,2000、p517〜p522、に記載があ
る。For another method for thinning a semiconductor substrate, see, for example, (a) November 20, 1997,
Published by Nikkan Kogyo Shimbun, “Semiconductor Manufacturing Equipment Glossary No. 4
Edition ", p240, (b) Journal of the Japan Society for Precision Engineering, Vol. 66,
No. 4, 2000, pages 517 to 522.
【0010】上記(a)の文献には、RIE(Reactive
Ion Etching)法による加工技術についての記載があ
る。RIE法は、反応性ガスプラズマを利用したもので
あり、中性活性種と反応性ガスイオンの相乗効果により
半導体基板をエッチング(加工)するものである。ま
た、上記(b)の文献には、プラズマCVM(Chemical
Vaporization Machining)法による加工技術について
の記載がある。プラズマCVM法は、エッチングガスお
よび不活性ガスを大気圧以上の圧力で供給し、回転電極
にVHF(Very High Frequency)高周波を印加するこ
とでプラズマを発生させ、生成されたエッチングガスの
中性ラジカルと半導体基板を構成する原子とを化学的に
反応させることにより、その反応部分の半導体基板を非
接触かつ高速で原子レベルでのエッチング(加工)する
ものである。The above document (a) includes RIE (Reactive
There is a description of the processing technology by the Ion Etching) method. The RIE method utilizes reactive gas plasma, and etches (processes) a semiconductor substrate by a synergistic effect of a neutral active species and reactive gas ions. Also, in the above document (b), plasma CVM (Chemical
There is a description of processing technology by the Vaporization Machining method. In the plasma CVM method, an etching gas and an inert gas are supplied at a pressure higher than the atmospheric pressure, a plasma is generated by applying a VHF (Very High Frequency) high frequency to a rotating electrode, and neutral radicals of the generated etching gas are generated. And the atoms constituting the semiconductor substrate are chemically reacted with each other to etch (process) the reacted portion of the semiconductor substrate at a non-contact and high speed at an atomic level.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た技術においては以下のような問題があることを本発明
者らは見出した。However, the present inventors have found that the above-mentioned technology has the following problems.
【0012】すなわち、ディンプル研磨装置によって半
導体基板を研磨(薄膜化)する場合においては、加工進
度に応じて研磨砥粒を順次微細なものに替えていくの
で、研磨砥粒を交換するタイミングによっては加工時間
や仕上がり状態が異なってくる問題がある。つまり、デ
ィンプル研磨装置を操作するための熟練度が求められる
ことになる。また、研磨に用いる小型円盤の径によって
加工領域が決まるので、半導体基板の裏面において鏡面
状態で得られる解析可能領域が制限される問題がある。
そのため、個々の半導体チップへ分割する前の半導体ウ
ェハの状態において半導体素子や配線などの解析を進め
る場合には、半導体基板の裏面全面を鏡面状態で研磨す
ることが困難となっている。That is, when a semiconductor substrate is polished (thinned) by a dimple polishing apparatus, the polishing abrasive grains are sequentially changed to finer ones according to the progress of the processing. There is a problem that the processing time and the finished state are different. That is, the skill for operating the dimple polishing apparatus is required. Further, since the processing area is determined by the diameter of the small disk used for polishing, there is a problem that the analyzable area obtained in a mirror state on the back surface of the semiconductor substrate is limited.
Therefore, when the analysis of semiconductor elements, wiring, and the like is performed in a state of a semiconductor wafer before being divided into individual semiconductor chips, it is difficult to polish the entire rear surface of the semiconductor substrate in a mirror state.
【0013】RIE法においては、イオン化したエッチ
ングガスを被加工部に照射することによって半導体基板
を薄膜化する。しかしながら、そのイオン化したエッチ
ングガスによって被加工部の半導体素子などにイオン損
傷が生じ、半導体素子などの解析が困難になる問題があ
る。In the RIE method, a semiconductor substrate is thinned by irradiating an ionized etching gas to a portion to be processed. However, there is a problem that the ionized etching gas causes ion damage to a semiconductor element or the like in a portion to be processed, which makes analysis of the semiconductor element or the like difficult.
【0014】一方、プラズマCVM法は、電気的に中性
なラジカルを用いた加工法であるので、RIE法による
加工に比べれば半導体素子などを損傷してしまう可能性
は低い。しかしながら、プラズマCVM法は非接触の加
工法であるため、たとえば半導体基板裏面にセラミック
板へのはんだ付け性改善を目的としたAu膜(金)が付
与されている場合、そのAu膜は化学的に非常に安定
(反応性が低い)材質であるため、加工が困難になる問
題がある。On the other hand, since the plasma CVM method is a processing method using an electrically neutral radical, the possibility of damaging a semiconductor element or the like is lower than that of the processing by the RIE method. However, since the plasma CVM method is a non-contact processing method, for example, when an Au film (gold) for improving solderability to a ceramic plate is provided on the back surface of a semiconductor substrate, the Au film is chemically treated. Since it is a very stable (low reactivity) material, there is a problem that processing becomes difficult.
【0015】また、多層配線の形成された半導体基板の
表面(主面)をプラズマCVM法により加工する場合、
特に配線の形成された中間層まで加工する場合において
は、層間絶縁膜と配線とを同時に加工する必要がある。
半導体装置に用いられる配線材料として、Al(アルミ
ニウム)を主成分とし、Cu(銅)およびSi(シリコ
ン)を添加したアルミ配線(Al配線)が最も一般的で
ある。このAl配線以外にも、Cu配線やW(タングス
テン)配線が知られている。そして、マイグレーション
等の防止を目的として、WまたはTiN(窒化チタン)
等をバリア膜として配線に付与している。さらに、層間
絶縁膜としてはSiO2(酸化シリコン)やSiN(窒
化シリコン)が用いられるので、これら材質の異なる配
線、バリア膜および層間絶縁膜を均一に鏡面状態で加工
することはエッチングレートの違いから困難という問題
がある。また、被加工面に配線あるいは層間絶縁膜のエ
ッチング残渣物が生成されても、非接触加工であること
からそのエッチング残渣物を除去しきれず、故障解析可
能な鏡面状態を得ることが困難になるという問題もあ
る。When the surface (main surface) of the semiconductor substrate on which the multilayer wiring is formed is processed by the plasma CVM method,
In particular, when processing up to the intermediate layer where the wiring is formed, it is necessary to simultaneously process the interlayer insulating film and the wiring.
As a wiring material used for a semiconductor device, an aluminum wiring (Al wiring) containing Al (aluminum) as a main component and adding Cu (copper) and Si (silicon) is most common. In addition to the Al wiring, Cu wiring and W (tungsten) wiring are known. Then, for the purpose of preventing migration or the like, W or TiN (titanium nitride)
Is applied to the wiring as a barrier film. Further, since SiO 2 (silicon oxide) or SiN (silicon nitride) is used as the interlayer insulating film, it is difficult to uniformly process the wiring, barrier film and interlayer insulating film made of these materials in a mirror-like state because of the difference in etching rate. There is a problem of difficulty. Further, even if an etching residue of a wiring or an interlayer insulating film is generated on the surface to be processed, the etching residue cannot be completely removed due to the non-contact processing, and it becomes difficult to obtain a mirror surface state that can be analyzed for failure. There is also a problem.
【0016】さらに、上記(b)の文献に記載のプラズ
マCVM装置では、回転電極と被加工物とのギャップに
レーザー光を照射し、その透過強度を一定にならしめる
ことでギャップを制御している。しかし、この方法は、
被加工面に平行に近い角度でレーザー光を照射する必要
があり、パッケージングされた半導体チップに対しては
構造上から適用が困難である。Further, in the plasma CVM apparatus described in the above document (b), a gap is controlled by irradiating a laser beam to a gap between a rotating electrode and a workpiece and making the transmission intensity constant. I have. However, this method
It is necessary to irradiate laser light at an angle close to parallel to the surface to be processed, and it is difficult to apply to a packaged semiconductor chip due to its structure.
【0017】また、上記(b)の文献に記載のプラズマ
CVM装置においては、昇降テーブルおよびワークテー
ブルが図示されているものの、加工深さの設定や検知に
関する記載がない。Further, in the plasma CVM apparatus described in the above document (b), although the elevating table and the work table are illustrated, there is no description about setting and detection of the processing depth.
【0018】また通常、半導体ウェハには、配線や絶縁
膜形成時の熱処理等で生じた応力により反りが生じてい
る。パッケージングされた半導体チップも同様に、パッ
ケージの下面とチップの被加工面とは平行になっていな
い。これらに対し、上記(b)の文献に記載のプラズマ
CVM装置には真空チャックが設けられていることか
ら、これによって反りは多少改善される。しかしなが
ら、回転電極の加工面と被加工面との平行度を合わせる
機能についての記載がない。In general, a semiconductor wafer is warped due to a stress generated by a heat treatment at the time of forming a wiring or an insulating film. Similarly, in a packaged semiconductor chip, the lower surface of the package and the surface to be processed of the chip are not parallel. On the other hand, since the plasma CVM device described in the above document (b) is provided with a vacuum chuck, the warpage is somewhat improved by this. However, there is no description about the function of matching the parallelism between the processing surface of the rotating electrode and the processing surface.
【0019】本発明の目的は、半導体基板を簡易に鏡面
状態で薄膜化することができる技術を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide a technique capable of easily thinning a semiconductor substrate in a mirror state.
【0020】また、本発明の他の目的は、短時間に半導
体基板の広い領域を鏡面状態で加工することができる技
術を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a technique capable of processing a wide area of a semiconductor substrate in a short time in a mirror-like state.
【0021】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.
【0023】すなわち、本発明は、その主面上に半導体
素子または配線と絶縁膜とを有する半導体基板に対し、
導電性物質からなる第1部材および前記第1部材の外周
部に固着された研磨砥粒からなる第2部材を有する第1
工具を用いて加工を施すことにより、前記半導体基板を
部分的あるいは全面的に薄くする工程を含み、前記半導
体基板を薄くする工程は、ラジカルを含むプロセスガス
を前記半導体基板の被研磨面に供給することで前記被研
磨面の所定の領域をエッチングする工程、前記第2部材
を前記被研磨面に接触させた状態で前記被研磨面の所定
の領域を機械的に研磨する工程、および前記ラジカルを
含むプロセスガスを前記被研磨面に供給することで前記
半導体基板をエッチングする状況下で、前記第2部材を
前記被研磨面に接触させた状態で前記被研磨面の所定の
領域を機械的に研磨する工程のうち選択された2以上の
工程を有するものである。That is, the present invention relates to a semiconductor substrate having a semiconductor element or a wiring and an insulating film on its main surface.
A first member having a first member made of a conductive material and a second member made of abrasive grains fixed to an outer peripheral portion of the first member.
Performing a process using a tool to partially or completely thin the semiconductor substrate, wherein the step of thinning the semiconductor substrate includes supplying a process gas containing radicals to a surface to be polished of the semiconductor substrate. Etching a predetermined region of the surface to be polished, mechanically polishing the predetermined region of the surface to be polished while the second member is in contact with the surface to be polished, and the radical Under a situation where the semiconductor substrate is etched by supplying a process gas containing the same to the surface to be polished, a predetermined region of the surface to be polished is mechanically moved while the second member is in contact with the surface to be polished. It has two or more steps selected from the steps of polishing.
【0024】また、本発明は、その主面上に半導体素子
または配線と絶縁膜とを有する半導体基板に対し、導電
性物質からなる第1部材および前記第1部材の外周部に
固着された研磨砥粒からなる第2部材を有する第1工具
を用いて加工を施すことにより、前記半導体基板を部分
的あるいは全面的に薄くする工程を含み、前記半導体基
板を薄くする工程は、ラジカルを含むプロセスガスを前
記半導体基板の被研磨面に供給することで前記被研磨面
の所定の領域をエッチングする工程、前記第2部材を前
記被研磨面に接触させた状態で前記被研磨面の所定の領
域を機械的に研磨する工程、および前記ラジカルを含む
プロセスガスを前記被研磨面に供給することで前記半導
体基板をエッチングする状況下で、前記第2部材を前記
被研磨面に接触させた状態で前記被研磨面の所定の領域
を機械的に研磨する工程のうち選択された2以上の工程
を有し、前記エッチングまたは前記機械的研磨により生
じた残渣物を前記第1工具により除去するものである。According to the present invention, there is provided a semiconductor device having a semiconductor element or a wiring and an insulating film on its main surface, a first member made of a conductive material and a polishing member fixed to an outer peripheral portion of the first member. Performing a process using a first tool having a second member made of abrasive grains to partially or completely thin the semiconductor substrate, wherein the step of thinning the semiconductor substrate includes a process including radicals A step of etching a predetermined region of the surface to be polished by supplying gas to the surface to be polished of the semiconductor substrate; and a step of etching the predetermined region of the surface to be polished while the second member is in contact with the surface to be polished. Mechanically polishing the semiconductor substrate, and contacting the second member with the surface to be polished under a condition in which the semiconductor substrate is etched by supplying a process gas containing the radical to the surface to be polished. And two or more steps selected from the steps of mechanically polishing a predetermined area of the surface to be polished in a state of being removed, and removing a residue generated by the etching or the mechanical polishing by the first tool. Is what you do.
【0025】また、本発明は、その主面上に半導体素子
または配線と絶縁膜とを有する第1半導体基板に対し、
導電性物質からなる第1部材および前記第1部材の外周
部に固着された研磨砥粒からなる第2部材を有する第1
工具を用いて加工を施すことにより、前記第1半導体基
板を部分的あるいは全面的に薄くする工程と、前記薄く
された第1半導体基板に対して検査を施す工程と、前記
検査の結果を第2半導体基板の処理条件に使用する工程
とを含み、前記第1半導体基板を薄くする工程は、ラジ
カルを含むプロセスガスを前記第1半導体基板の被研磨
面に供給することで前記被研磨面の所定の領域をエッチ
ングする工程、前記第2部材を前記被研磨面に接触させ
た状態で前記被研磨面の所定の領域を機械的に研磨する
工程、および前記ラジカルを含むプロセスガスを前記被
研磨面に供給することで前記第1半導体基板をエッチン
グする状況下で、前記第2部材を前記被研磨面に接触さ
せた状態で前記被研磨面の所定の領域を機械的に研磨す
る工程のうち選択された2以上の工程を有し、前記エッ
チングまたは前記機械的研磨により生じた残渣物を前記
第1工具により除去するものである。The present invention also relates to a first semiconductor substrate having a semiconductor element or a wiring and an insulating film on its main surface.
A first member having a first member made of a conductive material and a second member made of abrasive grains fixed to an outer peripheral portion of the first member.
Performing a process using a tool to partially or completely thin the first semiconductor substrate; performing an inspection on the thinned first semiconductor substrate; 2) a step of thinning the first semiconductor substrate, wherein the step of thinning the first semiconductor substrate is performed by supplying a process gas containing radicals to the surface of the first semiconductor substrate. Etching a predetermined region, mechanically polishing a predetermined region of the surface to be polished while the second member is in contact with the surface to be polished, and polishing the process gas containing the radical to the surface to be polished In a step of mechanically polishing a predetermined region of the surface to be polished in a state where the second member is in contact with the surface to be polished under a situation where the first semiconductor substrate is etched by supplying the surface to the surface to be polished. Choice Have two or more steps which are those removed by the etching or the residual material caused by the mechanical polishing first tool.
【0026】また、本発明は、(a)導電性物質からな
る第1部材および前記第1部材の外周部に固着された研
磨砥粒からなる第2部材を含み、半導体基板の被研磨面
を機械的に研磨する第1工具と、(b)水平方向への移
動手段を有する第1ステージ部および上下方向への移動
手段を有する第2ステージ部を有し、接地電位に電気的
に接続されたステージと、(c)前記半導体基板を前記
ステージに保持する保持機構と、(d)上下方向への移
動手段を有し半導体基板を光学的に観察する観察機構
と、(e)前記第1工具と前記被研磨面との間にラジカ
ルを含むプロセスガスを大気圧以上の圧力で供給するプ
ロセスガス供給機構とを含むものである。The present invention also includes (a) a first member made of a conductive material and a second member made of abrasive grains fixed to an outer peripheral portion of the first member. A first tool to be mechanically polished; and (b) a first stage having a horizontal moving means and a second stage having a vertical moving means, and electrically connected to a ground potential. A stage, (c) a holding mechanism for holding the semiconductor substrate on the stage, (d) an observation mechanism having means for moving the semiconductor substrate in a vertical direction, and optically observing the semiconductor substrate; A process gas supply mechanism for supplying a process gas containing radicals between the tool and the surface to be polished at a pressure higher than the atmospheric pressure.
【0027】また、本発明は、(a)導電性物質からな
る第1部材および前記第1部材の外周部に固着された研
磨砥粒からなる第2部材を含み、半導体基板の被研磨面
を機械的に研磨する第1工具と、(b)水平方向への移
動手段を有する第1ステージ部および上下方向への移動
手段を有する第2ステージ部を有し、接地電位に電気的
に接続されたステージと、(c)前記半導体基板を前記
ステージに保持する保持機構と、(d)上下方向への移
動手段を有し半導体基板を光学的に観察する観察機構
と、(e)前記第1工具と前記被研磨面との間にラジカ
ルを含むプロセスガスを大気圧以上の圧力で供給するプ
ロセスガス供給機構とを含み、前記観察機構は半導体基
板の被研磨面の位置を光学的に検出することで前記半導
体基板の加工量を検知するものである。Further, the present invention includes (a) a first member made of a conductive material and a second member made of abrasive grains fixed to an outer peripheral portion of the first member, wherein a polished surface of the semiconductor substrate is formed. A first tool to be mechanically polished; and (b) a first stage having a horizontal moving means and a second stage having a vertical moving means, and electrically connected to a ground potential. A stage, (c) a holding mechanism for holding the semiconductor substrate on the stage, (d) an observation mechanism having means for moving the semiconductor substrate up and down and optically observing the semiconductor substrate, and (e) the first mechanism. A process gas supply mechanism for supplying a process gas containing radicals between the tool and the surface to be polished at a pressure higher than the atmospheric pressure, wherein the observation mechanism optically detects the position of the surface to be polished of the semiconductor substrate The amount of processing of the semiconductor substrate It is intended to.
【0028】また、本発明は、(a)導電性物質からな
る第1部材および前記第1部材の外周部に固着された研
磨砥粒からなる第2部材を含み、半導体基板の被研磨面
を機械的に研磨する第1工具と、(b)水平方向への移
動手段を有する第1ステージ部および上下方向への移動
手段を有する第2ステージ部を有し、接地電位に電気的
に接続されたステージと、(c)前記半導体基板を前記
ステージに保持する保持機構と、(d)上下方向への移
動手段を有し半導体基板を光学的に観察する観察機構
と、(e)前記第1工具と前記被研磨面との間にラジカ
ルを含むプロセスガスを大気圧以上の圧力で供給するプ
ロセスガス供給機構とを含み、前記第2ステージ部は複
数の駆動機構を有し、前記複数の駆動機構によって前記
ステージの傾斜を調整し、前記観察機構は半導体基板の
被研磨面の位置を光学的に検出することで前記半導体基
板の加工量を検知するものである。Further, the present invention includes (a) a first member made of a conductive substance and a second member made of abrasive grains fixed to an outer peripheral portion of the first member, wherein a polished surface of the semiconductor substrate is formed. A first tool to be mechanically polished; and (b) a first stage having a horizontal moving means and a second stage having a vertical moving means, and electrically connected to a ground potential. A stage, (c) a holding mechanism for holding the semiconductor substrate on the stage, (d) an observation mechanism having means for moving the semiconductor substrate up and down and optically observing the semiconductor substrate, and (e) the first mechanism. A process gas supply mechanism for supplying a process gas containing radicals between the tool and the surface to be polished at a pressure higher than the atmospheric pressure, wherein the second stage section has a plurality of drive mechanisms, Mechanism to adjust the tilt of the stage. And the observation mechanism is for detecting the amount of machining said semiconductor substrate by detecting the position of the polished surface of the semiconductor substrate optically.
【0029】また、本発明は、(a)導電性物質からな
る第1部材および前記第1部材の外周部に固着された研
磨砥粒からなる第2部材を含み、半導体基板の裏面を機
械的に研磨する第1工具と、(b)前記半導体基板の電
気的特性の評価に用いる導体パターンおよび前記導体パ
ターンと前記半導体基板とを電気的に接続するバンプ電
極を有し、前記半導体基板の主面に固着する光学的に透
明なガラス基板と、(c)水平方向への移動手段を有す
る第1ステージ部および上下方向への移動手段を有する
第2ステージ部を有し、接地電位に電気的に接続された
ステージと、(d)前記ガラス基板を固着し、前記半導
体基板を前記ステージに保持する保持機構と、(e)上
下方向への移動手段を有し半導体基板を光学的に観察す
る観察機構と、(f)前記第1工具と前記半導体基板の
裏面との間にラジカルを含むプロセスガスを大気圧以上
の圧力で供給するプロセスガス供給機構とを含むもので
ある。The present invention also includes (a) a first member made of a conductive substance and a second member made of abrasive grains fixed to an outer peripheral portion of the first member, wherein the back surface of the semiconductor substrate is mechanically fixed. A first tool for polishing the semiconductor substrate, and (b) a conductor pattern used for evaluating electrical characteristics of the semiconductor substrate, and a bump electrode for electrically connecting the conductor pattern and the semiconductor substrate. An optically transparent glass substrate fixed to the surface; and (c) a first stage having a horizontal moving means and a second stage having a vertical moving means, and electrically connected to a ground potential. And (d) a holding mechanism for fixing the glass substrate and holding the semiconductor substrate on the stage, and (e) optically observing the semiconductor substrate having a vertical moving means. Observation mechanism and ( ) A process gas containing radicals is intended to include a process gas supply mechanism for supplying a pressure above atmospheric pressure between the rear surface of the first tool the semiconductor substrate.
【0030】また、本発明は、(a)導電性物質からな
る第1部材および前記第1部材の外周部に固着された研
磨砥粒からなる第2部材を含み、半導体基板の裏面を機
械的に研磨する第1工具と、(b)前記半導体基板の電
気的特性の評価に用いる針当てパッド、導体パターンお
よび前記導体パターンと前記半導体基板とを電気的に接
続するバンプ電極を有し、前記半導体基板の主面に固着
する光学的に透明なガラス基板と、(c)水平方向への
移動手段を有する第1ステージ部および上下方向への移
動手段を有する第2ステージ部を有し、接地電位に電気
的に接続されたステージと、(d)前記ガラス基板を固
着し、前記半導体基板を前記ステージに保持する保持機
構と、(e)上下方向への移動手段を有し半導体基板を
光学的に観察する観察機構と、(f)前記第1工具と前
記半導体基板の裏面との間にラジカルを含むプロセスガ
スを大気圧以上の圧力で供給するプロセスガス供給機構
とを含み、前記導体パターンは透光性を有する導電性材
料からなり、前記針当てパッドと前記バンプ電極とを電
気的に接続するものである。The present invention also includes (a) a first member made of a conductive material and a second member made of abrasive grains fixed to an outer peripheral portion of the first member, wherein the back surface of the semiconductor substrate is mechanically fixed. A first tool to be polished, and (b) a needle contact pad used for evaluation of electrical characteristics of the semiconductor substrate, a conductor pattern, and a bump electrode for electrically connecting the conductor pattern to the semiconductor substrate, An optically transparent glass substrate fixed to the main surface of the semiconductor substrate; and (c) a first stage unit having a horizontal moving unit and a second stage unit having a vertical moving unit, and grounded. A stage electrically connected to an electric potential, (d) a holding mechanism for fixing the glass substrate and holding the semiconductor substrate on the stage, and (e) a means for vertically moving the semiconductor substrate, To observe And (f) a process gas supply mechanism for supplying a process gas containing radicals at a pressure equal to or higher than the atmospheric pressure between the first tool and the back surface of the semiconductor substrate. And electrically connects the needle pad and the bump electrode.
【0031】上記の本発明によれば、化学的に活性とな
ったプロセスガスのラジカルによるエッチング加工と第
1工具による機械的な研磨とが複合したものであるの
で、半導体基板の被研磨面にエッチングによる加工が困
難な化学的に安定な材質が形成されている場合には第1
工具で機械的に研磨し、Siを主成分とする半導体基板
が露出した後はエッチング加工と第1工具による機械的
な研磨とによって半導体基板に加工を施すことにより、
半導体基板をその層構造に関係なく連続して加工するこ
とが可能となる。According to the present invention, since the etching process by the radical of the chemically activated process gas and the mechanical polishing by the first tool are combined, the surface to be polished of the semiconductor substrate is formed. If a chemically stable material that is difficult to process by etching is formed, the first
After mechanically polishing with a tool and exposing the semiconductor substrate containing Si as a main component, the semiconductor substrate is processed by etching and mechanical polishing with the first tool,
The semiconductor substrate can be processed continuously irrespective of its layer structure.
【0032】また、上記の本発明によれば、化学的に活
性となったプロセスガスのラジカルによるエッチング加
工によって生じた残渣物は第1工具によって除去するこ
とができるので、半導体基板を鏡面状態で加工すること
が可能となる。Further, according to the present invention, since the residue generated by the etching process by the radical of the chemically activated process gas can be removed by the first tool, the semiconductor substrate can be removed in a mirror-finished state. Processing becomes possible.
【0033】また、上記の本発明によれば、半導体基板
の加工表面を局所的に光学的に観察することができるの
で、半導体基板の加工表面上の複数箇所の観察位置にお
ける観察機構の焦点外れ量を比較することにより、半導
体基板の傾きまたは半導体基板に生じているうねりを検
知することが可能となる。Further, according to the present invention, since the processed surface of the semiconductor substrate can be locally optically observed, the observation mechanism is defocused at a plurality of observation positions on the processed surface of the semiconductor substrate. By comparing the amounts, it is possible to detect the inclination of the semiconductor substrate or the undulation occurring in the semiconductor substrate.
【0034】また、上記の本発明によれば、加工を施す
半導体基板の傾きまたはうねりを検知することができる
ので、その検知結果に基づいて半導体基板を搭載するス
テージを駆動し半導体基板の加工表面を水平にすること
により、半導体基板の加工領域において均一な深さの加
工を施すことが可能となる。Further, according to the present invention, since the inclination or undulation of the semiconductor substrate to be processed can be detected, the stage on which the semiconductor substrate is mounted is driven based on the detection result, and the processed surface of the semiconductor substrate is processed. Makes it possible to perform processing at a uniform depth in the processing region of the semiconductor substrate.
【0035】また、上記の本発明によれば、半導体基板
の加工表面を光学的に観察することができるので、その
加工表面を観察する観察機構の加工前後における移動量
から、加工深さを検知することが可能となる。Further, according to the present invention, since the processing surface of the semiconductor substrate can be optically observed, the processing depth can be detected from the movement amount of the observation mechanism for observing the processing surface before and after the processing. It is possible to do.
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.
【0037】(実施の形態1)図1は、本実施の形態1
の半導体製造装置の構成図である。この半導体製造装置
は、プラズマCVM法による加工と砥石車1(第1工
具)による機械的な研磨とを用いて半導体基板2(第1
半導体基板)を加工(薄型化)するものである。たとえ
ば、上記した従来の技術に記載のプラズマCVM法では
加工が困難であった化学的に安定なAu膜が半導体基板
2の裏面に付与されている場合でも、そのAu膜を機械
的な研磨で除去した後、露出したSi基板をエッチング
と機械的な研磨との複合加工で薄膜化するので、半導体
基板2をその層構造に関係なく連続的に加工することが
可能である。(Embodiment 1) FIG. 1 shows Embodiment 1 of the present invention.
1 is a configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus of FIG. This semiconductor manufacturing apparatus employs a semiconductor substrate 2 (first processing) using processing by a plasma CVM method and mechanical polishing by a grinding wheel 1 (first tool).
(Semiconductor substrate) is processed (thinned). For example, even when a chemically stable Au film, which is difficult to process by the plasma CVM method described in the above-described conventional technique, is provided on the back surface of the semiconductor substrate 2, the Au film is mechanically polished. After the removal, the exposed Si substrate is thinned by a combined process of etching and mechanical polishing, so that the semiconductor substrate 2 can be continuously processed regardless of its layer structure.
【0038】たとえば図2に示すように、Siからな
り、その主面(半導体素子形成面)上にnチャネル型M
ISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Ef
fect Transistor)Qn、pチャネル型MISFETQ
pおよび配線M1〜M7などが形成された半導体基板2
を裏面側から所定の位置まで薄型化したり、または図3
に示すように、図2に示した半導体基板2と同様の半導
体基板2を主面側から所定の位置まで薄膜化することに
よって、nチャネル型MISFETQn、pチャネル型
MISFETQpまたは配線M1〜M7などの解析を行
うことを可能としている。なお、半導体基板2の加工量
および半導体基板2の薄膜化を主面側もしくは裏面側の
どちらから行うかは、nチャネル型MISFETQn、
pチャネル型MISFETQpまたは配線M1〜M7な
どの解析内容によって決定することができる。また、n
チャネル型MISFETQn、pチャネル型MISFE
TQpまたは配線M1〜M7などの形成工程中において
半導体基板2に加工を施してもよい。For example, as shown in FIG. 2, an n-channel type M is formed on a main surface (semiconductor element formation surface) of Si.
ISFET (Metal Insulator Semiconductor Field Ef
fect Transistor) Qn, p-channel type MISFETQ
semiconductor substrate 2 on which p and wirings M1 to M7 are formed
From the back side to a predetermined position, or FIG.
As shown in FIG. 2, by thinning a semiconductor substrate 2 similar to the semiconductor substrate 2 shown in FIG. 2 from the main surface side to a predetermined position, the n-channel MISFET Qn, the p-channel MISFET Qp, the wirings M1 to M7, etc. It is possible to perform analysis. The amount of processing of the semiconductor substrate 2 and whether the thinning of the semiconductor substrate 2 is performed from the main surface side or the rear surface side are determined by the n-channel MISFET Qn,
It can be determined by analysis contents of the p-channel type MISFET Qp or the wirings M1 to M7. Also, n
Channel type MISFET Qn, p channel type MISFE
The semiconductor substrate 2 may be processed during the process of forming the TQp or the wirings M1 to M7.
【0039】半導体基板2を主面側から加工する場合、
特に配線の形成された中間層まで加工する場合において
は層間絶縁膜と配線とを同時に加工する必要がある。本
実施の形態1においては、プラズマCVM法による加工
と砥石車1による機械的な研磨とを同時に用いて層間絶
縁膜と配線とを同時に加工する。ただし、層間絶縁膜お
よび配線に対して同じエッチングレートを有するエッチ
ングガスは入手困難であることから、本実施の形態1で
は配線に比べて除去体積の大きい層間絶縁膜は主にプラ
ズマCVM法によって加工を施し、配線については主に
砥石車1による機械的研磨で加工を施す。When processing the semiconductor substrate 2 from the main surface side,
In particular, when processing up to the intermediate layer on which the wiring is formed, it is necessary to simultaneously process the interlayer insulating film and the wiring. In the first embodiment, the interlayer insulating film and the wiring are simultaneously processed by using the processing by the plasma CVM method and the mechanical polishing by the grinding wheel 1 at the same time. However, since it is difficult to obtain an etching gas having the same etching rate for the interlayer insulating film and the wiring, in the first embodiment, the interlayer insulating film having a larger removal volume than the wiring is mainly processed by the plasma CVM method. And the wiring is processed mainly by mechanical polishing with the grinding wheel 1.
【0040】ここで、砥石車1による機械的研磨のみで
層間絶縁膜および配線の両方を同時に加工する場合は、
加工速度および鏡面加工の観点から、加工の進度に従っ
て研磨砥粒の大きい砥石車1から研磨砥粒の小さい砥石
車1に順次替えていく必要があり、煩雑な作業となる。
上記したように、本実施の形態1においては、砥石車1
での機械的研磨を主とする被加工対象は、層間絶縁膜に
比べて除去体積の小さい配線やエッチング残渣物である
ので、研磨砥粒の小さい砥石車1を加工初期から用いる
ことができる。つまり、本実施の形態1の半導体製造装
置によれば、加工速度を低下させることなくエッチング
レートの異なる層間絶縁膜と配線とを均一に鏡面状態で
加工することが可能である。Here, when both the interlayer insulating film and the wiring are simultaneously processed only by mechanical polishing by the grinding wheel 1,
From the viewpoint of the processing speed and the mirror surface processing, it is necessary to sequentially change from the grinding wheel 1 having large abrasive grains to the grinding wheel 1 having small abrasive grains in accordance with the progress of the processing, which is a complicated operation.
As described above, in the first embodiment, the grinding wheel 1
Since the object to be processed mainly by mechanical polishing is a wiring and an etching residue having a smaller removal volume than the interlayer insulating film, the grinding wheel 1 having a small abrasive grain can be used from the beginning of the processing. That is, according to the semiconductor manufacturing apparatus of the first embodiment, it is possible to uniformly process the interlayer insulating films and the wirings having different etching rates in a mirror state without reducing the processing speed.
【0041】図1に示した半導体製造装置においては、
砥石車1は、導電性の台金1A(第1部材)とその外周
部に固着した研磨砥粒(ダイヤモンド、アルミナ、Si
C(炭化ケイ素)、CBN(Cubic Boron Nitride;立
方晶窒化ホウ素)、またはそれらの複数を組み合わせた
ものなど)からなる砥石1B(第2部材)とを有し、台
金1Aには高周波電源3が接続される。砥石車1の幅
は、半導体基板2に対する加工領域に従って適宜選択す
ることができる。すなわち、個々の半導体チップへ分割
する前の半導体ウェハの状態においても半導体基板2に
加工を施すことができ、個々の半導体チップへ分割した
後においても半導体基板2に加工を施すことができる。
砥石1Bは、多孔質で通気性を確保してあることから、
砥石車1に吹き付けられたプロセスガス(エッチングガ
ス4および不活性ガス5)が台金1Aまで達しやすくな
っている。また、台金1Aには高周波電源3による高周
波電圧が印加されるので、そのプロセスガスのプラズマ
が生じやすくなっている。さらに、砥石1Bは多孔質で
通気性を確保してあることから、半導体基板2の被加工
面に対するラジカル状態のプロセスガスの供給性、およ
び被加工部に生成したエッチング残渣物の除去性を向上
することができる。In the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG.
The grinding wheel 1 is made of a conductive base metal 1A (first member) and polishing abrasive grains (diamond, alumina, Si
A grinding wheel 1B (second member) made of C (silicon carbide), CBN (Cubic Boron Nitride, or a combination thereof), and a high frequency power supply 3 Is connected. The width of the grinding wheel 1 can be appropriately selected according to the processing area for the semiconductor substrate 2. That is, the semiconductor substrate 2 can be processed even in the state of the semiconductor wafer before being divided into individual semiconductor chips, and the semiconductor substrate 2 can be processed after being divided into individual semiconductor chips.
Since the grindstone 1B is porous and secures air permeability,
The process gas (etching gas 4 and inert gas 5) blown to the grinding wheel 1 can easily reach the base metal 1A. Further, since a high frequency voltage from the high frequency power supply 3 is applied to the base 1A, plasma of the process gas is easily generated. Further, since the grindstone 1B is porous and secures air permeability, the supply of the process gas in a radical state to the surface to be processed of the semiconductor substrate 2 and the removal of the etching residue generated in the portion to be processed are improved. can do.
【0042】図4(a)〜(c)は、上記した砥石車1
を拡大して示した側面図および正面図である。FIGS. 4A to 4C show the grinding wheel 1 described above.
It is the side view and front view which expanded and showed.
【0043】砥石1Bを多孔質にして通気性を確保する
替わりに、砥石1Bの表面(加工面)に図4(a)およ
び図4(b)に示すような溝6Aまたは図4(c)に示
すようなピット6Bを設けてもよい。また、多孔質の砥
石1Bに対して溝6Aまたはピット6Bを設けてもよ
い。これにより、ラジカル状態のプロセスガスの半導体
基板2の加工表面へラジカル状態のプロセスガスをより
効果的に供給することが可能となる。さらに、エッチン
グにより生じた半導体基板2の残渣物を溝6Aまたはピ
ット6Bで掻き取ることにより、残渣物の加工表面から
の除去をより効果的に行うことができる。Instead of making the grindstone 1B porous so as to secure air permeability, the surface (working surface) of the grindstone 1B is formed with grooves 6A or 4C as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). A pit 6B as shown in FIG. Further, grooves 6A or pits 6B may be provided in the porous grinding wheel 1B. Thus, the process gas in the radical state can be more effectively supplied to the processing surface of the semiconductor substrate 2. Further, by scraping off the residue of the semiconductor substrate 2 generated by the etching with the groove 6A or the pit 6B, the residue can be more effectively removed from the processed surface.
【0044】図1に示したボンベ7A(プロセスガス供
給機構)にはF2、CF4またはSF 6などのフッ素系の
ハロゲン化合物、あるいはCl2またはXeCl2などの
塩素系のハロゲン化合物を主成分とするエッチングガス
4が充填されており、ボンベ7B(プロセスガス供給機
構)にはHe、N2またはArなどの不活性ガス5が充
填されている。ボンベ7A、7Bは、それぞれバルブ8
A、8Bを介して配管9A、9Bに接続している。配管
9A、9Bには、それぞれノズル10A、10Bが取り
付けてあり、このノズル10A、10Bよりプロセスガ
ス(エッチングガス4および不活性ガス5)を砥石車1
の幅方向全域に渡って吹き付けるものである。The cylinder 7A shown in FIG.
Feed mechanism)Two, CFFourOr SF 6Such as fluorine
Halogen compound or ClTwoOr XeClTwoSuch as
Etching gas mainly containing chlorine-based halogen compounds
4 and filled in a cylinder 7B (process gas supply machine).
He), NTwoOr filled with an inert gas 5 such as Ar.
Have been packed. The cylinders 7A and 7B are each provided with a valve 8
A and 8B are connected to the pipes 9A and 9B. Piping
9A and 9B have nozzles 10A and 10B, respectively.
A process gas is provided from the nozzles 10A and 10B.
(Etching gas 4 and inert gas 5)
Is sprayed over the entire area in the width direction.
【0045】上記したプロセスガスは、砥石車1に大気
圧以上の圧力で供給される。高周波電源3より台金1A
に高周波電圧が印加されているので、プロセスガスの供
給によって砥石車1の周囲にはプラズマが発生する。プ
ロセスガスは大気圧以上の圧力で供給されているので、
高周波電圧の印加によって発生するプラズマは、プロセ
スガスを構成する分子と衝突することによって消滅して
しまう確率が高くなり、空間的広がりが小さくなる。そ
のため、プラズマ中のイオンが半導体基板2中に打ち込
まれることを防ぐことができる。すなわち、プラズマ中
のイオンが半導体基板2中に打ち込まれることに起因す
るnチャネル型MISFETQn、pチャネル型MIS
FETQpおよび配線M1〜M7などの特性の変動を防
ぐことができる。また、プロセスガスは大気圧以上の圧
力で供給されること、プロセスガスを構成する分子の衝
突周波数が高いこと、およびエッチングガス4の反応性
の高い中性ラジカルの励起確率が高いことから、得られ
るラジカルの密度が高くなる。その結果、nチャネル型
MISFETQn、pチャネル型MISFETQpおよ
び配線M1〜M7などの特性の変化を防ぎつつ、半導体
基板2を高速で加工することが可能となる。さらに、ラ
ジカル状態のプロセスガスによりエッチングされた半導
体基板2の残渣物は、回転する多孔質の砥石1Bによっ
て掻き取られ、半導体基板2の加工表面から除去するこ
とができる。The above process gas is supplied to the grinding wheel 1 at a pressure higher than the atmospheric pressure. Base metal 1A from high frequency power supply 3
, A plasma is generated around the grinding wheel 1 by the supply of the process gas. Since the process gas is supplied at a pressure higher than the atmospheric pressure,
Plasma generated by application of a high-frequency voltage is more likely to be extinguished by colliding with molecules constituting the process gas, and the spatial spread is reduced. Therefore, it is possible to prevent ions in the plasma from being implanted into the semiconductor substrate 2. In other words, the n-channel MISFET Qn and the p-channel MIS due to the ions in the plasma being implanted into the semiconductor substrate 2
Variations in characteristics of the FET Qp and the wirings M1 to M7 can be prevented. Further, the process gas is supplied at a pressure higher than the atmospheric pressure, the collision frequency of the molecules constituting the process gas is high, and the etching probability of the highly reactive neutral radical of the etching gas 4 is high. The density of radicals is increased. As a result, it is possible to process the semiconductor substrate 2 at high speed while preventing changes in the characteristics of the n-channel MISFET Qn, the p-channel MISFET Qp, and the wirings M1 to M7. Further, the residue of the semiconductor substrate 2 etched by the process gas in a radical state is scraped off by the rotating porous grindstone 1B, and can be removed from the processed surface of the semiconductor substrate 2.
【0046】砥石車1を覆うフード11は、上記したプ
ロセスガスを周辺に拡散してしまうことなく、効率よく
半導体基板2の加工部に供給するために設けられてい
る。また、排気装置12とフード11とが排気管13に
よって接続されており、半導体基板2のエッチング反応
によって生成されたガスおよび余分なプロセスガスを周
辺に拡散させることなく排出することができる。さら
に、エッチングにより削られた半導体基板2の残渣物が
半導体基板2の加工表面に残っている場合でも、その残
渣物は砥石車1によって除去された後に排気装置12に
よって排出できることから、この残渣物が半導体基板2
の加工表面に残ることを防ぐことができる。すなわち、
半導体基板2の残渣物が半導体基板2の加工表面に残る
ことによって、鏡面加工が阻害されることを防ぐことが
可能となる。The hood 11 covering the grinding wheel 1 is provided to efficiently supply the process gas to the processing portion of the semiconductor substrate 2 without diffusing the process gas to the periphery. Further, the exhaust device 12 and the hood 11 are connected by an exhaust pipe 13, so that the gas generated by the etching reaction of the semiconductor substrate 2 and the excess process gas can be exhausted without diffusing to the periphery. Furthermore, even if the residue of the semiconductor substrate 2 that has been removed by etching remains on the processed surface of the semiconductor substrate 2, the residue can be discharged by the exhaust device 12 after being removed by the grinding wheel 1. Is the semiconductor substrate 2
Can be prevented from remaining on the processed surface. That is,
When the residue of the semiconductor substrate 2 remains on the processed surface of the semiconductor substrate 2, it is possible to prevent the mirror processing from being hindered.
【0047】加工が施される半導体基板2は、真空チャ
ック16(保持機構)に吸着することで保持される。真
空チャック16は、配管14によって真空ポンプ15に
接続され、アース17によって接地されている。ここ
で、半導体基板2は、その主面に多層に形成された配線
層に比べて膜厚が厚いので、半導体基板2の裏面側から
加工を施す場合においては、機械的強度を補強するため
に、多層に配線層が形成された半導体基板2の主面にガ
ラス板または金属板を貼り付けてもよい。金属板を用い
る場合には、その金属板の材質としてNi等の強磁性体
を選択することで、真空チャックの替わりに電磁チャッ
クを用いて半導体基板2を固着することができる。一
方、ガラス板を貼り付けた場合には、ガラス板越しに配
線などの各種パターンを光学的に観察しながら解析する
ことができる。The semiconductor substrate 2 to be processed is held by being attracted to the vacuum chuck 16 (holding mechanism). The vacuum chuck 16 is connected to a vacuum pump 15 by a pipe 14 and is grounded by an earth 17. Here, the semiconductor substrate 2 is thicker than the wiring layers formed on the main surface thereof in a multilayer structure. Therefore, when the semiconductor substrate 2 is processed from the back surface side of the semiconductor substrate 2, it is necessary to reinforce the mechanical strength. Alternatively, a glass plate or a metal plate may be attached to the main surface of the semiconductor substrate 2 on which the wiring layers are formed in multiple layers. When a metal plate is used, by selecting a ferromagnetic material such as Ni as the material of the metal plate, the semiconductor substrate 2 can be fixed using an electromagnetic chuck instead of the vacuum chuck. On the other hand, when a glass plate is attached, analysis can be performed while optically observing various patterns such as wiring through the glass plate.
【0048】さらに、上記したガラス板に導体パターン
およびはんだバンプを設け、裏面解析用ガラス基板とす
ることで、動作状態での表面および裏面からの解析が可
能となる。以下、その裏面解析用ガラス基板について説
明する。Further, by providing a conductive pattern and solder bumps on the above-mentioned glass plate to form a glass substrate for analyzing the back surface, it is possible to analyze from the front surface and the back surface in the operating state. Hereinafter, the glass substrate for back surface analysis will be described.
【0049】図5(a)に示すように、本実施の形態1
の裏面解析用ガラス基板GSは、光学的に透明なガラス
基板GS1、ガラス基板GS1上に形成した針当てパッド
NP、解析対象の半導体基板のパッドに対応したはんだ
バンプB(バンプ電極)およびはんだバンプBと針当て
パッドNPとを接続する配線L(導体パターン)を有し
ている。As shown in FIG. 5A, the first embodiment
The glass substrate GS for back surface analysis of the above comprises an optically transparent glass substrate GS 1 , a needle contact pad NP formed on the glass substrate GS 1 , a solder bump B (bump electrode) corresponding to a pad of a semiconductor substrate to be analyzed, and It has a wiring L (conductor pattern) for connecting the solder bump B and the needle contact pad NP.
【0050】図5(b)に示すように、図5(a)に示
した構成の裏面解析用ガラス基板GSのはんだバンプB
と半導体基板2のパッドP1とを対向させ、リフローす
る。これにより、半導体基板2は裏面解析用ガラス基板
GSに固着されたことになり、針当てパッドNPを介し
て半導体基板2に給電および信号の授受が可能となる。
この後、上記した本実施の形態1のエッチングと機械的
研磨との複合加工を実施することにより、裏面解析サン
プルを作成することができる。As shown in FIG. 5B, the solder bumps B on the rear surface analysis glass substrate GS having the structure shown in FIG.
And the pad P 1 of the semiconductor substrate 2 are opposed to each other, and reflow is performed. As a result, the semiconductor substrate 2 is fixed to the back surface analysis glass substrate GS, and power can be supplied to the semiconductor substrate 2 and signals can be transmitted and received through the needle contact pads NP.
Thereafter, by performing the combined processing of the etching and the mechanical polishing of the first embodiment described above, a back surface analysis sample can be prepared.
【0051】このように、上記した裏面解析用ガラス基
板GSを用いることにより、各種の通電状態において半
導体基板2の主面(素子形成面)からの光学的情報を必
要に応じて得ることが可能となる。As described above, by using the above-described glass substrate GS for back surface analysis, it is possible to obtain optical information from the main surface (element formation surface) of the semiconductor substrate 2 as necessary in various energized states. Becomes
【0052】上記した裏面解析用ガラス基板GSの構成
において、ガラス基板GS1の両面に反射防止膜を付与
することで、より明瞭な光顕観察を行うことが可能とな
る。また、たとえば裏面解析用ガラス基板GSに固着す
る試料がBGA(Ball GridArray)であり、上記したは
んだバンプBがBGAに形成されている場合には、ガラ
ス基板GS1上におけるはんだバンプBに対応した位置
にはんだパッドを形成し、このはんだパッドと上記した
針当てパッドNPとの間を酸化スズまたは酸化インジウ
ムなどの透光性を有する導電性材料からなる配線Lで電
気的に接続することにより、裏面解析用ガラス基板GS
越しでの光顕観察領域を確保することができる。なお、
図5に示した構成においては、はんだバンプBが形成さ
れた場合について例示したが、はんだバンプBの替わり
に、たとえばAg(銀)またはCu(銅)などを有する
導電ペーストであってもよい。[0052] In the above configuration backside analysis glass substrate GS, by imparting an antireflection film on both surfaces of the glass substrate GS 1, it is possible to perform clearer light microscopic observation. Further, for example, when the sample fixed to the back surface analysis glass substrate GS is a BGA (Ball Grid Array) and the above-described solder bump B is formed on the BGA, the solder bump B corresponding to the solder bump B on the glass substrate GS 1 is used. By forming a solder pad at a position and electrically connecting the solder pad and the above-mentioned needle pad NP with a wiring L made of a light-transmitting conductive material such as tin oxide or indium oxide, Glass substrate GS for backside analysis
It is possible to secure a light microscopic observation area through. In addition,
In the configuration shown in FIG. 5, the case where the solder bumps B are formed is illustrated, but a conductive paste having, for example, Ag (silver) or Cu (copper) may be used instead of the solder bumps B.
【0053】真空チャック16(図1参照)によって保
持された半導体基板2を搭載するステージ18は、水平
方向に移動可能なXYステージ19(第1ステージ部)
および3つの駆動機構20A〜20Cからなる傾斜ステ
ージ20(第2ステージ部)から構成される。3つの駆
動機構20A〜20Cを任意量伸縮させることにより、
ステージ18を任意の角度に傾斜させることが可能であ
る。また、3つの駆動機構20A〜20Cを同量伸縮さ
せることによって、ステージ18を傾斜させずに上下方
向へ移動させることが可能である。The stage 18 on which the semiconductor substrate 2 held by the vacuum chuck 16 (see FIG. 1) is mounted is an XY stage 19 (first stage section) that can move in the horizontal direction.
And a tilt stage 20 (second stage section) including three drive mechanisms 20A to 20C. By expanding and contracting the three drive mechanisms 20A to 20C by an arbitrary amount,
The stage 18 can be inclined at an arbitrary angle. In addition, by expanding and contracting the three drive mechanisms 20A to 20C by the same amount, the stage 18 can be moved in the vertical direction without tilting.
【0054】光学系21(観察機構)は、半導体基板2
(試料)の加工量の検知および観察を行うためのもので
あり、対物レンズ22、照明光源23およびカメラ24
を有する。カメラ24およびカメラコントローラ25は
半導体基板2の加工表面を撮像するために用いられ、撮
像された半導体基板2の加工表面はモニタ26に表示さ
れる。また、駆動機構27(上下方向への移動手段)は
光学系21を上下方向に移動させるために用いられ、エ
ンコーダ28によって光学系21の上下方向の移動量を
検知することができる。The optical system 21 (observation mechanism) includes the semiconductor substrate 2
The objective lens 22, the illumination light source 23, and the camera 24 are for detecting and observing the processing amount of the (sample).
Having. The camera 24 and the camera controller 25 are used to image the processed surface of the semiconductor substrate 2, and the imaged processed surface of the semiconductor substrate 2 is displayed on a monitor 26. The driving mechanism 27 (moving means in the up-down direction) is used to move the optical system 21 in the up-down direction, and the encoder 28 can detect the moving amount of the optical system 21 in the up-down direction.
【0055】次に、光学系21による半導体基板2の加
工量の検知および観察の方法について、図6〜図8を用
いて説明する。Next, a method of detecting and observing the processing amount of the semiconductor substrate 2 by the optical system 21 will be described with reference to FIGS.
【0056】図1に示した光学系21をさらに詳しく図
示すると、図6(a)に示す構成を例示することができ
る。When the optical system 21 shown in FIG. 1 is illustrated in more detail, the configuration shown in FIG. 6A can be exemplified.
【0057】図6(a)に示す構成において、照明ユニ
ット30は、照明光源23およびハーフミラー31を有
している。照明光源23から発せられた照明光32は、
ハーフミラー31によって光路を曲げられ、対物レンズ
22によって集光された後、半導体基板2上に照射され
る。半導体基板2からの反射光33は、対物レンズ22
で集光された後、ハーフミラー31を通過してカメラ2
4にて結像した後、たとえば図6(b)に示すように、
モニタ26に表示することができる。In the configuration shown in FIG. 6A, the illumination unit 30 has an illumination light source 23 and a half mirror 31. The illumination light 32 emitted from the illumination light source 23 is
After the optical path is bent by the half mirror 31 and condensed by the objective lens 22, the light is irradiated onto the semiconductor substrate 2. The reflected light 33 from the semiconductor substrate 2 is
After being collected by the camera 2, the light passes through the half mirror 31 and passes through the camera 2
After image formation at 4, for example, as shown in FIG.
It can be displayed on the monitor 26.
【0058】半導体基板2の傾き調整については、加工
領域内の複数の箇所における対物レンズ22の焦点位置
が同一になるように傾斜ステージ20の駆動機構20A
〜20Cを適宜伸縮させる。また、試料となる半導体基
板2が、個々の半導体チップに分割する前の半導体ウェ
ハの全体である場合、図6(c)に示すように、たとえ
ば3箇所の観察位置34A〜34Cを駆動機構20A〜
20Cの近くに設定する。観察位置34A〜34Cを設
定した領域が駆動機構20A〜20Cから離れている場
合には、3箇所の観察位置34A〜34Cのうち1箇所
について対物レンズ22の焦点位置を調整するために駆
動機構20A〜20Cの全てを伸縮させることになる
が、観察位置34A〜34Cを駆動機構20A〜20C
の近くに設定することによって、対物レンズ22の焦点
位置の調整は観察位置34A〜34Cのそれぞれに近い
駆動機構20A〜20Cの1つの伸縮で可能となる。For adjusting the tilt of the semiconductor substrate 2, the driving mechanism 20A of the tilt stage 20 is adjusted so that the focal positions of the objective lens 22 at a plurality of positions in the processing area become the same.
2020C is stretched appropriately. When the semiconductor substrate 2 serving as a sample is the entire semiconductor wafer before being divided into individual semiconductor chips, as shown in FIG. 6C, for example, three observation positions 34A to 34C are connected to the driving mechanism 20A. ~
Set near 20C. When the region in which the observation positions 34A to 34C are set is apart from the driving mechanisms 20A to 20C, the driving mechanism 20A is used to adjust the focal position of the objective lens 22 for one of the three observation positions 34A to 34C. To 20C, the observation positions 34A to 34C are changed to drive mechanisms 20A to 20C.
, The focal position of the objective lens 22 can be adjusted by one expansion and contraction of the drive mechanisms 20A to 20C close to the observation positions 34A to 34C, respectively.
【0059】また、この時、観察位置34A〜34Cに
は同一のパターン、たとえば図6(b)に示すような配
線の形成に用いられたアライメントマーク35やボンデ
ィングパッドが形成されているものとする。この観察位
置34A〜34C内の同一パターンを観察対象として駆
動機構20A〜20Cを伸縮させることにより、半導体
基板2の加工領域内の複数の箇所における対物レンズ2
2の焦点位置を同一にすることができる。At this time, it is assumed that the same pattern, for example, the alignment mark 35 and the bonding pad used for forming the wiring as shown in FIG. 6B are formed at the observation positions 34A to 34C. . By expanding and contracting the drive mechanisms 20A to 20C with the same pattern in the observation positions 34A to 34C as an object to be observed, the objective lenses 2 at a plurality of positions in the processing region of the semiconductor substrate 2 are expanded.
The two focal positions can be the same.
【0060】また、観察対象である半導体基板2が半導
体ウェハの状態である場合、上記した観察位置34A〜
34Cを設定したように、半導体基板2を局所的に観察
することができる。このことから、観察位置34A〜3
4C各々における対物レンズ22の焦点外れ量を比較す
ることにより、半導体基板2の傾きまたは半導体基板2
に生じているうねりを検知することができる。これを利
用して、半導体基板2に加工を施す前に、加工領域の少
なくとも3箇所における表面の高さを測定する。この測
定結果を基に、傾斜ステージ20を駆動して、その測定
した表面の高さを同一にする。これにより、半導体基板
2に加工を施す際に、加工領域全域で均一な加工深さを
得ることが可能となる。When the semiconductor substrate 2 to be observed is in the state of a semiconductor wafer, the above-mentioned observation positions 34A to 34A
The semiconductor substrate 2 can be locally observed as if 34C was set. From this, the observation positions 34A to 34A
4C, the inclination of the semiconductor substrate 2 or the semiconductor substrate 2 is determined.
Can be detected. Utilizing this, before processing the semiconductor substrate 2, the surface heights of at least three positions in the processing area are measured. Based on this measurement result, the tilt stage 20 is driven to make the measured surface height the same. Thereby, when processing the semiconductor substrate 2, it is possible to obtain a uniform processing depth over the entire processing region.
【0061】半導体基板2の加工量の検知については、
まず、加工開始前に半導体基板2の主面に形成されたア
ライメントマーク35またはボンディングパッドがカメ
ラ24にて結像できるように、図1に示した駆動機構2
7によって光学系21を上下に移動し対物レンズ22の
焦点を合わせる。対物レンズ22の焦点が合ったら駆動
機構27の動作を止めて光学系21を固定する。その
後、半導体基板2に加工を施した後、加工後の半導体基
板2の主面の観察位置34A〜34Cをカメラ24にて
結像できるように、駆動機構27によって光学系21を
上下に移動し対物レンズ22の焦点を合わせる。この
時、半導体基板2に加工を施す前後の光学系21の移動
量をエンコーダ28によって検知し、この光学系21の
移動量が半導体基板2の加工量となる。Regarding the detection of the processing amount of the semiconductor substrate 2,
First, the drive mechanism 2 shown in FIG. 1 is used so that the alignment mark 35 or the bonding pad formed on the main surface of the semiconductor substrate 2 before the processing is started can be imaged by the camera 24.
The optical system 21 is moved up and down by 7 to focus the objective lens 22. When the objective lens 22 is focused, the operation of the drive mechanism 27 is stopped and the optical system 21 is fixed. Then, after processing the semiconductor substrate 2, the optical system 21 is moved up and down by the driving mechanism 27 so that the observation positions 34A to 34C of the main surface of the processed semiconductor substrate 2 can be imaged by the camera 24. The focus of the objective lens 22 is adjusted. At this time, the amount of movement of the optical system 21 before and after processing the semiconductor substrate 2 is detected by the encoder 28, and the amount of movement of the optical system 21 is the amount of processing of the semiconductor substrate 2.
【0062】図6(a)に示した光学系21を用いる場
合は、半導体基板2の加工はその主面側に施すことにな
るので、半導体基板2の主面側の表面に形成されたアラ
イメントマーク35またはボンディングパッドが、対物
レンズ22の焦点を合わせるための指標となる。When the optical system 21 shown in FIG. 6A is used, since the processing of the semiconductor substrate 2 is performed on the main surface side, the alignment formed on the main surface side of the semiconductor substrate 2 is performed. The mark 35 or the bonding pad serves as an index for focusing the objective lens 22.
【0063】図7(a)は、図1に示した光学系21を
さらに詳しく示した構成の他の一例である。FIG. 7A is another example of the configuration showing the optical system 21 shown in FIG. 1 in more detail.
【0064】図7(a)に示す構成は、この照明ユニッ
ト30の他に、参照光光源36、色フィルタ37、開口
板38およびハーフミラー39を有する参照光ユニット
40を有する。The configuration shown in FIG. 7A includes a reference light unit 40 having a reference light source 36, a color filter 37, an aperture plate 38 and a half mirror 39 in addition to the illumination unit 30.
【0065】参照光光源36から発せられた参照光41
は、色フィルタ37によって特定の波長が選択される。
特定の波長が選択された参照光41は、開口板38によ
って成形された後、ハーフミラー39によって光路を曲
げられる。その後、参照光41は対物レンズ22によっ
て集光されて、半導体基板2上に対物レンズ22の倍率
Mの逆数(1/M)で開口板38の投影像として結像さ
れる。図6(a)にて示した照明ユニット30からの照
明光32の光路は、図7(a)の構成においても同様で
ある。試料に結像された参照光41の試料からの反射光
は、照明ユニット30からの照明光32の試料からの反
射光と共に反射光42となる。反射光42は、対物レン
ズ22で集光された後、ハーフミラー31、39を通過
してカメラ24にて結像することができる。図7(b)
に示すように、カメラ24にて結像された映像はモニタ
26の画面に試料の観察像として表示され、参照光41
の試料からの反射光による投影部43が、照明光32の
試料からの反射光による投影部の中で一際明るく映し出
される。半導体基板2の傾き調整については、図6を用
いて説明した場合と同様である。Reference light 41 emitted from reference light source 36
Is a specific wavelength selected by the color filter 37.
The reference light 41 whose specific wavelength is selected is shaped by the aperture plate 38 and then the optical path is bent by the half mirror 39. Thereafter, the reference light 41 is condensed by the objective lens 22 and is formed on the semiconductor substrate 2 as a projection image of the aperture plate 38 at a reciprocal (1 / M) of the magnification M of the objective lens 22. The optical path of the illumination light 32 from the illumination unit 30 shown in FIG. 6A is the same in the configuration of FIG. 7A. The reflected light from the sample of the reference light 41 imaged on the sample becomes reflected light 42 together with the reflected light of the illumination light 32 from the illumination unit 30 from the sample. After being reflected by the objective lens 22, the reflected light 42 passes through the half mirrors 31 and 39 and can be imaged by the camera 24. FIG. 7B
As shown in the figure, the image formed by the camera 24 is displayed on the screen of the monitor 26 as an observation image of the sample, and the reference light 41
The projection unit 43 of the reflected light from the sample is projected brighter in the projection unit of the reflected light of the illumination light 32 from the sample. The tilt adjustment of the semiconductor substrate 2 is the same as that described with reference to FIG.
【0066】図6に示したアライメントマーク35また
はパッドがない半導体基板2の裏面に加工を施す場合に
おいて、その裏面が鏡面状態(加工前も含む)の場合に
は、参照光41を半導体基板2の裏面に照射することで
その裏面の位置を検知することができる。すなわち、投
影部43の輪郭が、開口板38の開口部と同様の形状で
鮮明にモニタ26に表示されるように光学系21を上下
に移動することで対物レンズ22の焦点を合わせ、その
時に試料の半導体基板2の位置を検知するものである。
その後、半導体基板2の裏面を鏡面状態で加工した後、
改めて投影部43の輪郭が、開口板38の開口部と同様
の形状で鮮明にモニタ26に表示されるように光学系2
1を上下に移動し、その時の半導体基板2の裏面の位置
を検知する。ここで、半導体基板2に加工を施す前後の
半導体基板2の裏面の位置の差が半導体基板2の加工量
となる。ここで、図6(c)を用いて説明した場合と同
様の理由から、図7(c)に示すように、試料となる半
導体基板2が個々の半導体チップに分割する前の半導体
ウェハの全体である場合において、観察位置34A〜3
4Cについては駆動機構20A〜20Cの上部に設定す
ることができる。このような手段で、図6に示したアラ
イメントマーク35またはパッドがない試料の裏面につ
いても、対物レンズ22の焦点を合わせることができ
る。In the case where the back surface of the semiconductor substrate 2 having no alignment marks 35 or pads shown in FIG. 6 is processed, if the back surface is in a mirror surface state (including before processing), the reference light 41 is applied to the semiconductor substrate 2. By irradiating the back surface of the device, the position of the back surface can be detected. That is, the objective lens 22 is focused by moving the optical system 21 up and down so that the outline of the projection unit 43 is clearly displayed on the monitor 26 in the same shape as the opening of the aperture plate 38. The position of the semiconductor substrate 2 of the sample is detected.
Then, after processing the back surface of the semiconductor substrate 2 in a mirror surface state,
The optical system 2 so that the outline of the projection unit 43 is again clearly displayed on the monitor 26 in the same shape as the opening of the aperture plate 38.
1 is moved up and down, and the position of the back surface of the semiconductor substrate 2 at that time is detected. Here, the difference between the positions of the back surface of the semiconductor substrate 2 before and after processing the semiconductor substrate 2 is the amount of processing of the semiconductor substrate 2. Here, for the same reason as that described with reference to FIG. 6C, as shown in FIG. 7C, the entire semiconductor wafer before the semiconductor substrate 2 serving as a sample is divided into individual semiconductor chips. , The observation positions 34A to 34A
4C can be set above the drive mechanisms 20A to 20C. By such means, the objective lens 22 can be focused on the back surface of the sample having no alignment mark 35 or pad shown in FIG.
【0067】また、図6または図7に示した光学系21
を用いて加工終点を知ることも可能である。すなわち、
1回あたりの切り込み量(加工深さ)を設定し、XYス
テージ19を数回往復させた後、半導体基板2を図6ま
たは図7に示した光学系21の下に配置し、モニタ26
の画面上に目的とするパターンが現れているか否かで加
工終点を判定するものである。この方法は、裏面加工に
おいて、半導体基板2自体の厚さが不明瞭な場合におい
て有効である。さらに、半導体基板2から見て砥石車1
側に照明を設け、真空チャック16(図1参照)に光検
出器を設けることにより、砥石車1側からの照明光を検
知する構成としてもよい。半導体基板2が加工によって
薄くなるに伴って照明光の透過量も増加するので、その
光検出器により所定の光量または透過率の照明光を検出
した時点で半導体基板2の加工を停止する。これによ
り、半導体基板2の加工の終点を検出することが可能と
なる。The optical system 21 shown in FIG. 6 or FIG.
It is also possible to know the processing end point by using. That is,
After setting the cutting amount (working depth) per time and reciprocating the XY stage 19 several times, the semiconductor substrate 2 is arranged below the optical system 21 shown in FIG.
The processing end point is determined based on whether or not the target pattern appears on the screen. This method is effective when the thickness of the semiconductor substrate 2 itself is not clear in the back surface processing. Further, the grinding wheel 1 is viewed from the semiconductor substrate 2.
The illumination light from the grinding wheel 1 may be detected by providing an illumination on the side and providing a photodetector on the vacuum chuck 16 (see FIG. 1). Since the amount of transmitted illumination light increases as the semiconductor substrate 2 becomes thinner by processing, the processing of the semiconductor substrate 2 is stopped when the light detector detects illumination light of a predetermined light amount or transmittance. This makes it possible to detect the end point of the processing of the semiconductor substrate 2.
【0068】図8(a)は、図1に示した光学系21を
さらに詳しく示した構成の他の一例である。この構成に
おいては、図6(a)および図7(a)に示した構成に
おけるカメラ24を光量測定器44に置き換え、この光
量測定器44と対物レンズ22との間に開口部を有する
開口板45および集光レンズ22Aを配置したものであ
る。FIG. 8A shows another example of the configuration of the optical system 21 shown in FIG. 1 in further detail. In this configuration, the camera 24 in the configuration shown in FIGS. 6A and 7A is replaced with a light amount measuring device 44, and an aperture plate having an opening between the light amount measuring device 44 and the objective lens 22. 45 and a condenser lens 22A.
【0069】照明ユニット30は図6(a)に示した照
明ユニット30と同様である。半導体基板2の加工表面
上に照射された照明光32の加工表面からの反射光33
は、対物レンズ22によって集光された後、ハーフミラ
ー31を通過して開口板45に結像する。そして、開口
板45の開口部を通過した反射光33のみが集光レンズ
22Aによって集光され光量測定器44に入射する。こ
の時、光量測定器44は、入射した光量に応じた電流ま
たは電圧を出力する。The lighting unit 30 is the same as the lighting unit 30 shown in FIG. The reflected light 33 from the processing surface of the illumination light 32 irradiated on the processing surface of the semiconductor substrate 2
After being focused by the objective lens 22, the light passes through the half mirror 31 and forms an image on the aperture plate 45. Then, only the reflected light 33 that has passed through the opening of the aperture plate 45 is condensed by the condenser lens 22A and enters the light quantity measuring device 44. At this time, the light quantity measuring device 44 outputs a current or a voltage according to the incident light quantity.
【0070】図8(b)に示す対物レンズ22の焦点位
置と試料の加工表面までのずれをデフォーカス量dとす
ると、デフォーカス量dが増加するに従って開口板45
の開口部を通過する反射光33の光量が減少する。ま
た、図8(c)に示すように、デフォーカス量dが0と
なった時に、開口板45の開口部を通過する反射光33
の光量が最大となり、光量測定器44による光検出量が
最大となる。すなわち、光量測定器44による光検出量
が最大となるように、図1を用いて前述した駆動機構2
7を動作させることにより、対物レンズ22の焦点位置
を試料の加工表面に合わせることができる。図8(a)
においては光量測定器44を用いる場合について示した
が、光量測定器44を図6(a)および図7(a)で示
したカメラ24で置き換えることで、試料の加工表面の
観察像を得ることが可能となる。Assuming that the shift between the focal position of the objective lens 22 and the sample processing surface shown in FIG. 8B is a defocus amount d, the aperture plate 45 increases as the defocus amount d increases.
The amount of the reflected light 33 passing through the opening is decreased. Further, as shown in FIG. 8C, when the defocus amount d becomes 0, the reflected light 33 passing through the opening of the aperture plate 45 is used.
Is maximum, and the amount of light detected by the light amount measuring device 44 is maximum. That is, the driving mechanism 2 described with reference to FIG.
By operating 7, the focal position of the objective lens 22 can be adjusted to the processing surface of the sample. FIG. 8 (a)
In the above, the case where the light quantity measuring device 44 is used is shown, but by observing the light quantity measuring device 44 with the camera 24 shown in FIGS. 6A and 7A, an observation image of the processed surface of the sample can be obtained. Becomes possible.
【0071】また、図8に示した構成においては、試料
の加工表面の複数の箇所における反射光33の光量が所
定値になるように傾斜ステージ20(図1参照)を駆動
することによって試料の傾きを調整することができる。
これにより、試料の加工表面の高さを同一にすることが
でき、試料に加工を施す際に、加工領域全域で均一な加
工深さを得ることが可能となる。In the configuration shown in FIG. 8, the tilt stage 20 (see FIG. 1) is driven by driving the tilt stage 20 (see FIG. 1) so that the amount of reflected light 33 at a plurality of locations on the processed surface of the sample becomes a predetermined value. The tilt can be adjusted.
Thereby, the height of the processing surface of the sample can be made the same, and when processing the sample, it is possible to obtain a uniform processing depth over the entire processing region.
【0072】ところで、砥石車1およびその周辺部の構
成は、図9および図10に示すような構成としてもよ
い。これら図9および図10に示す構成においては、砥
石車1を構成する台金1Aの内部は空洞であり、台金1
Aの内部から外部へ貫通する複数の貫通穴45が形成さ
れている。By the way, the configuration of the grinding wheel 1 and its peripheral portion may be as shown in FIG. 9 and FIG. In the configurations shown in FIGS. 9 and 10, the inside of the base 1A constituting the grinding wheel 1 is hollow, and the base 1
A plurality of through holes 45 penetrating from the inside of A to the outside are formed.
【0073】図9に示した構成においては、プラズマ生
成室47はその内部に高周波電源3およびアース17と
電気的に接続された電極46を有する。このようなプラ
ズマ生成室47内にプロセスガスは供給され、プラズマ
は生成される。電極46は、たとえばAuから形成する
ことができる。電極46の材質として反応性の低いAu
を用いることにより、プラズマを生成する際に同時に生
成されるエッチングガス4のイオンによって電極46が
損傷してしまうことを避けることができる。In the configuration shown in FIG. 9, the plasma generation chamber 47 has therein an electrode 46 electrically connected to the high frequency power supply 3 and the ground 17. A process gas is supplied into such a plasma generation chamber 47 to generate a plasma. The electrode 46 can be formed of, for example, Au. Au having low reactivity as a material of the electrode 46
By using this, it is possible to prevent the electrodes 46 from being damaged by ions of the etching gas 4 generated at the same time as generating the plasma.
【0074】図9に示した構成においては、プラズマ生
成室47内にてラジカル状態となったプロセスガスは台
金1Aの内部へ供給され、複数の貫通穴THおよび多孔
質の砥石1Bを通して砥石車1の外部へ放出される。ま
た、図10に示した構成においては、台金1Aの内部に
高周波電源3およびアース17と電気的に接続された電
極46が設けられる。この状況下で、ボンベ7A、7B
より、それぞれエッチングガス4および不活性ガス5を
台金1Aの内部に供給することによってプラズマを生成
する。その後は、図9に示した構成の場合と同様の経路
でラジカル状態となったプロセスガスが砥石車1の外部
へ放出される。すなわち、図9および図10に示した構
成においては、ラジカル状態のプロセスガスが砥石車1
の内部より均等に供給されるので、半導体基板2を均一
に加工することが可能となる。In the configuration shown in FIG. 9, the process gas in a radical state in the plasma generation chamber 47 is supplied to the inside of the base metal 1A, and is passed through the plurality of through holes TH and the porous grinding wheel 1B. 1 is released to the outside. Further, in the configuration shown in FIG. 10, an electrode 46 electrically connected to the high frequency power supply 3 and the ground 17 is provided inside the base metal 1A. Under these circumstances, cylinders 7A, 7B
Thus, the plasma is generated by supplying the etching gas 4 and the inert gas 5 into the base metal 1A. After that, the process gas in the radical state is discharged to the outside of the grinding wheel 1 along the same route as in the case of the configuration shown in FIG. That is, in the configuration shown in FIGS. 9 and 10, the process gas in the radical state
The semiconductor substrate 2 can be uniformly processed because the semiconductor substrate 2 is uniformly supplied from the inside.
【0075】また、半導体基板2から見て砥石車1側に
照明を設け、真空チャック16(図1参照)に光検出器
を設けることにより、砥石車1側からの照明光を検知す
る構成としてもよい。半導体基板2が加工によって薄く
なるに伴って照明光の透過量も増加するので、その光検
出器により所定の光量または透過率の照明光を検出した
時点で半導体基板2の加工を停止する。これにより、半
導体基板2の加工の終点を検出することが可能となる。Further, the illumination is provided on the grinding wheel 1 side as viewed from the semiconductor substrate 2 and the photodetector is provided on the vacuum chuck 16 (see FIG. 1), so that the illumination light from the grinding wheel 1 side is detected. Is also good. Since the amount of transmitted illumination light increases as the semiconductor substrate 2 becomes thinner by processing, the processing of the semiconductor substrate 2 is stopped when the light detector detects illumination light of a predetermined light amount or transmittance. This makes it possible to detect the end point of the processing of the semiconductor substrate 2.
【0076】上記したように、本実施の形態1によれ
ば、砥石車1を用いた機械的研磨と、ラジカル状態のエ
ッチングガス4および不活性ガス5を用いたプラズマC
VM法によるエッチングとを用いて半導体基板2を加工
する。そのため、半導体基板2をその層構造に関係なく
容易に連続して加工することができる。そのため、半導
体基板2の加工後に行うnチャル型MISFETQn、
pチャネル型MISFETQpおよび配線M1〜M7
(図2参照)などの解析に要する時間を短縮することが
可能となる。また、解析に要する時間が短縮できること
から、その解析結果をnチャネル型MISFETQn、
pチャネル型MISFETQpおよび配線M1〜M7な
どを有する半導体基板2(第2半導体基板)の再設計お
よび製造工程の調整に早く反映することが可能となる。
すなわち、解析サイクル数を増やすことができるので、
半導体基板2を使用した製品の開発期間を短縮すること
が可能となる。As described above, according to the first embodiment, the mechanical polishing using the grinding wheel 1 and the plasma C using the etching gas 4 and the inert gas 5 in a radical state are performed.
The semiconductor substrate 2 is processed using etching by the VM method. Therefore, the semiconductor substrate 2 can be easily processed continuously regardless of the layer structure. Therefore, the n-channel MISFET Qn performed after the processing of the semiconductor substrate 2
P-channel type MISFET Qp and wirings M1 to M7
The time required for analysis (see FIG. 2) can be reduced. Further, since the time required for the analysis can be shortened, the analysis result is converted into the n-channel type MISFET Qn,
This can be promptly reflected in the redesign of the semiconductor substrate 2 (second semiconductor substrate) having the p-channel type MISFET Qp and the wirings M1 to M7 and the adjustment of the manufacturing process.
That is, since the number of analysis cycles can be increased,
The development period of a product using the semiconductor substrate 2 can be shortened.
【0077】(実施の形態2)図11は、本実施の形態
2の半導体製造装置の構成図である。この半導体製造装
置は、まず前記実施の形態1において図1を用いて説明
したエッチングガス4および不活性ガス5をプラズマ生
成室47に供給し、このプラズマ生成室47にて生成さ
れたラジカル状態のプロセスガス(エッチングガス4お
よび不活性ガス5)を砥石車1に吹き付けるものであ
る。また、前記実施の形態1において砥石車1を覆って
いたフード11を、砥石車1、半導体基板2、真空チャ
ック16、ステージ18および対物レンズ22をその内
部に有し、気密性を有するチャンバに替えたものであ
る。他の構成は前記実施の形態1において図1を用いて
説明した半導体製造装置と同様である。従って、それら
同様の構成についての説明は省略する。(Embodiment 2) FIG. 11 is a configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The semiconductor manufacturing apparatus first supplies the etching gas 4 and the inert gas 5 described with reference to FIG. 1 in the first embodiment to the plasma generation chamber 47, and the radical state generated in the plasma generation chamber 47 is The process gas (etching gas 4 and inert gas 5) is blown to the grinding wheel 1. In addition, the hood 11 covering the grinding wheel 1 in the first embodiment is replaced with an airtight chamber having the grinding wheel 1, the semiconductor substrate 2, the vacuum chuck 16, the stage 18 and the objective lens 22 therein. It is a replacement. Other configurations are the same as those of the semiconductor manufacturing apparatus described in the first embodiment with reference to FIG. Therefore, the description of those similar configurations is omitted.
【0078】プラズマ生成室47は、前記実施の形態1
において図9を用いて説明したプラズマ生成室47と同
様に、その内部にAuからなる電極46を有している。
ラジカル状態のプロセスガスを砥石車1へ吹き付けるノ
ズル10とプラズマ生成室47とは1本の配管9で接続
されている。The plasma generation chamber 47 is provided in the first embodiment.
Has an electrode 46 made of Au in the interior thereof, similarly to the plasma generation chamber 47 described with reference to FIG.
The nozzle 10 for blowing the process gas in the radical state onto the grinding wheel 1 and the plasma generation chamber 47 are connected by one pipe 9.
【0079】ボンベ7A、7Bからバルブ8A、8Bが
取り付けられた配管9A、9Bを通してプラズマ生成室
47へエッチングガス4および不活性ガス5を供給す
る。続いて、高周波電源3より電極46に高周波電圧を
印加する。これにより、プラズマ生成室47内にてエッ
チングガス4および不活性ガス5のプラズマを生成する
ことができる。本実施の形態2においても、前記実施の
形態1の場合と同様に、エッチングガス4および不活性
ガス5は大気圧以上の圧力で供給されるので、高周波電
圧の印加によって発生するプラズマは、プロセスガスを
構成する分子と衝突することによって消滅してしまう確
率が高くなり、空間的広がりが小さくなる。そのため、
プラズマ中のイオンが半導体基板2中に打ち込まれるこ
とを防ぐことができる。すなわち、プラズマ中のイオン
が半導体基板2中に打ち込まれることに起因するnチャ
ネル型MISFETQn、pチャネル型MISFETQ
pおよび配線M1〜M7などの特性の変動を防ぐことが
できる。また、前記実施の形態1の場合と同様に、得ら
れるラジカルの密度が高くなるので、nチャネル型MI
SFETQn、pチャネル型MISFETQpおよび配
線M1〜M7などの特性の変化を防ぎつつ、半導体基板
2を高速で加工することが可能となる。The etching gas 4 and the inert gas 5 are supplied from the cylinders 7A and 7B to the plasma generation chamber 47 through the pipes 9A and 9B provided with the valves 8A and 8B. Subsequently, a high frequency voltage is applied to the electrode 46 from the high frequency power supply 3. Thereby, plasma of the etching gas 4 and the inert gas 5 can be generated in the plasma generation chamber 47. Also in the second embodiment, as in the first embodiment, the etching gas 4 and the inert gas 5 are supplied at a pressure equal to or higher than the atmospheric pressure. The probability of disappearance due to collision with molecules constituting the gas increases, and the spatial spread decreases. for that reason,
It is possible to prevent ions in the plasma from being implanted into the semiconductor substrate 2. That is, an n-channel MISFET Qn and a p-channel MISFET Qn caused by ions in the plasma being implanted into the semiconductor substrate 2
Variations in characteristics such as p and the wirings M1 to M7 can be prevented. Further, as in the case of the first embodiment, since the density of the obtained radicals is high, the n-channel MI
The semiconductor substrate 2 can be processed at a high speed while preventing changes in characteristics of the SFET Qn, the p-channel MISFET Qp, and the wirings M1 to M7.
【0080】本実施の形態2においては、前記実施の形
態1において用いたフード11の替わりに、その内部に
砥石車1、半導体基板2、真空チャック16、ステージ
18および対物レンズ22を気密するチャンバ50を用
いている。このチャンバ50を用いた場合、半導体基板
2の搭載および取り出しは扉51を開けて行うことにな
る。チャンバ50を用いることにより、プラズマCVM
法および砥石車1による半導体基板2の加工時の気密性
を確保することができるので、前記実施の形態1におい
て図1を用いて説明したフード11を用いた場合より、
確実にプロセスガスの周辺への拡散を防ぐことができ
る。また、前記実施の形態1の場合と同様に、半導体基
板2のエッチング反応によって生成されたガス、余分な
プロセスガスおよびエッチングにより削られた半導体基
板2の残渣物は、排気装置12および排気管13を通し
て排出することができる。In the second embodiment, instead of the hood 11 used in the first embodiment, a chamber for hermetically sealing the grinding wheel 1, the semiconductor substrate 2, the vacuum chuck 16, the stage 18, and the objective lens 22 therein. 50 is used. When the chamber 50 is used, the loading and unloading of the semiconductor substrate 2 are performed with the door 51 opened. By using the chamber 50, the plasma CVM
The airtightness at the time of processing the semiconductor substrate 2 by the method and the grinding wheel 1 can be ensured, so that the hood 11 described with reference to FIG.
Diffusion of the process gas to the periphery can be reliably prevented. Further, as in the case of the first embodiment, the gas generated by the etching reaction of the semiconductor substrate 2, the excess process gas, and the residue of the semiconductor substrate 2 removed by the etching are exhausted by the exhaust device 12 and the exhaust pipe 13. Can be discharged through.
【0081】図11に示した構成においては、エッチン
グガス4の配管9Aおよび不活性ガス5の配管9Bがプ
ラズマ生成室47に接続されているが、図12に示すよ
うに、配管9Bをプラズマ生成室47に接続し、配管9
の途中に混合室52を設け、この混合室52に配管9A
を接続する構成としてもよい。このような構成とするこ
とにより、不活性ガス5のプラズマがラジカル状態にな
る際のエネルギーにより、混合室52に供給されたエッ
チングガス4をラジカル状態にすることができる。In the configuration shown in FIG. 11, the piping 9A for the etching gas 4 and the piping 9B for the inert gas 5 are connected to the plasma generation chamber 47. However, as shown in FIG. Connected to the chamber 47,
A mixing chamber 52 is provided in the middle of
May be connected. With such a configuration, the etching gas 4 supplied to the mixing chamber 52 can be turned into a radical state by the energy when the plasma of the inert gas 5 turns into a radical state.
【0082】また、図12に示した構成の場合には、プ
ラズマ生成室47においては不活性ガス5のプラズマの
みが生成されるので、イオンによる電極46の損傷を抑
制することができる。そのため、電極46の材質として
Au以外の材質を選択することが可能となり、本実施の
形態2の半導体製造装置の製造コストを低減することが
できる。Further, in the case of the configuration shown in FIG. 12, since only the plasma of the inert gas 5 is generated in the plasma generation chamber 47, damage to the electrode 46 by ions can be suppressed. Therefore, a material other than Au can be selected as the material of the electrode 46, and the manufacturing cost of the semiconductor manufacturing apparatus according to the second embodiment can be reduced.
【0083】プラズマ生成室47の替わりに、図13に
示すようなガラスまたはアルミナなどからなる管53に
高周波コイル54を巻きつけたものを用いてもよい。高
周波コイル54の一端には高周波電源3が電気的に接続
され、他端はアース17と電気的に接続されている。こ
の状況下において、配管9A、9Bからそれぞれエッチ
ングガス4および不活性ガス5を管53へ供給し、高周
波コイル54に高周波電源3により高周波電圧を印加す
ると、管53内にてエッチングガス4および不活性ガス
5のプラズマを生成することができる。プラズマ生成室
47を用いた場合と同様に、管53および高周波コイル
54を用いた場合においても、エッチングガス4および
不活性ガス5は大気圧以上の圧力で供給されるので、エ
ッチングガス4および不活性ガス5のプラズマを、ノズ
ル10へ供給される途中の配管9内でラジカル状態にす
ることができる。Instead of the plasma generation chamber 47, a high-frequency coil 54 wound around a tube 53 made of glass or alumina as shown in FIG. 13 may be used. One end of the high-frequency coil 54 is electrically connected to the high-frequency power supply 3, and the other end is electrically connected to the ground 17. Under this condition, when the etching gas 4 and the inert gas 5 are supplied from the pipes 9A and 9B to the pipe 53 and a high-frequency voltage is applied to the high-frequency coil 54 by the high-frequency power supply 3, the etching gas 4 and the inert gas A plasma of the active gas 5 can be generated. Similarly to the case where the plasma generation chamber 47 is used, even when the tube 53 and the high-frequency coil 54 are used, the etching gas 4 and the inert gas 5 are supplied at a pressure higher than the atmospheric pressure. The plasma of the active gas 5 can be turned into a radical state in the pipe 9 on the way of being supplied to the nozzle 10.
【0084】また、図14に示すように、紫外線光源U
Vを用いてプロセスガスをラジカル化してもよい。Further, as shown in FIG.
The process gas may be radicalized using V.
【0085】図14に示す構成においては、ラジカル生
成室RPの内部に紫外線光源UVを配置し、ラジカル生
成室RPの内面には紫外線光源UVからの紫外光を反射
する反射膜(図示は省略)が形成されている。紫外線光
源UVは、たとえば水銀灯、エキシマランプまたは重水
素ランプなどとすることができ、発行波長が短いほどプ
ロセスガスを効率よくラジカル状態にすることが可能で
ある。エッチングガス4および不活性ガス5は、それぞ
れボンベ7A、7Bからバルブ8A、8Bが取り付けら
れた配管9A、9Bを通してラジカル生成室RPへ供給
される。In the configuration shown in FIG. 14, an ultraviolet light source UV is disposed inside the radical generation chamber RP, and a reflection film (not shown) for reflecting ultraviolet light from the ultraviolet light source UV is provided on the inner surface of the radical generation chamber RP. Are formed. The ultraviolet light source UV can be, for example, a mercury lamp, an excimer lamp, a deuterium lamp, or the like. The shorter the emission wavelength, the more efficiently the process gas can be in a radical state. The etching gas 4 and the inert gas 5 are supplied from the cylinders 7A and 7B to the radical generation chamber RP through pipes 9A and 9B provided with valves 8A and 8B, respectively.
【0086】図14に示した構成におけるラジカル生成
プロセスは、まず、紫外線光源UVを点灯する。続い
て、バルブ8A、8Bを開けて、ラジカル生成室RP内
にプロセスガス(エッチングガス4および不活性ガス
5)を供給する。ラジカル生成室RP内に供給されたプ
ロセスガスは、紫外線光源UVからの紫外光によって励
起され、ラジカル状態となる。ラジカル状態となったプ
ロセスガスは、配管9によってノズル10に導かれ、砥
石車1に供給することができる。In the radical generation process in the configuration shown in FIG. 14, first, the ultraviolet light source UV is turned on. Subsequently, the valves 8A and 8B are opened to supply the process gas (the etching gas 4 and the inert gas 5) into the radical generation chamber RP. The process gas supplied into the radical generation chamber RP is excited by the ultraviolet light from the ultraviolet light source UV to be in a radical state. The process gas in the radical state is guided to the nozzle 10 by the pipe 9 and can be supplied to the grinding wheel 1.
【0087】図14に示した構成においては、エッチン
グガス4および不活性ガス5共にラジカル生成室RP内
に供給する場合について例示したが、エッチングガス4
のみをラジカル生成室RP内に供給し、図12を用いて
説明した混合室52と同様の混合室を設けて、この混合
室にて不活性ガス5とラジカル状態となったエッチング
ガス4とを混合する構成としてもよい。また、ラジカル
生成室RPを設ける替わりに、紫外線光源UVに石英管
を巻きつけ、この石英管内にプロセスガスを供給する構
成としてもプロセスガスをラジカル化することが可能で
ある。In the configuration shown in FIG. 14, the case where both the etching gas 4 and the inert gas 5 are supplied into the radical generation chamber RP has been exemplified.
Is supplied into the radical generation chamber RP, and a mixing chamber similar to the mixing chamber 52 described with reference to FIG. 12 is provided. In this mixing chamber, the inert gas 5 and the etching gas 4 in the radical state are mixed. It is good also as composition which mixes. Further, instead of providing the radical generation chamber RP, a quartz tube may be wound around the ultraviolet light source UV and a process gas may be supplied into the quartz tube, so that the process gas can be radicalized.
【0088】(実施の形態3)図15は、本実施の形態
3の半導体製造装置の構成図である。この半導体製造装
置は、前記実施の形態1および前記実施の形態2におい
て示した半導体製造装置では砥石車1の寸法に制約され
て加工が困難な半導体チップまたはパッケージ品につい
ても加工を可能としたものである。また、加工対象が半
導体ウェハである場合にも、その加工領域が狭い場合に
用いることが可能である。(Third Embodiment) FIG. 15 is a configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to a third embodiment. This semiconductor manufacturing apparatus is capable of processing even a semiconductor chip or a package product which is difficult to process because of the dimensions of the grinding wheel 1 in the semiconductor manufacturing apparatuses described in the first and second embodiments. It is. Further, even when the processing target is a semiconductor wafer, it can be used when the processing area is small.
【0089】本実施の形態3の半導体製造装置は、たと
えばモールド樹脂などで半導体チップをパッケージング
してなる試料61(半導体基板)に、工具62を用いて
加工を施すものである。In the semiconductor manufacturing apparatus according to the third embodiment, a sample 61 (semiconductor substrate) obtained by packaging a semiconductor chip with a mold resin or the like is processed using a tool 62.
【0090】工具62(第1工具)は、モータ63のシ
ャフト64の一端にナット65により固定される。シャ
フト64の他の一端は、継手66および配管9を介して
プラズマ生成室47に配管接続される。プロセスガス
(エッチングガス4および不活性ガス5)は、前記実施
の形態1および前記実施の形態2の場合と同様に大気圧
以上の圧力で供給されるので、配管9を通過中にラジカ
ル状態にすることができる。ここで、工具62、モータ
63およびシャフト64は中空であり、この工具62、
モータ63およびシャフト64を経由してラジカル状態
のプロセスガスを試料61の加工表面に吹き付け、プラ
ズマCVM法による試料61の加工(エッチング)を行
うことができる。The tool 62 (first tool) is fixed to one end of a shaft 64 of the motor 63 by a nut 65. The other end of the shaft 64 is connected to the plasma generation chamber 47 via a joint 66 and the pipe 9. Since the process gas (the etching gas 4 and the inert gas 5) is supplied at a pressure equal to or higher than the atmospheric pressure in the same manner as in the first and second embodiments, the process gas enters a radical state while passing through the pipe 9. can do. Here, the tool 62, the motor 63, and the shaft 64 are hollow.
A process gas in a radical state is sprayed onto the processed surface of the sample 61 via the motor 63 and the shaft 64, and the sample 61 can be processed (etched) by the plasma CVM method.
【0091】図16は、工具62の拡大断面図である。
図16に示すように、工具62は、筒状の台金62A
(第1部材)の端部に砥石62B(第2部材)を固着し
たものである。台金62Aは、前記実施の形態1におい
て図4に示した台金1Aと同様に導電性の台金である。
また、砥石62Bは、前記実施の形態1において図4に
示した砥石1Bと同様にダイヤモンド、アルミナ、Si
C、CBNまたはそれらの複数を組み合わせた研磨砥粒
からなり、多孔質で通気性を確保してある。このような
構成の工具62をモータ63により試料61の加工面に
水平に回転させることにより、試料61を機械的に研磨
することができる。すなわち、前記実施の形態1および
前記実施の形態2の場合と同様に、試料61の加工表面
にプラズマCVM法では加工が困難なAu膜などが形成
されている場合においても、試料61を工具62により
機械的に研磨することにより、試料61の加工が可能と
なる。このように、本実施の形態3の半導体製造装置に
おいては、試料61の加工をプラズマCVM法によるエ
ッチングと工具62による機械的な研磨とを連続して行
うことができる。また、前記実施の形態1、2の場合と
同様に、プラズマCVM法によるエッチングと工具62
による機械的な研磨とを同時に行うことにより、エッチ
ングレートの異なる層間絶縁膜と配線とを均一に鏡面状
態で加工することが可能である。FIG. 16 is an enlarged sectional view of the tool 62.
As shown in FIG. 16, the tool 62 includes a cylindrical base 62A.
The grindstone 62B (second member) is fixed to the end of the (first member). The base metal 62A is a conductive base metal like the base metal 1A shown in FIG. 4 in the first embodiment.
Further, the grinding stone 62B is made of diamond, alumina, Si, and the like in the same manner as the grinding stone 1B shown in FIG.
It is made of abrasive grains of C, CBN or a combination of a plurality of them, and is porous and secures air permeability. The sample 61 can be mechanically polished by rotating the tool 62 having such a configuration horizontally on the processing surface of the sample 61 by the motor 63. That is, similarly to the first and second embodiments, even when an Au film or the like, which is difficult to process by the plasma CVM method, is formed on the processing surface of the sample 61, the sample 61 is used as the tool 62. By mechanically polishing the sample 61, the sample 61 can be processed. As described above, in the semiconductor manufacturing apparatus according to the third embodiment, the processing of the sample 61 can be continuously performed by the etching by the plasma CVM method and the mechanical polishing by the tool 62. Further, similarly to the first and second embodiments, the etching by the plasma CVM method and the tool 62 are performed.
By performing the mechanical polishing simultaneously, the interlayer insulating films and wirings having different etching rates can be uniformly processed in a mirror state.
【0092】図15に示したフード11は、前記実施の
形態1において図1を用いて説明したフード11と同様
に、上記したプロセスガスを周辺に拡散してしまうこと
なく、効率よく試料61の加工部に供給するために設け
られている。試料61のエッチング反応によって生成さ
れたガスおよび余分なプロセスガスは、フード11に接
続された排気管13を通して周辺に拡散させることなく
排出することができる。また、プロセスガスによるエッ
チングによって削られた試料61の残渣物が試料61の
加工表面に残っている場合でも、その残渣物は工具62
によって除去された後に排気管13から排出できるの
で、この残渣物が試料61の加工表面に残ることを防ぐ
ことができる。すなわち、試料61の残渣物が試料61
の加工表面に残ることによって、鏡面加工が阻害される
ことを防ぐことが可能となる。The hood 11 shown in FIG. 15 is similar to the hood 11 described in the first embodiment with reference to FIG. It is provided to supply to the processing section. The gas generated by the etching reaction of the sample 61 and the excess process gas can be exhausted without being diffused to the surroundings through the exhaust pipe 13 connected to the hood 11. Further, even when the residue of the sample 61 that has been removed by etching with the process gas remains on the processed surface of the sample 61, the residue is removed by the tool 62.
After the gas is removed by the exhaust pipe 13, the residue can be prevented from remaining on the processed surface of the sample 61. That is, the residue of the sample 61
It is possible to prevent the mirror surface processing from being hindered by remaining on the processed surface.
【0093】また、シャフト64には試料61を機械的
に研磨する工具62だけでなく、たとえば試料61を樹
脂封止するモールド樹脂などを加工することができるエ
ンドミルなどを取り付けることも可能である。工具62
とエンドミルなどの他の工具とを適宜交換することによ
って、本実施の形態3の半導体製造装置により試料61
を一貫して加工することが可能となる。Further, not only the tool 62 for mechanically polishing the sample 61 but also, for example, an end mill or the like capable of processing a mold resin for sealing the sample 61 with resin can be attached to the shaft 64. Tool 62
By properly replacing the tool with another tool such as an end mill, the semiconductor manufacturing apparatus according to the third embodiment allows the sample 61 to be used.
Can be processed consistently.
【0094】図17(a)および図17(b)は、それ
ぞれ工具62の変形例を示す要部断面図および上部から
見た要部平面図である。図17(a)に示すように、台
金62Aの端部の径を広げ、その端部に通気穴67を有
する蓋を設けてもよい。この時、砥石62Bは通気性の
ものとする。FIGS. 17 (a) and 17 (b) are a cross-sectional view of a main part and a plan view of the main part viewed from above showing a modification of the tool 62, respectively. As shown in FIG. 17A, the diameter of the end of the base metal 62A may be increased, and a lid having a ventilation hole 67 may be provided at the end. At this time, the grindstone 62B is permeable.
【0095】また、図18(a)は、工具62の変形例
を示す要部断面図であり、図18(b)および図18
(c)は、図18(a)に示した工具62を下部から見
た要部平面図である。砥石62Bには、図18(b)に
示すような放射状の溝68を設けてもよい。FIG. 18A is a sectional view of a main part showing a modification of the tool 62, and FIGS.
FIG. 19C is a plan view of a main part of the tool 62 shown in FIG. The grindstone 62B may be provided with a radial groove 68 as shown in FIG.
【0096】このように、工具62を図17または図1
8に示したような構成とすることにより、試料61の加
工表面へラジカル状態のプロセスガスをより効果的に送
り込むことが可能となる。すなわち、半導体基板2の加
工をより効果的に行うことが可能となる。As described above, the tool 62 is moved to the position shown in FIG.
With the configuration as shown in FIG. 8, it becomes possible to more effectively feed the process gas in the radical state to the processed surface of the sample 61. That is, the processing of the semiconductor substrate 2 can be performed more effectively.
【0097】図19に、モータ63を使わずに工具62
を回転させるための構成の一例を示す。図19(a)は
その構成を示す要部断面図であり、図19(b)は、図
19(a)中のA−A線における平面図である。FIG. 19 shows that the tool 62 is used without using the motor 63.
1 shows an example of a configuration for rotating. FIG. 19A is a cross-sectional view of a main part showing the configuration, and FIG. 19B is a plan view taken along line AA in FIG. 19A.
【0098】図19に示す構成おいては、モータ63の
替わりにプラズマ生成室47と接続された中空のケース
70を用いる。ケース70の内部においては、シャフト
64に回転翼71が取り付けられ、シャフト64はケー
ス70の上面および下面においてシール軸受け72によ
って保持され回転可能となっている。また、シャフト6
4には、プロセスガスを工具62へ供給するための通気
穴73が設けられている。In the configuration shown in FIG. 19, a hollow case 70 connected to the plasma generation chamber 47 is used instead of the motor 63. Inside the case 70, a rotating blade 71 is attached to a shaft 64, and the shaft 64 is rotatably held on the upper and lower surfaces of the case 70 by a seal bearing 72. Also, the shaft 6
4 is provided with a vent hole 73 for supplying a process gas to the tool 62.
【0099】回転翼71が取り付けられたシャフト64
は、ケース70に供給されるプロセスガスの圧力によっ
て回転させることができる。すなわち、プロセスガスが
供給される圧力で工具62を回転させ、試料61に加工
を施すことが可能となるので、図15中に示したモータ
63などの駆動機器を省略することができる。これによ
り、その駆動機器を駆動させるための動力源も省略でき
るので、本実施の形態3の半導体製造装置の製造コスト
およびその半導体製造装置によって製造される半導体装
置の製造コストを低減することが可能となる。The shaft 64 to which the rotating blade 71 is attached
Can be rotated by the pressure of the process gas supplied to the case 70. That is, the tool 62 can be rotated at the pressure at which the process gas is supplied, and the sample 61 can be processed, so that driving equipment such as the motor 63 shown in FIG. 15 can be omitted. Thus, a power source for driving the driving device can be omitted, so that the manufacturing cost of the semiconductor manufacturing apparatus of the third embodiment and the manufacturing cost of the semiconductor device manufactured by the semiconductor manufacturing apparatus can be reduced. Becomes
【0100】図20に示すように、図19を用いて説明
した構成において、さらに前記実施の形態1において図
6を用いて説明した照明ユニット30を用い、工具62
の台金62Aの内面およびシャフト64の内面を光ガイ
ドとして用いることにより、試料61からの反射光量を
基に工具62と試料61とのギャップGを検知すること
が可能である。As shown in FIG. 20, in the configuration described with reference to FIG. 19, the illumination unit 30 described with reference to FIG.
By using the inner surface of the base metal 62A and the inner surface of the shaft 64 as light guides, it is possible to detect the gap G between the tool 62 and the sample 61 based on the amount of reflected light from the sample 61.
【0101】図20(a)に示すように、照明光源23
から発せられた照明光32は、ハーフミラー31によっ
て光路を曲げられ、集光レンズ75によって集光された
後、シール軸受け72上に設けられた光透過窓76を透
過し、シャフト64および工具62内を経由して試料6
1上に照射される。試料61からの反射光77は、シャ
フト64および工具62内を通り、集光レンズ75にて
集光された後、ハーフミラー31を透過して光検出器7
8によって検出される。As shown in FIG. 20A, the illumination light source 23
The illumination light 32 emitted from the optical path is bent by the half mirror 31 and condensed by the condenser lens 75, and then passes through the light transmission window 76 provided on the seal bearing 72, and the shaft 64 and the tool 62 Sample 6 via the inside
Irradiated on 1 The reflected light 77 from the sample 61 passes through the shaft 64 and the tool 62, and is condensed by the condensing lens 75, then passes through the half mirror 31, and passes through the
8 detected.
【0102】本発明者らの行った実験によれば、図20
(b)に示す工具62および試料61の加工表面の間の
ギャップGと反射光77の光量との間には図20(c)
に示すような関係があることがわかった。すなわち、そ
のギャップGが小さくなるに従い、工具62と試料61
との隙間から洩れ出す照明光32が少なくなり、光検出
器78が検出する反射光77の光量は増加し、反射光7
7の光量が最大となった時点でギャップGは0となる。
これにより、工具62を徐々に試料61に近づけ、光検
出器78により検出する光量に変化がなくなった時点で
工具62の下降を止めることにより、試料61に損傷を
与えることなく加工を施すことが可能となる。According to an experiment conducted by the present inventors, FIG.
FIG. 20C shows a gap between the gap G between the tool 62 and the processed surface of the sample 61 shown in FIG.
It has been found that there is a relationship as shown in FIG. That is, as the gap G becomes smaller, the tool 62 and the sample 61
And the amount of reflected light 77 detected by the photodetector 78 increases, and the reflected light 7
The gap G becomes 0 at the time when the light quantity of No. 7 becomes maximum.
As a result, the tool 62 is gradually approached to the sample 61, and the descent of the tool 62 is stopped when the amount of light detected by the light detector 78 stops changing, so that processing can be performed without damaging the sample 61. It becomes possible.
【0103】図21または図22に示す構成は、図19
を用いて説明したモータ63を使わずに工具62を回転
させる構成の変形例であり、屈折式の対物レンズ80A
または反射式の対物レンズ80Bを工具62と同軸に設
けることで、試料61の加工中においても試料61の加
工表面を観察可能としたものである。The structure shown in FIG. 21 or FIG.
Is a modification of the configuration in which the tool 62 is rotated without using the motor 63 described with reference to FIG.
Alternatively, by providing the reflection type objective lens 80B coaxially with the tool 62, the processed surface of the sample 61 can be observed even during the processing of the sample 61.
【0104】図21および図22に示す構成において
は、工具62の内面にフィン81が設けられており、図
19を用いて説明した構成と同様に、プラズマ生成室4
7より供給されるプロセスガスの圧力によって工具62
を回転させることができる。これにより、図19を用い
て説明した構成と同様に、図15中に示したモータ63
などの駆動機器を省略することができる。In the configuration shown in FIGS. 21 and 22, fins 81 are provided on the inner surface of the tool 62, and the plasma generation chamber 4 is provided similarly to the configuration described with reference to FIG.
7 by the pressure of the process gas supplied from
Can be rotated. Thus, similarly to the configuration described with reference to FIG. 19, the motor 63 shown in FIG.
And other driving equipment can be omitted.
【0105】図21に示す構成においては、照明光源2
3から発せられた照明光32は、ハーフミラー31によ
って光路を曲げられた後、光透過窓82よりケース83
内に入る。ケース83内に入った照明光32は、レンズ
チューブ84内を通って対物レンズ80Aにより集光さ
れ、試料61へ照射される。試料61からの反射光77
は、対物レンズ80Aにより集光された後、レンズチュ
ーブ84、光透過窓82およびハーフミラー31を経由
してリレーレンズ85により集光される。リレーレンズ
85により集光された照明光32はカメラ24にて結像
され、その映像はモニタ26の画面に試料61の観察像
として表示することができる。In the configuration shown in FIG.
The illumination light 32 emitted from the light source 3 has its optical path bent by the half mirror 31 and then passes through the light transmission window 82 to the case 83.
Get in. The illumination light 32 entering the case 83 passes through the inside of the lens tube 84 and is condensed by the objective lens 80 </ b> A, and is irradiated on the sample 61. Reflected light 77 from sample 61
Is collected by the relay lens 85 via the lens tube 84, the light transmission window 82 and the half mirror 31 after being collected by the objective lens 80A. The illumination light 32 condensed by the relay lens 85 is imaged by the camera 24, and the image can be displayed on the screen of the monitor 26 as an observation image of the sample 61.
【0106】図22に示す構成においては、対物レンズ
80Bは、図21に示したケース83と同様の機能を有
し、その内面においては光を反射可能なレンズ80C
と、レンズ80Cの内部に設けられ、光を反射可能なレ
ンズ80Dとから構成される。光透過窓82よりケース
83内に入った照明光32は、レンズ80Cの上面に設
けられた光透過窓82よりレンズ80Cの内部に入射し
た後、レンズ80Dにより反射される。レンズ80Dに
より反射された照明光32は、レンズ80Cの内面に到
達した後、レンズ80Cにより反射され、試料61へ照
射される。試料61からの反射光77は、レンズ80C
の内面に到達した後、レンズ80Cにより反射され、レ
ンズ80Dへ集光される。レンズ80Dへ集光された反
射光77は、レンズ80Dに反射され、光透過窓82よ
りレンズ80Cの外部へ出る。レンズ80Cの外部へ出
た反射光77は、ハーフミラー31を透過した後、リレ
ーレンズ85により集光され、カメラ24にて結像され
る。カメラ24にて結像された映像は、モニタ26の画
面に試料61の観察像として表示することができる。In the configuration shown in FIG. 22, the objective lens 80B has the same function as the case 83 shown in FIG. 21, and has a lens 80C capable of reflecting light on its inner surface.
And a lens 80D provided inside the lens 80C and capable of reflecting light. The illumination light 32 entering the case 83 through the light transmission window 82 enters the inside of the lens 80C from the light transmission window 82 provided on the upper surface of the lens 80C, and is reflected by the lens 80D. The illumination light 32 reflected by the lens 80D reaches the inner surface of the lens 80C, is reflected by the lens 80C, and irradiates the sample 61. The reflected light 77 from the sample 61 is
After arriving at the inner surface of the lens 80C, the light is reflected by the lens 80C and condensed on the lens 80D. The reflected light 77 condensed on the lens 80D is reflected by the lens 80D and exits the lens 80C through the light transmission window 82. The reflected light 77 emitted to the outside of the lens 80C is transmitted through the half mirror 31 and then condensed by the relay lens 85 to be imaged by the camera 24. The image formed by the camera 24 can be displayed on the screen of the monitor 26 as an observation image of the sample 61.
【0107】上記したように、図21および図22に示
した構成においては、試料61の加工中においても試料
61の加工表面の観察が可能である。すなわち、試料6
1の加工中において、前記実施の形態1において図2を
用いて説明したnチャネル型MISFETQn、pチャ
ネル型MISFETQpまたは配線M1〜M7など所定
のパターンがモニタ26にて確認された時点で加工を停
止することが可能となる。これにより、本実施の形態3
の半導体製造装置の加工精度を向上することができる。As described above, in the configuration shown in FIGS. 21 and 22, the processed surface of the sample 61 can be observed even during the processing of the sample 61. That is, sample 6
During the processing 1, the processing is stopped when a predetermined pattern such as the n-channel MISFET Qn, the p-channel MISFET Qp, or the wirings M <b> 1 to M <b> 7 described with reference to FIG. It is possible to do. Thus, the third embodiment
The processing accuracy of the semiconductor manufacturing apparatus can be improved.
【0108】(実施の形態4)本実施の形態4は、絶縁
膜に配線溝を形成した後、半導体基板の主面に配線形成
用の導電性膜を堆積し、その配線溝以外の領域の導電性
膜を除去することにより、配線溝内に配線を形成する半
導体装置の製造工程に、前記実施の形態1、前記実施の
形態2または前記実施の形態3において示した半導体製
造装置を適用するものである。(Embodiment 4) In Embodiment 4, after forming a wiring groove in an insulating film, a conductive film for forming a wiring is deposited on the main surface of the semiconductor substrate, and a region other than the wiring groove is formed. The semiconductor manufacturing apparatus described in Embodiment 1, Embodiment 2, or Embodiment 3 is applied to a manufacturing process of a semiconductor device in which a wiring is formed in a wiring groove by removing a conductive film. Things.
【0109】以下、上記した半導体装置の製造工程を図
23〜図28に従って工程順に説明する。Hereinafter, the steps of manufacturing the above-described semiconductor device will be described in the order of steps with reference to FIGS.
【0110】まず、図23に示すように、比抵抗が10
Ωcm程度の単結晶シリコンからなる半導体基板2を8
50℃程度で熱処理して、その主面に膜厚10nm程度
の薄い酸化シリコン膜(パッド酸化膜)を形成し、次い
でこの酸化シリコン膜の上に膜厚120nm程度の窒化
シリコン膜をCVD(Chemical Vapor Deposition)法
で堆積した後、フォトレジスト膜をマスクにしたドライ
エッチングで素子分離領域の窒化シリコン膜と酸化シリ
コン膜とを除去する。酸化シリコン膜は、後の工程で素
子分離溝の内部に埋め込まれる酸化シリコン膜をデンシ
ファイ(焼き締め)するときなどに基板に加わるストレ
スを緩和する目的で形成される。また、窒化シリコン膜
は酸化されにくい性質を持つので、その下部(活性領
域)の基板表面の酸化を防止するマスクとして利用され
る。First, as shown in FIG.
The semiconductor substrate 2 made of single crystal silicon of about Ωcm
A heat treatment is performed at about 50 ° C. to form a thin silicon oxide film (pad oxide film) having a thickness of about 10 nm on the main surface, and then a silicon nitride film having a thickness of about 120 nm is formed on the silicon oxide film by CVD (Chemical After deposition by a vapor deposition method, the silicon nitride film and the silicon oxide film in the element isolation region are removed by dry etching using a photoresist film as a mask. The silicon oxide film is formed for the purpose of relieving stress applied to the substrate when densifying (burning) the silicon oxide film embedded in the element isolation trench in a later step. Further, since the silicon nitride film has a property of being hardly oxidized, it is used as a mask for preventing oxidation of the substrate surface below (the active region).
【0111】続いて、窒化シリコン膜をマスクにしたド
ライエッチングで素子分離領域の半導体基板2に深さ3
50nm程度の溝を形成した後、エッチングで溝の内壁
に生じたダメージ層を除去するために、半導体基板2を
1000℃程度で熱処理して溝の内壁に膜厚10nm程
度の薄い酸化シリコン膜94を形成する。Subsequently, the semiconductor substrate 2 in the element isolation region is subjected to dry etching with a depth of 3
After forming a groove of about 50 nm, the semiconductor substrate 2 is heat-treated at about 1000 ° C. to remove a damaged layer formed on the inner wall of the groove by etching, and a thin silicon oxide film 94 of about 10 nm thickness is formed on the inner wall of the groove. To form
【0112】続いて、半導体基板2上に膜厚380nm
程度の酸化シリコン膜95をCVD法で堆積し、次いで
酸化シリコン膜95の膜質を改善するために、半導体基
板2を熱処理して酸化シリコン膜95をデンシファイ
(焼き締め)する。その後、前記実施の形態1にて図1
を用いて説明した半導体製造装置、前記実施の形態2に
て図11を用いて説明した半導体製造装置、または前記
実施の形態3にて図15を用いて説明した半導体製造装
置を用いて酸化シリコン膜95を研磨する。このように
して、酸化シリコン膜95を溝の内部に残すことによ
り、表面が平坦化された素子分離溝96を形成すること
ができる。Subsequently, a film thickness of 380 nm is formed on the semiconductor substrate 2.
The silicon oxide film 95 is deposited by a CVD method, and then, in order to improve the film quality of the silicon oxide film 95, the semiconductor substrate 2 is heat-treated and the silicon oxide film 95 is densified (baked). Then, FIG.
Using the semiconductor manufacturing apparatus described with reference to FIG. 11, the semiconductor manufacturing apparatus described with reference to FIG. 11 in Embodiment 2, or the semiconductor manufacturing apparatus described with reference to FIG. 15 in Embodiment 3. The film 95 is polished. In this manner, by leaving the silicon oxide film 95 inside the groove, the element isolation groove 96 whose surface is flattened can be formed.
【0113】続いて、熱リン酸を用いたウェットエッチ
ングで半導体基板2の活性領域上に残った窒化シリコン
膜を除去した後、半導体基板2のnチャネル型MISF
ETを形成する領域にB(ホウ素)をイオン注入してp
型ウエル97を形成する。Subsequently, after removing the silicon nitride film remaining on the active region of the semiconductor substrate 2 by wet etching using hot phosphoric acid, the n-channel MISF of the semiconductor substrate 2 is removed.
B (boron) is ion-implanted into the region where
A mold well 97 is formed.
【0114】続いて、p型ウエル97の酸化シリコン膜
をHF(フッ酸)系の洗浄液を使って除去した後、図2
4に示すように、半導体基板2をウェット酸化してp型
ウエル97の表面に膜厚3.5nm程度の清浄なゲート
酸化膜99を形成する。Subsequently, after removing the silicon oxide film of the p-type well 97 using a HF (hydrofluoric acid) -based cleaning solution, FIG.
As shown in FIG. 4, the semiconductor substrate 2 is wet-oxidized to form a clean gate oxide film 99 having a thickness of about 3.5 nm on the surface of the p-type well 97.
【0115】次に、半導体基板2上に膜厚90〜100
nm程度のノンドープ多結晶シリコン膜をCVD法で堆
積する。続いて、イオン注入用のマスクを用いて、p型
ウエル97の上部のノンドープ多結晶シリコン膜に、た
とえばP(リン)をイオン注入してn型多結晶シリコン
膜を形成する。さらに、そのn型多結晶シリコン膜の表
面に酸化シリコン膜を堆積して積層膜を形成し、フォト
リソグラフィによりパターニングされたレジストをマス
クとしてその積層膜をエッチングし、ゲート電極100
およびキャップ絶縁膜101Aを形成する。なお、ゲー
ト電極100の上部にWSix、MoSix、TiS
ix、TaSixまたはCoSixなどの高融点金属シリ
サイド膜を積層してもよい。キャップ絶縁膜101A
は、たとえばCVD法により形成することができる。Next, a film having a thickness of 90 to 100
A non-doped polycrystalline silicon film of about nm is deposited by a CVD method. Subsequently, for example, P (phosphorus) is ion-implanted into the non-doped polycrystalline silicon film on the p-type well 97 using an ion implantation mask to form an n-type polycrystalline silicon film. Further, a silicon oxide film is deposited on the surface of the n-type polycrystalline silicon film to form a laminated film, and the laminated film is etched using a resist patterned by photolithography as a mask to form a gate electrode 100.
Then, a cap insulating film 101A is formed. Incidentally, the upper portion of the gate electrode 100 WSi x, MoSi x, TiS
i x, it may be stacked refractory metal silicide film such as TaSi x or CoSi x. Cap insulating film 101A
Can be formed by, for example, a CVD method.
【0116】次に、ゲート電極100の加工に用いたフ
ォトレジスト膜を除去した後、p型ウエル97にn型不
純物、たとえばP(リン)をイオン注入してゲート電極
100の両側のp型ウエル97にn-型半導体領域10
2を形成する。Next, after removing the photoresist film used for processing the gate electrode 100, an n-type impurity, for example, P (phosphorus) is ion-implanted into the p-type well 97 so that the p-type wells on both sides of the gate electrode 100 are removed. N - type semiconductor region 10 at 97
Form 2
【0117】次に、半導体基板2上に膜厚100nm程
度の酸化シリコン膜をCVD法で堆積し、反応性イオン
エッチング(RIE)法を用いてこの酸化シリコン膜を
異方性エッチングすることにより、nチャネル型MIS
FETQnのゲート電極100の側壁にサイドウォール
スペーサ101Bを形成する。続いて、p型ウエル97
にn型不純物、例えばAs(ヒ素)をイオン注入してn
チャネル型MISFETQnのn+型半導体領域103
(ソース、ドレイン)を形成する。これにより、nチャ
ネル型MISFETQnにLDD(Lightly Doped Drai
n)構造のソース、ドレイン領域が形成され、nチャネ
ル型MISFETQnが完成する。Next, a silicon oxide film having a thickness of about 100 nm is deposited on the semiconductor substrate 2 by the CVD method, and the silicon oxide film is anisotropically etched by the reactive ion etching (RIE) method. n-channel MIS
A sidewall spacer 101B is formed on the side wall of the gate electrode 100 of the FET Qn. Subsequently, the p-type well 97
Is ion-implanted with an n-type impurity, for example, As (arsenic).
N + type semiconductor region 103 of channel type MISFET Qn
(Source, drain) are formed. Thereby, the LDD (Lightly Doped Draid) is applied to the n-channel type MISFET Qn.
n) Source and drain regions having a structure are formed, and an n-channel MISFET Qn is completed.
【0118】次に、半導体基板2上にCVD法で酸化シ
リコン膜を堆積した後、前記実施の形態1にて図1を用
いて説明した半導体製造装置、前記実施の形態2にて図
11を用いて説明した半導体製造装置、または前記実施
の形態3にて図15を用いて説明した半導体製造装置を
用いて酸化シリコン膜を研磨する。これにより、その表
面が平坦化された絶縁膜104を形成することができ
る。Next, after a silicon oxide film is deposited on the semiconductor substrate 2 by the CVD method, the semiconductor manufacturing apparatus described in the first embodiment with reference to FIG. The silicon oxide film is polished using the semiconductor manufacturing apparatus described with reference to FIG. 15 or the semiconductor manufacturing apparatus described in Embodiment 3 with reference to FIG. Thus, the insulating film 104 whose surface is flattened can be formed.
【0119】次に、図25に示すように、半導体基板2
の主面のn+型半導体領域103上の絶縁膜104に、
フォトリソグラフィ技術を用いて接続孔105を開口す
る。Next, as shown in FIG.
The insulating film 104 on the n + type semiconductor region 103 on the main surface of
The connection hole 105 is opened using a photolithography technique.
【0120】次に、半導体基板2上に、スパッタリング
法により、たとえば窒化チタンなどのバリア導体膜10
6Aを形成し、さらにブランケットCVD法により、た
とえばタングステンなどの導電性膜106Bを堆積す
る。Next, a barrier conductor film 10 made of, for example, titanium nitride is formed on the semiconductor substrate 2 by sputtering.
6A, and a conductive film 106B such as tungsten is deposited by blanket CVD.
【0121】次に、接続孔105以外の絶縁膜104上
のバリア導体膜106Aおよび導電性膜106Bを前記
実施の形態1にて図1を用いて説明した半導体製造装
置、前記実施の形態2にて図11を用いて説明した半導
体製造装置、または前記実施の形態3にて図15を用い
て説明した半導体製造装置を用いて除去し、プラグ10
6を形成する。Next, the barrier conductor film 106A and the conductive film 106B on the insulating film 104 other than the connection hole 105 are formed by using the semiconductor manufacturing apparatus described in the first embodiment with reference to FIG. 15 using the semiconductor manufacturing apparatus described with reference to FIG. 11 or the semiconductor manufacturing apparatus described with reference to FIG.
6 is formed.
【0122】次に、図26に示すように、半導体基板2
上に、たとえばプラズマCVD法にて窒化シリコン膜を
堆積し、膜厚が約100nmのエッチストッパ膜107
を形成する。エッチストッパ膜107は、その上層の絶
縁膜に配線形成用の溝部や孔を形成する際に、その掘り
過ぎにより下層に損傷を与えたり、加工寸法精度が劣化
したりすることを回避するためのものである。Next, as shown in FIG.
A silicon nitride film is deposited thereon by, for example, a plasma CVD method, and the etch stopper film 107 having a thickness of about 100 nm is formed.
To form The etch stopper film 107 is used to prevent the lower layer from being damaged due to excessive digging and to prevent the processing dimensional accuracy from deteriorating when a trench or a hole for forming a wiring is formed in the insulating film on the upper layer. Things.
【0123】続いて、たとえばエッチストッパ膜107
の表面にCVD法でフッ素を添加した酸化シリコン(S
iOF)膜を堆積し、膜厚が約400nmの絶縁膜10
8を堆積する。絶縁膜108としてSiOF膜を用いた
場合、そのSiOF膜は低誘電率膜であるので、半導体
装置の配線の総合的な誘電率を下げることが可能であ
り、配線遅延を改善できる。Subsequently, for example, the etch stopper film 107
Silicon oxide (S) doped with fluorine by CVD on the surface of
iOF) film, and an insulating film 10 having a thickness of about 400 nm.
8 is deposited. When an SiOF film is used as the insulating film 108, since the SiOF film is a low dielectric constant film, the overall dielectric constant of the wiring of the semiconductor device can be reduced, and the wiring delay can be improved.
【0124】次に、エッチストッパ膜107および絶縁
膜108を、フォトリソグラフィ技術およびドライエッ
チング技術を用いて加工し、配線溝109を形成する。Next, the etching stopper film 107 and the insulating film 108 are processed using a photolithography technique and a dry etching technique to form a wiring groove 109.
【0125】次に、図27に示すように、バリア導体膜
110となる窒化チタン膜を堆積する。バリア導体膜1
10は、たとえばCVD法またはスパッタリング法によ
り堆積することができる。このバリア導体膜110の堆
積は、次の工程で形成する銅膜の密着性の向上および銅
の拡散防止のために行うもので、その膜厚は約500Å
とすることができる。なお、本実施の形態4において
は、バリア導体膜110として窒化チタン膜を例示した
が、タンタル膜等の金属膜あるいは窒化タンタル膜等で
あってもよく、タンタル膜および窒化タンタル膜であっ
た場合には、窒化チタン膜を用いた場合より銅膜との密
着性がよい。Next, as shown in FIG. 27, a titanium nitride film to be a barrier conductor film 110 is deposited. Barrier conductor film 1
10 can be deposited by, for example, a CVD method or a sputtering method. The deposition of the barrier conductor film 110 is performed to improve the adhesion of the copper film formed in the next step and to prevent the diffusion of copper.
It can be. In the fourth embodiment, a titanium nitride film is exemplified as the barrier conductor film 110. However, a metal film such as a tantalum film or a tantalum nitride film may be used. Has better adhesion to a copper film than when a titanium nitride film is used.
【0126】また、次工程である銅膜の堆積直前にバリ
ア導体膜110の表面をスパッタエッチングすることも
可能である。このようなスパッタエッチングにより、バ
リア導体膜110の表面に吸着した水および酸素分子等
を除去し、銅膜の接着性を改善することができる。特
に、バリア導体膜110の堆積後、真空破壊して表面を
大気に曝し、その銅膜を堆積する場合に効果が大きい。
なお、この技術はバリア導体膜110が窒化チタン膜で
ある場合に限られず、窒化タンタル膜である場合におい
ても、効果の差こそあるが有効である。It is also possible to sputter-etch the surface of the barrier conductor film 110 immediately before the next step of depositing a copper film. By such sputter etching, water, oxygen molecules, and the like adsorbed on the surface of the barrier conductor film 110 can be removed, and the adhesiveness of the copper film can be improved. In particular, after the barrier conductor film 110 is deposited, the effect is great when vacuum breaking is performed to expose the surface to the atmosphere and deposit the copper film.
This technique is not limited to the case where the barrier conductor film 110 is a titanium nitride film, but is effective even when the barrier conductor film 110 is a tantalum nitride film, although the effect is different.
【0127】次に、導電性膜111となる金属である銅
膜または銅合金膜を堆積し、これを熱処理して流動化
し、配線溝109に良好に埋め込まれた導電性膜111
を形成する。この導電性膜111を銅合金膜とする場合
には、その合金中に銅を約80重量パーセント程度以上
含むようにする。導電性膜111の形成には、通常のス
パッタリング法を用いることができるが、蒸着法等の物
理的気相成長法またはめっき法を用いてもよい。めっき
法を用いた場合には、導電性膜111となる銅膜または
銅合金膜を堆積する前にシード膜を堆積する必要があ
り、このシード膜はスパッタリング法にて堆積する。ま
た、熱処理の条件は、導電性膜111を構成する銅膜ま
たは銅合金膜が流動化する温度および時間を必要とし、
たとえば約400℃〜450℃、約3分〜5分とするこ
とができる。Next, a copper film or a copper alloy film, which is a metal to be the conductive film 111, is deposited, fluidized by heat treatment, and the conductive film 111 well embedded in the wiring groove 109.
To form When the conductive film 111 is a copper alloy film, the alloy should contain about 80% by weight or more of copper. For forming the conductive film 111, a normal sputtering method can be used, but a physical vapor deposition method such as an evaporation method or a plating method may be used. When the plating method is used, it is necessary to deposit a seed film before depositing a copper film or a copper alloy film to be the conductive film 111, and this seed film is deposited by a sputtering method. Further, the conditions of the heat treatment require a temperature and a time at which the copper film or the copper alloy film constituting the conductive film 111 is fluidized,
For example, it can be about 400 ° C. to 450 ° C. for about 3 minutes to 5 minutes.
【0128】次に、図28に示すように、絶縁膜108
上の余分なバリア導体膜110および導電性膜111を
除去し、配線溝109内にバリア導体膜110および導
電性膜111を残すことで埋め込み配線112を形成す
ることで、本実施の形態4の半導体装置を製造する。バ
リア導体膜110および導電性膜111の除去は、前記
実施の形態1にて図1を用いて説明した半導体製造装
置、前記実施の形態2にて図11を用いて説明した半導
体製造装置、または前記実施の形態3にて図15を用い
て説明した半導体製造装置を用いた研磨により行うこと
ができる。Next, as shown in FIG.
By removing the excess barrier conductor film 110 and conductive film 111 above and leaving the barrier conductor film 110 and conductive film 111 in the wiring groove 109 to form the embedded wiring 112, the fourth embodiment A semiconductor device is manufactured. The removal of the barrier conductor film 110 and the conductive film 111 may be performed by the semiconductor manufacturing apparatus described in Embodiment 1 with reference to FIG. 1, the semiconductor manufacturing apparatus described in Embodiment 2 with reference to FIG. 11, or The polishing can be performed by using the semiconductor manufacturing apparatus described in Embodiment 3 with reference to FIG.
【0129】ところで、上記したバリア導体膜110お
よび導電性膜111の除去をCMP(Chemical Mechani
cal Polishing)法にて行う場合には、用いる研磨砥粒
を研磨の進度に沿って大きいものから小さいものに変え
ていく必要がある。上記した半導体製造装置における砥
石1Bまたは砥石62Bは、粒の小さい砥粒からなって
いるので、砥粒を交換する工程を省略することができ
る。また、上記した半導体製造装置においては、プラズ
マCVM法による加工と砥石車1または工具62とを同
時に用いた加工を行うので、加工速度を低下させること
なくエッチングレートの異なるバリア導体膜110およ
び導電性膜111を均一に加工することが可能である。The removal of the barrier conductor film 110 and the conductive film 111 is performed by CMP (Chemical Mechanical).
When the polishing is performed by the cal polishing method, it is necessary to change the abrasive grains to be used from large to small according to the progress of polishing. Since the grindstone 1B or the grindstone 62B in the above-described semiconductor manufacturing apparatus is made of small-sized abrasive grains, the step of replacing the abrasive grains can be omitted. Further, in the above-described semiconductor manufacturing apparatus, since the processing by the plasma CVM method and the processing using the grinding wheel 1 or the tool 62 are performed at the same time, the barrier conductor film 110 having a different etching rate and the conductivity can be obtained without lowering the processing speed. The film 111 can be processed uniformly.
【0130】また、上記したCMP法を用いた場合にお
いては、ポリッシングパッドの弾性とスラリーの化学的
効果とに起因して、配線溝109の中央付近での加工が
早く進行し凹み(ディッシング)が生じる場合がある。
ここで、たとえば前記実施の形態1において図1を用い
て説明した砥石車1の幅は、加工する半導体基板2の大
きさに従って設定することができるので、配線溝109
の中央部付近に砥石車1からの加重がかかることを防ぐ
ことができる。すなわち、上記した半導体製造装置を用
いた場合においては、ディッシングを防ぐことができ
る。In the case where the above-mentioned CMP method is used, the processing near the center of the wiring groove 109 progresses quickly due to the elasticity of the polishing pad and the chemical effect of the slurry, and dents (dishing) occur. May occur.
Here, for example, the width of grinding wheel 1 described with reference to FIG. 1 in the first embodiment can be set according to the size of semiconductor substrate 2 to be processed.
The load from the grinding wheel 1 can be prevented from being applied to the vicinity of the center of the wheel. That is, dishing can be prevented when the above-described semiconductor manufacturing apparatus is used.
【0131】(実施の形態5)図29(a)に示すよう
に、本実施の形態5の裏面解析用ガラス基板GSは、光
学的に透明なガラス基板GS2、ガラス基板GS2上に形
成した針当てパッドNP、解析対象である半導体基板2
のパッドP1に対応したバンプ電極Bおよびバンプ電極
Bと針当てパッドNPとを接続する配線Lを有してい
る。(Fifth Embodiment) As shown in FIG. 29A, a glass substrate GS for back surface analysis according to a fifth embodiment is formed on an optically transparent glass substrate GS 2 and a glass substrate GS 2. Needle pad NP, semiconductor substrate 2 to be analyzed
And a wiring L connecting the bump electrode B and the bump electrode B corresponding to the pads P 1 of the needle support pad NP.
【0132】光学的に透明なガラス基板GS2は、必ず
しも紫外域から赤外域の全域に対して高い透過率を有す
るものでなくともよい。例えば各種ガラス基板の一つで
ある石英は、180nm程度の紫外域から3μm程度ま
での赤外域に対して高い透過率を有する。また、サファ
イア基板は、150nm程度の紫外域から6μm程度ま
での赤外域に対して高い透過率を有し、セレン化亜鉛基
板は、600nm以上の可視域から15μm程度までの
赤外域に対して高い透過率を有する。従って、解析内容
に応じて各種ガラス基板の中から適宜選択して用いれば
よい。また、必要に応じてガラス基板GS2の表面に反
射防止膜を形成すれば、より明瞭な解析が可能となる。The optically transparent glass substrate GS 2 does not necessarily have to have a high transmittance in the entire range from the ultraviolet region to the infrared region. For example, quartz, which is one of various glass substrates, has a high transmittance in an ultraviolet range of about 180 nm to an infrared range of about 3 μm. Further, the sapphire substrate has a high transmittance in the infrared range from about 150 nm to about 6 μm, and the zinc selenide substrate has a high transmittance in the visible range from 600 nm or more to about 15 μm in the infrared range. Has transmittance. Therefore, it may be appropriately selected from various glass substrates according to the content of the analysis. Further, by forming an antireflection film on the surface of the glass substrate GS 2 as necessary, thereby enabling clearer analysis.
【0133】ガラス基板GS2上に形成した針当てパッ
ドNPと配線Lは、Al、Au、Cu、Cr、Ni、W
などの各種金属のいずれか、あるいはその合金や積層体
で形成する。針当てパッドNPと配線Lは、同一材料を
使って同時に一括形成してもよい。そして、通常のLS
Iと同様に、配線L上に酸化シリコン、窒化シリコンあ
るいはポリイミド樹脂などからなる保護膜を適宜選択し
て形成することにより、より高い信頼性を得ることがで
きる。バンプ電極Bは、解析対象となる半導体基板(チ
ップ)側の電極がパッドで構成されている場合は半田で
構成し、半田バンプで構成されている場合は、半田に対
する濡れ性に優れたAuなどの金属膜を表面に形成した
パッドで構成する。The needle contact pad NP and the wiring L formed on the glass substrate GS 2 are made of Al, Au, Cu, Cr, Ni, W
And the like, or an alloy or a laminate thereof. The needle contact pad NP and the wiring L may be simultaneously formed simultaneously using the same material. And the normal LS
Similarly to I, higher reliability can be obtained by appropriately selecting and forming a protective film made of silicon oxide, silicon nitride, polyimide resin, or the like on the wiring L. The bump electrode B is made of solder when the electrode on the semiconductor substrate (chip) side to be analyzed is made of a pad, and Au or the like having excellent wettability to solder when it is made of a solder bump. Of a metal film formed on the surface.
【0134】図29(b)は、上記裏面解析用ガラス基
板GSに解析対象となる半導体基板(チップ)2を対向
して固着させた状態を示している。本実施形態5では、
例えば図30に示すようなチップボンディング装置12
0を使用して半導体基板2のボンディングを行う。FIG. 29 (b) shows a state in which a semiconductor substrate (chip) 2 to be analyzed is fixed to the glass substrate GS for back surface analysis so as to face each other. In the fifth embodiment,
For example, a chip bonding apparatus 12 as shown in FIG.
0 is used to perform bonding of the semiconductor substrate 2.
【0135】チップボンディング装置120は、上下方
向に移動可能なコレット121と半導体基板2を支持す
る基板ホルダ122を備えている。コレット121に
は、半導体基板2を真空吸着するための排気口123と
半導体基板2を加熱するためのヒータ124が設けられ
ており、図示しない温度調節器によって半導体基板2を
所望の温度に加熱できるようになっている。また、基板
ホルダ122にも真空吸着用の排気口125とヒータ1
26が設けられており、真空吸着されたガラス基板GS
2を所望の温度に加熱できるようになっている。基板ホ
ルダ122は、X−Y方向に移動可能であり、かつθ方
向に回転可能である。The chip bonding apparatus 120 includes a collet 121 movable vertically and a substrate holder 122 for supporting the semiconductor substrate 2. The collet 121 is provided with an exhaust port 123 for vacuum-sucking the semiconductor substrate 2 and a heater 124 for heating the semiconductor substrate 2, and the semiconductor substrate 2 can be heated to a desired temperature by a temperature controller (not shown). It has become. The substrate holder 122 also has an exhaust port 125 for vacuum suction and a heater 1.
26, and a vacuum-adsorbed glass substrate GS
2 can be heated to a desired temperature. The substrate holder 122 is movable in the XY directions and rotatable in the θ direction.
【0136】ボンディングの手順は、まず、半導体基板
2をフェイスダウンでコレット121に真空吸着すると
共に、ガラス基板GS2を基板ホルダ122に真空吸着
し、基板ホルダ122をX−Y方向およびθ方向に移動
して半導体基板2のパッドP 1と解析用ガラス基板GS
のバンプ電極Bとを対向させる。The bonding procedure is as follows.
2 is vacuum-adsorbed face down on the collet 121
Both are glass substrate GSTwoTo the substrate holder 122 by vacuum suction
Then, the substrate holder 122 is moved in the XY direction and the θ direction.
And the pad P of the semiconductor substrate 2 1And analysis glass substrate GS
With the bump electrode B of FIG.
【0137】次に、コレット121および基板ホルダ1
22のヒータ124、126に通電し、半導体基板2お
よび解析用ガラス基板GSを不活性ガス雰囲気中で所定
温度(半田バンプの溶融温度)に加熱した後、コレット
121を所定位置(図の符号Gで示す位置)まで下降さ
せ、半導体基板2を解析用ガラス基板GSに押し付け
る。次に、ヒータ124、126への通電を停止すると
共にコレット121の真空吸着も停止し、コレット12
1を上昇させる。これにより、半導体基板2は、解析用
ガラス基板GSに固着される。なお、コレット121お
よび基板ホルダ122の内部に水などの各種冷媒を通す
配管を設けておくことにより、半導体基板2を解析用ガ
ラス基板GSに固着させる時間を短縮することができ
る。Next, the collet 121 and the substrate holder 1
After heating the semiconductor substrate 2 and the analysis glass substrate GS to a predetermined temperature (the melting temperature of the solder bumps) in an inert gas atmosphere, the collet 121 is moved to a predetermined position (reference numeral G in the drawing). (The position indicated by), and the semiconductor substrate 2 is pressed against the glass substrate for analysis GS. Next, the energization of the heaters 124 and 126 is stopped, and the vacuum suction of the collet 121 is also stopped.
Increase 1 Thereby, the semiconductor substrate 2 is fixed to the analysis glass substrate GS. By providing a pipe through which various kinds of refrigerant such as water passes inside the collet 121 and the substrate holder 122, the time for fixing the semiconductor substrate 2 to the analysis glass substrate GS can be reduced.
【0138】次に、図31に示すように、アルミナ、ダ
イアモンドなどの各種砥粒を用いた機械的研磨やCMP
(化学的機械研磨)を利用した研磨装置130(あるい
はハロゲン化合物などのプロセスガスをラジカル化して
用いるCVM装置など)のステージ131上に固定し、
半導体基板2のシリコン基板部分を厚さ15μm以下と
なるまで研磨する。Next, as shown in FIG. 31, mechanical polishing using various abrasives such as alumina and diamond and CMP
(Chemical mechanical polishing) and fixed on a stage 131 of a polishing apparatus 130 (or a CVM apparatus using a process gas such as a halogen compound by radicalizing),
The silicon substrate portion of the semiconductor substrate 2 is polished to a thickness of 15 μm or less.
【0139】この薄膜化処理は、上記した研磨方法のみ
ならず、例えばハロゲン化合物をイオン化して用いるド
ライエッチング法、フッ酸などを用いたウェットエッチ
ング法、不活性ガスをイオン化して照射するスパッタリ
ング法などを用いて行うこともできる。さらに、これら
の方法を複合して用いてもよく、例えばプラズマCVM
装置の電極表面にアルミナあるいはダイアモンドなどの
各種砥粒を固着し、この電極を回転させてラジカルによ
るエッチングと機械的研磨とを組み合わせてもよい。This thinning treatment is not limited to the above-mentioned polishing method, but may be, for example, a dry etching method using ionized halogen compounds, a wet etching method using hydrofluoric acid or the like, or a sputtering method of ionizing and irradiating an inert gas. It can also be performed using such as. Furthermore, these methods may be used in combination, for example, plasma CVM
Various abrasive grains such as alumina or diamond may be fixed on the electrode surface of the apparatus, and the etching may be combined with the mechanical polishing by rotating the electrode.
【0140】上記した半導体基板2の薄膜化処理は、前
記チップボンディング装置120を用いて半導体基板2
を解析用ガラス基板GSに固着させた際、半導体基板2
が解析用ガラス基板GSに対して略平行となるため、半
導体基板2を薄膜化する研磨装置130に傾き調整機構
を設けなくとも、半導体基板2を解析用ガラス基板GS
に対して平行に薄膜化することができるので、裏面解析
を行う際、半導体基板2の残膜厚の差に起因した像検出
などのばらつきを低減することができる。The thinning process of the semiconductor substrate 2 is performed by using the chip bonding apparatus 120.
Is fixed to the glass substrate GS for analysis, the semiconductor substrate 2
Is substantially parallel to the analysis glass substrate GS. Therefore, the semiconductor substrate 2 can be moved to the analysis glass substrate GS without providing a tilt adjusting mechanism in the polishing apparatus 130 for thinning the semiconductor substrate 2.
Can be reduced in parallel with the thickness of the semiconductor substrate 2, so that when performing the back surface analysis, it is possible to reduce variations in image detection and the like caused by the difference in the remaining film thickness of the semiconductor substrate 2.
【0141】以上の工程により、半導体基板2は、解析
用ガラス基板GSに対して電気的に接続され、解析用ガ
ラス基板GSの針当てパッドNPを介した半導体基板2
への給電および信号の授受が可能となる。また、半導体
基板2を薄膜化したことにより、シリコン基板部分を透
過する波長が赤外域のみならず短波長域まで広がるた
め、EMMI解析などのように、半導体基板2への電源
および信号の供給によって生じた発光の解析が、赤外光
のみならず可視光に対しても可能となる。また逆に、可
視域の波長を有するレーザ光を用いた解析も可能とな
る。Through the above steps, the semiconductor substrate 2 is electrically connected to the analysis glass substrate GS, and the semiconductor substrate 2 is connected to the analysis glass substrate GS via the needle contact pads NP.
Power supply and transmission and reception of signals. In addition, since the semiconductor substrate 2 is thinned, the wavelength transmitted through the silicon substrate portion extends not only to the infrared region but also to the short wavelength region. Therefore, as in the case of EMMI analysis, the power supply and the signal supply to the semiconductor substrate 2 are performed. Analysis of the generated light emission is possible not only for infrared light but also for visible light. Conversely, analysis using laser light having a wavelength in the visible range is also possible.
【0142】次に、半導体基板2が固着された解析用ガ
ラス基板GSを図32に示すような解析装置140のス
テージ141上に固定し、プローバ(あるいはプローブ
カード)142を針当てパッドNPに当てて給電および
信号の授受を行う。Next, the analysis glass substrate GS to which the semiconductor substrate 2 is fixed is fixed on a stage 141 of an analyzer 140 as shown in FIG. 32, and a prober (or probe card) 142 is applied to the needle application pad NP. To supply power and send and receive signals.
【0143】ステージ141の一部には、半導体基板2
のサイズに対応した開口143が設けてあり、ステージ
141の上下両側にそれぞれ解析手段144、145を
設けることによって、半導体基板2を両面から解析する
ことができる。例えば、可視光域のレーザ光を半導体基
板2の裏面側から素子や素子分離部に照射してOBIC
(Optical Beam Induced Current)解析を行うと共に、赤
外域のレーザ光を半導体基板2の表面側からガラス基板
GS2を介して配線に照射することにより、OBIRC
H(Optical Beam Induced Resistance Change)解析を行
うことが可能である。A part of the stage 141 includes the semiconductor substrate 2
The size of the opening 143 is provided, and the analysis means 144 and 145 are provided on the upper and lower sides of the stage 141, respectively, so that the semiconductor substrate 2 can be analyzed from both sides. For example, an OBIC is applied by irradiating a laser beam in the visible light range from the back side of the semiconductor substrate 2 to the element or the element isolation portion.
Performs (Optical Beam Induced Current) analysis, by irradiating a laser beam in the infrared region to the wiring through a glass substrate GS 2 from the surface side of the semiconductor substrate 2, OBIRC
H (Optical Beam Induced Resistance Change) analysis can be performed.
【0144】また、例えば両面からEMMI解析を行う
一方、裏面側から素子やコンタクトホールの不良解析を
行うと共に、表面側からビアホールや配線の不良解析を
行うことも可能である。さらに、例えばOBIRCH解
析において、その光学系を半導体基板2の両面に配置
し、同一座標系に両面からレーザ光を照射したり、個別
に走査、照射可能としたりすれば、多層構造の半導体基
板2の解析が可能となるのみならず、従来の片側照射の
みでは得られなかった解析結果を得ることも可能にな
る。このように、種々の解析手法を適宜組み合わせて解
析を行うことにより、解析時間を短縮することができる
と共に、従来方法では困難であった新たな解析手法を実
現することもできる。For example, while performing EMMI analysis from both sides, it is also possible to perform failure analysis of elements and contact holes from the back side and failure analysis of via holes and wiring from the front side. Further, for example, in the OBIRCH analysis, if the optical system is arranged on both surfaces of the semiconductor substrate 2 and the same coordinate system is irradiated with laser light from both surfaces or can be individually scanned and irradiated, the semiconductor substrate 2 having a multilayer structure can be obtained. Not only is possible, but it is also possible to obtain analysis results that could not be obtained by conventional one-sided irradiation alone. As described above, by performing the analysis by appropriately combining various analysis methods, the analysis time can be reduced, and a new analysis method that has been difficult with the conventional method can be realized.
【0145】また、仮に解析装置140が半導体基板2
の両面からの解析を可能とした構成になっていない場合
は、例えば前記従来技術(特開平11−111759号
公報)のように、解析方向に応じて解析用ガラス基板G
Sを適宜回転させればよい。そのために、解析用ガラス
基板GSの裏面側にも針当てパッドNPを設け、スルー
ホールを通じて表面側のパッドNPと接続したものを使
用する。そして、図33に示すように、半導体基板2よ
りも大きいサイズの開口146を備えた治具147を有
するステージ148上に半導体基板2を搭載し、解析用
ガラス基板GSの裏面側に設けられた針当てパッドNP
にプローブカード115を当てて各種解析を行う。この
場合は、半導体基板2の表面側から解析を行うこととな
るが、裏面側から解析したい場合は、解析用ガラス基板
GSを反転させ、前記図32に示したような向きでステ
ージ148上に搭載して解析を行えばよい。It is also assumed that the analysis device 140 is a semiconductor substrate 2
In the case where the configuration is not such that analysis from both sides is possible, for example, as in the prior art (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 11-111759), the glass substrate G for analysis is selected according to the analysis direction.
What is necessary is just to rotate S suitably. For this purpose, a needle contact pad NP is also provided on the back side of the glass substrate for analysis GS, and the one connected to the pad NP on the front side through a through hole is used. Then, as shown in FIG. 33, the semiconductor substrate 2 was mounted on a stage 148 having a jig 147 provided with an opening 146 having a size larger than that of the semiconductor substrate 2, and provided on the back side of the analysis glass substrate GS. Needle pad NP
The probe card 115 is used to perform various analyzes. In this case, the analysis is performed from the front side of the semiconductor substrate 2. However, when the analysis is performed from the back side, the glass substrate GS for analysis is turned over and placed on the stage 148 in the direction shown in FIG. The analysis may be performed by mounting it.
【0146】(実施の形態6)図34(a)に示すよう
に、本実施形態6で使用する解析用ガラス基板GSの基
本構成は、前記実施の形態5と同じであるが、図34
(b)に示すように、厚さが部分的に異なるガラス基板
GS3を使用する。すなわち、ガラス基板GS3は、針当
てパッドNPや配線Lが形成された周辺部よりも中央部
が厚く、かつ中央部の高さは、バンプ電極Bの高さより
も距離(h)だけ低くなるように構成されている。(Embodiment 6) As shown in FIG. 34A, the basic structure of an analysis glass substrate GS used in Embodiment 6 is the same as that of Embodiment 5 described above.
(B), the thickness is a glass substrate GS 3 different partially. That is, the glass substrate GS 3, the needle against thicker central portion than the peripheral portion where the pad NP and wires L is formed, and the central portion height is lower by a distance (h) than the height of the bump electrode B It is configured as follows.
【0147】上記解析用ガラス基板GSを使用して半導
体基板2の解析を行うには、例えば図35に示すよう
に、前記実施の形態5のチップボンディング装置120
を使って解析用ガラス基板GSに半導体基板2を固着し
た後、半導体基板2をフェイスダウンでコレット121
に真空吸着し、解析用ガラス基板GSをヒータ126が
内蔵された基板ホルダ122に真空吸着する。In order to analyze the semiconductor substrate 2 using the analysis glass substrate GS, for example, as shown in FIG. 35, the chip bonding apparatus 120 of the fifth embodiment is used.
After fixing the semiconductor substrate 2 to the glass substrate GS for analysis using
, And the analysis glass substrate GS is vacuum-sucked to the substrate holder 122 in which the heater 126 is built.
【0148】続いて、半導体基板2のパッドP1と解析
用ガラス基板GSのバンプ電極Bとを対向させると共
に、コレット121および基板ホルダ122のヒータ1
24、126に通電して半導体基板2および解析用ガラ
ス基板GSを不活性ガス雰囲気中で所定温度(バンプ電
極Bで半田バンプである場合は、半田の溶融温度)まで
加熱した後、半導体基板2が解析用ガラス基板GSと接
触する位置までコレット121を下降させる。Subsequently, the pad P 1 of the semiconductor substrate 2 is opposed to the bump electrode B of the glass substrate GS for analysis, and the heater 1 of the collet 121 and the substrate holder 122
24 and 126, the semiconductor substrate 2 and the analysis glass substrate GS are heated to a predetermined temperature (in the case of the bump electrode B being a solder bump, the melting temperature of solder) in an inert gas atmosphere. Lowers the collet 121 to a position where the collet 121 contacts the analysis glass substrate GS.
【0149】次に、ヒータ124、126への通電を停
止すると共にコレット121の真空吸着も停止し、コレ
ット121を上昇させる。これにより、半導体基板2
は、ガラス基板GS3の中央部分(板厚の厚い部分)に
固着される。そして、図36に示すように、前記実施の
形態5で用いた研磨装置130を使って半導体基板2の
シリコン基板部分を薄膜化する。Next, the energization of the heaters 124 and 126 is stopped, the vacuum suction of the collet 121 is also stopped, and the collet 121 is raised. Thereby, the semiconductor substrate 2
It is secured to the central portion of the glass substrate GS 3 (a thick portion of the plate thickness). Then, as shown in FIG. 36, the silicon substrate portion of the semiconductor substrate 2 is thinned using the polishing apparatus 130 used in the fifth embodiment.
【0150】本実施形態6では、半導体基板2の表面側
がガラス基板GS3と接触しているため、研磨装置13
0の砥石の押圧力によって薄い半導体基板2が変形し、
薄膜化処理中に半導体基板2の厚さがばらつくといった
不具合が生じることはない。In the sixth embodiment, since the front side of the semiconductor substrate 2 is in contact with the glass substrate GS 3 ,
The thin semiconductor substrate 2 is deformed by the pressing force of the whetstone 0,
There is no problem that the thickness of the semiconductor substrate 2 varies during the thinning process.
【0151】(実施の形態7)本実施形態7は、半導体
基板2の表面の全域に半田バンプあるいはその下地膜を
形成した、いわゆるエリアアレイ方式のBGA(Ball Gr
id Array)チップを解析するのに適用して有用なもので
ある。(Embodiment 7) The present embodiment 7 relates to a so-called area array type BGA (Ball Gr) in which solder bumps or base films thereof are formed over the entire surface of the semiconductor substrate 2.
id Array) It is useful for analyzing chips.
【0152】本実施形態7で使用する解析用ガラス基板
GSは、光学的に透明なガラス基板GS4、このガラス
基板GS4上に形成した針当てパッドNP、解析対象で
ある半導体基板2の半田バンプに対応したバンプ電極B
およびバンプ電極Bと針当てパッドNPとを接続する配
線Lを有しており、配線Lは光学的に透明な膜で構成さ
れている。The glass substrate for analysis GS used in the seventh embodiment includes an optically transparent glass substrate GS 4 , a needle pad NP formed on the glass substrate GS 4 , and a solder for the semiconductor substrate 2 to be analyzed. Bump electrode B corresponding to bump
And a wiring L for connecting the bump electrode B and the needle contact pad NP, and the wiring L is formed of an optically transparent film.
【0153】光学的に透明な配線Lは、例えば酸化スズ
や酸化インジウムなどの透光性材料からなる薄膜をガラ
ス基板GS4上に蒸着し、これをパターニングすること
によって形成する。このように、配線Lを光学的に透明
な膜で構成することにより、半導体基板2の下に配線L
が引き回されている場合でも、配線Lが解析の妨げとな
ることがない。また、バンプ電極Bの下地膜や針当てパ
ッドNPも透光性材料で構成してよいが、針当てパッド
NPを光学的に透明にした場合は、プローブの針当てが
難しくなる。[0153] optically transparent lines L are for example thin film made of a translucent material such as tin oxide and indium oxide was deposited on a glass substrate GS 4, formed by patterning the same. As described above, by forming the wiring L from an optically transparent film, the wiring L can be formed under the semiconductor substrate 2.
, The wiring L does not hinder the analysis. In addition, the base film of the bump electrode B and the needle contact pad NP may be made of a light-transmitting material. However, if the needle contact pad NP is made optically transparent, it becomes difficult to apply the probe to the needle.
【0154】また、前記実施の形態5と同様、配線L上
に酸化シリコン、窒化シリコンあるいはポリイミド樹脂
などからなる保護膜を適宜選択して形成してもよい。さ
らに、配線Lを多層化することにより、接続点数が非常
に多い多ピンのBGAチップの解析も可能となる。この
場合は、針当てパッドNPの数も増えるので、ガラス基
板GS4の周辺部に2列あるいは3列に配置する。As in the fifth embodiment, a protective film made of silicon oxide, silicon nitride, polyimide resin, or the like may be appropriately selected and formed on wiring L. Further, by forming the wiring L in a multilayer structure, it is possible to analyze a multi-pin BGA chip having a very large number of connection points. In this case, since increases the number of needle support pad NP, disposed in two rows or three rows on the periphery of the glass substrate GS 4.
【0155】前記実施の形態5のチップボンディング装
置120を使って解析用ガラス基板GSに半導体基板2
を固着した後、半導体基板2をフェイスダウンでコレッ
ト121に真空吸着し、解析用ガラス基板GSをヒータ
126が内蔵された基板ホルダ122に真空吸着する。Using the chip bonding apparatus 120 of the fifth embodiment, the semiconductor substrate 2 is attached to the glass substrate GS for analysis.
Then, the semiconductor substrate 2 is vacuum-sucked to the collet 121 face down, and the analysis glass substrate GS is vacuum-sucked to the substrate holder 122 in which the heater 126 is built.
【0156】半導体基板2を解析用ガラス基板GSに固
着する方法および半導体基板2のシリコン基板部分を薄
膜化する方法は、前記実施の形態5、6で説明した方法
と同じでよい。The method of fixing the semiconductor substrate 2 to the analysis glass substrate GS and the method of thinning the silicon substrate portion of the semiconductor substrate 2 may be the same as those described in the fifth and sixth embodiments.
【0157】(実施の形態8)本実施形態8の解析用ガ
ラス基板GSは、半導体基板2がウエハである場合に用
いて有用なものである。図38は、本実施形態8の解析
用ガラス基板GSを示す平面図、図39は、この解析用
ガラス基板GSに半導体基板(ウエハ)2を固定した状
態を示す断面図である。(Eighth Embodiment) The glass substrate for analysis GS of the eighth embodiment is useful when the semiconductor substrate 2 is a wafer. FIG. 38 is a plan view showing an analysis glass substrate GS of the eighth embodiment, and FIG. 39 is a cross-sectional view showing a state in which a semiconductor substrate (wafer) 2 is fixed to the analysis glass substrate GS.
【0158】解析用ガラス基板GSは、光学的に透明な
ガラス基板GS5を有しており、ガラス基板GS5の表面
側には解析対象である半導体基板(ウエハ)2内の複数
のチップ領域に対応したバンプ電極Bが形成され、裏面
側にはスルーホール113を通じてバンプ電極Bと接続
された解析用パッド114が形成されている。The analysis glass substrate GS has an optically transparent glass substrate GS 5 , and a plurality of chip areas in the semiconductor substrate (wafer) 2 to be analyzed are provided on the surface side of the glass substrate GS 5. Are formed, and an analysis pad 114 connected to the bump electrode B through the through hole 113 is formed on the back surface side.
【0159】半導体基板(ウエハ)2を解析用ガラス基
板GSに固着する方法および半導体基板2のシリコン基
板部分を薄膜化する方法は、前記実施の形態5,6で説
明した方法と同じでよい。そして、上記解析用ガラス基
板GSを前記図32に示した解析装置140に搭載して
所定の解析を行う。The method of fixing the semiconductor substrate (wafer) 2 to the analysis glass substrate GS and the method of thinning the silicon substrate portion of the semiconductor substrate 2 may be the same as the methods described in the fifth and sixth embodiments. Then, the analysis glass substrate GS is mounted on the analysis device 140 shown in FIG. 32 to perform a predetermined analysis.
【0160】(実施の形態9)図40に示すように、本
実施形態9の解析用ガラス基板GSは、半導体基板2の
解析対象領域に対応する位置に開口149が形成された
開口基板Sと、この開口基板S上に形成した針当てパッ
ドNP、解析対象である半導体基板2のパッドP1に対
応したバンプ電極Bおよびバンプ電極Bと針当てパッド
NPとを接続する配線Lを有している。針当てパッドN
P、バンプ電極Bおよび配線Lは、前記実施の形態5と
同じでよいが、開口基板Sは、光学的に透明なガラス基
板である必要はなく、ガラス以外の材料で構成してもよ
い。Ninth Embodiment As shown in FIG. 40, an analysis glass substrate GS of the ninth embodiment is different from the opening substrate S in which the opening 149 is formed at a position corresponding to the analysis target area of the semiconductor substrate 2. , a wire L that connects the open board S on the formed needle support pad NP, the bump electrode B and the bump electrode B corresponding to the pads P 1 of the semiconductor substrate 2 and the needle support pad NP to be analyzed I have. Needle pad N
The P, the bump electrode B and the wiring L may be the same as those in the fifth embodiment, but the aperture substrate S does not need to be an optically transparent glass substrate, and may be made of a material other than glass.
【0161】本実施形態9では、例えば図41に示すよ
うなチップボンディング装置150を使用して半導体基
板2のボンディングを行う。In the ninth embodiment, the semiconductor substrate 2 is bonded using a chip bonding apparatus 150 as shown in FIG. 41, for example.
【0162】チップボンディング装置150の基板ホル
ダ152の上面には、凸状の真空吸着部153が形成さ
れており、解析用ガラス基板GSを基板ホルダ152の
上面に固定した際、真空吸着部153が開口基板Sの開
口149から上方に突出するようになっている。このと
き、真空吸着部153の上面の高さは、バンプ電極Bの
高さよりも距離(h)だけ低くなるように設定される。A convex vacuum suction unit 153 is formed on the upper surface of the substrate holder 152 of the chip bonding apparatus 150. When the analysis glass substrate GS is fixed to the upper surface of the substrate holder 152, the vacuum suction unit 153 is turned off. It is configured to project upward from the opening 149 of the opening substrate S. At this time, the height of the upper surface of the vacuum suction part 153 is set to be lower than the height of the bump electrode B by the distance (h).
【0163】そして、フェイスダウンでコレット151
に真空吸着した半導体基板2を、ヒータ154で所定温
度に加熱しながら解析用ガラス基板GSに押し付ける。
半導体基板2を解析用ガラス基板GSに押し付ける量
は、半導体基板2が基板ホルダ152の真空吸着部15
3に接するまでとする。Then, the collet 151 is face down.
The semiconductor substrate 2 vacuum-adsorbed is pressed against the analysis glass substrate GS while being heated to a predetermined temperature by the heater 154.
The amount by which the semiconductor substrate 2 is pressed against the analysis glass substrate GS depends on whether the semiconductor substrate 2 is in the vacuum suction portion 15 of the substrate holder 152.
Until it touches 3.
【0164】次に、ヒータ154、156への通電を停
止すると共にコレット151の真空吸着を停止した後、
基板ホルダ152の真空吸着を開始しならがコレット1
21を上昇させる。これにより、半導体基板2は、基板
ホルダ152に真空吸着された状態で解析用ガラス基板
GSに固着される。Next, after stopping the energization of the heaters 154 and 156 and stopping the vacuum suction of the collet 151,
Collet 1 starts vacuum suction of substrate holder 152
21 is raised. Thus, the semiconductor substrate 2 is fixed to the analysis glass substrate GS in a state where the semiconductor substrate 2 is vacuum-sucked to the substrate holder 152.
【0165】次に、前記図31に示した研磨装置130
などを使って半導体基板2のシリコン基板部分を厚さ1
5μm以下となるまで研磨する。前記チップボンディン
グ装置150と研磨装置130が一つの装置内に配置さ
れている場合は、図42に示すように、基板ホルダ15
2を研磨装置130側に移動させて半導体基板2の研磨
を行う。そして、上記解析用ガラス基板GSを前記図3
2に示した解析装置140に搭載して所定の解析を行
う。Next, the polishing apparatus 130 shown in FIG.
The silicon substrate portion of the semiconductor substrate 2 to a thickness of 1
Polish until it becomes 5 μm or less. When the chip bonding apparatus 150 and the polishing apparatus 130 are arranged in one apparatus, as shown in FIG.
The semiconductor substrate 2 is polished by moving the wafer 2 to the polishing apparatus 130 side. Then, the analysis glass substrate GS is placed in FIG.
2 is mounted on the analysis device 140 to perform a predetermined analysis.
【0166】本実施形態9の解析用ガラス基板GSは、
半導体基板2の解析対象領域に対応する位置にガラス基
板が存在しないので、前述した光源の他、電子ビームや
集束イオンビームなどの荷電ビームを用いた解析も可能
である。The analysis glass substrate GS of Embodiment 9 is
Since the glass substrate does not exist at a position corresponding to the analysis target region of the semiconductor substrate 2, analysis using a charged beam such as an electron beam or a focused ion beam is also possible in addition to the above-described light source.
【0167】(実施の形態10)図43(a)は、本実
施形態10の解析用ガラス基板GSを示す平面図、図4
3(b)は、この解析用ガラス基板GSに半導体基板
(ウエハ)2を固定した状態を示す断面図である。(Embodiment 10) FIG. 43A is a plan view showing an analysis glass substrate GS according to Embodiment 10 of the present invention.
FIG. 3B is a cross-sectional view showing a state where the semiconductor substrate (wafer) 2 is fixed to the glass substrate GS for analysis.
【0168】本実施形態10の解析用ガラス基板GS
は、ガラス基板GS6の表面に針当てパッドNP、バン
プ電極Bおよび配線Lを形成すると共に、バンプ電極B
と配線Lとの間に半導体基板2の自己判定回路157を
形成したものである。Analysis glass substrate GS of Embodiment 10
It is the surface of the glass substrate GS 6 needle support pad NP, to form a bump electrode B and the wiring L, the bump electrodes B
A self-determination circuit 157 of the semiconductor substrate 2 is formed between the semiconductor device 2 and the wiring L.
【0169】自己判定回路157は、例えばテストパタ
ーン発生部、データ測定部、データ格納部、データ解析
/判定部などによって構成されている。The self-determination circuit 157 is composed of, for example, a test pattern generation section, a data measurement section, a data storage section, a data analysis / determination section and the like.
【0170】半導体基板2の解析を行うには、まず、前
記各実施の形態で説明した方法を用いて半導体基板2を
解析用ガラス基板GSに固着し、次いで半導体基板2の
薄膜化処理を行った後、前記図40に示す解析装置14
0を使って解析を行う。このとき、例えばプローバから
の給電によって自己判定回路157のテストパターン発
生部から所定のテストパターンが半導体基板2に供給さ
れるので、半導体基板2の両面から発光を監視して動作
状態を調べるといったことが可能となる。To analyze the semiconductor substrate 2, first, the semiconductor substrate 2 is fixed to the analysis glass substrate GS by using the method described in each of the above embodiments, and then the semiconductor substrate 2 is subjected to a thinning process. After that, the analyzer 14 shown in FIG.
Analyze using 0. At this time, for example, a predetermined test pattern is supplied to the semiconductor substrate 2 from the test pattern generation unit of the self-determination circuit 157 by power supply from the prober, so that light emission is monitored from both surfaces of the semiconductor substrate 2 to check the operation state. Becomes possible.
【0171】本実施形態10の自己判定回路付き解析用
ガラス基板GSを使用することにより、簡単な動作であ
れば高価なLSIテスタを使用しなくとも不良解析が可
能となる。また、解析時間を短縮することもできる。さ
らに、スタンバイ状態のみならず、各種状態での解析が
可能となり、前述したOBIRCHなどの各種解析方法
と組み合わせることによって、解析範囲の拡大を図るこ
ともできる。By using the analysis glass substrate GS with a self-judgment circuit of the tenth embodiment, failure analysis can be performed without using an expensive LSI tester if the operation is simple. In addition, the analysis time can be reduced. Further, the analysis can be performed not only in the standby state but also in various states. By combining with the various analysis methods such as OBIRCH described above, the analysis range can be expanded.
【0172】なお、本実施形態10では、ガラス基板G
S6の表面側に針当てパッドNP、バンプ電極B、配線
Lおよび自己判定回路157を形成する構成に限定され
るものではなく、例えば自己判定回路157をガラス基
板GS6の裏面側に形成し、スルーホールを通じてバン
プ電極B、配線Lおよび半導体基板2と接続してもよ
い。また、半導体基板2をガラス基板GS6に固着した
ように、バンプ電極などを使って自己判定回路157を
ガラス基板GS6に固着してもよい。これにより、解析
内容に応じて各種の自己判定回路157をガラス基板G
S6に取り付けることが可能となるので、汎用性の高い
解析用ガラス基板GSが得られる。In the tenth embodiment, the glass substrate G
Needle support pad NP to the surface side of the S 6, the bump electrode B, is not limited to the configuration of forming the wiring L and self determination circuit 157, for example, a self determination circuit 157 is formed on the back side of the glass substrate GS 6 Alternatively, it may be connected to the bump electrode B, the wiring L, and the semiconductor substrate 2 through a through hole. Also, the semiconductor substrate 2 as adhered to a glass substrate GS 6, the self determination circuit 157 may be secured to the glass substrate GS 6 using, for example, the bump electrode. In this way, various self-determination circuits 157 can be connected to the glass substrate G according to the analysis contents.
Since it is possible to mount the S 6, the glass substrate GS is obtained for versatile analysis.
【0173】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでも
ない。The invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. Needless to say, it can be changed.
【0174】[0174]
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下の通りである。 (1)本発明によれば、プラズマCVM法による加工と
砥石車による機械的な研磨とを複合させ、プラズマCV
M法による加工が困難な材質については砥石車で機械的
に研磨し、半導体基板を構成するSiが露出した後はプ
ラズマCVM法による加工を施すことで半導体基板を薄
膜化するので、半導体基板をその層構造に関係なく連続
して加工することができる。 (2)本発明によれば、プラズマCVM法による加工に
よって生じた残渣物は砥石車によって除去することがで
きるので、半導体基板を鏡面状態で加工することができ
る。 (3)本発明によれば、半導体基板の加工表面を局所的
に光学的に観察することができるので、半導体基板の加
工表面上の複数箇所の観察位置における対物レンズの焦
点外れ量を比較することにより、半導体基板の傾きまた
は半導体基板に生じているうねりを検知することができ
る。 (4)本発明によれば、加工を施す半導体基板の傾きま
たはうねりを検知することができるので、その検知結果
に基づいて半導体基板を搭載するステージを駆動し半導
体基板の加工表面を水平にすることにより、半導体基板
の加工領域において均一な深さの加工を施すことができ
る。 (5)本発明によれば、半導体基板の加工表面を光学的
に観察することができるので、その加工表面を観察する
光学系の加工前後における移動量から、加工深さを検知
することができる。The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows. (1) According to the present invention, processing by the plasma CVM method and mechanical polishing by a grinding wheel are combined to form a plasma CV.
Materials that are difficult to process by the M method are mechanically polished with a grinding wheel, and after the Si constituting the semiconductor substrate is exposed, the semiconductor substrate is thinned by performing processing by the plasma CVM method. Processing can be performed continuously irrespective of the layer structure. (2) According to the present invention, the residue generated by the processing by the plasma CVM method can be removed by a grinding wheel, so that the semiconductor substrate can be processed in a mirror-finished state. (3) According to the present invention, since the processed surface of the semiconductor substrate can be locally optically observed, the defocus amounts of the objective lens at a plurality of observation positions on the processed surface of the semiconductor substrate are compared. This makes it possible to detect the inclination of the semiconductor substrate or the undulation occurring in the semiconductor substrate. (4) According to the present invention, since the inclination or undulation of the semiconductor substrate to be processed can be detected, the stage on which the semiconductor substrate is mounted is driven based on the detection result to level the processed surface of the semiconductor substrate. Thus, a process with a uniform depth can be performed in a process region of the semiconductor substrate. (5) According to the present invention, since the processed surface of the semiconductor substrate can be optically observed, the processed depth can be detected from the amount of movement of the optical system for observing the processed surface before and after processing. .
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の一実施の形態である半導体製造装置の
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を示す要部断面図である。FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
【図3】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を示す要部断面図である。FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
【図4】(a)〜(c)は、それぞれ図1に示した砥石
車の側面図および正面図の組である。FIGS. 4A to 4C are sets of side and front views of the grinding wheel shown in FIG. 1, respectively.
【図5】(a)は本発明の一実施の形態である半導体装
置の製造に用いる裏面解析用ガラス基板の要部平面図で
あり、(b)はその裏面解析用ガラス基板に半導体基板
を固着した際の要部断面図である。FIG. 5A is a plan view of a main part of a glass substrate for back surface analysis used for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is principal part sectional drawing at the time of fixing.
【図6】図1に示した光学系の一例を詳しく示した構成
図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing an example of the optical system shown in FIG. 1 in detail.
【図7】図1に示した光学系の一例を詳しく示した構成
図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of the optical system shown in FIG. 1 in detail.
【図8】図1に示した光学系の一例を詳しく示した構成
図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of the optical system shown in FIG. 1 in detail.
【図9】図1および図4に示した砥石車の変形例を示し
た要部断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part showing a modification of the grinding wheel shown in FIGS. 1 and 4;
【図10】図1および図4に示した砥石車の変形例を示
した要部断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a main part showing a modified example of the grinding wheel shown in FIGS. 1 and 4;
【図11】本発明の一実施の形態である半導体製造装置
の構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図12】図11に示したプラズマ生成室付近の構成の
変形例を示した構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram showing a modification of the configuration near the plasma generation chamber shown in FIG. 11;
【図13】図11に示したプラズマ生成室を高周波コイ
ルに置き換えた場合の構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram when the plasma generation chamber shown in FIG. 11 is replaced with a high-frequency coil.
【図14】図11に示したプラズマ生成室および電極を
それぞれラジカル生成室および紫外線光源に置き換えた
場合の構成図である。14 is a configuration diagram when the plasma generation chamber and the electrodes shown in FIG. 11 are replaced with a radical generation chamber and an ultraviolet light source, respectively.
【図15】本発明の一実施の形態である半導体製造装置
の構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図16】図15に示した工具を拡大して示した要部断
面図である。FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the tool shown in FIG. 15;
【図17】(a)、(b)はそれぞれ図15に示した工
具の変形例を示した要部断面図および要部平面図であ
る。17A and 17B are a cross-sectional view and a plan view of a main part, respectively, showing a modified example of the tool shown in FIG.
【図18】(a)は図15に示した工具の変形例を示し
た要部断面図であり、(b)および(c)は図15に示
した工具の変形例を示した要部平面図である。18A is a sectional view of a main part showing a modification of the tool shown in FIG. 15, and FIGS. 18B and 18C are plan views of a main part showing a modification of the tool shown in FIG. FIG.
【図19】(a)、(b)はそれぞれ図15に示した工
具付近の構成の変形例を示した要部断面図および要部平
面図である。19A and 19B are a cross-sectional view and a plan view of a main part, respectively, showing a modification of the configuration near the tool shown in FIG.
【図20】(a)、(b)および(c)は、それぞれ図
19に示した工具の構成の変形例を示す要部断面図、工
具と試料との間のギャップを説明する要部断面図および
ギャップと反射光量の関係を示す説明図である。20 (a), (b) and (c) are cross-sectional views of a main part showing a modification of the configuration of the tool shown in FIG. 19, and a cross-section of the main part explaining a gap between the tool and the sample. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a gap and a reflected light amount.
【図21】図19に示した工具の構成の変形例を示す要
部断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view of a main part showing a modification of the configuration of the tool shown in FIG. 19;
【図22】図19に示した工具の構成の変形例を示す要
部断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view of a principal part showing a modification of the configuration of the tool shown in FIG. 19;
【図23】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造方法の一例を示した要部断面図である。FIG. 23 is a fragmentary cross-sectional view showing one example of the method for manufacturing the semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
【図24】図23に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。24 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 23;
【図25】図24に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。25 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 24;
【図26】図25に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。26 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 25;
【図27】図26に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。27 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following that of FIG. 26;
【図28】図27に続く半導体装置の製造工程中の要部
断面図である。FIG. 28 is an essential part cross sectional view of the semiconductor device during a manufacturing step following FIG. 27;
【図29】(a)は、本発明の他の実施の形態である半
導体製造装置の要部平面図、(b)は、要部断面図であ
る。FIG. 29A is a plan view of a main part of a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 29B is a cross-sectional view of the main part.
【図30】本発明の他の実施の形態である半導体製造方
法を示す要部断面図である。FIG. 30 is a fragmentary cross-sectional view showing the semiconductor manufacturing method according to another embodiment of the present invention;
【図31】本発明の他の実施の形態である半導体製造方
法を示す要部断面図である。FIG. 31 is a fragmentary cross-sectional view showing a semiconductor manufacturing method according to another embodiment of the present invention;
【図32】本発明の他の実施の形態である半導体製造方
法を示す要部断面図である。FIG. 32 is a fragmentary cross-sectional view showing the semiconductor manufacturing method according to another embodiment of the present invention;
【図33】本発明の他の実施の形態である半導体製造方
法を示す要部断面図である。FIG. 33 is a fragmentary cross-sectional view showing the semiconductor manufacturing method according to another embodiment of the present invention;
【図34】(a)は、本発明の他の実施の形態である半
導体製造装置の要部平面図、(b)は、要部断面図であ
る。34A is a plan view of a main part of a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 34B is a cross-sectional view of the main part.
【図35】本発明の他の実施の形態である半導体製造方
法を示す要部断面図である。FIG. 35 is a fragmentary cross-sectional view showing a semiconductor manufacturing method according to another embodiment of the present invention;
【図36】本発明の他の実施の形態である半導体製造方
法を示す要部断面図である。FIG. 36 is a fragmentary cross-sectional view showing the semiconductor manufacturing method according to another embodiment of the present invention;
【図37】本発明の他の実施の形態である半導体製造装
置の要部平面図である。FIG. 37 is a plan view of relevant parts of a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention;
【図38】本発明の他の実施の形態である半導体製造装
置の要部平面図である。FIG. 38 is a main part plan view of a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention;
【図39】本発明の他の実施の形態である半導体製造装
置の要部断面図である。FIG. 39 is a cross-sectional view of main parts of a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図40】本発明の他の実施の形態である半導体製造装
置の要部平面図である。FIG. 40 is a plan view of relevant parts of a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図41】本発明の他の実施の形態である半導体製造方
法を示す要部断面図である。FIG. 41 is a fragmentary cross-sectional view showing a semiconductor manufacturing method according to another embodiment of the present invention;
【図42】本発明の他の実施の形態である半導体製造方
法を示す要部断面図である。FIG. 42 is a fragmentary cross-sectional view showing the semiconductor manufacturing method according to another embodiment of the present invention;
【図43】(a)は、本発明の他の実施の形態である半
導体製造装置の要部平面図、(b)は、要部断面図であ
る。FIG. 43 (a) is a plan view of a main part of a semiconductor manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 43 (b) is a cross-sectional view of the main part.
1 砥石車(第1工具) 1A 台金(第1部材) 1B 砥石(第2部材) 2 半導体基板 3 高周波電源 4 エッチングガス 5 不活性ガス 6A 溝 6B ピット 7A ボンベ 7B ボンベ 8A バルブ 8B バルブ 9 配管 9A 配管 9B 配管 10 ノズル 10A ノズル 10B ノズル 11 フード 12 排気装置 13 排気管 14 配管 15 真空ポンプ 16 真空チャック(保持機構) 17 アース 18 ステージ 19 XYステージ(第1ステージ部) 20 傾斜ステージ(第2ステージ部) 20A〜20C 駆動機構 21 光学系(観察機構) 22 対物レンズ 22A 集光レンズ 23 照明光源 24 カメラ 25 カメラコントローラ 26 モニタ 27 駆動機構(上下方向への移動手段) 28 エンコーダ 30 照明ユニット 31 ハーフミラー 32 照明光 33 反射光 34A〜34C 観察位置 35 アライメントマーク 36 参照光光源 37 色フィルタ 38 開口板 39 ハーフミラー 40 参照光ユニット 41 参照光 42 反射光 43 投影部 44 光量測定器 45 開口板 46 電極 47 プラズマ生成室 50 チャンバ 51 扉 52 混合室 53 管 54 高周波コイル 61 試料 62 工具(第1工具) 62A 台金(第1部材) 62B 砥石(第2部材) 63 モータ 64 シャフト 65 ナット 66 継手 67 通気穴 68 溝 70 ケース 71 回転翼 72 シール軸受け 73 通気穴 75 集光レンズ 76 光透過窓 77 反射光 78 光検出器 80A 対物レンズ 80B 対物レンズ 80C レンズ 80D レンズ 81 フィン 82 光透過窓 83 ケース 84 レンズチューブ 85 リレーレンズ 94 酸化シリコン膜 95 酸化シリコン膜 96 素子分離溝 97 p型ウエル 99 ゲート酸化膜 100 ゲート電極 101A キャップ絶縁膜 101B サイドウォールスペーサ 102 n-型半導体領域 103 n+型半導体領域 104 絶縁膜 105 接続孔 106 プラグ 106A バリア導体膜 106B 導電性膜 107 エッチストッパ膜 108 絶縁膜 109 配線溝 110 バリア導体膜 111 導電性膜 112 埋め込み配線 113 スルーホール 114 解析用パッド 115 プローブカード 120 チップボンディング装置 121 コレット 122 基板ホルダ 123 排気口 124 ヒータ 125 排気口 126 ヒータ 130 研磨装置 131 ステージ 140 解析装置 141 ステージ 142 プローバ(プローブカード) 143 開口 144、145 解析手段 146 開口 147 治具 148 ステージ 149 開口 150 チップボンディング装置 151 コレット 152 基板ホルダ 153 真空吸着部 154、156 ヒータ 157 自己判定回路 B はんだバンプ(バンプ電極) d デフォーカス量 G ギャップ GS 裏面解析用ガラス基板 GS1〜GS6 ガラス基板 S 開口基板 L 配線(導体パターン) NP 針当てパッド M1〜M7 配線 P1 パッド Qn nチャネル型MISFET Qp pチャネル型MISFET RP ラジカル生成室 TH 貫通穴 UV 紫外線光源REFERENCE SIGNS LIST 1 grinding wheel (first tool) 1A base metal (first member) 1B grinding wheel (second member) 2 semiconductor substrate 3 high-frequency power supply 4 etching gas 5 inert gas 6A groove 6B pit 7A cylinder 7B cylinder 8A valve 8B valve 9 piping 9A Piping 9B Piping 10 Nozzle 10A Nozzle 10B Nozzle 11 Hood 12 Exhaust Device 13 Exhaust Pipe 14 Piping 15 Vacuum Pump 16 Vacuum Chuck (Holding Mechanism) 17 Earth 18 Stage 19 XY Stage (First Stage) 20 Tilt Stage (Second Stage) Unit) 20A to 20C Driving mechanism 21 Optical system (observation mechanism) 22 Objective lens 22A Condensing lens 23 Illumination light source 24 Camera 25 Camera controller 26 Monitor 27 Driving mechanism (vertical moving means) 28 Encoder 30 Illumination unit 31 Half mirror 32 Bright light 33 Reflected light 34A to 34C Observation position 35 Alignment mark 36 Reference light source 37 Color filter 38 Opening plate 39 Half mirror 40 Reference light unit 41 Reference light 42 Reflected light 43 Projection unit 44 Light quantity measuring device 45 Opening plate 46 Electrode 47 Plasma generation Chamber 50 Chamber 51 Door 52 Mixing chamber 53 Tube 54 High frequency coil 61 Sample 62 Tool (first tool) 62A Base metal (first member) 62B Grindstone (second member) 63 Motor 64 Shaft 65 Nut 66 Joint 67 Vent hole 68 Groove 70 Case 71 Rotary Wing 72 Seal Bearing 73 Vent Hole 75 Condensing Lens 76 Light Transmission Window 77 Reflected Light 78 Photo Detector 80A Objective Lens 80B Objective Lens 80C Lens 80D Lens 81 Fin 82 Light Transmission Window 83 Case 84 Lens Tube 85 Relay Wren 94 silicon oxide film 95 a silicon oxide film 96 isolation trench 97 p-type well 99 a gate oxide film 100 gate electrode 101A cap insulating film 101B sidewall spacers 102 n - -type semiconductor region 103 n + -type semiconductor region 104 insulating film 105 connection hole 106 Plug 106A Barrier conductive film 106B Conductive film 107 Etch stopper film 108 Insulating film 109 Wiring groove 110 Barrier conductive film 111 Conductive film 112 Embedded wiring 113 Through hole 114 Analysis pad 115 Probe card 120 Chip bonding device 121 Collet 122 Substrate holder 123 Exhaust port 124 Heater 125 Exhaust port 126 Heater 130 Polisher 131 Stage 140 Analyzer 141 Stage 142 Prober (probe card) 143 Open Mouth 144, 145 Analysis means 146 Opening 147 Jig 148 Stage 149 Opening 150 Chip bonding apparatus 151 Collet 152 Substrate holder 153 Vacuum suction section 154, 156 Heater 157 Self-determination circuit B Solder bump (bump electrode) d Defocus amount G Gap GS backside analysis glass substrate GS 1 ~GS 6 glass substrate S open board L wiring (conductive pattern) NP needle support pad M1~M7 wiring P 1 pad Qn n-channel type MISFET Qp p-channel type MISFET RP radical producing chamber TH through hole UV UV light source
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/3065 H01L 21/88 K 21/3205 21/302 B (72)発明者 寄崎 真吾 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 鈴木 猛司 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 小串 享 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 (72)発明者 水村 通伸 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Fターム(参考) 5F004 DB08 EA27 EA40 5F033 HH11 HH12 HH21 HH32 JJ19 JJ33 KK01 MM01 MM12 MM13 NN06 NN07 PP06 PP15 QQ09 QQ11 QQ12 QQ25 QQ37 QQ47 RR04 RR06 RR11 SS11 SS15Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (Reference) H01L 21/3065 H01L 21/88 K 21/3205 21/302 B (72) Inventor Shingo Yorizaki Josui, Kodaira-shi, Tokyo 5-20-1, Honmachi, Hitachi, Ltd., Semiconductor Group, Inc. (72) Inventor Takeshi Suzuki 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo, Ltd., Hitachi, Ltd., Semiconductor Group (72) Inventor, Satoshi Kogushi Hitachi, Ltd. Semiconductor Group Co., Ltd. (72) Inventor Toshinobu Mizumura 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. (Reference) 5F004 DB08 EA27 EA40 5F033 HH11 HH12 HH21 HH32 JJ19 JJ33 KK01 MM01 MM12 MM13 NN06 NN07 PP06 PP15 QQ09 QQ11 QQ12 QQ25 QQ37 QQ47 RR04 RR06 RR11 SS11 SS15
Claims (8)
縁膜とを有する半導体基板に対し、導電性物質からなる
第1部材および前記第1部材の外周部に固着された研磨
砥粒からなる第2部材を有する第1工具を用いて加工を
施すことにより、前記半導体基板を部分的あるいは全面
的に薄くする工程を含み、前記半導体基板を薄くする工
程は、(a)ラジカルを含むプロセスガスを前記半導体
基板の被研磨面に供給することで前記被研磨面の所定の
領域をエッチングする工程、(b)前記第2部材を前記
被研磨面に接触させた状態で前記被研磨面の所定の領域
を機械的に研磨する工程、(c)前記ラジカルを含むプ
ロセスガスを前記被研磨面に供給することで前記半導体
基板をエッチングする状況下で、前記第2部材を前記被
研磨面に接触させた状態で前記被研磨面の所定の領域を
機械的に研磨する工程、の選択された2以上の工程を有
することを特徴とした半導体装置の製造方法。1. A semiconductor substrate having a semiconductor element or a wiring and an insulating film on its main surface, comprising a first member made of a conductive material and abrasive grains fixed to an outer peripheral portion of the first member. Performing a process using a first tool having a second member to partially or entirely thin the semiconductor substrate, wherein the step of thinning the semiconductor substrate comprises: (a) a process gas containing radicals; Supplying a second member to the surface to be polished of the semiconductor substrate to etch a predetermined region of the surface to be polished, and (b) a predetermined region of the surface to be polished while the second member is in contact with the surface to be polished. Mechanically polishing the region of (c); and (c) contacting the second member with the surface to be polished under the condition that the semiconductor substrate is etched by supplying a process gas containing the radical to the surface to be polished. Let A method of mechanically polishing a predetermined area of the surface to be polished in a state, the method including two or more selected steps.
縁膜とを有する半導体基板に対し、導電性物質からなる
第1部材および前記第1部材の外周部に固着された研磨
砥粒からなる第2部材を有する第1工具を用いて加工を
施すことにより、前記半導体基板を部分的あるいは全面
的に薄くする工程を含み、前記半導体基板を薄くする工
程は、(a)ラジカルを含むプロセスガスを前記半導体
基板の被研磨面に供給することで前記被研磨面の所定の
領域をエッチングする工程、(b)前記第2部材を前記
被研磨面に接触させた状態で前記被研磨面の所定の領域
を機械的に研磨する工程、(c)前記ラジカルを含むプ
ロセスガスを前記被研磨面に供給することで前記半導体
基板をエッチングする状況下で、前記第2部材を前記被
研磨面に接触させた状態で前記被研磨面の所定の領域を
機械的に研磨する工程、の選択された2以上の工程を有
し、前記(a)〜(c)工程において生じた残渣物を前
記第1工具により除去することを特徴とする半導体装置
の製造方法。2. A semiconductor device having a semiconductor element or a wiring and an insulating film on its main surface, comprising a first member made of a conductive material and abrasive grains fixed to an outer peripheral portion of the first member. Performing a process using a first tool having a second member to partially or entirely thin the semiconductor substrate, wherein the step of thinning the semiconductor substrate comprises: (a) a process gas containing radicals; Supplying a second member to the surface to be polished of the semiconductor substrate to etch a predetermined region of the surface to be polished, and (b) a predetermined region of the surface to be polished while the second member is in contact with the surface to be polished. Mechanically polishing the region of (c); and (c) contacting the second member with the surface to be polished under the condition that the semiconductor substrate is etched by supplying a process gas containing the radical to the surface to be polished. Let A step of mechanically polishing a predetermined area of the surface to be polished in the state; and a step of removing residues generated in the steps (a) to (c) by the first tool. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: removing a semiconductor device;
縁膜とを有する第1半導体基板に対し、導電性物質から
なる第1部材および前記第1部材の外周部に固着された
研磨砥粒からなる第2部材を有する第1工具を用いて加
工を施すことにより、前記第1半導体基板を部分的ある
いは全面的に薄くする工程と、前記薄くされた第1半導
体基板に対して検査を施す工程と、前記検査の結果を第
2半導体基板の処理条件に使用する工程とを含み、前記
第1半導体基板を薄くする工程は、(a)ラジカルを含
むプロセスガスを前記第1半導体基板の被研磨面に供給
することで前記被研磨面の所定の領域をエッチングする
工程、(b)前記第2部材を前記被研磨面に接触させた
状態で前記被研磨面の所定の領域を機械的に研磨する工
程、(c)前記ラジカルを含むプロセスガスを前記被研
磨面に供給することで前記第1半導体基板をエッチング
する状況下で、前記第2部材を前記被研磨面に接触させ
た状態で前記被研磨面の所定の領域を機械的に研磨する
工程、の選択された2以上の工程を有し、前記(a)〜
(c)工程において生じた残渣物を前記第1工具により
除去することを特徴とする半導体装置の製造方法。3. A first member made of a conductive material and abrasive grains fixed to an outer peripheral portion of the first member with respect to a first semiconductor substrate having a semiconductor element or a wiring and an insulating film on its main surface. Processing using a first tool having a second member made of the first semiconductor substrate to partially or completely thin the first semiconductor substrate, and performing an inspection on the thinned first semiconductor substrate. And a step of using the result of the inspection as a processing condition for the second semiconductor substrate. The step of thinning the first semiconductor substrate includes: (a) applying a process gas containing radicals to the first semiconductor substrate; A step of etching a predetermined region of the surface to be polished by supplying the surface to the surface to be polished; (b) mechanically moving the predetermined region of the surface to be polished while the second member is in contact with the surface to be polished; Polishing step, (c) the radio In a situation where the first semiconductor substrate is etched by supplying a process gas containing Cu to the surface to be polished, a predetermined region of the surface to be polished in a state where the second member is in contact with the surface to be polished Mechanically polishing the above, comprising two or more selected steps;
(C) A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: removing a residue generated in the step with the first tool.
縁膜とを有する半導体基板に対し、導電性物質からなる
第1部材および前記第1部材の外周部に固着された研磨
砥粒からなる第2部材を有する第1工具を用いて加工を
施すことにより、前記半導体基板を部分的あるいは全面
的に薄くする工程を含み、前記半導体基板を薄くする工
程は、(a)前記第2部材の加工面に対する前記半導体
基板の傾斜を調整する工程、(b)ラジカルを含むプロ
セスガスを前記半導体基板の被研磨面に供給することで
前記被研磨面の所定の領域をエッチングする工程、
(c)前記第2部材を前記被研磨面に接触させた状態で
前記被研磨面の所定の領域を機械的に研磨する工程、
(d)前記ラジカルを含むプロセスガスを前記被研磨面
に供給することで前記半導体基板をエッチングする状況
下で、前記第2部材を前記被研磨面に接触させた状態で
前記被研磨面の所定の領域を機械的に研磨する工程、の
選択された2以上の工程を有することを特徴とした半導
体装置の製造方法。4. A semiconductor substrate having a semiconductor element or a wiring and an insulating film on a main surface thereof, comprising a first member made of a conductive material and abrasive grains fixed to an outer peripheral portion of the first member. A step of thinning the semiconductor substrate partially or entirely by performing processing using a first tool having a second member, wherein the step of thinning the semiconductor substrate includes the steps of: Adjusting a tilt of the semiconductor substrate with respect to a processing surface; (b) etching a predetermined region of the polished surface by supplying a process gas containing radicals to the polished surface of the semiconductor substrate;
(C) mechanically polishing a predetermined region of the polished surface while the second member is in contact with the polished surface;
(D) in a state where the semiconductor substrate is etched by supplying the process gas containing the radical to the surface to be polished, the second member is brought into contact with the surface to be polished and the predetermined surface of the surface to be polished is fixed. And a step of mechanically polishing the region.
縁膜とを有する半導体基板に対し、導電性物質からなる
第1部材および前記第1部材の外周部に固着された研磨
砥粒からなる第2部材を有する第1工具を用いて加工を
施すことにより、前記半導体基板を部分的あるいは全面
的に薄くする工程を含み、前記半導体基板を薄くする工
程は、(a)ラジカルを含むプロセスガスを前記半導体
基板の被研磨面に供給することで前記被研磨面の所定の
領域をエッチングする工程、(b)前記第2部材を前記
被研磨面に接触させた状態で前記被研磨面の所定の領域
を機械的に研磨する工程、(c)前記ラジカルを含むプ
ロセスガスを前記被研磨面に供給することで前記半導体
基板をエッチングする状況下で、前記第2部材を前記被
研磨面に接触させた状態で前記被研磨面の所定の領域を
機械的に研磨する工程、の選択された2以上の工程を有
し、前記半導体基板を薄くする工程の前後において前記
被研磨面の位置を光学的に検出することで前記半導体基
板の加工量を検知することを特徴とした半導体装置の製
造方法。5. A semiconductor device having a semiconductor element or a wiring and an insulating film on its main surface, comprising a first member made of a conductive substance and abrasive grains fixed to an outer peripheral portion of the first member. Performing a process using a first tool having a second member to partially or entirely thin the semiconductor substrate, wherein the step of thinning the semiconductor substrate comprises: (a) a process gas containing radicals; Supplying a second member to the surface to be polished of the semiconductor substrate to etch a predetermined region of the surface to be polished, and (b) a predetermined region of the surface to be polished while the second member is in contact with the surface to be polished. Mechanically polishing the region of (c); and (c) contacting the second member with the surface to be polished under the condition that the semiconductor substrate is etched by supplying a process gas containing the radical to the surface to be polished. Let Mechanically polishing a predetermined region of the surface to be polished in a state, comprising the steps of: mechanically polishing a predetermined region of the surface to be polished, and optically moving the position of the surface to be polished before and after the step of thinning the semiconductor substrate. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising detecting a processing amount of the semiconductor substrate by detecting the amount of processing.
半導体基板のパッドに対応した電極と、前記針当てパッ
ドおよび前記電極の間を接続する配線とが形成された解
析用基板を用意する工程、(b)前記解析用基板上に前
記解析対象である半導体基板をフェイスダウン方式で実
装し、前記半導体基板のパッドと前記解析用基板の電極
とを電気的に接続する工程、(c)前記解析用基板上に
実装された前記半導体基板の裏面を研削することによっ
て、前記半導体基板を所定の厚さまで薄膜化する工程、
(d)前記針当てパッドを通じて前記半導体基板に給電
および信号授受を行い、前記半導体基板の裏面または表
面に所定波長の光を照射して前記半導体基板に形成され
た集積回路の解析を行う工程を含み、前記解析用基板
は、前記半導体基板の解析対象領域に対応する位置に開
口が形成されていることを特徴とする半導体装置の製造
方法。6. An analysis board is provided in which a needle contact pad, an electrode corresponding to a pad of a semiconductor substrate to be analyzed, and a wiring connecting the needle contact pad and the electrode are formed. (B) mounting the semiconductor substrate to be analyzed on the analysis substrate in a face-down manner, and electrically connecting pads of the semiconductor substrate and electrodes of the analysis substrate; (c) A) thinning the semiconductor substrate to a predetermined thickness by grinding a back surface of the semiconductor substrate mounted on the analysis substrate;
(D) a step of performing power supply and signal transmission / reception to the semiconductor substrate through the needle contact pad and irradiating light of a predetermined wavelength to the back surface or the front surface of the semiconductor substrate to analyze an integrated circuit formed on the semiconductor substrate; A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the analysis substrate includes an opening at a position corresponding to an analysis target region of the semiconductor substrate.
半導体基板のパッドに対応した電極と、前記針当てパッ
ドおよび前記電極の間を接続する配線とが形成された解
析用基板を用意する工程、(b)前記解析用基板上に前
記解析対象である半導体基板をフェイスダウン方式で実
装し、前記半導体基板のパッドと前記解析用基板の電極
とを電気的に接続する工程、(c)前記解析用基板上に
実装された前記半導体基板の裏面を研削することによっ
て、前記半導体基板を所定の厚さまで薄膜化する工程、
(d)前記針当てパッドを通じて前記半導体基板に給電
および信号授受を行い、前記半導体基板の裏面または表
面に所定波長の光を照射して前記半導体基板に形成され
た集積回路の解析を行う工程を含み、前記解析用基板
は、光学的に透明なガラス基板からなり、前記電極は、
前記半導体基板の解析対象領域に対応する位置に形成さ
れ、前記配線は光学的に透明な膜によって構成されてい
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。7. An analysis board is provided in which a needle contact pad, an electrode corresponding to a pad of a semiconductor substrate to be analyzed, and a wiring connecting the needle contact pad and the electrode are formed. (B) mounting the semiconductor substrate to be analyzed on the analysis substrate in a face-down manner, and electrically connecting pads of the semiconductor substrate and electrodes of the analysis substrate; (c) A) thinning the semiconductor substrate to a predetermined thickness by grinding a back surface of the semiconductor substrate mounted on the analysis substrate;
(D) a step of performing power supply and signal transmission / reception to the semiconductor substrate through the needle contact pad and irradiating light of a predetermined wavelength to the back surface or the front surface of the semiconductor substrate to analyze an integrated circuit formed on the semiconductor substrate; Including, the analysis substrate is made of an optically transparent glass substrate, the electrode,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the wiring is formed at a position corresponding to a region to be analyzed on the semiconductor substrate, and the wiring is formed of an optically transparent film.
半導体基板のパッドに対応した電極と、前記針当てパッ
ドおよび前記電極の間を接続する配線とが形成された解
析用基板を用意する工程、(b)前記解析用基板上に前
記解析対象である半導体基板をフェイスダウン方式で実
装し、前記半導体基板のパッドと前記解析用基板の電極
とを電気的に接続する工程、(c)前記解析用基板上に
実装された前記半導体基板の裏面を研削することによっ
て、前記半導体基板を所定の厚さまで薄膜化する工程、
(d)前記針当てパッドを通じて前記半導体基板に給電
および信号授受を行い、前記半導体基板の裏面または表
面に所定波長の光を照射して前記半導体基板に形成され
た集積回路の解析を行う工程を含み、前記解析用基板の
一部には、前記集積回路の動作の良否を判定する回路が
設けられていることを特徴とする半導体装置の製造方
法。8. An analysis substrate having a needle contact pad, an electrode corresponding to a pad of a semiconductor substrate to be analyzed, and a wiring connecting between the needle contact pad and the electrode is prepared. (B) mounting the semiconductor substrate to be analyzed on the analysis substrate in a face-down manner, and electrically connecting pads of the semiconductor substrate and electrodes of the analysis substrate; (c) A) thinning the semiconductor substrate to a predetermined thickness by grinding a back surface of the semiconductor substrate mounted on the analysis substrate;
(D) a step of performing power supply and signal transmission / reception to the semiconductor substrate through the needle contact pad and irradiating light of a predetermined wavelength to the back surface or the front surface of the semiconductor substrate to analyze an integrated circuit formed on the semiconductor substrate; A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a circuit for determining whether the integrated circuit operates properly is provided on a part of the analysis substrate.
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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