JP2001093876A - 半導体ウエハのエッチング方法 - Google Patents
半導体ウエハのエッチング方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ウエハの薄層化のための均一なエッチングと、
均一な粗面化とを同時に達成可能にする半導体ウエハの
エッチング方法を実現する。 【解決手段】 半導体ウエハのエッチング方法におい
て、ふっ酸と硝酸とを主成分とするエッチング液を、水
平に保持されたシリコンウエハ上にその上全面を覆うま
で供給した後、該エッチング液の供給を停止し、該シリ
コンウエハを静置した状態でエッチング反応を行うもの
である。
均一な粗面化とを同時に達成可能にする半導体ウエハの
エッチング方法を実現する。 【解決手段】 半導体ウエハのエッチング方法におい
て、ふっ酸と硝酸とを主成分とするエッチング液を、水
平に保持されたシリコンウエハ上にその上全面を覆うま
で供給した後、該エッチング液の供給を停止し、該シリ
コンウエハを静置した状態でエッチング反応を行うもの
である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ふっ酸と硝酸とを主成
分とするエッチング液によるシリコンウエハのエッチン
グに関し、特に、パワーＩＣ等の電力量の大きいデバイ
スの裏面を粗面化するためのエッチング方法に関する。
分とするエッチング液によるシリコンウエハのエッチン
グに関し、特に、パワーＩＣ等の電力量の大きいデバイ
スの裏面を粗面化するためのエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウエハの製造又は半導体デバイ
スの製造においては、スライシングやラッピング等の機
械的加工処理によりウエハ表面に生じた加工歪層を除去
するため、或いはシリコンウエハを所望の厚さにするた
め、化学的エッチング処理が行われ、一般的に、ふっ酸
と硝酸とを主成分とする混合液が使用されている。この
エッチング処理には、ウエハを回転しながらエッチング
する枚様式スピン方法が適用されることもある。ところ
で、近年は、デバイスの薄型化とともに、パワーＩＣ等
の大電力量を要する態様において、各種チップ等をウエ
ハに実装する前段階で、電極面積を予め確保するため裏
面を粗面にすることが要望されてきた。
スの製造においては、スライシングやラッピング等の機
械的加工処理によりウエハ表面に生じた加工歪層を除去
するため、或いはシリコンウエハを所望の厚さにするた
め、化学的エッチング処理が行われ、一般的に、ふっ酸
と硝酸とを主成分とする混合液が使用されている。この
エッチング処理には、ウエハを回転しながらエッチング
する枚様式スピン方法が適用されることもある。ところ
で、近年は、デバイスの薄型化とともに、パワーＩＣ等
の大電力量を要する態様において、各種チップ等をウエ
ハに実装する前段階で、電極面積を予め確保するため裏
面を粗面にすることが要望されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したふ
っ酸と硝酸とを主成分とするエッチング液で、シリコン
ウエハのスピンエッチングを行った場合は、エッチング
面が鏡面となり、裏面電極面積を大きくするためには別
途処理が必要となる。この従来処理としては、例えば、
ウエハの裏面側をエッチング液に全面又は部分的に浸漬
するディップ法を適用することもあるが、エッチング量
及び粗さに大きなバラツキを生じ、品質管理が難しく歩
留まりが悪いという問題がある。
っ酸と硝酸とを主成分とするエッチング液で、シリコン
ウエハのスピンエッチングを行った場合は、エッチング
面が鏡面となり、裏面電極面積を大きくするためには別
途処理が必要となる。この従来処理としては、例えば、
ウエハの裏面側をエッチング液に全面又は部分的に浸漬
するディップ法を適用することもあるが、エッチング量
及び粗さに大きなバラツキを生じ、品質管理が難しく歩
留まりが悪いという問題がある。
【０００４】本発明は、ふっ酸と硝酸とを主成分とする
混合物によるシリコンウエハのエッチングにおける前述
の問題を解決し、ウエハの薄層化のための均一なエッチ
ングと、目的とする均一な粗面化とを同時に達成可能に
する半導体ウエハのエッチング方法を実現することを目
的とする。
混合物によるシリコンウエハのエッチングにおける前述
の問題を解決し、ウエハの薄層化のための均一なエッチ
ングと、目的とする均一な粗面化とを同時に達成可能に
する半導体ウエハのエッチング方法を実現することを目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の半導体ウエハのエッチング方法は、ふっ酸と硝
酸とを主成分とするエッチング液を、水平に保持された
シリコンウエハ上にその上全面を覆うまで供給した後、
該エッチング液の供給を停止し、該シリコンウエハを静
置した状態でエッチング反応を行うことを要旨としてい
る。
本発明の半導体ウエハのエッチング方法は、ふっ酸と硝
酸とを主成分とするエッチング液を、水平に保持された
シリコンウエハ上にその上全面を覆うまで供給した後、
該エッチング液の供給を停止し、該シリコンウエハを静
置した状態でエッチング反応を行うことを要旨としてい
る。
【０００６】以上の本発明方法において、エッチング液
は、水平保持されたシリコンウエハ上に供給されるが、
この場合、噴射ノズルにより該ウエハの中心部に供給
し、中心部から全周囲部へ均等に流れるようにする。す
なわち、エッチング液の供給としては、噴射以外に、滴
下又は流下の方法でもよいが、噴射形態が効率性及び管
理等から最も好ましい。同様な理由から、その噴射時に
は、処理対象であるシリコンウエハを低速回転して上全
面がエッチング液にて瞬時に覆われるようにすることが
好ましい。逆に、静置状態でのエッチング反応終了後
は、シリコンウエハを高速回転することによりその遠心
力により付着エッチング液、反応生成物等を迅速に除去
することが好ましい。この場合は、高速回転と共に純水
等を必要に応じ供給して、除去と洗浄効率を向上するこ
とが好ましい。
は、水平保持されたシリコンウエハ上に供給されるが、
この場合、噴射ノズルにより該ウエハの中心部に供給
し、中心部から全周囲部へ均等に流れるようにする。す
なわち、エッチング液の供給としては、噴射以外に、滴
下又は流下の方法でもよいが、噴射形態が効率性及び管
理等から最も好ましい。同様な理由から、その噴射時に
は、処理対象であるシリコンウエハを低速回転して上全
面がエッチング液にて瞬時に覆われるようにすることが
好ましい。逆に、静置状態でのエッチング反応終了後
は、シリコンウエハを高速回転することによりその遠心
力により付着エッチング液、反応生成物等を迅速に除去
することが好ましい。この場合は、高速回転と共に純水
等を必要に応じ供給して、除去と洗浄効率を向上するこ
とが好ましい。
【０００７】また、本発明のエッチング操作は、目的の
エッチング量を充足する上で、使用エッチング液の組成
及び濃度、供給速度及び流量、供給停止後のエッチング
反応時間、繰り返し回数等により選択設計されることに
なる。このうち、エッチング反応は、厳密に捉えると、
シリコンウエハ上にエッチング液を供給した時点から、
該供給エッチング液が完全に除去されるまでとなる。し
かし、実際は、エッチング液でシリコンウエハの上全面
を覆うことが短時間（数秒）で可能なこと、エッチング
反応を静置状態で完了した後、遠心力により付着エッチ
ング液等を短時間で除去可能なことから、エッチング反
応時間としてはエッチング液供給完了時から静置状態で
のエッチング反応完了まで、つまり静置エッチング時間
として管理することができる。そして、この静置エッチ
ング時間は、エッチング液の濃度や供給量等の条件によ
り多少異なるが、通常、１０〜６０秒の範囲内、より好
ましくは２０〜４０秒の範囲内にすることである。これ
は、各種の試験から、６０秒より長くすると、エッチン
グ反応による発泡量が少なくなり、エッチング反応でせ
っかく形成された粗面が平坦面に変わる傾向が強くな
る。逆に、１０秒より短いと、粗面化が不十分となる傾
向が強くなり、歩留まりが悪くなるからである。以下、
実施例を挙げ本発明を更に詳細に説明する。
エッチング量を充足する上で、使用エッチング液の組成
及び濃度、供給速度及び流量、供給停止後のエッチング
反応時間、繰り返し回数等により選択設計されることに
なる。このうち、エッチング反応は、厳密に捉えると、
シリコンウエハ上にエッチング液を供給した時点から、
該供給エッチング液が完全に除去されるまでとなる。し
かし、実際は、エッチング液でシリコンウエハの上全面
を覆うことが短時間（数秒）で可能なこと、エッチング
反応を静置状態で完了した後、遠心力により付着エッチ
ング液等を短時間で除去可能なことから、エッチング反
応時間としてはエッチング液供給完了時から静置状態で
のエッチング反応完了まで、つまり静置エッチング時間
として管理することができる。そして、この静置エッチ
ング時間は、エッチング液の濃度や供給量等の条件によ
り多少異なるが、通常、１０〜６０秒の範囲内、より好
ましくは２０〜４０秒の範囲内にすることである。これ
は、各種の試験から、６０秒より長くすると、エッチン
グ反応による発泡量が少なくなり、エッチング反応でせ
っかく形成された粗面が平坦面に変わる傾向が強くな
る。逆に、１０秒より短いと、粗面化が不十分となる傾
向が強くなり、歩留まりが悪くなるからである。以下、
実施例を挙げ本発明を更に詳細に説明する。
【０００８】
【実施例】実施例１、２及び比較例は、同じ枚葉式スピ
ン装置を使用し、処理対象物として何れも同じ６インチ
シリコンウエハのもので、所定濃度に調整したふっ酸と
硝酸とを主成分とするエッチング液を用い、以下の条件
にてエッチングしたときの例である。評価は、エッチン
グ後のシリコンウエハについて、対象面内のうち異なる
５点の厚さを測定し、その平均値を求め対比し、また、
対象表面を観察対比したものである。なお、使用エッチ
ング液は、４９％ふっ酸と７０％硝酸と９６％硫酸とを
用い、ふっ酸：硝酸：硫酸＝１：１２：１の割合で調整
したものである。このうち、硫酸は、当該エッチング液
を増粘してエッチング液の乗り、つまりウエハに乗る厚
さを増やす作用を主に得るものである。但し、本発明は
この硫酸を省略しても差し支えないものである。
ン装置を使用し、処理対象物として何れも同じ６インチ
シリコンウエハのもので、所定濃度に調整したふっ酸と
硝酸とを主成分とするエッチング液を用い、以下の条件
にてエッチングしたときの例である。評価は、エッチン
グ後のシリコンウエハについて、対象面内のうち異なる
５点の厚さを測定し、その平均値を求め対比し、また、
対象表面を観察対比したものである。なお、使用エッチ
ング液は、４９％ふっ酸と７０％硝酸と９６％硫酸とを
用い、ふっ酸：硝酸：硫酸＝１：１２：１の割合で調整
したものである。このうち、硫酸は、当該エッチング液
を増粘してエッチング液の乗り、つまりウエハに乗る厚
さを増やす作用を主に得るものである。但し、本発明は
この硫酸を省略しても差し支えないものである。
【０００９】（実施例１）この例はエッチングを１回で
行ったときの代表例である。エッチング条件は、前記シ
リコンウエハを枚葉式スピン装置の水平回転テーブルに
セットし、２０ｒｐｍで回転した。この回転状態から、
前記エッチング液を噴射ノズルからシリコンウエハの中
心部に３００ｍｌ／分で、５秒間供給し、該シリコンウ
エハの上全面をそのエッチング液で覆った。前記５秒の
時点で回転を止めて、４０秒間（エッチング液の供給か
ら４５秒）だけシリコンウエハを静置状態に保った。こ
の静置状態では、エッチング反応が進行し、シリコンウ
エハの上面が見えなくなるほど発泡が起こっていた。ま
た、その発泡はウエハ上面の全体にほぼ均一に発生して
いた。次に、４０秒経過時点で、シリコンウエハを水平
回転テープルを介し１０００ｒｐｍで高速回転するとと
もに、純水を３０秒間供給してシリコンウエハを洗浄し
た。その後、純水の供給を止め、シリコンウエハを更に
２０００ｒｐｍで３０秒間高速回転して乾燥した。この
評価結果において、得られたシリコンウエハは、上全面
がグレーの粗面になっており、エッチング量の平均が１
２±２μｍであった。
行ったときの代表例である。エッチング条件は、前記シ
リコンウエハを枚葉式スピン装置の水平回転テーブルに
セットし、２０ｒｐｍで回転した。この回転状態から、
前記エッチング液を噴射ノズルからシリコンウエハの中
心部に３００ｍｌ／分で、５秒間供給し、該シリコンウ
エハの上全面をそのエッチング液で覆った。前記５秒の
時点で回転を止めて、４０秒間（エッチング液の供給か
ら４５秒）だけシリコンウエハを静置状態に保った。こ
の静置状態では、エッチング反応が進行し、シリコンウ
エハの上面が見えなくなるほど発泡が起こっていた。ま
た、その発泡はウエハ上面の全体にほぼ均一に発生して
いた。次に、４０秒経過時点で、シリコンウエハを水平
回転テープルを介し１０００ｒｐｍで高速回転するとと
もに、純水を３０秒間供給してシリコンウエハを洗浄し
た。その後、純水の供給を止め、シリコンウエハを更に
２０００ｒｐｍで３０秒間高速回転して乾燥した。この
評価結果において、得られたシリコンウエハは、上全面
がグレーの粗面になっており、エッチング量の平均が１
２±２μｍであった。
【００１０】（実施例２）この例はエッチングを４回行
ったときの代表例である。すなわち、前記シリコンウエ
ハを枚葉式スピン装置の水平回転テーブルにセットし、
２０ｒｐｍで回転したこと、この回転状態からエッチン
グ液を噴射ノズルからシリコンウエハの中心部に３００
ｍｌ／分で、５秒間供給し、該シリコンウエハの上全面
をそのエッチング液で覆ったこと、５秒の時点で回転を
止めて、４０秒間（エッチング液の供給から４５秒）だ
けシリコンウエハを静置状態に保ったことは実施例１と
同じ。そして、この例では、静置状態にあるシリコンウ
エハを、水平回転テープルを介し１０００ｒｐｍで高速
回転して、１０秒間、シリコンウエハ上の付着エッチン
グ液及び反応生成物を遠心力により除去した。その後、
前記の要領にて、２０ｒｐｍで回転してエッチング液
を供給し、回転を止めて静置状態でエッチング反応を
行い、１０００ｒｐｍで高速回転してシリコンウエハ
上の付着エッチング液及び反応生成物を除去した。更に
この〜を２回繰り返し、合計４回のエッチングを行
った後、実施例１と同じ条件にて純水洗浄及び高速回転
による乾燥を行った。この評価結果において、得られた
シリコンウエハは、上全面がグレーの粗面になってお
り、エッチング量の平均が５０±３μｍであった。
ったときの代表例である。すなわち、前記シリコンウエ
ハを枚葉式スピン装置の水平回転テーブルにセットし、
２０ｒｐｍで回転したこと、この回転状態からエッチン
グ液を噴射ノズルからシリコンウエハの中心部に３００
ｍｌ／分で、５秒間供給し、該シリコンウエハの上全面
をそのエッチング液で覆ったこと、５秒の時点で回転を
止めて、４０秒間（エッチング液の供給から４５秒）だ
けシリコンウエハを静置状態に保ったことは実施例１と
同じ。そして、この例では、静置状態にあるシリコンウ
エハを、水平回転テープルを介し１０００ｒｐｍで高速
回転して、１０秒間、シリコンウエハ上の付着エッチン
グ液及び反応生成物を遠心力により除去した。その後、
前記の要領にて、２０ｒｐｍで回転してエッチング液
を供給し、回転を止めて静置状態でエッチング反応を
行い、１０００ｒｐｍで高速回転してシリコンウエハ
上の付着エッチング液及び反応生成物を除去した。更に
この〜を２回繰り返し、合計４回のエッチングを行
った後、実施例１と同じ条件にて純水洗浄及び高速回転
による乾燥を行った。この評価結果において、得られた
シリコンウエハは、上全面がグレーの粗面になってお
り、エッチング量の平均が５０±３μｍであった。
【００１１】（比較例）この比較例は回転エッチングに
より粗面化した代表例である。エッチング条件は、前記
シリコンウエハを枚葉式スピン装置の水平回転テーブル
にセットし、２０ｒｐｍで回転した状態から、前記エッ
チング液を噴射ノズルからシリコンウエハの中心部に３
００ｍｌ／分で、４５秒間供給し、エッチングをその回
転した状態で行った。なお、この回転条件では、供給エ
ッチング液がシリコンウエハの上全面から流れ落ちると
ともに、エッチング反応による発泡の間からシリコンウ
エハのエッチング面が部分的に目視される状態であっ
た。また、４５秒経過時点で、シリコンウエハを水平回
転テープルを介し１０００ｒｐｍで高速回転するととも
に、純水を３０秒間供給してシリコンウエハを洗浄し
た。その後、純水の供給を止め、シリコンウエハを更に
２０００ｒｐｍで３０秒間高速回転して乾燥した。この
評価結果において、得られたシリコンウエハは、上全面
に褐色の斑点が認められ、また、ウエハ中心部ほどギラ
付きのある不均一な粗面となっていた。なお、エッチン
グ量の平均は９μｍであった。
より粗面化した代表例である。エッチング条件は、前記
シリコンウエハを枚葉式スピン装置の水平回転テーブル
にセットし、２０ｒｐｍで回転した状態から、前記エッ
チング液を噴射ノズルからシリコンウエハの中心部に３
００ｍｌ／分で、４５秒間供給し、エッチングをその回
転した状態で行った。なお、この回転条件では、供給エ
ッチング液がシリコンウエハの上全面から流れ落ちると
ともに、エッチング反応による発泡の間からシリコンウ
エハのエッチング面が部分的に目視される状態であっ
た。また、４５秒経過時点で、シリコンウエハを水平回
転テープルを介し１０００ｒｐｍで高速回転するととも
に、純水を３０秒間供給してシリコンウエハを洗浄し
た。その後、純水の供給を止め、シリコンウエハを更に
２０００ｒｐｍで３０秒間高速回転して乾燥した。この
評価結果において、得られたシリコンウエハは、上全面
に褐色の斑点が認められ、また、ウエハ中心部ほどギラ
付きのある不均一な粗面となっていた。なお、エッチン
グ量の平均は９μｍであった。
【００１２】
【発明の効果】以上の通り、本発明の半導体エッチング
方法では、電極を設けるのに適した、きめ細かい均一
な、そして、実面積が拡大された粗面を、面内のエッチ
ング量のバラツキを抑えて形成することができる。これ
により、本発明は品質管理的に優れ、かつ留まりを向上
できる。
方法では、電極を設けるのに適した、きめ細かい均一
な、そして、実面積が拡大された粗面を、面内のエッチ
ング量のバラツキを抑えて形成することができる。これ
により、本発明は品質管理的に優れ、かつ留まりを向上
できる。
Claims (2)
- 【請求項１】ふっ酸と硝酸とを主成分とするエッチング
液を、水平に保持されたシリコンウエハ上にその上全面
を覆うまで供給した後、該エッチング液の供給を停止
し、該シリコンウエハを静置した状態でエッチング反応
を行うことを特徴とする半導体ウエハのエッチング方
法。 - 【請求項２】前記シリコンウエハを静置状態でエッチン
グ反応を行った後、回転による遠心力にて付着エッチン
グ液等を除去する請求項１に記載の半導体ウエハのエッ
チング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27106599A JP2001093876A (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | 半導体ウエハのエッチング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27106599A JP2001093876A (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | 半導体ウエハのエッチング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001093876A true JP2001093876A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17494914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27106599A Pending JP2001093876A (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | 半導体ウエハのエッチング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001093876A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005036629A1 (ja) * | 2003-10-10 | 2005-04-21 | Mimasu Semiconductor Industry Co., Ltd. | ウェーハの粗面処理方法 |
| WO2006028017A1 (ja) * | 2004-09-06 | 2006-03-16 | Sumco Corporation | シリコンウェーハの製造方法 |
| JP2007324165A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | シリコン基板の表面処理方法および太陽電池セルの製造方法 |
| JP2008047695A (ja) * | 2006-08-16 | 2008-02-28 | Disco Abrasive Syst Ltd | ウエーハのエッチング方法 |
| JP2010238782A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 基板処理装置および基板処理方法 |
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| JP2013505562A (ja) * | 2009-09-21 | 2013-02-14 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 水性酸エッチング溶液、単結晶及び多結晶のシリコン基板の表面のテクスチャリング方法 |
| JP2015125996A (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-06 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| KR20230017177A (ko) | 2020-05-27 | 2023-02-03 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 실리콘 웨이퍼의 에칭방법 |
-
1999
- 1999-09-24 JP JP27106599A patent/JP2001093876A/ja active Pending
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| DE112021001808T5 (de) | 2020-05-27 | 2023-02-09 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Verfahren zum Ätzen von Siliziumwafern |
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