JP2001185525A - 半導体ウェーハエッチングケージおよびエッチング槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】均一にエッチングされた高平坦度の半導体ウェ
ーハが得られる半導体ウェーハエッチングケージおよび
エッチング槽を提供する。 【解決手段】板状をなす複数枚の側板２と、この側板２
間に円形状に橋設され複数枚の半導体ウェーハＷを離間
保持するための溝部３が多数形成された支持体４、４ｒ
と、この支持体４、４ｒの側板２への橋設により形成さ
れるエッチング液流入出用の開口部８、８ｗおよび半導
体ウェーハ用のウェーハ収納部９と、このウェーハ収納
部９の外周に位置して開口部８ｗに設けられた整流板５
とを有し、この整流板５は側板２の回転に対して０〜９
０°傾斜して設けた半導体ウェーハエッチングケージ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェーハエッ
チングケージおよびエッチング槽に係わり、特に均一に
エッチングされた高平坦度の半導体ウェーハが得られる
半導体ウェーハエッチングケージおよびエッチング槽に
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスに用いられる半導体ウェ
ーハは、半導体単結晶のインゴットをスライスして得ら
れるウェーハを、面取り、ラッピング、エッチング、鏡
面研磨、洗浄の順に加工されて製品になる。エッチング
加工は、ラッピング加工等でウェーハ表面に生じた機械
的な加工歪み層の除去と、表面の汚れを除去する目的で
行なわれる。エッチング液としては、主に混酸（弗酸、
硝酸、酢酸等の混酸）、アルカリ溶液等が用いられてい
る。

【０００３】図１１に示すように、従来の混酸によるエ
ッチングは、ウェーハ面内のエッチングむらを小さくす
るため、半導体ウェーハＷを専用のエッチングゲージ２
１に装填し、回転、上下動させながら行なっている。

【０００４】従来のエッチングゲージ２１を用いたエッ
チングでは、ウェーハ収納部２２の外周に位置する開口
部２３にエッチング液の流れをガイドする整流板が設け
られていなかったので、装填されるウェーハ間隔を小さ
くすると、ウェーハ間に薬液の流れが停滞し、ウェーハ
中心側の薬液供給不足と薬温の上昇により、ウェーハ間
にエッチング速度の差が生じ、均一にエッチングされた
平坦な半導体ウェーハＷが得られなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで均一にエッチン
グされた高平坦度の半導体ウェーハが得られる半導体ウ
ェーハエッチングケージおよびエッチング槽が要望され
ていた。

【０００６】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、均一にエッチングされた高平坦度の半導体ウェ
ーハが得られる半導体ウェーハエッチングケージおよび
エッチング槽を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本願請求項１の発明は、板状をなす複数枚の
側板と、この側板間に橋設され複数枚の半導体ウェーハ
を離間保持するための溝部が多数形成された複数本の支
持体と、この支持体の前記側板への橋設により形成され
るエッチング液流入出用の開口部および半導体ウェーハ
用のウェーハ収納部と、このウェーハ収納部の外周に位
置して前記開口部に設けられた整流板とを有し、この整
流板は前記側板の回転に対して０〜９０°傾斜して設け
られることを特徴とする半導体ウェーハエッチングケー
ジであることを要旨としている。

【０００８】本願請求項２の発明では、上記整流板は１
個設けられていることを特徴とする請求項1に記載の半
導体ウェーハエッチングケージであることを要旨として
いる。

【０００９】本願請求項３の発明では、上記整流板は回
転軸に対して軸対称に２個設けられていることを特徴と
する請求項1に記載の半導体ウェーハエッチングケージ
であることを要旨としている。

【００１０】本願請求項４の発明は、複数枚の板状の側
板と、この側板間に円形状に橋設され複数枚の半導体ウ
ェーハを離間保持するための溝部が多数形成された複数
本の支持体と、この支持体の前記側板への橋設により形
成されるエッチング液流入出用の開口部および半導体ウ
ェーハ用のウェーハ収納部とを有する半導体ウェーハエ
ッチングケージが回動および／または上下動可能に収納
されるエッチング槽において、収納された半導体ウェー
ハエッチングケージに沿い、離間して延伸するようにエ
ッチング槽内壁に設けられた整流板を有し、かつこの整
流板は前記半導体ウェーハエッチングケージの回転に対
して０〜９０°傾斜して設けられることを特徴とする半
導体ウェーハエッチング槽であることを要旨としてい
る。

【００１１】本願請求項５の発明では、上記整流板は半
導体ウェーハエッチングケージの回転軸に対して軸対称
にエッチング槽内壁に２個設けられていることを特徴と
する請求項４に記載の半導体ウェーハエッチング槽であ
ることを要旨としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係わる半導体ウェーハエ
ッチングケージおよびエッチング槽の実施の形態につい
て添付図面を参照して説明する。

【００１３】図１に示すように、本発明に係わるエッチ
ングケージ１は、板状、例えば円板形状をなす複数枚，
例えば２枚の側板２と、この側板２間に橋設され複数枚
の半導体ウェーハＷを離間保持するための溝部３が多数
形成された支持体４、４ｒと整流板５とを有している。

【００１４】図２に示すように、側板２を支持点として
エッチング槽６の底面７に載置されるエッチングケージ
１は回転および／または上下動可能な構造になってい
る。

【００１５】支持体４は６本用いられており、その内の
隣接する３本の支持体４ｒは取付手段（図示せず）によ
り着脱自在に側板２に橋設され、他の２本の支持体４は
固定的に側板２に橋設されている。

【００１６】この支持体４、４ｒを側板２に橋設するこ
とにより、２枚の側板２間には、エッチング液流入出用
の開口部８、８ｂおよび半導体ウェーハ用のウェーハ収
納部９が形成されている。支持体４、４ｒの側板２への
取付け位置は、ウェーハ収納部９に収納された半導体ウ
ェーハＷの外周部ｗｅと支持体４、４ｒの溝部３が係合
するように設定されている。また、支持体４、４ｒは４
５°の角度間隔で側板２に橋設され、例えば、上下の開
口部８ｗは９０°の角度を有する開口となるように取付
けられている。この開口部８ｗに位置するウェーハ収納
部９の外周には、側板２間に上記２枚の整流板５、５ｒ
が橋設されており、この２枚の整流板５は回転軸Ａに対
して軸対称に２個設けられている。さらに、この整流板
５は側板２の外周円弧、即ち、側板２の回転に対して０
〜９０°傾斜して設けられている。

【００１７】本発明に係わるエッチングケージの使用方
法について説明する。

【００１８】本発明に係わるエッチングケージ１を用意
し、取付手段を外して３本の支持体４ｒを外し、しかる
後、エッチングする多数枚の半導体ウェーハＷを支持体
４に設けられた溝部３で離間保持してエッチングケージ
１の収納部９に装填し、３本の支持体４ｒを側板２に取
付手段により取付ける。

【００１９】半導体ウェーハＷが装填されたエッチング
ケージ１をエッチング液Ｅが満たされたエッチング槽６
の底部７から離間し、浮いた状態で収納する。しかる
後、機械的または作業者によりエッチングケージ１を、
例えば一方向に回転させる。エッチングケージ１により
エッチング液Ｅは図３に示すように、整流板５によりガ
イドされ、図中の矢印に示すように半導体ウェーハ間を
停滞するなく効果的に流れて、ウェーハ中心側の薬液供
給不足や薬温の上昇が生じることもなく、従って、ウェ
ーハ間にエッチング速度の差が生じることもなく、半導
体ウェーハＷを均一にエッチングすることができる。２
枚の整流板５を回転軸Ａに対して軸対称に２個設けたの
で、大口径半導体ウェーハエッチング用に適する。

【００２０】なお、上述した実施形態のように側板を円
板形状にすれば、エッチングケージをエッチング槽の底
面に接触させず、浮かして回転させる場合、および底面
に接触させて底面上で回転させる場合にも都合がよい
が、側板は必ずしも円板形状である必要はなく、浮かし
て回転させる場合には、例えば正方形であってもよい。

【００２１】また本実施形態では、２枚の整流板５を回
転軸Ａに対して軸対称に２個設けたが、図４に示すよう
に、１個であってもよい。この場合には構造が簡単で安
価であり、また小口径半導体ウェーハエッチング用に適
する。

【００２２】さらに、図５に示すように、大口径半導体
ウェーハエッチング用に３枚の整流板を設けることも可
能であるが、整流板でガイドされたエッチング液が半導
体ウェーハ間で干渉しあい、エッチング液の流れが乱れ
て、エッチング効果が若干減殺される。

【００２３】次に本発明に係わるエッチング槽について
説明する。

【００２４】図６に示すように、直方体形状のエッチン
グ槽１１には、その両長辺内壁１２に各々整流板１３が
設けられている。この取付け位置は、図７に示すよう
に、半導体ウェーハエッチングケージ１４を直方体形状
のエッチング槽１１に収納した場合に、半導体ウェーハ
エッチングケージ１４の回転軸Ａに対して軸対称の状態
になるように設定されている。また、この整流板１３は
細長く扁平な長方形状で半導体ウェーハエッチングケー
ジ１４の回転に対して０〜９０°傾斜して設けられてい
る。

【００２５】このような構造を有する半導体ウェーハエ
ッチング槽１１を用いて、半導体ウェーハをエッチング
する場合には、半導体ウェーハが装填されたエッチング
ケージ１４をエッチング液が満たされたエッチング槽１
１の底部１５から離間し浮かせて収納する。しかる後、
機械的または作業者によりエッチングケージ１４を回転
および／または上下動させる。この回転、上下動によ
り、エッチング槽１１内のエッチング液は図７に示すよ
うに、整流板１３によりガイドされて図中の矢印によう
にエッチングケージ１４に装填された半導体ウェーハ間
を停滞することなく流れて、ウェーハ中心側の薬液供給
不足や薬温の上昇が生じることもなく、従って、ウェー
ハ間にエッチング速度の差が生じることもなく、半導体
ウェーハを均一にエッチングすることができる。また、
２枚の整流板１３を回転軸Ａに対して軸対称に２個設け
たので、大口径半導体ウェーハエッチング用に適し、ま
た、半導体ウェーハエッチングケージ１４に整流板を設
ける必要がないので、構造を簡単にすることができる。

【００２６】なお、本実施形態では、２枚の整流板１３
を回転軸Ａに対して軸対称に２個設けたが、１個であっ
てもよく、この場合には構造が簡単で安価であり、また
小口径半導体ウェーハエッチング用に適する。

【００２７】

【実施例】引上げ方位［１００］のシリコン単結晶イン
ゴットを通常通り加工し、ラッピング加工したシリコン
ウェーハを図１に示すような本発明に係わる半導体ウェ
ーハエッチングケージを用い半導体ウェーハエッチング
ケージを回転させて、エッチングを行なった。エッチン
グ後のシリコンウェーハの面内の厚さ分布を測定した結
果を図８（ａ）に示す。従来例は図１１に示すような半
導体ウェーハエッチングケージを用いてエッチングした
シリコンウェーハである。

【００２８】また、（イ）半導体ウェーハエッチングケ
ージの回転数を変化させて回転、（ロ）半導体ウェーハ
エッチングケージの上下動回数を変えて上下動、させて
エッチングを行なった。エッチング後のシリコンウェー
ハの面内の厚さバラツキの測定を行なった。その結果を
図９、図１０に示す。

【００２９】・図８（ａ）に示すように、半導体ウェー
ハエッチングケージを回転させてエッチングした実施例
では、整流板からシリコンウェーハ中心側へのエッチン
グ液の流れによるエッチング液供給の効果で、シリコン
ウェーハ中心部での凹凸は０．２μｍ以下となってい
る。

【００３０】・これに対し、従来例は図８（ｂ）に示す
ように、ウェーハ中心部でのエッチング液の停滞と液温
上昇によるエッチング速度のバラツキにより、実施例１
の約２倍の０．４μｍ程度の凹凸を生じた。

【００３１】・図９は半導体ウェーハエッチングケージ
の回転数を変化させた時の平坦度（ＴＴＶ）であるが、
実施例は低回転では整流板によるシリコンウェーハ中心
側へのエッチング液の供給効果は小さいが、回転数を増
加させると整流板によるシリコンウェーハ中心側へのエ
ッチング液供給効果が増大し、平坦度が従来に比べて向
上する。

【００３２】・図１０は半導体ウェーハエッチングケー
ジの上下動回数を変化させた時の平坦度（ＴＴＶ）であ
るが、実施例は整流板の効果が大きいため上下動回数に
拘わりなく、低回数から高回数まで良好な結果を示す。
従来例は低回数ではエッチング効果が小さく、平坦度
（ＴＴＶ）が大きく高平坦面が得られず、上下動回数を
最大にすることにより、はじめて実施例並になる。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係わる半導体ウェーハエッチン
グケージおよびエッチング槽によれば、均一にエッチン
グされた高平坦度の半導体ウェーハが得られる半導体ウ
ェーハエッチングケージおよびエッチング槽を提供する
ことができる。

【００３４】即ち、整流板を側板の回転に対して０〜９
０°傾斜して設けることにより、エッチング液が半導体
ウェーハ間で停滞するのをなくして、ウェーハ中心側の
薬液供給不足や薬温の上昇を生じさせず、ウェーハ間に
エッチング速度の差が生じることもなく、半導体ウェー
ハＷを均一にエッチングすることができる。

【００３５】また、側板に１個の整流板を設けたので、
構造が簡単で安価であり、また小口径半導体ウェーハエ
ッチング用に適する。

【００３６】また、側板に２個の整流板を側板の回転軸
に対して軸対称に設けたので、エッチング液は半導体ウ
ェーハ間を停滞することなく効果的に流れて、ウェーハ
中心側の薬液供給不足や薬温の上昇が生じることもな
く、従って、ウェーハ間にエッチング速度の差が生じる
こともなく、半導体ウェーハＷを均一にエッチングこと
ができ、さらに大口径半導体ウェーハエッチング用に適
する。

【００３７】また、半導体ウェーハエッチング槽は収納
される半導体ウェーハエッチングケージに沿い、離間し
て延伸するようにエッチング槽内壁に設けられた整流板
を有し、かつこの整流板は前記半導体ウェーハエッチン
グケージの回転に対して０〜９０°傾斜して設けられて
いるので、エッチング液は整流板によりガイドされてエ
ッチングケージに装填された半導体ウェーハ間を停滞す
ることなく流れて、ウェーハ中心側の薬液供給不足や薬
温の上昇が生じることもなく、従って、ウェーハ間にエ
ッチング速度の差が生じず、半導体ウェーハを均一にエ
ッチングすることができ、さらに、半導体ウェーハエッ
チングケージに整流板を設ける必要がないので、構造を
簡単にすることができる。

【００３８】また、整流板は半導体ウェーハエッチング
ケージの回転軸に対して軸対称にエッチング槽内壁に２
個設けられているので、エッチング液は半導体ウェーハ
間を停滞することなく効果的に流れて、ウェーハ中心側
の薬液供給不足や薬温の上昇が生じることもなく、従っ
て、ウェーハ間にエッチング速度の差が生じることもな
く、半導体ウェーハＷを均一にエッチングすることがで
き、さらに大口径半導体ウェーハエッチング用に適す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる半導体ウェーハエッチングケー
ジの斜視図。

【図２】本発明に係わる半導体ウェーハエッチングケー
ジの使用状態図。

【図３】本発明に係わる半導体ウェーハエッチングケー
ジの使用状態における整流板の作用を示す説明図。

【図４】本発明に係わる半導体ウェーハエッチングケー
ジの他の実施形態の使用状態における整流板の作用を示
す説明図。

【図５】本発明に係わる半導体ウェーハエッチングケー
ジの他の実施形態の使用状態における整流板の作用を示
す説明図。

【図６】本発明に係わる半導体ウェーハエッチング槽の
側面図。

【図７】本発明に係わる半導体ウェーハエッチング槽の
断面図。

【図８】本発明に係わる半導体ウェーハエッチングケー
ジを用いてエッチングしたシリコンウェーハおよび従来
のシリコンウェーハの状態を示す図。

【図９】本発明に係わる半導体ウェーハエッチングケー
ジを用いてエッチングしたシリコンウェーハおよび従来
のシリコンウェーハの状態を示す図。

【図１０】本発明に係わる半導体ウェーハエッチングケ
ージを用いてエッチングしたシリコンウェーハおよび従
来のシリコンウェーハの状態を示す図。

【図１１】従来の半導体ウェーハエッチングケージの斜
視図。

【符号の説明】

１ エッチングケージ ２ 側板 ３ 溝部 ４、４ｒ 支持体 ５ 整流板 ６ エッチング槽 ７ 底面 ８、８ｂ 開口部 ９ ウェーハ収納部 １１ エッチング槽 １２ 長辺内壁 １３ 整流板 １４ 半導体ウェーハエッチングケージ １５ 底部 Ｗ 半導体ウェーハ ｗｅ 外周部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 板状をなす複数枚の側板と、この側板間
   に橋設され、複数枚の半導体ウェーハを離間保持するた
   めの溝部が多数形成された複数本の支持体と、この支持
   体の前記側板への橋設により形成されるエッチング液流
   入出用の開口部および半導体ウェーハ用のウェーハ収納
   部と、このウェーハ収納部の外周に位置して前記開口部
   に設けられた整流板とを有し、この整流板は前記側板の
   回転に対して０〜９０°傾斜して設けられることを特徴
   とする半導体ウェーハエッチングケージ。
2. 【請求項２】 上記整流板は１個設けられていることを
   特徴とする請求項1に記載の半導体ウェーハエッチング
   ケージ。
3. 【請求項３】 上記整流板は回転軸に対して軸対称に２
   個設けられていることを特徴とする請求項1に記載の半
   導体ウェーハエッチングケージ。
4. 【請求項４】 複数枚の板状の側板と、この側板間に円
   形状に橋設され複数枚の半導体ウェーハを離間保持する
   ための溝部が多数形成された複数本の支持体と、この支
   持体の前記側板への橋設により形成されるエッチング液
   流入出用の開口部および半導体ウェーハ用のウェーハ収
   納部とを有する半導体ウェーハエッチングケージが回動
   および／または上下動可能に収納されるエッチング槽に
   おいて、収納された半導体ウェーハエッチングケージに
   沿い、離間して延伸するようにエッチング槽内壁に設け
   られた整流板を有し、かつこの整流板は前記半導体ウェ
   ーハエッチングケージの回転に対して０〜９０°傾斜し
   て設けられることを特徴とする半導体ウェーハエッチン
   グ槽。
5. 【請求項５】 上記整流板は半導体ウェーハエッチング
   ケージの回転軸に対して軸対称にエッチング槽内壁に２
   個設けられていることを特徴とする請求項４に記載の半
   導体ウェーハエッチング槽。