JP2003197602A - ウェーハ製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子のエッチング工程時に所定の膜の
浮き上がり現象または地域によるエッチングレートの変
化幅を減らし、半導体素子製造工程時の問題点を予め防
止することが可能なウェーハ製造方法を提供すること。 【解決手段】 インゴット工程、スライス工程、エッジ
グラインディング工程及びラップ工程済みのウェーハの
表面をエッチング原液のＫＯＨにＨ２Ｏを混合して希釈
させたエッチング剤を用いてエッチングする段階と、前
記ウェーハの裏面を研磨する段階と、プレアニールクリ
ーン工程、エッジ研磨工程及び前面研磨工程を行う段階
とを含んでなる。
浮き上がり現象または地域によるエッチングレートの変
化幅を減らし、半導体素子製造工程時の問題点を予め防
止することが可能なウェーハ製造方法を提供すること。 【解決手段】 インゴット工程、スライス工程、エッジ
グラインディング工程及びラップ工程済みのウェーハの
表面をエッチング原液のＫＯＨにＨ２Ｏを混合して希釈
させたエッチング剤を用いてエッチングする段階と、前
記ウェーハの裏面を研磨する段階と、プレアニールクリ
ーン工程、エッジ研磨工程及び前面研磨工程を行う段階
とを含んでなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーハ製造方法
に関し、特に、半導体素子のエッチング工程時に所定の
膜の浮き上がり現象または地域によるエッチングレート
の変化幅を減らし、半導体素子製造工程時の問題点を予
め防止することが可能なウェーハ製造方法に関する。
に関し、特に、半導体素子のエッチング工程時に所定の
膜の浮き上がり現象または地域によるエッチングレート
の変化幅を減らし、半導体素子製造工程時の問題点を予
め防止することが可能なウェーハ製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の製造用材料として広く用い
られているシリコンウェーハは、多結晶のシリコンを原
材料として作られた結晶シリコン薄板である。シリコン
は、通常、酸化物としてのシリコン（ＳｉＯ２）であ
り、砂、岩石、鉱物などの形で存在する。それらは地殻
の１／３程度を構成しており、地球上に多く存在してい
る。従って、シリコンは半導体産業へ非常に安定的に供
給できる材料であるうえ、毒性が全くなくて環境的にも
極めて優れた材料である。
られているシリコンウェーハは、多結晶のシリコンを原
材料として作られた結晶シリコン薄板である。シリコン
は、通常、酸化物としてのシリコン（ＳｉＯ２）であ
り、砂、岩石、鉱物などの形で存在する。それらは地殻
の１／３程度を構成しており、地球上に多く存在してい
る。従って、シリコンは半導体産業へ非常に安定的に供
給できる材料であるうえ、毒性が全くなくて環境的にも
極めて優れた材料である。
【０００３】また、シリコンで作られたシリコンウェー
ハは、広いエネルギーバンドギャップ（１.２ｅＶ）を
持っているため、比較的高い高温（約２００℃程度ま
で）でも素子の動作が可能であるという利点がある。か
かる利点のため、シリコンウェーハは、半導体産業にお
いてＤＲＡＭ、ＡＳＩＣ、ＴＲ、ＣＭＯＳ、ＲＯＭ、Ｅ
ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＥＰＲＯＭなど
の様々な半導体素子の製作に用いられており、これらの
素子はコンピュータ、電子製品、産業用機械、人工衛星
などの全ての産業分野においてなくてはならない重要な
部品である。
ハは、広いエネルギーバンドギャップ（１.２ｅＶ）を
持っているため、比較的高い高温（約２００℃程度ま
で）でも素子の動作が可能であるという利点がある。か
かる利点のため、シリコンウェーハは、半導体産業にお
いてＤＲＡＭ、ＡＳＩＣ、ＴＲ、ＣＭＯＳ、ＲＯＭ、Ｅ
ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＥＰＲＯＭなど
の様々な半導体素子の製作に用いられており、これらの
素子はコンピュータ、電子製品、産業用機械、人工衛星
などの全ての産業分野においてなくてはならない重要な
部品である。
【０００４】シリコンウェーハは、処理方法によってポ
リシュットウェーハ(polished wafer)、エピタキシャル
ウェーハ(epitaxial wafer)、ＳＯＩウェーハ(silicon
on insulator wafer)、拡散ウェーハ(diffused wafe
r)、ＨＩウェーハ(HI wafer)などに区分される。ポリシ
ュットウェーハは、最も一般的なウェーハであって、多
結晶シリコンを多結晶円形棒のインゴット(ingot)に作
ってこれを一定の厚さで切断し、研磨、エッチング、鏡
面加工、洗浄の工程を経て生産される。エピタキシャル
ウェーハは、既存のシリコンウェーハの表面に別の多結
晶層を成長させたウェーハのことをいい、既存のシリコ
ンウェーハより表面欠陥が少なく、不純物の濃度又は種
類の制御が可能な特性を有する。ＳＯＩウェーハは、シ
リコンウェーハ中に絶縁薄膜を挿入させた概念でシリコ
ンウェーハ基板上に絶縁膜が形成され、さらにその上
に、集積回路の製作される単結晶シリコンフィルムが形
成されている形態のウェーハである。拡散ウェーハは、
ファーネス内でドーパントを拡散させてシリコンウェー
ハの両面に蒸着させた後、片面を研磨したウェーハの一
種である。ＨＩウェーハは、シリコンウェーハを高純度
の水素ガス雰囲気中で高温処理を行ったものであって、
シリコンウェーハ表面の酸素濃度を極めて薄くして欠点
・欠陥がゼロに近くなるように特性を変化させたウェー
ハの一種である。
リシュットウェーハ(polished wafer)、エピタキシャル
ウェーハ(epitaxial wafer)、ＳＯＩウェーハ(silicon
on insulator wafer)、拡散ウェーハ(diffused wafe
r)、ＨＩウェーハ(HI wafer)などに区分される。ポリシ
ュットウェーハは、最も一般的なウェーハであって、多
結晶シリコンを多結晶円形棒のインゴット(ingot)に作
ってこれを一定の厚さで切断し、研磨、エッチング、鏡
面加工、洗浄の工程を経て生産される。エピタキシャル
ウェーハは、既存のシリコンウェーハの表面に別の多結
晶層を成長させたウェーハのことをいい、既存のシリコ
ンウェーハより表面欠陥が少なく、不純物の濃度又は種
類の制御が可能な特性を有する。ＳＯＩウェーハは、シ
リコンウェーハ中に絶縁薄膜を挿入させた概念でシリコ
ンウェーハ基板上に絶縁膜が形成され、さらにその上
に、集積回路の製作される単結晶シリコンフィルムが形
成されている形態のウェーハである。拡散ウェーハは、
ファーネス内でドーパントを拡散させてシリコンウェー
ハの両面に蒸着させた後、片面を研磨したウェーハの一
種である。ＨＩウェーハは、シリコンウェーハを高純度
の水素ガス雰囲気中で高温処理を行ったものであって、
シリコンウェーハ表面の酸素濃度を極めて薄くして欠点
・欠陥がゼロに近くなるように特性を変化させたウェー
ハの一種である。
【０００５】通常のウェーハ製造工程は、図１に示すよ
うに、インゴット工程（段階Ｓ１１）、スライス工程
（段階Ｓ１２）、エッジグラインディング(edge grindi
ng)工程（段階Ｓ１３）、ラップ(lapping)工程（段階Ｓ
１４）、エッチング工程（段階Ｓ１５）、裏面研磨(bac
k-side polishing)工程（段階Ｓ１６）、プレアニール
クリーン(pre-anneal clean)工程（段階Ｓ１７）、エッ
ジ研磨(edge polishing)工程（段階Ｓ１８）及び前面研
磨(front polishing)工程（段階Ｓ１９）を含む。
うに、インゴット工程（段階Ｓ１１）、スライス工程
（段階Ｓ１２）、エッジグラインディング(edge grindi
ng)工程（段階Ｓ１３）、ラップ(lapping)工程（段階Ｓ
１４）、エッチング工程（段階Ｓ１５）、裏面研磨(bac
k-side polishing)工程（段階Ｓ１６）、プレアニール
クリーン(pre-anneal clean)工程（段階Ｓ１７）、エッ
ジ研磨(edge polishing)工程（段階Ｓ１８）及び前面研
磨(front polishing)工程（段階Ｓ１９）を含む。
【０００６】インゴット工程（段階Ｓ１１）では、砂か
ら珪素（Ｓｉ）を取り出し、精製してシリコン原材料を
生成した後、所望の不純物を注入してＮ型またはＰ型シ
リコンインゴットを作る。
ら珪素（Ｓｉ）を取り出し、精製してシリコン原材料を
生成した後、所望の不純物を注入してＮ型またはＰ型シ
リコンインゴットを作る。
【０００７】スライス工程（段階Ｓ１２）では、前記イ
ンゴット工程（段階Ｓ１１）で生成されたＮ型またはＰ
型シリコンインゴットを所望の大きさ、例えば直径５イ
ンチ、６インチ、８インチ、１０インチ、１２インチに
切る。
ンゴット工程（段階Ｓ１１）で生成されたＮ型またはＰ
型シリコンインゴットを所望の大きさ、例えば直径５イ
ンチ、６インチ、８インチ、１０インチ、１２インチに
切る。
【０００８】エッジグラインディング工程（段階Ｓ１
３）では、前記スライス工程（段階Ｓ１２）によってウ
ェーハのエッジ部位に発生した表面損傷及び表面粗さを
改善するために、ウェーハのエッジ部位を研磨加工して
表面を滑らかにする。
３）では、前記スライス工程（段階Ｓ１２）によってウ
ェーハのエッジ部位に発生した表面損傷及び表面粗さを
改善するために、ウェーハのエッジ部位を研磨加工して
表面を滑らかにする。
【０００９】ラップ工程（段階Ｓ１４）では、規格によ
って所定の厚さ、例えば約０.５ｍｍ〜０.８ｍｍの厚さ
に切断されたウェーハの前面及び裏面の表面損傷及び平
坦度を改善するために、ウェーハの前面及び裏面の表面
を研磨する。
って所定の厚さ、例えば約０.５ｍｍ〜０.８ｍｍの厚さ
に切断されたウェーハの前面及び裏面の表面損傷及び平
坦度を改善するために、ウェーハの前面及び裏面の表面
を研磨する。
【００１０】エッチング工程（段階Ｓ１５）では、ラッ
プ工程（段階Ｓ１４）で研磨されたウェーハの表面に発
生した微細亀裂または表面欠陥が依然として残っている
ので、これを除去するために化学的反応を用いてウェー
ハの表面をエッチングする。
プ工程（段階Ｓ１４）で研磨されたウェーハの表面に発
生した微細亀裂または表面欠陥が依然として残っている
ので、これを除去するために化学的反応を用いてウェー
ハの表面をエッチングする。
【００１１】裏面研磨工程（段階Ｓ１６）では、エッチ
ング工程（段階Ｓ１５）によって発生したウェーハの裏
面の表面損傷及び平坦度を改善するために、ウェーハの
裏面の表面を研磨する。
ング工程（段階Ｓ１５）によって発生したウェーハの裏
面の表面損傷及び平坦度を改善するために、ウェーハの
裏面の表面を研磨する。
【００１２】プレアニールクリーン工程（段階Ｓ１７）
では、エッチング工程（段階Ｓ１５）によって表面に発
生した不完全な格子欠陥構造を補完するために、ウェー
ハの表面に熱処理及び洗浄工程を行う。
では、エッチング工程（段階Ｓ１５）によって表面に発
生した不完全な格子欠陥構造を補完するために、ウェー
ハの表面に熱処理及び洗浄工程を行う。
【００１３】エッジ研磨工程（段階Ｓ１８）では、エッ
チング工程（段階Ｓ１５）によって発生したウェーハの
エッジ部位の表面損傷及び平坦度を改善するために、ウ
ェーハのエッジ部位を研磨する。
チング工程（段階Ｓ１５）によって発生したウェーハの
エッジ部位の表面損傷及び平坦度を改善するために、ウ
ェーハのエッジ部位を研磨する。
【００１４】前面研磨工程（段階Ｓ１９）では、エッチ
ング工程（段階Ｓ１５）によって発生したウェーハ前面
の表面損傷及び平坦度を改善するために、ウェーハの前
面を研磨する。
ング工程（段階Ｓ１５）によって発生したウェーハ前面
の表面損傷及び平坦度を改善するために、ウェーハの前
面を研磨する。
【００１５】上述したウェーハ製造工程において、エッ
チング工程（段階Ｓ１５）の条件は非常に様々である。
その条件によってウェーハの表面粗さ、及びウェーハの
中央部位とエッジ部位との間の段差が異なるが、工程条
件は酸エッチング(Acid etch)法、コーステックエッチ
ング(Caustic etch)法＋酸エッチング、及びコーステッ
クエッチングに区分される。
チング工程（段階Ｓ１５）の条件は非常に様々である。
その条件によってウェーハの表面粗さ、及びウェーハの
中央部位とエッジ部位との間の段差が異なるが、工程条
件は酸エッチング(Acid etch)法、コーステックエッチ
ング(Caustic etch)法＋酸エッチング、及びコーステッ
クエッチングに区分される。
【００１６】酸エッチングを用いてウェーハのエッチン
グ工程を行う場合には、一般に、酸エッチングがＣＨ３
ＣＯＯＨ、ＨＦ及びＮａＣＯＯＨのようなエッチング剤
を使用することにより、ウェーハの載置されるウェット
ステーションバス(Wet station bath)内で非常に激烈な
反応が起って速いエッチングレートが得られる。ところ
が、このような速いエッチングレートによってウェーハ
の裏面部位の粗さが非常に悪化し、ウェーハのエッジ部
位が中央部位より多くエッチングされることにより図２
ａの如くウェーハの中央部位とエッジ部位との間の段差
が激しくなったプロファイルを持つ。
グ工程を行う場合には、一般に、酸エッチングがＣＨ３
ＣＯＯＨ、ＨＦ及びＮａＣＯＯＨのようなエッチング剤
を使用することにより、ウェーハの載置されるウェット
ステーションバス(Wet station bath)内で非常に激烈な
反応が起って速いエッチングレートが得られる。ところ
が、このような速いエッチングレートによってウェーハ
の裏面部位の粗さが非常に悪化し、ウェーハのエッジ部
位が中央部位より多くエッチングされることにより図２
ａの如くウェーハの中央部位とエッジ部位との間の段差
が激しくなったプロファイルを持つ。
【００１７】酸エッチングとコーステックエッチングを
併行してウェーハのエッチング工程を行う場合には、図
２ｂに示すように、ウェーハ裏面の粗さが図２ａのウェ
ーハ裏面より改善されるが、酸エッチングの速いエッチ
ングレートによって依然としてウェーハの中央部位とエ
ッジ部位との間の段差が激しくなったプロファイルを持
つ。
併行してウェーハのエッチング工程を行う場合には、図
２ｂに示すように、ウェーハ裏面の粗さが図２ａのウェ
ーハ裏面より改善されるが、酸エッチングの速いエッチ
ングレートによって依然としてウェーハの中央部位とエ
ッジ部位との間の段差が激しくなったプロファイルを持
つ。
【００１８】コーステックエッチングを用いてウェーハ
のエッチング工程を行う場合には、図２ｃに示すよう
に、ウェーハの中央部位とエッジ部位との間の段差が非
常に改善される。ウェーハ裏面の粗さが酸エッチングを
適用した時よりは改善され、酸エッチング及びコーステ
ックエッチングを併行適用した時よりは激しい。
のエッチング工程を行う場合には、図２ｃに示すよう
に、ウェーハの中央部位とエッジ部位との間の段差が非
常に改善される。ウェーハ裏面の粗さが酸エッチングを
適用した時よりは改善され、酸エッチング及びコーステ
ックエッチングを併行適用した時よりは激しい。
【００１９】酸エッチングまたは酸エッチング＋コース
テックエッチング工程条件で行う場合に現れるウェーハ
の中央部位とエッジ部位との間の段差は、半導体素子の
回路パターンを形成するためのポリシリコン層、酸化
膜、窒化膜及び金属層などのエッチング工程時にこれら
の衝突がウェーハのエッジ部位で浮き上がり現象を起こ
す要因として作用する。
テックエッチング工程条件で行う場合に現れるウェーハ
の中央部位とエッジ部位との間の段差は、半導体素子の
回路パターンを形成するためのポリシリコン層、酸化
膜、窒化膜及び金属層などのエッチング工程時にこれら
の衝突がウェーハのエッジ部位で浮き上がり現象を起こ
す要因として作用する。
【００２０】前記ウェーハの製造工程において、ウェー
ハ裏面研磨工程も重要な工程の一つである。ウェーハ裏
面研磨工程によって決定されるウェーハ裏面の粗さは、
半導体素子の製造工程中のエッチング工程に影響を及ぼ
すが、これを図３ａ及び図３ｂに基づいて説明すると、
次の通りである。
ハ裏面研磨工程も重要な工程の一つである。ウェーハ裏
面研磨工程によって決定されるウェーハ裏面の粗さは、
半導体素子の製造工程中のエッチング工程に影響を及ぼ
すが、これを図３ａ及び図３ｂに基づいて説明すると、
次の通りである。
【００２１】図３ａに示すように、ウェーハ裏面研磨工
程によってウェーハ裏面の表面が滑らかになり過ぎたウ
ェーハを用いて半導体素子の製造工程、例えばポリシリ
コン層、酸化膜、窒化膜及び金属層などのエッチング工
程を行う場合、ウェーハの載置されるＥＳＣ(Electro S
tatic Chuck)にウェーハ裏面が完璧に密着することによ
り、印加される電圧のチャッキング電圧(Chucking Volt
age)が高くなり、イオン化されたエッチング液、例えば
フッ素イオン（Ｆ＋）を陰（−）帯域であるウェーハの
前面の表面に引っ張る力が高くなる。これにより、半導
体素子のエッチング工程でエッチングレートが高くなる
という利点はあるが、ウェーハをＥＳＣにロードさせる
時にスライディング(sliding)現象が発生する虞があっ
て、ウェーハが破れたり異常進行が発生したりするなど
の問題がある。
程によってウェーハ裏面の表面が滑らかになり過ぎたウ
ェーハを用いて半導体素子の製造工程、例えばポリシリ
コン層、酸化膜、窒化膜及び金属層などのエッチング工
程を行う場合、ウェーハの載置されるＥＳＣ(Electro S
tatic Chuck)にウェーハ裏面が完璧に密着することによ
り、印加される電圧のチャッキング電圧(Chucking Volt
age)が高くなり、イオン化されたエッチング液、例えば
フッ素イオン（Ｆ＋）を陰（−）帯域であるウェーハの
前面の表面に引っ張る力が高くなる。これにより、半導
体素子のエッチング工程でエッチングレートが高くなる
という利点はあるが、ウェーハをＥＳＣにロードさせる
時にスライディング(sliding)現象が発生する虞があっ
て、ウェーハが破れたり異常進行が発生したりするなど
の問題がある。
【００２２】図３ｂに示すように、ウェーハ裏面研磨工
程にも拘わらず、ウェーハ裏面の表面粗さが激しいウェ
ーハを用いて半導体素子の製造工程、例えばポリシリコ
ン層、酸化膜、窒化膜及び金属層などのエッチング工程
を行う場合、ウェーハの載置されるＥＳＣにウェーハ裏
面が不完全に密着することにより、チャッキング電圧が
低くなり、イオン化されたエッチング液、例えばフッ素
イオン（Ｆ＋）を陰（-）帯域であるウェーハの前面の
表面に引っ張る力が低くなる。これはウェーハとＥＳＣ
との密着度を低下させる原因になり、またウェーハの裏
面の粗さが大きいウェーハは相対的に表面積が広くなる
ため、印加される電圧のポテンシャルが分散されること
により、エッチングレートの低下をもたらす原因にもな
る。実験的に確認されたデータによれば、酸化膜のエッ
チング時、局部的に３〜５％のエッチングレート減少が
ある。このエッチングレートのバラツキは実際コンタク
トホールがオープンされていない不良を引き起こすのに
十分なマージン(Margin)である。
程にも拘わらず、ウェーハ裏面の表面粗さが激しいウェ
ーハを用いて半導体素子の製造工程、例えばポリシリコ
ン層、酸化膜、窒化膜及び金属層などのエッチング工程
を行う場合、ウェーハの載置されるＥＳＣにウェーハ裏
面が不完全に密着することにより、チャッキング電圧が
低くなり、イオン化されたエッチング液、例えばフッ素
イオン（Ｆ＋）を陰（-）帯域であるウェーハの前面の
表面に引っ張る力が低くなる。これはウェーハとＥＳＣ
との密着度を低下させる原因になり、またウェーハの裏
面の粗さが大きいウェーハは相対的に表面積が広くなる
ため、印加される電圧のポテンシャルが分散されること
により、エッチングレートの低下をもたらす原因にもな
る。実験的に確認されたデータによれば、酸化膜のエッ
チング時、局部的に３〜５％のエッチングレート減少が
ある。このエッチングレートのバラツキは実際コンタク
トホールがオープンされていない不良を引き起こすのに
十分なマージン(Margin)である。
【００２３】初期工程からパターニングを行うためのエ
ッチング全工程、例えばポリシリコン層、酸化膜、窒化
膜及び金属層などをエッチングする際、殆どの装備がＥ
ＳＣタイプなので、エッチングレートのバラツキが反復
的に重畳して全体的なプロファイルが大きく変わる。も
しウェーハの大きさが８インチから１０〜１２インチに
拡大されると、ウェーハの表面積が相対的に広くなるた
め、このようなウェーハ製造工程の差異によって生ずる
エッチングレートのバラツキは一層大きくなる。
ッチング全工程、例えばポリシリコン層、酸化膜、窒化
膜及び金属層などをエッチングする際、殆どの装備がＥ
ＳＣタイプなので、エッチングレートのバラツキが反復
的に重畳して全体的なプロファイルが大きく変わる。も
しウェーハの大きさが８インチから１０〜１２インチに
拡大されると、ウェーハの表面積が相対的に広くなるた
め、このようなウェーハ製造工程の差異によって生ずる
エッチングレートのバラツキは一層大きくなる。
【００２４】上述したように、半導体素子製造工程にお
いてエッチング工程の不良及び浮き上がり現象を減少さ
せるためには、ウェーハ製造工程時にウェーハ裏面全体
部位の粗さとウェーハ裏面エッジの段差を考慮しなけれ
ばならない。言い替えると、ウェーハ裏面全体部位の粗
さが滑らかになり過ぎないように且つ粗くなり過ぎない
ようにするとともに、ウェーハの中央部位とエッジ部位
との間の段差がなくなるようにしなければ、半導体素子
のエッチング工程時にスライディング現象も防止するこ
とができず、局部的なエッチングレートのバラツキに起
因するエッチング工程の不良を防止することもできな
い。このような条件を満足させるためには、コーステッ
クエッチング工程を適用することが好ましく、後続のウ
ェーハ裏面工程の条件を適切に調節することが必要であ
る。
いてエッチング工程の不良及び浮き上がり現象を減少さ
せるためには、ウェーハ製造工程時にウェーハ裏面全体
部位の粗さとウェーハ裏面エッジの段差を考慮しなけれ
ばならない。言い替えると、ウェーハ裏面全体部位の粗
さが滑らかになり過ぎないように且つ粗くなり過ぎない
ようにするとともに、ウェーハの中央部位とエッジ部位
との間の段差がなくなるようにしなければ、半導体素子
のエッチング工程時にスライディング現象も防止するこ
とができず、局部的なエッチングレートのバラツキに起
因するエッチング工程の不良を防止することもできな
い。このような条件を満足させるためには、コーステッ
クエッチング工程を適用することが好ましく、後続のウ
ェーハ裏面工程の条件を適切に調節することが必要であ
る。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、か
かる問題を解決するためのもので、その目的は、コース
テックエッチング工程の条件を最適化してウェーハの中
央部位とエッジ部位との間の段差を最大限減らし、チャ
ッキング電圧が低下することなくスライディング現象を
防止するようにウェーハ裏面研磨工程の条件を調節する
ことにより、半導体素子のエッチング工程時に所定の膜
の浮き上がり現象または地域によるエッチングレートの
変化幅を減らし、半導体素子製造工程時の問題点を予め
防止することが可能なウェーハ製造方法を提供すること
にある。
かる問題を解決するためのもので、その目的は、コース
テックエッチング工程の条件を最適化してウェーハの中
央部位とエッジ部位との間の段差を最大限減らし、チャ
ッキング電圧が低下することなくスライディング現象を
防止するようにウェーハ裏面研磨工程の条件を調節する
ことにより、半導体素子のエッチング工程時に所定の膜
の浮き上がり現象または地域によるエッチングレートの
変化幅を減らし、半導体素子製造工程時の問題点を予め
防止することが可能なウェーハ製造方法を提供すること
にある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るウェーハ製造方法は、インゴット工
程、スライス工程、エッジグラインディング工程及びラ
ップ工程済みのウェーハの表面をエッチング原液のＫＯ
Ｈ液にＨ２Ｏを混合して希釈させたエッチング剤を用い
てエッチングする段階と、前記ウェーハの裏面を研磨す
る段階と、プレアニールクリーン工程、エッジ研磨工程
及び前面研磨工程を行う段階とを含んでなることを特徴
とする。
に、本発明に係るウェーハ製造方法は、インゴット工
程、スライス工程、エッジグラインディング工程及びラ
ップ工程済みのウェーハの表面をエッチング原液のＫＯ
Ｈ液にＨ２Ｏを混合して希釈させたエッチング剤を用い
てエッチングする段階と、前記ウェーハの裏面を研磨す
る段階と、プレアニールクリーン工程、エッジ研磨工程
及び前面研磨工程を行う段階とを含んでなることを特徴
とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、添付図に基づいて本発明の
好適な実施例を詳細に説明する。
好適な実施例を詳細に説明する。
【００２８】図４は本発明の実施例に係るウェーハ製造
工程の流れ図である。図４を参照すると、本発明のウェ
ーハ工程は、インゴット工程（段階Ｓ４１）、スライス
工程（段階Ｓ４２）、エッジグラインディング(edge gr
inding)工程（段階Ｓ４３）、ラップ工程（段階Ｓ４
４）、コーステックエッチング工程（段階Ｓ４５）、裏
面研磨(back-side polishing)工程（段階Ｓ４６）、プ
レアニールクリーン(pre-anneal clean)工程（段階Ｓ４
７）、エッジ研磨(edge polishing)工程（段階Ｓ４８）
及び前面研磨(front polishing)工程（段階Ｓ４９）を
含む。
工程の流れ図である。図４を参照すると、本発明のウェ
ーハ工程は、インゴット工程（段階Ｓ４１）、スライス
工程（段階Ｓ４２）、エッジグラインディング(edge gr
inding)工程（段階Ｓ４３）、ラップ工程（段階Ｓ４
４）、コーステックエッチング工程（段階Ｓ４５）、裏
面研磨(back-side polishing)工程（段階Ｓ４６）、プ
レアニールクリーン(pre-anneal clean)工程（段階Ｓ４
７）、エッジ研磨(edge polishing)工程（段階Ｓ４８）
及び前面研磨(front polishing)工程（段階Ｓ４９）を
含む。
【００２９】前記ウェーハ工程段階は、前記のような工
程段階に限定されるものではなく、前記エッジグライン
ディング工程（段階Ｓ４３）とラップ工程（段階Ｓ４
４）を互いに変えてもよく、前記裏面研磨工程（段階Ｓ
４６）と前記プレアニールクリーン工程（段階Ｓ４７）
或いは前記エッジ研磨工程（段階Ｓ４８）を互いに変え
てもよく、そして前記前面研磨工程（段階Ｓ４９）と前
記裏面研磨工程（段階Ｓ４６）或いは前記プレアニール
クリーン工程（段階Ｓ４７）を互いに変えてもよい。
程段階に限定されるものではなく、前記エッジグライン
ディング工程（段階Ｓ４３）とラップ工程（段階Ｓ４
４）を互いに変えてもよく、前記裏面研磨工程（段階Ｓ
４６）と前記プレアニールクリーン工程（段階Ｓ４７）
或いは前記エッジ研磨工程（段階Ｓ４８）を互いに変え
てもよく、そして前記前面研磨工程（段階Ｓ４９）と前
記裏面研磨工程（段階Ｓ４６）或いは前記プレアニール
クリーン工程（段階Ｓ４７）を互いに変えてもよい。
【００３０】前記インゴット工程（段階Ｓ４１）では、
砂から珪素（Ｓｉ）を取り出し、精製してシリコン原材
料を生成した後、所望の不純物を注入してＮ型またはＰ
型シリコンインゴットを作る。
砂から珪素（Ｓｉ）を取り出し、精製してシリコン原材
料を生成した後、所望の不純物を注入してＮ型またはＰ
型シリコンインゴットを作る。
【００３１】前記スライス工程（段階Ｓ４２）では、前
記インゴット工程（段階Ｓ４１）で生成されたＮ型また
はＰ型シリコンインゴットを所望の大きさ、例えば直径
５インチ、６インチ、８インチ、１０インチ、１２イン
チに切る。
記インゴット工程（段階Ｓ４１）で生成されたＮ型また
はＰ型シリコンインゴットを所望の大きさ、例えば直径
５インチ、６インチ、８インチ、１０インチ、１２イン
チに切る。
【００３２】エッジグラインディング工程（段階Ｓ４
３）では、前記スライス工程（段階Ｓ４２）によってウ
ェーハのエッジ部位に発生した表面損傷及び粗さを改善
するために、ウェーハのエッジ部位を研磨加工して表面
を滑らかにする。
３）では、前記スライス工程（段階Ｓ４２）によってウ
ェーハのエッジ部位に発生した表面損傷及び粗さを改善
するために、ウェーハのエッジ部位を研磨加工して表面
を滑らかにする。
【００３３】ラップ工程（段階Ｓ４４）では、規格によ
って所定の厚さ、例えば約０.５ｍｍ〜０.８ｍｍの厚さ
に切断されたウェーハの前面及び裏面の表面に発生した
表面損傷及び平坦度を改善するためにウェーハの前面及
び裏面の表面を研磨する。
って所定の厚さ、例えば約０.５ｍｍ〜０.８ｍｍの厚さ
に切断されたウェーハの前面及び裏面の表面に発生した
表面損傷及び平坦度を改善するためにウェーハの前面及
び裏面の表面を研磨する。
【００３４】コーステックエッチング工程（段階Ｓ４
５）では、ラップ工程（段階Ｓ４４）で研磨されたウェ
ーハの表面に発生した微細亀裂または表面欠陥が依然と
して残っているため、これを除去するためにエッチング
原液のＫＯＨ液にＨ２Ｏを混合して希釈させたエッチン
グ剤を使用する。ウェーハの中央部位とエッジ部位との
間の段差を最大限減らすために、エッチング剤は、ウェ
ーハの表面に対するエッチングレートが０.３〜０.７μ
ｍ／ｍｉｎとなるようにＫＯＨ液と Ｈ２Ｏを混合して
製造するが、ＫＯＨ液は４２〜４８％、好ましくは４５
％であり、Ｈ２Ｏは５２〜５８％、好ましくは５５％を
エッチング剤に含有させる。ウェーハエッチング工程の
際、エッチング剤の温度は６５〜８５℃、好ましくは７
５℃の温度範囲とする。Ｈ２Ｏは脱イオン水（ＤＩ）を
含む。コーステックエッチング工程は、ウェーハの前面
及び裏面のそれぞれでエッチングされる厚さが８〜１２
μｍになるまで行う。
５）では、ラップ工程（段階Ｓ４４）で研磨されたウェ
ーハの表面に発生した微細亀裂または表面欠陥が依然と
して残っているため、これを除去するためにエッチング
原液のＫＯＨ液にＨ２Ｏを混合して希釈させたエッチン
グ剤を使用する。ウェーハの中央部位とエッジ部位との
間の段差を最大限減らすために、エッチング剤は、ウェ
ーハの表面に対するエッチングレートが０.３〜０.７μ
ｍ／ｍｉｎとなるようにＫＯＨ液と Ｈ２Ｏを混合して
製造するが、ＫＯＨ液は４２〜４８％、好ましくは４５
％であり、Ｈ２Ｏは５２〜５８％、好ましくは５５％を
エッチング剤に含有させる。ウェーハエッチング工程の
際、エッチング剤の温度は６５〜８５℃、好ましくは７
５℃の温度範囲とする。Ｈ２Ｏは脱イオン水（ＤＩ）を
含む。コーステックエッチング工程は、ウェーハの前面
及び裏面のそれぞれでエッチングされる厚さが８〜１２
μｍになるまで行う。
【００３５】前記裏面研磨工程（段階Ｓ４６）では、前
記エッチング工程（段階Ｓ４５）によってウェーハの裏
面の表面損傷及び平坦度を改善するためにウェーハの裏
面の表面を研磨する。半導体素子のエッチング工程時に
ウェーハ裏面に印加されるチャッキング電圧が低下する
ことなく、ＥＳＣにロードする時にスライディング現象
を防止できるようにするために、裏面研磨工程条件を次
の如く設定する。（１）ウェーハ裏面の研磨される厚さ
が１〜２μｍとなるようにし、（２）ウェーハ裏面の全
体表面積の８０〜９８％がエッチング装備のＥＳＣに当
接し得るようにし、（３）ウェーハ裏面の粗さ実効値
（Ｒｍｓ）が２０〜７０μｍとなるようにする。
記エッチング工程（段階Ｓ４５）によってウェーハの裏
面の表面損傷及び平坦度を改善するためにウェーハの裏
面の表面を研磨する。半導体素子のエッチング工程時に
ウェーハ裏面に印加されるチャッキング電圧が低下する
ことなく、ＥＳＣにロードする時にスライディング現象
を防止できるようにするために、裏面研磨工程条件を次
の如く設定する。（１）ウェーハ裏面の研磨される厚さ
が１〜２μｍとなるようにし、（２）ウェーハ裏面の全
体表面積の８０〜９８％がエッチング装備のＥＳＣに当
接し得るようにし、（３）ウェーハ裏面の粗さ実効値
（Ｒｍｓ）が２０〜７０μｍとなるようにする。
【００３６】前記プレアニールクリーン工程（段階Ｓ４
７）では、前記エッチング工程（段階Ｓ４５）によって
表面に発生した不完全な格子欠陥構造を補完するため
に、ウェーハの表面に熱処理及び洗浄工程を行う。
７）では、前記エッチング工程（段階Ｓ４５）によって
表面に発生した不完全な格子欠陥構造を補完するため
に、ウェーハの表面に熱処理及び洗浄工程を行う。
【００３７】前記エッジ研磨工程（段階Ｓ４８）では、
前記エッチング工程（段階Ｓ４５）によって発生したウ
ェーハのエッジ部位の表面損傷及び平坦度を向上させる
ために、ウェーハのエッジ部位を研磨する。
前記エッチング工程（段階Ｓ４５）によって発生したウ
ェーハのエッジ部位の表面損傷及び平坦度を向上させる
ために、ウェーハのエッジ部位を研磨する。
【００３８】前記ウェーハの前面研磨工程（段階Ｓ４
９）では、前記エッチング工程（段階Ｓ４５）によって
発生したウェーハの前面の表面損傷及び平坦度を向上さ
せるために、ウェーハの前面を研磨する。
９）では、前記エッチング工程（段階Ｓ４５）によって
発生したウェーハの前面の表面損傷及び平坦度を向上さ
せるために、ウェーハの前面を研磨する。
【００３９】
【発明の効果】上述したように、本発明は、ウェーハ製
造工程中のコーステックエッチング工程の条件及びウェ
ーハ裏面研磨工程の条件を最適化してウェーハを製造す
るので、半導体素子のエッチング工程時に所定の膜の浮
き上がり現象または地域的に発生するエッチングレート
の変化幅を減らすことができて、半導体素子の信頼性及
び収率を向上させることができる。
造工程中のコーステックエッチング工程の条件及びウェ
ーハ裏面研磨工程の条件を最適化してウェーハを製造す
るので、半導体素子のエッチング工程時に所定の膜の浮
き上がり現象または地域的に発生するエッチングレート
の変化幅を減らすことができて、半導体素子の信頼性及
び収率を向上させることができる。
【図１】一般的なウェーハ製造方法を示す流れ図であ
る。
る。
【図２】図２ａ〜図２ｃは図１のエッチング工程条件に
よるウェーハのプロファイルを示す断面図である。
よるウェーハのプロファイルを示す断面図である。
【図３】図３ａ及び図３ｂは図１のウェーハ裏面研磨工
程による、半導体素子のエッチング工程に及ぼす影響を
説明するための図である。
程による、半導体素子のエッチング工程に及ぼす影響を
説明するための図である。
【図４】本発明の実施例に係るウェーハ製造工程の流れ
図である。
図である。
フロントページの続き
(72)発明者 金 仁 哲
大韓民国 京畿道 利川市 夫鉢邑 牙美
里 699−７ 現代アパートメント301−
1406
(72)発明者 白 同 源
大韓民国 ソウル市 中区 新堂洞 ヤク
スーハイツアパートメント104−702
Ｆターム(参考） 4G077 AA02 BA04 FG06 HA06
5F043 AA02 BB02
Claims (8)
- 【請求項１】 インゴット工程、スライス工程、エッジ
グラインディング(edge grinding)工程及びラップ工程
の完了したウェーハの表面を、エッチング原液のＫＯＨ
液にＨ２Ｏを混合して希釈させたエッチング剤を用いて
エッチングする段階と、前記ウェーハの裏面を研磨する
段階と、プレアニールクリーン工程、エッジ研磨工程及
び前面研磨工程を行う段階とを含んでなることを特徴と
するウェーハ製造方法。 - 【請求項２】 前記ウェーハエッチング工程は、前記ウ
ェーハの表面に対するエッチングレートが０.３〜０.７
μｍ／ｍｉｎとなるように行うことを特徴とする請求項
１記載のウェーハ製造方法。 - 【請求項３】 前記ウェーハエッチング工程は、前記Ｋ
ＯＨ液が４２〜４８％、前記Ｈ２Ｏが５２〜５８％含有
された前記エッチング剤を用いて行うことを特徴とする
請求項１記載のウェーハ製造方法。 - 【請求項４】 前記ウェーハエッチング工程は、前記エ
ッチング剤の温度を６５〜８５℃の温度に維持して実施
することを特徴とする請求項１記載のウェーハ製造方
法。 - 【請求項５】 前記ウェーハエッチング工程は、前記ウ
ェーハの前面及び裏面それぞれでエッチングされる厚さ
が８〜１２μｍになるまで実施することを特徴とする請
求項１記載のウェーハ製造方法。 - 【請求項６】 前記ウェーハ裏面研磨工程は、研磨され
る厚さが１〜２μｍになるまで実施することを特徴とす
る請求項１記載のウェーハ製造方法。 - 【請求項７】 前記裏面研磨工程は、前記ウェーハ裏面
の全体表面積の８０〜９８％がＥＳＣに当接し得るよう
に実施することを特徴とする請求項１記載のウェーハ製
造方法。 - 【請求項８】 前記裏面研磨工程は、前記ウェーハ裏面
の粗さ実効値（Ｒｍｓ）が２０〜７０μｍとなるように
実施することを特徴とする請求項１記載のウェーハ製造
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2001-55451 | 2001-09-10 | ||
| KR10-2001-0055451A KR100420205B1 (ko) | 2001-09-10 | 2001-09-10 | 웨이퍼 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003197602A true JP2003197602A (ja) | 2003-07-11 |
Family
ID=19714099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002262544A Pending JP2003197602A (ja) | 2001-09-10 | 2002-09-09 | ウェーハ製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2003197602A (ja) |
| KR (1) | KR100420205B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US20040003084A1 (en) * | 2002-05-21 | 2004-01-01 | Malik Dale W. | Network resource management system |
| US20060138681A1 (en) * | 2004-12-27 | 2006-06-29 | Asml Netherlands B.V. | Substrate and lithography process using the same |
| DE102006020823B4 (de) * | 2006-05-04 | 2008-04-03 | Siltronic Ag | Verfahren zur Herstellung einer polierten Halbleiterscheibe |
| US20080206992A1 (en) * | 2006-12-29 | 2008-08-28 | Siltron Inc. | Method for manufacturing high flatness silicon wafer |
| US8475399B2 (en) * | 2009-02-26 | 2013-07-02 | Fresenius Medical Care Holdings, Inc. | Methods and systems for measuring and verifying additives for use in a dialysis machine |
| DE102009030295B4 (de) * | 2009-06-24 | 2014-05-08 | Siltronic Ag | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe |
| JP6100002B2 (ja) * | 2013-02-01 | 2017-03-22 | 株式会社荏原製作所 | 基板裏面の研磨方法および基板処理装置 |
| US9202801B2 (en) * | 2013-11-18 | 2015-12-01 | Applied Materials, Inc. | Thin substrate and mold compound handling using an electrostatic-chucking carrier |
| JP6223873B2 (ja) * | 2014-03-14 | 2017-11-01 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置及び研磨方法 |
| KR20160089885A (ko) | 2015-01-20 | 2016-07-28 | (주)다올소프트 | 특징점을 기반으로 하는 콘텐트 검색 방법 |
| KR20160089881A (ko) | 2015-01-20 | 2016-07-28 | (주)다올소프트 | 범용 콘텐트 식별자 기반의 디지털 콘텐트 유통 관리 시스템 |
| KR101777108B1 (ko) | 2015-01-20 | 2017-09-11 | (주)다올소프트 | 디지털 콘텐트의 실시간 유통 정보 전송 방법 |
| JP6920849B2 (ja) * | 2017-03-27 | 2021-08-18 | 株式会社荏原製作所 | 基板処理方法および装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4269654A (en) * | 1977-11-18 | 1981-05-26 | Rca Corporation | Silicon nitride and silicon oxide etchant |
| JPS60196950A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-05 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2894153B2 (ja) * | 1993-05-27 | 1999-05-24 | 信越半導体株式会社 | シリコンウエーハの製造方法、およびその装置 |
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