JP2003273063A - 半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】作業効率が高く低コストでエッジレリーフ工程
を行えるようにするとともに、酸化膜のレリーフ幅を高
精度に制御し、さらに半導体ウェーハの周方向にわたっ
てレリーフ幅を均一にする。 【解決手段】エッチング液吐出手段３０、回転手段３
７、ガス吐出手段３４、３５のうち少なくとも一つを制
御することにより半導体ウェーハ２０のエッジ部２４の
酸化膜除去幅δを制御する。

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のエ
ッジ部の酸化膜を目標とする除去幅に除去することがで
きる装置および方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリコン基板上にエピタキシャル層を成
長させるために、シリコン基板として低抵抗のものが一
般的に使用される。ここで高温プロセス中にシリコン基
板からドーパントが外部に拡散することを防止するため
に、シリコンウェーハの裏面側にシリコン酸化膜を成長
させることが一般的に行われる。

【０００３】図１０（ａ）に示すようにシリコン酸化膜
２３は、炉の中で気相成長によりシリコンウェーハ２０
の鏡面２１側とは反対の裏面２２側に形成される。しか
し気相成長中にシリコンウェーハ２０の鏡面２１側にも
シリコン酸化膜２３が回り込んで成長し、シリコンウェ
ーハ２０のエッジ部分２４に不要なシリコン酸化膜２３
が形成されてしまう。

【０００４】シリコンウェーハ２０のエッジ部分２４に
形成されたシリコン酸化膜２３は、後工程で発塵源とし
て働く。具体的にはエピタキシャル成長の工程でノジュ
ールなどの不良を引き起こす原因になる。またシリコン
ウェーハ２０のエッジ部分２４に形成されたシリコン酸
化膜２３を核として欠陥が成長するためシリコンウェー
ハ製造の歩留まりを下げる原因となる。

【０００５】そこでシリコンウェーハ２０のエッジ部分
２４に形成されたシリコン酸化膜２４については、これ
をつぎの工程（エッジレリーフ工程）で、エッチング処
理などによって除去することが従来より行われている。

【０００６】しかしシリコンウェーハ２０の裏面２２側
のエッジ部分２４の除去幅については、これを精度よく
管理する必要がある。除去幅が変動するとドーパントの
外部拡散量が変動してシリコンウェーハ周縁部における
エピタキシャル成長層の抵抗率がばらつく原因になるか
らである。

【０００７】図１１、図１２に、エッジレリーフ工程で
行われている従来のエッジレリーフ方法を示す。

【０００８】図１１は、ミラー面取り方式と呼ばれるエ
ッジレリーフ方法を示している。

【０００９】同図１１（ａ）に示すようにチャック４１
により支持されているシリコンウェーハ２０のエッジ部
分２４に研磨ドラム４０を押し当て、研磨ドラム４０を
回転中心軸４２を回転中心にして回転させる。これによ
りシリコンウェーハ２０のエッジ部分２４に形成された
シリコン酸化膜２３が除去される。

【００１０】図１１（ｂ）はシリコン酸化膜２３を除去
した様子を側面からみた図である。同図１１（ｂ）のＫ
に示すように研磨ドラム４０によって研磨しているため
オーバーポリッシュによりシリコン酸化膜２３の端面２
３ａはテーパ形状、つまり「だれた」形状になる。

【００１１】図１１（ｃ）はシリコン酸化膜２３を除去
した裏面２２側を示している。同図１１（ｃ）に示すよ
うに、シリコンウェーハ２０のエッジ端面２０ａと、シ
リコン酸化膜２３の端面２３ａ（膜界面）との距離であ
る酸化膜除去幅δ（以下レリーフ幅δ）は、シリコンウ
ェーハ２０の周方向で変動する。

【００１２】図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、テープ
保護方式と呼ばれるエッジレリーフ方法の各工程を時系
列的に示している。

【００１３】同図１２（ａ）に示すように、シリコンウ
ェーハ２０の裏面２２のうちエッチングによってシリコ
ン酸化膜２３を除去したくない部分に保護テープ４３を
貼付する。

【００１４】つぎに図１２（ｂ）に示すようにエッチン
グ液をシリコンウェーハ２０の鏡面２１側から滴下して
裏面２２側に回り込ませて破線に示すようにエッジ部分
２４のシリコン酸化膜２３を除去する。

【００１５】つぎに図１２（ｃ）に示すように、シリコ
ンウェーハ２０から保護テープ４３を剥がす。この結
果、裏面２２に形成されていたシリコン酸化膜２３のう
ち保護テープ４３で保護されていた部分についてはエッ
チングによる除去が行われず残され、保護テープ４３で
保護されていなかった部分についてはエッチングによる
除去が行われる。このため図１２（ｄ）のＬに示すよう
に、保護テープ４３でシリコン酸化膜２３を保護するよ
うにしているためシリコン酸化膜２３の端面２３ａは
「切り立った」形状に維持される。

【００１６】また図１２（ｅ）に示すようにレリーフ幅
δは、シリコンウェーハ２０の周方向でほぼ均一にな
る。

【００１７】またエッジレリーフ方法に関する従来の一
般的技術的水準を示す文献として特開２００１−４４１
７０号公報に記載されたものがある。

【００１８】この公報には、シリコンウェーハの保持板
に、第１の切欠溝と第２の切欠溝を形成して、第１の切
欠溝からシリコンウェーハの裏面に向けて窒素ガスを吹
き付けることによりシリコンウェーハを保持板に対し一
定間隔に保持するとともに、第２の切欠溝に窒素ガスを
導くことによってシリコンウェーハのエッジ部分のガス
圧力を減少させてエッチング液を裏面側に浸透させやす
くするという発明が記載されている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述したようにミラー
面取り方式では、研磨ドラム４０をシリコンウェーハ２
０のエッジ部分２４に押し当て研磨しているためオーバ
ーポリッシュによりシリコンウェーハ２０の基板自体が
シリコン酸化膜２３とともに削り落とされるという不具
合が発生する。また、このオーバーポリッシュによって
図１１（ｂ）で説明したようにシリコン酸化膜２３の端
面２３ａがテーパ状に「だれた」形状になってしまうた
め、膜界面が剥離し易くなるという問題が発生する。ま
た図１１（ｃ）で説明したようにレリーフ幅δがシリコ
ンウェーハ２０の周方向でばらつく。レリーフ幅δが周
方向でばらつくと、ドーパントの外部拡散量が変動して
シリコンウェーハのエッジ部においてエピタキシャル成
長層の抵抗率がばらつく原因になる。またレリーフ幅δ
の変動をミクロ的に観察すると、シリコン酸化膜２３の
端面２３ａは周方向に沿ってあたかも「リアス式海岸」
のような状態になり周方向に沿ってシリコン酸化膜２３
ａの小片が点在する状態になる。このためシリコン酸化
膜２３の小片が点在している部分を発塵源として不純物
ドープが発生するおそれがある。これによりシリコンウ
ェーハ２０の品質が劣化して製造の歩留まりが低下する
おそれがある。

【００２０】つぎに上述したテープ保護方式では、シリ
コン酸化膜２３の端面２３ａは「切り立った」形状であ
り（図１２（ｄ））、レリーフ幅δはシリコンウェーハ
２０の周方向にわたってほぼ均一であるので、上述した
ミラー面取り方式のような不具合は招来しない。

【００２１】しかしながら保護テープ４３を貼付したり
剥がしたりする工程が必要となり、作業が煩雑であり作
業効率、生産効率が低下する。しかも保護テープ４３は
使い捨てであり、作業にコストがかかるという問題があ
る。また保護テープ４３の貼付位置の精度、保護テープ
４３自体の真円度によってレリーフ幅δが影響を受け
る。また保護テープ４３を貼付する作業者の技能によっ
てレリーフ幅δが影響を受ける。このためレリーフ幅δ
のばらつきが生じやすい。

【００２２】本発明はこうした実状に鑑みてなされたも
のであり、作業効率が高く低コストでエッジレリーフ工
程を行えるようにするとともに、酸化膜のレリーフ幅を
高精度に制御し、さらに半導体ウェーハの周方向にわた
ってレリーフ幅を均一にすることを解決課題とするもの
である。

【００２３】なお上記公報では、第２の切欠溝に窒素ガ
スを導くことによってシリコンウェーハのエッジ部分の
ガス圧力を減少させてエッチング液を裏面側に浸透させ
やすくしている。このためガスの圧力は第２の切欠溝の
大きさによって固定されてしまいエッチング液が裏面側
に浸透する度合いは固定的なものとなる。つまりエッチ
ング液が裏面側に浸透する度合いを変化させる点につい
ては記載されていない。

【課題を解決するための手段および効果】第１発明は、
半導体ウェーハの裏面に酸化膜を形成した後で、半導体
ウェーハの鏡面側のエッジ部に回り込んで形成された酸
化膜をエッチング液によって除去する酸化膜除去装置に
おいて、前記半導体ウェーハの鏡面側よりエッチング液
を吐出するエッチング液吐出手段と、前記半導体ウェー
ハを回転させる回転手段と、前記半導体ウェーハの裏面
側よりシールガスをエッジ部に向けて吐出するガス吐出
手段と前記エッチング液吐出手段、前記回転手段、前記
ガス吐出手段のうち少なくとも一つを制御することによ
り半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去幅を制御する
制御手段とを具えたことを特徴とする。

【００２４】第１発明によれば、図３に示すようにエッ
チング液吐出手段３０、回転手段３７、ガス吐出手段３
４、３５のうち少なくとも一つを制御することにより半
導体ウェーハ２０のエッジ部２４の酸化膜除去幅δを制
御している。

【００２５】半導体ウェーハ２０を回転させてエッチン
グ液３１を鏡面２１側より吐出するとともに裏面２２側
よりシールガス３２をエッジ部２４に向けて吐出してい
るので、図１０（ｄ）のＪに示すようにエッジレリーフ
後の酸化膜２３の端面２３ａはテープ保護方式に近い
「切り立った」形状になり、図１０（ｅ）に示すように
酸化膜除去幅δは半導体ウェーハ２０の周方向に沿って
ほぼ均一になる。

【００２６】ねらいとする酸化膜除去幅δは、エッチン
グ液吐出手段３０（たとえば流量Ｑ）、回転手段３７
（たとえば回転数Ｎ）、ガス吐出手段３４、３５（たと
えばシールガス３２の吐出圧Ｐ）のうち少なくとも一つ
を制御することで得られる。

【００２７】また従来のテープ保護方式のように保護テ
ープを貼付したり剥がしたりする作業は不要になる。こ
のため第１発明によれば、作業効率が高く低コストでエ
ッジレリーフ工程を行うことができる。また半導体ウェ
ーハ２０の周方向にわたってレリーフ幅δを均一にで
き、しかも酸化膜２３のレリーフ幅δを高精度に制御す
ることができる。

【００２８】第２発明は、第１発明において、前記半導
体ウェーハの裏面側を支持する支持手段を備え、 この
支持手段は、前記吐出手段を構成し、シールガスによっ
て負圧を生成しこの負圧によって半導体ウェーハを支持
するものであり、前記制御手段は、シールガスの吐出圧
を制御することにより半導体ウェーハのエッジ部の酸化
膜除去幅を制御するものであることを特徴とする。

【００２９】第２発明によれば、図３に示すように、支
持手段３４、３５は、半導体ウェーハ２０の裏面２２側
を支持する。この支持手段３４、３５は、シールガス３
２を吐出する吐出手段３４、３５を構成している。吐出
手段３４、３５から吐出されるシールガス３２によって
負圧を生成しこの負圧によって半導体ウェーハ２０を支
持する。そしてシールガス３２の吐出圧Ｐを制御するこ
とにより半導体ウェーハ２０のエッジ部の酸化膜除去幅
δが制御される。

【００３０】本発明によれば支持手段３４、３５は吐出
手段を兼用しており、装置のコンパクト化が図られる。

【００３１】第３発明は、第１発明において、前記エッ
チング液の粘性を調整することにより半導体ウェーハの
エッジ部の酸化膜除去幅を制御することを特徴とする。

【００３２】第４発明は、第１発明において、前記半導
体ウェーハのエッジ部を撮像する撮像手段と、前記撮像
手段で撮像されたエッジ部の輝度を計測することによっ
て、酸化膜除去幅の目標値と実際に除去された幅との偏
差を演算し、この演算した偏差に応じてエッチング液の
吐出量、粘性、前記回転手段の回転数、シールガスの吐
出圧、加工時間のうちの少なくとも１つを再設定するこ
とを特徴とする。

【００３３】第４発明によれば、図２、図５、図６に示
すように、撮像手段１３で撮像されたエッジ部２４の輝
度を計測することによって、酸化膜除去幅δの目標値δ
pと実際に除去された幅δcとの偏差Δδが演算され、こ
の演算された偏差Δδに応じてエッチング液３１の吐出
量Ｑ、粘性Ｒ、回転手段３３の回転数Ｎ、シールガス３
２の吐出圧Ｐ、加工時間のうちの少なくとも１つが再設
定される。具体的には図６に示すように現在の回転数Ｎ
がＮ1であれば偏差Δδに相当する回転数だけ変化した
回転数Ｎ2に再設定される。

【００３４】本発明は、半導体ウェーハ２０を順次エッ
ジレリーフする場合に、酸化膜除去幅の目標値δpと実
際の値δcとの乖離が生じたとしても、これを調整して
所望の値δpに復帰させることができる。第５発明は、
半導体ウェーハの裏面に酸化膜を形成した後で、半導体
ウェーハの鏡面側のエッジ部に回り込んで形成された酸
化膜をエッチング液によって除去する酸化膜除去方法に
おいて、前記半導体ウェーハを支持しつつ回転させなが
ら当該半導体ウェーハの鏡面側よりエッチング液を吐出
するとともに、当該半導体ウェーハの裏面側よりシール
ガスをエッジ部に向けて吐出することにより、半導体ウ
ェーハのエッジ部の酸化膜を除去することを特徴とす
る。

【００３５】第５発明は、第１発明の装置の発明を、方
法の発明に置換したものである。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明に係る
半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去装置および方法
の実施の形態について説明する。なお以下の実施形態で
は半導体ウェーハとしてシリコン（Ｓi）ウェーハを想
定して説明する。

【００３７】図１は実施形態のエッジレリーフ装置１の
構成を三角法で示している。同図１（ａ）はエッジレリ
ーフ装置１の上面からみた平面図を示し、同図１（ｂ）
は図１（ａ）を矢視Ｓ方向からみた側面図を示し、同図
１（ｃ）は図１（ａ）を矢視Ｔ方向からみた側面図を示
している。

【００３８】同図１に示すように、シリコンウェーハ２
０は、外部から搬入ステージ５上に搬入される。シリコ
ンウェーハ２０はカセット３内に収容されて、ローダ４
によって各ステージ上に搬送される。

【００３９】シリコンウェーハ２０は、搬入ステージ５
からローダ４によってアライメント用ステージ６によっ
て搬送される。アライメント用ステージ６では、シリコ
ンウェーハ２０の姿勢が所望の姿勢に位置決めされる。
つぎにシリコンウェーハ２０は、アライメント用ステー
ジ６から、エッチング処理用ステージ７に搬送される。

【００４０】エッチング処理用ステージ７では、シリコ
ンウェーハ２０が後述するようエッチング処理される。
エッチング処理に使用されたエッチング液はウェーハ処
理漕８に貯留される。

【００４１】つぎにシリコンウェーハ２０は、ローダ４
によってエッチング処理用ステージ７からドライ洗浄用
ステージ８に搬送される。

【００４２】ドライ洗浄用ステージ８では、シリコンウ
ェーハ２０がスピンナによって回転されながらドライ洗
浄される。ドライ洗浄後、シリコンウェーハ２０はドラ
イ乾燥される。

【００４３】つぎにシリコンウェーハ２０は、ローダ４
によってドライ洗浄用ステージ８から検査用ステージ１
０に搬送される。

【００４４】検査用ステージ１０では、後述するよう、
エッチング処理によって除去されたシリコンウェーハ２
０の裏面２２側のエッジ部分２４のレリーフ幅δが計測
され、この計測値に基づいて次回のエッチング処理に使
用される諸条件であるパラメータの値が再設定される。

【００４５】こうして所望のレリーフ幅δだけシリコン
酸化膜２３が除去されたシリコンウェーハ２０は、ロー
ダ４によって、検査用ステージ１０から搬出ステージ１
２に搬送され、エッジレリーフ装置１の外部に搬出され
る。

【００４６】図２は図１（ｃ）のＡ部を拡大して示して
おり、検査用ステージ１０で行われる検査処理を説明す
る図である。同図２はシリコンウェーハ２０のレリーフ
幅δを検査する検査装置を示している。

【００４７】同図２に示すように、観察カメラ１３は、
シリコンウェーハ２０の裏面２２側のエッジ部分２４を
撮像できる態様で配置されている。観察カメラ１３の撮
像信号は、モニタ１４に出力される。モニタ１４は、観
察カメラ１３で撮像されたシリコンウェーハ２０の裏面
エッジ部分の撮像画像を、表示画面１４ａに表示する。
モニタ１４から撮像信号が演算部１５に送られる。

【００４８】撮像画像中で、シリコン酸化膜２３が形成
されている部分と、シリコン酸化膜２３が形成されてい
ないレアなシリコンの部分とでは輝度差が生じている。
演算部１５では、この輝度差に基づいて、シリコン酸化
膜２３の境界面２３ａと、シリコンウェーハ２０のエッ
ジ端面２０ａとの距離である実際のレリーフ幅δcが計
測される。そしてレリーフ幅目標値δpと計測した実際
のレリーフ幅δcとの偏差Δδが求められ、この偏差Δ
δに相当する分だけ現在のパラメータを修正して次回の
エッチング処理に使用されるパラメータが再設定され
る。再設定されたパラメータは、データ保存部１６に記
憶、格納される。

【００４９】図３は図１のエッチング処理用ステージ７
で行われるエッチング処理を説明する図である。同図３
はエッチング処理によってエッジレリーフを行うエッチ
ング処理装置の構成を示している。

【００５０】同図３に示すように、シリコンウェーハ２
０の鏡面２１に対して反対側の裏面２２側には、シリコ
ンウェーハ２０を支持するインナチャック３４が設けら
れている。このインナチャック３４には、矢印Ｂ方向つ
まりシリコンウェーハ２０の円周方向に回転する回転軸
３３が接続されている。回転軸３３の回転中心軸３７は
シリコンウェーハ２０の中心に一致している。

【００５１】インナチャック３４にはアウタチャック３
５の内側に設けられている。インナチャック３４とアウ
タチャック３５とでシリコンウェーハ２０を支持する支
持手段を構成している。インナチャック３４とアウタチ
ャック３５との間が、シールガス３２の経路３６を構成
している。アウタチャック３５はインナチャック３４に
対して図中Ｃ方向つまり上下方向に相対的に移動自在に
設けられている。

【００５２】回転軸３３は図示しない駆動源によって矢
印Ｂ方向に回転する。またアウタチャック３５は図示し
ない駆動源によって矢印Ｃ方向に移動する。

【００５３】アウタチャック３５がインナチャック３４
に対して相対的に図中Ｃ方向に移動すると、シールガス
３２の経路３６の経路幅ｄが変化する。

【００５４】経路３６の出口３６ａは、シリコンウェー
ハ２０の裏面２２側のエッジ部分２４に向けてシールガ
ス３２が吐出するように、配置されている。また経路３
６の入口３６ｂは図示しないガス吐出手段の吐出口に連
通している。シールガス３２としては乾燥した酸素（ド
ライＯ2）が使用される。シールガス３２は、インナチ
ャック３４をシリコンウェーハ２０に吸着させてシリコ
ンウェーハ２０を下側より支持する吸着用ガスとして使
用される。すなわちガス吐出手段からシールガス３２が
吐出されると入口３６ｂからシールガス経路３６を通っ
て出口３６ａからシールガス３２が吐出される。これに
よりシリコンウェーハ２０の裏面２２で負圧が発生す
る。この負圧によってインナチャック３４がシリコンウ
ェーハ２０の裏面２２に吸着しシリコンウェーハ２０が
下側より支持される。

【００５５】インナチャック３４によってシリコンウェ
ーハ２０を支持した状態で、回転軸３３が図中Ｂ方向に
回転すると、これに伴いインナチャック３４が同方向に
回転するので、インナチャック３４に支持されているシ
リコンウェーハ２０も同方向に回転する。このためシリ
コンウェーハ２０を回転軸３４と同一の回転数Ｎで回転
させることができる。

【００５６】一方、シリコンウェーハ２０の鏡面２１側
には薬液としてのエッチング液３１をシリコンウェーハ
２０の鏡面２１上に滴下するディスペンサ３０が設けら
れている。ディスペンサ３０の吐出口３０ａは、シリコ
ンウェーハ２０の中心つまり回転中心軸３７と同軸上に
配置されている。

【００５７】このためシリコンウェーハ２０が上述した
ように矢印Ｂ方向に回転しつつディスペンサ３０からエ
ッチング液３１が滴下されると、破線で示すようにエッ
チング液３１は、シリコンウェーハ２０の中心から周縁
に向かって拡散し、エッジ端面２０ａを通り、シリコン
ウェーハ２０の裏面２２側に回り込む。

【００５８】図３に示すエッチング処理装置では、シリ
コンウェーハ２０の回転数Ｎ（ｒ/min）、エッチング液
３１の吐出量Ｑ（ｌ/min）、シールガス３２の吐出圧Ｐ
（kgf/ｃｍ2）、エッチング液３１の粘度Ｒ、加工時間
等をパラメータとして、シリコンウェーハ２０の裏面２
２側のエッジ部分２４のレリーフ幅δが制御される。

【００５９】ここでシリコンウェーハの回転数Ｎ、エッ
チング液３１の吐出量Ｑ、シールガス３２の吐出圧Ｐ、
エッチング液３１の粘度Ｒ、加工時間等のパラメータ
と、レリーフ幅δとの関係について図４を参照して説明
する。

【００６０】同図４に示すようにシリコンウェーハ２０
の回転数Ｎが大きくなると、ディスペンサ３０から吐出
されるエッチング液３１はシリコンウェーハの周縁に拡
散しやすくなるので、エッチング液３１の裏面２２側へ
の回り込み量が大きくなる。このためレリーフ幅δは大
きくなる。これに対してシリコンウェーハ２０の回転数
Ｎが小さくなると、ディスペンサ３０から吐出されるエ
ッチング液３１はシリコンウェーハの周縁に拡散しにく
くなるので、エッチング液３１の裏面２２側への回り込
み量が小さくなる。このためレリーフ幅δは小さくな
る。

【００６１】同様にしてエッチング液３１の吐出量Ｑが
大きくなると、エッチング液３１の裏面２２側への回り
込み量が大きくなるので、レリーフ幅δが大きくなる。
これに対してエッチング液３１の吐出量Ｑが小さくなる
と、エッチング液３１の裏面２２側への回り込み量が小
さくなるので、レリーフ幅δが小さくなる。

【００６２】またエッチング液３１の粘度Ｒが大きくな
ると、エッチング液３１の裏面２２側への回り込み量が
大きくなるので、レリーフ幅δが大きくなる。これに対
してエッチング液３１の粘度Ｒが小さくなると、エッチ
ング液３１の裏面２２側への回り込み量が小さくなるの
で、レリーフ幅δが小さくなる。エッチング液３１の粘
度Ｒは、エッチング液３１の組成を調整することによっ
て調整することができる。エッチング液３１は一般的に
沸酸が使用される。沸酸が１００％のエッチング液３１
は最も粘度Ｒが低く、酢酸の添加量を増加することによ
って粘度Ｒを高くすることができる。すなわち酢酸の濃
度が大きい程エッチング液３１の粘度Ｒが高くなる。

【００６３】また図４に示すようにシールガス３２の吐
出圧Ｐが大きくなると、シールガス３２が裏面２２側に
回り込んだエッチング液３１を阻止する力が大きくな
る。このためレリーフ幅δは小さくなる。これに対して
シールガス３２の吐出圧Ｐが小さくなると、シールガス
３２が裏面２２側に回り込んだエッチング液３１を阻止
する力が小さくなる。このためレリーフ幅δは大きくな
る。

【００６４】シールガス３２の吐出圧Ｐは、シールガス
経路幅ｄを変化させることによって変化させることがで
きる。シールガス経路幅ｄが小さい程シールガス３２の
吐出圧Ｐを大きくすることができる。またシールガス３
２の吐出圧Ｐは、シールガス３２の流量を変化させるこ
とによって変化させることができる。シールガス３２の
流量が大きい程シールガス３２の吐出圧Ｐが大きくな
る。

【００６５】またエッチング処理に費やす加工時間を変
化させることによって、レリーフ幅δを制御することが
できる。エッチング処理の加工時間が長いほど、エッチ
ング液３１の裏面２２側への回り込み量が大きくなり、
レリーフ幅δが大きくなる。これに対してエッチング処
理の加工時間が短い程、エッチング液３１の裏面２２側
への回り込み量が小さくなるので、レリーフ幅δが小さ
くなる。

【００６６】図５はレリーフ幅の目標値δpと実際のレ
リーフ幅δcとの偏差Δδを示している。

【００６７】図６はシリコンウェーハ２０の回転数Ｎと
レリーフ幅δとの対応関係を示している。同図６に示す
ようにシリコンウェーハ２０の回転数Ｎが大きくなるに
伴いレリーフ幅δが大きくなるという関係が成立する。
ただし図６に示す関係は低回転領域における対応関係で
あり、高回転領域になると、回転数が大きくなる程遠心
力が大きくなりこれに伴いエッチング液３１の外方への
飛散が増大するので、エッチング液３１の裏面２２側へ
の回り込みは少なくなる。

【００６８】図７はシールガス３２の吐出圧Ｐとレリー
フ幅δとの対応関係を示している。同図７に示すように
シールガス３２の吐出圧Ｐが大きくなるに伴いレリーフ
幅δが小さくなるという関係が成立する。

【００６９】図６、図７に示す対応関係は、図２に示す
検査装置のデータ保存部１６に記憶、格納されている。
演算部１５では、レリーフ幅の目標値δpと実際のレリ
ーフ幅δcとの偏差Δδを演算し、図６、図７に示す対
応関係を保存部１６から読み出し、読み出された対応関
係を用いて、演算した偏差Δδに相当する分だけ現在の
回転数Ｎ、吐出圧Ｐを調整する。そしてこの調整された
回転数Ｎ、吐出圧Ｐを次回のエッチング処理の使用する
パラメータとして再設定し、データ保存部１６に記憶、
格納する。

【００７０】つぎに図２、図３に示す装置で行われる処
理について図１０を参照して説明する。

【００７１】図１０は実施形態のエッジレリーフ処理の
各工程を時系列的に示している。

【００７２】同図１０（ａ）は、図１（ａ）に示すエッ
チング処理用ステージ７でエッチング処理が行われる前
のシリコンウェーハ２０の状態を示している。シリコン
ウェーハ２０は、エッチングレリーフ処理の前工程で気
相成長によって、シリコン酸化膜２３を裏面２２側に成
長させる処理が行われている。この工程では、シリコン
酸化膜２３は裏面２２側のみならず鏡面２１側に回り込
んで成長している。

【００７３】そこでシリコンウェーハ２０が図１（ａ）
に示すエッチング処理用ステージ７に搬送されると、図
３に示すように、ディスペンサ３０からエッチング液３
１が所定の流量Ｑで吐出される。また回転軸３３が矢印
Ｂ方向に所定の回転数Ｎで回転して、シリコンウェーハ
２０が同方向に同回転数Ｎで回転する。またアウタチャ
ック３５が矢印Ｃ方向に所定の位置に位置決めされて所
定の経路幅ｄの経路３６を介して所定圧Ｐのシールガス
３２が吐出される。

【００７４】ここで流量Ｑ、回転数Ｎ、圧力Ｐは、予め
レリーフ幅δを目標値δpに一致させるための値に設定
されている。流量Ｑ、回転数Ｎ、圧力Ｐ以外のエッチン
グ液３１の粘度Ｒ、加工時間もレリーフ幅δに影響を与
えるパラメータであるので、これらも目標値δpに一致
させるための値に設定されているものとする。

【００７５】上述したように設定された回転数Ｎでシリ
コンウェーハ２０が回転し、設定された流量Ｑで設定さ
れた粘度Ｒのエッチング液３１がシリコンウェーハ２０
の鏡面２１上に、設定された加工時間中、吐出、滴下さ
れ、さらに設定された吐出圧Ｐでシールガス３２が裏面
２２側エッジ部分２４に向けて吐出されると、図３に示
すようにエッチング液３１の裏面２２側への回り込み量
が制御されて、レリーフ幅δが目標値δpに一致する
（図１０（ｂ）参照）。

【００７６】エッチング処理が行われたシリコンウェー
ハ２０は、図１（ａ）に示すようにドライ洗浄用ステー
ジ９でドライ洗浄、ドライ乾燥が行われた後、検査用ス
テージ１０に搬送される。

【００７７】検査用ステージ１０では、図２に示す観察
カメラ１３によってシリコンウェーハ２０の裏面２２側
のエッジ部分２４が撮像され、演算部１５で実際のレリ
ーフ幅δcが計測される（図１０（ｃ）参照）。

【００７８】ここで図８は、観察カメラ１３によって撮
像されるポイントＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈを示している。同図８
に示すように観察カメラ１３がシリコンウェーハ２０に
対して相対的に移動して、シリコンウェーハ２０の裏面
２２側のエッジ部分２４の周方向に沿って等間隔に４
点、つまりポイントＥ、ポイントＦ、ポイントＧ、ポイ
ントＨが撮像される。この場合シリコンウェーハ２０側
を４点に移動させてもよく、観察カメラ１３側を４点に
移動させてもよい。

【００７９】観察カメラ１３の撮像信号はモニタ１４に
送られ、モニタ１４の表示画面１４ａにシリコンウェー
ハ２０の裏面２２側のエッジ部分２４の撮像画像が表示
される。撮像画像中、シリコン酸化膜２３の部分は輝度
が高く、シリコン酸化膜２３が形成されていないレアな
シリコン基板の部分は輝度が低い。したがって図８に示
すように撮像画像中の輝度差の違いによってシリコンウ
ェーハ２０のエッジ端面２０ａと、シリコン酸化膜２３
の端面２３ａとを識別でき、これら間の距離である実際
のレリーフ幅δE、δF、δG、δHを各ポイントＥ、Ｆ、
Ｇ、Ｈ毎に目視で確認することができる。

【００８０】観察カメラ１３の撮像信号は演算部１５に
入力される。

【００８１】図９は演算部１５で行われる処理手順を示
してる。

【００８２】上述したように撮像画像中の輝度差の違い
によってシリコンウェーハ２０のエッジ端面２０ａとシ
リコン酸化膜２３の端面２３ａとを識別できるので、演
算部１５では輝度信号を解析して実際のレリーフ幅δc
を計測する。実際のレリーフ幅δcとして図８に示すよ
うに各ポイントＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈ毎にδE、δF、δG、δH
が得られる。そして、これら各レリーフ幅の平均値δA
を、次式、 δA＝（δE＋δF＋δG＋δH）/４ を用いて演算する。つぎのこのレリーフ幅平均値δAを
用いて、レリーフ幅の目標値δpと実際のレリーフ幅δA
との偏差Δδが演算される（ステップ１０１）。

【００８３】この偏差Δδが所定のしきい値以下の場
合、つまり実際のレリーフ幅δAが目標値δpに一致して
いる場合には、現在設定されている回転数Ｎ、シールガ
ス吐出圧Ｐは適正なパラメータであるとして、データ保
存部１６にそのまま保存する（ステップ１０２）。

【００８４】しかし偏差Δδが所定のしきい値を超えて
いる場合、つまり実際のレリーフ幅δAが目標値δpに一
致していない場合には、現在設定されている回転数Ｎ、
シールガス吐出圧Ｐは適正なパラメータではない（Ｎ
Ｇ）であるとして、警報信号を出力する（ステップ１０
３）。この場合、図６、図７に示す対応関係を保存部１
６から読み出し、読み出された対応関係を用いて、演算
された偏差Δδに相当する分だけ現在設定されている回
転数Ｎ、吐出圧Ｐを調整する。具体的には図６に示すよ
うに現在設定されている回転数ＮがＮ1であれば、偏差
Δδに相当する回転数だけ変化させた回転数Ｎ2に調整
される。そしてこの調整された回転数Ｎを次回のエッチ
ング処理に使用するパラメータであるとして再設定して
データ保存部１６に保存する。シールガス吐出圧Ｐにつ
いても同様にしてデータ保存部１６に保存される（ステ
ップ１０２）。

【００８５】次回のエッチング処理工程では、データ保
存部１６で設定されている回転数Ｎでシリコンウェーハ
２０が回転するとともに、データ保存部１６で再設定さ
れている吐出圧Ｐでシールガス３２が吐出される。この
ため次回のエッチング処理工程では、実際のレリーフ幅
δAを目標値δpに一致させることができる（ステップ１
０４、１０５）。

【００８６】このように本実施形態によれば、シリコン
ウェーハ２０を順次エッジレリーフする場合に、レリー
フ幅の目標値δpと実際の値δcとの間で乖離が生じたと
しても、これを調整して所望の値δpに復帰させること
ができる。図１０（ｄ）は本実施形態のエッジレリーフ
処理が行われたシリコンウェーハ２０の側面を示してい
る。図１０（ｄ）のＪに示すようにエッジレリーフ後の
シリコン酸化膜２３の端面２３ａはテープ保護方式に近
い「切り立った」形状になり、図１０（ｅ）に示すよう
にレリーフ幅δはシリコンウェーハ２０の周方向に沿っ
てほぼ均一になる。このため図１０に示す従来のミラー
面取り方式のように、シリコンウェーハの品質が低下し
製造歩留まりが低下するという問題は生じない。特に本
実施形態では、エッチング液３１の裏面２２側への回り
込みをシールガス３２によって阻止するようにしている
ので、レリーフ幅δを周方向にわたって変動させること
なく「きれいなバラツキの少ない」形状にすることがで
きる。

【００８７】本実施形態によれば、エッチング液３１の
吐出流量Ｑ、エッチング液３１の粘度Ｒ、シリコンウェ
ーハ２０の回転数Ｎ、シールガス３２の吐出圧Ｐを最適
な値に設定することで、レリーフ幅δを目標値δpに一
致させている。このため図１１に示す従来のテープ保護
方式のように、保護テープ４３を貼付したり剥がしたり
する作業は不要になる。このように本実施形態によれ
ば、作業効率が高く低コストでエッジレリーフ工程を行
うことができる。またシリコン酸化膜２３のレリーフ幅
δを高精度に制御することができる。またシリコンウェ
ーハ２０の周方向にわたってレリーフ幅δを均一にする
ことができる。

【００８８】また本実施形態では、シリコンウェーハ２
０の回転数Ｎとシールガス３２の吐出圧Ｐを再設定する
ことで、次回の処理工程におけるレリーフ幅δを目標値
δpに一致させている。

【００８９】しかしこれは一例でありレリーフ幅δに影
響を与えるパラメータであれば、任意の１つのパラメー
タ、あるいは任意の２つのパラメータ、あるいは任意の
３以上のパラメータを選択して、これらパラメータの値
を再設定することによってレリーフ幅δを制御してもよ
い。

【００９０】また実施形態では、検査用ステージ１０で
検査された結果に応じてパラメータを再設定している
が、再設定を行わない実施も可能である。すなわち図１
において検査用ステージ１０を省略するとともに図２に
示す検査装置の構成を省略することができる。

【００９１】また実施形態では、観察カメラ１３の撮像
信号に基づき次回の回転数Ｎ、シールガス吐出圧Ｐを再
設定する処理を自動的に行うようにしているが、モニタ
１４の表示画面１４ａの撮像画像からレリーフ幅の目標
値δpと実際の値δcとの偏差を目視で判断し、この偏差
がなくなるようにパラメータを再設定してもよい。

【００９２】また本実施形態では、インナチャック３４
とアウタチャック３５は、シリコンウェーハ２０の裏面
２２側を支持する支持手段であるとともにシールガス３
２を吐出してレリーフ幅δを制御する吐出手段を兼用し
ている。このため装置のコンパクト化が図られる。ただ
しシールガス３２の吐出圧Ｐを低下させるとインナチャ
ック３４がシリコンウェーハ２０に吸着しにくくなるの
で、レリーフ幅δを制御するにあたってシールガス３２
の設定値は、シリコンウェーハ２０を吸着することがで
きる値以上に設定する必要がある。

【００９３】しかしこれは一例であり、シリコンウェー
ハ２０を支持する支持手段、シールガス３２を吐出する
吐出手段を別々に構成してもよい。たとえば支持手段を
真空パッドで構成するとともに、支持手段とは別に設け
た吐出手段からシールガス３２を吐出してもよい。

【００９４】また実施形態では半導体ウェーハとしてシ
リコンウェーハを想定しているが、シリコン以外の半導
体たとえばガリウム砒素のウェーハに形成された酸化膜
を除去する場合に対しても適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実施形態のエッジレリーフ装置の構成を
示す図で、図１（ａ）は上面から見た平面図で、図１
（ｂ）は図１（ａ）を矢視Ｓ方向の側面からみた側面図
で、図１（ｃ）は図１（ａ）を矢視Ｔ方向の側面からみ
た側面図である。

【図２】図２は図１（ｃ）のＡ部分を拡大して示す図で
あり、図１に示す検査用ステージで行われる検査処理を
行う検査装置の構成を示す図である。

【図３】図３は図１に示すエッチング処理用ステージで
行われるエッチング処理およびエッジレリーフ処理を行
うエッジレリーフ装置の構成を示す図である。

【図４】図４はエッジレリーフ幅に影響を与えるパラメ
ータのうち半導体ウェーハの回転数とシールガスの吐出
圧とレリーフ幅との関係を説明する図である。

【図５】図５は半導体ウェーハの側面を示す図であり、
目標とするシリコン酸化膜端面と実際のシリコン酸化膜
端面との偏差を説明する図である。

【図６】図６は半導体ウェーハの回転数と図５に示す偏
差との対応関係を示す図である。

【図７】図７はシールガスの吐出圧と図５に示す偏差と
の対応関係を示す図である。

【図８】図８は半導体ウェーハの裏面のエッジ部のうち
観察カメラで撮像する周方向の複数のポイントを示す図
である。

【図９】図９は図２に示す検査装置のうち演算部で行わ
れる演算処理の手順を示すフローチャートである。

【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は実施形態の
エッジレリーフ処理の各工程を時間の順序で示す図であ
り、図１０（ｄ）はエッジレリーフ処理後の半導体ウェ
ーハの側面を拡大して示す図であり、図１０（ｅ）はエ
ッジレリーフ処理後の半導体ウェーハの裏面を示す図で
ある。

【図１１】図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は従来のエッ
ジレリーフ方法であるミラー面取り方式を説明する図で
ある。

【図１２】図１２（ａ）〜（ｅ）は従来のエッジレリー
フ方法であるテープ保護方式を説明する図である。

【符号の説明】 １３ 観察カメラ １４ モニタ １５ 演算部 １６ データ保存部 ２０ 半導体ウェーハ ２１ 鏡面 ２２ 裏面 ２３ 酸化膜 ３０ ディスペンサ ３１ エッチング液 ３２ シールガス ３３ 回転軸 ３４ インナチャック ３５ アウタチャック ３６ 経路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増谷 文雄 神奈川県平塚市四之宮三丁目25番１号 コ マツ電子金属株式会社内 Ｆターム(参考） 5F043 AA33 BB22 DD25 EE07 EE08 EE27 EE35 GG10

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウェーハの裏面に酸化膜を形
   成した後で、半導体ウェーハの鏡面側のエッジ部に回り
   込んで形成された酸化膜をエッチング液によって除去す
   る酸化膜除去装置において、 前記半導体ウェーハの鏡面側よりエッチング液を吐出す
   るエッチング液吐出手段と、 前記半導体ウェーハを回転させる回転手段と、 前記半導体ウェーハの裏面側よりシールガスをエッジ部
   に向けて吐出するガス吐出手段と前記エッチング液吐出
   手段、前記回転手段、前記ガス吐出手段のうち少なくと
   も一つを制御することにより半導体ウェーハのエッジ部
   の酸化膜除去幅を制御する制御手段とを具えたことを特
   徴とする半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去装置。
2. 【請求項２】 前記半導体ウェーハの裏面側を支持
   する支持手段を備え、 この支持手段は、 前記吐出手段を構成し、シールガスによって負圧を生成
   しこの負圧によって半導体ウェーハを支持するものであ
   り、 前記制御手段は、 シールガスの吐出圧を制御することにより半導体ウェー
   ハのエッジ部の酸化膜除去幅を制御するものであること
   を特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハのエッジ部
   の酸化膜除去装置。
3. 【請求項３】 前記エッチング液の粘性を調整する
   ことにより半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去幅を
   制御することを特徴とする請求項１記載の半導体ウェー
   ハのエッジ部の酸化膜除去装置。
4. 【請求項４】 前記半導体ウェーハのエッジ部を撮
   像する撮像手段と、 前記撮像手段で撮像されたエッジ部の輝度を計測するこ
   とによって、酸化膜除去幅の目標値と実際に除去された
   幅との偏差を演算し、この演算した偏差に応じてエッチ
   ング液の吐出量、粘性、前記回転手段の回転数、シール
   ガスの吐出圧、加工時間のうちの少なくとも１つを再設
   定することを特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハ
   のエッジ部の酸化膜除去装置。
5. 【請求項５】 半導体ウェーハの裏面に酸化膜を形
   成した後で、半導体ウェーハの鏡面側のエッジ部に回り
   込んで形成された酸化膜をエッチング液によって除去す
   る酸化膜除去方法において、 前記半導体ウェーハを支持しつつ回転させながら当該半
   導体ウェーハの鏡面側よりエッチング液を吐出するとと
   もに、当該半導体ウェーハの裏面側よりシールガスをエ
   ッジ部に向けて吐出することにより、半導体ウェーハの
   エッジ部の酸化膜を除去することを特徴とする半導体ウ
   ェーハのエッジ部の酸化膜除去方法。