JP2006210759A - Etching liquid for controlling surface profile of silicon wafer, and process for producing silicon wafer using that etching liquid - Google Patents
Etching liquid for controlling surface profile of silicon wafer, and process for producing silicon wafer using that etching liquid Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006210759A JP2006210759A JP2005022763A JP2005022763A JP2006210759A JP 2006210759 A JP2006210759 A JP 2006210759A JP 2005022763 A JP2005022763 A JP 2005022763A JP 2005022763 A JP2005022763 A JP 2005022763A JP 2006210759 A JP2006210759 A JP 2006210759A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- silicon wafer
- wafer
- polishing
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Weting (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Description
本発明は、両面同時研磨工程の負荷を軽減するとともに、高平坦度及び表面粗さの低減の双方を達成し得るシリコンウェーハ表面形状制御用エッチング液及び該エッチング液を用いたシリコンウェーハの製造方法に関するものである。 The present invention reduces the load of the double-sided simultaneous polishing process and can achieve both high flatness and reduced surface roughness, and a silicon wafer surface shape control etching solution and a silicon wafer manufacturing method using the etching solution It is about.
一般に半導体シリコンウェーハの製造工程は、引上げたシリコン単結晶インゴットから切出し、スライスして得られたウェーハを、面取り、機械研磨(ラッピング)、エッチング、鏡面研磨(ポリッシング)及び洗浄する工程から構成され、高精度の平坦度を有するウェーハとして生産される。ブロック切断、外径研削、スライシング、ラッピング等の機械加工プロセスを経たシリコンウェーハは表面にダメージ層即ち加工変質層を有している。加工変質層はデバイス製造プロセスにおいてスリップ転位等の結晶欠陥を誘発したり、ウェーハの機械的強度を低下させ、また電気的特性に悪影響を及ぼすので完全に除去しなければならない。
この加工変質層を取除くためにエッチング処理が施される。エッチング処理には、酸エッチング又はアルカリエッチングのいずれかの方法が採られる。このエッチング処理では、エッチング液を貯留したエッチング槽に複数枚のウェーハを浸漬させることにより、加工変質層を化学的に除去している。
Generally, the manufacturing process of a semiconductor silicon wafer is composed of steps of chamfering, mechanical polishing (lapping), etching, mirror polishing (polishing) and cleaning a wafer obtained by cutting and slicing from a pulled silicon single crystal ingot, Produced as a wafer with high precision flatness. Silicon wafers that have undergone machining processes such as block cutting, outer diameter grinding, slicing, and lapping have a damaged layer, that is, a work-affected layer on the surface. The work-affected layer must be removed completely because it induces crystal defects such as slip dislocations in the device manufacturing process, reduces the mechanical strength of the wafer, and adversely affects the electrical properties.
Etching is performed to remove the work-affected layer. For the etching treatment, either acid etching or alkali etching is employed. In this etching process, the work-affected layer is chemically removed by immersing a plurality of wafers in an etching tank storing an etching solution.
酸エッチングは、シリコンウェーハに対して選択エッチング性がなく、表面粗さが小さいためミクロな形状精度が向上し、かつエッチング能率の高い利点がある。この酸エッチングのエッチング液には、フッ酸(HF)と硝酸(HNO3)の混酸を水(H2O)或いは酢酸(CH3COOH)で希釈した3成分素によるエッチング液が主として用いられている。酸エッチングで上記利点が得られるのは、上記エッチング液により拡散律速の条件に基づいてエッチングが進行し、この拡散律速の条件下では、結晶表面の面方位、結晶欠陥等に反応速度は依存せず、結晶表面における拡散が主たる効果を持つためと考えられている。しかし、この酸エッチングでは、シリコンウェーハの表面粗さを改善しながら加工変質層をエッチングすることはできるが、酸エッチングが進行するにつれ、ウェーハ外周部がだれて、ラッピングで得られたマクロな形状精度である平坦度が損なわれてしまい、エッチング表面にmmオーダーのうねりやピールと呼ばれる凹凸が発生する問題を有していた。更に薬液のコストが高く、しかもエッチング液の組成を制御しかつ維持することが困難な欠点があった。 Acid etching does not have selective etching properties with respect to a silicon wafer, has a small surface roughness, improves micro shape accuracy, and has an advantage of high etching efficiency. As an etching solution for this acid etching, an etching solution containing a ternary element obtained by diluting a mixed acid of hydrofluoric acid (HF) and nitric acid (HNO 3 ) with water (H 2 O) or acetic acid (CH 3 COOH) is mainly used. Yes. The above-mentioned advantage can be obtained by acid etching because the etching proceeds based on the diffusion-controlled condition with the above-mentioned etching solution, and under this diffusion-controlled condition, the reaction rate depends on the crystal surface orientation, crystal defects, etc. It is thought that the diffusion on the crystal surface has the main effect. However, with this acid etching, it is possible to etch the work-affected layer while improving the surface roughness of the silicon wafer, but as the acid etching progresses, the outer periphery of the wafer sags and the macro shape obtained by lapping The flatness, which is the accuracy, is impaired, and there is a problem in that the etching surface has undulations on the order of mm and irregularities called peels. Further, there is a drawback that the cost of the chemical solution is high and it is difficult to control and maintain the composition of the etching solution.
アルカリエッチングは、平坦度に優れマクロな形状精度が向上し、かつ金属汚染が少なく、酸エッチングにおけるNOxのような有害副産物の問題や取扱い上の危険性もない特長がある。このアルカリエッチングのエッチング液には、KOHやNaOHが用いられている。アルカリエッチングで上記特長が得られるのは、このエッチングが基本的に表面反応律速の条件に基づいて進行するためであると考えられている。しかし、アルカリエッチングでは、シリコンウェーハの平坦度を維持しながら加工変質層をエッチングすることはできるが、局所的な深さが数μmで、大きさが数〜数十μm程度のピット(以下、これをファセットという。)が発生してしまいウェーハ表面粗さが悪化する問題点があった。 Alkaline etching, improves excellent macro shape precision flatness, and less metal contamination, there is a harmful by-product of the problem and there is no handling of risk features such as of the NO x in the acid etching. KOH or NaOH is used as an etching solution for this alkali etching. It is considered that the above characteristics can be obtained by alkaline etching because this etching basically proceeds based on surface reaction rate-determining conditions. However, in alkali etching, the work-affected layer can be etched while maintaining the flatness of the silicon wafer, but the local depth is several μm and the size is about several to several tens of μm. This is called facet), and there is a problem that the wafer surface roughness deteriorates.
上記アルカリエッチングにおける問題点を解決する方策として、苛性ソーダ(水酸化ナトリウム)水溶液100重量部に対し、過酸化水素を0.01〜0.2重量部の割合で添加したのものを用いるシリコンウェーハのエッチング方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。上記特許文献1に示されるエッチング方法によれば、苛性ソーダ水溶液に所定の割合で過酸化水素を添加することで、苛性ソーダ水溶液によるアルカリエッチングに生じる不具合が解決するとある。具体的には、NaOH水溶液を用いるエッチングに比べて、シリコンウェーハ裏面のエッチピットの大きさが微細化し、また、シリコンウェーハ裏面の微小なエッチピットの発生が抑制され、容易に、広い範囲内において所望のエッチング速度に調整することができ、更にエッチング速度が高まる。
しかしながら、上記特許文献1に示される方法をはじめとして従来の方法では、エッチングを終えたウェーハは両面同時研磨工程や片面研磨工程が施されてその表面を鏡面に加工されるが、エッチング工程を終えたシリコンウェーハの表裏面では、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度を維持できておらず、また所望のウェーハ表面粗さも得られていないため、これらのウェーハ平坦度及びウェーハ表面粗さを改善するために、両面同時研磨工程や片面研磨工程において多くの研磨代をとる必要があるため両面同時研磨工程や片面研磨工程に大きな負荷がかかっていた。 However, in the conventional method including the method disclosed in Patent Document 1, the wafer that has been etched is subjected to a double-sided simultaneous polishing step or a single-side polishing step and its surface is processed into a mirror surface, but the etching step is finished. On the front and back surfaces of the silicon wafer, the wafer flatness when the flattening process is finished is not maintained, and the desired wafer surface roughness is not obtained. In order to improve, it is necessary to take a lot of polishing allowance in the double-sided simultaneous polishing step and the single-sided polishing step, so that a large load is applied to the double-sided simultaneous polishing step and the single-side polishing step.
本発明の目的は、両面同時研磨工程や片面研磨工程の負荷を軽減するとともに、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成し得るシリコンウェーハ表面形状制御用エッチング液及び該エッチング液を用いたシリコンウェーハの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to reduce the load of a double-sided simultaneous polishing process and a single-side polishing process, and to maintain both wafer flatness and wafer surface roughness after finishing the planarization process. An object is to provide an etching solution for shape control and a method for producing a silicon wafer using the etching solution.
請求項1に係る発明は、アルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤が均一に混合してなることを特徴とするシリコンウェーハ表面形状制御用エッチング液である。
請求項1に係る発明では、アルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤が均一に混合してなるエッチング液は、研磨前ウェーハの表面粗さとテクスチャーサイズの制御をすることができるため、平坦化処理を終えた加工変質層を有するシリコンウェーハに対してこのエッチング液を用いてエッチングすることで、両面同時研磨工程や片面研磨工程においてウェーハ表裏面における研磨代をそれぞれ低減しながら、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成することができる。
The invention according to claim 1 is an etching solution for controlling the shape of the surface of a silicon wafer, wherein a fluorine-based surfactant is uniformly mixed in an alkaline aqueous solution.
In the invention according to claim 1, the etching solution obtained by uniformly mixing the fluorosurfactant with the alkaline aqueous solution can control the surface roughness and texture size of the wafer before polishing, so the planarization treatment is finished. When the silicon wafer having a damaged layer is etched using this etchant, the planarization process is completed while reducing the polishing allowance on the wafer front and back surfaces in the double-sided simultaneous polishing process and single-sided polishing process. Both the maintenance of the wafer flatness and the reduction of the wafer surface roughness can be achieved.
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明であって、アルカリ水溶液が20〜50重量%水酸化ナトリウム水溶液であり、アルカリ水溶液に添加されるフッ素系界面活性剤の添加割合が水酸化ナトリウムに対して0.0015〜15g/Lであるエッチング液である。
請求項2に係る発明では、上記濃度範囲の水酸化ナトリウム水溶液に所定の割合でフッ素系界面活性剤を添加することで、エッチング工程を終えたウェーハ表面粗さとウェーハ平坦度をより低減することができる。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the alkaline aqueous solution is a 20 to 50% by weight sodium hydroxide aqueous solution, and the addition ratio of the fluorosurfactant added to the alkaline aqueous solution is hydroxylated. It is an etching liquid which is 0.0015-15g / L with respect to sodium.
In the invention which concerns on Claim 2, the wafer surface roughness and wafer flatness which finished the etching process can be reduced more by adding a fluorine-type surfactant to the sodium hydroxide aqueous solution of the said density | concentration range by a predetermined ratio. it can.
請求項3に係る発明は、図1に示すように、シリコン単結晶インゴットをスライスして得られた薄円板状のシリコンウェーハの表裏面を研削又はラッピングする平面化工程13と、請求項1又は2記載のエッチング液にシリコンウェーハを浸漬してシリコンウェーハの表裏面をエッチングするエッチング工程14と、エッチングしたシリコンウェーハの表裏面を同時に研磨する両面同時研磨工程16とをこの順に含むことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法である。
請求項3に係る発明では、アルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤を添加して調製されたエッチング液を用いたエッチング工程14により、研磨前ウェーハの表面粗さとテクスチャーサイズの制御をすることができるため、両面同時研磨工程16においてウェーハ表裏面における研磨代をそれぞれ低減しながら、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成することができる。
As shown in FIG. 1, the invention according to claim 3 is a
In the invention according to claim 3, the surface roughness and texture size of the wafer before polishing can be controlled by the
請求項4に係る発明は、シリコン単結晶インゴットをスライスして得られた薄円板状のシリコンウェーハの表裏面を研削又はラッピングする平面化工程と、請求項1又は2記載のエッチング液にシリコンウェーハを浸漬してシリコンウェーハの表裏面をエッチングするエッチング工程と、エッチングしたシリコンウェーハの表裏面を片面ずつ研磨する片面研磨工程とをこの順に含むことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法である。
請求項4に係る発明では、アルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤を添加して調製されたエッチング液を用いたエッチング工程により、研磨前ウェーハの表面粗さとテクスチャーサイズの制御をすることができるため、片面研磨工程においてウェーハ表裏面における研磨代をそれぞれ低減しながら、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a planarization step of grinding or lapping the front and back surfaces of a thin disk-shaped silicon wafer obtained by slicing a silicon single crystal ingot; A method for producing a silicon wafer, comprising: an etching step of immersing the wafer to etch the front and back surfaces of the silicon wafer; and a single-side polishing step of polishing the front and back surfaces of the etched silicon wafer one by one in this order.
In the invention according to claim 4, the surface roughness and texture size of the wafer before polishing can be controlled by an etching process using an etching solution prepared by adding a fluorine-based surfactant to an alkaline aqueous solution. While reducing the polishing allowance on the front and back surfaces of the wafer in the single-side polishing step, it is possible to achieve both maintenance of the wafer flatness and reduction of the wafer surface roughness when the flattening step is finished.
本発明のシリコンウェーハ表面形状制御用エッチング液は、アルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤が均一に混合してなることを特徴とするエッチング液であり、このエッチング液は研磨前ウェーハの表面粗さとテクスチャーサイズの制御をすることができるため、平坦化処理を終えた加工変質層を有するシリコンウェーハに対してこのエッチング液を用いてエッチングすることで、両面同時研磨工程や片面研磨工程においてウェーハ表裏面における研磨代をそれぞれ低減しながら、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成することができる。
また、本発明のシリコンウェーハの製造方法は、アルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤を添加して調製されたエッチング液を用いたエッチング工程により、研磨前ウェーハの表面粗さとテクスチャーサイズの制御をすることができるため、両面同時研磨工程や片面研磨工程においてウェーハ表裏面における研磨代をそれぞれ低減しながら、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成することができる。
The etching solution for controlling the surface shape of a silicon wafer according to the present invention is an etching solution characterized in that a fluorine-based surfactant is uniformly mixed in an alkaline aqueous solution. This etching solution is a surface roughness and texture of a wafer before polishing. Since the size can be controlled, the silicon wafer having a work-affected layer that has been flattened is etched using this etchant, so that both the front and back surfaces of the wafer in the double-side simultaneous polishing step and the single-side polishing step Both the maintenance of the wafer flatness and the reduction of the wafer surface roughness when the planarization process is completed can be achieved while reducing the polishing allowance.
Also, the silicon wafer manufacturing method of the present invention controls the surface roughness and texture size of the wafer before polishing by an etching process using an etching solution prepared by adding a fluorosurfactant to an alkaline aqueous solution. Therefore, both the wafer flatness and the wafer surface roughness can be reduced when the planarization process is completed while reducing the polishing allowance on the front and back surfaces of the wafer in the double-sided simultaneous polishing process and single-sided polishing process. be able to.
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
本発明のシリコンウェーハ表面形状制御用エッチング液は、アルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤が均一に混合してなることを特徴とする。このアルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤が均一に混合してなるエッチング液は、フッ素系界面活性剤を添加することにより薬液中の金属不純物などに作用しアルカリエッチング特有の選択性を抑制することにより、研磨前ウェーハの表面粗さとテクスチャーサイズの制御をすることができるため、平坦化処理を終えた加工変質層を有するシリコンウェーハに対してこのエッチング液を用いてエッチングすることで、両面同時研磨工程や片面研磨工程においてウェーハ表裏面における研磨代をそれぞれ低減しながら、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成することができる。
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
The silicon wafer surface shape control etching liquid of the present invention is characterized in that a fluorine-based surfactant is uniformly mixed in an alkaline aqueous solution. An etching solution in which a fluorosurfactant is uniformly mixed with this alkaline aqueous solution acts on metal impurities in the chemical by adding a fluorosurfactant to suppress the selectivity specific to alkaline etching. Since the surface roughness and texture size of the wafer before polishing can be controlled, the double-sided simultaneous polishing step is performed by etching the silicon wafer having the work-affected layer after the planarization treatment using this etching solution. In addition, both the maintenance of the wafer flatness and the reduction of the wafer surface roughness when the planarization process is completed can be achieved while reducing the polishing allowance on the front and back surfaces of the wafer in the single-side polishing process.
本発明のエッチング液は、所定の濃度に調整されたアルカリ水溶液中に所定の割合でフッ素系界面活性剤を添加し、この添加液を攪拌して、アルカリ水溶液中にフッ素系界面活性剤を均一に混合することにより得られる。本発明のエッチング液に含まれるアルカリ水溶液としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムが挙げられるが、中でも特に、水酸化ナトリウム濃度が20〜50重量%、好ましくは40〜50重量%である水酸化ナトリウム水溶液が研磨前ウェーハの表面粗さの低減及びテクスチャサイズの抑制に優れている。またこの20〜50重量%水酸化ナトリウム水溶液に添加されるフッ素系界面活性剤の添加割合が水酸化ナトリウムに対して0.0015〜15g/Lの範囲内であると、エッチング工程を終えたウェーハ表面粗さとウェーハ平坦度をより低減することができるため好適である。特に、水酸化ナトリウムに対して0.15〜1.5g/Lの範囲内にすることが好ましい。本発明のエッチング液に使用するフッ素系界面活性剤には、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-ペンタデカフルオロ-1-オクタンスルホン酸(C8F17SO3H)、ペルフルオロオクタンスルホン酸カリウム(C8F17SO3K)、ペルフルオロオクタンスルホン酸ナトリウム(C8F17SO3Na)、ペルフルオロオクタンスルホン酸アンモニウム(C8F17SO3NH4)、ペルフルオロオクタンスルホン酸リチウム(C8F17SO3Li)、N-プロピル-N-ペルフルオロオクチルスルホニルグリシンカリウム塩(C8F17SO2N(C3H7)CH2COOK)、N-(2-ヒドロキシルエチル)-N-プロピルペルフルオロオクタンスルホンアミド(C8F17SO2N(C3H7)CH2CH2OH)、N-ポリオキシエチレン-N-プロピルペルフルオロオクタンスルホンアミド(C8F17SO2N(C3H7)(C2H4O)nH;n=3、10、20)、リン酸ビス[2-(N-プロピルペルフルオロオクチルスルホニルアミノ)エチル]-エステル([C8F17SO2N(C3H7)(C2H4O)]2PO(OH))、リン酸ビス[2-(N-プロピルペルフルオロオクチルスルホニルアミノ)エチル]-アンモニウム塩([C8F17SO2N(C3H7)(C2H4O)]2PO(ONH4))、N-[3-(ペルフルオロオクタンスルホンアミド)プロピル]-N,N,N-トリメチルアンモニウム=ヨージド(C8F17SO2NHCH2CH2CH2N+(CH3)3I-)、アクリル酸ポリオキシアルキレン(C2-3)アルキルエーテル・アクリル酸N-ペルフルオロオクチルスルホニル-N-アルキルアミノエチル共重合物、アクリル酸ポリオキシアルキレン(C2-3)グリコールモノエステル・アクリル酸N-ペルフルオロオクチルスルホニル-N-アルキルアミノエチル共重合物、アクリル酸ポリオキシエチレンアルキルエーテル・アクリル酸N-ペルフルオロオクチルスルホニル-N-アルキルアミノエチル共重合物(50%酢酸エチル)、アクリル酸ポリオキシアルキレン(C2-3)アルキルエーテル・アクリル酸N-ペルフルオロオクチルスルホニル-N-アルキルアミノエチル共重合物(50%酢酸エチル)、アクリル酸ポリオキシアルキレン(C2-3)グリコールモノエステル・アクリル酸N-ペルフルオロオクチルスルホニル-N-アルキルアミノエチル共重合物、ペンタデカフルオロオクタン酸(C7F15COOH)、ペンタデカフルオロオクタン酸アンモニウム(C7F15COONH4)、ペルフルオロブタンスルホン酸(C4F9SO3H)、ペルフルオロブタンスルホン酸カリウム(C4F9SO3K)、ペルフルオロブタンスルホン酸リチウム(C4F9SO3Li)等が挙げられる。中でも、C8F17SO3K、C8F17SO3Naがアルカリエッチングにおいてシリコン界面との反応時に作用し、アルカリエッチング特有の選択性を弱める効果が見られるため好ましい。 In the etching solution of the present invention, a fluorinated surfactant is added in a predetermined ratio to an aqueous alkaline solution adjusted to a predetermined concentration, and the resultant liquid is stirred to uniformly distribute the fluorinated surfactant in the aqueous alkaline solution. Obtained by mixing. Examples of the alkaline aqueous solution contained in the etching solution of the present invention include potassium hydroxide and sodium hydroxide, and in particular, a hydroxide having a sodium hydroxide concentration of 20 to 50% by weight, preferably 40 to 50% by weight. The aqueous sodium solution is excellent in reducing the surface roughness of the wafer before polishing and suppressing the texture size. Further, when the addition ratio of the fluorosurfactant added to the 20 to 50% by weight sodium hydroxide aqueous solution is within the range of 0.0015 to 15 g / L with respect to sodium hydroxide, the wafer which has finished the etching process This is preferable because the surface roughness and the wafer flatness can be further reduced. In particular, it is preferable to make it into the range of 0.15-1.5 g / L with respect to sodium hydroxide. The fluorine-based surfactant used in the etching solution of the present invention includes 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8- Pentadecafluoro-1-octanesulfonic acid (C 8 F 17 SO 3 H), potassium perfluorooctane sulfonate (C 8 F 17 SO 3 K), sodium perfluorooctane sulfonate (C 8 F 17 SO 3 Na), perfluoro octanoic acid ammonium (C 8 F 17 SO 3 NH 4), lithium perfluorooctane sulfonate (C 8 F 17 SO 3 Li ), N- propyl -N- perfluorooctyl sulfonyl glycine potassium salt (C 8 F 17 SO 2 N (C 3 H 7) CH 2 COOK), N- (2- hydroxyethyl) -N- propyl perfluorooctane sulfonamide (C 8 F 17 SO 2 N (C 3 H 7) CH 2 CH 2 OH), N- Polyoxyethylene-N-propyl perfluorooctane Hon'amido (C 8 F 17 SO 2 N (C 3 H 7) (C 2 H 4 O) n H; n = 3,10,20), phosphoric acid bis [2-(N-propyl-perfluorooctyl sulfonylamino) ethyl ] -Ester ([C 8 F 17 SO 2 N (C 3 H 7 ) (C 2 H 4 O)] 2 PO (OH)), bis [2- (N-propylperfluorooctylsulfonylamino) ethyl phosphate] -Ammonium salt ([C 8 F 17 SO 2 N (C 3 H 7 ) (C 2 H 4 O)] 2 PO (ONH 4 )), N- [3- (perfluorooctanesulfonamido) propyl] -N, N, N- trimethylammonium = iodide (C 8 F 17 SO 2 NHCH 2 CH 2 CH 2 N + (CH 3) 3 I -), acrylic acid polyoxyalkylene (C 2-3) alkyl ether acrylate N- perfluorooctyl sulfonyl -N- alkyl aminoethyl copolymers, acrylic acid polyoxyalkylene (C 2-3) glycolate Monoester / N-perfluorooctylsulfonyl-N-alkylaminoethyl copolymer, polyoxyethylene alkyl ether / N-perfluorooctylsulfonyl-N-alkylaminoethyl copolymer (50% ethyl acetate) , Polyoxyalkylene acrylate (C 2-3 ) alkyl ether / N-perfluorooctylsulfonyl acrylate-N-alkylaminoethyl copolymer (50% ethyl acetate), Polyoxyalkylene acrylate (C 2-3 ) glycol Monoester / N-perfluorooctylsulfonyl-N-alkylaminoethyl copolymer of acrylic acid, pentadecafluorooctanoic acid (C 7 F 15 COOH), ammonium pentadecafluorooctanoate (C 7 F 15 COONH 4 ), perfluorobutane Sulfonic acid (C 4 F 9 SO 3 H), potassium perfluorobutane sulfonate (C 4 F 9 SO 3 K ), lithium perfluorobutane sulfonate (C 4 F 9 SO 3 Li ) , and the like. Among them, C 8 F 17 SO 3 K and C 8 F 17 SO 3 Na are preferable because they act upon reaction with the silicon interface in alkali etching and have an effect of weakening the selectivity specific to alkali etching.
次に本発明のシリコンウェーハ表面形状制御用エッチング液を用いたシリコンウェーハの製造方法を説明する。
先ず、育成されたシリコン単結晶インゴットは、先端部及び終端部を切断してブロック状とし、インゴットの直径を均一にするためにインゴットの外径を研削してブロック体とする。特定の結晶方位を示すために、このブロック体にオリエンテーションフラットやオリエンテーションノッチを施す。このプロセスの後、図1に示すように、ブロック体は棒軸方向に対して所定角度をもってスライスされる(工程11)。工程11でスライスされたウェーハは、ウェーハの周辺部の欠けやチップを防止するためにウェーハ周辺に面取り加工する(工程12)。この面取りを施すことにより、例えば面取りされていないシリコンウェーハ表面上にエピタキシャル成長するときに周辺部に異常成長が起こり環状に盛り上がるクラウン現象を抑制することができる。
Next, a method for producing a silicon wafer using the silicon wafer surface shape control etching solution of the present invention will be described.
First, the grown silicon single crystal ingot is cut into a block shape by cutting the front end portion and the terminal end portion, and the outer diameter of the ingot is ground to obtain a block body in order to make the diameter of the ingot uniform. In order to show a specific crystal orientation, an orientation flat or an orientation notch is applied to the block body. After this process, as shown in FIG. 1, the block body is sliced at a predetermined angle with respect to the rod axis direction (step 11). The wafer sliced in
続いて、スライス等の工程で生じた薄円板状のシリコンウェーハ表裏面の凹凸層を平坦化してウェーハ表裏面の平坦度とウェーハの平行度を高める(工程13)。この平坦化工程13では、研削又はラッピングによりウェーハ表裏面を平坦化する。
研削によりウェーハを平坦化する方法としては、図2及び図3に示すような研削装置20により行われる。図2に示すように、シリコンウェーハ21を載置するための被処理体支持部であるターンテーブル22が図示しない駆動機構により鉛直軸回りに回転可能に構成される。またターンテーブル22の上方側には、図3に示すように、ターンテーブル22にチャック22aを介して吸着載置されたシリコンウェーハ21に対して、その研削面を押圧するようにして研削用砥石23を支持するための砥石支持手段24が設けられる。この砥石支持手段24は図示しない駆動機構により研削用砥石23を鉛直軸回りに回転可能に構成される。またシリコンウェーハ上方には研削時にシリコンウェーハ21の表面に研削水を供給するための給水ノズル26が設けられる。このような研削装置20では、各駆動機構により研削用砥石23とシリコンウェーハ21とを相対的に回転させ、更にシリコンウェーハ21の表面において研削用砥石23との接触部位よりも外れた部位に給水ノズル26から研削水を供給し、シリコンウェーハ21の表面を洗浄しながら研削用砥石23をシリコンウェーハ21の表面に押圧して研削する。
Subsequently, the uneven layers on the front and rear surfaces of the thin disk-shaped silicon wafer generated in the process such as slicing are planarized to increase the flatness of the wafer front and rear surfaces and the parallelism of the wafer (step 13). In the flattening
As a method for flattening the wafer by grinding, a grinding
またラッピングによりウェーハを平坦化する方法としては、図4に示すようなラッピング装置30により行われる。図4に示すように、先ず、キャリアプレート31をラッピング装置30のサンギア37とインターナルギア38に噛合させ、キャリアプレート31のホルダー内にシリコンウェーハ21をセットする。その後、このシリコンウェーハ21の両面を上定盤32と下定盤33で挟み込むように保持し、ノズル34から研磨剤36を供給するとともに、サンギア37とインターナルギア38によってキャリアプレート31を遊星運動させ、同時に上定盤32と下定盤33を相対方向に回転させることによって、シリコンウェーハ21の両面を同時にラッピングする。このようにして平面化工程13を施したシリコンウェーハは、ウェーハ表裏面の平坦度とウェーハの平行度が高められ、洗浄工程で洗浄されて次工程へと送られる。
As a method for flattening the wafer by lapping, a lapping
次に、図1に戻って、平坦化したシリコンウェーハをエッチング液に浸漬してシリコンウェーハの表裏面をエッチングする(工程14)。ここで使用するエッチング液は前述した本発明のシリコンウェーハ表面形状制御用エッチング液である。このエッチング工程14では、面取り工程12や平坦化工程13のような機械加工プロセスによって導入された加工変質層をエッチングによって完全に除去する。シリカ粉末を添加して調製された本発明の表面形状制御用エッチング液を用いたエッチングを施すことで、ウェーハの表面粗さとテクスチャーサイズの制御をすることができるため、後に続く両面同時研磨工程16や片面研磨工程においてウェーハ表裏面における研磨代をそれぞれ低減しながら、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成することができる。エッチング工程14におけるエッチング取り代は、片面8〜10μm、ウェーハ表裏面の合計取り代で16〜20μmが好ましい。エッチング取り代を上記範囲とすることで、後に続く両面同時研磨工程や片面研磨工程における研磨代を大きく低減することができる。エッチング取り代が下限値未満ではウェーハ表面粗さが十分に低減されていないため、両面同時研磨や片面研磨の負荷が大きく、上限値を越えると、ウェーハ平坦度が損なわれウェーハ製造における生産性が悪化する。
Next, returning to FIG. 1, the planarized silicon wafer is immersed in an etching solution to etch the front and back surfaces of the silicon wafer (step 14). The etching solution used here is the above-described etching solution for controlling the surface shape of the silicon wafer of the present invention. In this
このエッチング工程14では、図5に示すように、先ず、ホルダ41に複数枚のウェーハ41aを垂直に保持し、このホルダ41を図5の実線矢印で示すように下降して、エッチング槽42に貯留された本発明の表面形状制御用エッチング液42a中に浸漬させてウェーハ表面の加工変質層をエッチング液により取除く。続いて所定時間エッチング液42aに浸漬させたウェーハ41aが保持されたホルダ41を図5の破線矢印で示すように引上げる。次に、エッチングを終えたウェーハ41aが保持されたホルダ41を図5の実線矢印で示すように下降し、リンス槽43に貯留された純水等のリンス液43a中に浸漬させてウェーハ表面に付着しているエッチング液を除去する。続いて所定時間リンス液43aに浸漬させたウェーハ41aが保持されたホルダ41を図5の破線矢印で示すように引上げ、シリコンウェーハを乾燥させる。
In this
次に、図1に戻って、エッチング工程14を終えたウェーハの表裏面を同時に研磨する両面同時研磨を施す(工程16)。
両面同時研磨する方法としては、図6に示すような両面同時研磨装置50により行われる。図6に示すように、先ず、キャリアプレート51を両面同時研磨装置50のサンギア57とインターナルギア58に噛合させ、キャリアプレート51のホルダー内にシリコンウェーハ21をセットする。その後、このシリコンウェーハ21の両面を研磨面側に第1研磨布52aが貼り付けられた上定盤52と研磨面側に第2研磨布53aが貼り付けられた下定盤53で挟み込むように保持し、ノズル54から研磨剤56を供給するとともに、サンギア57とインターナルギア58によってキャリアプレート51を遊星運動させ、同時に上定盤52と下定盤53を相対方向に回転させることによって、シリコンウェーハ21の両面を同時に鏡面研磨する。また、この両面同時研磨工程16では、上定盤52と下定盤53の回転数をそれぞれ制御しながらシリコンウェーハの表裏面を同時に研磨することで、ウェーハの表裏面を目視により識別可能な片面鏡面ウェーハを得ることができる。このように本発明のシリコンウェーハの製造方法を行うことによってウェーハ製造における生産性が大幅に改善される。
Next, referring back to FIG. 1, double-sided simultaneous polishing is performed to simultaneously polish the front and back surfaces of the wafer after the etching step 14 (step 16).
The double-side simultaneous polishing method is performed by a double-sided
なお本実施の形態では、両面同時研磨によってウェーハの表裏面を同時に研磨したが、この両面同時研磨の代わりに、ウェーハの表裏面を片面ずつ研磨する片面研磨によってウェーハを研磨しても同様の効果が得られることは言うまでもない。 In this embodiment, the front and back surfaces of the wafer are simultaneously polished by double-sided simultaneous polishing, but the same effect can be obtained by polishing the wafer by single-sided polishing in which the front and back surfaces of the wafer are polished one by one instead of this double-sided simultaneous polishing. It goes without saying that can be obtained.
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
<実施例1〜5>
先ず、φ200mmシリコンウェーハを複数枚用意し、平坦化工程として、図4に示すラッピング装置を用いてシリコンウェーハ表裏面にラッピングを施した。ラッピング工程における研磨剤は、番手が#1500のAl2O3を含む研磨剤を使用し、供給する研磨剤流量を2.0L/min、上定盤の荷重を70g/cm2、上定盤回転数を10rpm及び下定盤回転数を40rpmにそれぞれ制御しながらシリコンウェーハの平坦化を行った。次に、エッチング工程として、図5に示すエッチング装置を用いて平坦化を終えたシリコンウェーハにエッチングを施した。エッチング液には50重量%水酸化ナトリウムに界面活性剤としてC8F17SO3K(三菱マテリアル社製、商品名;EFTOP EF−102)を水酸化ナトリウムに対して15g/L(1:100)、1.5g/L(1:1000)、0.15g/L(1:10000)、0.015g/L(1:100000)及び0.0015g/L(1:1000000)となるように混合して調製された5種類のエッチング液を用いた。このエッチング工程では、シリコンウェーハをエッチング液中に15分間浸漬させてエッチングを行った。このエッチングにおけるエッチング取り代はウェーハ片面で10μm、ウェーハ両面で20μmであった。
Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples.
<Examples 1-5>
First, a plurality of φ200 mm silicon wafers were prepared, and as a planarization step, lapping was performed on the front and back surfaces of the silicon wafer using a lapping apparatus shown in FIG. The lapping process uses an abrasive containing # 1500 Al 2 O 3 as the abrasive, the supplied abrasive flow rate is 2.0 L / min, the upper platen load is 70 g / cm 2 , and the upper platen The silicon wafer was planarized while controlling the rotation speed to 10 rpm and the lower platen rotation speed to 40 rpm. Next, as an etching process, the silicon wafer that had been planarized was etched using the etching apparatus shown in FIG. As an etching solution, C 8 F 17 SO 3 K (manufactured by Mitsubishi Materials Corporation, trade name: EFTOP EF-102) as a surfactant in 50 wt% sodium hydroxide is 15 g / L (1: 100) with respect to sodium hydroxide. ), 1.5 g / L (1: 1000), 0.15 g / L (1: 10000), 0.015 g / L (1: 100,000) and 0.0015 g / L (1: 1000000). Five types of etching solutions prepared in this way were used. In this etching process, the silicon wafer was immersed in an etching solution for 15 minutes for etching. The etching allowance in this etching was 10 μm on one side of the wafer and 20 μm on both sides of the wafer.
<実施例6〜10>
エッチング工程におけるエッチング液に使用するアルカリ水溶液を40重量%水酸化ナトリウム水溶液に代えた以外は実施例1〜5と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。
<Examples 6 to 10>
A planarization step and an etching step were performed in the same manner as in Examples 1 to 5 except that the alkaline aqueous solution used for the etching solution in the etching step was replaced with a 40 wt% aqueous sodium hydroxide solution.
<比較例1〜5>
アルカリ水溶液として50重量%水酸化ナトリウム水溶液のみからなる薬液を5種類用意し、この薬液をそのままエッチング工程におけるエッチング液として用いた以外は実施例1と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。即ち、エッチング液にフッ素系界面活性剤を添加しなかった。
<比較例6〜10>
アルカリ水溶液として40重量%水酸化ナトリウム水溶液のみからなる薬液を5種類用意し、この薬液をそのままエッチング工程におけるエッチング液として用いた以外は実施例1と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。即ち、エッチング液にシリカ粉末を添加しなかった。
<Comparative Examples 1-5>
Five types of chemical solutions consisting only of a 50 wt% sodium hydroxide aqueous solution were prepared as an alkaline aqueous solution, and the planarization step and the etching step were performed in the same manner as in Example 1 except that this chemical solution was directly used as an etching solution in the etching step. . That is, no fluorine-based surfactant was added to the etching solution.
<Comparative Examples 6 to 10>
Five types of chemical solutions consisting only of a 40 wt% sodium hydroxide aqueous solution were prepared as an alkaline aqueous solution, and the planarization step and the etching step were performed in the same manner as in Example 1 except that this chemical solution was directly used as an etching solution in the etching step. . That is, no silica powder was added to the etching solution.
<実施例11〜20>
エッチング工程において、シリコンウェーハをエッチング液中に3.5分間〜4.5分間浸漬させてエッチングを行い、このエッチングにおけるエッチング取り代をウェーハ片面で2.5μm、ウェーハ両面で5μmとした以外は実施例1〜10と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。
<Examples 11 to 20>
Etching is performed except that the silicon wafer is immersed in the etching solution for 3.5 to 4.5 minutes in the etching process, and the etching allowance in this etching is 2.5 μm on one side of the wafer and 5 μm on both sides of the wafer. The planarization process and the etching process were performed like Example 1-10.
<比較試験1>
実施例1〜20及び比較例1〜10でそれぞれ得られたシリコンウェーハに対し、非接触表面粗さ計(チャップマン社製)を用いてそのウェーハ表面粗さを測定し、ウェーハ表面性状の基本パラメータであるRa及びRmaxをそれぞれ求めた。高さ方向の振幅平均パラメータである算術平均粗さRaは、図7に示すウェーハ表面において、基準長さをlrとしたとき、次の数式(1)に示すように、この基準長さにおけるZ(x)の絶対値の平均で表される。
<Comparison test 1>
With respect to the silicon wafers obtained in Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 10, the wafer surface roughness was measured using a non-contact surface roughness meter (manufactured by Chapman), and the basic parameters of the wafer surface properties Ra and Rmax were determined respectively. The arithmetic average roughness Ra, which is an amplitude average parameter in the height direction, is expressed as Z in the reference length as shown in the following formula (1) when the reference length is lr on the wafer surface shown in FIG. Expressed as the average of the absolute values of (x).
また、高さ方向の山・谷のパラメータである粗さ曲線の最大断面高さRmaxは、図8に示すウェーハ表面において、次の数式(2)に示すように、評価長さlnにおける輪郭曲線の山高さZpの最大値と谷深さZvの最大値との和で表される。図8では、山高さZpの最大値はZp2、谷深さZvの最大値はZv4である。 Further, the maximum cross-sectional height Rmax of the roughness curve, which is a peak / valley parameter in the height direction, is the contour curve at the evaluation length ln on the wafer surface shown in FIG. The maximum value of the peak height Zp and the maximum value of the valley depth Zv are represented by the sum. In FIG. 8, the maximum value of the peak height Zp is Zp 2 , and the maximum value of the valley depth Zv is Zv 4 .
実施例1〜20及び比較例1〜10でそれぞれ得られたシリコンウェーハにおけるRa及びRmaxの結果を表1及び表2にそれぞれ示す。 Tables 1 and 2 show the results of Ra and Rmax for the silicon wafers obtained in Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 10, respectively.
表1より明らかなように、アルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤を添加した実施例1〜10と、アルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤を添加していない比較例1〜10とを比較すると、同様の条件で平坦化処理を施したウェーハ同士では、実施例1〜20のRa及びRmaxの結果がそれぞれ低下していることが判る。この結果からアルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤を添加したエッチング液を使用することでウェーハ表面粗さ及びウェーハ平坦度がそれぞれ改善され、後に続く両面同時研磨工程での研磨代を大幅に低減できる結果が得られた。また、実施例1〜10の結果を比較すると、アルカリ水溶液に添加するフッ素系界面活性剤の添加量が高いほどRa及びRmaxの結果がそれぞれ低下している傾向が得られた。 As is clear from Table 1, when Examples 1 to 10 in which a fluorinated surfactant was added to an alkaline aqueous solution and Comparative Examples 1 to 10 in which no fluorinated surfactant was added to an alkaline aqueous solution were compared, the results were the same. It can be seen that the results of Ra and Rmax of Examples 1 to 20 are lowered between the wafers subjected to the planarization treatment under the conditions. From this result, the wafer surface roughness and wafer flatness are improved by using an etching solution in which a fluorosurfactant is added to an alkaline aqueous solution, and the polishing allowance in the subsequent double-side simultaneous polishing process can be greatly reduced. was gotten. Moreover, when the results of Examples 1 to 10 were compared, there was a tendency for the results of Ra and Rmax to decrease as the amount of the fluorosurfactant added to the alkaline aqueous solution increased.
表2より明らかなように、実施例11〜20の結果を比較すると、前述した表1とは異なり、エッチングによる取り代が5μmと少ない場合、アルカリ水溶液に添加するフッ素系界面活性剤の添加量が低いほどRa及びRmaxの結果がそれぞれ低下している傾向が得られた。 As is clear from Table 2, when the results of Examples 11 to 20 are compared, unlike Table 1 described above, when the removal allowance by etching is as small as 5 μm, the addition amount of the fluorosurfactant added to the alkaline aqueous solution It was found that the lower the value, the lower the Ra and Rmax results.
<実施例21〜25>
先ず、φ200mmシリコンウェーハを複数枚用意し、平坦化工程として、実施例1と同様にしてシリコンウェーハ表裏面にラッピングを施した。次いで、ラッピング上がりのウェーハに対して、図2及び図3に示す研削装置を用いてシリコンウェーハ表面に仕上げ研削を施した。研削条件は、砥石の研削番手を#2000、ダイヤ分布中心粒径を3〜4μm、スピンドル(ホイール)回転数を4800rpm、送り速度を0.3μm/sec、ウェーハ(ウェーハチャック)回転数を20rpm、加工取り代を10μm以下とした。次に、エッチング工程として、図5に示すエッチング装置を用いて平坦化を終えたシリコンウェーハにエッチングを施した。エッチング液には50重量%水酸化ナトリウムに界面活性剤としてC8F17SO3K(三菱マテリアル社製、商品名;EFTOP EF−102)を水酸化ナトリウムに対して15g/L(1:100)、1.5g/L(1:1000)、0.15g/L(1:10000)、0.015g/L(1:100000)及び0.0015g/L(1:1000000)となるように混合して調製された5種類のエッチング液を用いた。このエッチング工程では、シリコンウェーハをエッチング液中に15分間浸漬させてエッチングを行った。このエッチングにおけるエッチング取り代はウェーハ片面で10μm、ウェーハ両面で20μmであった。
<Examples 21 to 25>
First, a plurality of φ200 mm silicon wafers were prepared, and lapping was performed on the front and back surfaces of the silicon wafer as in Example 1 as a planarization step. Next, finish grinding was performed on the surface of the silicon wafer using the grinding apparatus shown in FIGS. Grinding conditions are # 2000 for grinding wheel count, 3-4 μm for diamond distribution center particle size, 4800 rpm for spindle (wheel) rotation, 0.3 μm / sec for feed speed, 20 rpm for wafer (wafer chuck) rotation, The machining allowance was 10 μm or less. Next, as an etching process, the silicon wafer that had been planarized was etched using the etching apparatus shown in FIG. As an etching solution, C 8 F 17 SO 3 K (manufactured by Mitsubishi Materials Corporation, trade name: EFTOP EF-102) as a surfactant in 50 wt% sodium hydroxide is 15 g / L (1: 100) with respect to sodium hydroxide. ), 1.5 g / L (1: 1000), 0.15 g / L (1: 10000), 0.015 g / L (1: 100,000) and 0.0015 g / L (1: 1000000). Five types of etching solutions prepared in this way were used. In this etching process, the silicon wafer was immersed in an etching solution for 15 minutes for etching. The etching allowance in this etching was 10 μm on one side of the wafer and 20 μm on both sides of the wafer.
<実施例26〜30>
エッチング工程におけるエッチング液に使用するアルカリ水溶液を40重量%水酸化ナトリウム水溶液に代えた以外は実施例21〜25と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。
<実施例31〜35>
エッチング工程におけるエッチング液に使用するアルカリ水溶液を30重量%水酸化ナトリウム水溶液に代えた以外は実施例21〜25と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。
<実施例36〜40>
エッチング工程におけるエッチング液に使用するアルカリ水溶液を20重量%水酸化ナトリウム水溶液に代えた以外は実施例21〜25と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。
<Examples 26 to 30>
The planarization step and the etching step were performed in the same manner as in Examples 21 to 25 except that the alkaline aqueous solution used for the etching solution in the etching step was replaced with a 40 wt% sodium hydroxide aqueous solution.
<Examples 31-35>
A planarization step and an etching step were performed in the same manner as in Examples 21 to 25 except that the alkaline aqueous solution used for the etching solution in the etching step was replaced with a 30 wt% sodium hydroxide aqueous solution.
<Examples 36 to 40>
A planarization step and an etching step were performed in the same manner as in Examples 21 to 25 except that the alkaline aqueous solution used for the etching solution in the etching step was replaced with a 20 wt% aqueous sodium hydroxide solution.
<比較例11〜15>
アルカリ水溶液として50重量%水酸化ナトリウム水溶液のみからなる薬液を5種類用意し、この薬液をそのままエッチング工程におけるエッチング液として用いた以外は実施例21と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。即ち、エッチング液にフッ素系界面活性剤を添加しなかった。
<比較例16〜20>
アルカリ水溶液として40重量%水酸化ナトリウム水溶液のみからなる薬液を5種類用意し、この薬液をそのままエッチング工程におけるエッチング液として用いた以外は実施例21と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。即ち、エッチング液にシリカ粉末を添加しなかった。
<比較例21〜25>
アルカリ水溶液として30重量%水酸化ナトリウム水溶液のみからなる薬液を5種類用意し、この薬液をそのままエッチング工程におけるエッチング液として用いた以外は実施例21と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。即ち、エッチング液にフッ素系界面活性剤を添加しなかった。
<比較例26〜30>
アルカリ水溶液として20重量%水酸化ナトリウム水溶液のみからなる薬液を5種類用意し、この薬液をそのままエッチング工程におけるエッチング液として用いた以外は実施例21と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。即ち、エッチング液にシリカ粉末を添加しなかった。
<Comparative Examples 11-15>
Five types of chemical solutions consisting only of a 50 wt% sodium hydroxide aqueous solution were prepared as an alkaline aqueous solution, and the planarization step and the etching step were performed in the same manner as in Example 21 except that this chemical solution was directly used as an etching solution in the etching step. . That is, no fluorine-based surfactant was added to the etching solution.
<Comparative Examples 16-20>
Five types of chemical solutions consisting only of a 40 wt% sodium hydroxide aqueous solution were prepared as an alkaline aqueous solution, and the planarization step and the etching step were performed in the same manner as in Example 21 except that this chemical solution was directly used as an etching solution in the etching step. . That is, no silica powder was added to the etching solution.
<Comparative Examples 21-25>
Five types of chemical solutions consisting only of a 30% by weight sodium hydroxide aqueous solution were prepared as an alkaline aqueous solution, and the planarization step and the etching step were performed in the same manner as in Example 21 except that this chemical solution was directly used as an etching solution in the etching step. . That is, no fluorine-based surfactant was added to the etching solution.
<Comparative Examples 26-30>
Five types of chemical solutions consisting only of a 20 wt% sodium hydroxide aqueous solution were prepared as an alkaline aqueous solution, and the planarization step and the etching step were performed in the same manner as in Example 21 except that this chemical solution was directly used as an etching solution in the etching step. . That is, no silica powder was added to the etching solution.
<実施例41〜60>
エッチング工程において、シリコンウェーハをエッチング液中に3.5分間〜4.5分間浸漬させてエッチングを行い、このエッチングにおけるエッチング取り代をウェーハ片面で2.5μm、ウェーハ両面で5μmとした以外は実施例21〜40と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。
<Examples 41 to 60>
Etching is performed except that the silicon wafer is immersed in the etching solution for 3.5 to 4.5 minutes in the etching process, and the etching allowance in this etching is 2.5 μm on one side of the wafer and 5 μm on both sides of the wafer. A planarization step and an etching step were performed in the same manner as in Examples 21 to 40.
<比較試験2>
実施例21〜60及び比較例11〜30でそれぞれ得られたシリコンウェーハに対し、上記比較試験1と同様にして非接触表面粗さ計(チャップマン社製)を用いてそのウェーハ表面粗さを測定し、ウェーハ表面性状の基本パラメータであるRa及びRmaxをそれぞれ求めた。実施例21〜60及び比較例11〜30でそれぞれ得られたシリコンウェーハにおけるRa及びRmaxの結果を表3〜表5にそれぞれ示す。
<Comparison test 2>
For the silicon wafers obtained in Examples 21 to 60 and Comparative Examples 11 to 30, respectively, the wafer surface roughness was measured using a non-contact surface roughness meter (manufactured by Chapman) in the same manner as in Comparative Test 1 above. Then, Ra and Rmax, which are basic parameters of the wafer surface properties, were obtained. Tables 3 to 5 show the results of Ra and Rmax in the silicon wafers obtained in Examples 21 to 60 and Comparative Examples 11 to 30, respectively.
表3〜表4より明らかなように、アルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤を添加した実施例21〜40と、アルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤を添加していない比較例11〜30とを比較すると、実施例21〜40のRa及びRmaxの結果がそれぞれ低下していることが判る。この結果からアルカリ水溶液にフッ素系界面活性剤を添加したエッチング液を使用することでウェーハ表面粗さ及びウェーハ平坦度がそれぞれ改善され、後に続く両面同時研磨工程での研磨代を大幅に低減できる結果が得られた。また、実施例21〜40の結果を比較すると、アルカリ水溶液に添加するフッ素系界面活性剤の添加量が高いほどRa及びRmaxの結果がそれぞれ低下する傾向が得られた。 As is clear from Tables 3 to 4, Examples 21 to 40 in which a fluorinated surfactant was added to an alkaline aqueous solution and Comparative Examples 11 to 30 in which no fluorinated surfactant was added to an alkaline aqueous solution were compared. Then, it turns out that the result of Ra and Rmax of Examples 21-40 is falling, respectively. From this result, the wafer surface roughness and wafer flatness are improved by using an etching solution in which a fluorosurfactant is added to an alkaline aqueous solution, and the polishing allowance in the subsequent double-side simultaneous polishing process can be greatly reduced. was gotten. Moreover, when the results of Examples 21 to 40 were compared, there was a tendency for the results of Ra and Rmax to decrease as the amount of the fluorosurfactant added to the alkaline aqueous solution increased.
表5より明らかなように、実施例41〜60の結果を比較すると、前述した表3とは異なり、エッチングによる取り代が5μmと少ない場合、アルカリ水溶液に添加するフッ素系界面活性剤の添加量が低いほどRa及びRmaxの結果がそれぞれ低下している傾向が得られた。 As is apparent from Table 5, when the results of Examples 41 to 60 are compared, unlike Table 3 described above, the amount of fluorine-based surfactant added to the alkaline aqueous solution when the machining allowance by etching is as small as 5 μm. It was found that the lower the value, the lower the Ra and Rmax results.
13 平面化工程
14 エッチング工程
16 両面同時研磨工程
13
Claims (4)
前記アルカリ水溶液に添加されるフッ素系界面活性剤の添加割合が水酸化ナトリウムに対して0.0015〜15g/Lである請求項1記載のエッチング液。 The alkaline aqueous solution is a 20-50 wt% aqueous sodium hydroxide solution,
The etching solution according to claim 1, wherein the addition ratio of the fluorosurfactant added to the alkaline aqueous solution is 0.0015 to 15 g / L with respect to sodium hydroxide.
請求項1又は2記載のエッチング液にシリコンウェーハを浸漬して前記シリコンウェーハの表裏面をエッチングするエッチング工程と、
前記エッチングしたシリコンウェーハの表裏面を同時に研磨する両面同時研磨工程と
をこの順に含むことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。 A planarization step of grinding or lapping the front and back surfaces of a thin disc-shaped silicon wafer obtained by slicing a silicon single crystal ingot;
An etching step of immersing a silicon wafer in the etching solution according to claim 1 or 2 to etch the front and back surfaces of the silicon wafer;
And a double-sided simultaneous polishing step of simultaneously polishing the front and back surfaces of the etched silicon wafer in this order.
請求項1又は2記載のエッチング液にシリコンウェーハを浸漬して前記シリコンウェーハの表裏面をエッチングするエッチング工程と、
前記エッチングしたシリコンウェーハの表裏面を片面ずつ研磨する片面研磨工程と
をこの順に含むことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
A planarization step of grinding or lapping the front and back surfaces of a thin disc-shaped silicon wafer obtained by slicing a silicon single crystal ingot;
An etching step of immersing a silicon wafer in the etching solution according to claim 1 or 2 to etch the front and back surfaces of the silicon wafer;
And a single-side polishing step of polishing the front and back surfaces of the etched silicon wafer one by one in this order.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005022763A JP2006210759A (en) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | Etching liquid for controlling surface profile of silicon wafer, and process for producing silicon wafer using that etching liquid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005022763A JP2006210759A (en) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | Etching liquid for controlling surface profile of silicon wafer, and process for producing silicon wafer using that etching liquid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006210759A true JP2006210759A (en) | 2006-08-10 |
Family
ID=36967228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005022763A Pending JP2006210759A (en) | 2005-01-31 | 2005-01-31 | Etching liquid for controlling surface profile of silicon wafer, and process for producing silicon wafer using that etching liquid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006210759A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022025163A1 (en) * | 2020-07-31 | 2022-02-03 | 株式会社トクヤマ | Silicon etching liquid, and method for producing silicon device and method for processing silicon substrate, each using said etching liquid |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0594979A (en) * | 1991-10-02 | 1993-04-16 | Seiko Epson Corp | Silicon wafer treatment method |
JPH0745564A (en) * | 1993-08-02 | 1995-02-14 | Mitsubishi Materials Shilicon Corp | Manufacture of wafer in high flatness |
JPH09270397A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | Manufacture of semiconductor wafer |
JP2004356252A (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | Method for working silicon wafer |
-
2005
- 2005-01-31 JP JP2005022763A patent/JP2006210759A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0594979A (en) * | 1991-10-02 | 1993-04-16 | Seiko Epson Corp | Silicon wafer treatment method |
JPH0745564A (en) * | 1993-08-02 | 1995-02-14 | Mitsubishi Materials Shilicon Corp | Manufacture of wafer in high flatness |
JPH09270397A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | Manufacture of semiconductor wafer |
JP2004356252A (en) * | 2003-05-28 | 2004-12-16 | Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp | Method for working silicon wafer |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022025163A1 (en) * | 2020-07-31 | 2022-02-03 | 株式会社トクヤマ | Silicon etching liquid, and method for producing silicon device and method for processing silicon substrate, each using said etching liquid |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4517867B2 (en) | Etching solution for controlling surface shape of silicon wafer and method for producing silicon wafer using the etching solution | |
JP5754659B2 (en) | Polishing method of silicon wafer | |
JP4835069B2 (en) | Silicon wafer manufacturing method | |
JP5585652B2 (en) | Polishing method of silicon wafer | |
EP1852899A1 (en) | Method for manufacturing semiconductor wafer and method for mirror chamfering semiconductor wafer | |
JP5557506B2 (en) | Polishing both sides of a semiconductor wafer | |
WO2013187441A1 (en) | Semiconductor wafer manufacturing method | |
JP2006100799A (en) | Method of manufacturing silicon wafer | |
US20090042390A1 (en) | Etchant for silicon wafer surface shape control and method for manufacturing silicon wafers using the same | |
JP2004356252A (en) | Method for working silicon wafer | |
KR20030031009A (en) | Method for processing semiconductor wafer and semiconductor wafer | |
JP2007204286A (en) | Method for manufacturing epitaxial wafer | |
JP2003249466A (en) | Silicon semiconductor wafer, and method for producing a number of semiconductor wafers and use thereof | |
JP2006222453A (en) | Silicon wafer, method for manufacturing the same, and soi wafer | |
KR20140076566A (en) | Single-crystal silicon-carbide substrate and polishing solution | |
JP5967040B2 (en) | Mirror polished wafer manufacturing method | |
JP6327329B1 (en) | Silicon wafer polishing method and silicon wafer manufacturing method | |
JPWO2016181888A1 (en) | Polishing composition | |
JP2005175106A (en) | Method for processing silicon wafer | |
JP3943869B2 (en) | Semiconductor wafer processing method and semiconductor wafer | |
JP6717353B2 (en) | Manufacturing method of silicon wafer with laser mark | |
JP2006210759A (en) | Etching liquid for controlling surface profile of silicon wafer, and process for producing silicon wafer using that etching liquid | |
WO2016181889A1 (en) | Polishing composition | |
JP2003007659A (en) | Method of manufacturing silicon semiconductor wafer | |
JP2005101446A (en) | Method for manufacturing semiconductor wafer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070816 |
|
A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20080331 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100601 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20110118 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |