JP2008124383A

JP2008124383A - シリコンウェーハの表面加工方法

Info

Publication number: JP2008124383A
Application number: JP2006309191A
Authority: JP
Inventors: Erumu Nitta; 永留夢新田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2008-05-29

Abstract

【課題】除去すべき膜の膜厚よりも面荒れの小さい、高精度の加工表面を得ることができるシリコンウェーハの表面加工方法を提供する。
【解決手段】表面に膜２１を有するシリコンウェーハ２０に対し砥粒１を含むホーニング液１０を吹き付けることにより、膜２１を除去するシリコンウェーハの表面加工方法である。砥粒１として、粒径３μｍ以下のものを用いる。好適には、砥粒１として粒径０．２５〜３μｍのものを用いて、シリコンウェーハの表面加工を行う。
【選択図】図１

Description

本発明はシリコンウェーハの表面加工方法（以下、「表面加工方法」とも称する）に関し、詳しくは、液体ホーニングを用いたシリコンウェーハの表面加工方法に関する。

従来より、シリコンウェーハ表面に存在する窒化膜等の膜を除去するために、液体ホーニングによる処理が適用されている。液体ホーニングは、図２（ａ）に示すように、シリコンウェーハ２０等の被処理面に対し砥粒３１を含むホーニング液３０を吹き付けることにより表面加工を行う加工方法であり、この場合、液体ホーニングに用いる砥粒３１としては、粒径数十〜数百μｍ程度のものが用いられていた。

シリコンウェーハ表面の膜除去に関しては、例えば、特許文献１に、シリコンウェーハの外面に形成された酸化膜を簡便かつ速やかに除去することを目的として、ウェーハの外面に形成された酸化膜をフッ酸蒸気により実質的に反応律速の態様で除去する方法が開示されている。

また、特許文献２には、ウェーハの端部余剰膜除去に係る技術として、ウェーハを保持して回転駆動させられる回転テーブルと、回転テーブルに保持されたウェーハの上面外周の上方に配設された研磨ドラムと、外面がウェーハの上面と平行で、かつウェーハ側の側面がウェーハに対して垂直になるように研磨ドラムに貼り付けられた研磨パッドと、研磨ドラムを回転駆動させるモータと、このモータをウェーハ方向に前進、後退および上下駆動させる駆動手段とからなるウェーハ上面外周研磨装置が開示されている。
特開２００３−１５１９４４号公報（特許請求の範囲等）特開２００４−３２７４６６号公報（特許請求の範囲等）

しかしながら、従来の液体ホーニングによる処理では、除去すべき膜の膜厚が数μｍ以下のオーダーである場合には膜の除去加工時における制御が難しく、図２（ｂ）に示すように、除去すべき膜２１の加工量に対して加工後の表面荒れが大きくなってしまうという問題があった。したがって、面荒れが小さく、精度に優れた加工表面を得るための技術が求められていた。

そこで本発明の目的は、面荒れの小さい、高精度の加工表面を得ることができるシリコンウェーハの表面加工方法を提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、液体ホーニングに用いる砥粒として、粒径３μｍ以下の極小粉体を用いることで、面荒れを効果的に低減しつつ表面加工を行うことが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のシリコンウェーハの表面加工方法は、表面に膜を有するシリコンウェーハに対し砥粒を含むホーニング液を吹き付けることにより、該膜を除去するシリコンウェーハの表面加工方法において、前記砥粒として、粒径３μｍ以下、好適には０．２５〜３μｍのものを用いることを特徴とするものである。

本発明によれば、上記構成としたことにより、除去すべき膜の膜厚よりも面荒れの小さい、高精度の加工表面を得ることができるシリコンウェーハの表面加工方法を実現することが可能となった。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明は、シリコンウェーハ表面に存在する窒化膜等の膜を除去するためのシリコンウェーハの表面加工方法である。

本発明においては、図１（ａ）に示すように、膜２１を有するシリコンウェーハ２０に対し砥粒１を含むホーニング液１０を吹き付ける液体ホーニングの手法を用いて膜２１の除去を行うにあたり、砥粒１として、粒径３μｍ以下のものを用いる点が重要である。

砥粒１の粒径が３μｍを超えると、加工処理後の表面荒れが大きすぎて、高精度のウェーハ表面が得られない。したがって、粒径３μｍ以下、好適には０．２５〜３μｍの砥粒１を用いて処理を行うことで、図１（ｂ）に示すように、シリコンウェーハ２０の表面性を確保しつつ、効率良く膜２１を除去することができる。

本発明においては、砥粒１として３μｍ以下のものを用いて液体ホーニングによる加工を行う以外の点については特に制限されるものではなく、常法に従い実施することができる。例えば、砥粒１の種類としては、ＳｉＣなどを用いることができ、これを混合する液体としては、例えば、水を用いることができる。また、ホーニング液１０中に混合させる砥粒１の濃度は、５〜４０％とすることができる。

さらに、表面加工を効率良く実施するために、ホーニング液１０をシリコンウェーハ表面に吹き付ける際の圧縮空気の圧力は、例えば、０．０５〜３．０ＭＰａとすることができる。さらにまた、吹付けノズルとシリコンウェーハ表面との間の距離は、例えば、０．５〜１００ｍｍとする。

本発明の表面加工方法が適用できるのは、例えば、表面に膜厚０．１〜０．５μｍの窒化膜や酸化膜等の膜２１を有するシリコンウェーハ２０であり、かかる膜２１を有するシリコンウェーハ２０に対し本発明を適用することで、例えば、表面粗さＲａが０．１μｍ以下、特には０．０１〜０．１μｍの加工表面を得ることができ、本発明の所期の効果が得られるものである。

なお、液体ホーニングによる表面処理後には、シリコンウェーハ２０表面に対する砥粒１等の不純物の残留を防止するために、水等により表面の洗浄を行うことが好ましい。具体的には例えば、シリコンウェーハを５００ｒｐｍで回転させつつその中心部から純水を１リットル／ｍｉｎで垂らすスピン洗浄を行った後、同じくウェーハ中心部から吐出圧力０．１ＭＰａ程度の窒素ガスを吹き付けてスピン乾燥を行う。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例）
表面に膜厚０．２μｍの窒化膜を有する３００ｍｍシリコンウェーハに対し、水中に濃度１７％で粒径２μｍの砥粒を含むホーニング液を、吹付けノズルを用いて、エア圧０．３ＭＰａ、流量６リットル／ｍｉｎにて吹き付けることにより、液体ホーニング処理を行った。ノズル−ワーク（シリコンウェーハ）間距離は４０ｍｍとした。また、処理時間は３５０秒であった。

（従来例）
砥粒として粒径４５μｍのものを用いた以外は実施例と同様にして、シリコンウェーハ表面の液体ホーニング処理を行った。

結果として、実施例で得られた加工表面の表面粗さＲａは０．０５μｍであり、除去した窒化膜の膜厚０．２μｍよりも荒れが小さかったのに対し、従来例で得られた加工表面の表面粗さＲａは０．６〜０．７μｍであり、除去した窒化膜の膜厚０．２μｍよりも荒れが大きかった。

本発明に係る液体ホーニング処理を示す概略説明図である。従来の液体ホーニング処理を示す概略説明図である。

符号の説明

１，３砥粒
１０，３０ホーニング液
２０シリコンウェーハ
２１膜

Claims

表面に膜を有するシリコンウェーハに対し砥粒を含むホーニング液を吹き付けることにより、該膜を除去するシリコンウェーハの表面加工方法において、前記砥粒として、粒径３μｍ以下のものを用いることを特徴とするシリコンウェーハの表面加工方法。
前記砥粒として、粒径０．２５〜３μｍのものを用いる請求項１記載のシリコンウェーハの表面加工方法。