JP2011521442A - シリコンウェハの端部をエッチングするための方法 - Google Patents

シリコンウェハの端部をエッチングするための方法 Download PDF

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Abstract

本開示は、概して、シリコンウェハの製造に関し、より詳細には、シリコンウェハからエッジをエッチングするためのエッジエッチング装置及び方法に関する。

Description

本開示は、概して、シリコンウェハの製造に関し、より詳細には、シリコンウェハの端部をエッチングするための装置及び方法に関する。
半導体ウェハは、一般的に、後の行程においてウェハの適切な方向決めを行うための１以上の平面若しくは切り込みを備えるように切削され研磨された単結晶インゴット（具体的には、シリコンインゴット）から作製される。その後、インゴットはスライスされ個々のウェハとされる。当該個々のウェハは、数多くのプロセスオペレーションに供され、ウェハの厚さを減少させ、スライス及び／又は他のプロセスオペレーションにより引き起こされたダメージを除去し、少なくとも１つの高反射表面を（具体的にはウェハの前方表面に）形成する。
最先端のアプリケーション用半導体ウェハは、少なくとも１つの高反射表面を有することに加えて、滑らかで、ダメージが無く、かつ研磨されたエッジを有することが好ましい。ダメージを受けたエッジにより、ウェハの熱処理の間エッジスリップが引き起こされる可能性がある。さらに、粗い若しくは窪みのあるエッジは、後でウェット洗浄バスに導入されうる粒子をトラップする可能性がある。導入された粒子は、望ましいことではないが、その後、ウェハの表面に移動しうる。さらに、いくつかのアプリケーションにおいて様々なフィルムがウェハ表面上に積層され、これは、ウェハのエッジにも積層される。エッジが十分に滑らかでない場合、当該エッジにおいて積層され残存したフィルム被膜は剥がれ落ちるであろう。当該破片は、ウェハの表面に接触し、それにより表面の欠陥を引き起こすであろう。従来のシリコンウェハプロセスには、典型的には、エッジ処理オペレーション（具体的には、研磨若しくはエッチング）が含まれ、十分滑らかなエッジが提供される。
エッジ処理の前、シリコンウェハは、概して、ラッピングオペレーション若しくは研磨オペレーションに供され、所望の平坦度のウェハが提供され、その後、（酸性の若しくは腐食性の）エッチングオペレーションが行われ、所望の表面粗さを有するウェハが製造される。平坦化オペレーション及びエッチングオペレーションの後、当該ウェハは、概して、両面研磨オペレーションに供され、滑らかな前方ウェハ表面及び後方ウェハ表面が提供される。
一般的に、エッジ研磨オペレーションにおいて、いずれかの方向決め用切り込み若しくは平面を有するウェハエッジは、ウェハエッジに対して押圧されるべき研磨パッド若しくは他の表面にシリカを塗布することにより研磨される。一般的に、これらの研磨オペレーションは、異なるステーションにおいて実行され、プロセスカセットから乾燥ウェハを除去する工程、当該ウェハにおいて切り込みを設ける工程、当該ウェハにおいて当該切り込みを研磨する工程、ウェハのエッジを研磨する工程、ウェハをスクラブし及び／又は洗浄する工程、ウェハをスピン乾燥させる工程、その後、プロセスカセットに乾燥されたウェハを戻す工程を備える。プロセスカセットでは、ウェハを次のステーションに移動させる。エッジ研磨は効果的であることが証明されているが、このオペレーションは、処理時間及び処理コストを増加させる。
概して、エッジエッチングオペレーションは、シリコンウェハのエッジに対して、典型的には外周端部からウェハ表面の平坦部分まで延びる表面の一部に対して、エッチング剤を案内する工程を含む。ウェハ表面の当該平坦部分に対してエッチング剤が大量に接触することを防止することは、様々な方法により解決される。これらの方法には、チャック上においてウェハを支持する工程、及びウェハ表面の端部に対してエッチング剤を案内する工程を含む。しかしながら、これらのタイプの方法において、ウェハ切り込みの輪郭内で、ウェハの外周端部をエッチングすることは困難であろう。様々な他の方法には、ウェハを一体にスタックする工程が含まれ、通常、近接するウェハ間にガスケットを含める工程、及びウェハの露出されたエッジ部分に対してエッチング剤を案内する工程が含まれる。これらのタイプのエッジエッチングオペレーションの一の欠点は、エッチング後ウェハを分離することが困難であることである。
最近の切削技術における進展により、改善されたナノトポロジーを有する、より平らなウェハが提供され、切削表面深さは、より均一でより浅くなってきている。さらに、最近の両面研磨オペレーションは、ウェハの両サイドにおいて少量の表面下ダメージを取り除くことができるという利点を提供する。実際、両面研磨によるストック除去が増加したことにより、エッジ処理（具体的には研磨）オペレーションについて負荷が増えるであろう。
そのため、現在のエッジ処理オペレーションの欠点を解決し、様々なウェハプロセス（具体的には研磨及び／又は両面研磨）において最近の改良を用いるウェハプロセスオペレーションでの使用に適したウェハエッジ処理方法に対する、未だ解決されていない必要性が存在している。
そのため、本発明は、端的には、シリコンウェハの端部を処理（具体的にはエッチング）するための方法に関する。
特に、本開示は、シリコンウェハの表面からシリコンを除去する方法に関する。当該ウェハは、中央軸と、該中央軸に対して略垂直である前方表面及び後方表面と、上記中央軸から、ウェハの外周端部に沿ったある点まで延びる半径Ｒと、上記中央軸に最も近い、ウェハの外周端部に沿ったある点と、ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分と、を有する。当該エッジ部分は、最も近い外周端部ポイントから、最も近い外周端部ポイントと中央軸との間のあるポイントまで、上記最も近い外周端部ポイントから約１５ｍｍ以下の長さ延びる。当該方法は、エッチング剤を、（ｉ）ウェハの外周端部、（ii）ウェハの前方表面のエッジ部分、及び（iii）ウェハの後方表面のエッジ部分に接触させる工程を含む。
様々な実施の形態において、ウェハをエッチング剤に接触させることは、約５０％を超えてウェハの平坦度が減少するまで行われる。
他の実施の形態において、当該ウェハは、エッチング剤をウェハに接触させる前において、少なくとも約２０μｍの全厚変動を有する。
様々な他の実施の形態において、当該方法は、さらに、エッジエッチングされたウェハの全厚変動を約３μｍ未満まで減少させる工程を含む。
さらに別の実施の形態において、前方表面と後方表面のエッジ部分は、最も近い外周端部ポイントから、当該最も近い外周端部ポイントと上記中央軸との間のあるポイントまで、上記最も近い外周端部ポイントから約１ｍｍ〜約１５ｍｍ延在する。
さらに別の実施の形態において、当該方法は、さらに、上記エッジエッチングされたウェハの平坦度を少なくとも約５０％減少させる工程と、エッジエッチングされたウェハの外周エッジ、前方表面及び後方表面に、水酸化物イオン源を含む水溶液の形態の腐食性エッチング剤を接触させる工程と、上記エッジエッチングウェハの前方表面と後方表面とを研磨する工程と、上記エッジエッチングされたウェハの外周端部を研磨する工程と、を含む。
本開示は、さらに、中央軸と、該中央軸に対して略垂直である前方表面及び後方表面と、上記中央軸から、上記外周端部に沿ったある点まで延びる半径Ｒと、上記中央軸に最も近い、外周端部に沿ったある点と、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周ポイントと上記中央軸との間のある点まで、上記最も近い外周エッジポイントから約１５ｍｍ以下延在するウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分と、上記最も近い外周ポイントと上記中央軸との間の上記ポイントから上記中央軸まで延びるウェハの前方表面と後方表面の中央部分と、を有する、シリコンウェハに関する。当該ウェハの前方表面及び後方表面は、少なくとも２０μｍの全厚変動を有する。当該ウェハの前方表面及び後方表面の中央部分は、少なくとも０．３μｍＲａの表面粗さを有する。当該ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分は、約０．３μｍＲａ未満の表面粗さを有する。
本開示の他の側面において、シリコンウェハは、中央軸と、該中央軸に対して略垂直である前方表面及び後方表面と、上記中央軸から、上記外周エッジに沿ったある点まで延在する半径Ｒと、上記中央軸に最も近い上記外周エッジに沿ったポイントと、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周ポイントと上記中央軸との間のポイントまで延在する、ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分と、上記最も近い外周ポイントと上記中央軸との間の上記ポイントから上記中央軸まで延在する、上記ウェハの前方表面及び後方表面の中央部分と、を有する。上記ウェハの前方表面及び後方表面は、少なくとも２０μｍの全厚変動を有する。上記ウェハの前方表面及び後方表面の中央部分は、少なくとも０．３μｍＲａの表面粗さを有する。上記ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分は、約０．２μｍＲａ未満の表面粗さを有する。
本開示は、また、ケーシングと、該ケーシング内に配置された複数のローラーと、を備えるエッジエッチング装置に関する。各ローラーは、中央軸と、各近接するローラーの環状溝部と略平行な複数の環状溝部と、を含む。
図１は、従来のウェハプロセスにおけるプロセスステップを例示したブロック線図である。 図２は、従来のウェハプロセスにおけるプロセスステップを例示したブロック線図である。 図３は、本開示のある実施の形態に係るウェハプロセス方法におけるプロセスステップを例示したブロック線図である。 図４は、本開示の方法により処理されたウェハの斜視図である。 図５は、図４のウェハの部分斜視図であり、ウェハの一部が切断されている。 図６は、本開示のある実施の形態に係るエッジエッチング装置の側面図である。 図７は、ウェハ無しの状態の装置を例示した、図６のエッジエッチング装置の上面図である。 図８は、載置されたウェハを有する装置を例示した、図６のエッジエッチング装置の上面図である。 図９は、蓋が開いた状態の装置を例示した、図６のエッジエッチング装置の側面図である。 図１０は、エッジエッチング前、及びエッジエッチング後のシリコンウェハの表面及び厚さを概略的に例示している。 図１１は、本開示のある実施の形態のローラーの側面図である。 図１２は、図１１のローラーの溝部を例示した拡大側面図である。 図１３は、本開示の方法により処理されたウェハエッジの拡大側面図である。 図１４は、図１２の溝部に係合したウェハを例示する拡大側面図である。 図１５は、本開示の第２の実施の形態に係る溝部と係合したウェハを例示する拡大側面図である。 図１６は、本開示の第３の実施の形態に係る溝部と係合したウェハを例示する拡大側面図である。 図１７は、図１１のローラーの端面図である。 図１８は、本開示の第２の実施の形態のローラーの側面図である。 図１９は、図１８のローラーの端面図である。対応する参照文字は、当該図面を通して対応する部材を示す。
本開示は、酸性の若しくは腐食性のエッチング剤によりシリコンウェハのエッジ部分を処理するための方法を提供する。本開示によれば、当該ウェハのエッジは、前処理（具体的にはエッジ研磨）により引き起こされるウェハダメージを取り除くため、エッチングされる。特に、本開示の方法は、ウェハの平坦度がかなり減少するまでウェハの端部を処理する工程を含む。例えば、本開示の様々な実施の形態において、ラッピングオペレーション若しくは研磨オペレーション前に（具体的には、ウェハの平坦度がＧＢＩＲ法により測定して少なくとも約５０％減少するまで）エッジエッチングオペレーションを実行する。
ある実施の形態において、ウェハのエッジ部分を処理することには、腐食性のエッチング剤をウェハの前方表面及び／又は後方表面の一部に接触させることが含まれ、他の実施の形態において、酸性のエッチング剤を接触させることが含まれる。腐食性の若しくは酸性のエッチング剤を使用することにより、エッチング剤に接触したウェハエッジ及びウェハ表面の他の部分の平坦度を劣化させる。しかしながら、エッジエッチングオペレーションのこの潜在的な欠点は、ウェハの平坦化処理の前に、エッジエッチングオペレーションを実行することにより解決することができる。ウェハの平坦化処理は、エッジエッチング（具体的には、両面研磨）により引き起こされるウェハ平坦度の劣化を解決するに適している。
図１は、従来のウェハプロセスフローを示す。例示のように、ウェハの表面は、エッチングされ（酸性若しくは腐食性）、ウェハ成形オペレーション（具体的にはウェハラッピングオペレーション及び／又は研磨オペレーション）の間、ウェハに対する機械的なダメージを取り除き、そして、エッジ研磨オペレーションの間に引き起こされる、ウェハに対するエッジダメージを取り除く。特定のエッチングオペレーションに拘泥されることなく、エッチングされたウェハは、概してエッジ研磨オペレーションに供され、その後両面研磨オペレーションに供される。上述のように、両面研磨オペレーションは、概して、ウェハ表面の端部を処理しない。図２は、ウェハが両面研磨オペレーション、腐食性エッチング、続いてエッジ研磨により処理される従来のウェハプロセスフローの付加的な具体例を示す。
図３は、本開示に係るウェハプロセスフローの第１の実施の形態を示す。図に示すように、当該ウェハは両面研磨平坦化処理前にエッジエッチングに供される。上述のように、エッジエッチングにより引き起こされたウェハ表面ダメージは、後のウェハ処理により解決される。加えて、本開示の実施の形態に係るエッジエッチングは、図２に示されるようにエッジ研磨を含む事前エッジ処理法よりも優れた利点を有する。つまり、上述のように、従来のエッジ研磨オペレーションは、ウェハ処理時間及び費用を増加させるウェハのマルチステップ処理が必要とされ、本開示の実施の形態のエッジエッチングプロセスは、従来のエッジ研磨オペレーションより単純で経済的である。例えば、エッジエッチング方法の装置及び材料コストは、一般的に、従来のマルチステージエッジ研磨オペレーションより低い。
加えて、本開示の方法によれば、全ウェハ表面がエッチング剤と接触しないため、過剰の材料コストが削減される。さらに、通常、従来の様々なエッジエッチングオペレーションに関連した分離は、困難で時間の浪費となるが、本明細書において至る所で説明しているように、本発明の方法によれば、エッジエッチングの完了時において、スタックされたウェハを分離する必要性が排除される。また、本明細書において開示されたエッジエッチング方法によれば、エッジ研磨時間を減少させることができ、それにより処理プロセスのスループットを増加させることができる。
本発明の方法により処理されることとなるシリコンウェハ表面のエッジ部分は、概して、ウェハのエッジ部分をエッチング剤に浸漬することにより、エッチング剤と接触させる。様々な実施の形態において、ウェハを回転させ、エッチング剤を含むバスにエッジ部分を浸漬することにより連続的にウェハのエッジ部分に接触させる。例えば、エッジ部分は、上記エッチング剤の上面若しくは上記エッチング剤を含むバスの上面に略平行な軸の周りにウェハを回転させることにより、エッチング剤と接触させてもよい（具体的には、エッチング剤若しくはバスと略平行な軸の周りにおいて、エッチング剤若しくはバスの上面図に関して、０°〜８９°の範囲のある角度で）。例えば、当該ウェハは、概して、エッチング剤の上面に関して、約０°〜約６０°、約０°〜約４０°、約０°〜約２０°、約０°〜約１０°の角度で方向付けられた軸の周りを回転する。
Ｉ．出発物質
本開示の実施の形態のプロセスは、概して、出発物質としてシリコンウェハを用いる。当該シリコンウェハは、単結晶シリコンインゴットからスライスされ、例えば、従来の研磨装置を使用して、さらに処理され、ウェハの外周部を成形し及び／又は面取りする。当該プロセスにより、更なるプロセスの間、ウェハダメージのリスクは減少し、スライスプロセスにより引き起こされる非均一ダメージを減少させ、そして、前方表面及び後方表面の一般的な平坦度、平行度及び平坦度を大凡改善する。当該ウェハは、当該分野における当業者に知られたいずれかの手段、例えば、内径スライス装置若しくはワイヤーソースライス装置を使用して、インゴットからスライスされる。ウェハスライスプロセス及び研磨プロセスは、当該分野における当業者によく知られている。
前処理の正確な組み合わせに拘わらず、シリコンウェハ出発材料は、意図された半導体アプリケーションに適した導電性タイプ、抵抗、直径、結晶配向性及び目的の厚さを有していてもよい。例えば、ウェハ直径は、概して、少なくとも約１００ｍｍであり、約１５０ｍｍ以上、約２００ｍｍ以上、約３００ｍｍ以上、約４５０ｍｍ以上であってもよく、ウェハの厚さは約４７５μｍ〜約９００μｍ若しくはそれより大きくてもよく、当該厚さは、典型的には直径が増加するに従って、増加する。換言すれば、ウェハの半径は、少なくとも約２５ｍｍ若しくは少なくとも約５０ｍｍであってもよく、さらには約７５ｍｍ以上、約１００ｍｍ以上、約１５０ｍｍ以上、約２２５ｍｍ以上であってもよい。当該ウェハは、如何なる結晶方位を有していてもよく、例えば、＜１００＞、＜１１０＞、＜１１１＞結晶方位を含む。
II．エッジエッチング
本開示の実施の形態の方法は、概して、滑らかなエッジ表面を提供するため、上記外周端部及び上記ウェハのエッジ部分からシリコンを取り除くことにより、上記外周エッジと、シリコンウェハのエッジ部分と、を処理する工程を含む。概して、上記中央軸に最も近い、ウェハの外周端部に沿ったあるポイントは、切り欠きにより規定される。ここで使用されている”ノッチ深さ”なる用語は、中央軸に向かう半径に沿ったあるポイントを意味し当該ポイントまで方向決め用ノッチが延びる。これらの実施の形態によれば、エッチング剤に接触するウェハのエッジ部分は、ウェハの外周端部、及び上記ノッチ深さと上記中央軸との間のポイント（具体的には、上記外周端部から約１５ｍｍ以下のポイント、上記外周端部、上記の制限の範囲内において上記中央軸に最も近い外周端部ポイントから約１ｍｍ〜約１５ｍｍのポイント）により規定される。
以下図４を参照する。本発明の方法により処理されたシリコンウェハは、概して、中央軸Ｘと、該中央軸に対して略垂直である前方表面３及び後方表面５と、上記中央軸から、上記ウェハの外周端部上のあるポイントまで延在する半径（Ｒ）と、を有する。当該ウェハは、また、外周端部７及びエッジ部分１１を有する。当該エッジ部分は、上記端部７に最も近い外周端部ポイント１３から、上記外周端部ポイント１３より上記中央軸にさらに近い第２ポイント１５まで延在する。当該ポイントは、上記ウェハの周りに延在し円形を形成する。そして、当該ポイントは点線の円として図４に示されている。
処理されるべき当該ウェハは、概して、ウェハ１の外周端部７において１以上の平面若しくは方向付けノッチ９を有する。当該外周端部は、複数の平面を有していてもよいが、しかしながら、概して、上記中央軸Ｘに最も近い、ウェハ１の外周端部に沿ったあるポイントを含む。エッチング剤に接触するウェハ表面のエッジ部分１１は、上記中央軸に最も近い外周端部に沿った当該ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントと上記中央軸との間のあるポイントまで延在するウェハ表面の一部に対応する。概して、上記エッジ部分は、上記最も近い外周端部ポイントから約１５ｍｍ以下のポイントにより規定される。様々な実施の形態において、上記エッジ部分は、上記最も近い外周端部ポイントから約１２ｍｍ以下のポイント、約１０ｍｍ以下のポイント、約８ｍｍ以下のポイント、約６ｍｍ以下のポイント（具体的には、上記最も近い外周端部ポイントから約５ｍｍ以下のポイント、約４ｍｍ以下のポイント、約３ｍｍ以下のポイント、約２ｍｍ以下のポイント若しくは約１ｍｍ以下のポイント）により規定される。上記エッチング剤に接触するエッジ部分は、概して、上記ウェハの外周端部及び上記ウェハの前方表面及び後方表面の一部を含む。
これらの様々な他の実施の形態において、ウェハ表面のエッジ部分は、上記最も近い外周端部ポイントから約１ｍｍ〜約１５ｍｍのあるポイント、上記最も近い外周端部ポイントから約１ｍｍ〜約１２ｍｍのあるポイント、上記外周端部ポイントから約１ｍｍ〜約１０ｍｍのあるポイントにより規定される。概して、当該エッジ部分は、上記最も近い外周端部ポイントから約１ｍｍ〜約８ｍｍ、より好ましくは上記最も近い外周端部ポイントから約１ｍｍ〜約６ｍｍのあるポイント、より好ましくは上記最も近い外周端部ポイントから約１ｍｍ〜約５ｍｍのあるポイント、（具体的には、上記最も近い外周端部ポイントから約１ｍｍ〜約４ｍｍ、約１ｍｍ〜約３ｍｍ、約１ｍｍ〜約２ｍｍ）により規定される。
図５に示すように、ウェハのエッジ７は、２つの傾斜面７ａ及び当該傾斜面の間の先端部７ｂを含む。
上述のように、ウェハ表面のエッジ部分にエッチング剤を接触させることは、上記外周端部及びウェハの前方表面及び／又は後方表面の一部と接触させることも含む。しかしながら、ウェハ表面の実質的に一部を接触させること（具体的にはウェハの全体浸漬）は、概して、不必要なエッチング剤の消費を最小化するために、回避される。この点、前方表面及び後方表面がエッチング剤と接触する半径距離は、概して同様であり、プロセス条件及び装置制限に基づいて変化しうる点に留意すべきである。
本開示の実施の形態のプロセスは、概して、エッチング剤のバス若しくはプールにおいて１以上のウェハのエッジ部分を浸漬することにより実行される。他のプロセスも本開示の技術的範囲内で考えられる。１以上のウェハは、概して、当該ウェハの回転によりエッチング剤のプール若しくはバスにそれらが浸漬するように配置される。上述のように、従来のエッジ研磨は、典型的には、マルチステップオペレーションを含む。本開示の実施の形態に係るプロセスは、シングルステップオペレーションであり、例えば、ウェハ成形オペレーション（具体的には、エッジ研磨）や図３に示すウェハ表面の腐食性エッチングを含む、オーバーオールシリコンウェハプロセスオペレーションに容易に組み込むことができる。本発明のプロセスは、プロセス効率に関して別の利点を提供することにさらに留意が必要である。これは、複数のウェハの並行処理が可能だからである。より詳細には、本発明のプロセスは、少なくとも２の、少なくとも４の、少なくとも５の、少なくとも６の、少なくとも８の、少なくとも１０の、若しくはそれ以上のウェハのエッジ部分を処理することに容易に適用することができる。例えば、本発明のプロセスは、少なくとも２０の、少なくとも３０の、少なくとも４０の、少なくとも５０のウェハを処理することに適用することができる。
ある実施の形態では、ウェハは、プロセス直後、若しくはエッジエッチングの直後、緩やかな腐食性エッチングを受ける。当該緩やかな腐食性エッチングは、ウェハにおいて応力を排除し、エッジエッチングにより引き起こされた変形及び湾曲を防止することを助力する。当該緩やかなエッチングは、当該ウェハの表面から約０．５μｍ〜約２μｍ、より好ましくは約０．８μｍ〜約１．２μｍの材料を除去してもよい。他の実施の形態では、上記ウェハは、ウェハ平坦度を減少させるため、エッジエッチングに続いて、両面研磨を受ける。
III．エッジエッチング装置
図６〜９は、本開示のプロセスにおいて使用するに適したエッジエッチング装置若しくはエッチャー２０のある実施の形態を示している。図６に示すように、エッジエッチャー２０は、概して、ケーシング２５を含む。複数のウェハ４５をサポートするローラー３５が上記ケーシング２５内にある。当該ローラー３５は、図６に示したもの以外の様々な他の配置で配されうることは理解されよう。例えば、エッチャー２０は、図６に示したものより多い若しくは少ないローラー３５を有していてもよい。さらに、エッチャーは、ウェハ４５のアウターエッジの周りの１つの連続した部分（具体的には、図６に示すローラー３５の部分間に延在するローラー）を含んでいてもよい。駆動機構（不図示）は、ローラー３５の回転を駆動させる。当該駆動機構は、エッジエッチング装置の各ローラーを駆動させるため回転するギアを含んでいてもよい。当該ギアは、例えば電気モーターにより駆動されうる。
当該装置２０は、ケーシング２５内に上部ローラー４６を有していてもよい。当該上部ローラー４６は、ウェハ４５が軸に関してより正確に回転することを助力する。本開示のため、”上部ローラー”は、ウェハ外周の最大１８０°のポイントにおいてウェハを係合するために配置されたローラーを含む。上部ローラー４６は、ケーシング２５に対して、上下に調整可能なように移動することができ、上記上部ローラーは、ウェハ４５上をフロートする。ローラーがウェハ４５に係合しつつウェハ４５を固定することを助力するため、上記上部ローラー４６に加重する。上記上部ローラー４６を、ウェハのローディング及びアンローディングに適した、開閉可能な蓋部６０に取り付けてもよい。
図７は、載置されるべきウェハを有しないエッチング装置２０の上面図である。さらに、エッチング装置２０は、例示のため、蓋部及び上部ローラーが無い状態で図示している。図示したように、各ローラー３５は、近接するローラー３５の溝部と殆ど並んでいる溝部４０を有する。このように、略平行に配置された複数のウェハは、上記ローラーにより固定されうる。ケーシング２５は、開口部５０を有していてもよい。バルブ（不図示）を開口部５０内に作製し、エッチング剤の、ケーシング２５までの、又はケーシング２５からのフローを制御してもよい。図８は、図７に示されたローラー／溝部アレンジメントにより固定された複数のウェハ４５を含むエッチング装置２０の上面図である。図９は、装置２０の側面図であり、蓋部６０が開口する装置を示す。上部ローラー４６は、適切な手段により蓋部６０に取り付けられる。
従来の装置において、ウェハのスタックをエッチングした後、各ウェハを分離しなければならない。このプロセスは、大きな労力を要し、困難であり、時間を浪費する。図６〜９に示されたエッチング装置２０を用いることにより、当該分離工程が排除される。
本開示の方法のある実施の形態では、ウェハは、ローラー３５の溝部４０間に挟まれるように、エッジエッチング装置２０に取り付けられる。蓋部は、上部ローラー４６の溝部にウェハ４５を配置するために閉じられている。エッチング剤をウェハ４５に接触させるために、エッジエッチング装置２０は、エッチング剤のプール（不図示）に浸漬し、図７に示した開口部５０を介して、エッチング剤をエッチング装置に注入する。別の態様では、エッチング剤を、第２の開口部（不図示）を介して、上記ケーシング２５に直接導入してもよい。当該開口部５０内のバルブを閉じて、ウェハ４５の端部にエッチング剤が接触するまで（図６）、エッチング剤レベルを上昇させる。最後のエッチング剤レベルは、点線５２により示される。
エッチング装置におけるエッチング剤の容器の深さは、エッチング剤のプールにおけるエッチング剤の量、エッチャーがプール内に浸漬される深さ、及び／又はケーシング２５に直接添加されたエッチング剤の量により決定される。装置２０は、また、オーバーフローホール（若しくは”スロット”若しくは”堰”）（不図示）を備えていてもよく、オーバーフローホールの最も低い位置が当該装置においてエッチング剤の深さを規定する。ある実施の形態において、上記オーバーフローホールに存在するエッチング剤を装置２０に戻してもよい。
エッジエッチング装置２０におけるエッチング剤の深さは、概して、ウェハがエッチング剤に接触するまでの距離であって、当該ウェハの半径に沿った外周端部からの距離に対応する。
エッチャーがエッチング剤に浸漬されると、ローラー３５は、中央ギア（不図示）により駆動され、ウェハを回転させ、そして当該ウェハをエッチング剤のプール若しくはバスに浸漬させる。
エッチング後、装置２０をエッチング剤のプールから取り出す。ある実施の形態では、エッチング剤がケーシング２５に直接注入される場合に、開口部５０のバルブは、エッチング剤をケーシングから排出若しくは追い出すために開口してもよい。蓋部６０を開口し、ウェハ４５をエッチング装置２０から取り出してもよい。
図１１は、図６〜９に示されたエッジエッチング装置において使用され、様々な他の実施の形態において使用されうるローラー３５を示す。図１１において示されたローラー３０５は、中央軸Ｘを含み、当該中央軸Ｘに関して複数の環状の溝部３１０を有する。図１１に示すように、各ローラー３０５はエンド３１５を含む。エンド３１５の側面を図１７に示す。
図１２は、図１１に示されたローラー３０５の環状溝部３１０を示す。環状溝部３１０は、第１の環状端部３１１及び第２の環状端部３１２により規定される。両方の端部３１１、３１２は、ローラーの中央軸に向かって半径方向内側に延びる。図１２に示すように、第１及び第２の環状端部３１１、３１２は、半径方向内側に延びるので、上記第１及び第２の環状端部は互いに軸方向に向かう。上記第１の環状端部３１１は、最も半径方向内側のポイント３１７を有し、上記第２の環状端部３１２は、最も半径方向内側のポイント３１９を有する。
図１３は、本開示のある実施の形態に係るウェハ４５のエッジを例示する。例示されたウェハエッジは、当該分野において、”Ｔ字型”が知られているが、本開示の技術的範囲を逸脱しない範囲で、例えば”Ｒ字型”プロファイルを含む他のプロファイルを用いてもよい。エッジ４５は、上部傾斜面７２及び下部傾斜面７４を含む。先端部７５は傾斜面７２と傾斜面７４との間にある。先端部７５は、幅Ｗを規定する。
ある実施の形態において、溝部３１０の最も半径方向内側のポイント３１７と最も半径方向内側のポイント３１９との間の距離は、溝部が受容できるサイズ及び形状に形成されたウェハの先端部幅Ｗ未満である。図１４に例示するように、当該配置により、ウェハ４５は、溝部のテイパー部内に挟持されるようになり、これにより、ウェハ４５を軸に関してより正確に回転させることができる。より正確な回転により、結果として、ウェハ４５の外周に対してより滑らかにエッチングすることができる。
他の実施の形態において、第１エッジ３１１の最も半径方向内側のポイント３１７と、第２エッジ３１２の最も半径方向内側のポイント３１９との間の距離は、ウェハの平均厚さ未満である。
他の実施の形態では、第１エッジ３１１の最も半径方向内側のポイント３１７と、第２エッジ３１２の最も半径方向内側のポイント３１９との間の距離は、２００μｍ未満である。他の実施の形態では、当該距離は、約１００μｍ未満であり、他の実施の形態では、約５０μｍ〜約２００μｍ、若しくは約５０μｍ〜約１００μｍである。
図１２に示されているように、フロアー３３３は、第１エッジ３１１の最も半径方向内側のポイント３１７と、第２エッジ３１２の最も半径方向内側のポイント３１９との間に存する。フロアー３３３の幅は、溝部が受容できるサイズ及び形状に形成されたウェハの先端部幅Ｗ未満であってもよい（図１４）。ウェハの先端部幅Ｗは、エッジプロファイルインスペクション装置を使用することにより決定してもよい。エッジプロファイルインスペクションのための適切な装置には、ＬＥＰ−２２００エッジプロファイルモニター（コベルコ、日本）が含まれる。
ある実施の形態では、フロアーの幅は、約５０μｍ〜約２００μｍであり、他の実施の形態では、約５０μｍ〜約１００μｍである。
また、溝部３１０は、第３の環状端部３１９及び第４の環状端部３２０を有していてもよい。ある実施の形態では、図１５に示すように、溝部は、第３及び第４の端部を含まず、第１端部３１１’及び第２端部３１２’のみ含む。
以下、図１６を参照する。ある実施の形態において、第１端部及び第２端部は交差し、頂点３１５”を形成する。頂点３１５”は、第１エッジ３１１の最も半径方向内側のポイント、及び、第２エッジ３１２の最も半径方向内側のポイントを規定する。
図１８は、図６〜９に示すエッジエッチング装置及び様々な他の実施の形態において使用されるローラー４０５を示す。ローラー４０５は、デザインにおいて図１１のエンド３１５と異なるエンド４１５を含む。ローラー４０５は、溝部４１０を有する。溝部４１０は、図１４〜１６に例示された溝部のいずれかと同じ構成を有していてもよい。
エッジエッチングの条件は、特定の状況（具体的には、処理されるウェハの数及びエッジエッチングされたウェハの所望の特性）に依存して、当業者により選択されてもよい。例えば、１以上のウェハは、概して、エッチング剤がウェハ表面のエッジ部分を超えて内部若しくは中央部分まで流れることを防止する回転数（具体的には、少なくとも約１０回転数／分（ｒｐｍ））で、かつ概して装置ダメージ及び／又はウェハの移動を引き起こす回転数（具体的には、約２００ｒｐｍを超えるスピード）未満で回転させる。そのため、概して、ウェハは、少なくとも約１０回転数／分（ｒｐｍ）、少なくとも約２０ｒｐｍ、少なくとも約３０ｒｐｍ、少なくとも約５０ｒｐｍ、少なくとも約７５ｒｐｍ若しくはさらに好ましくは少なくとも約９０ｒｐｍのレートで回転させる。典型的には、ウェハは、約１０ｒｐｍ〜約６０ｒｐｍ、約２０ｒｐｍ〜約５０ｒｐｍ、若しくは約３０ｒｐｍ〜約４５ｒｐｍのレートで回転させる。他の実施の形態では、ウェハは、約７５ｒｐｍ〜約１２５ｒｐｍ、若しくは約９０ｒｐｍ〜約１１０ｒｐｍのレートで回転させる。本開示の技術的範囲内で他の条件を用いてもよい。
ある実施の形態において、ウェハの回転方向を反対にし、ウェハをエッチング剤に接触させながら時計回り及び反時計回りに回転させる。ある実施の形態では、ウェハは約１００ｒｐｍの速度で約６０秒間時計回りに回転させ、約１００ｒｐｍの速度で約６０秒間反時計回りに回転させる。
エッジ部分がエッチング剤に浸漬される時間は、例えば、開始時の端部表面粗さ及び／又は仕上げられた所望のエッジ表面特性の観点から選択してもよい。特定の状況に拘泥されることなく、ウェハ表面の外周端部及びエッジ部分は、概して、少なくとも約３０秒間、少なくとも約１分間、少なくとも約２分間、少なくとも約３分間、少なくとも約４分間、若しくは少なくとも約５分間、エッチング剤に浸漬される。これらの及び他の様々な実施の形態によれば、ウェハの外周端部及びエッジ部分は、約３０分以下、約２０分以下、若しくは約１０分以下の時間、エッチング剤に浸漬される。例えば、ウェハの外周端部及びエッジ部分は、約１分間〜約２０分間、約１分間〜約１５分間、若しくは約２分間〜約１０分間エッチング剤に接触させてもよい。
ウェハ表面の外周端部及びエッジ部分から取り除かれるシリコンの量は、特定の状況及び条件によって変動する。しかしながら、両面研磨がエッジ粗さの問題を解決することができないということから、本開示の実施の形態に係るプロセスは、概して、十分に除去することができ、十分滑らかな外周端部及びエッジ部分を提供する。概して、ウェハの外周端部及びエッジ部分は、全厚に対して、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約２０μｍ、少なくとも約３０μｍ、少なくとも約４０μｍ、若しくは少なくとも約５０μｍのシリコンが、ウェハ表面のエッジ部分から取り除かれる時間間隔でエッチング剤に浸漬される。典型的には、ウェハの外周端部及びエッジ部分は、全厚に対して、約１０μｍ〜約１００μｍ、好ましくは約２０μｍ〜約９０μｍ、より好ましくは約３０μｍ〜約８０μｍ（具体的には、約４０μｍ〜約６０μｍ）のシリコンが、ウェハ表面のエッジ部分から取り除かれる時間間隔でエッチング剤に浸漬される。
ある実施の形態では、ウェハの外周端部及びエッジ部分は、ウェハの直径が、少なくとも約１０μｍ、少なくとも約２０μｍ、少なくとも約３０μｍ、少なくとも約４０μｍ、若しくは少なくとも約５０μｍ減少する時間間隔でエッチング剤に浸漬される。典型的には、ウェハの外周端部及びエッジ部分は、ウェハの直径が、約１０μｍ〜約１００μｍ、より好ましくは約２０μｍ〜約９０μｍ、さらに好ましくは約３０μｍ〜約８０μｍ減少する時間間隔でエッチング剤に浸漬される。
ＩＶ．エッジエッチングウェハ
本明細書のいずれかの箇所で言及し図３に示すように、本開示の実施の形態に係るエッジエッチング方法は、ウェハ平坦化処理（具体的にはラッピング若しくは研磨）前に行われる。したがって、エッジエッチングは、典型的には、シリコンインゴットから切断されたウェハの前方表面及び後方表面の平坦度が、ＧＢＩＲ法により測定して、少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、さらに好ましくは少なくとも約９０％（具体的には少なくとも約９５％）減少するまで実行される。そのため、エッジエッチングされるウェハの前方表面及び後方表面は、少なくとも約１０μｍ、典型的には少なくとも約２０μｍ、及びより好ましくは約２５μｍの全厚変動を示す。エッジエッチングは、全ウェハ平坦度に影響を与える可能性がある。したがって、エッジエッチングウェハの表面は、典型的には、約２０μｍを超える、若しくは約２５μｍを超える（具体的には約３０μｍより大きい、若しくは約３５μｍより大きい）全厚変動を示す。
エッジエッチング（具体的には、例えば切削、両面研磨及び／又は仕上げ研磨）の後に実行される水処理プロセスにより、概して、ウェハの前方表面の平坦度（インゴットから切断された後であって処理プロセス後測定）を、ＧＢＩＲ法で測定して、少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、さらに少なくとも約９０％だけ減少させる。他の実施の形態では、ウェハ後方表面の平坦度を上述の量減少させる。
図３に示すように、本発明の方法のエッジエッチングは、典型的には、ウェハの前方表面及び後方表面の表面粗さ処理（具体的には全ウェハ表面の酸性若しくは腐食性エッチング）前に実行される。したがって、エッジエッチングされたウェハの前方表面の部分、及び、特にエッチング剤と接触されないウェハの部分（すなわち、エッチング剤がウェハに接触する、最も半径方向内側のポイントから中央軸まで延在する）は、典型的には、少なくとも約０．３μｍＲａ（少なくとも約３μｍＲｔ）、少なくとも約１μｍＲａ（少なくとも約１０μｍＲｔ）、少なくとも約１．５μｍＲａ（少なくとも約１５μｍＲｔ）の平均表面粗さを示すであろう。典型的には、エッジエッチングされたウェハの前方表面の中央部分は、典型的には、約０．３μｍ〜約２．５μｍＲａ（約３μｍ〜約２５μｍＲｔ）、約０．７μｍ〜約２μｍＲａ（約７μｍ〜約２０μｍＲｔ）、約１μｍ〜約１．５μｍＲａ（約１０μｍ〜約１５μｍＲｔ）の表面粗さを示す。
それに加えて、又はそれとは別に、エッジエッチングされたウェハの後方表面の一部（すなわち、ウェハの後方表面の対応する中央部分）は、典型的には、少なくとも約０．３μｍＲａ（少なくとも約３μｍＲｔ）、少なくとも約１μｍＲａ（少なくとも約１０μｍＲｔ）、若しくは少なくとも約１．５μｍＲａ（少なくとも約１５μｍＲｔ）の平均表面粗さを示す。典型的には、エッジエッチングされたウェハの後方表面の中央部分は、約０．３μｍ〜約２．５μｍＲａ（約３μｍ〜約２５μｍＲｔ）、約０．７μｍ〜約２μｍＲａ（約７μｍ〜約２０μｍＲｔ）、約１μｍ〜約１．５μｍＲａ（約１０μｍ〜約１５μｍＲｔ）の表面粗さを示す。前方表面及び／又は後方表面の当該部分の内部表面粗さに拘泥されることなく、本開示に係るエッジエッチングは、幾らか影響があるにしても、これらの表面の粗さに対して殆ど影響を与えないことに留意すべきである。例えば、典型的には、前方表面及び後方表面の一方若しくは両方の表面粗さが、約５％以下、約２％以下、好ましくは約１％以下（具体的には、約０．５％以下）で、変動する。
エッジエッチングはエッジダメージを除去するので、エッジエッチングされたウェハのエッジ表面粗さは、前方表面及び後方表面の粗さの合計より小さい。例えば、エッジエッチングされたウェハのエッジ部分の表面粗さは、典型的には、約１μｍＲａ未満、約０．５μｍＲａ未満、約０．３μｍＲａ未満、約０．２μｍＲａ未満、若しくは約０．１μｍＲａ未満である。典型的には、エッジエッチングされたウェハのエッジ表面粗さは、約０．０５μｍ〜約１μｍＲａ、約０．１μｍ〜約０．６μｍＲａ、若しくは約０．２μｍ〜約０．５μｍＲａである。
様々な実施の形態において、エッジエッチングが完了した後、典型的には、エッジエッチングされたウェハの表面の全厚変動を、（具体的には、研削若しくはラッピングにより）約３μｍ未満、約２μｍ未満、若しくは約１μｍ未満まで減少させる。
図１０は、エッジエッチングされる前のウェハ２００を示し、これは前方表面２０５及び後方表面２１０により規定された初期厚さＴ０を有する。ウェハ２００は、また、ノッチ２１５を有し、これは、ウェハ２２０の外周端部から、ウェハ表面のエッジ部分Ｐｅを規定するノッチ深さ２２５まで延在する。ウェハ２００は、また、外周端部２２０から深さＤまで延びる浸漬領域Ｉを有する。これは、ウェハ表面のエッジ部分Ｐｅ並びにウェハの前方表面２０５及び後方表面２１０の一部を含む。
図１０は、また、エッジエッチングされたウェハ２５０を示し、これはエッジエッチングされた領域２５５を含む。当該エッジエッチングされた領域２５５は、エッチングされたノッチ部分２６０、及び前方表面２０５’のエッチングされた部分、並びに後方表面２１０’のエッチングされた部分を含む。エッチング剤との接触により、ウェハの前方表面及び後方表面からＲだけシリコンを除去することができ、全シリコンについては、浸漬領域から２Ｒ除去され、浸漬領域の最終厚さＴｆは、（Ｔ０−２Ｒ）となる。
Ｖ．酸性エッチング剤
本開示に係るエッジエッチング剤に適した酸性エッチング剤には、例えば、米国特許第３,９６４,９５７号；米国特許第５,３４０,４３７号；米国特許第５,２１１,７９４号；米国特許第４,３８８,１４０号；米国特許第５,２３６,５４８号；米国特許第５,２４６,５２８号；米国特許第４,９７１,６４５号；米国特許第４,２５１,３１７号；米国特許第４,８４９,７０１号；米国特許第６,２９４,４６９号；米国特許第５,２３３,２１８号；米国特許第６,４８２,７４９号；米国特許第６,０４６,１１７号に記載されたものを含めて、当該技術分野において一般的に知られたものが含まれる。関連する全ての目的のため、これらの全内容はここで引用して援用する。概して、酸性エッチング剤は、水素イオン源を含む水溶液の形態にある。水素イオン源は、フッ酸、硝酸、リン酸、酢酸、硫酸、塩酸、クエン酸、シュウ酸、プロピオン酸、過マンガン酸及びそれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。典型的には、水素イオン源は、少なくとも約４０ｗｔ％、より好ましくは少なくとも約５０ｗｔ％、さらに好ましくは少なくとも約６０ｗｔ％、さらに好ましくは少なくとも約７０ｗｔ％（具体的には、少なくとも約８０ｗｔ％、若しくは少なくとも約９０ｗｔ％）の濃度でエッチング剤中に存在する。
様々な実施の形態において、酸性エッチング剤は、基本的には、水と、水素イオン源とからなる。様々な他の実施の形態において、酸性エッチング剤は、水素イオン源とともに１以上の添加物を含んでいる。例えば、酸性エッチング剤は、フルオロアルキルスルホネートアンモニウム（具体的にはノベック（登録商標）４３００）、パーフルオロオクタンスルホネートカリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸、アルキルアリルスルホン酸、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された界面活性剤を含んでいてもよい。様々な実施の形態において、酸性エッチング剤には、フッ素系界面活性剤（具体的には、フルオラッド（登録商標）ＦＣ-９５）が含まれていてもよい。界面活性剤が唯一の添加剤であるか若しくは他の添加剤がエッチング剤に含まれているかに拘わらず、水素イオン源に対する添加剤の体積比率は、概して、少なくとも約０．００１：１、好ましくは、少なくとも約０．００２：１、より好ましくは、少なくとも約０．００３：１である。例えば、様々な実施の形態において、水素イオン源に対する添加剤の体積比率は、約０．００１：１〜約１：１、約０．００２：１〜約０．５：１、約０．００３：１〜約０．２５：１である。
ＶＩ．腐食性エッチング剤
本開示に係るエッジエッチング剤に適した腐食性エッチング剤には、例えば、米国特許第７,３２３,４２１号；米国特許第６,１１０,８３９号；米国特許第６,３８３,０６０号；米国特許第６,５０３,３６３号に記載されたものを含めて、当該技術分野において一般的に知られたものが含まれる。関連する全ての目的のため、これらの全内容はここで引用して援用する。概して、腐食性エッチング剤は、水酸化物イオン源を含む水溶液の形態にある。水酸化物イオン源は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウム水酸化物及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたアルカリ金属水酸化物を含んでいてもよい。
実施例１：エッジエッチングされたウェハのエッジ品質の評価
図６〜９に示されたタイプのエッジエッチャーを使用して、１５Ｐ−３００ｍｍウェハのエッジ部分をエッチングした。当該エッジエッチング部分を、以下の混合物からなる酸性エッチング剤３００ｍｌのプールに浸漬した：ＨＮＯ３２．４１（６９ｗｔ％）、Ｈ３ＰＯ４２１（８５ｗｔ％）及びＨＦ０．５５１（４９ｗｔ％）。
２つ試験を実行した。１つの試験では、７つのウェハのエッジ部分をエッチングした。当該エッジ部分は、最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントからおよそ８．５ｍｍのポイントまで延びる。第２の試験では、８つのウェハをエッチングした。当該エッジ部分は、上記最も近い外周端部ポイントから約８．５ｍｍのポイントまで延びる。
最初の７つのウェハ試験のエッチング時間は、３００秒であり、１５０秒後反転させる。ＯＧＰ直径（エッチング前及び後のウェハ直径の比較例）に基づくシリコン除去は、およそ３０μｍであった。
第２の８つのウェハ試験のエッチング時間は、３６０秒であり、１５０秒のエッチング時間後反転させる。ＯＧＰ直径に基づくシリコン除去は、約３０μｍであった。
両方の試験は、２５〜３０ｒｐｍのウェハスピン速度で実行した。
各エッチングサイクルの終端において、エッチング剤のプールを含むタンクを空にし、残存する酸を除去するため、約２分間、水の散布によりウェハをリンスした。リンスされたウェハは、上記タンクから取り出し、そして乾燥させた。その後、ウェハを切削し、両面研磨、エッジ研磨し、エッジ品質について評価した。
チャップマン表面粗さにより測定したエッジ品質は、標準的な製品に匹敵した。エッジ測定は残留ダメージを殆ど示さなかった。
実施例２：エッジエッチングにより取り除かれた材料の量の決定
単結晶シリコンインゴットを切断し３００ｍｍウェハ（７５）とした。エッジ研磨の後、図６〜９に示すタイプのエッジエッチャーを用いてウェハのエッジ部分のエッチングを行った。
ウェハは、３９ウェハの第１グループと、３６ウェハの第２グループとに分けた。当該第１グループのウェハは、１１秒間、エッジエッチングし（ＥＰ−３００−Ｘ、スピードファム）、第２グループを８秒間エッジ研磨した。
ウェハの第３グループを単一のウェハから切断し、エッジ切削及びエッジ研磨に供した（ＥＰ-３００-Ｘ、スピードファム）。エッジ研磨は、従来通り１３秒であった。
その後、エッジエッチングされたウェハを組み合わせ、そして両面研磨した。第３グループのウェハは、また、両面研磨した（ＡＣ-２０００-Ｐ２、ピーターウォルター）。ウェハの全てのバッチのカセットを組み合わせ、そして、最終研磨を実行した（ラップマスター）。両面研磨により、ウェハ表面から約１５μｍの材料を取り除いた。
仕上げ研磨後において、エッジエッチングされたウェハの平均直径（ＯＧＰ）は、２９９．９９４６ｍｍであり、エッジエッチングされていないウェハの平均直径（ＯＧＰ）は、仕上げ研磨後において、３００．０２１１ｍｍであった。これは、エッジエッチングされたウェハでは、エッジ研磨されたウェハに対して、ウェハエッジから１３．５μｍ材料が減少することに対応する。
実施例３：エッジ研磨されたウェハとエッジ研磨されていないウェハとの平坦度の比較
実施例２のウェハの３つのバッチの平坦度を、仕上げ研磨後、ＧＢＩＲ法、ＳＢＩＲ法、及びＳＦＱＲ法により決定した。その結果を以下の表１に示す。
Figure 2011521442
表１から分かるように、エッジエッチングは、仕上げ研磨されたウェハの平坦度をそれ程低下させなかった。
実施例４：エッジ研磨されたウェハとエッジ研磨されていないウェハとのエッジ品質の比較
ウェハのエッジ品質を、レイテックスエッジインスペクション装置（レイテックス-３００）で試験した。当該装置のアウトプットは、各グループについて平均した。分析の結果を以下の表２に示す。
Figure 2011521442
表２から分かるように、ＤＣアウトプット（ピット／チップス／バンプの量を示す）は、エッチングされたウェハより僅かだけ悪化した。そして、エッジエッチングされたウェハのＡＣアウトプット（滑らかな表面仕上げを示す）は、エッジエッチングされていないウェハより良好であった。
その際、ウェハのエッジ品質は、チャップマンプロファイラーを使用して粗さを測定することにより決定した。当該粗さは、前方傾斜面、後方傾斜面及びエッジの先端部に亘って測定した。当該粗さは、３つのウェハについて、各バッチ、１つのウェハに対して４ポイント測定し、トータルで各バッチにつき１２ポイント測定した。その際、その結果を平均した。粗さの測定（Ｒａ及びＲＭＳ）を表３に示す。
Figure 2011521442
表３から分かるように、エッジエッチングは、ウェハのエッジの粗さをそれ程増加させない。
本開示は、上記実施の形態に制限されず、様々に修正することができる。実施例を含め実施の形態の上記記載は、他の当業者が特定に使用の要件に良好に適するように、数ある態様の中で当該開示を適用することができるように、当該開示、その原理、及び実際の適用を他の当業者に知らせることだけを意図している。
当該全明細書（以下の特許請求の範囲を含む）において、”含む（comprise）”、若しくは”含む（comprises）”、”含んでいる（comprising）”なる用語を使用することに関して、文脈が逆のことを要求しない限り、これらの用語は、これらが排他的であるというより、包括的であると解釈されるべきという基本的なまた明白な理解の下使用され、出願人はこれらの用語のそれぞれが全明細書を理解する際にそのように解釈されるべきことを意図している。
本開示若しくはその実施の形態の構成要素を導入する際、冠詞”ａ”、”ａｎ”、”ｔｈｅ”、”ｓａｉｄ”は、１以上の構成要素が存在することを意味することを意図している。”含んでいる（comprising）”、”含有している（including）”、”有している（having）”なる用語は、包括的であることを意図し、リストされた構成要素以外の別の構成要素が存在することを意味する。
上記に鑑み、本開示のいくつかの目的は達成され、他の有利な結果が得られることは理解されよう。

Claims (52)

  1. シリコンウェハの表面からシリコンを取り除く方法であって、
    上記ウェハは、中央軸と、該中央軸に対して略垂直である前方表面及び後方表面と、外周端部と、上記中央軸から上記ウェハの上記外周端部に沿ったあるポイントまで延びる半径Ｒと、上記中央軸に最も近い、上記ウェハの上記外周端部に沿ったあるポイントと、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントと上記中央軸との間のあるポイントまで、上記最も近い外周端部ポイントから約１５ｍｍ以下だけ延在する、ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分と、を有し、
    該方法は、
    エッチング剤を、（ｉ）上記ウェハの外周端部、（ii）上記ウェハの前方表面のエッジ部分、及び（iii）上記ウェハの後方表面のエッジ部分に接触させる工程を有し、
    上記外周端部及び上記前方表面及び後方表面のエッジ部分は、上記ウェハの前方表面の平坦度が約５０％以上減少するまで、上記エッチング剤と接触させることを特徴とする方法。
  2. シリコンウェハの表面からシリコンを取り除く方法であって、
    上記ウェハは、中央軸と、該中央軸に対して略垂直である前方表面及び後方表面と、外周端部と、上記中央軸から上記ウェハの上記外周端部に沿ったあるポイントまで延びる半径Ｒと、上記中央軸に最も近い、上記ウェハの上記外周端部に沿ったあるポイントと、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントと上記中央軸との間のあるポイントまで、上記最も近い外周端部ポイントから約１５ｍｍ以下だけ延在する、ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分と、を有し、
    該方法は、
    エッチング剤を、（ｉ）上記ウェハの外周端部、（ii）上記ウェハの前方表面のエッジ部分、及び（iii）上記ウェハの後方表面のエッジ部分に接触させる工程を有し、
    上記ウェハは、当該接触前において、ウェハの前方表面に対して少なくとも約２０μｍの全厚変動を有することを特徴とする方法。
  3. シリコンウェハの表面からシリコンを取り除く方法であって、
    上記ウェハは、中央軸と、該中央軸に対して略垂直である前方表面及び後方表面と、外周端部と、上記中央軸から上記ウェハの上記外周端部に沿ったあるポイントまで延びる半径Ｒと、上記中央軸に最も近い、上記ウェハの上記外周端部に沿ったあるポイントと、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントと上記中央軸との間のあるポイントまで、上記最も近い外周端部ポイントから約１５ｍｍ以下だけ延在する、ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分と、を有し、
    該方法は、
    エッチング剤を、（ｉ）上記ウェハの外周端部、（ii）上記ウェハの前方表面のエッジ部分、及び（iii）上記ウェハの後方表面のエッジ部分に接触させ、それによりエッジエッチングされたウェハを作製する工程と、
    上記エッジエッチングされたウェハの全厚変動を約３μｍ未満まで減少させる工程と、を有することを特徴とする方法。
  4. 上記ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分は、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントから約１０ｍｍ以下のポイントまで延在することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
  5. 上記ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分は、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントから約４ｍｍ以下のポイントまで延在することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
  6. 上記ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分は、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントから約１ｍｍ以下のポイントまで延在することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
  7. シリコンウェハの表面からシリコンを取り除く方法であって、
    上記ウェハは、中央軸と、該中央軸に対して略垂直である前方表面及び後方表面と、外周端部と、上記中央軸から上記ウェハの上記外周端部に沿ったあるポイントまで延びる半径Ｒと、上記中央軸に最も近い、上記ウェハの上記外周端部に沿ったあるポイントと、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントと上記中央軸との間のあるポイントまで、上記最も近い外周端部ポイントから約１ｍｍ〜約１５ｍｍだけ延在する、ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分と、を備え、
    該方法は、
    エッチング剤を、（ｉ）上記ウェハの外周端部、（ii）上記ウェハの前方表面のエッジ部分、及び（iii）上記ウェハの後方表面のエッジ部分に接触させる工程を有することを特徴とする方法。
  8. 上記ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分は、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントから約１ｍｍ〜１０ｍｍのポイントまで延在することを特徴とする請求項７記載の方法。
  9. 上記ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分は、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントから約１ｍｍ〜４ｍｍのポイントまで延在することを特徴とする請求項７記載の方法。
  10. 上記接触は、上記ウェハの前方表面及び後方表面の平坦度が約５０％を超えて減少するまで、行うことを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の方法。
  11. 上記接触は、上記ウェハの前方表面及び後方表面の平坦度が約７０％を超えて減少するまで、行うことを特徴とする請求項２〜９のいずれかに記載の方法。
  12. Ｒが少なくとも約１５０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
  13. 上記ウェハの外周端部及び前方及び後方エッジ部分を、上記ウェハを回転させることにより、上記エッチング剤と接触させることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
  14. 上記ウェハを、少なくとも約１０回転数／分（ｒｐｍ）の速度で回転させることを特徴とする請求項１３記載の方法。
  15. 上記ウェハの外周端部及び前方及び後方エッジ部分は、少なくとも約１分間上記エッチング剤と接触させることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
  16. 上記ウェハの回転を反転させ、上記ウェハの外周端部及び前方及び後方エッジ部分が上記エッチング剤に接触しつつ、上記ウェハを時計回り及び反時計回りに回転させることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の方法。
  17. 上記ウェハの外周端部及び前方及び後方エッジ部分は、全厚に対して、少なくとも約１０μｍが、上記ウェハの前方及び後方エッジ部分から取り除かれる時間間隔で、上記エッチング剤に接触させることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
  18. 上記ウェハの外周端部及び前方及び後方エッジ部分は、上記ウェハの直径が少なくとも約１０μｍだけ減少する時間間隔で、上記エッチング剤に接触させることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の方法。
  19. 複数のウェハの外周端部及びエッジ部分を、上記エッチング剤に同時に接触させることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載の方法。
  20. 上記エッチング剤が、水素イオン源を含む水溶液の形態の酸性エッチング剤であることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の方法。
  21. 上記エッチング剤は、フッ酸、硝酸、リン酸、酢酸、硫酸、塩酸、クエン酸、シュウ酸、プロピオン酸、過マンガン酸及びこれらの組み合わせからなる群から選択された水素イオン源であることを特徴とする請求項２０記載の方法。
  22. 上記エッチング剤は、さらに、フルオロアルキルスルホネートアンモニウム、パーフルオロオクタンスルホネートカリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸、アルキルアリルスルホン酸、及びこれらの組み合わせからなる群から選択された界面活性剤を含むことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の方法。
  23. 上記水素イオン源に対する界面活性剤の体積比率は、少なくとも約０．００１：１であることを特徴とする請求項２２記載の方法。
  24. 上記エッチング剤は、水酸化物イオン源を含む水溶液の形態の腐食性エッチング剤であることを特徴とする請求項１〜２３のいずれかに記載の方法。
  25. 上記水酸化物イオン源は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウム水酸化物、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項２４記載の方法。
  26. 上記ウェハにおいて応力を解放するため、上記ウェハの前方表面を腐食性エッチング剤に接触させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜２５のいずれかに記載の方法。
  27. 上記腐食性エッチング剤により、上記ウェハの表面から約０．５μｍ〜約２μｍの材料を除去することを特徴とする請求項２６記載の方法。
  28. 上記ウェハの平坦度を減少させるため、上記エッジエッチングされたウェハの前方表面及び後方表面を研磨する工程を含むことを特徴とする請求項１〜２７のいずれかに記載の方法。
  29. シリコンウェハの表面からシリコンを取り除く方法であって、
    上記ウェハは、中央軸と、該中央軸に対して略垂直である前方表面及び後方表面と、外周端部と、上記中央軸から上記ウェハの上記外周端部に沿ったあるポイントまで延びる半径Ｒと、上記中央軸に最も近い、上記ウェハの上記外周端部に沿ったあるポイントと、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントと上記中央軸との間のあるポイントまで、上記最も近い外周端部ポイントから約１５ｍｍ以下だけ延在する、ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分と、を備え、
    該方法は、
    エッチング剤を、（ｉ）上記ウェハの外周端部、（ii）上記ウェハの前方表面のエッジ部分、及び（iii）上記ウェハの後方表面のエッジ部分に接触させる工程と、
    上記エッジエッチングされたウェハの平坦度を少なくとも約５０％減少させる工程と、
    上記エッジエッチングされたウェハの外周端部、前方表面及び後方表面に、水酸化物イオン源を含む水溶液の形態の腐食性エッチング剤を接触させる工程と、
    上記エッジエッチングされたウェハの前方表面及び後方表面を研磨する工程と、
    上記エッジエッチングされたウェハの外周端部を研磨する工程と、を備える方法。
  30. 中央軸と、該中央軸に対して略垂直である前方表面及び後方表面と、上記中央軸から外周端部に沿ったあるポイントまで延びる半径Ｒと、上記中央軸に最も近い、上記外周端部に沿ったあるポイントと、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントと上記中央軸との間のあるポイントまで、上記最も近い外周端部ポイントから約１５ｍｍ以下延在する、ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分と、上記最も近い外周ポイントと上記中央軸との間のポイントから、上記中央軸まで延びる、ウェハの前方表面及び後方表面の中央部分と、を備え、
    上記ウェハの前方表面及び後方表面は、少なくとも約２０μｍの全厚変動を有し、
    上記ウェハの前方表面及び後方表面の中央部分は、少なくとも約０，３μｍＲａの表面粗さを有し、かつ
    上記ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分は、約０．３μｍ未満の表面粗さＲａを有することを特徴とするシリコンウェハ。
  31. 中央軸と、該中央軸に対して略垂直である前方表面及び後方表面と、上記中央軸から外周端部に沿ったあるポイントまで延びる半径Ｒと、上記中央軸に最も近い、上記外周端部に沿ったあるポイントと、上記最も近い外周端部ポイントから、上記最も近い外周端部ポイントと上記中央軸との間のあるポイントまで延在する、ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分と、上記最も近い外周ポイントと上記中央軸との間のポイントから、上記中央軸まで延びる、ウェハの前方表面及び後方表面の中央部分と、を備え、
    上記ウェハの前方表面及び後方表面は、少なくとも約２０μｍの全厚変動を有し、
    上記ウェハの前方表面及び後方表面の中央部分は、少なくとも約０，３μｍの表面粗さＲａを有し、かつ
    上記ウェハの前方表面及び後方表面のエッジ部分は、約０．２μｍ未満の表面粗さＲａを有することを特徴とするシリコンウェハ。
  32. 上記ウェハの前方表面及び後方表面が、少なくとも約２５μｍの全厚変動を有することを特徴とする請求項３０又は３１に記載のシリコンウェハ。
  33. 上記ウェハの前方表面及び後方表面が、少なくとも約３５μｍの全厚変動を有することを特徴とする請求項３０又は３１に記載のシリコンウェハ。
  34. 上記ウェハの前方表面及び後方表面の中央部分が、約０．３〜約２．５μｍの表面粗さＲａを有することを特徴とする請求項３０〜３３のいずれかに記載のシリコンウェハ。
  35. 上記ウェハの前方表面及び後方表面の中央部分が、約０．７〜約２μｍの表面粗さＲａを有することを特徴とする請求項３０〜３３のいずれかに記載のシリコンウェハ。
  36. 上記ウェハの前方表面及び後方表面の中央部分が、約１〜約１．５μｍの表面粗さＲａを有することを特徴とする請求項３０〜３３のいずれかに記載のシリコンウェハ。
  37. ケーシングと、
    上記ケーシング内に配置された複数のローラーであって、各ローラーは、中央軸を有し、かつ各近接するローラーの環状溝部に略平行に配置された複数の環状溝部を備えるローラーと、を有するエッジエッチング装置。
  38. 上記環状溝部は、第１環状端部及び第２環状端部により規定され、
    上記第１環状端部及び第２環状端部は、両方、上記中央軸に向かって半径方向内側に延び、
    上記第１環状端部が半径方向内側に向かうに従って、上記第１環状端部は、上記第２環状端部に対して軸方向に向かうことを特徴とする請求項３７記載のエッジエッチング装置。
  39. 上記第１端部の最も半径方向内側のポイントと、上記第２端部の最も半径方向内側のポイントとの間の距離が、溝部が受容できる大きさ及び形状で形成されたウェハの先端部の幅未満であることを特徴とする請求項３８記載のエッジエッチング装置。
  40. 上記第２環状端部が半径方向内側に向かうに従って、上記第２環状端部は、上記第１環状端部に対して軸方向に向かうことを特徴とする請求項３８記載のエッジエッチング装置。
  41. 上記溝部が、上記第１端部の最も半径方向内側のポイントと、上記第２端部の最も半径方向内側のポイントとの間のフローにより規定され、
    上記フロアーの幅が、溝部が受容できる大きさ及び形状に形成されたウェハの先端部の幅未満であることを特徴とする請求項３８記載のエッジエッチング装置。
  42. 上記フロアーの幅が、約５０μｍ〜約２００μｍであることを特徴とする請求項４１記載のエッジエッチング装置。
  43. 上記フロアーの幅が、約５０μｍ〜約１００μｍであることを特徴とする請求項４１記載のエッジエッチング装置。
  44. 上記第２環状端部が半径方向内側に向かうに従って、上記第２環状端部は、上記第１環状端部に対して軸方向に向かうことを特徴とする請求項４１記載のエッジエッチング装置。
  45. 上記環状溝部は、第１環状端部及び第２環状端部により規定され、
    上記第１環状端部及び第２環状端部は、両方、上記中央軸に向かって半径方向内側に延び、
    上記第１環状端部が半径方向内側に延びるに従って、上記第１環状端部は、上記第２環状端部に対して軸方向に向かって延び、
    上記第１端部の最も半径方向内側のポイントと、上記第２端部の最も半径方向内側のポイントとの間の距離が、約２００μｍ未満であることを特徴とする請求項３７記載のエッジエッチング装置。
  46. 上記第１端部の最も半径方向内側のポイントと、上記第２端部の最も半径方向内側のポイントとの間の距離が、約１００μｍ未満であることを特徴とする請求項４５記載のエッジエッチング装置。
  47. 上記第１端部の最も半径方向内側のポイントと、上記第２端部の最も半径方向内側のポイントとの間の距離が、約５０μｍ未満であることを特徴とする請求項４６記載のエッジエッチング装置。
  48. 上記第１端部の最も半径方向内側のポイントと、上記第２端部の最も半径方向内側のポイントとの間の距離が、少なくとも約５０μｍであることを特徴とする請求項４５記載のエッジエッチング装置。
  49. 上記第１端部と上記第２端部とが交差し、上記第１端部の最も半径方向内側のポイント、及び上記第２端部の最も半径方向内側のポイントを規定する頂点を形成することを特徴とする請求項３７記載のエッジエッチング装置。
  50. 上記第２環状端部が半径方向内側に延びるに従って、上記第２環状端部が、上記第１環状端部に対して軸方向に向かって延びることを特徴とする請求項４９記載のエッジエッチング装置。
  51. 上記ケーシングが、汚染されたエッチング剤を当該ケーシングから放出するための開口部を有することを特徴とする請求項３７記載のエッジエッチング装置。
  52. 当該装置が、上記ケーシング内に上部ローラーを備えることを特徴とする請求項３７記載のエッジエッチング装置。
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