JP2604126B2 - 半導体ウェハの表面処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体ウェハの表面
処理方法に係り、特にウェハの外周縁に優れた平面度を
有する面取部を形成することのできる半導体ウェハの表
面処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体ウェハは、シリコンやゲ
ルマニウムなどの略円柱状の半導体単結晶を結晶軸に直
交する方向に沿って例えばダイヤモンドカッタによって
薄く円盤状に切り出すと同時に、この切り出されたウェ
ハ両面の外周縁にこのウェハの半径方向斜め外方に切欠
かれた面取部が形成されてなるものである。この半導体
ウェハの面取部表面には、ダイヤモンドカッタによる切
断歪みが形成されている。従来、このような切断歪みを
除去する方法としては、半導体ウェハ全体をエッチング
液に浸漬し、エッチング液によって切断歪み部分を溶解
除去するエッチング処理方法が行なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の半導
体ウェハの表面処理方法にあっては、面取部に対する表
面処理が半導体ウェハ全体に対するエッチング処理とな
るため、依然として切断歪みが残存して面取部表面の平
面度があまり向上しないなどの問題があった。このよう
な半導体ウェハでは、面取部の平面度が改善されていな
いことから、その面取部の表面に残存するクラックなど
の凹凸から新たな歪みや亀裂が生じ易くなるなど面取部
の表面強度が低下すると共に、強いては半導体ウェハ全
体の強度が低下する問題もあった。

【０００４】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、ウェハの外周に形成された面取部の表面が
極めて平滑でかつ加工歪みのない半導体ウェハの表面処
理方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は次の様な半導体ウェハの表面処理方法を
採用した。すなわち、外周縁両面に面取部が形成された
半導体ウェハ全体をエッチング液に浸漬させてエッチン
グ処理を施す半導体ウェハの表面処理方法において、上
記半導体ウェハを単数枚で、あるいは複数枚重ね合わせ
て、チャック間に把持させ、これらの半導体ウェハの面
取部だけにエッチング液を供給しつつ回転させて該面取
部表面の切断歪みを溶解除去した後に、上記半導体ウェ
ハ全体のエッチング処理を行うことを特徴とする。

【０００６】

【作用】この発明の半導体ウェハの表面処理方法では、
半導体ウェハを単数枚で、あるいは複数枚重ね合わせ
て、チャック間に把持させることにより、ウェハ主面へ
エッチング液が接触するのを防止する。また、半導体ウ
ェハの面取部だけにエッチング液を供給しつつ回転させ
ることにより、該面取部表面の切断歪みのみを徐々に溶
解除去する。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の一実施例の半導体ウェハの
表面処理方法について、シリコンウェハを例にとり説明
する。図１（ａ）（ｂ）は、この発明の半導体ウェハの
表面処理方法の処理対象となるシリコンウェハＡの構成
を示すものである。シリコンウェハＡは、略円柱状のシ
リコン単結晶をこの結晶軸に直交する方向に沿って例え
ばダイヤモンドカッタによって円盤状に薄く切断されて
なるものであって、このシリコンウェハＡの円盤状の切
断面１、１には、それぞれ外周縁に切断面１、１の半径
方向斜め外方に切り欠かれた面取部２、２が形成されて
いる。

【０００８】そして、これら面取部２、２の間の上記切
断面１、１の外周部には、切断面１、１に直交する外周
面３が形成され、この外周面３および面取部２、２の一
部には、ＯＦ（オリエンテーションフラット）部４が形
成されている。また、面取部２、２の表面には、ダイヤ
モンドカッタなどによって面取りされた際に生じた切断
歪みが深さ５〜２０μｍ程度形成されている。

【０００９】このような切断歪みを有するシリコンウェ
ハＡに表面処理を施すには、図２および図３に示す表面
処理装置が好適に用いられる。図２および図３は、この
発明の半導体ウェハの表面処理方法を実施する上で好適
に用いられる表面処理装置の一例を示す図であって、図
２中符号５は、装置本体である。装置本体５は、処理槽
６とウェハ回転駆動装置７とからなるものである。

【００１０】上記処理槽６は、処理対象となるシリコン
ウェハＡを収容してこのシリコンウェハＡの面取部２、
２表面に対してエッチング処理を施すための有底函状の
容器である。この処理槽６の壁部の底部近傍には、処理
槽６内にエッチング液イを供給し、かつ排出すると共
に、エッチング液イの排出後、エッチング残液ロを洗浄
除去するための純水ハを供給するパイプ８が配設され、
側壁部上部には、洗浄水をオーバーフローさせることに
よって排出する配水管９が配設されている。

【００１１】また、処理槽６の底部には、シリコンウェ
ハＡを同軸上に複数枚重ね合わせものをシリコンウェハ
Ａの軸線方向に沿って把持するウェハ把持部１０が設け
られている。このウェハ把持部１０は、互いに対向する
チャック１１とチャック１２とからなるものである。チ
ャック１１は、処理槽６の壁部に対向面が垂直になるよ
うに固定されており、チャック１２は、クランプネジ１
３によって水平方向移動自在に配設されている。このク
ランプネジ１３は、処理槽６の壁部に回動自在に配設さ
れている駆動受け軸１４に連設されている。

【００１２】この駆動受け軸１４は、図２に示すよう
に、歯車１５、歯車１６、歯車１７を介して駆動モータ
１８の駆動軸１８ａに連動されている。このように処理
槽６に配設されたウェハ把持部１０と駆動モータ１８と
これらを連動させるための上記各部材とにより、ウェハ
回転駆動装置が構成されている。また、図４および図５
に示すように、処理槽６の上側には、下端部に排出口２
０ａが設けられエッチング液イを貯留するためのタンク
２０が設けられている。

【００１３】次に、上記の構成からなる表面処理装置を
用いてシリコンウェハＡに対する表面処理方法を説明す
る。まず、シリコンウェハＡをＯＦ部４を互いにそろえ
るようにして複数枚重ね合わせる。このシリコンウェハ
Ａの重ね合わせ枚数は、表面処理装置の処理槽６の大き
さ、チャック１１、１２の対向間寸法、チャックの把持
力、シリコンウェハＡの大きさおよびその強度などによ
り決められ、通常２０〜１００枚程度の範囲とされる。
このように複数枚積層されたシリコンウェハＡを表面処
理装置のチャック１１とチャック１２との間に把持させ
る。

【００１４】この際、図３に示すようにチャック１１と
チャック１２に直接当接するシリコンウェハには、製品
としないダミーのシリコンウェハＣ、Ｃ′を添えること
が望ましい。そして、このチャック１２、１３がシリコ
ンウェハＡを把持する力は、ダミーのシリコンウェハ
Ｃ、Ｃ′をそれぞれ介してシリコンウェハＡの切断面
１、１表面に傷が付かず、かつチャック１２、１３が周
方向に回転した際にシリコンウェハＡが抜け落ちない程
度とされる。

【００１５】次に、駆動モータ１８を駆動させ、ウェハ
把持部１０のチャック１２および１１を回転させ、これ
らの間に把持されたシリコンウェハＡの面取部２、２を
周方向に沿って回転させる。チャック１１，１２の回転
速度は、２０〜６０r.p.m.の程度の範囲で調節される。
２０r.p.m.未満の回転速度では、遅すぎてシリコンウェ
ハＡとエッチング液イとの接触時間が部分的に長くなっ
て表面処理の程度にバラツキが出る不都合が生じる。ま
た６０r.p.m.を超えると、速過ぎてチャック１１、１２
間からシリコンウェハＡが抜け落ちるなどの不都合が生
じる。また、シリコンウェハＡとエッチング液イの接触
時間としては、エッチング液イの濃度と表面処理する表
面の厚さなどにより決められ、通常３０〜１２０秒程度
とされる。

【００１６】次に、タンク２０の排出口２０ａを開いて
エッチング液イを流出させ、回転する面取部２、２に供
給する。タンク２０から流出させるエッチング液イの流
量は、処理されるシリコンウェハＡの処理条件などによ
り決められ、通常８００〜１２００ml程度の範囲とさ
れ、好ましくは１０００ml程度とされる。エッチング液
イとしては、シリコンウェハＡの面取部２、２表面の切
断歪みを溶解除去できるものが用いられ、具体的にはフ
ッ酸と硝酸との混酸が好適に使用される。そして、フッ
酸と硝酸との混合比は、上記面取部２、２の切断歪みの
除去速度および除去する表面の厚さなどにより決めら
れ、通常フッ酸１に対して硝酸４〜７程度とされる。

【００１７】ここで、シリコンウェハＡの大きさが直径
８インチを越えるものでは、図４に示すように予め処理
槽６内に純水ハを貯留し、この純水ハ中にウェハ把持部
１０によって固定されているシリコンウェハＡの一部を
浸漬させることによって、純水ハから受ける浮力を利用
し、シリコンウェハＡをウェハ把持部１０から脱落させ
ないようにしつつ、シリコンウェハＡの軸線方向に直交
する方向からエッチング液イをかけるようにして表面処
理を行なう。

【００１８】また、シリコンウェハＡの大きさが直接８
インチ未満のものでは、図５に示すように処理槽６内に
純水ハを貯留させず、シリコンウェハＡの軸線方向に直
交する方向からエッチング液イをかけるようにして表面
処理を行なう。

【００１９】この表面処理の間、使用済みのエッチング
液イはパイプ８から外部に排出される。所定時間エッチ
ングを行った後、処理槽６内のエッチング残液ロを洗浄
除去するために上記パイプ８から処理槽６内に純水ハを
供給する。そして、この純水ハをシリコンウェハＡ全体
が浸漬するまで供給した後、ウェハ把持部１０を２０r.
p.m.程度の低回転させてシリコンウェハＡの面取部２、
２表面に付着するエッチング残液ロを除去する。さら
に、純水ハを処理槽６内に供給し続けてエッチング残液
ロを含む純水ハ（洗浄排水）を排水管９からオーバーフ
ローさせる。そして、純水ハの供給は、排水管９から排
出される洗浄排水のｐＨ（水素イオン濃度）が５〜７程
度に回復するまで続けられる。

【００２０】次に、シリコンウェハＡをウェハ把持部１
０から取り外し、一定時間水切りし、続いて、スピンド
ライヤなどに入れて乾燥させる。この方法によって表面
処理されたシリコンウェハＡは、面取部２、２の表面が
クラックや歪みなどの凹凸のない平面度に優れたものと
なる。

【００２１】上記の実施例では、シリコンウェハＡを複
数枚重ね合わせ、それらの面取部２に対して表面処理を
施すようにしたが、一枚のシリコンウェハＡに対して表
面処理を施す際には、図６に示すような方法をとること
ができる。すなわち、上記実施例で使用したダミーのウ
ェハＣ、Ｃ′を使わず、直接チャック１１、１２で半導
体ウェハを把持するようにする。そして、チャック１
１、１２のそれぞれ半導体ウェハを把持する側には、一
枚のシリコンウェハＡの面取部２の表面処理を施し易い
ように、予め面取部１９を形成しておく。この場合、上
記の実施例と同様の作用効果を得ることができる。

【００２２】さらにまた、上記実施例では、半導体ウェ
ハとしてシリコンウェハを例にとり説明したが、このシ
リコンウェハの代わりに、ゲルマニウムなど他の半導体
ウェハに対しても同様に表面処理を施すことができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明した様に、この発明の半導体ウ
ェハの表面処理方法によれば、半導体ウェハを単数枚
で、あるいは複数枚重ね合わせて、チャック間に把持さ
せ、これら半導体ウェハの面取部だけにエッチング液を
供給しつつ回転させるので、ウェハ主面へエッチング液
が接触するのを防止することができ、ウェハの外周に形
成された面取部表面の平面度を向上させることができ、
面取部表面にクラックや歪みなどの傷が入りにくくな
り、その表面強度を著しく増大させることができる。さ
らに、面取部だけにエッチング液を供給しつつ回転させ
るので、工程中塵を発生させることがない。

【００２４】よって、この半導体ウェハの表面処理によ
って表面処理された半導体ウェハは、面取部表面が極め
て平滑でかつ加工歪みがなく、半導体の電気的特性を生
かすことができる共に、例えばＩＣ素子などに使用すれ
ば強度安定性に優れた基板を構成することができる。ま
た、半導体ウェハの表面処理を簡易に行うことができ、
作業効率を向上させることができるとともに、表面処理
コストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の半導体ウェハの表面処理方法の処理
対象となるシリコンウェハの一例を示す図であって、
（ａ）はシリコンウェハの平面図、（ｂ）はシリコンウ
ェハの一部を省略した断面図である。

【図２】この発明の半導体ウェハの表面処理方法に好適
に用いられる装置の処理槽を示す概略構成図である。

【図３】半導体ウェハを複数枚処理した際の要部拡大構
成図である。

【図４】この発明の半導体ウェハの表面処理方法に好適
に用いられる装置の全体構成の一例を示す概略構成図で
ある。

【図５】この発明の半導体ウェハの表面処理方法に好適
に用いられる装置の全体構成の他の一例を示す概略構成
図である。

【図６】半導体ウェハを一枚処理した際の要部拡大構成
図である。

【符号の説明】

Ａ シリコンウェハＡ ２ 面取部 イ エッチング液

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周縁両面に面取部が形成された半導体
   ウェハ全体をエッチング液に浸漬させてエッチング処理
   を施す半導体ウェハの表面処理方法において、 上記半導体ウェハを単数枚で、あるいは複数枚重ね合わ
   せて、チャック間に把持させ、これらの半導体ウェハの
   面取部だけにエッチング液を供給しつつ回転させて該面
   取部表面の切断歪みを溶解除去した後に、上記半導体ウ
   ェハ全体のエッチング処理を行うことを特徴とする半導
   体ウェハの表面処理方法。