JP4817291B2 - 半導体ウェハの製造方法 - Google Patents
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Description
つまり、裏面の研削工程(バックグラインド工程という。)において研削により生じたシリコンの研削屑が裏面に埋没した場合や、バックグラインド工程後の次工程への搬送工程において裏面を真空吸引でチャックしたときに裏面に付着している研削屑が半導体ウェハの裏面に押込まれた場合には、埋没した研削屑の周囲に気泡が付着しやすくなり、これが裏面のエッチング工程においてバリアになって、埋没した研削屑をエッチングによって取除くことが困難になるからである。
発明者の評価試験によれば、バックグラインド工程後に裏面のエッチング工程へ搬送した半導体ウェハの裏面を、フッ酸(HF)と硝酸(HNO3)の混酸薬液B液(エッチングレート40μm/分)で30μmエッチングした場合に、1.8μm以上の研削屑等の異物が3032個/ウェハ残留し、チャック跡およびベルト跡が残留した例(図5に示す写真参照)が観察されている。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、半導体ウェハのバックグラインド工程後の裏面のエッチング工程において、研削屑等の異物やチャック跡、ベルト跡の残留を抑制して清浄な裏面を得る手段を提供することを目的とする。
半導体ウェハの裏面を研削する工程と、前記研削を終えた半導体ウェハの裏面を、オゾン水からなる洗浄液で洗浄するオゾン水洗浄工程と、オゾン水洗浄工程を終えた半導体ウェハの裏面を、前記洗浄液が乾燥する前に、フッ酸と硝酸を含む混酸薬液でエッチングする薬液エッチング工程と、前記薬液エッチング工程を終えた半導体ウェハの裏面を、前記混酸薬液が乾燥する前に、オゾン水からなる洗浄液で洗浄するエッチング後のオゾン水洗浄工程と、を備え、前記エッチング後のオゾン水洗浄工程と前記薬液エッチング工程とを交互に複数回繰返すことを特徴とする。
図1、図2において、1はシリコン(Si)からなる半導体ウェハであり、そのおもて面1aには複数の半導体素子(本実施例ではIGBT)のアノード電極となる表面電極3が形成されている。
5は保護部材としての保護テープであり、一般的なバックグラインド用の片面接着テープであって、半導体ウェハ1のおもて面1aにその接着層により貼付され、バックグラインド工程(後述する工程P3)における半導体ウェハ1のおもて面1aの表面電極3等への研削屑の付着や損傷を防止する機能を有している。
本実施例のスピンエッチング装置7には、オゾン水を滴下させるためのオゾン水滴下ノズル9aとフッ酸と硝酸の混酸薬液D液(エッチングレート10μm/分)を滴下させるための薬液滴下ノズル9bとの2本の滴下ノズル9がそれぞれ回転テーブル8の中心部の上方に設けられている。
P1(図1)、半導体ウェハ1のおもて面1aに複数の半導体素子の所定の部位に電気的に接続する表面電極3等を形成した半導体ウェハ1を準備する。
P2(図1)、大気圧雰囲気中で半導体ウェハ1のおもて面1a側に押圧ローラ等を用いて保護テープ5を貼付し、貼付した保護テープ5を半導体ウェハ1の大きさに切断して半導体ウェハ1の全面に保護テープ5を貼付する。
P4(図1)、剥離用テープを保護テープ5上に貼付し、その剥離用テープにより保護テープ5を半導体ウェハ1のおもて面1aから剥離する。このとき保護テープ5に付着した研削屑等が同時に除去される。
P5(図2、オゾン水洗浄工程)、スピンエッチング装置7の回転テーブル8に半導体ウェハ1のおもて面1a側を保持し、回転テーブル8を回転させて回転している半導体ウェハ1の裏面1bの中心部にオゾン水滴下ノズル9aから洗浄液として20ppmの濃度のオゾン水を所定の洗浄時間、例えば30秒間供給し、オゾン水を遠心力により半径方向に拡散させて裏面1bを洗浄する。
また、チャック跡やベルト跡の要因となる有機系の異物は、オゾン水により酸化分解され、半径方向に拡散するオゾン水により洗い流される。
また、酸化膜が剥離された半導体ウェハ1のシリコン基板の裏面1bの表層が、主に硝酸の作用によりエッチングされ、裏面1bの表面を円滑にする。
その後に、半導体ウェハ1に残留した混酸薬液を純水またはオゾン水で洗浄し、半導体ウェハ1の裏面1bから所定のイオンを注入し、イオン注入層の活性化のためのアニールを行い、半導体ウェハ1の裏面1bにアノード電極となる裏面電極を形成してダイシングブレード等により半導体ウェハ1を個片に分割して本実施例の半導体素子を製造する。
また、図3に示す試験結果を基に作成した総エッチング量と残留異物数との関係を図4に示す。
また、オゾン水洗浄工程および薬液エッチング工程をそれぞれ30秒として3回繰返し、合計180秒間行って総エッチング量を15μmとした場合の半導体ウェハ1の裏面1bの残留異物数は、基準の場合の残留異物数の25%以下であり、基準の場合に残留していたベルト跡が消失していることが判る。
更に、オゾン水洗浄工程および薬液エッチング工程をそれぞれ30秒として6回、またはそれぞれ60秒として3回繰返し、合計360秒間行って総エッチング量を30μmとした場合の半導体ウェハ1の裏面1bの残留異物数は、基準の場合の残留異物数の6%以下であり、基準の場合に残留していたベルト跡が消失していることが判る。
上記の結果を総エッチング量との関係で見てみると、図4に示すように15μm以上の総エッチング量とすれば裏面の残留異物数を75%以上低減した清浄な半導体ウェハ1を得ることができ、更に30μm以上の総エッチング量とすれば、洗浄時間やエッチング時間および繰返し回数に関わらずに裏面の残留異物数を94%以上低減した清浄な半導体ウェハ1を得ることができる。
更に、オゾン水洗浄工程と薬液エッチング工程とを交互に複数回繰返し、オゾン水洗浄工程において形成された酸化膜を薬液エッチング工程において全て剥離し、更にシリコン基板をエッチングして裏面1bに新たなシリコン面を露出させた状態で再度のオゾン水洗浄工程を行うので、オゾン水洗浄工程における酸化膜の形成を効率的に行うことができると共に、裏面1bに埋め込まれた研削屑等の異物を効率的に持ち上げることができる。
なお、本実施例においては、薬液エッチング工程における混酸薬液は、フッ酸と硝酸の混酸薬液D液(エッチングレート10μm/分)として説明したが、フッ酸と硝酸との混合割合を変えた混酸薬液B液(エッチングレート40μm/分)であってもよく、他の混酸薬液、例えば硫酸(H2SO4)を加えたものであってもよい。
更に、薬液エッチング工程後に、混酸薬液が乾燥する前に、オゾン水洗浄工程を開始するようにしたことによって、混酸薬液の乾燥による異物の裏面への固着を防止することができ、繰返し工程におけるオゾン水洗浄工程の工程時間の短縮を図ることができる。
1a おもて面
1b 裏面
3 表面電極
5 保護テープ
7 スピンエッチング装置
8 回転テーブル
9 滴下ノズル
9a オゾン水滴下ノズル
9b 薬液滴下ノズル
Claims (2)
- 半導体ウェハの裏面を研削する工程と、
前記研削を終えた半導体ウェハの裏面を、オゾン水からなる洗浄液で洗浄するオゾン水洗浄工程と、
オゾン水洗浄工程を終えた半導体ウェハの裏面を、前記洗浄液が乾燥する前に、フッ酸と硝酸を含む混酸薬液でエッチングする薬液エッチング工程と、
前記薬液エッチング工程を終えた半導体ウェハの裏面を、前記混酸薬液が乾燥する前に、オゾン水からなる洗浄液で洗浄するエッチング後のオゾン水洗浄工程と、を備え、
前記エッチング後のオゾン水洗浄工程と前記薬液エッチング工程とを交互に複数回繰返すことを特徴とする半導体ウェハの製造方法。 - 請求項1において、
前記薬液エッチング工程における半導体ウェハの裏面の総エッチング量が、30μm以上であることを特徴とする半導体ウェハの製造方法。
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