JP7023211B2 - ポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法及びそれを用いたポリッシュドシリコンウェーハの製造方法 - Google Patents
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Description
前記スライスドウェーハをラッピングしてラッピングウェーハを得るラッピング工程と、
前記ラッピングウェーハをエッチングするエッチング工程と、
を少なくとも経て得られる、裏面が非鏡面であるポリッシュドシリコンウェーハを製造する過程での前記エッチング工程におけるエッチング条件の調整方法であって、
前記ポリッシュドシリコンウェーハの、入射角θでのJIS Z 8741:1997に従う前記裏面の光沢度Gs(θ)が、下記式[1],[2]:
0.8×θ-14.0≦Gs(θ)≦0.8×θ-10.0・・・[1]
2.0≦Gs(θ) ・・・[2]
(ただし、式[1],[2]において、15°≦θ≦25°である)
を満足するよう、前記エッチング条件を調整することを特徴とする、ポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法
本発明の一実施形態に従うポリッシュドシリコンウェーハ(PWウェーハ)のエッチング条件調整方法は、シリコンインゴットをスライスしてスライスドウェーハを得るスライス工程と、前記スライスドウェーハをラッピングしてラッピングウェーハを得るラッピング工程と、前記ラッピングウェーハをエッチングするエッチング工程と、を少なくとも経て得られる、裏面が非鏡面であるポリッシュドシリコンウェーハ(PWウェーハ)を製造する過程での前記エッチング工程におけるエッチング条件の調整方法である。そして、本実施形態によるエッチング条件調整方法では、前記ポリッシュドシリコンウェーハ(PWウェーハ)の、入射角θでのJIS Z 8741:1997に従う前記裏面の光沢度Gs(θ)が、下記式[1],[2]:
0.8×θ-14.0≦Gs(θ)≦0.8×θ-10.0・・・[1]
2.0≦Gs(θ) ・・・[2]
(式[1],[2]において、15°≦θ≦25°である)
を満足するよう、前記エッチング条件を調整するものである。
PWウェーハを製造する際のスライス工程は一般的な手法により行うことができる。例えば、チョクラルスキー(Czochralski:CZ)法や浮遊帯溶融(FZ:Floating Zone)法で育成された単結晶シリコンインゴットをワイヤーソー等でスライスして、スライスドウェーハを得ることができる。
スライス工程により得られたスライスドウェーハをラッピングするラッピング工程も、一般的な手法により行うことができる。一般的なラッピング装置の定盤には研磨布は貼付されず、ウェーハを全面にわたり所定の厚さに平坦に仕上げることを目的としてラッピング(研削)を行う。一般的には、鋳鉄等で作製された定盤面によってウェーハ表裏面を機械研磨(メカニカル研磨)する。また、ラッピング工程では、純水に界面活性剤、防錆剤などを添加し、さらにアルミナ等の砥粒が添加された研磨液が用いられることが一般的である。ラッピングを経たラッピングウェーハの表裏面は、表裏面共に梨地面と呼ばれる非鏡面の状態となる。なお、エッチング工程後に行われ得るポリッシング(研磨)工程とラッピングは以下の点で異なる。ポリッシング工程ではウェーハの鏡面研磨加工を行うために、研磨装置の定盤には研磨布が必須となり、また、一般的に化学機械研磨(CMP研磨)が行われる。化学機械研磨を行うためには、アルカリなどのエッチング作用がある研磨液にシリカ等の砥粒を添加した研磨液を用いることが通常である。
ラッピング工程を経て得られたラッピングウェーハに対し、PWウェーハの裏面の光沢度Gs(θ)が前述の式[1],[2]を満たすエッチング条件の下、エッチング工程を行う。ラッピングウェーハに対するエッチング処理は通常の手法を採用することができ、例えばフッ酸及び硝酸などが所定の比率で混合された混酸を調製し、該混酸が充填された攪拌羽根等を有する攪拌槽内にラッピングウェーハを投入し、ウェーハを攪拌しながら所定時間浸漬するなどすればよい。この際にバブリング装置により撹拌槽内の混酸をバブリングするなどしてもよい。以下のエッチング条件のパラメータが光沢度Gs(θ)に影響を及ぼし得る。
・エッチング取り代
・エッチングレート
・混酸条件:液温、混酸の組成及び混合比率、混酸添加剤、混酸循環量
・ウェーハ操作条件:ウェーハ回転数、揺動幅、揺動時間など
・バブリング条件:バブリング流量、スリットからのバブリング位置、バブリング管断面形状、バブリングオフ時間
PWウェーハを得るためには、エッチング工程後に洗浄工程、片面研磨(ポリッシング)工程、検査工程などが行われ得るが、これらの工程がPWウェーハ裏面の光沢度に与える影響は軽微であり、一般的な工程を適宜行ってもよい。なお、上述したエッチング工程では酸によるエッチングが行われるのに対して、洗浄工程では通常アルカリ液による洗浄が行われる。
また、前述のラッピング工程に先立ち、あるいは、ラッピング工程及びエッチング工程の間にウェーハの面取りを行う面取り工程が行われ得るが、これも任意の工程である。
また、本発明によるポリッシュドシリコンウェーハの製造方法は、上述したエッチング条件調整方法により調整されたエッチング条件を用いてエッチング工程を行うものであり、前述のスライス工程、ラッピング工程、エッチング工程などを経て、PWウェーハを製造することができる。
直径200mmの単結晶シリコンインゴットをスライスし、ウェーハ面取り処理、ラッピング処理及び仕上げ面取り処理を施してラッピングウェーハを得た。フッ酸、硝酸及び酢酸からなる混酸が充填された攪拌槽内にラッピングウェーハを投入し、バブリング装置を用いてバブリングのオン・オフ時間を制御しつつ、ラッピングウェーハを攪拌しながら所定のエッチング条件(なお、サンプル11のエッチングレートは1.50μm/秒であり、エッチング取り代は30μmである)に従いエッチング処理を行った。そして、エッチング後のウェーハに対し洗浄及び片面研磨処理を施し、裏面が非鏡面である、サンプル11に係るPWウェーハ(以下、「サンプル11」)を得た。
サンプル11を作製する際のエッチングレート1.50μm/秒をそれぞれ1.40μm/秒、1.25μm/秒、1.13μm/秒、1.05μm/秒、0.82μm/秒とした以外は、サンプル11と同様にしてPWウェーハを作製し、サンプル12~16を得た。エッチング取り代はいずれも30μmであり、サンプル11と同じである。そして、サンプル12~16の入射角20°及び60°のそれぞれの光沢度を、サンプル11と同様にして測定した。エッチングレートと入射角20°での光沢度との対応関係を図7Aのグラフに示し、エッチングレートと入射角60°での光沢度との対応関係を図7Bのグラフに示す。
まず、実施例1と同様に、まず直径200mmの単結晶シリコンインゴットをスライスし、ウェーハ面取り処理、ラッピング処理及び仕上げ面取り処理を施してラッピングウェーハを得た。次いで、フッ酸、硝酸及び酢酸からなる混酸が充填された攪拌槽内にラッピングウェーハを投入し、バブリング装置を用いてバブリングのオン・オフ時間を制御しつつ、ラッピングウェーハを攪拌しながら所定のエッチング条件(なお、サンプル21のバブリングオフ時間は20秒である)に従いエッチング処理(エッチングレートは1.25μm/秒である)を行った。そして、エッチング後のウェーハに対し洗浄及び片面研磨処理を施し、裏面が非鏡面である、サンプル21に係るPWウェーハ(以下、「サンプル21」)を得た。
サンプル21を作製する際のバブリングオフ時間20秒をそれぞれ15秒、10秒、0秒とした以外は、サンプル21と同様にしてPWウェーハを作製し、サンプル22~24を得た。サンプル21と同様にして入射角20°及び60°のそれぞれの光沢度を、サンプル21と同様の測定位置で測定した。バブリングオフ時間と入射角20°での光沢度との対応関係を図8Aのグラフに示し、バブリングオフ時間と入射角60°での光沢度との対応関係を図8Bのグラフに示す。
10A おもて面
10B 裏面
10C アラインメントマーク
Claims (4)
- シリコンインゴットをスライスしてスライスドウェーハを得るスライス工程と、
前記スライスドウェーハをラッピングしてラッピングウェーハを得るラッピング工程と、
前記ラッピングウェーハをエッチングするエッチング工程と、
を少なくとも経て得られる、裏面が非鏡面であるポリッシュドシリコンウェーハを製造する過程での前記エッチング工程におけるエッチング条件の調整方法であって、
前記ポリッシュドシリコンウェーハの、入射角θでのJIS Z 8741:1997に従う前記裏面の光沢度Gs(θ)が、下記式[1],[2]:
0.8×θ-14.0≦Gs(θ)≦0.8×θ-10.0・・・[1]
2.0≦Gs(θ) ・・・[2]
(ただし、式[1],[2]において、15°≦θ≦25°である)
を満足するよう、前記エッチング条件を調整することを特徴とする、ポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法。 - 入射角θが20°のときの前記光沢度が2.0%以上6.0%以下となるよう前記エッチング条件を調整する、請求項1に記載のポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法。
- 前記エッチング条件はエッチングレート及びバブリングオフ時間の少なくともいずれかにより調整される、請求項1又は2に記載のポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法。
- 請求項1~3のいずれか1項のエッチング条件調整方法により調整されたエッチング条件を用いて前記エッチング工程を行うことを特徴とする、ポリッシュドシリコンウェーハの製造方法。
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