JP7036085B2 - Etching method for silicon wafer - Google Patents

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Description

本発明は、シリコンウェーハのエッチング方法に関する。 The present invention relates to an etching method for a silicon wafer.

シリコンウェーハの製造工程において、単結晶インゴットの状態から薄くスライスされたウェーハは、面取り加工と研削加工を経て平坦化を行うのが一般的である。この際、ウェーハ表裏面には上記加工に起因する大小様々なキズや加工歪みが導入され、これらが後工程で顕在化すると重大な品質上の問題になり得る。 In the silicon wafer manufacturing process, a wafer sliced thinly from a single crystal ingot state is generally flattened through chamfering and grinding. At this time, various large and small scratches and processing strains due to the above processing are introduced on the front and back surfaces of the wafer, and if these are manifested in the subsequent process, it may cause a serious quality problem.

そこで、通常はエッチング処理を行って、これらのキズや加工歪を除去する。エッチング方法としては複数のウェーハの表裏面を同時に処理するバッチ方式や枚葉でウェーハの表面と裏面を順に処理するスピンエッチング方式が知られている(特許文献1参照)。また、目的に応じて酸エッチング液で処理する場合とアルカリエッチング液で処理する場合の2通りの手段があり、例えば酸エッチングの場合だと適宜濃度を調節した弗酸と硝酸等を含んだ混酸を用いるのが一般的である。 Therefore, usually, an etching process is performed to remove these scratches and processing strains. As an etching method, a batch method in which the front and back surfaces of a plurality of wafers are simultaneously processed and a spin etching method in which the front and back surfaces of the wafer are sequentially processed by a single sheet are known (see Patent Document 1). In addition, there are two means depending on the purpose, one is treatment with an acid etching solution and the other is treatment with an alkaline etching solution. For example, in the case of acid etching, a mixed acid containing fluorine and nitric acid whose concentration is appropriately adjusted. Is generally used.

特開2007-53178号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-53178

スピンエッチング方式によるシリコンウェーハの酸エッチングを行う場合、通常、使用したエッチング液を回収し、再度エッチング液として用いる。このため、シリコンウェーハを酸エッチングすると、加工枚数に応じてエッチング液に含まれるSi溶解量は増加する。また、Si溶解量の増加はエッチング液に含まれるエッチング化学種の減少を意味するため、平均エッチング速度が減少する。このため連続加工時には平均エッチング速度の減少が避けられない。 When acid etching a silicon wafer is performed by a spin etching method, the used etching solution is usually recovered and used again as an etching solution. Therefore, when the silicon wafer is acid-etched, the amount of Si dissolved in the etching solution increases according to the number of processed sheets. Further, since the increase in the amount of Si dissolved means the decrease in the etching chemical species contained in the etching solution, the average etching rate decreases. Therefore, a decrease in the average etching rate is unavoidable during continuous processing.

また、スピンエッチングにおけるウェーハエッチング速度は、加工条件とエッチング液の流体特性に応じてウェーハ面内分布をもつ。この分布は加工条件と流体特性のうちどちらか一方が変化するだけでも変動する。したがって、上記のようにSi溶解量の変化が伴うスピンエッチング加工を行う場合には、平均エッチング速度だけではなくウェーハ面内のエッチング速度分布の変化も考慮する必要がある。従来は、連続加工時には弗酸補給を行うのが一般的であるが、この方法では平均エッチング速度の低下には対応できるもののウェーハ面内のエッチング速度分布の変化には対応できない問題があった。 Further, the wafer etching rate in spin etching has an in-plane distribution of the wafer according to the processing conditions and the fluid characteristics of the etching solution. This distribution fluctuates even if either one of the processing conditions and the fluid characteristics changes. Therefore, when performing spin etching processing accompanied by a change in the amount of Si dissolved as described above, it is necessary to consider not only the average etching rate but also the change in the etching rate distribution in the wafer surface. Conventionally, it is common to replenish fluoroacid during continuous processing, but this method has a problem that it can cope with a decrease in the average etching rate but cannot cope with a change in the etching rate distribution in the wafer surface.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、酸エッチング液のSi溶解量が変化しても、ウェーハ面内のエッチング速度分布の変化を抑制することができ、エッチング後のウェーハ形状を良好にすることができるシリコンウェーハのエッチング方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even if the amount of Si dissolved in the acid etching solution changes, it is possible to suppress the change in the etching rate distribution in the wafer surface, and the wafer shape after etching can be suppressed. It is an object of the present invention to provide an etching method for a silicon wafer, which can improve the etching method.

上記目的を解決するために、本発明は、シリコンウェーハの表面及び/又は裏面に供給ノズルを通して酸エッチング液を供給しながら、前記シリコンウェーハを回転させることで、前記酸エッチング液の供給範囲を前記シリコンウェーハの表面及び/又は裏面の全面に拡大して酸エッチングを行うスピンエッチング工程を含むシリコンウェーハのエッチング方法であって、
前記スピンエッチング工程において、前記酸エッチング液に含まれるSi溶解量に応じて前記シリコンウェーハの回転数を変えて酸エッチングを行うことを特徴とするシリコンウェーハのエッチング方法を提供する。
In order to solve the above object, in the present invention, the supply range of the acid etching solution is set by rotating the silicon wafer while supplying the acid etching solution to the front surface and / or the back surface of the silicon wafer through a supply nozzle. A silicon wafer etching method including a spin etching step in which acid etching is performed by enlarging the entire surface of the front surface and / or the back surface of the silicon wafer.
Provided is an etching method for a silicon wafer, which comprises performing acid etching by changing the rotation speed of the silicon wafer according to the amount of Si dissolved in the acid etching solution in the spin etching step.

本発明のシリコンウェーハのエッチング方法であれば、酸エッチング液に含まれるSi溶解量によってシリコンウェーハの回転数を変えることで、Si溶解量の増加によるウェーハ面内のエッチング速度分布の変化を抑制することが可能となる。また、Si溶解量が増加しても、エッチング後のウェーハ形状を良好にすることができる。 In the silicon wafer etching method of the present invention, by changing the rotation speed of the silicon wafer according to the amount of Si dissolved in the acid etching solution, the change in the etching rate distribution in the wafer surface due to the increase in the amount of Si dissolved is suppressed. It becomes possible. Further, even if the amount of Si dissolved increases, the shape of the wafer after etching can be improved.

このとき、前記スピンエッチング工程を繰り返し行うことで、複数のシリコンウェーハの連続加工を行い、
前記連続加工中に、前記スピンエッチング工程において使用した前記酸エッチング液を回収し、前記酸エッチング液を保存するエッチング液タンクに戻して再び酸エッチング液として使用することが好ましい。
At this time, by repeating the spin etching process, a plurality of silicon wafers are continuously processed.
During the continuous processing, it is preferable to recover the acid etching solution used in the spin etching step, return it to the etching solution tank for storing the acid etching solution, and use it again as the acid etching solution.

このような方法であれば、Si溶解量の変化が伴う連続加工時でもシリコンウェーハの形状の変化を最小限に抑えることができる。 With such a method, it is possible to minimize the change in the shape of the silicon wafer even during continuous machining accompanied by a change in the amount of Si dissolved.

また、前記酸エッチング液として、弗酸、硝酸を含む混合液、又は、これに酢酸、燐酸、硫酸のうち少なくともいずれか一つを加えた混合液を用いることが好ましい。 Further, as the acid etching solution, it is preferable to use a mixed solution containing fluoroacid and nitric acid, or a mixed solution in which at least one of acetic acid, phosphoric acid and sulfuric acid is added thereto.

このような混合液であれば、シリコンウェーハのスピンエッチングに好適に用いることができる。 Such a mixed liquid can be suitably used for spin etching of a silicon wafer.

本発明のシリコンウェーハのエッチング方法であれば、酸エッチング液に含まれるSi溶解量によってシリコンウェーハの回転数を変えることで、ウェーハ面内のエッチング速度分布の変化を抑制することが可能となる。また、Si溶解量が増加しても、エッチング後のウェーハ形状を良好にすることができる。 According to the silicon wafer etching method of the present invention, it is possible to suppress a change in the etching rate distribution in the wafer surface by changing the rotation speed of the silicon wafer according to the amount of Si dissolved in the acid etching solution. Further, even if the amount of Si dissolved increases, the shape of the wafer after etching can be improved.

シリコンウェーハの回転数を変更した際の、Si溶解量による平坦度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the flatness by the Si dissolution amount when the rotation speed of a silicon wafer is changed. スピンエッチング方式で用いられる一般的なエッチング装置の模式図である。It is a schematic diagram of a general etching apparatus used in a spin etching method.

上記のように、スピンエッチング方式による酸エッチングにおいて、酸エッチング液のSi溶解量が変化した場合に、ウェーハ面内のエッチング速度分布の変化が起こる問題があった。 As described above, in the acid etching by the spin etching method, there is a problem that the etching rate distribution in the wafer surface changes when the amount of Si dissolved in the acid etching solution changes.

酸エッチング液中のSi溶解量が増加すると、酸エッチング液に含まれるエッチング反応化学種の減少だけではなく、酸エッチング液の動粘度も減少する。そのため、酸エッチング液の流体特性が無視できないスピン方式の酸エッチングでは、Si溶解量の増加により、平均エッチング速度の低下だけではなく、面内のエッチング速度の分布状態も変化する。 When the amount of Si dissolved in the acid etching solution increases, not only the etching reaction chemical species contained in the acid etching solution decrease, but also the kinematic viscosity of the acid etching solution decreases. Therefore, in the spin-type acid etching in which the fluid characteristics of the acid etching solution cannot be ignored, not only the average etching rate decreases but also the distribution state of the etching rate in the plane changes due to the increase in the amount of Si dissolved.

通常、スピンエッチング加工中のシリコンウェーハは角速度一定で回転しているため、拡散律速の酸エッチング液を用いる場合のエッチング速度は、周速が速いウェーハ外周部ほど増加する。したがって、通常はウェーハ外周部ほどエッチング取代が増加する。 Normally, since the silicon wafer being spin-etched rotates at a constant angular velocity, the etching rate when a diffusion-controlled acid etching solution is used increases as the peripheral speed of the wafer increases. Therefore, the etching allowance usually increases toward the outer peripheral portion of the wafer.

ここで、Si溶解量が多くなると酸エッチング液の動粘度が減少するため、ウェーハの周速が速い領域での酸エッチング液の平均流速は、Si溶解量が少ないときに比べて減少する。したがって、ウェーハ外周部のエッチング取代はSi溶解量が少ないときに比べて減少する。 Here, since the kinematic viscosity of the acid etching solution decreases as the amount of Si dissolved increases, the average flow velocity of the acid etching solution in the region where the peripheral speed of the wafer is high decreases as compared with the case where the amount of Si dissolved decreases. Therefore, the etching allowance on the outer peripheral portion of the wafer is reduced as compared with the case where the amount of Si dissolved is small.

また、スピンエッチングでは、通常はウェーハの回転中心と酸エッチング液をウェーハに供給するノズルの位置が一致するが、その付近ではエッチング速度はノズル直下に形成される衝突噴流の影響を受ける。衝突噴流の中心にはよどみ点があり、よどみ点では酸エッチング液のウェーハ面に平行な向きの流速は理論上0μm/sである。 Further, in spin etching, the center of rotation of the wafer and the position of the nozzle for supplying the acid etching liquid to the wafer usually coincide with each other, but the etching rate is affected by the collision jet formed directly under the nozzle in the vicinity thereof. There is a stagnation point at the center of the collision jet, and at the stagnation point, the flow velocity of the acid etching solution in the direction parallel to the wafer surface is theoretically 0 μm / s.

通常は、よどみ点の領域は無視できる大きさであり、すぐにウェーハの周速によって酸エッチング液の流速が増加するため、エッチング取代の低下としては現れない。しかしながらSi溶解量が増えて酸エッチング液の動粘度が減少してくると、周速によっても酸エッチング液の平均流速が増加しにくくなるため、Si溶解量が少ないときに比べてエッチング速度が遅くなり、したがってその領域のエッチング取代が減少する。 Normally, the region of the stagnation point is a negligible size, and the flow velocity of the acid etching solution immediately increases due to the peripheral speed of the wafer, so that it does not appear as a decrease in the etching allowance. However, when the amount of Si dissolved increases and the kinematic viscosity of the acid etching solution decreases, the average flow velocity of the acid etching solution does not easily increase depending on the peripheral speed, so the etching rate is slower than when the amount of Si dissolved is small. Therefore, the etching allowance in the area is reduced.

つまり、同一の加工条件と同一組成の酸エッチング液を用いても、上記のような原因により、シリコンウェーハ外周部及び中心付近のエッチング速度が変化し、ウェーハ面内のエッチング速度分布が変化してしまうため、酸エッチング液中のSi溶解量が異なるとスピンエッチング加工後のウェーハ形状は異なることとなってしまう。 That is, even if an acid etching solution having the same processing conditions and the same composition is used, the etching rates around the outer peripheral portion and the center of the silicon wafer change due to the above-mentioned causes, and the etching rate distribution in the wafer surface changes. Therefore, if the amount of Si dissolved in the acid etching solution is different, the shape of the wafer after the spin etching process will be different.

本発明では、このようなウェーハ形状の変化に対応する手段として、Si溶解量に応じたウェーハ回転数の制御を行う。具体的には、Si溶解量が少なく比較的動粘度の大きい酸エッチング液では、ウェーハ回転数を低回転数としてエッチングし、Si溶解量が多く比較的動粘度の小さい酸エッチング液ではウェーハ回転数を高回転としてエッチングすることで、Si溶解量によるウェーハ形状の変化を最小限に抑える。 In the present invention, as a means for dealing with such a change in wafer shape, the wafer rotation speed is controlled according to the amount of Si dissolved. Specifically, in an acid etching solution having a small amount of Si dissolved and a relatively high kinematic viscosity, the wafer rotation speed is set as a low rotation speed, and in an acid etching solution having a large amount of Si dissolved and a relatively small kinematic viscosity, the wafer rotation speed is set. By etching at high rotation speed, the change in wafer shape due to the amount of Si dissolution is minimized.

即ち、本発明は、シリコンウェーハの表面及び/又は裏面に供給ノズルを通して酸エッチング液を供給しながら、前記シリコンウェーハを回転させることで、前記酸エッチング液の供給範囲を前記シリコンウェーハの表面及び/又は裏面の全面に拡大して酸エッチングを行うスピンエッチング工程を含むシリコンウェーハのエッチング方法であって、
前記スピンエッチング工程において、前記酸エッチング液に含まれるSi溶解量に応じて前記シリコンウェーハの回転数を変えて酸エッチングを行うことを特徴とするシリコンウェーハのエッチング方法である。
That is, in the present invention, the silicon wafer is rotated while supplying the acid etching solution to the front surface and / or the back surface of the silicon wafer through the supply nozzle, so that the supply range of the acid etching solution is adjusted to the surface and / or the surface of the silicon wafer. Alternatively, it is an etching method for a silicon wafer including a spin etching step in which acid etching is performed by enlarging the entire surface of the back surface.
In the spin etching step, the silicon wafer etching method is characterized in that acid etching is performed by changing the rotation speed of the silicon wafer according to the amount of Si dissolved in the acid etching solution.

以下、本発明について詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.

図2はスピンエッチング方式で用いられる一般的なエッチング装置の模式図である。具体的には、例えば、三益半導体工業株式会社製スピンエッチャーMSE-7000EL-MHを用いることができる。 FIG. 2 is a schematic diagram of a general etching apparatus used in the spin etching method. Specifically, for example, Spin Etcher MSE-7000EL-MH manufactured by Sanmasu Semiconductor Industry Co., Ltd. can be used.

一般的に、エッチング装置100は、エッチング加工部11とエッチング液供給部12で構成される。 Generally, the etching apparatus 100 is composed of an etching processing unit 11 and an etching liquid supply unit 12.

エッチング加工部11は、真空吸着ステージ2と供給ノズル3を具備することができる。また、エッチング液供給部12は、エッチング液タンク6とエッチング液タンク6からエッチング加工部11へ酸エッチング液8を送液する送液ポンプ13を具備することができる。 The etching processing unit 11 can be provided with a vacuum suction stage 2 and a supply nozzle 3. Further, the etching liquid supply unit 12 can include a liquid feeding pump 13 that feeds the acid etching liquid 8 from the etching liquid tank 6 and the etching liquid tank 6 to the etching processing unit 11.

シリコンウェーハ1は表面または裏面を上にして真空吸着ステージ2の中心に水平に設置され、真空源10に連結した真空吸着ステージ2上に真空吸着で保持することができる。 The silicon wafer 1 is horizontally installed in the center of the vacuum suction stage 2 with the front surface or the back surface facing up, and can be held by vacuum suction on the vacuum suction stage 2 connected to the vacuum source 10.

真空吸着ステージ2は、ステージ下方にある図示しないθ軸モータおよびθスピンドル等による回転ユニットによって、真空吸着ステージ2中心を回転軸として図のθ方向に回転することができる。 The vacuum suction stage 2 can be rotated in the θ direction in the figure with the center of the vacuum suction stage 2 as the rotation axis by a rotation unit having a θ-axis motor and a θ spindle (not shown) below the stage.

次に、図2に示したエッチング装置100を用いた場合を例に、本発明のシリコンウェーハのエッチング方法を説明する。 Next, the etching method of the silicon wafer of the present invention will be described by taking the case of using the etching apparatus 100 shown in FIG. 2 as an example.

本発明のシリコンウェーハのエッチング方法では、シリコンウェーハの表面及び/又は裏面へ供給ノズルを通してエッチング液タンク6に保存された酸エッチング液8を供給しながら、シリコンウェーハを回転させて酸エッチング液の供給範囲をシリコンウェーハ1の全面に拡大して酸エッチングを行うスピンエッチング工程を含む。 In the silicon wafer etching method of the present invention, the silicon wafer is rotated to supply the acid etching solution while supplying the acid etching solution 8 stored in the etching solution tank 6 through the supply nozzle to the front surface and / or the back surface of the silicon wafer. It includes a spin etching step of expanding the range to the entire surface of the silicon wafer 1 and performing acid etching.

スピンエッチング工程では、真空吸着ステージ上方にある供給ノズル3にエッチング液供給部12のエッチング液タンク6から送液ポンプ13を経由して酸エッチング液8を供給し、真空吸着ステージ2上に保持され回転しているシリコンウェーハ1上に酸エッチング液8を供給することができる。 In the spin etching step, the acid etching liquid 8 is supplied from the etching liquid tank 6 of the etching liquid supply unit 12 to the supply nozzle 3 above the vacuum suction stage via the liquid feed pump 13, and is held on the vacuum suction stage 2. The acid etching liquid 8 can be supplied onto the rotating silicon wafer 1.

酸エッチング液8を供給している間、供給ノズル3は、図2中の矢印4(供給ノズルの運動方向)で示すように、シリコンウェーハ1中心を通ってシリコンウェーハ1の径方向に直線往復運動するのが一般的である。 While the acid etching solution 8 is being supplied, the supply nozzle 3 reciprocates linearly in the radial direction of the silicon wafer 1 through the center of the silicon wafer 1 as shown by the arrow 4 (movement direction of the supply nozzle) in FIG. It is common to exercise.

シリコンウェーハ1上に供給された酸エッチング液8は、シリコンウェーハ1の回転に倣ってシリコンウェーハ1上を移動し、シリコンウェーハ1外周部から液滴5となって振り飛ばされて落下し、エッチング加工部から排出される。 The acid etching liquid 8 supplied onto the silicon wafer 1 moves on the silicon wafer 1 in accordance with the rotation of the silicon wafer 1, becomes droplets 5 from the outer peripheral portion of the silicon wafer 1, is shaken off and falls, and is etched. It is discharged from the processed part.

このとき、本発明では、酸エッチング液に含まれるSi溶解量に応じてシリコンウェーハの回転数を変えて酸エッチングを行う。 At this time, in the present invention, acid etching is performed by changing the rotation speed of the silicon wafer according to the amount of Si dissolved in the acid etching solution.

上述のように、同一の加工条件と同一組成の酸エッチング液を用いても、シリコンウェーハ外周部及び中心付近のエッチング速度が変化し、ウェーハ面内のエッチング速度分布が変化してしまうため、酸エッチング液中のSi溶解量が異なるとスピンエッチング加工後のウェーハ形状は異なることとなってしまう。本発明であれば、酸エッチング液に含まれるSi溶解量によってシリコンウェーハの回転数を変えることで、Si溶解量の増加によるウェーハ面内のエッチング速度分布の変化を抑制することが可能となる。また、Si溶解量が増加しても、エッチング後のウェーハ形状を良好にすることができる。 As described above, even if an acid etching solution having the same processing conditions and the same composition is used, the etching rate around the outer periphery and the center of the silicon wafer changes, and the etching rate distribution in the wafer surface changes. If the amount of Si dissolved in the etching solution is different, the shape of the wafer after the spin etching process will be different. According to the present invention, by changing the rotation speed of the silicon wafer according to the amount of Si dissolved in the acid etching solution, it is possible to suppress the change in the etching rate distribution in the wafer surface due to the increase in the amount of Si dissolved. Further, even if the amount of Si dissolved increases, the shape of the wafer after etching can be improved.

即ち、Si溶解量が小さく、動粘度が大きい酸エッチング液を用いる場合は、ウェーハ上の酸エッチング液の流速を適度にするためにウェーハ回転数を低回転数とし、Si溶解量が大きく、動粘度が小さい酸エッチング液を用いる場合は、ウェーハ上の酸エッチング液の流速の低下を抑制するためにウェーハ回転数を高回転数とすればよい。 That is, when an acid etching solution having a small amount of Si dissolved and a large kinematic viscosity is used, the wafer rotation speed is set to a low rotation speed in order to make the flow velocity of the acid etching solution on the wafer appropriate, and the amount of Si dissolved is large. When an acid etching solution having a low viscosity is used, the wafer rotation speed may be set to a high rotation speed in order to suppress a decrease in the flow velocity of the acid etching solution on the wafer.

ウェーハ回転数の変更は、例えば、Si溶解量6g/Lで行い、Si溶解量6g/L未満では1300rpm未満の回転数、Si溶解量6g/L以上では1300rpm以上の回転数等とすることができる。しかしながら、加工条件や酸エッチング液の組成によって適切なSi溶解量はそれぞれ異なるため、ウェーハ回転数を変更するSi溶解量は6g/Lに限定されるものではない。また、変更前後のウェーハ回転数も、加工条件や酸エッチング液の組成により適宜決定することができる。 The wafer rotation speed may be changed, for example, with a Si dissolution amount of 6 g / L, a rotation speed of less than 1300 rpm when the Si dissolution amount is less than 6 g / L, a rotation speed of 1300 rpm or more when the Si dissolution amount is 6 g / L or more, and the like. can. However, since the appropriate amount of Si dissolved differs depending on the processing conditions and the composition of the acid etching solution, the amount of Si dissolved to change the wafer rotation speed is not limited to 6 g / L. Further, the wafer rotation speed before and after the change can be appropriately determined depending on the processing conditions and the composition of the acid etching solution.

所定のエッチング取代を満たした後、エッチング加工が終了したらエッチング液タンク6からの酸エッチング液8の供給を停止し、供給ノズル3に給水源7から水9を供給し、真空吸着ステージ2上に保持され回転しているシリコンウェーハ1上に水9を供給することができる。 After satisfying the predetermined etching allowance, when the etching process is completed, the supply of the acid etching liquid 8 from the etching liquid tank 6 is stopped, water 9 is supplied from the water supply source 7 to the supply nozzle 3, and the water is placed on the vacuum suction stage 2. Water 9 can be supplied onto the silicon wafer 1 that is held and rotated.

シリコンウェーハ1上に供給された水9は、シリコンウェーハ1の回転に倣ってシリコンウェーハ1上を移動し、シリコンウェーハ1上に残留する酸エッチング液8を水9に置換しながらシリコンウェーハ1の外周部から液滴5となって排出される。 The water 9 supplied onto the silicon wafer 1 moves on the silicon wafer 1 following the rotation of the silicon wafer 1, and replaces the acid etching liquid 8 remaining on the silicon wafer 1 with water 9 of the silicon wafer 1. The droplets 5 are discharged from the outer peripheral portion.

シリコンウェーハ1上の酸エッチング液8の水への置換が終了したら、給水源7からの水9の供給を停止し、シリコンウェーハ1を高速回転させることでシリコンウェーハ1上の水をすべて飛散させ、乾燥したシリコンウェーハ1を得ることができる。 When the replacement of the acid etching solution 8 on the silicon wafer 1 with water is completed, the supply of water 9 from the water supply source 7 is stopped, and the silicon wafer 1 is rotated at high speed to scatter all the water on the silicon wafer 1. , A dried silicon wafer 1 can be obtained.

また、本発明では、上記スピンエッチング工程を繰り返し行うことで、複数のシリコンウェーハの連続加工を行い、連続加工中に、上記スピンエッチング工程において使用した酸エッチング液を回収し、エッチング液タンクに戻して再び酸エッチング液として使用することが好ましい。このような方法であれば、Si溶解量の変化が伴う連続加工時でもシリコンウェーハの形状の変化を最小限に抑えることができる。 Further, in the present invention, by repeating the spin etching step, a plurality of silicon wafers are continuously machined, and during the continuous machining, the acid etching solution used in the spin etching step is recovered and returned to the etching solution tank. It is preferable to use it again as an acid etching solution. With such a method, it is possible to minimize the change in the shape of the silicon wafer even during continuous machining accompanied by a change in the amount of Si dissolved.

シリコンウェーハ1の外周部から排出された酸エッチング液の液滴5は、エッチング液回収機構14によりエッチング液タンク6に回収することができる。そして、回収後の酸エッチング液を再び酸エッチング液8とすることができる。 The acid etching liquid droplets 5 discharged from the outer peripheral portion of the silicon wafer 1 can be recovered in the etching liquid tank 6 by the etching liquid recovery mechanism 14. Then, the acid etching solution after recovery can be used as the acid etching solution 8 again.

本発明において、Si溶解量は、例えば、シリコンウェーハ1枚あたりのエッチング取代から、連続加工時のSi溶解量の累計を算出することができ、適切なSi溶解量に達した時点でウェーハ回転数を変更すれば、Si溶解量の変化が伴う連続加工時のスピンエッチング加工において、加工後のウェーハ形状の変化を最小限に抑えた連続加工が可能になる。また、Si溶解量の算出方法は、特に限定されるものではなく、エッチング液タンク等に設けられたSi溶解量を測定する機構15等により求め、求められたSi溶解量に応じてシリコンウェーハの回転数を変えることもできる。また、Si溶解量に応じて、その値に比例してシリコンウェーハの回転数を上げるようにしてもよい。 In the present invention, for the Si dissolution amount, for example, the cumulative total of the Si dissolution amount during continuous processing can be calculated from the etching allowance per silicon wafer, and the wafer rotation speed is reached when an appropriate Si dissolution amount is reached. By changing the above, in the spin etching processing during continuous processing accompanied by a change in the amount of Si dissolved, continuous processing that minimizes the change in wafer shape after processing becomes possible. Further, the method for calculating the Si dissolution amount is not particularly limited, and it is obtained by a mechanism 15 or the like for measuring the Si dissolution amount provided in the etching solution tank or the like, and the silicon wafer is determined according to the obtained Si dissolution amount. You can also change the number of revolutions. Further, the rotation speed of the silicon wafer may be increased in proportion to the value according to the amount of Si dissolved.

また、本発明で使用する酸エッチング液は弗酸と硝酸を含む混合液とすることができるが、これに酢酸や硫酸や燐酸を適宜組み合わせて混合しても良い。このような混合液は、シリコンウェーハのスピンエッチングに好適に用いることができる。混合比は、質量%で例えば弗酸が1~80%、硝酸が10~80%混合された酸エッチング液でよいが、これに質量比で酢酸が例えば10~30%、硫酸が例えば10~25%、燐酸が例えば10~50%を任意の割合で混合してもよい。 Further, the acid etching solution used in the present invention may be a mixed solution containing fluoroacid and nitric acid, but acetic acid, sulfuric acid or phosphoric acid may be appropriately combined and mixed with the mixed solution. Such a mixed liquid can be suitably used for spin etching of a silicon wafer. The mixing ratio may be an acid etching solution in which, for example, 1 to 80% of phosphoric acid and 10 to 80% of nitric acid are mixed in mass ratio, but acetic acid is, for example, 10 to 30%, and sulfuric acid is, for example, 10 to 80% by mass ratio. 25% and, for example, 10 to 50% of phosphoric acid may be mixed in an arbitrary ratio.

尚、上記ではシリコンウェーハの片面をスピンエッチングする場合を例にして説明したが、本発明はこれには限定されず、上面のみならず下面からも酸エッチング液を供給して表裏面を同時にエッチングすることもできる。 In the above description, the case where one side of the silicon wafer is spin-etched has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the acid etching solution is supplied not only from the upper surface but also from the lower surface to simultaneously etch the front and back surfaces. You can also do it.

以下、実験例を示し、本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples.

[実験例]
図2に示したエッチング装置を用いて、シリコンウェーハのエッチング加工を行った。このとき、異なるSi溶解量の酸エッチング液を用いて、シリコンウェーハを低回転数、具体的には回転数300rpmと回転数800rpm、および、高回転数、具体的には回転数1800rpmと回転数2500rpmで加工した。図1に、シリコンウェーハの回転数を変更した際の、Si溶解量による平坦度の変化を示す。ここでいう平坦度は、シリコンウェーハ面内の取代P-V(Peak-Valley)を示す。このときの酸エッチング液は弗酸と硝酸の混合液を用い(質量%で、弗酸4%、硝酸47%であり、100%に満たない残部は水である。)、エッチング液量2.5L/m、酸エッチング液温24℃で加工した。
[Experimental example]
The silicon wafer was etched using the etching apparatus shown in FIG. 2. At this time, using acid etching solutions having different Si dissolution amounts, the silicon wafer has a low rotation speed, specifically, a rotation speed of 300 rpm and a rotation speed of 800 rpm, and a high rotation speed, specifically, a rotation speed of 1800 rpm. It was processed at 2500 rpm. FIG. 1 shows a change in flatness depending on the amount of Si dissolved when the rotation speed of the silicon wafer is changed. The flatness referred to here indicates a allowance PV (Peek-Valley) in the surface of a silicon wafer. At this time, a mixed solution of phosphoric acid and nitric acid was used as the acid etching solution (by mass%, 4% of fluorousic acid and 47% of nitric acid, and the balance of less than 100% was water), and the amount of etching solution was 2. It was processed at 5 L / m and an acid etching solution temperature of 24 ° C.

図1に示したように、ウェーハを低回転数、例えば300rpmや800rpmに固定して加工すると、ウェーハ平坦度は、Si溶解量が増えた場合に、この例では1.0μm近辺まで悪化し、ウェーハを高回転数、例えば1800rpmや2500rpmに固定して加工すると、ウェーハ平坦度は、低回転数のときとは逆に、Si溶解量が少ない場合に、この例では1.0μm付近にまで悪化する。 As shown in FIG. 1, when the wafer is processed by fixing it at a low rotation speed, for example, 300 rpm or 800 rpm, the wafer flatness deteriorates to around 1.0 μm in this example when the Si dissolution amount increases. When the wafer is processed at a high rotation speed, for example, 1800 rpm or 2500 rpm, the wafer flatness deteriorates to around 1.0 μm in this example when the Si dissolution amount is small, contrary to the case of the low rotation speed. do.

そこで、図1に示した例によれば、酸エッチング液のSi溶解量6g/L未満では、例えば300rpmや800rpmのような低回転数、Si溶解量6g/L以上では、例えば回転数1800rpmや2500rpmのような高回転数に変更してエッチングを行えば、Si溶解量によらずウェーハ平坦度を0.7μm以下にできることが分かる。 Therefore, according to the example shown in FIG. 1, when the Si dissolution amount of the acid etching solution is less than 6 g / L, the rotation speed is as low as 300 rpm or 800 rpm, and when the Si dissolution amount is 6 g / L or more, the rotation speed is 1800 rpm or more. It can be seen that the wafer flatness can be reduced to 0.7 μm or less regardless of the amount of Si dissolved by changing to a high rotation speed such as 2500 rpm and performing etching.

上記のことから、本発明の方法であれば、酸エッチング液に含まれるSi溶解量によってシリコンウェーハの回転数を変えることで、Si溶解量の増加によるウェーハ面内のエッチング速度分布の変化を抑制することが可能となり、酸エッチング液のSi溶解量が変化してもウェーハ平坦度を良好にすることができることが示された。 From the above, in the method of the present invention, by changing the rotation speed of the silicon wafer according to the amount of Si dissolved in the acid etching solution, the change in the etching rate distribution in the wafer surface due to the increase in the amount of Si dissolved is suppressed. It was shown that the wafer flatness can be improved even if the amount of Si dissolved in the acid etching solution changes.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an example, and the present invention can be anything that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits the same function and effect. Is included in the technical scope of.

100…エッチング装置、
1…シリコンウェーハ、 2…真空吸着ステージ、
3…供給ノズル、 4…供給ノズルの運動方向、 5…液滴、
6…エッチング液タンク、 7…給水源、 8…酸エッチング液、
9…水、 10…真空源、 11…エッチング加工部、
12…エッチング液供給部、 13…送液ポンプ、
14…エッチング液回収機構、 15…Si溶解量を測定する機構。
100 ... Etching device,
1 ... Silicon wafer, 2 ... Vacuum suction stage,
3 ... Supply nozzle, 4 ... Supply nozzle movement direction, 5 ... Droplet,
6 ... Etching liquid tank, 7 ... Water supply source, 8 ... Acid etching liquid,
9 ... water, 10 ... vacuum source, 11 ... etching processing part,
12 ... Etching liquid supply unit, 13 ... Liquid feeding pump,
14 ... Etching liquid recovery mechanism, 15 ... Mechanism for measuring the amount of Si dissolved.

Claims (3)

シリコンウェーハの表面及び/又は裏面に供給ノズルを通して酸エッチング液を供給しながら、前記シリコンウェーハを回転させることで、前記酸エッチング液の供給範囲を前記シリコンウェーハの表面及び/又は裏面の全面に拡大して酸エッチングを行うスピンエッチング工程を含むシリコンウェーハのエッチング方法であって、
前記スピンエッチング工程において、前記酸エッチング液に含まれるSi溶解量に応じて前記シリコンウェーハの回転数を変えて酸エッチングを行うことを特徴とするシリコンウェーハのエッチング方法。
By rotating the silicon wafer while supplying the acid etching solution to the front surface and / or the back surface of the silicon wafer through a supply nozzle, the supply range of the acid etching solution is expanded to the entire surface of the front surface and / or the back surface of the silicon wafer. This is a silicon wafer etching method that includes a spin etching process that performs acid etching.
A method for etching a silicon wafer, which comprises performing acid etching by changing the rotation speed of the silicon wafer according to the amount of Si dissolved in the acid etching solution in the spin etching step.
前記スピンエッチング工程を繰り返し行うことで、複数のシリコンウェーハの連続加工を行い、
前記連続加工中に、前記スピンエッチング工程において使用した前記酸エッチング液を回収し、前記酸エッチング液を保存するエッチング液タンクに戻して再び酸エッチング液として使用することを特徴とする請求項1に記載のシリコンウェーハのエッチング方法。
By repeating the spin etching process, a plurality of silicon wafers can be continuously processed.
The first aspect of the present invention is characterized in that, during the continuous processing, the acid etching solution used in the spin etching step is recovered, returned to the etching solution tank for storing the acid etching solution, and used again as the acid etching solution. The method for etching a silicon wafer according to the description.
前記酸エッチング液として、弗酸、硝酸を含む混合液、又は、これに酢酸、燐酸、硫酸のうち少なくともいずれか一つを加えた混合液を用いることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のシリコンウェーハのエッチング方法。 Claim 1 or claim 2 is characterized in that, as the acid etching solution, a mixed solution containing fluoroacid and nitric acid, or a mixed solution in which at least one of acetic acid, phosphoric acid, and sulfuric acid is added is used. The method for etching a silicon wafer according to the above.
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