JPH05291238A - シリコンウエハのエッチング方法 - Google Patents
シリコンウエハのエッチング方法Info
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- JPH05291238A JPH05291238A JP8873192A JP8873192A JPH05291238A JP H05291238 A JPH05291238 A JP H05291238A JP 8873192 A JP8873192 A JP 8873192A JP 8873192 A JP8873192 A JP 8873192A JP H05291238 A JPH05291238 A JP H05291238A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ウエハ表面のミクロな形状を向上し、ウエハ
の最エッジ部分のだんもなく、さらにはエッチむらもな
いエッチング方法を提供する。 【構成】 重量％比で弗酸／硝酸の比率が０．４〜１．
０，（弗酸＋硝酸）／酢酸の比率が、０．８〜３．０，
（弗酸＋硝酢）／酢酸の比率が０．８〜２．９の組成を
有する溶液に、シリコンが０．０５〜０．０８モル／リ
ットル溶解したエッチング溶液を用い、該エッチングの
温度を２０〜６０℃の温度に調整し、ウエハを浸漬し
て、エッチングすることを特徴とするシリコンウエハの
エッチング方法。
の最エッジ部分のだんもなく、さらにはエッチむらもな
いエッチング方法を提供する。 【構成】 重量％比で弗酸／硝酸の比率が０．４〜１．
０，（弗酸＋硝酸）／酢酸の比率が、０．８〜３．０，
（弗酸＋硝酢）／酢酸の比率が０．８〜２．９の組成を
有する溶液に、シリコンが０．０５〜０．０８モル／リ
ットル溶解したエッチング溶液を用い、該エッチングの
温度を２０〜６０℃の温度に調整し、ウエハを浸漬し
て、エッチングすることを特徴とするシリコンウエハの
エッチング方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシリコン半導体ウエハ特
に集積回路素子製造のためのウエハの化学エッチング方
法に関する。
に集積回路素子製造のためのウエハの化学エッチング方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコン半導体ウエハはシリコン単結晶
インゴットを引き上げ、そのインゴットを切断して得た
薄円板をラッピング、エッチング、ポリッシングの順に
加工される。近年、デバイスの集積度が向上するにつれ
て、超ＬＳＩ用ウエハに極めて高い形状精度が要求され
るようになった。
インゴットを引き上げ、そのインゴットを切断して得た
薄円板をラッピング、エッチング、ポリッシングの順に
加工される。近年、デバイスの集積度が向上するにつれ
て、超ＬＳＩ用ウエハに極めて高い形状精度が要求され
るようになった。
【０００３】ところで、エッチング工程は両面同時ラッ
ピングで平坦度、板厚ともに精度高く加工したウエハに
対して、残留砥粒と加工変質層を除く目的で、４０〜５
０μｍ程度化学的に除去するために行われるが、形状の
制御性が非常に難しい。通常、ウエハのエッチングには
選択エッチング性がなく、表面荒さが小さく、かつエッ
チング能率の高い、弗酸、硝酸、酢酸および水の混合液
が用いられている。
ピングで平坦度、板厚ともに精度高く加工したウエハに
対して、残留砥粒と加工変質層を除く目的で、４０〜５
０μｍ程度化学的に除去するために行われるが、形状の
制御性が非常に難しい。通常、ウエハのエッチングには
選択エッチング性がなく、表面荒さが小さく、かつエッ
チング能率の高い、弗酸、硝酸、酢酸および水の混合液
が用いられている。
【０００４】特開昭５９−２１９４７６号公報に開示さ
れているように、従来、重量％比で弗酸（約５０重量
％）：硝酸（約７０重量％）：酢酸（約１００重量％）
＝３：５：３（容量比）の混合比に代表される硝酸濃度
の高い混合液が利用されて来た。同公報において詳しく
説明されているように前記のエッチング液では、拡散律
速の条件によってエッチングが進行する。拡散律速の条
件下では、結晶表面の面方位、結晶欠陥等に反応速度は
依存せず、結晶表面における拡散が主たる効果を持つた
め、シリコンウエハ表面の面荒さが平坦化し、ミクロな
形状が向上するという利点がある。しかしながら、エッ
チングの進行とともに、ウエハ外周部がだれて、マクロ
な形状としては平坦性が損なわれるという欠点がある。
弗酸濃度が高いエッチング液の場合にはエッチング速度
が大きくなったり、ウエハ表面のミクロな形状が悪くな
り、光沢度が低下するため等の問題があり、実用にはい
たっていない。
れているように、従来、重量％比で弗酸（約５０重量
％）：硝酸（約７０重量％）：酢酸（約１００重量％）
＝３：５：３（容量比）の混合比に代表される硝酸濃度
の高い混合液が利用されて来た。同公報において詳しく
説明されているように前記のエッチング液では、拡散律
速の条件によってエッチングが進行する。拡散律速の条
件下では、結晶表面の面方位、結晶欠陥等に反応速度は
依存せず、結晶表面における拡散が主たる効果を持つた
め、シリコンウエハ表面の面荒さが平坦化し、ミクロな
形状が向上するという利点がある。しかしながら、エッ
チングの進行とともに、ウエハ外周部がだれて、マクロ
な形状としては平坦性が損なわれるという欠点がある。
弗酸濃度が高いエッチング液の場合にはエッチング速度
が大きくなったり、ウエハ表面のミクロな形状が悪くな
り、光沢度が低下するため等の問題があり、実用にはい
たっていない。
【０００５】このため、従来のエッチング工程において
は、前記特開昭５９−２１９４７６号公報に代表される
ように、硝酸濃度の高い拡散律速の条件下でエッチング
液の流れを制御することによって、ウエハのマクロな形
状の劣化を抑制する努力が続けられてきた。
は、前記特開昭５９−２１９４７６号公報に代表される
ように、硝酸濃度の高い拡散律速の条件下でエッチング
液の流れを制御することによって、ウエハのマクロな形
状の劣化を抑制する努力が続けられてきた。
【０００６】シリコン半導体ウエハをエッチングするに
際し、もう１つの考慮すべきこととしてエッチングむら
があげられる。シリコンウエハをエッチングしたあと、
エッチングウエハを純水中に浸漬し、ウエハを引き上
げ、ウエハ表面を観察すると、蛍光灯下でむらとして観
察される場合がある（以下このむらをエッチむらＩと称
する。）。次に、ウエハ最表面に何らかの薄膜が形成さ
れ、集光灯（６０万ルクス程度の光を照射する装置）下
において色むらとして観察される場合がある（以下、こ
のむらをエッチむらIIと称する）。
際し、もう１つの考慮すべきこととしてエッチングむら
があげられる。シリコンウエハをエッチングしたあと、
エッチングウエハを純水中に浸漬し、ウエハを引き上
げ、ウエハ表面を観察すると、蛍光灯下でむらとして観
察される場合がある（以下このむらをエッチむらＩと称
する。）。次に、ウエハ最表面に何らかの薄膜が形成さ
れ、集光灯（６０万ルクス程度の光を照射する装置）下
において色むらとして観察される場合がある（以下、こ
のむらをエッチむらIIと称する）。
【０００７】前記、硝酸濃度が高い拡散律速の条件下で
はエッチむらＩは発生しないが、このエッチむらIIが発
生し易い。このため、従来のエッチング後工程において
はこのエッチむらIIを除去するためにアルカリ性の溶液
を用いて、エッチングを行い、このエッチむらIIを除去
することが行われて来た。軽微なエッチむらIIはこのア
ルカリ性エッチングにより除去できるが、エッチむらII
の程度がひどい場合には完全には除去できないという問
題があった。
はエッチむらＩは発生しないが、このエッチむらIIが発
生し易い。このため、従来のエッチング後工程において
はこのエッチむらIIを除去するためにアルカリ性の溶液
を用いて、エッチングを行い、このエッチむらIIを除去
することが行われて来た。軽微なエッチむらIIはこのア
ルカリ性エッチングにより除去できるが、エッチむらII
の程度がひどい場合には完全には除去できないという問
題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ラッピングウエハのエ
ッチング液としては、例えば弗酸（約５０％）：硝酸
（約７０％）：酢酸（約１００％）＝３：５：３（容量
比）で代表されるように拡散律速の条件下で化学エッチ
ングされていた。あるいは、特開平３−１５３７号公報
に開示されているように、エッチング溶液中の水分に注
目し、発煙硝酸を用いて溶液中の水分量を減少させた拡
散律速系のエッチング液にて、化学エッチングされてい
た。いずれの場合も、拡散律速系のエッチング液であ
り、形状精度の面において、エッチングを行ったウエハ
はウエハ周縁はウエハ面内に比べ、拡散層が薄くなるた
め、角が丸くなり、ウエハの最エッジはだれてしまって
いた。
ッチング液としては、例えば弗酸（約５０％）：硝酸
（約７０％）：酢酸（約１００％）＝３：５：３（容量
比）で代表されるように拡散律速の条件下で化学エッチ
ングされていた。あるいは、特開平３−１５３７号公報
に開示されているように、エッチング溶液中の水分に注
目し、発煙硝酸を用いて溶液中の水分量を減少させた拡
散律速系のエッチング液にて、化学エッチングされてい
た。いずれの場合も、拡散律速系のエッチング液であ
り、形状精度の面において、エッチングを行ったウエハ
はウエハ周縁はウエハ面内に比べ、拡散層が薄くなるた
め、角が丸くなり、ウエハの最エッジはだれてしまって
いた。
【０００９】本発明は弗酸、硝酸、酢酸および水からな
るエッチング液の主に弗酸と硝酸濃度を変化させ、エッ
チングを反応律速とすることによって、前記問題点を解
消し、ウエハ表面のミクロな形状を向上し、ウエハの最
エッジ部分のだれもをなく、さらにはエッチむらもない
エッチング方法を提供するものである。
るエッチング液の主に弗酸と硝酸濃度を変化させ、エッ
チングを反応律速とすることによって、前記問題点を解
消し、ウエハ表面のミクロな形状を向上し、ウエハの最
エッジ部分のだれもをなく、さらにはエッチむらもない
エッチング方法を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明前述の課題を解決
したものでありその要旨は次の通りである。
したものでありその要旨は次の通りである。
【００１１】重量％比で ＨＦ／ＨＮＯ3 ＝０．４〜１．０ （ＨＦ＋ＨＮＯ3 ）／ＣＨ3 ＣＯＯＨ＝０．８〜３．０ （ＨＦ＋ＨＮＯ3 ）／Ｈ2 Ｏ＝０．８〜２．９ の組成を有する溶液に、シリコンを０．０５〜０．８０
ｍｏｌ／ｌ溶解したエッチング溶液を用い、該エッチン
グ液の温度を２０〜６０℃の温度に調整し、ウエハを浸
漬して、エッチングする。
ｍｏｌ／ｌ溶解したエッチング溶液を用い、該エッチン
グ液の温度を２０〜６０℃の温度に調整し、ウエハを浸
漬して、エッチングする。
【００１２】
【作用】以下、本発明の作用を詳細に説明する。
【００１３】本発明ではラッピングウエハを弗酸、硝
酸、酢酸、水の４成分からなるエッチング液中に浸漬し
エッチングする方法として、その初期組成を重量％比
で、 ＨＦ／ＨＮＯ3 ＝０．４〜１．０ （ＨＦ＋ＨＮＯ3 ）／ＣＨ3 ＣＯＯＨ＝０．８〜３．０ （ＨＦ＋ＨＮＯ3 ）／Ｈ2 Ｏ＝０．８〜２．９ とし、その溶液にシリコンを０．０５〜０．０８ｍｏｌ
／ｌ溶解したものをエッチング溶液として用い、該エッ
チング時の温度を２０〜６０℃とする。ＨＦ／ＨＮＯ3
の濃度比が高く、（ＨＦ／ＨＮＯ3 ）／Ｈ2 Ｏの比率が
高いことが従来のエッチング液との大きな違いである。
また、エッチングに最適な温度範囲があることも大きな
特徴である。
酸、酢酸、水の４成分からなるエッチング液中に浸漬し
エッチングする方法として、その初期組成を重量％比
で、 ＨＦ／ＨＮＯ3 ＝０．４〜１．０ （ＨＦ＋ＨＮＯ3 ）／ＣＨ3 ＣＯＯＨ＝０．８〜３．０ （ＨＦ＋ＨＮＯ3 ）／Ｈ2 Ｏ＝０．８〜２．９ とし、その溶液にシリコンを０．０５〜０．０８ｍｏｌ
／ｌ溶解したものをエッチング溶液として用い、該エッ
チング時の温度を２０〜６０℃とする。ＨＦ／ＨＮＯ3
の濃度比が高く、（ＨＦ／ＨＮＯ3 ）／Ｈ2 Ｏの比率が
高いことが従来のエッチング液との大きな違いである。
また、エッチングに最適な温度範囲があることも大きな
特徴である。
【００１４】シリコンが溶解するときには次の式で表さ
れる化学反応が起こる。
れる化学反応が起こる。
【００１５】 ３Ｓｉ＋４ＨＮＯ3 ＋１８ＨＦ→３Ｈ2 ＳｉＦ6 ＋４ＮＯ↑＋８Ｈ2 Ｏ…… シリコンが溶解するときには、弗酸と硝酸が消費され、
反応生成物としてヘキサフルオロケイ酸（Ｈ2 ＳｉＦ
6 ）、一酸化窒素（ＮＯ）、水（Ｈ2 Ｏ）が生成する。
反応生成物としてヘキサフルオロケイ酸（Ｈ2 ＳｉＦ
6 ）、一酸化窒素（ＮＯ）、水（Ｈ2 Ｏ）が生成する。
【００１６】したがって、上式により初期組成と溶解シ
リコン濃度とからエッチング時の液組成を計算すること
ができる。
リコン濃度とからエッチング時の液組成を計算すること
ができる。
【００１７】ＨＦ／ＨＮＯ3 の重量％比率を規定したの
はＨＦ／ＨＮＯ3 の比率がエッチングの特性を決定する
第１の因子であり、主にエッチング速度、ウエハ表面状
態、ウエハ表面のミクロな形状等を決定するためであ
る。特に、エッチむらIIは主にＨＦ／ＨＮＯ3 の比率に
ほぼ支配されており、ＨＦ／ＨＮＯ3 の比率が低くなる
と発生し易くなる。このエッチむらIIはシリコンウエハ
表面に何らかの薄膜あるいは多孔質の薄膜が形成され、
それが集光灯下で色むらとして観察される。
はＨＦ／ＨＮＯ3 の比率がエッチングの特性を決定する
第１の因子であり、主にエッチング速度、ウエハ表面状
態、ウエハ表面のミクロな形状等を決定するためであ
る。特に、エッチむらIIは主にＨＦ／ＨＮＯ3 の比率に
ほぼ支配されており、ＨＦ／ＨＮＯ3 の比率が低くなる
と発生し易くなる。このエッチむらIIはシリコンウエハ
表面に何らかの薄膜あるいは多孔質の薄膜が形成され、
それが集光灯下で色むらとして観察される。
【００１８】本発明において、ＨＦ／ＨＮＯ3 の比率の
下限を０．４と規定したのは、０．４以下になると前述
のエッチむらIIが発生するためである。また、上限を
１．０と規定したのは、１．０以上になるとウエハ表面
のミクロな悪くなり、表面の光沢度が低下するためであ
る。
下限を０．４と規定したのは、０．４以下になると前述
のエッチむらIIが発生するためである。また、上限を
１．０と規定したのは、１．０以上になるとウエハ表面
のミクロな悪くなり、表面の光沢度が低下するためであ
る。
【００１９】酢酸はシリコンの溶解には直接関与してい
ないが、エッチング速度を減少させるインヒビターとし
て働く。また、ウエハ表面のミクロな形状を改善すると
いう働きがある。
ないが、エッチング速度を減少させるインヒビターとし
て働く。また、ウエハ表面のミクロな形状を改善すると
いう働きがある。
【００２０】本発明において、（ＨＦ＋ＨＮＯ3 ）／Ｃ
Ｈ3 ＣＯＯＨの比率の下限として０．８と規定したの
は、前記比率が０．８以下になると、インヒビターとし
ての働きが過度に強くなって、エッチング反応が不均一
に進行し易くなり、その結果、前述のエッチむらＩが発
生するためである。
Ｈ3 ＣＯＯＨの比率の下限として０．８と規定したの
は、前記比率が０．８以下になると、インヒビターとし
ての働きが過度に強くなって、エッチング反応が不均一
に進行し易くなり、その結果、前述のエッチむらＩが発
生するためである。
【００２１】上限として３．０を規定した理由は、前記
ＨＦ／ＨＮＯ3 の比率の範囲において、（ＨＦ＋ＨＮＯ
3 ）／ＣＨ3 ＣＯＯＨが３．０以上になると、エッチン
グ速度が大きくなり過ぎて、エッチング後のウエハの厚
みを制御することが困難となるためである。
ＨＦ／ＨＮＯ3 の比率の範囲において、（ＨＦ＋ＨＮＯ
3 ）／ＣＨ3 ＣＯＯＨが３．０以上になると、エッチン
グ速度が大きくなり過ぎて、エッチング後のウエハの厚
みを制御することが困難となるためである。
【００２２】エッチング液の成分である水も、酢酸と同
様にインヒビターとしての働きがある。本発明におい
て、（ＨＦ＋ＨＮＯ3 ）／Ｈ2 Ｏの比率の下限として
０．８を規定したのは、０．８以下になると、エッチむ
らＩが発生し易くなり、ウエハの外観が悪くなるためで
ある。また、上限として２．９を規定したのは、２．９
以上になるとエッチング液を調合するのが困難になり、
またエッチング速度が大きくなり過ぎて、エッチングウ
エハの厚みを制御することが困難になるためである。市
販されている薬品を用いてエッチング液を調合する場
合、半導体仕様薬品としては５０ｗｔ％弗酸、７０ｗｔ
％硝酸が多いため、エッチング液中の水成分が必然的に
多くなることが避けられない。このため、（ＨＦ＋ＨＮ
Ｏ3 ）／Ｈ2 Ｏの比率を下げることは、非常に困難であ
り、特開平３−１５７３の明細書に記載されている様
に、発煙硝酸等の薬品を使用しないと調合できない。こ
の様な理由のために、前記比率が２．９以上になるとエ
ッチング液の調合が困難になるのである。
様にインヒビターとしての働きがある。本発明におい
て、（ＨＦ＋ＨＮＯ3 ）／Ｈ2 Ｏの比率の下限として
０．８を規定したのは、０．８以下になると、エッチむ
らＩが発生し易くなり、ウエハの外観が悪くなるためで
ある。また、上限として２．９を規定したのは、２．９
以上になるとエッチング液を調合するのが困難になり、
またエッチング速度が大きくなり過ぎて、エッチングウ
エハの厚みを制御することが困難になるためである。市
販されている薬品を用いてエッチング液を調合する場
合、半導体仕様薬品としては５０ｗｔ％弗酸、７０ｗｔ
％硝酸が多いため、エッチング液中の水成分が必然的に
多くなることが避けられない。このため、（ＨＦ＋ＨＮ
Ｏ3 ）／Ｈ2 Ｏの比率を下げることは、非常に困難であ
り、特開平３−１５７３の明細書に記載されている様
に、発煙硝酸等の薬品を使用しないと調合できない。こ
の様な理由のために、前記比率が２．９以上になるとエ
ッチング液の調合が困難になるのである。
【００２３】エッチングを工業的行う場合には、消費さ
れる弗酸量、硝酸量、増加するシリコン量、水の量は無
視することができない。そこで、シリコンをエッチング
した後、シリコン量、弗酸量、硝酸量、酢酸量、水量を
調節するため、エッチング液の一部を抜き取り、所定量
の弗酸、硝酸、酢酸および水を入れ、エッチング溶液の
組成を元の状態に戻るように調合し、繰り返し用いられ
る。
れる弗酸量、硝酸量、増加するシリコン量、水の量は無
視することができない。そこで、シリコンをエッチング
した後、シリコン量、弗酸量、硝酸量、酢酸量、水量を
調節するため、エッチング液の一部を抜き取り、所定量
の弗酸、硝酸、酢酸および水を入れ、エッチング溶液の
組成を元の状態に戻るように調合し、繰り返し用いられ
る。
【００２４】溶解シリコン量の下限として、０．０５ｍ
ｏｌ／ｌを規定したのは、０．０５ｍｏｌ／ｌ以下にな
ると、エッチング液を元のエッチング液組成、特に溶解
シリコン量を元の状態に戻すためには、多量のエッチン
グ液を抜く必要があり、工業的には行えない。
ｏｌ／ｌを規定したのは、０．０５ｍｏｌ／ｌ以下にな
ると、エッチング液を元のエッチング液組成、特に溶解
シリコン量を元の状態に戻すためには、多量のエッチン
グ液を抜く必要があり、工業的には行えない。
【００２５】溶解シリコン量の上限として０．８０ｍｏ
ｌ／ｌを規定したのは、０．８０ｍｏｌ／ｌ以上になる
と、シリコンの溶解によりエッチング液中の水の成分が
多くなり、結果として、前述のエッチむらＩが発生し易
くなり、また、光沢度が低下するためである。
ｌ／ｌを規定したのは、０．８０ｍｏｌ／ｌ以上になる
と、シリコンの溶解によりエッチング液中の水の成分が
多くなり、結果として、前述のエッチむらＩが発生し易
くなり、また、光沢度が低下するためである。
【００２６】本発明において温度範囲を規定した理由
は、エッチング液温度がウエハ表面状態およびエッチン
グ後のウエハ形状に大きく作用する重要な因子であるた
めである。下限として２０℃を規定したのは、この温度
以下になるとエッチむらＩが生じ易くなるためである。
上限として、６０℃を規定したのは、この温度を超える
とエッチング液の成分が一部蒸発することによって組成
変動が起こるためである。
は、エッチング液温度がウエハ表面状態およびエッチン
グ後のウエハ形状に大きく作用する重要な因子であるた
めである。下限として２０℃を規定したのは、この温度
以下になるとエッチむらＩが生じ易くなるためである。
上限として、６０℃を規定したのは、この温度を超える
とエッチング液の成分が一部蒸発することによって組成
変動が起こるためである。
【００２７】本発明の方法においてラッピングウエハを
エッチングすると、ウエハ表面のミクロな形状を向上
し、ウエハの最エッジ部分のだれもをなく、さらにはエ
ッチむらも生じない。実施例の表１に示されているよう
に、従来のエッチング液ではウエハの回転数によりエッ
チング速度が異なっており、ウエハの回転数依存性があ
った。これはラップウエハがエッチングされるときの反
応が拡散律速であることを示している。したがって、ウ
エハをエッチングする際にはウエハ表面での充分な液の
拡散が必要であった。一方、本発明のエッチング液では
ウエハの回転数によりエッチング速度が変化していな
い。したがって、本発明エッチング液は拡散律速ではな
く、本発明のエッチング液は反応律速によりエッチング
液が進行すると考えられる。
エッチングすると、ウエハ表面のミクロな形状を向上
し、ウエハの最エッジ部分のだれもをなく、さらにはエ
ッチむらも生じない。実施例の表１に示されているよう
に、従来のエッチング液ではウエハの回転数によりエッ
チング速度が異なっており、ウエハの回転数依存性があ
った。これはラップウエハがエッチングされるときの反
応が拡散律速であることを示している。したがって、ウ
エハをエッチングする際にはウエハ表面での充分な液の
拡散が必要であった。一方、本発明のエッチング液では
ウエハの回転数によりエッチング速度が変化していな
い。したがって、本発明エッチング液は拡散律速ではな
く、本発明のエッチング液は反応律速によりエッチング
液が進行すると考えられる。
【００２８】
【実施例】直径８インチ、８〜１２Ωｃｍのシリコンの
単結晶をスライスし、ベベリングし、その後両面をラッ
ピングし、ラッピングウエハを作成した。エッチングは
ラッピングウエハを洗浄、乾燥して行なった。
単結晶をスライスし、ベベリングし、その後両面をラッ
ピングし、ラッピングウエハを作成した。エッチングは
ラッピングウエハを洗浄、乾燥して行なった。
【００２９】エッチング液は所定の初期組成の弗酸、硝
酸、酢酸および水を含む溶液にシリコンを溶解させて、
エッチング液を調合した。シリコンを溶解させるときに
は多量のＮＯｘが発生するため、エッチングは所定濃度
のエッチング液を調合した後、１時間経過したあとに行
った。図１に示すエッチング槽１に所定の濃度のエッチ
ング液３を入れ、ラッピングウエハ２を回転させながら
エッチングを行った。エッチング代は両面を合わせて３
５〜４０μｍとした。
酸、酢酸および水を含む溶液にシリコンを溶解させて、
エッチング液を調合した。シリコンを溶解させるときに
は多量のＮＯｘが発生するため、エッチングは所定濃度
のエッチング液を調合した後、１時間経過したあとに行
った。図１に示すエッチング槽１に所定の濃度のエッチ
ング液３を入れ、ラッピングウエハ２を回転させながら
エッチングを行った。エッチング代は両面を合わせて３
５〜４０μｍとした。
【００３０】図２にラッピングウエハの形状、図３に従
来のエッチング液にてエッチング行ったウエハの形状、
図４に本発明のエッチング方法にてエッチングを行った
ウエハの形状を示す。従来の方法はラッピングウエハを
エッチングすると、図３に示すようにウエハの最エッジ
部はエッチングが促進され角がエッチングオフされ、エ
ッジ部に丸みを帯びてだれを生じる。これはウエハを回
転させて、ウエハをエッチングしているため、ウエハ中
央部とウエハ外周部とでは液に対する相対速度の違いに
よって、拡散層の厚みが異なり、ウエハの外周では拡散
層が薄くなって、エッチング速度が大きくなっているた
めである。エッチングウエハの最外周部Ａから丸みを帯
び始めた点Ｂまで半径方向の距離Ｌをだれと定義する。
来のエッチング液にてエッチング行ったウエハの形状、
図４に本発明のエッチング方法にてエッチングを行った
ウエハの形状を示す。従来の方法はラッピングウエハを
エッチングすると、図３に示すようにウエハの最エッジ
部はエッチングが促進され角がエッチングオフされ、エ
ッジ部に丸みを帯びてだれを生じる。これはウエハを回
転させて、ウエハをエッチングしているため、ウエハ中
央部とウエハ外周部とでは液に対する相対速度の違いに
よって、拡散層の厚みが異なり、ウエハの外周では拡散
層が薄くなって、エッチング速度が大きくなっているた
めである。エッチングウエハの最外周部Ａから丸みを帯
び始めた点Ｂまで半径方向の距離Ｌをだれと定義する。
【００３１】表１に本発明と従来の方法におけるエッチ
ング液組成とエッチング特性を示す。
ング液組成とエッチング特性を示す。
【００３２】従来のエッチング液ではウエハの回転数に
よりエッチング速度が異なっており、ウエハの回転数依
存性があった。一方、本発明のエッチング液ではウエハ
の回転数によりエッチング速度が変化していない。した
がって、本発明エッチング液は拡散律速度ではなく、本
発明のエッチング液は反応律速によりエッチング液が進
行すると考えられる。
よりエッチング速度が異なっており、ウエハの回転数依
存性があった。一方、本発明のエッチング液ではウエハ
の回転数によりエッチング速度が変化していない。した
がって、本発明エッチング液は拡散律速度ではなく、本
発明のエッチング液は反応律速によりエッチング液が進
行すると考えられる。
【００３３】また、従来のエッチング方法ではエッチむ
らIIが観察されたが、本発明の方法では全く観察されな
かった。
らIIが観察されたが、本発明の方法では全く観察されな
かった。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【発明の効果】本発明の方法は、従来のエッチング液の
組成比の中で、ＨＦ／ＮＨＯ3 濃度比を低め、ＨＦ濃度
が高い領域において、酢酸濃度、水濃度を高めたところ
に特徴があり、エッチングウエハのマクロな形状が優
れ、さらにはミクロな形状も良く、エッチむらの生じな
いウエハを提供できる。さらには、後工程であるポリッ
シング工程で表面形状精度の高いウエハを得ることがで
きるエッチングウエハを提供することができる。
組成比の中で、ＨＦ／ＮＨＯ3 濃度比を低め、ＨＦ濃度
が高い領域において、酢酸濃度、水濃度を高めたところ
に特徴があり、エッチングウエハのマクロな形状が優
れ、さらにはミクロな形状も良く、エッチむらの生じな
いウエハを提供できる。さらには、後工程であるポリッ
シング工程で表面形状精度の高いウエハを得ることがで
きるエッチングウエハを提供することができる。
【図１】本発明の実施例におけるエッチング態様の説明
図。
図。
【図２】ラッピングウエハの外周部断面形状を示す図。
【図３】従来エッチング液に浸漬しエッチングを行った
ウエハの外周部断面形状を示す図。
ウエハの外周部断面形状を示す図。
【図４】本発明エッチング液に浸漬しエッチングを行っ
たウエハの外周部断面形状を示す図。
たウエハの外周部断面形状を示す図。
【符号の説明】 １…エッチング槽 ２…シリコン半導体
ウエハ ３…エッチング液
ウエハ ３…エッチング液
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年５月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】特開昭５９−２１９４７６号公報に開示さ
れているように、従来、重量％比で弗酸（約５０重量
％）：硝酸（約７０重量％）：酢酸（約１００重量％）
＝３：５：３（容量比）の混合比に代表される硝酸濃度
の高い混合液が利用されてきた。同公報において詳しく
説明されているように前記のエッチング液では、拡散律
速の条件によってエッチングが進行する。拡散律速の条
件下では、結晶表面の面方位、結晶欠陥等に反応速度は
依存せず、結晶表面における拡散が主たる効果を持つた
め、シリコンウエハ表面の面荒さが平坦化し、ミクロな
形状が向上するという利点がある。しかしながら、エッ
チングの進行とともに、ウエハ外周部がだれて、マクロ
な形状としては平坦性が損なわれるという欠点がある。
弗酸濃度が高いエッチング液の場合にはエッチング速度
が大きくなったり、ウエハ表面のミクロな形状が悪くな
り、光沢度が低下するため等の問題があり、実用にはい
たっていない。
れているように、従来、重量％比で弗酸（約５０重量
％）：硝酸（約７０重量％）：酢酸（約１００重量％）
＝３：５：３（容量比）の混合比に代表される硝酸濃度
の高い混合液が利用されてきた。同公報において詳しく
説明されているように前記のエッチング液では、拡散律
速の条件によってエッチングが進行する。拡散律速の条
件下では、結晶表面の面方位、結晶欠陥等に反応速度は
依存せず、結晶表面における拡散が主たる効果を持つた
め、シリコンウエハ表面の面荒さが平坦化し、ミクロな
形状が向上するという利点がある。しかしながら、エッ
チングの進行とともに、ウエハ外周部がだれて、マクロ
な形状としては平坦性が損なわれるという欠点がある。
弗酸濃度が高いエッチング液の場合にはエッチング速度
が大きくなったり、ウエハ表面のミクロな形状が悪くな
り、光沢度が低下するため等の問題があり、実用にはい
たっていない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ラッピングウエハのエ
ッチング液としては、例えば弗酸（約５０％）：硝酸
（約７０％）：酢酸（約１００％）＝３：５：３（容量
比）で代表されるように拡散律速の条件下で化学エッチ
ングされていた。あるいは、特開平３−１５３７号公報
に開示されているように、エッチング溶液中の水分に注
目し、発煙硝酸を用いて溶液中の水分量を減少させた拡
散律速系のエッチング液にて、化学エッチングされてい
た。いずれの場合も、拡散律速系のエッチング液であ
り、形状精度の面において、エッチングを行ったウエハ
のウエハ周縁はウエハ面内に比べ、拡散層が薄くなるた
め、角が丸くなり、ウエハの最エッジはだれてしまって
いた。 ─────────────────────────────────────────────────────
ッチング液としては、例えば弗酸（約５０％）：硝酸
（約７０％）：酢酸（約１００％）＝３：５：３（容量
比）で代表されるように拡散律速の条件下で化学エッチ
ングされていた。あるいは、特開平３−１５３７号公報
に開示されているように、エッチング溶液中の水分に注
目し、発煙硝酸を用いて溶液中の水分量を減少させた拡
散律速系のエッチング液にて、化学エッチングされてい
た。いずれの場合も、拡散律速系のエッチング液であ
り、形状精度の面において、エッチングを行ったウエハ
のウエハ周縁はウエハ面内に比べ、拡散層が薄くなるた
め、角が丸くなり、ウエハの最エッジはだれてしまって
いた。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年７月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】シリコン半導体ウエハをエッチングするに
際し、もう１つの考慮すべきこととしてエッチングむら
があげられる。シリコンウエハをエッチングしたあと、
エッチングウエハを純水中に浸漬し、ウエハを引き上
げ、ウエハ表面を観察すると、蛍光灯下でむらとして観
察される場合がある（以下このむらをエッチむらＩと称
する。）。次に、ウエハ最表面に何らかの薄膜が形成さ
れ、集光灯（１０〜３０万ルクス程度の光を照射する装
置）下において色むらとして観察される場合がある（以
下、このむらをエッチむらＩＩと称する）。
際し、もう１つの考慮すべきこととしてエッチングむら
があげられる。シリコンウエハをエッチングしたあと、
エッチングウエハを純水中に浸漬し、ウエハを引き上
げ、ウエハ表面を観察すると、蛍光灯下でむらとして観
察される場合がある（以下このむらをエッチむらＩと称
する。）。次に、ウエハ最表面に何らかの薄膜が形成さ
れ、集光灯（１０〜３０万ルクス程度の光を照射する装
置）下において色むらとして観察される場合がある（以
下、このむらをエッチむらＩＩと称する）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 垂永伸二 光市大字島田3434番地 ニッテツ電子株式 会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％比で ＨＦ／ＨＮＯ3 ＝０．４〜１．０ （ＨＦ＋ＨＮＯ3 ）／ＣＨ3 ＣＯＯＨ＝０．８〜３．０ （ＨＦ＋ＨＮＯ3 ）／Ｈ2 Ｏ＝０．８〜２．９ の組成を有する溶液に、シリコンを０．０５〜０．８０
ｍｏｌ／ｌ溶解したエッチング溶液を用い、該エッチン
グ液の温度を２０〜６０℃の温度に調整し、ウエハを浸
漬して、エッチングすることを特徴とするシリコンウエ
ハのエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08873192A JP3188902B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | シリコンウエハのエッチング方法及びこれを用いるエッチング溶液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08873192A JP3188902B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | シリコンウエハのエッチング方法及びこれを用いるエッチング溶液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291238A true JPH05291238A (ja) | 1993-11-05 |
| JP3188902B2 JP3188902B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=13951068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08873192A Expired - Fee Related JP3188902B2 (ja) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | シリコンウエハのエッチング方法及びこれを用いるエッチング溶液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3188902B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0674343A2 (en) * | 1994-03-25 | 1995-09-27 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | Method for storing silicon wafers |
| WO2001048803A1 (fr) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Solution de gravure, procede de gravure et tranche de silicium semi-conductrice |
| WO2007129555A1 (ja) * | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Mimasu Semiconductor Industry Co., Ltd. | 半導体基板の製造方法、ソーラー用半導体基板及びエッチング液 |
| JP2010177541A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Pre-Tech At:Kk | Ｓｉウェーハの加工ダメージ除去方法 |
| JP2014179655A (ja) * | 2010-11-12 | 2014-09-25 | Tohoku Univ | Ｓｏｉ基板のエッチング方法 |
| JP2015142065A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 京セラ株式会社 | エッチング方法 |
| US11154437B2 (en) | 2013-09-19 | 2021-10-26 | The Procter & Gamble Company | Absorbent cores having material free areas |
-
1992
- 1992-04-09 JP JP08873192A patent/JP3188902B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0674343A2 (en) * | 1994-03-25 | 1995-09-27 | Shin-Etsu Handotai Company Limited | Method for storing silicon wafers |
| EP0674343A3 (en) * | 1994-03-25 | 1997-07-02 | Shinetsu Handotai Kk | Process for storing silicon wafers. |
| WO2001048803A1 (fr) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Solution de gravure, procede de gravure et tranche de silicium semi-conductrice |
| US6844269B2 (en) | 1999-12-28 | 2005-01-18 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Etching method for semiconductor silicon wafer |
| WO2007129555A1 (ja) * | 2006-05-02 | 2007-11-15 | Mimasu Semiconductor Industry Co., Ltd. | 半導体基板の製造方法、ソーラー用半導体基板及びエッチング液 |
| JP4795430B2 (ja) * | 2006-05-02 | 2011-10-19 | 三益半導体工業株式会社 | 半導体基板の製造方法及びエッチング液 |
| JP2010177541A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Pre-Tech At:Kk | Ｓｉウェーハの加工ダメージ除去方法 |
| JP2014179655A (ja) * | 2010-11-12 | 2014-09-25 | Tohoku Univ | Ｓｏｉ基板のエッチング方法 |
| US11154437B2 (en) | 2013-09-19 | 2021-10-26 | The Procter & Gamble Company | Absorbent cores having material free areas |
| JP2015142065A (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-03 | 京セラ株式会社 | エッチング方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3188902B2 (ja) | 2001-07-16 |
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