JPH06333897A - 半導体ウェーハのエッチングの後処理方法 - Google Patents
半導体ウェーハのエッチングの後処理方法Info
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- JPH06333897A JPH06333897A JP11837193A JP11837193A JPH06333897A JP H06333897 A JPH06333897 A JP H06333897A JP 11837193 A JP11837193 A JP 11837193A JP 11837193 A JP11837193 A JP 11837193A JP H06333897 A JPH06333897 A JP H06333897A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】混酸エッチング処理後に残留するアルミニウム
などの不純物を短時間かつ簡単に除去する。 【構成】混酸エッチングを行った後であって水洗処理の
乾燥を行う前に、フッ酸溶液を用いて半導体ウェーハの
洗浄を行う。フッ酸溶液の濃度が、０．０５体積％以上
であり、このフッ酸溶液を用いた洗浄処理は、１０リッ
トル／分以上の流量でフッ酸溶液を２０秒以上循環させ
ながら行う。
などの不純物を短時間かつ簡単に除去する。 【構成】混酸エッチングを行った後であって水洗処理の
乾燥を行う前に、フッ酸溶液を用いて半導体ウェーハの
洗浄を行う。フッ酸溶液の濃度が、０．０５体積％以上
であり、このフッ酸溶液を用いた洗浄処理は、１０リッ
トル／分以上の流量でフッ酸溶液を２０秒以上循環させ
ながら行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン等の半導体ウ
ェーハに混酸（フッ酸、硝酸、酢酸、純水）でエッチン
グ処理を施したのち、水洗処理の乾燥を行う前に、ウェ
ーハに残留したアルミニウムや酸化物などの不純物の除
去を主目的に行われる半導体ウェーハのエッチングの後
処理方法に関する。
ェーハに混酸（フッ酸、硝酸、酢酸、純水）でエッチン
グ処理を施したのち、水洗処理の乾燥を行う前に、ウェ
ーハに残留したアルミニウムや酸化物などの不純物の除
去を主目的に行われる半導体ウェーハのエッチングの後
処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの基板として用いられる
半導体ウェーハは、例えばシリコン等の単結晶インゴッ
ドをその棒軸方向にスライスし、このようにして得られ
たものに対して面取り、ラッピング、エッチング、ポリ
ッシング等の処理を順次施すことにより得られる。
半導体ウェーハは、例えばシリコン等の単結晶インゴッ
ドをその棒軸方向にスライスし、このようにして得られ
たものに対して面取り、ラッピング、エッチング、ポリ
ッシング等の処理を順次施すことにより得られる。
【０００３】このうち、半導体ウェーハのエッチング
は、前工程であるラッピングによって生じたダメージ層
や表面にめり込んだラップ剤（パウダー）を除去する目
的で行われ、特にケミカルエッチングは、ウェーハを混
酸（フッ酸、硝酸、酢酸、純水）などのエッチング液中
に所定時間だけ浸漬することにより行われる。
は、前工程であるラッピングによって生じたダメージ層
や表面にめり込んだラップ剤（パウダー）を除去する目
的で行われ、特にケミカルエッチングは、ウェーハを混
酸（フッ酸、硝酸、酢酸、純水）などのエッチング液中
に所定時間だけ浸漬することにより行われる。
【０００４】このような混酸エッチング処理直後に、水
洗を行うことによりウェーハ表面のエッチング反応を停
止し、その後、ＲＣＡ洗浄等の酸化還元反応をともなう
処理がおこなわれる。そして、最後に高速スピン乾燥あ
るいはアルコール系蒸気を利用した蒸気乾燥が行われ
て、ウェーハ表面の洗浄液が除去される。
洗を行うことによりウェーハ表面のエッチング反応を停
止し、その後、ＲＣＡ洗浄等の酸化還元反応をともなう
処理がおこなわれる。そして、最後に高速スピン乾燥あ
るいはアルコール系蒸気を利用した蒸気乾燥が行われ
て、ウェーハ表面の洗浄液が除去される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、エッチング
処理を行った後に半導体ウェーハに残留する不純物（特
に、アルミニウム）は、ＲＣＡ洗浄等の酸化還元反応を
ともなう処理を行わない限り、十分に除去することがで
きないという問題があった。これは、混酸エッチングを
行った直後に水洗を行うと、ウェーハ表面に不定比の酸
化物（ＳｉＯ2-X ）が形成され、この酸化物がアルミニ
ウムなどの不純物の除去を阻害しているものと推察され
るからである。
処理を行った後に半導体ウェーハに残留する不純物（特
に、アルミニウム）は、ＲＣＡ洗浄等の酸化還元反応を
ともなう処理を行わない限り、十分に除去することがで
きないという問題があった。これは、混酸エッチングを
行った直後に水洗を行うと、ウェーハ表面に不定比の酸
化物（ＳｉＯ2-X ）が形成され、この酸化物がアルミニ
ウムなどの不純物の除去を阻害しているものと推察され
るからである。
【０００６】そのため、混酸エッチング後の洗浄工程
（洗浄装置）は、かかる不純物を除去するために専用の
工程（装置）、あるいはエッチング装置と一体化した大
がかりな設備となるばかりでなく、洗浄処理に多大な時
間を要することになり、半導体ウェーハの生産性やコス
トに悪影響を及ぼしていた。
（洗浄装置）は、かかる不純物を除去するために専用の
工程（装置）、あるいはエッチング装置と一体化した大
がかりな設備となるばかりでなく、洗浄処理に多大な時
間を要することになり、半導体ウェーハの生産性やコス
トに悪影響を及ぼしていた。
【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、混酸エッチング処理後に残
留するアルミニウムなどの不純物を短時間かつ簡単に除
去することを目的とする。
鑑みてなされたものであり、混酸エッチング処理後に残
留するアルミニウムなどの不純物を短時間かつ簡単に除
去することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体ウェーハのエッチングの後処理方法
は、混酸エッチングを行った後であって水洗処理の乾燥
を行う前に、フッ酸溶液を用いて半導体ウェーハの洗浄
を行うことを特徴としている。
に、本発明の半導体ウェーハのエッチングの後処理方法
は、混酸エッチングを行った後であって水洗処理の乾燥
を行う前に、フッ酸溶液を用いて半導体ウェーハの洗浄
を行うことを特徴としている。
【０００９】前記フッ酸溶液の濃度は、０．０５体積％
以上であることが好ましく、また、前記フッ酸溶液を用
いた洗浄処理は、１０リットル／分以上の流量で前記フ
ッ酸溶液を２０秒以上循環させながら行うことが好まし
い。
以上であることが好ましく、また、前記フッ酸溶液を用
いた洗浄処理は、１０リットル／分以上の流量で前記フ
ッ酸溶液を２０秒以上循環させながら行うことが好まし
い。
【００１０】
【作用】半導体ウェーハに対し、フッ酸、硝酸、酢酸、
純水などからなる混酸を用いてケミカルエッチングを行
った直後に、好ましくは濃度が０．０５体積％以上のフ
ッ酸溶液を用いて、１０リットル／分以上の流量で２０
秒以上循環させながらフッ酸処理を行う。これにより、
半導体ウェーハが水洗洗浄によって酸化される前に、フ
ッ酸の水素とフッ素がウェーハ表面に置換され、当該ウ
ェーハ表面への酸化物の生成を抑制することができる。
したがって、ウェーハ表面に残留したアルミニウムなど
の不純物を当該フッ酸溶液によって直接除去することが
できる。
純水などからなる混酸を用いてケミカルエッチングを行
った直後に、好ましくは濃度が０．０５体積％以上のフ
ッ酸溶液を用いて、１０リットル／分以上の流量で２０
秒以上循環させながらフッ酸処理を行う。これにより、
半導体ウェーハが水洗洗浄によって酸化される前に、フ
ッ酸の水素とフッ素がウェーハ表面に置換され、当該ウ
ェーハ表面への酸化物の生成を抑制することができる。
したがって、ウェーハ表面に残留したアルミニウムなど
の不純物を当該フッ酸溶液によって直接除去することが
できる。
【００１１】なお、フッ酸溶液の濃度が０．０５体積％
未満であると、ウェーハ表面が親水性となり、不純物の
除去効果はさほど期待できない。また、フッ酸処理を１
０リットル／分未満で２０秒未満で行うと、ウェーハ表
面が均一に処理されず洗浄ムラが発生するおそれがあ
る。
未満であると、ウェーハ表面が親水性となり、不純物の
除去効果はさほど期待できない。また、フッ酸処理を１
０リットル／分未満で２０秒未満で行うと、ウェーハ表
面が均一に処理されず洗浄ムラが発生するおそれがあ
る。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の半導体ウェーハのエッチングの
後処理方法に使用される処理装置の一実施例を示す斜視
図である。
明する。図１は本発明の半導体ウェーハのエッチングの
後処理方法に使用される処理装置の一実施例を示す斜視
図である。
【００１３】図１に示す処理装置は、エッチング装置
と、このエッチング後に行われる後処理装置が一体化さ
れた処理装置であり、エッチングを行う処理槽２と、こ
のエッチング処理槽２に隣接して設けられた後処理槽４
とを有している。処理対象である半導体ウェーハは、ウ
ェーハホルダ１に多数（例えば５０枚程度）セットされ
た状態でエッチング処理槽２に浸漬され、例えばウェー
ハホルダ１を回転させながらエッチング処理が行われ
る。このエッチング処理槽２に満たされる処理液は、混
酸、例えば、フッ酸、硝酸、水または酢酸の希釈混合水
溶液である。
と、このエッチング後に行われる後処理装置が一体化さ
れた処理装置であり、エッチングを行う処理槽２と、こ
のエッチング処理槽２に隣接して設けられた後処理槽４
とを有している。処理対象である半導体ウェーハは、ウ
ェーハホルダ１に多数（例えば５０枚程度）セットされ
た状態でエッチング処理槽２に浸漬され、例えばウェー
ハホルダ１を回転させながらエッチング処理が行われ
る。このエッチング処理槽２に満たされる処理液は、混
酸、例えば、フッ酸、硝酸、水または酢酸の希釈混合水
溶液である。
【００１４】また、エッチング処理槽２から後処理槽４
に対しては、図示しない搬送装置などを用いてウェーハ
ホルダ１が移載されるようになっており、フッ酸が満た
された後処理槽４に浸漬される。本実施例では、後処理
槽４に満たす処理液を従来の水に代えて、濃度が０．０
５体積％のフッ酸溶液としている。このフッ酸溶液の濃
度が０．０５体積％より小さいと、ウェーハ面内が親水
性となって不純物の除去効果が期待されないので、０．
０５体積％以上とすることが好ましい。
に対しては、図示しない搬送装置などを用いてウェーハ
ホルダ１が移載されるようになっており、フッ酸が満た
された後処理槽４に浸漬される。本実施例では、後処理
槽４に満たす処理液を従来の水に代えて、濃度が０．０
５体積％のフッ酸溶液としている。このフッ酸溶液の濃
度が０．０５体積％より小さいと、ウェーハ面内が親水
性となって不純物の除去効果が期待されないので、０．
０５体積％以上とすることが好ましい。
【００１５】さらに、後処理槽４と図示しないフッ酸液
交換槽とを２本の配管５によって接続し、後処理槽４に
満たされたフッ酸溶液を循環させるようにしている。循
環量が１０リットル／分未満または処理時間が２０秒未
満であると、ウェーハ面内が均一に処理されずに洗浄ム
ラが発生するため、１０リットル／分以上の循環量を維
持しながら２０秒以上後処理を行うことが好ましい。
交換槽とを２本の配管５によって接続し、後処理槽４に
満たされたフッ酸溶液を循環させるようにしている。循
環量が１０リットル／分未満または処理時間が２０秒未
満であると、ウェーハ面内が均一に処理されずに洗浄ム
ラが発生するため、１０リットル／分以上の循環量を維
持しながら２０秒以上後処理を行うことが好ましい。
【００１６】次に処理手順について説明する。例えばシ
リコンウェーハは、シリコン単結晶を切断することによ
り得られた薄円板に、ラッピング、エッチング、ポリッ
シングの順に加工を施すことにより得られる。ところ
で、ポリッシング工程に、いわゆるメカノケミカル・ポ
リッシングを採用すると、このメカノケミカル・ポリッ
シングは、仕上げ鏡面上の加工傷を極力低減するため
に、アルカリ性水溶液に分散したサブミクロンのシリカ
ゾルを研磨材として、ウェーハを湿潤状態で軟質の多孔
性ウレタンフォーム上に軽荷重（例えば５０〜１００ｇ
／ｃｍ2 ）で研磨が行われることから、当該ポリッシン
グ工程前のウェーハ表面精度が悪いと、それ以上の鏡面
精度を期待することはできない。
リコンウェーハは、シリコン単結晶を切断することによ
り得られた薄円板に、ラッピング、エッチング、ポリッ
シングの順に加工を施すことにより得られる。ところ
で、ポリッシング工程に、いわゆるメカノケミカル・ポ
リッシングを採用すると、このメカノケミカル・ポリッ
シングは、仕上げ鏡面上の加工傷を極力低減するため
に、アルカリ性水溶液に分散したサブミクロンのシリカ
ゾルを研磨材として、ウェーハを湿潤状態で軟質の多孔
性ウレタンフォーム上に軽荷重（例えば５０〜１００ｇ
／ｃｍ2 ）で研磨が行われることから、当該ポリッシン
グ工程前のウェーハ表面精度が悪いと、それ以上の鏡面
精度を期待することはできない。
【００１７】そのため、特に高集積度のウェーハでは、
エッチング工程における面精度を高めるために、例えば
エッチング処理槽を２つ設け、一方の処理槽には硝酸濃
度が比較的高い混酸を満たし、他方の処理槽には硝酸濃
度が比較的低い混酸を満たし、ウェーハを硝酸濃度が高
い混酸を用いてエッチングしたのち、ついで硝酸濃度が
低い混酸でエッチングするとよい。
エッチング工程における面精度を高めるために、例えば
エッチング処理槽を２つ設け、一方の処理槽には硝酸濃
度が比較的高い混酸を満たし、他方の処理槽には硝酸濃
度が比較的低い混酸を満たし、ウェーハを硝酸濃度が高
い混酸を用いてエッチングしたのち、ついで硝酸濃度が
低い混酸でエッチングするとよい。
【００１８】これは、フッ酸、硝酸、水および酢酸から
なる混酸でエッチングを行う場合、硝酸濃度が高いと拡
散律速となり、この拡散律速ではマクロな形状精度は維
持されるがミクロな形状精度に劣る。これに対して、上
記混酸の硝酸濃度が低いと表面反応律速となり、この表
面反応律速ではミクロな形状精度は向上するがマクロな
形状精度は劣化すると推定されているからである。した
がって、上述した２種類の混酸溶液を用いて拡散律速と
表面反応律速とを併用することにより表面精度に優れた
ウェーハを得ることができる。ただし、本発明の後処理
方法では、上述したエッチング処理方法に何ら限定され
ることなく、従来のエッチング方法でウェーハを処理し
てもよい。
なる混酸でエッチングを行う場合、硝酸濃度が高いと拡
散律速となり、この拡散律速ではマクロな形状精度は維
持されるがミクロな形状精度に劣る。これに対して、上
記混酸の硝酸濃度が低いと表面反応律速となり、この表
面反応律速ではミクロな形状精度は向上するがマクロな
形状精度は劣化すると推定されているからである。した
がって、上述した２種類の混酸溶液を用いて拡散律速と
表面反応律速とを併用することにより表面精度に優れた
ウェーハを得ることができる。ただし、本発明の後処理
方法では、上述したエッチング処理方法に何ら限定され
ることなく、従来のエッチング方法でウェーハを処理し
てもよい。
【００１９】このようにしてエッチングされたウェーハ
を、ウェーハホルダ１に収容したまま後処理槽４に浸漬
する。このとき、後処理槽４に収容されたフッ酸を構成
する水素原子とフッ素原子がシリコンウェーハの表面に
置換されることになり、シリコンウェーハの表面に酸化
物（ＳｉＯ2-X ）が生じるのを抑制する。したがって、
フッ酸によって除去可能な表面状態で混酸のエッチング
を終了し、同時に不純物を除去することもできる。
を、ウェーハホルダ１に収容したまま後処理槽４に浸漬
する。このとき、後処理槽４に収容されたフッ酸を構成
する水素原子とフッ素原子がシリコンウェーハの表面に
置換されることになり、シリコンウェーハの表面に酸化
物（ＳｉＯ2-X ）が生じるのを抑制する。したがって、
フッ酸によって除去可能な表面状態で混酸のエッチング
を終了し、同時に不純物を除去することもできる。
【００２０】なお、フッ酸溶液の濃度を０．０５体積％
以上に維持しておけば、ウェーハ表面が疎水性となるた
め、不純物の除去効果が期待できる。また、後処理槽内
のフッ酸溶液を１０リットル／分以上の循環量で循環さ
せ、２０秒以上処理すれば、ウェーハ面内に処理ムラが
発生することもない。
以上に維持しておけば、ウェーハ表面が疎水性となるた
め、不純物の除去効果が期待できる。また、後処理槽内
のフッ酸溶液を１０リットル／分以上の循環量で循環さ
せ、２０秒以上処理すれば、ウェーハ面内に処理ムラが
発生することもない。
【００２１】図２には、上述した手法で後処理したシリ
コンウェーハを用いて、当該ウェーハに残留した不純物
量を相対的に測定した結果を示している。これと同時
に、本発明の効果を顕在化するために、比較例として、
混酸によるエッチング処理後に水洗したシリコンウェー
ハと、混酸によるエッチング処理後に５％塩酸溶液を用
いて後処理したシリコンウェーハを挙げ、本実施例によ
るものと相対的な比較を行った。
コンウェーハを用いて、当該ウェーハに残留した不純物
量を相対的に測定した結果を示している。これと同時
に、本発明の効果を顕在化するために、比較例として、
混酸によるエッチング処理後に水洗したシリコンウェー
ハと、混酸によるエッチング処理後に５％塩酸溶液を用
いて後処理したシリコンウェーハを挙げ、本実施例によ
るものと相対的な比較を行った。
【００２２】図２に示す結果からも明らかなように、本
実施例による後処理を施したシリコンウェーハには不純
物の残留が相対的に低減しており、特にアルミニウムの
除去効果に優れているといえる。
実施例による後処理を施したシリコンウェーハには不純
物の残留が相対的に低減しており、特にアルミニウムの
除去効果に優れているといえる。
【００２３】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施例に開示された各要素は、本発明の技術
的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨で
ある。例えば、上述した実施例では半導体ウェーハとし
てシリコンウェーハを例示しているが、その他のウェー
ハであってもよい。
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施例に開示された各要素は、本発明の技術
的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨で
ある。例えば、上述した実施例では半導体ウェーハとし
てシリコンウェーハを例示しているが、その他のウェー
ハであってもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、混酸
によるエッチング処理後のウェーハに生じる酸化物を抑
制することができ、しかも、同時に不純物の除去も可能
であることから、エッチング工程後の洗浄工程が簡略化
でき、装置の小型化、設備費用の低減および生産効率の
向上が大いに期待できる。
によるエッチング処理後のウェーハに生じる酸化物を抑
制することができ、しかも、同時に不純物の除去も可能
であることから、エッチング工程後の洗浄工程が簡略化
でき、装置の小型化、設備費用の低減および生産効率の
向上が大いに期待できる。
【図１】本発明の半導体ウェーハのエッチングの後処理
方法に使用される処理装置の一実施例を示す斜視図であ
る。
方法に使用される処理装置の一実施例を示す斜視図であ
る。
【図２】本発明および従来の後処理方法を用いてエッチ
ング後に処理を行った半導体ウェーハに残留した不純物
を示すグラフである。
ング後に処理を行った半導体ウェーハに残留した不純物
を示すグラフである。
１…ウェーハホルダ ２…エッチング処理槽 ４…後処理槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高石 和成 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 黒田 幸夫 東京都千代田区岩本町３丁目８番16号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】混酸エッチングを行った後であって水洗処
理の乾燥を行う前に、フッ酸溶液を用いて半導体ウェー
ハの洗浄を行うことを特徴とする半導体ウェーハのエッ
チングの後処理方法。 - 【請求項２】前記フッ酸溶液の濃度が、０．０５体積％
以上であることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウ
ェーハのエッチングの後処理方法。 - 【請求項３】前記フッ酸溶液を用いた洗浄処理は、１０
リットル／分以上の流量で前記フッ酸溶液を２０秒以上
循環させながら行うことを特徴とする請求項１または２
に記載の半導体ウェーハのエッチングの後処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11837193A JP2863415B2 (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 半導体ウェーハのエッチングの後処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11837193A JP2863415B2 (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 半導体ウェーハのエッチングの後処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06333897A true JPH06333897A (ja) | 1994-12-02 |
| JP2863415B2 JP2863415B2 (ja) | 1999-03-03 |
Family
ID=14735052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11837193A Expired - Lifetime JP2863415B2 (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 半導体ウェーハのエッチングの後処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2863415B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108054093A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-18 | 苏州润阳光伏科技有限公司 | 单晶硅片刻蚀抛光方法 |
| CN111892013A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-11-06 | 深圳清华大学研究院 | 一种硅基底薄膜的制备方法 |
-
1993
- 1993-05-20 JP JP11837193A patent/JP2863415B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108054093A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-18 | 苏州润阳光伏科技有限公司 | 单晶硅片刻蚀抛光方法 |
| CN111892013A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-11-06 | 深圳清华大学研究院 | 一种硅基底薄膜的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2863415B2 (ja) | 1999-03-03 |
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