JPH11126771A - 半導体ウエーハのエッチング方法およびこの工程を有する半導体ウエーハの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 半導体ウエーハのアルカリエッチング方法に
おいて、例え半導体ウエーハに表面加工変質層等が存在
しても、局所的な深いピットの形成およびその深さの増
大を抑制することが出来るエッチング方法を提供する。
このようなエッチング方法を半導体ウエーハの製造方法
において採用することによって、後工程である鏡面研磨
工程における研磨量を減少させ、ウエーハの製造コス
ト、生産性を向上させる。 【解決手段】 半導体ウエーハのアルカリエッチング方
法において、エッチングを複数段で行い、少なくとも二
種のアルカリエッチング溶液で半導体ウエーハをエッチ
ングする、特に第１段目のエッチングをＮａＯＨ水溶液
で行い、第２段目のエッチングをＬｉＯＨ水溶液で行う
ことを特徴とする半導体ウエーハのアルカリエッチング
方法、およびこのようなアルカリエッチング工程を有す
ることを特徴とする半導体ウエーハの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエーハ、
特に単結晶シリコンウエーハのエッチング方法およびこ
の工程を有する半導体ウエーハの製造方法に関する。特
に、半導体ウエーハの製造工程において発生する、ウエ
ーハ表面の加工変質層をエッチング除去する技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に半導体ウエーハの製造方法
は、図９に主な工程の流れ図を示したように、チョクラ
ルスキー法（ＣＺ法）やフローティングゾーン法（ＦＺ
法）等の単結晶製造装置によって製造された単結晶棒
を、内周刃切断装置あるいはワイヤソー等を用いてスラ
イスし、薄円板状のウエーハを得るスライス工程Ａと、
該スライス工程Ａで得られたウエーハの割れや欠けを防
ぐためにその外周エッジ部を面取りする面取り工程Ｂ
と、面取りされたウエーハをラッピングしてこれを平坦
化するラッピング工程Ｃと、スライスあるいは面取りお
よびラッピングされたウエーハ表面に残留する加工歪
（表面加工変質層）を除去するエッチング工程Ｄと、エ
ッチングされたウエーハの表面を粗研磨する一次鏡面研
磨工程Ｅと、一次鏡面研磨されたウエーハの該表面を仕
上げ鏡面研磨して超高レベルの平坦度を得る仕上げ鏡面
研磨工程Ｆと、仕上鏡面研磨されたウエーハを洗浄して
これに付着した研磨材や異物を除去する最終洗浄工程
Ｇ、とから成る。

【０００３】この場合、上記鏡面研磨工程は、さらに平
坦度、表面粗さを良好なものとすべく、一次研磨、二次
研磨、仕上げ研磨の３段階、あるいはそれ以上に分けて
研磨することもある。また、製造するウエーハが、チョ
クラルスキー法による半導体シリコン単結晶ウエーハで
ある場合は、含有する酸素ドナーの影響を排除するため
のドナーキラー熱処理が、鏡面研磨工程以前の工程、例
えばエッチング工程Ｄの直後で行われるのが通常であ
る。さらに、必要に応じ洗浄工程や熱処理工程等が付加
されたり、或いは一部の工程を省略したり、入れ替えが
行われたりすることもある。

【０００４】そして、表面加工変質層を除去するための
エッチング工程Ｄとしては、通常、半導体ウエーハを酸
性溶液に浸漬して行う酸エッチングと、アルカリ性溶液
に浸漬して行うアルカリエッチングの２種類が存在す
る。

【０００５】酸エッチングの反応形態は基本的に拡散速
度律速であり、エッチング速度がエッチング溶液中のウ
エーハ面上での反応種や反応生成物の濃度勾配に大きく
依存し、エッチング溶液の不均一な流れ等の原因による
拡散層厚さの不均一によって、エッチング速度が面内で
ばらつき、ラッピング工程で達成されたウエーハの平坦
度が悪化するという問題を抱えている。一方、アルカリ
エッチングの反応形態は、反応律速であるため、エッチ
ング速度はエッチング溶液中の反応種や生成物の濃度勾
配等に依存せず、エッチング後のウエーハの平坦度は高
レベルのまま保持される。

【０００６】従って、近年の最先端の半導体デバイスの
高集積化に基づく、高度な平坦度の要求に応えるために
は、酸エッチングよりアルカリエッチングの方が有利で
あるといえる。これは鏡面研磨工程後に達成されるウエ
ーハの平坦度は、鏡面研磨されるウエーハであるエッチ
ングされたウエーハの平坦度に強く依存しているためで
ある。したがって、エッチング工程でも高平坦度のもの
が必要であり、またラッピング工程で達成された平坦度
を悪化させないことが必要とされ、この点でアルカリエ
ッチングの方が優れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、アルカリ溶
液は、エッチングされるウエーハ表面の結晶方位の異方
性や表面加工変質層が選択的にエッチングされるという
選択性が酸エッチングに比べて非常に強く、エッチング
後にウエーハ面が粗くなるという欠点を持っている。特
に、局所的に深いピットを生じることがあり、この面粗
さの悪化、特に深いピットの存在は、これを除去するた
めに必然的に、後工程である鏡面研磨工程での研磨量
（研磨取り代）を増大させることになる。したがって、
エッチングを酸エッチングとした場合よりも、鏡面研磨
工程における研磨量を大きく設定せざるを得ず、研磨時
間の増大を招き、コストの増大を引き起こしている。

【０００８】このアルカリエッチングによる面粗さの悪
化、特に局所的な深いピットの発生は、スライス工程や
面取り工程等、特にはラッピング工程で導入された表面
加工変質層やクラックが、アルカリエッチングにより選
択的にエッチングされた結果起こる現象である。

【０００９】そこで、ラッピング工程を改善し、表面加
工変質層やクラックの発生を抑え、アルカリエッチング
での選択性による面粗さの悪化、深いピットの発生が起
こらないようにすることも検討されている。例えば、ラ
ッピングに用いられる砥粒を高番手のものにしたり、砥
粒分級性の向上等が図られているが、ラッピング工程の
生産性、コストの著しい上昇を招くうえに、表面粗さお
よび深いピットの改善効果も所望のものとはならず、実
用化には至っていないのが現状である。また、ウエーハ
製造工程において、遊離砥粒を用いたラッピングのかわ
りに固定砥粒を用いた平面研削を行う場合も、上記と全
く同様な問題が発生する。

【００１０】このように研磨量を増大させる主原因であ
る局所的な深いピットの発生は、エッチングの前工程で
あるラッピング工程で導入された不均一な表面加工変質
層が起因している。しかし、ウエーハに例え表面加工変
質層あるいはクラック等が存在しても、アルカリエッチ
ング工程で深いピットの形成あるいはその深さの増大を
防止することができれば、鏡面研磨工程における研磨量
を減少することが出来ることになる。

【００１１】本発明は、このような問題点に鑑みなされ
たもので、半導体ウエーハをアルカリエッチングする方
法において、例え半導体ウエーハに不均一な表面加工変
質層等が存在しても、局所的な深いピットの形成および
その深さの増大を抑制することが出来るエッチング方法
を提供することを目的とし、このようなエッチング方法
を半導体ウエーハの製造方法において採用することによ
って、後工程である鏡面研磨工程における研磨量を減少
させ、ウエーハの製造コスト、生産性を向上させること
をも目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項１に記載した発明は、半導体ウエー
ハのアルカリエッチング方法において、エッチングを複
数段で行い、少なくとも二種のアルカリエッチング溶液
で半導体ウエーハをエッチングすることを特徴とする半
導体ウエーハのアルカリエッチング方法である。

【００１３】このように、従来１種類のアルカリエッチ
ング溶液で、１段でエッチングしていたのを、エッチン
グを複数段で行い、二種以上のアルカリエッチング溶液
で半導体ウエーハをエッチングすることによって、表面
加工変質層の選択エッチング性、結晶方位に伴うエッチ
ング速度の異方性を調整することが出来、深いピットの
形成および深さの増大の抑制を図ることが出来る。

【００１４】次に、本発明の請求項２に記載した発明
は、前記アルカリエッチング溶液の一つがＮａＯＨ水溶
液であることを特徴とする請求項１の半導体ウエーハの
アルカリエッチング方法である。このように、複数段で
行うアルカリエッチングのうち、一つをＮａＯＨ水溶液
とすることによって、局所的な深いピットの形成を抑制
することが出来る。

【００１５】また、本発明の請求項３に記載した発明
は、前記アルカリエッチング溶液の一つがＬｉＯＨ水溶
液であることを特徴とする請求項１または請求項２の半
導体ウエーハのアルカリエッチング方法である。このよ
うに、複数段で行うアルカリエッチングのうち、一つを
ＬｉＯＨ水溶液とすることによって、深いピットの深さ
の増大を抑制することが出来る。

【００１６】この場合、請求項４に記載したように、前
記ＮａＯＨ水溶液の濃度を４５重量％以上とし、温度を
６０℃以上としてエッチングするのが好ましく、また請
求項５に記載したように、前記ＬｉＯＨ水溶液の濃度を
５重量％以上とし、温度を６０℃以上としてエッチング
するのが好ましい。

【００１７】このように、エッチング溶液は濃度が高い
ほど、特に過飽和に近い濃度ほど、また温度は高いほ
ど、エッチングされたウエーハ表面の面粗さが小さくな
り、望ましいからである。

【００１８】次に、本発明の請求項６に記載した発明
は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の半
導体ウエーハのアルカリエッチング方法において、第１
段目のエッチングをＮａＯＨ水溶液で行い、第２段目の
エッチングをＬｉＯＨ水溶液で行うようにした。

【００１９】このように、複数段で行うアルカリエッチ
ングのうち、第１段目のエッチングをＮａＯＨ水溶液で
行い、第２段目のエッチングをＬｉＯＨ水溶液で行うこ
とによって、例えウエーハに表面加工変質層等が存在し
ても、局所的な深いピットの形成が抑制されるととも
に、その深さの増大も抑制され、ピットが深くならな
い。

【００２０】したがって、請求項８のように、アルカリ
エッチング工程を有する半導体ウエーハの製造方法にお
いて、本発明の複数段のアルカリエッチングを行うこと
によって、後工程の研磨量を減少することができるの
で、半導体ウエーハの製造コスト、生産性を著しく改善
することが出来る。

【００２１】そして、本発明の半導体ウエーハのアルカ
リエッチング方法およびこの工程を有する半導体ウエー
ハの製造方法は、半導体ウエーハがシリコンである場合
に特に有用である（請求項７、請求項９）。ますます、
高集積化し、大口径化しているシリコン半導体ウエーハ
において、深いピットの存在による研磨量の増大は、特
に問題となっているからである。

【００２２】以下、本発明につき更に詳細に説明する。
半導体ウエーハをエッチングする場合において、局所的
な深いピットが存在しないようにし、研磨量の低減を図
る必要があるのは、半導体ウエーハ共通の問題であり、
半導体がシリコンであると、ＧａＡｓ、ＧａＰ等の化合
物半導体であると同様である。以下、半導体ウエーハと
して、最も典型的な半導体単結晶シリコンウエーハをエ
ッチングする場合を例として説明する。

【００２３】前述のように、半導体ウエーハの製造工程
では、スライスや面取り、あるいはラッピング、さらに
は平面研削といった機械加工が行われ、その表面には表
面加工変質層が導入される。このような表面加工変質層
を有するウエーハをアルカリエッチングすると、面あれ
が生ずるほか、局所的な深いピットが生じる。

【００２４】そして、後工程である鏡面研磨工程におけ
る研磨量を増大させる主原因となるのは、研磨されるウ
エーハ表面の平均的な面粗さではなく、局所的な深いピ
ットである。すなわち、鏡面研磨後のウエーハ表面を面
粗さのない高平坦なものとするためには、局所的な深い
ピットを取り除く必要があり、研磨量はこのような深い
ピットの最大深さ以上とする必要がある。したがって、
深いピットの発生を抑制する必要があるとともに、例え
ピットが発生しても出来るだけ深くならないようにする
ことが重要である。

【００２５】この深いピットは、以下のようなメカニズ
ムで発生するものと考えられる。すなわち、図１、図２
に示すように、例えばラッピング後の半導体ウエーハ１
０のラップされた表面１１には、ラップ砥粒による平均
的な面粗さ１２や、平均的な表面加工変質層１３が存在
するが、局所的に深いクラック１４やその先端には深い
残留加工変質層１５がある頻度で発生する。

【００２６】このようなラッピングされた表面１１をＮ
ａＯＨ水溶液やあるいはＫＯＨ水溶液単独で、１段のア
ルカリエッチングをすると、深い残留加工変質層１５
は、エッチングの初期段階で選択的にエッチングされ、
初期エッチング後のウエーハ表面１６には窪み形状のピ
ット１７が形成される。そして、その後はアルカリエッ
チングの結晶方位に伴うエッチング速度の異方性によ
り、さらにピットの深さが増大して、エッチング後のウ
エーハ表面１９には局所的な深いピット１８が生じるの
である。

【００２７】そこで、本発明者らは、一種のエッチング
溶液による、１段のアルカリエッチングでは上記深いピ
ットの発生および深さの増大のいずれをも抑制すること
は困難であることから、エッチングを複数段で行い、そ
れぞれ異なった特性を持つエッチング溶液を用いること
によって、表面加工変質層の選択エッチング性と結晶方
位に伴うエッチング速度の異方性の両方を調整すること
を可能とし、深いピットの形成および深さの増大の両方
の抑制を図ることを発想し、本発明を完成させたもので
ある。

【００２８】まず、第一に深いピットの形成を抑制する
アルカリエッチング溶液を選定するために、表面加工変
質層のエッチング速度と表面加工変質層のないバルク層
のエッチング速度の比を下記式（１）のように選択比と
定義し、各種アルカリエッチング溶液のアルカリ金属種
を変えた場合の選択比を調査した。 選択比＝表面加工変質層のエッチング速度／バルク層のエッチング速度…（１）

【００２９】アルカリエッチング溶液の液温は、いずれ
も８０℃とし、ラッピングされたウエーハの表面加工変
質層のエッチング速度と、その後表面加工変質層が十分
に除去された後のエッチング速度を計測し、その比を求
めた。得られた主な結果を表１に示した。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１の結果から明らかであるように、Ｎａ
ＯＨ水溶液の選択比が最も小さいことがわかった。選択
比の小さいアルカリエッチング溶液は、反応初期段階で
の表面加工変質層を選択的にエッチングする度合いが小
さく、ピットの発生を抑制することができる。したがっ
て、アルカリエッチングの初期段階ではＮａＯＨ水溶液
を用いるのが有利であると言える。

【００３２】次に、形成されたピットの深さの増大を抑
制するアルカリエッチング溶液を選定するために、各種
アルカリエッチング溶液のアルカリ金属種を変えた場合
のエッチング速度の結晶異方性を調査した。ここで、結
晶異方性とは、結晶方位によってエッチング速度が異な
ることを意味しており、例えば下記式（２）で表され
る。結晶異方性が大きいほど、一旦形成されたピットの
深さを増大させることになる。 結晶異方性 ＝結晶方位＜１００＞のエッチング速度／結晶方位＜１１１＞のエッチング速度 …（２）

【００３３】一般に結晶異方性の大きなアルカリエッチ
ング溶液でエッチングすると、シリコンウエーハ表面の
面粗さは大きくなることが知られている。そこで今回
は、ラッピングされたウエーハをエッチングし、得られ
たウエーハ表面に形成されたピット形状の粗さを調査す
ることにより、簡便的に結晶異方性を推定した。なお、
アルカリエッチング溶液の液温は、いずれも８０℃とし
た。得られた主な結果を表２にまとめた。また、実際に
得られた表面形状の例を図４に示した。

【００３４】

【表２】

【００３５】表２および図４の結果から明らかであるよ
うに、ＬｉＯＨ水溶液でエッチングした場合が最も面粗
さが小さく、結晶異方性が小さいことがわかった。結晶
異方性の小さいアルカリエッチング溶液は、形成された
ピットの深さを増大させる度合いが小さく、ピットの深
さを浅くすることができる。したがって、アルカリエッ
チングの中間、或いは後半段階ではＬｉＯＨ水溶液を用
いるのが有利であると言える。

【００３６】したがって、半導体ウエーハをアルカリエ
ッチングする場合に、エッチングを複数段で行い、二種
以上のアルカリエッチング溶液でエッチングを行うよう
にし、その場合に例えば、第１段目のエッチングをＮａ
ＯＨ水溶液で行い、第２段目のエッチングをＬｉＯＨ水
溶液で行うようにすれば、例えウエーハに表面加工変質
層等が存在しても、局所的な深いピットの形成が抑制さ
れるとともに、形成されたピットの深さの増大も抑制さ
れ、ピットが深くならないようにすることができる。

【００３７】なお、アルカリエッチング溶液の濃度と温
度については、その濃度は飽和状態が望ましく、温度は
６０℃以上とするのが望ましい。これは、アルカリエッ
チング溶液の濃度と温度は、エッチングされたシリコン
ウエーハ表面の面粗さに影響を与えるが、濃度が高いほ
ど、特に過飽和に近い濃度ほど、また温度は高いほど、
エッチングされたウエーハ表面の面粗さが小さくなり、
望ましいことが確認出来たからである。そして、ＮａＯ
Ｈ水溶液であれば４５重量％以上、ＬｉＯＨ水溶液であ
れば５重量％以上の濃度とすればエッチング効果は十分
である。この場合、温度の上限はエッチング槽その他の
部材の耐熱温度、あるいは使用アルカリエッチング液の
沸騰防止等の安全上の問題等で決定されるべきものであ
る。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。ここで、図３は、本発
明に係るエッチング方法を工程に有する、半導体ウエー
ハの製造方法の工程流れ図の一部を、従来例と比較して
例示したものである。（Ａ）は従来例、（Ｂ）は本発明
例である。

【００３９】図３において、ラッピングもしくは研削加
工を施された半導体ウエーハは、アンモニア水と過酸化
水素水の混合液、あるいはＮａＯＨと過酸化水素水の混
合液を用いて、ラッピング砥粒や表面に存する有機物を
除去する洗浄が行われた後、水洗される。

【００４０】その後、図３（Ａ）の従来例では、半導体
ウエーハをＮａＯＨ水溶液あるいはＫＯＨ水溶液を用い
て、１段のみで所定量エッチング処理することによって
表面加工変質層を除去する。これに対して図３（Ｂ）の
本発明では、半導体ウエーハの表面加工変質層を２段エ
ッチングにより除去する。すなわち、第１段をピットの
形成を抑制するＮａＯＨ水溶液とし、第２段をピットの
深さの増大を抑制するＬｉＯＨ水溶液とする。

【００４１】この際、第１段目のエッチングと第２段目
のエッチングの間では、半導体ウエーハを水洗した方が
好ましい。これは第２段のエッチング溶液を汚染してし
まうからである。また、半導体ウエーハをエッチング除
去する量は、第１段目のエッチング量と第２段目のエッ
チング量の和が、従来例における１段エッチングの除去
量とほぼ同じとなるようにすれば良い。そして、第１段
目と第２段目との除去量の割合は、ラッピングあるいは
研削によってウエーハ表面に導入された表面加工変質層
の深さあるいは形状等によって調整すれば良い。

【００４２】

【実施例】以下、本発明の実施例および比較例を示す。 （実施例、比較例）チョクラルスキー法によって育成し
た直径６インチ、方位＜１００＞のシリコン単結晶イン
ゴットをワイヤソーによって切断し、シリコン単結晶ウ
エーハを得た。これを洗浄、面取りの後、再び洗浄し
た。得られたシリコン半導体ウエーハを、通常の方法で
ラッピングした。ラップ砥粒はＦＯ＃１２００（複合人
造エメリー研磨材：フジミコーポレイテッド社製）とし
た。ラッピングが終了したシリコンウエーハをアンモニ
ア水と過酸化水素水の混合液で洗浄後、水洗した。こう
して得られたシリコンウエーハにアルカリエッチングを
施し、表面を両面で３０ミクロンエッチング除去した。

【００４３】比較例においては、ＮａＯＨ水溶液による
１段のアルカリエッチングによって、シリコンウエーハ
を両面で３０ミクロンエッチングした。液温は８０℃と
し、濃度は５０重量％とした。

【００４４】実施例においては、第１段目をＮａＯＨ水
溶液とし、水洗後第２段目をＬｉＯＨ水溶液によるアル
カリエッチングとした。ＮａＯＨ水溶液によるエッチン
グ量を５〜２５ミクロンの範囲で変化させ、ＬｉＯＨ水
溶液によるエッチング量と合わせて、両面でトータル３
０ミクロンウエーハをエッチングするようにした。Ｎａ
ＯＨ水溶液は、比較例と同様に液温は８０℃とし、濃度
は５０重量％とした。ＬｉＯＨ水溶液は、液温を８０℃
とし、濃度は１０重量％とした。

【００４５】（評価方法）上記のようにしてエッチング
されたシリコンウエーハの表面を、光学式の非接触粗さ
計を用いて、表面粗さＲａ（中心線平均粗さ）を計測し
た。

【００４６】また、エッチングされたシリコンウエーハ
の表面上に形成された局所的な深いピットの深さを光学
顕微鏡の焦点深度により求めた。測定はウエーハ面内３
０ケ所で行い、その平均値と最大値、および最小値を求
めた。

【００４７】また、上記計測が終了したウエーハに実際
に鏡面研磨を施し、その表面を散乱光を利用したパーテ
ィクルカウンターを用いて、研磨後に残留するピットを
０．１〜３ミクロン径のパーティクルとして計測した。
研磨量を変えることによってピットが消去されるのに必
要な研磨量を求めた。なお、鏡面研磨は通常行われてい
るように、ウエーハをガラスプレート上に貼りつけるこ
とによって固定し、これを上下定盤間に挟み込んで加圧
し、研磨剤であるコロイダルシリカを研磨部に供給しな
がら、定盤を相互に逆回転させるとともにガラスプレー
トも自転するようにして、ウエーハの片面の鏡面研磨を
行った。まず、ｐＨ：約１１、荷重：３５０ｇｆ／ｃｍ
² で一次研磨（粗研磨）を行い、その後、荷重：１５０
ｇｆ／ｃｍ² に落として仕上げ研磨を行った。

【００４８】（結果および評価）まず、面粗さの測定結
果を図５に示す。図５の横軸はＮａＯＨ水溶液によるエ
ッチング量とＬｉＯＨ水溶液によるエッチング量を示し
ている（トータル３０ミクロン）。ＮａＯＨ水溶液のみ
の１段エッチングによる比較例は、約０．２６〜０．３
７ミクロンの面粗さ（Ｒａ）であるのに対して、ＮａＯ
Ｈ水溶液とＬｉＯＨ水溶液による２段エッチングを行っ
た実施例では、ＮａＯＨ水溶液によるエッチング量を５
ミクロンとした場合にばらつきが大きいものの、そのレ
ベルは比較例との間にほとんど差はないものといえる。
したがって、面粗さについては、２段エッチングするこ
とによって同等以上のレベルを保持出来ることがわか
る。

【００４９】次に、ピット深さについては、図６に測定
結果を示した。図６の横軸は、図５と同様にＮａＯＨ水
溶液によるエッチング量とＬｉＯＨ水溶液によるエッチ
ング量を示している（トータル３０ミクロン）。ＮａＯ
Ｈ水溶液のみの１段エッチングによる比較例は、局所的
な深いピットの深さは最大約８ミクロンの深さであるの
に対して、ＮａＯＨ水溶液とＬｉＯＨ水溶液による２段
エッチングを行った実施例では、最大ピット深さが全体
的に浅くなっており、深いピットが発生しにくくなって
いることがわかる。特にＬｉＯＨ水溶液によるエッチン
グ量を５〜１５ミクロンとした場合には、最大ピット深
さが５ミクロン程度以下となっており、比較例に対し３
０〜４０％もの大幅な改善が認められる。したがって、
本発明の実施例のようなアルカリエッチング後のウエー
ハ面では、ピットの深さが浅いため、その後の研磨量を
大幅に削減することが可能であることがわかる。

【００５０】なお、図７（Ａ）、（Ｂ）にアルカリエッ
チング後のシリコンウエーハの表面を光学顕微鏡で観察
した観測図を示した。図７（Ａ）は、ＮａＯＨ水溶液の
みの１段エッチングによる比較例、図７（Ｂ）は、Ｎａ
ＯＨ水溶液（２５ミクロンエッチング）とＬｉＯＨ水溶
液（５ミクロンエッチング）による２段エッチングを行
った実施例である。実施例では、比較例に対して一つ一
つのピットサイズが大きくなっており、これはエッチン
グがウエーハの面方向に進みやすく、深さ方向に進みに
くいことを示している。このため実施例では、深いピッ
トが発生しにくくなっているものと思われる。

【００５１】次に、実施例のうち、ＮａＯＨ水溶液とＬ
ｉＯＨ水溶液によるエッチング量が各々２５ミクロン、
５ミクロンである場合と、比較例のエッチングされたシ
リコンウエーハに鏡面研磨を施し、ピットが残留しない
最小研磨量をパーティクルカウンターを用いて計測した
結果を図８に示した。ＮａＯＨ水溶液のみの１段エッチ
ングによる比較例は、局所的な深いピットが存在するた
め、最小研磨量は約１２ミクロンであるのに対して、Ｎ
ａＯＨ水溶液とＬｉＯＨ水溶液による２段エッチングを
行った実施例では、約６ミクロン研磨すれば、残留ピッ
トがなくなることがわかる。したがって、比較例に対し
約５０％もの大幅な改善が認められ、本発明の実施例の
ような２段アルカリエッチングによって、鏡面研磨工程
における研磨量を大幅に削減することが出来ることが確
認できた。

【００５２】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。

【００５３】例えば、上記実施形態においては、半導体
ウエーハにつき半導体シリコンの場合を例に挙げて説明
したが、本発明はこれには限定されず、他の半導体材
料、例えはゲルマニウム、あるいはＧａＡｓ，ＧａＰ，
ＩｎＰ等の化合物半導体単結晶であっても、本発明は同
様に適用することができる。

【００５４】また、上記では複数段のアルカリエッチン
グを、第１段目をＮａＯＨ水溶液とし、水洗後第２段目
をＬｉＯＨ水溶液による２段アルカリエッチングとする
場合につき例を示して説明したが、本発明はこれには限
定されず、目的に応じ種々の組み合わせを行っても良
い。例えば、第１段をＮａＯＨ水溶液、第２段をＫＯＨ
水溶液、第３段をＬｉＯＨ水溶液とするようにしてもよ
く、エッチングを３段階あるいはそれ以上の段階に分け
て、用いるアルカリエッチング溶液も、３種類以上用い
ても良い。

【００５５】さらに、本発明のエッチング方法は、半導
体ウエーハの表面加工変質層或いはクラックを除去する
ためにエッチングする場合を中心に説明したが、本発明
はこのような用途でエッチングする場合に限られるもの
ではなく、エッチング後面粗さの悪化、ピットの発生が
問題となるような場合であれば原則としてどのような目
的のアルカリエッチングにも適用可能である。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では半導体
ウエーハに少なくとも二種のアルカリエッチング溶液
で、複数段のアルカリエッチングを施すことによって、
ウエーハに局所的な深いピットの形成およびその深さの
増大を抑制することが出来る。そして、このようなエッ
チング方法を半導体ウエーハの製造方法において採用す
ることによって、後工程である鏡面研磨工程における研
磨量を大幅に減少させることが出来るので、半導体ウエ
ーハの製造コスト、生産性を向上させることができる。
しかも、本発明の実施に当たっては旧来の設備を用いる
ことが出来、大きな設備投資やコストアップの必要がな
いという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】深いピットが形成されるメカニズムを説明する
ための説明図である。

【図２】深いピットが形成されるメカニズムを説明する
ための説明図である。

【図３】アルカリエッチングを工程に有する、半導体ウ
エーハの製造方法の工程流れ図の一部を例示したもので
ある。 （Ａ）従来例、（Ｂ）本発明例。

【図４】アルカリエッチング後の面粗さを測定した結果
図である。 （Ａ） ＮａＯＨ水溶液、（Ｂ） ＫＯＨ水溶液、
（Ｃ） ＬｉＯＨ水溶液。

【図５】実施例と比較例の面粗さを測定した結果図であ
る。

【図６】実施例と比較例のピット深さを測定した結果図
である。

【図７】アルカリエッチング後のシリコンウエーハの表
面を光学顕微鏡で観察した観測図である。 （Ａ） ＮａＯＨ水溶液のみの１段エッチングによる比
較例、（Ｂ） ＮａＯＨ水溶液（２５ミクロンエッチン
グ）とＬｉＯＨ水溶液（５ミクロンエッチング）による
２段エッチングを行った実施例。

【図８】実施例と比較例のエッチングされたウエーハに
鏡面研磨を施し、ピットが残留しない最小研磨量をパー
ティクルカウンターを用いて計測した結果図である。

【図９】一般の半導体ウエーハの主な製造工程を示した
流れ図である。

【符号の説明】

１０…半導体ウエーハ、 １１…ラップ面、１
２…面粗さ、 １３…表面加工変質
層、１４…クラック、 １５…残留加工
変質層、１６…初期エッチング面、 １７…ピッ
ト、１８…深いピット、 １９…エッチン
グ終了後の面。Ａ …スライス工程、 Ｂ …面
取り工程、Ｃ …ラッピング工程、 Ｄ …エッチ
ング工程、Ｅ …一次鏡面研磨工程、 Ｆ …仕上げ
鏡面研磨工程、Ｇ …最終洗浄工程。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエーハのアルカリエッチング方
   法において、エッチングを複数段で行い、少なくとも二
   種のアルカリエッチング溶液で半導体ウエーハをエッチ
   ングすることを特徴とする半導体ウエーハのアルカリエ
   ッチング方法。
2. 【請求項２】 前記アルカリエッチング溶液の一つがＮ
   ａＯＨ水溶液であることを特徴とする請求項１の半導体
   ウエーハのアルカリエッチング方法。
3. 【請求項３】 前記アルカリエッチング溶液の一つがＬ
   ｉＯＨ水溶液であることを特徴とする請求項１または請
   求項２の半導体ウエーハのアルカリエッチング方法。
4. 【請求項４】 前記ＮａＯＨ水溶液の濃度を４５重量％
   以上とし、温度を６０℃以上としてエッチングすること
   を特徴とする請求項２に記載の半導体ウエーハのアルカ
   リエッチング方法。
5. 【請求項５】 前記ＬｉＯＨ水溶液の濃度を５重量％以
   上とし、温度を６０℃以上としてエッチングすることを
   特徴とする請求項３に記載の半導体ウエーハのアルカリ
   エッチング方法。
6. 【請求項６】 第１段目のエッチングをＮａＯＨ水溶液
   で行い、第２段目のエッチングをＬｉＯＨ水溶液で行う
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一
   項に記載の半導体ウエーハのアルカリエッチング方法。
7. 【請求項７】 半導体ウエーハがシリコンであることを
   特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記
   載の半導体ウエーハのアルカリエッチング方法。
8. 【請求項８】 少なくとも前記請求項１ないし請求項６
   のいずれか１項に記載のアルカリエッチング工程を有す
   ることを特徴とする半導体ウエーハの製造方法。
9. 【請求項９】 半導体ウエーハがシリコンであることを
   特徴とする請求項８に記載の半導体ウエーハの製造方
   法。