JP2003007672A - Method of etching silicon semiconductor wafer - Google Patents
Method of etching silicon semiconductor waferInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ラッピング後の
シリコン半導体ウェーハを薬液によりエッチングする、
シリコン半導体ウェーハのエッチング方法に関するもの
である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to etching a silicon semiconductor wafer after lapping with a chemical solution,
The present invention relates to a method for etching a silicon semiconductor wafer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】シリコン半導体ウェーハの製造の際に、
シリコン単結晶を切断して得たウェーハの割れやカケを
防ぐため、そのウェーハの外周エッジ部を面取りする。
そのように面取りされたウェーハをラッピングして、前
工程で切り出されたウェーハの形状を平面化すると共
に、その厚さも均一にする。2. Description of the Related Art When manufacturing a silicon semiconductor wafer,
In order to prevent cracking or chipping of the wafer obtained by cutting the silicon single crystal, the outer peripheral edge of the wafer is chamfered.
The wafer thus chamfered is lapped to flatten the shape of the wafer cut out in the previous step and to make its thickness uniform.
【０００３】形状及び厚さが均一に整ったラッピング後
のウェーハ表面には加工歪みが残留している。そのた
め、これを取り除くために酸薬液を用いて化学的に加工
歪みを除去する。この場合、酸薬液にはフッ酸，硝酸，
酢酸の混合液を使用するケースが多い。Processing strain remains on the wafer surface after lapping, which has a uniform shape and thickness. Therefore, in order to remove this, the processing strain is chemically removed using an acid chemical solution. In this case, hydrofluoric acid, nitric acid,
In many cases, a mixed solution of acetic acid is used.
【０００４】加工歪みを除去したウェーハは、次工程で
あるポリッシング工程で更に高精度（高平坦度）のシリ
コン半導体ウェーハとする。The wafer from which the processing strain has been removed is made into a silicon semiconductor wafer with higher precision (higher flatness) in the polishing process which is the next process.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】近年、急速にウェーハ
集積度が増している中、シリコン半導体ウェーハの平行
度・平坦度は、ポリッシング工程のみならず、裏面に対
する高い形状精度（いわゆるエッチングに対する高精
度）の加工が要求されるようになってきている。In recent years, while the wafer integration is rapidly increasing, the parallelism and flatness of a silicon semiconductor wafer can be obtained not only in the polishing step, but also in the high shape accuracy on the back surface (high accuracy for so-called etching). ) Processing is becoming required.
【０００６】また、平坦度に合わせて高光沢度（面粗
度）を両立させることが必須条件となってきている。In addition, it has become an essential condition to achieve both high glossiness (surface roughness) in accordance with flatness.
【０００７】従来のシリコン半導体ウェーハのエッチン
グ方法においては、主に混酸水溶液（フッ酸・硝酸・酢
酸の混合液）を用いるケースが殆どであったが、昨今更
に高精度なウェーハの製造の要求に伴って、アルカリ薬
液によるエッチングが見直されてきている。In most conventional silicon semiconductor wafer etching methods, a mixed acid aqueous solution (mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid, and acetic acid) is mainly used, but recently, there has been a demand for manufacturing wafers with higher accuracy. Along with this, etching with an alkaline chemical has been reviewed.
【０００８】現在、そのようなアルカリ薬液の精製技術
も発達し、高純度で安価なアルカリ薬液が安定して得ら
れるようになってきている。At present, such a technique for purifying an alkaline chemical liquid has been developed, and a highly pure and inexpensive alkaline chemical liquid can be stably obtained.
【０００９】しかし、高精度なシリコン半導体ウェーハ
を得るためにアルカリ薬液を用いた場合、以下のような
問題点が生じている。However, when an alkaline chemical is used to obtain a highly accurate silicon semiconductor wafer, the following problems occur.
【００１０】前述の混酸薬液に比べ、アルカリ薬液を
用いたエッチングは、エッチング速度が著しく遅く、加
工生産性が落ちる。エッチング速度は、アルカリ濃度に
依存し、次のような傾向を持っている。Etching using an alkaline chemical solution is remarkably slow in etching rate as compared with the above-mentioned mixed acid chemical solution, and processing productivity is lowered. The etching rate depends on the alkali concentration and has the following tendency.
【００１１】遅い：低濃度＜高濃度：速い
アルカリ薬液を用いてシリコン半導体ウェーハをエッ
チングすると、アルカリエッチング特有の異方性エッチ
ングによる四角いエッチピットがウェーハ表面に形成さ
れる。そのため、従来の酸薬液によるエッチングに比
べ、表面が粗くなる傾向にある。また、このエッチピッ
トの大きさはアルカリ濃度に依存し、次のような傾向が
みられる。Slow: low concentration <high concentration: fast When a silicon semiconductor wafer is etched using an alkaline chemical, a square etch pit is formed on the wafer surface by anisotropic etching peculiar to alkali etching. Therefore, the surface tends to be rougher than in the conventional etching with an acid chemical solution. The size of this etch pit depends on the alkali concentration, and the following tendency is observed.
【００１２】ピット大：低濃度＞高濃度：ピット小
このため、エッチピットを小さく制御するためには、非
常に高濃度の薬液を必要とする。Large pit: low concentration> high concentration: small pit Therefore, in order to control the etch pit to be small, a very high concentration chemical solution is required.
【００１３】低濃度のアルカリ薬液を使用してエッチ
ングを行った場合、深く幅広いエッチピットがウェーハ
表面及び表層に残留するため、次工程であるポリッシン
グ工程の後にも、そのエッチピットが残留する危険性が
非常に高くなる。このエッチピットは、アルカリ薬液に
よるエッチングの取代に依存し、次の傾向を持ってい
る。When etching is performed using a low-concentration alkaline chemical solution, deep and wide etch pits remain on the wafer surface and the surface layer. Therefore, there is a risk that the etch pits may remain even after the polishing step which is the next step. Will be very high. This etch pit has the following tendency depending on the stock removal of the etching with the alkaline chemical solution.
【００１４】ピット大：取代多＞取代少：ピット小
従って、エッチピットを小さく制御するためには、アル
カリエッチング代を抑える必要がある。しかし、前工程
での機械的ダメージによる加工変質層を取り除くために
は、３０μｍ近いエッチング代が必要とされている。Large pit: Large removal amount> Small removal amount: Small pit Therefore, in order to control the etch pit to be small, it is necessary to suppress the alkali etching amount. However, in order to remove the work-affected layer due to mechanical damage in the previous step, an etching margin of about 30 μm is required.
【００１５】上記〜の問題点を解決するためには、
一方で、高濃度、高温下でアルカリ薬液を使用する必要
性が有り、他方で、エッチピットを浅く且つ小さく維持
するためには、アルカリエッチング代を抑えなければな
らない。In order to solve the above problems (1),
On the one hand, it is necessary to use an alkaline chemical solution at high concentration and high temperature, and on the other hand, in order to keep the etch pit shallow and small, the alkali etching allowance must be suppressed.
【００１６】本発明は、精度の高いエッチング処理を行
えるシリコン半導体ウェーハのエッチング方法を提供す
ることを目的としている。It is an object of the present invention to provide a method for etching a silicon semiconductor wafer, which enables highly accurate etching processing.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明の好ましい解決手
段を例示すると、次のとおりである。The preferred means of solving the present invention is as follows.
【００１８】（１） ラッピング後のシリコン半導体ウ
ェーハを薬液によりエッチングする方法において、以下
の工程（Ａ）及び（Ｂ）を含むことを特徴とするシリコ
ン半導体ウェーハのエッチング方法。(1) A method for etching a silicon semiconductor wafer after lapping with a chemical solution, which comprises the following steps (A) and (B):
【００１９】（Ａ）硝酸、フッ酸、酢酸の混合液からな
る酸薬液により、シリコン半導体ウェーハの表面を酸エ
ッチングする工程と、（Ｂ）酸薬液によるエッチングの
後で、シリコン半導体ウェーハをアルカリ薬液に浸漬
し、シリコン半導体ウェーハの表面をアルカリ薬液でア
ルカリエッチングする工程。After the step (A) of acid etching the surface of the silicon semiconductor wafer with an acid chemical solution consisting of a mixed solution of nitric acid, hydrofluoric acid and acetic acid, and (B) the etching with the acid chemical solution, the silicon semiconductor wafer is treated with an alkaline chemical solution. A step of immersing the surface of the silicon semiconductor wafer in an alkaline solution with an alkaline chemical solution.
【００２０】（２） 硝酸、フッ酸、酢酸の混合液から
なる酸薬液で、シリコン半導体ウェーハの表面を酸エッ
チングすることにより、シリコン半導体ウェーハの表面
に存在する破砕層を除去することを特徴とする前述のシ
リコン半導体ウェーハのエッチング方法。(2) The crushed layer existing on the surface of the silicon semiconductor wafer is removed by acid-etching the surface of the silicon semiconductor wafer with an acid chemical containing a mixed solution of nitric acid, hydrofluoric acid and acetic acid. The method for etching a silicon semiconductor wafer described above.
【００２１】（３） アルカリ薬液でアルカリエッチン
グする前に、酸薬液により、シリコン半導体ウェーハの
表面を５μｍ〜１５μｍあらかじめ酸エッチングするこ
とを特徴とする前述のシリコン半導体ウェーハのエッチ
ング方法。(3) The method for etching a silicon semiconductor wafer described above, characterized in that the surface of the silicon semiconductor wafer is acid-etched in advance with an acid chemical for 5 to 15 μm before the alkali etching with the alkali chemical.
【００２２】（４） アルカリ薬液は、３０〜５０重量
％の水溶液のものを使用し、アルカリ薬液の温度は７０
℃〜９０℃の範囲にすることを特徴とする前述のシリコ
ン半導体ウェーハのエッチング方法。(4) The alkaline chemical solution used is an aqueous solution of 30 to 50% by weight, and the temperature of the alkaline chemical solution is 70
The etching method for a silicon semiconductor wafer as described above, characterized in that the temperature is in the range of 90 ° C to 90 ° C.
【００２３】（５） シリコン半導体ウェーハをキャリ
アに搭載してアルカリ薬液に浸漬することを特徴とする
前述のシリコン半導体ウェーハのエッチング方法。(5) The method for etching a silicon semiconductor wafer, wherein the silicon semiconductor wafer is mounted on a carrier and immersed in an alkaline chemical solution.
【００２４】（６） 苛性ソーダ（ＮａＯＨ）および苛
性カリ（ＫＯＨ）からなるアルカリ薬液を使用すること
を特徴とする前述のシリコン半導体ウェーハのエッチン
グ方法。(6) The above-described method for etching a silicon semiconductor wafer, which comprises using an alkaline chemical solution containing caustic soda (NaOH) and caustic potash (KOH).
【００２５】（７） 酸薬液として使用する、硝酸、フ
ッ酸、酢酸の混合液の組成を、ＨＮＯ3 ：ＨＦ：ＣＨ3
ＣＯＯＨ＝１：（０．１７〜０．２７）：（０．４７〜
０．７）とすることを特徴とする前述のシリコン半導体
ウェーハのエッチング方法。(7) The composition of a mixed solution of nitric acid, hydrofluoric acid and acetic acid used as an acid chemical solution is HNO 3 : HF: CH 3
COOH = 1: (0.17 to 0.27): (0.47 to
0.7) The above-mentioned method for etching a silicon semiconductor wafer.
【００２６】（８） 酸薬液の温度を２０〜４０℃に保
持して、撹拌機能を施し、シリコン半導体ウェーハの表
面を酸エッチングすることを特徴とする前述のシリコン
半導体ウェーハのエッチング方法。(8) The above-described method for etching a silicon semiconductor wafer, characterized in that the temperature of the acid chemical solution is maintained at 20 to 40 ° C., a stirring function is applied, and the surface of the silicon semiconductor wafer is acid-etched.
【００２７】（９） シリコン半導体ウェーハの表面の
３０μｍ以下をアルカリ薬液でアルカリエッチングする
ことを特徴とする前述のシリコン半導体ウェーハのエッ
チング方法。(9) The above-mentioned method for etching a silicon semiconductor wafer, characterized in that 30 μm or less of the surface of the silicon semiconductor wafer is alkali-etched with an alkaline chemical.
【００２８】（１０） アルカリエッチングの前処理と
して実施する酸エッチングの研磨代は、片面で２．５〜
７．５μｍであることを特徴とする前述のシリコン半導
体ウェーハのエッチング方法。(10) The polishing allowance of the acid etching carried out as a pretreatment of the alkali etching is 2.5-
The method for etching a silicon semiconductor wafer as described above, wherein the etching method is 7.5 μm.
【００２９】[0029]
【発明の実施の形態】請求項１に記載のシリコン半導体
ウェーハのエッチング方法によれば、酸薬液とアルカリ
薬液の両方を使用することにより、酸薬液とアルカリ薬
液のいずれか１方のみを単独で使用する場合に生じる前
述の問題点を解消できるだけでなく、とくに、酸エッチ
ングの後にアルカリエッチングをすることにより、相乗
効果を奏することができる。According to the method for etching a silicon semiconductor wafer according to claim 1, by using both the acid chemical solution and the alkali chemical solution, only one of the acid chemical solution and the alkali chemical solution is used alone. Not only can the problems described above that occur when used be eliminated, but a synergistic effect can be achieved especially by performing alkali etching after acid etching.
【００３０】たとえば、酸薬液のみによるエッチングで
は成し得なかったエッチング後に、非常に良好な形状を
得ることができる。とくに、製品の裏面の形状精度の向
上を図ることができる。For example, it is possible to obtain a very good shape after etching, which could not be achieved by etching with only the acid chemical solution. In particular, it is possible to improve the shape accuracy of the back surface of the product.
【００３１】また、アルカリ薬液のみによりエッチング
されたウェーハに比較して、ウェーハの表面精度を大幅
に向上する事ができる。具体的にいえば、前処理として
酸薬液によるエッチングを付加させることで、その後の
アルカリ薬液によるエッチングで形成されるウェーハ表
面のエッチピットを小さく、かつ浅くすることができる
のである。Further, the surface accuracy of the wafer can be greatly improved as compared with the wafer etched only with the alkaline chemical. Specifically, by adding etching with an acid chemical as a pretreatment, the etch pits on the wafer surface formed by the subsequent etching with an alkali chemical can be made small and shallow.
【００３２】特に、硝酸、フッ酸、酢酸の混合液からな
る酸薬液で酸エッチングすることにより、シリコン半導
体ウェーハの表面に存在する破砕層を除去することがで
きる。このような破砕層はＳｉを含んでいるため、フッ
酸処理によっては除去することができない。なぜなら、
フッ酸処理では、Ｓｉはエッチングできないからであ
る。In particular, the crushed layer existing on the surface of the silicon semiconductor wafer can be removed by acid etching with an acid chemical containing a mixed solution of nitric acid, hydrofluoric acid and acetic acid. Since such a fractured layer contains Si, it cannot be removed by hydrofluoric acid treatment. Because
This is because Si cannot be etched by the hydrofluoric acid treatment.
【００３３】請求項２に記載のシリコン半導体ウェーハ
のエッチング方法は、アルカリ薬液でアルカリエッチン
グする前に、酸薬液により、シリコン半導体ウェーハの
表面を５μｍ〜１５μｍあらかじめ酸エッチングするこ
とを数値限定したものである。酸薬液によるエッチング
において５μｍ未満のエッチング量では、酸エッチング
の化学的特性が生かしきれず、その後のアルカリ薬液に
よるエッチングを行っても、前処理を加えなかったもの
と殆ど表面精度は変わらないことがある。また、酸エッ
チングの取量が１５μｍを越えると、ウェーハの形状を
損ない始め、アルカリ薬液を用いて形状精度を高める効
果が半減してしまうことがある。In the method for etching a silicon semiconductor wafer according to a second aspect of the present invention, the surface of the silicon semiconductor wafer is previously acid-etched with an acid chemical for 5 μm to 15 μm before being alkali-etched with an alkali chemical. is there. In etching with an acid chemical, if the etching amount is less than 5 μm, the chemical characteristics of acid etching cannot be fully utilized, and even if the subsequent etching with an alkali chemical is performed, the surface accuracy is almost the same as that without pretreatment. is there. On the other hand, if the amount of acid etching exceeds 15 μm, the shape of the wafer may start to be damaged, and the effect of improving the shape accuracy by using the alkaline chemical solution may be halved.
【００３４】請求項３に記載のシリコン半導体ウェーハ
のエッチング方法は、エッチング速度の改善と白色のム
ラ発生の抑制に優れた数値範囲を限定したものである。In the method for etching a silicon semiconductor wafer according to a third aspect of the present invention, the numerical range that is excellent in improving the etching rate and suppressing the occurrence of white unevenness is limited.
【００３５】たとえば、アルカリ薬液は、３０〜５０重
量％の水溶液のものを使用しているが、３０重量％未満
の場合には、エッチング速度が低くなり、実用的な面で
優位性がなくなりやすくなる。また、ウェーハ面内で形
成されるエッチピットが不規則になり、目視による外観
検査で白色のムラを発生させてしまい、そのため、外観
不良が多発して、エッチングでの工程歩留りを低下させ
る要因になってしまう。For example, as the alkaline chemical solution, an aqueous solution of 30 to 50% by weight is used, but if it is less than 30% by weight, the etching rate becomes low, and the advantage in practical use tends to be lost. Become. In addition, the etch pits formed on the wafer surface become irregular, which causes white unevenness in the visual appearance inspection, which often causes appearance defects and reduces the process yield in etching. turn into.
【００３６】また、アルカリ薬液の加熱温度を７０℃〜
９０℃の範囲とするのは、７０℃を下回ると、エッチン
グ速度が低下するだけでなく、ウェーハ面内でのエッチ
ング力が不安定になり、ムラを発生させてしまう可能性
が出てくる。Further, the heating temperature of the alkaline chemical solution is 70.degree.
If the temperature falls below 70 ° C., the range of 90 ° C. not only lowers the etching rate, but also makes the etching force in the wafer surface unstable and may cause unevenness.
【００３７】アルカリエッチング方法は、苛性ソーダ
（ＮａＯＨ）および苛性カリ（ＫＯＨ）からなるアルカ
リ薬液を使用する。The alkaline etching method uses an alkaline chemical solution consisting of caustic soda (NaOH) and caustic potash (KOH).
【００３８】請求項４に記載のシリコン半導体ウェーハ
のエッチング方法は、酸薬液として使用する、硝酸、フ
ッ酸、酢酸の混合液の組成を ＨＮＯ3 ：ＨＦ：ＣＨ3
ＣＯＯＨ＝１：（０．１７〜０．２７）：（０．４７〜
０．７）にすることを限定したものである。その理由
は、ＨＦ濃度が０．１７以下では化学反応が遅く、エッ
チングされ難い。一方、ＨＦ濃度が０．２７以上ではエ
ッチングレートが高く、取代と形状制御が困難になる。In a method for etching a silicon semiconductor wafer according to a fourth aspect, the composition of a mixed solution of nitric acid, hydrofluoric acid and acetic acid used as an acid chemical solution is HNO 3 : HF: CH 3
COOH = 1: (0.17 to 0.27): (0.47 to
0.7) is limited. The reason is that when the HF concentration is 0.17 or less, the chemical reaction is slow and etching is difficult. On the other hand, when the HF concentration is 0.27 or more, the etching rate is high and it becomes difficult to control the stock removal and shape.
【００３９】請求項５に記載のシリコン半導体ウェーハ
のエッチング方法は、酸薬液の温度を２０〜４０℃に保
持して、撹拌機能を施し、シリコン半導体ウェーハの表
面を酸エッチングすることを限定したものである。２０
℃未満であると、薬液温度の制御が困難であり、４０℃
をこえると、エッチングレートが大きくなり、取代の制
御が困難となる。撹拌機能を施すと、エッチングの反応
熱が均一となり、ウェーハ面内の取代が均一となる。In the method for etching a silicon semiconductor wafer according to a fifth aspect of the present invention, the acid etching of the surface of the silicon semiconductor wafer is limited by keeping the temperature of the acid chemical solution at 20 to 40 ° C. and performing a stirring function. Is. 20
If the temperature is less than ℃, it is difficult to control the temperature of the chemical solution,
If it exceeds, the etching rate becomes large, and it becomes difficult to control the stock removal. When the stirring function is applied, the reaction heat of etching becomes uniform, and the machining allowance within the wafer surface becomes uniform.
【００４０】一方、シリコン半導体ウェーハの表面の３
０μｍ以下をアルカリ薬液でエッチングすることが好ま
しい。３０μｍを超えてアルカリエッチングすると、エ
ッチピットが大きくなり、事前の酸エッチングの効果が
なくなることがある。On the other hand, on the surface of the silicon semiconductor wafer,
It is preferable to etch 0 μm or less with an alkaline chemical solution. If the alkali etching exceeds 30 μm, the etch pit becomes large, and the effect of the acid etching in advance may be lost.
【００４１】なお、ラップ後のウェーハ表面をアルカリ
エッチングする前に、界面活性剤若しくはワックス等で
コーティングし（コーティングの前処理としてウェーハ
表面の金属不純物を除去するため酸化膜を除去した疎水
面にすることを意図している）、方位性エッチングを抑
制するフッ酸処理方法に比較して、本発明の方法は、ア
ルカリエッチング特有の方位性エッチングを抑制する点
ではほぼ同じであるが、混酸であらかじめエッチング
し、破砕層を除去するという点で全く異なる。フッ酸で
はＳｉはエッチングできないからである。Before the alkali-etching of the wafer surface after lapping, the surface of the wafer is coated with a surfactant, wax or the like (as a pretreatment of the coating, the surface of the wafer is made a hydrophobic surface from which the oxide film has been removed in order to remove metal impurities. In comparison with a hydrofluoric acid treatment method that suppresses directional etching, the method of the present invention is almost the same in that it suppresses directional etching peculiar to alkali etching. It is completely different in that it etches and removes the fractured layer. This is because Si cannot be etched with hydrofluoric acid.
【００４２】[0042]
【実施例】次に、本発明の実施例及び比較例について説
明する。EXAMPLES Next, examples of the present invention and comparative examples will be described.
【００４３】ＣＺ法で育成されたシリコン単結晶インゴ
ットを切断、面取、ラッピングを行ったシリコン半導体
ウェーハについて、ＮａＯＨ溶液を用いた時のアルカリ
の濃度及び温度に対するエッチング速度について測定し
た。また、アルカリのエッチング取代に対するピットサ
イズについても測定した。これらの測定結果を以下にま
とめて示す。With respect to a silicon semiconductor wafer obtained by cutting, chamfering and lapping a silicon single crystal ingot grown by the CZ method, the etching rate with respect to the alkali concentration and temperature when a NaOH solution was used was measured. In addition, the pit size against the etching stock of alkali was also measured. The results of these measurements are summarized below.
【００４４】図１において、使用したアルカリ薬液の濃
度を２５重量％とし、５０〜９０℃と高温で処理する
と、処理速度いわゆるエッチング速度が上がる。少なく
とも７０〜９０℃のアルカリ薬液の温度範囲において
は、生産性向上に顕著な効果がある。In FIG. 1, when the concentration of the alkaline chemical solution used is 25% by weight and the treatment is performed at a high temperature of 50 to 90 ° C., the treatment rate, that is, the etching rate is increased. In the temperature range of the alkaline chemical solution of at least 70 to 90 ° C, there is a remarkable effect in improving productivity.
【００４５】図２は、アルカリ薬液の温度を７０℃と
し、薬液の濃度を変化させた時のエッチング速度を計測
した結果を示すものである。濃度３０％付近以下から、
エッチングレートが低下し始めるため、３０〜５０重量
％水溶液のアルカリ薬液の濃度範囲において、生産性向
上に顕著な効果がある。FIG. 2 shows the results of measuring the etching rate when the temperature of the alkaline chemical was 70 ° C. and the concentration of the chemical was changed. From a concentration around 30% or less,
Since the etching rate starts to decrease, it has a remarkable effect on productivity improvement in the concentration range of the alkaline chemical solution of 30 to 50% by weight aqueous solution.
【００４６】図３は、上述の条件下でエッチングを行っ
た時の、ウェーハエッチング代とウェーハ表面に形成さ
れるピットのサイズ（幅）をグラフに表したものであ
る。エッチング取代を増やしていくことで、そのピット
サイズは正比例的に大きくなっていくことが伺える。従
って、ピットを抑制するためには、アルカリエッチング
取代を抑える必要性があることを示唆している。FIG. 3 is a graph showing the wafer etching allowance and the size (width) of the pits formed on the wafer surface when etching is performed under the above conditions. It can be seen that the pit size increases in direct proportion by increasing the etching allowance. Therefore, it is suggested that it is necessary to suppress the alkali etching stock removal in order to suppress the pits.
【００４７】図４、図５、図６は、それぞれ、酸エッチ
ングのみ、アルカリエッチングのみ、アルカリエッチン
グ前に酸エッチングを加えたものについて、ウェーハ表
面の光学顕微鏡の観察結果を示すものである。FIGS. 4, 5 and 6 show the results of observing the wafer surface with an optical microscope for acid etching only, alkali etching only, and acid etching added before alkali etching, respectively.
【００４８】図４、図５、図６を綜合的に対比して観察
すれば明らかなように、酸エッチングのみのエッチピッ
トに比べ、アルカリエッチングのみのエッチピットはそ
のピットサイズが大きく、深さもある。しかし、アルカ
リエッチング前に酸エッチングを加えたウェーハに関し
ては、酸を加えることで、トータル取代量に対しアルカ
リ取代量を減らす事が可能となるため、必然的にピット
サイズは小さくできる。また、アルカリエッチング前に
酸薬液で処理するので、ウェーハ表面の加工変質層はそ
の酸の拡散反応性を受け、改善されるため、その後にア
ルカリエッチングを加えても、深さを浅く保つことが可
能となる。As is clear from the comprehensive comparison and observation of FIGS. 4, 5 and 6, the pit size of the etch pits only with alkali etching is larger and the depth is also deeper than the etch pits only with acid etching. is there. However, for a wafer to which acid etching has been performed before alkali etching, it is possible to reduce the alkali removal amount with respect to the total removal amount by adding acid, and therefore the pit size can be necessarily reduced. In addition, since it is treated with an acid chemical solution before alkali etching, the work-affected layer on the wafer surface receives the acid diffusion reactivity and is improved, so even if alkali etching is added after that, the depth can be kept shallow. It will be possible.
【００４９】図７、図８、図９は、それぞれ、図４、
５、６の処理態様に対応するウェーハ表面プロファイル
を示す。これらのプロファイルは接触式表面粗さ測定装
置により測定したものである。FIGS. 7, 8 and 9 are respectively shown in FIGS.
The wafer surface profile corresponding to the processing modes of 5 and 6 is shown. These profiles are measured by a contact type surface roughness measuring device.
【００５０】図７は、ラッピング後にアルカリ薬液のみ
でエッチングしたウェーハの表面を計測したものであ
る。FIG. 7 shows the measurement of the surface of a wafer which has been etched only with an alkaline chemical solution after lapping.
【００５１】図８は、ラッピング後に酸薬液であらかじ
め１５μｍ以下処理したものをアルカリ薬液でエッチン
グしたウェーハの表面を計測したものである。FIG. 8 shows the measurement of the surface of a wafer which has been previously treated with an acid chemical solution to 15 μm or less after lapping and etched with an alkali chemical solution.
【００５２】図９は、ラッピング後にアルカリ薬液のみ
でエッチングし、図８のウェーハのアルカリエッチング
取代を揃えたものである。FIG. 9 shows that the wafer shown in FIG. 8 has a uniform alkali etching allowance after being etched by only an alkaline chemical solution after lapping.
【００５３】図７〜９の何れの場合も、ラッピング後に
酸薬液であらかじめ１５μｍ以下処理したものをアルカ
リ薬液でエッチングしたウェーハの方が、ピットの深さ
（プロファイルの振幅深さ）と、幅（プロファイルの振
幅間隔）が改善されている。In any of the cases shown in FIGS. 7 to 9, the pit depth (profile amplitude depth) and width (profile amplitude depth) and width (width of the profile) of the wafer, which has been previously treated with an acid chemical solution to 15 μm or less after lapping and etched with an alkali chemical solution, are obtained. The amplitude interval of the profile) has been improved.
【００５４】変形例
アルカリエッチングの際のピット抑制として、グライ
ダーによる片面研磨を行う。Modification One-side polishing with a glider is performed to suppress pits during alkali etching.
【００５５】ラッピング後の加工変質層を抑制するこ
とで、アルカリ薬液によるピット深さを軽減する。ラッ
ピング後の加工変質層を抑制することで、ラッピング自
体の砥粒番手を上げることができ、砥粒を細かくするこ
とができる。By suppressing the work-affected layer after lapping, the pit depth due to the alkaline chemical is reduced. By suppressing the work-affected layer after lapping, the abrasive grain count of lapping itself can be increased and the abrasive grains can be made finer.
【００５６】[0056]
【発明の効果】本発明の方法によれば、ラッピング後の
シリコン半導体ウェーハをエッチングする場合に、高精
度なエッチングを行うことができる。アルカリ薬液のみ
を用いてエッチングを行うと、平坦度は改善されるが、
ウェーハ表面の悪化が懸念されていたが、アルカリ薬液
を用いてエッチングを行うに際して、まず前処理とし
て、硝酸、フッ酸、酢酸の混合液からなる酸薬液を用い
て、ウェーハ表面をたとえば５μｍ〜１５μｍあらかじ
めエッチングすることで、酸エッチングの拡散律速反応
により、ウェーハ表面の粗度を改善できる。そして、後
段に処理するアルカリエッチングのピットの大きさ及び
深さを抑制することが可能となる。According to the method of the present invention, highly accurate etching can be performed when etching a silicon semiconductor wafer after lapping. The flatness is improved by etching using only the alkaline chemical,
Although there was a concern that the wafer surface would deteriorate, when etching is performed using an alkaline chemical solution, first, as a pretreatment, an acid chemical solution composed of a mixed solution of nitric acid, hydrofluoric acid, and acetic acid is used, and the wafer surface is, for example, 5 μm to 15 μm. By pre-etching, the roughness of the wafer surface can be improved by the diffusion-controlled reaction of acid etching. Then, it becomes possible to suppress the size and depth of the pits of the alkali etching which are processed in the subsequent stage.
【００５７】また、本発明の方法によれば、従来の酸エ
ッチングに比べて取代が少なくできるため、形状の精度
を損なうことなく、アルカリ薬液の特性を生かすことが
でき、高平坦度なエッチングウェーハを得ることが出来
る。Further, according to the method of the present invention, since the stock removal can be reduced as compared with the conventional acid etching, the characteristics of the alkaline chemical liquid can be utilized without deteriorating the accuracy of the shape, and the etching wafer with high flatness can be obtained. Can be obtained.
【図１】シリコン半導体ウェーハについて測定した、Ｎ
ａＯＨ溶液を用いた時のアルカリ温度とエッチング速度
との関係を示す。FIG. 1 is an N measured on a silicon semiconductor wafer.
The relationship between the alkaline temperature and the etching rate when an aOH solution is used is shown.
【図２】シリコン半導体ウェーハについて測定した、Ｎ
ａＯＨ溶液を用いた時のアルカリ濃度とエッチング速度
との関係を示す。FIG. 2 shows N measured on a silicon semiconductor wafer.
The relationship between the alkali concentration and the etching rate when an aOH solution is used is shown.
【図３】シリコン半導体ウェーハについて測定した、Ｎ
ａＯＨ溶液を用いた時のアルカリエッチング取代とエッ
チング・サイズとの関係を示す。FIG. 3 shows N measured on a silicon semiconductor wafer.
The relationship between the etching allowance and the etching size when an aOH solution is used is shown.
【図４】酸エッチングのみのウェーハ表面の光学顕微鏡
観察結果を示す。FIG. 4 shows the results of optical microscope observation of the wafer surface that was only acid etched.
【図５】アルカリエッチングのみのウェーハ表面の光学
顕微鏡観察結果を示している。FIG. 5 shows the results of optical microscope observation of the wafer surface that was only alkali-etched.
【図６】アルカリエッチング前に酸エッチングを加えた
もののウェーハ表面の光学顕微鏡観察結果を示す。FIG. 6 shows the results of optical microscope observation of the wafer surface after acid etching was added before alkali etching.
【図７】ラッピング後にアルカリ薬液のみでエッチング
したウェーハ表面のプロファイルを示す。FIG. 7 shows a profile of a wafer surface etched only with an alkaline chemical solution after lapping.
【図８】ラッピング後に酸薬液であらかじめ１５μｍ以
下処理したものをアルカリ薬液でエッチングしたウェー
ハ表面のプロファイルを示す。FIG. 8 shows a profile of a wafer surface, which has been previously treated with an acid chemical solution to 15 μm or less after lapping and then etched with an alkali chemical solution.
【図９】ラッピング後にアルカリ薬液のみでエッチング
し、図８のウェーハのアルカリエッチング代を揃えたウ
ェーハ表面のプロファイルを示す。FIG. 9 shows a profile of a wafer surface in which the alkali etching solution of the wafer of FIG.
Claims (5)
を薬液によりエッチングする方法において、（Ａ）硝
酸、フッ酸、酢酸の混合液からなる酸薬液により、シリ
コン半導体ウェーハの表面を酸エッチングする工程と、
（Ｂ）酸薬液によるエッチングの後で、シリコン半導体
ウェーハをアルカリ薬液でアルカリエッチングする工程
と、 を含むことを特徴とするシリコン半導体ウェーハのエッ
チング方法。1. A method of etching a silicon semiconductor wafer after lapping with a chemical solution, comprising: (A) acid etching the surface of the silicon semiconductor wafer with an acid chemical solution consisting of a mixed solution of nitric acid, hydrofluoric acid and acetic acid;
(B) a step of etching the silicon semiconductor wafer with an alkali chemical solution after the etching with the acid chemical solution, and a method of etching the silicon semiconductor wafer.
前に、酸薬液により、シリコン半導体ウェーハの表面を
５μｍ〜１５μｍあらかじめ酸エッチングすることを特
徴とする請求項１に記載のシリコン半導体ウェーハのエ
ッチング方法。2. The method for etching a silicon semiconductor wafer according to claim 1, wherein the surface of the silicon semiconductor wafer is acid-etched in advance with an acid chemical for 5 μm to 15 μm before the alkali etching with the alkali chemical.
溶液で７０℃〜９０℃に加熱して使用し、シリコン半導
体ウェーハの３０μｍ以下をエッチングすることを特徴
とする請求項１〜２のいずれか１項に記載のシリコン半
導体ウェーハのエッチング方法。3. The alkaline chemical liquid is used by heating it to 70 ° C. to 90 ° C. with an aqueous solution of 30 to 50% by weight, and etching 30 μm or less of a silicon semiconductor wafer. 2. A method for etching a silicon semiconductor wafer according to item 1.
酢酸の混合液の組成を、ＨＮＯ3 ：ＨＦ：ＣＨ3 ＣＯＯ
Ｈ＝１：（０．１７〜０．２７）：（０．４７〜０．
７）とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項に記載のシリコン半導体ウェーハのエッチング方法。4. Nitric acid, hydrofluoric acid, which is used as an acid chemical solution,
The composition of the mixed solution of acetic acid is HNO 3 : HF: CH 3 COO.
H = 1: (0.17-0.27): (0.47-0.
7) It is set as any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
Item 8. A method for etching a silicon semiconductor wafer according to item.
て、撹拌機能を施し、シリコン半導体ウェーハの表面を
酸エッチングすることを特徴とする請求項１〜４のいず
れか１項に記載のシリコン半導体ウェーハのエッチング
方法。5. The method according to claim 1, wherein the temperature of the acid chemical solution is maintained at 20 to 40 ° C., a stirring function is applied, and the surface of the silicon semiconductor wafer is acid-etched. Method for etching silicon semiconductor wafer.
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- 2001-06-25 JP JP2001191272A patent/JP2003007672A/en not_active Withdrawn
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