JP5742780B2 - Alkali etching solution and alkali etching method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、シリコンウェーハをエッチングするためのアルカリエッチング液と、それを用いたアルカリエッチング方法に関する。 The present invention relates to an alkali etching solution for etching a silicon wafer and an alkali etching method using the same.
半導体デバイスに用いられる半導体基板、例えばシリコンウェーハを製造する際には、チョクラルスキー法（ＣＺ法）やフロートゾーン法（ＦＺ法）によって製造されたシリコン単結晶インゴットから、ワイヤーソーや内周刃切断機を用いてスライスした薄板円盤状のウェーハを作製し、ウェーハ外周部をベベリングした後、ウェーハ平坦度向上のためウェーハ主表面をラップ加工や研削加工し、これら機械加工による加工変質層を除去するために湿式エッチング等が行われる。 When manufacturing a semiconductor substrate used for a semiconductor device, such as a silicon wafer, from a silicon single crystal ingot manufactured by the Czochralski method (CZ method) or the float zone method (FZ method), a wire saw or inner peripheral blade A sliced thin disk-shaped wafer is produced using a cutting machine, the wafer outer peripheral part is beveled, and the main surface of the wafer is lapped or ground to improve the wafer flatness, and the damaged layer is removed by machining. For this purpose, wet etching or the like is performed.
この湿式エッチングには、ウェーハの平坦度が良好であるという長所を有する水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリを用いるアルカリエッチングがある（例えば、特許文献１等）。しかし、アルカリエッチングには、深いエッチピットを形成するという欠点がある。 This wet etching includes alkali etching using an alkali such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, which has the advantage of good flatness of the wafer (for example, Patent Document 1). However, alkaline etching has the disadvantage of forming deep etch pits.
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであって、上記欠点を改善したアルカリエッチング液とエッチング方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said problem, Comprising: It aims at providing the alkaline etching liquid and etching method which improved the said fault.
上記課題を解決するため、本発明では、湿式エッチングに用いられるアルカリエッチング液であって、水酸化ナトリウム水溶液に、下記式で求められる濃度（体積％）の±１０％以内の濃度（体積％）となる次亜塩素酸ナトリウムを溶解したものであることを特徴とするアルカリエッチング液を提供する。
０．００８７×水酸化ナトリウム水溶液の濃度（質量％）−０．０３９
In order to solve the above problems, in the present invention, an alkaline etching solution used for wet etching, the concentration (volume%) within ± 10% of the concentration (volume%) determined by the following formula in the aqueous sodium hydroxide solution An alkaline etching solution is provided in which sodium hypochlorite is dissolved.
0.0087 × concentration of sodium hydroxide aqueous solution (mass%) − 0.039
このような本発明のアルカリエッチング液によれば、エッチングの際に形成されてしまうエッチピットの深さを浅くすることができる。 According to such an alkaline etching solution of the present invention, the depth of etch pits formed during etching can be reduced.
また、前記水酸化ナトリウム水溶液の濃度は、１０〜６０質量％とすることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the density | concentration of the said sodium hydroxide aqueous solution shall be 10-60 mass%.
このような範囲の濃度とすることによって、エッチング後のウェーハ表面性状をより向上させることができるエッチング液となる。 By setting the concentration within such a range, an etching solution that can further improve the wafer surface properties after etching is obtained.
また本発明では、前記アルカリエッチング液でシリコンウェーハをエッチングすることを特徴とするアルカリエッチング方法を提供する。 The present invention also provides an alkaline etching method characterized by etching a silicon wafer with the alkaline etching solution.
このような本発明の方法により、エッチピット深さの浅い、品質の優れたシリコンウェーハを得ることができる。 By such a method of the present invention, a silicon wafer having a shallow etch pit depth and excellent quality can be obtained.
以上説明したように、本発明のアルカリエッチング液は、エッチングの際に形成されてしまうエッチピットの深さを浅くすることができるため、これを用いてシリコンウェーハのエッチングを行うことにより、エッチピット深さの浅い、品質の優れたシリコンウェーハを得ることができる。 As described above, the alkaline etchant of the present invention can reduce the depth of etch pits that are formed during etching, so that etching pits can be performed by etching silicon wafers using this. A silicon wafer having a shallow depth and excellent quality can be obtained.
以下、本発明についてより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
前述のように、従来のアルカリエッチング液を用いて、加工変質層を有するシリコンウェーハ表面をアルカリエッチングすると、大小様々なエッチピットが現出し、ウェーハ品質に悪影響をもたらすという問題があった。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically, but the present invention is not limited thereto.
As described above, when alkali etching is performed on the surface of a silicon wafer having a work-affected layer using a conventional alkaline etchant, there is a problem that various types of etch pits appear and adversely affect the wafer quality.
これらエッチピットが形成される要因のひとつとして、ウェーハの主表面に対する機械加工で導入される多数の高エネルギー準位点がある。 One of the factors for forming these etch pits is a number of high energy level points introduced by machining the main surface of the wafer.
そこで、本発明者は、従来のアルカリエッチング液が有する欠点を改善し、アルカリエッチングの際のエッチピットの形成を抑制するべく鋭意検討を重ねた。その結果、シリコンウェーハに対して従来使用されてきたアルカリエッチング液（水酸化ナトリウム水溶液）に、特定の濃度となるよう次亜塩素酸ナトリウムを添加することで、エッチング後に生ずるエッチピット形成を抑制できることを見出し、本発明を完成させた。 Therefore, the present inventor has intensively studied to improve the drawbacks of the conventional alkali etching solution and suppress the formation of etch pits during the alkali etching. As a result, the formation of etch pits after etching can be suppressed by adding sodium hypochlorite to a specific concentration in an alkali etching solution (sodium hydroxide aqueous solution) conventionally used for silicon wafers. The present invention was completed.
即ち、本発明のアルカリエッチング液は、湿式エッチングに用いられるアルカリエッチング液であって、水酸化ナトリウム水溶液に、下記式で求められる濃度（体積％）の±１０％以内の濃度（体積％）となる次亜塩素酸ナトリウムを溶解したものであることを特徴とする。
０．００８７×水酸化ナトリウム水溶液の濃度（質量％）−０．０３９
That is, the alkaline etching solution of the present invention is an alkaline etching solution used for wet etching, and has a concentration (volume%) within ± 10% of the concentration (volume%) obtained by the following formula in an aqueous sodium hydroxide solution. It is characterized by dissolving sodium hypochlorite.
0.0087 × concentration of sodium hydroxide aqueous solution (mass%) − 0.039
ここで、本発明における式：
０．００８７×水酸化ナトリウム水溶液の濃度（質量％）−０．０３９
について、図を用いて説明する。
Here, the formula in the present invention:
0.0087 × concentration of sodium hydroxide aqueous solution (mass%) − 0.039
Will be described with reference to the drawings.
図１は、次亜塩素酸ナトリウム添加濃度の有効範囲を示すグラフである。
水酸化ナトリウム水溶液の濃度をｘとし、アルカリエッチング液中の次亜塩素酸ナトリウム濃度をｙとした場合、エッチピット形成の抑制に効果が期待できる次亜塩素酸ナトリウム添加濃度ｙ（体積％）は、実験的な近似式としてｙ＝０．００８７ｘ−０．０３９と求められ、さらにその±１０％以内の範囲で効果が期待できることを確認した。
FIG. 1 is a graph showing the effective range of sodium hypochlorite addition concentration.
When the concentration of the sodium hydroxide aqueous solution is x and the sodium hypochlorite concentration in the alkaline etching solution is y, the sodium hypochlorite addition concentration y (volume%) that can be expected to be effective in suppressing etch pit formation is As an experimental approximate expression, y = 0.0087x−0.039 was obtained, and it was further confirmed that the effect could be expected within the range of ± 10%.
この有効範囲は、本発明者の検討により、水酸化ナトリウム水溶液の濃度を、１０、２０、３０、４０、５０質量％と変えて、エッチピット形成の抑制に効果があった次亜塩素酸ナトリウム添加濃度（体積％）をプロットして得られた近似式から得られる範囲であり、中心値から得られる近似式は上記の通りｙ＝０．００８７ｘ−０．０３９、中心値＋１０％値から得られる近似式はｙ＝０．００９６ｘ−０．０４２９、中心値−１０％値から得られる近似式はｙ＝０．００７８ｘ−０．０３５１であり、いずれの近似式も関わる相関係数はＲ２＝０．９９で、統計的に高い有意性を示した。 This effective range is the sodium hypochlorite which was effective in suppressing the formation of etch pits by changing the concentration of the aqueous sodium hydroxide solution to 10, 20, 30, 40, and 50 mass%, as studied by the present inventors. This is the range obtained from the approximate expression obtained by plotting the addition concentration (volume%), and the approximate expression obtained from the center value is obtained from y = 0.0087x−0.039, the center value + 10% value as described above. The approximate expression obtained is y = 0.0006x−0.0429, the approximate expression obtained from the center value−10% value is y = 0.008x−0.0351, and the correlation coefficient associated with any approximate expression is R 2. = 0.99, showing statistically significant significance.
このように、水酸化ナトリウム水溶液に、上記式で求められる濃度（体積％）の±１０％以内の濃度（体積％）となる次亜塩素酸ナトリウムを添加することで、アルカリエッチング液中に塩素酸イオンを導入し、その酸化作用で高エネルギー点のエネルギー準位を低下させることができ、さらには、アルカリエッチング液の異方性を緩和することもできるため、エッチング後に生ずるエッチピットの形成を抑制できる。 Thus, by adding sodium hypochlorite having a concentration (volume%) within ± 10% of the concentration (volume%) obtained by the above formula to the sodium hydroxide aqueous solution, chlorine is added to the alkali etching solution. By introducing acid ions, the oxidation level can lower the energy level of the high energy point, and furthermore, the anisotropy of the alkaline etchant can be relaxed. Can be suppressed.
本発明のアルカリエッチング液に用いる水酸化ナトリウム水溶液の濃度に特に制限は無いが、１０〜６０質量％とすることが好ましく、より好ましくは、１０〜５０質量％である。１０質量％以上であれば、エッチング後のウェーハ表面性状がより良好となり、また６０質量％以下であれば、アルカリが過飽和となることもなくコスト的に好ましい。 Although there is no restriction | limiting in particular in the density | concentration of the sodium hydroxide aqueous solution used for the alkaline etching liquid of this invention, It is preferable to set it as 10-60 mass%, More preferably, it is 10-50 mass%. If it is 10% by mass or more, the wafer surface property after etching becomes better, and if it is 60% by mass or less, the alkali does not become supersaturated and is preferable in terms of cost.
本発明は、このような本発明のアルカリエッチング液でシリコンウェーハをエッチングすることを特徴とするアルカリエッチング方法を提供する。 The present invention provides an alkali etching method characterized by etching a silicon wafer with such an alkali etching solution of the present invention.
本発明のエッチング方法によれば、エッチング後のシリコンウェーハは、エッチピット深さの浅い、品質の優れたものとなる。従って、その後の研磨工程において、より取代を少なくすることができるとともに、生産性も向上することができる。更に、より平坦なウェーハを得ることができ、品質・コストともに改善を図ることができる。 According to the etching method of the present invention, the etched silicon wafer has a low etch pit depth and excellent quality. Accordingly, in the subsequent polishing step, the machining allowance can be further reduced, and the productivity can be improved. Further, a flatter wafer can be obtained, and both quality and cost can be improved.
本発明にかかるアルカリエッチング方法におけるエッチング条件については、特に制限は無く、エッチング取代の厚み及び処理時間等のエッチング条件を適宜選択できる。 There is no restriction | limiting in particular about the etching conditions in the alkaline etching method concerning this invention, Etching conditions, such as the thickness of an etching allowance, and processing time, can be selected suitably.
例えば、アルカリエッチングの前工程であるスライシングやラッピング工程でウェーハ表面に導入される加工歪み等を除去するためには、一般的に表面取代２０μｍ程度以上の取代とされるが、生産性を考慮した場合、８０℃以上のエッチング液にウェーハを１０分程度浸漬することが好ましい。 For example, in order to remove the processing distortion introduced on the wafer surface in the slicing or lapping process, which is a pre-process of alkaline etching, the surface allowance is generally about 20 μm or more, but considering the productivity. In this case, it is preferable to immerse the wafer in an etching solution at 80 ° C. or higher for about 10 minutes.
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、下記実施例及び比較例において、シリコンウェーハとして、シリコン単結晶インゴットからスライスした直径２００ｍｍのシリコンウェーハを、通常の方法で洗浄、面取りの後、再び洗浄し、ラッピング（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）したものを用いた。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to these.
In the following examples and comparative examples, as a silicon wafer, a silicon wafer having a diameter of 200 mm sliced from a silicon single crystal ingot was washed by a normal method, chamfered and then washed again, and lapping (the lapping abrasive grains were FO #). 1200 (composite artificial emery abrasive: manufactured by Fujimi Corp.) was used.
（実施例１）
４８質量％の水酸化ナトリウム水溶液（４８質量％ＮａＯＨ）に、（０．３８±１０％）体積％となるよう次亜塩素酸ナトリウムを溶解して、アルカリエッチング液を製作した。製作したアルカリエッチング液中にシリコンウェーハを浸漬して、表面をエッチングした。このときのエッチング条件は８０℃、１０〜１２分間、表面取代２０μｍ程度とした。その後、得られたウェーハ表面の表面粗さＳａ、谷部平均深さＳｖｋ、谷部の空隙容積Ｖｖｖを、レーザースキャンマイクロメーターで測定した。得られた結果は、次亜塩素酸ナトリウムを添加しなかった場合に対する改善率として表１に示す。なお、表中、△は値が改善されたこと、▼は値が悪化したことを意味する（以下同様）。
Example 1
Sodium hypochlorite was dissolved in a 48 mass% sodium hydroxide aqueous solution (48 mass% NaOH) so as to be (0.38 ± 10%) volume% to prepare an alkali etching solution. The silicon wafer was immersed in the produced alkaline etching solution to etch the surface. Etching conditions at this time were 80 ° C., 10 to 12 minutes, and a surface allowance of about 20 μm. Thereafter, the surface roughness Sa, the valley average depth Svk, and the void volume Vvv of the valley were measured with a laser scanning micrometer. The obtained results are shown in Table 1 as the improvement rate with respect to the case where sodium hypochlorite was not added. In the table, Δ means that the value has been improved, and ▼ means that the value has deteriorated (the same applies hereinafter).
また、谷部平均深さＳｖｋと谷部の空隙容積Ｖｖｖの両者が大きいほどエッチピット深さが深いと推定されるが、本実施例では便宜上、谷部平均深さＳｖｋを平均エッチピット深さの代表値とした（以下同様）。 Further, it is estimated that the etch pit depth becomes deeper as both the valley average depth Svk and the valley void volume Vvv are larger. In this embodiment, for convenience, the valley average depth Svk is set to the average etch pit depth. (The same applies hereinafter).
表１に示されるように、次亜塩素酸ナトリウムを（０．３８±１０％）体積％となる濃度で添加することで、Ｓｖｋ、Ｖｖｖが減少し、平均エッチピット深さが７．０〜７．１％浅くなったことが確認できた。またその結果として、表面粗さＳａが改善されたことも確認できた。 As shown in Table 1, by adding sodium hypochlorite at a concentration of (0.38 ± 10%) volume%, Svk and Vvv are decreased, and the average etch pit depth is 7.0 to 7.0. It was confirmed that it became 7.1% shallower. As a result, it was also confirmed that the surface roughness Sa was improved.
（実施例２）
４０質量％の水酸化ナトリウム水溶液（４０質量％ＮａＯＨ）に、（０．３０±１０％）体積％となるよう次亜塩素酸ナトリウムを溶解して、アルカリエッチング液を製作した。製作したアルカリエッチング液中にシリコンウェーハを浸漬して、表面をエッチングした。このときのエッチング条件は８０℃、１０〜１２分間、表面取代２０μｍ程度とした。その後、得られたウェーハ表面の表面粗さＳａ、谷部平均深さＳｖｋ、谷部の空隙容積Ｖｖｖを、レーザースキャンマイクロメーターで測定した。得られた結果は、次亜塩素酸ナトリウムを添加しなかった場合に対する改善率として表２に示す。
(Example 2)
Sodium hypochlorite was dissolved in 40 mass% sodium hydroxide aqueous solution (40 mass% NaOH) so as to be (0.30 ± 10%) volume% to prepare an alkali etching solution. The silicon wafer was immersed in the produced alkaline etching solution to etch the surface. Etching conditions at this time were 80 ° C., 10 to 12 minutes, and a surface allowance of about 20 μm. Thereafter, the surface roughness Sa, the valley average depth Svk, and the void volume Vvv of the valley were measured with a laser scanning micrometer. The obtained results are shown in Table 2 as the improvement rate with respect to the case where sodium hypochlorite was not added.
表２に示されるように、次亜塩素酸ナトリウムを（０．３０±１０％）体積％となる濃度で添加することで、Ｓｖｋ、Ｖｖｖが減少し、平均エッチピット深さが８．５〜８．６％浅くなったことが確認できた。またその結果として、表面粗さＳａが改善されたことも確認できた。 As shown in Table 2, Svk and Vvv are decreased by adding sodium hypochlorite at a concentration of (0.30 ± 10%) volume%, and the average etch pit depth is 8.5 to 8.5%. It was confirmed that the depth was 8.6% shallower. As a result, it was also confirmed that the surface roughness Sa was improved.
（実施例３）
３０質量％の水酸化ナトリウム水溶液（３０質量％ＮａＯＨ）に、（０．２３±１０％）体積％となるよう次亜塩素酸ナトリウムを溶解して、アルカリエッチング液を製作した。製作したアルカリエッチング液中にシリコンウェーハを浸漬して、表面をエッチングした。このときのエッチング条件は８０℃、１０〜１２分間、表面取代２０μｍ程度とした。その後、得られたウェーハ表面の表面粗さＳａ、谷部平均深さＳｖｋ、谷部の空隙容積Ｖｖｖを、レーザースキャンマイクロメーターで測定した。得られた結果は、次亜塩素酸ナトリウムを添加しなかった場合に対する改善率として表３に示す。
(Example 3)
Sodium hypochlorite was dissolved in 30% by mass sodium hydroxide aqueous solution (30% by mass NaOH) so as to be (0.23 ± 10%) volume% to produce an alkali etching solution. The silicon wafer was immersed in the produced alkaline etching solution to etch the surface. Etching conditions at this time were 80 ° C., 10 to 12 minutes, and a surface allowance of about 20 μm. Thereafter, the surface roughness Sa, the valley average depth Svk, and the void volume Vvv of the valley were measured with a laser scanning micrometer. The obtained results are shown in Table 3 as the improvement rate with respect to the case where sodium hypochlorite was not added.
表３に示されるように、次亜塩素酸ナトリウムを（０．２３±１０％）体積％となる濃度で添加することで、Ｓｖｋ、Ｖｖｖが減少し、平均エッチピット深さが９．１〜９．２％浅くなったことが確認できた。またその結果として表面粗さＳａが改善されたことも確認できた。 As shown in Table 3, Svk and Vvv are reduced by adding sodium hypochlorite at a concentration of (0.23 ± 10%) volume%, and the average etch pit depth is 9.1 to It was confirmed that it was 9.2% shallower. As a result, it was also confirmed that the surface roughness Sa was improved.
（実施例４）
２０質量％の水酸化ナトリウム水溶液（２０質量％ＮａＯＨ）に、（０．１３±１０％）体積％となるよう次亜塩素酸ナトリウムを溶解して、アルカリエッチング液を製作した。製作したアルカリエッチング液中にシリコンウェーハを浸漬して、表面をエッチングした。このときのエッチング条件は８０℃、１０〜１２分間、表面取代２０μｍ程度とした。その後、得られたウェーハ表面の表面粗さＳａ、谷部平均深さＳｖｋ、谷部の空隙容積Ｖｖｖを、レーザースキャンマイクロメーターで測定した。得られた結果は、次亜塩素酸ナトリウムを添加しなかった場合に対する改善率として表４に示す。
Example 4
Sodium hypochlorite was dissolved in 20% by mass sodium hydroxide aqueous solution (20% by mass NaOH) so as to be (0.13 ± 10%) volume% to prepare an alkali etching solution. The silicon wafer was immersed in the produced alkaline etching solution to etch the surface. Etching conditions at this time were 80 ° C., 10 to 12 minutes, and a surface allowance of about 20 μm. Thereafter, the surface roughness Sa, the valley average depth Svk, and the void volume Vvv of the valley were measured with a laser scanning micrometer. The obtained results are shown in Table 4 as the improvement rate with respect to the case where sodium hypochlorite was not added.
表４に示されるように、次亜塩素酸ナトリウムを（０．１３±１０％）体積％となる濃度で添加することで、Ｓｖｋ、Ｖｖｖが減少し、平均エッチピット深さが１０．３〜１０．４％浅くなったことが確認できた。またその結果として、表面粗さＳａが改善されたことも確認できた。 As shown in Table 4, Svk and Vvv are reduced by adding sodium hypochlorite at a concentration of (0.13 ± 10%) volume%, and the average etch pit depth is 10.3 to It was confirmed that the depth was 10.4% shallower. As a result, it was also confirmed that the surface roughness Sa was improved.
（実施例５）
１０質量％の水酸化ナトリウム水溶液（１０質量％ＮａＯＨ）に、（０．０５±１０％）体積％となるよう次亜塩素酸ナトリウムを溶解して、アルカリエッチング液を製作した。製作したアルカリエッチング液中にシリコンウェーハを浸漬して、表面をエッチングした。このときのエッチング条件は８０℃、１０〜１２分間、表面取代２０μｍ程度とした。その後、得られたウェーハ表面の表面粗さＳａ、谷部平均深さＳｖｋ、谷部の空隙容積Ｖｖｖを、レーザースキャンマイクロメーターで測定した。得られた結果は、次亜塩素酸ナトリウムを添加しなかった場合に対する改善率として表５に示す。
(Example 5)
Sodium hypochlorite was dissolved in 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution (10% by weight NaOH) so as to be (0.05 ± 10%) volume% to prepare an alkaline etching solution. The silicon wafer was immersed in the produced alkaline etching solution to etch the surface. Etching conditions at this time were 80 ° C., 10 to 12 minutes, and a surface allowance of about 20 μm. Thereafter, the surface roughness Sa, the valley average depth Svk, and the void volume Vvv of the valley were measured with a laser scanning micrometer. The obtained results are shown in Table 5 as the improvement rate with respect to the case where sodium hypochlorite was not added.
表５に示されるように、次亜塩素酸ナトリウムを（０．０５±１０％）体積％となる濃度で添加することで、Ｓｖｋ、Ｖｖｖが減少し、平均エッチピット深さが１１．４〜１１．５％浅くなったことが確認できた。またその結果として、表面粗さＳａが改善されたことも確認できた。 As shown in Table 5, Svk and Vvv are reduced by adding sodium hypochlorite at a concentration of (0.05 ± 10%) volume%, and the average etch pit depth is 11.4 to It was confirmed that it was 11.5% shallower. As a result, it was also confirmed that the surface roughness Sa was improved.
（比較例１）
実施例１で添加した次亜塩素酸ナトリウム添加濃度を、（０．３８±２０％）体積％及び（０．３８±３０％）体積％とし、その他は実施例１と同様の条件にして、シリコンウェーハをエッチングした。レーザースキャンマイクロメーターによる表面粗さＳａ、谷部平均深さＳｖｋ、谷部の空隙容積Ｖｖｖの測定結果を示す。
(Comparative Example 1)
The sodium hypochlorite addition concentration added in Example 1 was (0.38 ± 20%) volume% and (0.38 ± 30%) volume%, and the other conditions were the same as in Example 1. The silicon wafer was etched. The measurement results of the surface roughness Sa, the valley average depth Svk, and the void volume Vvv of the valley by a laser scanning micrometer are shown.
表６に示されるように、４８質量％ＮａＯＨに対しては、次亜塩素酸ナトリウム添加濃度が（０．３８±２０％）体積％及び（０．３８±３０％）体積％では、エッチピット深さに対する改善効果は無い。４８質量％ＮａＯＨに対しては、次亜塩素酸ナトリウム添加濃度が（０．３８±１０％）体積％以内の添加量でなければ、エッチピット深さの改善効果は期待できないと考えられる。 As shown in Table 6, for 48 mass% NaOH, when the sodium hypochlorite addition concentration is (0.38 ± 20%) volume% and (0.38 ± 30%) volume%, the etch pits There is no improvement effect on depth. For 48 mass% NaOH, it is considered that the effect of improving the etch pit depth cannot be expected unless the sodium hypochlorite concentration is within the range of (0.38 ± 10%) volume%.
（比較例２）
実施例２で添加した次亜塩素酸ナトリウム添加濃度を、（０．３０±２０％）体積％及び（０．３０±３０％）体積％とし、その他は実施例２と同様の条件にして、シリコンウェーハをエッチングした。レーザースキャンマイクロメーターによる表面粗さＳａ、谷部平均深さＳｖｋ、谷部の空隙容積Ｖｖｖの測定結果を示す。
(Comparative Example 2)
The sodium hypochlorite addition concentration added in Example 2 was (0.30 ± 20%) volume% and (0.30 ± 30%) volume%, and the other conditions were the same as in Example 2. The silicon wafer was etched. The measurement results of the surface roughness Sa, the valley average depth Svk, and the void volume Vvv of the valley by a laser scanning micrometer are shown.
表７に示されるように、４０質量％ＮａＯＨに対しては、次亜塩素酸ナトリウム添加濃度が（０．３０±２０％）体積％及び（０．３０±３０％）体積％では、エッチピット深さに対する改善効果は無い。４０質量％ＮａＯＨに対しては、次亜塩素酸ナトリウム添加濃度が（０．３０±１０％）体積％以内の添加量でなければ、エッチピット深さの改善効果は期待できないと考えられる。 As shown in Table 7, for 40 mass% NaOH, when the concentration of sodium hypochlorite added is (0.30 ± 20%) volume% and (0.30 ± 30%) volume%, the etch pits There is no improvement effect on depth. For 40 mass% NaOH, it is considered that the effect of improving the etch pit depth cannot be expected unless the sodium hypochlorite addition concentration is within the range of (0.30 ± 10%) volume%.
（比較例３）
実施例３で添加した次亜塩素酸ナトリウム添加濃度を、（０．２３±２０％）体積％及び（０．２３±３０％）体積％とし、その他は実施例３と同様の条件にして、シリコンウェーハをエッチングした。レーザースキャンマイクロメーターによる表面粗さＳａ、谷部平均深さＳｖｋ、谷部の空隙容積Ｖｖｖの測定結果を示す。
(Comparative Example 3)
The sodium hypochlorite addition concentration added in Example 3 was (0.23 ± 20%) volume% and (0.23 ± 30%) volume%, and the other conditions were the same as in Example 3. The silicon wafer was etched. The measurement results of the surface roughness Sa, the valley average depth Svk, and the void volume Vvv of the valley by a laser scanning micrometer are shown.
表８に示されるように、３０質量％ＮａＯＨに対しては、次亜塩素酸ナトリウム添加濃度が（０．２３±２０％）体積％及び（０．２３±３０％）体積％では、エッチピット深さに対する改善効果は無い。３０質量％ＮａＯＨに対しては、次亜塩素酸ナトリウム添加濃度が（０．２３±１０％）体積％以内の添加量でなければ、エッチピット深さの改善効果は期待できないと考えられる。 As shown in Table 8, with respect to 30% by mass NaOH, etch pits are obtained when the sodium hypochlorite addition concentration is (0.23 ± 20%) volume% and (0.23 ± 30%) volume%. There is no improvement effect on depth. With respect to 30% by mass NaOH, it is considered that the effect of improving the etch pit depth cannot be expected unless the sodium hypochlorite addition concentration is within the range of (0.23 ± 10%) volume%.
（比較例４）
実施例４で添加した次亜塩素酸ナトリウム添加濃度を、（０．１３±２０％）体積％及び（０．１３±３０％）体積％とし、その他は実施例４と同様の条件にして、シリコンウェーハをエッチングした。レーザースキャンマイクロメーターによる表面粗さＳａ、谷部平均深さＳｖｋ、谷部の空隙容積Ｖｖｖの測定結果を示す。
(Comparative Example 4)
The sodium hypochlorite addition concentration added in Example 4 was (0.13 ± 20%) volume% and (0.13 ± 30%) volume%, and other conditions were the same as in Example 4, The silicon wafer was etched. The measurement results of the surface roughness Sa, the valley average depth Svk, and the void volume Vvv of the valley by a laser scanning micrometer are shown.
表９に示されるように、２０質量％ＮａＯＨに対しては、次亜塩素酸ナトリウム添加濃度が（０．１３±２０％）体積％及び（０．１３±３０％）体積％では、エッチピット深さに対する改善効果は無い。２０質量％ＮａＯＨに対しては、次亜塩素酸ナトリウム添加濃度が（０．１３±１０％）体積％以内の添加量でなければ、エッチピット深さの改善効果は期待できないと考えられる。 As shown in Table 9, for 20% by mass NaOH, etch pits were obtained when the sodium hypochlorite addition concentration was (0.13 ± 20%) volume% and (0.13 ± 30%) volume%. There is no improvement effect on depth. For 20 mass% NaOH, it is considered that the effect of improving the etch pit depth cannot be expected unless the sodium hypochlorite addition concentration is within the range of (0.13 ± 10%) volume%.
（比較例５）
実施例５で添加した次亜塩素酸ナトリウム添加濃度を、（０．０５±２０％）体積％及び（０．０５±３０％）体積％とし、その他は実施例５と同様の条件にして、シリコンウェーハをエッチングした。レーザースキャンマイクロメーターによる表面粗さＳａ、谷部平均深さＳｖｋ、谷部の空隙容積Ｖｖｖの測定結果を示す。
(Comparative Example 5)
The sodium hypochlorite addition concentration added in Example 5 was (0.05 ± 20%) volume% and (0.05 ± 30%) volume%, and the other conditions were the same as in Example 5. The silicon wafer was etched. The measurement results of the surface roughness Sa, the valley average depth Svk, and the void volume Vvv of the valley by a laser scanning micrometer are shown.
表１０に示されるように、１０質量％ＮａＯＨに対しては、次亜塩素酸ナトリウム添加濃度が（０．０５±２０％）体積％及び（０．０５±３０％）体積％では、エッチピット深さに対する改善効果は無い。１０質量％ＮａＯＨに対しては、次亜塩素酸ナトリウム添加濃度が（０．０５±１０％）体積％以内の添加量でなければ、エッチピット深さの改善効果は期待できないと考えられる。 As shown in Table 10, for 10 mass% NaOH, when the concentration of sodium hypochlorite added was (0.05 ± 20%) volume% and (0.05 ± 30%) volume%, the etch pits There is no improvement effect on depth. For 10 mass% NaOH, it is considered that the improvement effect of the etch pit depth cannot be expected unless the sodium hypochlorite addition concentration is within the range of (0.05 ± 10%) volume%.
（比較例６）
実施例４で、次亜塩素酸ナトリウムを添加する前のアルカリエッチング液（水酸化ナトリウム水溶液）でエッチングし、シリコンウェーハ表面をレーザー顕微鏡により観察した。結果を図２に示す。
(Comparative Example 6)
In Example 4, etching was performed with an alkaline etchant (sodium hydroxide aqueous solution) before adding sodium hypochlorite, and the surface of the silicon wafer was observed with a laser microscope. The results are shown in FIG.
同様に、実施例４のアルカリエッチング液（次亜塩素酸ナトリウム（０．１３体積％添加）でエッチングしたシリコンウェーハ表面を、レーザー顕微鏡により観察した。結果を図３に示す。 Similarly, the surface of the silicon wafer etched with the alkaline etching solution of Example 4 (sodium hypochlorite (added by 0.13% by volume)) was observed with a laser microscope, and the results are shown in FIG.
図２及び図３に示されるように、次亜塩素酸ナトリウムを添加することで、エッチピットサイズが小さくなったことが確認できた。 As shown in FIGS. 2 and 3, it was confirmed that the etch pit size was reduced by adding sodium hypochlorite.
以上のように、本発明のアルカリエッチング液を用いれば、エッチング後のシリコンウェーハのエッチピット深さを表す指標として、谷部平均深さＳｖｋ、谷部の空隙容積Ｖｖｖ、表面粗さＳａが７％以上改善されることが確認できた。また、エッチピットサイズを小さくすることができることも確認できた。即ち、本発明のアルカリエッチング液によれば、従来のアルカリエッチング液が有する欠点を改善できることが実証されたといえる。 As described above, when the alkaline etching solution of the present invention is used, the valley portion average depth Svk, the valley portion void volume Vvv, and the surface roughness Sa are 7 as indexes representing the etch pit depth of the etched silicon wafer. % Was confirmed to be improved. It was also confirmed that the etch pit size can be reduced. That is, it can be said that according to the alkaline etching solution of the present invention, it has been demonstrated that the drawbacks of the conventional alkaline etching solution can be improved.
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 exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.
Claims (3)
０．００８７×水酸化ナトリウム水溶液の濃度（質量％）−０．０３９ An alkali etching solution used for wet etching, which is used for alkaline etching of a silicon wafer surface having a work-affected layer, and a concentration (volume) determined by the following formula in an aqueous sodium hydroxide solution %) Of sodium hypochlorite having a concentration (volume%) within ± 10%.
0.0087 × concentration of sodium hydroxide aqueous solution (mass%) − 0.039
An alkali etching method comprising etching a silicon wafer with the alkali etching solution according to claim 1.
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