JPH11162953A - シリコンウェーハのエッチング方法 - Google Patents
シリコンウェーハのエッチング方法Info
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- JPH11162953A JPH11162953A JP24526498A JP24526498A JPH11162953A JP H11162953 A JPH11162953 A JP H11162953A JP 24526498 A JP24526498 A JP 24526498A JP 24526498 A JP24526498 A JP 24526498A JP H11162953 A JPH11162953 A JP H11162953A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコンウェーハのマクロな形状精度である
平坦度とミクロな形状精度である表面粗さの双方を良好
にする。 【解決手段】 ＮＨ4ＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、Ｋ
ＯＨ水溶液又はエチレンジアミン水溶液のようなアルカ
リ水溶液にＣｕ，Ｎｉ又はＦｅの硝酸塩、硫酸塩又は塩
化物のような金属塩、アニオン界面活性剤、カチオン界
面活性剤、両性界面活性剤又は極性基を有する有機高分
子を添加して調製されたエッチング液を２０〜６０℃の
温度にした後、このエッチング液にシリコンウェーハを
浸漬してエッチングする。
平坦度とミクロな形状精度である表面粗さの双方を良好
にする。 【解決手段】 ＮＨ4ＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、Ｋ
ＯＨ水溶液又はエチレンジアミン水溶液のようなアルカ
リ水溶液にＣｕ，Ｎｉ又はＦｅの硝酸塩、硫酸塩又は塩
化物のような金属塩、アニオン界面活性剤、カチオン界
面活性剤、両性界面活性剤又は極性基を有する有機高分
子を添加して調製されたエッチング液を２０〜６０℃の
温度にした後、このエッチング液にシリコンウェーハを
浸漬してエッチングする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコンウェーハの
マクロな形状精度である平坦度とミクロな形状精度であ
る表面粗さの双方を良好にする化学エッチング方法に関
する。更に詳しくはシリコン単結晶インゴットを切断し
て得た薄円板をラッピングして洗浄した後のシリコンウ
ェーハをエッチングするのに適した方法に関するもので
ある。
マクロな形状精度である平坦度とミクロな形状精度であ
る表面粗さの双方を良好にする化学エッチング方法に関
する。更に詳しくはシリコン単結晶インゴットを切断し
て得た薄円板をラッピングして洗浄した後のシリコンウ
ェーハをエッチングするのに適した方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウェーハはシリコン単結晶イン
ゴットを引上げ、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用ウェーハに極めて高い形状精度が要求されてい
る。従来、図２に示すようにラッピングしたシリコンウ
ェーハはラッピング後洗浄が行われ、次いでエッチング
前洗浄、エッチング、エッチング後洗浄が行われた後、
酸素ドナー消去のための熱処理が行われる。ここで、ラ
ッピング後洗浄はラッピングパウダ、ラッピングスラリ
ー等を除去することを目的とする。ラッピング後洗浄で
は界面活性剤を添加したアルカリ性洗浄液又はアンモニ
ア過水を主要成分とする洗浄液が用いられ、５槽の洗浄
槽に順次シリコンウェーハを浸漬して洗浄している。ま
たエッチング前洗浄は有機物及びラッピング後の残留物
を取り除くことを目的とする。ここではアルカリ水溶液
を主要成分とする洗浄液が用いられ、７槽の洗浄槽に順
次シリコンウェーハを浸漬して洗浄している。更にエッ
チング後洗浄は酸素ドナー消去の前洗浄の意味もあり、
清浄度が必要とされ、そのためアンモニア過水を主要成
分とする洗浄液が用いられ、８槽の洗浄槽に順次シリコ
ンウェーハを浸漬して洗浄している。
ゴットを引上げ、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用ウェーハに極めて高い形状精度が要求されてい
る。従来、図２に示すようにラッピングしたシリコンウ
ェーハはラッピング後洗浄が行われ、次いでエッチング
前洗浄、エッチング、エッチング後洗浄が行われた後、
酸素ドナー消去のための熱処理が行われる。ここで、ラ
ッピング後洗浄はラッピングパウダ、ラッピングスラリ
ー等を除去することを目的とする。ラッピング後洗浄で
は界面活性剤を添加したアルカリ性洗浄液又はアンモニ
ア過水を主要成分とする洗浄液が用いられ、５槽の洗浄
槽に順次シリコンウェーハを浸漬して洗浄している。ま
たエッチング前洗浄は有機物及びラッピング後の残留物
を取り除くことを目的とする。ここではアルカリ水溶液
を主要成分とする洗浄液が用いられ、７槽の洗浄槽に順
次シリコンウェーハを浸漬して洗浄している。更にエッ
チング後洗浄は酸素ドナー消去の前洗浄の意味もあり、
清浄度が必要とされ、そのためアンモニア過水を主要成
分とする洗浄液が用いられ、８槽の洗浄槽に順次シリコ
ンウェーハを浸漬して洗浄している。
【０００３】エッチングには、酸エッチング又はアルカ
リエッチングのいずれかの方法が採られる。このエッチ
ング工程では、１〜２槽からなるエッチング槽を用い
て、ラッピング工程で両面を同時に研磨することにより
平坦度、板厚ともに精度高く加工したシリコンウェーハ
に対して、残留砥粒と加工変質層を除く目的で、ウェー
ハ表面を２０〜５０μｍ程度化学的に除去している。酸
エッチングは、シリコンウェーハに対して選択エッチン
グ性がなく、表面粗さが小さいためミクロな形状精度が
向上し、かつエッチング能率の高い利点がある。この酸
エッチングのエッチング液には、フッ酸（ＨＦ）と硝酸
（ＨＮＯ3）の混酸を水（Ｈ2Ｏ）或いは酢酸（ＣＨ3Ｃ
ＯＯＨ）で希釈した３成分素によるエッチング液が主と
して用いられている。酸エッチングで上記利点が得られ
るのは、上記エッチング液により拡散律速の条件に基づ
いてエッチングが進行し、この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と考えら
れている。一方、アルカリエッチングは、平坦度に優れ
マクロな形状精度が向上し、かつ金属汚染が少なく、酸
エッチングにおけるＮＯxのような有害副産物の問題や
取扱い上の危険性もない特長がある。このアルカリエッ
チングのエッチング液には、ＫＯＨやＮａＯＨが用いら
れている。アルカリエッチングで上記特長が得られるの
は、このエッチングが基本的に表面反応律速の条件に基
づいて進行するためであると考えられている。
リエッチングのいずれかの方法が採られる。このエッチ
ング工程では、１〜２槽からなるエッチング槽を用い
て、ラッピング工程で両面を同時に研磨することにより
平坦度、板厚ともに精度高く加工したシリコンウェーハ
に対して、残留砥粒と加工変質層を除く目的で、ウェー
ハ表面を２０〜５０μｍ程度化学的に除去している。酸
エッチングは、シリコンウェーハに対して選択エッチン
グ性がなく、表面粗さが小さいためミクロな形状精度が
向上し、かつエッチング能率の高い利点がある。この酸
エッチングのエッチング液には、フッ酸（ＨＦ）と硝酸
（ＨＮＯ3）の混酸を水（Ｈ2Ｏ）或いは酢酸（ＣＨ3Ｃ
ＯＯＨ）で希釈した３成分素によるエッチング液が主と
して用いられている。酸エッチングで上記利点が得られ
るのは、上記エッチング液により拡散律速の条件に基づ
いてエッチングが進行し、この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と考えら
れている。一方、アルカリエッチングは、平坦度に優れ
マクロな形状精度が向上し、かつ金属汚染が少なく、酸
エッチングにおけるＮＯxのような有害副産物の問題や
取扱い上の危険性もない特長がある。このアルカリエッ
チングのエッチング液には、ＫＯＨやＮａＯＨが用いら
れている。アルカリエッチングで上記特長が得られるの
は、このエッチングが基本的に表面反応律速の条件に基
づいて進行するためであると考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸エッ
チングにしても、アルカリエッチングにしても上記組成
のエッチング液を用いた場合、ウェーハの形状精度の制
御が非常に難しい問題点があった。即ち、酸エッチング
はシリコンウェーハの表面粗さを良好にする反面、酸エ
ッチングが進行するにつれ、ウェーハ外周部がだれて、
マクロな形状精度である平坦度が損なわれ、薬液のコス
トが高く、しかもエッチング液の組成を制御しかつ維持
することが困難な欠点があった。
チングにしても、アルカリエッチングにしても上記組成
のエッチング液を用いた場合、ウェーハの形状精度の制
御が非常に難しい問題点があった。即ち、酸エッチング
はシリコンウェーハの表面粗さを良好にする反面、酸エ
ッチングが進行するにつれ、ウェーハ外周部がだれて、
マクロな形状精度である平坦度が損なわれ、薬液のコス
トが高く、しかもエッチング液の組成を制御しかつ維持
することが困難な欠点があった。
【０００５】また、アルカリエッチングは、シリコンウ
ェーハの平坦度を良好にする反面、異方性エッチングで
あるため、ミクロな形状精度である表面粗さに劣る不具
合があった。このアルカリエッチングは上述したように
反応律速であり、エッチング速度はシリコンウェーハの
結晶面方位に強く依存し、次の式（１）の特性があり、
ェーハの平坦度を良好にする反面、異方性エッチングで
あるため、ミクロな形状精度である表面粗さに劣る不具
合があった。このアルカリエッチングは上述したように
反応律速であり、エッチング速度はシリコンウェーハの
結晶面方位に強く依存し、次の式（１）の特性があり、
【０００６】
【数１】
【０００７】このため、特に｛１００｝ウェーハをアル
カリエッチングすると、ミクロな形状精度である表面粗
さが悪化していた。更に、従来のラッピングからエッチ
ング後洗浄まで、２０有余の洗浄槽及びエッチング槽が
配置されるため、取扱いが複雑になる上、薬液量、設
備、時間、操作員等を多く要し、比較的エッチングコス
トが高くなる問題点もあった。本発明の目的は、マクロ
な形状精度である平坦度とミクロな形状精度である表面
粗さの双方を良好にするシリコンウェーハの化学エッチ
ング方法を提供することにある。
カリエッチングすると、ミクロな形状精度である表面粗
さが悪化していた。更に、従来のラッピングからエッチ
ング後洗浄まで、２０有余の洗浄槽及びエッチング槽が
配置されるため、取扱いが複雑になる上、薬液量、設
備、時間、操作員等を多く要し、比較的エッチングコス
トが高くなる問題点もあった。本発明の目的は、マクロ
な形状精度である平坦度とミクロな形状精度である表面
粗さの双方を良好にするシリコンウェーハの化学エッチ
ング方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
アルカリ水溶液に金属塩、アニオン界面活性剤、カチオ
ン界面活性剤、両性界面活性剤又は極性基を有する有機
高分子を添加して調製されたエッチング液を２０〜６０
℃の温度にした後、このエッチング液にシリコンウェー
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
ウェーハのエッチング方法である。金属塩、アニオン界
面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤又は極
性基を有する有機高分子を含まないエッチング液にシリ
コンウェーハを浸漬した場合には、ラッピング後のダメ
ージ及び粗さによって、このウェーハの表面電位は不均
一になると推察される。しかし、本発明の金属塩、アニ
オン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤
又は極性基を有する有機高分子を含んだアルカリ水溶液
でエッチングすると、エッチング液中で金属塩の金属イ
オン、界面活性剤又は有機高分子の極性基がマイナス電
位のウェーハ表面に付着するため、ウェーハの表面電位
は均一化する。これは付着による表面電位の均一化とエ
ッチング反応とが平衡状態を作り出し、見かけ上、表面
電位の分布を均一にしたエッチングサイクルを実現した
ものと考えられる。この状態でエッチングが進行する
と、ウェーハ表面は均一にエッチングされ、ウェーハの
ミクロな形状精度である表面粗さを劣化させない。この
エッチングはアルカリエッチングであるため、反応律速
で行われ、ウェーハのマクロな形状精度である平坦度を
良好にする。なお、本明細書で「平坦度」とはシリコン
ウェーハのマクロな形状精度であって、「平坦度が良好
である」とはウェーハの厚み分布が均一であることを意
味し、「表面粗さ」とはシリコンウェーハのミクロな形
状精度であって、「平坦度が良好である」とはウェーハ
の表面のラフネスアベレージ（Roughness average: Ｒ
ａ）が小さいことを意味する。
アルカリ水溶液に金属塩、アニオン界面活性剤、カチオ
ン界面活性剤、両性界面活性剤又は極性基を有する有機
高分子を添加して調製されたエッチング液を２０〜６０
℃の温度にした後、このエッチング液にシリコンウェー
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
ウェーハのエッチング方法である。金属塩、アニオン界
面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤又は極
性基を有する有機高分子を含まないエッチング液にシリ
コンウェーハを浸漬した場合には、ラッピング後のダメ
ージ及び粗さによって、このウェーハの表面電位は不均
一になると推察される。しかし、本発明の金属塩、アニ
オン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤
又は極性基を有する有機高分子を含んだアルカリ水溶液
でエッチングすると、エッチング液中で金属塩の金属イ
オン、界面活性剤又は有機高分子の極性基がマイナス電
位のウェーハ表面に付着するため、ウェーハの表面電位
は均一化する。これは付着による表面電位の均一化とエ
ッチング反応とが平衡状態を作り出し、見かけ上、表面
電位の分布を均一にしたエッチングサイクルを実現した
ものと考えられる。この状態でエッチングが進行する
と、ウェーハ表面は均一にエッチングされ、ウェーハの
ミクロな形状精度である表面粗さを劣化させない。この
エッチングはアルカリエッチングであるため、反応律速
で行われ、ウェーハのマクロな形状精度である平坦度を
良好にする。なお、本明細書で「平坦度」とはシリコン
ウェーハのマクロな形状精度であって、「平坦度が良好
である」とはウェーハの厚み分布が均一であることを意
味し、「表面粗さ」とはシリコンウェーハのミクロな形
状精度であって、「平坦度が良好である」とはウェーハ
の表面のラフネスアベレージ（Roughness average: Ｒ
ａ）が小さいことを意味する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明のシリコンウェーハの化学
エッチングは、ウェーハの平坦度と表面粗さの双方を良
好にする必要があるときに行われる。例えばシリコン単
結晶インゴットを切断して得た薄円板をラッピング（機
械研磨）した後で、又はシリコンウェーハを酸素ドナー
消去熱処理してポリッシング（機械的化学的研磨）した
後で、或いは仕上った後で、行われる。好ましくはラッ
ピング後に行われる。本発明のエッチング液は、アルカ
リ水溶液に金属塩、アニオン界面活性剤、カチオン界面
活性剤、両性界面活性剤又は極性基を有する有機高分子
を添加して調製される。アルカリ水溶液としてはＮＨ4
ＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、ＫＯＨ水溶液又はエチレ
ンジアミン水溶液が挙げられる。このときＮＨ4ＯＨ水
溶液、ＮａＯＨ水溶液、ＫＯＨ水溶液又はエチレンジア
ミン水溶液は容積比でＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．０１〜
１．０、重量比でＮａＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２〜０．５、
重量比でＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２〜０．５又は重量比で
Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2／Ｈ2Ｏ＝０．２〜０．５の組成
を有する。ＮＨ4ＯＨ（アンモニア水）の濃度は２０〜
４０％の中から選択され、特に市販されている２９％濃
度のＮＨ4ＯＨが容易に入手できるため好ましい。Ｎａ
ＯＨ（水酸化ナトリウム液）の濃度は１０〜６０％の中
から選択され、特に市販されている４８％濃度のＮａＯ
Ｈが容易に入手できるため好ましい。またＫＯＨ（水酸
化カリウム液）の濃度は１０〜６０％の中から選択さ
れ、特に市販されている４８％濃度のＫＯＨが容易に入
手できるため好ましい。更にＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2（エ
チレンジアミン液）の濃度は１０〜５０％の中から選択
され、特に市販されている４０％濃度のＨ2ＮＣＨ2ＣＨ
2ＮＨ2が容易に入手できるため好ましい。
エッチングは、ウェーハの平坦度と表面粗さの双方を良
好にする必要があるときに行われる。例えばシリコン単
結晶インゴットを切断して得た薄円板をラッピング（機
械研磨）した後で、又はシリコンウェーハを酸素ドナー
消去熱処理してポリッシング（機械的化学的研磨）した
後で、或いは仕上った後で、行われる。好ましくはラッ
ピング後に行われる。本発明のエッチング液は、アルカ
リ水溶液に金属塩、アニオン界面活性剤、カチオン界面
活性剤、両性界面活性剤又は極性基を有する有機高分子
を添加して調製される。アルカリ水溶液としてはＮＨ4
ＯＨ水溶液、ＮａＯＨ水溶液、ＫＯＨ水溶液又はエチレ
ンジアミン水溶液が挙げられる。このときＮＨ4ＯＨ水
溶液、ＮａＯＨ水溶液、ＫＯＨ水溶液又はエチレンジア
ミン水溶液は容積比でＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．０１〜
１．０、重量比でＮａＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２〜０．５、
重量比でＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２〜０．５又は重量比で
Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2／Ｈ2Ｏ＝０．２〜０．５の組成
を有する。ＮＨ4ＯＨ（アンモニア水）の濃度は２０〜
４０％の中から選択され、特に市販されている２９％濃
度のＮＨ4ＯＨが容易に入手できるため好ましい。Ｎａ
ＯＨ（水酸化ナトリウム液）の濃度は１０〜６０％の中
から選択され、特に市販されている４８％濃度のＮａＯ
Ｈが容易に入手できるため好ましい。またＫＯＨ（水酸
化カリウム液）の濃度は１０〜６０％の中から選択さ
れ、特に市販されている４８％濃度のＫＯＨが容易に入
手できるため好ましい。更にＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2（エ
チレンジアミン液）の濃度は１０〜５０％の中から選択
され、特に市販されている４０％濃度のＨ2ＮＣＨ2ＣＨ
2ＮＨ2が容易に入手できるため好ましい。
【００１０】ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ、ＮａＯＨ／Ｈ2Ｏ、Ｋ
ＯＨ／Ｈ2Ｏ又はＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2／Ｈ2Ｏを容積比
又は重量比で規定するのは、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、ウェーハの
表面状態等を決定するためである。ここでＮＨ4ＯＨ／
Ｈ2Ｏの容積比が０．０１未満、ＮａＯＨ／Ｈ2Ｏ又はＫ
ＯＨ／Ｈ2Ｏの重量比がＯ．２未満、Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2Ｎ
Ｈ2／Ｈ2Ｏの重量比が０．２未満では、本来のアルカリ
エッチングが行わず、所望のエッチング量が得られな
い。またＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏの容積比が１．０を超える
か、又はＮａＯＨ／Ｈ2Ｏ又はＫＯＨ／Ｈ2Ｏの重量比が
０．５を超えるか、或いはＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2／Ｈ2
Ｏの重量比が０．５を超えると、エッチング過多とな
り、ウェーハの表面が荒れる。好ましい割合はＮＨ4Ｏ
Ｈ／Ｈ2Ｏ＝０．０５〜０．５（容積比）、ＮａＯＨ／
Ｈ2Ｏ＝０．２５〜０．３５（重量比）、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ
＝０．２５〜０．３５（重量比）又はＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2
ＮＨ2／Ｈ2Ｏ＝０．２５〜０．３５（重量比）である。
アルカリ水溶液に添加する金属塩としては、Ｃｕ，Ｎｉ
又はＦｅの硝酸塩、硫酸塩又は塩化物が挙げられる。具
体的には、Ｃｕ(ＮＯ3)2、ＣｕＳＯ4、Ｎｉ(ＮＯ3)2、
ＦｅＣｌ2等が例示される。この場合、エッチング液は
アルカリ水溶液がＮＨ4ＯＨ水溶液であるときには０．
０１〜１．０ｐｐｍ、好ましくは０．０５〜０．２ｐｐ
ｍのＣｕ，Ｎｉ又はＦｅの金属イオンを含んで調製され
る。またアルカリ水溶液がＮａＯＨ水溶液又はＫＯＨ水
溶液であるときには０．２〜０．５ｐｐｍ、好ましくは
０．３〜０．４ｐｐｍのＣｕ，Ｎｉ又はＦｅの金属イオ
ンを含んで調製される。更にアルカリ水溶液がＨ2ＮＣ
Ｈ2ＣＨ2ＮＨ2水溶液であるときには０．２〜０．５ｐ
ｐｍ、好ましくは０．３〜０．４ｐｐｍのＣｕ，Ｎｉ又
はＦｅの金属イオンを含んで調製される。
ＯＨ／Ｈ2Ｏ又はＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2／Ｈ2Ｏを容積比
又は重量比で規定するのは、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、ウェーハの
表面状態等を決定するためである。ここでＮＨ4ＯＨ／
Ｈ2Ｏの容積比が０．０１未満、ＮａＯＨ／Ｈ2Ｏ又はＫ
ＯＨ／Ｈ2Ｏの重量比がＯ．２未満、Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2Ｎ
Ｈ2／Ｈ2Ｏの重量比が０．２未満では、本来のアルカリ
エッチングが行わず、所望のエッチング量が得られな
い。またＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏの容積比が１．０を超える
か、又はＮａＯＨ／Ｈ2Ｏ又はＫＯＨ／Ｈ2Ｏの重量比が
０．５を超えるか、或いはＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2／Ｈ2
Ｏの重量比が０．５を超えると、エッチング過多とな
り、ウェーハの表面が荒れる。好ましい割合はＮＨ4Ｏ
Ｈ／Ｈ2Ｏ＝０．０５〜０．５（容積比）、ＮａＯＨ／
Ｈ2Ｏ＝０．２５〜０．３５（重量比）、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ
＝０．２５〜０．３５（重量比）又はＨ2ＮＣＨ2ＣＨ2
ＮＨ2／Ｈ2Ｏ＝０．２５〜０．３５（重量比）である。
アルカリ水溶液に添加する金属塩としては、Ｃｕ，Ｎｉ
又はＦｅの硝酸塩、硫酸塩又は塩化物が挙げられる。具
体的には、Ｃｕ(ＮＯ3)2、ＣｕＳＯ4、Ｎｉ(ＮＯ3)2、
ＦｅＣｌ2等が例示される。この場合、エッチング液は
アルカリ水溶液がＮＨ4ＯＨ水溶液であるときには０．
０１〜１．０ｐｐｍ、好ましくは０．０５〜０．２ｐｐ
ｍのＣｕ，Ｎｉ又はＦｅの金属イオンを含んで調製され
る。またアルカリ水溶液がＮａＯＨ水溶液又はＫＯＨ水
溶液であるときには０．２〜０．５ｐｐｍ、好ましくは
０．３〜０．４ｐｐｍのＣｕ，Ｎｉ又はＦｅの金属イオ
ンを含んで調製される。更にアルカリ水溶液がＨ2ＮＣ
Ｈ2ＣＨ2ＮＨ2水溶液であるときには０．２〜０．５ｐ
ｐｍ、好ましくは０．３〜０．４ｐｐｍのＣｕ，Ｎｉ又
はＦｅの金属イオンを含んで調製される。
【００１１】アルカリ水溶液に添加する界面活性剤とし
ては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤又は両
性界面活性剤がある。これらの界面活性剤を上記アルカ
リ水溶液に０．１〜２．０重量％、好ましくは０．２〜
１．０重量％添加することによりエッチング液が調製さ
れる。アニオン界面活性剤としてはアルキルナフタレン
スルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジ
スルホン酸ナトリウム、アルキルリン酸カリウムが、カ
チオン界面活性剤としてはラウリルトリメチルアンモニ
ウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムク
ロライド、ステアリルアミンアセテートが、また両性界
面活性剤としてはラウリルベタインが挙げられる。更に
極性基を有する有機高分子としてはポリスルホン酸型高
分子、ポリカルボン酸型高分子、ポリスルホン酸型高分
子が挙げられる。金属塩、界面活性剤などの添加物の濃
度が上記下限値未満ではウェーハの表面電位を均一化す
るまでには至らず、上記上限値を超えるとエッチング後
にウェーハ表面に残留する金属塩、界面活性剤などの量
が多くなり過ぎ、洗浄して除去することが困難になる。
このように調製されたエッチング液は、エッチング時に
は２０〜６０℃に維持される。２０℃未満ではエッチン
グ速度が極めて遅くなり、６０℃を超えるとウェーハの
面粗さが増大する。この温度は好ましくは３０〜５０℃
である。エッチング時間は全エッチング量が２０〜５０
μｍ程度になるように決められる。このエッチング量は
残留砥粒の多寡及び加工変質層の厚さによる。
ては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤又は両
性界面活性剤がある。これらの界面活性剤を上記アルカ
リ水溶液に０．１〜２．０重量％、好ましくは０．２〜
１．０重量％添加することによりエッチング液が調製さ
れる。アニオン界面活性剤としてはアルキルナフタレン
スルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジ
スルホン酸ナトリウム、アルキルリン酸カリウムが、カ
チオン界面活性剤としてはラウリルトリメチルアンモニ
ウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムク
ロライド、ステアリルアミンアセテートが、また両性界
面活性剤としてはラウリルベタインが挙げられる。更に
極性基を有する有機高分子としてはポリスルホン酸型高
分子、ポリカルボン酸型高分子、ポリスルホン酸型高分
子が挙げられる。金属塩、界面活性剤などの添加物の濃
度が上記下限値未満ではウェーハの表面電位を均一化す
るまでには至らず、上記上限値を超えるとエッチング後
にウェーハ表面に残留する金属塩、界面活性剤などの量
が多くなり過ぎ、洗浄して除去することが困難になる。
このように調製されたエッチング液は、エッチング時に
は２０〜６０℃に維持される。２０℃未満ではエッチン
グ速度が極めて遅くなり、６０℃を超えるとウェーハの
面粗さが増大する。この温度は好ましくは３０〜５０℃
である。エッチング時間は全エッチング量が２０〜５０
μｍ程度になるように決められる。このエッチング量は
残留砥粒の多寡及び加工変質層の厚さによる。
【００１２】本発明のエッチング液でシリコンウェーハ
をエッチングすると、次の式（２）の反応が行われる。 Ｓｉ＋２Ｈ2Ｏ＋２ＯＨ-→Ｓｉ(ＯＨ)2(Ｏ-)2＋２Ｈ2↑ ……（２） 図１に示すように、ラッピングしたシリコンウェーハ
は、ラッピング後洗浄を兼ねたエッチング前洗浄が行わ
れ、上記エッチング液によるエッチングが行われ、エッ
チング後洗浄が行われた後、酸素ドナー消去のための熱
処理が行われる。このエッチング前洗浄とエッチング後
洗浄のために３〜６槽の洗浄槽が用いられ、エッチング
には１〜４槽のエッチング槽が用いられる。エッチング
槽を多槽にして、エッチング工程を数回に分けて行う
と、化学反応により発生する反応熱を分散させることが
でき、この反応熱に起因したウェーハ表面におけるエッ
チング速度のばらつきを最小限に抑えることができる。
ここで、図２に示した従来のエッチングプロセスにおけ
る洗浄槽と比べて、図１に示した洗浄槽の数がより少な
いのは次の理由による。即ち、本発明では、従来のよう
な混酸エッチングがエッチング工程中になく、反応速度
が比較的小さいアルカリエッチングが主体であるため、
液中で基板の表面電位をマイナスにし易い環境になる。
従って、持込まれたパーティクル及びラッピングパウダ
ーなどは、表面電位が同一となるため、除去し易い環境
になり、エッチング前後の洗浄槽を減らすことができ
る。エッチング前洗浄では洗浄液としてＫＯＨ又はＮａ
ＯＨ水溶液などのアルカリ水溶液が用いられ、主として
サイズの大きなパーティクルが除去される。またエッチ
ング後洗浄では洗浄液としてアンモニア過水が用いら
れ、主として小さなパーティクルが除去される。
をエッチングすると、次の式（２）の反応が行われる。 Ｓｉ＋２Ｈ2Ｏ＋２ＯＨ-→Ｓｉ(ＯＨ)2(Ｏ-)2＋２Ｈ2↑ ……（２） 図１に示すように、ラッピングしたシリコンウェーハ
は、ラッピング後洗浄を兼ねたエッチング前洗浄が行わ
れ、上記エッチング液によるエッチングが行われ、エッ
チング後洗浄が行われた後、酸素ドナー消去のための熱
処理が行われる。このエッチング前洗浄とエッチング後
洗浄のために３〜６槽の洗浄槽が用いられ、エッチング
には１〜４槽のエッチング槽が用いられる。エッチング
槽を多槽にして、エッチング工程を数回に分けて行う
と、化学反応により発生する反応熱を分散させることが
でき、この反応熱に起因したウェーハ表面におけるエッ
チング速度のばらつきを最小限に抑えることができる。
ここで、図２に示した従来のエッチングプロセスにおけ
る洗浄槽と比べて、図１に示した洗浄槽の数がより少な
いのは次の理由による。即ち、本発明では、従来のよう
な混酸エッチングがエッチング工程中になく、反応速度
が比較的小さいアルカリエッチングが主体であるため、
液中で基板の表面電位をマイナスにし易い環境になる。
従って、持込まれたパーティクル及びラッピングパウダ
ーなどは、表面電位が同一となるため、除去し易い環境
になり、エッチング前後の洗浄槽を減らすことができ
る。エッチング前洗浄では洗浄液としてＫＯＨ又はＮａ
ＯＨ水溶液などのアルカリ水溶液が用いられ、主として
サイズの大きなパーティクルが除去される。またエッチ
ング後洗浄では洗浄液としてアンモニア過水が用いら
れ、主として小さなパーティクルが除去される。
【００１３】
【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに説明す
る。 ＜実施例１〜４＞直径６インチ、抵抗率８〜１１Ωｃｍ
のシリコン単結晶インゴットをスライスし、ベベリング
し、その後両面をラッピングし、結晶面方位が（１０
０）のラッピングウェーハを用意した。エッチングはこ
のラッピングウェーハをＫＯＨ水溶液で洗浄した後、乾
燥して行った。ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２（容積比）の
組成を有する溶液にＣｕ(ＮＯ3)2を添加し、０．０２ｐ
ｐｍ、０．０５ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．９ｐｐｍの
Ｃｕ2+イオンを含む４種類のエッチング液を用意した。
各エッチング液を４槽のエッチング槽に入れ、３０℃の
温度に維持した後、これらのエッチング液に上記ラッピ
ングウェーハを順次浸漬してエッチングを行った。全エ
ッチング量が約３０μｍになるように、エッチング時間
を決めた。エッチング後、アンモニア過水と塩酸過水を
主要成分とする洗浄液で各ウェーハを洗浄し、乾燥し
た。
る。 ＜実施例１〜４＞直径６インチ、抵抗率８〜１１Ωｃｍ
のシリコン単結晶インゴットをスライスし、ベベリング
し、その後両面をラッピングし、結晶面方位が（１０
０）のラッピングウェーハを用意した。エッチングはこ
のラッピングウェーハをＫＯＨ水溶液で洗浄した後、乾
燥して行った。ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２（容積比）の
組成を有する溶液にＣｕ(ＮＯ3)2を添加し、０．０２ｐ
ｐｍ、０．０５ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．９ｐｐｍの
Ｃｕ2+イオンを含む４種類のエッチング液を用意した。
各エッチング液を４槽のエッチング槽に入れ、３０℃の
温度に維持した後、これらのエッチング液に上記ラッピ
ングウェーハを順次浸漬してエッチングを行った。全エ
ッチング量が約３０μｍになるように、エッチング時間
を決めた。エッチング後、アンモニア過水と塩酸過水を
主要成分とする洗浄液で各ウェーハを洗浄し、乾燥し
た。
【００１４】＜実施例５＞実施例１と同一のラッピング
ウェーハについて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．１（容積
比）の組成を有する溶液にＣｕＳＯ4を添加し、０．０
８ｐｐｍのＣｕ2+イオンを含むエッチング液を用意し、
実施例１と同様にエッチングした。エッチング前後の洗
浄と乾燥は実施例１と同様に行った。 ＜実施例６＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．５（容積比）の組成を有
する溶液にＮｉ(ＮＯ3)2を添加し、０．８ｐｐｍのＮｉ
2+イオンを含むエッチング液を用意し、実施例１と同様
にエッチングした。エッチング前後の洗浄と乾燥は実施
例１と同様に行った。 ＜実施例７＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．８（容積比）の組成を有
する溶液にＦｅＣｌ2を添加し、０．５ｐｐｍのＦｅ2+
イオンを含むエッチング液を用意し、実施例１と同様に
エッチングした。エッチング前後の洗浄と乾燥は実施例
１と同様に行った。
ウェーハについて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．１（容積
比）の組成を有する溶液にＣｕＳＯ4を添加し、０．０
８ｐｐｍのＣｕ2+イオンを含むエッチング液を用意し、
実施例１と同様にエッチングした。エッチング前後の洗
浄と乾燥は実施例１と同様に行った。 ＜実施例６＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．５（容積比）の組成を有
する溶液にＮｉ(ＮＯ3)2を添加し、０．８ｐｐｍのＮｉ
2+イオンを含むエッチング液を用意し、実施例１と同様
にエッチングした。エッチング前後の洗浄と乾燥は実施
例１と同様に行った。 ＜実施例７＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．８（容積比）の組成を有
する溶液にＦｅＣｌ2を添加し、０．５ｐｐｍのＦｅ2+
イオンを含むエッチング液を用意し、実施例１と同様に
エッチングした。エッチング前後の洗浄と乾燥は実施例
１と同様に行った。
【００１５】＜比較例１〜３＞実施例１と同一のラッピ
ングウェーハについて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２（容
積比）の組成を有する溶液にＣｕ(ＮＯ3)2を添加し、
０．００９ｐｐｍ、１．２ｐｐｍ、２．０ｐｐｍのＣｕ
2+イオンを含む３種類のエッチング液を用意し、実施例
１と同様にエッチングした。エッチング前後の洗浄と乾
燥は実施例１と同様に行った。 ＜比較例４＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、従来のＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２（容積比）の組
成を有する溶液によるアルカリエッチングを行った。即
ち、金属イオンも界面活性剤も含まないエッチング液を
単一のエッチング槽に入れ、８０℃に維持した後、この
エッチング液に上記ラッピングウェーハを浸漬してエッ
チングを行った。全エッチング量が約３０μｍになるよ
うに、１０分間ラッピングウェーハを浸漬した。エッチ
ング前洗浄はＫＯＨ水溶液で行い、エッチング後洗浄は
アンモニア過水で行った。
ングウェーハについて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２（容
積比）の組成を有する溶液にＣｕ(ＮＯ3)2を添加し、
０．００９ｐｐｍ、１．２ｐｐｍ、２．０ｐｐｍのＣｕ
2+イオンを含む３種類のエッチング液を用意し、実施例
１と同様にエッチングした。エッチング前後の洗浄と乾
燥は実施例１と同様に行った。 ＜比較例４＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、従来のＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２（容積比）の組
成を有する溶液によるアルカリエッチングを行った。即
ち、金属イオンも界面活性剤も含まないエッチング液を
単一のエッチング槽に入れ、８０℃に維持した後、この
エッチング液に上記ラッピングウェーハを浸漬してエッ
チングを行った。全エッチング量が約３０μｍになるよ
うに、１０分間ラッピングウェーハを浸漬した。エッチ
ング前洗浄はＫＯＨ水溶液で行い、エッチング後洗浄は
アンモニア過水で行った。
【００１６】＜実施例８＞実施例１と同一のラッピング
ウェーハについて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．３５（重量
比）の組成を有する溶液にＣｕ(ＮＯ3)2を添加し、０．
２５ｐｐｍのＣｕ2+イオンを含むエッチング液を用意
し、実施例１と同様にエッチングした。エッチング前後
の洗浄と乾燥は実施例１と同様に行った。 ＜実施例９＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．３５（重量比）の組成を有
する溶液にＣｕＳＯ4を添加し、０．７ｐｐｍのＣｕ2+
イオンを含むエッチング液を用意し、実施例１と同様に
エッチングした。エッチング前後の洗浄と乾燥は実施例
１と同様に行った。 ＜比較例５＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、金属イオンも界面活性剤も含まない、従来のＫＯ
Ｈ／Ｈ2Ｏ＝０．６（重量比）の組成を有する溶液によ
るアルカリエッチングを比較例４と同様に行った。 ＜比較例６＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、従来の混酸による酸エッチングを行った。即ち、
金属イオンも界面活性剤も含まない、ＨＦ／ＨＮＯ3／
ＣＨ3ＣＯＯＨ＝３／５／３（容積比）のエッチング液
を用意し、このエッチング液を単一のエッチング槽に入
れ、４０℃に維持した後、このエッチング液に上記ラッ
ピングウェーハを浸漬してエッチングを行った。全エッ
チング量が約３０μｍになるように、７分３０秒間ラッ
ピングウェーハを浸漬した。エッチング前洗浄及び後洗
浄は比較例４と同様に行った。
ウェーハについて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．３５（重量
比）の組成を有する溶液にＣｕ(ＮＯ3)2を添加し、０．
２５ｐｐｍのＣｕ2+イオンを含むエッチング液を用意
し、実施例１と同様にエッチングした。エッチング前後
の洗浄と乾燥は実施例１と同様に行った。 ＜実施例９＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．３５（重量比）の組成を有
する溶液にＣｕＳＯ4を添加し、０．７ｐｐｍのＣｕ2+
イオンを含むエッチング液を用意し、実施例１と同様に
エッチングした。エッチング前後の洗浄と乾燥は実施例
１と同様に行った。 ＜比較例５＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、金属イオンも界面活性剤も含まない、従来のＫＯ
Ｈ／Ｈ2Ｏ＝０．６（重量比）の組成を有する溶液によ
るアルカリエッチングを比較例４と同様に行った。 ＜比較例６＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、従来の混酸による酸エッチングを行った。即ち、
金属イオンも界面活性剤も含まない、ＨＦ／ＨＮＯ3／
ＣＨ3ＣＯＯＨ＝３／５／３（容積比）のエッチング液
を用意し、このエッチング液を単一のエッチング槽に入
れ、４０℃に維持した後、このエッチング液に上記ラッ
ピングウェーハを浸漬してエッチングを行った。全エッ
チング量が約３０μｍになるように、７分３０秒間ラッ
ピングウェーハを浸漬した。エッチング前洗浄及び後洗
浄は比較例４と同様に行った。
【００１７】＜実施例１０＞実施例１と同一のラッピン
グウェーハについて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．１（容積
比）の組成を有する溶液にアルキルナフタレンスルホン
酸ナトリウムを０．８重量％の割合で添加することによ
りエッチング液を用意し、実施例１と同様にエッチング
した。エッチング前後の洗浄と乾燥は実施例１と同様に
行った。 ＜実施例１１＞実施例１と同一のラッピングウェーハに
ついて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２５（重量比）の組成を
有する溶液にアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム
を０．３重量％の割合で添加することによりエッチング
液を用意し、実施例１と同様にエッチングした。エッチ
ング前後の洗浄と乾燥は実施例１と同様に行った。 ＜比較例７＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２５（重量比）の組成を有
する溶液にアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムを
１．２重量％の割合で添加することによりエッチング液
を用意し、実施例１と同様にエッチングした。エッチン
グ前後の洗浄と乾燥は実施例１と同様に行った。
グウェーハについて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．１（容積
比）の組成を有する溶液にアルキルナフタレンスルホン
酸ナトリウムを０．８重量％の割合で添加することによ
りエッチング液を用意し、実施例１と同様にエッチング
した。エッチング前後の洗浄と乾燥は実施例１と同様に
行った。 ＜実施例１１＞実施例１と同一のラッピングウェーハに
ついて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２５（重量比）の組成を
有する溶液にアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム
を０．３重量％の割合で添加することによりエッチング
液を用意し、実施例１と同様にエッチングした。エッチ
ング前後の洗浄と乾燥は実施例１と同様に行った。 ＜比較例７＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２５（重量比）の組成を有
する溶液にアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムを
１．２重量％の割合で添加することによりエッチング液
を用意し、実施例１と同様にエッチングした。エッチン
グ前後の洗浄と乾燥は実施例１と同様に行った。
【００１８】＜実施例１２＞実施例１と同一のラッピン
グウェーハについて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２５（容
積比）の組成を有する溶液にラウリルトリメチルアンモ
ニウムクロライドを０．９重量％の割合で添加すること
によりエッチング液を用意し、実施例１と同様にエッチ
ングした。エッチング前後の洗浄と乾燥は実施例１と同
様に行った。 ＜実施例１３＞実施例１と同一のラッピングウェーハに
ついて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２５（重量比）の組成を
有する溶液にラウリルトリメチルアンモニウムクロライ
ドを０．５重量％の割合で添加することによりエッチン
グ液を用意し、実施例１と同様にエッチングした。エッ
チング前後の洗浄と乾燥は実施例１と同様に行った。 ＜比較例８＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．３（重量比）の組成を有す
る溶液にラウリルトリメチルアンモニウムクロライドを
２．２重量％の割合で添加することによりエッチング液
を用意し、実施例１と同様にエッチングした。エッチン
グ前後の洗浄と乾燥は実施例１と同様に行った。
グウェーハについて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２５（容
積比）の組成を有する溶液にラウリルトリメチルアンモ
ニウムクロライドを０．９重量％の割合で添加すること
によりエッチング液を用意し、実施例１と同様にエッチ
ングした。エッチング前後の洗浄と乾燥は実施例１と同
様に行った。 ＜実施例１３＞実施例１と同一のラッピングウェーハに
ついて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２５（重量比）の組成を
有する溶液にラウリルトリメチルアンモニウムクロライ
ドを０．５重量％の割合で添加することによりエッチン
グ液を用意し、実施例１と同様にエッチングした。エッ
チング前後の洗浄と乾燥は実施例１と同様に行った。 ＜比較例８＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．３（重量比）の組成を有す
る溶液にラウリルトリメチルアンモニウムクロライドを
２．２重量％の割合で添加することによりエッチング液
を用意し、実施例１と同様にエッチングした。エッチン
グ前後の洗浄と乾燥は実施例１と同様に行った。
【００１９】＜実施例１４＞実施例１と同一のラッピン
グウェーハについて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．４２（容
積比）の組成を有する溶液にラウリルベタインを１．７
重量％の割合で添加することによりエッチング液を用意
し、実施例１と同様にエッチングした。エッチング前後
の洗浄と乾燥は実施例１と同様に行った。 ＜実施例１５＞実施例１と同一のラッピングウェーハに
ついて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．３（重量比）の組成を有
する溶液にラウリルベタインを０．９重量％の割合で添
加することによりエッチング液を用意し、実施例１と同
様にエッチングした。エッチング前後の洗浄と乾燥は実
施例１と同様に行った。 ＜比較例９＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．３（重量比）の組成を有す
る溶液にラウリルベタインを３．１重量％の割合で添加
することによりエッチング液を用意し、実施例１と同様
にエッチングした。エッチング前後の洗浄と乾燥は実施
例１と同様に行った。
グウェーハについて、ＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．４２（容
積比）の組成を有する溶液にラウリルベタインを１．７
重量％の割合で添加することによりエッチング液を用意
し、実施例１と同様にエッチングした。エッチング前後
の洗浄と乾燥は実施例１と同様に行った。 ＜実施例１５＞実施例１と同一のラッピングウェーハに
ついて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．３（重量比）の組成を有
する溶液にラウリルベタインを０．９重量％の割合で添
加することによりエッチング液を用意し、実施例１と同
様にエッチングした。エッチング前後の洗浄と乾燥は実
施例１と同様に行った。 ＜比較例９＞実施例１と同一のラッピングウェーハにつ
いて、ＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．３（重量比）の組成を有す
る溶液にラウリルベタインを３．１重量％の割合で添加
することによりエッチング液を用意し、実施例１と同様
にエッチングした。エッチング前後の洗浄と乾燥は実施
例１と同様に行った。
【００２０】＜比較評価＞実施例１〜９と比較例１〜６
のエッチング後の各ウェーハについて、各ウェーハに残
留するＣｕ，Ｎｉ又はＦｅの量を測定した。また実施例
１〜１５と比較例１〜９のエッチング後の各ウェーハに
ついて、各ウェーハを高平坦度のブロックプレートにワ
ックスで貼付けて片面研磨した後、マクロな形状精度で
ある平坦度（ＴＴＶ：Total Thickness Variation）と
ミクロな形状精度である表面粗さ（ＳＦＱＲ：Site Foc
al Quality Range）を測定した。その結果を表１及び表
２に示す。 (a) ＴＴＶ 各ウェーハをそれぞれ真空吸着盤に吸着固定した後、ウ
ェーハ表面の高さの最大値と最小値の差を求め、その値
をＴＴＶとした。 (b) ＳＦＱＲ 各ウェーハを多数のサイトに分割し、各サイト内での基
準面を設け、その基準面から各サイトでのプラス側とマ
イナス側の最大変化量を測定し、このプラス側の最大変
化量の絶対値とマイナス側の最大変化量の絶対値との和
をＳＦＱＲとした。 (c) 残留するＣｕ，Ｎｉ又はＦｅの量 各ウェーハの中央部にフッ酸と硝酸の混酸を滴下し、そ
の液滴がウェーハの全表面に行渡るように液滴を巡らし
た後、その液滴を回収して原子吸光分析法で分析するこ
とにより、残留するＣｕ，Ｎｉ又はＦｅの量を求めた。
表１において、残留金属とは、エッチング液に含まれて
いた金属（例えばＣｕ）がエッチングした後に残留する
当該金属（Ｃｕ）を意味する。
のエッチング後の各ウェーハについて、各ウェーハに残
留するＣｕ，Ｎｉ又はＦｅの量を測定した。また実施例
１〜１５と比較例１〜９のエッチング後の各ウェーハに
ついて、各ウェーハを高平坦度のブロックプレートにワ
ックスで貼付けて片面研磨した後、マクロな形状精度で
ある平坦度（ＴＴＶ：Total Thickness Variation）と
ミクロな形状精度である表面粗さ（ＳＦＱＲ：Site Foc
al Quality Range）を測定した。その結果を表１及び表
２に示す。 (a) ＴＴＶ 各ウェーハをそれぞれ真空吸着盤に吸着固定した後、ウ
ェーハ表面の高さの最大値と最小値の差を求め、その値
をＴＴＶとした。 (b) ＳＦＱＲ 各ウェーハを多数のサイトに分割し、各サイト内での基
準面を設け、その基準面から各サイトでのプラス側とマ
イナス側の最大変化量を測定し、このプラス側の最大変
化量の絶対値とマイナス側の最大変化量の絶対値との和
をＳＦＱＲとした。 (c) 残留するＣｕ，Ｎｉ又はＦｅの量 各ウェーハの中央部にフッ酸と硝酸の混酸を滴下し、そ
の液滴がウェーハの全表面に行渡るように液滴を巡らし
た後、その液滴を回収して原子吸光分析法で分析するこ
とにより、残留するＣｕ，Ｎｉ又はＦｅの量を求めた。
表１において、残留金属とは、エッチング液に含まれて
いた金属（例えばＣｕ）がエッチングした後に残留する
当該金属（Ｃｕ）を意味する。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】金属イオンを含むエッチング液を用いてエ
ッチングした後では、残留金属の量は１×１０9原子／
ｃｍ2以下であることが求められる。表１から明らかな
ように、実施例１〜実施例９の金属イオンを含むエッチ
ング液のエッチング後の残留金属の量はすべて１×１０
9原子／ｃｍ2以下である上、ＴＴＶ及びＳＦＱＲはそれ
ぞれ１．０μｍ以下及び０．５μｍ以下の好ましい値を
示した。これに対して比較例１ではＴＴＶが１．０μｍ
を上回り、比較例２では残留金属（Ｃｕ）の量が５×１
０9原子／ｃｍ2であり、比較例３〜比較例６ではＴＴ
Ｖ、ＳＦＱＲ及び残留金属（Ｃｕ）すべてについて実施
例１〜実施例９より劣っていた。また表２から明らかな
ように、実施例１０及び実施例１１は比較例７に比べ
て、実施例１２及び実施例１３は比較例８に比べて、更
に実施例１４及び実施例１５は比較例９に比べてＴＴＶ
及びＳＦＱＲについてそれぞれ良好な値を示した。
ッチングした後では、残留金属の量は１×１０9原子／
ｃｍ2以下であることが求められる。表１から明らかな
ように、実施例１〜実施例９の金属イオンを含むエッチ
ング液のエッチング後の残留金属の量はすべて１×１０
9原子／ｃｍ2以下である上、ＴＴＶ及びＳＦＱＲはそれ
ぞれ１．０μｍ以下及び０．５μｍ以下の好ましい値を
示した。これに対して比較例１ではＴＴＶが１．０μｍ
を上回り、比較例２では残留金属（Ｃｕ）の量が５×１
０9原子／ｃｍ2であり、比較例３〜比較例６ではＴＴ
Ｖ、ＳＦＱＲ及び残留金属（Ｃｕ）すべてについて実施
例１〜実施例９より劣っていた。また表２から明らかな
ように、実施例１０及び実施例１１は比較例７に比べ
て、実施例１２及び実施例１３は比較例８に比べて、更
に実施例１４及び実施例１５は比較例９に比べてＴＴＶ
及びＳＦＱＲについてそれぞれ良好な値を示した。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ア
ルカリ水溶液に金属塩、アニオン界面活性剤、カチオン
界面活性剤、両性界面活性剤又は極性基を有する有機高
分子を添加して調製されたエッチング液を２０〜６０℃
の温度にした後、このエッチング液にシリコンウェーハ
を浸漬してエッチングすることにより、シリコンウェー
ハのマクロな形状精度である平坦度とミクロな形状精度
である表面粗さの双方を良好にすることができる。特
に、本発明の方法ではエッチング前後の洗浄槽及びエッ
チング槽が従来と比べて少なくて済み、エッチングコス
トを安価にすることができる利点もある。
ルカリ水溶液に金属塩、アニオン界面活性剤、カチオン
界面活性剤、両性界面活性剤又は極性基を有する有機高
分子を添加して調製されたエッチング液を２０〜６０℃
の温度にした後、このエッチング液にシリコンウェーハ
を浸漬してエッチングすることにより、シリコンウェー
ハのマクロな形状精度である平坦度とミクロな形状精度
である表面粗さの双方を良好にすることができる。特
に、本発明の方法ではエッチング前後の洗浄槽及びエッ
チング槽が従来と比べて少なくて済み、エッチングコス
トを安価にすることができる利点もある。
【図１】本発明のエッチング工程及びエッチング前後の
工程を示す図。
工程を示す図。
【図２】従来のエッチング工程及びエッチング前後の工
程を示す図。
程を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高石 和成 東京都千代田区大手町１丁目５番１号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内 (72)発明者 遠藤 光弘 東京都千代田区大手町１丁目５番１号 三 菱マテリアルシリコン株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 アルカリ水溶液に金属塩、アニオン界面
活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤又は極性
基を有する有機高分子を添加して調製されたエッチング
液を２０〜６０℃の温度にした後、前記エッチング液に
シリコンウェーハを浸漬してエッチングすることを特徴
とするシリコンウェーハのエッチング方法。 - 【請求項２】 アルカリ水溶液がＮＨ4ＯＨ水溶液、Ｎ
ａＯＨ水溶液、ＫＯＨ水溶液又はエチレンジアミン水溶
液であって、容積比でＮＨ4ＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．０１〜
１．０、重量比でＮａＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２〜０．５、
重量比でＫＯＨ／Ｈ2Ｏ＝０．２〜０．５又は重量比で
Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＮＨ2／Ｈ2Ｏ＝０．２〜０．５の組成
を有する請求項１記載のエッチング方法。 - 【請求項３】 金属塩がＣｕ，Ｎｉ又はＦｅの硝酸塩、
硫酸塩又は塩化物であって、エッチング液がアルカリ水
溶液に０．０１〜１．０ｐｐｍの割合で前記Ｃｕ，Ｎｉ
又はＦｅの金属イオンを含んで調製された請求項１又は
２記載のエッチング方法。 - 【請求項４】 アニオン界面活性剤がアルキルナフタレ
ンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテル
ジスルホン酸ナトリウム又はアルキルリン酸カリウムで
あって、エッチング液がアルカリ水溶液に０．１〜２．
０重量％の割合で前記アニオン界面活性剤を含んで調製
された請求項１記載のエッチング方法。 - 【請求項５】 カチオン界面活性剤がラウリルトリメチ
ルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアン
モニウムクロライド又はステアリルアミンアセテートで
あって、エッチング液がアルカリ水溶液に０．１〜２．
０重量％の割合で前記カチオン界面活性剤を含んで調製
された請求項１記載のエッチング方法。 - 【請求項６】 両性界面活性剤がラウリルベタイン、ス
テアリルベタイン又はラウリルジメチルアミンオキサイ
ドであって、エッチング液がアルカリ水溶液に０．１〜
２．０重量％の割合で前記両性界面活性剤を含んで調製
された請求項１記載のエッチング方法。 - 【請求項７】 極性基を有する有機高分子がポリスルホ
ン酸型高分子、ポリカルボン酸型高分子又はポリスルホ
ン酸型高分子であって、エッチング液がアルカリ水溶液
に０．１〜２．０重量％の割合で前記有機高分子を含ん
で調製された請求項１記載のエッチング方法。
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