(57)【要約】【課題】半導体ウェーハの平坦度を、エッチングレートと回転数に基づいて制御することにより、安定した平坦度を有する半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハのエッチング方法を提供する。【解決手段】２枚以上の半導体ウェーハを互いにウェーハ面を対向させて保持部材で保持し、エッチング槽内でウェーハ面の法線方向を軸として自転させる半導体ウェーハのエッチング方法において、あらかじめ、半導体ウェーハのエッチングレートと半導体ウェーハの回転数とを変数とする半導体ウェーハの平坦度の較正曲線を取得し、半導体ウェーハのエッチングに先立ち、エッチングレートを決定し、較正曲線と決定されたエッチングレートに基づき、回転数を決定し、エッチング槽内で、半導体ウェーハを決定された回転数で自転させてエッチングすることを特徴とする半導体ウェーハのエッチング方法。【選択図】図１
2010153675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚以上の半導体ウェーハを互いにウェーハ面を対向させて保持部材で保持し、エッチング槽内で前記ウェーハ面の法線方向を軸として自転させる半導体ウェーハのエッチング方法において、
あらかじめ、半導体ウェーハのエッチングレートと半導体ウェーハの回転数とを変数とする半導体ウェーハの平坦度の較正曲線を取得する較正曲線取得工程と、
半導体ウェーハのエッチングに先立ち、エッチングレートを決定するエッチングレート決定工程と、
前記較正曲線と決定された前記エッチングレートに基づき、回転数を決定する回転数決定工程と、
前記エッチング槽内で、半導体ウェーハを前記回転数決定工程で決定された回転数で自転させてエッチングするエッチング工程を有することを特徴とする半導体ウェーハのエッチング方法。
【請求項２】
前記エッチングレート決定工程において、先行して行われた半導体ウェーハのエッチングから求めたエッチングレートに基づき、エッチングレートを決定することを特徴とする請求項１記載の半導体ウェーハのエッチング方法。
【請求項３】
前記較正曲線取得工程において、異なるエッチングレートのエッチング液を準備し、各々の前記エッチング液について半導体ウェーハの回転数を変化させて前記較正曲線を取得することを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体ウェーハのエッチング方法。
【請求項４】
前記半導体ウェーハがシリコンウェーハであって、前記エッチング液が混酸であることを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか一項に記載の半導体ウェーハのエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチングレートと回転数を用いて半導体ウェーハの平坦度を制御する半導体ウェーハのエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェーハの製造工程のなかで、シリコンインゴットからシリコンウェーハにスライスするスライシング工程から、このシリコンウェーハを機械的化学的に研磨するポリッシング工程までの間で、主として加工変質層を除去しつつ平坦な形状を維持するためにエッチングが行われている。近年、ラッピング工程、ポリッシング工程等における加工精度の向上により、シリコンウェーハの平坦度が高くなってきている。
【０００３】
そして、半導体デバイスの微細化が進むにつれて、より平坦度が高く安定したシリコンウェーハが要求されている。このため、上述のシリコンウェーハのエッチングにおいても高い制御性が求められるようになってきている。
【０００４】
従来、エッチング液に浸漬した多数のウェーハを、それぞれの中心軸の周りに回転させてエッチングする方法が行われている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−５０９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
もっとも、従来のエッチング方法では、必ずしも十分な平坦度の制御がなされていなかった。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、半導体ウェーハの平坦度を、エッチングレートと回転数に基づいて制御することにより、安定した平坦度を有する半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハのエッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の半導体ウェーハのエッチング方法は、２枚以上の半導体ウェーハを互いにウェーハ面を対向させて保持部材で保持し、エッチング槽内で前記ウェーハ面の法線方向を軸として自転させる半導体ウェーハのエッチング方法において、あらかじめ、半導体ウェーハのエッチングレートと半導体ウェーハの回転数とを変数とする半導体ウェーハの平坦度の較正曲線を取得する較正曲線取得工程と、半導体ウェーハのエッチングに先立ち、エッチングレートを決定するエッチングレート決定工程と、前記較正曲線と決定された前記エッチングレートに基づき、回転数を決定する回転数決定工程と、前記エッチング槽内で、半導体ウェーハを前記回転数決定工程で決定された回転数で自転させてエッチングするエッチング工程を有することを特徴とする。
【０００８】
上記態様において、前記エッチングレート決定工程において、先行して行われた半導体ウェーハのエッチングから求めたエッチングレートに基づき、エッチングレートを決定することが望ましい。
【０００９】
上記態様において、前記較正曲線取得工程において、異なるエッチングレートのエッチング液を準備し、各々の前記エッチング液について半導体ウェーハの回転数を変化させて前記較正曲線を取得することが望ましい。
【００１０】
上記態様において、前記半導体ウェーハがシリコンウェーハであって、前記エッチング液が混酸であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半導体ウェーハの平坦度を、エッチングレートと回転数に基づいて制御することにより、安定した平坦度を有する半導体ウェーハを製造する半導体ウェーハのエッチング方法を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
実施の形態の半導体ウェーハのエッチング方法は、２枚以上の半導体ウェーハを互いにウェーハ面を対向させて保持部材で保持し、エッチング槽内でウェーハ面の法線方向を軸として自転させる半導体ウェーハのエッチング方法である。そして、あらかじめ、半導体ウェーハのエッチングレートと半導体ウェーハの回転数とを変数とする半導体ウェーハの平坦度の較正曲線を取得する較正曲線取得工程と、半導体ウェーハのエッチングに先立ち、エッチングレートを決定するエッチングレート決定工程と、この較正曲線と決定されたエッチングレートに基づき、回転数を決定する回転数決定工程と、エッチング液槽内で、半導体ウェーハを回転数決定工程で決定された回転数で自転させてエッチングするエッチング工程を有する。
【００１４】
図２は、実施の形態の半導体ウェーハのエッチング方法に用いられるエッチング装置の断面図である。図２に示すように、エッチング装置１０は、エッチング液１２が供給されるエッチング槽１４と、このエッチング槽１４内で回転され多数の半導体ウェーハ（以下、単にウェーハともいう）Ｗが所定のピッチで離間して搭載されるウェーハ保持部材１６とを備えている。そして、このウェーハ保持部材１６を回転させる、モータ１８ａおよびギア群１８ｂからなる回転駆動機構１８を備えている。
【００１５】
エッチング槽１４は、ウェーハ保持部材１６が完全にエッチング液１２に浸り、上部開口部１４ａより溢れたエッチング液１２を回収し、循環させるオーバーフロー方式である。なお、エッチング装置１０は、エッチング精度を向上させるために、ウェーハ保持部材１６を揺動させる揺動機構を備えるものであっても構わない。
【００１６】
次に、このエッチング装置１０を用いた実施の形態の半導体ウェーハのエッチング方法について説明する。ここでは、半導体ウェーハとしてシリコンウェーハ、エッチング液として混酸を用いる場合を例に説明する。
【００１７】
図１は、実施の形態の半導体ウェーハのエッチング方法の工程図である。まず、較正曲線取得工程（Ｓ１）において、あらかじめ、半導体ウェーハのエッチングレートとシリコンウェーハの回転数とを変数とする半導体ウェーハの平坦度の較正曲線を取得する。なお、ここでは平坦度の指標としてＧＢＩＲ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｂａｃｋｓｕｒｆａｃｅ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄ  Ｉｄｅａｌ  ｐｌａｎｅ  Ｒａｎｇｅ）を適用する場合を例に説明する。
【００１８】
エッチング装置１０を用いてウェーハをエッチングする場合、エッチング後のウェーハの平坦度は、エッチング時のエッチングレートと、ウェーハの回転数を変数として表すことが可能である。図３は、エッチングレート、回転数と平坦度の関係を示す概念図である。Ｘ軸にエッチングレート、Ｙ軸に回転数、Ｚ軸に平坦度をとる３次元座標内で、平坦度はエッチングレートと回転数を変数とする曲面を描く。
【００１９】
図４は、Ｓ１工程で取得される較正曲線の一具体例を示す図である。図４（ａ）がエッチングレートと平坦度、図４（ｂ）が回転数と平坦度との相関関係を示す。
【００２０】
図４（ａ）は、図３におけるひとつのＸＺ平面であり、図４（ｂ）は、図３におけるひとつのＹＺ平面である。図４（ａ）に示すように平坦度Ｚは、エッチングレートＸに対し、係数Ａ、Ｂ、Ｃを用いて、式（１）で表される。
Ｚ＝ＡＸ２＋ＢＸ＋Ｃ・・・（１）
【００２１】
また、図４（ｂ）に示すように平坦度Ｚは、回転数Ｙに対し、係数Ｄ、Ｅ、Ｆを用いて、式（２）で表される。
Ｚ＝ＤＸ２＋ＥＸ＋Ｆ・・・（２）
【００２２】
このように、実際にエッチング液として混酸を用いてエッチングした場合に、エッチング後のウェーハの平坦度は、エッチング時のエッチングレートと、ウェーハの回転数を変数として表すことが可能であることが分かる。
【００２３】
較正曲線取得工程においては図４に示すような較正曲線をウェーハのエッチングに先立ち取得しておく。具体的には、異なるエッチングレートの混酸のエッチング液を準備し、各々のエッチング液についてウェーハの回転数を変化させて図４（ｂ）に示すような較正曲線を取得することが考えられる。
【００２４】
次に、エッチングレート決定工程（Ｓ２）において、実際にウェーハをエッチングするに先立ち、その際のエッチングレートを予測し、そのエッチングレートを予測値として決定する。例えば、他の同様の装置の同様の条件化での実績データから予測値を決定する。
【００２５】
次に、回転数決定工程（Ｓ３）において、較正曲線と決定されたエッチングレートに基づき、ウェーハをエッチングする際の回転数を決定する。具体的には、まず、あらかじめ取得しておいた、図４（ｂ）のような回転数と平坦度の較正曲線の中から、決定したエッチングレートに対応するものを選ぶ。そして、その較正曲線を用いて、所望の平坦度を実現する回転数を選択する。
【００２６】
次に、第１のウェーハ厚測定工程（Ｓ４）において、エッチング前のウェーハ厚を測定しておく。測定は公知の測定方法で行われる。
【００２７】
次に、エッチング工程（Ｓ５）において、図２のエッチング装置１０を用い、２枚以上のウェーハＷを互いにウェーハ面を対向させて保持部材１６で保持し、エッチング槽１４内でウェーハ面の法線方向を軸として自転させることでエッチングを行う。この時、ウェーハを、回転数決定工程（Ｓ３）において決定した回転数で自転させてエッチングする。
【００２８】
次に、ウェーハのエッチング終了後、第２のウェーハ厚測定工程（Ｓ６）において、エッチング後のウェーハ厚を測定する。測定は第１のウェーハ厚測定工程と同様の、公知の測定方法で行われる。
【００２９】
次に、エッチングレート算出工程（Ｓ７）において、第１のウェーハ厚測定工程と第２のウェーハ厚測定工程での測定結果から、実際のエッチングレートを算出しておく。エッチングレートは、基本的には、測定結果の差分をエッチング時間で除することで求められる。
【００３０】
実施の形態のエッチングレート決定工程（Ｓ２）において、先行して行われた別ロットのウェーハのエッチングが、次に行おうとするロットのウェーハのエッチングと同一条件である場合、先行して行われたウェーハのエッチングから求めたエッチングレートに基づき、エッチングレートを決定することが望ましい。より精度の高いエッチングレートの予測値となることが期待できるからである。
【００３１】
実施の形態の半導体ウェーハのエッチング方法によれば、半導体ウェーハの平坦度を、エッチングレートと回転数に基づいて制御することにより、エッチングレートによって生ずる平坦度の変化と、回転数によって生ずる平坦度の変化を相殺することが可能である。したがって、エッチングレートが変化しても、狙いの平坦度を有する半導体ウェーハ定常的に製造することが可能となる。したがって、安定した平坦度の半導体ウェーハを製造することが可能となる。
【００３２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。実施の形態の説明においては、半導体ウェーハのエッチング方法等で、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる半導体ウェーハのエッチング方法等に関わる要素を適宜選択して用いることができる。
【００３３】
また、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての半導体ウェーハのエッチング方法は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施の形態の半導体ウェーハのエッチング方法の工程図である。
【図２】実施の形態の半導体ウェーハのエッチング方法に用いられるエッチング装置の断面図である。
【図３】エッチングレート、回転数と平坦度の関係を示す概念図である。
【図４】較正曲線の一具体例を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０      エッチング装置
１２      エッチング液
１４      エッチング槽
１６      ウェーハ保持部材
１８      回転駆動機構
１８ａ    モータ
１８ｂ    ギア群
【図１】
2010153675.tif 000003
【図２】
2010153675.tif 000004
【図３】
2010153675.tif 000005
【図４】
2010153675.tif 000006