(57)【要約】      （修正有）【課題】両面同時研磨工程や片面研磨工程の負荷を軽減するとともに、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成する。【解決手段】本発明のシリコンウェーハの製造方法は、シリコン単結晶インゴットをスライスして得られた薄円板状のシリコンウェーハの表裏面を研削又はラッピングする平面化工程１３と、平坦化した単一のシリコンウェーハをスピンしながらウェーハの表面に酸エッチング液を供給して、供給した酸エッチング液をスピンによる遠心力によりウェーハ表面全体に拡げてウェーハ表面全体をエッチングしてウェーハ表面の表面粗さＲａを０．２０μｍ以下に制御する枚葉式酸エッチング工程１４と、枚葉式酸エッチングしたシリコンウェーハの表裏面を同時に研磨する両面同時研磨工程１６又は枚葉式酸エッチングしたウェーハの表裏面を片面ずつ研磨する片面研磨工程とをこの順に含む。【選択図】図１
2006100799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン単結晶インゴットをスライスして得られた薄円板状のシリコンウェーハの表裏面を研削又はラッピングする平面化工程(13)と、
前記平坦化した単一のシリコンウェーハをスピンしながら前記ウェーハの表面に酸エッチング液を供給して、前記供給した酸エッチング液をスピンによる遠心力によりウェーハ表面全体に拡げてウェーハ表面全体をエッチングして前記ウェーハ表面の表面粗さＲａを０．２０μｍ以下に制御する枚葉式酸エッチング工程(14)と、
前記枚葉式酸エッチングしたシリコンウェーハの表裏面を同時に研磨する両面同時研磨工程(16)と
をこの順に含むことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
【請求項２】
酸エッチング液がフッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含有した水溶液であり、
前記水溶液中に含まれるフッ酸、硝酸、リン酸及び水の混合割合が重量％でフッ酸：硝酸：リン酸＝４．５％〜１０．５％：２５．５％〜４０．０％：３０．０％〜４５．５％である請求項１記載の方法。
【請求項３】
枚葉式酸エッチング工程(14)においてウェーハをスピンさせるスピン回転数が５００〜２０００ｒｐｍである請求項１記載の方法。
【請求項４】
酸エッチング液の粘性度が１０〜３５ｍＰａ・ｓｅｃである請求項１記載の方法。
【請求項５】
酸エッチング液の表面張力が５５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍである請求項１記載の方法。
【請求項６】
シリコン単結晶インゴットをスライスして得られた薄円板状のシリコンウェーハの表裏面を研削又はラッピングする平面化工程と、
前記平坦化した単一のシリコンウェーハをスピンしながら前記ウェーハの表面に酸エッチング液を供給して、前記供給した酸エッチング液をスピンによる遠心力によりウェーハ表面全体に拡げてウェーハ表面全体をエッチングして前記ウェーハ表面の表面粗さＲａを０．２０μｍ以下に制御する枚葉式酸エッチング工程と、
前記枚葉式酸エッチングしたシリコンウェーハの表裏面を片面ずつ研磨する片面研磨工程と
をこの順に含むことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
【請求項７】
酸エッチング液がフッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含有した水溶液であり、
前記水溶液中に含まれるフッ酸、硝酸、リン酸及び水の混合割合が重量％でフッ酸：硝酸：リン酸＝４．５％〜１０．５％：２５．５％〜４０．０％：３０．０％〜４５．５％である請求項６記載の方法。
【請求項８】
枚葉式酸エッチング工程においてウェーハをスピンさせるスピン回転数が５００〜２０００ｒｐｍである請求項６記載の方法。
【請求項９】
酸エッチング液の粘性度が１０〜３５ｍＰａ・ｓｅｃである請求項６記載の方法。
【請求項１０】
酸エッチング液の表面張力が５５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍである請求項６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面同時研磨工程の負荷を軽減するとともに、高平坦度及び表面粗さの低減の双方を達成し得るシリコンウェーハの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に半導体シリコンウェーハの製造工程は、引上げたシリコン単結晶インゴットから切出し、スライスして得られたウェーハを、面取り、機械研磨（ラッピング）、エッチング、鏡面研磨（ポリッシング）及び洗浄する工程から構成され、高精度の平坦度を有するウェーハとして生産される。
ブロック切断、外径研削、スライシング、ラッピング等の機械加工プロセスを経たシリコンウェーハは表面にダメージ層即ち加工変質層を有している。加工変質層はデバイス製造プロセスにおいてスリップ転位等の結晶欠陥を誘発したり、ウェーハの機械的強度を低下させ、また電気的特性に悪影響を及ぼすので完全に除去しなければならない。
【０００３】
この加工変質層を取除くためにエッチング処理が施される。エッチング処理としては、混酸等の酸エッチング液を貯留したエッチング槽に複数枚のウェーハを浸漬させることにより加工変質層を化学的に除去するバッチ式酸エッチングや、ＮａＯＨ等のアルカリエッチング液を貯留したエッチング槽にウェーハを浸漬させることにより加工変質層を化学的に除去するバッチ式アルカリエッチングが行われている。
酸エッチングを用いたバッチ式エッチングは具体的には、図１０に示すように、先ず、ホルダ１に複数枚のウェーハ１ａを垂直に保持し、このホルダ１を図１０の実線矢印で示すように下降して、エッチング槽２に貯留された混酸等の酸エッチング水溶液２ａ中に浸漬させてウェーハ表面の加工変質層をエッチング水溶液により取除く。続いて所定時間エッチング水溶液２ａに浸漬させたウェーハ１ａが保持されたホルダ１を図１０の破線矢印で示すように引上げる。次に、酸エッチングを終えたウェーハ１ａが保持されたホルダ１を図１０の実線矢印で示すように下降し、リンス槽３に貯留された純水等のリンス液３ａ中に浸漬させてウェーハ表面に付着しているエッチング水溶液を除去する。続いて所定時間リンス液３ａに浸漬させたウェーハ１ａが保持されたホルダ１を図１０の破線矢印で示すように引上げ、シリコンウェーハを乾燥させる。
しかしながら、バッチ式酸エッチングでは、ウェーハ表面粗さを改善しながら加工変質層をエッチングすることはできるが、ラッピングで得られた平坦度が損なわれてしまい、エッチング表面にｍｍオーダーのうねりやピールと呼ばれる凹凸が発生する問題を有していた。また、バッチ式アルカリエッチングでは、ウェーハ平坦度を維持しながら加工変質層をエッチングすることはできるが、局所的な深さが数μｍで、大きさが数〜数十μｍ程度のピット（以下、これをファセットという。）が発生してしまいウェーハ表面粗さが悪化する問題点があった。
【０００４】
上記問題点を解決する方法として、図９に示すように、単結晶インゴットをスライス４して得た半導体ウェーハを、少なくとも面取り５、ラッピング６、エッチング７，８、鏡面研磨９及び洗浄する工程からなる半導体ウェーハの加工方法において、エッチング工程をアルカリエッチング７の後、酸エッチング８を行うものとし、その際、アルカリエッチング７のエッチング代を、酸エッチング８のエッチング代よりも大きくするウェーハの加工方法及びこの方法により加工されたウェーハが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
上記特許文献１に示される方法により、ラッピング後の平坦度を維持することができ、エッチング後のウェーハ表面のうねりを減少させ、局所的な深いピットの発生や表面粗さの悪化を抑えるとともに、パーティクルやステイン等の汚染が発生しにくいエッチング表面を持つ化学エッチングウェーハを作製することが可能となる。このようなウェーハは鏡面研磨での研磨代を減少でき、その平坦度も向上する。
【特許文献１】特開平１１−２３３４８５号公報（請求項１、段落［００４２］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に示される方法をはじめとして従来の方法では、エッチングを終えたウェーハは両面同時研磨工程や片面研磨工程が施されてその表面を鏡面に加工されるが、エッチング工程を終えたシリコンウェーハの表裏面では、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度を維持できておらず、また所望のウェーハ表面粗さも得られていないため、これらのウェーハ平坦度及びウェーハ表面粗さを改善するために、両面同時研磨工程や片面研磨工程において多くの研磨代をとる必要があるため両面同時研磨工程や片面研磨工程に大きな負荷がかかっていた。
本発明の目的は、両面同時研磨工程や片面研磨工程の負荷を軽減するとともに、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成し得るシリコンウェーハの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、シリコン単結晶インゴットをスライスして得られた薄円板状のシリコンウェーハの表裏面を研削又はラッピングする平面化工程１３と、平坦化した単一のシリコンウェーハをスピンしながらウェーハの表面に酸エッチング液を供給して、供給した酸エッチング液をスピンによる遠心力によりウェーハ表面全体に拡げてウェーハ表面全体をエッチングしてウェーハ表面の表面粗さＲａを０．２０μｍ以下に制御する枚葉式酸エッチング工程１４と、枚葉式酸エッチングしたシリコンウェーハの表裏面を同時に研磨する両面同時研磨工程１６とをこの順に含むことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法である。
請求項１に係る発明では、酸エッチング液を用いた枚葉式酸エッチング工程１４により、研磨前ウェーハの表面粗さとテクスチャーサイズの制御をすることで、両面同時研磨工程１６においてウェーハ表裏面における研磨代をそれぞれ低減しながら、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、酸エッチング液がフッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含有した水溶液であり、水溶液中に含まれるフッ酸、硝酸、リン酸及び水の混合割合が重量％でフッ酸：硝酸：リン酸＝４．５％〜１０．５％：２５．５％〜４０．０％：３０．０％〜４５．５％である方法である。
請求項２に係る発明では、酸エッチング液に所定の混合割合のフッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含有した水溶液を使用することで、エッチング工程を終えたウェーハ表面粗さとウェーハ平坦度をより低減することができる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、枚葉式酸エッチング工程においてウェーハをスピンさせるスピン回転数が５００〜２０００ｒｐｍである方法である。
請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明であって、酸エッチング液の粘性度が１０〜３５ｍＰａ・ｓｅｃである方法である。
請求項５に係る発明は、請求項１に係る発明であって、酸エッチング液の表面張力が５５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍである方法である。
【０００９】
請求項６に係る発明は、シリコン単結晶インゴットをスライスして得られた薄円板状のシリコンウェーハの表裏面を研削又はラッピングする平面化工程と、平坦化した単一のシリコンウェーハをスピンしながらウェーハの表面に酸エッチング液を供給して、供給した酸エッチング液をスピンによる遠心力によりウェーハ表面全体に拡げてウェーハ表面全体をエッチングしてウェーハ表面の表面粗さＲａを０．２０μｍ以下に制御する枚葉式酸エッチング工程と、枚葉式酸エッチングしたシリコンウェーハの表裏面を片面ずつ研磨する片面研磨工程とをこの順に含むことを特徴とするシリコンウェーハの製造方法である。
請求項６に係る発明では、酸エッチング液を用いた枚葉式酸エッチング工程により、研磨前ウェーハの表面粗さとテクスチャーサイズの制御をすることで、片面研磨工程においてウェーハ表裏面における研磨代をそれぞれ低減しながら、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成することができる。
【００１０】
請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明であって、酸エッチング液がフッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含有した水溶液であり、水溶液中に含まれるフッ酸、硝酸、リン酸及び水の混合割合が重量％でフッ酸：硝酸：リン酸＝４．５％〜１０．５％：２５．５％〜４０．０％：３０．０％〜４５．５％である方法である。
請求項７に係る発明では、酸エッチング液に所定の混合割合のフッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含有した水溶液を使用することで、エッチング工程を終えたウェーハ表面粗さとウェーハ平坦度をより低減することができる。
【００１１】
請求項８に係る発明は、請求項６に係る発明であって、枚葉式酸エッチング工程においてウェーハをスピンさせるスピン回転数が５００〜２０００ｒｐｍである方法である。
請求項９に係る発明は、請求項６に係る発明であって、酸エッチング液の粘性度が１０〜３５ｍＰａ・ｓｅｃである方法である。
請求項１０に係る発明は、請求項６に係る発明であって、酸エッチング液の表面張力が５５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍである方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のシリコンウェーハの製造方法では、酸エッチング液を用いた枚葉式酸エッチング工程により、研磨前ウェーハの表面粗さとテクスチャーサイズの制御をすることで、両面同時研磨工程又は片面研磨工程においてウェーハ表裏面における研磨代をそれぞれ低減しながら、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成することができる。この方法を行うことによってウェーハ製造における生産性が大幅に改善される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
先ず、育成されたシリコン単結晶インゴットは、先端部及び終端部を切断してブロック状とし、インゴットの直径を均一にするためにインゴットの外径を研削してブロック体とする。特定の結晶方位を示すために、このブロック体にオリエンテーションフラットやオリエンテーションノッチを施す。このプロセスの後、図１に示すように、ブロック体は棒軸方向に対して所定角度をもってスライスされる（工程１１）。工程１１でスライスされたウェーハは、ウェーハの周辺部の欠けやチップを防止するためにウェーハ周辺に面取り加工する（工程１２）。この面取りを施すことにより、例えば面取りされていないシリコンウェーハ表面上にエピタキシャル成長するときに周辺部に異常成長が起こり環状に盛り上がるクラウン現象を抑制することができる。
【００１４】
続いて、スライス等の工程で生じた薄円板状のシリコンウェーハ表裏面の凹凸層を平坦化してウェーハ表裏面の平坦度とウェーハの平行度を高める（工程１３）。この平坦化工程１３では、研削又はラッピングによりウェーハ表裏面を平坦化する。
研削によりウェーハを平坦化する方法としては、図２及び図３に示すような研削装置２０により行われる。図２に示すように、シリコンウェーハ２１を載置するための被処理体支持部であるターンテーブル２２が図示しない駆動機構により鉛直軸回りに回転可能に構成される。またターンテーブル２２の上方側には、図３に示すように、ターンテーブル２２にチャック２２ａを介して吸着載置されたシリコンウェーハ２１に対して、その研削面を押圧するようにして研削用砥石２３を支持するための砥石支持手段２４が設けられる。この砥石支持手段２４は図示しない駆動機構により研削用砥石２３を鉛直軸回りに回転可能に構成される。またシリコンウェーハ上方には研削時にシリコンウェーハ２１の表面に研削水を供給するための給水ノズル２６が設けられる。このような研削装置２０では、各駆動機構により研削用砥石２３とシリコンウェーハ２１とを相対的に回転させ、更にシリコンウェーハ２１の表面において研削用砥石２３との接触部位よりも外れた部位に給水ノズル２６から研削水を供給し、シリコンウェーハ２１の表面を洗浄しながら研削用砥石２３をシリコンウェーハ２１の表面に押圧して研削する。
【００１５】
またラッピングによりウェーハを平坦化する方法としては、図４に示すようなラッピング装置３０により行われる。図４に示すように、先ず、キャリアプレート３１をラッピング装置３０のサンギア３７とインターナルギア３８に噛合させ、キャリアプレート３１のホルダー内にシリコンウェーハ２１をセットする。その後、このシリコンウェーハ２１の両面を上定盤３２と下定盤３３で挟み込むように保持し、ノズル３４から研磨剤３６を供給するとともに、サンギア３７とインターナルギア３８によってキャリアプレート３１を遊星運動させ、同時に上定盤３２と下定盤３３を相対方向に回転させることによって、シリコンウェーハ２１の両面を同時にラッピングする。
このようにして平面化工程１３を施したシリコンウェーハは、ウェーハ表裏面の平坦度とウェーハの平行度が高められ、洗浄工程で洗浄されて次工程へと送られる。
【００１６】
次に、図１に戻って、平坦化した単一のシリコンウェーハをスピンしながらウェーハの表面に酸エッチング液を供給して、供給した酸エッチング液をスピンによる遠心力によりウェーハ表面全体に拡げてウェーハ表面全体をエッチングしてウェーハ表面の表面粗さＲａを０．２０μｍ以下に制御する（工程１４）。この枚葉式酸エッチング工程１４では、面取り工程１２や平坦化工程１３のような機械加工プロセスによって導入された加工変質層をエッチングによって完全に除去する。酸エッチング液を用いた枚葉式酸エッチングを施すことで、ウェーハの表面粗さとテクスチャーサイズの制御をすることで、後に続く両面同時研磨工程１６や片面研磨工程においてウェーハ表裏面における研磨代をそれぞれ低減しながら、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成することができる。この枚葉式酸エッチング工程１４におけるエッチング取り代は、片面１４〜１６μｍ、ウェーハ表裏面の合計取り代で２８〜３２μｍが好ましい。エッチング取り代を上記範囲とすることで、後に続く両面同時研磨工程や片面研磨工程における研磨代を大きく低減することができる。エッチング取り代が下限値未満ではウェーハ表面粗さが十分に低減されていないため、両面同時研磨や片面研磨の負荷が大きく、上限値を越えると、ウェーハ平坦度が損なわれウェーハ製造における生産性が悪化する。この枚葉式酸エッチング工程ではウェーハ表面の表面粗さＲａを０．２０μｍ以下、好ましくは０．０５μｍ以下に制御する。ウェーハ表面の表面粗さＲａを上記範囲に制御することで後に続く両面同時研磨工程や片面研磨工程での研磨代を低減することができ、ウェーハ製造の生産性が向上し、コストを低減できる。ウェーハ表面の表面粗さＲａが０．２０μｍを越えると後に続く両面同時研磨工程や片面研磨工程での研磨代が増加する問題を生じる。
【００１７】
この枚葉式酸エッチング工程では、図５に示すように、枚葉式スピナ４０にシリコンウェーハ２１を装填する。即ち、カップ４１内に配置された真空吸引式のウェーハチャック４２によりウェーハ２１表面が上面となるように平面的に保持する。続いてウェーハ２１上方に設けられたエッチング液供給ノズル４３を図５の実線矢印で示すように、水平に移動させながら、エッチング液供給ノズル４３から酸エッチング液４４をウェーハ２１の上面に供給しつつウェーハチャック４２によりウェーハ２１をスピン回転させることにより、ウェーハ表面を酸エッチング処理してウェーハ表面の加工変質層を取除く。ウェーハ２１の上面に供給された酸エッチング液４４は、スピン回転の遠心力によりウェーハ中心側からウェーハ外周縁側へとウェーハ表面の加工変質層をエッチングしながら徐々に移動し、ウェーハの外周縁から液滴４４となって飛散する。
【００１８】
本発明の枚葉式酸エッチングに使用する酸エッチング液としては、フッ酸、硝酸及び酢酸をそれぞれ含有した水溶液や、フッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含有した水溶液、フッ酸、硝酸及びリン酸に更に硫酸を含有した水溶液などが挙げられる。このうち、フッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含有した水溶液と、フッ酸、硝酸及びリン酸に更に硫酸を含有した水溶液がそれぞれ高平坦化を得ることができるため好ましい。フッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含有した水溶液は、高平坦化と低い表面粗さを両立することができ、またエッチング液の粘性度を所定の範囲に調整することができるため、特に好ましい。フッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含有した水溶液の場合、この水溶液中に含まれるフッ酸、硝酸及びリン酸の混合割合は、重量％で４．５％〜１０．５％：２５．５％〜４０．０％：３０．０％〜４５．５％が好ましい。またフッ酸、硝酸及びリン酸に更に硫酸を含有した水溶液の場合、この水溶液中に含まれるフッ酸、硝酸、リン酸及び硫酸の混合割合は、重量％で４．５％〜１０．５％：２５．５％〜４０．０％：３０．０％〜４５．５％：１２．５％〜２７．５％が好ましい。
【００１９】
また酸エッチング液の粘性度は１０〜３５ｍＰａ・ｓｅｃが好適である。更に好ましくは１５〜２５ｍＰａ・ｓｅｃである。粘性度が１０ｍＰａ・ｓｅｃ未満であると、液の粘性が低すぎてウェーハ上面に滴下した酸エッチング液が遠心力によってウェーハ表面からすぐに吹き飛んでしまい、ウェーハ表面に均一にまた十分に接触することができないため十分なエッチング取り代を確保するのに時間がかかり、生産性が低下する。粘性度が３５ｍＰａ・ｓｅｃを越えるとウェーハ表面に滴下した酸エッチング液がウェーハ上面に必要以上に長い時間留まってしまうため、ウェーハの面内及び外周形状をコントロールすることができずウェーハ平坦度が悪化する不具合を生じる。
また酸エッチング液の表面張力は５５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍが好適である。表面張力が５５ｄｙｎｅ／ｃｍ未満であると、ウェーハ上面に滴下した酸エッチング液が遠心力によってウェーハ表面からすぐに吹き飛んでしまい、ウェーハ表面に均一にまた十分に接触することができないため十分なエッチング取り代を確保するのに時間がかかり、生産性が低下する。表面張力が６０ｄｙｎｅ／ｃｍを越えるとウェーハ表面に滴下した酸エッチング液がウェーハ上面に必要以上に長い時間留まってしまうため、ウェーハの面内及び外周形状をコントロールすることができずウェーハ平坦度が悪化する不具合を生じる。
【００２０】
枚葉式酸エッチングにおいてシリコンウェーハ２１をスピンさせるスピン回転数は、シリコンウェーハの直径や酸エッチング液の粘性度、滴下する酸エッチング液の供給流量によっても多少前後するが、５００〜２０００ｒｐｍ範囲が好適である。スピン回転数が５００ｒｐｍ未満であるとウェーハの面内及び外周形状をコントロールすることができずウェーハ平坦度が悪化する不具合を生じ、スピン回転数が２０００ｒｐｍを越えるとウェーハ表面に滴下した酸エッチング液が遠心力によってウェーハ表面からすぐに吹き飛んでしまい、ウェーハ表面に均一にまた十分に接触することができないため十分なエッチング取り代を確保するのに時間がかかり、生産性が低下する。
ウェーハ２１表面を酸エッチング処理した後は、図示しないリンス液供給ノズルにより純水などのリンス液をウェーハ２１の上面に供給しつつウェーハ２１をスピン回転させることによりウェーハ２１表面に残留する酸エッチング液４４を洗浄する。洗浄後はリンス液の供給を停止した状態でウェーハ２１をスピン回転させてウェーハ２１を乾燥させる。続いて、ウェーハ２１を裏返してウェーハ２１裏面が上面となるようにウェーハチャック４２にウェーハ２１を保持し、同様にして酸エッチング処理、リンス液洗浄処理及び乾燥処理を行う。
【００２１】
次に、図１に戻って、枚葉式酸エッチング工程１４を終えたウェーハの表裏面を同時に研磨する両面同時研磨を施す（工程１６）。
両面同時研磨する方法としては、図６に示すような両面同時研磨装置５０により行われる。図６に示すように、先ず、キャリアプレート５１を両面同時研磨装置５０のサンギア５７とインターナルギア５８に噛合させ、キャリアプレート５１のホルダー内にシリコンウェーハ２１をセットする。その後、このシリコンウェーハ２１の両面を研磨面側に第１研磨布５２ａが貼り付けられた上定盤５２と研磨面側に第２研磨布５３ａが貼り付けられた下定盤５３で挟み込むように保持し、ノズル５４から研磨剤５６を供給するとともに、サンギア５７とインターナルギア５８によってキャリアプレート５１を遊星運動させ、同時に上定盤５２と下定盤５３を相対方向に回転させることによって、シリコンウェーハ２１の両面を同時に鏡面研磨する。前述した枚葉式酸エッチング工程１４を施したシリコンウェーハは、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度を維持するとともに、所望のウェーハ表面粗さを有しているため、この両面同時研磨工程１６ではウェーハ表裏面における研磨代を低減することができるとともに、平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度の維持及びウェーハ表面粗さの低減の双方を達成することができる。また、この両面同時研磨工程１６では、上定盤５２と下定盤５３の回転数をそれぞれ制御しながらシリコンウェーハの表裏面を同時に研磨することで、ウェーハの表裏面を目視により識別可能な片面鏡面ウェーハを得ることができる。このように本発明のシリコンウェーハの製造方法を行うことによってウェーハ製造における生産性が大幅に改善される。
なお本実施の形態では、両面同時研磨によってウェーハの表裏面を同時に研磨したが、この両面同時研磨の代わりに、ウェーハの表裏面を片面ずつ研磨する片面研磨によってウェーハを研磨しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【実施例】
【００２２】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
先ず、φ２００ｍｍシリコンウェーハを用意し、平坦化工程として、図４に示すラッピング装置を用いてシリコンウェーハ表裏面をラッピングを施した。ラッピング工程における研磨剤は、番手が＃１０００のＡｌ2Ｏ3を含む研磨剤を使用し、供給する研磨剤流量を２．０Ｌ／ｍｉｎ、上定盤の荷重を１００ｇ／ｃｍ2、上定盤回転数を１０ｒｐｍ及び下定盤回転数を４０ｒｐｍにそれぞれ制御しながらシリコンウェーハの平坦化を行った。
次に、図５に示す枚葉式スピナを用いて平坦化を終えたシリコンウェーハに枚葉式酸エッチングを施した。エッチング液には、フッ酸、硝酸及びリン酸の混合割合が重量％でフッ酸：硝酸：リン酸＝４．９％：３３．４％：３６．４％とした酸エッチング液を用いた。またエッチングにおけるスピン回転数を６００ｒｐｍ、供給するエッチング液の流量を１０リットル/分にそれぞれ制御し、１５０秒間エッチングを行った。枚葉式酸エッチングにおけるエッチング取り代は、片面１５μｍであった。
【００２３】
＜実施例２＞
エッチング工程において、エッチング液としてフッ酸、硝酸及び酢酸をそれぞれ含有し、その混合割合が重量％でフッ酸：硝酸：酢酸＝８．９５％：４６．３５％：１４．７２％である水溶液を用いた以外は実施例１と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。
【００２４】
＜比較例１＞
枚葉式エッチングの代わりに、図９に示すようなバッチ式エッチングを行った以外は実施例１と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。
＜比較例２＞
エッチング工程において、エッチング液としてフッ酸、硝酸及び酢酸をそれぞれ含有し、その混合割合が重量％でフッ酸：硝酸：酢酸＝８．９５％：４６．３５％：１４．７２％である水溶液を用いた以外は比較例１と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。
＜比較例３＞
エッチング工程において、エッチング液として４８重量％ＮａＯＨ水溶液を用いた以外は比較例１と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。
＜比較例４＞
エッチング工程において、エッチング液として４８重量％ＫＯＨ水溶液を用いた以外は比較例１と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。
＜比較例５＞
ラッピング工程において番手が＃１５００のＡｌ2Ｏ3を含む研磨剤を使用し、エッチング工程において、エッチング液として４８重量％ＫＯＨ水溶液を用いた以外は比較例１と同様にして平坦化工程及びエッチング工程を施した。
【００２５】
＜比較試験１＞
実施例１，２及び比較例１〜５でそれぞれ得られたシリコンウェーハに対し、非接触表面粗さ計（チャップマン社製）を用いてそのウェーハ表面粗さとＴＴＶ（Total Thickness Variation）で表現されるウェーハ平坦度を求めた。実施例１，２及び比較例１〜５でそれぞれ得られたシリコンウェーハにおけるウェーハ表面粗さとＴＴＶの結果を図７に示す。
図７より明らかなように、比較例１及び２では、ウェーハ表面粗さは改善されているが、ウェーハ平坦度は悪化しており、比較例３〜５では、ウェーハ平坦度は良好であるが、ウェーハ表面粗さが悪化しているため、それぞれ後に続く両面同時研磨工程での研磨代を大きく取る必要がある。これに対して、実施例１及び２では、比較例１及び２に比べてウェーハ表面粗さ及びウェーハ平坦度がそれぞれ改善されており、後に続く両面同時研磨工程での研磨代を大幅に低減できる結果が得られた。
【００２６】
＜比較試験２＞
実施例１，２及び比較例１〜５でそれぞれ得られたシリコンウェーハに両面同時研磨を施した。両面同時研磨における研磨取り代は片面５μｍであった。得られたウェーハに対し光散乱式パーティクルカウンタを用いてウェーハ表面に存在する大きさが６５ｎｍ以上のＬＰＤ（Light Point Defect）の数を求めた。上記比較試験１で求めたウェーハ表面粗さＲａとＬＰＤ数の関係を図８に示す。
図８より明らかなように、エッチング後の表面粗さＲａと研磨後の表面面質は良く相関しており、ウェーハ表面の表面粗さＲａが０．２０μｍ以下、好ましくは０．０５μｍ以下で、研磨後に良好な表面面質が得られていることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のシリコンウェーハの製造方法を示す工程図。
【図２】研削装置の平面図。
【図３】研削装置の縦断面図。
【図４】ラッピング装置の構成図。
【図５】枚葉式スピナの構成図。
【図６】両面同時研磨装置の構成図。
【図７】実施例１，２及び比較例１〜５で得られたシリコンウェーハにおけるウェーハ表面粗さとＴＴＶの関係を示す図
【図８】実施例１，２及び比較例１〜５で得られたシリコンウェーハにおけるウェーハ表面粗さとＬＰＤの関係を示す図
【図９】従来のシリコンウェーハの製造方法を示す工程図。
【図１０】バッチ式のエッチング処理工程を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１３  平面化工程
１４  枚葉式酸エッチング工程
１６  両面同時研磨工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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