(57)【要約】【課題】高い平坦度を有し、機械加工ダメージを除去し、かつ面取り部形状の変化を最小限に抑制し得る、シリコンウェーハの製造方法を提供する。【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スライスウェーハを得る工程と、ウェーハの一方の面のみを片面研削する工程と、ウェーハの他方の面の表面形状に応じてエッチング液の適用を制御することによりウェーハの他方の面を平滑化する平滑化工程とを含むことを特徴とする。【選択図】図１
2008198906.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スライスウェーハを得る工程と、
前記ウェーハの一方の面のみを片面研削する工程と、
前記ウェーハの他方の面の表面形状に応じてエッチング液の適用を制御することにより前記ウェーハの他方の面を平滑化する平滑化工程と
を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】
片面研削する工程と、平滑化工程とがこの順で行われる請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
平滑化工程と、片面研削する工程とがこの順で行われる請求項１記載の製造方法。
【請求項４】
片面研削する工程の前又は平滑化工程の前に、ウェーハの一方の面の周辺部及び他方の面の周辺部を面取りする工程を更に含む請求項１ないし３いずれか１項に記載の製造方法。
【請求項５】
片面研削する工程及び平滑化工程の前に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研削する両面研削工程を更に含む請求項１ないし３いずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
片面研削する工程及び平滑化工程の前に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時にラッピングする工程を更に含む請求項１ないし３いずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
片面研削する工程又は平滑化工程を終えた後に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する工程を更に含む請求項１記載の製造方法。
【請求項８】
平滑化工程を終えた後に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する工程を更に含む請求項２記載の製造方法。
【請求項９】
片面研削する工程を終えた後に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する工程を更に含む請求項３記載の製造方法。
【請求項１０】
ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する工程での研磨取り代が両面合計で１２μｍ以下である請求項７ないし９いずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１１】
ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する工程を終えた後に、ウェーハの他方の面を片面研磨する工程を更に含む請求項７ないし９いずれか１項に記載の製造方法。
【請求項１２】
ウェーハの一方の面がウェーハの裏面側であり、ウェーハの他方の面がウェーハの表面側である請求項１ないし１１いずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
従来のシリコンウェーハの製造プロセスでは、一例として、図１０に示すように、先ず、育成されたシリコン単結晶インゴットの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し、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した後、ブロック体を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１）。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が施される（工程２）。次いで、平坦化工程として、シリコンウェーハの表裏面を同時に研削する両面同時研削が施される（工程３）。続いて、ウェーハの表裏面を片面ずつ研削する片面研削がそれぞれ行われる（工程４ａ及び工程４ｂ）。次に、ウェーハの表裏面を同時に研磨する両面同時研磨が施される（工程５）。更に、ウェーハの表面のみを研磨する片面研磨が施される（工程６）。これにより所望のシリコンウェーハが得られる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３６６４５９３号公報（第１１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の製造プロセスでは、ウェーハ表裏面に研削等の機械加工を行っているため、形状精度は出し易いが加工ダメージが残留してしまうという問題があった。
【０００４】
また、従来より製造プロセスの一工程として使用されていた化学加工である、ディップ式エッチングは、機械加工ダメージ除去に有効であるが、形状精度を維持しにくい問題があった。一方、枚葉式スピンエッチングは、完全に化学加工であるため、機械加工ダメージ除去に有効であり、なおかつ高いレシピ設定自由度によって、形状精度を維持することが可能である。しかしながら、枚葉スピンエッチングは、原理的には「定量加工」技術であり、投入材料の厚みにばらつきがある場合、プロセス後の厚みを整えるには、ウェーハ１枚ごとに、厚みの前測定結果を加工レシピに反映させるなどの技術が必要であった。更に、枚葉スピンエッチングによる加工では、取り代に依存して、面取り部形状が変化するのを避けることは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、高い平坦度を有し、機械加工ダメージを除去し、かつ面取り部形状の変化を最小限に抑制し得る、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スライスウェーハを得る工程１１と、ウェーハの一方の面のみを片面研削する工程１４と、ウェーハの他方の面の表面形状に応じてエッチング液の適用を制御することにより前記ウェーハの他方の面を平滑化する平滑化工程１５とを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、スライスウェーハの一方の面に対しては片面研削する工程１４によって定寸加工を施し、スライスウェーハの他方の面に対しては平滑化工程１５によって加工ダメージ除去する。片面研削する工程１４と平滑化工程１５との組み合わせによってウェーハを加工することで、片面研削する工程１４ではウェーハの平坦度を高い形状精度を維持することができ、仮に投入材料に厚みのばらつきがあった場合でも、片面研削する工程１４によって投入材料の厚みを均一に制御できる。平滑化工程１５では、ウェーハの他方の面に存在する機械加工ダメージの除去に有効であり、なおかつ高いレシピ設定自由度によって、形状精度を維持することも可能である。また、このように片面研削する工程１４と平滑化工程１５を組み合わせることによって、面取り工程１２で得られたウェーハの面取り部における、これらの加工による面取り部形状の変化を最小限に抑制することができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、片面研削する工程と、平滑化工程とがこの順で行われる製造方法である。
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、平滑化工程と、片面研削する工程とがこの順で行われる製造方法である。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３いずれか１項に係る発明であって、片面研削する工程の前又は平滑化工程の前に、ウェーハの一方の面の周辺部及び他方の面の周辺部を面取りする工程を更に含む製造方法である。
請求項５に係る発明は、請求項１ないし３いずれか１項に係る発明であって、片面研削する工程及び平滑化工程の前に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研削する両面研削工程を更に含む製造方法である。
請求項６に係る発明は、請求項１ないし３いずれか１項に係る発明であって、片面研削する工程及び平滑化工程の前に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時にラッピングする工程を更に含む製造方法である。
【０００９】
請求項７に係る発明は、請求項１に係る発明であって、片面研削する工程又は平滑化工程を終えた後に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する工程を更に含む製造方法である。
請求項８に係る発明は、請求項２に係る発明であって、平滑化工程を終えた後に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する工程を更に含む製造方法である。
請求項９に係る発明は、請求項３に係る発明であって、片面研削する工程を終えた後に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する工程を更に含む製造方法である。
【００１０】
請求項１０に係る発明は、請求項７ないし９いずれか１項に係る発明であって、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する工程での研磨取り代が両面合計で１２μｍ以下である製造方法である。
請求項１１に係る発明は、請求項７ないし９いずれか１項に係る発明であって、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する工程を終えた後に、ウェーハの他方の面を片面研磨する工程を更に含む製造方法である。
請求項１２に係る発明は、請求項１ないし１１いずれか１項に係る発明であって、ウェーハの一方の面がウェーハの裏面側であり、ウェーハの他方の面がウェーハの表面側である製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のシリコンウェーハの製造方法によれば、スライスウェーハの一方の面に対しては片面研削する工程によって定寸加工を施し、スライスウェーハの他方の面に対してはエッチングによる平滑化工程によって加工ダメージ除去することができる。片面研削する工程と平滑化工程との組み合わせによってウェーハを加工することで、片面研削する工程ではウェーハの平坦度を高い形状精度を維持することができ、仮に投入材料に厚みのばらつきがあった場合でも、片面研削する工程によって投入材料の厚みを均一に制御できる。平滑化工程では、ウェーハの他方の面に存在する機械加工ダメージの除去に有効であり、なおかつ高いレシピ設定自由度によって、形状精度を維持することも可能である。また、このように片面研削する工程と平滑化工程を組み合わせることによって、面取り工程で得られたウェーハの面取り部における、これらの加工による面取り部形状の変化を最小限に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
育成されたシリコン単結晶インゴットは、先ず、抵抗率や結晶性の検査を行った後、先端部及び終端部を切断し、一定の抵抗率範囲のブロックに切断する。そして、育成されたままの状態のインゴットは完全な円筒形にはなっておらず、また直径も均一ではないので、各ブロック体を直径が均一になるように外周研削する。特定の結晶方位を示すために、外径研削された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。
【００１３】
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）。
スライスウェーハは、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の一方の面の周辺部及び他方の面の周辺部に面取り加工が施される（工程１２）。この工程１２でウェーハの一方の面の周辺部及び他方の面の周辺部に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。この面取り工程１２は、片面研削する工程の前又は平滑化工程の前に行うことが好ましい。なお、後に続く片面研削する工程における一方の面に対する取り代と、平滑化工程における他方の面に対する取り代とが異なる場合には、片面研削する工程を終えた後の一方の面側の周辺部の形状と、平滑化工程を終えた後の他方の面側の周辺部の形状とが対称に近くなるように、片面研削する工程における取り代と平滑化工程における取り代を考慮して、面取り加工後のウェーハ周辺部の形状を一方の面側と他方の面側とで非対称となるように加工することが好ましい。
【００１４】
次いで、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研削する両面同時研削が施される（工程１３）。なお、この工程１３は、片面研削する工程及び平滑化工程の前であれば、面取り工程前に行っても、面取り工程を終えた後に行っても良い。また、この両面同時研削の代わりにウェーハの一方の面及び他方の面を同時にラッピングする工程を行っても良い。この両面同時研削やラッピングによって、スライス等の工程で生じたウェーハ両面の凹凸層を平坦化してウェーハ両面の平坦度とウェーハの平行度が高められる。
【００１５】
この工程１３までの機械加工プロセスを経たシリコンウェーハは両面にダメージ層即ち加工変質層が形成されている。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など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。
【００１６】
本発明のシリコンウェーハの製造方法は、ウェーハの一方の面のみを片面研削する工程１４と、ウェーハの他方の面の表面形状に応じてエッチング液の適用を制御することによりウェーハの他方の面を平滑化する平滑化工程１５とを含むことを特徴とする。
【００１７】
一方の面に対しては片面研削する工程１４によって定寸加工を施す。この片面研削する工程１４ではウェーハの平坦度を高い形状精度を維持することができる。また、仮に投入材料に厚みのばらつきがあった場合でも、片面研削する工程１４によって投入材料の厚みを均一に制御することができる。また、他方の面に対しては平滑化工程１５によって加工ダメージ除去する。この平滑化工程１５では、ウェーハの他方の面に存在する機械加工ダメージの除去に有効であり、なおかつ高いレシピ設定自由度によって、形状精度を維持することも可能である。また、このように片面研削する工程１４と平滑化工程１５を組み合わせることによって、面取り工程１２で得られたウェーハの面取り部における、これらの加工による面取り部形状の変化を最小限に抑制することができる。
【００１８】
なお、本発明の製造方法で行われる片面研削する工程１４と平滑化工程１５は、図１に示すように、片面研削する工程１４、平滑化工程１５の順に行っても良いし、図２に示すように、平滑化工程１５、片面研削する工程１４の順に行っても良い。
【００１９】
ウェーハの一方の面のみを片面研削する工程１４について説明する。
この片面研削する工程１４では、スライス等の工程で生じたウェーハの一方の面の凹凸層を研削によって平坦化してウェーハの一方の面の平坦度とウェーハの平行度を高める。また、ウェーハの一方の面に、ブロック切断、外径研削、スライス工程１１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の多くを除去する。
【００２０】
この工程１４は、図３及び図４に示すような片面研削装置２０により行われることが好ましい。図３に示すように、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４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。またウェーハ上方には研削時にウェーハ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。
【００２１】
このような片面研削装置２０では、先ず、一方の面が上方となるようにウェーハ２１をターンテーブル２２に吸着載置し、各駆動機構により研削用砥石２３とウェーハ２１とを相対的に回転させ、更にウェーハ２１の一方の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、ウェーハ２１の一方の面を洗浄しながら研削用砥石２３をウェーハ２１の一方の面に押圧して研削する。
【００２２】
このようにして工程１４を終えたウェーハは、ウェーハの一方の面の平坦度と平行度が高められ、洗浄工程で洗浄されて次工程へと送られる。
【００２３】
次に、ウェーハの他方の面の表面形状に応じてエッチング液の適用を制御することによりウェーハの他方の面を平滑化する平滑化工程１５について説明する。
平滑化工程１５では、スライス等の工程で生じたウェーハの他方の面の凹凸層をエッチングによって平坦化してウェーハの他方の面の平坦度と平行度を高める。また、ウェーハの他方の面に、ブロック切断、外径研削、スライス工程１１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完全に除去する。また、平滑化に使用されるエッチング液として酸エッチング液を用いることで、ウェーハの表面粗さを制御する。
【００２４】
この平滑化工程１５では、図５に示すようなエッチング装置３０により行われる。
【００２５】
図５に示す枚葉エッチング装置３０は、ウェーハ２１を支持するステージ３２と、このステージ３２に回転軸３３によって接続され、ステージ３２を回転軸３３を介して回転駆動するモータ等の回転駆動源３４を有しており、これらはウェーハ回転手段３５を構成している。
【００２６】
また枚葉エッチング装置３０は、エッチング液を供給するエッチング液供給手段３６と、このエッチング液供給手段３６からエッチング液を供給されてウェーハ２１の他方の面へエッチング液を噴出するノズル３７と、このノズル３７を移動可能に支持するためのノズル基部３８及びノズル基部３８の位置・移動を規制するためのガイド部３９とを有しており、これらは、ノズル位置制御手段４０を構成するものである。ノズル基部３８には、ノズル基部３８に対してノズル３７の角度を調節する機構、ノズル３７先端部のウェーハ２１からの高さ位置を調節する機構、及びノズル３７からのエッチング液噴出・非噴出切り替え機構が設けられ、これらは噴出状態制御手段４１を構成するものである。
【００２７】
更に、枚葉エッチング装置３０は、回転駆動源３４の回転数を制御してウェーハ回転数を設定するとともに、エッチング液供給手段３６を制御してエッチング液の供給状態を規定するとともに、ノズル位置制御手段４０、噴射状態制御手段４１を制御してノズル３７の状態・位置を設定する制御手段４２を有する。この制御手段４２はＣＰＵ等の演算部４３と複数のメモリー４４，４５・・を有するものとされる。符号４６はウェーハの他方の面の表面形状検出手段であり、レーザー反射方式を用いてウェーハの他方の面のレーザー反射を利用してウェーハの他方の面の凹凸を測定するものである。検出手段４６は枚葉エッチング装置３０内に設置せず、独立装置としてウェーハの他方の面の凹凸を測定するようにしても良い。
【００２８】
エッチング液供給手段３６は、酸エッチング液をノズル３７に供給するものである。エッチング液供給手段３６は、酸をあらかじめ所定の混合比に混合して酸エッチング液を調製した後にノズル４１に供給しても良いし、別々にノズル４１に供給してノズル４１付近でそれぞれが混合するようにしても良い。
【００２９】
ノズル位置制御手段４０においては、ノズル基部３８の移動を規制するガイド部３９が、ウェーハ２１の回転中心を通り、ウェーハ２１半径方向にノズル３７を移動可能なようにノズル基部３８を支持している。ガイド部３９は、ノズル基部３８がその長さ方向に移動可能な構成とすることもできる。ノズル３７のウェーハ２１回転中心に対する位置はノズル基部３８のガイド部３９の長さ方向の移動位置により設定可能とされている。ノズル基部３８はガイド部３９に対してその長さ方向に移動する機構を有するものとされている。
【００３０】
また、ガイド部３９が、ウェーハ２１回転中心を通るように一端が設けられて他端が水平方向に回転可能に支持されており、ガイド部３９を水平方向に回動することで移動しているノズル３７がウェーハ２１面内方向に移動可能とする構成とすることもできる。
【００３１】
噴射状態制御手段４１は、ノズル基部３８に設けられ、ノズル基部３８に対してノズル３７の角度を調節する角度調節手段と、ノズル３７先端部のウェーハ２１からの高さ位置を調節する高さ調節手段と、ノズル３７からのエッチング液噴出・非噴出を切り替える弁体とを有するものとされる。また、弁体を設けずにエッチング液供給手段３６からの供給を切り替えるようにすることも可能である。
【００３２】
制御手段４２は、メモリー４４，４５・・として、処理前のウェーハ２１の他方の面の凹凸形状を記憶するもの、ノズル３７位置とエッチング状態を記憶するもの、エッチング液の噴出量とエッチング状態を記憶するもの、処理後に基準となるウェーハ２１の他方の面の形状を記憶するものを少なくとも有するとともに、これらを演算して、ノズル３７の移動及びエッチング液の噴射状態を演算する演算部４３と、を有するものとされる。なお、メモリー４４，４５は処理前のウェーハ２１の他方の面の表面状況を検出手段４６を用いて検出し、そのデータを保管している。なお、このメモリーデータは処理するウェーハごとに検出手段によりその表面状況を検出されて、そのデータを保管しても、またある数のウェーハごとに代表して表面形状検出手段により検出されて保管されてもよく、更にインゴットごとにあるウェーハの凸部を検出しても、更にウェーハの品種ごとに定められたデータを使っても良い。
【００３３】
本実施形態の枚葉エッチング装置３０においてウェーハ２１の他方の面の平滑化処理１５を行うには、まず、ウェーハ２１を検出手段４６を用いて、同ウェーハ２１の他方の面を複数の領域に分けて面上の凹凸を測定し、この検出データをウェーハ２１形状の制御手段４２に入力し、メモリ４４，４５にこの検出データを記憶する。
【００３４】
次いで、ウェーハ２１を他方の面が上方に位置するようにステージ３２によって支持し、制御手段４２により制御された状態で回転駆動源３４によってこのステージ３２を回転駆動する。
【００３５】
更に、制御手段４２によって、エッチング液供給手段３６から所定の組成を有するエッチング液をノズル３７に供給するとともに、ノズル位置制御手段４０、噴射状態制御手段４１を制御してノズル３７の状態・位置及び噴出時間を制御した状態でウェーハ２１の他方の面にエッチング液を噴出する。
【００３６】
ノズル３７の水平移動は概ね０．１〜２０ｍｍ／秒の速度で、ウェーハ中心からウェーハの半径方向にノズル３７端部を支点とし、ノズル３７の水平駆動により描かれる円弧に沿って揺動することにより行われるか、又はウェーハ中心からウェーハの半径方向に往復動することにより行われる。ウェーハ２１の他方の面上に供給されたエッチング液は、ウェーハ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の他方の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となって飛散する。
【００３７】
平滑化工程１５で使用するエッチング液はフッ酸、硝酸及びリン酸をそれぞれ含有した水溶液が好ましい。また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％でフッ酸：硝酸：リン酸＝０．５〜４０％：５〜５０％：５〜７０％となるように調製されることが好ましい。上記混合割合とすることでエッチング液の粘性度が２〜４０ｍＰａ・ｓｅｃと、エッチング液の表面張力が５０〜７０ｄｙｎｅ／ｃｍとなるため、ウェーハの他方の面の平坦度と平行度を高めるのに好適である。粘性度が下限値未満であると、液の粘性が低すぎてウェーハの他方の面上に滴下したエッチング液が遠心力によってウェーハの面上からすぐに吹き飛んでしまい、ウェーハの他方の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、生産性が低下する傾向がある。また、粘性度が上限値を越えるとウェーハの他方の面に滴下したエッチング液がウェーハ面上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傾向がある。表面張力が下限値未満であると、ウェーハの他方の面上に滴下したエッチング液が遠心力によってウェーハの面上からすぐに吹き飛んでしまい、ウェーハの他方の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、生産性が低下する傾向がある。また、表面張力が上限値を越えるとウェーハの他方の面に滴下したエッチング液がウェーハ面上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傾向がある。エッチング液に含まれるフッ酸、硝酸、リン酸及び水の混合割合は５〜２０％：２０〜４０％：２０〜４０％：２０〜４０％が好ましい。この混合割合とすることでエッチング液の粘性度は１０〜２５ｍＰａ・ｓｅｃに、エッチング液の表面張力は５５〜６０ｄｙｎｅ／ｃｍになる。ノズル２７からのエッチング液の供給量は２〜３０リットル／分が好ましい。シリコンウェーハの直径がφ３００ｍｍのときは酸エッチング液の供給量は５〜３０リットル／分が、シリコンウェーハの直径がφ２００ｍｍのときは酸エッチング液の供給量は３〜２０リットル／分がそれぞれ好適である。
【００３８】
平滑化工程１５でのウェーハ２１の回転速度は概ね１００〜２０００ｒｐｍの範囲内で行われる。なお、ウェーハ２１の直径やエッチング液の粘性度、ノズル３７の水平移動によるエッチング液の供給位置、供給するエッチング液の供給流量によっても最適な回転速度は多少前後する。回転速度が下限値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傾向があり、回転速度が上限値を越えるとウェーハの他方の面に滴下したエッチング液が遠心力によってウェーハ面上からすぐに吹き飛んでしまい、ウェーハの他方の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、生産性が低下する傾向がある。シリコンウェーハの直径がφ３００ｍｍのとき回転速度は２００〜１５００ｒｐｍが好ましく、６００ｒｐｍが更に好ましい。またシリコンウェーハの直径がφ２００ｍｍのとき回転速度は３００〜２０００ｒｐｍが好ましく、８００ｒｐｍが更に好ましい。
【００３９】
ウェーハ２１の片面を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の他方の面上に供給しつつウェーハ２１をスピンさせることによりウェーハ２１の他方の面に残留するエッチング液を洗浄する。洗浄後はリンス液の供給を停止した状態で窒素ガス等の不活性ガスを供給しながらウェーハ２１をスピンさせてウェーハ２１を乾燥させる。
【００４０】
この平滑化工程１５におけるエッチング取り代は５〜７５μｍが好ましい。エッチング取り代を上記範囲とすることで、ウェーハの他方の面の平坦度と平行度を高めることができる。また、この平滑化工程１５以降の工程で、他方の面を鏡面に研磨する場合には、この研磨工程における研磨代を従来のウェーハ製造工程に比べて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製品として必要なウェーハの他方の面の平坦度と平行度が得られず、かつウェーハ表面粗さが十分に低減されず、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傾向がある。
【００４１】
次に、図１に戻って、片面研削する工程１４及び平滑化工程１５を終えたウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する両面同時研磨を施す（工程１６）。
この両面同時研磨工程１６で使用される両面同時研磨装置は従来より市販されている装置を使用することができる。この両面同時研磨工程１６での研磨取り代は、両面合計で１２μｍ以下であることが好ましく、両面合計で４〜１０μｍであることが特に好ましい。
【００４２】
前述した片面研削する工程１４及び平滑化工程１５を施したウェーハは、両面同時研削のような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ではウェーハの一方の面及び他方の面における研磨代を従来プロセスよりも低減することができるため製造コストを抑制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。
【００４３】
更に、両面同時研磨工程１６を終えた後に、ウェーハの他方の面を片面研磨する（工程１７）。この片面研磨工程１７で使用される片面研磨装置は従来より市販されている装置を使用することができる。このウェーハの他方の面を片面研磨する工程１７での研磨取り代は、他方の面０．１〜１μｍとなるように研磨することが好ましい。
【００４４】
以上の工程を経ることにより、高い平坦度を有し、機械加工ダメージを除去し、かつ面取り部形状の変化を最小限に抑制したシリコンウェーハを得ることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態において、ウェーハの一方の面がウェーハの裏面側であり、ウェーハの他方の面がウェーハの表面側であることが好ましい。
【００４６】
また、各工程の形状形成能力と、その前の工程の機械的ダメージを考慮すると、両面同時研削工程１３、片面研削する工程１４及び両面同時研磨工程１６による合計取り代を１００％としたとき、両面同時研削工程が４０〜６０％、片面研削する工程が２５〜４０％及び両面同時研磨工程が１０〜２５％の割合となるように、各工程の取り代を制御することが好ましい。このうち、両面同時研削工程が５０％、片面研削する工程が３０％及び両面同時研磨工程が２０％の割合となるように、各工程の取り代を制御することが特に好ましい。
【実施例】
【００４７】
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、直径がφ３００ｍｍのシリコン単結晶インゴットを用意し、このインゴットをスライスして複数枚のスライスウェーハを得た。次いで、スライスウェーハ周辺部に面取り加工を施した。次に、図示しない研削装置を用いてウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研削する両面同時研削を施した。この両面同時研削での一方の面の取り代を１５μｍ、他方の面の取り代を１５μｍ、両面合計の取り代を３０μｍとした。続いて、図３及び図４に示すような研削装置を用いてウェーハの一方の面のみに片面研削を施した。この片面研削での一方の面の取り代を１０μｍとした。
続いて、図５に示す枚葉式エッチング装置を用いてウェーハの他方の面に枚葉式エッチングを施した。エッチング液には、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：水＝１０％：３０％：３０％：３０％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ウェーハ回転速度を６００ｒｐｍ、供給するエッチング液の流量を５リットル／分にそれぞれ制御し、２０秒間エッチングを行った。枚葉式エッチングにおけるエッチング取り代は、１０μｍとした。エッチングした後は、ウェーハをスピンしながらウェーハ表面に純水を供給して洗浄し、窒素をウェーハ表面に吹付けてウェーハ表面を乾燥させた。
【００４８】
次に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する両面同時研磨を施した。この両面同時研磨による両面合計の取り代を４〜１５μｍにそれぞれ変化させた。更に、ウェーハの他方の面のみを研磨する片面研磨を施した。この片面研磨での他方の面の取り代を０．５μｍとした。以上の工程を経ることにより、複数枚のシリコンウェーハを得た。
【００４９】
＜比較例１＞
先ず、直径がφ３００ｍｍのシリコン単結晶インゴットを用意し、このインゴットをスライスして複数枚のスライスウェーハを得た。次いで、スライスウェーハ周辺部に面取り加工を施した。次に、図示しない研削装置を用いてウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研削する両面同時研削を施した。この両面同時研削での一方の面の取り代を１５μｍ、他方の面の取り代を１５μｍ、両面合計の取り代を３０μｍとした。続いて、図３及び図４に示すような研削装置を用いてウェーハの一方の面及び他方の面について、片面ずつ片面研削を施した。この片面研削での一方の面の取り代を１０μｍ、他方の面の取り代を１０μｍ、両面合計の取り代を２０μｍとした。
次に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する両面同時研磨を施した。この両面同時研磨による両面合計の取り代を４〜１５μｍにそれぞれ変化させた。更に、ウェーハの他方の面のみを研磨する片面研磨を施した。この片面研磨での他方の面の取り代を０．５μｍとした。以上の工程を経ることにより、複数枚のシリコンウェーハを得た。
【００５０】
＜比較試験１＞
実施例１及び比較例１でそれぞれ得られた複数枚のウェーハに対し、ウェーハ表面に存在する５０ｎｍ以上のパーティクルをパーティクル測定装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製：ＳＰ１）により測定した。大きさが５０ｎｍ以上のＬＰＤカウント数と両面研磨工程での両面合計取り代との関係を図６に示す。
【００５１】
図６より明らかなように、両面合計取り代が１４μｍ前後では、実施例１及び比較例１ともにＬＰＤカウント数がほぼ存在しない状態となったが、両面合計取り代が１２μｍ未満では、実施例１のＬＰＤカウント数は、比較例１のＬＰＤカウント数に比べて、両面研磨工程での両面合計取り代が小さくても、ＬＰＤカウント数が少ない結果となっていることが確認された。
【００５２】
＜実施例２＞
先ず、直径がφ３００ｍｍのシリコン単結晶インゴットを用意し、このインゴットをスライスしてスライスウェーハを得た。次いで、スライスウェーハ周辺部に面取り加工を施した。次に、図示しない研削装置を用いてウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研削する両面同時研削を施した。この両面同時研削での一方の面の取り代を１５μｍ、他方の面の取り代を１５μｍ、両面合計の取り代を３０μｍとした。続いて、図３及び図４に示すような研削装置を用いてウェーハの一方の面のみに片面研削を施した。この片面研削での一方の面の取り代を１０μｍとした。
続いて、平滑化工程として、図５に示す枚葉式エッチング装置を用いてウェーハの他方の面に枚葉式エッチングを施した。エッチング液には、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：水＝１０％：３０％：３０％：３０％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ウェーハ回転速度を６００ｒｐｍ、供給するエッチング液の流量を５リットル／分にそれぞれ制御し、２０秒間エッチングを行った。枚葉式エッチングにおけるエッチング取り代は、１０μｍとした。エッチングした後は、ウェーハをスピンしながらウェーハ表面に純水を供給して洗浄し、窒素をウェーハ表面に吹付けてウェーハ表面を乾燥させた。
【００５３】
次に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する両面同時研磨を施した。この両面同時研磨による両面合計の取り代を１２μｍとした。更に、ウェーハの他方の面のみを研磨する片面研磨を施した。この片面研磨での他方の面の取り代を０．５μｍとした。以上の工程を経ることにより、シリコンウェーハを得た。
【００５４】
＜比較例２＞
先ず、直径がφ３００ｍｍのシリコン単結晶インゴットを用意し、このインゴットをスライスしてスライスウェーハを得た。次いで、スライスウェーハ周辺部に面取り加工を施した。次に、図示しない研削装置を用いてウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研削する両面同時研削を施した。この両面同時研削での一方の面の取り代を１５μｍ、他方の面の取り代を１５μｍ、両面合計の取り代を３０μｍとした。続いて、図３及び図４に示すような研削装置を用いてウェーハの一方の面及び他方の面について、片面ずつ片面研削を施した。この片面研削での一方の面の取り代を１０μｍ、他方の面の取り代を１０μｍ、両面合計の取り代を２０μｍとした。
次に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する両面同時研磨を施した。この両面同時研磨による両面合計の取り代を１２μｍとした。更に、ウェーハの他方の面のみを研磨する片面研磨を施した。この片面研磨での他方の面の取り代を０．５μｍとした。以上の工程を経ることにより、シリコンウェーハを得た。
【００５５】
＜比較例３＞
先ず、直径がφ３００ｍｍのシリコン単結晶インゴットを用意し、このインゴットをスライスしてスライスウェーハを得た。次いで、スライスウェーハ周辺部に面取り加工を施した。次に、図示しない研削装置を用いてウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研削する両面同時研削を施した。この両面同時研削での一方の面の取り代を１５μｍ、他方の面の取り代を１５μｍ、両面合計の取り代を３０μｍとした。
【００５６】
続いて、平滑化工程として、図５に示す枚葉式エッチング装置を用いてウェーハの他方の面に枚葉式エッチングを施した。エッチング液には、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：水＝１０％：３０％：３０％：３０％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ウェーハ回転速度を６００ｒｐｍ、供給するエッチング液の流量を５リットル／分にそれぞれ制御し、２０秒間エッチングを行った。枚葉式エッチングにおける一方の面のエッチング取り代は、１０μｍとした。エッチングした後は、ウェーハをスピンしながらウェーハ表面に純水を供給して洗浄し、窒素をウェーハ表面に吹付けてウェーハ表面を乾燥させた。続いてウェーハを裏返し、ウェーハの他方の面について、他方の面のエッチング取り代を１０μｍとした以外は、同様の条件で枚葉式エッチングを施した。
【００５７】
次に、ウェーハの一方の面及び他方の面を同時に研磨する両面同時研磨を施した。この両面同時研磨による両面合計の取り代を１２μｍとした。更に、ウェーハの他方の面のみを研磨する片面研磨を施した。この片面研磨での他方の面の取り代を０．５μｍとした。以上の工程を経ることにより、シリコンウェーハを得た。
【００５８】
＜比較試験２＞
実施例２及び比較例２，３でそれぞれ得られたウェーハの面取り部を面取り部形状測定装置（コベルコ技研社製：Edge Profiler）により測定した。その測定結果を図７に、測定結果における面取り部ＢＣ寸法を図８に示す。
【００５９】
図７より明らかなように、実施例２及び比較例２，３の全てのウェーハの面取り部において大きな形状崩れは生じていなかった。実施例２の面取り部形状は、比較例２の面取り部形状と大差が無く、従来プロセスと同等の結果が得られた。一方、比較例３の面取り部形状は、ＢＣ寸法が他のウェーハに比べて短くなっていた。比較例３において、ＢＣ寸法が低下した要因としては、一方の面及び他方の面においてそれぞれ行った枚葉エッチング工程での面取り部へのエッチング液の回り込みの頻度が高かったことが考えられる。
【００６０】
＜比較試験３＞
実施例２及び比較例２，３でそれぞれ得られたウェーハの平坦度（ＳＦＱＲ）をフラットネス測定装置（土井精密ラップ社製：Ｗａｆｅｒｃｏｍ）により測定した。その測定結果を図９に示す。
【００６１】
図９より明らかなように、実施例２及び比較例２はＳＦＱＲが３０〜４０ｎｍ前後で推移しており、実施例２の方法は従来プロセスと同等の平坦度が得られることが確認された。一方、比較例３ではＳＦＱＲが５０〜９０ｎｍ前後と、全般的に高い数値で推移する結果となった。これは、比較例３が両面をエッチングにより加工しているためであると考えられる。例えば、投入材料に厚みバラツキがあった場合には、比較例３の方法を用いるためには、ウェーハ１枚ごとに、厚みの前測定結果を加工方法に反映させるなどの技術が必要となるため、工程が煩雑となるおそれがある。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態におけるシリコンウェーハの製造方法を示す図。
【図２】本発明の実施の別の形態におけるシリコンウェーハの製造方法を示す図。
【図３】片面研削装置の平面図。
【図４】片面研削装置の縦断面図。
【図５】枚葉式エッチング装置を示す図。
【図６】実施例１及び比較例１の両面研磨工程の両面合計取り代とＬＰＤカウント数の関係を示す図。
【図７】（ａ）実施例２の面取り部形状を示す図。                                      （ｂ）比較例２の面取り部形状を示す図。                                      （ｃ）比較例３の面取り部形状を示す図。
【図８】実施例２及び比較例２，３の面取り部ＢＣ寸法を示す図。
【図９】実施例２及び比較例２，３のＳＦＱＲを示す図。
【図１０】従来のシリコンウェーハの製造方法を示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１１  スライス工程
１２  面取り工程
１３  両面研削工程
１４  片面研削する工程
１５  平滑化工程
１６  両面研磨工程
１７  片面研磨工程
【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８】
2008198906.tif 000009
【図９】
2008198906.tif 000010
【図１０】
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【図７】
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