(57)【要約】【課題】外観および平坦度において不良と判定された半導体ウェーハを良品化して、製造時の良品率の向上が図れ、かつ、低コストで良品化加工が可能な半導体シリコンウェーハの加工方法を提供するものである。【解決手段】半導体ウェーハの表面を鏡面研磨する研磨工程と、この研磨工程において研磨された半導体ウェーハの平坦度を評価する評価工程と、この評価工程により平坦度が不良と判定された半導体ウェーハをアルカリ溶液でエッチングするエッチング工程と、このエッチング工程によりエッチングされた半導体ウェーハを再研磨する再研磨工程とを有する半導体ウェーハの加工方法。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハの表面を鏡面研磨する研磨工程と、この研磨工程において研磨された半導体ウェーハの平坦度を評価する評価工程と、この評価工程により平坦度が不良と判定された半導体ウェーハをアルカリ溶液でエッチングするエッチング工程と、このエッチング工程によりエッチングされた半導体ウェーハを再研磨する鏡面研磨工程とを有することを特徴とする半導体ウェーハの加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体ウェーハの加工において、エッチングでの取代が３〜５μｍで、その後の鏡面研磨における取代が２〜５μｍであることを特徴とする半導体ウェーハの加工方法。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体ウェーハの加工において、上記アルカリ溶液は、高濃度の水酸化カリウムであることを特徴とする半導体ウェーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウェーハの加工方法に係わり、特に平坦度が不良と判定された半導体ウェーハをアルカリエッチングした後、再研磨し、不良品の半導体ウェーハを良品化する半導体ウェーハの加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体ウェーハの製造方法において、エッチング処理された半導体ウェーハの表面を１４μｍ程度鏡面研磨してポリッシュドウェーハが製造される。このポリッシュドウェーハを静電容量式の非接触式測定器などを使用して、主に、ＴＴＶ（Ｔｏｔａ１　Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）、ＬＴＶ（Ｌｏｃａ１　Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が測定される。これらの評価において規格外と判定された半導体ウェーハは平坦度不良として扱われる。このような平坦度不良のウェーハは、その前工程である鏡面研磨工程において再研磨される。この場合、再研磨時の取代は通常の取代（１４μｍ程度）の半分の７μｍ程度に設定されている。なお、７μｍの除去量でウェーハの表面に発生したキズ、パーティクル、ディンプルなどが除去される。
【０００３】
しかしながら、この従来の加工方法では、ウェーハ表面上のキズ、パーティクル、突起などを除去することは可能ではあるが、外周部に発生している外周ダレは、その発生原因が鏡面研磨に起因することから、再研磨時に外周ダレが増加してしまうことが多い。この結果、再研磨後も、平坦度不良と判定されて、再々研磨が必要となるため生産性が悪く、コスト高になるなどの問題があった。
【０００４】
また、外周部の研磨ダレ不良である半導体ウェーハに対する他の再生方法としては、特開２０００−２１６１１６号公報記載のレジンボンド研削砥石を使用した再生方法がある。しかしながら、この公報記載の再生方法は、鏡面研磨された面に対して、レジンボンド研削砥石を接触させて再研削を行うため、レジンボンド研削砥石に電着されているダイヤモンド砥粒の粒径を大きく、すなわち、表面とダイヤモンド砥粒とのくいつきを大きくしなければレジンボンド砥石がウェーハ表面上でトリップし、その摩擦熱でレジンボンド砥石とウェーハが焼きつくという不具合が発生する。そのため、使用するダイヤモンド砥粒は粒径が大きいものを用いることになるが、表面が非常に平坦な鏡面の面に対して、直接、砥石を接触するため、ウェーハに与えるダメージが非常に大きくなり、結果、本ダメージ除去のため鏡面研磨において多く取代を必要としてしまう。さらに、研削後、外周部の面取り加工を行わなければならないこと、また、砥石からの脱粒砥石残存によるキズ再生防止のため酸、アルカリ洗浄を行わなければならないことなどから、再加工において、生産性が悪く、コスト高になるなどの問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、ウェーハ表面のキズ、パーティクル、突起などを除去できると共に、ウェーハの外周ダレの修正が可能であり、これによって不良と判定された半導体ウェーハを良品化して、製造時の良品率の向上が図れ、かつ、低コストで良品化加工が可能な半導体シリコンウェーハの加工方法が要望されていた。
【０００６】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、ウェーハ表面のキズ、パーティクル、突起などを除去できると共に、ウェーハの外周ダレの修正が可能であり、これによって不良と判定された半導体ウェーハを良品化して、製造時の良品率の向上が図れ、かつ、低コストで良品化加工が可能な半導体シリコンウェーハの加工方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、半導体ウェーハの表面を鏡面研磨する研磨工程と、この研磨工程において研磨された半導体ウェーハの平坦度を評価する評価工程と、この評価工程により平坦度が不良と判定された半導体ウェーハをアルカリ溶液でエッチングするエッチング工程と、このエッチング工程によりエッチングされた半導体ウェーハを再研磨する鏡面研磨工程とを有することを特徴とする半導体ウェーハの加工方法が提供される。これにより、ウェーハ表面のキズ、パーティクル、突起などを除去できると共に、ウェーハの外周ダレの修正が可能であり、不良と判定されたウェーハの良品化が図れて、ウェーハ製造時の良品率の向上ができ、かつ、低コストで加工が可能となる。
【０００８】
好適な一例では、アルカリエッチングでの取代が３〜５μｍで、その後の鏡面研磨における取代が２〜５μｍである。これにより、表面上に残留しているキズ、パーティクル、突起等の除去が可能となり、また、外周ダレを修正できるため平坦度不良ウェーハを良品化でき、良品率を高めることができる。
【０００９】
また、別な好適な一例では、上記溶液は、高濃度の水酸化カリウムである。これにより、ウェーハに対する金属不純物拡散を最低限に抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる半導体ウェーハの加工方法の実施の形態について、図１に示す半導体ウェーハの加工方法の工程フロー図に沿って説明する。
【００１１】
図１に示すように、予め、ＣＺ法で引き上げられたシリコンインゴットを厚さ１０００μｍ程度の８インチのシリコンウェーハにスライス後、外周部の面取り、表裏面のラッピングが行われる。その後、フッ酸、硝酸、酢酸をある比率で混合した酸溶液にてエッチングを行い、表裏面のダメージを除去し、洗浄する（Ｓ１）。
【００１２】
このエッチング後、洗浄されたウェーハの表面を通常の鏡面研磨装置を用いて鏡面研磨する（Ｓ２）。
【００１３】
鏡面研磨後、洗浄し、ウェーハの平坦度を評価する（Ｓ３）。
【００１４】
この評価工程では、静電容量式の非接触式測定器が使用される。これは、真空チャックでウェーハを保持しながら、上下２本の静電容量センサーにより、ウェーハ内をスキャニングし、ウェーハ裏面が完全なフラットと仮定して、ウェーハ全体の厚さの凹凸を算出している。例えば、ウェーハの平坦度としては、ＴＴＶが２．０μｍ以下であり、ＬＴＶが、例えば１７．５ｍｍ×１７．５ｍｍの面積で測定されたサイト内のＴＶ値が０．５μｍ以下であると設定されている。
【００１５】
この評価工程で良品と判定されたウェーハは、次工程へ送られ、最終検査を経てウェーハケースに収納され出荷される。
【００１６】
一方、不良と判定されたウェーハは、良品化のための再加工工程に送られる。
【００１７】
不良と判定されたウェーハは、最初に高濃度の水酸化カリウム溶液に浸漬し、アルカリエッチングする（Ｓ４）。
【００１８】
エッチング取代は４μｍ狙いでエッチングを行い、外周ダレを修正する。エッチングでの取代は３〜５μｍであるのが好ましい。取代３〜５μｍであるのが好ましいのは以下の通りである。
【００１９】
図２はエッチング取代と平坦度ＬＴＶとの関係を示すものであり、この図２から良品規格ＬＴＶ０．５μｍに対してエッチング取代３μｍ以上で良品規格内に入ることがわかる。エッチング取代が大きければ大きいほど、平坦度ＬＴＶは良化する。しかしながら、図３にはエッチング取代とウェーハ表面上の残存キズの深さＲｍａｘおよび再研磨時の最小取代２μｍにおける残存キズ深さＲｍａｘを示すものであるが、この図３に示すように、アルカリエッチング取代５μｍ以上ではウェーハの表面上のキズが、アルカリによる選択エッチングにより深くエッチングされ取代２μｍ程度の再鏡面研磨では除去することができない不都合がある。このことからアルカリエッチング取代は３〜５μｍが適している。なお、ここで述べるキズという概念は、外観目視において、斜光灯下で確認されるいわばマイクロスクラッチの部類に由来するものである。この外観目視において、蛍光灯下で確認される深いキズに関しては除外する。
【００２０】
エッチング取代が３μｍ未満では、ウェーハ外周部の研磨ダレを除去することが難しく、５μｍ以上では、ウェーハ表面上にキズ等が存在している場合、アルカリの選択エッチングにより、より深くエッチングされ、上記のように再鏡面研磨によりキズ除去が困難になると共に、生産性、コスト的にも不具合を生じる。
【００２１】
また、アルカリ溶液に高濃度の水酸化カリウム、例えば、４８容積％の水酸化カリウムを用いてエッチングを行うのは、次のような理由による。一般的に用いられるアルカリエッチング溶液は、主に、水酸化ナトリウム、又は、水酸化カリウムが使用される。この中で、水酸化ナトリウムにおいては、その構成原子であるナトリウムがエッチング時に金属不純物としてウェーハ表面、又は、表層に拡散され易く汚染し易い。なお、水酸化カリウム溶液においては、その構成原子であるカリウムが、ナトリウム原子に比べて原子半径が大きいため、ウェーハ表面、又は、表層に拡散されにくく、結果、アルカリエッチングにおけるウェーハ表面、表層の金属不純物拡散を最低限に抑えることが可能となる。また、低濃度のアルカリ溶液使用の場合、エッチングレートが大きく低下すると共に、面内でのレートバラツキが生じ、平坦度悪化を起こしかねない。
【００２２】
平坦度が不良と判定されたウェーハは、再研磨する前に、４８容積％の水酸化カリウムで構成されたアルカリ溶液で、取代３〜５μｍ程度エッチングが行われるため、表面のキズの選択エッチング量も少なく、ウェーハの外周ダレが除去される。従って、次工程でウェーハの表面を取代２〜５μｍ程度、鏡面研磨を行うことで、アルカリエッチングによって粗れた表面粗さを修正し、表面上に残留しているキズやパーティクル突起等も除去が可能となる。
【００２３】
アルカリエッチングされたウェーハを鏡面研磨する（Ｓ５）。
【００２４】
この鏡面研磨工程における取代は、最低２μｍ程度で足りるが、工程バラツキ等を考慮に入れて３．５μｍ狙いで実施する。この方法により、おおよそ目標の鏡面研磨取代内に制御することが可能となる。
【００２５】
鏡面研磨での取代２〜５μｍが好ましい理由を次に説明する。図４に、前工程において取代３〜５μｍでエッチングが行われたウェーハに対して、再鏡面研磨を行ったときの鏡面研磨取代に対するＬＴＶの変化状況と、ウェーハの表面粗さの変化状況をそれぞれ示す。この図４からもわかるように、取代２〜５μｍでは、平坦度および表面粗さ共に、規格内に入るのに対して、取代５μｍを超えると平坦度の規格を超えてしまい、また、取代２μｍより小さいとエッチングで粗れた表面粗さを十分に修正することができず、表面粗さの規格を超えてしまう。
【００２６】
再鏡面研磨後、洗浄し、ウェーハの平坦度を再度評価する（Ｓ６）。
【００２７】
この評価工程で、再度、不良と判定された場合、再々加工として、アルカリエッチング工程（Ｓ４）へ送る。良と判定されたウェーハは次工程へ送られる。
【００２８】
上記のように本発明に係わる半導体シリコンウェーハの加工方法によれば、平坦度が不良と判定された半導体ウェーハに対して、水酸化カリウム濃度４８％で構成されたアルカリ溶液を用いて３〜５μｍ程度エッチングを行った後に、表面を２〜５μｍ程度、鏡面研磨を行うことで、表面上に残留しているキズ、パーティクル、突起等の除去が可能となり、また、外周ダレが修正できるため、平坦度が不良と判定されたウェーハを良品化でき、ウェーハ製造工程における良品率を高めることができる。
【００２９】
【実施例】
本発明に係わる半導体シリコンウェーハの加工方法を図１に示す工程フローに沿って行い、良品率を調べ、従来と比較する。
【００３０】
なお、ここでの規格は、外観では、キズ、突起、ヘイズ等がないこととし、平坦度においては、ＬＴＶ１７．５ｍｍ×１７．５ｍｍの面積で測定されたサイト内のＴＶ値が０．５μｍ以下であることとする。従来例は鏡面研磨のみを行った場合である。
【００３１】
結果を表１に示す。
【表１】
2004014680.tif 000003
【００３２】
従来例である鏡面研磨のみによる再加工では、８０％程度、平坦度不良が確認された。これは、ウェーハの外周ダレによるもので、再加工において鏡面研磨のみでは、外周ダレを完全に修正しきれないものと推測される。
【００３３】
これに対し、実施例では、アルカリによるエッチングを施すことにより、ウェーハ外周部のダレを修正することが可能となり、結果、不良ウェーハを良品化できて良品率を高めることができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係わる半導体シリコンウェーハの加工方法によれば、ウェーハ表面のキズ、パーティクル、突起などを除去できると共に、ウェーハの外周ダレの修正が可能であり、不良と判定されたウェーハを良品化でき、ウェーハ製造時の良品率の向上が図れ、かつ、低コストで加工が可能な半導体シリコンウェーハの加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる半導体シリコンウェーハの加工方法の工程フロー図。
【図２】本発明に係わる半導体シリコンウェーハの加工方法におけるエッチング取代とＬＴＶの相関図。
【図３】本発明に係わる半導体シリコンウェーハの加工方法におけるエッチング取代とキズ深さの相関図。
【図４】本発明に係わる半導体シリコンウェーハの加工方法における再研磨取代とＬＴＶの相関図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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