(57)【要約】【課題】加工工程を簡略化し得る。機械的面取り工程に伴うアルカリ洗浄工程を抑制し、このアルカリ洗浄工程を起因とする金属汚染を低減する。【解決手段】本発明のシリコンウェーハの加工方法は、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウェーハを得る工程１１と、ウェーハ表面を研削して平面化する工程１３と、ウェーハをアルカリ洗浄して機械加工の汚れを除去する工程１４と、複数のエッチング槽に酸エッチング液とアルカリエッチング液をそれぞれ貯え、ウェーハを酸エッチング液とアルカリエッチング液とに順次浸漬する工程１６とを含み、工程１１と工程１３との間にウェーハをフッ酸及び硝酸をその体積比（ＨＦ／ＨＮＯ３）が１／２〜１／８の割合で含む酸溶液に浸漬して、ウェーハ表裏面に形成された加工変質層を除去するとともにウェーハ周辺部の面取りを行う工程１２を含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウェーハを得るスライス工程（１１）と、
前記ウェーハ表面を研削して平面化するラッピング工程（１３）と、
前記ウェーハをアルカリ洗浄して機械加工の汚れを除去するアルカリ洗浄工程（１４）と、
複数のエッチング槽に酸エッチング液とアルカリエッチング液をそれぞれ貯え、前記ウェーハを酸エッチング液とアルカリエッチング液とに順次浸漬するエッチング工程（１６）と
を含むシリコンウェーハの加工方法において、
前記スライス工程（１１）と前記ラッピング工程（１３）との間に前記ウェーハをフッ酸及び硝酸をその体積比（ＨＦ／ＨＮＯ３）が１／２〜１／８の割合で含む酸溶液に浸漬して、前記ウェーハ表裏面に形成された加工変質層を除去するとともに前記ウェーハ周辺部の面取りを行う工程（１２）を含む
ことを特徴とするシリコンウェーハの加工方法。
【請求項２】
フッ酸及び硝酸を含む酸溶液のエッチングレートをシリコンウェーハの表面と裏面を合わせた合計で０．１μｍ／秒〜１．０μｍ／秒とする請求項１記載の加工方法。
【請求項３】
エッチング工程（１６）が酸エッチング（１６ａ）の後にアルカリエッチング（１６ｂ）が行われ、
アルカリエッチング液の濃度を８ｍｏｌ／ｌ以上とし、かつ酸エッチングのエッチングレートをシリコンウェーハの表面と裏面を合わせた合計で０．２μｍ／秒以上とする請求項１記載の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種機械加工において洗浄に起因する金属汚染を抑制し得るシリコンウェーハの加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的なシリコンウェーハを加工するプロセスとして以下のような工程が開示されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
引上げられたシリコン単結晶棒は先端部及び終端部を切断した後、いくつかのブロックに切断する。そして目標とする直径近傍まで外周を研削した後、所定の結晶方位にオリエンテーションフラット又はノッチを形成する。このようにして形成された単結晶インゴットは、先ず、図２（ａ）に示すように、棒軸方向に対して所定角度をもってブレードにより円盤状に薄く輪切りにして、複数枚のシリコンウェーハを形成する（工程１）。図２（ｂ）に図２（ａ）の各工程を終えたシリコンウェーハの断面図を示す。
得られたシリコンウェーハは外周研削やスライス工程１等により付着した油分を取除くため、例えばアルカリ系界面活性剤による洗浄が施される（工程２）。
【０００４】
次いで、ウェーハ加工プロセスやデバイス製造プロセスでは、ウェーハはロボット等により自動的搬送が繰り返される。ウェーハ周縁は切断されたままの直角の状態だと欠けやチップが生じ易く、搬送時の衝撃で生じるシリコン微粉はウェーハ表面を傷つけたりする。このような欠けやチップを防ぐために、シリコンウェーハの周縁部は、ダイヤモンド砥石を用いた研削等により機械的に面取り（ベベリング；ｂｅｖｅｌｌｉｎｇ）加工される（工程３）。この面取り工程３は、その後に続く工程において施されるエピタキシャル成長やフォトレジストを塗布する際にシリコンウェーハの周縁が異常成長する（クラウン発生）現象を防止することにも効果的である。面取り工程３を終えたウェーハはアルカリ洗浄が施される（工程４）。この工程４では面取り工程３により生じる機械加工の汚れを除去する。
【０００５】
次に、スライス工程３によって生じたウェーハ表面の加工変質層を研削し、表面の平坦度とウェーハの平行度を高める（工程５）。ラッピング工程５を終えたウェーハはアルカリ洗浄が施される（工程６）。この工程６ではラッピング工程５により生じる機械加工の汚れを除去する。
次に、ラッピング工程５を終えたウェーハの周縁部に更に正面取りが施される（工程７）。正面取り工程７を終えたウェーハはアルカリ洗浄が施される（工程８）。この工程８では正面取り工程７により生じる機械加工の汚れを除去する。
【０００６】
続いて、ウェーハを酸エッチング液によってエッチングする（工程９）。この工程９では上述した機械加工によりウェーハ表裏面に生じた加工変質層を完全に除去する。
このように加工されたウェーハは、図示しないが、研磨工程や、熱処理工程、鏡面研磨工程、洗浄工程等を経てデバイス製造プロセスへと送られる。
【０００７】
【非特許文献１】
志村史夫著、「半導体シリコン結晶工学」、丸善株式会社、平成５年９月３０日発行、ｐ１０４
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、非特許文献１に示されるような従来より施されてきた加工工程では、面取り工程３や正面取り工程７のような機械的な面取りを施した後には機械加工に伴う汚れを除去するため必ずアルカリ洗浄工程を施す必要があったため、このアルカリ洗浄工程で使用される薬液中に含まれる不純物による汚染、特に金属汚染が問題となっていた。
【０００９】
本発明の目的は、加工工程を簡略化し得るシリコンウェーハの加工方法を提供することにある。
本発明の別の目的は、機械的面取り工程に伴うアルカリ洗浄工程を抑制し、このアルカリ洗浄工程を起因とする金属汚染を低減する、シリコンウェーハの加工方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１（ａ）に示すように、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウェーハを得るスライス工程１１と、ウェーハ表面を研削して平面化するラッピング工程１３と、ウェーハをアルカリ洗浄して機械加工の汚れを除去するアルカリ洗浄工程１４と、複数のエッチング槽に酸エッチング液とアルカリエッチング液をそれぞれ貯え、ウェーハを酸エッチング液とアルカリエッチング液とに順次浸漬するエッチング工程１６とを含むシリコンウェーハの加工方法の改良である。
その特徴ある構成は、スライス工程１１とラッピング工程１３との間にウェーハをフッ酸及び硝酸をその体積比（ＨＦ／ＨＮＯ３）が１／２〜１／８の割合で含む酸溶液に浸漬して、ウェーハ表裏面に形成された加工変質層を除去するとともにウェーハ周辺部の面取りを行う工程１２を含むところにある。
請求項１に係る発明では、従来施されていた機械的面取り工程に代わってウェーハをフッ酸及び硝酸をその体積比（ＨＦ／ＨＮＯ３）が１／２〜１／８の割合で含む酸溶液に浸漬する工程１２を施すことにより、加工変質層の除去と面取りを同時に行うことができるため、加工工程を簡略化できる。また機械的面取り工程に伴うアルカリ洗浄工程を抑制することができるため、このアルカリ洗浄工程を起因とする金属汚染、特にＣｕ汚染が低減される。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、フッ酸及び硝酸を含む酸溶液のエッチングレートをシリコンウェーハの表面と裏面を合わせた合計で０．１μｍ／秒〜１．０μｍ／秒とする加工方法である。
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、エッチング工程１６が酸エッチング１６ａの後にアルカリエッチング１６ｂが行われ、アルカリエッチング液の濃度を８ｍｏｌ／ｌ以上とし、かつ酸エッチングのエッチングレートをシリコンウェーハの表面と裏面を合わせた合計で０．２μｍ／秒以上とする加工方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施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棒は、先端部及び終端部を切断し、更に幾つかのブロックに切断する。このブロック体の外周を研削して直径を均一にする。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ノッチを施して単結晶インゴットとする。オリエンテーションフラットやノッチはデバイスプロセスにおけるマスク合わせ等の位置の基準に使用される。このプロセスの後、図１（ａ）に示すように、単結晶インゴットは棒軸方向に対して所定角度をもってブレードにより円盤状に薄く輪切りにして、複数枚のシリコンウェーハを形成する（工程１１）。図１（ｂ）に図１（ａ）の各工程を終えたシリコンウェーハの断面図を示す。
スライスされたウェーハ周縁は、切断されたままの直角の状態であるため、従来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を施していたが、本発明の加工方法ではフッ酸及び硝酸をその体積比（ＨＦ／ＨＮＯ３）が１／２〜１／８の割合で含む酸溶液にウェーハを浸漬して、外周研削やスライス工程１１等の機械加工によりウェーハ表裏面に形成された加工変質層を除去するとともにウェーハ周縁部の面取りを行う（工程１２）。このフッ酸及び硝酸をその体積比（ＨＦ／ＨＮＯ３）が１／２〜１／８の割合で含む酸溶液により、ウェーハ表裏面の加工変質層の一部が除去され、ウェーハ周縁が面取りされる。フッ酸及び硝酸を含む混合液の比率によってウェーハ周縁部の形状を加工することが可能なため、機械的な面取り加工を施した後のウェーハ周縁と同様の形状が得られる。従来ウェーハの加工に施していた機械的面取り工程をこの工程１２で置き換えることができるため、機械的面取り工程に伴うアルカリ洗浄を抑制できる。フッ酸及び硝酸の体積比（ＨＦ／ＨＮＯ３）が１／２未満、即ち硝酸の割合が少ないとエッチングレートが速すぎて面内厚さ分布が悪化し、大きなうねりが発生する。また、面内形状の制御性が難しくなる。フッ酸及び硝酸の体積比（ＨＦ／ＨＮＯ３）が１／８を越える、即ち硝酸の割合が多いとエッチングレートが遅く、エッチングに時間がかかりすぎるため実用的ではない。酸溶液に含まれるフッ酸及び硝酸の体積比（ＨＦ／ＨＮＯ３）は１／５の割合が好ましい。
【００１３】
なお、アルカリエッチング液を用いることによってもウェーハ周縁を面取りすることは可能であるが、機械加工直後のウェーハに対して金属不純物が多く含まれているＫＯＨやＮａＯＨ等の薬液でエッチングすることは、ウェーハの表面、更にはバルク中に金属不純物を拡散させる懸念があるため、酸エッチングを用いる方が好ましい。また、スループットもエッチングレートの低いアルカリは不向きである。
このフッ酸及び硝酸を含む酸溶液のエッチングレートをウェーハの表面と裏面を合わせた合計で０．１μｍ／秒〜１．０μｍ／秒となるように調製する。好ましいエッチングレートは０．２μｍ／秒〜０．３μｍ／秒である。
【００１４】
次いで、ウェーハ表裏面を機械研磨（ラッピング）してウェーハ表面の平坦度とウェーハの平行度を高める（工程１３）。ラッピングにおけるウェーハ表裏面の合計取り代を１５〜２０μｍとすることが好ましい。
ラッピング工程１３を施されたウェーハはアルカリ液により洗浄される（工程１４）。アルカリ洗浄によるウェーハ表裏面の合計取り代は１μｍ未満である。この洗浄により機械加工の汚れが除去される。アルカリ液としては水酸化カリウムが好ましい。
【００１５】
次に、複数のエッチング槽に酸エッチング液とアルカリエッチング液をそれぞれ貯え、ウェーハを酸エッチング液とアルカリエッチング液とに順次浸漬する（工程１６）。エッチングを施すことにより、ラッピング工程１３により導入された機械的なウェーハ表裏面の加工変質層を完全に除去する。エッチング工程１６は酸エッチング１６ａの後にアルカリエッチング１６ｂが行われる。アルカリエッチング液の濃度は８ｍｏｌ／ｌ以上である。アルカリエッチング液の濃度が下限値未満であると、ウェーハに形成されるファセットの形状が大きくなる、更に大きさが数ミクロン以下で深さが十から数十ミクロン程度の深いピットが発生する、表面粗さが大きくなる不具合を生じ、後工程で行う化学的機械的研磨の研磨代を大きくする必要がある。アルカリエッチング液の濃度は１０ｍｏｌ／ｌ以上が好ましい。酸エッチングのエッチングレートをシリコンウェーハの表面と裏面を合わせた合計で０．２μｍ／秒以上とする。酸エッチングのエッチングレートは０．２〜０．８μｍ／秒が好ましい。
各エッチング工程１６ａ，１６ｂの間には洗浄工程１７を行う必要がある。この洗浄工程１７を間に入れることにより、ウェーハに付着した酸やアルカリが洗い落とされるため次に続く工程において、前工程のエッチング槽からの薬液の持込みを防ぐことができ、薬液組成の変動を最小限に抑制することができる。エッチング工程１６を終えたウェーハは、洗浄されウェーハ表面に付着した薬液が洗い流される（工程１８）。
【００１６】
更に、洗浄工程１８を終えたウェーハは、図示しないが、片面研磨工程、ウェーハ周縁の面取り面を鏡面研磨するＰＣＲ（Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏｒｎｅｒ  Ｒｏｕｎｄｉｎｇ）工程、熱処理工程、両面研磨機を用いて片面研磨する工程及び洗浄工程等を経てデバイス製造プロセスへと送られる。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のシリコンウェーハの加工方法は、単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウェーハを得るスライス工程と、ウェーハ表面を研削して平面化するラッピング工程と、ウェーハをアルカリ洗浄して機械加工の汚れを除去するアルカリ洗浄工程と、複数のエッチング槽に酸エッチング液とアルカリエッチング液をそれぞれ貯え、ウェーハを酸エッチング液とアルカリエッチング液とに順次浸漬するエッチング工程とを含む方法の改良であり、その特徴ある構成は、スライス工程とラッピング工程との間にウェーハをフッ酸及び硝酸をその体積比（ＨＦ／ＨＮＯ３）が１／２〜１／８の割合で含む酸溶液に浸漬して、ウェーハ表裏面に形成された加工変質層を除去するとともにウェーハ周辺部の面取りを行う工程を含むところにある。
このように従来施されていた機械的面取り工程に代わってウェーハをフッ酸及び硝酸をその体積比（ＨＦ／ＨＮＯ３）が１／２〜１／８の割合で含む酸溶液に浸漬する工程を施すことにより、加工変質層の除去と面取りを同時に行うことができるため、加工工程を簡略化できる。また機械的面取り工程に伴うアルカリ洗浄工程を抑制することができるため、このアルカリ洗浄工程を起因とする金属汚染、特にＣｕ汚染が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシリコンウェーハの加工方法を示す工程図。
【図２】従来のシリコンウェーハの加工方法を示す工程図。
【符号の説明】
１１  スライス工程
１２  酸溶液浸漬工程
１３  ラッピング工程
１４  アルカリ洗浄工程
１６  エッチング工程
【図１】
2004356252.tif 000003
【図２】
2004356252.tif 000004