(57)【要約】【課題】  シリコン体のアルカリ処理時において、シリコン体に対するＮｉを含む金属不純物による汚染を低減するシリコン体のアルカリ処理技術を提供する。【解決手段】  高濃度ＮａＯＨ溶液（５１％）を８０℃に上昇させ、その溶液にシリコン（Ｐ型のＣＺウェーハ、面方位〈１００〉、比抵抗０．００５〜０．０１Ω・ｃｍ）を溶解した。次に、この溶液に亜ジチオン酸ナトリウムを添加した。得られたアルカリ溶液中に、Ｐ型のＣＺウェーハ（面方位〈１００〉、比抵抗０．０１〜０．０２Ω・ｃｍ）を１０分間、この溶液を攪拌しながら浸漬し、その後、流水中で５分間だけシリコンウェーハをリンスした。アルカリ溶液にシリコンと亜ジチオン酸ナトリウムとを含有させたので、シリコンウェーハのアルカリ処理時に、ウェーハに対するＮｉを含む金属不純物による汚染を低減できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン体をアルカリ処理するときに使用されるアルカリ溶液において、
シリコンおよび還元性添加剤を含有したアルカリ溶液。
【請求項２】
前記アルカリ処理は、前記アルカリ溶液を使用したエッチング、該アルカリ溶液を使用した洗浄および該アルカリ溶液を使用した研磨のうち、何れかである請求項１に記載のアルカリ溶液。
【請求項３】
前記還元性添加剤が、亜ジチオン酸塩である請求項１または請求項２に記載のアルカリ溶液。
【請求項４】
前記シリコンを０．２５ｇ／リットル以上、前記亜ジチオン酸塩を０．１ｇ／リットル以上含む請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載のアルカリ溶液。
【請求項５】
前記アルカリ処理に使用されるアルカリが、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムである請求項１〜請求項４のうち、何れか１項に記載のアルカリ溶液。
【請求項６】
アルカリ成分として水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを含むアルカリ溶液に、０．２５ｇ／リットル以上のシリコンと、０．１ｇ／リットル以上の亜ジチオン酸塩とを溶解させるアルカリ溶液の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項５のうち、何れか１項のアルカリ溶液を使用し、シリコンウェーハをアルカリ処理するシリコンウェーハのアルカリ処理方法。
【請求項８】
前記アルカリ処理は、前記アルカリ溶液を使用したエッチング、該アルカリ溶液を使用した洗浄および該アルカリ溶液を使用した研磨のうち、何れかである請求項７に記載のシリコンウェーハのアルカリ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はシリコン体のアルカリ処理技術、詳しくはシリコンウェーハといった各種のシリコン体の製造工程などにおいて、シリコン体をアルカリ処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、シリコンウェーハの製造方法においては、インゴットをスライスしてシリコンウェーハを作製し、その後、シリコンウェーハに対して面取り、ラッピング、エッチング、鏡面研磨の各工程が順次施される。
このうち、ラッピング工程では、シリコンウェーハを互いに平行なラップ定盤間に配置し、アルミナ砥粒と分散剤と水との混合物であるラップ液をラップ定盤間に流し込む。そして、加圧下で回転・擦り合わせることで、ウェーハの表裏両面をラッピングする。これにより、スライス加工により発生したウェーハ毎の厚さのばらつき、ウェーハ面内でのばらつき、および加工ダメージ層を除去することができる。ただし、ラッピング後のシリコンウェーハには、その表裏両面側に、ラッピングに伴う新たな加工ダメージ層が現出する。
【０００３】
エッチングでは、ラッピング工程での加工ダメージ層などを除去する。汎用のエッチング液としては、フッ酸、硝酸、酢酸を主成分とした混酸液が挙げられる。しかしながら、混酸液を使用したエッチングでは、ラッピングにより機械加工で得られたウェーハ表裏両面の平坦性を維持し難いという問題点があった。これは、アルカリ溶液に比べてエッチング速度が速く、周期０．２〜２０ｍｍのウェーハ表面のうねり（ナノトポグラフィ）が発生し易いためである。
【０００４】
そこで、近年、高濃度のアルカリ溶液（ＮａＯＨ、ＫＯＨなど）を使用したアルカリエッチング方法が開発されている。
しかしながら、アルカリ溶液によればシリコンウェーハに対して金属不純物を吸着、拡散させ易いという問題点があった。そのため、アルカリエッチングによれば、現在の最高純度のアルカリ溶液を使用しても、デバイスメーカが要請する高いウェーハ清浄度を満足させることはできなかった。
【０００５】
そこで、これを解消する従来法として、特許文献１に記載された方法が知られている。特許文献１の従来法では、アルカリ溶液中に存在する金属イオンの可逆電位に比べて、卑な酸化電位の還元剤をアルカリ溶液に溶解する。こうして、アルカリ溶液中の金属イオンを非イオン化し、シリコンウェーハの金属汚染、特にＮｉ汚染の低減を試みている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３１０８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法によれば金属汚染の若干の改善は図れるものの、依然、デバイスメーカが要請する高いウェーハ清浄度は達成できないのが実情である。すなわち、Ｎｉなどの金属不純物のシリコンウェーハの内部への拡散を効果的に防止しているとは言いがたかった。
そこで、発明者らは、鋭意研究の結果、アルカリ溶液中にシリコンと還元性添加剤とを含有させれば、シリコンウェーハに対する金属不純物、特にＮｉの吸着、拡散を抑制可能になることを見出し、この発明を完成させた。
【０００８】
この発明は、シリコン体のアルカリ処理時において、シリコン体に対するＮｉを含む金属不純物による汚染を低減することができるシリコン体のアルカリ処理技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、シリコン体をアルカリ処理するときに使用されるアルカリ溶液において、シリコンおよび還元性添加剤を含有したアルカリ溶液である。
シリコンがアルカリ溶液中に存在する際、金属、特にＮｉのシリコン体への吸着、拡散を抑制するメカニズムは不明である。おそらく、シリコン（Ｓｉ）の溶解時にニッケル（Ｎｉ）の還元剤として働くこと、つまりアルカリ溶液中に含まれるＮｉイオンを非イオン化させるため、シリコン体へのＮｉ吸着が抑制されるものと推察される。
【００１０】
シリコン体とは、シリコンを少なくとも一部に含む部材をいう。
シリコン体に対するアルカリ処理としては、例えばアルカリ溶液をエッチング液の全部（アルカリエッチング）または一部として使用するエッチング（混酸エッチングなど）が挙げられる。その他、アルカリ溶液を洗浄液の全部または一部として使用する洗浄でもよい。また、アルカリ溶液を研磨液の全部または一部として使用する研磨などでもよい。研磨液は遊離砥粒を含んでもよいし、含まなくてもよい。
【００１１】
アルカリ溶液としては、例えばＮａＯＨ、ＫＯＨなどを含む溶液を採用することができる。アルカリ溶液の濃度およびそのｐＨはシリコン体のアルカリ処理に応じて適宜決定される。アルカリ溶液の温度は６０〜９０℃、好ましくは６５〜８５℃である。６０℃未満ではエッチング速度の低下のため生産性の低下が生じる。また、９０℃を超えるとエッチング液が沸騰する危険性が生じる。
シリコンは塊、粒、粉などの任意の性状でアルカリ溶液に添加される。予めシリコンを溶解してイオン化し、それをアルカリ溶液に添加してもよい。シリコンの添加量は限定されないが、例えば１ｇ／リットル以上が良い。
【００１２】
還元性添加剤とは、アルカリ溶液中に存在する金属元素が有する標準電極電位に比べて負の側に大きい添加剤を示す。
還元性添加剤の種類は限定されない。例えば、亜ジチオン酸塩、水素化ホウ素化合物、次亜リン酸塩などを採用することができる。
還元性添加剤の添加量は、還元性添加剤の種類の他、アルカリ溶液の用途などにより適宜決定される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記アルカリ処理は、前記アルカリ溶液を使用したエッチング、該アルカリ溶液を使用した洗浄および該アルカリ溶液を使用した研磨のうち、何れかである請求項１に記載のアルカリ溶液である。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記還元性添加剤が、亜ジチオン酸塩である請求項１または請求項２に記載のアルカリ溶液である。
亜ジチオン酸塩としては、例えば亜ジチオン酸ナトリウム、亜ジチオン酸カリウムなどを採用することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記シリコンを０．２５ｇ／リットル以上、前記亜ジチオン酸塩を０．１ｇ／リットル以上含む請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載のアルカリ溶液である。
シリコンの好ましい濃度は１〜１０ｇ／リットルである。０．２５ｇ／リットル未満ではＮｉ低減が不十分である。
亜ジチオン酸塩の濃度が０．１ｇ／リットル未満ではＮｉ低減が不十分である。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、前記アルカリ処理に使用されるアルカリが、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムである請求項１〜請求項４のうち、何れか１項に記載のアルカリ溶液である。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、アルカリ成分として水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを含むアルカリ溶液に、０．２５ｇ／リットル以上のシリコンと、０．１ｇ／リットル以上の亜ジチオン酸塩とを溶解させるアルカリ溶液の製造方法である。
アルカリ溶液中に、塊状、粒状、粉状またはイオン化されたシリコンと還元性添加剤とを所定量添加し、これを溶解させる。これにより、シリコンおよび還元性添加剤を含有したアルカリ溶液が製造される。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項５のうち、何れか１項のアルカリ溶液を使用し、シリコンウェーハをアルカリ処理するシリコンウェーハのアルカリ処理方法である。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、前記アルカリ処理は、前記アルカリ溶液を使用したエッチング、該アルカリ溶液を使用した洗浄および該アルカリ溶液を使用した研磨のうち、何れかである請求項７に記載のシリコンウェーハのアルカリ処理方法である。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、アルカリ溶液にシリコンと還元性添加剤とを含有させたので、シリコン体のアルカリ処理時において、シリコン体に対するＮｉを含む金属不純物による汚染を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００２２】
ここでは、シリコンウェーハのエッチング工程で使用されるアルカリ溶液を例に説明する。
（試験例１〜試験例１２）
高濃度ＮａＯＨ溶液（５１％）を８０℃に上昇させ、その溶液にシリコン（Ｐ型のＣＺウェーハ、面方位〈１００〉、比抵抗０．００５〜０．０１Ω・ｃｍ）を所定量溶解した。次いで、この溶液に亜ジチオン酸ナトリウムを所定量添加した。得られたアルカリ溶液中に、直径２００ｍｍ、厚さ７２５μｍ、Ｐ型のＣＺウェーハ（面方位〈１００〉、比抵抗０．０１〜０．０２Ω・ｃｍ）を１０分間、アルカリ溶液を攪拌しながら浸漬し、その後、流水中で５分間だけシリコンウェーハをリンスした。その結果を表１に示す。
シリコンウェーハの汚染量は、気相分解を用いた全溶解法により分析して測定した。気相分解を用いた全溶解法とは、フッ酸と硝酸の蒸気を用いてシリコンウェーハを全て溶解させ、残留物を分析することにより、シリコンウェーハに吸着、拡散した金属汚染物質を評価する方法である。
【００２３】
（比較例１）
シリコンおよび亜ジチオン酸ナトリウムを溶解していない高濃度ＮａＯＨ溶液（５１％）を８０℃に上昇させ、この溶液に、試験例１で用いたシリコンウェーハを１０分間、アルカリ溶液を攪拌させながら浸漬し、その後、流水中でシリコンウェーハを５分間リンスした。その結果を表１に示す。
【００２４】
（比較例２）
亜ジチオン酸ナトリウムだけを添加した高濃度ＮａＯＨ溶液（５１％）を８０℃に上昇させ、この溶液に、試験例１で用いたシリコンウェーハを１０分間、アルカリ溶液を攪拌させながら浸漬し、その後、流水中でシリコンウェーハを５分間リンスした。その結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１から明らかなように、試験例１〜１２と比較例１，２とを対比すると、シリコンおよび亜ジチオン酸ナトリウムをアルカリ溶液中に溶解させることで、Ｎｉの汚染量が低減した。