(57)【要約】【課題】ウェーハ表面の高い平坦度を確保するとともに鉄、ニッケル、クロム、銅、等の重金属による汚染を防止できる半導体ウェーハの加工方法を提供する。【解決手段】ラッピング工程を経た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Ｓ１の後、エッチング工程によってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する酸洗浄工程Ｓ２を実施するようにした。アルカリエッチングを採用したことによりウェーハ表面の高い平坦度を確保しつつエッチング行うことができ、エッチング後に酸洗浄を実施することによりウェーハ表面の重金属による汚染を防止できる。さらに、酸洗浄後、ウェーハの裏面研磨工程Ｓ３を実施することにより、表面研磨工程後の平坦度を高めることができ且つ、ウェーハ裏面のチッピングによる発塵を抑えてデバイスの歩留まりを高めることができる。【選択図】図１
2005203507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラッピング工程を経たウェーハの加工方法であって、前記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、エッチング工程によってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する酸洗浄工程とを含むことを特徴とする半導体ウェーハの加工方法。
【請求項２】
ラッピング工程を経たウェーハの加工方法であって、前記ウェーハをアルカリ溶液でエッチングする第１エッチング工程と、第１エッチング工程によってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第１酸洗浄工程と、第１酸洗浄工程を経たウェーハをアルカリ溶液で更にエッチングする第２エッチング工程と、第２エッチング工程によってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第２酸洗浄工程とを含むことを特徴とする半導体ウェーハの加工方法。
【請求項３】
ラッピング工程を経たウェーハの加工方法であって、前記ウェーハに付着している重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第１酸洗浄工程と、第１酸洗浄工程を経たウェーハをアルカリ溶液でエッチングする第１エッチング工程と、第１エッチング工程を経たウェーハをアルカリ溶液で更にエッチングする第２エッチング工程と、第２エッチング工程によって前記ウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第２酸洗浄工程とを含むことを特徴とする半導体ウェーハの加工方法。
【請求項４】
ラッピング工程を経たウェーハの加工方法であって、前記ウェーハに付着している不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第１酸洗浄工程と、第１酸洗浄工程を経た前記ウェーハをアルカリ溶液でエッチングする第１エッチング工程と、第１エッチング工程によってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第２酸洗浄工程と、第２酸洗浄工程を経たウェーハをアルカリ溶液で更にエッチングする第２エッチング工程と、第２エッチング工程によって前記ウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第３酸洗浄工程とを含むことを特徴とする半導体ウェーハの加工方法。
【請求項５】
第１エッチング工程におけるウェーハの片面当りの取り代は１．０μｍ〜４．０μｍであり、第２エッチング工程におけるウェーハの片面当りの取り代は１０μｍ〜１５μｍである請求項２〜４のいずれかに記載の半導体ウェーハの加工方法。
【請求項６】
酸洗浄工程を経た後、裏面研磨工程を実施し、その研磨代を０．０５μｍ〜７．０μｍとする請求項１記載の半導体ウェーハの加工方法。
【請求項７】
第２エッチング工程後の酸洗浄後に、裏面研磨工程を実施し、その研磨代を０．０５μｍ〜７．０μｍとする請求項２〜５のいずれかに記載の半導体ウェーハの加工方法。
【請求項８】
ＨＦ／ＨＣｌ、ＨＦ／Ｏ３またはＨＦ／Ｈ２Ｏ２を酸溶液とする請求項１〜７のいずれかに記載の半導体ウェーハの加工方法。
【請求項９】
ラッピング工程を経たウェーハを処理する処理装置であって、前記ウェーハをアルカリ溶液でエッチングするエッチング処理部と、エッチングによってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する酸洗浄処理部と、ウェーハを純水で洗浄する水洗浄処理部と、ウェーハを処理部に順次搬送する搬送機構とを備えたことを特徴とする半導体ウェーハ処理装置。
【請求項１０】
ＨＦ／ＨＣｌ、ＨＦ／Ｏ３またはＨＦ／Ｈ２Ｏ２を酸溶液とする請求項９記載の半導体ウェーハの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライス、面取り、ラッピング、エッチング、表面研磨、洗浄等の一連の工程を経てウェーハを製造する半導体ウェーハの製造技術に関し、より詳細には、エッチング工程においてアルカリエッチングを行うようにした半導体ウェーハの加工方法および処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エッチング工程におけるエッチングをアルカリエッチングとするとともに、エッチング工程と表面研磨工程との間に、アルカリエッチングによってウェーハの裏面に形成された凹凸の一部を除去する裏面研磨工程を組み込んだ半導体ウェーハの製造方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１記載の製造方法によれば、ウェーハ表面の高い平坦度を確保するとともに、ウェーハ裏面のチッピングによる発塵を抑えてデバイスの歩留まりを高めることができる。
【０００４】
しかし、この製造方法では、アルカリエッチングによりウェーハ表面の粗さが大きくなってしまうので表面研磨工程での取り代を大きくしなければならない。このため最終製品であるポリッシュドウェーハの平坦度が悪化してしまう。また、端面等に欠けや局所的なダメージや汚染源等の異常点が残っているウェーハの表面をエッチングする場合、アルカリエッチングは結晶異方性が大きいため、深いピットが形成されるように異常点の箇所から反応が進む。その結果、端面よりウェーハの一部に割れや欠けが生じ、パーティクルが発生するおそれがある。
【０００５】
この種の問題を解決する方法として、エッチング工程において、酸エッチングを行った後、アルカリエッチングを行うシリコンウェーハの製造方法が知られている（特許文献２）。
【０００６】
特許文献２記載の製造方法によれば、酸エッチングの取り代をウェーハの表面と裏面を合わせた合計で１０〜２０μｍとし、アルカリエッチングの取り代をウェーハの表面と裏面を合わせた合計で５〜１５μｍとすることにより、アルカリエッチングにより形成されるピットの深さを小さく抑えることができ、ウェーハ表面のうねり（ナノトポグラフィー）の発生も防止できるとされている。
【０００７】
しかし、特許文献２記載の製造方法では１０〜２０μｍの酸エッチングを行うため、、アルカリエッチングと比較すると酸エッチングによる形状の悪化やウェーハ表面のうねり（ナノトポグラフィー）の悪化は免れない。
【０００８】
また、アルカリエッチングによってウェーハ表面に重金属の不純物が付着および拡散し、ウェーハ表面が汚染されることになる。これは特許文献１、２記載の両方法に共通の問題である。アルカリエッチング液として一般に水酸化ナトリウム水溶液が使用されるが、その水溶液中には電子工業用グレードのものであっても数十ｐｐｍ〜数ｐｐｍ程度の重金属不純物が含まれていることがその主な原因である。水酸化ナトリウム水溶液中に含まれる重金属としては、鉄、ニッケル、クロム、銅、等が挙げられる。
【０００９】
ウェーハ表面の重金属による汚染は、半導体デバイスの集積度が高くなるほどデバイス品質に悪影響を及ぼすことになるため、かかる汚染の度合いを低減する要求は高くなる一方である。
【特許文献１】特許２９１０５９７号公報（特開平６−３４９７９５号公報）
【特許文献２】特開２００３−２０３８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、ウェーハ表面の高い平坦度を確保するとともに鉄、ニッケル、クロム、銅、等の重金属による汚染を防止できる半導体ウェーハの加工方法および処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明にかかる加工方法は、ラッピング工程を経たウェーハの加工方法であって、前記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、エッチング工程によってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する酸洗浄工程とを含むことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２記載の発明にかかる加工方法は、ラッピング工程を経たウェーハの加工方法であって、前記ウェーハをアルカリ溶液でエッチングする第１エッチング工程と、第１エッチング工程によってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第１酸洗浄工程と、第１酸洗浄工程を経たウェーハをアルカリ溶液で更にエッチングする第２エッチング工程と、第２エッチング工程によってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第２酸洗浄工程とを含むことを特徴としている。
【００１３】
また、請求項３記載の発明にかかる加工方法は、ラッピング工程を経たウェーハの加工方法であって、前記ウェーハに付着している不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第１酸洗浄工程と、第１酸洗浄工程を経たウェーハをアルカリ溶液でエッチングする第１エッチング工程と、第１エッチング工程を経たウェーハをアルカリ溶液で更にエッチングする第２エッチング工程と、第２エッチング工程によってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第２酸洗浄工程と、を含むことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項４記載の発明にかかる加工方法は、ラッピング工程を経たウェーハの加工方法であって、前記ウェーハに付着している不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第１酸洗浄工程と、第１酸洗浄工程を経たウェーハをアルカリ溶液でエッチングする第１エッチング工程と、第１エッチング工程によってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第２酸洗浄工程と、第２酸洗浄工程を経たウェーハをアルカリ溶液でエッチングする第２エッチング工程と、第２エッチング工程によってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する第３酸洗浄工程とを含むことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項５記載の発明にかかる加工方法は、請求項２〜４のいずれかに記載の加工方法において、第１エッチング工程における前記ウェーハの片面当りの取り代を１．０μｍ〜４．０μｍとし、第２エッチング工程における前記ウェーハの片面当りの取り代を１０μｍ〜１５μｍとしたことを特徴としている。
【００１６】
また、請求項６記載の発明にかかる加工方法は、請求項１記載の加工方法において、酸洗浄工程を経た後、裏面研磨工程を実施し、その研磨代を０．０５μｍ〜７．０μｍとすることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項７記載の発明にかかる加工方法は、請求項２〜５のいずれかに記載の加工方法において、第２酸洗浄工程後の酸洗浄工程後、裏面研磨工程を実施し、その研磨代を０．０５μｍ〜７．０μｍとすることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項８記載の加工方法は、請求項１〜７のいずれかに記載の加工方法において、ＨＦ／ＨＣｌ、ＨＦ／Ｏ３またはＨＦ／Ｈ２Ｏ２を前記酸溶液とすることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項９記載の発明にかかる処理装置は、ラッピング工程を経た半導体ウェーハを処理する処理装置であって、前記ウェーハをアルカリ溶液でエッチングするエッチング処理部と、エッチングによってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する酸洗浄処理部と、ウェーハを純水で洗浄する水洗浄処理部と、ウェーハを処理部に順次搬送する搬送機構とを備えたことを特徴としている。
【００２０】
また、請求項１０記載の発明にかかる処理装置は、請求項９記載の処理装置において、ＨＦ／ＨＣｌ、ＨＦ／Ｏ３またはＨＦ／Ｈ２Ｏ２を酸溶液とすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかる半導体ウェーハの加工方法および半導体ウェーハ処理装置によれば、ウェーハ表面の高い平坦度を確保するとともに鉄、ニッケル、クロム、銅、等の重金属による汚染を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
つぎに本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２３】
［第１の形態例］
図１は本発明にかかる加工方法の形態例を示す工程図であり、エッチング工程（Ｓ１）、酸洗浄工程（Ｓ２）、裏面研磨工程（Ｓ３）、表面研磨工程（Ｓ４）、および洗浄工程（Ｓ５）からなる一連の工程の流れを示している。
【００２４】
エッチング工程（Ｓ１）は、面取り工程およびラッピング工程を経たウェーハ（Ｓｉウェーハ）をアルカリ溶液でエッチングする工程である。このエッチング工程（Ｓ１）を経ることにより、ウェーハの表層部に形成された加工歪が除去される。エッチング工程（Ｓ１）によるウェーハの片面当りの取り代は１０〜２０μｍであり、最も好ましくは１２〜１５μｍである。ウェーハをアルカリエッチングすることにより、ウェーハ表面の平坦度を保ちつつ加工歪をエッチング除去することができる。アルカリ溶液としては、たとえば、水酸化ナトリウム（鶴見曹達（株）製  CLEARCUT-S 48％）に０．１重量％硝酸ナトリウムを溶解し調整されたものが使用される。
【００２５】
酸洗浄工程（Ｓ２）は、エッチング工程（Ｓ１）を経たウェーハを酸溶液で洗浄する工程である。この酸洗浄を行うに際し、ウェーハは純水で洗浄される。この酸洗浄工程（Ｓ２）を経ることにより、エッチングの際にウェーハに付着したニッケル、クロム、銅、等の重金属が洗浄除去される。酸洗浄は、ウェーハの表層部を数ミクロン浸食する酸エッチングとは異なり、ウェーハの表面ないし極表層部（0.1ミクロン程度））に存在する重金属不純物を除去する処理である（以下同じ。）。酸溶液としては、たとえば、ＨＦ／ＨＣｌ、ＨＦ／Ｏ３またはＨＦ／Ｈ２Ｏ２を含む溶液が使用される。
【００２６】
裏面研磨工程（Ｓ３）は、エッチング工程（Ｓ１）によってウェーハの一方の面、すなわち最終的に裏側の面となる面に形成された凹凸の突端部分を研磨除去する工程である。この裏面研磨工程（Ｓ３）を経ることにより、表面研磨工程（Ｓ４）後のウェーハ表面の平坦度を改善することができる。また、当該凹凸の突端部分のチッピングによる発塵が抑制される。さらに、裏面研磨工程（Ｓ３）の取代を調整することによって、ウェーハの裏面粗さをデバイスプロセスに合わせて調整することができる。
【００２７】
表面研磨工程（Ｓ４）は、裏面研磨工程（Ｓ３）を経たウェーハの他方の面、すなわち最終的に表側の面となる面を化学−機械研磨によりミラー状に仕上げる工程である。この表面研磨工程（Ｓ４）を経ることにより、ウェーハの加工歪みは完全に除去される。
【００２８】
洗浄工程（Ｓ５）は、表面研磨工程（Ｓ４）を経たウェーハを薬液で洗浄する工程である。この洗浄工程（Ｓ５）を経ることにより、ウェーハ表面上の付着粒子、重金属などが除去される。
【００２９】
上記のように、ラッピング工程後のウェーハの表層部に存在している加工歪を除去するためのエッチングをアルカリエッチングとし、アルカリエッチング後のウェーハを酸洗浄することによりウェーハに付着しているニッケル、クロム、銅、等の重金属を洗浄除去した後、ウェーハの裏面研磨を実施することにより、鉄、ニッケル、クロム、銅、等の重金属によるウェーハ表面の汚染を防止することができるとともに、ウェーハ表面の高い平坦度も確保することができる。
【００３０】
なお、一般に半導体シリコンウェーハのスライス、面取りラッピングなどの機械加工時に導入された表面加工歪層の除去を目的とした酸エッチング処理工程は、フッ酸，硝酸，酢酸，水などからなる混酸水溶液により表面から数〜数十μｍエッチングする工程である。一方、酸洗浄工程（Ｓ２）で使用する酸洗浄溶液は、フッ酸，塩酸，過酸化水素水，オゾンガス，水の中より選ばれた1種類もしくは複数の混合溶液であり、酸エッチング用混酸水溶液のようなシリコンウェーハを腐食分解する効果を有していない。酸洗浄溶液によるエッチング代は、酸洗浄溶液の組成や処理条件によって異なるが、数〜数百オングストロームと推測される。つまり、一般に機械加工による歪層を除去する目的の酸エッチング処理と本発明で使用される酸洗浄とは異なるものである。
【００３１】
［第２の形態例］
図２は本発明にかかる加工方法の別の形態例を示す工程図であり、第１エッチング工程（Ｓ１−１）、第１酸洗浄工程（Ｓ２−１）、第２エッチング（Ｓ１−２）、第２酸洗浄工程（Ｓ２−２）、裏面研磨工程（Ｓ３）、表面研磨工程（Ｓ４）、および洗浄工程（Ｓ５）からなる一連の工程の流れを示している。
【００３２】
第１エッチング工程（Ｓ１−１）は、面取り工程およびラッピング工程を経たウェーハ（Ｓｉウェーハ）をアルカリ溶液でエッチングする工程である。このエッチング工程（Ｓ１−１）を経ることにより、ウェーハの表層部に形成された加工歪の一部が除去される。このエッチング工程（Ｓ１−１）によるウェーハの片面当りの取り代は１．０〜４．０μｍである。
【００３３】
第１酸洗浄工程（Ｓ２−１）は、第１エッチング工程（Ｓ１−１）を経たウェーハを酸溶液で洗浄する工程である。この酸洗浄を行うに際し、ウェーハは純水で洗浄される。この第１酸洗浄工程（Ｓ２−１）を経ることにより、第１エッチング工程（Ｓ１−１）でウェーハに付着したニッケル、クロム、銅、等の重金属が洗浄除去される。酸溶液としては、たとえば、ＨＦ／ＨＣｌ、ＨＦ／Ｏ３またはＨＦ／Ｈ２Ｏ２を含む溶液が使用される。
【００３４】
第２エッチング工程（Ｓ１−２）は、第１酸洗浄工程（Ｓ２−１）を経たウェーハをアルカリ溶液で更にエッチングする工程である。このエッチングを行うに際し、ウェーハは純水で洗浄される。このエッチング工程（Ｓ１−2）を経ることにより、ウェーハの表層部のより深部に形成された加工歪が除去される。この第２エッチング工程（Ｓ１−２）によるウェーハの片面当りの取り代は１０〜１５μｍである。
【００３５】
第２酸洗浄工程（Ｓ２−２）は、第２エッチング工程（Ｓ１−２）を経たウェーハを酸溶液で洗浄する工程である。酸洗浄に際し、ウェーハは純水で洗浄される。この第２酸洗浄工程（Ｓ２−２）を経ることにより、第２エッチング工程（Ｓ１−２）でウェーハに付着したニッケル、クロム、銅、等の重金属が洗浄除去される。酸溶液としては、たとえば、ＨＦ／ＨＣｌ、ＨＦ／Ｏ３またはＨＦ／Ｈ２Ｏ２を含む溶液が使用される。
【００３６】
裏面研磨工程（Ｓ３）は、第１エッチング工程（Ｓ１−１）及び第２エッチング工程（Ｓ１−２）によってウェーハの一方の面、すなわち最終的に裏側の面となる面に形成された凹凸の突端部分を研磨除去する工程である。この裏面研磨工程（Ｓ３）を経ることにより、表面研磨工程（Ｓ４）後のウェーハ表面の平坦度を改善することができる。また、当該凹凸の突端部分のチッピングによる発塵が抑制される。さらに、裏面研磨工程（Ｓ３）の取代を調整することによって、ウェーハの裏面粗さをデバイスプロセスに合わせて調整することができる。
【００３７】
表面研磨工程（Ｓ４）は、裏面研磨工程（Ｓ３）を経たウェーハの他方の面、すなわち最終的に表側の面となる面を化学−機械研磨によりミラー状に仕上げる工程である。この表面研磨工程（Ｓ４）を経ることにより、ウェーハの加工歪みは完全に除去される。
【００３８】
洗浄工程（Ｓ５）は、表面研磨工程（Ｓ４）を経たウェーハを薬液で洗浄する工程である。この洗浄工程（Ｓ５）を経ることにより、ウェーハ表面上の付着粒子、重金属不純物などが除去される。
【００３９】
上記のように、ラッピング工程後のウェーハの表層部に存在している加工歪を除去するためのエッチングをアルカリエッチングとし、アルカリエッチング処理及びそれに続く酸洗浄処理を２回繰り返し実施した後、ウェーハの裏面研磨を実施することにより、ウェーハ表面の高い平坦度を確保するとともに鉄、ニッケル、クロム、銅、等の重金属による汚染を防止し、かつ、ウェーハ裏面のチッピングによる発塵を抑えてデバイスの歩留まりを高めることができる。
【００４０】
アルカリエッチングを２回に分けて実施するようにしたことにより、シリコーンウェーハへの金属付着量を軽減することができる。
【００４１】
また、１回目のアルカリエッチング処理によるウェーハの片面当りの取り代を１．０〜４．０μｍとし、２回目のアルカリエッチング処理によるウェーハの片面当りの取り代を１０〜１５μｍとしたことにより、２回目のアルカリエッチング液の清浄度を保つことができる。
【００４２】
なお、上記の例では、アルカリエッチング処理及びそれに続く酸洗浄処理を２回に分けて実施することとしたが、３回以上に分けて実施してもよい。
【００４３】
［第３の形態例］
図３は本発明にかかる加工方法の更に別の形態例を示す工程図であり、第１酸洗浄工程（Ｓ２−１）、第１エッチング工程（Ｓ１−１）、第２エッチング（Ｓ１−２）、第１酸洗浄工程（Ｓ２−２）、工程裏面研磨工程（Ｓ３）、表面研磨工程（Ｓ４）、および洗浄工程（Ｓ５）からなる一連の工程の流れを示している。図２の形態例とは、先ず第１酸洗浄工程（Ｓ２−１）を実施し、その後に第１エッチング工程（Ｓ１−１）を実施してから第２エッチング工程（Ｓ１−２）に進む点が異なっている。
【００４４】
第３の形態例の第１酸洗浄工程（Ｓ２−１）は、面取り工程およびラッピング工程を経たウェーハ（Ｓｉウェーハ）を酸溶液で洗浄する工程である。この第１酸洗浄工程（Ｓ２−１）を経ることにより、面取り工程およびラッピング工程でウェーハに付着した重金属不純物が洗浄除去される。酸溶液としては、たとえば、ＨＦ／ＨＣｌ、ＨＦ／Ｏ３またはＨＦ／Ｈ２Ｏ２を含む溶液が使用される。
【００４５】
第１エッチング工程（Ｓ１−１）は、第１酸洗浄工程（Ｓ２−１）を経たウェーハをアルカリ溶液でエッチングする工程である。このエッチングを行うに際し、ウェーハは純水で洗浄される。この第１エッチング工程（Ｓ１−１）を経ることにより、ウェーハの表層部に形成された加工歪の一部が除去される。第１エッチング工程（Ｓ１−１）によるウェーハの片面当りの取り代は１．０〜４．０μｍである。
【００４６】
第２エッチング工程（Ｓ１−２）は、第１エッチング工程（Ｓ１−１）を経たウェーハをアルカリ溶液で更にエッチングする工程である。このエッチングを行うに際し、ウェーハは純水で洗浄される。この第２エッチング工程（Ｓ１−２）を経ることにより、ウェーハの表層部のより深部に形成された加工歪が除去される。第２エッチング工程（Ｓ１−２）によるウェーハの片面当りの取り代は１０〜１５μｍである。
【００４７】
第２エッチング工程（Ｓ１−２）の後、第２酸洗浄工程（Ｓ２−２）から洗浄工程（Ｓ５）まで図２と同様に実施される。
【００４８】
上記のように、ラッピング工程後のウェーハの表層部に存在している加工歪を除去するためのエッチングをアルカリエッチングとし、１回目の酸洗浄、１回目のアルカリエッチング、２回目のアルカリエッチング、及び２回目の酸洗浄を実施した後、ウェーハの裏面研磨を実施することにより、ウェーハ表面の高い平坦度を確保するとともに鉄、ニッケル、クロム、銅、等の重金属による汚染を防止し、かつ、ウェーハ裏面のチッピングによる発塵を抑えてデバイスの歩留まりを高めることができる。
【００４９】
この場合も、アルカリエッチングを２回に分けて実施するようにしたことにより、シリコーンウェーハへの重金属付着量を減少させることができる。
【００５０】
また、１回目のアルカリエッチング処理によるウェーハの片面当りの取り代を１．０〜４，０μｍとし、２回目のアルカリエッチング処理によるウェーハの片面当りの取り代を１０〜１５μｍとしたことにより、２開目のアルカリエッチング液の清浄度を保つことができる。
【００５１】
なお、上記の例では、アルカリエッチング処理及びそれに続く酸洗浄処理を２回に分けて実施することとしたが、３回以上に分けて実施してもよい。
【００５２】
また、図４に示すように、第１のアルカリエッチング工程（Ｓ１−１）と第２のアルカリエッチング工程（Ｓ１−２）との間に第２の酸洗浄工程（Ｓ２−２）を実施し、第２のアルカリエッチング工程（Ｓ１−２）後に更に第３の酸洗浄工程（Ｓ２−３）を実施するようにしてもよい。
【００５３】
［第４の形態例］
図５は本発明にかかる処理装置の形態例を示すブロック図である。
【００５４】
この処理装置１０は、面取り工程およびラッピング工程を経たウェーハをアルカリ溶液でエッチングするエッチング処理部１１と、エッチング処理部１１によるエッチングによってウェーハに付着した重金属不純物を除去するべくウェーハを酸溶液で洗浄する酸洗浄処理部１２と、ウェーハを純水で洗浄する第１および第２の水洗浄処理部１３、１４と、これらの処理部１１〜１４にウェーハを順次搬送する搬送機構１５とを備えている。
【００５５】
エッチング処理部１１、酸洗浄処理部１２、および水洗浄処理部１３、１４には、各々処理槽が設けられている。ウェーハは、各処理槽内の液体すなわち、アルカリ溶液、酸溶液、または純水中に浸漬されることにより処理される。
【００５６】
搬送機構１５は、ラッピング処理部から処理装置１０内の図示しないローダ部に運び込まれたウェーハを、どの処理部１１〜１４にも搬送でき且つある処理部から別の処理部に移し替えることができる。
【００５７】
各処理部１１〜１４及び搬送機構１５の動作は、図示しないコントローラによって統括制御される。各処理部１１〜１４へのウェーハの搬送順序および各処理槽内の液体中への浸漬時間等は、コントローラのプログラムまたは各種設定値を変更することにより変更可能である。
【００５８】
つぎに、この処理装置１０の動作について説明する。ここでは、ウェーハを複数枚ずつ各処理部１１〜１４に搬送しバッチ式で処理する場合について説明する。
【００５９】
ラッピング工程を経たウェーハは、所定の枚数毎にカセットに収容されて処理装置１０のローダ部に運び込まれる。
【００６０】
搬送機構１５は、ローダ部に運び込まれたウェーハを複数枚ずつ搬送し、まずエッチング処理部１１に搬入し、アルカリ溶液中に浸漬する。その後、エッチング処理時間として設定された所定時間が経過したら、搬送機構１５は、ウェーハをエッチング処理部１１から水洗浄処理部１３に移し替え、純水中に浸漬する。その後、水洗浄処理時間として設定された所定時間が経過したら、搬送機構１５は、ウェーハを水洗浄処理部１３から酸洗浄処理部１２に移し替え、酸溶液中に浸漬する。その後、酸洗浄処理時間として設定された所定時間が経過したら、搬送機構１５は、ウェーハを酸洗浄処理部１２から水洗浄処理部１４に移し替え、純水中に浸漬する。その後、水洗浄処理時間として設定された所定時間が経過したら、搬送機構１５は、ウェーハをアンローダ部に戻す。
【００６１】
アンローダ部に戻されたウェーハは、処理装置１０から搬出され、エッチングによってウェーハの一方の面、すなわち最終的に裏側の面となる面に形成された凹凸の突端部分を研磨除去するための裏研磨処理部に送られる。
【００６２】
上記のように構成され動作する処理装置１０によれば、ラッピング工程を経たウェーハをアルカリエッチングする工程、アルカリエッチング後のウェーハを酸洗浄する工程、およびウェーハを純水洗浄する工程すべてを一台の装置で自動的に実施することができる。
【００６３】
また、この処理装置１０によれば、上記一連の工程を繰り返し実施することが可能である。また、必要に応じて工程の実施順序を変更したり処理時間を変更したりすることも可能である。
【００６４】
［第５の形態例］
図６は本発明にかかる処理装置の別の形態例を示すブロック図である。
【００６５】
この処理装置２０は、第１処理装置１０−１と、第２処理装置１０−２と、搬送装置２１とを備えている。
【００６６】
第１処理装置１０−１および第２処理装置１０−２は、図５に示した処理装置１０と同様に構成されている。ただし、第１処理装置１０−１にはラッピング工程を経た未エッチング処理のウェーハが供給され、第２処理装置１０−２には第１処理装置１０−１でアルカリエッチング及び酸洗浄処理が施された後のウェーハが供給される。
【００６７】
搬送装置２１は、第１処理装置１０−１から第２処理装置１０−２にウェーハを移し替える装置である。
【００６８】
つぎに、この処理装置２０の動作について説明する。
【００６９】
＜第１の動作例＞
ラッピング工程を経たウェーハは、まず第１処理装置１０−１に運び込まれる。第１処理装置１０−１では、ウェーハに対するアルカリエッチング処理、アルカリエッチング後の純水洗浄処理、純水洗浄後の酸洗浄処理、酸洗浄後の純水洗浄処理が実施される。
【００７０】
第１処理装置１０−１による処理が全て完了したウェーハは、搬送装置２１によって第２処理装置１０−２に移送される。そして第２処理装置１０−２においても、ウェーハに対するアルカリエッチング処理、アルカリエッチング後の純水洗浄処理、純水洗浄後の酸洗浄処理、酸洗浄後の純水洗浄処理が実施される。
【００７１】
第２処理装置１０−２による処理が全て完了したウェーハは、処理装置２０から搬出され、エッチングによってウェーハの一方の面すなわち最終的に裏側の面となる面に形成された凹凸の突端部分を研磨除去する裏研磨処理部に送られる。
【００７２】
上記のように、ラッピング工程後のウェーハに対し、第１処理装置１０−１にてアルカリエッチング処理及びそれに続く酸洗浄処理を実施し、その後更に、第２処理装置１０−２にてアルカリエッチング処理及びそれに続く酸洗浄処理を実施することにより、ウェーハ表面の高い平坦度を確保するとともに鉄、ニッケル、クロム、銅、等の重金属不純物による汚染を防止することができ、その後、ウェーハの裏面研磨工程を実施することにより、ウェーハ裏面のチッピングによる発塵を抑えてデバイスの歩留まりを高めることができる。
【００７３】
この処理装置２０によれば、ラッピング工程後のウェーハに対するアルカリエッチング処理及びそれに続く酸洗浄処理を、自動的に２回繰り返し実施することができるので、平坦度並びに清浄度が極めて高いウェーハを効率良く製造することができる。
【００７４】
＜第２の動作例＞
ラッピング工程を経たウェーハは、まず第１処理装置１０−１に運び込まれる。第１処理装置１０−１では、ウェーハに対する酸洗浄処理、酸洗浄後の純水洗浄処理、純水洗浄後のアルカリエッチング処理、アルカリエッチング後の純水洗浄処理が実施される。
【００７５】
第１処理装置１０−１による処理が全て完了したウェーハは、搬送装置２１によって第２処理装置１０−２に移送される。そして第２処理装置１０−２において、ウェーハに対するアルカリエッチング処理、アルカリエッチング後の純水洗浄処理、純水洗浄後の酸洗浄処理、酸洗浄後の純水洗浄処理が実施される。
【００７６】
第２処理装置１０−２による処理が全て完了したウェーハは、処理装置２０から搬出され、エッチングによってウェーハの一方の面すなわち最終的に裏側の面となる面に形成された凹凸の突端部分を研磨除去する裏研磨処理部に送られる。
【００７７】
上記のように、ラッピング工程後のウェーハに対し、第１処理装置１０−１にて酸洗浄処理及びそれに続くアルカリエッチング処理を実施し、その後更に、第２処理装置１０−２にてアルカリエッチング処理及びそれに続く酸洗浄処理を実施することにより、ウェーハ表面の高い平坦度を確保するとともに鉄、ニッケル、クロム、銅、等の重金属不純物による汚染を防止することができ、その後、ウェーハの裏面研磨工程を実施することにより、ウェーハ裏面のチッピングによる発塵を抑えてデバイスの歩留まりを高めることができる。
【００７８】
この処理装置２０によれば、ラッピング工程後のウェーハに対し、１回目の酸洗浄処理、１回目のアルカリエッチング処理、２回目のアルカリエッチング処理、および２回目の酸洗浄処理を、自動的に順次実施することができるので、平坦度並びに清浄度が極めて高いウェーハを効率良く製造することができる。
【００７９】
なお、この形態例では、ウェーハをバッチ式で処理する場合について説明したが、枚葉式で処理するようにしてもよいことは無論である。
【実施例】
【００８０】
（１）実施例及び比較例
＜実施例１＞
ラッピング工程に続いてラッピングスラリーを除去する界面活性剤洗浄工程を経た、機械加工による歪み層を有するシリコンウェーハを用意した。次に高純度水酸化ナトリウム（鶴見曹達（株）製  CLEARCUT-S 48％）水溶液中に、硝酸ナトリウム（和光純薬工業（株）製  試薬特級）を０．１０重量％溶解して調整したアルカリエッチング液を準備した。このアルカリエッチング液をエッチング槽に貯え、撹拌しながら液温を８５℃に維持した。また、酸洗浄液として、ＨＦ濃度を１％とし、Ｏ３ガスを常時混入させたＨＦ／Ｏ３溶液を準備した。この酸洗浄液を洗浄槽に貯え、撹拌しながら５０℃に維持した。
【００８１】
次いで、上記ラッピング後のウェーハをアルカリエッチング槽に浸漬して、片面で１２．５μｍを目安に８分間エッチング処理を行い、続いて超純水に浸漬してリンスした。リンス後のウェーハを洗浄槽内の酸洗浄液に浸漬して６０秒間酸洗浄処理した。続いて超純水に浸漬してリンスした後、乾燥させた。
【００８２】
＜実施例２＞
実施例１と同様のアルカリエッチング槽を第１エッチング槽、第２エッチング槽として２槽準備した。また、実施例１と同様の酸洗浄槽を第１酸洗浄、第２酸洗浄槽として２槽準備した。
【００８３】
次いで、実施例１と同様のラッピング後のウェーハを第１エッチング槽内のアルカリエッチング液に浸漬して、片面で２．０μｍを目安に１回目のエッチング処理（第１エッチング）を６０秒間行った。その後、ウェーハを超純水に浸漬してリンスした。次に、ウェーハを第１酸洗浄内の酸洗浄液に浸漬して、１回目の酸洗浄処理（第１酸洗浄）を６０秒間行った。その後、超純水に浸漬してリンスした。その後さらに、ウェーハを第２エッチング槽内のアルカリエッチング液に浸漬して、片面で１０．５μｍを目安に２回目のエッチング処理（第２エッチング）を７分間実施した。その後、超純水に浸漬してリンスした。次に、ウェーハを第２酸洗浄内の酸洗浄液に浸漬して、２回目の酸洗浄処理を６０秒間行った。続いて超純水に浸漬してリンスした後、乾燥させた。
【００８４】
＜実施例３＞
第１酸洗浄と酸洗浄後のリンスを第１エッチングの前に実施し、その他の処理は実施例２と同様に実施した。
【００８５】
＜実施例４＞
酸洗浄と酸洗浄後のリンスを第１エッチングの前にも実施し、その他の処理は実施例２と同様に実施した。
【００８６】
＜実施例５＞
実施例１のと第１酸洗浄工程を経た後、アルカリエッチング工程によって形成された凹凸の突端部分を研磨除去する裏面研磨処理を行った。裏面研磨による取り代は０．２μｍを目安に１０秒間研磨した他は実施例１と同様に行った。
【００８７】
＜比較例１＞
第１酸洗浄を実施しなかった他は実施例１と同様に処理を実施した。
【００８８】
＜比較例２＞
第１酸洗浄およびその酸洗浄後のリンスを裏面研磨の後に実施した他は実施例５と同様に処理を実施した。
（２）評価方法
金属評価１では、試料ウェーハの片面の表面を分解除去し、サンプル中の各金属元素をICP-MS（誘導結合プラズマ質量分析）もしくは原子吸光分析法にて分析定量し、その値より付着量（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）を算出した。金属評価２では、試料ウェーハに１．１５μｍのポリシリコン処理を施した後、試料ウェーハ表面の１．５μｍを分解除去し、金属評価１と同様にサンプル中の各金属元素をICP-MSもしくは原子吸光分析法にて分析定量し、その値より付着量（ａｔｏｍｓ／ｃｍ２）を算出した。
（３）評価結果
上記実施例および比較例におけるウェーハ表面の金属付着量の評価結果を下記の表１に示す。
【００８９】
【表１】
2005203507.tif 000003
【００９０】
図７は上記実施例および比較例におけるウェーハ表面の金属付着量の評価結果をプロットした図であり、（ａ）は金属評価１を（ｂ）は金属評価２を示している。
【００９１】
金属評価１はウェーハ表層部に付着した金属濃度の分析結果である。実施例１〜5はアルカリエッチング処理が１回もしくは2回に分けて実施されているが、アルカリエッチング工程によってウェーハに付着した重金属不純物を除去すべく酸溶液で洗浄されているため、Fe, Ni, Cuともに検出下限以下である。一方、酸洗浄処理が実施されていない比較例１からは高い濃度の重金属が検出されている。また、比較例２のようにエッチング工程の後に裏面研磨工程を行い、続いて酸洗浄処理を実施した場合は、比較例１よりは低い濃度ではあるが、重金属が検出されている。アルカリエッチング工程によってウェーハに付着した重金属は、その直後に除去することが最も好ましい。
【００９２】
金属評価２はポリシリコンを蒸着することによって、深層部に拡散した重金属を表層部に集め、ウェーハ表層部及び深層部の濃度の分析結果である。実施例１ではFe及びNiが検出されているが、実施例2〜5では検出下限以下となっている。実施例２〜５では、1回目のエッチングにおいてウェーハ表層部に形成されている加工歪層の一部と加工歪層内に存在する大部分の不純物を除去している。次いで2回目のエッチング処理で加工歪層を完全に除去している。エッチング槽を複数使用し、1回目のエッチング処理と2回目以降のエッチング処理を別々のエッチング槽で実施することで2回目以降のエッチング溶液の清浄度を保ちつつエッチング処理を実施することができるため、最終的にウェーハ深層部にまで拡散し存在している重金属不純物濃度が低減できると推察される。比較例1ではアルカリエッチング後の酸洗浄が実施されていないため、評価１と同様に高い重金属濃度が検出されている。比較例２はアルカリエッチング工程によってウェーハ表面に重金属部純物が付着したまま裏面研磨を実施したため、その後の酸洗浄処理によって重金属不純物を除去できず高い金属濃度が検出されている。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明にかかる加工方法の形態例を示す工程図
【図２】本発明にかかる加工方法の別の形態例を示す工程図
【図３】本発明にかかる加工方法のさらに別の形態例を示す工程図
【図４】本発明にかかる加工方法のさらに別の形態例を示す工程図
【図５】本発明にかかる処理装置の形態例を示すブロック図
【図６】本発明にかかる処理装置の別の形態例を示すブロック図
【図７】実施例および比較例におけるウェーハ表面の金属付着量の評価結果をプロットした図
【符号の説明】
【００９４】
１０  処理装置
１０−１  第１処理装置
１０−２  第２処理装置
１１  エッチング処理部
１２  酸洗浄処理部
１３  水洗浄処理部
１４  水洗浄処理部
１５  搬送機構
２０  処理装置
２１  搬送装置
【図１】
2005203507.tif 000004
【図２】
2005203507.tif 000005
【図３】
2005203507.tif 000006
【図４】
2005203507.tif 000007
【図５】
2005203507.tif 000008
【図６】
2005203507.tif 000009
【図７】
2005203507.tif 000010