(57)【要約】  本発明は、シリコン単結晶インゴットをスライスして得られた単一の薄円板状のシリコンウェーハを回転させながら、ウェーハの上面にエッチング液を供給してウェーハ表面をエッチングする方法であって、ウェーハの半径方向に異なる位置に対向するように設けられた複数のエッチング液供給ノズルから、温度、種類及び供給流量からなる群より選ばれた１種又は２種以上を変えたエッチング液をウェーハ上面に供給するものである。ウェーハを効率的に高い平坦度にすることができ、その生産性を向上することができる。
2007088755.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得られた単一の薄円板状のシリコンウェーハを回転させながら、前記ウェーハの上面にエッチング液を供給して前記ウェーハ表面をエッチングする枚葉式エッチング方法において、
前記ウェーハ上面のうち前記ウェーハの半径方向に異なる位置に複数のエッチング液供給ノズルをそれぞれ対向して設け、
前記複数のエッチング液供給ノズルからの前記エッチング液の温度、種類及び供給流量からなる群より選ばれた１種又は２種以上を変える
ことを特徴とするウェーハの枚葉式エッチング方法。
【請求項２】
複数のエッチング液供給ノズルが、ウェーハの上面中央部に第１エッチング液を供給する第１供給ノズルと、前記ウェーハの上面外周部に第２エッチング液を供給する第２供給ノズルとを有し、
前記第１供給ノズルから前記ウェーハの上面中央部に供給される第１エッチング液の温度を、前記第２供給ノズルから前記ウェーハの上面外周部に供給される第２エッチング液の温度より高くする請求項１記載のウェーハの枚葉式エッチング方法。
【請求項３】
複数のエッチング液供給ノズルが、ウェーハの上面中央部に第１エッチング液を供給する第１供給ノズルと、前記ウェーハの上面外周部に第２エッチング液を供給する第２供給ノズルとを有し、
前記第１供給ノズルから前記ウェーハの上面中央部に供給される第１エッチング液を、前記第２供給ノズルから前記ウェーハの上面外周部に供給される第２エッチング液よりエッチングレートの高い種類のエッチング液を用いる請求項１記載のウェーハの枚葉式エッチング方法。
【請求項４】
複数のエッチング液供給ノズルが、ウェーハの上面中央部に第１エッチング液を供給する第１供給ノズルと、前記ウェーハの上面外周部に第２エッチング液を供給する第２供給ノズルとを有し、
前記第１供給ノズルから前記ウェーハの上面中央部に供給される第１エッチング液の供給流量を、前記第２供給ノズルから前記ウェーハの上面外周部に供給される第２エッチング液の供給流量より多くする請求項１記載のウェーハの枚葉式エッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハを水平に保持した状態で回転させながら、その上面にエッチング液を供給してウェーハの上面を１枚ずつエッチングする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に半導体ウェーハの製造工程は、単結晶インゴットから切出し、スライスして得られたウェーハを、面取り、機械研磨（ラッピング）、エッチング、鏡面研磨（ポリッシング）及び洗浄する工程から構成され、高精度の平坦度を有するウェーハとして生産される。ブロック切断、外径研削、スライシング、ラッピング等の機械加工プロセスを経たウェーハはその上面にダメージ層、即ち加工変質層を有している。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等の結晶欠陥を誘発し、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ため、完全に除去しなければならない。この加工変質層を取除くためにエッチング処理が施される。エッチング処理方法としては、浸漬式エッチング法や枚葉式エッチング法が行われている。【０００３】
上記エッチング処理方法の中で、枚葉式エッチング法は大口径化したウェーハの表面粗さとテクスチャーサイズの制御を行うことができるため、最適なエッチング方法として検討されている。枚葉式エッチング法は、平坦化した単一のウェーハの上面へエッチング液を滴下し、ウェーハを水平回転（スピン）させることにより滴下したエッチング液をウェーハ上面全体に拡げてエッチングする方法である。ウェーハ上面に供給したエッチング液は、ウェーハを水平回転させることにより生じた遠心力により、供給した箇所からウェーハ上面全体に拡がり、ウェーハのエッジ部に至るため、ウェーハ上面と同時にウェーハのエッジ部もエッチングされることになる。そして、供給したエッチング液の大部分は、遠心力によりウェーハのエッジ部から吹き飛んで、エッチング装置に設けられたカップ等により回収されるように構成される。【０００４】
例えば、機械研磨により生じた加工歪層を平坦度を確保しつつ効率よく除去できるシリコンウェーハ製造プロセスとして、シリコン単結晶インゴットをスライスする工程と、このスライスウェーハの端面を面取りする工程と、半導体インゴットをスライスして得られたウェーハの少なくともおもて面を平面研削又はラッピングにより平坦化加工する平坦化工程と、平坦化加工されたウェーハのおもて面をスピンエッチングによりエッチングするスピンエッチング工程と、エッチングされたウェーハのおもて面を研磨して鏡面とする研磨工程とからなる半導体ウェーハの製造方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１３５４６４号公報（請求項１、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に示される方法では、エッチング液の滴下が単一の供給ノズルを介して定量的に行われることから、そのエッチング量にばらつきが生じ、エッチング工程を終えたシリコンウェーハの表裏面では、ラッピングや研削等の平坦化工程を終えた際のウェーハ平坦度を維持できない不具合があった。また、所望のウェーハ表面粗さも得られていないため、これらのウェーハ平坦度及びウェーハ表面粗さを改善するために、鏡面研磨工程において研磨量を多くする必要があり、その後の鏡面研磨工程に大きな負荷がかかっていた。【０００７】
本発明の目的は、ウェーハを効率的に高い平坦度にすることができ、生産性を向上し得るウェーハの枚葉式エッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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得られた単一の薄円板状のシリコンウェーハ１１を回転させながら、ウェーハ１１の上面にエッチング液２１，２２を供給してウェーハ１１表面をエッチングする枚葉式エッチング方法の改良である。【０００９】
その特徴ある点は、ウェーハ１１上面のうちウェーハ１１の半径方向に異なる位置に複数のエッチング液供給ノズル３１，３２をそれぞれ対向して設け、複数のエッチング液供給ノズル３１，３２からのエッチング液２１，２２の温度、種類及び供給流量からなる群より選ばれた１種又は２種以上を変えるところにある。【００１０】
この請求項１に記載されたウェーハの枚葉式エッチング装置では、ウェーハ１１上面のうちウェーハ１１の半径方向に異なる位置に複数のエッチング液供給ノズル３１，３２をそれぞれ対向して設け、ウェーハ１１の表面形状に応じて、これらのエッチング液供給ノズル３１，３２からそれらの部位に、温度、種類又は供給流量を調整した最適なエッチング液２１，２２をそれぞれ供給するので、ウェーハ面内のエッチング量の分布制御の自由度を高め、ウェーハ１１を効率的に高い平坦度にすることができる。【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１に示すように、複数のエッチング液供給ノズル３１，３２が、ウェーハ１１の上面中央部に第１エッチング液２１を供給する第１供給ノズル３１と、ウェーハ１１の上面外周部に第２エッチング液２２を供給する第２供給ノズル３２とを有し、第１供給ノズル３１からウェーハ１１の上面中央部に供給される第１エッチング液２１の温度を、第２供給ノズル３２からウェーハ１１の上面外周部に供給される第２エッチング液２２の温度より高くすることを特徴とする。【００１２】
この請求項２に記載されたウェーハの枚葉式エッチング方法では、ウェーハの上面中央部に供給する第１エッチング液の温度を、ウェーハの上面外周部に供給する第２エッチング液の温度より高くしたので、第１エッチング液によるウェーハのエッチング速度が第２エッチング液によるウェーハのエッチング速度より速くなる。一般的に枚葉式エッチング方法においては、反応による発熱と、遠心力によるウェーハ外周方向への液移動に起因して、外周部に過剰エッチングを生じ易いけれども、本発明の枚葉式エッチング方法では、第１供給ノズル３１からウェーハ１１の上面中央部に供給する第１エッチング液２１の温度を、第２供給ノズル３２からウェーハ１１の上面外周部に供給される第２エッチング液２２の温度より高くすることで、ウェーハ１１外周部における過剰エッチングを抑制することができ、ウェーハ１１を効率的に高い平坦度にすることができる。【００１３】
請求項３請求項１に係る発明であって、更に図１に示すように、複数のエッチング液供給ノズル３１，３２が、ウェーハ１１の上面中央部に第１エッチング液２１を供給する第１供給ノズル３１と、ウェーハ１１の上面外周部に第２エッチング液２２を供給する第２供給ノズル３２とを有し、第１供給ノズル３１からウェーハ１１の上面中央部に供給される第１エッチング液２１を、第２供給ノズル３２からウェーハ１１の上面外周部に供給される第２エッチング液２２よりエッチングレートの高い種類のエッチング液を用いることを特徴とする。【００１４】
この請求項３に記載されたウェーハの枚葉式エッチング方法では、第１供給ノズル３１からウェーハ１１の上面中央部に供給される第１エッチング液２１として、第２供給ノズル３２からウェーハ１１の上面外周部に供給される第２エッチング液２２よりエッチングレートの高い種類のエッチング液を用いたので、第１エッチング液によるウェーハのエッチング速度が第２エッチング液によるウェーハのエッチング速度より速くなる。一般的に枚葉式エッチング方法においては、反応による発熱と、遠心力によるウェーハ外周方向への液移動に起因して、外周部に過剰エッチングを生じ易いけれども、本発明の枚葉式エッチング方法では、第１供給ノズル３１からウェーハ１１の上面中央部に供給する第１エッチング液２１を、第２供給ノズル３２からウェーハ１１の上面外周部に供給される第２エッチング液２２よりエッチングレートの高い種類のエッチング液を用いることで、ウェーハ１１外周部における過剰エッチングを抑制することができ、ウェーハ１１を効率的に高い平坦度にすることができる。【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１に示すように、複数のエッチング液供給ノズル３１，３２が、ウェーハ１１の上面中央部に第１エッチング液２１を供給する第１供給ノズル３１と、ウェーハ１１の上面外周部に第２エッチング液２２を供給する第２供給ノズル３２とを有し、第１供給ノズル３１からウェーハ１１の上面中央部に供給される第１エッチング液２１の供給流量を、第２供給ノズル３２からウェーハ１１の上面外周部に供給される第２エッチング液２２の供給流量より多くすることを特徴とする。【００１６】
この請求項４に記載されたウェーハの枚葉式エッチング方法では、第１供給ノズル３１からウェーハ１１の上面中央部に供給される第１エッチング液２１の供給流量を、第２供給ノズル３２からウェーハ１１の上面外周部に供給される第２エッチング液２２の供給流量より多くしたので、第１エッチング液によるウェーハのエッチング速度が第２エッチング液によるウェーハのエッチング速度より速くなる。一般的に枚葉式エッチング方法においては、反応による発熱と、遠心力によるウェーハ外周方向への液移動に起因して、外周部に過剰エッチングを生じ易いけれども、本発明の枚葉式エッチング方法では、第１供給ノズル３１からウェーハ１１の上面中央部に供給する第１エッチング液２１の供給流量を、第２供給ノズル３２からウェーハ１１の上面外周部に供給される第２エッチング液２２の供給流量より多くすることで、ウェーハ１１外周部における過剰エッチングを抑制することができ、ウェーハ１１を効率的に高い平坦度にすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上述べたように、本発明によれば、ウェーハ上面のうちウェーハの半径方向に異なる位置に複数のエッチング液供給ノズルをそれぞれ対向して設け、これらのエッチング液供給ノズルからのエッチング液の温度、種類及び供給流量からなる群より選ばれた１種又は２種以上を変えるので、複数のエッチング液供給ノズルからウェーハの各部位に、温度、種類又は供給流量を調整した最適なエッチング液をそれぞれ供給することができる。この結果、ウェーハ面内のエッチング量の分布制御の自由度を高めることができ、ウェーハを効率的に高い平坦度にすることができ、次工程の研磨への投入を容易に行うことができる。【００１８】
また第１供給ノズルからウェーハの上面中央部に供給される第１エッチング液の温度を、第２供給ノズルからウェーハの上面外周部に供給される第２エッチング液の温度より高くすれば、第１エッチング液によるウェーハのエッチング速度が第２エッチング液によるウェーハのエッチング速度より速くなるので、ウェーハ外周部における過剰エッチングを補償し、ウェーハを効率的に高い平坦度にすることができる。【００１９】
また第１供給ノズルからウェーハの上面中央部に供給される第１エッチング液を、第２供給ノズルからウェーハの上面外周部に供給される第２エッチング液よりエッチングレートの高い種類のエッチング液を用いれば、第１エッチング液によるウェーハのエッチング速度が第２エッチング液によるウェーハのエッチング速度より速くなるので、ウェーハ外周部における過剰エッチングを補償し、ウェーハを効率的に高い平坦度にすることができる。【００２０】
更に第１供給ノズルからウェーハの上面中央部に供給される第１エッチング液の供給流量を、第２供給ノズルからウェーハの上面外周部に供給される第２エッチング液の供給流量より多くすれば、第１エッチング液によるウェーハのエッチング速度が第２エッチング液によるウェーハのエッチング速度より速くなるので、ウェーハ外周部における過剰エッチングを補償し、ウェーハを効率的に高い平坦度にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は本発明実施形態のウェーハの枚葉式エッチング方法を示す要部縦断面構成図である。
【図２】図２は第１及び第２供給ノズルとウェーハとの関係を示す平面図である。
【図３】図３は実施例１におけるウェーハの厚さのばらつきを示す図である。
【図４】図４は実施例２におけるウェーハの厚さのばらつきを示す図である。
【図５】図５は実施例３におけるウェーハの厚さのばらつきを示す図である。
【図６】図６は実施例４におけるウェーハの厚さのばらつきを示す図である。
【図７】図７は実施例５におけるウェーハの厚さのばらつきを示す図である。
【図８】図８は実施例６におけるウェーハの厚さのばらつきを示す図である。
【図９】図９は実施例７におけるウェーハの厚さのばらつきを示す図である。
【図１０】図１０は比較例１におけるウェーハの厚さのばらつきを示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。【００２３】
図１に示すように、シリコンウェーハ１１の枚葉式エッチング装置１０は、チャンバに収容され単一の薄円板状のシリコンウェーハ１１を載せて水平に保持するウェーハチャック１２を備える。このチャック１２は、直径がウェーハ１１の直径より大きく形成された円柱状のベース部材１３と、このベース部材１３の中央に鉛直方向に延びて形成された通孔１３ａに軸部１６ａが挿通された保持軸１６とを有する。保持軸１６は、上記軸部１６ａと、軸部１６ａの上面にこの軸部１６ａと一体的に形成された大径のウェーハ受け部１６ｂと、保持軸１６の中心にこの保持軸１６の下面から上部まで鉛直方向に延びて形成された透穴１６ｃと、一端が透穴１６ｃの上端に連通接続され透穴１６ｃを中心としてウェーハ受け部１６ｂの半径方向外側に放射状に延び他端が閉止された複数の連通穴１６ｄと、ウェーハ受け部１６ｂの上面に同心状に形成された複数のリング溝１６ｅと、連通穴１６ｄとリング溝１６ｅとを連通接続する複数の小孔１６ｆとからなる。上記透穴１６ｃの下端は真空ポンプ（図示せず）に連通接続される。ウェーハ受け部１６ｂの上面にはこのウェーハ受け部１６ｂと同心状にウェーハ１１が載せられる。そして、真空ポンプが駆動されて透穴１６ｃ内が負圧になると、この透穴１６ｃ内の負圧によりウェーハ１１下面がウェーハ受け部１６ｂに吸着されてウェーハ１１が水平に保持されるようになっている。また、この枚葉式エッチング装置１０には、ウェーハ１１をその鉛直中心線を中心に水平面内で回転させる回転手段１７が設けられる。この回転手段１７は、上記保持軸１６と、この保持軸１６を回転させる駆動モータ（図示せず）とを有する。駆動モータにより保持軸１６を回転させることにより、保持軸１６にて保持されたウェーハ１１がベース部材１３及び保持軸１６とともに回転するように構成される。なお、駆動モータにより保持軸を回転させたとき、ウェーハが保持軸とともに回転し、ベース部材が回転せずに固定されるように構成してもよい。【００２４】
また、図１及び図２に示すように、ウェーハ１１上面のうちウェーハ１１の半径方向に異なる位置に複数の供給ノズル３１，３２がそれぞれ対向して設けられる。この実施の形態では、複数の供給ノズル３１，３２は、ウェーハ１１の上面中央部に第１エッチング液２１を供給する第１供給ノズル３１と、ウェーハ１１の上面外周部に第２エッチング液２２を供給する第２供給ノズル３２からなり、これらの供給ノズル３１，３２は、別々に設けられた第１及び第２ノズル移動手段４１，４２によりそれぞれ別々に独立して移動可能に構成される。第１供給ノズル３１を移動させる第１ノズル移動手段４１は、第１供給ノズル３１を軸方向に直動させる回転モータ４１ａと、この回転モータ４１ａの回転軸４１ｂと同軸上に接続されたボールねじ４１ｃと、第１供給ノズル３１を保持するとともに上記ボールねじ４１ｃに螺合する雌ねじが形成された雌ねじ部材４１ｄとを有する。上記回転モータ４１ａの回転軸４１ｂを回転させてボールねじ４１ｃを回転させることにより、雌ねじ部材４１ｄとともに第１供給ノズル３１がその軸方向に直動するように構成される。また第１供給ノズル３１は、図２に詳しく示すように、第１ノズル移動手段４１により、第１吐出口３１ａがウェーハ１１の上面に対向しない第１退避位置（図２の二点鎖線で示す位置）と、第１吐出口３１ａがウェーハ１の上面中央部に対向する第１液供給位置（図２に実線で示す位置）との間を往復動するように構成される。一方、第２供給ノズル３２を移動させる第２ノズル移動手段４２は、第２供給ノズル３２の基端に設けられ、第２供給ノズル３２を基端を中心として先端を揺動させるステッピングモータ４２ａを有する。また第２供給ノズル３２は、図２に詳しく示すように、第２ノズル移動手段４２により、第２吐出口３２ａがウェーハ１１の上面に対向しない第２退避位置（図２の二点鎖線で示す位置）と、第２吐出口３２ａがウェーハ１１の上面外周部に対向する第２液供給位置（図２に実線で示す位置）との間を揺動するように構成される。なお、第２吐出口３２ａが第２液供給位置に位置するウェーハ１１の上面外周部とは、ウェーハ１１の外径をＤとするとき、ウェーハ１１の中心からウェーハ１１のエッジ部に向かって（０．８〜１．０）Ｄ／２の範囲の所定の距離である。【００２５】
図１に戻って、第１供給ノズル３１には、第１吐出口３１ａからウェーハ１１の上面中央部に第１エッチング液２１を噴射させる第１エッチング液供給手段５１が接続され、第２供給ノズル３２には、第２吐出口３２ａからウェーハ１１の上面中央部に第２エッチング液２２を噴射させる第２エッチング液供給手段５２が接続される。第１エッチング液供給手段５１は、第１エッチング液２１を貯留する第１タンク５１ａと、第１タンク５１ａと第１供給ノズル３１の基端とを連通接続する第１管路５１ｂと、第１管路５１ｂに設けられ第１タンク５１ａ内の第１エッチング液２１を第１供給ノズル３１に供給する第１ポンプ５１ｃと、第１管路５１ｂに設けられ第１供給ノズル３１への第１エッチング２１の供給流量を調整する第１流量調整弁５１ｄとを有する。上記第１タンク５１ａには、このタンク５１ａ内の第１エッチング液２１の温度を調整可能な第１温度調節機（図示せず）が設けられる。なお、図１の符号５１ｅは第１ポンプ５１ｃにより供給された第１エッチング液２１のうち余分の第１エッチング液２１を第１タンク５１ａに戻す第１戻し管である。一方、第２エッチング液供給手段５２は、第２エッチング液２１を貯留する第２タンク５２ａと、第２タンク５２ａと第２供給ノズル３２の基端とを連通接続する第２管路５２ｂと、第２管路５２ｂに設けられ第２タンク５２ａ内の第２エッチング液２２を第２供給ノズル３２に供給する第２ポンプ５２ｃと、第２管路５２ｂに設けられ第２供給ノズル３２への第２エッチング２２の供給流量を調整する第２流量調整弁５２ｄとを有する。なお、図１中の符号５２ｅは第２ポンプ５２ａにより供給された第２エッチング液２２のうち余分の第２エッチング液２２を第２タンク５２ａに戻す第２戻し管である。【００２６】
上記第１及び第２エッチング液２１，２２の温度、種類及び供給流量からなる群より選ばれた１種又は２種以上は変えられるように構成される。第１及び第２エッチング液２１，２２の温度を変える場合には、第１エッチング液２１は第１温度調節機により好ましくは１５〜４０℃、更に好ましくは１５〜３０℃の範囲の所定の温度に調整され、第２エッチング液２２は上記第１エッチング液２１より低い温度に第２温度調節機により好ましくは０〜３０℃、更に好ましくは５〜２０℃の範囲の所定の温度に調整される。ここで、第１エッチング液２１の温度を１５〜４０℃の範囲に限定したのは、１５℃未満ではウェーハ面内の主たる部分のエッチング速度が低下し生産性が低下してしまい、４０℃を越えるとエッチング液の粘性が低下しウェーハの平坦度の維持が困難になるからである。第２エッチング液２２の温度を０〜３０℃の範囲に限定したのは、０℃未満ではエッチング液が凝固してしまい、３０℃を越えると第１エッチング液とのエッチング速度差が小さくなり十分な効果が得られないからである。【００２７】
また第１及び第２エッチング液２１，２２の種類を変える場合、第１エッチング液２１として３０℃におけるエッチングレートが好ましくは０．２〜３μｍ／秒、更に好ましくは０．３〜１μｍ／秒のエッチング液を用い、第２エッチング液２２として第１エッチング液よりエッチングレートが低く３０℃におけるエッチングレートが好ましくは０．０１〜１μｍ／秒、更に好ましくは０．０１〜０．３μｍ／秒のエッチング液を用いる。ここで、第１エッチング液２１のエッチングレートを０．２〜３μｍ／秒の範囲に限定したのは、０．２μｍ／秒未満では生産性が低下してしまい、３μｍ／秒を越えるとウェーハの形状制御が困難になるからである。第２エッチング液２２のエッチングレートを０．０１〜１μｍ／秒の範囲に限定したのは、０．０１μｍ／秒未満では事実上エッチングが進行せずウェーハの形状制御を行えず、１μｍ／秒を越えると第１エッチング液とのエッチングレート差が小さくなり十分な効果が得られないからである。上記第１エッチング液２１としては、例えば酸水溶液を混合した後にフッ酸（ＨＦ）：硝酸（ＨＮＯ３）：リン酸（Ｈ３ＰＯ４）：水（Ｈ２Ｏ）の重量比（重量％）が、（５〜２０）：（５〜４０）：（３０〜４０）：残部（残余）となるようなエッチング液が挙げられ、第２エッチング液２２としては、例えば酸水溶液を混合した後にフッ酸（ＨＦ）：硝酸（ＨＮＯ３）：リン酸（Ｈ３ＰＯ４）：水（Ｈ２Ｏ）の重量比（重量％）が、（０．５〜１０）：（２０〜５０）：（３０〜４０）：残部（残余）となるようなエッチング液が挙げられる。【００２８】
また第１及び第２エッチング液２１，２２の供給流量を変える場合、第１エッチング液２１の供給流量は好ましくは１〜１０リットル／分、更に好ましくは２〜５リットル／分に設定され、第２エッチング液２２の供給流量は第１エッチング液の供給流量より少ない供給流量であって好ましくは０．１〜５リットル／分、更に好ましくは０．５〜３リットル／分に設定される。ここで、第１エッチング液２１の供給流量を１〜１０リットル／分の範囲に限定したのは、１リットル／分未満ではエッチングが進行せず、１０リットル／分を越えると設備が大型化し設備費用に対する効果が低下してしまうからである。第２エッチング液２２の供給流量を０．１〜５リットル／分の範囲に限定したのは、０．１リットル／分未満では第２エッチング液２２の効果がなくなってしまい、５リットル／分を越えると液干渉が激しくなり液状態が安定しないからである。【００２９】
更に、枚葉式エッチング装置１０は、ウェーハ１１表面のレーザ反射を利用したレーザ反射方式を用いて、ウェーハ１１表面の凹凸を検出する検出手段３９を有する。この検出手段３９の検出出力は制御手段３５の制御入力に接続され、制御手段３５の制御出力は回転手段１７の駆動モータ（図示せず）と、第１エッチング液供給手段５１の第１ポンプ５１ｃ及び第１流量調整弁５１ｄと、第２エッチング液供給手段５２の第２ポンプ５２ｃ及び第２流量調整弁５２ｄと、第１ノズル移動手段４１の回転モータ４１ａと、第２ノズル移動手段４２のステッピングモータ４２ａとに接続される。制御手段３５は、検出手段３９の検出出力に基づき、回転手段１７の駆動モータの回転速度を制御してウェーハ１１の回転速度を設定し、第１エッチング液供給手段５１の第１ポンプ５１ｃ及び第１流量調整弁５１ｄと第２エッチング液供給手段５２の第２ポンプ５２ｃ及び第２流量調整弁５２ｄを制御して第１及び第２供給ノズル３１，３２からのエッチング液の供給状態を規定するとともに、第１ノズル移動手段４１の回転モータ４１ａと第２ノズル移動手段４２のステッピングモータ４２ａを制御して第１及び第２供給ノズル３１，３２の状態及び位置を設定するように構成される。具体的には、制御手段３５は、ＣＰＵ等の演算部３６と、複数のメモリ３７，３８・・とを有する。複数のメモリ３７，３８・・には、少なくとも処理前のウェーハ１１の表面形状と、第１及び第２供給ノズル３１，３２の位置と、第１及び第２供給ノズル３１，３２からのエッチング液の噴出量と、処理中のウェーハ１１の表面のエッチング状態と、処理後に基準となるウェーハ１１の形状とがそれぞれ記憶される。演算部３６は、メモリ３７，３８・・に記憶されたウェーハ表面形状やノズル位置等を演算して、ノズル３１，３２の移動及びエッチング液の噴射状態を演算するように構成される。またメモリ３７，３８・・には、検出手段３９により検出された処理前のウェーハ１１の表面形状のデータが保管される。なお、メモリ３７，３８・・には、処理するウェーハ１１毎に検出手段３９によりその表面形状を検出してそのデータを保管してもよく、若しくは所定数のウェーハ１１毎に代表して検出手段３９により検出してそのデータを保管してもよく、又はインゴット毎に所定のウェーハ１１の形状を代表して検出手段３９により検出してそのデータを保管してもよく、或いはウェーハ１１の品種ごとに定められたデータを使ってもよい。また検出手段３９は枚葉式エッチング装置１０内に設置せず、独立装置としてウェーハ表面形状を測定するようにしてもよい。【００３０】
このように構成された枚葉式エッチング装置１０を用いてウェーハ１１をエッチングする方法を説明する。【００３１】
先ずチャック１２上にウェーハ１１を載せた状態で、保持具１６の透穴１６ｃの下端に連通接続された真空ポンプを作動させて透穴１６ｃ、連通穴１６ｄ、小孔１６ｆ及びリング溝１６ｅを負圧にし、この負圧によりウェーハ１１を水平に保持する。この状態で回転手段の駆動モータを作動させて保持具１６及びベース部材１３とともにウェーハ１１を水平面内で回転させる。ここで、保持軸２１のみを回転させ、ベース部材１９を回転させずに固定してもよい。次に、第１ノズル移動手段４１の回転モータ４１ａと第２ノズル移動手段４２のステッピングモータ４２ａとをそれぞれ駆動させ、第１供給ノズル３１をこの吐出口３１ａがウェーハの上面中央部に対向する位置に移動させるとともに、第２供給ノズル３２をこの吐出口３２ａがウェーハの上面外周部に対向する位置に回転させた後に、第１及び第２ポンプ５１ｃ，５２ｃを駆動するとともに第１及び第２流量調整弁５１ｄ，５２ｄをそれぞれオンして第１及び第２供給ノズル３１，３２の第１及び第２吐出口３１ａ，３２ａから第１及び第２エッチング液２１，２２をそれぞれウェーハ１１の上面中央部及び上面外周部にそれぞれ供給する。ウェーハ１１の上面中央部に供給された第１エッチング液２１は、ウェーハ１１の水平面内での回転に伴って生じた遠心力により、ウェーハ１１上面中央部からウェーハ１１のエッジ部に向ってウェーハ１１上面の加工変質層をエッチングしながら徐々に移動する。またウェーハ１１の上面外周部に供給された第２エッチング液２２は、ウェーハ１１の水平面内での回転に伴って生じた遠心力により、ウェーハ１１上面外周部からウェーハ１１のエッジ部に向ってウェーハ１１上面の加工変質層をエッチングしながら徐々に移動する。そしてウェーハ１１上の第１及び第２エッチング液２１，２２の大部分は上記ウェーハ１１の回転に伴う遠心力により液滴となってウェーハ１１外方へ飛散し、チャンバ外に排出される。【００３２】
ここで、第１供給ノズルからウェーハの上面中央部に供給される第１エッチング液の温度を、第２供給ノズルからウェーハの上面外周部に供給される第２エッチング液の温度より高くすれば、第１エッチング液によるウェーハのエッチング速度が第２エッチング液によるウェーハのエッチング速度より速くなるので、ウェーハ１１外周部における過剰エッチングを補償し、ウェーハ１１を効率的に高い平坦度にすることができる。また第１供給ノズルからウェーハの上面中央部に供給される第１エッチング液を、第２供給ノズルからウェーハの上面外周部に供給される第２エッチング液よりエッチングレートの高い種類のエッチング液を用いれば、第１エッチング液によるウェーハのエッチング速度が第２エッチング液によるウェーハのエッチング速度より速くなるので、ウェーハ１１外周部における過剰エッチングを補償し、ウェーハ１１を効率的に高い平坦度にすることができる。更に第１供給ノズルからウェーハの上面中央部に供給される第１エッチング液の供給流量を、第２供給ノズルからウェーハの上面外周部に供給される第２エッチング液の供給流量より多くすれば、第１エッチング液によるウェーハのエッチング速度が第２エッチング液によるウェーハのエッチング速度より速くなるので、ウェーハ１１外周部における過剰エッチングを補償し、ウェーハ１１を効率的に高い平坦度にすることができる。【００３３】
なお、上述した実施の形態では、単一供給ノズルを用いたエッチング処理する際に問題となるウェーハ１１外周部における過剰エッチングを補償する場合について説明したが、何らこれに限定されるものではない。スライス処理後のウェーハ、或いはスライス処理後にラッピング等の機械的な平坦化処理が施されたウェーハの表面形状は、ウェーハの径方向に均一ではなく、厚みばらつきやうねりなどを生じているため、これを補償するようにエッチング処理すればよい。即ち、エッチング処理前のウェーハ１１の表面形状を測定しておき、エッチング処理後の目的とするウェーハ１１の表面形状との差を補償するように、ウェーハ表面形状に応じて各エッチング液供給ノズルから供給されるエッチング液の温度、種類及び供給流量からなる群より選ばれた１種又は２種以上を調整することにより、ウェーハ１１を効率的に高い平坦度にすることができる。また、上述した実施の形態では、供給ノズルの数が２つの場合を説明したが、供給ノズルは３つであってもよく、４つ以上であってもよい。
【実施例】
【００３４】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。【００３５】
＜実施例１＞
図１及び図２に示すように、先ずシリコン単結晶インゴットをスライスして得られたウェーハを、面取り、機械研磨（ラッピング）し、表裏面が平坦化処理された直径３００ｍｍのシリコンウェーハ１１を用意した。また重量濃度５０％のフッ酸水溶液と重量濃度７０％の硝酸水溶液と重量濃度８５％のリン酸水溶液とを体積比で４：７．４：６の割合で混合するとともに、温度を３０℃に保った第１エッチング液２１を第１タンク５１ａに貯留した。一方、重量濃度５０％のフッ酸水溶液と重量濃度７０％の硝酸水溶液と重量濃度８０％のリン酸水溶液とを体積比で４：７．４：６の割合で混合するとともに、温度を２０℃に保った第２エッチング液２２を第２タンク５２ａに貯留した。この状態で、チャック１２に表面が上面となるようにそのウェーハ１１を載置した。次にこのウェーハ１１を水平回転させた後に、第１供給ノズル３１をその第１吐出口３１ａがウェーハ１１の上面中央部、即ちウェーハ１１の中心を基準（０ｍｍ）として−５０ｍｍ〜＋５０ｍｍの区間を４０ｍｍ／秒の速度で往復するように移動させ、第２供給ノズル３２をその第２吐出口３２ａがウェーハ１１の上面外周部、即ちウェーハ１１の外周縁を基準（０ｍｍ）として３０ｍｍ〜０ｍｍの区間を４０ｍｍ／秒の速度で往復道するように移動させた。この状態で第１供給ノズル３１から第１エッチング液２１をウェーハ１１の上面中央部に流量４リットル／分で供給するとともに、第２供給ノズル３２から第２エッチング液２２をウェーハ１１の上面外周部に流量４リットル／分で供給して、ウェーハ１１の水平回転により生じた遠心力により、第１エッチング液２１をウェーハ上面中央部からウェーハ上面エッジ部まで行き渡らせ、第２エッチング液２２をウェーハ上面外周部からウェーハ上面エッジ部まで行き渡らせることで、ウェーハ１１の平坦化処理により生じた加工変質層をエッチングした。このエッチングしたウェーハを実施例１とした。【００３６】
＜実施例２＞
第２エッチング液として、重量濃度５０％のフッ酸水溶液と重量濃度７０％の硝酸水溶液と重量濃度８５％のリン酸水溶液とを体積比で３：８：６の割合で混合し、温度を３０℃に保ったエッチング液を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてウェーハをエッチングした。このエッチングしたウェーハを実施例２とした。【００３７】
＜実施例３＞
第２供給ノズルから第２エッチング液をウェーハの上面外周部に流量３リットル／分で供給したこと以外は、実施例１と同様にしてウェーハをエッチングした。このエッチングしたウェーハを実施例３とした。【００３８】
＜実施例４＞
第２エッチング液として、重量濃度５０％のフッ酸水溶液と重量濃度７０％の硝酸水溶液と重量濃度８５％のリン酸水溶液とを体積比で３：８：６の割合で混合したエッチング液を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてウェーハをエッチングした。このエッチングしたウェーハを実施例４とした。【００３９】
＜実施例５＞
第２エッチング液として、重量濃度５０％のフッ酸水溶液と重量濃度７０％の硝酸水溶液と重量濃度８５％のリン酸水溶液とを体積比で３：８：６の割合で混合し、温度を３０℃に保ったエッチング液を用い、第２供給ノズルから第２エッチング液をウェーハの上面外周部に流量３リットル／分で供給したこと以外は、実施例１と同様にしてウェーハをエッチングした。このエッチングしたウェーハを実施例５とした。【００４０】
＜実施例６＞
第２エッチング液の温度を３０℃に保ち、第２供給ノズルから第２エッチング液をウェーハの上面外周部に流量３リットル／分で供給したこと以外は、実施例１と同様にしてウェーハをエッチングした。このエッチングしたウェーハを実施例６とした。【００４１】
＜実施例７＞
第２エッチング液として、重量濃度５０％のフッ酸水溶液と重量濃度７０％の硝酸水溶液と重量濃度８５％のリン酸水溶液とを体積比で３：８：６の割合で混合したエッチング液を用い、第２供給ノズルから第２エッチング液をウェーハの上面外周部に流量３リットル／分で供給したこと以外は、実施例１と同様にしてウェーハをエッチングした。このエッチングしたウェーハを実施例７とした。【００４２】
＜比較例１＞
第２エッチング液の温度を３０℃に保ったこと以外は、実施例１と同様にしてウェーハをエッチングした。このエッチングしたウェーハを比較例１とした。【００４３】
上記実施例１〜７及び比較例１の第１及び第２エッチング液の温度（℃）、種類（フッ酸（ＨＦ）水溶液の混合割合）（重量％）及び流量（リットル／分）を、第２エッチング液の第１エッチング液との相違点とともに表１に示す。【００４４】
【表１】
2007088755.tif 000003
【００４５】
＜比較試験及び評価＞
実施例１〜７及び比較例１の枚葉式エッチングを施したシリコンウェーハの厚さを平坦度測定装置（土井精密ラップ社製のWafercom）により測定した。実施例１〜７における測定結果を図３〜９にそれぞれ示し、比較例１における測定結果を図１０に示す。この図３〜図１０から明らかなように、第１及び第２供給ノズルから第１及び第２エッチング液をそれぞれ供給してエッチングしたウェーハ１１の表面を示す実施例１〜７（図３〜図９）は、単一の供給ノズルからエッチング液を供給してエッチングしたウェーハの表面を示す比較例１（図１０）と比較して、平坦であることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、ウェーハを水平に保持した状態で回転させながら、その上面にエッチング液を供給して遠心力によりウェーハの上面を１枚ずつエッチングするウェーハの枚葉式エッチング方法に適用できる。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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