(57)【要約】【課題】エッチング取り代に応じた化学補給量でエッチング能力を劣化させずにシリコンウェーハのエッチングを継続して行うことができる。【解決手段】フッ酸、硝酸、リン酸及び純水からなり、所定の式を満たすエッチング液を用いてウェーハをエッチングした後に、枚葉式エッチングにより消費されたエッチング液を回収し、この回収した消費エッチング液に対して硝酸を下記の式（６）で示される重量ｚ、リン酸を下記の式（７）で示される重量ｍ、フッ酸を下記の式（８）で示される重量ｎだけそれぞれ補給する。ｚ＝（Ａｘ／Ｂ）＋ｙ…（６）、ｍ＝（Ｄｘ／Ｂ）＋［（Ｄ−Ｃ）ｙ／Ａ］…（７）、ｎ＝Ｄｘ／Ｂ…（８）  但し、式（６）〜式（８）において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはエッチング前のエッチング液に含まれる硝酸、純水、リン酸、フッ酸の重量、ｘはエッチングにより生成される水の重量、ｙはエッチングにより消費される硝酸の重量である。【選択図】図１
2007305894.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(31)をウェーハチャック(32)に載せて水平に保持した状態で回転させながら、前記ウェーハ(31)の上面にエッチング液(34)を供給して前記ウェーハ(31)を水平回転させることにより生じた遠心力により前記ウェーハ(31)の全ての上面をエッチングする枚葉式エッチング方法に使用する前記エッチング液がフッ酸、硝酸、リン酸及び純水からなるエッチング液であって、
パラメータα、β及びεを下記の式（１）〜式（３）でそれぞれ表すとき、下記の式（４）及び式（５）を満たすエッチング液を用いて前記ウェーハをエッチングした後に、前記枚葉式エッチングにより消費されたエッチング液を回収し、この回収した消費エッチング液に対して硝酸を下記の式（６）で示される重量ｚ、リン酸を下記の式（７）で示される重量ｍ、フッ酸を下記の式（８）で示される重量ｎだけそれぞれ補給することを特徴とするウェーハの枚葉式エッチングにおけるエッチング液の補給方法。
【数１】
2007305894.tif 000005
但し、式（１）〜式（３）において、［ＨＦ］wtはエッチング液中のフッ酸の重量、［ＨＮＯ3］wtはエッチング液中の硝酸の重量、［Ｈ3ＰＯ4］wtはエッチング液中のリン酸の重量、［Ｈ2Ｏ］wtはエッチング液中の純水の重量である。
【数２】
2007305894.tif 000006
但し、式（６）〜式（８）において、Ａはエッチング前のエッチング液に含まれる硝酸の重量、Ｂはエッチング前のエッチング液に含まれる純水の重量、Ｃはエッチング前のエッチング液に含まれるリン酸の重量、Ｄはエッチング前のエッチング液に含まれるフッ酸の重量、ｘはエッチングにより生成される水の重量、ｙはエッチングにより消費される硝酸の重量である。
【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におけるエッチング液の補給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。エッチング処理としては、浸漬式エッチングや枚葉式エッチングが行われている。
上記エッチング処理の中で、枚葉式エッチング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。枚葉式エッチングは、平坦化した単一のウェーハを水平回転（スピン）させ、このウェーハの上面へエッチング液を滴下して、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。
【０００３】
枚葉式エッチングに使用されるエッチング液としては、エッチングレートが速く、しかも均一なエッチング特性を有するフッ酸、硝酸、硫酸及びリン酸を含む混酸エッチング液が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に示される混酸エッチング液を用いてウェーハの枚葉式エッチングを連続して行う場合には、先ず、ウェーハの枚葉式エッチングが行われた後、消費されたエッチング液をエッチング装置から回収する。次に、この回収した消費エッチング液を再び枚葉式エッチングのエッチング液として供給する際には、使用するエッチング液の組成割合を維持するため、シリコンエッチングによる化学反応で消費された酸成分を補充する必要がある。従来では、消費エッチング液に対してフッ酸のみを所定の割合で添加することでエッチング液のエッチングレート調整をした後に、再び枚葉式エッチングのエッチング液として供給していた。
【特許文献１】特開平１１−１３５４６４号公報（段落［０００５］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、回収した消費エッチング液に対してフッ酸のみしか添加しない補給方法では、初期のエッチング液に比較して再供給するエッチング液の組成変化が大きくなり、ウェーハ処理枚数が増加するに従ってエッチング後のウェーハ表面粗さも徐々に粗くなるなどの問題があった。また、上記特許文献１に示されるフッ酸、硝酸、硫酸及びリン酸を含む混酸エッチング液を用いた枚葉式エッチングではエッチング液のライフタイムが短く、エッチング液のコストも割高となっていた。また、上記特許文献１に示される混酸エッチング液を用いた場合では、エッチング液の成分に硫酸を用いているため、硫酸の水和反応による温度上昇や、混酸エッチング液の組成維持の点で取扱いが非常に難しい問題があった。更に、エッチング液のエッチングレートが変化してしまう場合、所望のエッチング取り代とするには処理時間等を任意に変更する必要があり、エッチング処理が煩雑となっていた。
【０００５】
本発明の目的は、エッチング取り代に応じた化学補給量でエッチング能力を劣化させずにシリコンウェーハのエッチングを継続して行うことができるウェーハの枚葉式エッチングにおけるエッチング液の補給方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、硫酸を含まない、フッ酸、硝酸及びリン酸の混酸エッチング液を使用して連続して枚葉式エッチングする際に、エッチング後に回収した消費エッチング液に対して、各補給量をエッチング取り代に応じた化学補給量となるように補給すれば、エッチング能力を劣化させずにシリコンウェーハのエッチングを継続して行うことができるとの知見を得、本発明に至った。
【０００７】
請求項１に係る発明は、図２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３１をウェーハチャック３２に載せて水平に保持した状態で回転させながら、ウェーハ３１の上面にエッチング液３４を供給してウェーハ３１を水平回転させることにより生じた遠心力によりウェーハ３１の全ての上面をエッチングする枚葉式エッチング方法に使用するエッチング液３４がフッ酸、硝酸、リン酸及び純水からなるエッチング液であって、パラメータα、β及びεを下記の式（１）〜式（３）でそれぞれ表すとき、下記の式（４）及び式（５）を満たすエッチング液を用いてウェーハをエッチングした後に、枚葉式エッチングにより消費されたエッチング液を回収し、この回収した消費エッチング液に対して硝酸を下記の式（６）で示される重量ｚ、リン酸を下記の式（７）で示される重量ｍ、フッ酸を下記の式（８）で示される重量ｎだけそれぞれ補給することを特徴とするウェーハの枚葉式エッチングにおけるエッチング液の補給方法である。
【０００８】
【数３】
2007305894.tif 000003
【０００９】
但し、式（１）〜式（３）において、［ＨＦ］wtはエッチング液中のフッ酸の重量、［ＨＮＯ3］wtはエッチング液中の硝酸の重量、［Ｈ3ＰＯ4］wtはエッチング液中のリン酸の重量、［Ｈ2Ｏ］wtはエッチング液中の純水の重量である。
【００１０】
【数４】
2007305894.tif 000004
【００１１】
但し、式（６）〜式（８）において、Ａはエッチング前のエッチング液に含まれる硝酸の重量、Ｂはエッチング前のエッチング液に含まれる純水の重量、Ｃはエッチング前のエッチング液に含まれるリン酸の重量、Ｄはエッチング前のエッチング液に含まれるフッ酸の重量、ｘはエッチングにより生成される水の重量、ｙはエッチングにより消費される硝酸の重量である。
【００１２】
請求項１に係る発明では、エッチング取り代に応じた化学補給量となる上記式（６）〜（８）に基づいた量だけ、硝酸、リン酸及びフッ酸をそれぞれエッチング後に回収した消費エッチング液に補給すれば、初期のエッチング液の組成比を維持したエッチング液が得られ、これによりエッチング能力を劣化させずにシリコンウェーハの枚葉式エッチングを継続して行うことができる。
【００１３】
混酸によるエッチング機構には、酸化反応とこれに続く還元反応がある。酸化反応は次の式（９）、又は式（１０）及び式（１１）に分類される。
【００１４】
２ＨＮＯ3 → Ｈ2Ｏ ＋ ２ＮＯ2↑ ＋ Ｏ                 ……（９）
３ＮＯ2 ＋ Ｈ2Ｏ → ２ＨＮＯ3 ＋ ＮＯ↑ ＋ ３Ｏ       ……（１０）
２ＨＮＯ3 → Ｈ2Ｏ ＋ ２ＮＯ↑ ＋ ３Ｏ                ……（１１）
ＳｉＯ2 ＋ ６ＨＦ → Ｈ2ＳｉＦ6 ＋ ２Ｈ2Ｏ            ……（１２）
式（９）は拡散律速型、式（１０）及び式（１１）は反応律速型（供給律速型）と呼ばれている。この酸化反応の後の式（１２）の還元反応により、酸化サイトが除去されて化学反応が完結する。従ってエッチング後のウェーハは、初期の酸化プロセスである式（９）、又は式（１０）及び式（１１）により反応特性が分かれる。
【００１５】
本発明のエッチング機構では、前述したように、式（９）〜式（１２）から混酸エッチング液中の水の量が酸化反応を制御する。またこれらの化学反応式に直接示されないリン酸は、エッチング作用に大きく寄与するフッ酸と硝酸のそれぞれの解離反応抑制因子として、化学平衡に関与する。具体的にはエッチング液中のリン酸濃度が水素イオンの濃度に対して質量作用の法則と電荷保存の法則により、エッチング液全体の反応速度を支配する要因になる。
【００１６】
本発明では、リン酸と水の２つの因子（パラメータ）を酸化反応における間接的な相対因子として、リン酸による抑制因子（α効果）、及び水による反応型遷移因子（β効果）と定義する。更にフッ酸による還元反応抑制因子（ε効果）を混酸エッチングの特性制御因子とする。このように定義することにより、混酸の組成は、Ｆ（α、β、ε）によって表現することができる。これらの因子（パラメータ）は前述した式（１）〜式（３）のα、β及びεに対応する。以下にそれぞれの因子の特徴について述べる。
【００１７】
（ａ）  エッチング液中のリン酸による抑制因子（α効果）
酸の解離反応を抑制するα効果は、化学反応の均一性と反応速度を制御する働きを有する。
【００１８】
（ｂ）  エッチング液中の水による反応型遷移因子（β効果）
βが大きくなると化学反応が拡散律速型の反応にシフトし、良好な平坦度が得やすくなっていく。一方、平坦度とは逆にβの増加に伴い、表面粗さが大きくなっていく。従って、β効果が高いほど平坦度に有利であるが、表面状態（表面粗さ）に対しては不利な作用となる。これについては、濱口の論文（濱口恒夫：「シリコンウェーハの化学エッチング」、精密機械、５１、１０１３（１９８５））に示しているように、エッチング液中の水の増加が、組成に依存した活性化エネルギに変化をもたらし、化学反応形態が変わることが原因の一つである。
【００１９】
（ｃ）エッチング液中のフッ酸による還元反応抑制因子（ε効果）
フッ酸による還元効果と、ε効果によってエッチング液中の化学反応を分離することが可能となる。εの値の低下に伴い、反応律速型から拡散律速型へ遷移し、平坦度が良好になる方向に変化する。
【００２０】
上記（ａ）〜（ｃ）の観点に基づき、枚葉式エッチングにおいて、各混酸組成液による平坦度変化を解析した結果、上記式（４）及び上記式（５）に示された範囲のα、β及びεが良好な結果をもたらすことが判明した。
【００２１】
具体的には、式（４）において、α≧βとしたのは、以下の解析によるものである。エッチング処理後の平坦度特性は、３つのパターンに分類することができる。第１にα＞βのときには、エッチング温度にほぼ依存せずに相対平坦度が低い値（良好）を示す。第２にα＝βのときには、エッチング温度の上昇につれ相対平坦度はエッチング温度に依存するが、上述のβ効果からやはり良好な平坦度が得られる。第３にα＜βのときには、エッチング温度の上昇につれ相対平坦度が増大（悪化）する。従って、様々なエッチング組成を平坦度に対して満足するための酸化反応の間接因子の条件は、α≧βである必要がある。また、式（４）において、α≦６０としたのは、この数値を上限とすることで比較的良好な表面状態を有することになるためである。更に、式（５）において、ε＜３０としたのは、化学反応形態がε＝３０前後で反応律速型から拡散律速型へ遷移し、ε＜３０で平坦度が良好になる方向に変化するためである。
【００２２】
また、枚葉式エッチングにより混酸中に溶け込むシリコン量は僅かであるためこれを無視すれば、枚葉式エッチングによりそれぞれ生成される水の重量ｘ及び消費される硝酸の重量ｙは、前述した反応式（９）〜式（１２）により求められ、これら求めたｘ及びｙを式（６）〜式（８）に代入することで、反応によって消費された化学種を補給するのに必要な重量が算出される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のウェーハの枚葉式エッチングにおけるエッチング液の補給方法は、硫酸を含まない、フッ酸、硝酸及びリン酸の混酸エッチング液を使用して連続して枚葉式エッチングする際に、エッチング後に回収した消費エッチング液に対して、各補給量をエッチング取り代に応じた化学補給量となるように補給すれば、初期のエッチング液の組成比を維持したエッチング液が得られ、これによりエッチング能力を劣化させずにシリコンウェーハのエッチングを継続して行うことができるという利点がある。
また本発明の補給方法を用いることで、枚葉式エッチング後のウェーハ表面粗さが処理枚数によらず均一になる。また、エッチング液のライフタイムを延長することができ、エッチング液のコストを削減できる。更にエッチング液組成の安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
図１に示すように、枚葉式エッチング装置にエッチング液を供給する供給装置１０は、エッチング液の原液であるフッ酸水溶液、硝酸水溶液及びリン酸水溶液を所定の割合で調合してエッチング液を調製する調合タンク１１と、エッチング液の原液であるフッ酸水溶液、硝酸水溶液及びリン酸水溶液を所定の割合で調合して補充液を調合する補充調合タンク１２と、調合タンク１１に供給ポンプ１３を介して切替弁１４の一方に接続された第１バッファタンク１６と、切替弁１４の他方に接続された第２バッファタンク１７と、補充調合タンク１２に供給ポンプ１８を介して接続された補充バッファタンク１９とを備える。調合タンク１１及び補充調合タンク１２には、タンク内に注入された各原液を均一に混合するための循環ポンプ１１ａ、１２ａがそれぞれ設けられる。また補充バッファタンク１９には供給ポンプ２１を介して第２バッファタンク１７が接続される。第１バッファタンク１６及び第２バッファタンク１７はそれぞれ独自に温度調節が可能な構成となっている。第１バッファタンク１６、第２バッファタンク１７、補充バッファタンク１９には、各タンク内のエッチング液、補充液の組成が不均一になるのを防ぐため、また温度ムラを防ぐため、循環ポンプ１６ａ、１７ａ、１９ａがそれぞれ設けられる。
【００２５】
図２に示すように、シリコンウェーハ３１の枚葉式エッチング装置３０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３１を載せて水平に保持するウェーハチャック３２と、ウェーハ３１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３３と、チャック３２により保持されたウェーハ３１の上面にエッチング液３４を供給するエッチング液供給手段３６と、チャック３２に載せられたウェーハ３１の上面に供給されそのウェーハ３１の回転により生じた遠心力によりウェーハ３１のエッジ部を伝わって流下するエッチング液３４をガスの噴射によりウェーハ３１の半径方向外側に吹き飛ばすガス噴射機構３７と、ウェーハ３１の回転に伴う遠心力により飛散したエッチング液３４及びガス噴射機構３７により吹き飛ばされたエッチング液３４をガスとともに吸引する液吸引機構３８とを備える。
【００２６】
またチャック３２は、直径がウェーハ３１の直径より大きく形成された円柱状のベース部材３９と、このベース部材３９の中央に鉛直方向に延びて形成された通孔３９ａに軸受４１を介して回転可能に挿通された保持軸４２と、保持軸４２の上端にその保持軸４２と同軸に設けられた円板状の吸着板４３とを有する。保持軸４２の中心には鉛直方向に延びる透孔４２ａが形成され、この透孔４２ａの下端は真空ポンプ（図示せず）に連通接続される。保持軸４２の上端にその保持軸４２と同軸に一体的に設けられた円板状の吸着板４３はその上面に保持軸４２の中心に形成された透孔４２ａに連通する吸着孔４３ａを有し、この吸着板４３の上面に保持軸４２と同心状にウェーハ３１が載せられるように構成される。そして、図示しない真空ポンプが駆動されて透孔４２ａ内が負圧になると、この透孔４２ａ内の負圧によりウェーハ３１下面が吸着板４３の上面に吸着されてウェーハ３１が水平に保持されるようになっている。
【００２７】
また回転手段３３は、上記保持軸４２を回転させることにより、この保持軸４２とともに吸着板４３をも回転させる駆動モータ（図示せず）を有する。駆動モータにより保持軸４２を回転させることにより、吸着板４３の上面に吸着されて保持されたウェーハ３１は保持軸４２及び吸着板４３とともに回転するように構成される。更にエッチング液供給手段３６は、ウェーハ３１の上方に設けられ先端にウェーハ３１上面を臨む吐出口３６ａが形成されたノズル３６ｂと、このノズル３６ｂの基端に接続されエッチング液３４をノズル３６ｂを通って吐出口３６ａに供給する供給ポンプ（図示せず）と、ノズル３６ｂを水平方向に移動させるノズル移動手段（図示せず）とを有する。
【００２８】
ガス噴射機構３７は、チャック３２の上面にこのチャック３２の円周方向に沿って設けられたリング状の噴射口３７ａと、チャック３２に設けられ上端が噴射口３７ａに連通するリング状の噴射溝３７ｂと、噴射溝３７ｂに連通するガス供給手段（図示せず）とを有する。上記噴射口３７ａはウェーハ３１のエッジ部近傍の下面を臨むように形成されるとともに、噴射口３７ａにはこの噴射口３７ａを狭める方向にリング状の庇３７ｃが突設される。また噴射溝３７ｂは下方に向うに従って直径が小さくなるように形成され、噴射溝３７ｂの下端はベース部材３９に形成されたガス供給孔３７ｄの上端に連通される。更にガス供給手段は窒素ガス又は空気等のガスを圧縮するコンプレッサ等により構成され、このガス供給孔３７ｄを通してリング状の噴射溝３７ｂに連通接続される。このガス供給手段により圧縮されたガスはガス供給孔３７ｄ及び噴射溝３７ｂを通って噴射口３７ａに供給される。
【００２９】
上記噴射溝３７ｂは、ベース部材３９の上面にベース部材３９と同心状に吸着板４３とテーパ部材４４とを取付けることにより形成される。このテーパ部材４４はベース部材３９等とともにチャック３２の構成部品である。吸着板４３の外周面は下方に向うに従って直径が小さくなるコーン状に形成され、テーパ部材４４の内周面は下方に向うに従って直径が小さくなるテーパ状に形成される。テーパ部材４４をベース部材３９に取付けた後に吸着板４３をベース部材３９に取付けることにより、吸着板４３の外周面とテーパ部材４４の内周面との間にリング状の隙間が形成され、このリング状の隙間が噴射溝３７ｂとなる。吸着板４３の外周面上縁に全周にわたりかつ外方に向って先細りの突起を設けることにより、噴射口３７ａを狭めるリング状の庇３７ｃが形成される。なお、テーパ部材４４の外周縁上部には、内周面が上方に向うに従ってチャック３２の半径方向外側に傾斜するリング状のガイド片４４ａが突設される。
【００３０】
一方、液吸引機構３８は、チャック３２及びウェーハ３１の外周面から所定の間隔をあけた外側に設けられた液受け具３８ａと、液受け具３８ａに連通された液吸引手段（図示せず）とを有する。液受け具３８ａはチャック３２及びウェーハ３１の外周面に向って開口し、この液受け具３８ａをチャック３２及びウェーハ３１の外周面の外側に複数配置することにより、チャック３２及びウェーハ３１のほぼ全周を囲むように構成される。これらの液受け具３８ａには吸引パイプ３８ｂの基端がそれぞれ連通接続される。また液吸引手段は真空ポンプ等により構成され、吸引パイプ３８ｂを通して液受け具３８ａにそれぞれ連通接続される。この液吸引手段により液受け具３８ａ内のエッチング液３４がガスとともに吸引パイプ３８ｂを通って吸引される。更に液受け具３８ａは、この液受け具３８ａの内面でエッチング液３４が跳ね返ってもこのエッチング液３４がウェーハ３１上面に達しない角度を有する内面形状に形成される。
【００３１】
このように構成されたエッチング液の供給装置１０、枚葉式エッチング装置３０を用いたウェーハの枚葉式エッチング方法並びにエッチング液を補給する方法を説明する。
先ず、図１に示すエッチング液の供給装置１０では、エッチング液の原液であるフッ酸水溶液、硝酸水溶液及びリン酸水溶液を上記式（４）及び式（５）を満たす割合となるようにそれぞれ秤量して調合タンク１１に注入し、循環ポンプ１１ａでタンク１１内を混合することによりエッチング液を調製する。次いで、切替弁１４を第１バッファタンク１６側に開いた状態で供給ポンプ１３を駆動させて、調合タンク１１内に貯留されたエッチング液を第１バッファタンク１６に送る。第１バッファタンク１６に送られたエッチング液は、循環ポンプ１６ａでタンク１６内を混合することにより液組成が均一に保たれる。またエッチング液は第１バッファタンク１６に備えられた温度調節機能により所定の温度にまで加温される。
【００３２】
一方、エッチング液の原液である硝酸を上記式（６）で示される重量ｚ、リン酸を上記式（７）で示される重量ｍ、フッ酸を上記式（８）で示される重量ｎとなるようにフッ酸水溶液、硝酸水溶液及びリン酸水溶液をそれぞれ秤量して補充調合タンク１２に注入し、循環ポンプ１２ａでタンク１２内を混合することにより補充液を調製する。続いて供給ポンプ１８を駆動させて、補充調合タンク１２内の補充液を補充バッファタンク１９に送る。補充バッファタンク１９に送られた補充液は、循環ポンプ１９ａでタンク１９内を混合することにより液組成が均一に保たれる。
【００３３】
先に調製した第１バッファタンク１６中のエッチング液は供給ポンプ２２を駆動することにより、図２に示す枚葉式エッチング装置３０のエッチング液供給手段３６へと送られる。
【００３４】
図２に示す枚葉式エッチング装置３０では、先ずチャック３２上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３１を載せた状態で、保持軸４２の透孔４２ａの下端に連通接続された真空ポンプを作動させて透孔４２ａを負圧にし、この透孔４２ａ内の負圧により吸着板４３の上面にウェーハ３１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軸４２とともに吸着板４３を回転させ、吸着板４３に載せられたウェーハ３１を水平面内で回転させる。次いでガス噴射機構３７のガス供給手段を作動させて窒素ガス又は空気からなる圧縮ガスをガス供給孔３７ｄ及び噴射溝３７ｂを通って噴射口３７ａから噴射させることにより、チャック３２上面とウェーハ３１下面との間の隙間、即ちテーパ部材４４の上面とウェーハ３１の下面との間の隙間に、ウェーハ３１の半径方向外側に向って流れるガス流が作られる。ここで、上記噴射口３７ａは庇３７ｃにより狭められているため、上記ガス流は高速になる。また、液吸引機構３８の吸引手段を作動させることにより吸引パイプ３８ｂ及び液受け具３８ａ内を負圧に保つ。
【００３５】
次にエッチング液供給手段３６の供給ポンプ及びノズル移動手段を作動させることにより、ノズル３６ｂを水平方向に移動させながら、吐出口３６ａからエッチング液供給装置１０より送られた上記式（４）及び式（５）を満たすエッチング液３４をウェーハ３１の上面に供給する。ウェーハ３１の上面中央部に供給されたエッチング液３４は、ウェーハ３１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３１上面中央部からウェーハ３１のエッジ部に向ってウェーハ３１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３１上のエッチングにより消費されたエッチング液３４の大部分は上記ウェーハ３１の回転に伴う遠心力により液滴となってウェーハ３１外方へ飛散する。また、エッチングにより消費されたエッチング液３４の一部は、ウェーハ３１のエッジ部からウェーハ裏面に回り込もうとするが、ガス噴射機構３７によるガス流によってウェーハ３１外方へ飛散する。この飛散したエッチング液３４は負圧に保たれた液受け具３８ａに入り、その負圧により吸引パイプ３８ｂを通って装置３０外に排出される。
【００３６】
液吸引機構３８により枚葉式エッチング装置３０から排出された消費エッチング液３４は、図１に示すように、第２バッファタンク１７により回収される。次に、この第２バッファタンク１７に回収された消費エッチング液に対し、供給ポンプ２１を駆動させて、先に行われた枚葉式エッチングによるエッチング取り代に応じた化学補給量となるように、補充バッファタンク１９内に貯留された補充液を所定の割合で第２バッファタンク１６に送り、消費エッチング液に硝酸を式（６）で示される重量ｚ、リン酸を式（７）で示される重量ｍ及びフッ酸を式（８）で示される重量ｎだけそれぞれ補給する。この補充液の補給により第２バッファタンク１７内のエッチング液が、式（４）及び式（５）を満たすエッチング液となり、エッチング処理の初期段階で使用したエッチング液の組成比を維持したエッチング液が得られる。第２バッファタンク１７では補給により式（４）及び式（５）を満たすエッチング液がこの第２バッファタンク１７に備えられた温度調節機能により所定の温度にまで加温され、供給ポンプ２３を駆動することにより、図２に示す枚葉式エッチング装置３０のエッチング液供給手段３６へと再供給される。
【００３７】
このように本発明の枚葉式エッチングにおけるエッチング液の補給方法は、硫酸を含まない、フッ酸、硝酸及びリン酸の混酸エッチング液を使用して連続して枚葉式エッチングする際に、エッチング後に回収した消費エッチング液に対して、各補給量をエッチング取り代に応じた化学補給量となるように補給すれば、初期のエッチング液の組成比を維持したエッチング液が得られ、これによりエッチング能力を劣化させずにシリコンウェーハのエッチングを継続して行うことができる。従って、枚葉式エッチング後のウェーハ表面粗さが処理枚数によらず均一になる。また、エッチング液のライフタイムを延長することができ、エッチング液のコストを削減できる。更にエッチング液組成の安定化を図ることができる。
【００３８】
なお、切替弁１４を第２バッファタンク１７側に開いた状態で供給ポンプ１３を駆動させて、調合タンク１１内に貯留されたエッチング液を回収した消費エッチング液が貯留された第２バッファタンク１７に送り、回収した消費エッチング液と混合して上記式（４）及び式（５）を満たすエッチング液となるように液組成を調製してもよい。また、この方法で上記式（４）及び式（５）を満たさない場合には、補充バッファタンク１９から更に補充液を供給して上記式（４）及び式（５）を満たすエッチング液となるように液組成を調製しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明実施形態の枚葉式エッチングにおけるエッチング液の供給装置を示す概略図である。
【図２】本発明実施形態のウェーハの枚葉式エッチング装置を示す要部縦断面構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
３１  シリコンウェーハ
３４  エッチング液
【図１】
2007305894.tif 000007
【図２】
2007305894.tif 000008