(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハの裏面に酸化膜を形成した後で、半導体ウェーハの鏡面側のエッジ部に回り込んで形成された酸化膜をエッチング液によって除去する酸化膜除去装置において、
前記半導体ウェーハの鏡面側よりエッチング液を吐出するエッチング液吐出手段と、
前記半導体ウェーハを回転させる回転手段と、
前記半導体ウェーハの裏面側よりシールガスをエッジ部に向けて吐出し、シールガスによる負圧によって半導体ウェーハの裏面側を支持するガス吐出手段と、
シールガスの吐出圧を制御することにより半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去幅を制御する制御手段と
を具えたことを特徴とする半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去装置。
【請求項２】
半導体ウェーハの裏面に酸化膜を形成した後で、半導体ウェーハの鏡面側のエッジ部に回り込んで形成された酸化膜をエッチング液によって除去する酸化膜除去装置において、
前記半導体ウェーハの鏡面側よりエッチング液を吐出するエッチング液吐出手段と、
前記半導体ウェーハを回転させる回転手段と、
前記半導体ウェーハの裏面側よりシールガスをエッジ部に向けて吐出するガス吐出手段と、
前記エッチング液の粘性を調整することにより半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去幅を制御する制御手段と
を具えたことを特徴とする半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去装置。
【請求項３】
半導体ウェーハの裏面に酸化膜を形成した後で、半導体ウェーハの鏡面側のエッジ部に回り込んで形成された酸化膜をエッチング液によって除去する酸化膜除去装置において、
前記半導体ウェーハの鏡面側よりエッチング液を吐出するエッチング液吐出手段と、
前記半導体ウェーハを回転させる回転手段と、
前記半導体ウェーハの裏面側よりシールガスをエッジ部に向けて吐出するガス吐出手段と、
前記エッチング液吐出手段、前記回転手段、前記ガス吐出手段のうち少なくとも一つを制御することにより半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去幅を制御する制御手段と、
前記半導体ウェーハのエッジ部を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像されたエッジ部の輝度を計測することによって、酸化膜除去幅の目標値と実際に除去された幅との偏差を演算し、この演算した偏差に応じてエッチング液の吐出量、粘性、前記回転手段の回転数、シールガスの吐出圧、加工時間のうちの少なくとも１つを再設定する演算部と
を具えたことを特徴とする半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜を目標とする除去幅に除去することができる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シリコン基板上にエピタキシャル層を成長させるために、シリコン基板として低抵抗のものが一般的に使用される。ここで高温プロセス中にシリコン基板からドーパントが外部に拡散することを防止するために、シリコンウェーハの裏面側にシリコン酸化膜を成長させることが一般的に行われる。
【０００３】
図１０（ａ）に示すようにシリコン酸化膜２３は、炉の中で気相成長によりシリコンウェーハ２０の鏡面２１側とは反対の裏面２２側に形成される。しかし気相成長中にシリコンウェーハ２０の鏡面２１側にもシリコン酸化膜２３が回り込んで成長し、シリコンウェーハ２０のエッジ部分２４に不要なシリコン酸化膜２３が形成されてしまう。
【０００４】
シリコンウェーハ２０のエッジ部分２４に形成されたシリコン酸化膜２３は、後工程で発塵源として働く。具体的にはエピタキシャル成長の工程でノジュールなどの不良を引き起こす原因になる。またシリコンウェーハ２０のエッジ部分２４に形成されたシリコン酸化膜２３を核として欠陥が成長するためシリコンウェーハ製造の歩留まりを下げる原因となる。
【０００５】
そこでシリコンウェーハ２０のエッジ部分２４に形成されたシリコン酸化膜２４については、これをつぎの工程（エッジレリーフ工程）で、エッチング処理などによって除去することが従来より行われている。
【０００６】
しかしシリコンウェーハ２０の裏面２２側のエッジ部分２４の除去幅については、これを精度よく管理する必要がある。除去幅が変動するとドーパントの外部拡散量が変動してシリコンウェーハ周縁部におけるエピタキシャル成長層の抵抗率がばらつく原因になるからである。
【０００７】
図１１、図１２に、エッジレリーフ工程で行われている従来のエッジレリーフ方法を示す。
【０００８】
図１１は、ミラー面取り方式と呼ばれるエッジレリーフ方法を示している。
【０００９】
同図１１（ａ）に示すようにチャック４１により支持されているシリコンウェーハ２０のエッジ部分２４に研磨ドラム４０を押し当て、研磨ドラム４０を回転中心軸４２を回転中心にして回転させる。これによりシリコンウェーハ２０のエッジ部分２４に形成されたシリコン酸化膜２３が除去される。
【００１０】
図１１（ｂ）はシリコン酸化膜２３を除去した様子を側面からみた図である。同図１１（ｂ）のＫに示すように研磨ドラム４０によって研磨しているためオーバーポリッシュによりシリコン酸化膜２３の端面２３ａはテーパ形状、つまり「だれた」形状になる。
【００１１】
図１１（ｃ）はシリコン酸化膜２３を除去した裏面２２側を示している。同図１１（ｃ）に示すように、シリコンウェーハ２０のエッジ端面２０ａと、シリコン酸化膜２３の端面２３ａ（膜界面）との距離である酸化膜除去幅δ（以下レリーフ幅δ）は、シリコンウェーハ２０の周方向で変動する。
【００１２】
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、テープ保護方式と呼ばれるエッジレリーフ方法の各工程を時系列的に示している。
【００１３】
同図１２（ａ）に示すように、シリコンウェーハ２０の裏面２２のうちエッチングによってシリコン酸化膜２３を除去したくない部分に保護テープ４３を貼付する。
【００１４】
つぎに図１２（ｂ）に示すようにエッチング液をシリコンウェーハ２０の鏡面２１側から滴下して裏面２２側に回り込ませて破線に示すようにエッジ部分２４のシリコン酸化膜２３を除去する。
【００１５】
つぎに図１２（ｃ）に示すように、シリコンウェーハ２０から保護テープ４３を剥がす。この結果、裏面２２に形成されていたシリコン酸化膜２３のうち保護テープ４３で保護されていた部分についてはエッチングによる除去が行われず残され、保護テープ４３で保護されていなかった部分についてはエッチングによる除去が行われる。このため図１２（ｄ）のＬに示すように、保護テープ４３でシリコン酸化膜２３を保護するようにしているためシリコン酸化膜２３の端面２３ａは「切り立った」形状に維持される。
【００１６】
また図１２（ｅ）に示すようにレリーフ幅δは、シリコンウェーハ２０の周方向でほぼ均一になる。
【００１７】
またエッジレリーフ方法に関する従来の一般的技術的水準を示す文献として特開２００１−４４１７０号公報に記載されたものがある。
【００１８】
この公報には、シリコンウェーハの保持板に、第１の切欠溝と第２の切欠溝を形成して、第１の切欠溝からシリコンウェーハの裏面に向けて窒素ガスを吹き付けることによりシリコンウェーハを保持板に対し一定間隔に保持するとともに、第２の切欠溝に窒素ガスを導くことによってシリコンウェーハのエッジ部分のガス圧力を減少させてエッチング液を裏面側に浸透させやすくするという発明が記載されている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようにミラー面取り方式では、研磨ドラム４０をシリコンウェーハ２０のエッジ部分２４に押し当て研磨しているためオーバーポリッシュによりシリコンウェーハ２０の基板自体がシリコン酸化膜２３とともに削り落とされるという不具合が発生する。また、このオーバーポリッシュによって図１１（ｂ）で説明したようにシリコン酸化膜２３の端面２３ａがテーパ状に「だれた」形状になってしまうため、膜界面が剥離し易くなるという問題が発生する。また図１１（ｃ）で説明したようにレリーフ幅δがシリコンウェーハ２０の周方向でばらつく。レリーフ幅δが周方向でばらつくと、ドーパントの外部拡散量が変動してシリコンウェーハのエッジ部においてエピタキシャル成長層の抵抗率がばらつく原因になる。またレリーフ幅δの変動をミクロ的に観察すると、シリコン酸化膜２３の端面２３ａは周方向に沿ってあたかも「リアス式海岸」のような状態になり周方向に沿ってシリコン酸化膜２３ａの小片が点在する状態になる。このためシリコン酸化膜２３の小片が点在している部分を発塵源として不純物ドープが発生するおそれがある。これによりシリコンウェーハ２０の品質が劣化して製造の歩留まりが低下するおそれがある。
【００２０】
つぎに上述したテープ保護方式では、シリコン酸化膜２３の端面２３ａは「切り立った」形状であり（図１２（ｄ））、レリーフ幅δはシリコンウェーハ２０の周方向にわたってほぼ均一であるので、上述したミラー面取り方式のような不具合は招来しない。
【００２１】
しかしながら保護テープ４３を貼付したり剥がしたりする工程が必要となり、作業が煩雑であり作業効率、生産効率が低下する。しかも保護テープ４３は使い捨てであり、作業にコストがかかるという問題がある。また保護テープ４３の貼付位置の精度、保護テープ４３自体の真円度によってレリーフ幅δが影響を受ける。また保護テープ４３を貼付する作業者の技能によってレリーフ幅δが影響を受ける。このためレリーフ幅δのばらつきが生じやすい。
【００２２】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、作業効率が高く低コストでエッジレリーフ工程を行えるようにするとともに、酸化膜のレリーフ幅を高精度に制御し、さらに半導体ウェーハの周方向にわたってレリーフ幅を均一にすることを解決課題とするものである。
【００２３】
なお上記公報では、第２の切欠溝に窒素ガスを導くことによってシリコンウェーハのエッジ部分のガス圧力を減少させてエッチング液を裏面側に浸透させやすくしている。このためガスの圧力は第２の切欠溝の大きさによって固定されてしまいエッチング液が裏面側に浸透する度合いは固定的なものとなる。つまりエッチング液が裏面側に浸透する度合いを変化させる点については記載されていない。
【課題を解決するための手段および効果】
第１発明は、
半導体ウェーハの裏面に酸化膜を形成した後で、半導体ウェーハの鏡面側のエッジ部に回り込んで形成された酸化膜をエッチング液によって除去する酸化膜除去装置において、
前記半導体ウェーハの鏡面側よりエッチング液を吐出するエッチング液吐出手段と、
前記半導体ウェーハを回転させる回転手段と、
前記半導体ウェーハの裏面側よりシールガスをエッジ部に向けて吐出し、シールガスによる負圧によって半導体ウェーハの裏面側を支持するガス吐出手段と、
シールガスの吐出圧を制御することにより半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去幅を制御する制御手段と
を具えたことを特徴とする。
【００２４】
第１発明によれば、図３に示すようにエッチング液吐出手段３０、回転手段３７、ガス吐出手段３４、３５のうち少なくとも一つを制御することにより半導体ウェーハ２０のエッジ部２４の酸化膜除去幅δを制御している。
【００２５】
半導体ウェーハ２０を回転させてエッチング液３１を鏡面２１側より吐出するとともに裏面２２側よりシールガス３２をエッジ部２４に向けて吐出しているので、図１０（ｄ）のＪに示すようにエッジレリーフ後の酸化膜２３の端面２３ａはテープ保護方式に近い「切り立った」形状になり、図１０（ｅ）に示すように酸化膜除去幅δは半導体ウェーハ２０の周方向に沿ってほぼ均一になる。
【００２６】
ねらいとする酸化膜除去幅δは、エッチング液吐出手段３０（たとえば流量Ｑ）、回転手段３７（たとえば回転数Ｎ）、ガス吐出手段３４、３５（たとえばシールガス３２の吐出圧Ｐ）のうち少なくとも一つを制御することで得られる。
【００２７】
また従来のテープ保護方式のように保護テープを貼付したり剥がしたりする作業は不要になる。
このため第１発明によれば、作業効率が高く低コストでエッジレリーフ工程を行うことができる。また半導体ウェーハ２０の周方向にわたってレリーフ幅δを均一にでき、しかも酸化膜２３のレリーフ幅δを高精度に制御することができる。
【００２９】
また、図３に示すように、支持手段３４、３５は、半導体ウェーハ２０の裏面２２側を支持する。この支持手段３４、３５は、シールガス３２を吐出する吐出手段３４、３５を構成している。吐出手段３４、３５から吐出されるシールガス３２によって負圧を生成しこの負圧によって半導体ウェーハ２０を支持する。そしてシールガス３２の吐出圧Ｐを制御することにより半導体ウェーハ２０のエッジ部の酸化膜除去幅δが制御される。
【００３０】
本発明によれば支持手段３４、３５は吐出手段を兼用しており、装置のコンパクト化が図られる。
【００３１】
第２発明は、
半導体ウェーハの裏面に酸化膜を形成した後で、半導体ウェーハの鏡面側のエッジ部に回り込んで形成された酸化膜をエッチング液によって除去する酸化膜除去装置において、
前記半導体ウェーハの鏡面側よりエッチング液を吐出するエッチング液吐出手段と、
前記半導体ウェーハを回転させる回転手段と、
前記半導体ウェーハの裏面側よりシールガスをエッジ部に向けて吐出するガス吐出手段と、
前記エッチング液の粘性を調整することにより半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去幅を制御する制御手段と
を具えたことを特徴とする。
【００３２】
第３発明は、
半導体ウェーハの裏面に酸化膜を形成した後で、半導体ウェーハの鏡面側のエッジ部に回り込んで形成された酸化膜をエッチング液によって除去する酸化膜除去装置において、
前記半導体ウェーハの鏡面側よりエッチング液を吐出するエッチング液吐出手段と、
前記半導体ウェーハを回転させる回転手段と、
前記半導体ウェーハの裏面側よりシールガスをエッジ部に向けて吐出するガス吐出手段と、
前記エッチング液吐出手段、前記回転手段、前記ガス吐出手段のうち少なくとも一つを制御することにより半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去幅を制御する制御手段と、
前記半導体ウェーハのエッジ部を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像されたエッジ部の輝度を計測することによって、酸化膜除去幅の目標値と実際に除去された幅との偏差を演算し、この演算した偏差に応じてエッチング液の吐出量、粘性、前記回転手段の回転数、シールガスの吐出圧、加工時間のうちの少なくとも１つを再設定すること
を特徴とする。
【００３３】
第３発明によれば、図２、図５、図６に示すように、撮像手段１３で撮像されたエッジ部２４の輝度を計測することによって、酸化膜除去幅δの目標値δpと実際に除去された幅δcとの偏差Δδが演算され、この演算された偏差Δδに応じてエッチング液３１の吐出量Ｑ、粘性Ｒ、回転手段３３の回転数Ｎ、シールガス３２の吐出圧Ｐ、加工時間のうちの少なくとも１つが再設定される。具体的には図６に示すように現在の回転数ＮがＮ1であれば偏差Δδに相当する回転数だけ変化した回転数Ｎ2に再設定される。
【００３４】
本発明は、半導体ウェーハ２０を順次エッジレリーフする場合に、酸化膜除去幅の目標値δpと実際の値δcとの乖離が生じたとしても、これを調整して所望の値δpに復帰させることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る半導体ウェーハのエッジ部の酸化膜除去装置および方法の実施の形態について説明する。なお以下の実施形態では半導体ウェーハとしてシリコン（Ｓi）ウェーハを想定して説明する。
【００３７】
図１は実施形態のエッジレリーフ装置１の構成を三角法で示している。同図１（ａ）はエッジレリーフ装置１の上面からみた平面図を示し、同図１（ｂ）は図１（ａ）を矢視Ｓ方向からみた側面図を示し、同図１（ｃ）は図１（ａ）を矢視Ｔ方向からみた側面図を示している。
【００３８】
同図１に示すように、シリコンウェーハ２０は、外部から搬入ステージ５上に搬入される。シリコンウェーハ２０はカセット３内に収容されて、ローダ４によって各ステージ上に搬送される。
【００３９】
シリコンウェーハ２０は、搬入ステージ５からローダ４によってアライメント用ステージ６によって搬送される。アライメント用ステージ６では、シリコンウェーハ２０の姿勢が所望の姿勢に位置決めされる。つぎにシリコンウェーハ２０は、アライメント用ステージ６から、エッチング処理用ステージ７に搬送される。
【００４０】
エッチング処理用ステージ７では、シリコンウェーハ２０が後述するようエッチング処理される。エッチング処理に使用されたエッチング液はウェーハ処理漕８に貯留される。
【００４１】
つぎにシリコンウェーハ２０は、ローダ４によってエッチング処理用ステージ７からドライ洗浄用ステージ８に搬送される。
【００４２】
ドライ洗浄用ステージ８では、シリコンウェーハ２０がスピンナによって回転されながらドライ洗浄される。ドライ洗浄後、シリコンウェーハ２０はドライ乾燥される。
【００４３】
つぎにシリコンウェーハ２０は、ローダ４によってドライ洗浄用ステージ８から検査用ステージ１０に搬送される。
【００４４】
検査用ステージ１０では、後述するよう、エッチング処理によって除去されたシリコンウェーハ２０の裏面２２側のエッジ部分２４のレリーフ幅δが計測され、この計測値に基づいて次回のエッチング処理に使用される諸条件であるパラメータの値が再設定される。
【００４５】
こうして所望のレリーフ幅δだけシリコン酸化膜２３が除去されたシリコンウェーハ２０は、ローダ４によって、検査用ステージ１０から搬出ステージ１２に搬送され、エッジレリーフ装置１の外部に搬出される。
【００４６】
図２は図１（ｃ）のＡ部を拡大して示しており、検査用ステージ１０で行われる検査処理を説明する図である。同図２はシリコンウェーハ２０のレリーフ幅δを検査する検査装置を示している。
【００４７】
同図２に示すように、観察カメラ１３は、シリコンウェーハ２０の裏面２２側のエッジ部分２４を撮像できる態様で配置されている。観察カメラ１３の撮像信号は、モニタ１４に出力される。モニタ１４は、観察カメラ１３で撮像されたシリコンウェーハ２０の裏面エッジ部分の撮像画像を、表示画面１４ａに表示する。モニタ１４から撮像信号が演算部１５に送られる。
【００４８】
撮像画像中で、シリコン酸化膜２３が形成されている部分と、シリコン酸化膜２３が形成されていないレアなシリコンの部分とでは輝度差が生じている。演算部１５では、この輝度差に基づいて、シリコン酸化膜２３の境界面２３ａと、シリコンウェーハ２０のエッジ端面２０ａとの距離である実際のレリーフ幅δcが計測される。そしてレリーフ幅目標値δpと計測した実際のレリーフ幅δcとの偏差Δδが求められ、この偏差Δδに相当する分だけ現在のパラメータを修正して次回のエッチング処理に使用されるパラメータが再設定される。再設定されたパラメータは、データ保存部１６に記憶、格納される。
【００４９】
図３は図１のエッチング処理用ステージ７で行われるエッチング処理を説明する図である。同図３はエッチング処理によってエッジレリーフを行うエッチング処理装置の構成を示している。
【００５０】
同図３に示すように、シリコンウェーハ２０の鏡面２１に対して反対側の裏面２２側には、シリコンウェーハ２０を支持するインナチャック３４が設けられている。このインナチャック３４には、矢印Ｂ方向つまりシリコンウェーハ２０の円周方向に回転する回転軸３３が接続されている。回転軸３３の回転中心軸３７はシリコンウェーハ２０の中心に一致している。
【００５１】
インナチャック３４にはアウタチャック３５の内側に設けられている。インナチャック３４とアウタチャック３５とでシリコンウェーハ２０を支持する支持手段を構成している。インナチャック３４とアウタチャック３５との間が、シールガス３２の経路３６を構成している。アウタチャック３５はインナチャック３４に対して図中Ｃ方向つまり上下方向に相対的に移動自在に設けられている。
【００５２】
回転軸３３は図示しない駆動源によって矢印Ｂ方向に回転する。またアウタチャック３５は図示しない駆動源によって矢印Ｃ方向に移動する。
【００５３】
アウタチャック３５がインナチャック３４に対して相対的に図中Ｃ方向に移動すると、シールガス３２の経路３６の経路幅ｄが変化する。
【００５４】
経路３６の出口３６ａは、シリコンウェーハ２０の裏面２２側のエッジ部分２４に向けてシールガス３２が吐出するように、配置されている。また経路３６の入口３６ｂは図示しないガス吐出手段の吐出口に連通している。シールガス３２としては乾燥した酸素（ドライＯ2）が使用される。シールガス３２は、インナチャック３４をシリコンウェーハ２０に吸着させてシリコンウェーハ２０を下側より支持する吸着用ガスとして使用される。すなわちガス吐出手段からシールガス３２が吐出されると入口３６ｂからシールガス経路３６を通って出口３６ａからシールガス３２が吐出される。これによりシリコンウェーハ２０の裏面２２で負圧が発生する。この負圧によってインナチャック３４がシリコンウェーハ２０の裏面２２に吸着しシリコンウェーハ２０が下側より支持される。
【００５５】
インナチャック３４によってシリコンウェーハ２０を支持した状態で、回転軸３３が図中Ｂ方向に回転すると、これに伴いインナチャック３４が同方向に回転するので、インナチャック３４に支持されているシリコンウェーハ２０も同方向に回転する。このためシリコンウェーハ２０を回転軸３４と同一の回転数Ｎで回転させることができる。
【００５６】
一方、シリコンウェーハ２０の鏡面２１側には薬液としてのエッチング液３１をシリコンウェーハ２０の鏡面２１上に滴下するディスペンサ３０が設けられている。ディスペンサ３０の吐出口３０ａは、シリコンウェーハ２０の中心つまり回転中心軸３７と同軸上に配置されている。
【００５７】
このためシリコンウェーハ２０が上述したように矢印Ｂ方向に回転しつつディスペンサ３０からエッチング液３１が滴下されると、破線で示すようにエッチング液３１は、シリコンウェーハ２０の中心から周縁に向かって拡散し、エッジ端面２０ａを通り、シリコンウェーハ２０の裏面２２側に回り込む。
【００５８】
図３に示すエッチング処理装置では、シリコンウェーハ２０の回転数Ｎ（ｒ/min）、エッチング液３１の吐出量Ｑ（ｌ/min）、シールガス３２の吐出圧Ｐ（kgf/ｃｍ2）、エッチング液３１の粘度Ｒ、加工時間等をパラメータとして、シリコンウェーハ２０の裏面２２側のエッジ部分２４のレリーフ幅δが制御される。
【００５９】
ここでシリコンウェーハの回転数Ｎ、エッチング液３１の吐出量Ｑ、シールガス３２の吐出圧Ｐ、エッチング液３１の粘度Ｒ、加工時間等のパラメータと、レリーフ幅δとの関係について図４を参照して説明する。
【００６０】
同図４に示すようにシリコンウェーハ２０の回転数Ｎが大きくなると、ディスペンサ３０から吐出されるエッチング液３１はシリコンウェーハの周縁に拡散しやすくなるので、エッチング液３１の裏面２２側への回り込み量が大きくなる。このためレリーフ幅δは大きくなる。これに対してシリコンウェーハ２０の回転数Ｎが小さくなると、ディスペンサ３０から吐出されるエッチング液３１はシリコンウェーハの周縁に拡散しにくくなるので、エッチング液３１の裏面２２側への回り込み量が小さくなる。このためレリーフ幅δは小さくなる。
【００６１】
同様にしてエッチング液３１の吐出量Ｑが大きくなると、エッチング液３１の裏面２２側への回り込み量が大きくなるので、レリーフ幅δが大きくなる。これに対してエッチング液３１の吐出量Ｑが小さくなると、エッチング液３１の裏面２２側への回り込み量が小さくなるので、レリーフ幅δが小さくなる。
【００６２】
またエッチング液３１の粘度Ｒが大きくなると、エッチング液３１の裏面２２側への回り込み量が大きくなるので、レリーフ幅δが大きくなる。これに対してエッチング液３１の粘度Ｒが小さくなると、エッチング液３１の裏面２２側への回り込み量が小さくなるので、レリーフ幅δが小さくなる。エッチング液３１の粘度Ｒは、エッチング液３１の組成を調整することによって調整することができる。エッチング液３１は一般的に沸酸が使用される。沸酸が１００％のエッチング液３１は最も粘度Ｒが低く、酢酸の添加量を増加することによって粘度Ｒを高くすることができる。すなわち酢酸の濃度が大きい程エッチング液３１の粘度Ｒが高くなる。
【００６３】
また図４に示すようにシールガス３２の吐出圧Ｐが大きくなると、シールガス３２が裏面２２側に回り込んだエッチング液３１を阻止する力が大きくなる。このためレリーフ幅δは小さくなる。これに対してシールガス３２の吐出圧Ｐが小さくなると、シールガス３２が裏面２２側に回り込んだエッチング液３１を阻止する力が小さくなる。このためレリーフ幅δは大きくなる。
【００６４】
シールガス３２の吐出圧Ｐは、シールガス経路幅ｄを変化させることによって変化させることができる。シールガス経路幅ｄが小さい程シールガス３２の吐出圧Ｐを大きくすることができる。またシールガス３２の吐出圧Ｐは、シールガス３２の流量を変化させることによって変化させることができる。シールガス３２の流量が大きい程シールガス３２の吐出圧Ｐが大きくなる。
【００６５】
またエッチング処理に費やす加工時間を変化させることによって、レリーフ幅δを制御することができる。エッチング処理の加工時間が長いほど、エッチング液３１の裏面２２側への回り込み量が大きくなり、レリーフ幅δが大きくなる。これに対してエッチング処理の加工時間が短い程、エッチング液３１の裏面２２側への回り込み量が小さくなるので、レリーフ幅δが小さくなる。
【００６６】
図５はレリーフ幅の目標値δpと実際のレリーフ幅δcとの偏差Δδを示している。
【００６７】
図６はシリコンウェーハ２０の回転数Ｎとレリーフ幅δとの対応関係を示している。同図６に示すようにシリコンウェーハ２０の回転数Ｎが大きくなるに伴いレリーフ幅δが大きくなるという関係が成立する。ただし図６に示す関係は低回転領域における対応関係であり、高回転領域になると、回転数が大きくなる程遠心力が大きくなりこれに伴いエッチング液３１の外方への飛散が増大するので、エッチング液３１の裏面２２側への回り込みは少なくなる。
【００６８】
図７はシールガス３２の吐出圧Ｐとレリーフ幅δとの対応関係を示している。同図７に示すようにシールガス３２の吐出圧Ｐが大きくなるに伴いレリーフ幅δが小さくなるという関係が成立する。
【００６９】
図６、図７に示す対応関係は、図２に示す検査装置のデータ保存部１６に記憶、格納されている。演算部１５では、レリーフ幅の目標値δpと実際のレリーフ幅δcとの偏差Δδを演算し、図６、図７に示す対応関係を保存部１６から読み出し、読み出された対応関係を用いて、演算した偏差Δδに相当する分だけ現在の回転数Ｎ、吐出圧Ｐを調整する。そしてこの調整された回転数Ｎ、吐出圧Ｐを次回のエッチング処理の使用するパラメータとして再設定し、データ保存部１６に記憶、格納する。
【００７０】
つぎに図２、図３に示す装置で行われる処理について図１０を参照して説明する。
【００７１】
図１０は実施形態のエッジレリーフ処理の各工程を時系列的に示している。
【００７２】
同図１０（ａ）は、図１（ａ）に示すエッチング処理用ステージ７でエッチング処理が行われる前のシリコンウェーハ２０の状態を示している。シリコンウェーハ２０は、エッチングレリーフ処理の前工程で気相成長によって、シリコン酸化膜２３を裏面２２側に成長させる処理が行われている。この工程では、シリコン酸化膜２３は裏面２２側のみならず鏡面２１側に回り込んで成長している。
【００７３】
そこでシリコンウェーハ２０が図１（ａ）に示すエッチング処理用ステージ７に搬送されると、図３に示すように、ディスペンサ３０からエッチング液３１が所定の流量Ｑで吐出される。また回転軸３３が矢印Ｂ方向に所定の回転数Ｎで回転して、シリコンウェーハ２０が同方向に同回転数Ｎで回転する。またアウタチャック３５が矢印Ｃ方向に所定の位置に位置決めされて所定の経路幅ｄの経路３６を介して所定圧Ｐのシールガス３２が吐出される。
【００７４】
ここで流量Ｑ、回転数Ｎ、圧力Ｐは、予めレリーフ幅δを目標値δpに一致させるための値に設定されている。流量Ｑ、回転数Ｎ、圧力Ｐ以外のエッチング液３１の粘度Ｒ、加工時間もレリーフ幅δに影響を与えるパラメータであるので、これらも目標値δpに一致させるための値に設定されているものとする。
【００７５】
上述したように設定された回転数Ｎでシリコンウェーハ２０が回転し、設定された流量Ｑで設定された粘度Ｒのエッチング液３１がシリコンウェーハ２０の鏡面２１上に、設定された加工時間中、吐出、滴下され、さらに設定された吐出圧Ｐでシールガス３２が裏面２２側エッジ部分２４に向けて吐出されると、図３に示すようにエッチング液３１の裏面２２側への回り込み量が制御されて、レリーフ幅δが目標値δpに一致する（図１０（ｂ）参照）。
【００７６】
エッチング処理が行われたシリコンウェーハ２０は、図１（ａ）に示すようにドライ洗浄用ステージ９でドライ洗浄、ドライ乾燥が行われた後、検査用ステージ１０に搬送される。
【００７７】
検査用ステージ１０では、図２に示す観察カメラ１３によってシリコンウェーハ２０の裏面２２側のエッジ部分２４が撮像され、演算部１５で実際のレリーフ幅δcが計測される（図１０（ｃ）参照）。
【００７８】
ここで図８は、観察カメラ１３によって撮像されるポイントＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈを示している。同図８に示すように観察カメラ１３がシリコンウェーハ２０に対して相対的に移動して、シリコンウェーハ２０の裏面２２側のエッジ部分２４の周方向に沿って等間隔に４点、つまりポイントＥ、ポイントＦ、ポイントＧ、ポイントＨが撮像される。この場合シリコンウェーハ２０側を４点に移動させてもよく、観察カメラ１３側を４点に移動させてもよい。
【００７９】
観察カメラ１３の撮像信号はモニタ１４に送られ、モニタ１４の表示画面１４ａにシリコンウェーハ２０の裏面２２側のエッジ部分２４の撮像画像が表示される。撮像画像中、シリコン酸化膜２３の部分は輝度が高く、シリコン酸化膜２３が形成されていないレアなシリコン基板の部分は輝度が低い。したがって図８に示すように撮像画像中の輝度差の違いによってシリコンウェーハ２０のエッジ端面２０ａと、シリコン酸化膜２３の端面２３ａとを識別でき、これら間の距離である実際のレリーフ幅δE、δF、δG、δHを各ポイントＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈ毎に目視で確認することができる。
【００８０】
観察カメラ１３の撮像信号は演算部１５に入力される。
【００８１】
図９は演算部１５で行われる処理手順を示してる。
【００８２】
上述したように撮像画像中の輝度差の違いによってシリコンウェーハ２０のエッジ端面２０ａとシリコン酸化膜２３の端面２３ａとを識別できるので、演算部１５では輝度信号を解析して実際のレリーフ幅δcを計測する。実際のレリーフ幅δcとして図８に示すように各ポイントＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈ毎にδE、δF、δG、δHが得られる。そして、これら各レリーフ幅の平均値δAを、次式、
δA＝（δE＋δF＋δG＋δH）/４
を用いて演算する。つぎのこのレリーフ幅平均値δAを用いて、レリーフ幅の目標値δpと実際のレリーフ幅δAとの偏差Δδが演算される（ステップ１０１）。
【００８３】
この偏差Δδが所定のしきい値以下の場合、つまり実際のレリーフ幅δAが目標値δpに一致している場合には、現在設定されている回転数Ｎ、シールガス吐出圧Ｐは適正なパラメータであるとして、データ保存部１６にそのまま保存する（ステップ１０２）。
【００８４】
しかし偏差Δδが所定のしきい値を超えている場合、つまり実際のレリーフ幅δAが目標値δpに一致していない場合には、現在設定されている回転数Ｎ、シールガス吐出圧Ｐは適正なパラメータではない（ＮＧ）であるとして、警報信号を出力する（ステップ１０３）。この場合、図６、図７に示す対応関係を保存部１６から読み出し、読み出された対応関係を用いて、演算された偏差Δδに相当する分だけ現在設定されている回転数Ｎ、吐出圧Ｐを調整する。具体的には図６に示すように現在設定されている回転数ＮがＮ1であれば、偏差Δδに相当する回転数だけ変化させた回転数Ｎ2に調整される。そしてこの調整された回転数Ｎを次回のエッチング処理に使用するパラメータであるとして再設定してデータ保存部１６に保存する。シールガス吐出圧Ｐについても同様にしてデータ保存部１６に保存される（ステップ１０２）。
【００８５】
次回のエッチング処理工程では、データ保存部１６で設定されている回転数Ｎでシリコンウェーハ２０が回転するとともに、データ保存部１６で再設定されている吐出圧Ｐでシールガス３２が吐出される。このため次回のエッチング処理工程では、実際のレリーフ幅δAを目標値δpに一致させることができる（ステップ１０４、１０５）。
【００８６】
このように本実施形態によれば、シリコンウェーハ２０を順次エッジレリーフする場合に、レリーフ幅の目標値δpと実際の値δcとの間で乖離が生じたとしても、これを調整して所望の値δpに復帰させることができる。
図１０（ｄ）は本実施形態のエッジレリーフ処理が行われたシリコンウェーハ２０の側面を示している。図１０（ｄ）のＪに示すようにエッジレリーフ後のシリコン酸化膜２３の端面２３ａはテープ保護方式に近い「切り立った」形状になり、図１０（ｅ）に示すようにレリーフ幅δはシリコンウェーハ２０の周方向に沿ってほぼ均一になる。このため図１０に示す従来のミラー面取り方式のように、シリコンウェーハの品質が低下し製造歩留まりが低下するという問題は生じない。特に本実施形態では、エッチング液３１の裏面２２側への回り込みをシールガス３２によって阻止するようにしているので、レリーフ幅δを周方向にわたって変動させることなく「きれいなバラツキの少ない」形状にすることができる。
【００８７】
本実施形態によれば、エッチング液３１の吐出流量Ｑ、エッチング液３１の粘度Ｒ、シリコンウェーハ２０の回転数Ｎ、シールガス３２の吐出圧Ｐを最適な値に設定することで、レリーフ幅δを目標値δpに一致させている。このため図１１に示す従来のテープ保護方式のように、保護テープ４３を貼付したり剥がしたりする作業は不要になる。
このように本実施形態によれば、作業効率が高く低コストでエッジレリーフ工程を行うことができる。またシリコン酸化膜２３のレリーフ幅δを高精度に制御することができる。またシリコンウェーハ２０の周方向にわたってレリーフ幅δを均一にすることができる。
【００８８】
また本実施形態では、シリコンウェーハ２０の回転数Ｎとシールガス３２の吐出圧Ｐを再設定することで、次回の処理工程におけるレリーフ幅δを目標値δpに一致させている。
【００８９】
しかしこれは一例でありレリーフ幅δに影響を与えるパラメータであれば、任意の１つのパラメータ、あるいは任意の２つのパラメータ、あるいは任意の３以上のパラメータを選択して、これらパラメータの値を再設定することによってレリーフ幅δを制御してもよい。
【００９０】
また実施形態では、検査用ステージ１０で検査された結果に応じてパラメータを再設定しているが、再設定を行わない実施も可能である。すなわち図１において検査用ステージ１０を省略するとともに図２に示す検査装置の構成を省略することができる。
【００９１】
また実施形態では、観察カメラ１３の撮像信号に基づき次回の回転数Ｎ、シールガス吐出圧Ｐを再設定する処理を自動的に行うようにしているが、モニタ１４の表示画面１４ａの撮像画像からレリーフ幅の目標値δpと実際の値δcとの偏差を目視で判断し、この偏差がなくなるようにパラメータを再設定してもよい。
【００９２】
また本実施形態では、インナチャック３４とアウタチャック３５は、シリコンウェーハ２０の裏面２２側を支持する支持手段であるとともにシールガス３２を吐出してレリーフ幅δを制御する吐出手段を兼用している。このため装置のコンパクト化が図られる。ただしシールガス３２の吐出圧Ｐを低下させるとインナチャック３４がシリコンウェーハ２０に吸着しにくくなるので、レリーフ幅δを制御するにあたってシールガス３２の設定値は、シリコンウェーハ２０を吸着することができる値以上に設定する必要がある。
【００９３】
しかしこれは一例であり、シリコンウェーハ２０を支持する支持手段、シールガス３２を吐出する吐出手段を別々に構成してもよい。たとえば支持手段を真空パッドで構成するとともに、支持手段とは別に設けた吐出手段からシールガス３２を吐出してもよい。
【００９４】
また実施形態では半導体ウェーハとしてシリコンウェーハを想定しているが、シリコン以外の半導体たとえばガリウム砒素のウェーハに形成された酸化膜を除去する場合に対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は実施形態のエッジレリーフ装置の構成を示す図で、図１（ａ）は上面から見た平面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）を矢視Ｓ方向の側面からみた側面図で、図１（ｃ）は図１（ａ）を矢視Ｔ方向の側面からみた側面図である。
【図２】図２は図１（ｃ）のＡ部分を拡大して示す図であり、図１に示す検査用ステージで行われる検査処理を行う検査装置の構成を示す図である。
【図３】図３は図１に示すエッチング処理用ステージで行われるエッチング処理およびエッジレリーフ処理を行うエッジレリーフ装置の構成を示す図である。
【図４】図４はエッジレリーフ幅に影響を与えるパラメータのうち半導体ウェーハの回転数とシールガスの吐出圧とレリーフ幅との関係を説明する図である。
【図５】図５は半導体ウェーハの側面を示す図であり、目標とするシリコン酸化膜端面と実際のシリコン酸化膜端面との偏差を説明する図である。
【図６】図６は半導体ウェーハの回転数と図５に示す偏差との対応関係を示す図である。
【図７】図７はシールガスの吐出圧と図５に示す偏差との対応関係を示す図である。
【図８】図８は半導体ウェーハの裏面のエッジ部のうち観察カメラで撮像する周方向の複数のポイントを示す図である。
【図９】図９は図２に示す検査装置のうち演算部で行われる演算処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は実施形態のエッジレリーフ処理の各工程を時間の順序で示す図であり、図１０（ｄ）はエッジレリーフ処理後の半導体ウェーハの側面を拡大して示す図であり、図１０（ｅ）はエッジレリーフ処理後の半導体ウェーハの裏面を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は従来のエッジレリーフ方法であるミラー面取り方式を説明する図である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｅ）は従来のエッジレリーフ方法であるテープ保護方式を説明する図である。
【符号の説明】
１３  観察カメラ
１４  モニタ
１５  演算部
１６  データ保存部
２０  半導体ウェーハ
２１  鏡面
２２  裏面
２３  酸化膜
３０  ディスペンサ
３１  エッチング液
３２  シールガス
３３  回転軸
３４  インナチャック
３５  アウタチャック
３６  経路
【図１】
0004089809.tif 000002
【図２】
0004089809.tif 000003
【図３】
0004089809.tif 000004
【図４】
0004089809.tif 000005
【図５】
0004089809.tif 000006
【図６】
0004089809.tif 000007
【図７】
0004089809.tif 000008
【図８】
0004089809.tif 000009
【図９】
0004089809.tif 000010
【図１０】
0004089809.tif 000011
【図１１】
0004089809.tif 000012
【図１２】
0004089809.tif 000013