JPH0215628A - シリコン半導体ウェーハの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、機械的に面取り加工された半導体ウェーハの
複数枚を耐腐食性のスペーサを介在させて挟持積層して
エツチング液に浸漬し面取り部のみをエツチングする面
取り部エツチング処理を行うようにした半導体ウェーハ
の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来の半導体ウェーハの製造方法は、第１図に示したご
とく、単結晶半導体インゴットをダイヤモンドカッター
等で薄板状にスライシングして半導体ウェーハとするス
ライシング工程Ａと、スライシングによって得られた該
半導体ウェーハの周辺部の角部を機械的に除去する機械
的面取り工程Ｂと、機械的面取り加工された該半導体ウ
ェーハの両面を研磨するラッピング工程Ｃと、ラッピン
グ処理された該半導体ウェーハをエツチング液に浸漬し
て全面をエツチングする全面エツチング処理工程りと、
全面エツチング処理された該半導体ウェーハの片面又は
両面を鏡面研磨するポリッシング工程Ｅと、からなるも
のである。

この従来製法による半導体ウェーハの面取り部表面には
ダイヤモンドカッター等の切断による表面粗さが形成さ
れている。面取り部の表面が粗いと汚れが発生し、また
熱ひずみが発生するという不利益がある。この面取り部
の表面粗さを解消する手段としては、−ａ的には半導体
ウェーハの全面をエツチング液に浸漬してエツチング液
によって表面粗さを溶解除去することが行われている。

しかし、全面エツチングを行うと、面取り部に対するエ
ツチングであっても半導体ウェーハの全面に対するエツ
チングともなるから、面取り部の表面粗さを解消するま
でエツチングを行うと結晶ロスが大きくなってしまい、
一方結晶ロスを少なくしようとすると面取り部の表面粗
さの除去が完全でなくなるという問題があった。

この問題を解決するために、全面エツチング処理前に、
半導体ウェーへの面取り部だけをエツチング液に浸漬さ
せるようにした半導体ウェーへの表面処理方法が開示さ
れている（特開昭６２−１３４９３５号公報）。

しかし、この方法によれば、面取り部のエツチングを行
う際に複数枚の半導体ウェーハはその主面が互いに密着
状態で積層挟持せしめることとなり、密着挟持せしめら
れる半導体ウェーへの互いに接触する主面に傷がついた
り、またエツチング液が半導体ウェーハの間に侵入し、
面取り部にエツチングが限定されることなく、ウェーハ
主平面を外周より不規則にエツチングし、ウェーハ主平
面の部分的な縮小、または面精度を低下したりする。こ
れらの傷は比較的深く、ウェーハの表面層の結晶質を局
部的に劣化し、面取り後のウェーハ片面の鏡面ポリッシ
ングの工程において除去されることがなく、集積回路装
置の形成に際し、各素子の不良または性能劣化の原因と
なる。場合によっては、比較的大きな粒子が介在するた
め、ウェーハのクラックの原因となることもある。また
、主平面が不規則にエツチングされたときは、たとえ後
の工程で鏡面ポリッシングされたとしても、エツチング
部分が鏡面化せず、この部分に形成される集積回路装置
の性能の劣化または不良の結果となる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、半導体ウェーハの面取り部のエツチングを行
う際に互いに密着挟持せしめられる半導体ウェーハの主
面に傷がついたり、または主平面が外周より不規則にエ
ツチングされたりすることがなく、面取り部の全面の平
滑性を向上することができるようにした半導体ウェーハ
の製造方法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明においては、単結晶半
導体インゴットをダイヤモンドカッター等で薄板状にス
ライシングして半導体ウェーハとするスライシング工程
と、スライシングによって得られた該半導体ウェーへの
周辺部の角部を機械的に除去する機械的面取り工程と、
機械的面取り加工された該半導体ウェーハの両面を研磨
するラッピング工程と、ラッピング処理された該半導体
ウェーハをエツチング液に浸漬して全面をエツチングす
る全面エツチング工程と、全面エツチング処理された該
半導体ウェーへの片面又は両面を鏡面研磨するポリッシ
ング工程と、を有する半導体ウェーハの製造方法におい
て、該機械的に面取り加工された複数枚の半導体ウェー
ハを耐腐食性のスペーサを介在させて挟持積層しエツチ
ング液に浸漬し面取り部のみをエツチングする面取り部
エツチング処理を行うようにしたものである。

さらに具体的にいえば、該面取りエツチング処理をラッ
ピング工程の前に行うか、又は該面取りエツチング処理
をラッピング工程の後に行うか、又は該面取りエツチン
グ処理を全面エツチング工程の後に行うものである。

該全面エツチング処理は酸エツチング又はアルカリエツ
チングのいずれによって行ってもよいものである。

（作用） 半導体ウェーハの面取り部のみのエツチングを行う際に
は、半導体ウェーハの両面の主面は対象となることはな
く、エツチング液に対して適当なカバーによってその接
触を阻止する必要がある。

上記した特開昭６２−１３４９３５号公報においては、
エツチング液との接触を阻止する方策として半導体ウェ
ーハを互いに直接に（スペーサを介在させることなく）
複数枚重ね合わせてチャックで挟持積層せしめているが
、このような状態では積層せしめられた半導体ウェーハ
の互いに接触する主面には傷がつき、或いはエツチング
液は主平面の外周部より内部に侵入し、不規則に部分的
にエツチングして、これに続く鏡面仕上げ工程によるも
面精度の高い鏡面を得ることができず、場合によっては
一部非鏡面状態で残存する。

本発明においては、エツチング液に対して腐食しない、
即ち耐腐食性のスペーサ、好ましくは弾性のあるものを
介在せしめて半導体ウェーハを交互に積層させ、相互に
加圧によって圧着させることによって、半導体ウェーハ
の主面へのエツチング液の接触は阻止されかつ半導体ウ
ェーハ同士が直接的に接触することはないから傷がつく
ことは防止され、あるいは主平面外周部がエツチング液
の侵入で不規則にエツチング除去されるのが防がれる。

該スペーサとしては、半導体ウェーハの主面へのエツチ
ング液の侵入を防ぎかつ面取り部のエツチングが有効に
行われるものであればよいもので、後述する実施例に述
べるごとく種々の形状のものが考えられる。

本発明における面取り部エツチングを行うエツチング液
としては、半導体ウェーハのエツチングに使用される公
知のエツチング液、例えば弗酸（５０％）：硝酸（７０
％）：酢酸を３：５：３の割合で混合した混酸、が用い
られる。

また、本発明における全面エツチング処理（従来単にエ
ツチングと称される処理）としては、従来公知の酸エン
チング又はアルカリエツチングの何れのエツチングをも
適用することができる。

酸エツチングを行うと、半導体ウェーハのミクロの面の
平滑度は向上するがマクロの寸法精度が崩れるという問
題がある。これに対し、アルカリエツチングを行うと、
半導体ウェーハのマクロの寸法精度は崩れないがミクロ
の面が荒れるという問題がある。

したがって、アルカリの全面エツチングと面取り部エツ
チング処理を組み合わせると、マクロの寸法精度が崩れ
ないというアルカリエツチングの長所を活かして、しか
も面取り部エツチングによって面取り部の平滑度は増大
するのでアルカリエツチングによるミクロの面が荒れる
という不利が抑制されるという利点がある。

さらに、面取り部の機械加工仕上げをダイヤモンド砥石
で行う場合、砥粒の粒度が小さい程エツチング量が少な
くても平滑面が得られる。また、砥粒径を＃３０００程
に小さくすると、アルカリエツチングを用いて面取り部
の寸法精度を正確に保持しつつ、且つミクロに平滑な面
取り部表面を形成することができる。面取り部の平滑度
は鏡面ポリッシング面のそれとほぼ同程度にする必要が
あるが、エツチング除去量及びダイヤモンド砥石の砥粒
径をコントロールすることによって可能となる０面取り
部の平滑度の要求度は、集積回路装置製造工程の熱処理
において、熱応力の集中によるウェーハの結晶的劣化が
おこらないのは勿論、面取り部のミクロな凹凸の谷部に
汚染物質が付着残存しない程度でなげればならない。

（実施例） 以下に、本発明方法を添付図面中、第２図〜第１３図に
基づいて説明する。

第２図は本発明方法の一例を示すフローチャートである
。同図において、Ａ及びＢは、それぞれ第１図に示した
従来方法と同様のスライシング工程及び機械的面取り工
程である。Ｆは機械的に面取り加工された半導体ウェー
ハの複数枚を耐腐食性のスペーサを介在させて挟持積層
しエツチング液に浸漬し面取り部のみをエツチングする
面取り部エッチング工程である。Ｃ，Ｄ及びＥは従来方
法と同様のラッピング工程、全面エツチング工程及びポ
リッシング工程であるが、面取り部エツチング処理を受
けた半導体ウェーハをそれぞれ処理する点において従来
方法と異なる。

第３図は本発明方法の他の例を示すフローチャートであ
る。同図において、Ａ、Ｂ及びＣは、それぞれ第１図に
示した従来方法と同様のスライシング工程、機械的面取
り工程及びラッピング工程である。Ｆはラッピング処理
された機械的に面取りされた半導体ウェーハの複数枚を
耐腐食性のスペーサを介在させて挟持積層しエツチング
液に浸清し面取り部のみをエツチングする面取り部エッ
チング工程である。Ｄは従来方法と同様の全面エツチン
グ工程であるが、面取り部エツチング処理された該半導
体ウェーハをエツチング液に浸漬して全面をエツチング
する点において従来方法と異なる。Ｅも第１図に示した
従来方法と同様のポリッシング工程である。

第４図は本発明方法の別の例を示すブロック図である。

同図において、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、それぞれ第１図に
示した従来方法と同様のスライシング工程、機械的面取
り工程、ラッピング工程及び全面エツチング工程である
。Ｆは全面エツチング処理された機械的に面取り加工さ
れた半導体ウェーハの複数枚を耐腐食性のスペーサを介
在させて挟持積層しエツチング液に浸漬し面取り部のみ
をエツチングする面取り部エッチング工程である。Ｅは
第１図に示した従来方法と同様のポリッシング工程であ
る。

上記工程において、スライシング工程Ａ、機械的面取り
工程Ｂ、ラッピング工程Ｃ１全面エツチング工程Ｄ（従
来、単にエツチング工程と称されるもの）及びポリッシ
ング工程Ｅは公知であり、その詳細な説明は省略する。

なお、上述したごとく、全面エツチング処理としては、
酸エツチング又はアルカリエツチングのいずれも適用で
きるが、それぞれの長所及び短所があり、最終製品の使
用目的に応じていずれのエツチングを使用するかは適宜
決定すればよい。

しかして、面取り部エッチング工程について第５図〜第
１３図に基づいて説明する。第５図は面取り部エツチン
グ処理の実施の状態を示す説明図である。同図において
、２は半導体ウェーハで、複数枚の半導体ウェーハ２は
耐腐食性のスペーサ６を密着状態で介在させて挟持積層
され積層体Ｘとなっている。なお、半導体ウェーハ２の
両面を非エツチング性液体又は粘性耐、例えば水で濡ら
してからスペーサ６を介在させると両者の密着状態は極
めて良好となる。

該積層体Ｘは、後記する締めつけ装置Ｙの固定支持壁８
及び可動押圧壁１０の間に載置されて締めっけられ、半
導体ウェーハ２とスペーサ６とが完全に密着した状態で
容器Ｈ内のエツチング液Ｗに浸漬せしめられる。この状
態では、半導体つ工−ハ２のスペーサ６と密着していな
い部分、即ち面取り部分１２のみがエツチング液Ｗ中に
露出されているから、接面取り部１２のみが、例えば第
６図に点線で示すごとくエツチングされることとなる。

一方、半導体ウェーハ２のスペーサ６と密着している部
分はエツチング液Ｗと接触することはないからエツチン
グをうけることはない。このようにして半導体ウェーハ
２の面取り部１２のみがエツチングされる。

本発明方法で用いられる耐腐食性のスペーサ６の形状と
しては次のものがあるが、これらの例に限定されないこ
とは勿論である。■半導体ウェーハと側面同一形状を有
する耐腐食性スペーサ６ａ（第７図）が最も一般的であ
る。この場合、半導体ウェーハとスペーサとを配列する
場合にオリフラ部分を一敗させて行う必要があり、後記
する配列用の専用の治具を使用すると便利である。■耐
腐食性のスペーサの周縁部の全周にテーパ部Ｕを設けた
ちの６ｂ（第８図）でもよい。この形状とすると、エツ
チング液が半導体ウェーハの周縁部に入りやすくなり良
好なエツチングが行える。■耐腐食性のスペーサの周縁
部の全周に凹陥部Ｖを設けたもの６ｃ（第９図）も使用
できる。これは上記■と同様の作用効果を行うものであ
る。■耐腐食性のスペーサの周側面全周に段差ｔを設け
たもの６ｄ（第１０図）も使用できる。これも上記■と
同様の作用効果を行うものである。■耐腐食性の中央部
分に開口部又は肉薄部りを形成したちの６ｅ（第１１図
）が別の目的で好ましい。この場合には、後記する締め
つけ治具によって締めつけた場合に締めつけ効果が大き
くそれだけエツチング液の侵入が少なくなるという利点
がある。また、スペーサ６が弾性を有する場合にも、そ
れだけ締めつけ効果が高まることになり、好ましいもの
である。

第１２図は、半導体ウェーハ２と耐腐食性スペーサ６と
の積層体Ｘを作成するための装置の一例としての揃え治
具１４を示す摘示斜視図である。

該揃え治具１４は半導体ウェーハ２のオリフラ部に対応
する平坦部１６を底部に形成しかつ半導体ウェーハ２の
外径と一致する内径を有する半筒状主体部１８を有して
いる。該主体部１８の一端部には間隙２０を会して設け
られた一対の支持柱２２．２２が立設されている。該半
筒状主体部１８に支持柱２２側から耐腐食性スペーサ６
と半導体ウェーハ２とを揃えつつ順次積層していくこと
によって積層体Ｘ＠節易に形成することができる。

なお、面取り部エツチングを行うエツチング液としては
、公知のエツチング液を用いればよいが、前述したごと
く、例えば弗酸（５０％）：硝酸（７０％）：酢酸を３
：５：３の割合で混合した混酸を用いる。また、処理条
件としては、例えば３５°Ｃで３０秒程度浸漬すればよ
い。さらに、半導体ウェーハの積層体Ｘをエツチング液
中に静置しておいてもよいしまたエツチング液中で回転
せしめてもよいものである。

複数枚の半導体ウェーハ２の積層体Ｘを締めつける装置
Ｙとしては、第１３図に示す如く、下部アーム２６と上
部アーム２日と該下部アーム２６及び上部アーム２８の
基端部を接続する接続部３０とからなる側面コ字状主体
部３２を有し、該下部アーム２６の先端部に設けられた
固定支持壁８と、該上部アーム２日の先端部に上下動自
在に取り付けられかつ先端に可動押圧壁ｌＯを有する締
め具３４とを設けたものを用いればよい、半導体ウェー
ハ２の積層体Ｘは、該締めつけ装置ｙの固定支持壁８と
可動押圧壁１０の間に載置し該可動押圧壁ｌＯを降下さ
せて締めつけられるものである。該締め具３４を該上部
アーム２８に上下動自在に取りつける手段としては、公
知手段を用いればよいが、例えば該上部アーム２８にネ
ジ孔を設け、該ネジ孔２８に締め具３４の側面にネジ溝
を形成して上下動可能にネジ込むようにすればよい。こ
の場合には、該可動押圧壁１０は、該締め具３４が回転
できるように互いに遊動可能に取りつけられることはい
うまでもない、なお、３６はガイド板で、その先端部は
該可動押圧壁１０に接続されている。また、該ガイド板
３６の基端部には上記主体部３２の接続部３０に摺動自
在に嵌挿される凹溝部３８が設けられている。従って、
該可動押圧壁１０を上下動すると、該ガイド板３６も該
接続部３０に沿って上下動し該可動押圧壁１０の動きは
垂直方向に正確にガイドされる。

（発明の効果） 以上のように、本発明方法によれば、半導体ウェーハの
面取り部のエツチングを行う際に互いに密着挟持せしめ
られる半導体ウェーハの主面に傷がついたすせず、或い
はウェーハ主平面の外周面に不規則に部分的なエツチン
グが起こらず、面取り部の全面の平滑性を向上すること
ができるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半導体ウェーハの製造方法を示すフロー
チャート、第２図は本発明による半導体ウェーへの製造
方法の一例を示すフローチャート、第３図は本発明によ
る半導体ウェーハの製造方法の他の例を示すフローチャ
ート、第４図は本発明による半導体ウェーハの製造方法
の別の例を示すフローチャート、第５図は本発明方法の
実施の一態様を示す説明図、第６図は半導体ウェーハの
面取り部エツチングを行った状態を示す説明図、第７図
〜第１１図は本発明方法に使用しうる耐腐食性スペーサ
の形状の変形を示す説明図、第１２図は本発明方法で使
用しうる揃え治具の一例を示す斜視図及び第１３図は本
発明方法で使用する締め具の一例を示す斜視図である。 ２−・・半導体ウェーハ、６・−スペーサ、８・−・固
定支持壁、１０−・−可動押圧壁、工２・・−面取り部
、Ｘ−・・半導体ウェーハ積層体、Ｙ・・・締めつけ装
置、Ｗ−・・エツチング液、Ｈ〜・・容器。 特許出願人　　信越半導体株式会社 同　上　　　　直江津電子工業株式会社第５図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）単結晶半導体インゴットをダイヤモンドカッター
   等で薄板状にスライシングして半導体ウェーハとするス
   ライシング工程と、スライシングによって得られた該半
   導体ウェーハの周辺部の角部を機械的に除去する機械的
   面取り工程と、機械的面取り加工された該半導体ウェー
   ハの両面を研磨するラッピング工程と、ラッピング処理
   された該半導体ウェーハをエッチング液に浸漬して全面
   をエッチングする全面エッチング工程と、全面エッチン
   グ処理された該半導体ウェーハの片面又は両面を鏡面研
   磨するポリッシング工程と、を有する半導体ウェーハの
   製造方法において、該機械的に面取り加工された複数枚
   の半導体ウェーハを耐腐食性のスペーサを介在させて挟
   持積層してエッチング液に浸漬し面取り部のみをエッチ
   ングする面取り部エッチング処理を行うようにしたこと
   を特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
2. （２）該面取り部エッチング処理をラッピング工程の前
   に行うことを特徴とする請求項（１）記載の半導体ウェ
   ーハの製造方法。
3. （３）該面取りエッチング処理をラッピング工程の後に
   行うことを特徴とする請求項（１）記載の半導体ウェー
   ハの製造方法。
4. （４）該面取りエッチング処理を全面エッチング工程の
   後に行うことを特徴とする請求項（１）記載の半導体ウ
   ェーハの製造方法。
5. （５）該全面エッチング処理を酸エッチング又はアルカ
   リエッチングによって行うようにしたことを特徴とする
   請求項（１）（２）（３）又は（４）記載の半導体ウェ
   ーハの製造方法。