JPH0410736B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

「産業上の利用分野」 この発明は、半導体ウエハの表面処理方法に係
り、特にウエハの外周縁に優れた平面度を有する
面取部を形成することのできる半導体ウエハの表
面処理方法に関するものである。 「従来の技術」 一般に、半導体ウエハは、シリコンやゲルマニ
ウムなどの略円柱状の半導体単結晶を結晶軸に直
交する方向に沿つて例えばダイヤモンドカツタに
よつて薄く円盤状に切り出すと同時に、この切り
出されたウエハ両面の外周縁にこのウエハの半径
方向斜め外方に切欠かれた面取部が形成されてな
るものである。この半導体ウエハの面取部表面に
は、ダイヤモンドカツタによる切断歪みが形成さ
れている。 従来、このような切断歪みを除去する方法とし
ては、半導体ウエハ全体をエツチング液に浸漬
し、エツチング液によつて切断歪み部分を溶解除
去するエツチング処理方法が行なわれている。 「発明が解決しようとする問題点」 ところが、従来の半導体ウエハの表面処理方法
にあつては、面取部に対する表面処理が半導体ウ
エハ全体に対するエツチング処理となるため、依
然として切断歪みが残存して面取部表面の平面度
があまり向上しないなどの問題があつた。このよ
うな半導体ウエハでは、面取部の平面度が改善さ
れていないことから、その面取部の表面に残存す
るクラツクなどの凹凸から新たな歪みや亀裂が生
じ易くなるなど面取部の表面強度が低下すると共
に、強いては半導体ウエハ全体の強度が低下する
問題もあつた。 「問題点を解決するための手段」 そこで、この発明の半導体ウエハの表面処理方
法にあつては、エツチング処理前に、ウエハを複
数枚重ね合わせ、これらウエハの面取部だけをエ
ツチング液に接触させるようにして表面処理を施
すことにより、上記の問題点を解消するようにし
た。 「実施例」 以下、この発明の半導体ウエハの表面処理方法
をシリコンウエハの例によつて図面を参照して詳
しく説明する。 第１図ａ，ｂは、この発明の半導体ウエハの表
面処理方法の処理対象となるシリコンウエハＡの
構成を示すものである。シリコンウエハＡは、略
円柱状のシリコン単結晶をこの結晶軸に直交する
方向に沿つて例えばダイヤモンドカツタによつて
円盤状に薄く切断されてなるものであつて、この
シリコンウエハＡの円盤状の切断面１，１には、
それぞれ外周縁に切断面１，１の半径方向斜め外
方に切り欠かれた面取部２，２が形成されてい
る。そして、これら面取部２，２の間の上記切断
面１，１の外周部には、切断面１，１に直交する
外周面３が形成され、この外周面３および面取部
２，２の一部には、OF（オリエンテーシヨンフラ
ツト）部４が形成されている。また、面取部２，
２の表面には、ダイヤモンドカツタなどによつて
面取りされた際に生じた切断歪みが深さ５〜20μ
ｍ程度形成されている。 このような切断歪みを有するシリコンウエハＡ
に表面処理を施すには、第２図および第３図に示
す表面処理装置が公好適に用いられる。 第２図および第３図は、この発明の半導体ウエ
ハの表面処理方法を実施する上で好適に用いられ
る表面処理装置の一例を示す図であつて、第２図
中符号５は、装置本体である。装置本体５は、処
理槽６とウエハ回転駆動装置７とからなるもので
ある。 上記処理槽６は、処理対象となるシリコンウエ
ハＡを収容してこのシリコンウエハＡの面取部
２，２表面に対してエツチング処理を施すための
有底函状の容器である。この処理槽６の壁部の底
部近傍には、処理槽６内にエツチング液イを供給
し、かつ排出すると共に、エツチング液イの排出
後、エツチング残液ロを洗浄除去するための純水
ハを供給するパイプ８が配設され、側壁部上部に
は、洗浄水をオーバーフローさせることによつて
排出する排水管９が配設されている。 また、処理槽６の底部には、シリコンウエハＡ
を同軸上に複数枚重ね合わせたものをシリコンウ
エハＡの軸線方向に沿つて把持するウエハ把持部
１０が設けられている。このウエハ把持部１０
は、互いに対向するチャツク１１とチヤツク１２
とからなるものである。チヤツク１１は、処理槽
６の壁部に対向面が垂直になるように固定されて
おり、チヤツク１２は、クランプネジ１３によつ
て水平方向移動自在に配設されている。このクラ
ンプネジ１３は、処理槽６の壁部に回動自在に配
設されている駆動受け軸１４に連設されている。
この駆動受け軸１４は、第２図に示すように、歯
車１５，歯車１６、歯車１７を介して駆動モータ
１８の駆動軸１８ａに連動されている。 このように処理槽６に配設されたウエハ把持部
１０と駆動モータ１８とこれらを連動させるため
の上記各部材とは、ウエハ回転駆動装置７を構成
している。 次に、上記の構成からなる表面処理装置を用い
てシリコンウエハＡに対する表面処理方法を説明
する。まず、シリコンウエハＡをOF部４を互い
にそろえるようにして複数枚重ね合わせる。この
シリコンウエハＡの重ね合わせ枚数は、表面処理
装置の処理槽６の大きさ、チヤツク１１，１２の
対向間寸法、チヤツクの把持力、シリコンウエハ
Ａの大きさおよびその強度などにより決められ、
通常20〜100枚程度の範囲とされる。このように
複数枚積層されたシリコンウエハＡを表面処理装
置のチヤツク１１とチヤツク１２との間に把持さ
せる。この際、第３時に示すようにチヤツク１１
とチヤツク１２に直接当接するシリコンウエハに
は、製品としないダミーのシリコンウエハＣ，
C′を添えることが望ましい。そして、このチヤツ
ク１２，１３がシリコンウエハＡを把持する力
は、ダミーのシリコンウエハＣ，C′をそれぞれ介
してシリコンウエハＡの切断面１，１表面に傷が
付かず、かつチヤツク１２，１３が周方向に回転
した際にシリコンウエハＡが抜け落ちない程度と
される。 このように複数のシリコンウエハＡがシリコン
ウエハの周方向に回転自在に、かつシリコンウエ
ハＡの軸線方向が水平となるように把持された処
理槽６内にパイプ８からエツチング液イを供給す
る。ここで、エツチング液イとしては、シリコン
ウエハＡの面取部２，２表面の切断歪みを溶解除
去できるものが用いられ、具体的にはフツ酸と硝
酸との混酸が好適に使用される。そして、フツ酸
と硝酸との混合比は、上記面取部２，２の切断歪
みの除去速度および除去する表面の厚さなどによ
り決められ、通常フツ酸１に対して硝酸４〜７程
度とされる。この場合のエツチング液イの供給量
は、シリコンウエハＡがそれぞれ直径の1/5程度
エツチング液イに浸漬される程度としたが、これ
に限定されるものではない。 次に、駆動モータ１８を駆動させ、ウエハ把持
部１０のチヤツク１２およびチヤツク１１を回転
させる。このチヤツク１１，１２の回転により、
これらの間に把持されたシリコンウエハＡの面取
部２，２を周方向に沿つて均一にエツチング液イ
に接触させる。そして、チヤツクの回転速度は、
20〜60r.p.m程度の範囲で調節される。20r.p.m未
満の回転速度では、遅すぎてシリコンウエハＡと
エツチング液イとの接触時間が部分的に長くなつ
て表面処理の程度にバラツキが出る不都合が生じ
る。また60r.p.mを越えると、速過ぎてチヤツク
１１，１２間からシリコンウエハ液Ａが抜け落ち
るなどの不都合が生じる。また、シリコンウエハ
Ａとエツチング液イとの接触時間としては、エツ
チング液イの濃度と表面処理する表面の厚さなど
により決められ、通常30〜120秒程度とされる。 このようにしてシリコンウエハＡの面取部２，
２に対する表面処理が施された処理槽６におい
て、エツチング液イをパイプ８から外部に排出さ
せ、続いて、処理槽６内のエツチング残液ロを洗
浄除去するために上記パイプ８から処理槽６内に
純水ハを供給する。そして、この純水ハをシリコ
ンウエハＡ全体が浸漬するまで供給した後、ウエ
ハ把持部１０を20r.p.m程度の低回転で回転させ
てシリコンウエハＡの面取部２，２表面に付着す
るエツチング残液ロを除去する。さらに、純水ハ
を処理槽６内に供給し続けてエツチング残液ロを
含む純水ハ（洗浄排水）を排水管９からオーバー
フローさせる。そして、純水ハの供給は、排水管
９から排出される洗浄排水のPH（水素イオン濃
度）が５〜７程度に回復するまで続けられる。 次に、シリコンウエハＡをウエハ把持部１０か
ら取り外し、一定時間水切りし、続いて、スピン
ドライヤなどに入れて乾燥させる。 この方法によつて表面処理されたシリコンウエ
ハＡは、面取部２，２の表面がクラツクや歪みな
どの凹凸のない平面度に優れたものとなる。 上記の実施例では、シリコンウエハＡを複数枚
重ね合わせ、それらの面取部２に対して表面処理
を施すようにしたが、一枚のシリコンウエハＡに
対して表面処理を施す際には、第４図に示すよう
な方法をとることができる。すなわち、上記実施
例で使用したダミーのウエハＣ，C′を使わず、直
接チヤツク１１，１２で半導体ウエハを把持する
ようにする。そして、チヤツク１１，１２のそれ
ぞれ半導体ウエハを把持する側には、一枚のシリ
コンウエハＡの面取部２の表面処理を施し易いよ
うに、予め面取部１９を形成しておく。この場
合、上記の実施例と同様の作用効果を得ることが
できる。 また、上記実施例では、処理槽６内に供給する
エツチング液イをシリコンウエハＡが1/5程度浸
漬するようにしたが、シリコンウエハＡに要求さ
れる表面処理条件に応じて第５図に示すようにシ
リコンウエハＡ全体が浸漬するようにしても良
い。この場合には、ウエハ把持部１０の回転速度
を20〜40r.p.m.程度と若干遅くすることが望まし
い。そして、このようにして表面処理されたシリ
コンウエハＡの面取部２，２は、前記実施例と同
様に優れた平面度を有するものとなる。 さらに、前記二つの実施例では、処理槽６内に
エツチング液イを貯留させ、ウエハ把持部１０を
回転させることによつてシリコンウエハＡの面取
部２，２に対して表面処理を施すようにしたが、
第６図および第７図に示すように処理槽６の上側
に予めエツチング液イを貯留するタンク２０を設
けておき、このタンク２０の排出口２０ａよりシ
リコンウエハＡの軸線方向に直交する方向からエ
ツチング液イをかけるようにしても良い。そし
て、シリコンウエハＡの大きさが直径８インチを
越えるものでは、第６図に示すように予め処理槽
６内に純水ハを貯留し、この純水ハ中にウエハ把
持部１０によつて固定されているシリコンウエハ
Ａの一部を浸漬させることによつて、純水ハから
受ける浮力を利用しシリコンウエハＡをウエハ把
持部１０から脱落させないようにする。また、シ
リコンウエハＡの大きさが直径８インチ未満のも
のでは、第７図に示すように処理槽６内に純水ハ
を貯留させず、シリコンウエハＡの軸線方向に直
交する方向からエツチング液イをかけるようにし
て表面処理を行なう。そして、第６図および第７
図に示すような構成の装置を用いた場合、タンク
２０から流出させるエツチング液イの流量は、処
理されるシリコンウエハＡの処理条件などにより
決められ、通常800〜1200ml程度の範囲とされ、
好ましくは1000ml程度とされる。このような実施
例においても上記実施例と同様の作用効果を得る
ことができる。 さらにまた、前記四つの実施例では、半導体ウ
エハとしてシリコンウエハの例によつて表面処理
方法を説明したが、このシリコンの代わりに、ゲ
ルマニウムなど他の半導体を用いたウエハに対し
ても同様に表面処理を施すことができる。 以下、実験例を示してこの発明の半導体ウエハ
の表面処理方法による作用効果を明確にする。 実験例 第１図に示した表面処理装置を用いて面取部の
表面処理を施した後、全体に化学エツチングを施
したシリコンウエハ（BCR＋HW）について、
面取部の強度試験を行なつた。 また、全体に化学エツチングを施しただけのシ
リコンウエハＡ（HW）について、上記と同様の
面取部の強度試験を行なつた。 上記２種類のシリコンウエハの強度試験は、そ
れぞれのシリコンウエハの面取部に対して超硬合
金からなる２ｇのくさびを10mmの高さから垂直に
落下させた際に、面取部表面にクラツクが発生す
るまでの落下回数により強度を評価するものであ
る。このような強度試験の結果を第１表に示し
た。なお、第１表中に記載した落下回数は、各サ
ンプルを10個実験に供してその平均である。

【表】

【表】 この結果から明らかなように、この発明の半導
体の表面処理方法によつて得られたシリコンウエ
ハ（BCR＋HW）は、従来の表面処理方法によ
つて得られたシリコンウエハ（HW）に比べて優
れた表面強度を有するものとなることがわかる。 「発明の効果」 以上説明したように、この発明の半導体ウエハ
の表面処理方法によれば、ウエハの外周に形成さ
れた面取部表面の平面度を向上させることができ
るので、面取部表面にクラツクや歪みなどの傷が
入りにくくなり、その表面強度を著しく増大させ
ることができる。 よつて、この半導体ウエハの表面処理方法によ
つて表面処理された半導体ウエハは、面取部表面
が極めて平滑でかつ加工歪みのないことから、半
導体の電気的特性を生かすことができる共に、例
えばIC素子などに使用すれば、強度安定性に優
れた基板を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは、この発明の半導体ウエハの表
面処理方法の処理対象となるシリコンウエハの一
例を示すものであつて、ａは、シリコンウエハの
平面図、ｂは、シリコンウエハの一部を省略した
断面図、第２図は、この発明の半導体ウエハの表
面処理方法に好適に用いられる装置の一例を示す
概略構成図、第３図は、半導体ウエハを複数枚処
理した際の第２図の要部拡大構成図、第４図は、
半導体ウエハを一枚処理した際の第２図の要部拡
大構成図、第５図は、この発明の半導体ウエハの
表面処理方法の他の実施例を説明するための構成
図である。また、第６図および第７図は、この発
明の半導体ウエハの表面処理方法に好適に用いら
れる装置の他の例を示す概略構成図であつて、第
６図は、径の大きなウエハを処理する場合の概略
構成図、第７図は、径の小さなウエハを処理する
場合の概略構成である。 Ａ……シリコンウエハ（ウエハ）、２……面取
部、イ……エツチング液。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外周縁両面に面取部が形成された半導体ウエ
   ハ全体をエツチング液に浸漬させてエツチング処
   理を施す半導体ウエハの表面処理方法において、 上記エツチング処理前に、上記ウエハを単数枚
   あるいは複数枚重ね合わせ、ウエハの面取部だけ
   をエツチング液に接触させるようにして表面処理
   を施すことを特徴とする半導体ウエハの表面処理
   方法。