JPH04330726A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、全面エッチング工程の
後に機械的に面取り加工された半導体ウェーハの複数枚
を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エッチング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。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体ウェーハの製造方法は、図
５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処
理工程Ｄ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Ｅと
、からなるものである。

【０００３】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、一般
的には半導体ウェーハの全面をエッチング液に浸漬して
エッ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、全面エッチングを行うと、面取り
部に対するエッチングであっても半導体ウェーハの全面
に対するエッチングともなるから、面取り部の表面粗さ
を解消するまでエッ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。

【０００４】この問題を解決するために、全面エッチン
グ処理前に、半導体ウェーハの面取り部だけをエッチン
グ液に浸漬させるようにした半導体ウェーハの表面処理
方法が開示されている（特開昭６２−１３４９３５号公
報）。

【０００５】しかし、この文献は、ラッピング処理の前
に面取り部のエッチング処理を行う場合の問題点につい
て何ら指摘していない。この場合にはエッチング処理に
よって平滑面となった面取り部の端面部分とラッピング
用キャリャーとの間にラッピング用砥粒が介在して該面
取り部の端面部分に傷がつき粗くなってしまうという問
題が生じていた。面取り部の表面部分が粗いと、半導体
ウェーハ容器（ポリプロピレン又はポリエチレン製）と
接触して容器面が削られて削り片が半導体ウェーハ表面
に付着して後工程においてトラブル発生の原因となった
り、またたとえ面取り部がエッチングされても依然とし
て粗面があり、半導体装置の製造工程で特に熱処理時に
熱応力発生の原因となって、ウェーハの結晶性を劣化さ
せたり、著しい場合にはクラックや破損の原因となるも
のであった。そして更に問題となるのは、表面の粗さの
故に各種の汚れがこの谷部に保持され、これも半導体装
置の製造工程で収率または特性劣化の原因となるもので
あった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ラッピング
砥粒による面取り部端面の傷つき又は粗さの発生がなく
、面取り部の全面の平滑性を著しく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。

【０００７】

【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、全面エッチング工程
の後に機械面取り加工された半導体ウェーハの複数枚を
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を行うようにしたもの
である。

【０００８】該ラッピング工程は、砥粒の粒径について
は特に限定はないが、＃５００〜＃３０００、好ましく
は＃８００〜＃２０００の砥粒で処理された厚さバラツ
キ２μｍ以下の精度で行われるのが好ましい。また、該
全面エッチング処理はアルカリエッチングによって行う
のが好適である。さらに、全面エッチング工程として加
温された水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム水溶液
によるエッチング処理を行うのが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明における面取り部エッチングを行うエッ
チング液としては、半導体ウェーハのエッチングに使用
される公知のエッチング液、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。

【００１０】また、本発明における全面エッチング処理
（従来単にエッチングと称される処理）としては、従来
公知の酸エッチング、即ち弗酸、硝酸及び酢酸の水溶液
による常温エッチング又はアルカリエッチング、即ち水
酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムの水溶液による加
温エッチングの何れのエッチングをも適用することがで
きる。

【００１１】酸エッチングを行うと、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、アルカリエッチン
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。

【００１２】したがって、アルカリの全面エッチングと
面取り部エッ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ッチングの長所を活
かして、しかも面取り部エッ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ッ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
ものである。

【００１３】従来法では、ウェーハのラッピング及び面
取り加工の終了した後に酸エッチングで、ウェーハ主平
面及び面取り部を同時に鏡面エッチングするが、ウェー
ハ面取り部は主平面と比較してエッチング速度が速いと
はいえ、しばしば面取り部の平滑度が半導体集積回路装
置の製造工程で不十分なことが多い。ウェーハ主表面の
少なくとも一面はエッチング後更にポリッシングされる
ので、理想的な平滑平面になっているが、面取り部はエ
ッチングのままで粗面として残っている。このために、
本発明では、面取り部のみを平滑に仕上げるよう主平面
のエッチングと別工程でエッチングを行うのである。

【００１４】勿論面取り部の機械加工仕上げで、ダイヤ
モンドの砥粒径が小さい方がエッチング量を節約し、所
望の平滑面を得ることが出来る。またダイヤモンドの砥
粒径を例えば♯８００から♯１５００と変更すると、本
発明のように２段でエッチングしなくても、主平面と面
取り部を同時にエッチングして、面取り部を完全な鏡面
に仕上げることが可能である。主平面のエッチングは、
前工程の主平面の機械歪みを除去するのが目的で通常１
０〜２０μがエッチングされるが、このために通常の工
程では面取り部のエッチング時間が不足する。

【００１５】面取り部のエッチングは、ダイヤモンド砥
石の砥粒径を例えば♯３０００とすると、アルカリエッ
チングで満足すべき鏡面仕上げが可能となり、アルカリ
エッチングのマクロの寸法精度の保持と、ミクロの鏡面
化が同時に可能となる。

【００１６】ウェーハのラッピング工程として、カーボ
ランダム又はアルミナ＃５００〜＃３０００の粒度の砥
粒を用いて、両面遊離砥粒ラップし、かかるラッピング
工程で、ウェーハの平面度及び厚さのバラツキは著しく
改善され、厚さのバラツキは少なくとも２μｍ以下、場
合によっては１μｍ以下に調整する。かかるラッピング
処理をしたウェーハを、例えば水酸化ナトリウムの３０
％水溶液で約１００℃で加温エッチングすると、寸法精
度即ち平面度及び厚さのバラツキはほぼ維持され、厚さ
のバラツキは少なくとも２μｍ以下、場合によっては１
μｍに維持することができ、ラッピングによるウェーハ
主表面の加工歪を完全に除去することができる。

【００１７】水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムで全
面エッチングされたウェーハも、ラッピングウェーハと
同じ平面度厚さバラツキを持ち、且つ面粗さもほぼ５〜
１０μｍであるので、積層したウェーハはその表面の微
小凹凸によって嵌合対向接触し、ウェーハ挟持積層体が
横置きされたとしても、或いは高速回転したときに中央
のウェーハが脱落することなく順調に面取りエッチング
が進行し、且つ特に面取り部の主表面との移行部におい
て、適度に相隣るウェーハ主面が接近し、且つ微視的に
ラッピング粗面の面粗さの凹凸が形成する空間の空気が
保持され、エッチング液がウェーハ主面上へ侵入するの
を防げ、その効果がウェーハの上記主表面及び面取り部
の移行部全周にわたって一様であるので、部分的にエッ
チングが進行して、ウェーハ主面の外周近傍が不均一に
エッチングされることがなくなるという利点がある。こ
の場合、面取り部が既にアルカリエッチングされている
ので、機械的面取り加工で発生した加工歪は既に除去さ
れており、僅かな酸エッチングで面取り部の選択的エッ
チングを行い、その表面平滑化のみを計ればよいので、
面取り部のみへのエッチングは軽いものでよい。この方
法では、面取り部の断面形状が機械加工時のそれに近い
状態に保持できるので、特殊な面取り形状或いは精度を
要求する場合には好ましい。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明方法を添付図面中、図１〜図
４に基づいて説明する。図１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、Ｂ、Ｃ及び
Ｄは、それぞれ図５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
エッチング工程（従来、単にエッチング工程と称される
もの）である。Ｆは全面エッチ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
り部エッチング工程である。Ｅは図５に示した従来方法
と同様のポリッシング工程である。

【００１９】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Ｃ、全面エッチン
グ工程Ｄ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、前述したごとく、全面エッ
チング処理としては、酸エッチング又はアルカリエッチ
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ッチン
グを使用するかは適宜決定すればよい。

【００２０】しかし、本発明の問題を解決する手段とし
ては、全面エッチング処理としてはアルカリエッチング
が好ましい。勿論酸エッチングでも、マクロの平面度及
び厚さバラツキを悪化するまでエッチングをしてはなら
ない。酸エッチングを強く行うと、ミクロの面精度が向
上して面粗さの微小凹凸がなくなり、また極端な場合と
して厚さのバラツキが５μｍにも及ぶことがあるので注
意を要する。

【００２１】しかして、面取り部エッチング工程につい
て図２〜図４に基づいて説明する。図２は面取り部エッ
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を互いに密着して挟持積層し積層体Ｘとなっている。 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つけられ、半
導体ウェーハ２が互いに密着した状態で容器Ｈ内のエッ
チング液Ｗに浸漬せしめられる。この状態では、半導体
ウェーハ２の面取り部分１２のみがエッチング液Ｗ中に
露出されているから、該面取り部１２のみが、例えば図
３に点線で示すごとくエッチングされることとなる。一
方、半導体ウェーハ２の互いに密着している部分はエッ
チング液Ｗと接触することはないからエッチングをうけ
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のみがエッチングされる。

【００２２】なお、面取り部エッチングを行うエッチン
グ液としては、公知のエッ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℃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
ッチング液中に静置しておいてもよいしまたエッチング
液中で回転せしめてもよいものである。

【００２３】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、図４に示す如く、下部アーム
２６と上部アーム２８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２８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１０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１０
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３
４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。

【００２４】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３
６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。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明方法によれば、ラ
ッピング砥粒による面取り部端面の傷つきによる面荒れ
を防止し、ウェーハを半導体容器に挿入して移送した場
合に、該容器の一部との接触又はこすれによる削り片の
発生付着がなく、また半導体集積回路の製造工程におい
て、汚染又は熱歪みによるウェーハの損失を妨げるよう
面取り部の平滑性を著しく向上するという効果を奏する
。

【００２６】更に、ウェーハ周辺の主表面と面取り部の
移行部が正確に制御でき、ウェーハ主表面に侵入する以
上エッチングを防ぎ、且つ面取り部断面の特殊な形状が
可能になり、寸法精度の向上も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体ウェーハの製造方法の一例
を示すフローチャートである。

【図２】本発明方法の実施の一態様を示す説明図である
。

【図３】半導体ウェーハの面取り部エッチングを行った
状態を示す説明図である。

【図４】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。

【図５】従来の半導体ウェーハの製造方法を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

２　　半導体ウェーハ ８　　固定支持壁 １０　　可動押圧壁 １２　　面取り部 Ｘ　　半導体ウェーハ積層体 Ｙ　　締めつけ装置 Ｗ　　エッチング液 Ｈ　　容器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、全面エッチング工程の後
   に機械的に面取り加工された半導体ウェーハの複数枚を
   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. 【請求項２】　　該全面エッチング処理をアルカリエッ
   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記載の半導体ウェーハの製造方法。