硅晶圆的蚀刻方法技术

本发明专利技术是一种硅晶圆的蚀刻方法，其包含旋转蚀刻工序，所述旋转蚀刻工序一边通过供给喷嘴对硅晶圆的表面或背面供给酸蚀刻液，一边使所述硅晶圆旋转，从而使所述酸蚀刻液的供给范围扩大至所述硅晶圆的表面或背面的整面以进行酸蚀刻，在开始硅晶圆的旋转之前，向从供给喷嘴供给的酸蚀刻液在供给喷嘴的正下方与所述硅晶圆的表面碰撞的碰撞喷流区域内滴加至少含有氢氟酸和硝酸的混合酸，用所述混合酸覆盖所述碰撞喷流区域后，开始所述硅晶圆的旋转，以进行所述旋转蚀刻工序。由此，可提供一种硅晶圆的蚀刻方法，其于旋转蚀刻方式的蚀刻中，可加快碰撞喷流区域中的蚀刻速度。可加快碰撞喷流区域中的蚀刻速度。可加快碰撞喷流区域中的蚀刻速度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硅晶圆的蚀刻方法


[0001]本专利技术涉及通过旋转蚀刻进行的硅晶圆的蚀刻方法。

技术介绍

[0002]在硅晶圆的制造工序中，从单晶锭的状态切成薄片的晶圆通常会经过倒角加工及研磨加工以进行平坦化。此时，在晶圆的表面背面会产生因上述加工所造成的大小不同的伤痕或加工变形，如果这些伤痕或变形在后工序中明显化，则可能会成为严重的质量问题。
[0003]因此，通常会进行蚀刻处理，以去除这些伤痕或加工变形。作为蚀刻方法，已知有同时处理多个晶圆的表面背面的批次方式、或以单片方式依次处理晶圆的表面及背面的旋转蚀刻方式(参考专利文献1)。另外，根据目的不同，有以酸蚀刻液进行处理的情况和以碱性蚀刻液进行处理的情况这2种手段，在例如酸蚀刻的情况下，通常使用含有适当调节了浓度的氢氟酸和硝酸等的混合酸。
[0004]在专利文献2中记载了一种半导体晶圆的蚀刻方法，其能同时达成用于使晶圆薄层化的均匀蚀刻和作为目的的均匀的粗面化，该方法将以氢氟酸和硝酸为主成分的蚀刻液供给至保持水平的硅晶圆上直至覆盖其上的整面，之后停止供给该蚀刻液，并在使该硅晶圆静置的状态下进行蚀刻反应。现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2007
‑
53178号公报专利文献2：日本特开2001
‑
93876号公报

技术实现思路

(一)要解决的技术问题
[0006]如果要以现有的旋转蚀刻方式对硅晶圆进行酸蚀刻，则由于在从供给喷嘴供给的酸蚀刻液在供给喷嘴的正下方与硅晶圆的表面碰撞的区域(以下，称为“碰撞喷流区域”)的蚀刻速度变慢，而使得晶圆整体的蚀刻加工余量的PV(Peak to Valley，峰谷比)恶化，结果会有导致蚀刻后的晶圆面内的TTV(Total Thickness Variation，总厚度变化)恶化的问题。与加工残留应力较多的研磨面等的情况下相比，这样的问题在晶圆表层几乎不存在加工残留应力(硅表面附近的变形)的抛光晶圆(以下，有时称“PW”)等的情况下更为显著。另外，随着经酸蚀刻液处理的硅晶圆的片数变多(生命周期变长)会更加显著。
[0007]本专利技术为了解决上述问题而完成，其目的在于提供一种硅晶圆的蚀刻方法，其在旋转蚀刻方式的蚀刻中，可加快碰撞喷流区域中的蚀刻速度，而可抑制蚀刻加工余量的PV的恶化、蚀刻后的晶圆面内的TTV的恶化。(二)技术方案
[0008]本专利技术为了达成上述目的而完成，其提供一种硅晶圆的蚀刻方法，其包含旋转蚀刻工序，所述旋转蚀刻工序一边通过供给喷嘴对硅晶圆的表面或背面供给酸蚀刻液，一边
使所述硅晶圆旋转，从而使所述酸蚀刻液的供给范围扩大至所述硅晶圆的表面或背面的整面以进行酸蚀刻，在开始所述硅晶圆的旋转之前，向从所述供给喷嘴供给的所述酸蚀刻液在所述供给喷嘴的正下方与所述硅晶圆的表面碰撞的碰撞喷流区域内滴加至少含有氢氟酸和硝酸的混合酸，用所述混合酸覆盖所述碰撞喷流区域后，开始所述硅晶圆的旋转，以进行所述旋转蚀刻工序。
[0009]根据这样的硅晶圆的蚀刻方法，由于可加快碰撞喷流区域中的蚀刻速度，因此可抑制蚀刻加工余量的PV的恶化，其结果为，可抑制蚀刻后的晶圆面内的TTV的恶化。
[0010]此时，所述碰撞喷流区域可以是具有所述供给喷嘴的内径的0.8倍以上、1.6倍以下的直径的圆形区域。
[0011]通过以混合酸覆盖这样的碰撞喷流区域，可更有效地加快碰撞喷流区域中的蚀刻速度。
[0012]此时，可以将所述硅晶圆开始旋转前所滴加的混合酸的液量设为20～50mL。
[0013]由此，可更稳定地以混合酸仅覆盖碰撞喷流区域内，可有效地加快碰撞喷流区域中的蚀刻速度。
[0014]此时，在所述碰撞喷流区域内滴加所述混合酸后，可以在经过1秒以上、2秒以下的时间的期间，开始所述硅晶圆的旋转而进行酸蚀刻。
[0015]由此，可使有助于氧化过程中的亚硝酸根离子量的产生量更为充分，而且也无表面粗糙的顾虑，因此可更有效地加快碰撞喷流区域中的蚀刻速度。
[0016]此时，可以使用含有氢氟酸和硝酸的混合液、或在该混合液中加入了醋酸、磷酸、硫酸中的任意一种以上而成的混合液作为所述酸蚀刻液的硅晶圆的蚀刻方法。
[0017]由此，可进行更有效率的酸蚀刻，且可进一步加快碰撞喷流区域中的蚀刻速度。另外，在使用这样的酸蚀刻液的情况下，由于可将酸蚀刻液兼用作上述混合酸，因此可简化蚀刻装置，是优选的。(三)有益效果
[0018]如上所述，根据本专利技术的硅晶圆的蚀刻方法，可整体加快喷嘴正下方的碰撞喷流区域的蚀刻速度，而可改善蚀刻后的晶圆面内的TTV值。
附图说明
[0019]图1示出可在本专利技术的蚀刻方法中使用的蚀刻装置的示意图。图2示出实施例中的蚀刻后的TTV与酸蚀刻液中的Si溶解量的关系。图3示出比较例中的蚀刻后的TTV与酸蚀刻液中的Si溶解量的关系。
具体实施方式
[0020]以下，详细地说明本专利技术，但本专利技术并不限于这些方式。
[0021]如上所述，本专利技术旨在提供一种硅晶圆的蚀刻方法，其在以旋转蚀刻方式蚀刻硅晶圆时，可加快碰撞喷流区域中的蚀刻速度，而可抑制蚀刻加工余量的PV的恶化、蚀刻后的晶圆面内的TTV的恶化。
[0022]本专利技术人针对上述技术问题经过反复深入研究，结果发现通过一种硅晶圆的蚀刻方法，可加快碰撞喷流区域中的蚀刻速度，其结果为，可抑制蚀刻加工余量的PV的恶化及蚀
刻后的晶圆面内的TTV的恶化，而完成了本专利技术，该方法包含旋转蚀刻工序，所述旋转蚀刻工序一边通过供给喷嘴对硅晶圆的表面或背面供给酸蚀刻液，一边使所述硅晶圆旋转，从而使所述酸蚀刻液的供给范围扩大至所述硅晶圆的表面或背面的整面以进行酸蚀刻，在开始所述硅晶圆的旋转之前，向从所述供给喷嘴供给的所述酸蚀刻液在所述供给喷嘴的正下方与所述硅晶圆的表面碰撞的碰撞喷流区域内滴加至少含有氢氟酸和硝酸的混合酸，用所述混合酸覆盖所述碰撞喷流区域后，开始所述硅晶圆的旋转，以进行所述旋转蚀刻工序。
[0023]本专利技术人发现，在使用旋转蚀刻方式进行硅晶圆的蚀刻时，在晶圆的碰撞喷流区域的蚀刻速度有变慢的倾向，由此，蚀刻加工余量的PV恶化，且蚀刻后的晶圆面内的TTV恶化。认为这样的问题是由如下的协同效果引起的：有助于旋转蚀刻中的酸蚀刻所消耗的反应能量的表面势能小；以及，在喷嘴正下方蚀刻液的相对于径向的流速为低流速。
[0024]因此，本专利技术人注意到在硅晶圆的酸蚀刻中，有助于氧化过程的亚硝酸根离子越多则蚀刻速度越快，从而发现：如果事先在晶圆表面的特定的位置产生亚硝酸根离子，并对该处供给酸蚀刻液，则可期待在该特定位置的蚀刻速度上升，且还发现：亚硝酸根离子利用由氮氧化物自催化生成的物质是最简便且高效的。另外，这样的现象在使用氢氟酸浓度为一定值以上的混合酸作为酸蚀刻液的情况下更为显著。
[0025]本专利技术人发现下述情况，而完成了本专利技术，即，在一边对硅晶圆的表面或背面供给酸蚀刻液，一边使硅晶圆旋转以进行酸蚀刻的情况下，即将开始进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种硅晶圆的蚀刻方法，其包含旋转蚀刻工序，所述旋转蚀刻工序一边通过供给喷嘴对硅晶圆的表面或背面供给酸蚀刻液，一边使所述硅晶圆旋转，从而使所述酸蚀刻液的供给范围扩大至所述硅晶圆的表面或背面的整面以进行酸蚀刻，其特征在于，在开始所述硅晶圆的旋转之前，向从所述供给喷嘴供给的所述酸蚀刻液在所述供给喷嘴的正下方与所述硅晶圆的表面碰撞的碰撞喷流区域内滴加至少含有氢氟酸和硝酸的混合酸，用所述混合酸覆盖所述碰撞喷流区域后，开始所述硅晶圆的旋转，以进行所述旋转蚀刻工序。2.根据权利要求1所述的硅晶圆的蚀刻方法，其特征在于，所述碰撞喷流区域是具有所述供给...

【专利技术属性】
技术研发人员：大西邦明，
申请(专利权)人：信越半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：