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特許7023211ポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法及びそれを用いたポリッシュドシリコンウェーハの製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-10
(45)【発行日】2022-02-21
(54)【発明の名称】ポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法及びそれを用いたポリッシュドシリコンウェーハの製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/306 20060101AFI20220214BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20220214BHJP
H01L 21/308 20060101ALI20220214BHJP
B24B 27/06 20060101ALI20220214BHJP
B24B 37/12 20120101ALI20220214BHJP
【ＦＩ】
H01L21/306 B
H01L21/304 622P
H01L21/308 B
B24B27/06 D
B24B37/12 C
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2018199309
(22)【出願日】2018-10-23
(65)【公開番号】P2020068266
(43)【公開日】2020-04-30
【審査請求日】2020-10-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000184713
【氏名又は名称】ＳＵＭＣＯ ＴＥＣＨＸＩＶ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100165696
【弁理士】
【氏名又は名称】川原 敬祐
(74)【代理人】
【識別番号】100179903
【弁理士】
【氏名又は名称】福井 敏夫
(72)【発明者】
【氏名】大久保 勝也
【審査官】佐藤 靖史
(56)【参考文献】
【文献】特開２００５－２９４６８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１０３３５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－３０６８９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０７６２２７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
Ｈ０１Ｌ ２１／３０８
Ｂ２４Ｂ ２７／０６
Ｂ２４Ｂ ３７／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリコンインゴットをスライスしてスライスドウェーハを得るスライス工程と、前記スライスドウェーハをラッピングしてラッピングウェーハを得るラッピング工程と、
前記ラッピングウェーハをエッチングするエッチング工程と、
を少なくとも経て得られる、裏面が非鏡面であるポリッシュドシリコンウェーハを製造する過程での前記エッチング工程におけるエッチング条件の調整方法であって、
前記ポリッシュドシリコンウェーハの、入射角θでのＪＩＳ Ｚ ８７４１：１９９７に従う前記裏面の光沢度Ｇｓ（θ）が、下記式［１］，［２］：
０．８×θ－１４．０≦Gｓ（θ）≦０．８×θ－１０．０・・・［１］
２．０≦Gｓ（θ） ・・・［２］
（ただし、式［１］，［２］において、１５°≦θ≦２５°である）
を満足するよう、前記エッチング条件を調整することを特徴とする、ポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法。
【請求項2】
入射角θが２０°のときの前記光沢度が２．０％以上６．０％以下となるよう前記エッチング条件を調整する、請求項１に記載のポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法。
【請求項3】
前記エッチング条件はエッチングレート及びバブリングオフ時間の少なくともいずれかにより調整される、請求項１又は２に記載のポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項のエッチング条件調整方法により調整されたエッチング条件を用いて前記エッチング工程を行うことを特徴とする、ポリッシュドシリコンウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法及びそれを用いたポリッシュドシリコンウェーハの製造方法に関し、特に、裏面が非鏡面であるポリッシュドシリコンウェーハを製造する過程におけるエッチング条件の調整方法に関する。
【背景技術】
【0002】
シリコンウェーハの表面を研磨したポリッシュドシリコンウェーハが知られている。ポリッシュドシリコンウェーハは、鏡面研磨の観点では、その表裏面が鏡面研磨されたウェーハと、デバイス素子形成面のみが鏡面研磨され、裏面が非鏡面であるウェーハとに大別される。以下、本明細書において後者を特にＰＷウェーハと略称する場合がある。
【0003】
片面のみが鏡面研磨され、裏面が非鏡面であるＰＷウェーハは、直径２００ｍｍなどの小径ウェーハで普及しており、半導体デバイス製造用の半導体基板として広く用いられている。なお、直径３００ｍｍ以上のシリコンウェーハは、表裏面共に鏡面研磨面とされることが一般的である。
【0004】
図１に示すように、こうした裏面が非鏡面であるＰＷウェーハは一般的にシリコンインゴットをスライスしてスライスドウェーハを得るスライス工程と、前記スライスドウェーハをラッピングしてラッピングウェーハを得るラッピング工程と、前記ラッピングウェーハをエッチングするエッチング工程と、を経ることで製造される。エッチング工程後には通常、洗浄工程、デバイス形成面側の鏡面研磨工程及び検査工程などのその他の工程も通常行われ、最終製品としてのＰＷウェーハが半導体デバイスメーカに出荷される。
【0005】
図２Ａの模式図を参照する。特許文献１に例示されるように、出荷されたＰＷウェーハ１０には、半導体デバイスメーカによりＰＷウェーハ１０の裏面１０Ｂにアラインメントマーク１０Ｃが付与され、その後、鏡面研磨面であるＰＷウェーハの表面（おもて面）１０Ａに半導体デバイス構造が形成されることがある。アラインメントマーク１０Ｃの具体例として、図２Ｂに示すように、特許文献２に例示される十字型のアラインメントマークなどが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開平５－９０１１２号公報
【文献】特開２０１１－１５５３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、ＰＷウェーハの非鏡面である裏面にアラインメントマークを付与する場合、読み取りが良好なものと、不良なものが発生する場合があり、その原因は不明であった。ＰＷウェーハの製造歩留まりを改善するため、アラインメントマークを読み取り良好とできる技術を確立する必要がある。
【0008】
本発明者は、上述したアラインメントマークの読み取り良否の差が生じる原因について鋭意検討したところ、異なる製造ラインにより作製されたＰＷウェーハの読み取り良否率に有意な差が見られた。そこで本発明者は、異なる製造ラインで作製されたＰＷウェーハを比較して、非鏡面の裏面側に設けられるアラインメントマークの読み取りに影響を及ぼしうると想定される表面粗さＲａ及び６０°入射での光沢度（入射角度６０°はＪＥＩＴＡ ＥＭ－３６０２準拠）を評価したところ、実質的な差がなかった。
【0009】
図３に、製造ラインＡ，Ｂでそれぞれ作製されたＰＷウェーハの表面粗さプロファイル及びＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１規定の表面粗さパラメータを示す。さらに、上記それぞれのＰＷウェーハの光学顕微鏡写真（倍率：１００倍）も、図３に併せて示す。なお、製造ラインＡにより得られるＰＷウェーハの読み取り良否率は製造ラインＢのものよりも優れるものである。図３に示す製造ラインＡ，Ｂの各サンプルは、それらの中からアラインメントマークを付与した場合の読み取り結果が良好であったものを抽出したものである。
【0010】
図３に示されるように、それぞれのＰＷウェーハの表面粗さＲａ及び入射角６０°での光沢度は実質的に同じと言えるものの、光学顕微鏡写真を参照すれば、明暗の差が認められる。アラインメントマークの読み取り良否率の傾向が製造ライン別で異なる理由は、アラインメントマークと、裏面とのコントラストが原因であると本発明者は考えた。
【0011】
そこで、顕微鏡写真における明暗の差が製造ライン別で生じていた原因を本発明者はさらに検討した。製造ラインＡと製造ラインＢとで作製されるＰＷウェーハは、表面粗さＲａ及び６０°入射角での光沢度が実質的に同程度であるものの、裏面の粗さプロファイルを詳細に観察すると、起伏の差があることが確認できる。ここで図４を参照するように、光沢度の測定の原理は、まず、光源ＬＳから規定された入射角θによる入射光を試料Ｔの表面（試料面）に照射する。そして、該表面にて反射角θ’で反射した反射光の反射光束φsを受光器ＬＤで測定する。同一条件における屈折率ｎ：１．５６７のガラス表面の反射光束φosを基準とし、こうして得られた反射光束φsと、反射光束φosとの比で光沢度Ｇｓ（θ）が定義される。具体的には、Ｇｓ（θ）＝（φs／φos）×１００（％）というものである。顕微鏡の測定原理と併せて考えれば、図３において観察される表面粗さプロファイルにおける製造ライン別の起伏の差と、顕微鏡写真の明暗の差は、低角度入射（垂直入射に近い）での光沢度を指標とすることで適切に評価できると本発明者は考えた。
【0012】
そこで、図３において観察した両ＰＷウェーハの、低角度入射（入射角２０°）での光沢度を測定し、併せて参照用に高角度入射（入射角８５°）での光沢度をさらに測定した。結果を図５に示す。入射角度６０°での光沢度は製造ラインＡで４１．４％であり、製造ラインＢでは４０．１６％であり、両者の比は１．０３（＝４１．４／４０．１６、すなわち３％程度の差）である。一方、入射角度２０°での光沢度は製造ラインＡで３．６５％であり、製造ラインＢでは４．６７％であり、両者の比は０．７８（＝３．６５／４．６７、すなわち２２％程度の差）であり、低入射角度での光沢度の差は大きい。低角度入射での光沢度の差が顕微鏡写真における明暗の差に繋がり、このことがアラインメントマークの読み取り良否率に影響を及ぼすと本発明者は考えた。なお、入射角度８５°での光沢度は製造ラインＡで７４．３７％であり、製造ラインＢでは６９．９％であり、両者の比は１．０６（＝７４．３７／６９．９、すなわち６％程度の差）である。前述した光沢度の測定原理と併せて考えると、やはり低角度入射での光沢度を指標とすることが顕微鏡写真の明暗の差の評価として適切である。
【0013】
そこで、低角度入射での光沢度を指標として適正範囲の光沢度を確保すれば、アラインメントマークの読み取りの良否率を大幅に改善できることを本発明者は知見した。そのため、低入射角度での光沢度の範囲を適正範囲に満足できるよう、ＰＷウェーハの製造条件を調整（条件出し）できる技術を確立することを、新たな課題として本発明者は認識した。
【0014】
本発明者はさらに鋭意検討した。ＰＷウェーハへの非鏡面である裏面への光沢度に影響を及ぼす工程は種々考えられるものの、裏面光沢度への影響が支配的となるのはラッピング後（エッチング前の面取りは任意）のエッチング工程におけるエッチング条件であると本発明者は考えた。エッチング工程後には、（後にデバイス形成面となる）おもて面側の片面研磨（いわゆるＳＳＰ：Single Side Polish）が行われ得るものの、裏面とは反対側の面への加工であり、その影響は小さい。また、洗浄工程による裏面光沢度への影響は軽微であると考えられる。そこで、ＰＷウェーハの裏面の低角度入射での光沢度が適正となるよう、エッチング条件を調整する必要がある。
【0015】
そこで本発明は、ポリッシュドシリコンウェーハの非鏡面である裏面にアラインメントマークを付与した場合に、アラインメントマークの読み取り良否率を改善することのできるポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法の提供を目的とする。さらに本発明は、このエッチング条件調整方法を用いたポリッシュドシリコンウェーハの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0016】
本発明者が上記課題を解決するため鋭意検討したところ、上述した一般的な入射角６０°（ＪＥＩＴＡ ＥＭ－３６０２）よりも低角度入射角での光沢度の適正範囲を定め、さらにこの適正範囲を実現するようエッチング条件を調整することで、アラインメントマークの読み取り良否率を改善できることを知見した。本発明は、上記知見に基づいて完成されたものであり、その要旨構成は以下のとおりである。
【0017】
（１）シリコンインゴットをスライスしてスライスドウェーハを得るスライス工程と、
前記スライスドウェーハをラッピングしてラッピングウェーハを得るラッピング工程と、
前記ラッピングウェーハをエッチングするエッチング工程と、
を少なくとも経て得られる、裏面が非鏡面であるポリッシュドシリコンウェーハを製造する過程での前記エッチング工程におけるエッチング条件の調整方法であって、
前記ポリッシュドシリコンウェーハの、入射角θでのＪＩＳ Ｚ ８７４１：１９９７に従う前記裏面の光沢度Ｇｓ（θ）が、下記式［１］，［２］：
０．８×θ－１４．０≦Gｓ（θ）≦０．８×θ－１０．０・・・［１］
２．０≦Gｓ（θ） ・・・［２］
（ただし、式［１］，［２］において、１５°≦θ≦２５°である）
を満足するよう、前記エッチング条件を調整することを特徴とする、ポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法
前記スライスドウェーハをラッピングしてラッピングウェーハを得るラッピング工程と、
前記ラッピングウェーハをエッチングするエッチング工程と、
を少なくとも経て得られる、裏面が非鏡面であるポリッシュドシリコンウェーハを製造する過程での前記エッチング工程におけるエッチング条件の調整方法であって、
前記ポリッシュドシリコンウェーハの、入射角θでのＪＩＳ Ｚ ８７４１：１９９７に従う前記裏面の光沢度Ｇｓ（θ）が、下記式［１］，［２］：
０．８×θ－１４．０≦Gｓ（θ）≦０．８×θ－１０．０・・・［１］
２．０≦Gｓ（θ） ・・・［２］
（ただし、式［１］，［２］において、１５°≦θ≦２５°である）
を満足するよう、前記エッチング条件を調整することを特徴とする、ポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法
【0018】
（２）入射角θが２０°のときの前記光沢度が２．０％以上６．０％以下となるよう前記エッチング条件を調整する、前記（１）に記載のポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法。
【0019】
（３）前記エッチング条件はエッチングレート及びバブリングオフ時間の少なくともいずれかにより調整される、前記（１）又は（２）に記載のポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法。
【0020】
（４）前記（１）～（３）のいずれかのエッチング条件調整方法により調整されたエッチング条件を用いて前記エッチング工程を行うことを特徴とする、ポリッシュドシリコンウェーハの製造方法。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、ポリッシュドシリコンウェーハの非鏡面である裏面にアラインメントマークを付与した場合に、アラインメントマークの読み取り良否率を改善することのできるポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法を提供することができる。さらに本発明によれば、このエッチング条件調整方法を用いたポリッシュドシリコンウェーハの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】一般的なＰＷウェーハのウェーハプロセス及びデバイスプロセスを示すフローチャートである。
【図2A】従来公知の、ＰＷウェーハの裏面にアラインメントマークが付与されたときの模式断面図である。
【図3】本発明者の検討による製造ライン別の裏面粗さプロファイル及びそれらの顕微鏡写真を示す図である。
【図4】従来公知の、光沢度の測定原理を示す模式図である。
【図5】本発明者の検討による製造ライン別の入射角度とその光沢度を対比するグラフである。
【図6】本発明の一実施形態における入射角度とその角度における光沢度の適正範囲を示すグラフである。
【図7A】実施例１におけるエッチングレートと、入射角２０°での光沢度との関係を示すグラフである。
【図7B】実施例１におけるエッチングレートと、入射角６０°での光沢度との関係を示すグラフである。
【図8A】実施例２におけるバブリングオフ時間と、入射角２０°での光沢度との関係を示すグラフである。
【図8B】実施例２におけるバブリングオフ時間と、入射角６０°での光沢度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本発明の実施形態の説明に先立ち、本明細書における「光沢度」について説明する。光沢度の測定値はＪＩＳ Ｚ ８７４１：１９９７に従うものとする。ただし、光沢度を測定する際の入射角度θは、１５°以上２５°以下の範囲内で適宜設定して、当該角度での光沢度を測定するものとし、上記規格で定められていない入射角度での測定値を対象とする。また、光沢度は、最終的に得られるＰＷウェーハの裏面を測定するものであるものの、ＰＷウェーハのエッチング後の洗浄及び表面加工等の影響は軽微であって、エッチング工程におけるエッチング条件が光沢度にとって支配的であることは、前述のとおりである。
【0024】
また、ＰＷウェーハが製造される製造過程において、各種の加工処理が施された後のウェーハのうち、特にスライス工程後のスライスドウェーハ、ラッピング工程後のウェーハをラッピングウェーハと称する。特に加工処理段階を区別しない場合には、単に「ウェーハ」と称する。
【0025】
（エッチング条件の調整方法）
本発明の一実施形態に従うポリッシュドシリコンウェーハ（ＰＷウェーハ）のエッチング条件調整方法は、シリコンインゴットをスライスしてスライスドウェーハを得るスライス工程と、前記スライスドウェーハをラッピングしてラッピングウェーハを得るラッピング工程と、前記ラッピングウェーハをエッチングするエッチング工程と、を少なくとも経て得られる、裏面が非鏡面であるポリッシュドシリコンウェーハ（ＰＷウェーハ）を製造する過程での前記エッチング工程におけるエッチング条件の調整方法である。そして、本実施形態によるエッチング条件調整方法では、前記ポリッシュドシリコンウェーハ（ＰＷウェーハ）の、入射角θでのＪＩＳ Ｚ ８７４１：１９９７に従う前記裏面の光沢度Ｇｓ（θ）が、下記式［１］，［２］：
０．８×θ－１４．０≦Gｓ（θ）≦０．８×θ－１０．０・・・［１］
２．０≦Gｓ（θ） ・・・［２］
（式［１］，［２］において、１５°≦θ≦２５°である）
を満足するよう、前記エッチング条件を調整するものである。
本発明の一実施形態に従うポリッシュドシリコンウェーハ（ＰＷウェーハ）のエッチング条件調整方法は、シリコンインゴットをスライスしてスライスドウェーハを得るスライス工程と、前記スライスドウェーハをラッピングしてラッピングウェーハを得るラッピング工程と、前記ラッピングウェーハをエッチングするエッチング工程と、を少なくとも経て得られる、裏面が非鏡面であるポリッシュドシリコンウェーハ（ＰＷウェーハ）を製造する過程での前記エッチング工程におけるエッチング条件の調整方法である。そして、本実施形態によるエッチング条件調整方法では、前記ポリッシュドシリコンウェーハ（ＰＷウェーハ）の、入射角θでのＪＩＳ Ｚ ８７４１：１９９７に従う前記裏面の光沢度Ｇｓ（θ）が、下記式［１］，［２］：
０．８×θ－１４．０≦Gｓ（θ）≦０．８×θ－１０．０・・・［１］
２．０≦Gｓ（θ） ・・・［２］
（式［１］，［２］において、１５°≦θ≦２５°である）
を満足するよう、前記エッチング条件を調整するものである。
【0026】
すなわち、本実施形態では、入射角θにおけるＰＷウェーハ裏面の光沢度Ｇｓ（θ）の範囲を、図６のグラフを参照する範囲となるよう、エッチング工程におけるエッチング条件を調整する。前述のとおり、ＰＷウェーハの裏面にアラインメントマークを付与したときのアラインメントマークの読み取り良否率は、低入射角度（垂直入射に近い）での光沢度の影響が大きいことを本発明者は知見した。そして、光沢度Ｇｓ（θ）が上記式［１］を満足すれば、アラインメントマークを付した際の、その読み取り良否率を大幅に改善できることを本発明者は確認した。なお、光沢度が低すぎるとエッチングによるダメージ除去が少なすぎて面粗さ異常となるおそれがあるため、下限を式［２］のとおりとする。また、本実施形態においてＰＷウェーハ裏面が非鏡面であるとは、表面粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１）が０．１２μｍ～０．２０μｍであるものを意味するものとする。
【0027】
Ｇｓ（θ）を式［１］，［２］の範囲内とするようなエッチング条件は種々の条件により調整可能であり、詳細は後述する。例えばエッチングレートを大きくすれば光沢度は大きくなる傾向にあり、バブリングオフ時間を長くすれば光沢度は大きくなる傾向にあるため、各種条件を適宜設定して、ＰＷウェーハ裏面の光沢度を所望の範囲内とするように調整できる。また、例えば、第１のエッチング条件により第１のラッピングウェーハをエッチングし、その後のウェーハプロセスを経て得られる第１のＰＷウェーハの裏面の光沢度を測定し、エッチング条件のみを変更した第２のエッチング条件により第２のラッピングウェーハをエッチングし、その後のウェーハプロセスを経て得られる第２のＰＷウェーハの裏面の光沢度を測定することで、エッチング条件と、それに伴う光沢度とを調整することができる。
【0028】
特に、入射角θが２０°のときの光沢度が２．０％以上６．０％以下となるよう、エッチング条件を調整することが好ましい。入射角θが２０°のときの光沢度が２．０％以上６．０％以下となるようにすれば、アラインメントマークの読み取りを確実なものとできることを本発明者は実験的に確認した。以下、本実施形態についてさらに順次説明する。
【0029】
＜スライス工程＞
ＰＷウェーハを製造する際のスライス工程は一般的な手法により行うことができる。例えば、チョクラルスキー（Czochralski：ＣＺ）法や浮遊帯溶融（FZ：Floating Zone）法で育成された単結晶シリコンインゴットをワイヤーソー等でスライスして、スライスドウェーハを得ることができる。
ＰＷウェーハを製造する際のスライス工程は一般的な手法により行うことができる。例えば、チョクラルスキー（Czochralski：ＣＺ）法や浮遊帯溶融（FZ：Floating Zone）法で育成された単結晶シリコンインゴットをワイヤーソー等でスライスして、スライスドウェーハを得ることができる。
【0030】
＜ラッピング工程＞
スライス工程により得られたスライスドウェーハをラッピングするラッピング工程も、一般的な手法により行うことができる。一般的なラッピング装置の定盤には研磨布は貼付されず、ウェーハを全面にわたり所定の厚さに平坦に仕上げることを目的としてラッピング（研削）を行う。一般的には、鋳鉄等で作製された定盤面によってウェーハ表裏面を機械研磨（メカニカル研磨）する。また、ラッピング工程では、純水に界面活性剤、防錆剤などを添加し、さらにアルミナ等の砥粒が添加された研磨液が用いられることが一般的である。ラッピングを経たラッピングウェーハの表裏面は、表裏面共に梨地面と呼ばれる非鏡面の状態となる。なお、エッチング工程後に行われ得るポリッシング（研磨）工程とラッピングは以下の点で異なる。ポリッシング工程ではウェーハの鏡面研磨加工を行うために、研磨装置の定盤には研磨布が必須となり、また、一般的に化学機械研磨（ＣＭＰ研磨）が行われる。化学機械研磨を行うためには、アルカリなどのエッチング作用がある研磨液にシリカ等の砥粒を添加した研磨液を用いることが通常である。
スライス工程により得られたスライスドウェーハをラッピングするラッピング工程も、一般的な手法により行うことができる。一般的なラッピング装置の定盤には研磨布は貼付されず、ウェーハを全面にわたり所定の厚さに平坦に仕上げることを目的としてラッピング（研削）を行う。一般的には、鋳鉄等で作製された定盤面によってウェーハ表裏面を機械研磨（メカニカル研磨）する。また、ラッピング工程では、純水に界面活性剤、防錆剤などを添加し、さらにアルミナ等の砥粒が添加された研磨液が用いられることが一般的である。ラッピングを経たラッピングウェーハの表裏面は、表裏面共に梨地面と呼ばれる非鏡面の状態となる。なお、エッチング工程後に行われ得るポリッシング（研磨）工程とラッピングは以下の点で異なる。ポリッシング工程ではウェーハの鏡面研磨加工を行うために、研磨装置の定盤には研磨布が必須となり、また、一般的に化学機械研磨（ＣＭＰ研磨）が行われる。化学機械研磨を行うためには、アルカリなどのエッチング作用がある研磨液にシリカ等の砥粒を添加した研磨液を用いることが通常である。
【0031】
＜エッチング工程＞
ラッピング工程を経て得られたラッピングウェーハに対し、ＰＷウェーハの裏面の光沢度Ｇｓ（θ）が前述の式［１］，［２］を満たすエッチング条件の下、エッチング工程を行う。ラッピングウェーハに対するエッチング処理は通常の手法を採用することができ、例えばフッ酸及び硝酸などが所定の比率で混合された混酸を調製し、該混酸が充填された攪拌羽根等を有する攪拌槽内にラッピングウェーハを投入し、ウェーハを攪拌しながら所定時間浸漬するなどすればよい。この際にバブリング装置により撹拌槽内の混酸をバブリングするなどしてもよい。以下のエッチング条件のパラメータが光沢度Ｇｓ（θ）に影響を及ぼし得る。
・エッチング取り代
・エッチングレート
・混酸条件：液温、混酸の組成及び混合比率、混酸添加剤、混酸循環量
・ウェーハ操作条件：ウェーハ回転数、揺動幅、揺動時間など
・バブリング条件：バブリング流量、スリットからのバブリング位置、バブリング管断面形状、バブリングオフ時間
ラッピング工程を経て得られたラッピングウェーハに対し、ＰＷウェーハの裏面の光沢度Ｇｓ（θ）が前述の式［１］，［２］を満たすエッチング条件の下、エッチング工程を行う。ラッピングウェーハに対するエッチング処理は通常の手法を採用することができ、例えばフッ酸及び硝酸などが所定の比率で混合された混酸を調製し、該混酸が充填された攪拌羽根等を有する攪拌槽内にラッピングウェーハを投入し、ウェーハを攪拌しながら所定時間浸漬するなどすればよい。この際にバブリング装置により撹拌槽内の混酸をバブリングするなどしてもよい。以下のエッチング条件のパラメータが光沢度Ｇｓ（θ）に影響を及ぼし得る。
・エッチング取り代
・エッチングレート
・混酸条件：液温、混酸の組成及び混合比率、混酸添加剤、混酸循環量
・ウェーハ操作条件：ウェーハ回転数、揺動幅、揺動時間など
・バブリング条件：バブリング流量、スリットからのバブリング位置、バブリング管断面形状、バブリングオフ時間
【0032】
エッチング条件の調整により、式［１］，［２］を満足する光沢度Ｇｓ（θ）を得るためには、これらの中でも、エッチング条件調整の自由度が高いエッチング取り代、液温、エッチングレート、バブリングオフ時間を変更することが好ましい。特に調整容易かつ、製品仕様に影響が少ないエッチングレート及びバブリングオフ時間の少なくともいずれかにより調整することが好ましい。
【0033】
なお、ＰＷウェーハ裏面のアラインメントマークが付与される位置（センター又はエッジから所定距離等）に応じて光沢度Ｇｓ（θ）が式［１］，［２］を満足するようにエッチング条件を調整すればよい。ＰＷウェーハの裏面全域において光沢度Ｇｓ（θ）が式［１］，［２］を満足するようにエッチング条件を調整することは好ましいものの、必須ではない。
【0034】
＜その他の工程＞
ＰＷウェーハを得るためには、エッチング工程後に洗浄工程、片面研磨（ポリッシング）工程、検査工程などが行われ得るが、これらの工程がＰＷウェーハ裏面の光沢度に与える影響は軽微であり、一般的な工程を適宜行ってもよい。なお、上述したエッチング工程では酸によるエッチングが行われるのに対して、洗浄工程では通常アルカリ液による洗浄が行われる。
ＰＷウェーハを得るためには、エッチング工程後に洗浄工程、片面研磨（ポリッシング）工程、検査工程などが行われ得るが、これらの工程がＰＷウェーハ裏面の光沢度に与える影響は軽微であり、一般的な工程を適宜行ってもよい。なお、上述したエッチング工程では酸によるエッチングが行われるのに対して、洗浄工程では通常アルカリ液による洗浄が行われる。
【0035】
＜面取り工程＞
また、前述のラッピング工程に先立ち、あるいは、ラッピング工程及びエッチング工程の間にウェーハの面取りを行う面取り工程が行われ得るが、これも任意の工程である。
また、前述のラッピング工程に先立ち、あるいは、ラッピング工程及びエッチング工程の間にウェーハの面取りを行う面取り工程が行われ得るが、これも任意の工程である。
【0036】
また、本実施形態が対象とする裏面が非鏡面であるウェーハの直径は２００ｍｍ以下であることが一般的であるが、それより大きな直径（例えば３００ｍｍ又は４５０ｍｍ）であっても裏面が非鏡面であれば本実施形態を適用することができる。
【0037】
（製造方法）
また、本発明によるポリッシュドシリコンウェーハの製造方法は、上述したエッチング条件調整方法により調整されたエッチング条件を用いてエッチング工程を行うものであり、前述のスライス工程、ラッピング工程、エッチング工程などを経て、ＰＷウェーハを製造することができる。
また、本発明によるポリッシュドシリコンウェーハの製造方法は、上述したエッチング条件調整方法により調整されたエッチング条件を用いてエッチング工程を行うものであり、前述のスライス工程、ラッピング工程、エッチング工程などを経て、ＰＷウェーハを製造することができる。
【実施例1】
【0038】
（サンプル１１）
直径２００ｍｍの単結晶シリコンインゴットをスライスし、ウェーハ面取り処理、ラッピング処理及び仕上げ面取り処理を施してラッピングウェーハを得た。フッ酸、硝酸及び酢酸からなる混酸が充填された攪拌槽内にラッピングウェーハを投入し、バブリング装置を用いてバブリングのオン・オフ時間を制御しつつ、ラッピングウェーハを攪拌しながら所定のエッチング条件（なお、サンプル１１のエッチングレートは１．５０μｍ／秒であり、エッチング取り代は３０μｍである）に従いエッチング処理を行った。そして、エッチング後のウェーハに対し洗浄及び片面研磨処理を施し、裏面が非鏡面である、サンプル１１に係るＰＷウェーハ（以下、「サンプル１１」）を得た。
直径２００ｍｍの単結晶シリコンインゴットをスライスし、ウェーハ面取り処理、ラッピング処理及び仕上げ面取り処理を施してラッピングウェーハを得た。フッ酸、硝酸及び酢酸からなる混酸が充填された攪拌槽内にラッピングウェーハを投入し、バブリング装置を用いてバブリングのオン・オフ時間を制御しつつ、ラッピングウェーハを攪拌しながら所定のエッチング条件（なお、サンプル１１のエッチングレートは１．５０μｍ／秒であり、エッチング取り代は３０μｍである）に従いエッチング処理を行った。そして、エッチング後のウェーハに対し洗浄及び片面研磨処理を施し、裏面が非鏡面である、サンプル１１に係るＰＷウェーハ（以下、「サンプル１１」）を得た。
【0039】
サンプル１１の裏面の（ウェーハエッジ１０ｍｍ）における光沢度を、日本電色工業社製光沢度測定器（型番VG７０００；ＪＩＳ Ｚ ８７４１：１９９７準拠）を用いて、入射角２０°で測定したところ、光沢度は６．５％であった。なお、入射角６０°での同じ測定位置での光沢度は５５％であった。
【0040】
（サンプル１２～サンプル１６）
サンプル１１を作製する際のエッチングレート１．５０μｍ／秒をそれぞれ１．４０μｍ／秒、１．２５μｍ／秒、１．１３μｍ／秒、１．０５μｍ／秒、０．８２μｍ／秒とした以外は、サンプル１１と同様にしてＰＷウェーハを作製し、サンプル１２～１６を得た。エッチング取り代はいずれも３０μｍであり、サンプル１１と同じである。そして、サンプル１２～１６の入射角２０°及び６０°のそれぞれの光沢度を、サンプル１１と同様にして測定した。エッチングレートと入射角２０°での光沢度との対応関係を図７Ａのグラフに示し、エッチングレートと入射角６０°での光沢度との対応関係を図７Ｂのグラフに示す。
サンプル１１を作製する際のエッチングレート１．５０μｍ／秒をそれぞれ１．４０μｍ／秒、１．２５μｍ／秒、１．１３μｍ／秒、１．０５μｍ／秒、０．８２μｍ／秒とした以外は、サンプル１１と同様にしてＰＷウェーハを作製し、サンプル１２～１６を得た。エッチング取り代はいずれも３０μｍであり、サンプル１１と同じである。そして、サンプル１２～１６の入射角２０°及び６０°のそれぞれの光沢度を、サンプル１１と同様にして測定した。エッチングレートと入射角２０°での光沢度との対応関係を図７Ａのグラフに示し、エッチングレートと入射角６０°での光沢度との対応関係を図７Ｂのグラフに示す。
【0041】
そして、サンプル１１に対してアラインメントマークを付与した場合、アラインメントマークを読み取ることができなかったが、サンプル１２～１５にアラインメントマークを付与した場合はいずれもアラインメントマークを読み取ることができ、良好な結果であった。ただし、サンプル１６の光沢度は２％未満であるため、アライメントマークの読取率低下が見られた。サンプル１６の顕微鏡観察結果において、アライメントマーク内にマーキング未完成部分が存在し、面粗さ異常と判定されたためである。
【実施例2】
【0042】
（サンプル２１）
まず、実施例１と同様に、まず直径２００ｍｍの単結晶シリコンインゴットをスライスし、ウェーハ面取り処理、ラッピング処理及び仕上げ面取り処理を施してラッピングウェーハを得た。次いで、フッ酸、硝酸及び酢酸からなる混酸が充填された攪拌槽内にラッピングウェーハを投入し、バブリング装置を用いてバブリングのオン・オフ時間を制御しつつ、ラッピングウェーハを攪拌しながら所定のエッチング条件（なお、サンプル２１のバブリングオフ時間は２０秒である）に従いエッチング処理（エッチングレートは１．２５μｍ／秒である）を行った。そして、エッチング後のウェーハに対し洗浄及び片面研磨処理を施し、裏面が非鏡面である、サンプル２１に係るＰＷウェーハ（以下、「サンプル２１」）を得た。
まず、実施例１と同様に、まず直径２００ｍｍの単結晶シリコンインゴットをスライスし、ウェーハ面取り処理、ラッピング処理及び仕上げ面取り処理を施してラッピングウェーハを得た。次いで、フッ酸、硝酸及び酢酸からなる混酸が充填された攪拌槽内にラッピングウェーハを投入し、バブリング装置を用いてバブリングのオン・オフ時間を制御しつつ、ラッピングウェーハを攪拌しながら所定のエッチング条件（なお、サンプル２１のバブリングオフ時間は２０秒である）に従いエッチング処理（エッチングレートは１．２５μｍ／秒である）を行った。そして、エッチング後のウェーハに対し洗浄及び片面研磨処理を施し、裏面が非鏡面である、サンプル２１に係るＰＷウェーハ（以下、「サンプル２１」）を得た。
【0043】
サンプル２１の裏面の（ウェーハエッジ１０ｍｍ）における光沢度を、実施例１で用いたのと同じ測定器を用いて、入射角２０°で測定したところ、光沢度は６．２％であった。なお、入射角６０°での同じ測定位置での光沢度は４８％であった。
【0044】
（サンプル２２～サンプル２４）
サンプル２１を作製する際のバブリングオフ時間２０秒をそれぞれ１５秒、１０秒、０秒とした以外は、サンプル２１と同様にしてＰＷウェーハを作製し、サンプル２２～２４を得た。サンプル２１と同様にして入射角２０°及び６０°のそれぞれの光沢度を、サンプル２１と同様の測定位置で測定した。バブリングオフ時間と入射角２０°での光沢度との対応関係を図８Ａのグラフに示し、バブリングオフ時間と入射角６０°での光沢度との対応関係を図８Ｂのグラフに示す。
サンプル２１を作製する際のバブリングオフ時間２０秒をそれぞれ１５秒、１０秒、０秒とした以外は、サンプル２１と同様にしてＰＷウェーハを作製し、サンプル２２～２４を得た。サンプル２１と同様にして入射角２０°及び６０°のそれぞれの光沢度を、サンプル２１と同様の測定位置で測定した。バブリングオフ時間と入射角２０°での光沢度との対応関係を図８Ａのグラフに示し、バブリングオフ時間と入射角６０°での光沢度との対応関係を図８Ｂのグラフに示す。
【0045】
そして、サンプル２１に対してアラインメントマークを付与した場合、アラインメントマークを読み取ることができなかったが、サンプル２２～２４にアラインメントマークを付与した場合はいずれもアラインメントマークを読み取ることができた。
【0046】
以上の実施例１，２より、低角度入射での光沢度Ｇｓ（θ）が式［１］，［２］を満足するようエッチング条件を調整することで、ＰＷウェーハの非鏡面の裏面にアラインメントマークを付与した場合に、アラインメントマークの読み取りを良好なものとすることができることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0047】
本発明によれば、ポリッシュドシリコンウェーハの非鏡面である裏面にアラインメントマークを付与した場合に、アラインメントマークの読み取り良否率を改善することのできるポリッシュドシリコンウェーハのエッチング条件調整方法を提供することができる。さらに本発明によれば、このエッチング条件調整方法を用いたポリッシュドシリコンウェーハの製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【0048】
１０ ポリッシュドシリコンウェーハ
１０Ａ おもて面
１０Ｂ 裏面
１０Ｃ アラインメントマーク
１０Ａ おもて面
１０Ｂ 裏面
１０Ｃ アラインメントマーク
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】