JP7004221B2 - シリコンウェーハのエッチング方法、エッチング装置及び不純物分析方法 - Google Patents
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Description
エッチング用のガスを、ガス導入口とガス排出口とを具備する反応室に導入し、前記反応室内に支持されたシリコンウェーハの表面をエッチングする方法であって、
前記ガス導入口を、前記反応室の、前記シリコンウェーハの表面に対する水平方向における一端側に設け、
前記ガス排出口を、前記反応室の、前記水平方向における前記ガス導入口と反対側に設け、
前記水平方向のうち前記ガス導入口から前記ガス排出口に向かう方向をガス流れ方向、前記水平方向のうち前記ガス流れ方向に直角な方向を幅方向として、
前記ガス導入口と前記ガス排出口の前記幅方向における長さを前記シリコンウェーハの直径の83.3%以上にすることを特徴とする。
エッチング用のガスを供給するガス供給部と、
ガス導入口とガス排出口とを具備する反応室と、
前記反応室内に設けられてシリコンウェーハを支持する支持部とを備え、前記ガス供給部から供給される前記ガスを前記ガス導入口から前記反応室内に導入して、前記支持部に支持された前記シリコンウェーハの表面をエッチングする装置であって、
前記ガス導入口は、前記反応室の、前記シリコンウェーハの表面に対する水平方向における一端側に設けられ、
前記ガス排出口は、前記反応室の、前記水平方向における前記ガス導入口と反対側に設けられ、
前記水平方向のうち前記ガス導入口から前記ガス排出口に向かう方向をガス流れ方向、前記水平方向のうち前記ガス流れ方向に直角な方向を幅方向として、
前記ガス導入口と前記ガス排出口の前記幅方向における長さが前記シリコンウェーハの直径の83.3%以上であることを特徴とする。
図1、図2と同様のエッチング装置を用いて、シリコンウェーハ上での混酸ガスの流速と、シリコンウェーハの面内のエッチング量のばらつきとの関係を調べた。具体的には、シリコンウェーハ上での混酸ガスの流速を2~8cm/secの範囲で振って、各流速においてシリコンウェーハの面内各部のエッチング量を測定した。そして、各部のエッチング量のうち最大エッチング量と最小エッチング量との差異を、面内のエッチング量のばらつきとして求めた。ガス流速は、反応室への流入ガス流量測定値と、ガス排出口のサイズ(流路面積)とから換算し、この換算値が狙いの流速値となるようにガス供給部による混酸ガスの流量(具体的にはキャリアガスとしての窒素流量)を調整した。また、ADE社製のウェーハ厚み測定装置により、ウェーハ面内を20mm角のメッシュに区切り、各メッシュごとにエッチング前後のウェーハ厚みの差をエッチング量として求めた。シリコンウェーハは直径300mm、導電型がp型のポリッシュドウェーハを用いた。反応室のガス導入口及びガス排出口の幅方向における長さは300mmとした。シリコンウェーハの回転は無しとした。エッチング時間は12分とした。
ガス導入口及びガス排出口のサイズ以外は図1、図2と同様のエッチング装置を用いて、直径300mm、導電型がp型のシリコンウェーハ(ポリッシュドウェーハ)を使用し、シリコンウェーハ上での混酸ガスの流速を5cm/secとしたときの、ガス導入口及びガス排出口のサイズ(幅方向における長さ)と、シリコンウェーハの面内のエッチング量のばらつきとの関係を調べた。具体的には、反応室のガス導入口及びガス排出口のサイズを50mmから300mmまで段階的に振って、各サイズにおいてシリコンウェーハの面内各部のエッチング量を実施例1と同様の方法で測定した。そして、面内各部のエッチング量のうち最大エッチング量と最小エッチング量との差異を、面内のエッチング量のばらつきとして求めた。なお、シリコンウェーハの回転は無しとした。エッチング時間は12分とした。ガス流速は、実施例1と同様に、反応室への流入ガス流量測定値と、ガス排出口のサイズ(流路面積)とから換算し、この換算値が5cm/secとなるようにガス供給部による混酸ガスの流量(具体的にはキャリアガスとしての窒素流量)を調整した。
図1、図2と同様のエッチング装置を用いて、直径300mm、導電型がp型のシリコンウェーハ(ポリッシュドウェーハ)を使用したときの、シリコンウェーハの外周部の接線速度と、シリコンウェーハの面内のエッチング量のばらつきとの関係を調べた。具体的には、混酸ガスのシリコンウェーハ上での流速を3~7cm/sec、エッチング狙い値を0.3μm、1μm、3μm、10μm、シリコンウェーハの外周部の接線速度(=シリコンウェーハの半径×角速度)を0~50cm/secとしたときの、シリコンウェーハの面内の最大エッチング量と最小エッチング量との差異を実施例1と同様の方法で求めた。なお、ガス導入口及びガス排出口のサイズ(幅方向における長さ)は300mmとした。またエッチング狙い値に応じてエッチング時間を調整した。また、ガス流速は、実施例1と同様に、反応室への流入ガス流量測定値と、ガス排出口のサイズ(流路面積)とから換算し、この換算値が狙いの流速値となるようにガス供給部による混酸ガスの流量(具体的にはキャリアガスとしての窒素流量)を調整した。また、シリコンウェーハの外周部の接線速度が狙い値となるように、回転ステージの回転速度(角速度)を調整した。
実施例4として、図1、図2と同様のエッチング装置を用いて、直径300mm、導電型がp型のシリコンウェーハ(ポリッシュドウェーハ)に対してエッチングを行い、ウェーハ面内のエッチングばらつき量(最大エッチング量と最小エッチング量の差異)及びこのばらつき量のエッチング狙い値に対する割合を測定した。このとき、エッチング時間を調整することでエッチング狙い値を0.3μm、1μm、3μm、10μmの水準で振り、さらに、ウェーハ上での混酸ガスの流速を4cm/sec、5cm/sec、6cm/secの水準で振った。また、ガス導入口及びガス排出口のサイズ(幅方向における長さ)は300mmとした。また、エッチングの際には、シリコンウェーハを95.49~133.69deg/secを満たす角速度で回転させた。また、シリコンウェーハの面内の最大エッチング量、最小エッチング量及びこれらの差異は実施例1と同様の方法で求めた。また、ガス流速は、実施例1と同様に、反応室への流入ガス流量測定値と、ガス排出口のサイズ(流路面積)とから換算し、この換算値が狙いの流速値となるようにガス供給部による混酸ガスの流量(具体的にはキャリアガスとしての窒素流量)を調整した。
図1、図2と同様のエッチング装置を用いて、直径300mm、導電型がp型のシリコンウェーハ(ポリッシュドウェーハ)に対してエッチングを行い、ウェーハ面内のエッチング量の分布を測定した。このとき、エッチング時間を調整することでエッチング狙い値を0.3μm、1μm、3μm、10μmの水準で振った。また、ウェーハ上での混酸ガスの流速は5cm/secとした。具体的には、反応室への流入ガス流量測定値と、ガス排出口のサイズ(流路面積)とからウェーハ上でのガス流速を換算し、この換算値が5cm/secとなるようにガス供給部による混酸ガスの流量(具体的にはキャリアガスとしての窒素流量)を調整した。また、ガス導入口及びガス排出口のサイズ(幅方向における長さ)は300mmとした。また、エッチングの際には、シリコンウェーハを95.49~133.69deg/secを満たす角速度で回転させた。また、ウェーハ面内のエッチング量の分布は、ADE社製のウェーハ厚み測定装置により、ウェーハ面内を20mm角のメッシュに区切り、各メッシュごとにエッチング前後のウェーハ厚みの差を測定することで得た。
2 ガス供給部
3 反応室
4 回転ステージ(支持部)
8 ガス導入口
9 ガス排出口
Claims (7)
- エッチング用のガスを、ガス導入口とガス排出口とを具備する反応室に導入し、前記反応室内に支持されたシリコンウェーハの表面をエッチングする方法であって、
前記ガス導入口を、前記反応室の、前記シリコンウェーハの表面に対する水平方向における一端側に設け、
前記ガス排出口を、前記反応室の、前記水平方向における前記ガス導入口と反対側に設け、
前記水平方向のうち前記ガス導入口から前記ガス排出口に向かう方向をガス流れ方向、前記水平方向のうち前記ガス流れ方向に直角な方向を幅方向として、
前記ガス導入口と前記ガス排出口の前記幅方向における長さを前記シリコンウェーハの直径の83.3%以上にし、
前記ガスはフッ化水素酸と硝酸又はフッ化水素酸とオゾンの混酸ガスであり、
前記反応室内の前記シリコンウェーハを、前記表面に直交する軸線回りに95.49~133.69deg/secの角速度で回転させ、
前記反応室内の前記シリコンウェーハ上での前記ガスの流速を4~6cm/secとすることを特徴とするシリコンウェーハのエッチング方法。 - 前記幅方向における前記ガス導入口の長さと前記ガス排出口の長さを同じにすることを特徴とする請求項1に記載のシリコンウェーハのエッチング方法。
- 前記表面のエッチング量の狙い値が0.3μm~10μmとなるようにエッチング時間を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載のシリコンウェーハのエッチング方法。
- エッチング用のガスを供給するガス供給部と、
ガス導入口とガス排出口とを具備する反応室と、
前記反応室内に設けられてシリコンウェーハを支持する支持部とを備え、前記ガス供給部から供給される前記ガスを前記ガス導入口から前記反応室内に導入して、前記支持部に支持された前記シリコンウェーハの表面をエッチングする装置であって、
前記ガス導入口は、前記反応室の、前記シリコンウェーハの表面に対する水平方向における一端側に設けられ、
前記ガス排出口は、前記反応室の、前記水平方向における前記ガス導入口と反対側に設けられ、
前記水平方向のうち前記ガス導入口から前記ガス排出口に向かう方向をガス流れ方向、前記水平方向のうち前記ガス流れ方向に直角な方向を幅方向として、
前記ガス導入口と前記ガス排出口の前記幅方向における長さが前記シリコンウェーハの直径の83.3%以上であり、
前記ガスはフッ化水素酸と硝酸又はフッ化水素酸とオゾンの混酸ガスであり、
前記支持部は、前記シリコンウェーハを、前記表面に直交する軸線回りに95.49~133.69deg/secの角速度で回転させ、
前記ガス供給部は、前記反応室内の前記シリコンウェーハ上での前記ガスの流速が4~6cm/secとなる流量の前記ガスを供給することを特徴とするシリコンウェーハのエッチング装置。 - 前記幅方向における前記ガス導入口の長さと前記ガス排出口の長さが同じであることを特徴とする請求項4に記載のシリコンウェーハのエッチング装置。
- 前記表面のエッチング量の狙い値が0.3μm~10μmとなるようにエッチング時間が調整されることを特徴とする請求項4又は5に記載のシリコンウェーハのエッチング装置。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載のシリコンウェーハのエッチング方法又はエッチング装置によりシリコンウェーハをエッチングした後に、前記シリコンウェーハの表面の不純物分析を行うことを特徴とするシリコンウェーハの不純物分析方法。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011114080A (ja) | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコン基板のエッチング方法およびシリコン基板の不純物分析方法 |
JP2012222014A (ja) | 2011-04-05 | 2012-11-12 | Sumco Corp | 半導体ウェーハの酸化膜除去方法 |
JP2014041030A (ja) | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体基板の不純物分析方法 |
WO2017174371A1 (en) | 2016-04-05 | 2017-10-12 | Siltronic Ag | Method for the vapour phase etching of a semiconductor wafer for trace metal analysis |
JP2018504777A (ja) | 2014-12-19 | 2018-02-15 | サンエディソン・セミコンダクター・リミテッドSunEdison Semiconductor Limited | 半導体構造上にエピタキシャルスムージング加工を実行するためのシステムおよび方法 |
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---|---|---|---|---|
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JPH1197361A (ja) * | 1997-09-24 | 1999-04-09 | Kokusai Electric Co Ltd | 半導体製造装置 |
JP3472171B2 (ja) * | 1997-12-26 | 2003-12-02 | キヤノン株式会社 | 半導体基材のエッチング方法及びエッチング装置並びにそれを用いた半導体基材の作製方法 |
-
2018
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011114080A (ja) | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | シリコン基板のエッチング方法およびシリコン基板の不純物分析方法 |
JP2012222014A (ja) | 2011-04-05 | 2012-11-12 | Sumco Corp | 半導体ウェーハの酸化膜除去方法 |
JP2014041030A (ja) | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体基板の不純物分析方法 |
JP2018504777A (ja) | 2014-12-19 | 2018-02-15 | サンエディソン・セミコンダクター・リミテッドSunEdison Semiconductor Limited | 半導体構造上にエピタキシャルスムージング加工を実行するためのシステムおよび方法 |
WO2017174371A1 (en) | 2016-04-05 | 2017-10-12 | Siltronic Ag | Method for the vapour phase etching of a semiconductor wafer for trace metal analysis |
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