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公開番号2025011528
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023113701
出願日2023-07-11
発明の名称スピンエッチング装置、スピンエッチング方法、及びウェーハ保持方法
出願人信越半導体株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20250117BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】
可能な限り裏面(下面)酸化膜の局所エッチングを抑え、エッチング後のウェーハの上面のSFQR値に影響を及ぼさない、エッジチャック方式のスピンエッチング装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
ウェーハWを保持しスピン回転するステージ5を有し、回転するウェーハWの上面に除去液を供給することでウェーハWの上面の膜を除去するスピンエッチング装置1であって、ウェーハWのエッジ部21と点接触してウェーハWを挟み込むようにステージ5上に設けられる複数のエッジチャックピン13と、ステージ5上に設けられ、ウェーハWの下面と接触することでステージ5とウェーハWの間に隙間を形成した状態でウェーハWを下方から支持する複数のウェーハ支持ピン15とを有することを特徴とするスピンエッチング装置1。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
ウェーハを保持しスピン回転するステージを有し、回転する前記ウェーハの上面に除去液を供給することで前記ウェーハの上面の膜を除去するスピンエッチング装置であって、
前記ウェーハのエッジ部と点接触して前記ウェーハを挟み込むように前記ステージ上に設けられる複数のエッジチャックピンと、
前記ステージ上に設けられ、前記ウェーハの下面と接触することで前記ステージと前記ウェーハの間に隙間を形成した状態で前記ウェーハを下方から支持する複数のウェーハ支持ピンとを有することを特徴とするスピンエッチング装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記エッジチャックピンと前記ウェーハ支持ピンの少なくともいずれかが樹脂製であることを特徴とする請求項１記載のスピンエッチング装置。
【請求項３】
前記エッジチャックピンと前記ウェーハ支持ピンの少なくともいずれかがＰＥＥＫ製、ＰＦＡ製、ＰＶＤＦ製のいずれかであることを特徴とする請求項２記載のスピンエッチング装置。
【請求項４】
前記エッジチャックピンが円柱状または先端に向けて水平方向の断面積が大きくなる円錐台形状であることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のスピンエッチング装置。
【請求項５】
前記エッジチャックピンが円柱状であり、円柱の直径が、５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４記載のスピンエッチング装置。
【請求項６】
前記エッジチャックピンは、
前記ウェーハと点接触する円柱状のウェーハ接触部と、前記ウェーハ接触部の先端に設けられ、直径が前記ウェーハ接触部の直径よりも大きい先端部を有することを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のスピンエッチング装置。
【請求項７】
ウェーハを保持したステージをスピン回転させ、回転する前記ウェーハの上面に除去液を供給し、前記ウェーハの上面の膜を除去するスピンエッチング方法において、
前記ウェーハのエッジ部と点接触する複数のエッジチャックピンで前記ウェーハを挟み込むように保持しながら、更に前記ウェーハが前記ステージと接触しないように、前記ウェーハの下面を下から支える複数のウェーハ支持ピンで保持しながらエッチングすることを特徴とするスピンエッチング方法。
【請求項８】
前記ウェーハを酸化膜付きのシリコンウェーハとし、前記除去液をＨＦ溶液とすることを特徴とする請求項７記載のスピンエッチング方法。
【請求項９】
前記ＨＦ溶液の濃度を１０～４０質量％とすることを特徴とする請求項８記載のスピンエッチング方法。
【請求項１０】
ウェーハを保持したステージをスピン回転させ、回転する前記ウェーハに除去液を供給し、ウェーハ上面の膜を除去するスピンエッチングの際に前記ウェーハを保持するウェーハ保持方法であって、
前記ウェーハのエッジ部の複数個所と点接触するエッジチャックピンで前記ウェーハを挟み込むように保持することでスピン回転中の遠心力による前記ウェーハの飛び出しを防ぎ、更に前記ウェーハの下面を下から支える複数のウェーハ支持ピンで保持することで前記ウェーハが前記ステージと接触しないようにすることを特徴とするウェーハ保持方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンエッチング装置、スピンエッチング方法、及びウェーハ保持方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハは、研削、研磨、剥離などの表面加工を行うと、ウェーハ表面には加工に伴うダメージ層が導入される。ダメージ層は、デバイス特性に悪影響を及ぼす、欠陥、転位、歪みなどが含まれているため、ダメージ層を除去する必要がある。
【０００３】
半導体シリコンウェーハの表面ダメージ層を除去する方法の一つとして、ダメージ層を熱酸化してシリコン酸化膜を形成し、その後、ダメージ層を含むシリコン酸化膜を、フッ酸（ＨＦ）溶液で除去する方法がある。このシリコン酸化膜は、犠牲酸化膜とも呼ばれる。
【０００４】
ＨＦ溶液を使って、犠牲酸化膜を除去する方法として、薬液槽に溜めたＨＦ溶液中に半導体シリコンウェーハを浸漬する方法がある。この場合、ウェーハ表面（おもて面）側の酸化膜だけでなく、ウェーハ裏面側の酸化膜も除去される。
【０００５】
半導体ウェーハのプロセス、構造、処理状況により、裏面酸化膜を残して、表面酸化膜のみを除去する場合がある。例えば、ＳＯＩ（ＳｉｌｉｃｏｎＯｎＩｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェーハのように、埋め込み酸化膜層（ＢＯＸ層：ＢｕｒｉｅｄＯｘｉｄｅＬａｙｅｒ）を持つウェーハは、ウェーハの反りを低く抑えるため、ＢＯＸ層と裏面酸化膜の厚さをバランスさせる必要がある。この場合、スピンエッチング装置（スピン処理装置）を用いて、表面酸化膜のみを除去することが行われる（特許文献１～３）。
【０００６】
スピン処理装置は、枚葉式の回転式エッチング装置である。ウェーハを回転させた状態で、ウェーハ表面（上面）中央付近にＨＦ溶液を供給することで、ウェーハ全面にＨＦ溶液を行きわたらせ、ウェーハ表面の酸化膜を除去することが出来る。
【０００７】
また、ウェーハ表面のエッジから遠心力でＨＦ溶液を飛ばすことで、ウェーハ裏面へのＨＦの回り込みを抑え、裏面酸化膜のエッチングを防止し、裏面酸化膜を残すことが出来る。なお、このようなＨＦを用い酸化膜を除去するスピンエッチング装置をＨＦスピン装置と言う事がある。
【０００８】
ウェーハエッジから遠心力で飛ばしたＨＦ溶液は、ウェーハの周りに設置した回収カップで回収することで、次の酸化膜除去時に再利用出来る。これにより、ＨＦ使用量の削減、ＨＦ排液量の削減、ＨＦ排液量削減による環境負荷の低減を行うことが出来る。
【０００９】
酸化膜厚が１００ｎｍ以上の酸化膜を効率よく除去するためには、酸化膜のエッチングレートを高め、ウェーハ１枚当たりのエッチング時間を低く抑える必要がある。このため、酸化膜除去で使用するＨＦ溶液のＨＦ濃度は、洗浄目的で使用する数質量％以下のＨＦ溶液とは異なり、１０質量％以上のＨＦ溶液が使用されることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２００９－２０６４８６号公報
特開２０１０－２３８７８２号公報
特開２０１２－０９４８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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