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JP5040564B2 - Silicon wafer manufacturing method - Google Patents
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Description

本発明は、エッチング液およびシリコンウェーハの製造方法に関し、特に、エッチングを行った後のシリコンウェーハの表面粗さを向上できるエッチング液およびそのエッチング液を用いたシリコンウェーハの製造方法に関する。   The present invention relates to an etching solution and a method for manufacturing a silicon wafer, and more particularly to an etching solution that can improve the surface roughness of a silicon wafer after etching and a method for manufacturing a silicon wafer using the etching solution.

従来から、シリコンウェーハの製造工程において、ラッピング、面取り、研削時における加工ダメージを除去するために、アルカリ水溶液によるシリコンウェーハのエッチングが行なわれてきた(例えば、「非特許文献1」参照)。
大見忠弘、新田雄久 監修、「シリコンの科学」UCS半導体基盤技術研究会、1996年6月28日、P286−288
Conventionally, in a silicon wafer manufacturing process, etching of a silicon wafer with an alkaline aqueous solution has been performed in order to remove processing damage during lapping, chamfering, and grinding (see, for example, “Non-patent Document 1”).
Supervised by Tadahiro Omi and Yuhisa Nitta, "Science of Silicon" UCS Semiconductor Fundamental Technology Study Group, June 28, 1996, P286-288

しかしながら、従来のアルカリ水溶液によるシリコンウェーハのエッチングでは、加工歪み層は処理できるものの、エッチングを行った後のシリコンウェーハの表面粗さが粗いため、より一層、表面粗さを向上させることが要求されていた。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、エッチングを行った後のシリコンウェーハの表面粗さを向上できるエッチング液およびそのエッチング液を用いたシリコンウェーハの製造方法を提供することを目的とする。
However, in the conventional etching of a silicon wafer with an aqueous alkali solution, the processed strain layer can be processed, but the surface roughness of the silicon wafer after etching is rough, so it is required to further improve the surface roughness. It was.
This invention is made | formed in view of said situation, and provides the manufacturing method of the silicon wafer using the etching liquid which can improve the surface roughness of the silicon wafer after etching, and the etching liquid Objective.

上記課題を解決するために、本発明のシリコンウェーハの製造方法は、少なくとも金属イオンであるNiイオン及びCoイオンを含み、前記金属イオンの濃度が100ppb〜100ppmの範囲であり、アルカリ濃度が30〜70重量%の範囲であるアルカリエッチング液を用いてシリコンウェーハのエッチングを行なって、前記シリコンウェーハの表面におけるテクスチャ縮小剤としての前記Ni濃度及び前記Co濃度によってテクスチャサイズを変化させることを特徴とする。
本発明のエッチング液は、シリコンウェーハの製造工程において用いられるアルカリエッチング液であって、前記シリコンウェーハの表面におけるテクスチャ縮小剤として金属イオンを含むことができる。
また、本発明のエッチング液においては、前記金属イオンが、Fe、Cu、Ni、Co、Mgから選ばれる少なくとも1種のイオンであるものとすることができる。
また、本発明のエッチング液においては、前記金属イオンの濃度が、10ppb〜200ppmの範囲であるものとすることができる。
また、本発明のエッチング液においては、前記アルカリエッチング液のアルカリ濃度が、30〜70重量%の範囲であるものとすることができる。
本発明のシリコンウェーハの製造方法は、上記のいずれかに記載のエッチング液を用いてシリコンウェーハのエッチングを行なうことを特徴とする。
また、本発明のシリコンウェーハの製造方法においては、前記エッチングを行った後のシリコンウェーハを洗浄する方法とすることができる。
本発明のシリコンウェーハの製造方法は、上記のいずれかに記載のエッチング液を用いてシリコンウェーハの洗浄を行なうことを特徴とする。
さらに、本発明のシリコンウェーハは、上記のシリコンウェーハの製造方法により製造されたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for producing a silicon wafer of the present invention includes at least Ni ions and Co ions , which are metal ions, the concentration of the metal ions is in the range of 100 ppb to 100 ppm, and the alkali concentration is 30 to Etching a silicon wafer using an alkaline etchant in the range of 70% by weight, and changing the texture size according to the Ni concentration and the Co concentration as a texture reducing agent on the surface of the silicon wafer. .
The etching solution of the present invention is an alkaline etching solution used in the production process of a silicon wafer, and may contain metal ions as a texture reducing agent on the surface of the silicon wafer.
In the etching solution of the present invention, the metal ion may be at least one ion selected from Fe, Cu, Ni, Co, and Mg.
In the etching solution of the present invention, the metal ion concentration may be in the range of 10 ppb to 200 ppm.
Moreover, in the etching liquid of this invention, the alkali concentration of the said alkali etching liquid shall be the range of 30 to 70 weight%.
The method for producing a silicon wafer according to the present invention is characterized in that the silicon wafer is etched using any of the etching solutions described above.
Moreover, in the manufacturing method of the silicon wafer of this invention, it can be set as the method of wash | cleaning the silicon wafer after performing the said etching.
The method for producing a silicon wafer according to the present invention is characterized in that the silicon wafer is cleaned using any of the etching solutions described above.
Furthermore, the silicon wafer of the present invention is manufactured by the above-described silicon wafer manufacturing method.

本発明者は、エッチングを行った後のシリコンウェーハの表面粗さを向上するために、シリコンウェーハの表面におけるテクスチャに着目し、本発明を見出した。
図6は、シリコンウェーハの表面におけるテクスチャの写真である。図6に示すテクスチャのサイズが大きいほどシリコンウェーハの表面粗さが粗いものとなる。本発明のエッチング液は、シリコンウェーハの表面におけるテクスチャ縮小剤として金属イオンを含むアルカリエッチング液であるので、エッチングを行った後のシリコンウェーハの表面におけるテクスチャのサイズを、金属イオンを含まないアルカリエッチング液を用いた場合と比較して小さくすることができ、表面粗さを向上できる。
The present inventor has found the present invention by paying attention to the texture on the surface of the silicon wafer in order to improve the surface roughness of the silicon wafer after etching.
FIG. 6 is a photograph of the texture on the surface of the silicon wafer. The larger the texture size shown in FIG. 6, the rougher the surface roughness of the silicon wafer. Since the etching solution of the present invention is an alkali etching solution containing metal ions as a texture reducing agent on the surface of the silicon wafer, the size of the texture on the surface of the silicon wafer after etching is determined by alkali etching not containing metal ions. Compared with the case where a liquid is used, the surface roughness can be improved.

また、本発明者は、テクスチャ縮小剤として好適な金属イオンは、アルカリエッチング液中において陰イオンと水とを形成して、エッチング中のシリコンウェーハの表面での局所的な反応を抑制するものであることを見出した。
例えば、Feイオンは、アルカリエッチング液中において水酸化物であるFe(OH)を形成すると共に、HFeO(−)とHOを形成する。
また、Cuイオンは、アルカリエッチング液中において水酸化物であるCu(OH) を形成すると共に、HCuO(−)とHOを形成する。
また、Niイオンは、アルカリエッチング液中において水酸化物であるNi(OH) を形成すると共に、HNiO(−)とHOを形成する。
Coイオンは、アルカリエッチング液中において水酸化物であるCo(OH)を形成すると共に、HCoO(−)とHOを形成する。
Mgイオンは、アルカリエッチング液中において水酸化物であるMg(OH)を形成すると共に、HMgO(−)とHOを形成する。
ここで金属イオンによって形成されたHOは、エッチング中におけるエッチング液とシリコンウェーハとの反応
Si+2NaOH+HO→NaSiO
を助長する方向に寄与し、局所的な反応を抑制すると考えられる。
In addition, the present inventors have found that metal ions suitable as a texture reducing agent form anions and water in an alkaline etching solution to suppress local reactions on the surface of the silicon wafer being etched. I found out.
For example, Fe ions form Fe (OH) 3 that is a hydroxide in the alkaline etching solution, and also form HFeO 2 (−) and H 2 O.
Moreover, Cu ion forms Cu (OH) 2 which is a hydroxide in an alkaline etching solution, and also forms HCuO 2 (−) and H 2 O.
Further, Ni ions form Ni (OH) 2 that is a hydroxide in the alkaline etching solution, and also form HNiO 2 (−) and H 2 O.
The Co ions form Co (OH) 2 which is a hydroxide in the alkaline etching solution, and also forms HCoO 2 (−) and H 2 O.
The Mg ions form Mg (OH) 2 that is a hydroxide in the alkaline etching solution, and also form HMgO 2 (−) and H 2 O.
Here, H 2 O formed by metal ions is a reaction between the etchant and the silicon wafer during etching. Si + 2NaOH + H 2 O → Na 2 SiO 4
It is thought that it contributes to the direction that promotes and suppresses local reactions.

本発明のエッチング液において、金属イオンを、Fe、Cu、Ni、Co、Mgから選ばれる少なくとも1種のイオンとすることで、エッチング中におけるエッチング液とシリコンウェーハとの局所的な反応を抑制することができ、エッチングを行った後のシリコンウェーハの表面における表面粗さをより一層小さくできる。   In the etching solution of the present invention, the metal ion is at least one ion selected from Fe, Cu, Ni, Co, and Mg, thereby suppressing local reaction between the etching solution and the silicon wafer during etching. In addition, the surface roughness of the surface of the silicon wafer after etching can be further reduced.

本発明のエッチング液においては、金属イオンの濃度を10ppb〜200ppmの範囲であるものとすることができる。金属イオンの濃度が10ppb未満であると、エッチングを行った後のシリコンウェーハの表面におけるテクスチャのサイズを小さくする効果が十分に得られないため好ましくない。また、金属イオンの濃度が200ppmを越えると、相対的にアルカリ濃度が低下するので、エッチングを行った後のシリコンウェーハの粗さが大きくなるため好ましくない。
さらに、金属イオンの濃度を100ppb〜100ppmの範囲とすることで、エッチングを行った後のシリコンウェーハの表面におけるテクスチャのサイズを小さくする効果がより一層効果的に得られる。
In the etching solution of the present invention, the concentration of metal ions can be in the range of 10 ppb to 200 ppm. If the concentration of metal ions is less than 10 ppb, the effect of reducing the texture size on the surface of the silicon wafer after etching cannot be sufficiently obtained, which is not preferable. On the other hand, if the concentration of metal ions exceeds 200 ppm, the alkali concentration relatively decreases, which is not preferable because the roughness of the silicon wafer after etching increases.
Furthermore, by setting the metal ion concentration in the range of 100 ppb to 100 ppm, the effect of reducing the texture size on the surface of the silicon wafer after etching can be obtained more effectively.

また、本発明のアルカリエッチング液は、アルカリ金属イオンを含有するアルカリ性の溶液である。アルカリ金属としては、周期表1A族に属するリチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)、フランシウム(Fr)の単体またはその化合物を採用することができ、低コストで利用できるため、ナトリウム、カリウムが好ましく、さらに、同じ重量濃度の場合、ナトリウムの方がmol濃度が高くエッチング時に、よりテクスチャサイズが小さく形成できることからナトリウムがより好ましい。   The alkaline etching solution of the present invention is an alkaline solution containing alkali metal ions. As the alkali metal, lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), francium (Fr) or a compound thereof belonging to Group 1A of the periodic table may be employed. In addition, sodium and potassium are preferable because they can be used at low cost. Furthermore, in the case of the same weight concentration, sodium is more preferable because sodium has a higher mol concentration and can be formed with a smaller texture size during etching.

また、本発明のエッチング液においては、アルカリエッチング液のアルカリ濃度を30〜70重量%の範囲とすることができる。アルカリ濃度が30重量%未満であると、エッチングを行った後のシリコンウェーハの粗さが大きくなるため好ましくない。また、アルカリは70重量%程度の濃度で飽和する。   In the etching solution of the present invention, the alkali concentration of the alkali etching solution can be in the range of 30 to 70% by weight. An alkali concentration of less than 30% by weight is not preferable because the roughness of the silicon wafer after etching is increased. Further, the alkali is saturated at a concentration of about 70% by weight.

本発明によれば、エッチング取り代の厚みおよび処理時間等のエッチング条件を同程度に設定した際に、テクスチャサイズを縮小することで、エッチングを行った後のシリコンウェーハの表面粗さを向上できるエッチング液およびそのエッチング液を提供することができる。   According to the present invention, the surface roughness of the silicon wafer after etching can be improved by reducing the texture size when the etching conditions such as the etching allowance thickness and processing time are set to the same level. An etching solution and the etching solution can be provided.

以下、本発明に係る第1実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態のシリコンウェーハの製造方法を説明するためのフローチャートである。シリコンウェーハを製造するには、例えば、図1において符号S1で示すように、シリコン単結晶からなるインゴットを製造し、得られたインゴットをスライスしてウェーハとするスライス工程S2、スライスしたシリコンウェーハの周辺を面取り(べヴェリング)する面取り工程S3、スライス工程S2によって生じる平面の凹凸を平滑にするラッピング工程S4、スライス工程S2やラッピング工程S4によって生じた加工歪み層を除去するためにエッチングを行なうエッチング工程S5、シリコンウェーハの表面を鏡のように磨く鏡面研磨工程S6、重金属不純物や粒子状異物を除去し、清浄な表面を得るための洗浄工程S7を順に行う。
このとき、本実施形態においては、エッチング工程S5を行なう際に用いるエッチング液として、本発明の金属イオンを含むアルカリエッチング液を用いる。したがって、エッチング工程S5を行った後のシリコンウェーハの表面粗さを向上できる。
ここで、本発明においては、本実施形態のように、ラッピング工程S4の後に限らず、スライス工程S2の後から、鏡面研磨工程S6の前において任意シリコンウェーハ製造段階でおこなうことができる。さらに、両面エッチング、および、片面エッチングのみをおこなうことが可能である。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a silicon wafer according to this embodiment. In order to manufacture a silicon wafer, for example, as shown by reference numeral S1 in FIG. 1, an ingot made of a silicon single crystal is manufactured, and the obtained ingot is sliced to form a wafer. Etching to remove chamfering step S3 for chamfering (beveling) the periphery, lapping step S4 for smoothing irregularities on the plane generated by slicing step S2, and processing distortion layer generated by slicing step S2 and wrapping step S4 Step S5, mirror polishing step S6 for polishing the surface of the silicon wafer like a mirror, and cleaning step S7 for removing heavy metal impurities and particulate foreign matters to obtain a clean surface are sequentially performed.
At this time, in this embodiment, the alkali etching liquid containing the metal ion of the present invention is used as the etching liquid used when performing the etching step S5. Therefore, the surface roughness of the silicon wafer after performing the etching step S5 can be improved.
Here, in the present invention, as in the present embodiment, the process can be performed not only after the lapping step S4 but also after the slicing step S2 and before the mirror polishing step S6 at an arbitrary silicon wafer manufacturing stage. Furthermore, only double-sided etching and single-sided etching can be performed.

図2は、本発明の第2実施形態のシリコンウェーハの製造方法を説明するためのフローチャートである。図2に示す第2実施形態は、図1に示す第1実施形態と、インゴットを製造する工程S1〜鏡面研磨工程S6までの工程が同じであるので、鏡面研磨工程S6以降の工程のみ説明する。図2に示す第2実施形態では、鏡面研磨工程S6を行なった後、シリコンウェーハの表面を片面のみエッチングする片面エッチング工程S8を行なうことにより、片面のみが鏡面研磨面であるシリコンウェーハとし、第1実施形態と同様にして清浄な表面を得るための洗浄工程S7を行う。
本実施形態においても、エッチング工程S5を行なう際に用いるエッチング液として、本発明の金属イオンを含むアルカリエッチング液を用いる。したがって、エッチング工程S5を行った後のシリコンウェーハの表面粗さを向上できる。
FIG. 2 is a flowchart for explaining a silicon wafer manufacturing method according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment shown in FIG. 2 is the same as the first embodiment shown in FIG. 1 in steps S1 to S6 for producing an ingot, and therefore only the steps after the mirror polishing step S6 will be described. . In the second embodiment shown in FIG. 2, after performing the mirror polishing step S6, a one-side etching step S8 for etching only one surface of the silicon wafer is performed to obtain a silicon wafer having only one surface as a mirror-polished surface. A cleaning step S7 for obtaining a clean surface is performed in the same manner as in the first embodiment.
Also in this embodiment, the alkaline etching solution containing the metal ion of the present invention is used as the etching solution used when performing the etching step S5. Therefore, the surface roughness of the silicon wafer after performing the etching step S5 can be improved.

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の金属イオンを含むアルカリエッチング液は、エッチング工程S5を行なう際のみでなく、インゴットを製造する工程S1〜洗浄工程S7のいずれか1以上の工程を行なう際に用いるエッチング液または洗浄液として好適に用いることができる。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, The alkali etching liquid containing the metal ion of this invention is not only when performing etching process S5, but process S1-washing process S7 of manufacturing an ingot. It can be suitably used as an etching solution or a cleaning solution used when any one or more steps are performed.

「実験例1〜実験例3」
48重量%の水酸化ナトリウム水溶液に、表1に示す濃度で金属イオンを添加して実験例1〜実験例3のアルカリエッチング液を製造した。そして、得られた実験例1〜実験例3のエッチング液中にシリコンウェーハを浸漬して表面をエッチングした。このときのエッチング条件は、70℃、15分間、表面取り代(エッチング厚さ)20μm程度とした。その後、エッチング後のシリコンウェーハの表面におけるテクスチャサイズと表面粗さRaとを以下に示すように調べた。その結果を表1に示す。
"Experimental Example 1-Experimental Example 3"
Metal ions were added at a concentration shown in Table 1 to a 48 wt% aqueous sodium hydroxide solution to produce alkaline etching solutions of Experimental Examples 1 to 3. And the silicon wafer was immersed in the obtained etching liquid of Experimental Examples 1 to 3, and the surface was etched. The etching conditions at this time were 70 ° C., 15 minutes, and a surface removal allowance (etching thickness) of about 20 μm. Thereafter, the texture size and surface roughness Ra on the surface of the silicon wafer after etching were examined as shown below. The results are shown in Table 1.

Figure 0005040564
Figure 0005040564

テクスチャサイズは、エッチング後のウェーハ表面を顕微鏡によって観察し、図6に示すように、観測できるテクスチャのうち、ほぼ長方形のもので、その対角線に沿って測った長さをテクスチャサイズとした。また、長方形以外の形状のテクスチャでは、そのテクスチャ内で最も長くなる対角線長さまたはそれに相当する長さをテクスチャサイズとした。
具体的には、例えば、図6中では縦横に矢印を記載したが、この矢印を長方形(矩形の隣り合う2辺)としてその対角に直線を引いた長さを、この映像の倍率から計算して、その長さ寸法を算出している。
表面粗さRaは、蝕針式の表面粗さ測定装置であるSurfcom(商品名:東京精密社製)を用いて、ウェーハの表面粗さを測定した。
The texture size was obtained by observing the etched wafer surface with a microscope. As shown in FIG. 6, the texture size was a substantially rectangular one of the observable textures and the length measured along the diagonal line. For textures other than rectangles, the diagonal length that is the longest in the texture, or the length corresponding to it, is taken as the texture size.
Specifically, for example, arrows are shown vertically and horizontally in FIG. 6, but the length obtained by drawing a straight line on the opposite side of the arrow as a rectangle (two adjacent sides of the rectangle) is calculated from the magnification of this image. Then, the length dimension is calculated.
For the surface roughness Ra, the surface roughness of the wafer was measured using Surfcom (trade name: manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) which is a stylus type surface roughness measuring device.

表1より、金属イオンの濃度の合計が10ppb未満である実験例1と比較して、金属イオンの濃度の合計が100ppb〜100ppmの範囲である実験例2および実験例3では、テクスチャのサイズおよび表面粗さRaが小さくなることが確認できた。   From Table 1, compared to Experimental Example 1 in which the total concentration of metal ions is less than 10 ppb, in Experimental Example 2 and Experimental Example 3 in which the total concentration of metal ions is in the range of 100 ppb to 100 ppm, the texture size and It was confirmed that the surface roughness Ra was reduced.

「実験例4」
48重量%の水酸化ナトリウム水溶液に、0、10ppb、100ppb、1ppm、10ppm、100ppmの濃度でFeイオンを添加してアルカリエッチング液を製造した。そして、得られた各々のエッチング液中にシリコンウェーハを浸漬して表面をエッチングした。このときのエッチング条件は、70℃、15分間、表面取り代(エッチング厚さ)20μm程度とした。その後、エッチング後のシリコンウェーハ各々の表面粗さRaを実験例1と同様にして調べた。また、エッチング後のシリコンウェーハ各々の最大テクスチャサイズRmaxを以下に示すように調べた。その結果を図3に示す。
"Experimental example 4"
An alkaline etching solution was prepared by adding Fe ions at a concentration of 0, 10 ppb, 100 ppb, 1 ppm, 10 ppm, and 100 ppm to a 48 wt% sodium hydroxide aqueous solution. And the silicon wafer was immersed in each obtained etching liquid, and the surface was etched. The etching conditions at this time were 70 ° C., 15 minutes, and a surface removal allowance (etching thickness) of about 20 μm. Thereafter, the surface roughness Ra of each etched silicon wafer was examined in the same manner as in Experimental Example 1. Further, the maximum texture size Rmax of each etched silicon wafer was examined as shown below. The result is shown in FIG.

最大テクスチャサイズRmaxは、上記のように測定されたテクスチャサイズのうち、もっとも大きな値のものを最大テクスチャサイズとした。   For the maximum texture size Rmax, the largest texture size of the texture sizes measured as described above was used as the maximum texture size.

図3は、エッチング液中に添加したFeイオン濃度と、表面粗さRaおよび最大テクスチャサイズRmaxとの関係を示したグラフである。図3に示すように、Feイオンの濃度が10ppb〜100ppmである場合、Feイオンが無添加である場合と比較して、表面粗さRaおよび最大テクスチャサイズRmaxが小さくなることが確認できた。
また、図3に示すように、Feイオンの濃度が100ppb〜100ppmの範囲とすることで、表面粗さRaを小さくする効果がより効果的に得られることが確認できた。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the Fe ion concentration added to the etching solution, the surface roughness Ra, and the maximum texture size Rmax. As shown in FIG. 3, it was confirmed that the surface roughness Ra and the maximum texture size Rmax were smaller when the Fe ion concentration was 10 ppb to 100 ppm than when the Fe ion was not added.
Moreover, as shown in FIG. 3, it has confirmed that the effect of making surface roughness Ra small was acquired more effectively by making the density | concentration of Fe ion into the range of 100ppb-100ppm.

「実験例5」
48重量%の水酸化ナトリウム水溶液に、1ppmの濃度でFeイオン、Alイオン、Mnイオン、Crイオン、Cuイオン、Niイオン、Coイオン、Mgイオンを各々添加してアルカリエッチング液を製造した。そして、得られた各々のエッチング液中に、シリコンウェーハを、70℃、15分間浸漬し、表面を20μm程度除去した。その後、エッチング後のシリコンウェーハ各々の表面粗さRaおよび最大テクスチャサイズRmaxを実験例4と同様にして調べた。その結果を図4に示す。また、エッチング後のシリコンウェーハ各々のテクスチャサイズを実験例1と同様にして調べた。その結果を図5に示す。
“Experimental Example 5”
An alkaline etching solution was prepared by adding Fe ions, Al ions, Mn ions, Cr ions, Cu ions, Ni ions, Co ions, and Mg ions to a 48 wt% aqueous sodium hydroxide solution at a concentration of 1 ppm. And in each obtained etching liquid, the silicon wafer was immersed for 15 minutes at 70 degreeC, and the surface was removed about 20 micrometers. Thereafter, the surface roughness Ra and the maximum texture size Rmax of each etched silicon wafer were examined in the same manner as in Experimental Example 4. The result is shown in FIG. Further, the texture size of each etched silicon wafer was examined in the same manner as in Experimental Example 1. The result is shown in FIG.

図4は、エッチング液中に添加した金属イオンの種類と、表面粗さRaおよび最大テクスチャサイズRmaxとの関係を示したグラフである。図4に示すように、金属イオンがFeイオン、Cuイオン、Niイオン、Coイオン、Mgイオンである場合、金属イオンが無添加である場合と比較して、表面粗さRaおよび最大テクスチャサイズRmaxが小さくなることが確認できた。また、図4に示すように、金属イオンがAlイオン、Mnイオン、Crイオン、Tiイオンである場合、表面粗さRaおよび最大テクスチャサイズRmaxを小さくする効果が得られないことが分かった。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the type of metal ions added to the etching solution, the surface roughness Ra, and the maximum texture size Rmax. As shown in FIG. 4, when the metal ions are Fe ions, Cu ions, Ni ions, Co ions, and Mg ions, the surface roughness Ra and the maximum texture size Rmax are compared with the case where the metal ions are not added. It was confirmed that becomes smaller. Moreover, as shown in FIG. 4, when a metal ion is Al ion, Mn ion, Cr ion, and Ti ion, it turned out that the effect which makes surface roughness Ra and maximum texture size Rmax small is not acquired.

図5は、エッチング液中に添加した金属イオンの種類と、テクスチャサイズとの関係を示したグラフである。図5に示すように、金属イオンがFeイオン、Cuイオン、Niイオン、Coイオン、Mgイオンである場合、金属イオンが無添加である場合と比較して、テクスチャサイズが小さくなることが確認できた。また、図5に示すように、金属イオンがAlイオン、Mnイオン、Crイオンである場合、テクスチャサイズを小さくする効果が得られないことが分かった。   FIG. 5 is a graph showing the relationship between the type of metal ions added to the etching solution and the texture size. As shown in FIG. 5, when the metal ions are Fe ions, Cu ions, Ni ions, Co ions, and Mg ions, it can be confirmed that the texture size is smaller than when no metal ions are added. It was. Moreover, as shown in FIG. 5, when a metal ion is Al ion, Mn ion, and Cr ion, it turned out that the effect which makes a texture size small is not acquired.

なお、図7〜図11に実際のテクスチャを撮影した映像を示す。   7 to 11 show images obtained by photographing actual textures.

Figure 0005040564
Figure 0005040564

図7および図8に示す映像において、(a)は表2のT1に示す組成のNaOH溶液によるエッチング後、(b)はFe濃度1ppmのNaOH溶液、(c)は表2のT2に示すNaOH溶液によってエッチング後のテクスチャである。ここで、上記実験例と同様のエッチング条件とした。なお、図7と図8は、撮影した倍率が異なるだけであり、図7が500倍、図8が1250倍となっている。
図7、図8から、(a)に示すT1よりも、金属イオンの多い(c)に示すT2の方が、テクスチャが縮小されていることがわかる。これから、アルカリエッチングにおいて、金属イオンがテクスチャ縮小剤として有効であることがわかる。
In the images shown in FIGS. 7 and 8, (a) is after etching with a NaOH solution having the composition shown in T1 in Table 2, (b) is a NaOH solution having an Fe concentration of 1 ppm, (c) is NaOH shown in T2 in Table 2. It is a texture after etching by a solution. Here, the etching conditions were the same as in the above experimental example. FIG. 7 and FIG. 8 differ only in the photographed magnification. FIG. 7 is 500 times and FIG. 8 is 1250 times.
7 and 8, it can be seen that the texture is reduced in T2 shown in (c) with more metal ions than in T1 shown in (a). This shows that metal ions are effective as a texture reducing agent in alkaline etching.

図9および図10は、上記実験例および図7,図8と同様で、かつ、NaOHエッチング液中のFe濃度のみを異ならせた場合のテクスチャ映像である。
図9および図10において、それぞれのエッチング液のFe濃度は、(a)はFe無添加、(b)はFe濃度10ppb、(c)はFe濃度100ppb、(d)はFe濃度1ppm、(e)はFe濃度10ppm、(f)はFe濃度100ppmである。なお、図9と図10は、撮影した倍率が異なるだけである。
図9および図10から、Fe濃度によって、テクスチャサイズが変化することが明確に読みとることが可能である。
FIGS. 9 and 10 are texture images similar to the above experimental example and FIGS. 7 and 8 and in the case where only the Fe concentration in the NaOH etching solution is varied.
9 and 10, the Fe concentrations of the respective etching solutions are as follows: (a) Fe-free addition, (b) Fe concentration 10 ppb, (c) Fe concentration 100 ppb, (d) Fe concentration 1 ppm, (e ) Is an Fe concentration of 10 ppm, and (f) is an Fe concentration of 100 ppm. 9 and 10 differ only in the photographed magnification.
From FIG. 9 and FIG. 10, it can be clearly seen that the texture size changes depending on the Fe concentration.

図11は、上記実験例および図7,図8と同様で、かつ、NaOHエッチング液中のNi濃度のみを異ならせた場合のテクスチャ映像である。
図11において、それぞれのエッチング液のNi濃度は、(a)(c)はNi無添加、(b)(d)はNi濃度1ppmである。なお、図11において(a)(c)と(b)(d)とは、それぞれ撮影した倍率が異なるだけである。
図11から、Ni濃度によって、テクスチャサイズが変化することが明確に読みとることが可能である。
FIG. 11 is a texture image similar to the above experimental example and FIGS. 7 and 8, and in which only the Ni concentration in the NaOH etching solution is varied.
In FIG. 11, the Ni concentration of each etching solution is that Ni is not added in (a) and (c), and the Ni concentration is 1 ppm in (b) and (d). In FIG. 11, (a), (c), and (b) (d) differ only in the photographed magnification.
From FIG. 11, it can be clearly read that the texture size changes depending on the Ni concentration.

図1は、本発明の第1実施形態のシリコンウェーハの製造方法を説明するためのフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart for explaining a silicon wafer manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第2実施形態のシリコンウェーハの製造方法を説明するためのフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart for explaining a silicon wafer manufacturing method according to the second embodiment of the present invention. 図3は、エッチング液中に添加したFeイオン濃度と、表面粗さRaおよび最大テクスチャサイズRmaxとの関係を示したグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the Fe ion concentration added to the etching solution, the surface roughness Ra, and the maximum texture size Rmax. 図4は、エッチング液中に添加した金属イオンの種類と、表面粗さRaおよび最大テクスチャサイズRmaxとの関係を示したグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the type of metal ions added to the etching solution, the surface roughness Ra, and the maximum texture size Rmax. 図5は、エッチング液中に添加した金属イオンの種類と、テクスチャサイズとの関係を示したグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the type of metal ions added to the etching solution and the texture size. 図6は、シリコンウェーハの表面におけるテクスチャの写真である。FIG. 6 is a photograph of the texture on the surface of the silicon wafer. 図7は、シリコンウェーハの表面におけるテクスチャの写真である。FIG. 7 is a photograph of the texture on the surface of the silicon wafer. 図8は、シリコンウェーハの表面におけるテクスチャの写真である。FIG. 8 is a photograph of the texture on the surface of the silicon wafer. 図9は、シリコンウェーハの表面におけるテクスチャの写真である。FIG. 9 is a photograph of the texture on the surface of the silicon wafer. 図10は、シリコンウェーハの表面におけるテクスチャの写真である。FIG. 10 is a photograph of the texture on the surface of the silicon wafer. 図11は、シリコンウェーハの表面におけるテクスチャの写真である。FIG. 11 is a photograph of the texture on the surface of the silicon wafer.

符号の説明Explanation of symbols

S2:スライス工程、S3:面取り工程、S4:ラッピング工程、S5:エッチング工程、S6:鏡面研磨工程、S7:洗浄工程   S2: Slicing step, S3: Chamfering step, S4: Lapping step, S5: Etching step, S6: Mirror polishing step, S7: Cleaning step

Claims (3)

少なくとも金属イオンであるNiイオン及びCoイオンを含み、前記金属イオンの濃度が100ppb〜100ppmの範囲であり、アルカリ濃度が30〜70重量%の範囲であるアルカリエッチング液を用いてシリコンウェーハのエッチングを行なって、前記シリコンウェーハの表面におけるテクスチャ縮小剤としての前記Ni濃度及び前記Co濃度によってテクスチャサイズを変化させることを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。 Etching a silicon wafer using an alkaline etchant containing at least Ni ions and Co ions , which are metal ions, the metal ion concentration is in the range of 100 ppb to 100 ppm, and the alkali concentration is in the range of 30 to 70% by weight. A method for producing a silicon wafer, characterized in that the texture size is changed by the Ni concentration and the Co concentration as a texture reducing agent on the surface of the silicon wafer. 前記エッチングを行った後のシリコンウェーハを洗浄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製造方法。   The silicon wafer manufacturing method according to claim 1, wherein the silicon wafer after the etching is cleaned. 少なくとも金属イオンであるNiイオン及びCoイオンを含み、前記金属イオンの濃度が100ppb〜100ppmの範囲であり、アルカリ濃度が30〜70重量%の範囲であるアルカリエッチング液を用いてシリコンウェーハの洗浄を行なう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製造方法。 Cleaning of a silicon wafer using an alkaline etching solution containing at least Ni ions and Co ions, which are metal ions, a concentration of the metal ions in a range of 100 ppb to 100 ppm, and an alkali concentration in a range of 30 to 70% by weight. The method for producing a silicon wafer according to claim 1, wherein the method is performed.
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