本發(fā)明涉及一種能夠在半導(dǎo)體用硅晶圓形成粗糙面的硅晶圓的干式蝕刻方法，及，一種僅在硅晶圓的單側(cè)的面形成有粗糙面的硅晶圓的制造方法。

背景技術(shù)：

1、半導(dǎo)體器件用的硅晶圓的制造工序由使用直拉法(cz法)等養(yǎng)成單晶棒的單晶制造工序、與將該單晶棒進行切片，并加工為鏡面狀的晶圓加工工序構(gòu)成，進一步，為了提供附加價值，有時會包括進行熱處理的回火工序或形成外延層的外延生長工序。

2、在該加工為鏡面狀的工序中，為了獲得高平坦度的晶圓，在現(xiàn)況下采用將雙面皆研磨為鏡面狀的dsp(雙面研磨)工序，并在之后進行cmp(單面研磨)工序。這些研磨工序中，從粒子質(zhì)量等角度出發(fā)，有時會在將晶圓保管于水中插槽等的狀態(tài)下進行搬運。進一步，在cmp工序中，需要利用機器人等夾取保管于水中的晶圓并搬運至cmp裝置。此外，在cmp研磨后，也同樣地需要夾取被研磨劑或純水等潤濕的晶圓，并根據(jù)需要搬運至洗滌工序。

3、如此在晶圓的加工工序中，需要在濕式環(huán)境而非干式環(huán)境下搬運晶圓，然而特別是在這樣的濕式環(huán)境下，當使被夾具吸附的晶圓脫離時，由于為被雙面研磨且具高平坦度的晶圓，因此即便解除夾具仍無法脫離，會引發(fā)搬運不良。作為其原因，認為是受到所要夾取的晶圓面的粗糙度的影響，認為若是所要夾取的晶圓面的粗糙度過于良好，則會增加與夾具的接觸面積，即便解除夾取，晶圓仍會不易脫離，相對于此，認為若晶圓的面粗糙度較差，則接觸面積減少晶圓易于脫離。

4、一般而言，被夾取的面非常容易形成夾具痕，質(zhì)量降低，因此夾取面大多為硅晶圓的背面。因此，從降低運搬不良的角度出發(fā)，特別謀求一種像可以僅硅晶圓的背面為粗糙那樣的晶圓的制造方法。

5、一般而言，已知使si或sio2溶解的蝕刻作用會影響硅晶圓的表面粗糙度。例如，若使si浸漬于作為強堿的naoh或koh水溶液中，則會如si+2h2o+2oh-→sio2(oh)22-+2h2那樣，si會與水及羥基反應(yīng)，由此以氫氧化物的形式溶解，由此進行si的蝕刻。進一步，已知該蝕刻越是進展，表面粗糙度越會因si的異向性而惡化。

6、此處，蝕刻方式具有：使用藥液的濕式與使用經(jīng)電漿化的氣體的干式。伴隨半導(dǎo)體器件的微細化，在半導(dǎo)體器件的制造工序中，比起濕式，干式已成為主流。干式蝕刻是利用電漿放電使供應(yīng)至反應(yīng)容器內(nèi)的氣體活化，使其與晶圓表面的si作用，由此引發(fā)蝕刻反應(yīng)的方法。作為代表性的氣體，可使用含氟(f)或氯(cl)的氣體。例如，若考慮cf4作為氟碳系氣體，則通過因電漿放電而活化的f與si作用，形成揮發(fā)性的sif4，進行si的蝕刻。

7、如此的干式蝕刻技術(shù)，在半導(dǎo)體器件的制造工序中，經(jīng)常為了形成圖案組件而使用。比起濕式，干式在蝕刻的控制性、再現(xiàn)性方面較高。

8、專利文獻1公開了一種技術(shù)，其通過使用了由0.1～20體積%的鹵素化合物、水或含羥基化合物、剩余部分為由氧構(gòu)成的氣體的電漿蝕刻，對硅化合物高選擇性地蝕刻多晶或非晶si。然而，這并非蝕刻單晶硅的技術(shù)。

9、專利文獻2公開了一種方法，其依據(jù)蝕刻對象的硅系物質(zhì)調(diào)整欲進行作用的氟系活性種，由此使硅系物質(zhì)選擇性地蝕刻。特別是公開了一種當為單晶si時僅使用氟系活性種而不添加水蒸汽的方法，但是并無有關(guān)具體性的蝕刻選擇比或蝕刻速率的記載。

10、非專利文獻1公開了一種si的蝕刻技術(shù)，其使用了混合有cf4及o2的氣體。具體而言，記載了通過向cf4中添加o2從而改變si的蝕刻速率。

11、另一方面，干式蝕刻技術(shù)有時會被用于晶圓的制造工序中。專利文獻3公開了一種技術(shù)，其將研削后存在加工變形層的原料晶圓進行整面干式蝕刻，由此去除加工變形層，然后通過進行雙面研磨從而制造硅晶圓。如此，晶圓制造工序中的干式蝕刻主要為了去除加工變形層而使用。

12、現(xiàn)有技術(shù)文獻

13、專利文獻

14、專利文獻1：日本特開2004-356557號公報。

15、專利文獻2：日本特開2000-164559號公報。

16、專利文獻3：日本專利第7028353號公報。

17、(非專利文獻)

18、非專利文獻1：針對制造lsi的干式蝕刻技術(shù)(金屬表面技術(shù)?30(5)，256-268，1979)

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、（一）要解決的技術(shù)問題

2、如前所述，為了降低加工工序中的搬運不良，需要一種硅晶圓，其被夾取的背面粗糙。

3、本發(fā)明是為了解決上述問題而成，其目的在于提供一種能夠在硅晶圓形成粗糙面的硅晶圓的干式蝕刻方法及一種僅在硅晶圓的單側(cè)的面形成粗糙面的硅晶圓的制造方法。

4、（二）技術(shù)方案

5、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種單晶硅晶圓的干式蝕刻方法，其在單晶硅晶圓形成粗糙面，

6、該干式蝕刻方法包括使用表面存在自然氧化膜(sio2)的單晶硅晶圓作為所述單晶硅晶圓，并利用至少含氟的氣體對該單晶硅晶圓的存在所述自然氧化膜的表面進行干式蝕刻處理的工序，且

7、在所述干式蝕刻處理中，將由(si的蝕刻速率/sio2的蝕刻速率)算出的si相對于sio2的蝕刻選擇比設(shè)為18以上，將sio2的蝕刻量設(shè)為2.5?nm以上，由此在所述單晶硅晶圓形成粗糙面。

8、只要是這樣的單晶硅晶圓的干式蝕刻方法，則能夠通過利用si會優(yōu)先性地被蝕刻的作用，從而形成粗糙面。

9、此外，優(yōu)選：將所述si的蝕刻速率設(shè)為使用單晶硅晶圓算出的數(shù)值，且將所述sio2的蝕刻速率設(shè)為使用帶熱氧化膜的單晶硅晶圓算出的數(shù)值。

10、只要是這樣的方法，則能夠精密度良好地評價對sio2與si的蝕刻行為。特別是，在確認si的干式蝕刻速率時一般而言大多會使用多晶，但是從以更高的精密度進行評價的角度出發(fā)，優(yōu)選使用單晶硅晶圓。

11、此外，優(yōu)選：在所述干式蝕刻處理中，將si的蝕刻量設(shè)為200?nm以下。

12、通過如此操作地控制蝕刻量，能夠適當?shù)匦纬纱植诿妗?/p>

13、此外，優(yōu)選：在所述干式蝕刻處理中，使用氟碳系氣體作為所述含氟的氣體。

14、如此，通過使用氟碳系氣體，能夠適當?shù)匦纬纱植诿妗?/p>

15、此外，優(yōu)選：在所述干式蝕刻處理中，使用cf4作為所述氟碳系氣體。

16、如此，通過使用cf4氣體，能夠適當?shù)匦纬纱植诿妗?/p>

17、此外，優(yōu)選：在所述干式蝕刻處理中，通過向所述含氟的氣體中添加氧，由此調(diào)整所述si相對于sio2的蝕刻選擇比、所述si的蝕刻速率及所述sio2的蝕刻速率。

18、通過如此添加o2，能夠簡便地控制蝕刻選擇比或蝕刻速率。

19、此外，優(yōu)選：將所述自然氧化膜設(shè)為通過sc1洗滌、sc2洗滌或o3洗滌形成。

20、只要是如此的方法，則能夠均勻地形成自然氧化膜。

21、此外，本發(fā)明提供一種單晶硅晶圓的制造方法，其包括下述工序：

22、工序(1)：在將已去除加工變形層的原料晶圓進行雙面研磨加工后，通過sc1洗滌、sc2洗滌或o3洗滌形成自然氧化膜，由此準備在表面存在自然氧化膜的雙面研磨晶圓；

23、工序(2)：使用單片式的干式蝕刻裝置，對所述雙面研磨晶圓的單面進行干式蝕刻處理，所述干式蝕刻處理利用上述的單晶硅晶圓的干式蝕刻方法形成粗糙面；及，

24、工序(3)：對進行了所述干式蝕刻處理的雙面研磨晶圓的與形成有粗糙面的所述單面為相反側(cè)的面實施單面研磨，由此獲得僅在單面形成有粗糙面的單晶硅晶圓。

25、只要是這樣的制造方法，則能夠以單片式進行干式蝕刻，制造僅在單面形成有粗糙面的晶圓，并且能夠降低搬運不良。

26、此外，本發(fā)明提供一種單晶硅晶圓的制造方法，其包括下述工序：

27、工序(1)：在將已去除加工變形層的原料晶圓進行雙面研磨加工后，通過sc1洗滌、sc2洗滌或o3洗滌形成自然氧化膜，由此準備在表面存在自然氧化膜的雙面研磨晶圓；

28、工序(2)：使用批次式的干式蝕刻裝置，對所述雙面研磨晶圓的雙面進行干式蝕刻處理，所述干式蝕刻處理利用上述的單晶硅晶圓的干式蝕刻方法形成粗糙面；及，

29、工序(3)：對進行了所述干式蝕刻處理的雙面研磨晶圓實施單面研磨，由此獲得僅在單面形成有粗糙面的單晶硅晶圓。

30、只要是這樣的制造方法，則能夠以批次式進行干式蝕刻，制造僅在單面形成有粗糙面的晶圓，并且能夠降低搬運不良。

31、此外，本發(fā)明提供一種單晶硅晶圓，

32、其以三維算術(shù)平均高度sa為指標，表面?zhèn)鹊膕a為0.2?nm以下，背面?zhèn)鹊膕a為0.5nm以上。

33、只要是這樣的單晶硅晶圓，則能夠降低搬運不良。

34、此外，本發(fā)明提供一種單晶硅晶圓，

35、其以三維算術(shù)平均高度sa為指標，(背面?zhèn)鹊膕a/表面?zhèn)鹊膕a)為5以上。

36、只要是這樣的單晶硅晶圓，則能夠降低搬運不良。

37、（三）有益效果

38、只要是本發(fā)明的單晶硅晶圓的干式蝕刻方法，則能夠在單晶硅晶圓形成粗糙面。此外，只要是本發(fā)明的單晶硅晶圓的制造方法，則能夠制作僅在單面形成有粗糙面的高平坦度的單晶硅晶圓。此外，本發(fā)明的硅晶圓能夠降低加工工序中的搬運不良。