JP4521861B2 - 半導体ウェーハの薬液回収方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェーハに関し、特に半導体ウェーハの面取り部の薬液を回収する方法および装置に関するものである。

シリコンウェーハの表面に付着した金属等の不純物の量、濃度を分析し汚染度合いを評価する方法の一つに、薬液回収による分析評価方法がある。

薬液回収による分析評価方法では、シリコンウェーハの部位に応じて装置、方法が使い分けられる。

シリコンウェーハの表面平坦部を分析、評価する場合には、図１に示す液滴自動走査装置が用いられる。

図１（ａ）は液滴自動走査装置の上面図を示し、図１（ｂ）は液滴自動走査装置の斜視図を示している。

これら図１（ａ）、（ｂ）に示すように、シリコンウェーハ１０の裏面１０ａは、図示しないチャックにより水平姿勢となるように把持されるとともに、回転自在に支持されている。シリコンウェーハ１０の表面１０ａ側には、液滴供給アーム２０と液滴保持具３０が配置されている。液滴供給アーム２０の先端には液滴保持具３０がバキュームによりチャックされている。液滴供給アーム２０は、液滴保持具３０を、シリコンウェーハ１０の中心１０ｃから同ウェーハ１０の半径方向Ａに移動させる自由度を有している。また液滴供給アーム２０の高さは所定高さに調整されており、液滴保持具３０の液滴排出口３０ａはシリコンウェーハ１０の表面１０ａから、薬液４０を保持するに十分な所定距離だけ離間されている。コントローラ５０によって液滴供給アーム２０が駆動制御され、液滴保治具３０が半径方向Ａに移動するとともに、シリコンウェーハ１０の回転駆動源が駆動制御されシリコンウェーハ１０が回転する。シリコンウェーハ１０から離れた場所には、薬液４０を回収するためのタンク６０が設けられている。

図２（ａ）〜（ｄ）、液滴保持具３０が薬液４０を保持する手順を説明する図で、図３は液滴保持具３０の断面を斜視図にて示している。

図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように液滴供給アーム２０の内部を介して液滴４１が液滴保治具３０内に供給され液滴排出口３０ａからシリコンウェーハ１０の表面１０ａに１滴づつ順次滴下される。これによりシリコンウェーハ１０上の薬液４０が次第に大きくなる。やがて図３に示す排出口Ｒ部に薬液４０が到達する大きさになると、薬液４０において表面張力が発生し液滴保治具３０は薬液４０をシリコンウェーハ１０の表面１０ａに接触させた状態で保持することが可能となる（図２（ｃ））。

以後液滴供給アーム２０を駆動制御し液滴保治具３０を半径方向Ａに移動させれば、薬液４０を薬液保治具３０と一緒に同方向Ａに移動させることができる（図２（ｄ））。

つぎに図１の液滴自動走査装置の動作について説明する。

図４（ａ）は液滴保治具３０の半径方向の動きを示す斜視図で、図４（ｂ）は薬液４０の中心４０ｃがシリコンウェーハ１０上で描く軌跡を示している。

上述したように薬液保治具３０によって薬液４０を保持できる状態になったならば、コントローラ５０によって液滴供給アーム２０が駆動制御され、液滴保持具３０がシリコンウェーハ１０の中心１０ｃに位置される。そして同図４（ａ）に示すように、コントローラ５０によって回転駆動源が駆動制御されてシリコンウェーハ１０が一定速度で回転されるとともに、コントローラ５０によって液滴供給アーム２０が駆動制御されて液滴保治具３０が半径方向Ａに所定の速度（たとえば１周当たり数ｍｍのピッチで）で移動される。このため液滴保治具３０は
、シリコンウェーハ１０の半径方向Ａに所定速度で移動しながらシリコンウェーハ１０の周方向ωに一定速度でシリコンウェーハ１０に対して相対的に回転する。この結果、図４（ｂ）に示すように、薬液中心４０ｃは、シリコンウェーハ１０の表面１０ａ上で周方向ωに走査され、シリコンウェーハ１０の中心１０ｃを起点とする螺旋状の軌跡を描く。

図５（ａ）は薬液中心４０ｃの最後の一周の軌跡を示している。薬液中心４０ｃが走査開始点Ｓから走査終了点Ｇまで走査される間に半径方向Ａに所定距離進むため、両点の半径方向位置は異なっている。

図５（ｂ）は、シリコンウェーハ１０の表面のうち薬液４０が接触して不純物が薬液４０中に溶解し不純物を含む薬液４０の回収が行われる薬液回収領域４２と、薬液回収領域４２以外の薬液未回収領域４３の分布を示している。図５（ｂ）に斜線で示す薬液回収領域４２は、図５（ａ）に示す最後の一周の軌跡に応じた形状となっており、シリコンウェーハ１０の周方向の各部で半径方向長さが異なっている。

不純物が溶解した薬液４０は、液滴保持具３０に保持されたままタンク６０まで運ばれタンク６０内に回収される。タンク６０に回収された薬液４０を分析することによりシリコンウェーハ１０の表面平坦部の汚染度合いを評価することができる。

つぎにシリコンウェーハ１０の面取り部を分析、評価するための装置について説明する。

図６は、手動でシリコンウェーハ１０の面取り部（エッジ部）の薬液回収を行う手動薬液回収装置を示している。

同図６に示すように、シリコンウェーハ１０のウェーハ中心１０ｃには専用治具７０が、その長手方向がウェーハ面に対して垂直となるように取り付けられる。容器８０には船底状の溝８１が形成されており溝８１には薬液４０が貯留されている。シリコンウェーハ１０は、垂直に立てられて、面取り部１５が薬液４０に浸漬される。そしてシリコンウェーハ１０を垂直状態に保持しながら手動で専用治具７０が９０゜回転させられ、シリコンウェーハ１０の面取り部１５が周方向に１/４周、薬液４０が接触し、この領域の面取り部１５に付着している不純物が薬液４０中に溶解される。図１１（ｂ）はシリコンウェーハ１０の回収領域４４を示している。作業者は、ノッチ１７が形成された位置を０゜として、そのノッチ位置（０゜）から専用治具７０が１/４周（９０゜）回転したことを目視で確認することで薬液回収作業を行う。

容器８０に回収された薬液４０を分析することによりシリコンウェーハ１０の面取り部１５の汚染度合いを評価することができる。なお薬液回収作業はクリーンルーム内で行われる。

手動薬液回収装置は、下記特許文献１に開示されている。

また下記特許文献２、３には、保持装置と回転装置を設け、保持装置によって図６の手動薬液回収装置と同様にしてシリコンウェーハ１０を垂直状態に保持しつつ回転装置によってシリコンウェーハ１０を回転させることにより、面取り部（エッジ部）の薬液回収を自動的に行う自動薬液回収装置の構成が開示されている。
特開２０００−７７４９２号公報 特開平１０−９２８８９号公報 特開平１１−２０４６０４号公報

つぎに上述した従来技術の問題点について説明する。

図１の液滴自動走査装置によれば、図５で説明したように液滴中心４０ｃが最後の一周で螺旋状の軌跡を描くため薬液回収領域４２が安定しないという問題がある。このためシリコンウェーハ１０の表面平坦部の汚染度合いの分析結果、評価内容に誤差が生じるおそれがある。

また液滴保持具３０の高さは表面平坦部上で薬液４０を保持できる高さに固定されているため、たとえ液滴保持具３０を面取り部１５まで移動させたとしても面取り部１５に薬液４０を回り込ませることができない。このため、この液滴自動走査装置を用いて面取り部１５の分析、評価を行うことはできなかった。

また図６の手動薬液回収装置によれば、人手による回収作業であるため作業者次第で回収領域がばらつき回収領域が安定しないという問題がある。このためシリコンウェーハ１０の面取り部１５の汚染度合いの分析結果、評価内容に誤差が生じるおそれがある。

またシリコンウェーハ１０を垂直状態に保持して面取り部１５を薬液４０に浸漬するため面取り部１５以外の領域も薬液に浸漬されてしまうため面取り部１５の分析結果、評価を精度よく行うことができない。これを図７を用いて説明する。

図７はシリコンウェーハ１０の外周部の断面を示している。シリコンウェーハ１０は、表面１０ａのうち平坦になっている表面平坦部１１と面取り部１５と裏面１０ｂのうち平坦になっている裏面平坦部１６とからなる。面取り部１５は、表面１０ａのうち表面平坦部１１に対して所定角度でカットされた面を有する表面ベベル部１２と、表面平坦部１１および裏面平坦部１６に対して垂直な面を有する直胴部１３と、裏面１０ｂのうち裏面平坦部１６に対して所定角度でカットされた面を有する裏面ベベル部１４とからなる。

シリコンウェーハ１０を垂直状態にして面取り部１５を薬液４０に浸漬させると直胴部１５から所定距離ΔＸ離れた箇所まで薬液４０が接触する。薬液回収領域４４は面取り部１５のみならず表面平坦部１１、裏面平坦部１６を含んでいる。このため表面平坦部１１、裏面平坦部１６に付着されている不純物が薬液４０中に混入する。特に裏面平坦部１６の不純物は、品種依存性が大きくバックサイドダメージ等による裏面特有の不純物を含んでいる。このため汚染度合いの分析結果、評価内容は、裏面１ｂの汚染度合いの影響を大きく受けることになり、面取り部１５の汚染度合いの分析、評価を精度よく行うことができない。

また人手による作業のため、たとえクリーンルーム内で作業を行うにせよ、薬液４０の上方から薬液４０内に落下した不純物によって汚染されるおそれがあり、分析結果、評価内容に誤差が生じるおそれがある。

また図１１（ｂ）で説明したように目視で回収角度を確認しながら回収するため、回収領域はノッチ１７を基準（０゜）として９０゜、１８０゜、２７０゜、３６０゜（全周）といった目視で角度が確認可能な領域に制限されてしまう。このように回収開始の角度、回収終了の角度には制限があり、開始角度、終了角度を任意に定め任意の領域について薬液４０を回収することができなかった。

一方、自動薬液回収装置で面取り部１５の薬液４０を回収する場合には、手動で行うことによる上述した問題は生じないものの、シリコンウェーハ１０を垂直に保持しながら薬液４０に浸漬するという手法は変わらないため図７で説明したように面取り部１５以外の領域（特に裏面平坦部１６）の不純物の影響を受けて分析結果、評価内容の精度が損なわれるという問題は避けられない。またシリコンウェーハ１０は垂直姿勢となっているため薬液４０の上方にシリコンウェーハ１０、装置動作部が位置しているため薬液４０中に浸漬部位以外に上方から不純物が混入することが懸念される。

また上述したように図１の液滴自動走査装置は、表面平坦部１１の薬液４０を回収する専用の装置であり、図６の手動薬液回収装置あるいは自動薬液回収装置は、面取り部１５の薬液４０を回収する専用の装置であるため、表面平坦部１１の汚染度合いの分析、評価と面取り部１５の汚染度合いの分析、評価の両方を行う場合には、２台の装置を用意し２枚のシリコンウェーハを用意し作業を別々に行わなければならない。このため作業に多大な時間と手間を要し作業効率が大幅に損なわれる。

本発明は上述した問題をなくすことを解決課題としてなされたものである。

本発明は、面取り部１５以外の不純物を薬液４０中に混入させないようにして面取り部１５の汚染度合いの分析、評価を精度よく行えるようにすることを解決課題とするものである。

また本発明は、表面平坦部１１のすべての範囲について漏れなく薬液４０を回収して表面平坦部１１の汚染度合いの分析、評価を精度よく行えるようにすることを解決課題とするものである。

また本発明は、１台の装置、１枚のシリコンウェーハ１０を用いて表面平坦部１１の薬液回収作業と面取り部１５の薬液回収作業を連続的に行えるようにして作業効率を高めることを解決課題とするものである。

また本発明は、面取り部１５の薬液４０を回収するに際して回収開始点、回収終了点を任意に定め任意の領域を回収できるようにすることを解決課題とするものである。

第１発明は、
半導体ウェーハの表面に薬液を接触させた状態で、薬液を周方向に走査することにより、不純物を含む薬液を回収するようにした半導体ウェーハの薬液回収方法において、
半導体ウェーハの表面平坦部のうち、面取り部との境界領域に接触できる位置に、薬液の半径方向位置を位置決めし、周方向に走査することにより、不純物を含む薬液を回収する第１の工程と、
半導体ウェーハの面取り部と前記境界領域との両方に接触できる位置に、薬液の半径方向位置を位置決めし、周方向に走査することにより、不純物を含む薬液を回収する第２の工程と
を含むことを特徴とする。

第２発明は、
液滴保持具によって、半導体ウェーハの表面に薬液を接触させた状態で、液滴保持具を半導体ウェーハの半径方向に移動させつつ半導体ウェーハの周方向に相対的に回転させることにより、不純物を含む薬液を回収するようにした半導体ウェーハの薬液回収装置において、
半導体ウェーハの表面平坦部のうち、面取り部との境界領域に薬液が接触できる半径方向位置に、液滴保持具を位置決めし、液滴保治具を半導体ウェーハの周方向に相対回転させることにより、不純物を含む薬液を回収する第１の制御手段と、
半導体ウェーハの面取り部と前記境界領域との両方に薬液が接触できる半径方向位置に、液滴保治具を位置決めし、液滴保治具を半導体ウェーハの周方向に相対回転させることにより、不純物を含む薬液を回収する第２の制御手段と
を備えたことを特徴とする。

第３発明は、第２発明において、
第２の制御手段は、薬液が面取り部に回り込むように、液滴保治具と半導体ウェーハとの距離を調整することを特徴とする。

第４発明は、第２発明において、
第２の制御手段は、液滴保治具を半導体ウェーハの周上の所望の開始点から終了点に至るまで周方向に相対回転させることを特徴とする。

第１発明〜第４発明によれば、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、半導体ウェーハ１０の表面平坦部１１のうち、面取り部１５との境界領域に接触できる位置に、薬液４０の半径方向位置（薬液中心４０ｃのウェーハ中心１０ｃからの距離Ｒ）が位置決めされ、周方向ωに走査され、不純物を含む薬液４０が回収される。

つぎに図９に示すように、半導体ウェーハ１０の面取り部１５と境界領域１１ａとの両方に接触できる位置に、薬液４０の半径方向位置が位置決めされ、周方向ωに走査され、不純物を含む薬液４０が回収される。

第３発明では、図９に示すように、薬液４０が面取り部１５に回り込むように、液滴保治具３０と半導体ウェーハ１０との距離が調整される。具体的には液滴保治具３０の高さが調整される。

第４発明では、図９において周方向ωの走査を行う際に、図１１（ａ）に示すように、液滴保治具３０は半導体ウェーハ１０の周上の所望の開始点Ｓ2から終了点Ｇ2に至るまで周方向に相対回転される。

第５発明は、
半導体ウェーハの表面に薬液を接触させた状態で、薬液を周方向に走査することにより、不純物を含む薬液を回収するようにした半導体ウェーハの薬液回収方法において、
半導体ウェーハの表面平坦部のうち、ウェーハ中心から面取り部との境界領域に至るまでは、薬液を半径方向に移動させながら、周方向に走査することにより、不純物を含む薬液を回収する第１の工程と、
薬液の半径方向位置が、前記面取り部との境界領域に接触できる位置に到達した時点で、薬液の半径方向位置を固定し、周方向に走査することにより、不純物を含む薬液を回収する第２の工程と
を含むことを特徴とする。

第５発明によれば、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、半導体ウェーハ１０の表面平坦部１１のうち、ウェーハ中心１０ｃから面取り部１５との境界領域に至るまでは、薬液４０を半径方向Ａに移動させながら、周方向ωに走査されて、不純物を含む薬液４０が回収される。つぎに図８（ａ）、（ｂ）に示すように、薬液４０の半径方向位置が、面取り部１５との境界領域１１ａに接触できる位置に到達した時点で、薬液４０の半径方向位置が固定（距離Ｒ一定）されて、周方向ωに走査され、不純物を含む薬液４０が回収される。

第１発明〜第４発明によれば、図１０に示すように、薬液４０がシリコンウェーハ１０の周方向全域にわたり面取り部１５と境界領域１１ａの両方（薬液回収領域４６）に接触して面取り部１５に付着している不純物が薬液４０中に溶解される。ここで境界領域１１ａに付着していた不純物は、前工程つまり図８（ａ）に示す表面平坦部１１の最後の回収工程で既に回収済みである。したがって図１０のように薬液４０の一部が境界領域１１ａに接触していても境界領域１１ａにおける不純物は薬液４０中に混入されることなく面取り部１５に付着している不純物のみが薬液４０中に溶解することになる。以上のようにシリコンウェーハ１０の面取り部１５の不純物のみを薬液４０中に溶解させるようにしたので、面取り部１５の汚染度合いの分析、評価をきわめて精度よく行うことができる。

また第１発明〜第４発明によれば、一台の液滴自動走査装置（図１）を用い一枚のシリコンウェーハ１０を用いて、表面平坦部１１と面取り部１５の双方について薬液回収を連続的に行うことができるため、作業効率が飛躍的に向上する。

また第４発明によれば、図１１（ａ）に示すように、面取り部１５の薬液４０を回収するに際して回収開始点、回収終了点を任意に定め任意の領域４６を回収することができるようになったため、薬液回収領域の指定の自由度が向上する。

また第５発明によれば、表面平坦部１１のすべての範囲について漏れなく薬液４０を回収することができるので、表面平坦部１１の汚染度合いの分析、評価を精度よく行うことができる。

更に、第１発明〜第４発明によれば、１枚のシリコンウェーハ１０を用いて、表面平坦部１１と面取り部１５の双方について汚染度合いを分析、評価できるため、表面平坦部１１、面取り部１５毎に複数毎のウェーハを用いてウェーハの汚染度合いを分析、評価する従来技術と比較して、分析、評価の精度を高めることができる。

以下図面を参照して本発明に係る半導体ウェーハの薬液回収方法および装置を実施する上で最良の形態について説明する。

本実施形態では、図１に示される液滴自動走査装置が用いられる。図１に示す液滴自動走査装置によって表面平坦部１１の回収作業と面取り部１５の回収作業が１枚のシリコンウェーハ１０を用いて連続的に行われる。

図１（ａ）は液滴自動走査装置の上面図を示し、図１（ｂ）は液滴自動走査装置の斜視図を示している。

これら図１（ａ）、（ｂ）に示すように、シリコンウェーハ１０の裏面１０ａは、図示しないチャックにより水平姿勢となるように把持されるとともに、回転自在に支持されている。シリコンウェーハ１０の表面１０ａ側には、液滴供給アーム２０と液滴保持具３０が配置されている。液滴供給アーム２０の先端には液滴保持具３０がバキュームによりチャックされている。液滴供給アーム２０は、液滴保持具３０を、シリコンウェーハ１０の中心１０ｃから同ウェーハ１０の半径方向Ａに移動させる自由度を有している。また液滴供給アーム２０は、液滴保治具３０を高さ方向Ｈに移動させる自由度を有している。液滴保治具３０の高さが調整されることによってシリコンウェーハ１０の表面１０ａから液滴保治具３０の薬液排出口３０ａまでの距離が任意の大きさに調整される。

コントローラ５０によって液滴供給アーム２０が駆動制御されて液滴保治具３０が半径方向Ａに移動するとともに高さ方向Ｈに移動する。またコントローラ５０によってシリコンウェーハ１０の回転駆動源が駆動制御されシリコンウェーハ１０が回転する。シリコンウェーハ１０から離れた場所には、薬液４０を回収するためのタンク６０が設けられている。

図２（ａ）〜（ｄ）は液滴保持具３０が薬液４０を保持する手順を説明する図で、図３は液滴保持具３０の断面を斜視図にて示している。

図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように液滴供給アーム２０の内部を介して液滴４１が液滴保治具３０内に供給され液滴排出口３０ａからシリコンウェーハ１０の表面１０ａに１滴づつ順次滴下される。これによりシリコンウェーハ１０上の薬液４０が次第に大きくなる。やがて図３に示す排出口Ｒ部に薬液４０が到達する大きさになると、薬液４０において表面張力が発生し液滴保治具３０は薬液４０をシリコンウェーハ１０の表面１０ａに接触させた状態で保持することが可能となる（図２（ｃ））。

以後液滴供給アーム２０を駆動制御し液滴保治具３０を半径方向Ａに移動させれば、薬液４０を薬液保治具３０と一緒に同方向Ａに移動させることができる（図２（ｄ））。

つぎに図１の液滴自動走査装置の動作について説明する。

（実施例１）
（表面平坦部１１の回収）
図４（ａ）は液滴保治具３０の半径方向の動きを示す側面図で、図４（ｂ）は薬液４０の中心４０ｃがシリコンウェーハ１０上で描く軌跡を示している。

表面平坦部１１の薬液回収時には、液滴保持具３０の高さは、表面平坦部１１上に薬液４０を接触させた状態で保持できる高さに調整されている。

図２（ａ）〜（ｃ）に示す手順を経て液滴保治具３０によって薬液４０を保持できる状態になったならば、コントローラ５０によって液滴供給アーム２０が駆動制御され、液滴保持具３０がシリコンウェーハ１０の中心１０ｃに位置される。そして図４（ａ）に示すように、コントローラ５０によって回転駆動源が駆動制御されてシリコンウェーハ１０が一定速度で回転されるとともに、コントローラ５０によって液滴供給アーム２０が駆動制御されて液滴保治具３０が半径方向Ａに所定の速度（たとえば１周当たり数ｍｍのピッチ）で移動される。このため液滴保治具３０は、シリコンウェーハ１０の半径方向Ａに所定速度で移動しながらシリコンウェーハ１０の周方向ωに一定速度でシリコンウェーハ１０に対して相対的に回転する。この結果、図４（ｂ）に示すように、薬液中心４０ｃは、シリコンウェーハ１０の表面１０ａ上で周方向ωに走査され、シリコンウェーハ１０の中心１０ｃを起点とする螺旋状の軌跡を描く。

コントローラ５０は、液滴保治具３０の半径方向位置が、シリコンウェーハ１０の表面平坦部１１のうち、面取り部１５との境界領域に接触できる位置に達したならば、液滴保治具３０の半径方向Ａの移動を停止して半径方向位置を保持する。このときのシリコンウェーハ１０と液滴保治具３０の位置関係を図８（ｂ）に示す。

つぎにコントローラ５０は、薬液４０の半径方向Ａの位置を図８（ｂ）に示す位置に位置決めし保持した状態で、シリコンウェーハ１０を１回転させる。このため図８（ａ）に示すように薬液中心４０ｃは開始点Ｓ1から完了点Ｇ1に至るまで同じ半径距離Ｒを保持しながら周方向ωに走査される。薬液中心４０ｃはウェーハ中心１０ｃを中心とした真円を描く。これにより表面平坦部１１のうち面取り部１５との境界領域の不純物が薬液４０中に溶解される。なお開始点Ｓ1から完了点Ｇ1までの走査を２回以上行ってもよく、開始点Ｓ1から完了点Ｇ1まで走査した後に完了点Ｇ1から開始点Ｓ1に戻るように走査してもよい。

以上のようにしてシリコンウェーハ１０の表面平坦部１１の全ての範囲について漏れなく薬液４０を回収することができる。薬液回収領域４５は、図８（ａ）に示すように表面１ａのうち面取り部１５（斜線で示す）を除いた全ての部分（表面平坦部１１）である。

不純物が溶解した薬液４０は、液滴保持具３０に保持されたままタンク６０まで運ばれタンク６０内に回収される。タンク６０に回収された薬液４０を分析することによりシリコンウェーハ１０の表面平坦部１１の汚染度合いを評価することができる。

以上のようにシリコンウェーハ１０の表面平坦部１１の全ての範囲について漏れなく薬液４０を接触させるようにしたので、表面平坦部１１の汚染度合いの分析、評価をきわめて安定して精度よく行うことができる。

図５（ａ）、（ｂ）に示す従来技術と比較すると、従来技術では、薬液中心４０ｃが最後の一周で螺旋状の軌跡を描くため表面平坦部１１のすべての部分について薬液４０を回収しきれないという問題があったが、本実施形態によれば、面取り部１５との境界領域に接触できる位置に薬液４０を保持した状態で真円の軌跡を描くようにしたため表面平坦部１１の全ての範囲について薬液４０を回収することができる。

（面取り部１５の回収）
図９は面取り部１５の薬液回収時の液滴保治具３０とシリコンウェーハ１０の位置関係を示す側面図であり、図１０はシリコンウェーハ１０の外周部と薬液４０との位置関係を示す側面図である。

上述したように表面平坦部１１の薬液回収が終了すると、コントローラ５０は、引き続き図９に示すように、さらに液滴保治具３０を半径方向Ａに移動させるとともに液滴保治具３０の高さを低くして、薬液４０が、シリコンウェーハ１０の面取り部１５と、表面平坦部１１のうち面取り部１５との境界領域１１ａの両方に接触できるように位置させる。このように薬液４０が、面取り部１５と境界領域１１ａの両方に接触できる状態になったならば、コントローラ５０は、液滴保治具３０の半径方向Ａの移動と高さ方向Ｈの移動を停止する。

つぎにコントローラ５０は、液滴保治具３０の半径方向位置、高さを図９に示す位置、高さに位置決めし保持した状態で、シリコンウェーハ１０を１回転させて液滴中心４０ｃをシリコンウェーハ１０の周方向ωに走査する。なお走査を２周以上行ってもよく、開始点から完了点まで走査した後に完了点から開始点に戻るように走査してもよい。

これにより図１０に示すように、薬液４０がシリコンウェーハ１０の周方向全域にわたり面取り部１５と境界領域１１ａの両方（薬液回収領域４６）に接触して面取り部１５に付着している不純物が薬液４０中に溶解される。ここで境界領域１１ａに付着していた不純物は、前工程つまり図８（ａ）に示す表面平坦部１１の最後の回収工程で既に回収済みである。したがって図１０のように薬液４０の一部が境界領域１１ａに接触していても境界領域１１ａにおける不純物は薬液４０中に混入されることなく面取り部１５に付着している不純物のみが薬液４０中に溶解することになる。

不純物が溶解した薬液４０は、液滴保持具３０に保持されたままタンク６０まで運ばれタンク６０内に回収される。タンク６０に回収された薬液４０を分析することによりシリコンウェーハ１０の面取り部１５の汚染度合いを評価することができる。

以上のようにシリコンウェーハ１０の面取り部１５の不純物のみを薬液４０中に溶解させるようにしたので、面取り部１５の汚染度合いの分析、評価をきわめて精度よく行うことができる。

ここで図７に示す従来技術と比較すると、従来技術では、シリコンウェーハ１０を垂直姿勢にして薬液４０に浸漬させるという手法をとっていたため、裏面平坦部１６、表面平坦部１１における不純物や上方からの落下による不純物が薬液４０中に混入して面取り部１５の汚染度合いの分析、評価を精度よく行うことができなかったが、本実施形態によれば、薬液４０が面取り部１５および境界部１１ａのみ（薬液回収領域４６）に接触するがそのうち境界部１１ａにおける不純物はすでに回収済みであるため面取り部１５の不純物のみを薬液４０中に取り込むことができ汚染度合いの分析、評価をきわめて精度よく行うことができる。

つぎに薬液４０の組成について説明する。

図９に示すように、薬液４０を表面平坦部１１側から面取り部１５に回り込ませるためには、薬液４０の組成として、シリコンウェーハ１０に対する密着性が高いものであることが望ましい。

薬液４０の密着性は、薬液４０の粘性および酸化性を高くすることによって増大させることができる。すなわち薬液４０の粘性を高めることによって密着性を高めることができる。また薬液４０の酸化性を増大させることによって親水性を増大させ密着性を高めることができる。

実験では、図９に示すように、薬液４０を表面平坦部１１側から面取り部１５に回り込ませることができる粘性を得るように調合されたフッ酸と硝酸からなる水溶液の薬液４０を使用した。これにより、良好な密着性が得られた。

（実施例２）
上述した実施例１では、表面平坦部１１における薬液回収を行う際に、面取り部１５との境界領域に至るまでは図４（ｂ）に示すように、薬液４０を半径方向Ａに一定速度で移動させながら周方向に走査させることで螺旋状の軌跡を描かせるようにしている。

しかし、液滴４０の半径方向位置を固定した状態で周方向に走査し１周以上走査後に所定ピッチ半径方向に移動させ、同じく半径方向位置を固定した状態で周方向に走査させる動作を繰り返し行うようにして真円の軌跡を描かせるようにしてもよい。表面平坦部１１のすべての範囲について薬液回収を漏れなく行えるのであれば、薬液４０（薬液中心４０ｃ）の軌跡は図４（ｂ）に示す螺旋状に限定されるわけではない。

（実施例３）
上述した実施例１、２では、表面平坦部１１の全面について薬液４０を走査し（図４（ｂ）、図８（ａ））、その後に、面取り部１５の走査（図９）に移行するようにしているが、表面平坦部１１の汚染度合いの分析、評価は不要であって面取り部１５の汚染度合いのみについて分析、評価を行う場合であれば、必ずしも表面平坦部１１の全面について薬液４０を走査する必要はなく、図４（ｂ）に示す走査は省略することにし図８（ａ）に示すように表面平坦部１１のうち面取り部１５との境界領域のみについて薬液４０を走査することにし、その後に面取り部１５の走査（図９）に移行する実施も可能である。

この実施例３の処理手順について説明する。

最初に薬液中心４０ｃはウェーハ中心１０ｃではなく図８（ａ）に示す開始点Ｓ1に位置され開始点Ｓ1を起点にして走査を開始して終了点Ｇ1まで周方向ωに走査される。これにより表面平坦部１１のうち面取り部１５との境界領域のみについて薬液４０が接触し不純物が薬液４０中に溶解する。不純物が溶解した薬液４０はタンク６０に回収される。つぎに図９に示す面取り部１５の走査（図９）に移行する。面取り部１５および境界領域１１ａに薬液４０が接触し不純物が薬液４０中に溶解する。不純物が溶解した薬液４０はタンク６０に回収される。タンク６０に回収された薬液４０を分析することによりシリコンウェーハ１０の面取り部１５の汚染度合いが評価される。

この実施例３においても、図１０に示すように薬液４０が面取り部１５と境界領域１１ａの両方（薬液回収領域４６）に接触することになるが、境界領域１１ａに付着していた不純物は、図８（ａ）に示すように表面平坦部１１のうち面取り部１５との境界領域を薬液４０が走査することによって既に回収済みであるため、境界領域１１ａにおける不純物は薬液４０中に混入されることなく面取り部１５に付着している不純物のみが薬液４０中に取り込まれることになり、シリコンウェーハ１０の面取り部１５の汚染度合いの分析、評価が精度よく行われる。

（実施例４）
面取り部１５の薬液回収領域４６は、シリコンウェーハ１０の全周にわたる領域であってもよく、シリコンウェーハ１０の周方向の一部の円弧状の領域であってもよい。

たとえば図１１（ａ）に示すように、シリコンウェーハ１０の周上の任意の所望する点（角度）に、回収の開始点Ｓ2、回収の終了点Ｇ2を定めて、これら開始点Ｓ2から終了点Ｇ2までの領域４６のみについて薬液４０を回収してもよい。開始点Ｓ2は、ノッチ１７の位置から外れた位置に定めることができる。

この実施例４の手順について説明する。

薬液中心４０ｃは図８（ａ）に示すように、完了点Ｇ1に至るまで周方向ωに走査される。完了点Ｇ1は、周上の位置（回転角度）が図１１（ａ）の回収開始点Ｓ2に一致するように定められる。これにより表面平坦部１１に薬液４０が接触し不純物が薬液４０中に溶解する。不純物が溶解した薬液４０はタンク６０に回収される。

図８（ａ）に示す表面平坦部１１の走査が終了すると、薬液中心４０ｃの周上の位置（回転角度）（Ｇ1）を保持しながらそのまま薬液中心４０ｃを半径方向Ａに移動させて回収開始点Ｓ2に位置させ図９に示す状態に保持する。そして薬液中心４０ｃを周方向ωに回収終了点Ｇ2まで走査して、図１１（ｂ）に示すように開始点Ｓ2から終了点Ｇ2までの領域４６について面取り部１５の薬液回収を行う。 開始点Ｓ2、終了点Ｇ2の周上位置は、シリコンウェーハ１０の回転角度に置き換えることができる。たとえばシリコンウェーハ１０の現在の回転角度を検出するセンサが設けられ、センサの検出結果がコントローラ５０にフィードバックされる。コントローラ５０は、フィードバックされたウェーハ回転角度に基づいて薬液中心４０ｃが開始点Ｓ2（開始回転角度）から終了点Ｇ2（終了回転角度）まで移動するようにシリコンウェーハ１０の回転を制御する。

これにより面取り部１５および境界領域１１ａに薬液４０が接触し不純物が薬液４０中に溶解する。不純物が溶解した薬液４０はタンク６０に回収される。タンク６０に回収された薬液４０を分析することによりシリコンウェーハ１０の面取り部１５の汚染度合いが評価される。

この実施例４においても、図１０に示すように薬液４０が面取り部１５と境界領域１１ａの両方（薬液回収領域４６）に接触することになるが、境界領域１１ａに付着していた不純物は、図８（ａ）に示すように表面平坦部１１のうち面取り部１５との境界領域を薬液４０が走査することによって既に回収済みであるため、境界領域１１ａにおける不純物は薬液４０中に混入されることなく面取り部１５に付着している不純物のみが薬液４０中に取り込まれることになり、シリコンウェーハ１０の面取り部１５の汚染度合いの分析、評価が精度よく行われる。

さらに本実施例４によれば、薬液回収領域が従来技術（図１１（ｂ））のように、目視で角度が確認可能な領域４４に制限されてしまうことがなく、開始点Ｓ2、終了点Ｇ2を任意に定め任意の領域４６について回収することができ回収領域の自由度を高めることができる。たとえばシリコンウェーハ１０をチャックした箇所など特定の薬液回収領域４６をピンポイントで指定でき、特定の領域の汚染度合いを評価することが可能となる。

なおこの実施例４では、図１１（ａ）に示すように面取り部１５の薬液回収は周上の一部の円弧状の領域４６に限られるため、図８（ａ）で面取り部１５との境界領域を走査を行う際には、図１１（ａ）の領域４６に対応する内側の円弧状の領域のみを走査してもよい。

以上説明したように本実施形態によれば、面取り部１５以外の不純物が薬液４０中に混入しないため面取り部１５の汚染度合いの分析、評価を精度よく行うことができる。

また本実施形態によれば、一台の液滴自動走査装置（図１）を用い一枚のシリコンウェーハ１０を用いて、表面平坦部１１と面取り部１５の双方について薬液回収を連続的に行うことができるため、作業効率が飛躍的に向上する。

なお本実施形態で説明した動作は、既存の液滴自動操作装置のコントローラ５０内の制御プログラムを変更することで実現される。液滴保治具３０を半径方向Ａ、高さ方向Ｈに移動させる制御内容を変更したプログラムをコントローラ５０にインストールするという簡易な改造で対処することができるので、装置開発に要するコストを飛躍的に低減させることができる。なお本実施形態では、シリコンウェーハ１０を回転させることで液滴保治具３０の周方向ωの走査を実現させているが、シリコンウェーハ１０を回転させる代わりに液滴供給アーム２０を回転させることで液滴保治具３０の周方向ωの走査を実現させてもよい。同様に液滴供給アーム２０を移動させる代わりにシリコンウェーハ１０を移動させて、液滴保治具３０のシリコンウェーハ１０に対する半径方向Ａの相対的な移動を実現させてもよい。

また本実施形態によれば、面取り部１５の薬液４０を回収するに際して回収開始点、回収終了点を任意に定め任意の領域を回収することができるようになったため、薬液回収領域の指定の自由度が向上する。

（実施例５）
上述した実施形態では、面取り部１５の薬液回収を行う場合を想定して説明したが、面取り部１５の汚染度合いの分析、評価は不要であって表面平坦部１１の汚染度合いの分析、評価のみを行う場合には、図８（ａ）に示す表面平坦部１１のうち面取り部１５との境界領域の走査を終了し薬液４０をタンク６０に回収した後は、図９に示す面取り部１５の走査に移行させないまま処理を終了させてもよい。この実施例５によれば、表面平坦部１１のすべての範囲について漏れなく薬液４０を回収することができるので、表面平坦部１１の汚染度合いの分析、評価を精度よく行うことができる。

本実施形態では、シリコンウェーハを対象として説明したがシリコンウェーハ以外の半導体ウェーハ、たとえばガリウム砒素ウェーハを対象として実施することができる。

図１（ａ）、（ｂ）は液滴自動走査の構成を示す図である。 図２（ａ）〜（ｄ）は液滴保治具が液滴を保持する動作を説明する図である。 図３は液滴保治具の内部を示す斜視図である。 図４（ａ）、（ｂ）はシリコンウェーハに対する薬液中心の動きを説明する図である。 図５（ａ）、（ｂ）は従来技術を説明する図でシリコンウェーハに対する薬液中心の動きを説明する図である。 図６は従来技術を説明する図で手動薬液回収装置の動作を説明する図である。 図７は図６の手動薬液回収装置で回収される領域を示す図である。 図８（ａ）、（ｂ）は薬液が表面平坦部のうち面取り部との境界領域に接触できる半径方向位置に位置決めされた状態で周方向に走査される動作を説明する図である。 図９は薬液が面取り部と、表面平坦部のうち面取り部との境界領域の両方に接触できる状態になっていることを示す図である。 図１０は図９に示す状態に位置決めされたときの薬液回収領域を示す図である。 図１１（ａ）は実施形態で回収することが可能な薬液回収領域を示す図で、図１１（ｂ）は従来技術で回収することが可能な薬液回収領域を示す図である。

符号の説明

１０ シリコンウェーハ
１１ 表面平坦部
１１ａ 境界領域
１５ 面取り部
３０ 液滴保治具
５０ コントローラ（第１の制御手段、第２の制御手段）

Claims (5)

1. 半導体ウェーハの表面に薬液を接触させた状態で、薬液を周方向に走査することにより、不純物を含む薬液を回収するようにした半導体ウェーハの薬液回収方法において、
   半導体ウェーハの表面平坦部のうち、面取り部との境界領域に接触できる位置に、薬液の半径方向位置を位置決めし、周方向に走査することにより、不純物を含む薬液を回収する第１の工程と、
   半導体ウェーハの面取り部と前記境界領域との両方に接触できる位置に、薬液の半径方向位置を位置決めし、周方向に走査することにより、不純物を含む薬液を回収する第２の工程と
   を含む半導体ウェーハの薬液回収方法。
2. 液滴保持具によって、半導体ウェーハの表面に薬液を接触させた状態で、液滴保持具を半導体ウェーハの半径方向に移動させつつ半導体ウェーハの周方向に相対的に回転させることにより、不純物を含む薬液を回収するようにした半導体ウェーハの薬液回収装置において、
   半導体ウェーハの表面平坦部のうち、面取り部との境界領域に薬液が接触できる半径方向位置に、液滴保持具を位置決めし、液滴保治具を半導体ウェーハの周方向に相対回転させることにより、不純物を含む薬液を回収する第１の制御手段と、
   半導体ウェーハの面取り部と前記境界領域との両方に薬液が接触できる半径方向位置に、液滴保治具を位置決めし、液滴保治具を半導体ウェーハの周方向に相対回転させることにより、不純物を含む薬液を回収する第２の制御手段と
   を備えた半導体ウェーハの薬液回収装置。
3. 第２の制御手段は、薬液が面取り部に回り込むように、液滴保治具と半導体ウェーハとの距離を調整することを特徴とする請求項２記載の半導体ウェーハの薬液回収装置。
4. 第２の制御手段は、液滴保治具を半導体ウェーハの周上の所望の開始点から終了点に至るまで周方向に相対回転させることを特徴とする請求項２記載の半導体ウェーハの薬液回収装置。
5. 半導体ウェーハの表面に薬液を接触させた状態で、薬液を周方向に走査することにより、不純物を含む薬液を回収するようにした半導体ウェーハの薬液回収方法において、
   半導体ウェーハの表面平坦部のうち、ウェーハ中心から面取り部との境界領域に至るまでは、薬液を半径方向に移動させながら、周方向に走査することにより、不純物を含む薬液を回収する第１の工程と、
   薬液の半径方向位置が、前記面取り部との境界領域に接触できる位置に到達した時点で、薬液の半径方向位置を固定し、周方向に走査することにより、不純物を含む薬液を回収する第２の工程と
   を含む半導体ウェーハの薬液回収方法。
   

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