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JP2008243850A - Workpiece processing method, wiring forming method, and semiconductor substrate manufacturing method - Google Patents

Workpiece processing method, wiring forming method, and semiconductor substrate manufacturing method Download PDF

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JP2008243850A JP2007077760A JP2007077760A JP2008243850A JP 2008243850 A JP2008243850 A JP 2008243850A JP 2007077760 A JP2007077760 A JP 2007077760A JP 2007077760 A JP2007077760 A JP 2007077760A JP 2008243850 A JP2008243850 A JP 2008243850A
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道雄 松村
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和也 辻埜
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Abstract

【課題】機械的ダメージおよび熱的ダメージを与えることなく所望の形状に容易に加工を行うことができる、被加工物の加工方法を提供する。
【解決手段】シリコン、炭化ケイ素、およびIII〜V族の元素を含む半導体からなる群より選ばれる少なくとも一種の材料からなる試料1を被加工物とし、該試料1を、フッ化水素またはフッ化物イオンを含む水溶液からなる処理液8中に浸漬し、該処理液8中で、上記材料の酸化反応における触媒からなる層を少なくとも表面に備えたワイヤ2と接触させ、かつ、該ワイヤ2を陽極として上記試料1との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記試料1における上記ワイヤ2との接触部分を酸化して上記処理液8に溶解させるとともに、該試料1の溶解に伴って上記ワイヤ2を重力により移動させることで、上記試料1を切断または上記試料1に切れ込みを形成する。
【選択図】図2
The present invention provides a processing method of a workpiece that can be easily processed into a desired shape without causing mechanical damage and thermal damage.
A sample 1 made of at least one material selected from the group consisting of silicon, silicon carbide, and a semiconductor containing a group III to V element is used as a workpiece, and the sample 1 is made of hydrogen fluoride or fluoride. It is immersed in a treatment liquid 8 made of an aqueous solution containing ions, and in this treatment liquid 8, the layer made of a catalyst in the oxidation reaction of the material is brought into contact with at least the wire 2 provided on the surface, and the wire 2 is made into an anode As a result of causing an electrochemical reaction at the contact portion with the sample 1, the contact portion with the wire 2 in the sample 1 is oxidized and dissolved in the treatment liquid 8. By moving the wire 2 by gravity, the sample 1 is cut or a cut is formed in the sample 1.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、被加工物の酸化反応を利用して被加工物を加工する被加工物の加工方法および該加工方法を用いた配線形成方法並びに半導体基板の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a workpiece processing method for processing a workpiece using an oxidation reaction of the workpiece, a wiring formation method using the processing method, and a semiconductor substrate manufacturing method.

従来、工業用品にかかる被加工物の加工方法としては、機械的な加工方法、もしくは、レーザを用いた加工方法が一般的に用いられている。   Conventionally, a mechanical processing method or a processing method using a laser is generally used as a processing method of a workpiece according to an industrial article.

例えばシリコン等の半導体の切断加工としては、シリコンインゴットからウエハを切り出す場合、あるいは、表面に集積回路が形成されたウエハを個々のチップに分割(ダイシング)する場合に、高速回転する刃物(ダイシングブレード)で、シリコン等の半導体の表面を機械的に削り取る方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。   For example, as a semiconductor cutting process such as silicon, when cutting a wafer from a silicon ingot, or when a wafer having an integrated circuit formed on the surface is divided into individual chips (dicing blade) (dicing blade) ) And a method of mechanically scraping the surface of a semiconductor such as silicon is known (see, for example, Patent Document 1).

上記ダイシングブレードとしては、微細なダイヤモンド砥粒をニッケル等で電着したものが用いられる。また、表面に集積回路が形成されたウエハから個々のチップを分割する場合には、厚さ10μm〜30μm程度の極薄の刃を用いたダイシングブレードが用いられる。   As the dicing blade, a fine diamond abrasive grain electrodeposited with nickel or the like is used. In addition, when individual chips are divided from a wafer having an integrated circuit formed on the surface, a dicing blade using an extremely thin blade having a thickness of about 10 μm to 30 μm is used.

また、シリコンインゴットからウエハを切り出す場合には、ワイヤソーが用いられる(例えば、特許文献2参照)。ワイヤソーによる切断は、ラッピングオイルに遊離砥粒を含ませたスラリー状の砥液を供給しながら、高速度で走行している高張力鋼鉄製ワイヤに、シリコンインゴットを押し付けることによって、遊離砥粒の研削作用により、インゴットがシリコンウエハに切断されることによって行われる。該方法によれば、複数のワイヤを同時にインゴットに押し付けることが可能であり、一度に多くのウエハを切り出すことが可能である。なお、この場合に用いられるワイヤソーとしては、ワイヤ径が120μm以上のものが用いられる。   Further, when a wafer is cut out from a silicon ingot, a wire saw is used (for example, see Patent Document 2). Cutting with a wire saw is performed by pressing a silicon ingot against a high-strength steel wire running at a high speed while supplying a slurry-like abrasive liquid containing loose abrasive grains in wrapping oil. This is done by cutting the ingot into silicon wafers by grinding action. According to this method, a plurality of wires can be pressed against the ingot at the same time, and many wafers can be cut out at a time. In addition, as a wire saw used in this case, a wire diameter of 120 μm or more is used.

一方、レーザを用いた加工方法においては、切断したい箇所に高出力のレーザを照射して、シリコン等の被加工物に吸収された光エネルギーの一部を熱エネルギーに変換させることにより、被加工物の融解、分解、飛散による加工が行われている(例えば、特許文献3参照)。
特開2005−129741号公報(公開日:2005年5月19日) 特開2006−224266号公報(公開日:2006年8月31日) 特開2005−297039号公報(公開日:2005年10月27日) 特開2005−183505号公報(公開日:2005年7月7日) 国際公開第2003/105209号パンフレット(国際公開日:2003年12月18日) 国際公開第02/23607号パンフレット(国際公開日:2002年03月21日) 米国特許第6,762,134号明細書(登録日:2004年7月13日) 特開2005−142457号公報(公開日:2005年6月2日) 特開2006−114632号公報(公開日:2005年4月27日) Kazuya Tsujino、外1名, 「Boring Deep Cylindrical Nanoholes in Silicon Using Silver Nanoparticles as a Catalyst」, ADVANCED MATERIALS 2005, 17, No.8, April 18, p1045-1047 Kazuya Tsujino、外1名, 「Helical Nanoholes Bored in Silicon by Wet Chemical Etching Using Platinum Nanoparticles as Catalyst」, Electrochemical and Solid-State Letters, 8, (12), C193-195, (2005) K. Tsujino、外2名,「Texturization of multicrystalline silicon wafers for solar cells by chemical treatment using metallic catalyst」,Solar Energy Materials & Solar Cells, 90, (2006), p100-110 X. Li、外1名,「Metal-assisted chemical etching in HF/H2O2produced porous silicon」,APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol.77,No.16,October 16, 2000, p.2572-2574 Kuiqing Peng、外5名, 「Uniform, Axial-Orientation Alignment of One-Dimensional Single-Crystal Silicon Nanostructure Arrays」, Angewandte Chemie Int. Ed., 2005, 44, p2737-2742 K. Tsujino、外1名,「Formation of a low reflective surface on crystalline silicon solar cells by chemical treatment using Ag electrodes as the catalyst」, Solar Energy Materials & Solar Cells, 90, (2006), p1527-1532 T.L.Rittenhouse、外2名, 「Structural and spectroscopic characterization of porous silicon carbide formed by Pt-assisted electroless chemical etching」, Solid State Communications 126, (2003), p245-250 HIDEYUKI HARA、外7名, 「Novel Abrasive-Free Planarization of 4 H-Sic (0001) Using Catalyst」, Journal of ELECTRONIC MATERIALS, Vol.35, No.8, 2006, L11-L14
On the other hand, in a processing method using a laser, a part of light energy absorbed by a workpiece such as silicon is converted into thermal energy by irradiating a portion to be cut with a high-power laser, and thereby processing the workpiece. Processing by melting, decomposition, and scattering of objects is performed (for example, see Patent Document 3).
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-129741 (Publication date: May 19, 2005) JP 2006-224266 A (publication date: August 31, 2006) JP 2005-297039 A (publication date: October 27, 2005) Japanese Patent Laying-Open No. 2005-183505 (Publication date: July 7, 2005) International Publication No. 2003/105209 Pamphlet (International Publication Date: December 18, 2003) International Publication No. 02/23607 Pamphlet (International Publication Date: March 21, 2002) US Pat. No. 6,762,134 (Registration date: July 13, 2004) JP 2005-142457 A (Publication date: June 2, 2005) JP 2006-114632 A (publication date: April 27, 2005) Kazuya Tsujino, 1 other, "Boring Deep Cylindrical Nanoholes in Silicon Using Silver Nanoparticles as a Catalyst", ADVANCED MATERIALS 2005, 17, No. 8, April 18, p1045-1047 Kazuya Tsujino, 1 other, "Helical Nanoholes Bored in Silicon by Wet Chemical Etching Using Platinum Nanoparticles as Catalyst", Electrochemical and Solid-State Letters, 8, (12), C193-195, (2005) K. Tsujino, 2 others, “Texturization of multicrystalline silicon wafers for solar cells by chemical treatment using metallic catalyst”, Solar Energy Materials & Solar Cells, 90, (2006), p100-110 X. Li, 1 other, “Metal-assisted chemical etching in HF / H2O2 produced porous silicon”, APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol.77, No.16, October 16, 2000, p.2572-2574 Kuiqing Peng, 5 others, “Uniform, Axial-Orientation Alignment of One-Dimensional Single-Crystal Silicon Nanostructure Arrays”, Angewandte Chemie Int. Ed., 2005, 44, p2737-2742 K. Tsujino, 1 other, “Formation of a low reflective surface on crystalline silicon solar cells by chemical treatment using Ag electrodes as the catalyst”, Solar Energy Materials & Solar Cells, 90, (2006), p1527-1532 TLRittenhouse, 2 others, “Structural and spectroscopic characterization of porous silicon carbide formed by Pt-assisted electroless chemical etching”, Solid State Communications 126, (2003), p245-250 HIDEYUKI HARA, 7 others, "Novel Abrasive-Free Planarization of 4 H-Sic (0001) Using Catalyst", Journal of ELECTRONIC MATERIALS, Vol.35, No.8, 2006, L11-L14

しかしながら、特許文献1〜2に示すようにダイシングブレードやワイヤソーを用いた物理的な加工方法においては、削り取られた部分の周囲に微小なクラック又はチッピングが生じたり、過大な応力が発生して、ウエハ等の被加工物が損傷したりするおそれがある。   However, as shown in Patent Documents 1 and 2, in a physical processing method using a dicing blade or a wire saw, minute cracks or chipping occurs around the scraped part, excessive stress is generated, A workpiece such as a wafer may be damaged.

また、特許文献3に示すようにレーザによる加工の場合には、機械的なダメージは生じないものの、レーザ照射部位の周辺に、熱によるダメージが生じるという問題がある。このようなダメージは、シリコン上に形成される半導体素子の性能にしばしば悪影響を与える。このため、被加工物に、機械的あるいは熱的ダメージを与えることなく、該被加工物を加工する方法の開発が望まれている。   In addition, as shown in Patent Document 3, in the case of laser processing, although mechanical damage does not occur, there is a problem that damage is caused by heat around the laser irradiation site. Such damage often adversely affects the performance of semiconductor devices formed on silicon. For this reason, it is desired to develop a method for processing a workpiece without mechanically or thermally damaging the workpiece.

なお、上記したように加工に由来する機械的あるいは熱的ダメージを与えることなく工業用品にかかる被加工物を加工する方法として、化学反応、特に酸化反応を用いて被加工物を穿孔加工する方法が、近年、本願発明者等による提案を含めて幾つか提案されている。   In addition, as described above, as a method of processing a workpiece on an industrial article without causing mechanical or thermal damage resulting from the processing, a method of drilling the workpiece using a chemical reaction, particularly an oxidation reaction In recent years, however, several proposals have been proposed including proposals by the present inventors.

このような化学的な加工方法としては、シリコン基板等の表面に金属粒子もしくは不連続な金属薄膜を触媒として付着させ、この金属粒子を付着させたシリコン基板等を、酸化剤およびフッ化水素酸のうち少なくとも一方を含む溶液中に浸すことによりシリコン基板等の表面を穿孔(多孔質化)する方法(例えば特許文献4〜7および非特許文献1〜5参照)、シリコン基板等の半導体結晶基板の表面に、酸化剤に対する還元反応の触媒機能を有する金属を、堆積、もしくはスクリーン印刷後に焼き付けて、金属薄膜(電極)を形成し、この半導体結晶基板を、酸化剤を含む水溶液中に浸すことにより、金属薄膜の周辺に多孔質層を形成する方法(例えば特許文献8および非特許文献6,7参照)が挙げられる。   As such a chemical processing method, metal particles or a discontinuous metal thin film is attached to the surface of a silicon substrate or the like as a catalyst, and the silicon substrate or the like to which the metal particles are attached is bonded to an oxidizing agent and hydrofluoric acid. (For example, see Patent Documents 4 to 7 and Non-Patent Documents 1 to 5), a semiconductor crystal substrate such as a silicon substrate, or the like. A metal having a catalytic function of a reduction reaction with respect to an oxidizing agent is deposited or baked on the surface of the substrate after baking to form a metal thin film (electrode), and this semiconductor crystal substrate is immersed in an aqueous solution containing the oxidizing agent. Thus, there is a method of forming a porous layer around the metal thin film (see, for example, Patent Document 8 and Non-Patent Documents 6 and 7).

しかしながら、これら化学反応を用いた従来の方法は、何れも、被加工物への機械的あるいは熱的ダメージはないものの、制御が容易ではなく、局所的な加工や、所望の部位を所望の形状に加工するには不向きである。   However, none of the conventional methods using these chemical reactions cause mechanical or thermal damage to the workpiece, but it is not easy to control, and local processing or a desired part can be formed in a desired shape. It is unsuitable for processing.

上記従来の方法は、何れも穿孔を目的としたものであるが、特許文献4〜7および非特許文献1〜5に示すように、シリコン基板等の被加工物に触媒粒子を付着させて放置すると、被加工物の特定の結晶方位に沿った方向あるいは基板表面に対して垂直方向に孔が成長するが、シリコン基板等の被加工物の内部の触媒粒子の移動を制御することはできず、穿孔方向を制御することは容易ではない。また、特許文献8および非特許文献6,7は、金属層の周囲を満遍なく多項質化するものであり、所望の位置のみを局所的に加工することはできない。   The above conventional methods are all intended for perforation, but as shown in Patent Documents 4 to 7 and Non-Patent Documents 1 to 5, catalyst particles are attached to a workpiece such as a silicon substrate and left as it is. Then, holes grow in a direction along a specific crystal orientation of the workpiece or in a direction perpendicular to the substrate surface, but the movement of the catalyst particles inside the workpiece such as a silicon substrate cannot be controlled. It is not easy to control the drilling direction. Further, Patent Document 8 and Non-Patent Documents 6 and 7 make the periphery of the metal layer evenly polymorphic, and it is impossible to locally process only a desired position.

さらに、上記従来の方法は何れも穿孔を目的としたものであり、切削加工を目的としたものではない。   Furthermore, all of the above conventional methods are intended for drilling and not for cutting.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、機械的ダメージおよび熱的ダメージを与えることなく所望の形状に容易に加工を行うことができる、被加工物の加工方法を提供することにある。また、本発明のさらなる目的は、上記被加工物の加工方法を用いた配線形成方法並びに半導体基板の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the object thereof is to provide a workpiece that can be easily processed into a desired shape without causing mechanical damage and thermal damage. It is to provide a processing method. A further object of the present invention is to provide a wiring forming method using the above-described workpiece processing method and a semiconductor substrate manufacturing method.

本発明にかかる被加工物の加工方法は、上記課題を解決するために、被加工物の表面に、少なくとも表面が導電性材料からなる加工具を、該被加工物と加工具との間に、被加工物を構成する材料に対して不活性な溶媒と、被加工物を構成する材料の酸化物と反応して該酸化物を上記溶媒に溶解させる反応性物質とを含む処理液を供給しながら接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物を加工することを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, a processing method for a workpiece according to the present invention includes a processing tool having at least a surface made of a conductive material on a surface of the workpiece, between the workpiece and the processing tool. Supplying a treatment liquid containing a solvent inert to the material constituting the workpiece and a reactive substance that reacts with the oxide of the material constituting the workpiece and dissolves the oxide in the solvent. And contacting the workpiece with the workpiece using the workpiece as an anode to oxidize the contact portion of the workpiece with the workpiece to the aqueous solution. The workpiece is processed by moving the contact portion between the workpiece and the processing tool by moving the workpiece or the processing tool along with the melting of the workpiece. It is said.

より具体的には、本発明にかかる被加工物の加工方法は、上記課題を解決するために、被加工物の表面に、少なくとも表面が導電性材料からなる加工具を、該被加工物と加工具との間に、被加工物を構成する材料に対して不活性な溶媒と、被加工物を構成する材料の酸化物と反応して該酸化物を上記溶媒に溶解させる反応性物質とを含む処理液を供給しながら接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物を加工することを特徴としている。   More specifically, in order to solve the above-described problem, a processing method for a workpiece according to the present invention includes a processing tool having at least a surface made of a conductive material on the surface of the workpiece. A solvent inert to the material constituting the workpiece, and a reactive substance that reacts with the oxide of the material constituting the workpiece and dissolves the oxide in the solvent, between the processing tool and the workpiece The contact portion of the workpiece with the processing tool is caused to contact with the processing tool while supplying the processing liquid, and an electrochemical reaction is caused at the contact portion with the workpiece using the processing tool as an anode. The workpiece is oxidized and dissolved in the aqueous solution, and the workpiece or the processing tool is moved along with the dissolution of the workpiece to move the contact portion between the workpiece and the processing tool, thereby moving the workpiece. It is characterized by processing.

特に、本発明にかかる被加工物の加工方法は、上記課題を解決するために、シリコン、炭化ケイ素、およびIII〜V族の元素を含む半導体からなる群より選ばれる少なくとも一種の材料からなる被加工物を、フッ化水素またはフッ化物イオンを含む水溶液中に浸漬し、該水溶液中で、少なくとも表面が導電性材料からなり、上記被加工物とは別体で形成された加工具と接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物を加工することを特徴としている。   In particular, a method for processing a workpiece according to the present invention includes a workpiece made of at least one material selected from the group consisting of silicon, silicon carbide, and a semiconductor containing a group III-V element. The workpiece is immersed in an aqueous solution containing hydrogen fluoride or fluoride ions, and in the aqueous solution, at least the surface is made of a conductive material and is brought into contact with a processing tool formed separately from the workpiece. And, by causing an electrochemical reaction at the contact portion with the workpiece using the processing tool as an anode, the contact portion with the processing tool in the workpiece is oxidized and dissolved in the aqueous solution, The workpiece is processed by moving the contact portion between the workpiece and the processing tool by moving the workpiece or the processing tool along with the melting of the workpiece.

本発明において、上記導電性材料は、上記被加工物を構成する材料の酸化反応における触媒作用を有する材料であることが好ましい。例えば、上記導電性材料は、白金、金、イリジウムおよびそれらの合金からなる群より選ばれる少なくとも一種の金属であることが好ましい。   In the present invention, the conductive material is preferably a material having a catalytic action in an oxidation reaction of a material constituting the workpiece. For example, the conductive material is preferably at least one metal selected from the group consisting of platinum, gold, iridium, and alloys thereof.

また、上記加工具は、ワイヤ状、刃状、または針状に形成されていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said processing tool is formed in wire shape, blade shape, or needle shape.

上記したように、本発明は、触媒を利用した化学反応、具体的には、上記被加工物の酸化溶解反応により上記被加工物を加工する方法である。また、上記の各方法によれば、上記被加工物は、上記加工具との接触部分およびその極近傍において局所的かつ選択的に溶解(エッチング)されるとともに、上記加工具または被加工物を移動させることで、上記被加工物と加工具との接触部分を所望の方向に移動させることができるとともに、加工の進行状況(加工の程度)を容易に把握することができる。よって、加工制御が容易である。   As described above, the present invention is a method of processing the workpiece by a chemical reaction using a catalyst, specifically, an oxidative dissolution reaction of the workpiece. Further, according to each of the above methods, the workpiece is locally and selectively dissolved (etched) in the contact portion with the processing tool and in the vicinity thereof, and the processing tool or the workpiece is removed. By moving, the contact portion between the workpiece and the processing tool can be moved in a desired direction, and the progress of processing (the degree of processing) can be easily grasped. Therefore, processing control is easy.

したがって、上記の各方法によれば、上記被加工物に機械的ダメージおよび熱的ダメージを与えることなく所望の形状に容易に加工を行うことができるという効果を奏する。   Therefore, according to each of the above methods, there is an effect that the workpiece can be easily processed into a desired shape without causing mechanical damage and thermal damage.

また、上記の各方法は、加工の際のダメージによる結晶欠陥が生じず、後処理工程やデバイス特性の面から有利であり、また、機械的研磨切削工程を必要としないため、割れ易い多結晶の薄板ウエハの製造でも容易である。さらに、基本的には上記水溶液等の処理液に上記被加工物を浸すだけの処理でよく、スケールアップが容易である。   In addition, each of the above methods does not cause crystal defects due to damage at the time of processing, is advantageous from the viewpoint of post-processing steps and device characteristics, and does not require a mechanical polishing cutting step. It is easy to manufacture a thin wafer. Furthermore, basically, it is sufficient to simply immerse the workpiece in a treatment liquid such as the aqueous solution, and scale-up is easy.

また、ワイヤソーやレーザを用いた従来の加工方法は、コストが高いことに加えて、これら従来の方法を用いて例えば半導体ウエハを製造する場合、切り白が大きくなることから、製造工程におけるエネルギー・資源的に無駄が大きい。   In addition, the conventional processing method using a wire saw or a laser is high in cost, and for example, when a semiconductor wafer is manufactured using these conventional methods, the whitening becomes large. It is wasteful in terms of resources.

これに対し、本発明によれば、機械的研磨切削の必要がなく、設備費が圧倒的に少ないことに加え、例えば、上記加工具として、極微細線ワイヤを用いることができ、原理的にはその線幅で上記被加工物の切り出しあるいは切れ込みの形成を行うことができる。したがって、上記の各方法によれば、低コストでかつエネルギー・資源の無駄の少ない切削加工を行うことができる。   On the other hand, according to the present invention, there is no need for mechanical polishing cutting, and in addition to the overwhelmingly low equipment cost, for example, as the processing tool, an ultrafine wire can be used. The workpiece can be cut or formed with the line width. Therefore, according to each of the above methods, cutting can be performed at low cost and with little waste of energy and resources.

したがって、上記各方法において、上記加工具は線状の加工面を有しており、上記加工が、被加工物への切れ込みの形成または被加工物の切断であることが好ましい。   Therefore, in each of the above methods, it is preferable that the processing tool has a linear processing surface, and the processing is formation of a cut in the workpiece or cutting of the workpiece.

また、本発明にかかる配線形成方法は、上記課題を解決するために、シリコン、炭化ケイ素、およびIII〜V族の元素を含む半導体からなる群より選ばれる少なくとも一種の材料からなる被加工物を、フッ化水素またはフッ化物イオンを含む水溶液中に浸漬し、該水溶液中で、少なくとも表面が導電性材料からなり、上記被加工物とは別体で形成された加工具と接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物に孔または溝を形成した後、該孔または溝内に、該孔または溝の形成に用いた加工具の少なくとも一部を残存させることを特徴としている。   In addition, in order to solve the above-described problem, the wiring forming method according to the present invention provides a workpiece made of at least one material selected from the group consisting of silicon, silicon carbide, and a semiconductor containing a group III-V element. Immersing in an aqueous solution containing hydrogen fluoride or fluoride ions, and in the aqueous solution, at least the surface is made of a conductive material, and is brought into contact with a processing tool formed separately from the workpiece; and By causing an electrochemical reaction at the contact portion with the workpiece using the processing tool as an anode, the contact portion with the processing tool in the workpiece is oxidized and dissolved in the aqueous solution. A hole or groove is formed in the workpiece by moving the contact portion between the workpiece and the processing tool by moving the workpiece or the processing tool as the product is melted, and then forming the hole or groove in the workpiece. To, is characterized in that to leave at least part of the processing tool used to form the pores or grooves.

また、本発明にかかる半導体基板の製造方法は、上記課題を解決するために、シリコン、炭化ケイ素、およびIII〜V族の元素を含む半導体からなる群より選ばれる少なくとも一種の材料からなる半導体ウエハを、フッ化水素またはフッ化物イオンを含む水溶液中に浸漬し、該水溶液中で、少なくとも表面が導電性材料からなり、上記半導体ウエハとは別体で形成された加工具と接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記半導体ウエハとの接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記半導体ウエハにおける上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該半導体ウエハの溶解に伴って上記半導体ウエハまたは加工具を移動させることにより上記半導体ウエハと加工具との接触部分を移動させて上記半導体ウエハに孔または溝を形成した後、該孔または溝内に、該孔または溝の形成に用いた加工具の少なくとも一部を残存させて配線を形成することを特徴としている。   In order to solve the above problems, a method for producing a semiconductor substrate according to the present invention includes a semiconductor wafer made of at least one material selected from the group consisting of silicon, silicon carbide, and a semiconductor containing a group III-V element. Is immersed in an aqueous solution containing hydrogen fluoride or fluoride ions, and in the aqueous solution, at least the surface is made of a conductive material and is contacted with a processing tool formed separately from the semiconductor wafer, and By causing an electrochemical reaction at the contact portion with the semiconductor wafer using the processing tool as an anode, the contact portion with the processing tool in the semiconductor wafer is oxidized and dissolved in the aqueous solution, and the semiconductor wafer is dissolved. Accordingly, by moving the semiconductor wafer or the processing tool, the contact portion between the semiconductor wafer and the processing tool is moved to move the semiconductor wafer. After forming the holes or grooves in, the pores or the groove, it is characterized by forming a machining tool wiring be left at least a portion of which was used in the formation of the hole or groove.

上記孔または溝内に残存させた加工具は、そのまま配線として使用してもよいし、上記孔または溝内に残存させた加工具表面の導電性材料を、膜成長による配線形成用の触媒に用いることにより配線を形成してもよい。   The processing tool left in the hole or groove may be used as a wiring as it is, or the conductive material on the surface of the processing tool left in the hole or groove is used as a catalyst for wiring formation by film growth. The wiring may be formed by using it.

金属粒子を用いた穿孔技術によって被加工物に孔を設けた後、メッキや蒸着等の方法で孔内部に配線材料を堆積させて配線を形成した場合、得られた配線は、微細な粒が集まったような構造となり、欠陥も多くなる。   When a hole is formed in a workpiece by a drilling technique using metal particles, and wiring is formed by depositing wiring material inside the hole by a method such as plating or vapor deposition, the obtained wiring has fine particles. The structure is like a collection, and there are many defects.

また、金属粒子を用いて被加工物を穿孔した後、孔内に配線材料を配する場合、基板を貫通する配線を得るためには、金属粒子が基板を貫通する前に穿孔を止めて孔内に配線材料を堆積し、基板裏面から孔底部に達するまで基板材料を研磨除去するという工程が必要となる。   In addition, when a wiring material is arranged in a hole after drilling a workpiece using metal particles, in order to obtain a wiring penetrating the substrate, the drilling is stopped before the metal particles penetrate the substrate. A process of depositing the wiring material therein and polishing and removing the substrate material from the back surface of the substrate to the bottom of the hole is required.

これに対し、本発明によれば、上記加工具をそのまま配線として使用するか、もしくは、上記加工具表面の触媒を用いて膜成長により配線を形成することで、前述した効果に加えて、被加工物の加工方法欠陥がない、あるいは従来よりも欠陥が少ない配線を形成することができるという効果を併せて奏する。   On the other hand, according to the present invention, the processing tool can be used as a wiring as it is, or a wiring is formed by film growth using a catalyst on the surface of the processing tool. There is also an effect that it is possible to form a wiring that is free of defects or has fewer defects than the conventional method.

また、上記したように、半導体ウエハ等の被加工物に孔や溝を形成した後、加工具の少なくとも一部を、孔や溝等の加工部位に残存させて配線として用いることにより、孔や溝の形成と配線の形成とを同時に行うことができる。   In addition, as described above, after forming holes or grooves in a workpiece such as a semiconductor wafer, at least a part of the processing tool is left as a wiring in a processing portion such as a hole or groove, thereby forming holes or grooves. The formation of the groove and the formation of the wiring can be performed simultaneously.

また、例えば、上記水溶液を除去後、上記孔または溝内に、上記半導体ウエハを構成する材料並びにその酸化物を溶解しない電解液を供給し、上記孔または溝内に残存させた加工具を陽極にして上記半導体ウエハとの接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記半導体ウエハにおける上記加工具からなる配線との接触部分に、上記半導体ウエハを構成する材料の酸化物からなる絶縁膜を形成することができる。したがって、上記の方法によれば、上記配線および絶縁膜を、極めて容易に形成することができるという効果を奏する。   In addition, for example, after removing the aqueous solution, an electrolyte that does not dissolve the material constituting the semiconductor wafer and its oxide is supplied into the hole or groove, and the processing tool left in the hole or groove is an anode. By causing an electrochemical reaction at the contact portion with the semiconductor wafer, an insulating film made of an oxide of the material constituting the semiconductor wafer is formed on the contact portion of the semiconductor wafer with the wiring made of the processing tool. Can be formed. Therefore, according to the above method, there is an effect that the wiring and the insulating film can be formed very easily.

本発明にかかる被加工物の加工方法は、以上のように、被加工物の表面に、少なくとも表面が導電性材料からなる加工具を、該被加工物と加工具との間に、被加工物を構成する材料に対して不活性な溶媒と、被加工物を構成する材料の酸化物と反応して該酸化物を上記溶媒に溶解させる反応性物質とを含む処理液を供給しながら接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物を加工する方法である。   As described above, the processing method of the workpiece according to the present invention includes a processing tool having a surface made of a conductive material at least on the surface of the workpiece, and the workpiece is processed between the workpiece and the processing tool. Contact while supplying a processing liquid containing a solvent which is inert to the material constituting the product and a reactive substance which reacts with the oxide of the material constituting the workpiece and dissolves the oxide in the solvent. And by causing an electrochemical reaction at the contact portion with the workpiece using the processing tool as an anode, the contact portion with the processing tool in the workpiece is oxidized and dissolved in the aqueous solution. A method of processing the workpiece by moving the contact portion between the workpiece and the processing tool by moving the workpiece or the processing tool as the workpiece is melted.

また、本発明にかかる被加工物の加工方法は、以上のように、被加工物を、該被加工物を構成する材料に対して不活性な溶媒と、上記材料の酸化物と反応して該酸化物を上記溶媒に溶解させる反応性物質とを含む処理液中に浸漬し、該処理液中で、少なくとも表面が導電性材料からなり、上記被加工物とは別体で形成された加工具と接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより、上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物を加工する方法である。   In addition, as described above, the method for processing a workpiece according to the present invention includes reacting a workpiece with a solvent inert to the material constituting the workpiece and an oxide of the material. The oxide is immersed in a treatment solution containing a reactive substance that dissolves in the solvent. In the treatment solution, at least the surface is made of a conductive material, and the additive is formed separately from the workpiece. By contacting with a tool and causing an electrochemical reaction at the contact portion with the workpiece using the processing tool as an anode, the contact portion of the workpiece with the processing tool is oxidized to form the aqueous solution. A method of processing the workpiece by moving the contact portion between the workpiece and the processing tool by moving the workpiece or the processing tool along with the melting of the workpiece. is there.

特に、本発明にかかる被加工物の加工方法は、以上のように、シリコン、炭化ケイ素、およびIII〜V族の元素を含む半導体からなる群より選ばれる少なくとも一種の材料からなる被加工物を、フッ化水素またはフッ化物イオンを含む水溶液中に浸漬し、該水溶液中で、少なくとも表面が導電性材料からなり、上記被加工物とは別体で形成された加工具と接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物を加工する方法である。   In particular, the method for processing a workpiece according to the present invention includes, as described above, a workpiece made of at least one material selected from the group consisting of silicon, silicon carbide, and a semiconductor containing a group III-V element. Immersing in an aqueous solution containing hydrogen fluoride or fluoride ions, and in the aqueous solution, at least the surface is made of a conductive material, and is brought into contact with a processing tool formed separately from the workpiece; and By causing an electrochemical reaction at the contact portion with the workpiece using the processing tool as an anode, the contact portion with the processing tool in the workpiece is oxidized and dissolved in the aqueous solution. This is a method of processing the workpiece by moving the contact portion between the workpiece and the processing tool by moving the workpiece or the processing tool along with the dissolution of the workpiece.

上記の各方法は、上記被加工物を酸化溶解させて加工することから、上記被加工物への機械的ダメージおよび熱的ダメージがない。また、上記の各方法によれば、上記被加工物は、上記加工具との接触部分およびその極近傍において局所的かつ選択的に溶解(エッチング)されるとともに、上記加工具または被加工物を移動させることで、上記被加工物と加工具との接触部分を所望の方向に移動させることができるとともに、加工の進行状況(加工の程度)を容易に把握することができる。よって、加工制御が容易である。   In each of the above methods, since the workpiece is processed by oxidizing and dissolving, there is no mechanical damage and thermal damage to the workpiece. Further, according to each of the above methods, the workpiece is locally and selectively dissolved (etched) in the contact portion with the processing tool and in the vicinity thereof, and the processing tool or the workpiece is removed. By moving, the contact portion between the workpiece and the processing tool can be moved in a desired direction, and the progress of processing (the degree of processing) can be easily grasped. Therefore, processing control is easy.

したがって、上記の各方法によれば、上記被加工物に機械的ダメージおよび熱的ダメージを与えることなく所望の形状に容易に加工を行うことができるという効果を奏する。   Therefore, according to each of the above methods, there is an effect that the workpiece can be easily processed into a desired shape without causing mechanical damage and thermal damage.

また、本発明にかかる配線形成方法は、以上のように、シリコン、炭化ケイ素、およびIII〜V族の元素を含む半導体からなる群より選ばれる少なくとも一種の材料からなる被加工物を、フッ化水素またはフッ化物イオンを含む水溶液中に浸漬し、該水溶液中で、少なくとも表面が導電性材料からなり、上記被加工物とは別体で形成された加工具と接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物に孔または溝を形成した後、該孔または溝内に、該孔または溝の形成に用いた加工具の少なくとも一部をそのまま残存させる方法である。   Further, the wiring forming method according to the present invention, as described above, fluorinates a workpiece made of at least one material selected from the group consisting of silicon, silicon carbide, and a semiconductor containing a group III-V element. Immersion in an aqueous solution containing hydrogen or fluoride ions, and in the aqueous solution, at least the surface is made of a conductive material and is brought into contact with a processing tool formed separately from the workpiece, and the processing tool The anode is used as an anode to cause an electrochemical reaction at the contact portion with the workpiece, thereby oxidizing the contact portion with the processing tool in the workpiece to dissolve it in the aqueous solution and dissolving the workpiece. Along with this, by moving the workpiece or processing tool to move the contact portion between the workpiece and the processing tool to form a hole or groove in the workpiece, in the hole or groove, The hole Is a method for directly left at least part of the processing tool used to form the groove.

また、本発明にかかる半導体基板の製造方法は、以上のように、シリコン、炭化ケイ素、およびIII〜V族の元素を含む半導体からなる群より選ばれる少なくとも一種の材料からなる半導体ウエハを、フッ化水素またはフッ化物イオンを含む水溶液中に浸漬し、該水溶液中で、少なくとも表面が導電性材料からなり、上記半導体ウエハとは別体で形成された加工具と接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記半導体ウエハとの接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記半導体ウエハにおける上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該半導体ウエハの溶解に伴って上記半導体ウエハまたは加工具を移動させることにより上記半導体ウエハと加工具との接触部分を移動させて上記半導体ウエハに孔または溝を形成した後、該孔または溝内に、該孔または溝の形成に用いた加工具の少なくとも一部をそのまま残存させて配線を形成する方法である。   In addition, as described above, a method for manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention includes a step of feeding a semiconductor wafer made of at least one material selected from the group consisting of silicon, silicon carbide, and a semiconductor containing a group III to V element. Immersion in an aqueous solution containing hydrogen fluoride or fluoride ions, and in the aqueous solution, at least the surface is made of a conductive material and is brought into contact with a processing tool formed separately from the semiconductor wafer, and the processing tool As an anode, an electrochemical reaction is caused at the contact portion with the semiconductor wafer, so that the contact portion with the processing tool in the semiconductor wafer is oxidized and dissolved in the aqueous solution. By moving the semiconductor wafer or the processing tool, the contact portion between the semiconductor wafer and the processing tool is moved so that holes or holes are formed in the semiconductor wafer. After forming the, in the hole or the groove, thereby forming a wiring while leaving at least a portion of the processing tool used to form the pores or grooves.

したがって、上記の各方法によれば、上記加工具をそのまま配線として使用するか、もしくは、上記加工具表面の触媒を用いて膜成長により配線を形成することができるので、前記被加工物の加工方法において述べた効果に加えて、欠陥がない、あるいは従来よりも欠陥が少ない配線を形成することができるという効果を併せて奏する。   Therefore, according to each of the above methods, the processing tool can be used as a wiring as it is, or a wiring can be formed by film growth using a catalyst on the surface of the processing tool. In addition to the effect described in the method, there is also an effect that a wiring having no defect or having fewer defects than the conventional one can be formed.

また、上記したように、半導体ウエハ等の被加工物に孔や溝を形成した後、加工具の少なくとも一部を、そのまま孔や溝等の加工部位に残存させて配線として用いることにより、孔や溝の形成と配線の形成とを同時に行うことができるという効果を奏する。   In addition, as described above, after forming holes or grooves in a workpiece such as a semiconductor wafer, at least a part of the processing tool is left as it is in a processing part such as a hole or groove and used as a wiring. In addition, there is an effect that the formation of the groove and the formation of the wiring can be performed simultaneously.

〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について図1〜図6に基づいて説明すれば、以下の通りである。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

本実施の形態にかかる被加工物の加工方法は、被加工物の表面に、少なくとも表面(加工面)が導電性材料からなる加工具を、該被加工物と加工具との間に、被加工物を構成する材料に対して不活性な溶媒と、被加工物を構成する材料の酸化物と反応して該酸化物を上記溶媒に溶解させる反応性物質とを含む処理液を供給しながら接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物を加工する方法である。   In the processing method for a workpiece according to the present embodiment, a workpiece having at least a surface (machined surface) made of a conductive material is placed on the surface of the workpiece between the workpiece and the workpiece. While supplying a treatment liquid containing a solvent inert to the material constituting the workpiece and a reactive substance that reacts with the oxide of the material constituting the workpiece and dissolves the oxide in the solvent. Contacting and causing an electrochemical reaction at the contact portion with the workpiece using the processing tool as an anode, the contact portion of the workpiece with the processing tool is oxidized and dissolved in the aqueous solution. A method of processing the workpiece by moving the contact portion between the workpiece and the processing tool by moving the workpiece or the processing tool as the workpiece is melted.

より具体的には、本実施の形態にかかる被加工物の加工方法は、被加工物を、該被加工物を構成する材料に対して不活性な溶媒と、上記材料の酸化物と反応して該酸化物を上記溶媒に溶解させる反応性物質とを含む処理液中に浸漬し、該処理液中で、少なくとも表面が導電性材料からなり、上記被加工物とは別体で形成された加工具と接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより、上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物を加工する方法である。   More specifically, in the processing method of the workpiece according to the present embodiment, the workpiece is reacted with a solvent inert to the material constituting the workpiece and an oxide of the material. And immersed in a treatment liquid containing a reactive substance that dissolves the oxide in the solvent, and at least the surface is made of a conductive material in the treatment liquid, and is formed separately from the workpiece. Contacting with the processing tool and causing the electrochemical reaction at the contact portion with the workpiece using the processing tool as an anode, the contact portion of the workpiece with the processing tool is oxidized and the aqueous solution A method of processing the workpiece by moving the contact portion between the workpiece and the processing tool by moving the workpiece or the processing tool along with the dissolution of the workpiece. It is.

本実施の形態にかかる加工方法に適用される被加工物としては、酸化反応に供される材料からなる部分を有してさえいれば、特に限定されるものではないが、被加工物の一部もしくは全部が、シリコン;炭化ケイ素;III〜V族の元素を含む半導体からなる群より選ばれる少なくとも一種の材料からなることが望ましい。III〜V族の元素を含む半導体としては、特に限定されるものではないが、例えば、GaN等が挙げられる。   The workpiece to be applied to the processing method according to the present embodiment is not particularly limited as long as it has a portion made of a material subjected to an oxidation reaction. It is desirable that part or all be made of at least one material selected from the group consisting of silicon, silicon carbide, and a semiconductor containing a group III-V element. Although it does not specifically limit as a semiconductor containing a III-V group element, For example, GaN etc. are mentioned.

上記被加工物の加工に用いられる処理液には、上記したように、被加工物を構成する材料に対して不活性な溶媒と、上記材料の酸化物と反応して該酸化物を上記溶媒に溶解させる反応性物質とを含む処理液が用いられる。   In the treatment liquid used for processing the workpiece, as described above, the solvent which is inert to the material constituting the workpiece and the oxide of the material reacts with the oxide to form the solvent. A treatment liquid containing a reactive substance to be dissolved in is used.

上記反応性物質としては、上記材料の酸化物と反応して該酸化物を上記溶媒に溶解させることができるものであれば、特に限定されるものではない。上記反応性物質としては、例えば、フッ化水素、フッ化物イオン等が挙げられる。   The reactive substance is not particularly limited as long as it can react with the oxide of the material and dissolve the oxide in the solvent. Examples of the reactive substance include hydrogen fluoride and fluoride ions.

また、上記溶媒としては、上記被加工物を構成する材料に対して不活性であり、かつ、上記反応性物質の存在下で上記被加工物を構成する材料の酸化物を溶解させることができるものであれば、特に限定されるものではない。上記溶媒としては、例えば、水が用いられる。   The solvent is inert to the material constituting the workpiece and can dissolve the oxide of the material constituting the workpiece in the presence of the reactive substance. If it is a thing, it will not specifically limit. As the solvent, for example, water is used.

上記処理液は、上記溶媒および反応性物質のみからなっていてもよく、必要に応じて、上記溶媒および反応性物質以外のその他の物質、例えば酸化剤等を含んでいてもよい。   The treatment liquid may consist only of the solvent and the reactive substance, and may contain other substances other than the solvent and the reactive substance, such as an oxidizing agent, as necessary.

上記処理液が酸化剤を含むことで、上記被加工物の加工速度を速くすることができる。   When the processing liquid contains an oxidizing agent, the processing speed of the workpiece can be increased.

上記酸化剤としては、上記被加工物を構成する材料を酸化することができるものであれば、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、過酸化物;ペルオキソ酸およびその塩;オゾン;酸素;3価の鉄イオン;等が挙げられる。   The oxidizing agent is not particularly limited as long as it can oxidize the material constituting the workpiece. Specifically, for example, peroxides; peroxo acids and salts thereof Ozone, oxygen, trivalent iron ions, and the like.

上記過酸化物としては、過酸化物イオンO 2−を含み、酸性にするとHを発生する物質であれば特に限定されるものではなく、例えば、過酸化水素、過酸化ナトリウム等が挙げられる。 The peroxide is not particularly limited as long as it contains a peroxide ion O 2 2− and generates H 2 O 2 when acidified. For example, hydrogen peroxide, sodium peroxide, etc. Is mentioned.

上記ペルオキソ酸としては、−O−O−結合を有する無機酸であれば特に限定されるものではなく、例えば、ペルオキソ二硫酸、ペルオキソ二硫酸ナトリウム等が挙げられる。   The peroxo acid is not particularly limited as long as it is an inorganic acid having a —O—O— bond, and examples thereof include peroxodisulfuric acid and sodium peroxodisulfate.

また、3価の鉄イオンとしては、例えば、硫酸鉄(III)、硝酸鉄(III)等が挙げられる。   Examples of the trivalent iron ion include iron (III) sulfate and iron (III) nitrate.

さらに、上記処理液は、上記した以外の物質を、上記被加工物の酸化反応および上記材料の酸化物を上記溶媒に溶解させる一連の反応を阻害しない範囲内で含んでいてもよい。   Furthermore, the treatment liquid may contain substances other than those described above within a range that does not inhibit a series of reactions in which the oxidation reaction of the workpiece and the oxide of the material are dissolved in the solvent.

上記処理液の調製方法は、特に限定されるものではなく、反応性物質、溶媒、必要に応じて上記酸化剤を含む、上記処理液に用いられる各成分を、各々添加して混合してもよく、例えば過酸化水素水やフッ化水素酸(フッ酸)のように、予め酸化剤や反応性物質を、溶媒に溶解した状態で残りの成分と混合してもよい。すなわち、上記溶媒は、上記反応性物質とは別に、溶媒単独で、もしくは、酸化剤等のその他の物質が溶解された状態で別途添加してもよく、例えば、フッ化水素酸(フッ酸)のように、予め、反応性物質を溶解させて用いてもよい。   The method for preparing the treatment liquid is not particularly limited, and each component used in the treatment liquid containing a reactive substance, a solvent, and, if necessary, the oxidizing agent may be added and mixed. For example, an oxidizing agent or a reactive substance may be mixed with the remaining components in a state of being dissolved in a solvent in advance, such as hydrogen peroxide solution or hydrofluoric acid (hydrofluoric acid). That is, the solvent may be added separately from the reactive substance alone or in a state where other substances such as an oxidizing agent are dissolved. For example, hydrofluoric acid (hydrofluoric acid) As described above, a reactive substance may be dissolved in advance.

上記各成分の混合方法は特に限定されるものではなく、市販の攪拌、混合装置を用いることができる。   The mixing method of said each component is not specifically limited, A commercially available stirring and mixing apparatus can be used.

また、上記処理液中における反応性物質の使用量および濃度、並びに、必要に応じて用いられる酸化剤の使用量および濃度は、加工面積や加工形態等に応じて適宜決定すればよく、上記処理液中に、上記酸化反応に十分な量の酸化剤および反応性物質が含まれてさえいれば、特に限定されるものではない。被加工物がシリコンの場合、反応性物質(フッ化水素)の濃度は、高い方が加工速度を速くすることができるという点で望ましく、具体的には、20mol/l以上とすることが、好ましい。   In addition, the amount and concentration of the reactive substance used in the treatment liquid, and the amount and concentration of the oxidizing agent used as necessary may be appropriately determined according to the processing area, processing form, etc. The liquid is not particularly limited as long as it contains an oxidizing agent and a reactive substance in a sufficient amount for the oxidation reaction. When the workpiece is silicon, the higher the concentration of the reactive substance (hydrogen fluoride) is desirable in that the processing speed can be increased, specifically, 20 mol / l or more, preferable.

また、上記処理液の温度(処理温度)も特に限定されるものではなく、常圧、常温(室温)にて処理を行うことができる。但し、温度は、高くした方が加工速度を速くすることができる。   Further, the temperature of the treatment liquid (treatment temperature) is not particularly limited, and the treatment can be performed at normal pressure and normal temperature (room temperature). However, if the temperature is increased, the processing speed can be increased.

上記被加工物がシリコン基板等の、シリコンを材料とする被加工物である場合、上記処理液としては、フッ化水素酸を用いることが好ましいが、他の反応性物質の水溶液であってもよい。   When the workpiece is a workpiece made of silicon, such as a silicon substrate, it is preferable to use hydrofluoric acid as the treatment liquid, but it may be an aqueous solution of other reactive substances. Good.

また、本実施の形態で用いられる上記加工具としては、少なくとも表面(加工面)が導電性材料からなるものであれば、特に限定されるものではない。   Further, the processing tool used in the present embodiment is not particularly limited as long as at least the surface (processed surface) is made of a conductive material.

本実施の形態によれば、上記加工具を、電気化学的に電位を制御できる電位制御装置(電流制御装置)に繋ぎ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、酸化剤を用いなくても、上記被加工物を酸化させることができ、これにより、上記被加工物を加工することができる。これは、電気化学的な正の電位の効果により、上記加工具と接触した部分の被加工物から電子が奪われるためである。   According to this embodiment, the processing tool is connected to a potential control device (current control device) capable of electrochemically controlling the potential, and an electrochemical reaction occurs at the contact portion with the workpiece using the processing tool as an anode. As a result, the workpiece can be oxidized without using an oxidant, whereby the workpiece can be processed. This is because electrons are deprived from the workpiece in contact with the processing tool by the effect of the electrochemical positive potential.

すなわち、陽極とされた加工具を、被加工物に接触させると、接触部分(接触界面)で電気化学反応、すなわち、被加工物から加工具への電子の移動や、その電子の移動に伴って起こる化学反応が起こり、上記接触部分の被加工物が酸化される。   In other words, when a processing tool that is an anode is brought into contact with a workpiece, an electrochemical reaction occurs at the contact portion (contact interface), that is, with the movement of electrons from the workpiece to the processing tool, and with the movement of the electrons. The chemical reaction that takes place occurs and the work piece in the contact area is oxidized.

上記加工具としては、導電性材料を所望の形状に加工してなる加工具を用いることができる。また、上記加工具としては、非導電性材料からなる基体の表面に導電性材料を被覆したものを使用してもよい。   As the processing tool, a processing tool formed by processing a conductive material into a desired shape can be used. In addition, as the processing tool, a base made of a non-conductive material and a surface coated with a conductive material may be used.

上記加工具に用いられる導電性材料としては、例えば、カーボンや金属等を用いることができ、導電性を有していれば、触媒作用を有さないものであってもよい。しかしながら、上記加工具に用いられる導電性材料としては、上記被加工物の酸化反応において触媒作用を有する材料であることが、被加工物の加工速度を速くすることができることから、好ましい。   As the conductive material used for the processing tool, for example, carbon, metal, or the like can be used. As long as it has conductivity, it may not have a catalytic action. However, the conductive material used for the processing tool is preferably a material having a catalytic action in the oxidation reaction of the workpiece because the processing speed of the workpiece can be increased.

このように、触媒に電位を印加し、電位によって触媒表面を酸化的にすることにより、触媒の機能を飛躍的に上昇させることができる効果が期待できるとともに、上記処理液が酸化剤を含む場合には、該処理液中の酸化剤の効果を飛躍的に上昇させる効果が期待される。   In this way, by applying an electric potential to the catalyst and making the surface of the catalyst oxidative by the electric potential, an effect that can dramatically increase the function of the catalyst can be expected, and the treatment liquid contains an oxidizing agent. Therefore, an effect of dramatically increasing the effect of the oxidizing agent in the treatment liquid is expected.

したがって、上記加工具としては、触媒を所望の形状に加工してなる加工具であってもよく、炭素、樹脂、鉄等の金属からなる基体の表面に触媒を被覆したものを使用してもよい。   Accordingly, the processing tool may be a processing tool obtained by processing a catalyst into a desired shape, or a substrate in which the catalyst is coated on a surface made of a metal such as carbon, resin, or iron may be used. Good.

上記加工具あるいは、該加工具に用いられる基体としては、特に限定されるものではないが、例えば、カーボン繊維や、鉄、鉄鋼、シリコンカーバイド等の材料からなるワイヤあるいは刃物状のものが挙げられる。   The processing tool or the substrate used in the processing tool is not particularly limited, and examples thereof include a wire or a blade-like material made of carbon fiber, iron, steel, silicon carbide, or the like. .

上記触媒としては、上記被加工物の酸化反応において触媒として作用する材料であれば特に限定されるものではないが、例えば、白金、金、イリジウムおよびそれらの合金等が挙げられる。   The catalyst is not particularly limited as long as it is a material that acts as a catalyst in the oxidation reaction of the workpiece, and examples thereof include platinum, gold, iridium, and alloys thereof.

上記基体表面に上記導電性材料を被覆する方法としては、特に限定されるものではないが、コーティング、めっき等、従来公知の各種被覆方法を使用することができる。   The method for coating the surface of the substrate with the conductive material is not particularly limited, and various conventionally known coating methods such as coating and plating can be used.

また、上記加工具の形態(形状)としても特に限定されるものではなく、加工形態あるいは加工形状に応じて適宜決定すればよい。上記加工具の形態としては、例えば、ワイヤ、刃、針等、加工面が線状または点状の加工具が好適に用いられる。   Further, the form (shape) of the processing tool is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the processing form or the processing shape. As the form of the processing tool, for example, a processing tool having a linear or dotted processing surface such as a wire, a blade, or a needle is preferably used.

上記ワイヤとしては、直線的に張ったワイヤでもよく、ワイヤを多数組み合わせて網状にしたものであってもよい。このように網状のワイヤを用いることで、同時に多数のシリコンの切断が可能である。   The wire may be a straight wire, or may be a net formed by combining a number of wires. By using a net-like wire in this way, a large number of silicon can be cut simultaneously.

また、上記針としては、一本の針を単独で用いてもよく、いわゆる剣山のように針の集合体であってもよい。   In addition, as the needle, a single needle may be used alone, or a collection of needles such as a so-called Kenzan.

同様に、上記刃もまた、単独の刃であってもよく、多数の刃が並設されていても構わない。   Similarly, the blade may also be a single blade, and a large number of blades may be arranged in parallel.

また、本実施の形態において用いられる上記電位制御装置(電流制御装置)としては、例えば、ポテンショスタットあるいはガルバノスタット(電流制御)が挙げられる。   Examples of the potential control device (current control device) used in the present embodiment include a potentiostat or a galvanostat (current control).

本実施の形態によれば、電気化学的に電位を制御することができるポテンショスタット等の電位制御装置における作用電極端子に接続された加工具を陽極として、該加工具を被加工物に接触させることにより、被加工物のうち該加工具との接触部に電気化学反応を起こさせて酸化させることができる。   According to the present embodiment, a processing tool connected to a working electrode terminal in a potential control device such as a potentiostat capable of electrochemically controlling a potential is used as an anode, and the processing tool is brought into contact with a workpiece. As a result, an electrochemical reaction can be caused in the contact portion of the workpiece with the processing tool to be oxidized.

なお、本実施の形態において、上記電位制御装置(電流制御装置)における参照電極端子に接続される参照電極としては、例えば、銀電化銀電極、飽和カロメル電極等が用いられる。   In the present embodiment, as a reference electrode connected to the reference electrode terminal in the potential control device (current control device), for example, a silver silver electrode, a saturated calomel electrode, or the like is used.

また、対極端子に接続される対極としては、例えば、白金線、白金板等が用いられる。   Moreover, as a counter electrode connected to a counter electrode terminal, a platinum wire, a platinum plate, etc. are used, for example.

本実施の形態では、上記処理液槽に、被加工物を、上記作用電極端子に接続された加工具を接触させた状態で浸漬し、作用電極と参照電極との間に電圧を印加する。   In the present embodiment, the workpiece is immersed in the processing solution tank in a state where the processing tool connected to the working electrode terminal is in contact, and a voltage is applied between the working electrode and the reference electrode.

本実施の形態において、上記電位制御装置(電流制御装置)によって上記加工具に印加される電位としては、上記被加工物を酸化することができさえすれば、特に限定されるものではないが、例えば、参照電極に対して+0〜+4Vの範囲内であることが、加工速度および消費電力の面から好ましい。例えば、後述する実施例のように、参照電極に上記銀電化銀電極を用いた場合、参照電極に対して+4Vの電位が印加される。なお、この場合、上記電位としては、参照電極に対して+0〜+4Vの間でもよいが、電位を高くするほど加工速度を速くすることができる。   In the present embodiment, the potential applied to the processing tool by the potential control device (current control device) is not particularly limited as long as the workpiece can be oxidized, For example, in the range of +0 to +4 V with respect to the reference electrode, it is preferable from the viewpoint of processing speed and power consumption. For example, as in the example described later, when the above-described silver electroluminescent electrode is used as a reference electrode, a potential of +4 V is applied to the reference electrode. In this case, the potential may be between +0 and +4 V with respect to the reference electrode, but the processing speed can be increased as the potential is increased.

本実施の形態において、被加工物の加工形態としては、被加工物への孔や溝の形成、被加工物の切断等が挙げられる。本実施の形態によれば、被加工物を、上記処理液中で上記加工具と接触させて該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して溶解させることができる。   In the present embodiment, examples of the processing form of the workpiece include formation of holes and grooves in the workpiece, cutting of the workpiece, and the like. According to the present embodiment, the workpiece is brought into contact with the processing tool in the processing liquid, and an electrochemical reaction is caused at the contact portion with the workpiece using the processing tool as an anode. The contact portion of the workpiece with the processing tool can be oxidized and dissolved.

特に、被加工物がシリコン、炭化ケイ素、またはIII〜V族の元素を含む半導体である場合、上記条件下における被加工物の溶解は、上記導電性材料(加工具)と接触した部分のみで起こる。   In particular, when the workpiece is a semiconductor containing silicon, silicon carbide, or a group III-V element, dissolution of the workpiece under the above conditions is only at the portion in contact with the conductive material (processing tool). Occur.

なお、上記導電性材料(加工具)における被加工物との接触幅(例えば刃厚、刃渡り、ワイヤ径、針径等)は、被加工物の加工形状に応じて適宜所望の大きさに設定すればよく、特に限定されるものではない。   Note that the contact width (for example, blade thickness, blade span, wire diameter, needle diameter, etc.) of the conductive material (processing tool) with the workpiece is appropriately set to a desired size according to the processing shape of the workpiece. There is no particular limitation.

本実施の形態によれば、例えば、上記導電材料からなる細線(例えば前記触媒ワイヤ)あるいは刃物状の加工具をシリコンに接触させた状態で、前記処理液中に浸して、該加工具を陽極としてシリコンとの接触部で電気化学反応を起こさせることにより、加工具(例えば前記触媒ワイヤ)との接触部分およびその極近傍のシリコンが局所的かつ選択的に溶解(エッチング)される。このとき、上記加工具または被加工物であるシリコンを、外部からの力で移動させるか、あるいは重力等により自然に移動させることで両者の接触部分を移動させると、上記接触部分を基点としたシリコンへの溝の形成(切れ込みの発生)または切断(シリコンインゴットの切り出しやシリコンインゴットからシリコンウエハの切り出し)を行うことができる。   According to the present embodiment, for example, a thin wire made of the conductive material (for example, the catalyst wire) or a blade-like processing tool is immersed in the processing liquid in a state of being in contact with silicon, and the processing tool is anoded. As a result of causing an electrochemical reaction at the contact portion with silicon, the contact portion with the processing tool (for example, the catalyst wire) and silicon in the immediate vicinity thereof are locally and selectively dissolved (etched). At this time, when the silicon or the workpiece is moved by an external force or moved naturally by gravity or the like, both contact portions are moved, and the contact portion is used as a base point. It is possible to form a groove in silicon (occurrence of cut) or cut (cut out a silicon ingot or cut a silicon wafer from a silicon ingot).

図3(a)・(b)および図4(a)〜(c)に、各種加工具を用いた被加工物の切断方法の一例を示す。   FIGS. 3A and 3B and FIGS. 4A to 4C show an example of a method of cutting a workpiece using various processing tools.

図3(a)・(b)は、網状のワイヤ20を用いて大径のシリコンウエハ15から小径のシリコンウエハ(以下、シリコンチップと記す)16…を切り出す様子を示している。   3A and 3B show a state in which small-diameter silicon wafers (hereinafter referred to as silicon chips) 16... Are cut out from the large-diameter silicon wafer 15 using a net-like wire 20.

まず、図3(a)に示すように、加工具としての網状のワイヤ20と、被加工物としてのシリコンウエハ15とを準備する。網状のワイヤ20は、複数のワイヤを網状に組み合わせて配置したものであってもよく、網状に形成されたものであってもよい。網状のワイヤ20は、切り出すべきシリコンチップ16の大きさに形成された開口径を有している。   First, as shown in FIG. 3A, a net-like wire 20 as a processing tool and a silicon wafer 15 as a workpiece are prepared. The mesh wire 20 may be a combination of a plurality of wires arranged in a mesh shape, or may be formed in a mesh shape. The net-like wire 20 has an opening diameter formed in the size of the silicon chip 16 to be cut out.

網状のワイヤ20は、シリコンウエハ15上に、切り出されるシリコンチップ16の数が多くなるように位置決めされ、処理液中に浸漬される。次いで、該網状のワイヤ20を、図示しない電位制御装置(電流制御装置)の作用電極端子に接続して該網状のワイヤ20を陽極として上記シリコンウエハ15との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、シリコンウエハ15における網状のワイヤ20との接触箇所が酸化溶解され、最終的に、図3(b)に示すように、シリコンウエハ15は、複数のシリコンチップ16に分割される。   The net-like wire 20 is positioned on the silicon wafer 15 so as to increase the number of silicon chips 16 to be cut out, and is immersed in the processing liquid. Next, the mesh wire 20 is connected to a working electrode terminal of a potential control device (current control device) (not shown) to cause an electrochemical reaction at the contact portion with the silicon wafer 15 using the mesh wire 20 as an anode. As a result, the contact portion of the silicon wafer 15 with the mesh wire 20 is oxidized and dissolved, and finally the silicon wafer 15 is divided into a plurality of silicon chips 16 as shown in FIG.

また、図4(a)〜(c)は、基板31上に、並行に設けられた複数の刃32・32を有する加工具30を用いてシリコンウエハ15から個々のシリコンチップ16を切り出す様子を示している。   4A to 4C show a state in which individual silicon chips 16 are cut out from the silicon wafer 15 using a processing tool 30 having a plurality of blades 32 and 32 provided in parallel on the substrate 31. Show.

まず、図4(a)に示すように、上記加工具30と、被加工物としてのシリコンウエハ15とを準備する。基板31における刃32・32の固定面は、例えばシリコンウエハ15の切断面15aと同じ面積もしくはそれ以上の面積を有し、各刃32の刃渡りは、シリコンウエハ15の切断面15aと同じもしくはそれ以上の長さを有している。また、各刃32の基板31表面からの高さは、シリコンウエハ15の厚みと同じもしくはそれ以上の高さを有している。また、刃32・32同士の間隔は、切り出すべきシリコンチップ16の大きさ(幅)に合わせて設定されている。各刃32は、触媒の有無に拘らず、加工面が導電性材料で形成されてさえいればよいが、それ自体、触媒で形成されていてもよく、表面に触媒がコーティングされていてもよい。   First, as shown in FIG. 4A, the processing tool 30 and a silicon wafer 15 as a workpiece are prepared. The fixed surfaces of the blades 32 and 32 in the substrate 31 have, for example, the same area as or larger than the cut surface 15a of the silicon wafer 15, and the blade span of each blade 32 is the same as or equal to the cut surface 15a of the silicon wafer 15. It has the above length. Further, the height of each blade 32 from the surface of the substrate 31 is equal to or higher than the thickness of the silicon wafer 15. The interval between the blades 32 and 32 is set in accordance with the size (width) of the silicon chip 16 to be cut out. Each blade 32 only needs to have a processed surface formed of a conductive material regardless of the presence or absence of a catalyst, but may itself be formed of a catalyst or may have a surface coated with a catalyst. .

上記加工具30は、各刃32がシリコンウエハ15に当接するようにシリコンウエハ15上に載置され、処理液中に浸漬される。次いで、各刃32を、図示しない電位制御装置(電流制御装置)の作用電極端子に接続して各刃32を陽極として上記シリコンウエハ15との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、シリコンウエハ15における上記各刃32との接触箇所が酸化溶解される。各刃32は、各刃32を固定している基板31が、重りとなり、シリコンウエハ15の酸化溶解にともなって、重力方向にしだいに移動する。次いで、図4(b)に示すように、各刃32がシリコンウエハ15の底面に達した後に、図4(c)に示すように、加工具30を引き上げてシリコンウエハ15から加工具30を離間させると、上記シリコンウエハ15を複数に分割してなるシリコンチップ16…を得ることができる。   The processing tool 30 is placed on the silicon wafer 15 so that each blade 32 contacts the silicon wafer 15, and is immersed in the processing liquid. Next, each blade 32 is connected to a working electrode terminal of a potential control device (current control device) (not shown), and an electrochemical reaction is caused at the contact portion with the silicon wafer 15 by using each blade 32 as an anode. The contact portions of the wafer 15 with the blades 32 are oxidized and dissolved. Each blade 32 becomes a weight of the substrate 31 that fixes each blade 32, and gradually moves in the direction of gravity as the silicon wafer 15 is oxidized and dissolved. Next, as shown in FIG. 4B, after each blade 32 reaches the bottom surface of the silicon wafer 15, the processing tool 30 is pulled up to remove the processing tool 30 from the silicon wafer 15 as shown in FIG. 4C. When separated, silicon chips 16 formed by dividing the silicon wafer 15 into a plurality of pieces can be obtained.

以下に、上記被加工物の材料としてシリコンを用いた場合を例に挙げて上記加工方法における各工程での化学反応の一例について説明する。   Hereinafter, an example of a chemical reaction in each step in the processing method will be described by taking as an example the case of using silicon as the material of the workpiece.

まず、前記したように、ワイヤ状あるいは刃物状の加工具を、例えばシリコン上に溝を形成したい箇所あるいはシリコンを切断したい箇所に接触させた状態で、フッ化水素を含む水溶液(処理液)に浸漬する。   First, as described above, a wire-like or blade-like processing tool is brought into an aqueous solution (treatment liquid) containing hydrogen fluoride in a state where it is in contact with, for example, a location where a groove is to be formed on silicon or a location where silicon is desired to be cut. Immerse.

このように、被加工物を上記処理液中に浸漬して、陽極とされた加工具を、上記シリコンに接触させると、電気化学的な正の電位の効果により、上記加工具との接触部分のシリコンから電子が奪われ、その結果、触媒と接触した部分のシリコンは酸化される。酸化状態のシリコンは、処理液中のフッ化水素と反応し、水溶性のヘキサフルオロシリケートイオン(SiF 2−)となって溶解する。このとき、対極では、次式
2H+2e→H
で示されるように、水素イオンの還元反応が生じる。また、このときのシリコンの酸化溶解反応は、次式
Si+2HO+4h→SiO+4H
SiO+6HF→SiF 2−+2HO+2H
で示される。
As described above, when the workpiece is immersed in the processing liquid and the processing tool that is set as the anode is brought into contact with the silicon, a contact portion with the processing tool is caused by an electrochemical positive potential effect. As a result, electrons are removed from the silicon, and as a result, the silicon in contact with the catalyst is oxidized. Oxidized silicon reacts with hydrogen fluoride in the treatment liquid to dissolve as water-soluble hexafluorosilicate ions (SiF 6 2− ). At this time, at the counter electrode, the following formula 2H + + 2e → H 2
As shown by the following, a reduction reaction of hydrogen ions occurs. Moreover, the oxidation dissolution reaction of silicon at this time is expressed by the following formula: Si + 2H 2 O + 4h + → SiO 2 + 4H +
SiO 2 + 6HF → SiF 6 2− + 2H 2 O + 2H +
Indicated by

上記したように、本実施の形態によれば、シリコンのエッチングは、上記加工具における触媒とシリコンとの接触部分で起こるので、上記加工具またはシリコンを移動させることで、加工形態(この場合には、加工の程度、すなわち、ある深さの溝を形成するのか、あるいは切断するのか)や、加工方向の制御を行うことができる。   As described above, according to the present embodiment, since silicon etching occurs at the contact portion between the catalyst and silicon in the processing tool, the processing tool (in this case) is moved by moving the processing tool or silicon. Can control the degree of processing, that is, whether a groove of a certain depth is formed or cut, and the processing direction.

また、本願発明によれば、上記したように、処理液中で、電位を印加された加工具をシリコンに接触させるだけでよいため、ワイヤソーによる機械的研磨切削によってウエハ切り出しを行っていた従来技術と比較して、設備費を含めた加工コストを大幅に低減することができる。さらに、ウエハへの欠陥発生が生じないため、デバイスの応用においても極めて有利である。また、シリコンの溶解が加工具との接触部分でのみ起こることから、切り白部分も圧倒的に小さくなるという利点や、研磨切削工程を必要としないといった利点がある。   Further, according to the present invention, as described above, since it is only necessary to bring the processing tool to which a potential is applied into contact with silicon in the processing liquid, the conventional technique has been used to perform wafer cutting by mechanical polishing cutting with a wire saw. Compared with, the processing cost including the equipment cost can be greatly reduced. Furthermore, since no defect occurs on the wafer, it is extremely advantageous in device applications. Further, since silicon melts only at the contact portion with the processing tool, there are advantages that the cut white portion is overwhelmingly reduced and that an abrasive cutting step is not required.

なお、従来、本願出願人等を含めて、化学反応を用いた加工方法として、シリコン基板等の半導体結晶基板の表面に、酸化剤に対する還元反応の触媒機能を有する金属を、堆積、もしくはスクリーン印刷後に焼き付けて、金属薄膜(電極)を形成し、この半導体結晶基板を、酸化剤を含む水溶液中に浸すことにより、金属薄膜(電極)の周辺に多孔質層を形成する方法(例えば特許文献8および非特許文献6参照)が提案されている。この方法は、金属薄膜の周辺に多孔質層を形成する方法に特化したものであり、一見して本願発明と類似しているものの、シリコンの多孔質化は、金属薄膜(電極)の周辺、具体的には、金属薄膜(電極)で囲まれた領域にて起こる。   Conventionally, as a processing method using a chemical reaction including the applicant of the present application, a metal having a catalytic function of a reduction reaction with respect to an oxidizing agent is deposited or screen printed on the surface of a semiconductor crystal substrate such as a silicon substrate. A method of forming a porous layer around the metal thin film (electrode) by baked later to form a metal thin film (electrode) and immersing the semiconductor crystal substrate in an aqueous solution containing an oxidizing agent (for example, Patent Document 8) And Non-Patent Document 6) have been proposed. This method is specialized for the method of forming a porous layer around the metal thin film, and at first glance it is similar to the present invention, but the porous silicon is formed around the metal thin film (electrode). Specifically, it occurs in a region surrounded by a metal thin film (electrode).

これに対し、本願発明によれば、ワイヤを多数組み合わせて網状にした場合、この網状のワイヤとシリコンとの接触部分において、シリコンが酸化溶解する。   On the other hand, according to the present invention, when a large number of wires are combined to form a net, silicon is oxidized and dissolved at the contact portion between the net-like wire and silicon.

本願発明者等が本願発明を完成させる過程において鋭意検討した結果、本願発明者等は、以下の結論を得るに至った。すなわち、従来のように、シリコン基板等の半導体結晶基板の表面に金属薄膜(電極)を形成し、この半導体結晶基板を、酸化剤を含む水溶液中に浸した場合、金属電極とシリコンとの接触部分では、金属とシリコンとが混じり合い、明確な界面を定義できないほど密着している。このため、接触部分への処理液の供給がなされず、金属薄膜(電極)の周辺でシリコンが多孔質化されて粗面化される。これに対し、本願発明によれば、上記したようにシリコン等の被加工物と一体化された金属薄膜(電極)ではなく、被加工物とは別体で設けられた加工具を使用し、被加工物の表面と加工具との間に、上記したように反応性物質を含む処理液が存在することで、被加工物における触媒との接触部分において、被加工物を選択的に酸化溶解することができるとともに、上記したように、上記加工具またはシリコンを移動させることで、加工形態(加工の程度)や加工方向を容易に制御することができる。   As a result of intensive studies in the process of completing the present invention by the inventors of the present application, the inventors of the present application have come to the following conclusions. That is, when a metal thin film (electrode) is formed on the surface of a semiconductor crystal substrate such as a silicon substrate and the semiconductor crystal substrate is immersed in an aqueous solution containing an oxidant as in the conventional case, the metal electrode is in contact with silicon. In the part, metal and silicon are mixed together and are so close that a clear interface cannot be defined. For this reason, the processing liquid is not supplied to the contact portion, and silicon is made porous and roughened around the metal thin film (electrode). On the other hand, according to the present invention, instead of the metal thin film (electrode) integrated with the workpiece such as silicon as described above, a processing tool provided separately from the workpiece is used, As described above, the processing liquid containing the reactive substance exists between the surface of the workpiece and the processing tool, so that the workpiece is selectively oxidized and dissolved at the contact portion of the workpiece with the catalyst. In addition, as described above, the processing mode (degree of processing) and the processing direction can be easily controlled by moving the processing tool or silicon.

以上のように、本実施の形態によれば、処理液中で、例えば単結晶シリコンあるいは多結晶シリコンのインゴットに、電位が印加された細線(好適には触媒ワイヤ)を接触させて、その接触部分でのみ溶解反応を起こさせることにより、ウエハを無駄無く切り出す(スライシングする)ことができる。   As described above, according to the present embodiment, a fine wire (preferably a catalyst wire) to which a potential is applied is brought into contact with, for example, a single crystal silicon or polycrystalline silicon ingot in the treatment liquid, and the contact is made. By causing the dissolution reaction only at the portion, the wafer can be cut (sliced) without waste.

すなわち、本発明において、被加工物の加工に要する時間、すなわち、処理時間は、特に限定されるものではなく、所望の加工形態となるように、被加工物と加工具との接触時間を適宜調整すればよい。   That is, in the present invention, the time required for processing the workpiece, that is, the processing time is not particularly limited, and the contact time between the workpiece and the processing tool is appropriately set so as to obtain a desired processing form. Adjust it.

上記被加工物としてシリコンを使用した場合、シリコンに切れ込みを生じさせることができる処理速度は、概ね1mm/日である。   When silicon is used as the workpiece, the processing speed at which silicon can be cut is approximately 1 mm / day.

なお、ワイヤソーによるウエハ切り出しが機械的研磨切削法であったのに対して、本発明は、被加工物の酸化を利用した化学反応であり、例えば、(1)機械的研磨切削の必要がなく、設備費が圧倒的に少ない、(2)切り白が極めて少ない(極微細線ワイヤで切断でき、原理的にはその線幅で切り出せる)、(3)切り出しの際のダメージによる結晶欠陥が生じず、後処理工程やデバイス特性で有利である、(4)機械的研磨切削工程を必要としないため、割れ易い多結晶の薄板ウエハの製造でも容易である、(5)基本的には被加工物を溶液に浸して、電位を印加された加工具を接触させるだけの処理でよく、スケールアップが容易である、といった種々の効果を有しており、処理速度よりも処理面の性状(特性)を重視する場合に特に適しているが、上記した速度は、ウエハのダイシングに用いる分には十分に速い。   In addition, while wafer cutting with a wire saw was a mechanical polishing cutting method, the present invention is a chemical reaction utilizing oxidation of a workpiece. For example, (1) there is no need for mechanical polishing cutting , Equipment cost is overwhelmingly low, (2) very few white cuts (can be cut with ultra-fine wire, and in principle can be cut with its line width), (3) crystal defects due to damage during cutting It is advantageous in post-processing and device characteristics. (4) Since it does not require a mechanical polishing and cutting process, it is easy to manufacture polycrystalline thin wafers that are easy to break. (5) Basically to be processed. It can be processed by simply immersing an object in a solution and bringing a processing tool to which a potential is applied into contact, and it has various effects such as easy scale-up. ) Especially when emphasizing Although it has to speed described above it is fast enough to a separatory used for dicing the wafer.

すなわち、一般的なウエハの厚みはせいぜい0.6mmであり、例えば、ワイヤを網状にしたものを加工具として使用し、1回に複数箇所を切断することで、処理速度と、特性低下の抑制とを、ともに十分に満足させることができる。なお、酸化反応を用いた、本実施の形態にかかる化学的な加工方法を用いることで、加工の際のダメージによる結晶欠陥が生じず、特性の低下を防止することができることは、例えば、前記特許文献4〜8および非特許文献1〜7等の化学的な加工方法を用いた各種文献等から明白であり、敢えて論じるまでもないことである。   That is, the thickness of a general wafer is 0.6 mm at most. For example, a wire-like mesh is used as a processing tool, and a plurality of portions are cut at a time, thereby suppressing processing speed and deterioration of characteristics. Both can be fully satisfied. In addition, by using the chemical processing method according to the present embodiment using an oxidation reaction, crystal defects due to damage at the time of processing do not occur, and deterioration of characteristics can be prevented, for example, It is obvious from various documents using chemical processing methods such as Patent Documents 4 to 8 and Non-Patent Documents 1 to 7, and it is not necessary to discuss them.

また、本実施の形態によれば、同じ処理液中に多数の基板を一度に浸して電位を印加することも可能である。このため、量産性に富み、高価な装置や手間がかからないので、安価に上記加工処理を行うことができる。   Further, according to the present embodiment, it is possible to apply a potential by immersing a large number of substrates at the same time in the same processing solution. For this reason, since it is rich in mass productivity and does not require an expensive apparatus and labor, the said processing can be performed cheaply.

また、近年、特許文献9および非特許文献8に示すように、酸化反応を用いた化学的な加工方法以外の化学的な加工方法として、被加工物に対して常態では溶解性を示さないハロゲンを含む分子が溶けた処理液中に被加工物を配し、被加工物の加工面に触媒を接触もしくは極接近させて触媒の表面でハロゲンラジカルを生成させ、該ハロゲンラジカルと被加工物の表面原子との化学反応で生成したハロゲン化合物を溶出させる方法が提案されているが、これら特許文献9および非特許文献8に記載の加工法は、ハロゲンラジカルの生成速度に律速され、該速度は、触媒材料と処理液(具体的には、処理液中におけるハロゲンを含む分子の濃度)とにより決定されると考えられ、加工途中で加工速度を制御することは容易ではない。これに対し、本発明によれば、例えば、前記した電位制御装置により加工具の電位を変えることにより、加工速度を容易に制御することができる。   In recent years, as shown in Patent Document 9 and Non-Patent Document 8, as a chemical processing method other than a chemical processing method using an oxidation reaction, a halogen which does not normally have solubility in a workpiece. The workpiece is placed in a treatment solution in which molecules containing benzene are dissolved, and the catalyst is brought into contact with or in close proximity to the processed surface of the workpiece to generate halogen radicals on the surface of the catalyst. Methods for eluting halogen compounds generated by chemical reaction with surface atoms have been proposed, but the processing methods described in Patent Document 9 and Non-Patent Document 8 are limited by the generation rate of halogen radicals, and the rate is It is considered that it is determined by the catalyst material and the processing liquid (specifically, the concentration of the halogen-containing molecule in the processing liquid), and it is not easy to control the processing speed during the processing. On the other hand, according to the present invention, for example, the machining speed can be easily controlled by changing the potential of the machining tool by the above-described potential control device.

なお、上記説明においては、被加工物としてシリコンを用いた場合を例に挙げて説明したが、前記した通り、上記被加工物としては、シリコン以外の材料であっても構わない。   In the above description, the case where silicon is used as a workpiece has been described as an example. However, as described above, the workpiece may be a material other than silicon.

例えば、非特許文献7には、シリコン上に堆積した薄膜状の白金を触媒に用いて炭化ケイ素の化学反応を用いたエッチングが可能であることが開示されている。また、III〜V族の元素を含む半導体の化学反応については、特許文献7に開示がなされている。したがって、これら文献あるいは公知の他の文献から、被加工物と、該被加工物の酸化物を溶解させる反応性物質との組み合わせ、さらには、被加工物と、触媒との組み合わせ、あるいは必要に応じて用いられる被加工物に対する酸化剤との組み合わせを選択することで、シリコン以外の被加工物に対しても、被加工物としてシリコンを用いた場合と同様の効果を得ることができる。   For example, Non-Patent Document 7 discloses that etching using a chemical reaction of silicon carbide is possible by using a thin film of platinum deposited on silicon as a catalyst. Patent Document 7 discloses a chemical reaction of a semiconductor containing a group III-V element. Therefore, from these documents or other known documents, a combination of a workpiece and a reactive substance that dissolves the oxide of the workpiece, a combination of a workpiece and a catalyst, or a necessity By selecting the combination with the oxidizing agent for the workpiece to be used accordingly, the same effect as when silicon is used as the workpiece can be obtained for workpieces other than silicon.

また、上記説明においては、加工具を、被加工物における被加工部に接触させた状態で上記処理液中に浸漬する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、被加工物を、上記処理液中に浸漬した後で、上記加工具と接触させてもよく、被加工物を、上記処理液中に浸漬した状態で、上記加工具と接触させさえすれば、被加工物への加工具の接触が被加工物の処理液への浸漬よりも先であっても後であっても構わない。   Further, in the above description, the case where the processing tool is immersed in the processing liquid in a state of being in contact with the processing portion of the workpiece is described as an example, but the present invention is limited to this. Instead, the workpiece may be immersed in the processing solution and then contacted with the processing tool, or the workpiece may be contacted with the processing tool while being immersed in the processing solution. In this case, the contact of the processing tool with the workpiece may be before or after the immersion of the workpiece into the processing liquid.

上記したように、被加工物を、上記処理液中に浸漬して上記加工具と接触させる方法は、被加工物と加工具との間に上記処理液を、容易かつ無駄なく供給することができることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、被加工物と加工具との間に処理液を供給することができさえすればよく、被加工物を、上記処理液中に浸漬する必要は必ずしもない。   As described above, the method of immersing the workpiece in the processing liquid and bringing it into contact with the processing tool allows the processing liquid to be supplied between the workpiece and the processing tool easily and without waste. However, the present invention is not limited to this, and it is only necessary to supply a processing liquid between the workpiece and the processing tool, and the workpiece is placed in the processing liquid. It is not always necessary to immerse.

また、上記説明においては、主に、被加工物を切断する方法について説明したが、本実施の形態にかかる加工方法は、被加工物の切断にのみ限定されるものではない。以下に、本実施の形態にかかる加工方法として、被加工物の穿孔方法について説明するとともに、該穿孔方法を用いた配線形成方法について説明する。   In the above description, the method of cutting the workpiece is mainly described. However, the processing method according to the present embodiment is not limited to the cutting of the workpiece. Hereinafter, as a processing method according to the present embodiment, a method for drilling a workpiece is described, and a wiring forming method using the drilling method is described.

図5(a)〜(d)は、針状の導電性材料(以下、単に「針」と記す)41が先端に設けられた加工具40を用いてシリコンウエハ15に、シリコンウエハ15を貫通する貫通配線を形成する様子を示している。   5 (a) to 5 (d) show that the silicon wafer 15 penetrates the silicon wafer 15 using a processing tool 40 provided with a needle-like conductive material (hereinafter simply referred to as "needle") 41 at the tip. It shows how the through wiring is formed.

まず、図5(a)に示すように、上記加工具40と、被加工物としてのシリコンウエハ15とを準備する。本実施の形態では、上記針41の針長は、シリコンウエハ15の厚みよりも大きくなるように設定されている。また、上記針41の針径は、形成すべき配線径に応じて設定されている。上記針41は、触媒の有無に拘らず、加工面が導電性材料で形成されてさえいればよいが、それ自体、触媒で形成されていてもよく、表面に触媒がコーティングされていてもよい。   First, as shown in FIG. 5A, the processing tool 40 and a silicon wafer 15 as a workpiece are prepared. In the present embodiment, the needle length of the needle 41 is set to be larger than the thickness of the silicon wafer 15. The needle diameter of the needle 41 is set according to the wiring diameter to be formed. The needle 41 only needs to have a processed surface formed of a conductive material regardless of the presence or absence of a catalyst, but may itself be formed of a catalyst or may be coated with a catalyst. .

上記加工具40は、上記針41を、図示しない電位制御装置(電流制御装置)の作用電極端子に接続して、図5(b)に示すように、処理液中でシリコンウエハ15に押し付け、該針41を陽極として上記シリコンウエハ15との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、シリコンウエハ15を酸化溶解する。このとき、図5(b)に示すように、針41がシリコンウエハ15の底面に達した後で加工具40を引き上げてシリコンウエハ15から加工具40を離間させると、上記シリコンウエハ15を穿孔加工することができる。   The processing tool 40 connects the needle 41 to a working electrode terminal of a potential control device (current control device) (not shown), and presses the silicon wafer 15 in a processing solution as shown in FIG. The silicon wafer 15 is oxidized and dissolved by causing an electrochemical reaction at the contact portion with the silicon wafer 15 using the needle 41 as an anode. At this time, as shown in FIG. 5B, when the processing tool 40 is pulled up after the needle 41 reaches the bottom surface of the silicon wafer 15 to separate the processing tool 40 from the silicon wafer 15, the silicon wafer 15 is perforated. Can be processed.

本実施の形態では、針41がシリコンウエハ15の底面に達した後、図5(b)および図5(c)に示すように、針41が、該針41によって形成されたシリコンウエハ15の孔17内に埋設された状態で、シリコンウエハ15から露出している針41を、例えばレーザにより切断し、図5(d)に示すように、シリコンウエハ15内に上記針41をそのまま残存させることで、シリコンウエハ15に、シリコンウエハ15を貫通する貫通配線を形成している。   In the present embodiment, after the needle 41 reaches the bottom surface of the silicon wafer 15, the needle 41 is formed on the silicon wafer 15 formed by the needle 41 as shown in FIGS. 5B and 5C. The needle 41 exposed from the silicon wafer 15 while being embedded in the hole 17 is cut by, for example, a laser, and the needle 41 remains in the silicon wafer 15 as shown in FIG. 5D. Thus, a through wiring penetrating the silicon wafer 15 is formed in the silicon wafer 15.

上記配線は、例えば、縦型MOS構造のトランジスタに利用することができる。   The wiring can be used for a transistor having a vertical MOS structure, for example.

なお、上記説明においては、針41を、レーザにより切断するものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記針41、すなわち配線となる導電性材料(触媒)の切断方法は特に限定されるものではない。   In the above description, the needle 41 is cut with a laser. However, the present invention is not limited to this, and the cutting method of the conductive material (catalyst) serving as the needle 41, that is, the wiring, is as follows. It is not particularly limited.

なお、図5(a)〜(d)では、加工具として、針41が先端に設けられた加工具40を用いて貫通配線を形成する場合を例に挙げて説明したが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。   5A to 5D, the case where the through wire is formed using the processing tool 40 having the needle 41 provided at the tip as the processing tool has been described as an example. Is not limited to this.

例えば、図3(a)に示した網状のワイヤ20、あるいは図4(a)に示した加工具30、あるいは所望の配線形状に形成されたワイヤ等の加工具を用いてシリコンウエハ15に溝を形成した後、上記網状のワイヤ20あるいは刃32、もしくはその他形状のワイヤ等を、形成した溝内に残存させることで溝内配線を形成してもよい。   For example, a groove is formed in the silicon wafer 15 using the net-like wire 20 shown in FIG. 3A, the processing tool 30 shown in FIG. 4A, or a processing tool such as a wire formed in a desired wiring shape. After forming, the in-groove wiring may be formed by leaving the mesh-like wire 20 or the blade 32, or other shapes of wires in the formed groove.

また、図5(a)〜(d)において、加工具40に代えてワイヤを使用し、シリコンウエハ15を酸化溶解させながら、上記ワイヤをシリコンウエハの配線延伸方向に接触移動させて穿孔と配線形成とを同時に行うことで、基板面に対し面内方向あるいは法線方向に延びる埋め込み配線を形成してもよい。   5A to 5D, a wire is used in place of the processing tool 40, and while the silicon wafer 15 is oxidized and dissolved, the wire is contacted and moved in the wiring extending direction of the silicon wafer to perform drilling and wiring. By performing the formation at the same time, the embedded wiring extending in the in-plane direction or the normal direction with respect to the substrate surface may be formed.

上記したように、被加工物に孔や溝を形成した後、加工具の少なくとも一部を、加工後にそのまま孔や溝等の加工部位に残存させることにより、この残存させた加工具、例えばワイヤ等を、配線材料として用いることができるので、孔や溝の形成と配線の形成とを同時に行うことができる。また、このように加工部位に残存させた加工具表面の導電性材料(触媒)を、配線形成のプロセス(該導電性材料からの膜成長)のための触媒として用いることもできる。   As described above, after a hole or groove is formed in the workpiece, at least a part of the processing tool is left as it is in a processing site such as a hole or groove after processing, so that the remaining processing tool, for example, a wire Etc. can be used as the wiring material, so that the formation of holes and grooves and the formation of wiring can be performed simultaneously. Further, the conductive material (catalyst) on the surface of the processing tool left in the processing site in this way can also be used as a catalyst for the wiring formation process (film growth from the conductive material).

金属粒子を用いた穿孔技術によって基板に孔を設けた後、この孔内部に配線材料を配する場合、メッキや蒸着等の方法で孔内部に配線材料を堆積することが考えられる。しかしながら、そのような方法で形成される配線は、微細な粒が集まったような構造となり、欠陥も多くなる。   When a wiring material is provided inside the hole after a hole is provided in the substrate by a perforation technique using metal particles, it is conceivable that the wiring material is deposited inside the hole by a method such as plating or vapor deposition. However, the wiring formed by such a method has a structure in which fine grains are gathered and the number of defects increases.

しかしながら、本実施の形態によれば、例えば上記針41として、欠陥がない、あるいは欠陥が少ない金属針を用いることができ、該針41を、孔17に残して配線として用いることで、欠陥がない、あるいは欠陥が少ない配線を得ることができる。   However, according to the present embodiment, for example, a metal needle having no defect or few defects can be used as the needle 41. By using the needle 41 as a wiring while remaining in the hole 17, there is no defect. A wiring having no or few defects can be obtained.

また、先行技術において金属粒子を用いて穿孔した後、孔内に配線材料を配する場合、基板を貫通する配線を得るためには、金属粒子が基板を貫通する前に穿孔を止めて孔内に配線材料を堆積し、基板裏面から孔底部に達するまで基板材料を研磨除去するという工程が必要となる。   Also, in the prior art, when a wiring material is arranged in the hole after drilling with metal particles, in order to obtain a wiring that penetrates the substrate, the drilling is stopped before the metal particles penetrate the substrate. A process of depositing the wiring material on the substrate and polishing and removing the substrate material from the back surface of the substrate to the bottom of the hole is required.

しかしながら、本実施の形態においては、上記したように例えば針41を用いて基板、例えばシリコンウエハ15等の半導体ウエハを貫通する孔17を形成し、針41を孔17内に残しておくだけで貫通配線が得られるため、配線材料堆積および基板研磨除去の工程が不要となる。   However, in the present embodiment, as described above, for example, the needle 17 is used to form the hole 17 penetrating the substrate, for example, a semiconductor wafer such as the silicon wafer 15, and the needle 41 is left in the hole 17. Since the through wiring is obtained, the wiring material deposition and substrate polishing removal steps are not required.

したがって、本実施の形態によれば、上記したように被加工物に孔や溝を形成した後、加工具の少なくとも一部を、加工後にそのまま孔や溝等の加工部位に残存させることにより、配線基板を容易に製造することができるとともに、欠陥の少ない配線を形成することができる。   Therefore, according to the present embodiment, after forming a hole or groove in the workpiece as described above, by leaving at least a part of the processing tool as it is in the processing site such as the hole or groove after processing, A wiring board can be easily manufactured, and wiring with few defects can be formed.

また、本実施の形態によれば、上記したように針状の触媒を用いてシリコンウエハ15等の半導体ウエハに孔17を形成し、該孔17内に上記触媒(加工具)を残した場合、洗浄等により上記水溶液を除去後、上記シリコンウエハ15等の半導体ウエハを構成する半導体材料(例えばシリコン)並びにその酸化物を溶解しない電解液を上記孔17に供給し、該電解液中で、該触媒(加工具)を陽極にして上記シリコンウエハ15等の半導体ウエハとの接触部で電気化学反応を起こさせることにより、孔17の内壁の上記半導体材料を酸化し、上記触媒からなる配線と半導体材料との間に必要な絶縁膜として働く、酸化シリコン膜等の酸化膜を、上記半導体ウエハにおける上記加工具からなる配線との接触部分に形成することができる。   Further, according to the present embodiment, when the hole 17 is formed in the semiconductor wafer such as the silicon wafer 15 using the acicular catalyst as described above, and the catalyst (processing tool) is left in the hole 17. Then, after removing the aqueous solution by washing or the like, a semiconductor material (for example, silicon) constituting the semiconductor wafer such as the silicon wafer 15 and an electrolytic solution that does not dissolve the oxide are supplied to the holes 17, and in the electrolytic solution, By causing an electrochemical reaction at the contact portion with the semiconductor wafer such as the silicon wafer 15 by using the catalyst (processing tool) as an anode, the semiconductor material on the inner wall of the hole 17 is oxidized, and a wiring made of the catalyst is formed. An oxide film such as a silicon oxide film that functions as a necessary insulating film between the semiconductor material and the semiconductor material can be formed in a contact portion with the wiring made of the processing tool in the semiconductor wafer.

したがって、上記加工方法は、半導体基板(配線基板)のなかでも、シリコン基板の製造に特に適している。   Therefore, the above processing method is particularly suitable for manufacturing a silicon substrate among semiconductor substrates (wiring substrates).

なお、上記電解液としては、上記シリコンウエハ15等の半導体ウエハを構成する半導体材料(例えばシリコン)並びにその酸化物に対して不活性(すなわち、上記半導体材料並びにその酸化物を溶解しない)な、導電性の溶液であれば特に限定されるものではないが、好適には導電性の水溶液が使用される。該水溶液としては特に限定されるものではなく、例えば、硫酸等の一般的な電解質の水溶液であってもよく、前記酸化剤の水溶液あるいは酸化剤を含む水溶液であってもよい。上記電解質としては、水溶液(電解液)としたときに、上記半導体材料並びにその酸化物を溶解しないものであれば、特に限定されないが、上記電解液が酸化剤を含むことで、上記酸化シリコン膜等の酸化膜の形成にかかる加工速度を速くすることができる。なお、この場合における酸化剤としても、例えば、前記例示の酸化剤を使用することができる。   In addition, as said electrolyte solution, it is inert with respect to the semiconductor material (for example, silicon) which comprises semiconductor wafers, such as the said silicon wafer 15, and its oxide (namely, the said semiconductor material and its oxide are not melt | dissolved), Although it will not specifically limit if it is an electroconductive solution, The electroconductive aqueous solution is used suitably. The aqueous solution is not particularly limited, and may be, for example, an aqueous solution of a general electrolyte such as sulfuric acid, or an aqueous solution of the oxidizing agent or an aqueous solution containing the oxidizing agent. The electrolyte is not particularly limited as long as it does not dissolve the semiconductor material and its oxide when formed into an aqueous solution (electrolytic solution), but the silicon oxide film contains the oxidizing solution containing an oxidizing agent. It is possible to increase the processing speed for forming the oxide film. In addition, as the oxidizing agent in this case, for example, the oxidizing agents exemplified above can be used.

また、上記触媒(加工具)に印加される電位としては、上記半導体ウエハを酸化することができさえすれば、特に限定されるものではないが、前記したように、例えば、参照電極に対して+0〜+4Vの範囲内であることが、加工速度および消費電力の面から好ましく、電位を高くするほど加工速度を速くすることができる。   Further, the potential applied to the catalyst (processing tool) is not particularly limited as long as the semiconductor wafer can be oxidized, but as described above, for example, with respect to the reference electrode The range of +0 to +4 V is preferable from the viewpoint of processing speed and power consumption, and the processing speed can be increased as the electric potential is increased.

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, this invention is not limited to this.

〔実施例1〕
図1は、本実施例で用いた、加工具を被加工物に接触させるために用いた装置50の概略構成を示す斜視図である。また、図2は、図1に示す装置50に組み込まれた被加工物をエッチング液槽(処理液槽)に浸漬した状態を、該エッチング液槽の断面にて示す断面図である。
[Example 1]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of an apparatus 50 used for bringing a processing tool into contact with a workpiece used in the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which a workpiece incorporated in the apparatus 50 shown in FIG. 1 is immersed in an etching solution tank (processing solution tank) in a cross section of the etching solution tank.

なお、本実施例では、簡易的に実験を行うために、上記エッチング液槽として、図2に示すようにテフロン(登録商標)製の500mlビーカー7を使用し、上記装置は、以下の方法により準備した。   In this example, in order to conduct a simple experiment, a 500 ml beaker 7 made of Teflon (registered trademark) is used as the etching solution tank as shown in FIG. Got ready.

まず、図1に示すように、ポリプロピレン製のコップ5の周壁に、支持梁6と、被加工物としての試料1とを差し込むための貫通穴5a・5a・5b・5bを設け、この貫通穴5a・5a・5b・5bに、支持梁6と、試料1とを、各々、コップ5の周壁から試料1の両端部および支持梁6の両端部が突出するように挿嵌した。上記コップ5としては、上記試料1に後述するように重り(荷重)をかけた状態で上記試料1を安定して支持することができさえすれば、その厚み並びに強度は特に限定されるものではない。本実施の形態では、上記コップ5として、市販の使い捨てコップ(アズワン株式会社製、ポリプロピレン製の「ディスポカップ(商品名)」、厚み0.5mm)を使用した。   First, as shown in FIG. 1, through holes 5a, 5a, 5b, and 5b for inserting the support beam 6 and the sample 1 as a workpiece are provided on the peripheral wall of a cup 5 made of polypropylene. The support beam 6 and the sample 1 were inserted into 5a, 5a, 5b, and 5b so that both ends of the sample 1 and both ends of the support beam 6 protruded from the peripheral wall of the cup 5, respectively. The thickness and strength of the cup 5 are not particularly limited as long as the sample 1 can be stably supported with a weight (load) applied to the sample 1 as described later. Absent. In the present embodiment, a commercially available disposable cup (manufactured by As One Co., Ltd., “dispo cup (trade name)” made of polypropylene, thickness 0.5 mm) was used as the cup 5.

本実施例では、(100)結晶面を露出したシリコンウエハ(ホウ素ドープ、抵抗率7〜13Ωcm、厚み625μm、株式会社ELECTRONICS AND MATERIALS CORPORATION製)を縦10mm×横70mmに切り出したものを試料1として用いた。また、上記支持梁6には割箸を用いた。   In this example, a silicon wafer (boron-doped, resistivity 7 to 13 Ωcm, thickness 625 μm, manufactured by ELECTRONICS AND MATERIALS CORPORATION) with a (100) crystal plane exposed was cut into 10 mm length × 70 mm width as sample 1. Using. Further, the support beam 6 was made of disposable chopsticks.

次に、上記コップ5を、試料1よりも支持梁6が上方に位置するように配置し、コップ5から突出した試料1の両端部に、各々、輪状のワイヤ2・2(加工具)を引掛け、これら輪状のワイヤ2・2の下端に、重り3を支持する支持板4を引掛けた。その後、さらに、上記ワイヤ2・2に、上記ワイヤ2・2同士を連結する別のワイヤ9aを結びつけるとともに、ワイヤ9aの中央付近に、さらに別のワイヤ9bを結びつけることで、ワイヤ2・2に、作用電極端子となる、上記ワイヤ9a・9bからなるY字状のワイヤ9が連結された、図1に示す装置50を組み立てた。なお、上記試料1は、図1に示すように、上記縦方向を重力方向とし、厚み方向の面が上面(ワイヤ2・2との当接面)となるように配置した。   Next, the cup 5 is arranged so that the support beam 6 is positioned above the sample 1, and ring-shaped wires 2 and 2 (processing tools) are respectively attached to both ends of the sample 1 protruding from the cup 5. The support plate 4 that supports the weight 3 was hooked on the lower ends of the ring-shaped wires 2 and 2. Thereafter, another wire 9a for connecting the wires 2 and 2 is connected to the wires 2 and 2, and another wire 9b is connected to the wires 2 and 2 near the center of the wire 9a. A device 50 shown in FIG. 1 was assembled, in which the Y-shaped wire 9 composed of the wires 9a and 9b, which was the working electrode terminal, was connected. As shown in FIG. 1, the sample 1 was arranged such that the vertical direction was the gravitational direction and the surface in the thickness direction was the upper surface (the contact surface with the wires 2 and 2).

上記支持板4は、重り3を貫通して設けられており、上記ワイヤ2・2の輪の中に支持板4を入れてぶら下げることにより、上記ワイヤ2・2に重り(荷重)をかけることができる。   The support plate 4 is provided through the weight 3, and the support plate 4 is placed in the ring of the wires 2 and 2 and is hung to apply a weight (load) to the wires 2 and 2. Can do.

本実施例では、上記加工に用いるワイヤ2として、線径0.05mm、線長6cm、重量0.003gの白金ワイヤ(純度99.98%、株式会社ニラコ製)を用いた。また、上記ワイヤ9aには、線径0.05mm、線長6cm、重量0.003gの白金ワイヤ(純度99.98%、株式会社ニラコ製)を用いた。ワイヤ9bには、線径0.1mm、線長12cm、重量0.025gの白金ワイヤ(純度99.98%、株式会社ニラコ製)を用いた。   In this example, a platinum wire (purity 99.98%, manufactured by Niraco Co., Ltd.) having a wire diameter of 0.05 mm, a wire length of 6 cm, and a weight of 0.003 g was used as the wire 2 used for the above-described processing. The wire 9a was a platinum wire (purity 99.98%, manufactured by Nilaco Corporation) having a wire diameter of 0.05 mm, a wire length of 6 cm, and a weight of 0.003 g. As the wire 9b, a platinum wire (purity 99.98%, manufactured by Nilaco Corporation) having a wire diameter of 0.1 mm, a wire length of 12 cm, and a weight of 0.025 g was used.

また、上記重り3には、テフロン被覆された回転子(アズワン株式会社製)を使用し、その質量は30gとした。また、上記支持板4には、0.60gのポリエチレン板を使用した。   The weight 3 was a Teflon-coated rotor (manufactured by As One Co., Ltd.), and its mass was 30 g. The support plate 4 was a 0.60 g polyethylene plate.

本実施の形態では、このように重りをかけた状態でワイヤ2・2を試料1に引掛けることで試料1の加工位置を固定して得られた図1に示す装置50を、図2に示すように、該装置50における支持梁6をテフロン製の500mlビーカー7の縁に載置することにより、上記500mlビーカー7内に設置した。   In this embodiment, the apparatus 50 shown in FIG. 1 obtained by fixing the processing position of the sample 1 by hooking the wires 2 and 2 on the sample 1 in the state where the weight is applied is shown in FIG. As shown, the support beam 6 in the apparatus 50 was placed in the 500 ml beaker 7 by placing it on the edge of a 500 ml beaker 7 made of Teflon.

次に、参照電極に繋いだ塩橋の先端部分の毛細管10と、対極用の白金ワイヤ11とを、上記500mlビーカー7内に設置した。毛細管10内には寒天が充填されており、塩橋には飽和塩化カリウム水溶液が満たされている。参照電極には銀塩化銀電極を用いた。   Next, the capillary 10 at the tip of the salt bridge connected to the reference electrode and the platinum wire 11 for the counter electrode were installed in the 500 ml beaker 7. The capillary tube 10 is filled with agar, and the salt bridge is filled with a saturated aqueous potassium chloride solution. A silver-silver chloride electrode was used as the reference electrode.

次に、ポテンショスタット12を準備し、上記ワイヤ9をポテンショスタット12の作用電極端子に繋ぎ、上記毛細管10と繋がった参照電極(銀塩化銀電極)をポテンショスタット12の参照電極端子に繋ぎ、上記白金ワイヤ11をポテンショスタット12の対極端子に繋いだ。   Next, a potentiostat 12 is prepared, the wire 9 is connected to the working electrode terminal of the potentiostat 12, the reference electrode (silver silver chloride electrode) connected to the capillary 10 is connected to the reference electrode terminal of the potentiostat 12, and the above The platinum wire 11 was connected to the counter electrode terminal of the potentiostat 12.

上記ポテンショスタット12には、「POTENTIOSTAT NPOT-2501」(商品名、NIKKO KEISOKU製)を使用した。   As the potentiostat 12, “POTENTIOSTAT NPOT-2501” (trade name, manufactured by NIKKO KEISOKU) was used.

次いで、上記500mlビーカー7内に、エッチング用の処理液8(エッチング液)として、50wt%フッ化水素酸300mlを加え、上記ポテンショスタット12を用いて、参照電極に対するワイヤ2・2の電位を+4Vとし、上記試料1を上記処理液8中に浸漬した状態で放置した。   Next, 300 ml of 50 wt% hydrofluoric acid is added to the 500 ml beaker 7 as a treatment liquid 8 (etching liquid) for etching, and the potential of the wires 2 and 2 with respect to the reference electrode is set to +4 V using the potentiostat 12. The sample 1 was left in a state immersed in the treatment liquid 8.

このように、上記試料1を上記処理液8中に浸漬して参照電極に対するワイヤ2・2の電位を+4Vとしてから1日経過後、図1に示す装置50を上記500mlビーカー7から引き上げて純水で洗浄し、空気中で自然乾燥させた。   As described above, after immersing the sample 1 in the treatment liquid 8 and setting the potential of the wires 2 and 2 to the reference electrode to +4 V for one day, the apparatus 50 shown in FIG. And air dried in air.

次いで、上記ワイヤ2・2を試料1から取り外したあと、該試料1における、上記ワイヤ2との接触部分を、走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジー製、「S‐5000(商品名)」)にて撮影した。この結果を、図6に示す。   Next, after removing the wires 2 and 2 from the sample 1, the contact portion of the sample 1 with the wire 2 is placed on a scanning electron microscope (“S-5000 (trade name)” manufactured by Hitachi High-Technology). I took a picture. The result is shown in FIG.

図6は、本実施例で用いた試料1における、上記ワイヤ2との接触部分(加工部)に形成された溝1aの走査型電子顕微鏡写真を示す図である。図6に示すように、試料1には、1050μmの深さまで溝1aが形成されていた。また、上記溝1aの幅は、加工終点部分で約50μm、加工始点部分では約60μmであった。   FIG. 6 is a scanning electron micrograph of the groove 1a formed in the contact portion (processed portion) with the wire 2 in the sample 1 used in this example. As shown in FIG. 6, the groove 1a was formed in the sample 1 to a depth of 1050 μm. The width of the groove 1a was about 50 μm at the processing end point and about 60 μm at the processing start point.

以上のように、本実施例によれば、上記試料1に対し機械的ダメージおよび熱的ダメージを与えることなく、上記試料1を、所望の形状に容易に加工を行うことができるとともに、低コストでかつエネルギー・資源の無駄の少ない切削加工方法を提供することができる。   As described above, according to this example, the sample 1 can be easily processed into a desired shape without causing mechanical damage and thermal damage to the sample 1, and at a low cost. In addition, it is possible to provide a cutting method with less waste of energy and resources.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明にかかる被加工物の加工方法は、(1)機械的研磨切削の必要がなく、設備費が圧倒的に少ない、(2)切り白が極めて少ない(極微細線ワイヤで切断でき、原理的にはその線幅で切り出せる)、(3)切り出しの際のダメージによる結晶欠陥が生じず、後処理工程やデバイス特性で有利である、(4)機械的研磨切削工程を必要としないため、割れ易い多結晶の薄板ウエハの製造でも容易である、(5)基本的には被加工物を溶液に浸して、電位を印加された加工具を接触させるだけの処理でよく、スケールアップが容易である、といった種々の効果を有している。このため、上記被加工物の加工方法は、シリコンインゴット等の半導体材料からなるインゴットから半導体ウエハを切り出す方法や、表面に集積回路が形成されたウエハを個々のチップに分割(ダイシング)する方法として、好適に用いることができる。また、本発明にかかる被加工物の加工方法は、配線の形成や、半導体基板(配線基板)の製造に好適に用いることができる。   The processing method of the workpiece according to the present invention is as follows: (1) No mechanical polishing cutting is required, and the equipment cost is overwhelmingly low. (2) Cutting white is extremely low (can be cut with an ultra fine wire, and in principle. (3) No crystal defects due to damage at the time of cutting occur, which is advantageous in post-processing steps and device characteristics, (4) Since no mechanical polishing cutting step is required, Easy to produce polycrystalline thin wafers that are easy to break. (5) Basically, it is only necessary to immerse the work piece in the solution and bring the work tool to which a potential is applied into contact, and it is easy to scale up. It has various effects such as. For this reason, the processing method of the workpiece is a method of cutting a semiconductor wafer from an ingot made of a semiconductor material such as a silicon ingot, or a method of dividing (dicing) a wafer having an integrated circuit formed on the surface into individual chips. Can be preferably used. Moreover, the processing method of the workpiece concerning this invention can be used suitably for formation of wiring, or manufacture of a semiconductor substrate (wiring board).

実施例1で用いた、加工具を被加工物に接触させるために用いた装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the apparatus used in order to contact a workpiece with the workpiece used in Example 1. FIG. 図1に示す装置に組み込まれた被加工物をエッチング液槽に浸漬した状態を、該エッチング液槽の断面にて示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which the workpiece incorporated in the apparatus shown in FIG. 1 was immersed in the etching liquid tank in the cross section of this etching liquid tank. (a)・(b)は、本発明の実施の一形態にかかる被加工物の切断方法の一例を示す図である。(A) * (b) is a figure which shows an example of the cutting method of the workpiece concerning one Embodiment of this invention. (a)〜(c)は、本発明の実施の一形態にかかる被加工物の切断方法の他の一例を示す図である。(A)-(c) is a figure which shows another example of the cutting method of the to-be-processed object concerning one Embodiment of this invention. (a)〜(d)は、本発明の実施の一形態にかかる被加工物の穿孔および配線形成方法の一例を示す図である。(A)-(d) is a figure which shows an example of the boring of a workpiece and the wiring formation method concerning one Embodiment of this invention. 実施例1で用いた試料における、ワイヤとの接触部分に形成された溝の走査型電子顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the scanning electron micrograph of the groove | channel formed in the contact part with a wire in the sample used in Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 試料(被加工物)
2 ワイヤ(加工具)
3 重り
4 支持板
5 コップ
5a 貫通穴
5b 貫通穴
6 支持梁
7 500mlビーカー
8 処理液
9 ワイヤ
9a ワイヤ
9b ワイヤ
10 毛細管
11 白金ワイヤ
12 ポテンショスタット(電位制御装置)
15 シリコンウエハ
15a 切断面
16 シリコンチップ
17 孔
20 網状のワイヤ
30 加工具
31 基板
32 刃
40 加工具
41 導電性材料
41 針
50 装置
1 Sample (workpiece)
2 Wire (processing tool)
3 Weight 4 Support plate 5 Cup 5a Through hole 5b Through hole 6 Support beam 7 500 ml beaker 8 Treatment liquid 9 Wire 9a Wire 9b Wire 10 Capillary 11 Platinum wire 12 Potentiostat (potential control device)
15 Silicon wafer 15a Cutting surface 16 Silicon chip 17 Hole 20 Reticulated wire 30 Processing tool 31 Substrate 32 Blade 40 Processing tool 41 Conductive material 41 Needle 50 Device

Claims (12)

シリコン、炭化ケイ素、およびIII〜V族の元素を含む半導体からなる群より選ばれる少なくとも一種の材料からなる被加工物を、フッ化水素またはフッ化物イオンを含む水溶液中に浸漬し、該水溶液中で、少なくとも表面が導電性材料からなり、上記被加工物とは別体で形成された加工具と接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物を加工することを特徴とする被加工物の加工方法。   A workpiece made of at least one material selected from the group consisting of silicon, silicon carbide, and a semiconductor containing a group III-V element is immersed in an aqueous solution containing hydrogen fluoride or fluoride ions, Then, at least the surface is made of a conductive material and is brought into contact with a processing tool formed separately from the workpiece, and an electrochemical reaction is performed at the contact portion with the workpiece using the processing tool as an anode. By causing the workpiece to oxidize the contact portion of the workpiece with the processing tool and dissolve it in the aqueous solution, the workpiece or the processing tool is moved along with the dissolution of the workpiece. A method of processing a workpiece, wherein the workpiece is processed by moving a contact portion between the workpiece and a processing tool. 被加工物の表面に、少なくとも表面が導電性材料からなる加工具を、該被加工物と加工具との間に、被加工物を構成する材料に対して不活性な溶媒と、被加工物を構成する材料の酸化物と反応して該酸化物を上記溶媒に溶解させる反応性物質とを含む処理液を供給しながら接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物を加工することを特徴とする被加工物の加工方法。   A workpiece made of a conductive material at least on the surface of the workpiece, a solvent inert to the material constituting the workpiece, between the workpiece and the workpiece, and the workpiece And contact with the workpiece using the processing tool as an anode while supplying a treatment liquid containing a reactive substance that reacts with the oxide of the material constituting the material and dissolves the oxide in the solvent. By causing an electrochemical reaction in the portion, the contact portion of the workpiece with the processing tool is oxidized and dissolved in the aqueous solution, and the workpiece or processing tool is dissolved along with the dissolution of the workpiece. A method of processing a workpiece, wherein the workpiece is processed by moving a contact portion between the workpiece and a processing tool by moving the workpiece. 被加工物を、該被加工物を構成する材料に対して不活性な溶媒と、上記材料の酸化物と反応して該酸化物を上記溶媒に溶解させる反応性物質とを含む処理液中に浸漬し、該処理液中で、少なくとも表面が導電性材料からなり、上記被加工物とは別体で形成された加工具と接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより、上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物を加工することを特徴とする被加工物の加工方法。   In a treatment liquid containing a workpiece, a solvent inert to the material constituting the workpiece, and a reactive substance that reacts with the oxide of the material to dissolve the oxide in the solvent. Immersion, and in the treatment liquid, at least the surface is made of a conductive material, is brought into contact with a processing tool formed separately from the workpiece, and the processing tool is used as an anode with the workpiece. By causing an electrochemical reaction at the contact portion, the contact portion of the workpiece with the processing tool is oxidized and dissolved in the aqueous solution, and the workpiece or process is added as the workpiece is dissolved. A method of processing a workpiece, wherein the workpiece is processed by moving a contact portion between the workpiece and a processing tool by moving a tool. 上記導電性材料が、上記被加工物を構成する材料の酸化反応における触媒作用を有する材料であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の被加工物の加工方法。   The method for processing a workpiece according to any one of claims 1 to 3, wherein the conductive material is a material having a catalytic action in an oxidation reaction of a material constituting the workpiece. 上記導電性材料が、白金、金、イリジウムおよびそれらの合金からなる群より選ばれる少なくとも一種の金属であることを特徴とする請求項4記載の被加工物の加工方法。   5. The method for processing a workpiece according to claim 4, wherein the conductive material is at least one metal selected from the group consisting of platinum, gold, iridium, and alloys thereof. 上記加工具は、ワイヤ状、刃状、または針状に形成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の被加工物の加工方法。   The said processing tool is formed in wire shape, blade shape, or needle shape, The processing method of the workpiece of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 上記加工具は線状の加工面を有しており、上記加工が、被加工物への切れ込みの形成または被加工物の切断であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の被加工物の加工方法。   The said processing tool has a linear processed surface, The said process is formation of the cut | notch to a workpiece, or cutting of a workpiece, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. The processing method of the workpiece described in 2. シリコン、炭化ケイ素、およびIII〜V族の元素を含む半導体からなる群より選ばれる少なくとも一種の材料からなる被加工物を、フッ化水素またはフッ化物イオンを含む水溶液中に浸漬し、該水溶液中で、少なくとも表面が導電性材料からなり、上記被加工物とは別体で形成された加工具と接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記被加工物との接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記被加工物における上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該被加工物の溶解に伴って上記被加工物または加工具を移動させることにより上記被加工物と加工具との接触部分を移動させて上記被加工物に孔または溝を形成した後、該孔または溝内に、該孔または溝の形成に用いた加工具の少なくとも一部を残存させることを特徴とする配線形成方法。   A workpiece made of at least one material selected from the group consisting of silicon, silicon carbide, and a semiconductor containing a group III-V element is immersed in an aqueous solution containing hydrogen fluoride or fluoride ions, Then, at least the surface is made of a conductive material and is brought into contact with a processing tool formed separately from the workpiece, and an electrochemical reaction is performed at the contact portion with the workpiece using the processing tool as an anode. By causing the workpiece to oxidize the contact portion of the workpiece with the processing tool and dissolve it in the aqueous solution, the workpiece or the processing tool is moved along with the dissolution of the workpiece. After moving the contact portion between the workpiece and the processing tool to form a hole or groove in the workpiece, at least a part of the processing tool used to form the hole or groove is placed in the hole or groove. Remaining Wiring forming method comprising Rukoto. シリコン、炭化ケイ素、およびIII〜V族の元素を含む半導体からなる群より選ばれる少なくとも一種の材料からなる半導体ウエハを、フッ化水素またはフッ化物イオンを含む水溶液中に浸漬し、該水溶液中で、少なくとも表面が導電性材料からなり、上記半導体ウエハとは別体で形成された加工具と接触させ、かつ、該加工具を陽極として上記半導体ウエハとの接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記半導体ウエハにおける上記加工具との接触部分を酸化して上記水溶液に溶解させるとともに、該半導体ウエハの溶解に伴って上記半導体ウエハまたは加工具を移動させることにより上記半導体ウエハと加工具との接触部分を移動させて上記半導体ウエハに孔または溝を形成した後、該孔または溝内に、該孔または溝の形成に用いた加工具の少なくとも一部を残存させて配線を形成することを特徴とする半導体基板の製造方法。   A semiconductor wafer made of at least one material selected from the group consisting of silicon, silicon carbide, and a semiconductor containing a group III-V element is immersed in an aqueous solution containing hydrogen fluoride or fluoride ions. And at least the surface is made of a conductive material and is brought into contact with a processing tool formed separately from the semiconductor wafer, and an electrochemical reaction is caused at the contact portion with the semiconductor wafer using the processing tool as an anode. The portion of the semiconductor wafer that contacts the processing tool is oxidized and dissolved in the aqueous solution, and the semiconductor wafer or the processing tool is moved by moving the semiconductor wafer or the processing tool as the semiconductor wafer is dissolved. The contact portion is moved to form a hole or groove in the semiconductor wafer, and then used to form the hole or groove in the hole or groove. Method of manufacturing a semiconductor substrate and forming a wiring by remaining at least a part of the processing tool. 上記孔または溝内に残存させた加工具をそのまま配線として使用することを特徴とする請求項9記載の半導体基板の製造方法。   10. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 9, wherein the processing tool left in the hole or groove is used as a wiring as it is. 上記水溶液を除去後、上記孔または溝内に、上記半導体ウエハを構成する材料並びにその酸化物を溶解しない電解液を供給し、上記孔または溝内に残存させた加工具を陽極にして上記半導体ウエハとの接触部で電気化学反応を起こさせることにより、上記半導体ウエハにおける上記加工具からなる配線との接触部分に、上記半導体ウエハを構成する材料の酸化物からなる絶縁膜を形成することを特徴とする請求項10記載の半導体基板の製造方法。   After removing the aqueous solution, the semiconductor material is supplied into the hole or groove with an electrolyte solution that does not dissolve the material constituting the semiconductor wafer and its oxide, and the processing tool left in the hole or groove is used as the anode. Forming an insulating film made of an oxide of a material constituting the semiconductor wafer at a contact portion with the wiring made of the processing tool in the semiconductor wafer by causing an electrochemical reaction at the contact portion with the wafer; 11. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 10, wherein 上記孔または溝内に残存させた加工具表面の導電性材料を、膜成長による配線形成用の触媒に用いることを特徴とする請求項9記載の半導体基板の製造方法。   10. The method of manufacturing a semiconductor substrate according to claim 9, wherein the conductive material on the surface of the processing tool left in the hole or groove is used as a catalyst for forming a wiring by film growth.
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