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JP2004319910A - Method for manufacturing semiconductor wafer - Google Patents

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JP2004319910A
JP2004319910A JP2003114681A JP2003114681A JP2004319910A JP 2004319910 A JP2004319910 A JP 2004319910A JP 2003114681 A JP2003114681 A JP 2003114681A JP 2003114681 A JP2003114681 A JP 2003114681A JP 2004319910 A JP2004319910 A JP 2004319910A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
chamfering
semiconductor wafer
straight line
peripheral portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003114681A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Nakao
博之 中尾
Kazunori Kizaki
和則 鬼崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumco Corp
Original Assignee
Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp filed Critical Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp
Priority to JP2003114681A priority Critical patent/JP2004319910A/en
Publication of JP2004319910A publication Critical patent/JP2004319910A/en
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  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor wafer which can suppress generation of a damage of the outermost periphery of the wafer caused by the contact between the outermost periphery of the wafer and the peripheral wall of a wafer holding hole of a carrier plate. <P>SOLUTION: In first chamfering, the outermost peripheral side of a silicon wafer W after sliced is made to be a flat surface including a wafer thickness direction. Thus, in lapping, the contact between the outermost periphery of the wafer W after subjected to the first chamfering and the peripheral wall of a wafer holding hole 13a of each carrier plate 13 can be made to be a surface contact. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体ウェーハの製造方法、詳しくは1次面取り後の半導体ウェーハのラップ時において、ウェーハ保持板のウェーハ保持孔の内壁との接触によってウェーハ外周部に生じた損傷を、2次面取りにより除去する半導体ウェーハの製造技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のシリコンウェーハの製造方法の一例を、図4を参照して説明する。
図4のフローシートに示すように、スライス工程(S401)では、CZ法により引き上げられたシリコン単結晶インゴットからシリコンウェーハWをスライスする。続く1次面取り工程(S402)では、このウェーハの外周部を例えば#600のメタルボンド面取り用砥石により粗く面取りし、真円化する。面取り形状は、出荷時の最終形状である(図4(a))。次のラップ工程(S403)では、上下一対のラップ定盤101,102により、SK材製のキャリアプレート103のウェーハ保持孔103aに、スライスされたシリコンウェーハWを保持し、ラップ液(スラリー)を供給しながら、ウェーハの表裏両面をラッピングし、ウェーハ平行度を高める(図4(b))。
【0003】
その後、シリコンウェーハWを2次面取りする(S404)。ここでは、例えば#2000のメタルボンド面取り用砥石を用いる。面取り形状は、最終形状を狙った1次面取り時と同じ最終形状である(図4(c))。次のエッチング工程(S405)では、シリコンウェーハWを所定のエッチング液に浸漬し、ラップ加工時の歪などを除去する。その後、ウェーハの外周部に鏡面面取り(PCR:Polish Corner Rounding)を施し(S406)、ウェーハの外周面を鏡面仕上げする。続く研磨工程(S407)では、研磨装置によりウェーハの表面を1次研磨し、続いて片面研磨装置を用いて、シリコンウェーハWが1μm以下の研磨量で仕上げ研磨(S408)される。そして、最終の仕上げ洗浄(S409)、検査が施されて出荷される。
以上の場合で、上記ラップ時、シリコンウェーハWはキャリアプレート103のウェーハ保持孔103a内で自転する。これにより、ウェーハの最外周部がウェーハ保持孔103aの垂直な周壁と接触し、擦れを起こして最外周部が傷つき易い。また、この擦れによりパーティクルが発生し、これがシリコンウェーハWの表裏両面に付着するおそれがあった(図4(b))。2次面取りでは、このウェーハの最外周部の傷を除去する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来法では、1次面取り時の面取り形状が、出荷時と相似の形状を有していた。すなわち、シリコンウェーハWの面取り面の断面形状は、半円形状を有するウェーハ、および、これよりも若干先細り化した略砲弾形状を有するウェーハの何れの際でも、ラップ時、ウェーハの最外周部とウェーハ保持孔103aの周壁との接触は線接触になる。したがって、ラップ中、最外周部に作用する単位面積当たりの力が大きくなり、最外周部が傷つき易くなっていた。その結果、鏡面面取り工程における面取り部の加工取り代が増大し、シリコンウェーハWの生産性が低下するおそれがあった。
【0005】
そこで、発明者らは、鋭意研究の結果、まずスライスされた半導体ウェーハに対して、所定の1次面取りを施す。1次面取り後、ウェーハの外周部の断面は、このウェーハの表裏を示す各直線に対してそれぞれ所定角度を有して傾斜した第1の直線および第2の直線と、表裏面を示す各直線に対して垂直で第1の直線および第2の直線と交わる第3の直線とによって囲まれたテーパ形状となる。続いてラップし、その後、最終形状を付形する2次面取りを施すようにすれば、ラップ中の上記最外周部とウェーハ保持孔の周壁との接触が面接触になり、従来の線接触の場合よりも最外周部の傷の発生を抑えるとともに、仮に傷が発生してもその傷を浅くできることを知見し、この発明を完成させた。
【0006】
【発明の目的】
この発明の目的は、ラップ時、半導体ウェーハの最外周部とキャリアプレートのウェーハ保持孔の周壁との接触によるウェーハ最外周部の傷の発生を抑えることができ、しかもこの傷に起因したチッピングの発生量を低減することができるとともに、仮に傷が発生した場合でもその傷を浅くすることができる半導体ウェーハの製造方法を提供することを、その目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、スライスされた半導体ウェーハの外周部に1次面取りを施す1次面取り工程と、1次面取り後、この半導体ウェーハをラッピングするラップ工程と、ラッピングされた半導体ウェーハの外周部に最終形状を付形する2次面取りを施す2次面取り工程とを備えた半導体ウェーハの製造方法であって、上記1次面取りは、上記スライスされた半導体ウェーハの外周部の断面が、この半導体ウェーハの表裏を示す各直線に対してそれぞれ所定角度を有して傾斜した第1の直線および第2の直線と、上記表裏面を示す各直線に対して垂直で上記第1の直線および第2の直線と交わる第3の直線とにより囲まれたテーパ形状である半導体ウェーハの製造方法である。
【0008】
半導体ウェーハとしてはシリコンウェーハ、ガリウム砒素ウェーハなどがある。
1次面取り用の面取り砥石としては、例えば#800のメタルボンド面取り用砥石を採用することができる。1次面取りでの面取り量は100〜200μmである。面取り時間は0.5〜1分間である。
1次面取り工程における第1の直線の傾斜角度は10〜45度、好ましくは20〜24度である。10度未満では最終形状成形の際に取り代が不足するという不都合が生じる。また、45度を超えると、チッピングという不都合が生じる。
【0009】
また、1次面取り工程における第2の直線の傾斜角度は10〜45度、好ましくは20〜24度である。10度未満では最終形状成形の際に取り代が不足するという不都合が生じる。また、45度を超えるとチッピングという不都合が生じる。第1の直線および第2の直線の傾斜角度は同じでもよい。また、異なってもよい。
1次面取り工程における第3の直線の長さは、例えば100〜600μm、好ましくは300〜500μmである。100μm未満では、面取り端面でラップのキャリアの内側が削られ、ライフ近くになると、キャリア断面は半球状となり、そのエッジでチッピングという不都合が生じる。また、600μmを超えると、仕込み、回収時のチッピングという不都合が生じる。
このスライスされた半導体ウェーハの外周部の断面が、ウェーハの表裏を示す各直線に対して傾斜した第1の直線および第2の直線と、表裏面を示す各直線に対して垂直で第1の直線および第2の直線と交わる第3の直線とにより囲まれたテーパ形状であれば、ウェーハの外周部の表裏両面側がそれぞれテーパ面となり、ウェーハの最外周側がウェーハ厚さ方向を含む平坦面となる。
【0010】
ラップ工程で使用されるラッピング装置は、上下配置された一対のラップ定盤と、ラップ定盤間に配置され、複数のウェーハ保持孔が形成されたキャリアプレートとを備えている。キャリアプレートの各ウェーハ保持孔にスライスされた半導体ウェーハを保持し、ラップ液を上方から供給しながら各半導体ウェーハをラップする。具体的には、回転モータによって回転する太陽ギヤおよびインターナルギヤの間で、キャリアプレートを自転、公転させ、これによりウェーハ保持孔内の半導体ウェーハの表裏両面(上面および下面)を、上定盤および下定盤の各対向面(ラップ作用面)に押圧しながら摺接する。
ラップ量は、半導体ウェーハの表裏両面で60〜100μmである。ラップ時間は10〜20分間である。ラップ液としては、例えばアルミナ砥粒と分散剤と水の混合物などを採用することができる。
2次面取り用の面取り砥石としては、例えば#1200〜#1500のメタルボンド面取り用砥石を採用することができる。ここでの面取り量は200〜300μmである。面取り時間は3〜6分間である。
【0011】
請求項2に記載の発明は、上記2次面取り後、半導体ウェーハの外周部の面取り面を鏡面仕上げする鏡面面取り工程を施す請求項1に記載の半導体ウェーハの製造方法である。
鏡面面取り工程に用いられる鏡面面取り装置としては、例えば円筒形状のウレタンバフを回転させ、この回転しているバフの外周面に、保持板に吸着・保持された半導体ウェーハの外周面を接触させ、この外周面を鏡面加工するものなどを採用することができる。この鏡面面取り時において、半導体ウェーハは保持板に真空吸着される。
鏡面面取り工程での加工取り代は例えば2〜5μmである。
【0012】
請求項3に記載の発明は、上記1次面取り工程では、上記テーパ面と平坦面との接合部分に丸みが付形される請求項1または請求項2に記載の半導体ウェーハの製造方法である。
【0013】
【作用】
この発明によれば、ラップ時、半導体ウェーハはキャリアプレートのウェーハ保持孔内で自転し、その最外周部がウェーハ保持孔の垂直な周壁と接触する。しかしながら、前工程の1次面取りにおいて、スライスされた半導体ウェーハの外周部の断面を、ウェーハの表裏を示す各直線に対して傾斜した第1の直線および第2の直線と、表裏面を示す各直線に対して垂直で第1の直線および第2の直線と交わる第3の直線とにより囲まれたテーパ形状としたので、ウェーハの最外周部とウェーハ保持孔の周壁との接触は面接触となる。その結果、従来のように1次面取りの面取り形状が出荷時の最終形状で、ウェーハ保持孔の周壁との接触が線接触となる際に比べて、ラップ中に最外周部に作用する単位面積当たりの力が減少する。これにより、この最外周部の傷の発生を抑制することができ、仮に傷が発生してもその傷を浅くすることができる。さらには、この傷に起因したパーティクルの発生量を低減することができる。
【0014】
しかも、その後、半導体ウェーハに鏡面面取りが施される際には加工取り代が低減し、ウェーハの生産性を高めることができる。また、半導体ウェーハの表裏両面側には、1次面取りによってテーパ面がそれぞれ形成されている。その結果、ラップ時には、ウェーハの最外周部とウェーハ保持孔の周壁との接触が面接触になるものの、スライス直後の半導体ウェーハを、直接、ラップしたときのようなウェーハの外周部のカケ、チッピングの多発は起きにくい。
次に、ラッピング後の半導体ウェーハを2次面取りし、最終形状に付形する。仮にラッピングされた半導体ウェーハの最外周部に傷が発生しても、2次面取り時にその傷を短時間のうちに除去することができる。
【0015】
特に、請求項3の発明によれば、テーパ面と平坦面との接合部分に丸みが付形されているので、ラップ時における半導体ウェーハの外周部のカケ、チッピングの発生をさらに抑えることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1に示すように、この実施例にあっては、スライス、1次面取り、ラップ、2次面取り、エッチング、鏡面面取り、1次研磨、仕上げ研磨、仕上げ洗浄の各工程を経て、表面を鏡面仕上げしたシリコンウェーハが作製される。以下、各工程を詳述する。
CZ法により引き上げられたシリコンインゴットは、スライス工程(S101)で、直径201mm、厚さ860μm程度のシリコンウェーハWにスライスされる。
次に、シリコンウェーハWの外周部が1次面取りされる(S102)。具体的には、#800のメタルボンド面取り用砥石を用いて、面取り面の断面形状が、ウェーハの表側で20〜24度のテーパ面となり、ウェーハの裏側で20〜24度のテーパ面となる。そして、最外周側がウェーハの表裏面に対して垂直で両テーパ面と交わる平坦面となるように面取りされる。これにより、ウェーハが真円化される。1次面取りでの面取り量は300μmである。面取り時間は0.5〜1分間である。また、1次面取り時には、テーパ面と平坦面との接合部分に丸みが付形される(図1(a))。
【0017】
次に、ラッピング工程(S103)が施される。図2および図3に示すように、ここで使用されるラッピング装置10は、上下配置された一対のラップ定盤11,12と、ラップ定盤11,12間に配置され、4つのウェーハ保持孔13a…が形成された5枚のキャリアプレート13…とを備えている。図2中には、5枚のうちの1枚だけを図示している。キャリアプレート13…はSK材製で、各ウェーハ保持孔13a…に1次面取り後のシリコンウェーハWを保持し、アルミナ砥粒と分散剤と水の混合物であるラップ液を上方から供給しながら、各シリコンウェーハWをラップする。具体的には、図示しない回転モータによって回転する太陽ギヤ14およびインターナルギヤ15の間で、キャリアプレート13…を自転、公転させ、これによりウェーハ保持孔13a…内のシリコンウェーハWの表裏両面を、上定盤11および下定盤12の各ラップ作用面に押圧しながら摺接する(図1(b))。これにより、シリコンウェーハWの表裏両面が機械的に研削される。ラップ量は、ウェーハの表裏両面で70〜100μm、ラップ時間は10〜20分間である。
【0018】
このラップ時、シリコンウェーハWはキャリアプレート13…のウェーハ保持孔13a…内で自転し、ウェーハの最外周部がウェーハ保持孔13a…の周壁と接触する。シリコンウェーハWの最外周側は、1次面取りによりウェーハ厚さ方向を含む平坦面となっている。そのため、ウェーハの最外周部とウェーハ保持孔13a…の周壁との接触が面接触となる。これにより、従来のように1次面取りの面取り形状が出荷時の最終形状であって、ウェーハ保持孔13a…の周壁との接触が線接触となる場合に比べて、ラップ中にこの最外周部に作用する単位面積当たりの力が減少する。その結果、ウェーハの最外周部の傷の発生を抑えることができる。しかも、後工程の鏡面面取り工程での加工取り代が減少し、シリコンウェーハWの生産性を高めることができる。
また、ラップに際して、シリコンウェーハWの表裏両面側には、あらかじめテーパ面がそれぞれ形成されている。その結果、上述したようにウェーハの最外周部とウェーハ保持孔13a…の周壁との接触が面接触となっているものの、スライス直後のシリコンウェーハWを、直接、ラップした際のようなウェーハの外周部のカケ、チッピングの多発は起きにくい。
【0019】
次いで、ラッピングされたシリコンウェーハWには、ウェーハの外周面に2次面取りが施される(S104)。
ここでは、#1500のメタルボンド面取り用砥石が用いられる。面取り量は600μm、面取り時間は3〜6分間である。
2次面取りにより、シリコンウェーハWの外周部が、最終形状である面取り形状に付形される(図1(c))。しかも、仮にラップドウェーハWの最外周部に傷が発生していた場合であっても、その傷を短時間のうちに除去することができる。
続いて、2次面取りされたシリコンウェーハWをエッチングする(S105)。具体的には、フッ酸と硝酸とを混合した混酸液(常温〜50℃)中に、シリコンウェーハWを所定時間だけ浸漬する。
【0020】
その後、エッチングされたシリコンウェーハWの外周部に鏡面面取り(PCR)を施す(S106)。この加工時には、図示しない鏡面面取り装置が用いられる。すなわち、ここでは円筒形状のウレタンバフをモータ回転させる装置が採用される。モータによりウレタンバフを回転させ、この回転中のバフの外周面にシリコンウェーハWの外周面を接触させる。これにより、ウェーハ外周面が鏡面仕上げされる。
それから、この鏡面面取りされたシリコンウェーハWの表面を片面研磨装置を用いて1次研磨する(S107)。
具体的には、キャリアプレート13…の各ウェーハ保持孔13a…にシリコンウェーハWを挿入し、遊離砥粒を含むスラリーを供給しながら、不織布にウレタン樹脂を含浸・硬化させた上下2枚の研磨布により1次研磨する。
次に、1次研磨後のシリコンウェーハWの表面を仕上げ研磨する(S108)。仕上げ研磨用の研磨装置には、片面を研磨する公知の研磨装置を用いる。すなわち、仕上げ研磨用の不織布を使用し、研磨量は0.1〜2μm程度である。
その後、シリコンウェーハWを仕上げ洗浄する(S109)。ここでの洗浄は、SC−1とSC−2との2種類の洗浄液をベースとしたRCA洗浄である。
【0021】
【発明の効果】
この発明によれば、1次面取り時、スライスされた半導体ウェーハの外周部の断面が、この半導体ウェーハの表裏を示す各直線に対してそれぞれ所定角度を有して傾斜した第1の直線および第2の直線と、表裏面を示す各直線に対して垂直で第1の直線および第2の直線と交わる第3の直線とにより囲まれたテーパ形状となる面取りを施し、続くラップ後に最終形状を付形する2次面取りを施すようにしたので、ラップ中、半導体ウェーハの最外周部とウェーハ保持孔の周壁との接触が面接触となる。これにより、ラップ中の最外周部の傷の発生を抑えることができ、この傷に起因したパーティクルの発生量を低減することができるとともに、仮に傷が発生した場合でもその傷を浅くすることができる。しかも、後工程で鏡面面取りされる場合には、鏡面面取り時の加工取り代が減少し、ウェーハの生産性を高めることができる。
【0022】
特に、請求項3の発明によれば、テーパ面と平坦面との接合部分に丸みが付形されているので、ラップ時における半導体ウェーハの外周部のカケ、チッピングの発生をさらに抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの製造方法を示すフローシートである。
【図2】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの製造方法のラッピング装置の模式図である。
【図3】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの製造方法のラッピング装置の要部拡大縦断面図である。
【図4】従来手段に係る半導体ウェーハの製造方法を示すフローシートである。
【符号の説明】
W シリコンウェーハ(半導体ウェーハ)。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor wafer, and more specifically, to remove, by secondary chamfering, damage caused on the outer peripheral portion of a wafer due to contact with an inner wall of a wafer holding hole of a wafer holding plate during lapping of a semiconductor wafer after primary chamfering. The present invention relates to a semiconductor wafer manufacturing technique.
[0002]
[Prior art]
An example of a conventional method for manufacturing a silicon wafer will be described with reference to FIG.
As shown in the flow sheet of FIG. 4, in the slicing step (S401), a silicon wafer W is sliced from a silicon single crystal ingot pulled up by the CZ method. In the subsequent primary chamfering step (S402), the outer peripheral portion of the wafer is roughly chamfered by, for example, a # 600 metal bond chamfering grindstone to make it round. The chamfered shape is the final shape at the time of shipment (FIG. 4A). In the next lapping step (S403), the silicon wafer W sliced is held in the wafer holding holes 103a of the SK material carrier plate 103 by the pair of upper and lower lapping plates 101 and 102, and the lapping liquid (slurry) is supplied. While supplying, the front and back surfaces of the wafer are wrapped to increase the wafer parallelism (FIG. 4B).
[0003]
After that, the silicon wafer W is second chamfered (S404). Here, for example, a # 2000 metal bond chamfering grindstone is used. The chamfered shape is the same final shape as at the time of primary chamfering aiming at the final shape (FIG. 4C). In the next etching step (S405), the silicon wafer W is immersed in a predetermined etching solution to remove distortion and the like during lapping. Thereafter, mirror polishing (PCR: Polish Corner Rounding) is performed on the outer peripheral portion of the wafer (S406), and the outer peripheral surface of the wafer is mirror-finished. In the subsequent polishing step (S407), the surface of the wafer is primarily polished by the polishing apparatus, and then the silicon wafer W is finish-polished with a polishing amount of 1 μm or less using the single-side polishing apparatus (S408). Then, final finishing cleaning (S409) and inspection are performed before shipment.
In the above case, the silicon wafer W rotates in the wafer holding hole 103a of the carrier plate 103 at the time of the lap. Thereby, the outermost peripheral portion of the wafer comes into contact with the vertical peripheral wall of the wafer holding hole 103a, causing rubbing, and the outermost peripheral portion is easily damaged. Further, particles were generated due to the rubbing, and there was a possibility that the particles would adhere to both the front and back surfaces of the silicon wafer W (FIG. 4B). In the secondary chamfering, the scratch on the outermost peripheral portion of the wafer is removed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional method, the chamfered shape at the time of primary chamfering has a shape similar to that at the time of shipping. That is, the cross-sectional shape of the chamfered surface of the silicon wafer W is a semicircular wafer, and in any case of a wafer having a substantially shell shape slightly tapered, when lapping, the outermost peripheral portion of the wafer The contact with the peripheral wall of the wafer holding hole 103a is a line contact. Therefore, during the lap, the force per unit area acting on the outermost peripheral portion is increased, and the outermost peripheral portion is easily damaged. As a result, the machining allowance of the chamfered portion in the mirror chamfering step is increased, and the productivity of the silicon wafer W may be reduced.
[0005]
Then, as a result of earnest research, the inventors first perform predetermined primary chamfering on the sliced semiconductor wafer. After the primary chamfering, the cross section of the outer peripheral portion of the wafer has a first straight line and a second straight line inclined at a predetermined angle with respect to the straight lines indicating the front and back surfaces of the wafer, and the straight lines indicating the front and back surfaces. , And a tapered shape surrounded by a third straight line that intersects the first straight line and the second straight line. Subsequently, wrapping is performed, and then, if secondary chamfering for forming the final shape is performed, contact between the outermost peripheral portion in the wrap and the peripheral wall of the wafer holding hole becomes surface contact, and the conventional line contact is performed. The inventors have found that the occurrence of scratches on the outermost peripheral portion can be suppressed as compared with the case, and that even if a scratch occurs, the scratch can be made shallower, and the present invention has been completed.
[0006]
[Object of the invention]
An object of the present invention is to suppress the occurrence of scratches on the outermost peripheral portion of the wafer due to contact between the outermost peripheral portion of the semiconductor wafer and the peripheral wall of the wafer holding hole of the carrier plate during lapping, and furthermore, the occurrence of chipping due to the scratches. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor wafer that can reduce the amount of generation and can reduce the size of the damage even if the damage occurs.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The first aspect of the present invention provides a primary chamfering step of performing primary chamfering on an outer peripheral portion of a sliced semiconductor wafer, a lapping step of wrapping the semiconductor wafer after the primary chamfering, A secondary chamfering step of performing a secondary chamfering to form a final shape on an outer peripheral portion, wherein the primary chamfer has a cross section of an outer peripheral portion of the sliced semiconductor wafer, A first straight line and a second straight line which are inclined at a predetermined angle with respect to each straight line indicating the front and back surfaces of the semiconductor wafer, and the first straight line and the second straight line perpendicular to the straight lines indicating the front and back surfaces, respectively. This is a method for manufacturing a semiconductor wafer having a tapered shape surrounded by a third straight line that crosses a second straight line.
[0008]
Semiconductor wafers include silicon wafers and gallium arsenide wafers.
As the chamfering grindstone for the primary chamfering, for example, a # 800 metal bond chamfering grindstone can be adopted. The chamfer amount in the primary chamfer is 100 to 200 μm. The chamfering time is 0.5 to 1 minute.
The inclination angle of the first straight line in the primary chamfering step is 10 to 45 degrees, preferably 20 to 24 degrees. If the angle is less than 10 degrees, there is a disadvantage that a margin for forming the final shape is insufficient. Further, when the angle exceeds 45 degrees, a problem of chipping occurs.
[0009]
The angle of inclination of the second straight line in the primary chamfering step is 10 to 45 degrees, preferably 20 to 24 degrees. If the angle is less than 10 degrees, there is a disadvantage that a margin for forming the final shape is insufficient. In addition, when the angle exceeds 45 degrees, a problem of chipping occurs. The inclination angles of the first straight line and the second straight line may be the same. Also, they may be different.
The length of the third straight line in the primary chamfering step is, for example, 100 to 600 μm, and preferably 300 to 500 μm. If it is less than 100 μm, the inside of the wrap carrier is shaved at the chamfered end face, and when the life is near, the cross section of the carrier becomes hemispherical, causing a problem of chipping at the edge. On the other hand, when the thickness exceeds 600 μm, there arises a problem of chipping during preparation and collection.
The cross section of the outer peripheral portion of the sliced semiconductor wafer has a first straight line and a second straight line inclined with respect to each straight line indicating the front and back surfaces of the wafer, and a first straight line perpendicular to each straight line indicating the front and back surfaces. In the case of a tapered shape surrounded by a straight line and a third straight line that intersects the second straight line, both the front and back surfaces of the outer peripheral portion of the wafer are tapered surfaces, and the outermost peripheral side of the wafer is a flat surface including the wafer thickness direction. Become.
[0010]
The lapping device used in the lapping process includes a pair of lapping plates arranged vertically and a carrier plate disposed between the lapping plates and having a plurality of wafer holding holes. The sliced semiconductor wafer is held in each wafer holding hole of the carrier plate, and each semiconductor wafer is wrapped while supplying a lapping liquid from above. Specifically, the carrier plate is rotated and revolved between a sun gear and an internal gear rotated by a rotary motor, and thereby the front and back surfaces (upper surface and lower surface) of the semiconductor wafer in the wafer holding hole are moved to the upper surface plate. And, it slides while pressing each opposing surface (lap action surface) of the lower surface plate.
The wrap amount is 60 to 100 μm on both the front and back surfaces of the semiconductor wafer. The lap time is 10-20 minutes. As the lapping liquid, for example, a mixture of alumina abrasive grains, a dispersant, and water can be used.
As the chamfering grindstone for secondary chamfering, for example, a metal bond chamfering grindstone of # 1200 to # 1500 can be adopted. Here, the chamfer amount is 200 to 300 μm. Chamfer time is 3-6 minutes.
[0011]
The invention according to claim 2 is the method for manufacturing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein after the secondary chamfering, a mirror chamfering step of mirror-finishing a chamfered surface of an outer peripheral portion of the semiconductor wafer is performed.
As a mirror chamfering apparatus used in the mirror chamfering step, for example, a cylindrical urethane buff is rotated, and the outer peripheral surface of the rotating buff is brought into contact with the outer peripheral surface of the semiconductor wafer sucked and held by the holding plate, The outer peripheral surface may be mirror-finished. During the mirror polishing, the semiconductor wafer is vacuum-sucked to the holding plate.
The machining allowance in the mirror chamfering step is, for example, 2 to 5 μm.
[0012]
A third aspect of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor wafer according to the first or second aspect, wherein, in the first chamfering step, a joining portion between the tapered surface and the flat surface is rounded. .
[0013]
[Action]
According to the present invention, at the time of lapping, the semiconductor wafer rotates in the wafer holding hole of the carrier plate, and its outermost peripheral portion comes into contact with a vertical peripheral wall of the wafer holding hole. However, in the primary chamfering of the previous step, the cross section of the outer peripheral portion of the sliced semiconductor wafer is formed by first and second straight lines inclined with respect to the straight lines indicating the front and back surfaces of the wafer, and Since the tapered shape is perpendicular to the straight line and surrounded by a third straight line that intersects the first straight line and the second straight line, the contact between the outermost peripheral portion of the wafer and the peripheral wall of the wafer holding hole is equal to the surface contact. Become. As a result, the unit area acting on the outermost peripheral portion during the lap is smaller than when the chamfer shape of the primary chamfer is the final shape at the time of shipping and the contact with the peripheral wall of the wafer holding hole is a line contact as in the conventional case. Hit force is reduced. As a result, it is possible to suppress the occurrence of the scratch on the outermost peripheral portion, and even if the scratch occurs, the scratch can be made shallow. Further, the amount of particles generated due to the scratch can be reduced.
[0014]
In addition, when the semiconductor wafer is subsequently mirror-polished, the machining allowance is reduced, and the productivity of the wafer can be increased. Further, tapered surfaces are respectively formed on the front and back surfaces of the semiconductor wafer by primary chamfering. As a result, at the time of lapping, although the contact between the outermost peripheral portion of the wafer and the peripheral wall of the wafer holding hole is in surface contact, the semiconductor wafer immediately after slicing is directly chipped or chipped at the outer peripheral portion of the wafer as if it were wrapped. Is less likely to occur.
Next, the semiconductor wafer after lapping is subjected to secondary chamfering and shaped into a final shape. Even if scratches occur on the outermost peripheral portion of the wrapped semiconductor wafer, the scratches can be removed in a short time during secondary chamfering.
[0015]
In particular, according to the third aspect of the present invention, since the junction between the tapered surface and the flat surface is rounded, the occurrence of chipping and chipping on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer during lapping can be further suppressed. .
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the surface is mirror-polished through the steps of slicing, primary chamfering, wrapping, secondary chamfering, etching, mirror polishing, primary polishing, finish polishing, and finish cleaning. A finished silicon wafer is produced. Hereinafter, each step will be described in detail.
The silicon ingot pulled up by the CZ method is sliced into a silicon wafer W having a diameter of 201 mm and a thickness of about 860 μm in a slicing step (S101).
Next, the outer peripheral portion of the silicon wafer W is first chamfered (S102). Specifically, using a # 800 metal bond chamfering grindstone, the cross-sectional shape of the chamfered surface becomes a tapered surface of 20 to 24 degrees on the front side of the wafer and a tapered surface of 20 to 24 degrees on the back side of the wafer. . Then, the outermost peripheral side is chamfered so as to be a flat surface perpendicular to the front and back surfaces of the wafer and intersecting both tapered surfaces. Thereby, the wafer is rounded. The chamfer amount in the primary chamfer is 300 μm. The chamfering time is 0.5 to 1 minute. Also, at the time of the primary chamfering, the joining portion between the tapered surface and the flat surface is rounded (FIG. 1A).
[0017]
Next, a lapping step (S103) is performed. As shown in FIGS. 2 and 3, the lapping device 10 used here includes a pair of lap plates 11, 12 arranged vertically, and is disposed between the lap plates 11, 12, and has four wafer holding holes. 13a on which five carrier plates 13 are formed. FIG. 2 shows only one of the five sheets. The carrier plates 13 are made of SK material, hold the silicon wafer W after the primary chamfering in each of the wafer holding holes 13a, and supply a lapping liquid, which is a mixture of alumina abrasive grains, a dispersant, and water, from above. Each silicon wafer W is wrapped. Specifically, the carrier plates 13 are rotated and revolved between a sun gear 14 and an internal gear 15 rotated by a rotation motor (not shown), and thereby the front and back surfaces of the silicon wafer W in the wafer holding holes 13a are rotated. The upper and lower lapping surfaces 11 and 12 are in sliding contact with each other while being pressed (FIG. 1B). Thereby, the front and back surfaces of the silicon wafer W are mechanically ground. The lap amount is 70 to 100 μm on both sides of the wafer, and the lap time is 10 to 20 minutes.
[0018]
During this lap, the silicon wafer W rotates within the wafer holding holes 13a of the carrier plate 13, and the outermost peripheral portion of the wafer comes into contact with the peripheral wall of the wafer holding holes 13a. The outermost peripheral side of the silicon wafer W is a flat surface including the wafer thickness direction by primary chamfering. Therefore, the contact between the outermost peripheral portion of the wafer and the peripheral wall of the wafer holding holes 13a becomes surface contact. As a result, the outermost peripheral portion during the wrapping is different from the conventional case where the chamfered shape of the primary chamfer is the final shape at the time of shipment and the contact with the peripheral wall of the wafer holding holes 13a. The force per unit area acting on the surface is reduced. As a result, generation of scratches on the outermost peripheral portion of the wafer can be suppressed. In addition, the machining allowance in the subsequent mirror polishing step is reduced, and the productivity of the silicon wafer W can be increased.
Further, at the time of lapping, a tapered surface is formed on each of the front and back surfaces of the silicon wafer W in advance. As a result, although the outermost peripheral portion of the wafer is in surface contact with the peripheral wall of the wafer holding hole 13a, as described above, the silicon wafer W immediately after slicing is directly wrapped. The occurrence of chipping and chipping on the outer periphery is unlikely to occur.
[0019]
Next, the rounded silicon wafer W is subjected to secondary chamfering on the outer peripheral surface of the wafer (S104).
Here, a # 1500 metal bond chamfering grindstone is used. The chamfer amount is 600 μm, and the chamfer time is 3 to 6 minutes.
By the second chamfering, the outer peripheral portion of the silicon wafer W is shaped into a chamfered shape that is the final shape (FIG. 1C). In addition, even if the outermost peripheral portion of the wrapped wafer W has a flaw, the flaw can be removed in a short time.
Subsequently, the second chamfered silicon wafer W is etched (S105). Specifically, the silicon wafer W is immersed for a predetermined time in a mixed acid solution (normal temperature to 50 ° C.) in which hydrofluoric acid and nitric acid are mixed.
[0020]
After that, mirror chamfering (PCR) is performed on the outer peripheral portion of the etched silicon wafer W (S106). At the time of this processing, a mirror chamfering device (not shown) is used. That is, here, a device for rotating a cylindrical urethane buff with a motor is employed. The urethane buff is rotated by the motor, and the outer peripheral surface of the silicon wafer W is brought into contact with the outer peripheral surface of the rotating buff. Thereby, the outer peripheral surface of the wafer is mirror-finished.
Then, the surface of the mirror-polished silicon wafer W is primarily polished using a single-side polishing apparatus (S107).
Specifically, a silicon wafer W is inserted into each of the wafer holding holes 13a of the carrier plate 13, and while the slurry containing loose abrasive grains is supplied, the nonwoven fabric is impregnated with a urethane resin and hardened to form a two-piece polishing. First polishing with a cloth.
Next, the surface of the silicon wafer W after the primary polishing is finish-polished (S108). As a polishing device for finish polishing, a known polishing device for polishing one side is used. That is, a non-woven fabric for finish polishing is used, and the polishing amount is about 0.1 to 2 μm.
After that, the silicon wafer W is subjected to finish cleaning (S109). The cleaning here is RCA cleaning based on two types of cleaning liquids, SC-1 and SC-2.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, at the time of the primary chamfering, the cross section of the outer peripheral portion of the sliced semiconductor wafer has the first straight line and the second straight line inclined at a predetermined angle with respect to each straight line indicating the front and back of the semiconductor wafer. 2 and a chamfer having a tapered shape surrounded by a third straight line perpendicular to each of the front and back surfaces and intersecting the first straight line and the second straight line. Since the shaping secondary chamfering is performed, the contact between the outermost peripheral portion of the semiconductor wafer and the peripheral wall of the wafer holding hole becomes a surface contact during the lap. As a result, the occurrence of scratches on the outermost periphery during the lap can be suppressed, the amount of particles generated due to the scratches can be reduced, and even if a scratch occurs, the scratch can be made shallow. it can. In addition, when mirror polishing is performed in a subsequent process, the machining allowance at the time of mirror polishing is reduced, and wafer productivity can be increased.
[0022]
In particular, according to the third aspect of the present invention, since the joining portion between the tapered surface and the flat surface is rounded, the occurrence of chipping and chipping on the outer peripheral portion of the semiconductor wafer during lapping can be further suppressed. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flow sheet showing a method for manufacturing a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a lapping apparatus in a method for manufacturing a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view of a main part of a lapping apparatus in a method for manufacturing a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flow sheet showing a method for manufacturing a semiconductor wafer according to a conventional means.
[Explanation of symbols]
W Silicon wafer (semiconductor wafer).

Claims (3)

スライスされた半導体ウェーハの外周部に1次面取りを施す1次面取り工程と、
1次面取り後、この半導体ウェーハをラッピングするラップ工程と、
ラッピングされた半導体ウェーハの外周部に最終形状を付形する2次面取りを施す2次面取り工程とを備えた半導体ウェーハの製造方法であって、
上記1次面取りは、
上記スライスされた半導体ウェーハの外周部の断面が、この半導体ウェーハの表裏を示す各直線に対してそれぞれ所定角度を有して傾斜した第1の直線および第2の直線と、上記表裏面を示す各直線に対して垂直で上記第1の直線および第2の直線と交わる第3の直線とにより囲まれたテーパ形状である半導体ウェーハの製造方法。
A primary chamfering step of performing primary chamfering on an outer peripheral portion of the sliced semiconductor wafer;
After the primary chamfering, a lapping step of wrapping the semiconductor wafer;
A secondary chamfering step of performing a secondary chamfering to form a final shape on an outer peripheral portion of the wrapped semiconductor wafer, the method comprising:
The first chamfer is
The cross section of the outer peripheral portion of the sliced semiconductor wafer shows a first straight line and a second straight line inclined at a predetermined angle with respect to each straight line indicating the front and back surfaces of the semiconductor wafer, and the front and back surfaces. A method of manufacturing a semiconductor wafer having a tapered shape which is perpendicular to each straight line and surrounded by a third straight line intersecting the first straight line and the second straight line.
上記2次面取り後、半導体ウェーハの外周部の面取り面を鏡面仕上げする鏡面面取り工程を施す請求項1に記載の半導体ウェーハの製造方法。2. The method of manufacturing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein after the second chamfering, a mirror chamfering step of mirror-finishing a chamfered surface of an outer peripheral portion of the semiconductor wafer is performed. 上記1次面取り工程では、上記テーパ面と平坦面との接合部分に丸みが付形される請求項1または請求項2に記載の半導体ウェーハの製造方法。3. The method of manufacturing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein in the primary chamfering step, a joining portion between the tapered surface and the flat surface is rounded.
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