JP2010003846A - Method and device for manufacturing semiconductor wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体単結晶インゴットをスライスして得られたウェーハを表面加工して半導体ウェーハを製造する、半導体ウェーハの製造方法及び装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor wafer manufacturing method and apparatus for manufacturing a semiconductor wafer by surface processing a wafer obtained by slicing a semiconductor single crystal ingot.
一般に、シリコンウェーハ(半導体ウェーハ)は、シリコン単結晶インゴットをスライス工程によってスライスして得られたウェーハを、研削工程,エッチング工程及び研磨工程を経てその表面を高精度に平坦化することにより製造される(例えば特許文献1参照)。
近年の半導体デバイスの高集積化に伴うデザイン・ルールの縮小に伴い、かかるシリコンウェーハに要求される平坦度もますます厳しくなっていると共に、1枚のウェーハから極力多くのデバイスを得ることが望まれ、シリコンウェーハの大口径化と共に、ウェーハの全面、特にエッジ部(外周端部)まで平坦な形状が要求されるようになってきている。
Generally, a silicon wafer (semiconductor wafer) is manufactured by flattening the surface of a wafer obtained by slicing a silicon single crystal ingot through a slicing process through a grinding process, an etching process, and a polishing process with high accuracy. (See, for example, Patent Document 1).
With the recent reduction in design rules associated with higher integration of semiconductor devices, the flatness required for such silicon wafers has become increasingly severe, and it is hoped to obtain as many devices as possible from a single wafer. Rarely, along with the increase in the diameter of silicon wafers, there is a demand for a flat shape up to the entire surface of the wafer, particularly the edge (outer peripheral edge).
特に、ウェーハ面のフラットネス(平坦度)の測定除外範囲(Edge Exclusion)は、従来、ウェーハ周縁部から3mmであったものが、現状では、2mmへと進んでおり、さらには1mmまでの縮小化も要求されている。
ところが、シリコンウェーハの鏡面研磨工程では、研磨布を使用するため、通常、図13に示すように、エッジ部の角が丸まる、いわゆる「エッジロールオフ(以下、単にロールオフともいう)」或いは「ふちだれ」と称される形状になってしまう。図13において、(a)はウェーハのエッジ部の拡大断面[図13(b)のA部拡大図]を示し、(b)はウェーハの断面を示しており、ウェーハのエッジ部では、ウェーハの表面プロファイルが基準線(デバイスとして使用しうる平面)から次第に落ち込むエッジロールオフが発生する。もちろん、このエッジ部のロールオフ量が小さいほどウェーハを効率よくデバイスに利用することができるため、ロールオフ量の縮小化が進められている。
In particular, the measurement exclusion range (Edge Exclusion) of the flatness (flatness) of the wafer surface is 3 mm from the peripheral edge of the wafer, but now it has been reduced to 2 mm, and further reduced to 1 mm. There is also a need to make it easier.
However, since a polishing cloth is used in the mirror polishing process of a silicon wafer, the corners of the edge portion are usually rounded as shown in FIG. 13, so-called “edge roll-off (hereinafter also simply referred to as roll-off)” or “ It becomes a shape called "Fuchidare". 13A shows an enlarged cross section of the edge portion of the wafer [an enlarged view of the A portion of FIG. 13B], and FIG. 13B shows a cross section of the wafer. At the edge portion of the wafer, Edge roll-off occurs where the surface profile gradually falls from a reference line (a plane that can be used as a device). Of course, the smaller the roll-off amount of the edge portion, the more efficiently the wafer can be used for the device. Therefore, the roll-off amount is being reduced.
このようなロールオフ量を縮小化する技術として、特許文献2には、両面研磨工程後に、ウェーハの表面又は表裏両面に研磨を抑制する樹脂製の保護膜を形成(塗布)した後、ウェーハのエッジ部を鏡面研磨する鏡面面取り工程を行ない、その後に前記樹脂製の保護膜を除去することにより、両面研磨で得られた高精度なウェーハ形状を悪化させることなく、両面研磨工程で発生したキズや圧痕を容易に除去することができ、鏡面面取り工程において研磨パッドがウェーハの主面縁に入り込むことによる過研磨を抑制することにより、ウェーハ外周形状、特にエッジロールオフを悪化させないようにする技術が提案されている。
しかしながら、特許文献2に記載の技術の場合、ウェーハのエッジ部のロールオフを縮小するためには、樹脂製の保護膜を形成(塗布)する工程と、その後、樹脂製の保護膜を除去する工程とを追加することが必要になり、シリコンウェーハの製造工程が複雑になり、製造時間や製造コストの増大も招くことになる。
また、鏡面研磨工程で生じるロールオフ量そのものを低減することはできない。
However, in the case of the technique described in
Further, the roll-off amount itself generated in the mirror polishing process cannot be reduced.
そこで、本願発明者らは、シリコンウェーハの製造工程の増加を抑えながらエッジ部のロールオフを縮小することができるように、ウェーハのエッジ部のロールオフ量が拡大する大きな要因である、鏡面研磨工程において研磨パッドが半導体ウェーハの主面に入り込む状況を研究した。
鏡面研磨工程においては、図14(a)に示すように、鏡面研磨対象であるウェーハ1の主面1aに研磨パッド3を当てて、この一方で、ウェーハ1の裏面1bにバックパッド4を介してプレート5を押し当てて加工圧力を加えて研磨パッド3を回転させてウェーハ1の主面1aに鏡面研磨を行なう。なお、ウェーハ1の外周にはリテーナ6が配備され、ウェーハ1を外周から支持する。このとき、研磨パッド3は、図14(b)の上図に示すように、ウェーハ1の主面1aの端部でその縁部に回り込み、主面1aに対する圧力分布は、図14(b)の下図に示すように、主面1aの端部近傍で極端に大きくなる。このように端部に大きな圧力が加わることから、ロールオフが進行するものと考えられる。
Therefore, the inventors of the present application are mirror polishing, which is a major factor for increasing the roll-off amount of the edge portion of the wafer so that the roll-off of the edge portion can be reduced while suppressing an increase in the manufacturing process of the silicon wafer. We studied the situation where the polishing pad enters the main surface of the semiconductor wafer in the process.
In the mirror polishing process, as shown in FIG. 14A, the
そこで、このような主面1aの端部において大きくなる圧力分布を均等な分布に近づけることができれば、ロールオフの進行を抑えることができることを見出した。
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、鏡面研磨工程において研磨パッドからウェーハの表面に加わる圧力分布に着目し、この圧力分布がウェーハの表面端部近傍で課題になることを抑制することができるようにして、半導体ウェーハの製造工程の増加を抑えながらエッジ部のロールオフを縮小することができるようにした、半導体ウェーハの製造方法及び装置を提供することを目的とする。
Therefore, it has been found that if the pressure distribution that increases at the end of the
The present invention has been devised in view of such problems, and pays attention to the pressure distribution applied from the polishing pad to the wafer surface in the mirror polishing process, and this pressure distribution is a problem in the vicinity of the surface edge of the wafer. An object of the present invention is to provide a semiconductor wafer manufacturing method and apparatus capable of suppressing the roll-off of the edge portion while suppressing an increase in the manufacturing process of the semiconductor wafer.
上記目標を達成するため、本発明の半導体ウェーハの製造方法は、単結晶インゴットをスライスして得られたウェーハの表面及び裏面に対してそれぞれエッチング液を噴射してエッチングを行なう枚葉エッチング工程と、次いで、該ウェーハの該表面に研磨パッドを当てて該ウェーハの該裏面から圧力を加えながら該研磨パッドにより該表面を鏡面に研磨仕上げする鏡面研磨工程と、を備え、該鏡面研磨工程前に、該ウェーハの該裏面のエッジ部をロールオフ加工することを特徴としている(請求項1)。 In order to achieve the above goal, a semiconductor wafer manufacturing method of the present invention includes a single wafer etching process in which etching is performed by injecting an etching solution onto the front and back surfaces of a wafer obtained by slicing a single crystal ingot, respectively. And a mirror polishing step of polishing the surface to a mirror surface with the polishing pad while applying a pressure from the back surface of the wafer by applying a polishing pad to the surface of the wafer, and before the mirror polishing step The edge portion of the back surface of the wafer is roll-off processed (Claim 1).
該ロールオフ加工は、該エッチング工程において行なわれることが好ましい(請求項2)。
該エッチング工程は、該ウェーハの表面及び裏面に対してそれぞれ該ウェーハを回転させながらエッチング液を噴射してエッチングを行なう枚葉エッチング工程であることが好ましい(請求項3)。
The roll-off process is preferably performed in the etching step (claim 2).
The etching step is preferably a single wafer etching step in which etching is performed by spraying an etching solution while rotating the wafer with respect to the front surface and the back surface of the wafer.
この場合、該枚葉エッチング工程では、該ウェーハを回転させると共に該エッチング液を噴射するノズルを径方向に移動させながらエッチングを行ない、該ノズルの移動速度及び/又は該ノズルからの該エッチング液の噴射量を調整することにより該ウェーハの該裏面エッジ部の該ロールオフ加工を行なうことが好ましい(請求項4)。
あるいは、該枚葉エッチング工程では、該エッチング液の反応を促進する処理を該ウェーハの該裏面のエッジ部において抑制することにより、該ウェーハの該裏面エッジ部の該ロールオフ加工を行なうことが好ましい(請求項5)。
In this case, in the single wafer etching process, etching is performed while rotating the wafer and moving the nozzle for injecting the etching solution in the radial direction, and moving the nozzle and / or the etching solution from the nozzle. It is preferable to perform the roll-off processing of the back edge portion of the wafer by adjusting the injection amount.
Alternatively, in the single wafer etching step, it is preferable to perform the roll-off processing of the back edge portion of the wafer by suppressing the treatment that promotes the reaction of the etching solution at the edge portion of the back surface of the wafer. (Claim 5).
さらに、該ロールオフ加工のためのエッチング量は、該ロールオフ加工を実施しないで該鏡面研磨工程を行なった場合に該研磨パッドによって該ウェーハの該表面のエッジ部に形成されるロールオフ量に基づいて設定されることが好ましい(請求項6)。
また、本発明の半導体ウェーハの製造装置は、単結晶インゴットをスライスして得られたウェーハを回転駆動する回転駆動装置と、該ウェーハの表面又は裏面にエッチング液を噴射するエッチング液噴射装置と、該回転駆動装置及び該エッチング液噴射装置を制御する制御装置とを備え、該回転駆動装置及び該エッチング液噴射装置によって、該ウェーハを回転させながら該ウェーハの表面又は裏面にエッチング液を噴射してエッチングを行なう枚葉エッチング装置と、該ウェーハの該表面に研磨パッドを当てて該ウェーハの該裏面から圧力を加えながら該研磨パッドにより該表面を鏡面に研磨仕上げする鏡面研磨装置と、該回転駆動装置,該エッチング液噴射装置及び鏡面研磨装置を制御する制御装置と、を備え、該制御装置は、該エッチング液噴射装置を制御することによって、該エッチングにより該ウェーハの該裏面のエッジ部をロールオフ加工することを特徴としている(請求項7)。
Furthermore, the etching amount for the roll-off processing is the roll-off amount formed at the edge portion of the surface of the wafer by the polishing pad when the mirror polishing process is performed without performing the roll-off processing. It is preferable to set based on (Claim 6).
In addition, the semiconductor wafer manufacturing apparatus of the present invention includes a rotation driving device that rotationally drives a wafer obtained by slicing a single crystal ingot, an etching solution injection device that injects an etching solution onto the front or back surface of the wafer, And a control device for controlling the rotation driving device and the etching solution injection device, and the rotation driving device and the etching solution injection device spray the etching solution on the front or back surface of the wafer while rotating the wafer. A single wafer etching apparatus that performs etching, a mirror polishing apparatus that applies a polishing pad to the surface of the wafer and applies a pressure from the back surface of the wafer while polishing the surface to a mirror surface by the polishing pad, and the rotational drive A control device for controlling the apparatus, the etching solution injection device, and the mirror polishing device. By controlling the grayed liquid ejecting apparatus, it is characterized in that the edge portion of the back surface of the wafer processed roll off by the etching (claim 7).
本発明の半導体ウェーハの製造方法(請求項1)によれば、例えばエッチング工程(請求項2)のように鏡面研磨工程前において、ウェーハの裏面のエッジ部をロールオフ加工するので、その後の鏡面研磨工程において、ウェーハの表面に研磨パッドを当ててウェーハの裏面から圧力を加えながら研磨パッドにより表面を鏡面に研磨仕上げする際に、ウェーハの表面のエッジ部において、その裏面がロールオフ加工されているので、ウェーハの裏面側からの反力が低減され、研磨パッドのウェーハの表面に対する圧力がエッジ部において抑制され、研磨パッドの研磨によるウェーハの表面エッジ部のロールオフが抑制される。したがって、ロールオフ量を縮小することができ、1枚のウェーハからより多くのデバイスを得ることが可能になる。 According to the method for manufacturing a semiconductor wafer of the present invention (Claim 1), the edge portion on the back surface of the wafer is rolled off before the mirror polishing process, for example, as in the etching process (Claim 2). In the polishing process, when the polishing pad is applied to the surface of the wafer and pressure is applied from the back surface of the wafer while the surface is polished to a mirror surface by the polishing pad, the back surface is rolled off at the edge portion of the wafer surface. Therefore, the reaction force from the back surface side of the wafer is reduced, the pressure of the polishing pad against the wafer surface is suppressed at the edge portion, and the roll-off of the surface edge portion of the wafer due to polishing of the polishing pad is suppressed. Therefore, the roll-off amount can be reduced, and more devices can be obtained from one wafer.
また、本発明の半導体ウェーハの製造方法(請求項3)及び半導体ウェーハの製造装置(請求項7)によれば、ウェーハを回転させながらウェーハの表面又は裏面にエッチング液を噴射してエッチングを行なう枚葉エッチングを用いることで、エッチング工程でのエッチングを高い自由度で行なうことができるので、ウェーハの裏面のエッジ部を適宜の量だけロールオフ加工することも容易である。このため、ウェーハの裏面のエッジ部を適切な量だけロールオフ加工して、研磨パッドのウェーハの表面に対する圧力分布を均等にして、研磨パッドの研磨によるウェーハの表面エッジ部のロールオフを高精度に抑制することが可能になる。 Further, according to the semiconductor wafer manufacturing method (claim 3) and the semiconductor wafer manufacturing apparatus (claim 7) of the present invention, etching is performed by spraying an etching solution onto the front or back surface of the wafer while rotating the wafer. By using single-wafer etching, etching in the etching process can be performed with a high degree of freedom, and it is easy to roll off the edge portion on the back surface of the wafer by an appropriate amount. For this reason, roll-off processing is applied to the edge part on the backside of the wafer by an appropriate amount to equalize the pressure distribution on the wafer surface of the polishing pad, and roll-off of the wafer edge part by polishing the polishing pad is highly accurate. Can be suppressed.
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態について図面に基づいて説明する。
図1〜図8は本発明の第1実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法及びその関連装置を示すもので、図1はそのウェーハ表面(主面)のエッジ部の鏡面研磨について説明する要部模式的断面図、図2はその製造工程のフローチャート、図3はその製造工程で使用される枚葉エッチング装置の模式図、図4はその製造工程で使用される片面研磨装置の模式的断面図、図5,図6はその枚葉エッチング装置のエッチングによる取り代分布とエッチング液噴射ノズル滞留時間との対応関係の特性を説明する図、図7は本実施形態にかかる枚葉エッチング装置のエッチング液噴射ノズル滞留時間とそのエッチングによる取り代分布を説明する図、図8は本実施形態にかかる効果を説明する図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a first embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
1 to 8 show a semiconductor wafer manufacturing method and related apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a main part for explaining mirror polishing of an edge portion of the wafer surface (main surface). 2 is a schematic cross-sectional view, FIG. 2 is a flowchart of the manufacturing process, FIG. 3 is a schematic view of a single wafer etching apparatus used in the manufacturing process, and FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a single-side polishing apparatus used in the manufacturing process. 5 and 6 are diagrams for explaining the characteristics of the correspondence relationship between the stock removal distribution due to the etching of the single wafer etching apparatus and the residence time of the etching solution injection nozzle, and FIG. 7 is the etching of the single wafer etching apparatus according to the present embodiment. FIG. 8 is a diagram for explaining the effect according to the present embodiment.
なお、本実施形態では、半導体ウェーハとしてシリコンウェーハを製造するものを説明する。
本実施形態では、シリコンウェーハ(半導体ウェーハ)は、図2(a)に示すように、シリコン単結晶インゴットからウェーハをスライスするスライス工程(ステップS10)と、スライス工程S10でスライスされたウェーハを枚葉エッチングする枚葉エッチング工程(ステップS20)と、枚葉エッチング工程S20で得られたウェーハを片面研磨して鏡面加工する片面研磨工程(鏡面研磨工程)(ステップS30)とをこの順に経て製造されるようになっている。
上記各工程について、以下、詳細に説明する。
In the present embodiment, an example of manufacturing a silicon wafer as a semiconductor wafer will be described.
In this embodiment, as shown in FIG. 2A, the silicon wafer (semiconductor wafer) includes a slicing step (step S10) for slicing the wafer from the silicon single crystal ingot, and a wafer sliced in the slicing step S10. A single-wafer etching process (step S20) for leaf etching and a single-side polishing process (mirror polishing process) (step S30) for polishing the wafer on one side and mirror-finishing the wafer obtained in the single-wafer etching process S20 are manufactured in this order. It has become so.
Each of the above steps will be described in detail below.
《スライス工程》
スライス工程S10では、シリコン単結晶インゴットから所定の厚みのウェーハがワイヤソーや内周刃等の周知のスライス装置(スライス手段)によってスライスされる。
《エッチング工程》
エッチング工程S20は、図3(a)に示すような枚葉エッチング装置2によって行なわれるようになっている。この枚葉エッチング装置2は、図3(a),(c)に示すように、ウェーハ回動装置(ウェーハ回動手段)10と、ウェーハ温度調整装置(ウェーハ温度調整手段)20と、エッチング液供給装置(エッチング液供給手段)30と、リンス液供給装置(リンス液供給手段)40と、ウェーハ表面形状測定装置(ウェーハ表面形状測定手段)50と、これらの各装置10,20,30,40,50を制御する制御装置(制御手段)60とを備えて構成されている。
《Slicing process》
In the slicing step S10, a wafer having a predetermined thickness is sliced from the silicon single crystal ingot by a known slicing device (slicing means) such as a wire saw or an inner peripheral blade.
<< Etching process >>
The etching step S20 is performed by a single
ウェーハ回動装置10は、図3(a)に示すように、ウェーハを支持する円板状のチャック(支持手段)11と、チャック11中心部分に接続された回転軸12と、回転軸12に接続され回転軸12を介してチャック11を回転駆動するモータ等の駆動装置13とを有している。なお、ここでは、チャック11はウェーハの形状に沿った円板状に形成されているが、円板状以外であってもよいが板状であることが好ましい。ただし、チャック11はウェーハを安定して支持できればよく、形状は特に限定されない。
As shown in FIG. 3A, the
ウェーハ温度設定装置20は、本実施形態の場合、図3(a),(b)に示すように、チャック11の表面側に設けられた複数の温度制御素子21a,21bを有している。温度制御素子21a,21bは、制御装置60によって制御され、ウェーハ表面の各点における温度を変化させることで、ウェーハ表面の各点におけるエッチング反応速度を制御することができるようになっている。詳しくは、温度制御素子21a,21bはそれぞれ、チャック11の上面において、ウェーハ回転中心と同心状とされ且つウェーハ中心側位置に対応した円形状の中心領域11aと、中心領域11aの外側から周縁部までの円環状とされる外側領域11bとの位置に対応してそれぞれ配置されている。そして、温度制御素子21a,21bは何れも制御装置60によって領域11a,11bごとにその発熱量を設定されるようになっている。
In the case of the present embodiment, the wafer
エッチング液供給装置30は、図3(a)に示すように、チャック11に支持されたウェーハに臨み、ウェーハに向かってエッチング液を噴射するノズル31と、エッチング液を貯留するとともに、ノズル31にエッチング液を供給するエッチング液供給部32と、ノズル31の位置を移動させるノズル移動装置(ノズル移動手段)33と、ノズル31の噴射状態を調整するノズル噴射状態調節装置(ノズル噴射状態調節手段)34とを有している。なお、エッチング液としては、HF(フッ酸),HNO3(硝酸)及びH3PO4(リン酸)を所定比で混合した混酸液を用いるようになっている。
As shown in FIG. 3A, the etching
ノズル移動装置33は、ノズル31を支持するノズル基部33aと、ノズル基部33aを移動可能に案内するとともにノズル基部33aの面内方向での位置・移動を規制するガイド部33bとを有している。詳しくは、ガイド部33bは、ウェーハの回転中心を通りウェーハ半径方向にノズル31が移動するように、ノズル基部33aを案内している。また、ガイド部33bは、ウェーハ回転中心を中心としてウェーハ面内方向に回動可能に、図示しない支持部に支持されており、ガイド部材33bをウェーハ面内方向に回動させることで、ノズル31をウェーハ面内方向に移動させることができるようになっている。
The
ノズル噴射状態調節装置34は、ノズル基部33aに設けられ、詳細には図示しないが、ノズル基部33aに対してノズル31の角度を調節する角度調節装置(角度調節手段)と、ノズル先端部のウェーハからの高さ位置を調節する高さ調節装置(高さ調節手段)と、ノズル31からのエッチング液の噴射・非噴射を切り替える噴射切替装置(噴射切替手段)とを有している。
The nozzle injection
リンス液供給装置40は、図3(a)に示すように、チャック11に支持されたウェーハに臨み、ウェーハに向かって純水等のリンス液を噴射するノズル41と、リンス液を貯留するとともに、ノズル41にリンス液を供給するリンス液供給部42と、ノズル41からのリンス液の噴射・非噴射を切り替える図示しない噴射切替装置(噴射切替手段)とを有している。
As shown in FIG. 3A, the rinsing
ウェーハ表面形状測定装置50は、非接触式のレーザ反射方式や静電容量方式等でウェーハの表面形状を測定するものである。
制御装置60は、図3(c)に示すように、記憶部61と演算部62と指令部63とを有しており、ウェーハ回動装置10の回転駆動機構12の回転数を制御してウェーハ回転数を設定し、また、ウェーハ温度設定装置20の温度制御素子21a,21bを制御して領域11a,11bごとのウェーハ温度を設定し、また、エッチング液供給部32を制御してエッチング液の供給量を設定し、また、ノズル移動装置33及びノズル噴射状態調節装置34を制御してノズル31の位置及び噴射状態を設定するようになっている。さらに、制御装置60は、所定の状態になるようにエッチングを行なったら、エッチング液の供給を停止するとともにリンス液を供給してウェーハ表面のエッチング液を洗浄するように、エッチング液供給装置30の噴射切替装置及びリンス液供給装置40の噴射切替装置を制御するようになっている。
The wafer surface
As shown in FIG. 3C, the
詳しくは、記憶部61は、エッチング処理後の基準となるウェーハ表面の凹凸形状(基準凹凸形状)を記憶する第一記憶部61aと、ウェーハ回転数とエッチング状態との対応関係を記憶する第二記憶部61bと、ウェーハ温度とエッチング状態との対応関係を記憶する第三記憶部61cと、エッチング液供給量とエッチング状態との対応関係を記憶する第四記憶部61dと、ノズル31位置とエッチング状態との対応関係を記憶する第五記憶部61eと、ノズル31噴射角度とエッチング状態との対応関係を記憶する第六記憶部61fとを有している。なお、これらの対応関係は、予め計測により求められている。
Specifically, the
ここで、基準凹凸形状は、最終的に製造する半導体ウェーハの表面形状に対して、片面研磨工程S30における処理特性から規定される片面研磨工程S30前のウェーハ表面形状が設定されるようになっている。具体的には、片面研磨工程S30では周縁部にダレが発生しやすいので、発生するダレの分を補償して中央部分が凹状態となるように基準凹凸形状が設定されたり、あるいは、周囲のダレを防止するように周縁部を立たせた形状となるように基準凹凸形状が設定されたりするようになっている。 Here, as the reference uneven shape, the wafer surface shape before the single-side polishing step S30 defined by the processing characteristics in the single-side polishing step S30 is set with respect to the surface shape of the semiconductor wafer to be finally manufactured. Yes. Specifically, in the single-side polishing step S30, sagging is likely to occur at the peripheral portion, so that the reference uneven shape is set so that the center portion becomes concave by compensating for the sagging that occurs, In order to prevent sagging, the reference uneven shape is set so that the peripheral edge is raised.
演算部62は、ウェーハ表面形状測定装置50によって測定されたエッチング処理直前のウェーハ表面の凹凸形状が入力されるとともに、第一記憶部61aから基準凹凸形状を読み込むようになっている。そして、エッチング処理前の表面凹凸形状と基準凹凸形状とを比較し、ウェーハの各点におけるエッチング量(面内取り代分布)を演算するようになっている。また、第二記憶部61b〜第六記憶部61fからパラメータ(ウェーハ回転数,ウェーハ温度,エッチング液供給量,ノズル位置,ノズル移動パターン,噴射角度)毎のエッチング状態を読み込み、読み込んだデータを基に上記面内取り代分布になるような各パラメータの設定を演算し、指令部63にその設定を出力するようになっている。
The
指令部63は、演算部62から入力された各パラメータの設定に基づき、各装置10,20,30,40に指令を送ることにより各装置10,20,30,40を制御するようになっている。例えば、ウェーハ回転装置10に対し、ウェーハ回転数を600rpmとする指令を送り、エッチング液供給装置30のノズル移動装置33に対し、ノズル位置をウェーハ中心から0,15,35,60,90,120,135,150mmのように移動させる指令を送るようになっている。
The
《鏡面研磨工程(片面研磨工程)》
次に、鏡面研磨工程S30について説明する。鏡面研磨工程S30は、図4に示すような鏡面研磨装置7によって行なわれるようになっている。この片面研磨装置7は、表面からバックパッド74,プレート75を順に装備し、バックパッド74の外周にリテーナ76を備えた研磨ヘッド72と、研磨パッド(研磨布)73aが貼り付けられた研磨定盤73とを有しており、ウェーハ1をリテーナ76内に配置し真空吸着によりバックパッド74に装着した研磨ヘッド72を研磨定盤73に押し付け、研磨ヘッド72と研磨定盤73との少なくともいずれかを回転させることで、図示しないノズルから研磨剤を供給し研磨パッド73をウェーハ1の片方の表面(主面)に摺動させながらウェーハ1の表面(主面)が鏡面になるまで、機械化学複合的に研磨するようになっている。
<< Mirror polishing process (single-side polishing process) >>
Next, the mirror polishing step S30 will be described. The mirror polishing step S30 is performed by a mirror polishing apparatus 7 as shown in FIG. This single-side polishing apparatus 7 is equipped with a
なお、ここでは、ウェーハ1を真空吸着により研磨ヘッド72に保持して鏡面研磨する場合について説明したが、ウェーハ1をワックス接着された研磨プレートを研磨ヘッド72に保持する構成としてもよい。また、ウェーハ1の処理枚数は一枚ずつ処理する枚葉方式あるいは複数枚同時処理方式であってもよい。
また、片面研磨工程S30では、表面片面の取り代は、0.3μm〜2.0μm程度に設定されている。取り代が0.3μmよりも小さい場合、ウェーハ表面のラフネスの改善が十分に行なわれない可能性があり、また、取り代が2.0μmよりも大きい場合には、ウェーハ形状そのものを崩してしまう可能性がある。
Although the case where the
In the single-side polishing step S30, the allowance for the single-sided surface is set to about 0.3 μm to 2.0 μm. If the machining allowance is smaller than 0.3 μm, the roughness of the wafer surface may not be sufficiently improved. If the machining allowance is larger than 2.0 μm, the wafer shape itself will be destroyed. there is a possibility.
《ウェーハ裏面エッジ部のロールオフ加工》
ところで、本方法では、エッチング工程S20において、ウェーハ1の裏面1bのエッジ部をロールオフ加工するように設定されている。つまり、エッチング工程S20では、図2(b)に示すように,裏面エッチング工程S22及び表面(主面)エッチング工程S24により、ウェーハ1の裏面1b及び表面(主面)1aをそれぞれエッチングするが、裏面1bをエッチングする際に、裏面1bのエッジ部についてはロールオフ加工を行なう。
<Roll-off processing of wafer back edge>
By the way, in this method, it sets so that the edge part of the
このロールオフ加工の意味について説明する。本方法では、エッチング工程S20の後に、鏡面研磨工程S30にて、図1(b)に示すように、ウェーハ1の主面1aに研磨パッド73を押し当ててウェーハ1の主面1aを鏡面研磨するが、この際に、ウェーハ1の裏面1bはバックパッド74,プレート75等によって支持しており、これにより研磨パッド73のウェーハ1主面1aへの押し付け圧力が発生する。
The meaning of this roll-off process will be described. In this method, after the etching step S20, in the mirror polishing step S30, as shown in FIG. 1B, the
ウェーハ1の裏面1bのエッジ部を、図1(a)に示すように、ロールオフ(ふちだれ)するように加工しておくと、図1(b)に示すように、研磨パッド73をウェーハ1主面1aへ押し付けた際に、エッジ部では裏面からの反力がロールオフ分だけ小さくなる。なお、図1(a)〜(c)においては、ロールオフを明確に把握することができるようにエッジ部のロールオフ量を誇張して示している。また、研磨パッド73をウェーハ1主面1aへ押し付けた際には、図1(b)に示すように、ロールオフ加工されたウェーハ1のエッジ部は弾性変形しながら、ウェーハ1の主面1aのエッジ部はその弾性力によって研磨パッド73に圧接する。
When the edge portion of the
したがって、ウェーハ1の裏面1bエッジ部のロールオフの形状設定によって、図1(d)に示すように、研磨パッド73のエッジ部への回り込みによって、従来はエッジ部において急増していた研磨パッド73のウェーハ1の主面1aへの押し付け圧力を、エッジ部で増加することなく、ウェーハ1の主面1a全体でほぼ均一に与えるようにすることが可能になる。この結果、ウェーハ1の主面1aエッジ部での過剰な鏡面研磨が防止され、図1(c)に示すように、ウェーハ1の主面1aがエッジ部の近くまで広い範囲で平面状に形成されることになる。
Therefore, as shown in FIG. 1D, the
このようなウェーハ1の裏面1bエッジ部のロールオフ加工を、エッチング工程により行なう場合、エッチングによる取り代を調整することで行なうことができる。本実施形態の場合、枚葉エッチングを用いているので、高い自由度で取り代を調整することができる。例えば、図5,図6に示すように、エッチング液を噴射するノズル31をウェーハ1の径方向に移動させる際の滞留時間(移動速度の逆数とも考えられる)を操作すれば、取り代分布を調整することができる。
When the roll-off processing of the edge portion of the
図5に示す例は、取り代分布をほぼ一定[図5(a)参照]とするノズル31の滞留時間特性[図5(b)参照]を示すものである。枚葉エッチングの場合、エッチング液を噴射しながらウェーハ1をその中心周りに回転させるので、噴射されたエッチング液は、ウェーハ1の面で遠心力を受けて噴射箇所から外周方向に拡がっていく。したがって、ウェーハ1の中心付近に噴射されたエッチング液はウェーハ1の全体に拡がるがウェーハ1の中心から離れた箇所に噴射されたエッチング液はその外周方向にのみ拡がっていく。
The example shown in FIG. 5 shows the residence time characteristic [see FIG. 5 (b)] of the
もちろん、エッチング液は噴射された地点で液膜の厚みが最も大きくそれだけエッチング効果も大きいが、拡がっていくにしたがって液膜の厚みが小さくなりエッチング効果も減少するが、エッチング液はその外周方向にのみ拡がっていく特性から、ノズル31の滞留時間を一定にすると、ウェーハ1の中心付近が小さく外周がより大きい取り代分布となってしまう。このため、噴射地点のウェーハ1中心からの径方向位置をrとすると、図5(b)に示すように、ノズル31の滞留時間Tを、中心部付近(r≦r1)で長く、(T1)外周より(r1<r≦r2)では短く(T2)設定することにより、図5(a)に示すように、取り代分布R(x)をほぼ一定[R(x)=C(定数)]とすることができるのである。
Of course, the thickness of the liquid film is the largest at the point where the etchant is sprayed, and the etching effect is correspondingly large.However, as the film spreads, the thickness of the liquid film decreases and the etching effect decreases. If the residence time of the
一方、図6に示す例は、取り代分布R(x)が外周ほど大きくなる特性[図6(a)参照]とする、ノズル31の滞留時間特性[図6(b)参照]を示すものである。上記のように、ノズル31の滞留時間を一定にすると、ウェーハ1の中心付近が小さく外周よりが大きい取り代分布となるが、これをより顕著に発生させるには、ノズル31の滞留時間Tを、中心部付近(r≦r1)で短く(T1´)、外周より(r1<r≦r2)では長く(T2´)設定することが有効になる。
On the other hand, the example shown in FIG. 6 shows the residence time characteristic [see FIG. 6 (b)] of the
こうした特性を利用して、ウェーハ1の裏面1bのエッジ部のロールオフ加工を、エッチング工程を用いて行なうには、図5に示す取り代分布をほぼ一定とするノズル31の滞留時間特性において、エッジ部のみ部分的にノズル31の滞留時間Tを増大させればよい。つまり、図7(b)に示すように、ノズル31の滞留時間Tを、中心部付近(r≦r1)で長く、(T1)外周よりでエッジ部に至るまで(r1<r≦r3)では短く(T2)、エッジ部付近(r3<r≦r3)では再び長く(T3)、設定することにより、図7(a)に示すように、エッジ部を除き、取り代分布R(x)をほぼ一定[R(x)=C(定数)]とし、エッジ部のみ次第に取り代分布R(x)を大きくすることができる。
In order to perform roll-off processing of the edge portion of the
本発明の第1実施形態にかかる半導体ウェーハの製造方法及びその製造方法に適用しうる装置は上述のように構成されているので、以下のような作用・効果を得ることができる。
ウェーハ1の表面1aのエッジ部において、その裏面1bがロールオフ加工されているので、ウェーハ1の主面1aに研磨パッド73を当ててウェーハ1の裏面1bから圧力を加えながら研磨パッド73により主面1aを鏡面に研磨仕上げする際に、ウェーハの裏面1b側からの反力が低減され、研磨パッド73のウェーハ1の表面に対する圧力がエッジ部において抑制され、研磨パッド73の研磨によるウェーハ1の表面エッジ部のロールオフが抑制される。
Since the semiconductor wafer manufacturing method and the apparatus applicable to the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention are configured as described above, the following operations and effects can be obtained.
Since the
つまり、通常は、図8(a)に示すように、鏡面研磨工程の前の各工程では、ウェーハ1はその表面1a及び裏面1b共にエッジ部付近においても前面をほぼ平面に形成される。このため、鏡面研磨工程において、研磨パッド73のウェーハ1の表面1aのエッジ部での回り込みによって、エッジ部では研磨パッド73から他の部分よりも大きな圧力が加わってその分だけ余計に研磨が行なわれてしまい、図8(b)に示すように、ウェーハ1表面1aのエッジ部のロールオフ(表面最外周ダレ)が生じてしまう。
That is, normally, as shown in FIG. 8A, in each step before the mirror polishing step, the front surface of the
これに対して、本方法によれば、図8(c)に示すように、鏡面研磨工程の前の各工程では、ウェーハ1はその裏面1bのエッジ部付近においてロールオフ加工を施されているため、鏡面研磨工程において、研磨パッド73のウェーハ1の表面1aのエッジ部での回り込みがあっても、エッジロールオフ加工部分が研磨パッド73の加圧力を逃すようになって、エッジ部でも研磨パッド73から他の部分と同等の圧力状態にすることができ、図8(d)に示すように、ウェーハ1表面1aのエッジ部のロールオフ(表面最外周ダレ)を防止し、平坦(表面最外周フラット)に加工することができる。
On the other hand, according to this method, as shown in FIG. 8C, in each step before the mirror polishing step, the
このようにロールオフ量を縮小することができると、1枚のウェーハからより多くのデバイスを得ることが可能になり、ウェーハの使用効率を向上させることができる。
特に、本実施形態の場合、ウェーハを回転させながらウェーハの表面又は裏面にエッチング液を噴射してエッチングを行なう枚葉エッチングを用いることで、枚葉エッチングの高いエッチング自由度を利用して、ウェーハ1の裏面1bのエッジ部付近をロールオフ加工するので、ウェーハの裏面1bのエッジ部を適切な量だけロールオフ加工して、研磨パッド73のウェーハ1の表面1aに対する圧力分布を均等にして、研磨パッド73の研磨によるウェーハ1の表面エッジ部のロールオフを高精度に抑制することが可能になる。
If the roll-off amount can be reduced in this way, more devices can be obtained from one wafer, and the use efficiency of the wafer can be improved.
In particular, in the case of the present embodiment, by using single-wafer etching in which etching is performed by spraying an etchant on the front or back surface of the wafer while rotating the wafer, the wafer is utilized by utilizing the high degree of freedom of single-wafer etching. Since the vicinity of the edge portion of the
[第2実施形態]
次に、図9及び図10を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。
図9及び図10は本発明の第2実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法を示すもので、図9はその製造工程のフローチャート、図10はその製造工程で使用される両面研磨装置の模式図である。なお、第1実施形態のものと同じ部材等は、第1実施形態の説明と同一の符号で説明する。
第2実施形態では、半導体ウェーハは、図9に示すように、第1実施形態の製造工程にさらに両面研磨工程S25が追加された工程で製造される。つまり、単結晶インゴットからウェーハをスライスするスライス工程S10と、スライス工程S10でスライスされたウェーハを枚葉エッチングする枚葉エッチング工程S20と、枚葉エッチング工程S20でエッチングされたウェーハを両面研磨する両面研磨工程S25と、両面研磨工程S25で両面研磨されたウェーハを片面研磨する片面研磨工程S30とを経て製造されるようになっている。
なお、スライス工程S10,枚葉エッチング工程S20及び片面研磨工程S30で使用される装置は、第1実施形態と同様である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
9 and 10 show a semiconductor wafer manufacturing method according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a flowchart of the manufacturing process, and FIG. 10 is a schematic diagram of a double-side polishing apparatus used in the manufacturing process. It is. The same members and the like as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals as those in the first embodiment.
In the second embodiment, as shown in FIG. 9, the semiconductor wafer is manufactured in a process in which a double-side polishing process S25 is added to the manufacturing process of the first embodiment. That is, a slicing step S10 for slicing a wafer from a single crystal ingot, a single wafer etching step S20 for etching the wafer sliced in the slicing step S10, and double-side polishing for the wafer etched in the single wafer etching step S20. It is manufactured through a polishing step S25 and a single-side polishing step S30 for single-side polishing the wafer polished on both sides in the double-side polishing step S25.
The apparatus used in the slicing step S10, the single wafer etching step S20, and the single-side polishing step S30 is the same as that in the first embodiment.
《両面研磨工程》
新たに追加された両面研磨工程S25について説明する。両面研磨工程S25は、図10に示すような両面研磨装置8によって行なわれる。両面研磨装置8は、サンギア81とインターナルギア82に噛合され、そのホルダ内にウェーハがセットされるキャリアプレート83と、第1研磨布84aが貼り付けられた上定盤84と、第2研磨布85aが貼り付けられた下定盤85と、研磨剤を供給する研磨剤用ノズル86とを有している。
《Double-sided polishing process》
The newly added double-side polishing step S25 will be described. The double-side polishing step S25 is performed by a double-side polishing apparatus 8 as shown in FIG. The double-side polishing apparatus 8 is engaged with a
そして、両面研磨装置8は、ホルダ内にセットされたウェーハを上定盤84と下定盤85とで挟み込むように保持し、研磨剤用ノズル86から研磨剤を供給し、サンギア81とインターナルギア82とでキャリアプレート83を遊星運動させ、同時に上定盤84と下定盤85とを相対方向に回転させることによって、ウェーハの両面を同時に鏡面研磨するようになっている。
The double-side polishing apparatus 8 holds the wafer set in the holder so as to be sandwiched between the
なお、両面研磨工程S25では、枚葉エッチング工程S20で形成したウェーハ裏面のロールオフ形状が大きく崩れない程度に鏡面研磨する必要があり、表面片面の取り代は10μm以下に設定することが望ましい。
なお、図10に示す両面研磨装置8は一例であって、両面研磨工程S25に用いる装置は、例えば、キャリアプレートに自転を伴わない円運動をさせるように、キャリアプレートが上定盤および下定盤の回転軸から所定距離だけ偏心した状態を、常時、維持して旋回させるような両面研磨装置であってもよい。また、キャリアプレートに形成されるウェーハ保持孔の個数は、1個(枚葉式)でもよいし、複数個でもよい。ウェーハ保持孔の大きさは、研磨される半導体ウェーハの大きさにより、任意に変更される。また、前述した図3に示すような片面研磨装置を用いて、ウェーハ表裏面それぞれを片面ずつ鏡面研磨するようにしてもよい。この場合、ウェーハの裏面側を片面研磨した後、表面側を片面研磨することにより、裏面側はロールオフ形状に加工された状態で表面側が片面研磨されるので、より好ましい。
In the double-side polishing step S25, it is necessary to perform mirror polishing to such an extent that the roll-off shape of the wafer back surface formed in the single wafer etching step S20 does not collapse significantly, and it is desirable to set the allowance for one surface of the surface to 10 μm or less.
Note that the double-side polishing apparatus 8 shown in FIG. 10 is an example, and the apparatus used in the double-side polishing step S25 is, for example, that the carrier plate has an upper surface plate and a lower surface plate so that the carrier plate moves circularly without rotation. A double-side polishing apparatus that always maintains and rotates a state eccentric from the rotation axis by a predetermined distance may be used. The number of wafer holding holes formed in the carrier plate may be one (single wafer type) or plural. The size of the wafer holding hole is arbitrarily changed according to the size of the semiconductor wafer to be polished. Further, using the single-side polishing apparatus as shown in FIG. 3 described above, the front and back surfaces of the wafer may be mirror-polished one side at a time. In this case, it is more preferable that the back side of the wafer is polished on one side and then the front side is polished on one side, so that the back side is processed into a roll-off shape and the front side is polished on one side.
本発明の第2実施形態にかかる半導体ウェーハの製造方法は上述のように構成されているので、第1実施形態と同様の効果を奏する。しかも、両面研磨工程により、ウェーハ裏面の鏡面研磨加工による高品質化が図れるとともに、その後の片面研磨工程S30における研磨加工取り代を低減することができる。 Since the manufacturing method of the semiconductor wafer concerning 2nd Embodiment of this invention is comprised as mentioned above, there exists an effect similar to 1st Embodiment. In addition, the double-side polishing step can improve the quality by mirror polishing of the back surface of the wafer, and can reduce the machining allowance in the subsequent single-side polishing step S30.
[第3実施形態]
次に、図11及び図12を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。
図11及び図12は本発明の第3実施形態に係る半導体ウェーハの製造方法を示すもので、図11はその製造工程のフローチャート、図12はその製造工程で使用される両面研削装置の模式図である。なお、第2実施形態のものと同じ部材等は、第2実施形態の説明と同一の符号で説明する。
[Third Embodiment]
Next, with reference to FIG.11 and FIG.12, 3rd Embodiment of this invention is described.
11 and 12 show a semiconductor wafer manufacturing method according to the third embodiment of the present invention. FIG. 11 is a flowchart of the manufacturing process, and FIG. 12 is a schematic diagram of a double-side grinding apparatus used in the manufacturing process. It is. The same members and the like as those in the second embodiment will be described with the same reference numerals as those in the second embodiment.
第3実施形態では、半導体ウェーハは、図11に示すように、第2実施形態の製造工程にさらに両面研削工程S15が追加された工程で製造される。つまり、単結晶インゴットからウェーハをスライスするスライス工程S10と、スライス工程S10でスライスされたウェーハの両面を研削して平坦化加工する両面研削工程(平坦化工程)S15と、両面研削工程S15で研削されたウェーハを枚葉エッチングする枚葉エッチング工程S20と、枚葉エッチング工程S20でエッチングされたウェーハを両面研磨する両面研磨工程S25と、両面研磨工程S25で両面研磨されたウェーハを片面研磨する片面研磨工程S30とを経て製造されるようになっている。
なお、スライス工程S10,枚葉エッチング工程S20,両面研磨工程S25及び片面研磨工程S30で使用される装置は、第1実施形態及び第2実施形態と同様である。
In the third embodiment, as shown in FIG. 11, the semiconductor wafer is manufactured by a process in which a double-side grinding process S15 is further added to the manufacturing process of the second embodiment. That is, a slicing step S10 for slicing a wafer from a single crystal ingot, a double-sided grinding step (flattening step) S15 for grinding and flattening both surfaces of the wafer sliced in the slicing step S10, and a double-side grinding step S15 Single wafer etching step S20 for single wafer etching, double side polishing step S25 for double side polishing of the wafer etched in single wafer etching step S20, and single side polishing for one side of the wafer polished on both sides in double side polishing step S25 It is manufactured through the polishing step S30.
The apparatuses used in the slicing step S10, the single wafer etching step S20, the double-side polishing step S25, and the single-side polishing step S30 are the same as those in the first embodiment and the second embodiment.
《両面研削工程》
新たに追加された両面研削工程S15について説明する。両面研削工程S15は、図12に示すような両面研削装置9によって行なわれるようになっている。
両面研削装置9は、サンギア91とインターナルギア92に噛合され、そのホルダ内にウェーハがセットされるキャリアプレート93と、研削砥石が取り付けられた上定盤94及び下定盤95と、砥粒を供給するノズル96とを有している。そして、両面研削装置9は、ホルダ内にセットされたウェーハの両面を上定盤94と下定盤95とで挟み込むように保持し、ノズル96から砥粒を供給し、サンギア91とインターナルギア92とでキャリアプレート93を遊星運動させ、同時に、上定盤94と下定盤95とを相対方向に回転させることによって、ウェーハの両面を機械的に研削するようになっている。使用する研削砥石としては、レジノイド研削砥石またはメタルボンド研削砥石などが望ましく、例えば#1000〜#8000の研削砥石を使用することが望ましい。
《Double-sided grinding process》
The newly added double-side grinding step S15 will be described. The double-side grinding step S15 is performed by a double-side grinding apparatus 9 as shown in FIG.
The double-sided grinding device 9 meshes with the
なお、両面研削工程S15において、両面研削後のウェーハ表面に残存する加工ダメージ層の厚みが大きい場合には、後のエッチング工程におけるウェーハのエッチング量や両面研磨工程におけるウェーハの研磨量が増大してしまうため、生産性低下および製造コスト上昇を招くことになる。このため、両面研削時のウェーハ表面への加工ダメージ層の厚みが2μm以下となるように両面研削することが有効である。 In the double-side grinding step S15, when the thickness of the processing damage layer remaining on the wafer surface after double-side grinding is large, the amount of wafer etching in the subsequent etching step and the amount of wafer polishing in the double-side polishing step increase. As a result, productivity is lowered and manufacturing costs are increased. For this reason, it is effective to perform double-side grinding so that the thickness of the processing damage layer on the wafer surface during double-side grinding is 2 μm or less.
なお、図12に示す両面研削装置9は一例であって、片面研削装置を用いてウェーハ表裏面をそれぞれ研削するようにしてもよく、あるいは、両面研削装置を用いてウェーハ表裏面を研削した後、ウェーハ表面側を片面研削装置で仕上げ研削するようにしてもよい。
本発明の第3実施形態にかかる半導体ウェーハの製造方法は上述のように構成されているので、第1実施形態と同様の作用・効果を奏する。しかも、両面研削工程によって、単結晶インゴットのスライス時に生じる加工ダメージ量を低減することができ、加工ダメージを除去するに必要な枚葉エッチング工程におけるエッチング総量そのものを低減することができる。
Note that the double-side grinding apparatus 9 shown in FIG. 12 is an example, and the front and back surfaces of the wafer may be ground using a single-side grinding apparatus, or after the front and back surfaces of the wafer are ground using a double-side grinding apparatus. The wafer surface side may be finish-ground with a single-side grinding apparatus.
Since the semiconductor wafer manufacturing method according to the third embodiment of the present invention is configured as described above, the same operations and effects as those of the first embodiment are achieved. In addition, the double-side grinding process can reduce the amount of processing damage that occurs when slicing a single crystal ingot, and the total etching amount itself in the single wafer etching process necessary to remove the processing damage can be reduced.
[その他]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば第1実施形態では、枚葉エッチングにおけるノズル31の滞留時間を操作して、ウェーハのエッジ部のロールオフ加工を行なっているが、これはノズル31からのエッチング液の噴射量(単位時間当たりの噴射量)が一定であることを前提としており、ノズル31の滞留時間ではなく、ノズル31からのエッチング液の噴射量をエッジ部付近(r3<r≦r3)のみ多くしてもロールオフ加工は可能であり、この場合、ノズル31の滞留時間を一定としてもよく、或いは、ノズル31の滞留時間とエッチング液の噴射量との両方を用いてもよい。
[Others]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the first embodiment, the residence time of the
さらに、ウェーハ温度設定装置20をエッジ部付近についても操作できるようにし、エッジ部付近ウェーハ面の温度を高めてエッチング反応速度を早めることで、ノズル31の滞留時間やノズル31からのエッチング液の噴射量を操作することなく、エッジ部のロールオフ加工を行なうことも可能である。
この場合も、ノズル31の滞留時間やノズル31からのエッチング液の噴射量のいずれか又は両方と協働させてロールオフ加工を行なうことも可能である。
Further, the wafer
Also in this case, it is possible to perform roll-off processing in cooperation with either or both of the residence time of the
もちろん、エッジ部のロールオフ加工には、枚葉エッチングに限らず一般的なエッチング処理を用いてもよく、これらの、エッチング工程と、研削工程と、両面研磨工程とのいずれか或いは全てを組み合わせて行なってもよい。
また、上記各実施形態において、ウェーハ温度設定装置20は、チャック11の表面側に設けられた複数の温度制御素子21a,21bを有する構成になっているが、その構成はこれに限定されず、ウェーハ面内温度分布を所望の状態に設定できるものであれば、どのようなものであっても良い。例えば、ウェーハ温度設定装置は、ウェーハ温度を設定するためにウェーハを照射する赤外線ランプあるいはレーザ発振器等のウェーハ照射装置(ウェーハ照射手段)と、ウェーハ照射装置からの照射をウェーハ上の所定の領域に設定するためのウェーハ照射位置設定装置(ウェーハ照射位置設定手段)とを有して構成されていても良い。これらウェーハ照射手段とウェーハ照射位置設定装置とは、制御装置60に接続され、そのオンオフ及び領域設定が制御されるようになっている。そして、ウェーハ照射手段が赤外線ランプである場合には、ウェーハ照射位置設定装置段は、ランプとウェーハとの間に位置して、照射領域及び照射時間を制限するようにすることができ、また、ウェーハ照射手段がレーザ発振器である場合には、ウェーハ照射位置設定手段はレーザ照射位置を制御するように発振器に設けられた制御とすることができる。
Of course, the roll-off processing of the edge portion may use not only single-wafer etching but also a general etching process, and a combination of any or all of the etching process, the grinding process, and the double-side polishing process. You may do it.
In each of the above embodiments, the wafer
また、上記各実施形態において、ウェーハ温度設定装置20に加えてエッチング液の温度を設定するエッチング液温度設定装置(エッチング液温度設定手段)やエッチング液の混合比を変更するエッチング液混合比変更装置(エッチング液混合比変更手段)を備えても良いし、ウェーハ温度設定装置20を備えずにエッチング液温度設定装置やエッチング液混合比変更装置のみを備えるようにしても良い。
In each of the above embodiments, in addition to the wafer
また、上記各実施形態において、スライス工程S10でシリコン単結晶インゴットから所定枚数の半導体ウェーハのみをスライスするようにしたが、インゴット全体をウェーハ状にスライスするようにしても良い。 In each of the above embodiments, only a predetermined number of semiconductor wafers are sliced from the silicon single crystal ingot in the slicing step S10. However, the entire ingot may be sliced into a wafer.
1 ウェーハ
2 枚葉エッチング装置
7 片面研磨装置
8 両面研磨装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該鏡面研磨工程前に、該ウェーハの該裏面のエッジ部をロールオフ加工する
ことを特徴とする、半導体ウェーハの製造方法。 A single wafer etching process in which etching is performed by spraying an etching solution onto each of the front and back surfaces of the wafer obtained by slicing the single crystal ingot, and then a polishing pad is applied to the surface of the wafer to A mirror polishing step of polishing the surface to a mirror surface with the polishing pad while applying pressure from the back surface,
A method of manufacturing a semiconductor wafer, comprising: rolling off an edge portion of the back surface of the wafer before the mirror polishing step.
ことを特徴とする、請求項1記載の半導体ウェーハの製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein the roll-off processing is performed in the etching step.
ことを特徴とする、請求項2記載の半導体ウェーハの製造方法。 3. The semiconductor wafer according to claim 2, wherein the etching step is a single wafer etching step in which etching is performed by spraying an etching solution while rotating the wafer with respect to the front surface and the back surface of the wafer. Production method.
ことを特徴とする、請求項3記載の半導体ウェーハの製造方法。 In the single wafer etching step, etching is performed while rotating the wafer and moving the nozzle for injecting the etching solution in the radial direction, and the moving speed of the nozzle and / or the injection amount of the etching solution from the nozzle are set. 4. The method of manufacturing a semiconductor wafer according to claim 3, wherein the roll-off processing of the back edge portion of the wafer is performed by adjusting.
ことを特徴とする、請求項3又は4記載の半導体ウェーハの製造方法。 In the single wafer etching step, the roll-off processing of the back edge portion of the wafer is performed by suppressing the processing for promoting the reaction of the etching solution at the edge portion of the back surface of the wafer. A method for producing a semiconductor wafer according to claim 3 or 4.
ことを特徴とする、請求項1〜5の何れか1項に記載の半導体ウェーハの製造方法。 The etching amount for the roll-off processing is based on the roll-off amount formed on the edge portion of the surface of the wafer by the polishing pad when the mirror polishing step is performed without performing the roll-off processing. The semiconductor wafer manufacturing method according to claim 1, wherein the semiconductor wafer manufacturing method is set.
該ウェーハの該表面に研磨パッドを当てて該ウェーハの該裏面から圧力を加えながら該研磨パッドにより該表面を鏡面に研磨仕上げする鏡面研磨装置と、
該回転駆動装置,該エッチング液噴射装置及び鏡面研磨装置を制御する制御装置と、を備え、
該制御装置は、該エッチング液噴射装置を制御することによって、該エッチングにより該ウェーハの該裏面のエッジ部をロールオフ加工する
ことを特徴とする、半導体ウェーハの製造装置。 Rotation drive device that rotationally drives a wafer obtained by slicing a single crystal ingot, etching solution injection device that injects an etchant onto the front or back surface of the wafer, and controls the rotation drive device and the etchant injection device A single-wafer etching apparatus that performs etching by injecting an etching liquid onto the front or back surface of the wafer while rotating the wafer by the rotation driving apparatus and the etching liquid injection apparatus.
A mirror polishing apparatus that applies a polishing pad to the surface of the wafer and polishes the surface to a mirror surface with the polishing pad while applying pressure from the back surface of the wafer;
A control device for controlling the rotation driving device, the etching solution spraying device and the mirror polishing device;
The control apparatus rolls off the edge portion of the back surface of the wafer by the etching by controlling the etching solution spraying apparatus.
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| JP2008160940A JP2010003846A (en) | 2008-06-19 | 2008-06-19 | Method and device for manufacturing semiconductor wafer |
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| JP (1) | JP2010003846A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010003847A (en) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Sumco Corp | Manufacturing method of semiconductor wafer |
| CN115741291A (en) * | 2022-12-07 | 2023-03-07 | 华海清科股份有限公司 | Wafer edge processing device |
| WO2025229869A1 (en) * | 2024-04-30 | 2025-11-06 | 東京エレクトロン株式会社 | Substrate processing method, substrate processing device, and computer storage medium |
-
2008
- 2008-06-19 JP JP2008160940A patent/JP2010003846A/en not_active Withdrawn
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