JP6843553B2 - Wafer surface treatment method - Google Patents

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本発明はウェハの表面処理方法に関するものであり、特に、半導体ウェハ(以下、単に「ウェハ」という)にゲッタリング層を形成するためのウェハの表面処理方法に関するものである。 The present invention relates to a wafer surface treatment method, and more particularly to a wafer surface treatment method for forming a gettering layer on a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as “wafer”).

シリコンからなる薄厚の半導体デバイスは、シリコン単結晶からスライスしたウェハ、すなわちシリコンウェハ上に回路を形成することにより製造される。 A thin semiconductor device made of silicon is manufactured by forming a circuit on a wafer sliced from a silicon single crystal, that is, a silicon wafer.

半導体プロセスにおける問題点の一つとして、シリコンウェハ中に不純物である重金属が混入することが挙げられる。シリコンウェハの表面側に形成されるデバイス領域へ重金属が拡散した場合、デバイス特性に著しい悪影響をもたらす。そこで、シリコンウェハに混入した重金属がデバイス領域に拡散するのを抑制するため、ゲッタリング法を採用するのが一般的である。 One of the problems in the semiconductor process is that heavy metals, which are impurities, are mixed in the silicon wafer. When heavy metals diffuse into the device region formed on the surface side of the silicon wafer, the device characteristics are significantly adversely affected. Therefore, in order to prevent heavy metals mixed in the silicon wafer from diffusing into the device region, a gettering method is generally adopted.

ゲッタリング法は、表面側に半導体素子が形成されたウェハに対して、多数の極微小なスクラッチから成るエクストリンシック・ゲッタリング(Entrinsic Gettering)層(以下、単に「ゲッタリング層」又は「EG層」と称す)を形成するものである。EG層によるゲッタリング効果によって、重金属がEG層に捕捉され、ウェハ内に混入した重金属がデバイス領域に拡散することを防止する。 In the gettering method, an entrinsic gettering layer (hereinafter, simply "gettering layer" or "EG layer" consisting of a large number of extremely minute scratches is formed on a wafer in which a semiconductor element is formed on the surface side. ") Is formed. Due to the gettering effect of the EG layer, heavy metals are trapped in the EG layer, and the heavy metals mixed in the wafer are prevented from diffusing into the device region.

このようなEG層を形成するものとして、研磨液を供給しながら研磨パッドでウェハの裏面を鏡面状に研磨してウェハの裏面に付着した重金属を捕捉可能な研削歪を除去した後に、純水を供給しながら研磨パッドをウェハの裏面に押し当ててウェハにEG層を形成するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 To form such an EG layer, the back surface of the wafer is mirror-polished with a polishing pad while supplying a polishing liquid to remove grinding strain capable of capturing heavy metals adhering to the back surface of the wafer, and then pure water is formed. It is known that the polishing pad is pressed against the back surface of the wafer while supplying the wafer to form an EG layer on the wafer (see, for example, Patent Document 1).

特開2013−247132号公報。Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-247132.

しかしながら、特許文献1に記載の加工方法では、研削歪を除去する研磨工程とEG層をウェハに生成する工程との間に、重金属がウェハの裏面に付着した場合には、重金属のデバイス領域への拡散を抑制することが難しいという問題があった。 However, in the processing method described in Patent Document 1, when a heavy metal adheres to the back surface of the wafer between the polishing step of removing the grinding strain and the step of forming the EG layer on the wafer, the device region of the heavy metal is reached. There was a problem that it was difficult to suppress the spread of the wafer.

そこで、EG層をウェハに生成する際に、重金属がウェハに付着することを抑制するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, when the EG layer is formed on the wafer, a technical problem to be solved in order to prevent heavy metals from adhering to the wafer arises, and an object of the present invention is to solve this problem. ..

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、表面側にデバイス領域が形成されたウェハの裏面を鏡面状に仕上げ研磨すると共にゲッタリング層を生成するウェハの表面処理方法であって、前記ウェハを基板保持機構で保持する保持工程と、前記ウェハと砥粒を混入した樹脂材を含侵させて成るEGパッドを有する表面処理パッドとの間にアルカリ性の研磨助剤を供給し、前記研磨助剤が前記樹脂材を加水分解させて前記砥粒の少なくとも一部を前記表面処理パッドから遊離させて、前記EGパッドに含まれる固定砥粒が前記ウェハに押圧された状態で前記基板保持機構及び前記表面処理パッドを回転させて前記EGパッドから遊離した遊離砥粒が前記ウェハ上を転動することにより、前記ウェハの裏面を鏡面状に研磨すると共に前記ゲッタリング層を生成する表面処理工程と、を含むウェハの表面処理方法を提供する。 The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is to mirror-polish the back surface of a wafer having a device region formed on the front surface side and to generate a gettering layer. This is a method for surface treatment of a wafer, and is between a holding step of holding the wafer by a substrate holding mechanism and a surface treatment pad having an EG pad formed by impregnating the wafer with a resin material mixed with abrasive grains. An alkaline polishing aid is supplied, and the polishing aid hydrolyzes the resin material to release at least a part of the abrasive grains from the surface treatment pad, and the fixed abrasive grains contained in the EG pad are said. by free abrasive grains released from the EG pad by rotating the substrate holding mechanism and the surface treatment pad in a state of being pressed to the wafer rolls on the wafer, polishing the back surface of the wafer to mirror-like Provided is a surface treatment method for a wafer including a surface treatment step for forming the gettering layer.

この構成によれば、表面処理パッドがウェハの裏面の研削ダメージを除去して鏡面状に仕上げると共にウェハにゲッタリング層を生成するため、研磨工程とEG層生成工程との間に重金属がウェハ内に混入することを抑制することができる。 According to this configuration, the surface treatment pad removes the grinding damage on the back surface of the wafer and finishes it in a mirror shape, and at the same time, a gettering layer is generated on the wafer. It can be suppressed from being mixed in.

さらに、ウェハの研磨とゲッタリング層の生成を並行して行うため、従来のようにこれらを独立して行う場合と比べて、表面処理工程を効率良く行うことができる。 Further, since the wafer polishing and the gettering layer are generated in parallel, the surface treatment step can be performed more efficiently than in the conventional case where these are performed independently.

請求項2記載の発明は、請求項1に記載の構成において、前記表面処理工程の後に、前記ウェハと前記表面処理パッドとの間に純水を供給しながら、前記基板保持機構及び前記表面処理パッドを回転させて、前記ウェハの裏面に残存する研磨助剤を洗い流すリンス工程を含むウェハの表面処理方法を提供する。 The invention according to claim 2 has the substrate holding mechanism and the surface treatment while supplying pure water between the wafer and the surface treatment pad after the surface treatment step in the configuration according to the first aspect. Provided is a method for surface treatment of a wafer, which comprises a rinsing step of rotating a pad to wash away the polishing aid remaining on the back surface of the wafer.

この構成によれば、表面処理工程後にウェハ上に残存した研磨助剤を洗い流すことにより、ウェハが研磨助剤で腐食することを抑制できる。 According to this configuration, it is possible to prevent the wafer from being corroded by the polishing aid by washing away the polishing aid remaining on the wafer after the surface treatment step.

請求項3記載の発明は、請求項2に記載の構成において、前記リンス工程において、前記ウェハと前記表面処理パッドとが非接触状態で回転するウェハの表面処理方法を提供する。 The invention according to claim 3 provides a surface treatment method for a wafer in which the wafer and the surface treatment pad rotate in a non-contact state in the rinsing step in the configuration according to claim 2.

この構成によれば、ウェハと表面処理パッドとが回転することでウェハと表面処理パッドとの間に介在する純水中に水流が形成されることにより、ウェハ上に残存した研磨助剤がスムーズに洗い流されるため、ウェハが研磨助剤で腐食することを抑制できる。 According to this configuration, the rotation of the wafer and the surface treatment pad forms a water flow in the pure water interposed between the wafer and the surface treatment pad, so that the polishing aid remaining on the wafer is smoothed. Since it is washed away, it is possible to prevent the wafer from being corroded by the polishing aid.

請求項4記載の発明は、請求項3に記載の構成において、前記リンス工程において、前記基板保持機構及び前記表面処理パッドを相対的に逆回転させるウェハの表面処理方法を提供することができる。 The invention according to claim 4 can provide a surface treatment method for a wafer in which the substrate holding mechanism and the surface treatment pad are relatively reversely rotated in the rinsing step in the configuration according to claim 3.

この構成によれば、ウェハと表面処理パッドとが相対的に逆向きに回転することでウェハと表面処理パッドとの間に介在する純水中に複雑な水流が形成されることにより、ウェハ上に残存した研磨助剤がスムーズに洗い流されるため、ウェハが研磨助剤で腐食することをさらに抑制できる。 According to this configuration, the wafer and the surface treatment pad rotate in relatively opposite directions to form a complicated water flow in the pure water interposed between the wafer and the surface treatment pad, thereby forming a complicated water flow on the wafer. Since the polishing aid remaining in the wafer is smoothly washed away, it is possible to further prevent the wafer from being corroded by the polishing aid.

請求項5記載の発明は、請求項2乃至4の何れか1項記載の構成において、前記表面処理工程及び前記リンス工程の間に、前記表面処理パッドの加工面にパットドレッサを押圧して該加工面を払拭するドレッシング工程を含むウェハの表面処理方法を提供する。 The invention according to claim 5 is the configuration according to any one of claims 2 to 4, wherein a pad dresser is pressed against the processed surface of the surface treatment pad during the surface treatment step and the rinse step. Provided is a method for surface treatment of a wafer, which includes a dressing step of wiping the processed surface.

この構成によれば、リンス工程の前に、パットドレッサによって表面処理パッドに残存した研磨助剤が取り除かれるため、リンス工程において研磨助剤が表面処理パッドからウェハに研磨助剤が移って、ウェハが研磨助剤で腐食することを抑制できる。 According to this configuration, the polishing aid remaining on the surface treatment pad is removed by the pad dresser before the rinsing step, so that the polishing aid is transferred from the surface treatment pad to the wafer in the rinsing step, and the wafer is transferred. Can be prevented from being corroded by the polishing aid.

本発明によれば、表面処理パッドがウェハの裏面の研削ダメージを除去して鏡面状に仕上げると共にウェハにゲッタリング層を生成するため、研磨工程とEG層生成工程との間に重金属がウェハ内に混入することを抑制することができる。さらに、ウェハの研磨とゲッタリング層の生成を並行して行うため、従来のようにこれらを独立して行う場合と比べて、表面処理工程を効率良く行うことができる。 According to the present invention, since the surface treatment pad removes the grinding damage on the back surface of the wafer to finish it in a mirror shape and forms a gettering layer on the wafer, a heavy metal is formed in the wafer between the polishing step and the EG layer forming step. It can be suppressed from being mixed in. Further, since the wafer polishing and the gettering layer are generated in parallel, the surface treatment step can be performed more efficiently than in the conventional case where these are performed independently.

本発明を適用したウェハの表面処理装置を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the surface treatment apparatus of the wafer to which this invention is applied. 図1に示した同上ウェハの表面処理装置における研磨・テクスチャリングユニットの部分側面図で、(a)は表面処理パッドを説明する図、(b)はパットドレッサを説明する図である。FIG. 1 is a partial side view of a polishing / texturing unit in the same wafer surface treatment apparatus shown in FIG. 1, where FIG. 1A is a diagram for explaining a surface treatment pad, and FIG. 1B is a diagram for explaining a pad dresser. ウェハの加工処理手順を説明する模式図で、(a)は研削工程の説明図、(b)は研磨、テクスチャリング工程の説明図、(c)はクリーニング工程の説明図、(d)はリンス工程の説明図である。It is a schematic diagram explaining a wafer processing procedure, (a) is an explanatory diagram of a grinding process, (b) is an explanatory diagram of a polishing and texture processing process, (c) is an explanatory diagram of a cleaning process, and (d) is a rinsing. It is explanatory drawing of a process. ウェハにEG層を生成する様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows the state of forming an EG layer on a wafer schematically. EG層が生成されたウェハの一例を示し、(a)はその全体図、(b)はその部分拡大断面図、(c)はその部分拡大斜視図である。An example of the wafer on which the EG layer is formed is shown, (a) is an overall view thereof, (b) is a partially enlarged sectional view thereof, and (c) is a partially enlarged perspective view thereof.

本発明は、EG層をウェハに生成する際に、重金属がウェハに付着することを抑制するという目的を達成するために、表面側にデバイス領域が形成されたウェハの裏面を鏡面状に仕上げ研磨すると共にゲッタリング層を生成するウェハの表面処理方法であって、ウェハを基板保持機構で保持する保持工程と、ウェハと表面処理パッドとの間にアルカリ性の研磨助剤を供給しながら、表面処理パッドをウェハに押圧し、基板保持機構及び表面処理パッドを回転させて、ウェハの裏面を鏡面状に研磨すると共にゲッタリング層を生成する表面処理工程と、を含む構成としたことにより実現した。 In the present invention, in order to achieve the object of suppressing the adhesion of heavy metals to the wafer when the EG layer is formed on the wafer, the back surface of the wafer in which the device region is formed on the front surface side is mirror-finished and polished. This is a surface treatment method for a wafer that also produces a gettering layer, in which the wafer is held by a substrate holding mechanism and the surface treatment is performed while supplying an alkaline polishing aid between the wafer and the surface treatment pad. This was achieved by pressing the pad against the wafer, rotating the substrate holding mechanism and the surface treatment pad, polishing the back surface of the wafer in a mirror shape, and forming a surface treatment step to generate a gettering layer.

以下、本発明の一実施例に係るウェハの表面処理方法を適用したウェハの表面処理装置10について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the wafer surface treatment apparatus 10 to which the wafer surface treatment method according to the embodiment of the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

図1はウェハの表面処理装置10を示す概略平面図である。図1に示されるウェハの表面処理装置10は、複数のウェハW(例えばシリコン・ウェハ)を格納するカセット11a、11bと、4つの基板保持機構としてのチャック部12a〜12dを備えていてインデックス回転するターンテーブル13と、4つのチャック部12a〜12dを洗浄する洗浄ユニット14と、ウェハWを搬送する搬送ロボット15とを含んでいる。 FIG. 1 is a schematic plan view showing a wafer surface treatment apparatus 10. The wafer surface treatment apparatus 10 shown in FIG. 1 includes cassettes 11a and 11b for storing a plurality of wafers W (for example, silicon wafers) and chuck portions 12a to 12d as four substrate holding mechanisms for index rotation. It includes a turntable 13 for cleaning, a cleaning unit 14 for cleaning the four chuck portions 12a to 12d, and a transfer robot 15 for conveying the wafer W.

さらに、図1に示されるように、ウェハの表面処理装置10においては、粗研削ユニット16、仕上げ研削ユニット17、研磨・テクスチャリングユニット18がターンテーブル13の外周に沿って順番に配置されている。なお、粗研削ユニット16は、粗研削砥石(図示しない)によりウェハWの裏面Waを粗研削し、仕上げ研削ユニット17は仕上げ研削砥石(図示しない)により裏面Waを仕上げ研削する。 Further, as shown in FIG. 1, in the wafer surface treatment apparatus 10, the rough grinding unit 16, the finish grinding unit 17, and the polishing / textured unit 18 are arranged in order along the outer circumference of the turntable 13. .. The rough grinding unit 16 roughly grinds the back surface Wa of the wafer W with a rough grinding wheel (not shown), and the finish grinding unit 17 finish grinds the back surface Wa with a finish grinding wheel (not shown).

図2は、ウェハWの裏面を鏡面状に仕上げ研磨をすると共にウェハWにEG層を生成する研磨・テクスチャリングユニット18の部分側面図である。研磨・テクスチャリングユニット18は、図2(a)に示されるEGパッドユニット20と、図2(b)に示されるパットドレスユニット30とを備えている。 FIG. 2 is a partial side view of the polishing / texturing unit 18 that mirror-finishes the back surface of the wafer W and forms an EG layer on the wafer W. The polishing / texturing unit 18 includes an EG pad unit 20 shown in FIG. 2 (a) and a pad dress unit 30 shown in FIG. 2 (b).

図2(a)に示されるEGパッドユニット20は、アーム21の先端にモータ22が懸架されている。そのモータ22の出力軸22aには、円板状をしたパッド支持体23が水平回転可能に取り付けられている。また、パッド支持体23の下面には同じく円板状をしたサブパッド24が樹脂性接着剤25を介して接着固定され、更にサブパッド24の下面には同じく円板状をした表面処理パッドとしてのEGパッド26が樹脂性接着剤27を介して接着固定され、これらパッド支持体23、サブパッド24、EGパッド26が一体化されている。したがって、これらパッド支持体23、サブパッド24、EGパッド26は、アーム21と一体にウェハWの厚さ方向に下降可能であり、また水平方向に回動可能である。 In the EG pad unit 20 shown in FIG. 2A, the motor 22 is suspended at the tip of the arm 21. A disc-shaped pad support 23 is attached to the output shaft 22a of the motor 22 so as to be horizontally rotatable. Further, a disk-shaped sub-pad 24 is adhesively fixed to the lower surface of the pad support 23 via a resin adhesive 25, and an EG as a disk-shaped surface treatment pad is further adhered to the lower surface of the sub-pad 24. The pad 26 is adhesively fixed via a resin adhesive 27, and the pad support 23, the sub pad 24, and the EG pad 26 are integrated. Therefore, the pad support 23, the sub pad 24, and the EG pad 26 can be lowered in the thickness direction of the wafer W integrally with the arm 21, and can be rotated in the horizontal direction.

EGパッド26は、厚みが4.8mm程の円板状に形成されたポリウレタン樹脂製のパッド基材に、0.6μm程度の微細なSiC(シリコン珪素)や、タングステン、アルミナ等の砥粒を樹脂材内に混合させ、その樹脂パッド基材に含浸させてなる。パッド基材に樹脂材と共に含浸された砥粒は、ウェハWの裏面Waに極微細なスクラッチを与えてEG層を形成するのに寄与する。一方、サブパッド24は、厚みが0.9mm程の円板状に形成され、EGパッド23よりも硬さの低いものを用い、加工時におけるウェハWの表面形状に追従し易くなるように設けられている。なお、砥粒を混同させる樹脂材は、ポリウレタンに限定されるものではないことは云うまでもない。 The EG pad 26 is a pad base material made of polyurethane resin formed in a disk shape having a thickness of about 4.8 mm, and fine SiC (silicon silicon) of about 0.6 μm, tungsten, alumina, and other abrasive grains are applied to the pad base material. It is mixed in a resin material and impregnated in the resin pad base material. The abrasive grains impregnated with the resin material in the pad base material contribute to forming an EG layer by giving ultrafine scratches to the back surface Wa of the wafer W. On the other hand, the sub pad 24 is formed in a disk shape having a thickness of about 0.9 mm, is lower in hardness than the EG pad 23, and is provided so as to easily follow the surface shape of the wafer W during processing. ing. Needless to say, the resin material that confuses the abrasive grains is not limited to polyurethane.

EGパッドユニット20には、ウェハWとEGパッド23との間に水(純水)及び研磨助剤としての研磨助剤を供給する供給源に接続された供給ライン28が設けられている。なお、研磨助剤とは、例えばアミン系(ピペラジン等)を含む溶液(5〜10%)を希釈したものである。 The EG pad unit 20 is provided with a supply line 28 connected between the wafer W and the EG pad 23 to a supply source for supplying water (pure water) and a polishing aid as a polishing aid. The polishing aid is, for example, a diluted solution (5 to 10%) containing an amine type (piperazine or the like).

図2(b)に示されるパットドレスユニット30は、図示しないモータの出力軸に接続された支持部材31に、ドレッサヘッド32が水平回転可能に取り付けられている。なお、ドレッサヘッド32は、本例ではEGパッド26の下面(加工面)と対向する円板状に形成された不織布の上面にダイヤモンド砥粒を樹脂材内に含浸させた研磨層33を設けてなる。 In the pad dress unit 30 shown in FIG. 2B, a dresser head 32 is horizontally rotatably attached to a support member 31 connected to an output shaft of a motor (not shown). In this example, the dresser head 32 is provided with a polishing layer 33 impregnated with diamond abrasive grains in a resin material on the upper surface of a non-woven fabric formed in a disk shape facing the lower surface (processed surface) of the EG pad 26. Become.

そして、ウェハの表面処理装置10では、研磨・テクスチャリングユニット18において、ウェハWの裏面Wa側に極微細なダメージを与えて、ゲッタリング能を有するEG層を生成すると共に鏡面状に仕上げる研磨加工を行うことができるようになっている。 Then, in the wafer surface treatment apparatus 10, in the polishing / texturing unit 18, a polishing process is performed in which the back surface Wa side of the wafer W is subjected to extremely fine damage to generate an EG layer having a gettering ability and to finish it in a mirror shape. Can be done.

以下、本発明のウェハの表面処理装置10の動作について説明する。まず、搬送ロボット15によって、カセット11aから一つのウェハWが取り出されて、ウェハWを保持して回転させる基板保持機構としてのチャック部12aまで搬送される。 Hereinafter, the operation of the wafer surface treatment apparatus 10 of the present invention will be described. First, one wafer W is taken out from the cassette 11a by the transfer robot 15 and transferred to the chuck portion 12a as a substrate holding mechanism for holding and rotating the wafer W.

ウェハWは、裏面Waが上方を向いた状態でチャック部12aに吸引保持される。チャック部12aは、洗浄ユニット14により予め洗浄されている。その後、ターンテーブル13がインデックス回転し、チャック部12aは、粗研削ユニット16まで移動される。このとき、別のチャック部12dには、別のウェハWが搬送ロボットにより搬送され、同様な処理が行われる。 The wafer W is suction-held by the chuck portion 12a with the back surface Wa facing upward. The chuck portion 12a is pre-cleaned by the cleaning unit 14. After that, the turntable 13 rotates by index, and the chuck portion 12a is moved to the rough grinding unit 16. At this time, another wafer W is conveyed to another chuck portion 12d by a transfer robot, and the same processing is performed.

粗研削ユニット16においては、ウェハWの裏面Waが粗研削砥石(図示しない)により公知の手法で粗研削される。次いで、ターンテーブル13がインデックス回転して、チャック部12aは、粗研削ユニット16から仕上げ研削ユニット17まで移動される。仕上げ研削ユニット17においては、ウェハWの裏面Waは仕上げ研削砥石(図示しない)により仕上げ研削される。 In the rough grinding unit 16, the back surface Wa of the wafer W is roughly ground by a known method using a rough grinding wheel (not shown). Next, the turntable 13 rotates by index, and the chuck portion 12a is moved from the rough grinding unit 16 to the finish grinding unit 17. In the finish grinding unit 17, the back surface Wa of the wafer W is finish grinded by a finish grinding wheel (not shown).

ターンテーブル13は再びインデックス回転して、チャック部12aは、仕上げ研削ユニット17から研磨・テクスチャリングユニット18まで移動される。 The turntable 13 is index-rotated again, and the chuck portion 12a is moved from the finish grinding unit 17 to the polishing / texturing unit 18.

研削工程後のウェハWの裏面Waには、図3(a)に示すような研削痕が存在する。そこで、研磨・テクスチャリングユニット18では、図3(b)に示すように、EGパッド26がアーム21と共に水平回動して、チャック部12aの上方に移動する。その後、EGパッド26とウェハWをそれぞれ回転させながら、EGパッド26を下降させて、EGパッド26をウェハWに押圧させる。また、EGパッド26とウェハWとの間には、アルカリ性の研磨助剤が供給される。このようにして、ウェハWの裏面Waの研削痕を除去して裏面Waを鏡面状に研磨するウェットポリッシュとウェハWにEG層を生成するテクスチャリング処理とを並行して行う研磨・テクスチャリング工程(表面処理工程)が実行される。 On the back surface Wa of the wafer W after the grinding step, there are grinding marks as shown in FIG. 3A. Therefore, in the polishing / texturing unit 18, as shown in FIG. 3B, the EG pad 26 horizontally rotates together with the arm 21 and moves above the chuck portion 12a. Then, while rotating the EG pad 26 and the wafer W, the EG pad 26 is lowered to press the EG pad 26 against the wafer W. Further, an alkaline polishing aid is supplied between the EG pad 26 and the wafer W. In this way, a polishing / texturing step in which a wet polish for removing grinding marks on the back surface Wa of the wafer W and polishing the back surface Wa in a mirror surface and a texturing process for forming an EG layer on the wafer W are performed in parallel. (Surface treatment step) is executed.

具体的には、EGパッド26に含まれる砥粒(以下、「固定砥粒」と称す)A1とEGパッド26から遊離した砥粒(以下、「遊離砥粒」と称す)A2とが協働して、研磨加工とテクスチャリング処理を行う。固定砥粒A1がウェハWの裏面Waに押圧された状態でEGパッド26とウェハWとが回転し、遊離砥粒A2がウェハW上を転動する。遊離砥粒A2は、樹脂性接着剤27が研磨助剤によって膨潤し加水分解することにより、図4に示すようにEGパッド26に含まれる固定砥粒A1の一部がEGパッド26から遊離したものである。 Specifically, the abrasive grains (hereinafter referred to as "fixed abrasive grains") A1 contained in the EG pad 26 and the abrasive grains (hereinafter referred to as "free abrasive grains") A2 released from the EG pad 26 cooperate with each other. Then, polishing and texturing are performed. The EG pad 26 and the wafer W rotate while the fixed abrasive grains A1 are pressed against the back surface Wa of the wafer W, and the free abrasive grains A2 roll on the wafer W. In the free abrasive grains A2, a part of the fixed abrasive grains A1 contained in the EG pad 26 was released from the EG pad 26 as shown in FIG. 4 when the resin adhesive 27 was swollen and hydrolyzed by the polishing aid. It is a thing.

また、ウェハWの裏面Waの表層側が研磨助剤に触れて酸化膜(SiO2)がSiOHに改質することで軟化し、ウェハWの裏面Waが研磨し易くなっている。さらに、EGパッド26とウェハWとの間を遊離砥粒A2が転動することにより、ウェハWに遊離砥粒A2が食い込む等の外力で強制的に行う研磨ではなく、自然な力でウェハWに極微細なスクラッチを形成することにより、ウェハW内にEG層を生成する。 Further, the surface layer side of the back surface Wa of the wafer W comes into contact with the polishing aid and the oxide film (SiO2) is modified to SiOH to soften the back surface Wa of the wafer W, so that the back surface Wa of the wafer W can be easily polished. Further, by rolling the free abrasive grains A2 between the EG pad 26 and the wafer W, the wafer W is not forcibly polished by an external force such as the free abrasive grains A2 biting into the wafer W, but by a natural force. An EG layer is formed in the wafer W by forming ultrafine scratches on the wafer W.

図5は、研磨・テクスチャリング工程を経たウェハWの一例を示すものであり、同図(a)はウェハWを裏面側から見た全体斜視図、同図(b)はウェハWの部分拡大断面図、同図(c)はその部分拡大斜視図である。図5に示すウェハWは、表面Wb側に無欠陥層40が形成され、その無欠陥層40の表面に複数個の半導体素子41が設けられている。また、これら半導体素子41を保護するために、裏面研削時には、保護フィルム42がウェハWの表面Wbに貼り付けられている。一方、裏面Wa側には、EG層43が形成されている。EG層43は、多数のクラッチから成り、面粗さ(Ra)1.0nm〜1.7nmで形成される。 FIG. 5 shows an example of the wafer W that has undergone the polishing / texturing process. FIG. 5A is an overall perspective view of the wafer W as viewed from the back surface side, and FIG. 5B is a partially enlarged view of the wafer W. The cross-sectional view and FIG. 3C are partially enlarged perspective views thereof. In the wafer W shown in FIG. 5, a defect-free layer 40 is formed on the surface Wb side, and a plurality of semiconductor elements 41 are provided on the surface of the defect-free layer 40. Further, in order to protect these semiconductor elements 41, a protective film 42 is attached to the surface Wb of the wafer W at the time of backside grinding. On the other hand, the EG layer 43 is formed on the back Wa side. The EG layer 43 is composed of a large number of clutches and is formed with a surface roughness (Ra) of 1.0 nm to 1.7 nm.

研磨・テクスチャリング工程の後に、図3(c)に示すように、EGパッド26の加工面26aに対してクリーニング工程を行う。この工程では、EGパッド26がアーム21と共に水平回動され、EGパッド26がドレッサヘッド32の上方に移動される。その後、モータ22の駆動によりEGパッド26を回転させながら、そのEGパッド26をアーム21と一体にウェハWの厚さ方向に下降させ、同じく図示せぬモータにより回転しているドレッサヘッド32上にEGパッド26を軽く押し付け、EGパッド26の加工面26aから厚み方向の所定範囲を払拭し、EGパッド26の加工面26aに残存する研磨助剤を取り除く。これにより、後述するリンス工程において、加工面26aに残留した研磨助剤がウェハWに移ることを回避できる。 After the polishing / texturing step, as shown in FIG. 3C, a cleaning step is performed on the machined surface 26a of the EG pad 26. In this step, the EG pad 26 is horizontally rotated together with the arm 21, and the EG pad 26 is moved above the dresser head 32. After that, while rotating the EG pad 26 by driving the motor 22, the EG pad 26 is lowered integrally with the arm 21 in the thickness direction of the wafer W, and is placed on the dresser head 32 which is also rotated by a motor (not shown). The EG pad 26 is lightly pressed to wipe a predetermined range in the thickness direction from the processed surface 26a of the EG pad 26, and the polishing aid remaining on the processed surface 26a of the EG pad 26 is removed. As a result, in the rinsing step described later, it is possible to prevent the polishing aid remaining on the machined surface 26a from being transferred to the wafer W.

クリーニング工程の後に、図3(d)に示すように、ウェハWの裏面Waに対してリンス工程を行う。この工程では、EGパッド26がアーム21と共に水平回動して、チャック部12aの上方に移動する。その後、EGパッド26を下降させてウェハWに接近させる。そして、回転しているチャック部12a上のウェハWの裏面WaとEGパッド26の加工面との間に純水を供給しながら、ウェハWとEGパッド26を互いに逆向きに回転させる。EGパッド26は、ウェハWに非接触状態で近接して配置されており、この状態でウェハWとEGパッド26を互いに逆向きに回転させることにより、ウェハWの裏面Wa上に複雑な水流を形成することができる。このようにして、供給された水でリンス処理をし、ウェハWの裏面Waに残存する研磨助剤を洗い流して除去する。 After the cleaning step, as shown in FIG. 3D, a rinsing step is performed on the back surface Wa of the wafer W. In this step, the EG pad 26 rotates horizontally together with the arm 21 and moves above the chuck portion 12a. After that, the EG pad 26 is lowered to approach the wafer W. Then, while supplying pure water between the back surface Wa of the wafer W on the rotating chuck portion 12a and the processed surface of the EG pad 26, the wafer W and the EG pad 26 are rotated in opposite directions. The EG pad 26 is arranged close to the wafer W in a non-contact state, and by rotating the wafer W and the EG pad 26 in opposite directions in this state, a complicated water flow is created on the back surface Wa of the wafer W. Can be formed. In this way, the supplied water is used for rinsing treatment, and the polishing aid remaining on the back surface Wa of the wafer W is washed away and removed.

以上説明したように、本発明によるウェハの表面処理装置10によれば、EGパッド26がウェハWの裏面Waの研削ダメージを除去して鏡面状に仕上げると共にウェハWにEG層43を生成するため、研磨工程とEG層生成工程との間に重金属がウェハW内に混入することを抑制することができる。 As described above, according to the wafer surface treatment apparatus 10 according to the present invention, the EG pad 26 removes the grinding damage of the back surface Wa of the wafer W to finish it in a mirror shape, and at the same time, forms the EG layer 43 on the wafer W. It is possible to prevent heavy metals from being mixed into the wafer W between the polishing step and the EG layer forming step.

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 It should be noted that the present invention can be modified in various ways as long as it does not deviate from the spirit of the present invention, and it is natural that the present invention extends to the modified ones.

以上説明したように、ウェハWの裏面20bを加工処理する以外にも、各種の板状表面を処理する装置にも応用できる。 As described above, in addition to processing the back surface 20b of the wafer W, it can also be applied to an apparatus for processing various plate-like surfaces.

10 ウェハの表面処理装置
11a、11b カセット
12a〜12d チャック部(基板保持機構)
13 ターンテーブル
14 洗浄ユニット
15 搬送ロボット
16 粗研削ユニット
17 仕上げ研削ユニット
18 研磨・テクスチャリングユニット
20 EGパッドユニット
21 アーム
22 モータ
22a 出力軸
23 パッド支持体
24 サブパッド
25 樹脂性接着剤
26 EGパッド(表面処理パッド)
26a 加工面
27 樹脂性接着剤
28 供給ライン
30 パットドレスユニット(パットドレッサ)
31 支持部材
32 ドレッサヘッド
33 不織布
A1 固定砥粒
A2 遊離砥粒
10 Wafer surface treatment devices 11a, 11b Cassettes 12a to 12d Chuck section (board holding mechanism)
13 Turntable 14 Cleaning unit 15 Conveying robot 16 Rough grinding unit 17 Finishing grinding unit 18 Polishing / textured unit 20 EG pad unit 21 Arm 22 Motor 22a Output shaft 23 Pad support 24 Sub pad 25 Resin adhesive 26 EG pad (surface) Processing pad)
26a Processed surface 27 Resin adhesive 28 Supply line 30 Pat dress unit (Pat dresser)
31 Support member 32 Dresser head 33 Non-woven fabric A1 Fixed abrasive grains A2 Free abrasive grains

Claims (5)

表面にデバイス領域が形成されたウェハの裏面を鏡面状に仕上げ研磨すると共にゲッタリング層を生成するウェハの表面処理方法であって、
前記ウェハを基板保持機構で保持する保持工程と、
前記ウェハと砥粒を混入した樹脂材を含侵させて成るEGパッドを有する表面処理パッドとの間にアルカリ性の研磨助剤を供給し、前記研磨助剤が前記樹脂材を加水分解させて前記砥粒の少なくとも一部を前記表面処理パッドから遊離させて、前記EGパッドに含まれる固定砥粒が前記ウェハに押圧された状態で前記基板保持機構及び前記表面処理パッドを回転させて前記EGパッドから遊離した遊離砥粒が前記ウェハ上を転動することにより、前記ウェハの裏面を鏡面状に研磨すると共に前記ゲッタリング層を生成する表面処理工程と、
を含むことを特徴とするウェハの表面処理方法。
A surface treatment method for a wafer in which the back surface of a wafer having a device region formed on the front surface is mirror-finished and polished to generate a gettering layer.
The holding process of holding the wafer by the substrate holding mechanism and
An alkaline polishing aid is supplied between the wafer and a surface treatment pad having an EG pad formed by impregnating a resin material mixed with abrasive grains, and the polishing aid hydrolyzes the resin material to obtain the above. and at least a portion of the abrasive particles released from the surface treatment pad, the EG pad fixed abrasive grains contained in the EG pad by rotating the substrate holding mechanism and the surface treatment pad in a state of being pressed against the wafer A surface treatment step in which the free abrasive grains released from the wafer roll on the wafer to mirror-polish the back surface of the wafer and generate the gettering layer.
A wafer surface treatment method comprising.
前記表面処理工程の後に、前記ウェハと前記表面処理パッドとの間に純水を供給しながら、前記基板保持機構及び前記表面処理パッドを回転させて、前記ウェハの裏面に残存する研磨助剤を洗い流すリンス工程を含むことを特徴とする請求項1記載のウェハの表面処理方法。 After the surface treatment step, while supplying pure water between the wafer and the surface treatment pad, the substrate holding mechanism and the surface treatment pad are rotated to remove the polishing aid remaining on the back surface of the wafer. The wafer surface treatment method according to claim 1, further comprising a rinse step of rinsing. 前記リンス工程において、前記ウェハと前記表面処理パッドとが非接触状態で回転することを特徴とする請求項2記載のウェハの表面処理方法。 The wafer surface treatment method according to claim 2, wherein in the rinsing step, the wafer and the surface treatment pad rotate in a non-contact state. 前記リンス工程において、前記基板保持機構及び前記表面処理パッドを相対的に逆回転させることを特徴とする請求項3記載のウェハの表面処理方法。 The wafer surface treatment method according to claim 3, wherein in the rinsing step, the substrate holding mechanism and the surface treatment pad are relatively rotated in the reverse direction. 前記表面処理工程及び前記リンス工程の間に、前記表面処理パッドの加工面にパットドレッサを押圧して該加工面を払拭するドレッシング工程を含むことを特徴とする請求項2乃至4の何れか1項記載のウェハの表面処理方法。 Any one of claims 2 to 4, wherein a dressing step of pressing a pad dresser against the processed surface of the surface treatment pad to wipe off the processed surface is included between the surface treatment step and the rinse step. The wafer surface treatment method according to the item.
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