DE10196115B4

DE10196115B4 - Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers

Info

Publication number: DE10196115B4
Application number: DE10196115T
Authority: DE
Inventors: Toru Taniguchi; Etsuro Morita; Satoshi Matagawa; Seiji Harada; Isoroku Ono; Mitsuhiro Endo; Fumihiko Yoshida
Original assignee: Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 2000-04-24
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2021-04-24
Also published as: CN1437762A; TW507281B; US8283252B2; WO2001082354A1; KR100737879B1; CN1203530C; US20100009605A1; US20030104698A1; KR20030003263A; US7589023B2; DE10196115T1

Abstract

Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers unter Verwendung eines beidseitigen Polierers, bei dem in einem in einer Trägerplatte ausgebildeten Waferhalteloch ein Halbleiterwafer eingeführt und gehalten werden kann, wobei dem Halbleiterwafer ein Poliermittel zugeführt wird, während die Trägerplatte angetrieben wird, um eine Kreisbewegung auszuführen, die mit keiner Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist, innerhalb einer zu einer Oberfläche der Trägerplatte parallelen Ebene zwischen einem Paar von Polierelementen, die gegenüberliegend angeordnet sind, um eine vordere und eine hintere Oberfläche des Halbleiterwafers gleichzeitig zu polieren, wobei das Verfahren weiter dadurch gekennzeichnet ist, daß
eines von den Polierelementen aus einem gebundenen Schleifkörper mit gebundenen Schleifkörner besteht mit einer Korngröße von 0,1 bis 3,0 μm und das andere der Polierelemente aus einer Polier-Flächenplatte besteht, mit einem Polierstoff, der über eine ihrer Flächen, die dem gebundenen Schleifkörper zugewandt ist, gespannt ist, und wobei
das Poliermittel aus einer alkalischen Flüssigkeit ist, die keine losen...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers und insbesondere ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers, bei dem der Halbleiterwafer unter Verwendung eines zwei- bzw. beidseitigen Polierers, der kein Sonnenrad aufweist, poliert wird, wodurch ein Halbleiterwafer erhalten wird, dessen vordere und hintere Oberfläche einen unterschiedlichen Glanzgrad aufweisen.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Beim Herstellen von Wafern unter Polieren beider Oberflächen nach dem Stand der Technik wird der nachstehend beschriebene Prozeß eingesetzt. Insbesondere wird ein einkristalliner Siliziumblock zum Bilden von Siliziumwafern zerschnitten, und diese Siliziumwafer werden dann einer Reihe von Verarbeitungsschritten unterzogen, bei denen der Reihe nach angefaßt bzw. abgeschrägt, gelappt und säuregeätzt wird. Diesen Schritten folgt ein beidseitiger Polierprozeß zum Versehen der vorderen und der hinteren Flächen der Wafer mit Spiegelqualität bzw. hochglanzpoliert.
Bei diesem beidseitigen Polieren wird typischerweise ein beidseitiger Polierer mit einem epizyklischen Getriebesystem bzw. einem Umlaufgetriebe verwendet, bei dem ein Sonnenrad in dem zentralen Bereich angeordnet ist, während ein Innenrad an dem Außenrand angeordnet ist. Bei diesem beidseitigen Polierer werden die Siliziumwafer jeweils in mehrere in einer Trägerplatte ausgebildete Waferhaltelöcher eingeführt und darin gehalten. Daraufhin wird die Trägerplatte angetrieben, so daß diese eine Drehung um ihre eigene Achse und auch eine Umdrehung zwischen dem Sonnenrad und dem Innenrad in einem Zustand ausführt, in dem eine obere Oberflächenplatte und eine untere Oberflächenplatte, über deren entgegengesetzten Flächen jeweils ein Polierstoff gespannt ist, gegen die vorderen und die hinteren Oberflächen der jeweiligen Wafer gedrückt werden, während den Siliziumwafern von oben eine Schleifkörner enthaltende Aufschlämmung zugeführt wird, so daß die vorderen und die hinteren Flächen der jeweiligen Wafer alle gleichzeitig poliert werden.
Wie vorstehend erörtert wurde, weist dieser beidseitige Polierer mit einem epizyklischen Getriebe das sich im zentralen Abschnitt der Einheit befindende Sonnenrad auf. Zum Herstellen eines Gerätesatzes zum Anwenden des beidseitigen Polierens auf große Wafer, beispielsweise 300-mm-Wafer, könnten die Trägerplatte und damit die ganze Einheit um eine zum Aufnehmen des Sonnenrads erforderliche Größe vergrößert werden, was nachteilig ist. In dieser Hinsicht trat beispielsweise das Problem auf, daß dies dazu führen kann, daß das fertiggestellte Gerät für das beidseitige Polieren einen Durchmesser von mindestens 3 m aufweist.
Zum Lösen des unter den vorstehend beschriebenen Umständen im Stand der Technik auftretenden Problems ist ein in der japanischen Patentveröffentlichung H11-254302 beschriebener beidseitiger Polierer bekannt.
Dieser beidseitige Polierer umfaßt eine Trägerplatte mit mehreren Waferhaltelöchern zum Halten von Siliziumwafern, eine obere Oberflächenplatte und eine untere Oberflächenplatte, die oberhalb bzw. unterhalb der Trägerplatte angeordnet sind, wobei über die entgegengesetzten Flächen bzw. Oberflächen der oberen und der unteren Oberflächenplatte Polierstoffe gespannt sind, um die vorderen und die hinteren Flächen der in den Waferhaltelöchern gehaltenen Siliziumwafer zu polieren, so daß diese den gleichen Glanzgrad aufweisen, und eine Trägerantriebseinrichtung zum Antreiben der zwischen der oberen Flächenplatte und der unteren Flächenplatte gehaltenen Trägerplatte, um innerhalb einer zur Oberfläche der Trägerplatte parallelen Ebene eine Bewegung auszuführen.
Die Bewegung der Trägerplatte bedeutet in diesem Zusammenhang eine solche Kreisbewegung der Trägerplatte, bei der sich die Trägerplatte nicht um ihre eigene Achse dreht, sondern sich die Siliziumwafer in jeweiligen Waferhaltelöchern drehen können.
Es sei bemerkt, daß während des beidseitigen Polierens der Siliziumwafer die oberen und die unteren Flächenplatten in entgegengesetzten Richtungen um jeweilige vertikale Drehachsen als Drehzentrum gedreht werden.
Dementsprechend werden die Siliziumwafer während des beidseitigen Polierens in jeweiligen Haltelöchern gehalten, und die Trägerplatte wird so angetrieben, daß diese eine Kreisbewegung ausführt, die mit keiner Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist, während den Siliziumwafern eine Schleifkörner enthaltende Aufschlämmung zugeführt wird und die oberen und die unteren Flächenplatten gedreht werden. Auf diese Weise können beide Flächen der jeweiligen Siliziumwafer gleichzeitig poliert werden.
Außerdem befindet sich in diesem beidseitigen Polierer kein Sonnenrad, wodurch ermöglicht wird, daß der zum Bilden jeweiliger Haltelöcher verfügbare Raum an der Trägerplatte um einen Bereich vergrößert wird, der ansonsten durch das Aufnehmen des Sonnenrads belegt wäre. Folglich kann dieser beidseitige Polierer (nachfolgend als beidseitiger Polierer ohne Sonnenrad bezeichnet) größere Siliziumwafer bearbeiten als der andere die gleiche Größe aufweisende beidseitige Polierer mit einem Sonnenrad.
In Zusammenhang mit dem Verfahren zum beidseitigen Polieren der Siliziumwafer unter Verwendung des beidseitigen Polierers ohne ein Sonnenrad gemäß dem Stand der Technik traten jedoch Probleme auf.
Insbesondere wurden gemäß diesem beidseitigen Polierverfahren sowohl die vordere als auch die hintere Fläche des Siliziumwafers so endbearbeitet, daß diese den gleichen Glanzgrad aufwiesen. Dies liegt daran, daß für die über die obere bzw. die untere Flächenplatte gespannten Polierstoffe der gleiche Typ und das gleiche Material verwendet wurden. In dieser Hinsicht können die üblicherweise verwendeten Polierstoffe in drei Typen eingeteilt werden. Ein erster besteht aus einer expandierten Urethanschicht, ein zweiter besteht aus einem Vlies, wie Polyester, das mit Urethanharz imprägniert ist, und ein dritter besteht aus einem Veloursleder.
Wie vorstehend erörtert wurde, konnte das beidseitige Polierverfahren gemäß dem Stand der Technik, bei dem der Siliziumwafer so endbearbeitet wurde, daß dieser an der vorderen und der hinteren Fläche den gleichen Glanzgrad aufweist, beispielsweise einem Fall, bei dem nur die hintere Fläche des Wafers einen niedrigeren Glanzgrad aufweisen soll, um eine Oberfläche mit Satinqualität zu bilden, oder einem Fall, bei dem nur die vordere Fläche des Wafers spiegelpoliert werden soll, um nur die hintere Fläche des Wafers zu einer Getterfläche zu bilden, nicht Rechnung tragen.
Die Druckschrift DE 197 04 546 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer einseitig beschichteten und mit einem Finish versehenen Halbleiterscheibe, wobei die Halbleiterscheibe einer ersten, ein Finish auf beiden Seiten der Halbleiterscheibe zeitgleich erzeugenden Behandlung unterzogen wird.
Die Druckschrift US 5 643 405 A beschreibt ein Verfahren zum Polieren eines Halbleitersubstrats einschl. des Schritts des Bildens einer Schutzschicht auf einer Hauptoberfläche eines Substrats, um eine geschützte Seite zu bilden und den Schritt des Polierens einer ungeschützten Seite des Substrats mit einem doppelseitigen Polierer.
Die Druckschrift JP 3 188 630 A beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleitersubstrats.
Die Druckschrift JP 56 12 734 A beschreibt ein Verfahren zum Polieren eines Wafers, bei dem feine Verunreinigungen auf der Oberfläche entfernt werden, in dem ein doppelseitiges Polieren durch getrenntes Polieren der Oberfläche und der rückwärtigen Oberfläche des Wafers mit unterschiedlichen Polierstoffen vorgenommen wird.
Die Druckschrift JP 200 042 912 A beschreibt ein Verfahren zum doppelseitigen Polieren eines Halbleiterwafers, bei dem ein flüssiges Poliermittel verwendet wird.
Die Druckschrift EP 1 005 069 A2 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterwafers, bei dem ein doppelseitiges Polieren durchgeführt wird.
Die Druckschrift JP 10 20 25 11 A beschreibt ein Verfahren zum doppelseitigen Polieren eines Halbleiterwafers, bei dem die beiden Seiten des Wafers mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten poliert werden.
Die Druckschrift US 5 958 794 A beschreibt ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers, bei dem ein Poliertuch mit einem fixierten Abrasivstoff mit Abrasiven im Größenbereich von nicht größer als 5 bzw. 1 bzw. 0,5 μm zusammen mit einem abrassivstofffreien Slurry zur Politur von Wafern eingesetzt wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers bereitzustellen, bei dem ein solcher Halbleiterwafer zu geringeren Kosten selektiv hergestellt werden kann, wobei zwischen der vorderen und der hinteren Fläche ein Unterschied im Glanzgrad, besteht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers bereitzustellen, bei dem ein Wafer hergestellt werden kann, dessen hintere Oberfläche unter Verwendung eines optischen Sensors erfaßt werden kann und dessen vordere und hintere Oberfläche in bezug zueinander identifiziert werden können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers bereitzustellen, bei dem ein solcher Wafer mit einem hohen Flachheitsgrad mit einem geringeren Polierumfang in einer kürzeren Polierzeit hergestellt werden kann und bei dem eine hintere Fläche des Wafers nicht während des beidseitigen Polierens des Wafers spiegelpoliert werden kann.
Die in Anspruch 1 definierte vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers unter Verwendung eines beidseitigen Polierers vor, bei dem in einem in einer Trägerplatte ausgebildeten Waferhalteloch ein Halbleiterwafer eingeführt und gehalten werden kann, wobei dem Halbleiterwafer ein Poliermittel zugeführt wird, während die Trägerplatte angetrieben wird, um eine Kreisbewegung auszuführen, die mit keiner Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist, innerhalb einer zu einer Oberfläche der Trägerplatte parallelen Ebene zwischen einem Paar von Polierelementen, die gegenüberliegend angeordnet sind, um eine vordere und eine hintere Oberfläche des Halbleiterwafers gleichzeitig zu polieren, wobei das Verfahren weiter dadurch gekennzeichnet ist, daß eines von den Polierelementen aus einem gebundenen Schleifkörper mit gebundenen Schleifkörner besteht mit einer Korngröße von 0,1 bis 3,0 μm und das andere der Polierelemente aus einer Polier-Flächenplatte besteht, mit einem Polierstoff, der über eine ihrer Flächen, die dem gebundenen Schleifkörper zugewandt ist, gespannt ist, und wobei das Poliermittel aus einer alkalischen Flüssigkeit ist, die keine losen Schleifkörper enthält, um einen Betrag, der von der vorderen Fläche und der hinteren Fläche des Halbleiterwafers durch Polieren zu entfernen ist, zu unterscheiden.
Der zu verwendende beidseitige Polierer ist nicht auf einen speziellen beschränkt, sondern dieser kann ein beliebiger beidseitiger Polierer ohne ein Sonnenrad sein, sofern dieser kein Sonnenrad aufweist und ermöglicht, daß die Trägerplatte eine Bewegung zwischen der oberen und der unteren Flächenplatte ausführt, so daß die vordere und die hintere Fläche des Halbleiterwafers gleichzeitig poliert werden können.
Der Halbleiterwafer bezieht sich in diesem Zusammenhang auf einen Siliziumwafer, einen Galliumarsenidwafer usw. Die Größe des Halbleiterwafers ist nicht beschränkt. Es kann sich um einen Wafer mit einem größeren Durchmesser, einschließlich beispielsweise eines 300-mm-Wafers, handeln. Der Halbleiterwafer kann auf einer der Flächen mit einem Oxidfilm beschichtet sein. In diesem Fall kann eine unbedeckte Waferoberfläche auf der entgegengesetzten Seite des Oxidfilms des Halbleiterwafers selektiv poliert werden.
Die Anzahl der in der Trägerplatte ausgebildeten Waferhaltelöcher kann lediglich eins betragen oder größer sein. Die Größe des Waferhaltelochs kann abhängig von der Größe des zu polierenden Halbleiterwafers beliebig modifiziert werden.
Die Drehgeschwindigkeit der oberen Flächenplatte und diejenige der unteren Flächenplatte sind nicht beschränkt. Diese können beispielsweise mit der gleichen Geschwindigkeit oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gedreht werden. Weiterhin ist die Drehrichtung nicht beschränkt.
Der von der oberen und der unteren Flächenplatte auf den Halbleiterwafer auszuübende Druck ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann ein Druck von 150–250 g/cm² verwendet werden.
Weiterhin sind ein durch Polieren von der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers zu entfernender Betrag und eine zu verwendende Polierrate nicht beschränkt. Eine Differenz der Polierrate zwischen der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers kann einen großen Einfluß auf den Glanzgrad der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers haben.
Der Begriff ”unterschiedlicher Glanzgrad” bezieht sich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung darauf, daß eine der Flächen (typischerweise die vordere Oberfläche des Wafers) einen höheren Glanzgrad als die andere Fläche (typischerweise die hintere Oberfläche des Wafers) aufweist. Zum Messen des Glanzgrads können bekannte Meßinstrumente (beispielsweise ein von Nippon Denshoku Inc. erhältliches Glanzmeßgerät) verwendet werden.
Eine Differenz des Glanzgrads zwischen der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann der polierte Wafer eine vordere Fläche mit Spiegelqualität und eine hintere Fläche mit Satinqualität aufweisen. Alternativ kann die vordere Fläche des Wafers zu einer Spiegelqualität aufweisenden Oberfläche geformt werden, während die hintere Fläche des Wafers überhaupt nicht poliert werden kann.
Weiterhin sieht die in Anspruch 2 definierte vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers unter Verwendung eines beidseitigen Polierers nach Anspruch 1 vor, bei dem der gebundene Schleifkörper aus einem Schleifrad besteht und der Polierstoff aus einer weichen Vliesauflage aus mit Urethanharz imprägniertem und getrocknetem bzw. gehärtetem Vlies besteht.
Die Kreisbewegung der Trägerplatte, die mit keiner Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist, betrifft in diesem Zusammenhang eine Kreisbewegung, mit der die Trägerplatte umläuft, während stets eine exzentrische Bedingung mit einem vorgegebenen Abstand bezüglich der Achsenlinie der oberen und der unteren Flächenplatte eingehalten wird. Wegen der Kreisbewegung der Trägerplatte, die mit keiner Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist, können alle Punkte auf der Trägerplatte gesteuert werden, so daß diese eine kreisförmige Umlaufbahn gleicher geringer Größe beschreiben.
Es wird weiterhin ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, bei dem die Härte des Polierstoffs der oberen Flächenplatte von derjenigen des Polierstoffs der unteren Flächenplatte verschieden ist.
Die Härte bei dem beschriebenen Verfahren ist bei diesen Polierstoffen nicht beschränkt. Bei einem Beispiel kann ein Polierstoff verwendet werden, dessen Härte in einem Bereich von 50 bis 100° (mit dem Asker-Härtemeßgerät gemessen) liegt.
Das Verhältnis der Härte zwischen einem Polierstoff und dem anderen Polierstoff ist auch nicht beschränkt. Beispielsweise kann das Verhältnis von 1:1,05–1,60 verwendet werden.
Überdies wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, wobei eine Dichte des Polierstoffs der oberen Flächenplatte von derjenigen des Polierstoffs der unteren Flächenplatte verschieden ist.
Jeweilige Dichten dieser Polierstoffe sind nicht beschränkt. Beispielsweise kann der Polierstoff verwendet werden, dessen Dichte im Bereich von 0,30–0,80 g/cm³ liegt.
Das Verhältnis zwischen der Dichte eines Polierstoffs und der Dichte des anderen Polierstoffs ist auch nicht beschränkt. Beispielsweise kann das Verhältnis von 1:1,1–2,0 verwendet werden.
Außerdem wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, bei dem die Kompressibilität des Polierstoffs der oberen Flächenplatte von derjenigen des Polierstoffs der unteren Flächenplatte verschieden ist.
Die Kompressibilität jedes Polierstoffs ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann ein Polierstoff verwendet werden, dessen Kompressibilität in einem Bereich von 1,0–8,0% liegt.
Das Verhältnis zwischen der Kompressibilität eines Polierstoffs und derjenigen des anderen ist auch nicht beschränkt. Beispielsweise kann das Verhältnis von 1:1,2–8,0 verwendet werden.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, bei dem das Kompressions-Elastizitätsmodul des Polierstoffs der oberen Flächenplatte von demjenigen des Polierstoffs der unteren Flächenplatte verschieden ist.
Das Kompressions-Elastizitätsmodul jedes Polierstoffs ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann der Polierstoff verwendet werden, dessen Kompressions-Elastizitätsmodul in einem Bereich von 60–90% liegt.
Das Verhältnis zwischen dem Kompressions-Elastizitätsmodul eines Polierstoffs zu demjenigen des anderen ist auch nicht beschränkt. Beispielsweise kann das Verhältnis von 1:1,1–1,5 verwendet werden.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, bei dem einer von dem Polierstoff der oberen Flächenplatte und dem Polierstoff der unteren Flächenplatte aus einer Auflage aus expandiertem Urethanschaum besteht und der andere der Polierstoffe aus einer Vliesauflage besteht.
Die Härte die Dichte, die Kompressibilität und das Kompressions-Elastizitätsmodul der Auflage aus expandiertem Urethanschaum und der Vliesauflage sind nicht beschränkt. Die bevorzugten Werte für die Auflage aus expandiertem Urethanschaum können durch die in dem Bereich von 80–95° liegende Härte (durch das Asker-Härtemeßgerät gemessen), die in dem Bereich von 0,4–0,8 g/cm³ liegende Dichte, die in dem Bereich von 1,0–3,5% liegende Kompressibilität und das in dem Bereich von 50–70% liegendes Kompressions-Elastizitätsmodul gegeben sein. Im Gegensatz hierzu können die bevorzugten Werte für die Vliesauflage durch die in dem Bereich von 60–82° liegende Härte, die in dem Bereich von 0,2–0,6 g/cm³ liegende Dichte, die in dem Bereich von 2,5–8,5% liegende Kompressibilität und das in dem Bereich von 70–88% liegendes Kompressions-Elastizitätsmodul gegeben sein.
Überdies wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, bei dem die Aufschlämmung von einem Aufschlämmungszufuhrloch zugeführt wird, das sich direkt oberhalb des Waferhaltelochs befindet.
Es sollte bei dem beschriebenen Verfahren die Aufschlämmung direkt dem Bereich zugeführt werden, in dem sich der Siliziumwafer befindet. Es sei bemerkt, daß das Verfahren zum Zuführen der Aufschlämmung nicht beschränkt ist. Falls beispielsweise die Fläche, der die Aufschlämmung zuzuführen ist, die obere Fläche des Halbleiterwafers ist, kann dann die Aufschlämmung zugeführt werden, indem diese unter dem Einfluß der Schwerkraft durch eine Aufschlämmungszufuhrdüse fallengelassen wird. In diesem Fall kann in der Trägerplatte ein Durchgangsloch ausgebildet sein, so daß die Aufschlämmung dadurch auf die Seite der unteren Flächenplatte fällt.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, bei dem eine von der vorderen und der hinteren Fläche des Halbleiterwafers unter Verwendung eines Polierstoffs mit einer geringeren Einsinkrate des Halbleiterwafers poliert wird, um eine leicht polierte Oberfläche zu bilden.
Der Grad des Polierens der leicht polierten Oberfläche ist nicht beschränkt.
Zusätzlich zu diesem Aspekt wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, bei dem der Halbleiterwafer auf einer seiner Oberflächen mit einem Oxidfilm beschichtet wird.
Der Typ des Oxidfilms bei dem beschriebenen Verfahren ist nicht beschränkt. Der Oxidfilm schließt beispielsweise einen bei dem Siliziumwafer verwendeten Siliziumoxidfilm ein. Die Dicke des Oxidfilms ist auch nicht beschränkt. Die mit diesem Oxidfilm beschichtete Waferoberfläche kann zur Bildung einer Oberfläche mit Satinqualität poliert werden, oder diese kann nicht poliert werden, so daß diese als eine unpolierte Oberfläche verbleibt.
Außerdem wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, bei dem ein Halbleiterwafer in einem in einer Trägerplatte ausgebildeten Waferhalteloch gehalten wird und die Trägerplatte angetrieben wird, so daß diese innerhalb einer zu einer Fläche der Trägerplatte parallelen Ebene zwischen einer oberen Flächenplatte und einer unteren Flächenplatte, auf die jeweils Polierstoffe gespannt sind und die ausgelegt sind, um jeweils um ihre eigene Achsen zu drehen, eine Bewegung ausführt, während eine Schleifkörner enthaltende Aufschlämmung dem Halbleiterwafer zugeführt wird, so daß eine vordere und eine hintere Fläche des Halbleiterwafers gleichzeitig poliert werden können, wobei eine Drehgeschwindigkeit der oberen Flächenplatte von einer Drehgeschwindigkeit der unteren Flächenplatte verschieden ist, so daß sich für die vordere und die hintere Fläche des Halbleiterwafers ein unterschiedlicher Glanzgrad ergibt.
Die Drehgeschwindigkeit bei dem beschriebenen Verfahren der oberen Flächenplatte und diejenige der unteren Flächenplatte sind nicht beschränkt. Beispielsweise kann die Drehgeschwindigkeit von einer der Flächenplatten, die mit einer geringeren Geschwindigkeit gedreht werden soll, innerhalb eines Bereichs von 5–15 rpm (revolutions per minute; Umdrehungen pro Minute) geändert werden, während die Drehgeschwindigkeit der anderen Flächenplatte, die mit einer höheren Geschwindigkeit gedreht werden soll, in einem Bereich von 20–30 rpm geändert werden kann. Das Verhältnis zwischen der Drehgeschwindigkeit der oberen Flächenplatte und derjenigen der unteren Flächenplatte ist in diesem Fall auch nicht beschränkt. Beispielsweise kann das Verhältnis in einem Bereich von 1:4 bis 1:5 liegen. Es sei auch bemerkt, daß eine der Flächen des Wafers ausschließlich poliert werden kann, indem keine der Flächenplatten gedreht wird (also bei der Drehgeschwindigkeit 0 gedreht wird).
Es wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, bei dem der Halbleiterwafer auf einer seiner Flächen mit einem Oxidfilm beschichtet wird.
Es wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, bei dem ein Halbleiterwafer in einem in einer Trägerplatte ausgebildeten Waferhalteloch gehalten wird und die Trägerplatte angetrieben wird, so daß diese innerhalb einer zu einer Fläche der Trägerplatte parallelen Ebene zwischen einem Paar von Polierelementen, die gegenüberliegend angeordnet sind, eine Bewegung ausführt, während dem Halbleiterwafer ein Poliermittel zugeführt wird, so daß die vordere und die hintere Fläche des Halbleiterwafers gleichzeitig poliert werden können, weiter dadurch gekennzeichnet, daß eines der Polierelemente aus einem gebundenen Schleifkörper mit gebundenen Schleifkörnern besteht und das andere der Polierteile aus einer Polier-Flächenplatte besteht, wobei über eine ihrer Flächen, die dem gebundenen Schleifkörper zugewandt ist, ein Polierstoff gespannt ist, um von der vorderen Fläche und der hinteren Fläche des Halbleiterwafers durch Polieren einen unterschiedlichen Betrag zu entfernen.
Der Halbleiterwafer bei dem beschriebenen Verfahren kann einen Siliziumwafer, einen Galliumarsenidwafer usw. enthalten. Der Halbleiterwafer kann ein solcher Wafer mit einem großen Durchmesser, einschließlich beispielsweise eines 300-mm-Wafers, sein. Der Halbleiterwafer kann auf einer seiner Flächen mit einem Oxidfilm beschichtet sein. In diesem Fall kann eine unbedeckte Waferoberfläche auf der zum Oxidfilm entgegengesetzten Seite des Halbleiterwafers selektiv poliert werden.
Der zu verwendende beidseitige Polierer ist nicht beschränkt, dieser kann jedoch ein beliebiger beidseitiger Polierer ohne ein Sonnenrad sein, sofern dieser ermöglicht, daß die Trägerplatte eine Bewegung zwischen einem Paar von Polierelementen ausführt, wobei die vordere und die hintere Fläche des Halbleiterwafers gleichzeitig poliert werden.
Die Anzahl der in der Trägerplatte ausgebildeten Waferhaltelöcher kann nur eins betragen oder größer sein. Die Größe des Waferhaltelochs kann abhängig von der Größe des zu polierenden Halbleiterwafers beliebig modifiziert werden.
Die Bewegung der Trägerplatte bei dem beschriebenen Verfahren kann eine beliebige Bewegung sein, sofern diese innerhalb der zur vorderen (oder zur hinteren) Fläche der Trägerplatte parallelen Ebene verläuft, und andere Bedingungen, wie die Bewegungsrichtung, können nicht beschränkt sein. Es kann sich beispielsweise um eine Kreisbewegung der Trägerplatte handeln, die mit keiner Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist, wobei bewirkt werden kann, daß sich der zwischen dem Paar von Polierelementen gehaltene Siliziumwafer innerhalb seines entsprechenden Waferhaltelochs dreht. Zusätzlich kann die Bewegung der Trägerplatte auch eine Kreisbewegung um ihre Mittellinie, eine Kreisbewegung an einer exzentrischen Position oder eine lineare Bewegung enthalten. Es ist im Falle der linearen Bewegung bevorzugt, daß die obere und die untere Flächenplatte um jeweilige Achsenlinien gedreht werden, um ein gleichmäßiges Polieren der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers zu erreichen.
Der Typ des zu verwendenden Poliermittels bei dem beschriebenen Verfahren ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann ausschließlich eine alkalische Flüssigkeit verwendet werden, die keine losen Schleifkörner enthält. Alternativ kann das Poliermittel eine Aufschlämmung dieser alkalischen Flüssigkeit sein, die einen Anteil diffundierter Kolloidalsilikateilchen (Schleifkörner) mit einer durchschnittlichen Korngröße in einem Bereich von 0,02–0,1 μm enthält. Es sei bemerkt, daß die keine losen Schleifkörner enthaltende alkalische Flüssigkeit bevorzugt ist, weil in diesem Fall der gebundene Schleifkörper als einer der Polierelemente verwendet worden ist.
Eine Menge des zuzuführenden Poliermittels bei dem beschriebenen Verfahren ist nicht beschränkt, sondern diese kann sich abhängig von der Größe der Trägerplatte ändern. In einem Beispiel wird das Poliermittel mit einer Rate von 1,0–2,0 Liter/min zugeführt. Das Poliermittel kann der Spiegelqualität aufweisenden Seite des Halbleiterwafers zugeführt werden. Es sei bemerkt, daß das Poliermittel vorzugsweise eher mit einem gewissen Maß einer Bewegung des Wafers zugeführt werden sollte.
Die Drehgeschwindigkeit jedes Polierelements bei dem beschriebenen Verfahren ist nicht beschränkt. Diese können mit der gleichen Geschwindigkeit oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten gedreht werden. Weiterhin ist die Drehrichtung nicht beschränkt. Diese können insbesondere in der gleichen Richtung oder entgegengesetzt zueinander gedreht werden. Dabei wird das Paar der Polierelemente nicht unbedingt gleichzeitig gedreht. Dies liegt daran, daß bei der vorliegenden Erfindung eine Konfiguration verwendet wird, bei der die Trägerplatte angetrieben wird, so daß diese eine Bewegung in einem Zustand ausführt, bei dem die jeweiligen Polierelemente gegen die vordere und die hintere Fläche des Halbleiterwafers gedrückt werden.
Der auf den Halbleiterwafer auszuübende Druck jedes Polierelements ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann ein Druck von 150–250 g/cm² verwendet werden.
Die Fläche des Halbleiterwafers, die selektiv poliert wird, ist bei dem beschriebenen Verfahren nicht beschränkt. Weiterhin ist der durch Polieren von der vorderen oder der hinteren Fläche des Wafers zu entfernende Betrag nicht beschränkt. Wenn der Wafer beispielsweise ein einseitig spiegelpolierter Wafer ist, dessen hintere Fläche mit Satinqualität zu versehen ist, liegt der durch Polieren von der mit Spiegelqualität zu versehenden Fläche (der vorderen Fläche des Wafers) zu entfernende Betrag in einem Bereich von 5–20 μm, und der von der mit Satinqualität zu versehenden Fläche zu entfernende Betrag ist nicht größer als 1 μm. Auf diese Weise kann der Glanzgrad durch derartiges Ausführen des selektiven Polierens, daß eine Fläche einem stärkeren Polieren unterzogen wird als die andere Fläche, zwischen der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers differenziert werden.
Der Typ des gebundenen Schleifkörpers bei dem beschriebenen Verfahren ist nicht beschränkt. Beispielsweise kann der gebundene Schleifkörper ein Schleifrad, das aus einem mit einer vorgegebenen Form in der Art einer dicken scheibenartigen Form versehenen gebundenen Schleifmittel besteht, ein Schleifband, das aus Grundband besteht, wobei die gebundenen Schleifkörner durch ein Bindemittel an seiner vorderen und/oder seiner hinteren Fläche gehalten werden, und ein Schleifmaterial, das aus feinen Silikapulvern, feinem Zerdioxidpulver und/oder feinem Aluminiumoxidpulver besteht, die zu einer vorgegebenen Gestalt geformt und dann gehärtet worden sind, sein.
Die alkalische Flüssigkeit enthält keine losen Schleifkörner. Weiterhin ist der Typ der alkalischen Flüssigkeit nicht beschränkt. Die alkalische Flüssigkeit schließt beispielsweise NaOH, KOH und Piperazin ein. Der pH-Wert dieses alkalischen Mittels ist nicht beschränkt. Es kann beispielsweise ein pH-Wert von 9–11 verwendet werden.
Die Kreisbewegung der Trägerplatte, die mit keiner Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist, bezieht sich in diesem Zusammenhang auf eine Kreisbewegung, bei der die Trägerplatte umläuft, während stets eine exzentrische Bedingung durch einen vorgegebenen Abstand hinsichtlich der Achsenlinie der oberen und der unteren Flächenplatte eingehalten wird. Wegen der Kreisbewegung der Trägerplatte, die mit keiner Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist, können alle Punkte auf der Trägerplatte gesteuert werden, so daß diese eine kreisförmige Umlaufbahn gleicher geringer Größe beschreiben.
Es wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, welches die folgenden Schritte aufweist: einen Alkaliätzschritt zum Ätzen eines Halbleiterwafers nach Abschluß eines Lapprozesses unter Verwendung eines Alkaliätzmittels, einen Oberflächenschleifschritt nach dem Alkaliätzschritt zum Anwenden eines gering beschädigenden Schleifens auf die vordere Fläche des Halbleiterwafers unter Verwendung eines Schleifrads für geringe Beschädigung und einen beidseitigen Polierschritt nach Abschluß des Oberflächenschleifschritts zum Anwenden eines Spiegelpolierens auf die vordere Fläche des Halbleiterwafers, während ein leichtes Polieren auf eine hintere Fläche des Halbleiterwafers angewendet wird, um die hintere Fläche, auf der infolge des Alkaliätzens Konkavitäten und Konvexitäten ausgebildet sind, leicht zu polieren.
Das Alkaliätzmittel kann beispielsweise die Lösung von KOH, NaOH usw. enthalten. Ein in diesem Schritt von der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers fortzuätzende Gesamtbetrag kann in einem Bereich von 15–30 μm liegen.
Dann wird bei dem Oberflächenschleifschritt zum Schleifen der vorderen Fläche, während dessen Beendigung, das gering beschädigende Oberflächenschleifen ausgeführt. Dies kann nur ein Endbearbeitungs-Oberflächenschleifen sein, oder es kann eine Kombination des primären Oberflächenschleifens zum Bereitstellen eines verhältnismäßig groben Schleifens und des Endbearbeitungs-Oberflächenschleifens sein. Weiterhin können zwischen dem primären Oberflächenschleifprozeß und dem Endbearbeitungs-Oberflächenschleifprozeß ein sekundärer und ein tertiärer Schleifprozeß ausgeführt werden.
Der bei diesem Oberflächenschleifen abzuschleifende Betrag liegt in einem Bereich von 3–15 μm. Als das beim Endbearbeiten verwendete in dem Oberflächenschleifer enthaltene Schleifrad kann beispielsweise ein Kunstharzschleifrad verwendet werden. Bei diesem Endbearbeitungs-Oberflächenschleifschritt sollte vorzugsweise ein Schleifrad einer höheren Nummer verwendet werden, das auf die Oberfläche des Wafers ein moderates Schleifen ausüben kann und vorteilhafterweise sogar die unbeschädigte Oberfläche schleifen kann. Bei einem spezifischen Beispiel kann ein Kunstharzschleifrad von #1000–#8000 und vorzugsweise ein Kunstharzschleifrad von #2000–#4000 verwendet werden.
Ein beispielsweise von Disco Co., Ltd. hergestellter Kunstharzschleifstein von #1500–#3000 kann als ein gutes Beispiel des Schleifrads angeführt werden. Insbesondere ist ”IF-01-1-4/6-B-M01” (der Markenname des Schleifsteins) bevorzugt.
Außerdem kann für das primäre Oberflächenschleifen ein verglastes bzw. glasiges Schleifrad von #300–#600 verwendet werden.
Die Prozeßbeschädigung bei dem beschriebenen Verfahren nach dem Oberflächenschleifen kann beispielsweise in einem Bereich von 1–3 μm liegen. Wenn die Beschädigung größer ist, wird der durch Polieren von der Oberfläche des Wafers zu entfernende Betrag während des nachfolgenden beidseitigen Polierens erhöht. Falls der Betrag des Polierens größer als 10 μm ist, kann sich das Problem ergeben, daß die Polierzeit länger wird, und es besteht zusätzlich die Gefahr, daß die hintere Fläche übermäßig poliert wird, wodurch eine vollständige Spiegeloberfläche gebildet wird.
Der bei dem beidseitigen Polierschritt durch Polieren von der vorderen Fläche des Wafers zu entfernende Betrag ist nicht beschränkt. Der Polierbetrag kann geringer als 12 μm sein, was im Stand der Technik ein typischer Wert war. Er kann beispielsweise 7 μm betragen.
Der Begriff ”ein hoher Flachheitsgrad in der Oberfläche des Wafers” betrifft die Flachheit eines Bereichs bzw. einer Seite, wobei beispielsweise in einem Bereich mit einer Fläche von 25 mm × 25 mm die von der hinteren Fläche als Referenzebene gemessene Höhendifferenz (Global Backside Ideal Range: GBIR) kleiner oder gleich 0,3 μm ist.
Weiterhin bedeutet das Polieren der hinteren Fläche des Wafers in diesem beidseitigen Polierschritt, daß die hintere Fläche des Halbleiterwafers, auf der infolge des Alkaliätzens Konkavitäten und Konvexitäten ausgebildet sind, leicht poliert wird, um einen Teil der Konkavitäten und Konvexitäten zu entfernen, um die hintere Fläche des Wafers auf diese Weise mit Halbspiegelqualität zu versehen.
Der von der hinteren Fläche des Wafers durch Polieren zu entfernende Betrag liegt typischerweise in einem Bereich von 0,5–1,5 μm. Weiterhin können die vorstehend für die vordere Fläche des Wafers definierten Polierstoffe jeweils als Polierstoff verwendet werden.
Außerdem ist das beschriebene Verfahren zum Versehen der hinteren Fläche des Wafers mit einer Halbspiegelpolierung, während gleichzeitig die Spiegelpolierung auf die vordere Fläche des Wafers angewendet wird, nicht beschränkt. Beispielsweise kann ein Verfahren verwendet werden, bei dem als Beispiel die Polierrate an der vorderen Fläche des Wafers, die durch den für die vordere Fläche des Wafers präparierten Polierstoff erzielt wird, von der Polierrate an der hinteren Fläche des Wafers, die durch den für die hintere Fläche des Wafers präparierten Polierstoff erzielt wird, verschieden ist.
Der beim beidseitigen Polierschritt verwendete beidseitige Polierer kann beispielsweise der von Nachi-Fujikoshi Corporation hergestellte LDP-300 (Name des Geräts) sein.
Es wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, bei dem der von der vorderen Fläche des Halbleiterwafers während des beidseitigen Polierschritts durch Polieren zu entfernende Betrag in einem Bereich von 3–10 μm liegt und der von der hinteren Fläche des Halbleiterwafers zu entfernende Betrag in einem Bereich von 0,5–1,5 μm liegt.
Wenn der Polierbetrag kleiner als 3 μm ist, bleiben an der vorderen Fläche noch Beschädigungen zurück. Wenn der Polierbetrag dagegen größer als 10 μm ist, wird die Polierzeit länger, wodurch der Durchsatz verringert wird.
Weiterhin ist ein Polierbetrag an der hinteren Fläche des Wafers von weniger als 0,5 μm unzureichend, um die Rauhigkeit der hinteren Fläche zu verringern. Wenn der Polierbetrag weiterhin größer als 1,5 μm ist, ergibt sich der Nachteil, daß das Identifizieren der vorderen und der hinteren Fläche anhand des Grads der Spiegelpolierung nicht mehr wirksam ist.
Aus den vorstehend erwähnten Gründen ermöglichen ein für die vordere Fläche des Wafers in einem Bereich von 3–10 μm definierter Polierbetrag und ein für die hintere Fläche des Wafers in einem Bereich von 0,5–1,5 μm definierter Polierbetrag das Identifizieren der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers anhand der unter Verwendung eines Sensors an der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers beobachteten Intensitäten (des Glanzgrads).
Es wird ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers beschrieben, bei dem beim beidseitigen Polierschritt der Halbleiterwafer in einem in einer Trägerplatte ausgebildeten Waferhalteloch gehalten wird und die Trägerplatte angetrieben wird, so daß diese innerhalb einer zu einer Fläche der Trägerplatte parallelen Ebene zwischen einer oberen Flächenplatte und einer unteren Flächenplatte, auf die jeweilige Polierstoffe gespannt sind, eine Bewegung ausführt, während eine Schleifkörper enthaltende Aufschlämmung dem Halbleiterwafer zugeführt wird, so daß die vordere und die hintere Fläche des Halbleiterwafers gleichzeitig poliert werden können.
Weiterhin kann ein solcher Halbleiterwafer, dessen vordere und hintere Fläche einen unterschiedlichen Glanzgrad aufweisen, selektiv, jedoch unter geringeren Kosten, unter Verwendung des beidseitigen Polierers ohne ein Sonnenrad erhalten werden.
Insbesondere wird der Halbleiterwafer gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen der oberen und der unteren Flächenplatte gehalten, und die Trägerplatte wird, während dieser Zustand aufrechterhalten wird, angetrieben, so daß diese eine Kreisbewegung ausführt, die mit keiner Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist, um die Flächen des Wafers zu polieren. Wegen der Kreisbewegung der Trägerplatte, die mit keiner Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist, können alle Punkte auf der Trägerplatte gesteuert werden, so daß diese eine kreisförmige Umlaufbahn gleicher geringer Größe beschreiben. Diese könnte als eine Art einer Hin- und Herbewegung bezeichnet werden. Dies könnte insbesondere auch so angesehen werden, daß die Umlaufbahn der Hin- und Herbewegung einen Kreis beschreibt. Infolge einer solchen Bewegung der Trägerplatte kann der Wafer poliert werden, während dieser in dem Waferhalteloch beim Polieren rotiert wird. Hierdurch kann das gleichmäßige Polieren über in etwa den ganzen Bereich der polierten Oberfläche des Wafers erreicht werden. Dies kann auch dabei helfen, beispielsweise die Poliereinsenkung in dem Außenrand des Wafers zu verringern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Wafer mit Spiegelqualität hoher Präzision erhalten werden, bei dem eine Fläche mit Satinqualität versehen wurde.
Dabei wird die Drehgeschwindigkeit von einer von der oberen und der unteren Flächenplatte so festgelegt, daß diese von derjenigen der anderen Flächenplatte verschieden ist. Dies ermöglicht unter Verwendung des beidseitigen Polierers ohne ein Sonnenrad das derartige Polieren des Wafers, daß sich zwischen seiner vorderen und seiner hinteren Fläche ein unterschiedlicher Glanzgrad ergibt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein solcher Halbleiterwafer, dessen vordere und hintere Fläche einen unterschiedlichen Glanzgrad aufweisen, selektiv und unter geringeren Kosten unter Verwendung des beidseitigen Polierers ohne Sonnenrad erhalten werden.
Weil die vorliegende Erfindung weiterhin so konfiguriert worden ist, daß sich die Drehgeschwindigkeit zwischen der oberen und der unteren Flächenplatte unterscheiden kann, kann die vorliegende Erfindung in einfacher und kostenwirksamer Weise auch auf den bestehenden beidseitigen Polierer mit einem Sonnenrad vorteilhaft angewendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Bilden der Konkavitäten und Konvexitäten aufweisenden groben Oberfläche an der hinteren Fläche des Wafers verhindert werden, wodurch die an der hinteren Fläche haftenden Unreinheiten verringert werden. Weil nach dem Anwenden des beidseitigen Polierens auf den Wafer die hintere Fläche des Wafers nicht vollständig spiegelpoliert ist, kann der Sensor verwendet werden, um die vordere Fläche des Wafers wirksam von seiner hinteren Fläche zu unterscheiden.
Weil die vorliegende Erfindung weiterhin wirksam den durch Polieren von der vorderen Fläche des Wafers zu entfernenden Betrag verringern kann, kann der Durchsatz beim Polierschritt verbessert werden. Weil die vorliegende Erfindung überdies das Auftreten der Welligkeit an der hinteren Fläche des Wafers durch das Alkaliätzen unterdrückt, wodurch verhindert wird, daß die Welligkeit auf die Oberfläche mit Spiegelqualität übertragen wird, kann das Verschlechtern der Belichtungsauflösung beim Vorrichtungsherstellungsschritt verhindert werden.
Weil weiterhin das Auftreten der Nanotopographie durch das beidseitige Polieren verhindert werden kann, kann auch die Verringerung der Vorrichtungsausbeute infolge der unvorteilhaften Abweichung der Filmdicke beim CMP-Schritt (Schritt, bei dem chemisch-mechanisch poliert wird) verhindert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 zeigt eine perspektivische Ansicht, in der eine allgemeine Konfiguration eines beidseitigen Polierers dargestellt ist.
2 zeigt eine Längsschnittansicht, in der ein beidseitiger Polierprozeß in einem Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterwafers dargestellt ist.
3 zeigt eine Schnittansicht, in der ein Polierprozeß in einem Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers dargestellt ist.
4 zeigt eine Draufsicht, in der eine allgemeine Konfiguration des beidseitigen Polierers dargestellt ist.
5 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Hauptteils eines Antriebskraft-Übertragungssystems zum Übertragen einer Antriebskraft auf eine Trägerplatte.
6 zeigt eine Schnittansicht und eine Draufsicht, in denen ein Ort eines Aufschlämmungszufuhrlochs angegeben ist.
7 zeigt eine Schnittansicht, in der ein Polierprozeß eines Halbleiterwafers dargestellt ist.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht, in der ein beidseitiger Polierer dargestellt ist.
9 zeigt eine Längsschnittansicht, in der ein beidseitiger Polierprozeß in einem Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterwafers dargestellt ist.
10 zeigt eine Schnittansicht, in der ein Polierprozeß in dem Verfahren zum Herstellen des Halbleiterwafers dargestellt ist.
11 zeigt eine Draufsicht, in der eine allgemeine Konfiguration des beidseitigen Polierers dargestellt ist.
12 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht, in der ein Hauptteil eines Antriebskraft-Übertragungssystems zum Übertragen einer Antriebskraft auf eine Trägerplatte dargestellt ist.
13 zeigt eine Draufsicht, in der ein Ort eines Poliermittel-Zufuhrlochs dargestellt ist.
14 zeigt ein Flußdiagramm, in dem ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterwafers dargestellt ist.
15 zeigt eine Draufsicht, in der ein beidseitiger Polierer schematisch dargestellt ist, der in dem Verfahren zum Herstellen des Halbleiterwafers verwendet wird.
16 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht, in der ein Hauptteil des beidseitigen Polierers dargestellt ist.
In den 1 und 2 bezeichnet eine Bezugsziffer 10 allgemein einen beidseitigen Polierer, der bei einem Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterwafers verwendet wird. Dieser beidseitige Polierer 10 weist eine Trägerplatte 11 aus Epoxidglas, die in Draufsicht eine kreisscheibenartige Form aufweist, auf, in der fünf Waferhaltelöcher 11a in Abständen von 72 Grad (in Umfangsrichtung) um eine Achsenlinie der Platte gebildet wurden, um die Platte zu durchdringen, und ein Paar aus einer oberen Flächenplatte 12 und einer unteren Flächenplatte 13 Siliziumwafer ”W” klemmt, die jeweils einen Durchmesser von 300 mm aufweisen, die in das Waferhalteloch 11a eingefügt und darin frei drehbar sind, wobei die Wafer W von oben und unten geklemmt sind und wobei die Platten auch dazu dienen, die Flächen der Wafer W zu polieren, indem diese bezüglich der Siliziumwafer W bewegt werden. Die Trägerplatte 11 ist zwischen der oberen Flächenplatte 12 und der unteren Flächenplatte 13 angeordnet. Eine der Flächen des Siliziumwafers W kann mit einem Oxidfilm beschichtet sein. Weiterhin ist eine Dicke der Trägerplatte 11 (600 μm) etwas geringer als diejenige des Siliziumwafers W (730 μm).
Eine harte Auflage 14 aus expandiertem Urethanschaum ist über eine untere Fläche der oberen Flächenplatte 12 gespannt, um die untere Fläche des Wafers zu polieren, um diese mit einer Satinqualität aufweisenden Oberfläche zu versehen. Andererseits ist eine weiche Vliesauflage 15 aus Vlies, das mit Urethanharz imprägniert wurde, welches dann darauf getrocknet bzw. gehärtet ist, über eine obere Fläche der unteren Flächenplatte 13 gespannt, um die vordere Fläche des Wafers zu polieren, um diese mit einer Spiegelqualität aufweisenden Oberfläche zu versehen (3). Die harte Auflage 14 aus expandiertem Urethanschaum (MHS15A, hergestellt von Rodale Inc.) hat eine Härte von 85° (mit einem Asker-Härtemeßgerät gemessen), eine Dichte von 0,53 g/cm³, eine Kompressibilität von 3,0% und eine Dicke von 1000 μm. Einerseits hat die weiche Vliesauflage 15 (Suba600, hergestellt von Rodale Inc.) eine Härte von 80° (mit einem Asker-Härtemeßgerät gemessen), eine Kompressibilität von 3,5%, ein Kompressions-Elastizitätsmodul von 75% und eine Dicke von 1270 μm. Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die harte Auflage 14 aus expandiertem Urethanschaum auf der oberen Flächenplatte 12 härter und erschwert unvermeidlich das Absinken des Siliziumwafers W in die Auflage 14 während des beidseitigen Polierens des Wafers unter einem vorgegebenen Polierdruck, während im Gegensatz dazu die weiche Vliesauflage 15 weicher ist und es dem Siliziumwafer W folglich erleichtert, während des beidseitigen Polierens des Wafers in die Auflage 15 einzusinken.
Es sei bemerkt, daß bei einem Vergleich zwischen der harten Auflage aus expandiertem Urethanschaum und der weichen Vliesauflage 15 hinsichtlich der Dichte, der Kompressibilität und des Kompressions-Elastizitätsmoduls die harte Auflage 14 aus expandiertem Urethanschaum eine höhere Dichte, eine höhere Kompressibilität und ein niedrigeres Kompressions-Elastizitätsmodul aufweist als die weiche Vliesauflage 15, wodurch eine vorteilhafte Bedingung erzeugt wird, um zu verhindern, daß der Siliziumwafer W tiefer in die Auflage einsinkt.
Dies ist auch in 3 klar ersichtlich. Insbesondere wird die definierte Einsinkrate d2 in die weiche Vliesauflage 15 als größer betrachtet als die definierte Einsinkrate d1 in die harte Auflage 14 aus expandiertem Urethanschaum.
Hinsichtlich der Haltefähigkeit der Schleifkörner enthaltenden Aufschlämmung sei kurz bemerkt, daß es selbstverständlich ist, daß die weiche Vliesauflage 15 eine höhere Haltefähigkeit der Aufschlämmung aufweist als die harte Auflage 14 aus expandiertem Urethanschaum. Je größer die Aufschlämmungs-Haltefähigkeit ist, desto besser haften die Schleifkörner an der Oberfläche der Auflage, wodurch die Polierrate erhöht wird.
Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, wird die obere Flächenplatte 12 durch einen oberen Drehmotor 16 über eine nach oben verlaufende Drehwelle 12a innerhalb einer horizontalen Ebene gedreht. Weiterhin wird die obere Flächenplatte 12 durch eine Hebevorrichtung 18, die diese in axialer Richtung vorschiebt oder zurückzieht, in vertikaler Richtung nach oben oder nach unten bewegt. Diese Hebevorrichtung 18 wird verwendet, wenn der Siliziumwafer W der Trägerplatte 11 zugeführt oder von dieser entfernt werden soll. Es sei bemerkt, daß Schiebedrücke der oberen Flächenplatte 12 und der unteren Flächenplatte 13, die auf die vordere und die hintere Fläche des Siliziumwafers W ausgeübt werden, durch eine Druckerzeugungseinrichtung, beispielsweise ein Airbagsystem, das, wenngleich nicht dargestellt, in der oberen Flächenplatte 12 und der unteren Flächenplatte 13 vorhanden ist, erzeugt werden können.
Die untere Flächenplatte 13 wird angetrieben, so daß diese sich innerhalb einer horizontalen Ebene durch einen unteren Drehmotor 17 über dessen Abtriebswelle 17a dreht.
Die Trägerplatte 11 wird angetrieben, so daß diese durch einen Träger-Kreisbewegungsmechanismus 19 eine Kreisbewegung innerhalb einer Ebene parallel zur oberen und zur unteren Fläche der Trägerplatte 11 (also der horizontalen Ebene) derart ausführt, daß die Platte 11 die Drehung nicht an ihrer eigenen Achse vornimmt.
Der Träger-Kreisbewegungsmechanismus 19 wird nun detailliert mit Bezug auf die 1, 2, 4, 5 bzw. 6 beschrieben.
Wie in diesen Figuren dargestellt ist, weist der Träger Kreisbewegungsmechanismus 19 einen ringförmigen Trägerhalter 20 auf, der die Trägerplatte 11 von ihrer Außenseite her halt. Diese Elemente 11 und 20 sind über eine Kopplungsstruktur 21 miteinander gekoppelt. Die Kopplungsstruktur bezieht sich in diesem Zusammenhang auf ein Mittel bzw. eine Einrichtung zum derartigen Koppeln der Trägerplatte 11 mit dem Trägerhalter 20, daß die Trägerplatte 11 keine Drehung um ihre eigene Achse ausführen kann und daß auch die Verlängerung der Platte 11 infolge ihrer Wärmeausdehnung absorbiert werden sollte.
Insbesondere weist die Kopplungsstruktur 21, wie in 5 dargestellt ist, mehrere Stifte 23 auf, die so angeordnet sind, daß diese von einem inneren Umfangsflansch 20a des Trägerhalters 20 in jedem vorgegebenen Winkel entlang dem Umfang des Halters vorstehen, und diese weist mehrere langgestreckte Stiftlöcher 11b, deren Anzahl derjenigen der Stifte 23 entspricht, auf, welche an Orten, die den Stiften 23 entsprechen, durch den Außenrandabschnitt der Trägerplatte 11 gestanzt worden sind, um entsprechende Stifte 23 aufzunehmen.
Jedes dieser Stiftlöcher 11b ist so geformt, daß seine Längsrichtung mit der Radialrichtung der Platte übereinstimmt, so daß sich die über diese Stifte 23 mit dem Trägerhalter 20 gekoppelte Trägerplatte 11 um eine kleine Strecke in ihrer Radialrichtung bewegen kann. Bei dieser Konfiguration, bei der die Trägerplatte 11 durch Einführen der Stifte 23 mit einem gewissen Spiel in die Stiftlöcher 11b in Eingriff mit dem Trägerhalter 20 gebracht ist, kann die durch die Wärmeausdehnung während des beidseitigen Polierens hervorgerufene Verlängerung der Trägerplatte 11 absorbiert werden. Es sei bemerkt, daß der Wurzelabschnitt jedes Stifts 23 durch ein Außengewinde, das an der Außenfläche des Wurzelabschnitts gebildet ist, in ein im inneren Randflansch 20a ausgebildetes Gewindeloch geschraubt ist. Weiterhin ist an einem Ort unmittelbar oberhalb des Außengewindeabschnitts jedes Stifts 23 ein den Stift 23 umgebender Flansch 23a ausgebildet, um die Trägerplatte 11 auf den Flansch 23a zu laden. Daher kann durch Einstellen der Einschraublänge des Stifts 23 in das Gewindeloch das Höhenniveau der auf den Flansch 23a geladenen Trägerplatte 11 eingestellt werden.
Dieser Trägerhalter 20 weist vier Tragabschnitte 20b auf, die jeweils in einem Abstand von 90 Grad entlang dem Außenrand des Trägerhalters 20 nach außen vorstehen (1). Eine Exzenterwelle 24a, die von einem exzentrischen Ort auf einer oberen Fläche eines scheibenförmigen Exzenterarms 24 mit einem geringen Durchmesser vorsteht, ist in jeden der Tragabschnitte 20b eingeführt. Eine Drehwelle 24b erstreckt sich von einem zentralen Abschnitt auf einer unteren Fläche von jedem dieser vier Exzenterarme 24 nach unten. Diese Drehwellen 24b sind jeweils durch die insgesamt vier Tragabschnitte 25a geführt, die jeweils in Abständen von 90 Grad in einer ringförmigen Basis 25 der Vorrichtung angeordnet sind, wobei die oberen Endabschnitte der jeweiligen Drehwellen 24b über die entsprechenden Tragabschnitte 25a vorstehen. Zähne 26 sind an den nach unten vorstehenden oberen Endabschnitten der jeweiligen Drehwellen 24b fest angebracht. Eine endlose Steuerkette 27 ist so installiert, daß diese jeweilige Zähne 26 innerhalb einer horizontalen Ebene verbindet. Es sei bemerkt, daß diese Steuerkette 27 durch ein aus einem Getriebezug bestehendes Antriebskraft-Übertragungssystem ersetzt werden kann. Diese vier Zähne 26 bilden zusammen mit der Steuerkette 27 eine Synchronisationseinrichtung zum Drehen aller vier Drehwellen 24b zum selben Zeitpunkt, so daß diese Exzenterarme 24 Kreisbewegungen synchron ausführen.
Weiterhin ist eine dieser vier Drehwellen 24b länger als die anderen, so daß der obere Endabschnitt dieser längeren Drehwelle 24b nach unten über den Zahn 26 vorsteht. Ein Zahnrad 28 zum Übertragen der Antriebskraft ist an diesem vorstehenden Abschnitt der Drehwelle 24b fest angebracht. Dieses Zahnrad 28 greift in ein Antriebszahnrad 30 ein, das einen größeren Durchmesser aufweist und fest an einer Abtriebswelle angebracht ist, die sich von einem Motor 29, beispielsweise einem Getriebemotor zum Ausführen einer Kreisbewegung, nach oben erstreckt. Es sei bemerkt, daß die Steuerkette 27 nicht notwendigerweise zum Synchronisieren der vier Exzenterarme 24 verwendet werden muß, sondern daß beispielsweise die vier Exzenterarme 24 jeweils mit den Motoren 29 zum Ausführen von Kreisbewegungen versehen sein können, wodurch ermöglicht wird, daß jeder der vier Exzenterarme 24 individuell gedreht wird. Es ist in diesem Fall selbstverständlich, daß die jeweiligen Motoren 29 gesteuert werden müssen, um eine synchrone Drehung auszuführen.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Mechanismus wird, wenn die Abtriebswelle des Motors für die Kreisbewegung 29 gedreht wird, die davon erzeugte Drehkraft über die Zahnräder 30, 28 und den fest an der langen Drehwelle 24b angebrachten Zahn 26 auf die Steuerkette 27 übertragen, und die Steuerkette 27 wird dann angetrieben, so daß diese entlang einem von vier Zähnen 26 getragenen Weg läuft, und es werden schließlich alle vier Exzenterarme 24 von jeweiligen Zähnen 26 angetrieben, so daß diese sich innerhalb der horizontalen Ebene synchron um jeweilige Drehwellen 24b drehen. Hierdurch kann der Trägerhalter 20, der mit einer Anordnung wirkungsmäßig gekoppelt ist, die aus jeweiligen Exzenterwellen 24a besteht, und damit die vom Trägerhalter 20 gehaltene Trägerplatte 11 innerhalb der horizontalen Ebene parallel zur Trägerplatte 11 die Kreisbewegung ausführen, die nicht mit einer Drehung ihrer eigenen Achsen verbunden ist. Das heißt, daß die Trägerplatte 11 um eine Achsenlinie ”a” der oberen Flächenplatte 12 und der unteren Flächenplatte 13 umläuft, während diese in einem Abstand ”L” in einer exzentrischen Position bezüglich dieser gehalten wird. Dieser Abstand L entspricht dem Abstand zwischen der Exzenterwelle 24a und der Drehwelle 24b. Wegen dieser Kreisbewegung der Trägerplatte 11, die nicht mit einer Drehung ihrer eigenen Achse verbunden ist, kann jeder Punkt auf der Trägerplatte 11 der Umlaufbahn folgen, die einen kleinen Kreis gleicher Größe beschreibt.
Weiterhin ist in 6 ein Ort eines Aufschlämmungszufuhrlochs in dieser Vorrichtung dargestellt. Beispielsweise befinden sich mehrere in der oberen Flächenplatte 12 ausgebildete Aufschlämmungszufuhrlöcher in einem zentralen Bereich der mehreren Siliziumwafer W. Das heißt, daß sich die Aufschlämmungszufuhrlöcher (SL) in einem zentralen Bereich der oberen Flächenplatte 12 oder mit anderen Worten in einem zentralen Bereich der Trägerplatte 11 befinden. Daher kann der von der Aufschlämmung gebildete dünne Film während des Polierens stets über der hinteren Fläche des Siliziumwafers W aufrechterhalten werden. Alternativ können die Orte der Aufschlämmungszufuhrlöcher direkt oberhalb der Waferhaltelöcher liegen. Andernfalls können sich die Aufschlämmungszufuhrlöcher innerhalb eines ringförmigen Bereichs mit einer durch die jeweiligen Waferhaltelöcher definierten vorgegebenen Breite befinden. Dies liegt daran, daß die Aufschlämmung direkt einem Bereich zugeführt werden kann, durch den die Siliziumwafer bewegt werden.
Nun wird ein Verfahren zum Polieren des Siliziumwafers W unter Verwendung dieses beidseitigen Polierers 10 beschrieben.
Zuerst werden Siliziumwafer W in jeweilige Waferhaltelöcher 11a der Trägerplatte 11 eingeführt, so daß diese sich darin frei drehen können. Gleichzeitig wird jeder der Siliziumwafer W so angeordnet, daß seine hintere Fläche nach oben weist. Im zweiten Schritt wird die harte Auflage 14 aus expandiertem Urethanschaum in diesem Zustand bei einem Druckniveau von 200 g/cm² gegen die hinteren Flächen der jeweiligen Wafer gedrückt, während die weiche Vliesauflage 15 bei einem Druckniveau von 200 g/cm² gegen die vorderen Flächen der jeweiligen Wafer gedrückt wird.
Wenn dann beide Auflagen 14, 15 gegen die vordere und die hintere Fläche der Wafer W gedrückt werden, wird die Steuerkette 27 durch den Kreisbewegungsmotor 29 angetrieben, so daß diese entlang ihrem Weg läuft, während die Aufschlämmung von der Seite der oberen Flächenplatte 12 zugeführt wird. Hierdurch wird bewirkt, daß sich alle Exzenterarme 24 synchron innerhalb der horizontalen Ebene drehen, so daß der von der Anordnung der Exzenterwellen 24a gehaltene Trägerhalter 20 und damit die Trägerplatte 11 mit einer Geschwindigkeit von 24 rpm innerhalb der horizontalen Ebene parallel zur Oberfläche dieser Trägerplatte 11 die Kreisbewegung ausführen, die mit keiner Drehung ihrer eigenen Achsen verbunden ist. Dadurch werden die vordere und die hintere Fläche der jeweiligen Siliziumwafer W poliert, während diese in ihren entsprechenden Waferhaltelöchern 11a innerhalb der horizontalen Ebene gedreht werden. Es sei bemerkt, daß die bei dieser Ausführungsform verwendete Aufschlämmung ein alkalisches Ätzmittel mit einem pH-Wert von 10,6 ist, das einen Anteil an diffundiertem Kolloidalsilika mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,05 μm enthält.
Zu dieser Zeit ist beim Siliziumwafer W die Einsinkrate der oberen Flächenplatte 12 in die harte Auflage 14 aus expandiertem Urethanschaum kleiner als diejenige der unteren Flächenplatte 13 in die weiche Vliesauflage 15. Im Gegensatz zum beidseitigen Polieren, das unter Verwendung des kein Sonnenrad aufweisenden beidseitigen Polierers aus dem Stand der Technik ausgeführt wird, bei dem der gleiche Typ von Polierstoffen aus dem gleichen Material auf die obere und die untere Flächenplatte ausgebreitet wird, was dazu führt, daß stets sowohl an der vorderen als auch an der hinteren Fläche des Wafers durch das Polieren der gleiche Glanz erreicht wird, kann das beidseitige Polieren unter Verwendung dieses beidseitigen Polierers das gleichzeitige Versehen der vorderen und der hinteren Fläche mit voneinander verschiedenen Glanzgraden erreichen, bei dem die hintere Fläche des Wafers mit einer Satinqualität aufweisenden Oberfläche gebildet wird und die vordere Fläche des Wafers mit einer Spiegelqualität aufweisenden Oberfläche gebildet wird.
Weiterhin werden sowohl die vordere als auch die hintere Fläche des Wafers durch Antreiben der Trägerplatte 11 poliert, daß diese eine Kreisbewegung ausführt, die während des Polierens des Wafers mit keiner Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist. Weil eine solche spezielle Bewegung der Trägerplatte 11 eingesetzt wurde, um beide Flächen des Wafers zu polieren, kann fast der gesamte Bereich der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers gleichmäßig poliert werden.
Weil bei der Konfiguration der Vorrichtung überdies die Materialien der jeweiligen Polierstoffe 14, 15 voneinander verschieden sind, so daß ein Unterschied der Einsinkrate des Siliziumwafers W zwischen diesen auftritt, kann auf einfache Weise bei geringeren Kosten ein Unterschied zwischen den Glanzgraden der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers erhalten werden. Es sei bemerkt, daß an der vorderen und der hinteren Fläche eines solchen Wafers, die einen voneinander verschiedenen Glanzgrad aufweisen, ein vorgegebenes. Niveau an Flachheit entsprechend den unterschiedlichen Glanzgraden der jeweiligen Flächen erreicht wurde.
Es sei auch bemerkt, daß der beidseitige Polierer 10 das beidseitige Polieren jedes Siliziumwafers W einfach durch Drehen der oberen Flächenplatte 12 bei einer Geschwindigkeit von 5 rpm durch den oberen Drehmotor 16 ermöglicht, während die untere Flächenplatte 13 mit 25 rpm durch den unteren Drehmotor 17 gedreht wird, jedoch ohne Antreiben der Trägerplatte 11 zum Ausführen irgendeiner Kreisbewegung.
Weil in diesem Fall jeweilige Siliziumwafer W so in die Waferhaltelöcher 11a eingeführt und davon gehalten werden, daß diese darin frei drehbar sind, folgen die jeweiligen Wafer W daher während des Polierens einer der Flächenplatten und drehen sich demgemäß (um ihre eigenen Achsen) in Richtung der Drehrichtung einer der Flächenplatte mit einer höheren Drehgeschwindigkeit. Wie vorstehend erörtert wurde, kann durch Ermöglichen, daß sich die Siliziumwafer W um ihre eigenen Achsen drehen, hinsichtlich des Polierens durch die obere und die untere Flächenplatte ausgeschlossen werden, daß die Umfangsgeschwindigkeit dichter beim Außenrand des Wafers höher wird. Dies führt dazu, daß über einen gesamten Bereich sowohl der vorderen als auch der hinteren Fläche des Wafers ein gleichmäßiges Polieren erzielt wird.
Auf diese Weise ist auch durch Ausführen des beidseitigen Polierens mit einer unterschiedlichen Drehgeschwindigkeit zwischen der oberen Flächenplatte 12 und der unteren Flächenplatte 13 unter Verwendung des beidseitigen Polierers ohne ein Sonnenrad noch ein solcher Siliziumwafer erreichbar, der eine vordere Fläche mit Spiegelqualität und eine hintere Fläche mit Satinqualität aufweist. Weiterhin können die obere Flächenplatte 12 und die untere Flächenplatte 13 mit der gleichen Drehgeschwindigkeit gedreht werden, um einen Siliziumwafer W zu erzeugen, dessen vordere Fläche Spiegelqualität aufweist und dessen hintere Fläche Satinqualität aufweist.
Alternativ können die obere Flächenplatte 12 und die untere Flächenplatte 13 gedreht werden, während zugelassen wird, daß die Trägerplatte 11 eine Kreisbewegung ausführt, um das beidseitige Polieren des Siliziumwafers W auszuführen. In diesem Fall werden die Drehgeschwindigkeiten der oberen Flächenplatte 12 und der unteren Flächenplatte 13 vorzugsweise bis in einen Bereich verringert, in dem an der vorderen Fläche und der hinteren Fläche des Wafers kein ungleichmäßiges Polieren auftritt. Mit dieser Anordnung können sowohl die vordere als auch die hintere Fläche des Siliziumwafers W über den gesamten Bereich der jeweiligen Flächen gleichmäßig poliert werden. Es wird als vorteilhaft angesehen, daß durch Drehen der oberen Flächenplatte 12 und der unteren Flächenplatte 13 zu jeder Zeit neue Kontaktflächen der Flächenplatten mit dem Siliziumwafer W entstehen können, so daß die Aufschlämmung allen Flächen des Siliziumwafers W gleichmäßig zugeführt werden kann.
Hierbei wurden die Glanzgrade der Spiegelqualität aufweisenden vorderen Fläche und der Satinqualität aufweisenden hinteren Fläche des Siliziumwafers W, die durch das beidseitige Polieren des Siliziumwafers W unter Verwendung des beidseitigen Polierers ohne ein Sonnenrad 10 der ersten Ausführungsform unter den Bedingungen für das beidseitige Polieren erzeugt wurden, jeweils gemessen. Das Ergebnis wies darauf hin, daß der Glanzgrad der Spiegelqualität aufweisenden vorderen Fläche des Wafers, wie durch das Meßinstrument von Nippon Denshoku Inc. gemessen, größer oder gleich 330 war. Im Gegensatz hierzu lag der Glanzgrad der hinteren Fläche des Wafers in einem Bereich von 200–300%. Es sei bemerkt, daß die Siliziumwafer, nachdem diese poliert worden sind, nach dem wohlbekannten Verfahren gereinigt werden.
Mit Bezug auf 7 wird nun ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterwafers beschrieben.
Wie in 7 dargestellt ist, repräsentiert diese ein Beispiel, bei dem statt der harten Auflage 14 aus expandiertem Urethanschaum, die bei der ersten Ausführungsform über die obere Flächenplatte 12 gespannt ist, eine Hartkunststoffplatte 40 verwendet wird, die fast keine Aufschlämmung an ihrer Oberfläche haften läßt.
Diese Konfiguration ermöglicht es, daß während des Polierprozesses ausschließlich die vordere Fläche des Siliziumwafers W mit einer Einsinkrate von d2 in die weiche Vliesauflage 15 einsinkt und auf diese Weise spiegelpoliert wird, während die hintere Fläche des Siliziumwafers W, die in Eingriff mit der Hartkunststoffplatte 40 ist, möglicherweise überhaupt nicht poliert wird. Hierdurch kann die Oberfläche des Siliziumwafers mit der Welligkeit (Nanotopographie) verbleiben, die durch das an der hinteren Fläche verbleibende Säureätzmittel erzeugt wurde.
Es wird nun ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterwafers beschrieben.
Hierbei sind die Polierstoffe, die über die obere Flächenplatte 12 und die untere Flächenplatte 13 gespannt sind, die gleichen weichen Vliesauflagen 15 wie in 1, wobei die obere Flächenplatte 12 durch den oberen Drehmotor 16 angetrieben wird, so daß diese sich bei einer niedrigeren Geschwindigkeit (5 rpm) dreht, während die untere Flächenplatte 13 durch den unteren Drehmotor 17 angetrieben wird, so daß diese sich bei einer höheren Geschwindigkeit (25 rpm) dreht, um ein beidseitiges Polieren vorzunehmen. Dabei wird die Aufschlämmung bei einer Rate von 2,0 Liter/min zugeführt, und der durch Polieren von der vorderen Fläche des Wafers zu entfernende Betrag ist 10 μm, und der von der hinteren Fläche des Wafers zu entfernende Betrag ist kleiner oder gleich 1 μm.
Bei dieser Anordnung werden zwischen der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers unterschiedliche Polierraten erzeugt, woraus sich wiederum zwischen der vorderen und der hinteren Fläche des Siliziumwafers W ein Unterschied des Glanzgrads ergibt. Während dieses Polierens wird die Trägerplatte 11 nicht zum Ausführen der Kreisbewegung angetrieben.
In der Praxis wurde der Siliziumwafer W unter den vorstehend erörterten Bedingungen beidseitig poliert, und das Testergebnis gibt an, daß die Polierrate für die vordere Fläche des Wafers 0,5 μm/min betrug. Dabei betrug der bei diesem Test erhaltene Glanzgrad des Siliziumwafers W an der vorderen Fläche des Wafers 330% oder mehr und an der hinteren Fläche des Wafers 200–300%, was darauf hinweist, daß der Glanzgrad an der hinteren Fläche des Wafers abgenommen hat.
Es sei bemerkt, daß einer der Polierstoffe, die auf die obere Flächenplatte 12 und auf die untere Flächenplatte 13 gespannt sind, eine von den anderen verschiedene Einsinkrate des Siliziumwafers aufweisen kann.
Es wird nun ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterwafers beschrieben.
Diese stellt ein Beispiel dar, bei der die Trägerplatte 11 angetrieben wird, so daß diese eine Kreisbewegung ausführt, die mit keiner Drehung ihrer eigenen Achse während des beidseitigen Polierens der Wafer verbunden ist, indem die obere Flächenplatte 12 und die untere Flächenplatte 13 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die Rate dieser Kreisbewegung der Trägerplatte 11 beträgt bei dieser Ausführungsform 24 rpm. Weiterhin sind die Drehgeschwindigkeiten der oberen Flächenplatte 12 und der unteren Flächenplatte 13 auf 5 rpm bzw. 25 rpm gelegt. Die Aufschlämmung wird bei einer Rate von 2,0 Liter/min zugeführt, und der durch Polieren von der vorderen Fläche des Wafers zu entfernende Betrag ist 10 μm, und der von der hinteren Fläche des Wafers zu entfernende Betrag ist kleiner oder gleich 1 μm.
In der Praxis wurde der Siliziumwafer W unter den vorstehend erörterten Bedingungen beidseitig poliert, und das Testergebnis gibt an, daß die Polierrate. für die vordere Fläche des Wafers 0,5 μm/min betrug. Dabei betrug der bei diesem Test erhaltene Glanzgrad des Siliziumwafers W an der vorderen Fläche des Wafers 330% oder mehr und an der hinteren Fläche des Wafers 200–300
In den 8 und 9 bezeichnet eine Bezugsziffer 110 allgemein einen beidseitigen Polierer, auf den ein Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers angewendet wird. Dieser beidseitige Polierer 110 hat fast die gleiche Konfiguration wie der beidseitige Polierer der oben beschrieben ist, und er weist auf: eine Trägerplatte 11 mit fünf dadurch ausgebildeten Waferhaltelöchern 11a, eine Schleifrolle (ein Schleifrad) 112, die an einer Oberseite angeordnet ist, um die vordere Fläche des Siliziumwafers W zu einer Spiegelqualität aufweisenden Oberfläche zu polieren, indem diese bezüglich der in jedem der Waferhaltelöcher 11a gehaltenen Siliziumwafer W bewegt wird, um frei rotieren zu können, und eine Polier-F1ächenplatte 13, die an einer Unterseite angeordnet ist, um die hinteren Flächen der Wafer W unter Verwendung eines Polierstoffs nur um einen kleinen Betrag zu einer Satinqualität aufweisenden Oberflächen zu polieren.
Die Schleifrolle 112 ist ein gebundener Schleifkörper zum Spiegelpolieren der aufwärts weisenden vorderen Fläche des Wafers, und diese besteht aus Schleifkörnern, die unter Verwendung eines Bindemittels mit einer scheibenartigen Form versehen worden sind. Insbesondere weist diese Schleifrolle 112 einen Rollenkörper auf, der aus Epoxidharz besteht, das zu einem Hauptbestandteil der Rolle mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Dicke von 10 mm geformt ist, und diese weist auch feine Schleifkörner (Silikateilchen) mit einer Korngröße von 3 μm auf, die fest über dem ganzen Bereich der freiliegenden Oberfläche des Rollenkörpers einschließlich seiner Schleiffläche angebracht sind. Ein gemischter Betrag der Schleifkörnern zu dem gesamten Harz wurde hinsichtlich des Kunstharzes auf 15:100 gelegt, wie durch das Volumenverhältnis angezeigt ist. Zum festen Anbringen dieser Schleifkörner an der Schleifrolle 112 wurde ein solches Verfahren eingesetzt, bei dem ein flüssiges Epoxidharz des bei Zimmertemperatur härtenden Typs mit den Schleifkörnern gemischt wird und dann in eine Gießform gegossen wird.
Andererseits wird eine weiche Vliesauflage 15 aus einem mit Urethanharz imprägnierten und dann damit abgebundenem Vlies über die obere Fläche der Polier-Flächenplatte 13 gespannt. Die Vliesauflage 15 (MH-15, hergestellt von Rodale Inc.) hat eine Härte von 80° (mit dem Asker-Härtemeßgerät gemessen) und eine Dicke von 1270 μm.
Wie in den 8 und 9 dargestellt ist, wird die Schleifrolle 112 durch einen oberen Drehmotor 16 über eine nach oben verlaufende Drehwelle 12a in einer horizontalen Ebene drehbar angetrieben. Überdies wird diese Schleifrolle 112 durch ein Hebegetriebe 18 in vertikaler Richtung aufwärts und abwärts bewegt. Die auf die vordere und die hintere Fläche des Siliziumwafers W auszuübenden Schubdrücke der Schleifrolle 112 und der Polier-Flächenplatte 13 können durch eine in der Schleifrolle 112 und der Polier-Flächenplatte 13 enthaltene Druckerzeugungseinrichtung erzeugt werden, wenngleich diese nicht dargestellt ist.
Die Polier-Flächenplatte 13 wird durch einen unteren Drehmotor 17 über seine Abtriebswelle 17a angetrieben so, daß diese sich in einer horizontalen Ebene dreht. Die Trägerplatte 11 wird durch einen Träger-Kreisbewegungsmechanismus 19 angetrieben, so daß diese innerhalb einer horizontalen Ebene eine Kreisbewegung ausführt, sich jedoch nicht um ihre eigene Achse dreht.
Wenn bei dieser Vorrichtung dementsprechend die Abtriebswelle des Kreisbewegungsmotors 29 gedreht wird, wird die dadurch erzeugte Drehkraft über Zahnräder 30, 28 und einen Zahn 26 auf eine Steuerkette 27 übertragen. Daraufhin wird die Steuerkette 27 angetrieben, so daß diese entlang einem von vier Zähnen 26 geführten Weg läuft, und es werden schließlich alle vier Exzenterarme 24 von jeweiligen Zähnen 26 angetrieben, so daß diese sich innerhalb der horizontalen Ebene synchron um jeweilige Drehwellen 24b drehen. Hierdurch kann ein Trägerhalter 20, der mit einer Anordnung wirkungsmäßig gekoppelt ist, die aus jeweiligen Exzenterwellen 24b besteht, und damit die vom Halter 20 gehaltene Trägerplatte 11 innerhalb der horizontalen Ebene parallel zur Platte 11 die Kreisbewegung ausführen, die nicht mit einer Drehung um ihre eigenen Achsen verbunden ist. Das heißt, daß die Trägerplatte 11 um eine Achsenlinie ”a” der Schleifrolle 112 und der Polier-Flächenplatte 13 umläuft, während diese in einem Abstand ”L” davon in einer exzentrischen Position gehalten wird. Infolge dieser Kreisbewegung der Trägerplatte 11, die nicht mit einer Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist, kann jeder Punkt auf der Trägerplatte 11 der Umlaufbahn folgen, die einen kleinen Kreis gleicher Größe beschreibt.
Weiterhin ist in 13 ein Ort eines Aufschlämmungszufuhrlochs in dieser Vorrichtung dargestellt. Beispielsweise befinden sich mehrere in der Schleifrolle 112 ausgebildete Aufschlämmungszufuhrlöcher in einem ringförmigen Bereich ”X” mit einer vorgegebenen Breite, auf dem der Siliziumwafer W stets liegt. Diese Konfiguration ermöglicht es, daß die Aufschlämmung selbst dann, wenn der Siliziumwafer W hin- und herbewegt wird, stets der vorderen Fläche des Siliziumwafers W zugeführt wird, die mit einer Spiegelqualität zu versehen ist. Als ein Poliermittel wird eine alkalische Flüssigkeit verwendet, die hauptsächlich aus Aminoethylethanolamin besteht und deren pH-Wert auf 10,5 eingestellt ist. Auf diese Weise kann der durch die Aufschlämmung gebildete Dünnfilm während des Polierens stets über der hinteren Fläche des Siliziumwafers W gehalten werden.
Ein Verfahren zum Polieren eines Siliziumwafers W unter Verwendung eines beidseitigen Polierers 110 wird nun beschrieben.
Zuerst werden Siliziumwafer W in jeweilige Waferhaltelöcher 11a der Trägerplatte 11 eingeführt. Gleichzeitig wird jeder der Siliziumwafer so angeordnet, daß seine vordere Fläche nach oben weist. Im zweiten Schritt wird bei diesem Stand die Schleifrolle 112 mit einem Druckniveau von 200 g/cm² gegen die vorderen Flächen der jeweiligen Wafer gedrückt, während die weiche Vliesauflage 15 bei dem Druckniveau von 200 g/cm² gegen die hinteren Flächen der jeweiligen Wafer gedrückt wird.
Wenn dann diese beiden Schleifteile 112, 15 gegen die vorderen und die hinteren Flächen der Wafer W gedrückt werden, wird die Steuerkette 27 durch den Kreisbewegungsmotor 29 angetrieben, so daß diese entlang ihrem Weg läuft, während die Aufschlämmung von der Seite der Schleifrolle 112 zugeführt wird. Hierdurch wird bewirkt, daß sich alle Exzenterarme 24 synchron innerhalb der horizontalen Ebene drehen, so daß der Trägerhalter 20 und damit die Trägerplatte 11 mit einer Geschwindigkeit von 15 rpm eine Kreisbewegung ausführt, die mit keiner Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist. Dadurch werden die vorderen und die hinteren Flächen der jeweiligen Siliziumwafer W poliert, während diese in ihren entsprechenden Waferhaltelöchern 11a innerhalb der horizontalen Ebene gedreht werden.
Bei dieser Vorrichtung werden sowohl die vordere als auch die hintere Fläche des Wafers durch Antreiben der Trägerplatte 11, daß diese eine Kreisbewegung ausführt, die mit keiner Drehung um ihre eigene Achse während des Polierens des Wafers verbunden ist, poliert. Weil eine solche spezielle Bewegung der Trägerplatte 11 verwendet worden ist, um beide Flächen des Siliziumwafers W zu polieren, kann fast der ganze Bereich der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers gleichmäßig poliert werden.
Weil bei dieser Vorrichtung überdies die Schleifrolle 112 (für die vordere Fläche) und die Polier-Flächenplatte 13 mit dem darauf gespannten Polierstoff (für die hintere Fläche) als ein Paar von Schleifteilen zum Polieren der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers verwendet wurden, kann die Vorrichtung beispielsweise selektiv die vordere Fläche des Wafers polieren und auf diese Weise die von der vorderen und der hinteren Fläche des Wafers zu polierenden Beträge differenzieren. Auf diese Weise kann ein Halbleiterwafer erhalten werden, der zwischen der vorderen und der hinteren Fläche einen unterschiedlichen Glanzgrad aufweist.
Es sei bemerkt, daß der beidseitige Polierer 110 gemäß dieser Ausführungsform das beidseitige Polieren jedes Siliziumwafers W einfach durch Drehen der Schleifrolle 112 bei einer Geschwindigkeit von beispielsweise 25 rpm durch den oberen Drehmotor 16 ermöglicht, während die Polier-Flächenplatte 13 bei einer Geschwindigkeit von beispielsweise 10 rpm durch den unteren Drehmotor 17 gedreht wird, jedoch ohne daß die Trägerplatte 11 zum Ausführen einer Kreisbewegung angetrieben wird.
Weil in diesem Fall jeweilige Siliziumwafer W so in die Waferhaltelöcher 11a eingeführt worden sind und darin gehalten werden, daß diese darin frei drehbar sind, folgen die jeweiligen Wafer W und drehen sich dementsprechend (um ihre eigenen Achsen) in der Drehrichtung einer der Flächenplatten mit einer höheren Drehgeschwindigkeit beim Polieren. Wie vorstehend erörtert wurde, kann durch Ermöglichen, daß sich die Siliziumwafer W um ihre eigenen Achsen drehen, hinsichtlich des Polierens durch die Schleifrolle 112 und die Polier-Flächenplatte 13 ausgeschlossen werden, daß die Umfangsgeschwindigkeit dichter beim Außenrand des Wafers höher wird. Dies führt dazu, daß über einem ganzen Bereich sowohl der vorderen als auch der hinteren Fläche des Wafers ein gleichmäßiges Polieren erzielt wird.
Auf diese Weise ist auch durch Ausführen des beidseitigen Polierens mit einer unterschiedlichen Drehgeschwindigkeit zwischen der Schleifrolle 112 und der Polier-Flächenplatte 13 unter Verwendung des beidseitigen Polierers ohne ein Sonnenrad noch ein solcher Siliziumwafer erreichbar, der eine vordere Fläche mit Spiegelqualität und eine hintere Fläche mit Satinqualität aufweist. Weiterhin können die Schleifrolle 112 und die Polier-Flächenplatte 13 mit der gleichen Drehgeschwindigkeit gedreht werden, um einen Siliziumwafer W zu erzeugen, dessen vordere Fläche Spiegelqualität aufweist und dessen hintere Fläche Satinqualität aufweist.
Alternativ können die Schleifrolle 112 und die Polier-Flächenplatte 13 gedreht werden, während zugelassen wird, daß die Trägerplatte 11 eine Kreisbewegung ausführt, um das beidseitige Polieren des Siliziumwafers W vorzunehmen. In diesem Fall werden die Drehgeschwindigkeiten der Schleifrolle 112 und der Polier-Flächenplatten 12 und 13 vorzugsweise bis in einen Bereich verringert, in dem sowohl an der vorderen Fläche als auch an der hinteren Fläche des Wafers kein ungleichmäßiges Polieren auftritt. Mit dieser Anordnung können sowohl die vordere als auch die hintere Fläche des Siliziumwafers W über den gesamten Bereich der jeweiligen Flächen gleichmäßig poliert werden. Es wird als vorteilhaft angesehen, daß durch Drehen der Schleifrolle 112 und der Polier-Flächenplatte 13 zu jeder Zeit neue Kontaktflächen der Flächenplatten mit dem Siliziumwafer W entstehen können, so daß die Aufschlämmung allen Flächen des Siliziumwafers W gleichmäßig zugeführt werden kann.
Tatsächlich wurden der Glanzgrad der Spiegelqualität aufweisenden vorderen Fläche und derjenige der Satinqualität aufweisenden hinteren Fläche des Siliziumwafers W, die durch das beidseitige Polieren des Siliziumwafers W unter Verwendung des beidseitigen Polierers 10 dieser Ausführungsform auf der Grundlage der Bedingungen für das beidseitige Polieren erzeugt werden, jeweils gemessen. Das Ergebnis wies darauf hin, daß der Glanzgrad der Spiegelqualität aufweisenden vorderen Fläche des Wafers, gemessen durch das Meßinstrument von Nippon Denshoku Inc., größer oder gleich 330% war. Im Gegensatz dazu lag der Glanzgrad der hinteren Fläche des Wafers in einem Bereich von 200–300%.
14 zeigt ein Flußdiagramm, das ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterwafers verdeutlicht. 15 zeigt eine Draufsicht eines beim Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterwafers verwendeten beidseitigen Polierers. 16 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht, in der ein Hauptteil dieses beidseitigen Polierers dargestellt ist.
Wie in 14 dargestellt ist, wird ein Halbleiterwafer durch eine Reihe von Verarbeitungsschritten zum Zerschneiden, Anfasen, Lappen, Alkaliätzen, Oberflächenschleifen, beidseitigen Polieren und Endreinigen hergestellt. Die jeweiligen Schritte werden nun detailliert beschrieben.
Ein nach dem Czochralski-Verfahren gezogener Siliziumblock wird in dem Zerschneideschritt (S101) zu 8-Zoll-Siliziumwafern zerschnitten, die jeweils eine Dicke von etwa 860 μm aufweisen.
Daraufhin wird jeder dieser Siliziumwafer dem Anfasprozeß unterzogen (S102). Insbesondere wird der Außenrand des Wafers unter Verwendung eines Schleifrads von #600 zum Metall-Anfasen grob angefast, so daß dieser eine spezifische Form annimmt. Durch diesen Prozeß wird der Außenrand des Wafers zu einer spezifischen runden Form (beispielsweise einer angefasten Form vom MOS-Typ) bearbeitet.
Im nächsten Schritt wird der Siliziumwafer, nachdem dieser der Anfasverarbeitung unterzogen worden ist, im Lappschritt gelappt (S103). In diesem Lappschritt wird der Siliziumwafer zwischen den parallel zueinander gehaltenen Lapp-Flächenplatten angeordnet, und eine Lappflüssigkeit, eine aus Aluminiumoxid-Schleifkörnern, einem Verteilungsmittel und Wasser bestehende Mischung, wird zwischen den Lapp-Flächenplatten und dem Siliziumwafer eingeführt. Daraufhin wird der Siliziumwafer unter einem bestimmten Druck einer Rotations-Schleifverarbeitung unterzogen, um seine vordere und seine hintere Fläche mechanisch zu lappen. Ein im Lappschritt zu entfernender Betrag liegt insgesamt für die vordere und die hintere Fläche des Wafers in einem Bereich von 40–80 μm.
Nach dem Lapprozeß wird der Siliziumwafer dem Alkaliätzen unterzogen (S103).
Hochkonzentrierte NaOH-Lösung wird als die alkalische Ätzflüssigkeit verwendet. Es werden eine Ätztemperatur von 90°C und ein Ätzzeitraum von 3 Minuten verwendet. Dabei ist der vom Wafer- durch Ätzen zu entfernende Betrag für die vordere und die hintere Fläche insgesamt etwa 20 μm. Wie vorstehend erwähnt wurde, erscheint eine Welligkeit mit einem Zyklusabstand von etwa 10 mm und einer Höhe von einigen Zehn bis einigen Hundert nm nicht, weil das Alkaliätzen statt des Säureätzens verwendet worden ist.
Als nächstes wird das Oberflächenschleifen auf diesen geätzten Wafer angewendet (S105). Insbesondere wird ein Oberflächenschleifer mit einem Kunstharz-Schleifrad von #2000 zum Anwenden des Oberflächenschleifens auf den Wafer verwendet. Der in diesem Schritt abzuschleifende Betrag ist etwa 10 μm. Es sei bemerkt, daß die Beschädigung infolge der Verarbeitung nach dem Oberflächenschleifen in einem Bereich von 1–3 μm liegt.
Nach dem Oberflächenschleifen wird das beidseitige Polieren auf den Siliziumwafer angewendet, bei dem seine vordere Fläche mit Spiegelqualität versehen wird, während gleichzeitig seine hintere Fläche leicht poliert wird, um die darauf ausgebildete Konkavität und Konvexität teilweise zu entfernen (S106). Für diesen beidseitigen Polierer wurde insbesondere ein in den 15 und 16 dargestellter beidseitiger Polierer eingesetzt. Dieser beidseitige Polierer wird nachstehend detailliert beschrieben.
In den 15 und 16 bezeichnet eine Bezugsziffer 210 allgemein den beidseitigen Polierer. Bei dem beidseitigen Polierer 210 werden die Siliziumwafer W in mehrere in einer Trägerplatte 211 ausgebildete Waferhaltelöcher 212 eingeführt und auf diese Weise davon gehalten, und die vorderen und die hinteren Flächen der jeweiligen Siliziumwafer W werden alle auf einmal poliert, während das Schleifkörner enthaltende Aufschlämmungsmittel von oben den Siliziumwafern W zugeführt wird.
Insbesondere ist zwischen einem Sonnenrad 213 und einem Innenrad 214, die frei drehbar bereitgestellt sind, eine Trägerplatte 211 angeordnet, die an ihrem Außenrand ein Außenrad 211a aufweist, so daß diese sich frei um ihre eigene Achse drehen und auch um das Sonnenrad 213 umlaufen kann, und eine obere Flächenplatte 217 und eine untere Flächenplatte 218, auf die ein Polierstoff 215 bzw. ein Polierstoff 216 gespannt ist, werden gegen die vorderen und die hinteren Flächen (die oberen und die unteren Flächen) der Siliziumwafer W gedrückt und auf diese Weise gleitfähig in Kontakt mit ihnen gebracht, so daß beide Flächen dieser Siliziumwafer W gleichzeitig poliert werden können.
Als Polierstoff 215 für das Polieren der vorderen Fläche (mit Spiegelqualität) des Siliziumwafers W wurde ein von Rodale und Nitta Co., Ltd. hergestellter Polierstoff ”suba 800” eingesetzt, der eine höhere Fähigkeit aufweist, die Aufschlämmung zu halten, und demgemäß an der vorderen Fläche des Wafers eine höhere Polierrate (0,5 μm/min) erzielt. Andererseits wurde als Polierstoff für die hintere Fläche (mit Halbspiegelqualität) des Wafers ein von Rodale und Nitta Co., Ltd. hergestellter Polierstoff ”UR-100” eingesetzt, der eine geringere Fähigkeit aufweist, die Aufschlämmung zu halten, und demgemäß an der hinteren Fläche des Wafers eine geringere Polierrate (0,07 μm/min) erzielt. Weil, wie hier angegeben wurde, für den Polierstoff 215 für die vordere Fläche des Wafers und den Polierstoff 216 für die hintere Fläche des Wafers unterschiedliche Materialien eingesetzt wurden, was zu einem Unterschied der Aufschlämmungshaltefähigkeit führen kann, woraus sich ein Unterschied in der Polierrate zwischen den Stoffen ergibt, kann während des beidseitigen Polierens des Wafers daher die vordere Fläche des Wafers mit Spiegelqualität versehen werden, während andererseits die hintere Fläche des Wafers nur schwer zu einer Spiegelqualität poliert wird.
Der durch den beidseitigen Polierprozeß von der vorderen Fläche des Wafers abzupolierende Betrag liegt um 7 μm. Andererseits ist der von der hinteren Fläche des Wafers abzupolierende Betrag nicht größer als 1,5 μm.
Wie vorstehend erörtert wurde, wurde ein solches gering beschädigendes Polieren vorab auf die vordere Fläche des Wafers angewendet, die spiegelpoliert wird. Daher konnte bei diesem beidseitigen Polierprozeß der von der vorderen Fläche des Wafers durch Polieren zu entfernende Betrag auf 7 μm verringert werden. Daher ergibt sich nach dem Endbearbeiten des Wafers mit dem beidseitigen Polieren für die vordere Fläche des Wafers ein in GBIR gemessener höherer Flachheitsgrad mit 0,3 μm nicht übersteigenden Abweichungen. Überdies ist infolge dieses verringerten durch Polieren zu entfernenden Betrags die erforderliche Polierzeit auch verkürzt.
Weil die hintere Fläche des Wafers während dieses beidseitigen Polierens weiterhin leicht poliert wird, kann die an der hinteren Fläche des Wafers während des Alkaliätzschritts gebildete Konkavität und Konvexität teilweise entfernt werden und dabei deren Betrag verringert werden.
Weil überdies der während des beidseitigen Polierens von der hinteren Fläche zu entfernende Betrag in einem Bereich von 0,5 μm–1,5 μm gelegt ist, kann die Intensität der hinteren Fläche des Wafers auf einen bestimmten Wert geregelt bzw. gesteuert werden, auf dessen Grundlage die vordere oder die hintere Fläche des Wafers unter Verwendung des Sensors zum Erfassen der hinteren Fläche des Wafers identifiziert werden kann. Hierdurch wird ermöglicht, daß die vordere und die hintere Fläche des Wafers automatisch identifiziert werden.
Nach diesem Schritt wird der Siliziumwafer einem abschließenden Reinigungsprozeß zum Fertigstellen des Wafers unterzogen (S107). Insbesondere werden einige Arten eines RCA-Reinigens angewendet.
Wenngleich der beidseitige Polierer mit Sonnenrad eingesetzt wurde, ist der Polierer weiterhin nicht darauf beschränkt, sondern es kann beispielsweise der beidseitige Polierer ohne Sonnenrad verwendet werden (1).

Claims

Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers unter Verwendung eines beidseitigen Polierers, bei dem in einem in einer Trägerplatte ausgebildeten Waferhalteloch ein Halbleiterwafer eingeführt und gehalten werden kann, wobei dem Halbleiterwafer ein Poliermittel zugeführt wird, während die Trägerplatte angetrieben wird, um eine Kreisbewegung auszuführen, die mit keiner Drehung um ihre eigene Achse verbunden ist, innerhalb einer zu einer Oberfläche der Trägerplatte parallelen Ebene zwischen einem Paar von Polierelementen, die gegenüberliegend angeordnet sind, um eine vordere und eine hintere Oberfläche des Halbleiterwafers gleichzeitig zu polieren, wobei das Verfahren weiter dadurch gekennzeichnet ist, daß eines von den Polierelementen aus einem gebundenen Schleifkörper mit gebundenen Schleifkörner besteht mit einer Korngröße von 0,1 bis 3,0 μm und das andere der Polierelemente aus einer Polier-Flächenplatte besteht, mit einem Polierstoff, der über eine ihrer Flächen, die dem gebundenen Schleifkörper zugewandt ist, gespannt ist, und wobei das Poliermittel aus einer alkalischen Flüssigkeit ist, die keine losen Schleifkörper enthält, um einen Betrag, der von der vorderen Fläche und der hinteren Fläche des Halbleiterwafers durch Polieren zu entfernen ist, zu unterscheiden.
Verfahren zum Polieren eines Halbleiterwafers unter Verwendung eines beidseitigen Polierers nach Anspruch 1, bei dem der gebundene Schleifkörper aus einem Schleifrad besteht und der Polierstoff aus einer weichen Vliesauflage aus mit Urethanharz imprägniertem und getrocknetem bzw. gehärtetem Vlies besteht.