DE112015000522T5

DE112015000522T5 - Werkstückdoppelscheibenschleifverfahren

Info

Publication number: DE112015000522T5
Application number: DE112015000522.6T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Usami
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2016-10-13
Also published as: JP2015155129A; US9962802B2; CN105980103A; JP6040947B2; US20170136596A1; TWI602656B; WO2015125412A1; SG11201606945PA; TW201600247A; KR102098260B1; KR20160124110A; CN105980103B

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkstückdoppelscheibenschleifverfahren umfassend das Halten eines flächigen Werkstücks in einer Umfangsrichtung von einer Außenumfangsseite des Werkstücks mittels eines Ringhalters und gleichzeitiges Schleifen beider Oberflächen des Werkstücks, das mittels des Ringhalters gehalten wird, mit einem Paar Schleifscheiben, während der Ringhalter gedreht wird, wobei die Oberflächen des Werkstücks gleichzeitig geschliffen werden, so dass ein Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm einer Schleifmaterialabnahme des Werkstücks im Bereich von 0,10 μm bis 0,33 μm liegt. Dieses Werkstückdoppelscheibenschleifverfahren kann die Nanotopographie reduzieren, die in vorherigen Schritten, wie beispielsweise einem Schneidschritt, gebildet wurde, ohne dass sich die Ebenheit im Doppelscheibenschleifschritt verschlechtert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkstückdoppelscheibenschleifverfahren, mit dem die Nanotopographie, die insbesondere in einem Schneidschritt gebildet wird, reduziert werden kann.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren gibt es bei Halbleiterwafern, wie beispielsweise Siliziumwafern, ein Problem hinsichtlich des Umfangs von Komponenten mit Oberflächenwelligkeit, die als „Nanotopographie” bezeichnet wird. Die Nanotopographie ist eine Art Oberflächenform bei Halbleiterwafern und zeigt eine Wellenlängenkomponente mit λ von 0,2 bis 2,0 mm, was kürzer als die Wellenlänge von „Sori” oder „Warp” und länger als die Wellenlänge der „Oberflächenrauigkeit” ist. Die Nanotopographie hat eine äußerst flache Welligkeit mit einem Spitzen-zu-Boden-Wert (peak-to-valley- bzw. PV-Wert) von 0,1 μm bis 0,2 μm.
Die Nanotopographie von hochglanzpolierten Halbleiterwafern, die mittels eines doppelseitigen Polierschritts erhalten werden, bei dem es sich um einen abschließenden Schritt beim Verarbeiten von Halbleiterwafern handelt, wird gewöhnlich mittels einer optischen Interferenzmessvorrichtung gemessen. Allerdings misst diese Reflexionsinterferenzmessvorrichtung nicht die Nanotopographie von Halbleiterwafern mit einer nicht glänzenden Hauptfläche, die sich in einem Zwischenschritt befinden, wie beispielsweise einem Schneidschnitt oder einem Doppelscheibenschleifschritt, und keinem Hochglanzpoliervorgang unterworfen werden.
Das Patentdokument 1 offenbart ein Verfahren zum Berechnen einer Nanotopographie von nicht hochglänzenden Halbleiterwafern, indem eine Verzugsform, die mit einer kapazitiven Formmessvorrichtung bestimmt wird, einer arithmetischen Bandpassfilterverarbeitung unterworfen wird. Dieses Verfahren ermöglicht eine einfache Messung der Nanotopographie. Ein PV-Wert einer Querschnittsform (die Differenz zwischen einer maximalen Verlagerung und einer minimalen Verlagerung) wird als quantitativer Wert der vereinfachten Nanotopographie verwendet. Im Folgenden wird auf diesen Wert als „Pseudonanotopographie” Bezug genommen.
Darüber hinaus werden Siliziumwafer auch in der Tat benötigt, um ihre Ebenheit sowie ihre Nanotopographie zu verbessern. Während herkömmliche Siliziumwafer eine Ebenheit (SFQR) von 0,13 μm oder weniger haben müssen, ist es erforderlich, dass neuere Siliziumwafer eine Ebenheit (SFQR) von 0,07 μm oder weniger, vorzugsweise von 0,04 μm oder weniger, haben müssen.
Die Nanotopographie wird während des Verarbeitens von Wafern gebildet (während des Zeitraums von einem Schneidschritt zu einem Polierschritt). Die Nanotopographie, die in einem Schneidschritt gebildet wird, bleibt bis zu einem abschließenden Schritt erhalten, wenn sie nicht in einem Doppelscheibenschleifschritt verringert wird. Es wird davon ausgegangen, dass die Nanotopographie Ausbeuten bei Grabenisolations(STI)-Prozessen in der Bauelementproduktion beeinflusst.
Das Patentdokument 2 offenbart ein Verfahren zum Reduzieren der Nanotopographie, die in einem Schleifschritt gebildet wird. Dieses Verfahren umfasst das Einstellen des Durchflusses von Wasser mit statischem Druck, das einem Kissen mit statischem Druck zugeführt wird, um einen Wafer ohne Kontakt in einer Doppelscheibenschleifvorrichtung zu halten, um die Nanotopographie zu reduzieren, die in einem Doppelscheibenschleifschritt gebildet wird.
DRUCKSCHRIFTENLISTE
PATENTLITERATUR

Patentdokument 1: japanisches Patent Nr. 4420023
Patentdokument 2: japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 2007-96015

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Obwohl ein Verfahren zum Reduzieren der Nanotopographie, die in einem Doppelscheibenschleifschritt gebildet wird, erforscht wurde, wie beispielsweise das Doppelscheibenschleifverfahren, das im Patentdokument 2 offenbart ist, ist bisher kaum ein Verfahren zum Reduzieren der Nanotopographie erforscht worden, die in anderen Schritten, wie beispielsweise einem Schneidschritt, durch den Doppelscheibenschleifschritt gebildet wird. Daher hat bisher niemand ein Doppelscheibenschleifverfahren vorgeschlagen, mit dem die Nanotopographie effektiv reduziert werden kann, die in Schritten, wie beispielsweise einem Schneidschritt, ausgebildet wird.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme durchgeführt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Doppelscheibenschleifverfahren vorzusehen, mit dem die Nanotopographie reduziert werden kann, die in früheren Schritten, wie beispielsweise einem Schneidschritt, gebildet werden kann, ohne dass die Ebenheit im Doppelscheibenschleifschritt verschlechtert wird.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Um diese Aufgabe zu erzielen, sieht die vorliegende Erfindung ein Werkstückdoppelscheibenschleifverfahren vor, umfassend: Halten eines flächigen Werkstücks in einer Umfangsrichtung von einer Außenumfangsseite des Werkstücks mittels eines Ringhalters; und gleichzeitiges Schleifen beider Oberflächen des Werkstücks, das mittels des Ringhalters gehalten wird, mit einem Paar Schleifscheiben, während der Ringhalter gedreht wird, wobei die Oberflächen des Werkstücks gleichzeitig geschliffen werden, so dass der Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm einer Schleifmaterialabnahme des Werkstücks im Bereich von 0,10 μm bis 0,33 μm liegt.
Wenn der Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm der Schleifmaterialabnahme des Werkstücks 0,10 μm oder mehr ist, kann die Nanotopographie, die in Schritten, wie beispielsweise einem Schneidschritt, gebildet wird, effektiv reduziert werden. Wenn der Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm der Schleifmaterialabnahme des Werkstücks 0,33 μm oder weniger beträgt, ist der Verschleißbetrag nicht übermäßig. Dies erlaubt es dem Paar Schleifscheiben, parallel zu bleiben, so dass eine Verschlechterung der Ebenheit verhindert wird. Demgemäß kann die Nanotopographie, die in Schritten, wie beispielsweise einem Schneidschritt, gebildet wird, effektiv reduziert werden, ohne dass sich die Ebenheit verschlechtert.
Die Schleifscheiben können keramisch gebundene Schleifscheiben sein, die sich an einem Außenumfang eines ringförmigen Kerns befinden.
Die Verwendung von solchen Schleifscheiben erleichtert das Selbstschärfen der Schleifscheiben wirksam, wodurch ein kontinuierliches Schleifen zuverlässig und stabil ermöglicht wird.
Der Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm der Schleifmaterialabnahme des Werkstücks kann berechnet werden, indem ein Schleifscheibenverschleißbetrag durch die Schleifmaterialabnahme geteilt wird, d. h. eine Differenz zwischen der Werkstückdicke vor und nach dem Schleifen, wobei der Schleifscheibenverschleißbetrag aus einer Änderung der Position der Schleifscheiben bestimmt wird, die während des Schleifens vorrücken.
Auf diese Weise kann der Abnutzungsbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm der Schleifmaterialabnahme des Werkstücks ohne Weiteres berechnet werden.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Das erfindungsgemäße Werkstückdoppelscheibenschleifverfahren kann die Nanotopographie reduzieren, die in Schritten, wie beispielsweise einem Schneidschritt, gebildet wird, ohne dass sich die Ebenheit eines geschliffenen Werkstücks verschlechtert. Wenn die Nanotopographie auf diese Weise durch den Schleifschritt reduziert wird, kann die Nanotopographie einer Oberfläche eines hochglanzpolierten Wafers, der nach dem Abschluss der ganzen Werkstückverarbeitungsschritte erhalten wird, effektiv reduziert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Doppelscheibenschleifvorrichtung, die im Doppelscheibenschleifverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
2 ist ein Diagramm, das eine Pseudonanotopographiereduzierungsfähigkeit in den Beispielen und Vergleichsbeispielen zeigt;
3 ist ein Diagramm, das die Nanotopographie nach dem Doppelseitenpolierschritt in den Beispielen und Vergleichsbeispielen zeigt;
4 ist ein Diagramm, das die Ebenheit (SFQR) nach dem Doppelseitenpolierschritt in den Beispielen und Vergleichsbeispielen zeigt; und
5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen der Nanotopographie nach dem Doppelseitenpolierschritt und der Pseudonanotopographie nach dem Doppelscheibenschleifschritt zeigt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung aber nicht darauf beschränkt ist.
Wie zuvor beschrieben, ist bisher noch kein Doppelscheibenschleifverfahren vorgeschlagen worden, mit dem die Nanotopographie, die während der Verarbeitung von Wafern gebildet wird, durch einen Doppelscheibenschleifschritt effektiv reduziert werden kann. Die Nanotopographie, die in Schritten, wie beispielsweise einem Schneidschritt, gebildet wird, bleibt bis zu einem abschließenden Schritt (einem Doppelseitenpolierschritt) erhalten, wenn sie nicht in einem Doppelscheibenschleifschritt reduziert wird. Im Hinblick darauf hat der vorliegende Erfinder sein Augenmerk auf Schleifscheiben gerichtet, die zum Doppelscheibenschleifen verwendet werden, und festgestellt, dass mit dem Verschleiß der Doppelscheibenschleifscheiben die Schleifscheiben sich leicht an einem Werkstück verfangen und in problematischer Weise inaktiv sind. Der vorliegende Erfinder ist dann davon ausgegangen, dass die Zunahme des Verschleißbetrags der Doppelscheibenschleifscheiben dazu führt, dass die Schleifscheiben sich leicht an den Krümmungspunkten eines Werkstücks verfangen und den Krümmungspunkt effektiv schleifen, wodurch eine Reduzierung der Nanotopographie ermöglicht wird. Andererseits hat der vorliegende Erfinder festgestellt, dass bei einem übermäßigen Verschleiß der Schleifscheibe das Schleifscheibenpaar nicht parallel gehalten werden kann, was zu einer Verschlechterung der Ebenheit führt.
Dann hat der vorliegende Erfinder wieder Untersuchungen durchgeführt und demgemäß festgestellt, dass die Einstellung des Verschleißbetrags der Schleifscheiben pro 1 μm einer Werkstückschleifmaterialabnahme auf 0,10 μm bis 0,33 μm eine Verringerung der Nanotopographie ermöglicht, die in Schritten, wie beispielsweise einem Schneidschritt, gebildet wird, ohne dass sich die Ebenheit eines Werkstücks verschlechtert, wodurch die vorliegende Erfindung zum Abschluss gebracht wird.
Es wird nun eine Beziehung zwischen der Nanotopographie eines Wafers nach dem Doppelscheibenschleifen und der Nanotopographie eines Hochglanzwafers nach den ganzen Verarbeitungsschritten beschrieben.
5 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Pseudonanotopographie einer Waferoberfläche nach einem Doppelscheibenschleifschritt und der Nanotopographie einer Waferoberfläche, die einem Ätzschritt und einem Doppelseitenpolierschritt in dieser Reihenfolge unterworfen wird, nach dem Doppelscheibenschleifschritt zeigt. Bei diesem Wafer handelt es sich um einen Einkristall-Siliziumwafer mit einem Durchmesser von 300 mm. Die Pseudonanotopographie wurde mittels SBW-330 (hergestellt von KOBELCO Research Institute, Inc.) gemessen und die Nanotopographie wurde mittels Wafer Sight II (hergestellt von KLA-Tencor Corporation) gemessen.
Wie in 5 gezeigt ist, erhöht sich die Nanotopographie nach dem abschließenden Schritt mit der Zunahme der Pseudonanotopographie nach dem Doppelscheibenschleifen. Kurz gesagt, es gibt eine Beziehung zwischen der Nanotopographie und der Pseudonanotopographie. Dies zeigt, dass eine Reduzierung der Nanotopographie, die in Schritten, wie beispielsweise einem Schneidschritt, mittels des Doppelseitenpolierschritts gebildet wird, wie bei der vorliegenden Erfindung, sehr effektiv bei der Verbesserung der Nanotopographie ist, die nach dem Doppelseitenpolierschritt auf der Waferoberfläche gefunden wird.
Eine beispielhafte Doppelscheibenschleifvorrichtung, die in dem erfindungsgemäßen Doppelscheibenschleifverfahren verwendet wird, wird nun mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, hat die Doppelscheibenschleifvorrichtung 1, die in dem erfindungsgemäßen Doppelscheibenschleifverfahren verwendet wird, ein Paar Schleifscheiben 2 zum gleichzeitigen Schleifen beider Oberflächen eines Werkstücks W, einen Ringhalter 3, der so gestaltet ist, dass er das Werkstück W hält, und ein Paar Statikdruckhalteelemente 4 zum Halten des Ringhalters 3 ohne Kontakt mittels des hydrostatischen Drucks eines Fluids.
Die Schleifscheiben 2 sind mit den Schleifscheibenmotoren 5 verbunden und können sich mit hoher Geschwindigkeit drehen. Die Schleifscheibe 2 ist nicht besonders beschränkt und kann zum Beispiel eine keramisch gebundene Schleifscheibe sein, die auf einer Außenumfangsfläche eines ringförmigen Kerns angeordnet ist.
Der Ringhalter 3 ist so gestaltet, dass er das Werkstück W in der Umfangsrichtung des Werkstücks von der Außenumfangsseite hält und sich drehen kann. Die Doppelscheibenschleifvorrichtung 1 umfasst auch ein Antriebsrad (nicht gezeigt), das mit einem Motor (nicht gezeigt) verbunden ist. Der Ringhalter 3 kann durch das Antriebsrad gedreht werden.
Ein Vorsprung wird auf einem Innenumfangsabschnitt des Ringhalters 3 so gebildet, dass er sich nach innen erstreckt. Dieser Vorsprung ist so gestaltet, dass er mit einer Nut in Eingriff ist, die als Kerbe bezeichnet wird und auf dem Werkstück W ausgebildet ist. Dieser Eingriff des Vorsprungs, der auf dem Ringhalter 3 ausgebildet ist, mit der Kerbe des Werkstücks W ermöglicht die Drehung und das Halten des Werkstücks W.
Das Material des Ringhalters 3 kann zum Beispiel Aluminiumoxidkeramik sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Der aus Aluminiumkeramik hergestellte Ringhalter hat eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit, verursacht kaum eine Wärmeausdehnung während der Verarbeitung, und kann daher mit hoher Genauigkeit verarbeitet werden.
Das Statikdruckhalteelement 4 besteht aus einem Halterstatikdruckabschnitt, der sich an einer Außenumfangsseite befindet, zum Halten des Ringhalters 3 in einer kontaktlosen Weise und einem Waferstatikdruckabschnitt, der auf einer Innenumfangsseite angeordnet ist, zum Halten eines Wafers in kontaktloser Weise. Darüber hinaus wird das Statikdruckhalteelement 4 mit einer Öffnung, in die das Antriebsrad, das zum Drehen des Ringhalters 3 verwendet wird, eingeführt wird, und einer Öffnung ausgestattet, in die die Schleifscheibe 2 eingeführt wird.
Um das erfindungsgemäße Doppelscheibenschleifverfahren mit der Doppelscheibenschleifvorrichtung 1 durchzuführen, wird zuerst ein Werkstück W in einer Umfangsrichtung von der Außenumfangsseite des Werkstücks mit dem Ringhalter 3 gehalten. Zu dieser Zeit kann der Vorsprung des Ringhalters 3 in eine Kerbe des Werkstücks eingreifen, um das Werkstück zu halten.
Wenn die Doppelscheibenschleifvorrichtung 1 das Statikdruckhalteelement 4 umfasst, wird der Ringhalter 3, der das Werkstück hält, zwischen dem Paar Statikdruckhalteelementen 4 angeordnet, so dass die Statikdruckhalteelemente 4 und der Ringhalter 3 einen Abstand aufweisen. Ein Fluid, wie beispielsweise Wasser, wird durch die Statikdruckhalteelemente 4 zugeführt, um den Ringhalter 3 in einer kontaktlosen Weise zu halten.
Auf diese Weise wird der Ringhalter 3 in einer kontaktlosen Weise gehalten, indem einem Raum zwischen den Statikdruckhalteelementen 4 und dem Ringhalter 3 ein Fluid zugeführt wird, um die Position des Ringhalters, der das Werkstück W hält, während des Doppelscheibenschleifens zu stabilisieren. Der Ringhalter 3, der das Werkstück W hält, wird dann gedreht, um das Werkstück W zu drehen. Das Paar Schleifscheiben 2, die dem Werkstück W gegenüberliegen, werden gedreht und mit jeder Oberfläche des Werkstücks W in Kontakt gebracht. Die Schleifscheiben 2, die einander gegenüberliegen, werden dann vorgerückt, so dass ein Abstand dazwischen allmählich verringert wird, während ein Schleifwasser mit einer vorbestimmten Durchflussrate zugeführt wird. Die beiden Oberflächen des Werkstücks W werden dadurch gleichzeitig geschliffen.
Die Schleifscheiben 2, die in diesem Verfahren verwendet werden, können keramisch gebundene Schleifscheiben sein, die sich an einem Außenumfang eines ringförmigen Kerns befinden.
Die Verwendung solcher Schleifscheiben erleichtert eine Selbstschärfung der Schleifscheiben in wirksamer Weise, so dass ein kontinuierliches Schleifen zuverlässig und stabil ermöglicht wird.
In der vorliegenden Erfindung wird der Verschleißbetrag der Schleifscheiben 2 pro 1 μm einer Schleifmaterialabnahme des Werkstücks W auf 0,10 μm bis 0,33 μm eingestellt. Der Verschleißbetrag der Schleifscheiben 2 kann zum Beispiel durch vorheriges Einstellen einer Beanspruchung, die an jede Schleifscheibe 2 angelegt wird, die Drehzahl der Schleifscheiben 2, die Drehzahl des Werkstücks W und die Sorte der Schleifscheibe 2 eingestellt werden.
Der Verschleißbetrag der Schleifscheiben 2 pro 1 μm der Schleifmaterialabnahme des Werkstücks W kann berechnet werden, indem ein Verschleißbetrag der Schleifscheiben 2, der aus einer Änderung der Position der Schleifscheiben 2, die während des Schleifens vorrücken, bestimmt wird, durch die Schleifmaterialabnahme geteilt wird, die eine Differenz zwischen der Werkstückdicke vor und nach dem Schleifen ist.
Wenn der Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm der Schleifmaterialabnahme des Werkstücks 0,10 μm oder mehr beträgt, kann die Nanotopographie, die in Schritten, wie beispielsweise einem Schneidschritt, gebildet wird, effektiv verringert werden. Wenn der Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm der Schleifmaterialabnahme des Werkstücks 0,33 μm oder weniger ist, kann das Paar Schleifscheiben 2 parallel gehalten werden, so dass eine Verschlechterung hinsichtlich der Ebenheit verhindert werden kann. Demgemäß kann die Nanotopographie, die in Schritten, wie beispielsweise einem Schneidschritt, gebildet wird, effektiv im Schleifschritt verringert werden, ohne dass die Ebenheit verschlechtert wird. Dieses Werkstück W, dessen Nanotopographie im Schleifschritt verringert wird, wird in einer Nanotopographie verbessert, nachdem das Werkstück W einem abschließenden Verarbeitungsschritt, wie beispielsweise einem Doppelseitenpolierschritt unterzogen wird, wodurch ein hochglanzpolierter Wafer resultiert, der die Ansprüche der Kunden erfüllt.
BEISPIEL
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Beispiele und Vergleichsbeispiele ausführlicher beschrieben, wobei aber die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
Beispiel 1
Eine Doppelscheibenschleifvorrichtung 1, wie in 1 gezeigt, wurde verwendet, um Einkristall-Siliziumwafer gemäß dem erfindungsgemäßen Doppelscheibenschleifverfahren zu schleifen. Die Einkristall-Siliziumwafer, die durch Schneiden eines Silizium-Einkristallblocks erhalten werden, der mittels eines Czochralski-Verfahrens (CZ-Verfahrens) hergestellt wird, hatten jeweils einen Durchmesser von 300 mm.
Fünf zu schleifende Einkristall-Siliziumwafer wurden aus den Einkristall-Siliziumwafern, die geschnitten wurden. ausgewählt. Diese fünf Einkristall-Siliziumwafer hatten eine Pseudonanotopographie von 1,0 μm, wie mittels SBW-330 (hergestellt von KOBELCO Research Institute, Inc.) gemessen.
Im Beispiel 1 wurden die Wafer einem Doppelscheibenschleifen unterzogen, so dass der Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm der Schleifmaterialabnahme des Werkstücks 0,10 μm betrug.
Dann wurde die Pseudonanotopographie auf den fünf Einkristall-Siliziumwafern, die einem Doppelscheibenschleifen unterzogen wurden, mittels SBW-330 (hergestellt von KOBELCO Research Institute, Inc.) gemessen. Die von jedem Einkristall-Siliziumwafer erhaltenen Daten wurden verwendet, um die Pseudonanotopographiereduzierungsfähigkeit durch den folgenden Ausdruck (1) zu berechnen. 2 zeigt einen Durchschnittswert der Pseudonanotopographiereduzierungsfähigkeit. Hier bedeutet die Pseudonanotopographiereduzierungsfähigkeit eine Reduzierung der Pseudonanotopographie, die durch den Ausdruck (1) berechnet wird. Je größer dieser Wert ist, desto mehr wird die Pseudonanotopographie, bei der es sich um einen vereinfachten quantitativen Wert der Nanotopographie handelt, verringert. (Pseudonanotopographiereduzierungsfähigkeit) = (Pseudonanotopographie vor dem Schleifen – Pseudonanotopographie nach dem Schleifen)/(Pseudonanotopographie vor dem Schleifen) × 100 (1)
Nach dem Messen der Pseudonanotopographie wurden die Einkristall-Siliziumwafer nachfolgenden Schritten, einem Ätzschritt und einem Doppelseitenpolierschritt in dieser Reihenfolge unterzogen, um hochglanzpolierte Wafer zu erhalten. Dann wurde die Nanotopographie auf den fünf hochglanzpolierten Wafern mittels Wafer Sight II (hergestellt von KLA-Tencor Corporation) gemessen. Ihr Durchschnittswert ist in 3 angegeben.
Darüber hinaus wurde die Ebenheit (SFQR) dieser hochglanzpolierten Wafer gemessen. Ihr Durchschnittswert ist in 4 angegeben.
Wie in 2 gezeigt ist, war die Pseudonanotopographiereduzierungsfähigkeit in Beispiel 1 um 9,2% höher als im nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispiel 1.
Darüber hinaus hatten, wie in 3 gezeigt, die hochglanzpolierten Wafer eine Nanotopographie von 3,1 nm unter der des nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispiels 1.
Außerdem hatten, wie in 4 gezeigt, die hochglanzpolierten Wafer eine gute Ebenheit (SFQR).
Beispiel 2
Das Doppelscheibenschleifen wurde unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass der Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm der Schleifmaterialabnahme des Werkstücks 0,14 μm betrug. Danach wurden die Einkristall-Siliziumwafer unter derselben Bedingung wie im Beispiel 1 verarbeitet, um hochglanzpolierte Wafer zu erhalten.
Darüber hinaus wurden ein Durchschnittswert der Pseudonanotopographiereduzierungsfähigkeit, ein Durchschnittswert der Nanotopographie und ein Durchschnittswert der Ebenheit (SFQR) wie im Beispiel 1 gemessen.
Das Ergebnis ist in 2, 3 und 4 angegeben.
Wie in 2 gezeigt ist, war die Pseudonanotopographiereduzierungsfähigkeit im Beispiel 2 um 9,9% höher als im nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispiel 1.
Außerdem hatten, wie in 3 gezeigt, die hochglanzpolierten Wafer eine Nanotopographie von 3,0 nm unter der des nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispiels 1.
Darüber hinaus hatten, wie in 4 gezeigt, die hochglanzpolierten Wafer eine gute Ebenheit (SFQR).
Beispiel 3
Es wurde ein Doppelscheibenschleifen unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass der Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm der Schleifmaterialabnahme des Werkstücks 0,33 μm betrug. Danach wurden die Einkristall-Siliziumwafer unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 1 verarbeitet, um hochglanzpolierte Wafer zu erhalten.
Darüber hinaus wurden ein Durchschnittswert der Pseudonanotopographiereduzierungsfähigkeit, ein Durchschnittswert der Nanotopographie und ein Durchschnittswert der Ebenheit (SFQR) wie im Beispiel 1 gemessen. Das Ergebnis ist in 2, 3 und 4 angegeben.
Wie in 2 gezeigt ist, war die Pseudonanotopographiereduzierungsfähigkeit im Beispiel 3 um 9,7% höher als im nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispiel 1.
Darüber hinaus hatten, wie in 3 gezeigt, die hochglanzpolierten Wafer eine Nanotopographie von 3,1 nm unter der des nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispiels 1.
Außerdem hatten, wie in 4 gezeigt, die hochglanzpolierten Wafer eine gute Ebenheit (SFQR).
Vergleichsbeispiel 1
Das Doppelscheibenschleifen wurde unter derselben Bedingung wie im Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass der Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm der Schleifmaterialabnahme des Werkstücks 0,08 μm betrug. Danach wurden die Einkristall-Siliziumwafer unter derselben Bedingung wie im Beispiel 1 verarbeitet, um hochglanzpolierte Wafer zu erhalten.
Weiterhin wurden ein Durchschnittswert der Pseudonanotopographiereduzierungsfähigkeit, ein Durchschnittswert der Nanotopographie und ein Durchschnittswert der Ebenheit (SFQR) wie im Beispiel 1 gemessen. Das Ergebnis ist in 2, 3 und 4 angegeben.
Wie zuvor beschrieben, war die Pseudonanotopographiereduzierungsfähigkeit geringer und die Nanotopographie der hochglanzpolierten Wafer war etwa 3,0 nm höher als die in den Beispielen 1 bis 3.
Vergleichsbeispiel 2
Das Doppelscheibenschleifen wurde unter derselben Bedingung wie im Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, dass der Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm der Schleifmaterialabnahme des Werkstücks 0,40 μm betrug.
In diesem Vergleichsbeispiel war der Verschleißbetrag der Schleifscheiben so hoch, dass die Schleifscheiben während des Doppelscheibenschleifens nicht zueinander parallel gehalten werden konnten, so dass die Ebenheit (SFQR) des hochglanzpolierten Wafers sich signifikant verschlechterte, wie in 4 gezeigt.
Darüber hinaus waren, wie in 2 und 3 gezeigt, die Pseudonanotopographiereduzierungsfähigkeit und die Nanotopographie der hochglanzpolierten Wafer schlechter als im Vergleichsbeispiel 1, und daher viel schlechter als bei den Beispielen 1 bis 3.
Die obigen Beispiele und Vergleichsbeispiele haben gezeigt, dass das erfindungsgemäße Doppelscheibenschleifverfahren die Nanotopographie reduzieren kann, die in vorherigen Schritten gebildet wurde, ohne dass die Ebenheit im Doppelscheibenschleifschritt verschlechtert wird, was demgemäß zu einem hochglanzpolierten Wafer führt, der nach dem Abschluss der ganzen Verfahrensschritte eine geringe Nanotopographie zeigt.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt ist. Die Ausführungsform ist nur eine Erläuterung, und alle Beispiele, die weitgehend dasselbe Merkmal aufweisen und dieselben Funktionen und Wirkungen zeigen wie die in dem technischen Konzept, das in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, sind vom technischen Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst.

Claims

Werkstückdoppelscheibenschleifverfahren umfassend: Halten eines flächigen Werkstücks in einer Umfangsrichtung von einer Außenumfangsseite des Werkstücks mittels eines Ringhalters; und gleichzeitiges Schleifen beider Oberflächen des Werkstücks, das mittels des Ringhalters gehalten wird, mit einem Paar Schleifscheiben, während der Ringhalter gedreht wird, wobei die Oberflächen des Werkstücks gleichzeitig geschliffen werden, so dass ein Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm einer Schleifmaterialabnahme des Werkstücks im Bereich von 0,10 μm bis 0,33 μm liegt.
Werkstückdoppelscheibenschleifverfahren nach Anspruch 1, wobei die Schleifscheiben keramisch gebundene Schleifscheiben sind, die sich an einem Außenumfang eines ringförmigen Kerns befinden.
Werkstückdoppelscheibenschleifverfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Verschleißbetrag der Schleifscheiben pro 1 μm der Schleifmaterialabnahme des Werkstücks berechnet wird, indem ein Schleifscheibenverschleißbetrag durch die Schleifmaterialabnahme geteilt wird, die eine Differenz zwischen der Werkstückdicke vor und nach dem Schleifen ist, wobei der Schleifscheibenverschleißbetrag durch eine Änderung der Position der Schleifscheiben, die während des Schleifens vorrücken, bestimmt wird.