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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren eines Wafers.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Um eine winzige Struktur durch Photolithographie zu erzeugen, ist es notwendig, eine Oberfläche eines Wafers zu planarisieren. Insbesondere wurde in letzter Zeit vorgeschlagen, eine sogenannte „Nanotopographie“ zu verringern, die eine Oberflächenwellung mit Komponenten mit einer Wellenlänge A im Bereich von 0,2 mm bis 20 mm und einem PV-Wert (Peak-to-Valley - Spitze-zu-Tal) im Bereich von 0,1 µm bis 0,2 µm ist, um die Ebenheit eines Wafers zu verbessern (siehe beispielsweise die Patentliteraturen 1, 2).
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Ein in der Patentliteratur 1 offenbartes Herstellungsverfahren weist einen Harzauftragsschritt des vollständigen Bedeckens einer ersten Oberfläche eines Wafers, der durch In-Scheiben-Schneiden eines Ingots produziert wird, einen Schritt des Schleifens einer zweiten Oberfläche des Wafers, während die erste Oberfläche gehalten wird, und anschließend einen Schritt des Schleifens der ersten Oberfläche des Wafers, während die zweite Oberfläche gehalten wird, auf.
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Bei einem in der Patentliteratur 2 offenbarten Herstellungsverfahren wird, nachdem ein härtbares Harz auf eine zweite Oberfläche eines Wafers aufgetragen wird und das härtbare Harz flach geformt und gehärtet ist, eine erste Oberfläche des Wafers geschliffen, während die flache Oberfläche des härtbaren Harzes gehalten wird, und anschließend wird das härtbare Harz entfernt. Es sollte angemerkt werden, dass diese Technik nachfolgend manchmal als „Harzauftragsschleifen“ bezeichnet wird. Als Nächstes wird die zweite Oberfläche geschliffen, während die erste Oberfläche des Wafers, die dem Harzauftragsschleifen unterzogen wurde, gehalten wird. Dann werden das Harzauftragsschleifen und das Oberflächenschleifen der nicht durch Harzauftragsschleifen geschliffenen Oberfläche wiederholt.
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Um einen monokristallinen Ingot in Scheiben zu schneiden, wird währenddessen vorgeschlagen, eine Drahtsäge mit fixiertem Schleifkorn, bei der Schleifkörner an einer Außenumfangsfläche des Drahtes fixiert sind, anstatt eines Prozesses mit losem Schleifkorn des Lieferns einer schleifkornenthaltenden Schneidflüssigkeit zu verwenden, wodurch die Schleifkörner zuverlässig in die Nähe der Zylindermitte des monokristallinen Ingots geliefert werden (siehe beispielsweise Patentliteratur 3).
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ZITATLISTE
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PATENTLITERATUR
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Patentliteratur 1 |
JP 08-066850 A
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Patentliteratur 2 |
JP 2015-008247 A
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Patentliteratur 3 |
JP 2010-074056 A
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE(S) PROBLEM(E)
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Bei dem Schleifschritt durch Auftragen des Harzes, wie in der Patentliteratur 1 offenbart, verbleibt, da das Harz aufgetragen wird, während die Wellung und Wölbung des Wafers vorhanden sind, die Wellung aufgrund des Unterschieds in der Harzdicke, was einen Unterschied in der elastischen Verformung des Harzes verursacht.
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Gemäß der Offenbarung der Patentliteratur 2 wird die Wellung durch die Wiederholung der Sequenz des Harzauftragsschleifens und des Oberflächenschleifens entfernt. Die Wiederholung des Schleifens beider Oberflächen des Wafers erfordert jedoch mindestens vier Schleifschritte, was zu niedriger Produktivität führt.
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Die Oberflächenbedingungen des Wafers zum Zeitpunkt des In-Scheiben-Schneidens wurden nicht als großes Problem angesehen, da, selbst wenn die Wellung auf der Waferoberfläche verbleibt, der Wafer geschliffen wird, um die Wellung zu entfernen, nachdem während des Harzauftragsschritts eine ebene Referenzoberfläche durch das auf die Waferoberfläche aufgetragene Harz erzeugt wurde. Es wurde jedoch durch ein Experiment durch die vorliegenden Erfinder herausgefunden, dass selbst nach dem Harzauftragsprozess, wie in der Patentliteratur 1 offenbart, die Nanotopographiequalität der Waferoberfläche nach dem Spiegelpolieren weiterhin unzureichend ist.
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Zusätzlich dazu wurde herausgefunden, dass die Verwendung des Drahtes mit fixiertem Schleifkorn bei dem In-Scheiben-Schneideschritt wie in der Patentliteratur 3 einen großen Prozessschaden am Wafer und demzufolge eine sehr große Wellung auf der Waferoberfläche nach dem In-Scheiben-Schneideschritt verursacht, was zu einer zusätzlich verschlechterten Nanotopographie führt.
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Ein Ziel der Erfindung liegt darin, ein Herstellungsverfahren für einen Wafer bereitzustellen, das zur Herstellung eines Wafers mit ausgezeichneten Nanotopographiecharakteristiken ohne Beeinträchtigung der Produktivität fähig ist.
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MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS (DER PROBLEME)
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Infolge dedizierter Studien zum Erzielen des obigen Ziels wurde durch die Erfinder herausgefunden, dass, wenn eine Waferoberfläche oberflächengeschliffen wird, nachdem sie mit einem aushärtenden Material beschichtet wird, die Produktivität des Wafers verbessert werden kann und die Nanotopographiequalität des resultierenden Wafers verbessert werden kann, indem, anstatt dass nur einmal auf einer Oberfläche oberflächengeschliffen wird, nachdem das aushärtende Material auf eine gegenüberliegende Oberfläche aufgetragen wird, zusätzlich zu dem anfänglichen Oberflächenschleifen, ein zweites Oberflächenschleifen auf der gegenüberliegenden Oberfläche durchgeführt wird, nachdem das aushärtende Material auf die eine Oberfläche aufgetragen wird, und zusätzlich ein drittes Oberflächenschleifen auf der bei dem anfänglichen Oberflächenschleifen geschliffenen Oberfläche durchgeführt wird, wodurch die Erfindung erzielt wird.
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Genauer gesagt wird nach einem In-Scheiben-Schneideschritt eine erste Oberfläche eines Wafers oberflächengeschliffen, wobei eine zweite Oberfläche von diesem mit einem aushärtenden Material beschichtet wird. Nachdem das aushärtende Material auf der zweiten Oberfläche entfernt ist, wird dann die zweite Oberfläche oberflächengeschliffen, wobei die erste Oberfläche mit dem aushärtenden Material beschichtet wird. Nach dem Entfernen des aushärtenden Materials auf der ersten Oberfläche wird ferner die erste Oberfläche oberflächengeschliffen. Durch den obigen Prozess kann die Nanotopographiequalität verbessert werden, ohne die Produktivität zu beeinträchtigen.
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Ein erster Aspekt der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für einen Wafer, der durch In-Scheiben-Schneiden eines monokristallinen Ingots unter Verwendung einer Drahtsägemaschine und Schleifen des Wafers produziert wird, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Harzauftragsschleifschritt; einen zweiten Harzauftragsschleifschritt; und einen dritten Oberflächenschleifschritt, wobei der erste Harzauftragsschleifschritt aufweist: einen ersten Beschichtungsschichtbildungsschritt zum Auftragen eines aushärtenden Materials auf eine gesamte zweite Oberfläche des Wafers, um eine ebene erste Beschichtungsschicht zu bilden; einen ersten Oberflächenschleifschritt zum Platzieren des Wafers auf einen Tisch einer Schleifmaschine, sodass sich die erste Beschichtungsschicht in Kontakt mit einer Referenzoberfläche des Tisches befindet, und anschließenden Oberflächenschleifen einer ersten Oberfläche des Wafers durch die Schleifmaschine; und einen ersten Beschichtungsschichtentfernungsschritt zum Entfernen der ersten Beschichtungsschicht nach dem ersten Oberflächenschleifschritt von der zweiten Oberfläche des Wafers, wobei der zweite Harzauftragsschleifschritt aufweist: einen zweiten Beschichtungsschichtbildungsschritt zum Auftragen des aushärtenden Materials auf der gesamten ersten Oberfläche des Wafers, um eine ebene zweite Beschichtungsschicht zu bilden; einen zweiten Oberflächenschleifschritt zum Platzieren des Wafers auf den Tisch der Schleifmaschine, sodass sich die zweite Beschichtungsschicht in Kontakt mit der Referenzoberfläche des Tisches befindet, und anschließenden Oberflächenschleifen der zweiten Oberfläche des Wafers durch die Schleifmaschine; und einen zweiten Beschichtungsschichtentfernungsschritt zum Entfernen der zweiten Beschichtungsschicht nach dem zweiten Oberflächenschleifschritt von der ersten Oberfläche des Wafers, und wobei der dritte Oberflächenschleifschritt aufweist: Platzieren des Wafers auf den Tisch, sodass sich eine zuletzt oberflächengeschliffene Oberfläche in Kontakt mit der Referenzoberfläche des Tisches der Schleifmaschine befindet, und anschließendes Oberflächenschleifen einer Oberfläche des Wafers gegenüber der Oberfläche in Kontakt mit der Referenzoberfläche durch die Schleifmaschine.
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Gemäß dem obigen ersten Aspekt der Erfindung kann ein Wafer mit ausgezeichneter Nanotopographiequalität hergestellt werden, ohne die Produktivität zu beeinträchtigen.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren eines Wafers basierend auf dem ersten Aspekt, bei dem zwischen dem zweiten Harzauftragsschleifschritt und dem dritten Oberflächenschleifschritt: der erste Harzauftragsschleifschritt nur zusätzlich durchgeführt wird; oder mindestens eine Wiederholung des ersten Harzauftragsschleifschritts und des zweiten Harzauftragsschleifschritts zusätzlich in dieser Reihenfolge durchgeführt wird; oder mindestens eine Wiederholung des ersten Harzauftragsschleifschritts und des zweiten Harzauftragsschleifschritts in dieser Reihenfolge durchgeführt wird und anschließend der erste Harzauftragsschleifschritt durchgeführt wird.
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Gemäß dem obigen zweiten Aspekt der Erfindung kann ein Wafer mit einer weiteren ausgezeichneten Nanotopographiequalität hergestellt werden, indem der erste Harzauftragsschleifschritt und der zweite Harzauftragsschleifschritt mehrere Male durchgeführt werden.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für einen Wafer, bei dem eine Schleifzugabe im ersten Harzauftragsschleifschritt gleich oder größer als eine Schleifzugabe im dritten Oberflächenschleifschritt ist.
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Gemäß dem obigen dritten Aspekt der Erfindung kann ein Wafer mit ausgezeichneter Nanotopographiequalität hergestellt werden, indem die Schleifzugabe im ersten Harzauftragsschleifschritt gleich oder größer als die Schleifzugabe im dritten Oberflächenschleifschritt eingestellt wird, sogar mit insgesamt einer kleinen Schleifzugabe.
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Ein vierter Aspekt der Erfindung ist ein Herstellungsverfahren, das auf dem ersten bis dritten Aspekt basiert, bei dem die Drahtsägemaschine den monokristallinen Ingot unter Verwendung eines Drahtes mit fixiertem Schleifkorn in Scheiben schneidet.
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Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung kann, selbst wenn ein Wafer mit großer Wellung verwendet wird, der insbesondere unter Verwendung einer Drahtsägemaschine mit fixiertem Schleifkorn erhalten wird, die Wellung durch das Herstellungsverfahren minimiert werden, sodass ein Wafer mit ausgezeichneter Nanotopographiequalität hergestellt werden kann.
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Ein fünfter Aspekt der Erfindung ist eine Erfindung, die auf dem ersten bis vierten Aspekt basiert, wobei ein Durchmesser des Wafers 300 mm oder mehr und insbesondere 450 mm oder mehr beträgt.
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Gemäß dem obigen fünften Aspekt der Erfindung kann ein Wafer mit ausgezeichneter Nanotopographiequalität hergestellt werden, selbst wenn der Durchmesser des Wafers 300 mm oder mehr oder insbesondere 450 mm oder mehr beträgt, selbst mit insgesamt einer geringen Schleifzugabe.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Flussdiagramm, das eine Gesamtprozedur eines Herstellungsverfahrens eines Wafers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
- 2 veranschaulicht Schritte des Herstellungsverfahrens des Wafers.
- 3 veranschaulicht Schritte des Herstellungsverfahrens des Wafers nach den in 2 gezeigten Schritten.
- 4 veranschaulicht das Herstellungsverfahren des Wafers gemäß Beispiel 1 der Erfindung.
- 5 veranschaulicht Schritte des Herstellungsverfahrens des Wafers gemäß den Vergleichen 1 und 2 der Erfindung.
- 6 veranschaulicht Schritte des Herstellungsverfahrens des Wafers gemäß Vergleich 2 nach den in 5 gezeigten Schritten.
- 7 ist eine Nanotopographiekarte von Beispiel 1 und den Vergleichen 1, 2 nach einem Spiegelpolierschritt.
- 8 veranschaulicht Messungen der Nanotopographie von Beispiel 1 und Vergleichen 1, 2.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
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Beispielhafte Ausführungsform(en) der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, weist ein Herstellungsverfahren für einen Wafer einen In-Scheiben-Schneideschritt S1 zum In-Scheiben-Schneiden eines monokristallinen Ingots unter Verwendung einer Drahtsägemaschine, um einen dünnen scheibenförmigen Wafer herzustellen, einen ersten Harzauftragsschleifschritt S2, einen zweiten Harzauftragsschleifschritt S3 und einen dritten Oberflächenschleifschritt S4 auf. Der erste Harzauftragsschleifschritt S2 weist auf: einen ersten Beschichtungsschichtbildungsschritt S21 zum Auftragen des aushärtenden Materials auf eine gesamte zweite Oberfläche des Wafers, um eine ebene erste Beschichtungsschicht zu bilden; einen ersten Oberflächenschleifschritt S22 zum Platzieren des Wafers auf einen Tisch, sodass sich die erste Beschichtungsschicht in Kontakt mit einer Referenzoberfläche des Tisches der Schleifmaschine befindet, und anschließendes Oberflächenschleifen der ersten Oberfläche des Wafers mit der Schleifmaschine; und einen ersten Beschichtungsschichtentfernungsschritt S23 zum Entfernen der ersten Beschichtungsschicht von der zweiten Oberfläche des Wafers nach dem ersten Oberflächenschleifschritt S22. Der zweite Harzauftragsschleifschritt S3 weist auf: einen zweiten Beschichtungsschichtbildungsschritt S31 zum Auftragen des aushärtenden Materials auf die gesamte erste Oberfläche des Wafers, um eine ebene zweite Beschichtungsschicht zu bilden; einen zweiten Oberflächenschleifschritt S32 zum Platzieren des Wafers auf den Tisch, sodass sich die zweite Beschichtungsschicht in Kontakt mit der Referenzoberfläche des Tisches der Schleifmaschine befindet, und anschließendes Oberflächenschleifen der zweiten Oberfläche des Wafers mit der Schleifmaschine; und einen zweiten Beschichtungsschichtentfernungsschritt S33 zum Entfernen der zweiten Beschichtungsschicht von der ersten Oberfläche des Wafers nach dem zweiten Oberflächenschleifschritt S32. Im dritten Oberflächenschleifschritt S4 wird der Wafer so auf den Tisch platziert, dass sich die zum letzten Mal dem Oberflächenschleifen unterworfene Oberfläche in Kontakt mit der Referenzoberfläche des Tisches der Schleifmaschine befindet und anschließend die Oberfläche des Wafers gegenüber der Oberfläche in Kontakt mit der Referenzoberfläche durch die Schleifmaschine oberflächengeschliffen wird.
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Es ist anzumerken, dass ein Läppschritt in einem Zeitraum zwischen dem In-Scheiben-Schneideschritt S1 und dem ersten Harzauftragsschleifschritt S2 durchgeführt werden kann. Ferner kann ein Schritt zum Anfasen einer Außenperipherie des Wafers, der nicht speziell beschrieben ist, in einem beliebigen Zeitraum von einem Zeitpunkt nach dem In-Scheiben-Schneideschritt S1 bis zu einem Zeitpunkt nach dem dritten Oberflächenschleifschritt S4 und um eine beliebige Anzahl von Malen (d. h. einmal oder mehrmals) durchgeführt werden, wobei beispielsweise nach dem In-Scheiben-Schneideschritt S1 ein erstes Anfasen durchgeführt wird und nach dem dritten Oberflächenschleifschritt S4 ein zweites Anfasen für einen größeren Anfasenbetrag als bei dem ersten Anfasen durchgeführt werden kann.
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Ferner ist es bei dem Herstellungsverfahren des Wafers in der beispielhaften Ausführungsform nur erforderlich, dass sowohl der erste Harzauftragsschleifschritt S2 als auch der zweite Harzauftragsschleifschritt S3 mindestens einmal durchgeführt werden. Beispielsweise kann zwischen dem zweiten Harzauftragsschleifschritt S3 und dem dritten Oberflächenschleifschritt S4 zusätzlich nur der erste Harzauftragsschleifschritt S2 durchgeführt werden, der erste Harzauftragsschleifschritt S2 und der zweite Harzauftragsschleifschritt S3 können wiederholt mindestens einmal in dieser Reihenfolge durchgeführt werden, oder nachdem der erste Harzauftragsschleifschritt S2 und der zweite Harzauftragsschleifschritt S3 mindestens einmal wiederholt in dieser Reihenfolge durchgeführt werden, kann der erste Harzauftragsschleifschritt S2 als letzter Schritt durchgeführt werden. Es ist zu beachten, dass im dritten Oberflächenschleifschritt S4 die Oberfläche, die im ersten Harzauftragsschleifschritt S2 oder im zweiten Harzauftragsschleifschritt S3, die unmittelbar vor dem dritten Oberflächenschleifschritt S4 durchgeführt werden, nicht dem Oberflächenschleifen unterzogen wurde, oberflächengeschliffen wird.
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Befriedigende Nanotopographiecharakteristiken der Waferoberfläche können erreicht werden, indem der Harzauftragsschleifschritt in mehrere Male der Harzauftragsschleifschritte für die obere und untere Oberfläche des Wafers unterteilt wird. Obwohl es schwierig ist, die auf dem Wafer vorhandene Wellungskomponente bei einem einzelnen Harzauftragsschleifen vollständig zu entfernen, um die Nanotopographiecharakteristiken zu verbessern, wird speziell festgestellt, dass die Wiederholung der Harzauftragsschleifschritte die Nanotopographiecharakteristiken jedes Mal verbessern kann, wenn der Harzauftragsschleifschritt wiederholt wird. Wie oben beschrieben, kann die Wiederholung der Harzauftragsschleifschritte die Wellung auf der Waferoberfläche verringern, um die Nanotopographiecharakteristiken der Waferoberfläche zu verbessern.
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Als Nächstes wird das Herstellungsverfahren des Wafers unter Bezugnahme auf 2 ausführlich beschrieben.
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2(A) zeigt die Zustände eines Wafers W, der durch In-Scheiben-Schneiden eines Ingots unter Verwendung der Drahtsäge mit fixiertem Schleifkorn produziert wurde.
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Eine Vielzahl von Wafern W kann aus dem Ingot in einem einzigen In-Scheiben-Schneideschritt unter Verwendung einer bekannten Mehrdraht-Sägemaschine (nicht gezeigt) produziert werden. Die Mehrdraht-Sägemaschine weist eine Führungsrolle, die mit mehreren Nuten zum Führen mehrerer Drähte versehen ist, eine Rolle zum Drehen der Drähte und die mehreren Drähte aus ultradünnen Stahldrähten, die um die Führungsrolle und die Rolle gewickelt sind, auf. Die Rolle wird mit hoher Geschwindigkeit gedreht, und ein zu schneidendes Objekt wird gegen die mehreren Drähte gedrückt, die zwischen der Führungsrolle und der Rolle freiliegen, um das Objekt in mehrere Teile zu schneiden.
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Die Mehrdraht-Sägemaschine wird in Abhängigkeit von der Verwendung der Schleifkörner zum In-Scheiben-Schneiden in eine Maschine mit fixiertem Schleifkorn und eine Maschine mit losem Schleifkorn kategorisiert. Die Maschine mit fixiertem Schleifkorn verwendet Drähte in Form von Stahldrähten, an denen Diamantschleifkörner oder dergleichen durch Aufdampfen oder dergleichen geklebt sind. In der Maschine mit losem Schleifkorn werden die Drähte verwendet, während eine Aufschlämmung aufgetragen wird, die eine Mischung aus Schleifkörnern und Öllösung enthält. Die Maschine mit fixiertem Schleifkorn, bei der die Drähte mit den angeklebten Schleifkörnern selbst das Objekt in Scheiben schneiden, erfordert eine kurze In-Scheiben-Schneidezeit und ist hinsichtlich der Produktivität ausgezeichnet. Ferner wird die Aufschlämmung, die möglicherweise infolge des In-Scheiben-Schneidens Späne enthält, in der Maschine mit fixiertem Schleifkorn nicht verwendet und muss daher nicht entsorgt werden. Dementsprechend ist die Maschine mit fixiertem Schleifkorn umweltfreundlich und wirtschaftlich.
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Beide Maschinentypen sind in der beispielhaften Ausführungsform verwendbar. Die Maschine mit fixiertem Schleifkorn ist jedoch hinsichtlich der ökologischen und wirtschaftlichen Vorteile vorzuziehen. Es ist zu beachten, dass die Verwendung der Drahtsäge mit fixiertem Schleifkorn einen großen Bearbeitungsschaden auf der Waferoberfläche verursacht und zu einer großen Wellung führt, die nach dem In-Scheiben-Schneideschritt auf der Waferoberfläche erzeugt wird, sodass die Nanotopographie ungünstig werden kann. Mit der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jedoch ein Wafer hergestellt werden, der ausgezeichnete Nanotopographiecharakteristiken (d. h. mit einem geringen Wert für die Nanotopographie) aufweist.
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Wie in 2(A) gezeigt, sind zyklisch auftretende Wellungen W11, W12 auf einer ersten Oberfläche W1 und einer zweiten Oberfläche W2 des Wafers W nach dem In-Scheiben-Schneideschritt durch die Drahtsäge mit fixiertem Schleifkorn und einem Läppschritt vorhanden.
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2(B) zeigt ein Beispiel einer Haltepressvorrichtung 10, die in dem ersten Beschichtungsschichtbildungsschritt S21 verwendet wird. Zunächst wird ein aushärtendes Material R, das eine Beschichtungsschicht bildet, auf eine stark planarisierte Platte 11 der Haltepressvorrichtung 10 getropft. Während die erste Oberfläche W1 des Wafers W angesaugt und auf einer Haltefläche 121 eines Halters 12 gehalten wird, wird die Haltefläche 121 nach unten bewegt, um die zweite Oberfläche W2 des Wafers W gegen das aushärtende Material R zu drücken. Während der auf die Haltefläche 121 ausgeübte Druck gelöst wird, um eine elastische Verformung der auf dem Wafer W verbleibenden Wellungen W11, W21 zu beseitigen, wird danach das aushärtende Material R auf der zweiten Oberfläche W2 des Wafers W gehärtet, um eine erste Beschichtungsschicht RH1 zu bilden. Die Oberfläche der ersten Beschichtungsschicht RH1 in Kontakt mit der Platte 11 wird durch den obigen Schritt stark planarisiert, wodurch eine Referenzoberfläche RH11 zum Schleifen der ersten Oberfläche W1 des Wafers W definiert wird.
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Das aushärtende Material R kann auf den Wafer W aufgetragen werden, zum Beispiel durch: Schleuderbeschichtung, wobei das aushärtende Material R auf die zweite Oberfläche W2 des Wafers W getropft wird, wobei die zweite Oberfläche W2 nach oben zeigt und der Wafer W gedreht wird, um das aushärtende Material R über die gesamte zweite Oberfläche W2 zu verteilen; Siebdruck, bei dem ein Siebfilm auf die zweite Oberfläche W2 platziert wird, wobei das aushärtende Material R auf den Siebfilm platziert wird und das aushärtende Material R unter Verwendung einer Rakel zusammengedrückt wird; Auftragen des aushärtenden Materials R auf die gesamte zweite Oberfläche W2 mittels Sprühen durch elektrische Sprühabscheidung oder dergleichen und anschließendes Inkontaktbringen und Drücken der beschichteten Oberfläche gegen die stark planarisierte Platte 11; und zusätzlich zu den obigen Prozessen Prozesse, die in der Lage sind, eine Oberfläche des Wafers W mit dem aushärtenden Material R stark zu planarisieren. Das aushärtende Material R ist vorzugsweise ein wärmeaushärtbares Harz, ein thermoreversibles Harz, ein lichtempfindliches Harz oder dergleichen hinsichtlich der Abziehbarkeit nach der Verarbeitung. Insbesondere ist das lichtempfindliche Harz auch insofern vorzuziehen, da keine Wärmebelastung angelegt wird. Bei der beispielhaften Ausführungsform wird ein UV-härtbares Harz als das aushärtende Material R verwendet. Spezifische Beispiele des Materials für das aushärtende Material R beinhalten einen synthetischen Kautschuk und einen Klebstoff (z. B. Wachs).
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2(C) zeigt ein Beispiel eines Oberflächenschleifers 20, der in dem ersten Oberflächenschleifschritt S22 verwendet wird. Zu Beginn wird die Referenzoberfläche RH11 der ersten Beschichtungsschicht RH1, die in dem ersten Beschichtungsschichtbildungsschritt S21 gebildet wurde, auf eine stark planarisierte Referenzoberfläche 211 eines Vakuumspanntisches 21 des Oberflächenschleifers 20 platziert und von dieser angesaugt und gehalten. Anschließend wird eine Schleifscheibe 23, die auf einer Seite mit einem Schleifstein 22 versehen ist, auf der Oberseite des Wafers W platziert, der auf der Referenzoberfläche 211 platziert ist. Während dann der Schleifstein 22 in Kontakt mit der ersten Oberfläche W1 des Wafers W gehalten wird, werden die Schleifscheibe 23 und der Vakuumspanntisch 21 gedreht, um die erste Oberfläche W1 des Wafers W zu schleifen.
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3(D) zeigt den ersten Beschichtungsschichtentfernungsschritt S23. Die erste Beschichtungsschicht RH1 wird von dem Wafer W abgezogen, dessen erste Oberfläche W1 im ersten Oberflächenschleifschritt S22 oberflächengeschliffen wird. Die erste Beschichtungsschicht RH1 kann unter Verwendung eines Lösungsmittels chemisch entfernt werden.
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Zu diesem Zeitpunkt verbleibt die Wellung W11 immer noch auf der oberflächengeschliffenen ersten Oberfläche W1 des Wafers W, obwohl sie durch das Oberflächenschleifen leicht verringert wurde. Es wird spekuliert, dass dies daran liegt, dass die Dicke der ersten Beschichtungsschicht RH1 in Abhängigkeit von Teilen der Waferoberfläche aufgrund der Größe der Wellung W21 unterschiedlich ist, sodass ein Unterschied in der elastischen Verformung der Teile des Wafers, die durch den während des Oberflächenschleifens ausgeübten Druck verursacht wird, in Form der Restwellung W11 ausgedrückt wird.
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Anschließend werden der zweite Beschichtungsschichtbildungsschritt S31 zum Bilden der zweiten Beschichtungsschicht auf der ersten Oberfläche W1 unter Verwendung der gleichen Maschine wie die in dem in 2(B) gezeigten ersten Beschichtungsschichtbildungsschritt S21, der zweite Oberflächenschleifschritt S32 zum Oberflächenschleifen der zweiten Oberfläche W2 unter Verwendung der gleichen Maschine wie die in dem in 2(C) gezeigten ersten Oberflächenschleifschritt S22 und der zweite Beschichtungsschichtentfernungsschritt S33 zum Abziehen der zweiten Beschichtungsschicht von der ersten Oberfläche W1 wie in dem in 3(A) gezeigten ersten Beschichtungsschichtentfernungsschritt S23 durchgeführt. Mit anderen Worten wird der zweite Harzauftragsschleifschritt S3 durchgeführt.
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3(E) zeigt ein Beispiel des dritten Oberflächenschleifschritts S4. Die Maschine zum Oberflächenschleifen ist dieselbe wie der Oberflächenschleifer 20, der im ersten Oberflächenschleifschritt S22 verwendet wird. Wenn beispielsweise der zweite Harzauftragsschleifschritt S3 unmittelbar vor dem dritten Oberflächenschleifschritt S4 durchgeführt wird, wird die zweite Oberfläche W2 des Wafers W, die dem Oberflächenschleifen im zweiten Oberflächenschleifschritt S32 unterzogen wurde, direkt auf die Referenzoberfläche 211 des Vakuumspanntisches 21 platziert und von diesem angesaugt und gehalten, und die erste Oberfläche W1 des Wafers W wird geschliffen. Somit kann der Wafer W erhalten werden, dessen beide Oberflächen stark planarisiert sind, wie in 3(F) gezeigt.
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Es ist zu beachten, dass der erste Harzauftragsschleifschritt S2 und/oder der zweite Harzauftragsschleifschritt S3 ferner zwischen dem zweiten Harzauftragsschleifschritt S3 und dem dritten Oberflächenschleifschritt S4 durchgeführt werden können.
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Wenn beispielsweise der dritte Oberflächenschleifschritt S4 durchgeführt wird, nachdem der erste Harzauftragsschleifschritt S2 und der zweite Harzauftragsschleifschritt S3 dreimal in dieser Reihenfolge wiederholt werden, beträgt die Schleifzugabe in jedem Schleifschritt 15 bis 30 µm im anfänglichen ersten Oberflächenschleifschritt S22, 20 bis 40 µm im anfänglichen zweiten Oberflächenschleifschritt S32, 5 bis 10 µm im sekundären ersten Oberflächenschleifschritt S22 und 5 bis 10 µm im sekundären und tertiären zweiten Oberflächenschleifschritt S32 und im tertiären ersten Oberflächenschleifschritt S22. Beide Oberflächen des Wafers W, die den dritten Oberflächenschleifschritt S4 durchlaufen haben und daher stark planarisiert sind, zeigen jedes Mal, wenn der Schleifschritt durchgeführt wird, verbesserte Nanotopographiecharakteristiken. Die Häufigkeit der Harzauftragsschleifschritte beträgt drei (zwei erste Harzauftragsschleifschritte S2 und ein zweiter Harzauftragsschleifschritt S3) oder mehr und kann in Abhängigkeit von den erforderlichen Nanotopographiecharakteristiken bestimmt werden.
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Beispiele
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Als Nächstes werden das Beispiel der Erfindung sowie Vergleiche im Folgenden ausführlich beschrieben. Es ist anzumerken, dass die in Beispiel 1 und den Vergleichen 1, 2 verwendeten Wafer W Wafer W mit 300 mm Durchmesser sind, die durch In-Scheiben-Schneiden eines monokristallinen Silizium-Ingots unter den gleichen Bedingungen unter Verwendung einer Drahtsägemaschine mit fixiertem Schleifkorn erhalten werden.
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Beispiel 1
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Die Zustände des Wafers in den jeweiligen Schritten von Beispiel 1 der Erfindung sind in 4 gezeigt. Die Verarbeitungsschritte von Beispiel 1 werden unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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Wie in 4(B) gezeigt, wurde ein UV-härtbares Harz nach dem in 4(A) gezeigten In-Scheiben-Schneideschritt S1 auf die zweite Oberfläche W2 des Wafers W aufgetragen und gehärtet, wodurch die erste Beschichtungsschicht RH1 mit der ebenen Referenzoberfläche RH11 gebildet wird (erster Beschichtungsschichtbildungsschritt S21). Es ist anzumerken, dass die erste Beschichtungsschicht RH1, die auf der zweiten Oberfläche W2 gebildet wurde, anfänglich auf der ersten Oberfläche W1 gebildet werden kann. Wenn die erste Beschichtungsschicht RH1 auf der ersten Oberfläche W1 gebildet wird, sind die zweite Oberfläche W2 und die erste Oberfläche W1 in der folgenden Beschreibung getauscht.
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Anschließend wurde, wenn die Referenzoberfläche RH11 der ersten Beschichtungsschicht RH1 von dem Vakuumspanntisch 21 angesaugt und gehalten wird, die erste Oberfläche W1 des Wafers W um eine erste Schleifzugabe von 15 µm (auf eine durch eine gestrichelte Linie P1 angegebene Ebene) oberflächengeschliffen (erster Oberflächenschleifschritt S22). Dann wurde, wie in 4(C) gezeigt, die erste Beschichtungsschicht RH1 abgezogen (erster Beschichtungsschichtentfernungsschritt S23).
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Als Nächstes wurde, wie in 4(D) gezeigt, nachdem der Wafer W, der den ersten Harzauftragsschleifschritt S2 durchlaufen hat, umgedreht wurde (erster Umdrehschritt), ein UV-härtbares Harz auf der ersten Oberfläche W1 des Wafers W aufgetragen und gehärtet, um die zweite Beschichtungsschicht RH2 mit der flachen Referenzoberfläche RH21 zu bilden, wie in 4(E) gezeigt (zweiter Beschichtungsschichtbildungsschritt S31). Dann wurde, wenn die Referenzoberfläche RH21 von dem Vakuumspanntisch 21 angesaugt und gehalten wird, die zweite Oberfläche W2 des Wafers W um eine zweite Schleifzugabe von 20 µm (auf eine durch eine gestrichelte Linie P2 angegebene Ebene) oberflächengeschliffen (zweiter Oberflächenschleifschritt S32). Dann wurde, wie in 4(F) gezeigt, die zweite Beschichtungsschicht RH2 abgezogen (zweiter Beschichtungsschichtentfernungsschritt S33).
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Anschließend wurde, nachdem der Wafer W, der den zweiten Harzauftragsschleifschritt S3 durchlaufen hat, umgedreht wurde, wie in 4(G) gezeigt (zweiter Umdrehschritt), wenn die zweite Oberfläche W2 nach dem zweiten Harzauftragsschleifschritt S3 von dem Vakuumspanntisch 21 angesaugt und gehalten wird, die erste Oberfläche W1 des Wafers W um eine dritte Schleifzugabe von 5 µm (auf eine durch eine gestrichelte Linie P3 angegebene Ebene) oberflächengeschliffen (dritter Oberflächenschleifschritt S4).
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Der gesamte Prozess wurde somit abgeschlossen, wobei der Wafer W von Beispiel 1 erhalten wurde, dessen beide Oberflächen stark planarisiert waren, wie in 4(H) gezeigt.
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Vergleich 1
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Die Zustände des Wafers in den jeweiligen Schritten von Vergleich 1 sind in 5 gezeigt. In Vergleich 1 wurden die Schritte im ersten Harzauftragsschleifschritt S2, im zweiten Harzauftragsschleifschritt S3 und im dritten Oberflächenschleifschritt S4 in Beispiel 1 mit Ausnahme des zweiten Beschichtungsschichtbildungsschritts S31, des zweiten Beschichtungsschichtentfernungsschritts S33 und des dritten Oberflächenschleifschritts S4 durchgeführt.
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Die 5(A) bis 5(D) entsprechen jeweils den 4(A) bis 4(D) mit der Ausnahme, dass der zweite Beschichtungsschichtbildungsschritt S31 nicht im zweiten Harzauftragsschleifschritt S3 durchgeführt wird. Nach den in den 5(A) bis 5(D) gezeigten Schritten, wenn die erste Oberfläche W1, die den ersten Oberflächenschleifschritt S22 durchlaufen hat, vom Vakuumspanntisch 21 angesaugt und gehalten wird, wurde die zweite Oberfläche W2 des Wafers W auf die durch die gestrichelte Linie P2 angegebene Ebene oberflächengeschliffen, wie in 5(D) gezeigt (zweiter Oberflächenschleifschritt S32), wodurch ein Wafer W von Vergleich 1 erhalten wird, wie in 5(E) gezeigt. Die Schleifzugaben im ersten Oberflächenschleifschritt S22 und im zweiten Oberflächenschleifschritt S32 betrugen jeweils 20 µm.
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Vergleich 2
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Die Zustände des Wafers in den jeweiligen Schritten von Vergleich 2 sind in 6 gezeigt. In Vergleich 2 wurden die Schritte in Vergleich 1 zweimal oder mehrmals wiederholt.
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Zu Beginn wurden die Schritte von Vergleich 1 durchgeführt, die in den 5(A) bis 5(E) gezeigt sind. Es ist anzumerken, dass die Schleifzugaben im ersten Oberflächenschleifschritt S22 und im zweiten Oberflächenschleifschritt S32 in Vergleich 2 jeweils 15 µm betrugen.
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Als Nächstes wurde, nachdem der Wafer W umgedreht wurde, wie in 6(F) gezeigt (Umdrehschritt), die zweite Beschichtungsschicht RH2 auf der zweiten Oberfläche W2 des Wafers W mit einem UV-härtbaren Harz gebildet, wie in 6(G) gezeigt (zweiter Beschichtungsschichtbildungsschritt). Anschließend wurde, wenn die Referenzoberfläche RH21 der zweiten Beschichtungsschicht RH2 von dem Vakuumspanntisch 21 angesaugt und gehalten wird, die erste Oberfläche W1 des Wafers W um eine dritte Schleifzugabe von 5 µm (auf die durch die gestrichelte Linie P3 angegebene Ebene) oberflächengeschliffen (dritter Oberflächenschleifschritt). Dann wurde, wie in 6(H) gezeigt, die zweite Beschichtungsschicht RH2 abgezogen (zweiter Beschichtungsschichtentfernungsschritt). Dann wurde, wenn die erste Oberfläche W1, die das dritte Oberflächenschleifen durchlaufen hat, von dem Vakuumspanntisch 21 angesaugt und gehalten wird, die zweite Oberfläche W2 des Wafers W um eine Schleifzugabe von 5 µm (auf die durch die gestrichelte Linie P4 angegebene Ebene) oberflächengeschliffen (vierter Oberflächenschleifschritt), wodurch ein Wafer W von Vergleich 2 erhalten wird, wie in 6(J) gezeigt.
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Auswertungstest 1
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Es wurde geprüft, wie sich die Oberflächentexturen des Wafers W in Beispiel 1 und den Vergleichen 1, 2 auf die Nanotopographie auf der Waferoberfläche nach einem anschließenden Spiegelpolieren auswirken.
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Insbesondere nachdem die oberen und unteren Oberflächen jedes der in Beispiel 1 und Vergleichen 1, 2 erhaltenen Wafer W unter Verwendung einer doppelseitigen Poliermaschine grob poliert worden waren, wurde ein Endpolieren auf die Oberfläche jedes der Wafer unter Verwendung einer einseitigen Poliermaschine angewendet, um Wafer W anzufertigen, deren Oberflächen spiegelpoliert waren (übliches Spiegelpolieren). 7 ist eine Nanotopographiekarte, die Messungen des Höhenunterschieds in jeder der spiegelpolierten Waferoberflächen zeigt, die unter Verwendung eines optischen interferometrischen Ebenheitsmessgeräts (Wafersight 2, hergestellt von KLA Tencor Corporation) gemessen wurden, die die Messungen der Nanotopographie in Abstufung visualisieren, nachdem die Messungen der spiegelpolierten Wafer gefiltert wurden, um langwellige Komponenten zu entfernen. In der Darstellung des Höhenunterschieds in 7, die den Höhenunterschied der Nanotopographie zeigt, repräsentiert die dunklere Farbe die niedrigere Höhe und die hellere Farbe die höhere Höhe, wobei sich der dunkelste Teil bei -20 nm von einer mittleren Höhe befindet und sich der hellste Teil bei +20 nm von der mittleren Höhe befindet. Somit beträgt der Höhenunterschied von der niedrigsten zur höchsten Höhe 40 nm. Es ist zu beachten, dass die Nanotopographie mit drei frei designierten Punkten an der Außenperipherie des korrigierten Wafers gemessen wurde. Dementsprechend zeigt die Nanotopographiekarte den Höhenunterschied auf der Oberfläche des Wafers, die nicht angesaugt ist.
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Wie in 7 gezeigt, zeigt Beispiel 1 eine im Wesentlichen gleichmäßige Farbdichte, die einen geringen Höhenunterschied über die gesamte Oberfläche zeigt. Es wird spekuliert, dass die stark planarisierte Oberfläche mit verbesserten Nanotopographiecharakteristiken aufgrund des ersten Harzauftragsschleifschritts, bei dem die Nanotopographiecharakteristiken der Waferoberfläche verbessert werden, obwohl die Wölbung und Wellung nicht vollständig entfernt werden, des zweiten Harzauftragsschleifschritts, bei dem die Wölbung und Wellung der Waferoberfläche ausreichend verringert werden, und des dritten Oberflächenschleifschritts, bei dem das Oberflächenschleifen durchgeführt wird, wobei die Waferoberfläche, deren Wölbung und Wellung ausreichend verringert sind, als die Referenzoberfläche verwendet wird, mit geringen Zuschlägen erhalten werden kann.
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In Vergleich 1 ist der durch ein Abstufungsmuster gezeigte Höhenunterschied über den gesamten Wafer beobachtbar. Es versteht sich daher, dass der durch die Wellung verursachte Höhenunterschied überall auf der Waferoberfläche verbleibt.
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Aus Vergleich 2, der eine im Wesentlichen gleichmäßige Farbdichte zeigt, ist ersichtlich, dass der Höhenunterschied wie in Beispiel 1 über die gesamte Oberfläche gering ist. Die stark planarisierte Oberfläche wie in Beispiel 1 kann auch in Vergleich 2 erhalten werden. Im Gegensatz zu den drei Oberflächenschleifschritten in Beispiel 1 weist Vergleich 2, der vier Oberflächenschleifschritte erfordert, eine geringe Produktivität auf.
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Auswertungstest 2
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Auf die gleiche Weise wie im Auswertungstest 1 wurde geprüft, wie sich die Oberflächentexturen der Wafer W auf die Nanotopographie auf der spiegelpolierten Waferoberfläche auswirken.
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In diesem Test wurden mehrere Wafer W unter den gleichen Bedingungen wie jenen in Beispiel 1 und den Vergleichen 1, 2 angefertigt, wobei jeder der mehreren Wafer W unter den gleichen Bedingungen wie jenen im Auswertungstest 1 spiegelpoliert wurde (Grobpolieren unter Verwendung der doppelseitigen Poliermaschine + Fertigpolieren unter Verwendung der einseitigen Poliermaschine), um die Wafer W anzufertigen, deren Oberflächen spiegelpoliert wurden. 8 ist ein Diagramm, das Messungen der Nanotopographie auf jeder der spiegelpolierten Oberflächen der Wafer W zeigt (Fenstergröße 10 mm), die unter Verwendung eines optischen interferometrischen Ebenheitsmessgeräts (Wafersight 2, hergestellt von KLA Tencor Corporation) gemessen wurden.
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Wie aus 8 ersichtlich ist, liegt der Höhenunterschied in einem Bereich von 9 bis 11 nm in Beispiel 1, 17 bis 28 nm in Vergleich 1 und 9 bis 11 nm in Vergleich 2. Die Wafer W in Beispiel 1 und Vergleich 2 weisen jeweils eine stark planarisierte Oberfläche auf, deren gesamte Nanotopographie 11 nm oder weniger beträgt.
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ERKLÄRUNG DER BEZUGSZEICHEN
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- W
- Wafer,
- W1
- erste Oberfläche,
- W2
- zweite Oberfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 8066850 A [0005]
- JP 2015008247 A [0005]
- JP 2010074056 A [0005]