JP2001102340A - 半導体ウェーハの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハの製造方法において、高精度
な厚さ制御を行うこと。 【解決手段】 半導体のインゴットからスライスされた
半導体ウェーハの表面又は裏面の少なくとも一方を研削
する研削工程Ｓ１４、Ｓ１７と、該研削工程後に前記半
導体ウェーハの研削された面を研磨する研磨工程Ｓ１８
とを備え、前記研削工程は、前記半導体ウェーハが予め
決めた厚さになるまで研削し、前記研磨工程は、前記研
削された面を予め決めた厚さだけ研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体のインゴッ
トからスライスされた半導体ウェーハを加工して、最終
的に高精度な厚さの鏡面研磨ウェーハを得るための半導
体ウェーハの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体ウェーハを製造する工程
を、シリコンウェーハにおいて説明すると、図４に示す
ように、単結晶シリコンのインゴットからシリコンウェ
ーハをスライスするスライス工程Ｓ１と、スライスされ
たシリコンウェーハの周縁に面取り面を形成する面取り
工程Ｓ２と、面取りされたシリコンウェーハをラップ加
工によって所定厚さに粗研磨するラップ工程Ｓ３と、ラ
ッピングされたシリコンウェーハをエッチング液により
エッチング処理して機械研磨（ラップ加工および面取り
加工）による加工ダメージを除去するエッチング工程Ｓ
４と、エッチング処理されたシリコンウェーハを鏡面研
磨する研磨工程Ｓ５と、研磨されたシリコンウェーハを
洗浄する洗浄工程Ｓ６とから主に構成されている。

【０００３】また、近年、エッチング工程Ｓ４を不要と
するエッチングレスプロセスが提案されている。すなわ
ち、エッチング工程Ｓ４は、エッチング液を多量に必要
とするとともに高精度な平坦度が得にくく、後の研磨工
程Ｓ５で長い研磨時間が必要となるためである。エッチ
ングレスプロセスとして、例えば、特開平９−２４６２
１６号公報には、ＣＣＲ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｎ
ｅｒ Ｒｏｕｎｄｉｎｇ）加工を用いて面取り加工の歪
みを除去するとともに、ラップ加工ではなく加工ダメー
ジが小さい研削加工を用いるエッチングレスプロセス技
術が記載されている。なお、上記ＣＣＲ加工は、半導体
ウェーハの面取り面部分のみをエッチング液により選択
的にエッチング処理する方法である。

【０００４】ところで、従来、ラップ加工、エッチング
処理および研削加工におけるシリコンウェーハの厚さ管
理は、いずれもダメージ等を除去する目的で所定厚さだ
けを除去する、いわゆる取り代管理によって行われてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体ウェーハの製造方法には、以下のような課題
が残されている。すなわち、ラップ加工、エッチング処
理および研削加工がいずれも取り代管理を行っているた
めに、スライス工程を含めたいずれかの工程においてシ
リコンウェーハの厚さがばらついても是正することがで
きず、ウェーハ面内およびロット内の厚さばらつきが大
きいという不都合があった。特に、ラップ工程およびエ
ッチング工程では通常、高精度な厚さ制御が困難であ
り、最終的な製品ウェーハの厚さばらつきが大きいとい
う不都合があった。

【０００６】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、高精度な厚さ制御が可能な半導体ウェーハの製造
方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項
１記載の半導体ウェーハの製造方法では、半導体のイン
ゴットからスライスされた半導体ウェーハの表面又は裏
面の少なくとも一方を研削する研削工程と、該研削工程
後に前記半導体ウェーハの研削された面を研磨する研磨
工程とを備え、前記研削工程は、前記半導体ウェーハが
予め決めた厚さになるまで研削し、前記研磨工程は、前
記研削された面を予め決めた厚さだけ研磨する技術が採
用される。

【０００８】この半導体ウェーハの製造方法では、研削
工程において、半導体ウェーハが予め決めた厚さになる
まで研削し、研磨工程において、研削された面を予め決
めた厚さだけ研磨するので、厚さを高精度に一定にする
ことができる研削加工により、研削工程前に生じたスラ
イス工程等によるウェーハの厚さばらつきを全て是正す
ることができ、そのウェーハを研磨処理することによ
り、厚さばらつきが非常に小さい鏡面研磨ウェーハを作
製することができる。

【０００９】請求項２記載の半導体ウェーハの製造方法
では、請求項１記載の半導体ウェーハの製造方法におい
て、前記研削工程は、前記半導体ウェーハをラップ加工
するラップ工程および半導体ウェーハをエッチング処理
するエッチング工程より後に行われる技術が採用され
る。

【００１０】この半導体ウェーハの製造方法では、研削
工程が、半導体ウェーハをラップ加工するラップ工程お
よび半導体ウェーハをエッチング処理するエッチング工
程より後に行われるので、ラップ工程およびエッチング
工程で生じた厚さばらつきを研削加工で是正することが
でき、これら工程において厳密な厚さ制御が不要にな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体ウェー
ハの製造方法の第１実施形態を、図１を参照しながら説
明する。

【００１２】本実施形態の半導体ウェーハの製造方法
は、例えば、単結晶シリコンのインゴットから１２イン
チ用のシリコンウェーハをスライスして、鏡面研磨ウェ
ーハにまで加工する方法である。まず、図１に示すよう
に、最初にスライス工程Ｓ１１によってシリコンインゴ
ットから複数枚のシリコンウェーハを所定厚さにそれぞ
れスライスし、さらに、面取り工程Ｓ１２によってスラ
イスされたシリコンウェーハの周縁に面取り加工を施
す。

【００１３】次に、ラップ工程Ｓ１３によってシリコン
ウェーハをラップ加工し、所定厚さだけ粗研磨が行われ
てスライシングにより生じた凹凸層が削除される。この
ラップ工程Ｓ１３は、既知のラッピング装置を用いて行
われるもので、砥粒と加工液とを混ぜたスラリーをラッ
プ定盤とシリコンウェーハとの間に入れて両方に圧力を
加えながら相対運動させて機械的な研磨を行うものであ
る。

【００１４】この後、両面研削を行う場合は、両面研削
工程Ｓ１４によってシリコンウェーハが予め決めた厚さ
（本実施形態では、８０５μｍ）になるまでシリコンウ
ェーハの表裏両面の研削加工を行う。この両面研削工程
Ｓ１４は、既知の両面研削装置（例えば、特開平９−２
４６２１６号公報に記載のもの）を用いて行われる。該
両面研削装置は、砥石が取り付けられた上盤と下盤とで
シリコンウェーハを挟み込み、それぞれ回転させながら
シリコンウェーハの表裏面を同時に研削するものであ
る。また、この両面研削装置は、自動的にシリコンウェ
ーハが所定厚さになるまで研削を行う機構を備えてい
る。

【００１５】したがって、スライス工程Ｓ１１またはラ
ップ工程Ｓ１３においてシリコンウェーハの厚さにばら
つきが生じても、このばらつきにかかわらず両面研削工
程Ｓ１４により、各シリコンウェーハは高精度に所定の
厚さに加工される。なお、両面研削加工によって、ラッ
プ工程Ｓ１３で生じたダメージ層は除去される。さら
に、両面研磨工程Ｓ１５によって、シリコンウェーハの
研削された表裏両面に予め決めた厚さ（本実施形態で
は、３０μｍ）だけ機械的化学的研磨を施す。

【００１６】この両面研磨工程Ｓ１５は、既知の両面研
磨装置を用いて行われる。該両面研磨装置は、表面に研
磨布を貼った上定盤と下定盤とをそれぞれ上下から回転
させてシリコンウェーハの表裏両面に当接させると共
に、アルカリ性研磨液を供給しながらメカノケミカル研
磨を行うものである。これによって、両面研削加工等に
よる加工ダメージが除去される。

【００１７】一方、片面研削を行う場合は、ラップドウ
ェーハをエッチング工程によってエッチング液に浸漬さ
せて所定エッチング量だけエッチング処理を行い、ラッ
プ加工の加工ダメージ等を除去する。そして、片面研削
工程Ｓ１７によって、シリコンウェーハが予め決めた厚
さ（本実施形態では、８０５μｍ）になるまでシリコン
ウェーハの表面のみを研削加工する。なお、片面研削加
工によって、ラップ工程Ｓ１３で生じたダメージ層は除
去される。

【００１８】この片面研削工程Ｓ１７は、既知の片面研
削装置（例えば、特開平９−２４６２１６号公報に記載
のもの）を用いて行われる。該片面研削装置は、チャッ
クテーブルに固定されたシリコンウェーハの表面を回転
する研削ヘッドで研削するものである。また、この片面
研削装置は、自動的にシリコンウェーハが所定厚さにな
るまで研削を行う機構を備えている。

【００１９】さらに、片面研磨工程Ｓ１８によって、シ
リコンウェーハの研削された表面に予め決めた厚さ（本
実施形態では、３０μｍ）だけ機械的化学的研磨を施
す。この片面研磨工程Ｓ１８は、既知の片面研磨装置を
用いて行われる。該片面研磨装置は、マウント板にワッ
クスで接着固定されたシリコンウェーハの表面を研磨布
を表面に貼った回転する定盤に押し付け、アルカリ性研
磨液を供給しながらメカノケミカル研磨を行うものであ
る。これによって、片面研削加工等による加工ダメージ
が除去される。

【００２０】そして、両面研削工程Ｓ１４を行う場合お
よび片面研削工程Ｓ１７を行う場合のいずれも、研磨工
程Ｓ１５、Ｓ１８後に、洗浄工程Ｓ１９によってワック
ス等をシリコンウェーハから除去する。

【００２１】このように本実施形態では、両面研削工程
Ｓ１４または片面研削工程Ｓ１７において、シリコンウ
ェーハが予め決めた厚さになるまで研削し、両面研磨工
程Ｓ１５または片面研磨工程Ｓ１８において、研削され
た面を予め決めた厚さだけ研磨するので、研削工程Ｓ１
４、Ｓ１７前に生じたスライス工程Ｓ１１やラップ工程
Ｓ１３等によるウェーハの厚さばらつきを全て是正する
ことができ、そのウェーハを研磨処理することにより、
高精度に厚さが制御された鏡面研磨ウェーハを作製する
ことができるとともに、研削工程前において厳密な厚さ
制御が不要になる。

【００２２】次に、本発明に係る半導体ウェーハの製造
方法の第２実施形態を、図２を参照しながら説明する。

【００２３】第２実施形態と第１実施形態との異なる点
は、第１実施形態では面取り工程Ｓ１２後にラップ工程
Ｓ１３を行っているのに対し、第２実施形態では、ラッ
プ工程に替えて両面研削工程Ｓ２３、Ｓ２４を行ってい
る点である。すなわち、第２実施形態では、まずスライ
ス工程Ｓ２１によって、第１実施形態と同様に、インゴ
ットからシリコンウェーハをスライスし、次に面取り工
程Ｓ２２または両面研削工程Ｓ２３のいずれかを行う。
すなわち、面取り工程Ｓ２２を行った場合は、次に両面
研削工程Ｓ２４を行い、両面研削工程Ｓ２３を行った場
合は、次に面取り工程Ｓ２５を行う。

【００２４】この後、両面研磨工程Ｓ２６および洗浄工
程Ｓ２７を経て鏡面研磨ウェーハが製造される。なお、
面取り工程Ｓ２２，Ｓ２５、両面研削工程Ｓ２３、Ｓ２
４、両面研磨工程Ｓ２６および洗浄工程Ｓ２７は、いず
れも第１実施形態における面取り工程および両面研削工
程と同様である。

【００２５】すなわち、ラップ工程におけるラップ加工
は、高精度な厚さ制御が困難であるとともに、加工ダメ
ージが大きくエッチング工程等によってダメージ層を除
去する必要があったが、第２実施形態では、ラップ工程
に替えて両面研削工程を採用しているので、高精度な厚
さ制御が可能であるとともに、加工ダメージが小さいた
めエッチング工程も不要になり、これら工程の削除によ
ってコストの大幅な低減を図ることができる。

【００２６】なお、本発明は、次のような実施形態をも
含むものである。上記各実施形態では、半導体ウェーハ
としてシリコンウェーハに適用したが、他の半導体ウェ
ーハ、例えば、化合物半導体のウェーハ（ガリウム・ヒ
素のウェーハ等）の製造方法に適用してもよい。また、
上記各実施形態において、面取り工程後にＣＣＲ工程を
導入してもよいし、研磨工程後にドナーキラー熱処理工
程やゲッタリング工程を導入してもよい。

【００２７】

【実施例】上記各実施形態によって、実際に鏡面研磨ウ
ェーハを製造した具体例を、図３を参照して説明する。

【００２８】図３は、上記各実施形態で作製した鏡面研
磨ウェーハ（ａ）の場合および従来技術で作製した鏡面
研磨ウェーハ（ｂ）の場合の厚さ分布を示したグラフで
ある。図３に示すように、上記各実施形態によって作製
した鏡面研磨ウェーハでは、従来例による場合に比べて
シリコンウェーハのロット内における厚さばらつきが非
常に小さくなることがわかる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項１記載の半導体ウェーハの製造方法によれば、研
削工程において、半導体ウェーハが予め決めた厚さにな
るまで研削し、研磨工程において、研削された面を予め
決めた厚さだけ研磨するので、スライス工程等によるウ
ェーハの厚さばらつきを研削加工で是正することがで
き、そのウェーハを研磨処理することにより、高精度に
厚さが制御された鏡面研磨ウェーハを容易に作製するこ
とができ、厚さに関して高い歩留まりを得ることができ
る。

【００３０】請求項２記載の半導体ウェーハの製造方法
によれば、研削工程が、半導体ウェーハをラップ加工す
るラップ工程および半導体ウェーハをエッチング処理す
るエッチング工程より後に行われるので、厚さばらつき
を研削加工で最終的に是正することができ、ラップ工程
およびエッチング工程において厳密な厚さ制御が不要に
なり、厚さ管理が容易となる。更に、高精度に厚さばら
つきを制御した材料を研磨することにより、常に安定し
た研磨精度を確保できるという特徴もある。（研磨精度
が研磨取り代に強く影響されるため）

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る半導体ウェーハの製造方法の第
１実施形態における工程を示すフローチャートである。

【図２】 本発明に係る半導体ウェーハの製造方法の第
２実施形態における工程を示すフローチャートである。

【図３】 本発明に係る半導体ウェーハの製造方法の各
実施形態で作製した場合および従来技術で作製した場合
の鏡面研磨ウェーハの厚さ分布を示したグラフ図であ
る。

【図４】 本発明に係る半導体ウェーハの製造方法の従
来例における工程を示すフローチャートである。

【符号の説明】

Ｓ１４、Ｓ２３、Ｓ２４ 両面研削工程 Ｓ１５、Ｓ２６ 両面研磨工程 Ｓ１７ 片面研削工程 Ｓ１８ 片面研磨工程

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体のインゴットからスライスされた
   半導体ウェーハの表面又は裏面の少なくとも一方を研削
   する研削工程と、 該研削工程後に前記半導体ウェーハの研削された面を研
   磨する研磨工程とを備え、 前記研削工程は、前記半導体ウェーハが予め決めた厚さ
   になるまで研削し、 前記研磨工程は、前記研削された面を予め決めた厚さだ
   け研磨することを特徴とする半導体ウェーハの製造方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体ウェーハの製造方
   法において、 前記研削工程は、前記半導体ウェーハをラップ加工する
   ラップ工程および半導体ウェーハをエッチング処理する
   エッチング工程より後に行われることを特徴とする半導
   体ウェーハの製造方法。