JP2002222785A - 半導体ウエハおよびその研磨方法 - Google Patents

半導体ウエハおよびその研磨方法

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JP2002222785A
JP2002222785A JP2001015942A JP2001015942A JP2002222785A JP 2002222785 A JP2002222785 A JP 2002222785A JP 2001015942 A JP2001015942 A JP 2001015942A JP 2001015942 A JP2001015942 A JP 2001015942A JP 2002222785 A JP2002222785 A JP 2002222785A
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polishing
semiconductor wafer
plate
wafer
orientation flat
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Naoya Sunaji
直也 砂地
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Dowa Holdings Co Ltd
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Dowa Mining Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリシングによる劈開面の変形や面だれを抑
制できる半導体ウエハおよびその研磨方法を提供する。 【解決手段】 研磨プレート20に貼り付けられた半導
体ウエハ22を回転定盤12上に貼り付けられた研磨布
18に押し付けて研磨する半導体ウエハの研磨方法にお
いて、半導体ウエハ22に設けられたオリエンテーショ
ンフラット22aが研磨プレート20の中心側に向くよ
うに半導体ウエハ22を研磨プレート20に貼り付け
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、半導体ウエハおよ
びその研磨方法に関し、特にオリエンテーションフラッ
トが設けられた半導体ウエハおよびその研磨方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体ウエハ(以下、「ウエハ」とい
う)の表面加工では、スライシング、ラッピング(グラ
インディング)、ポリシング、洗浄、表面処理、検査な
どの工程が行われる。これらの工程のうちポリシング工
程は、ケミカル反応とメカニカル反応の組み合わせを利
用してウエハの表面を研磨してミラー状態にする工程で
ある。例えば、化合物半導体ウエハであるGaAsウエ
ハのポリシングは、NaClOを主成分とする研磨液と
ポリウレタン系スエード調ポリッシュパットにより研磨
することが多い。
【0003】また、ウエハの結晶方位の判別や位置合わ
せのために、ウエハの外周にオリエンテーションフラッ
ト(以下「オリフラ」という)を作成する場合がある。
このようなオリフラは、ウエハの外周部を研削すること
により形成され、あるいは結晶の劈開面を利用して形成
される。
【0004】特に劈開によりオリフラが形成されたウエ
ハでは、劈開部分の面だれや変形が少ないものが望まれ
る。その理由は、劈開部分の面だれや変形が大きいと、
後工程において劈開部分を基準とする位置合わせを行う
際に、劈開部分へのフォーカスを合わせ難くなり、精度
の低下につながるという問題があるためである。
【0005】また、ウエハを半導体レーザーなどに利用
する場合には、その共振面が良好な平坦度を有する必要
がある等の理由から、その共振面として劈開面を利用し
ているので、劈開部分との位置合わせ精度が低下するの
は非常に好ましくない。
【0006】このように、オリフラに対する位置決め精
度は歩留まりに大きく影響を与えるため、位置決めしや
すい劈開面(変形や面だれのない劈開面)を形成するこ
とは重要である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
表面加工方法により加工されたウエハのオリフラ部分に
は、少なからず面だれや変形が発生してしまう。なお、
本明細書中において、面だれ、変形とは、劈開部分の欠
けや損傷ではなく、図1に示すように、劈開部分の形状
をある程度維持したまま形状が滑らかに変化している状
態をいう。
【0008】そこで、本発明者らは、GaAsウエハを
加工するにあたって劈開部分の変形がどの工程で発生し
ているのかを工程順に調査した。その結果、ラッピング
(グラインディング)工程では、劈開部分の破損や欠け
が稀に発生するが、変形や面だれなどは見られなかっ
た。しかし、ポリシング工程を行うと、変形や面だれの
発生が見られた。
【0009】したがって、本発明は、このような従来の
問題点に鑑み、ポリシングによる劈開面の変形や面だれ
を抑制できる半導体ウエハおよびその研磨方法を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究した結果、オリフラの劈開部
分の変形や面だれが発生している工程の調査により、ス
エードパットを使用したポリシング工程において変形や
面だれが発生していることがわかり、研磨時のウエハの
貼り付け方向を最適化することにより面だれがかなり抑
制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0011】すなわち、本発明による半導体ウエハの研
磨方法は、プレートに貼り付けられた半導体ウエハを定
盤上に貼り付けられた研磨布に押し付けて研磨する半導
体ウエハの研磨方法において、半導体ウエハに設けられ
たオリエンテーションフラットがプレートの中心側に向
くように半導体ウエハをプレートに貼り付けることを特
徴とする。
【0012】上記半導体ウエハの研磨方法において、定
盤およびプレートがそれぞれ回転することにより半導体
ウエハを研磨するのが好ましい。また、上記半導体ウエ
ハの研磨方法は、オリエンテーションフラットが劈開に
より形成されている場合に適用するのが好ましい。さら
に、上記半導体ウエハの研磨方法では、GaAsウエハ
などの半導体ウエハの研磨の際に、NaClOを主成分
とする水溶液などからなる研磨液を研磨布上に供給する
のが好ましい。
【0013】また、本発明による半導体ウエハは、外周
に劈開面が形成された後に研磨布および研磨液により研
磨された半導体ウエハにおいて、この半導体ウエハの表
面と劈開面とが交差する部分である角部における研磨に
よる変形量が、劈開面に垂直な方向で2μm以下、好ま
しくは1.5μm以下であり、半導体ウエハの表面に垂
直な方向で10μm、好ましくは5μm以下であること
を特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明による半導体ウエハの研磨
方法の実施の形態では、劈開によりオリフラが形成され
たGaAsウエハなどの半導体ウエハを、そのオリフラ
が研磨プレートの中心側に向くように研磨プレートに貼
り付け、この半導体ウエハを回転定盤上に貼り付けられ
た研磨布に押し付けて、NaClOを主成分とする水溶
液などからなる研磨液を研磨布上に供給しながら回転定
盤および研磨プレートの各々の回転により半導体ウエハ
を研磨する。このようにオリフラが研磨プレートの中心
側に向くように半導体ウエハを研磨プレートに貼り付け
ることにより、オリフラの変形量をかなり小さくするこ
とができる。このようにオリフラの変形量を小さくする
ことができるのは、オリフラが研磨プレートの中心側に
向くように半導体ウエハを配置することにより、他の配
置の場合と研磨液の流れが異なり、研磨量が良好に制御
されるためであると考えられる。なお、本発明によれ
ば、オリフラが研磨プレートの略中心方向に向くように
半導体ウエハを研磨プレートに貼り付ければよく、オリ
フラの表面に対する法線が半導体ウエハの中心と研磨プ
レートの中心を結ぶ線に対して±45°の範囲になるよ
うに貼り付ければよい。
【0015】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明による半導体
ウエハの研磨方法について詳細に説明する。
【0016】図2は、本発明による半導体ウエハの研磨
方法に使用する研磨装置を概略的に示す図である。図2
に示すように、この研磨装置は、主軸10を中心に時計
回り(図中矢印の方向)に回転可能な略円板状の回転定
盤12と、軸14を中心に時計回り(図中矢印の方向)
に回転可能な略円板状の加圧ヘッド16とを備えてい
る。回転定盤12の上面の略全面には、スエード調研磨
布18、例えば、ポリウレタン系人工皮革からなるポリ
ウレタン系スエード調の研磨パットが貼り付けられてい
る。一方、加圧ヘッド16の下面には、略円板状の研磨
プレート20が着脱可能に取り付けられ、この研磨プレ
ート20の下面には、複数のウエハ22、例えば、直径
3インチのGaAsウエハが貼り付けられように構成さ
れている。本実施例では、図3に示すように、4枚のウ
エハが、それらの(劈開により形成された)オリフラ2
2aが内側(研磨プレート20の中心側)に向くように
研磨プレート20の下面に貼り付けられる。また、研磨
布18の上方には、研磨液24を研磨布18上に滴下す
るための研磨液供給管26が配置されている。本実施例
では、研磨液として、NaClOを主成分とする水溶液
からなる研磨液が使用される。さらに、研磨後のウエハ
22を速やかに洗浄可能な図示しないノズルが設けられ
ている。
【0017】ウエハ22を研磨する際には、研磨液24
が研磨布18上に常時滴下されるとともに、加圧ヘッド
16が下降してウエハ22が研磨布18上に押し付けら
れ、回転定盤12および加圧ヘッド16の回転によりウ
エハ22が化学的、物理的に研磨される。
【0018】研磨終了直後に加圧ヘッド16が上昇し、
同時に研磨プレート20に貼り付けられたウエハ22に
ウエハ洗浄液がシャワリングされて、ウエハ22に付着
した研磨液24が洗い流される。洗浄後、研磨プレート
20を取り外して、乾燥し、ウエハ22を剥ぎ取り、次
工程に移行する。
【0019】本実施例の半導体ウエハの研磨方法の効果
を確認するために、ウエハの表面にダメージが見られな
い清浄な状態が得られるように、3インチのGaAsウ
エハに対して6分間ポリシングを行って、図1に示すオ
リフラの変形量A、Bについて測定した。その結果、8
枚のウエハの変形量A、Bの平均は、ぞれぞれ1.4μ
m、4.7μmであり、変形量を小さくすることができ
ることがわかった。
【0020】また、以下の比較例1〜3を行った。
【0021】(比較例1)図4に示すように、ウエハ22
のオリフラ22aが外側(研磨プレート20の外周側)
に向くようにウエハ22を研磨プレート20に貼り付け
た以外は実施例と同様の方法によりポリシングを行っ
て、オリフラの変形量A、Bについて測定した。その結
果、8枚のウエハの変形量A、Bの平均は、ぞれぞれ
2.2μm、18.9μmであり、実施例よりも変形量
がかなり大きくなることがわかった。
【0022】(比較例2)図5に示すように、ウエハ2
2のオリフラ22aが右側(研磨プレート20の周方向
右側)に向くようにウエハ22を研磨プレート20に貼
り付けた以外は実施例と同様の方法によりポリシングを
行って、オリフラの変形量A、Bについて測定した。そ
の結果、8枚のウエハの変形量A、Bの平均は、ぞれぞ
れ2.8μm、12.3μmであり、実施例よりも変形
量がかなり大きくなることがわかった。
【0023】(比較例3)図6に示すように、ウエハ2
2のオリフラ22aが左側(研磨プレート20の周方向
左側)に向くようにウエハ22を研磨プレート20に貼
り付けた以外は実施例と同様の方法によりポリシングを
行って、オリフラの変形量A、Bについて測定した。そ
の結果、8枚のウエハの変形量A、Bの平均は、ぞれぞ
れ4.7μm、18.9μmであり、実施例よりも変形
量がかなり大きくなることがわかった。
【0024】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、ウエ
ハのオリフラが内側(研磨プレートの中心側)に向くよ
うにウエハを研磨プレートに貼りつけてポリシングを行
うことにより、オリフラの変形量をかなり小さくするこ
とができる。また、このようにオリフラの変形量を小さ
くすることができるため、位置決め精度が向上し、発光
素子として使用する場合の歩留まりを向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】オリフラの変形や面だれを説明する図。
【図2】本発明による半導体ウエハの研磨方法に使用す
る研磨装置を概略的に示す図。
【図3】本発明による半導体ウエハの研磨方法の実施例
においてウエハを研磨プレートに貼り付けた状態を示す
平面図。
【図4】比較例1において半導体ウエハを研磨プレート
に貼り付けた状態を示す平面図。
【図5】比較例2において半導体ウエハを研磨プレート
に貼り付けた状態を示す平面図。
【図6】比較例3において半導体ウエハを研磨プレート
に貼り付けた状態を示す平面図。
【符号の説明】
10 主軸 12 回転定盤 14 軸 16 加圧ヘッド 18 研磨布 20 研磨プレート 22 ウエハ 22a オリフラ 24 研磨液 26 研磨液供給管

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プレートに貼り付けられた半導体ウエハ
    を定盤上に貼り付けられた研磨布に押し付けて研磨する
    半導体ウエハの研磨方法において、半導体ウエハに設け
    られたオリエンテーションフラットがプレートの中心側
    に向くように半導体ウエハをプレートに貼り付けること
    を特徴とする、半導体ウエハの研磨方法。
  2. 【請求項2】 前記定盤および前記プレートがそれぞれ
    回転することにより前記半導体ウエハを研磨することを
    特徴とする、請求項1に記載の半導体ウエハの研磨方
    法。
  3. 【請求項3】 前記オリエンテーションフラットが劈開
    により形成されていることを特徴とする、請求項1また
    は2に記載の半導体ウエハの研磨方法。
  4. 【請求項4】 前記半導体ウエハの研磨の際に前記研磨
    布上に研磨液を供給することを特徴とする、請求項1乃
    至3のいずれかに記載の半導体ウエハの研磨方法。
  5. 【請求項5】 前記研磨液がNaClOを主成分とする
    水溶液からなることを特徴とする、請求項4に記載の半
    導体ウエハの研磨方法。
  6. 【請求項6】 前記半導体ウエハがGaAsウエハであ
    ることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれかに記載
    の半導体ウエハの研磨方法。
  7. 【請求項7】 外周に劈開面が形成された後に研磨布お
    よび研磨液により研磨された半導体ウエハにおいて、こ
    の半導体ウエハの表面と前記劈開面とが交差する部分で
    ある角部における研磨による変形量が、前記劈開面に垂
    直な方向で2μm以下であり、前記半導体ウエハの表面
    に垂直な方向で10μm以下であることを特徴とする、
    半導体ウエハ。
  8. 【請求項8】 前記変形量が、前記劈開面に垂直な方向
    で1.5μm以下であり、前記半導体ウエハの表面に垂
    直な方向で5μm以下であることを特徴とする、請求項
    7に記載の半導体ウエハ。
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