JP2003229385A - Method for manufacturing semiconductor wafer - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor wafer

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JP2003229385A
JP2003229385A JP2002344550A JP2002344550A JP2003229385A JP 2003229385 A JP2003229385 A JP 2003229385A JP 2002344550 A JP2002344550 A JP 2002344550A JP 2002344550 A JP2002344550 A JP 2002344550A JP 2003229385 A JP2003229385 A JP 2003229385A
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grinding
etching
polishing
wafer
semiconductor wafer
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Application number
JP2002344550A
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Japanese (ja)
Inventor
Kimio Nozawa
公夫 野沢
Takeshi Maeda
剛 前田
Katsuyoshi Murakami
勝義 村上
Akira Adachi
彰 足立
Susumu Okuto
進 奥藤
Hideyuki Kotani
秀之 小谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumco Corp
Original Assignee
Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp
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Publication date
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  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor wafer capable of attaining a highly flat semiconductor wafer, in which a grinding amount can be decreased and grinding streaks do not exist. <P>SOLUTION: From the start of a spark-out in a surface grinding step to the end thereof, the number of times of rotations of a silicon wafer is set to six times or more, and the speed of the rotation of the silicon wafer is set to 10 rpm or smaller, while after surface grinding, since the silicon wafer is secondarily light-dried (an etching amount of 2 to 4 μm), a grinding amount can be decreased and reduction in a wafer planarity degree is suppressed. Further, it is possible to attain the high planarity silicon wafer in which grinding scars hardly exist even for a small grinding amount. For example, this may be 0.5 to 0.8 μm through TTV. A solution having higher selectivity to damages than primary etching is used in secondary etching. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は半導体ウェーハの
製造方法、詳しくは鏡面研磨時の研磨量が小さくても、
研削痕が存在しない高平坦度な半導体ウェーハが得られ
る半導体ウェーハの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor wafer, and more particularly, to a small amount of polishing during mirror polishing,
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor wafer, which is capable of obtaining a semiconductor wafer having high flatness without grinding marks.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的なシリコンウェーハの製造では、
インゴットをスライスしてシリコンウェーハを作製した
後、このシリコンウェーハに対して面取り,ラッピン
グ,エッチング,鏡面研磨の各工程が、順次施される。
このエッチング工程では、ラップドウェーハを、混酸な
どの酸性エッチング液、または、KOHなどのアルカリ
性エッチング液に浸漬することにより、そのラップ加工
での歪み、面取り工程での歪みなどを除去する。
2. Description of the Related Art In general silicon wafer manufacturing,
After slicing the ingot to produce a silicon wafer, the silicon wafer is sequentially subjected to steps of chamfering, lapping, etching and mirror polishing.
In this etching step, the wrapped wafer is immersed in an acidic etching solution such as mixed acid or an alkaline etching solution such as KOH to remove the distortion in the lapping process, the distortion in the chamfering step, and the like.

【0003】次の鏡面研磨工程では、エッチング工程で
発生したウェーハ表面の凹凸を研磨により除去し、鏡面
化する。通常、シリコンウェーハ表面の研磨量は十数μ
mとなる。この場合、研磨量が大きければ、研磨表面の
平坦度が悪化することが一般的に知られている。すなわ
ち、もともと高平坦度であったウェーハ表面をさらに研
磨していった場合、その研磨量が10μmを超えたとこ
ろで、大きく平坦度が低下する現象が起きるのである。
その結果、エッチドウェーハのTTVが1.5〜3μm
であったのに対し、研磨後のシリコンウェーハ表面の平
坦度は、1.2〜1.5μm程度にしか改善されなかっ
た。使用する研磨布は、例えばSUBA600(ロデー
ル・ニッタ社製)などの軟質研磨布である。
In the next mirror surface polishing step, the unevenness of the wafer surface generated in the etching step is removed by polishing to make it a mirror surface. Normally, the polishing amount of the silicon wafer surface is a dozen μ
m. In this case, it is generally known that if the polishing amount is large, the flatness of the polishing surface is deteriorated. That is, when the wafer surface, which was originally high in flatness, is further polished, a phenomenon in which the flatness greatly decreases when the polishing amount exceeds 10 μm occurs.
As a result, the TTV of the etched wafer is 1.5 to 3 μm.
However, the flatness of the surface of the silicon wafer after polishing was improved only to about 1.2 to 1.5 μm. The polishing cloth used is a soft polishing cloth such as SUBA600 (manufactured by Rodel Nitta).

【0004】そこで、従来、鏡面研磨時の研磨量を小さ
くするため、エッチドウェーハの表面に、例えば#20
00のレジノイド研削砥石により、7〜8μm程度の表
面研削を施し(TTVは0.5〜1.0μm程度)、そ
の後、表面を軟質研磨布により鏡面研磨し、この表面研
削時の加工ダメージ(約2μm)を除去する方法が知ら
れている。これによれば、研磨量は7〜8μmまで低減
され、研磨後のウェーハ平坦度は、TTVで0.8〜
1.2μmまで改善される。
Therefore, conventionally, in order to reduce the polishing amount at the time of mirror polishing, for example, # 20 is formed on the surface of the etched wafer.
With a resinoid grinding wheel of No. 00, a surface grinding of about 7 to 8 μm is performed (TTV is about 0.5 to 1.0 μm), and then the surface is mirror-polished with a soft polishing cloth, and processing damage during this surface grinding (about 2 μm) is known. According to this, the polishing amount is reduced to 7 to 8 μm, and the wafer flatness after polishing is 0.8 to 10 in TTV.
It is improved to 1.2 μm.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
表面研削工程を含むシリコンウェーハの製法では、以下
の問題点が発生した。すなわち、#2000の研削砥石
による表面研削では、研削痕(研削マーク)の粗さが大
きかった。よって、研磨時、この研削痕を完全に取り除
くことはできなかった。つまり、従来は軟質研磨布を使
用しており、このような軟らかい研磨布では研削痕に倣
った研磨となり、どんなに研磨量を増やしてもその研削
痕を完全に除去することはできなかった。
However, the conventional silicon wafer manufacturing method including the surface grinding step has the following problems. That is, in the surface grinding with the # 2000 grinding wheel, the roughness of the grinding mark (grinding mark) was large. Therefore, it was not possible to completely remove the grinding marks during polishing. That is, conventionally, a soft polishing cloth is used, and such a soft polishing cloth results in polishing following the grinding mark, and the grinding mark cannot be completely removed no matter how much the polishing amount is increased.

【0006】[0006]

【発明の目的】この発明は、鏡面研磨時の研磨量を小さ
くすることができ、かつ、その研磨量が小さくても、研
磨面に研削痕がほとんど存在しない高平坦度な半導体ウ
ェーハを作製することができる半導体ウェーハの製造方
法を提供することを、その目的としている。
An object of the present invention is to produce a semiconductor wafer having a high flatness, which can reduce the amount of polishing at the time of mirror polishing, and even if the amount of polishing is small, almost no grinding marks are left on the polished surface. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor wafer that can be manufactured.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、ラップ後の半導体ウェーハを、1次エッチング液に
よりエッチングする1次エッチ工程と、1次エッチ工程
の後、半導体ウェーハの表面に、研削砥石により研削を
行う表面研削工程と、表面研削された半導体ウェーハ
を、2次エッチング液により、上記1次エッチ工程の場
合よりも軽くエッチングする2次エッチ工程と、2次エ
ッチ工程の後、半導体ウェーハの表面に、研磨布により
鏡面研磨する鏡面研磨工程とを備え、上記表面研削工程
では、スパークアウト時の半導体ウェーハの回転回数を
6回以上とする一方、このスパークアウト時の半導体ウ
ェーハの回転速度を10rpm以下とした半導体ウェー
ハの製造方法である。また、請求項2に記載の発明は、
上記1次エッチ工程ではラップ後のダメージを化学的に
除去するエッチング液を用いるとともに、上記2次エッ
チ工程では研削後の研削ダメージおよび研削痕の粗さを
小さくし、かつ、研削されていない面には影響を及ぼさ
ないエッチング液を用いる請求項1に記載の半導体ウェ
ーハの製造方法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a primary etching step of etching a semiconductor wafer after lapping with a primary etching solution, and a surface of the semiconductor wafer after the primary etching step. After the surface-grinding step of grinding with a grinding wheel, the secondary-etching step of etching the surface-ground semiconductor wafer with a secondary etching solution more lightly than in the case of the above-described primary-etching step, and after the secondary-etching step And a mirror polishing step of polishing the surface of the semiconductor wafer with a polishing cloth. In the surface grinding step, the number of rotations of the semiconductor wafer during spark-out is set to 6 or more, while the semiconductor wafer during spark-out. Is a method for manufacturing a semiconductor wafer, in which the rotation speed is 10 rpm or less. The invention according to claim 2 is
In the above-mentioned primary etching step, an etching solution that chemically removes the damage after lapping is used, and in the above-mentioned secondary etching step, the grinding damage after grinding and the roughness of grinding marks are reduced and the unground surface The method of manufacturing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein an etching solution that does not affect the above is used.

【0008】この場合の半導体ウェーハには、シリコン
ウェーハ,ガリウムヒ素ウェーハなどを含む。1次エッ
チ工程は、2次エッチ工程と同様に、酸エッチでもアル
カリエッチでもよい。1次エッチ工程で使用するエッチ
ング液および2次エッチ工程で使用するエッチング液と
しては、例えば酸エッチの場合、HF/HNO3 系の混
酸などの酸性エッチング液を採用することができる。一
方、アルカリエッチの場合には、KOH,NaOHなど
のアルカリ性エッチング液を使用することができる。1
次エッチ工程でのエッチング液と2次エッチ工程でのそ
れとは、同じエッチング液であってもよい。または、異
なるエッチング液でもよい。1次エッチ工程でのエッチ
ング量は、ウェーハ片面で5〜20μm程度、ウェーハ
表裏両面を合わせて10〜40μm程度である。2次エ
ッチ工程で軽くエッチングするということは、1次エッ
チ時のエッチング量よりも少ない量のエッチングを行う
ことをいう。表裏面合わせて、2〜4μmのエッチング
である。2次エッチング特徴としては、1次エッチング
よりも、ダメージに対する選択性を高めたエッチング液
を採用することである。例えば酸エッチの場合は、反応
律速型の組成が適用される。また、アルカリ性エッチン
グ液を使用する場合は、その液にH22(過酸化水素
水)、O3(オゾン)等の酸化剤を添加すればよい。
The semiconductor wafer in this case includes a silicon wafer and a gallium arsenide wafer. The primary etching process may be acid etching or alkali etching, like the secondary etching process. As the etching solution used in the primary etching step and the etching solution used in the secondary etching step, for example, in the case of acid etching, an acidic etching solution such as HF / HNO 3 mixed acid can be used. On the other hand, in the case of alkali etching, an alkaline etching solution such as KOH or NaOH can be used. 1
The etching solution used in the next etching step and that used in the secondary etching step may be the same etching solution. Alternatively, different etching solutions may be used. The etching amount in the primary etching step is about 5 to 20 μm on one surface of the wafer, and about 10 to 40 μm for both front and back surfaces of the wafer. Lightly etching in the secondary etching step means performing etching in an amount smaller than the etching amount in the primary etching. Etching is 2 to 4 μm for both front and back surfaces. A feature of the secondary etching is that it employs an etching solution having higher selectivity for damage than the primary etching. For example, in the case of acid etching, a reaction-controlled composition is applied. When using an alkaline etching solution, an oxidizing agent such as H 2 O 2 (hydrogen peroxide solution) or O 3 (ozone) may be added to the solution.

【0009】表面研削工程では、研削精度が異なる複数
の段階別の表面研削を行ってもよい。例えば、比較的粗
い1次表面研削と、仕上げ表面研削との組み合わせであ
る。さらに、1次表面研削と仕上げ表面研削との間に2
次研削を行なったり、3次研削以上の表面研削を行なっ
てもよい。少なくとも仕上げ時に低ダメージの表面研削
を行った方が好ましい。もちろん、この仕上げ表面研削
だけでもよい。表面研削工程の研削砥石としては、例え
ばレジノイド研削砥石を使用することができる。ただ
し、仕上げ表面研削工程では、ウェーハ表面があれにく
く、非ダメージ面であっても研削することができる高番
手の研削砥石(例えば#2000のレジノイド研削砥
石)を使用した方が好ましい。使用される研削砥石の回
転速度は5500〜6000rpmである。表面研削時
の研削量は7〜8μm程度、加工後のダメージは約2μ
mである。
In the surface grinding step, the surface grinding may be carried out at a plurality of stages having different grinding accuracy. For example, a combination of relatively rough primary surface grinding and finish surface grinding. Furthermore, between the primary surface grinding and the finish surface grinding, 2
Secondary grinding may be carried out, or surface grinding of tertiary grinding or more may be carried out. It is preferable to perform low-damage surface grinding at least during finishing. Of course, this finishing surface grinding alone may be sufficient. As the grinding wheel for the surface grinding step, for example, a resinoid grinding wheel can be used. However, in the finishing surface grinding step, it is preferable to use a high-count grinding wheel (for example, # 2000 resinoid grinding wheel) that is hard to roughen the wafer surface and can grind even on a non-damaged surface. The rotation speed of the grinding wheel used is 5500-6000 rpm. Grinding amount at the time of surface grinding is about 7-8 μm, damage after processing is about 2 μm
m.

【0010】ここでいうスパークアウトとは、表面研削
を終了して研削砥石の送りを停止しているが、まだ研削
砥石も半導体ウェーハも回転している状態をいう。スパ
ークアウト時の半導体ウェーハの好ましい回転回数(ス
パークアウトの開始から終了までの周回数)は6〜8回
である。この回転回数が6回未満では研削面粗さが粗い
という不都合が生じる。ちなみに、従来法での回転回数
は4回転である。また、このスパークアウト時の半導体
ウェーハの好ましい回転速度は5〜10rpmである。
10rpmを超えると研削面の粗さが粗くなる。ちなみ
に、従来法での回転速度は20rpmである。
The term "spark out" as used herein means a state in which the surface of the grinding wheel is finished and the feed of the grinding wheel is stopped, but the grinding wheel and the semiconductor wafer are still rotating. The number of rotations of the semiconductor wafer during spark-out (the number of revolutions from the start to the end of spark-out) is 6 to 8 times. If the number of rotations is less than 6, the inconvenience that the ground surface roughness is rough occurs. By the way, the number of rotations in the conventional method is four. Further, the preferable rotation speed of the semiconductor wafer at the time of this spark-out is 5 to 10 rpm.
If it exceeds 10 rpm, the roughness of the ground surface becomes rough. By the way, the rotation speed in the conventional method is 20 rpm.

【0011】鏡面研磨工程で使用される研磨布の種類は
限定されない。例えば硬質研磨布でもよいし、従来と同
じ軟質研磨布でもよい。硬質研磨布の場合、例えば硬質
発泡ウレタンフォームパッド、不織布に高濃度のウレタ
ン樹脂を含浸・硬化させたパッドなどを採用することが
できる。
The type of polishing cloth used in the mirror polishing step is not limited. For example, a hard polishing cloth may be used, or a conventional soft polishing cloth may be used. In the case of a hard polishing cloth, for example, a hard foam urethane foam pad, a pad obtained by impregnating and hardening a high-concentration urethane resin in a non-woven fabric, or the like can be adopted.

【0012】[0012]

【作用】この発明によれば、ラップドウェーハを1次エ
ッチング液を用いて1次エッチし、その後、この半導体
ウェーハ表面に研削を施し、1次エッチでのウェーハ表
面の凹凸を除去して鏡面研磨時の研磨量を小さくする。
この表面研削では、スパークアウト時の半導体ウェーハ
の回転回数を6回以上、回転速度を10rpm以下とす
る。半導体ウェーハの回転速度を遅くすれば、ウェーハ
表面に現出される研削痕の周期が小さくなる。周期が小
さくなるほど、鏡面研磨時において、研削痕に対する研
磨布の倣いが抑えられる。すなわち、研削痕の凹部より
も凸部が、より強く研磨布に押し当てられる。これによ
り、研削痕の凹凸が消失されやすい。なお、研削痕の周
期は次式で表される。 研削痕の周期=2πr/(砥石回転数/ウェーハ回転数) (1) 式(1)中、rは半導体ウェーハの半径である。また、
このスパークアウト時には、半導体ウェーハの回転回数
を6回以上としている。これは、従来の4回よりも多
い。よって、研削痕の凸部がつぶされて、面粗さが小さ
くなる。
According to the present invention, the wrapped wafer is subjected to the primary etching using the primary etching solution, and then the surface of the semiconductor wafer is ground to remove the unevenness of the wafer surface in the primary etching to obtain a mirror surface. Reduce the amount of polishing during polishing.
In this surface grinding, the number of rotations of the semiconductor wafer during spark-out is set to 6 times or more and the rotation speed is set to 10 rpm or less. When the rotation speed of the semiconductor wafer is slowed down, the cycle of grinding marks appearing on the wafer surface becomes shorter. The smaller the cycle, the more the copying of the polishing cloth against the grinding marks is suppressed during mirror polishing. That is, the convex portion of the grinding mark is pressed against the polishing cloth more strongly than the concave portion. As a result, the unevenness of the grinding trace is easily lost. The cycle of grinding marks is expressed by the following equation. Grinding mark cycle = 2πr / (grinding stone rotation speed / wafer rotation speed) (1) In the formula (1), r is the radius of the semiconductor wafer. Also,
At the time of this spark-out, the semiconductor wafer is rotated six times or more. This is more than the conventional four times. Therefore, the convex portion of the grinding mark is crushed and the surface roughness is reduced.

【0013】次に、表面研削後の半導体ウェーハを、2
次エッチング液により軽く2次エッチし、この表面研削
での加工ダメージを除去する。この際、研削痕も小さく
なる。その後、半導体ウェーハの表面を研磨布に押し付
けながら鏡面研磨し、研削痕を除去する。このように、
1次エッチング後、表面研削時の研削条件を制御し、そ
の後、半導体ウェーハに軽い2次エッチを施すので、こ
れらの総合的な効果として、研磨量を従来の十数μmか
ら5μm程度まで低減することができる。これは、表面
研削により1次エッチでのウェーハ表面の凹凸が除去さ
れ、2次エッチにより研削痕の粗さが小さくなったウェ
ーハ表面を鏡面研磨することで、比較的小さな研磨量で
あってもウェーハ表面を鏡面仕上げすることができるよ
うになったためである。これにより、研磨量を低減する
ことができ、ウェーハ平坦度の低下を抑えるとともに、
研削痕がほとんど存在しない高平坦度な半導体ウェーハ
を得ることができる(例えばTTVで0.5〜0.8μ
m)。
Next, the surface-polished semiconductor wafer is divided into 2
Secondary etching is lightly performed with a second etching solution to remove the processing damage due to the surface grinding. At this time, grinding marks are also reduced. After that, the surface of the semiconductor wafer is pressed against a polishing cloth and mirror-polished to remove grinding marks. in this way,
After the primary etching, the grinding conditions at the time of surface grinding are controlled, and then the semiconductor wafer is subjected to a light secondary etching, so that the overall effect of these is to reduce the polishing amount from the conventional dozens of μm to about 5 μm. be able to. This is because even if the amount of polishing is comparatively small, the unevenness of the wafer surface in the primary etching is removed by the surface grinding and the surface of the wafer in which the roughness of the grinding mark is reduced by the secondary etching is mirror-polished. This is because the wafer surface can be mirror-finished. This makes it possible to reduce the amount of polishing, suppress a decrease in wafer flatness, and
It is possible to obtain a semiconductor wafer having high flatness with almost no grinding marks (for example, TTV of 0.5 to 0.8 μm).
m).

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面を
参照して説明する。図1は、この発明の一実施例に係る
半導体ウェーハの製造方法を示すフローシートである。
図2は、この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの製
造方法に用いられる表面研削装置の使用状態を示すその
斜視図である。図1に示すように、この実施例にあって
は、スライス,面取り,ラップ,1次エッチ,表面研
削,2次エッチ,裏面軽ポリッシュ,PCR,ドナーキ
ラー熱処理,鏡面研磨,仕上げ洗浄の各工程を経て、半
導体ウェーハが作製される。以下、各工程を詳細に説明
する。CZ(チョクラルスキー)法により引き上げられ
た単結晶シリコンインゴットは、スライス工程(S10
1)で、厚さ860μm程度の多数枚の8インチウェー
ハにスライスされる。次に、シリコンウェーハに面取り
(S102)が施される。すなわち、ウェーハの外周部
が#600〜#1500のメタル面取り用砥石により、
所定の形状にあらく面取りされる。これにより、ウェー
ハの外周部は、所定の丸みを帯びた形状(例えばMOS
型の面取り形状)に成形される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flow sheet showing a method for manufacturing a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a usage state of a surface grinding apparatus used in a method for manufacturing a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in this embodiment, each step of slicing, chamfering, lapping, primary etching, surface grinding, secondary etching, light back polishing, PCR, donor killer heat treatment, mirror polishing, and final cleaning. After that, a semiconductor wafer is manufactured. Hereinafter, each step will be described in detail. The single crystal silicon ingot pulled up by the CZ (Czochralski) method is sliced (S10).
In 1), it is sliced into a large number of 8-inch wafers having a thickness of about 860 μm. Next, the silicon wafer is chamfered (S102). That is, the outer peripheral portion of the wafer is a # 600 to # 1500 metal chamfering grindstone,
It is chamfered to a predetermined shape. As a result, the outer peripheral portion of the wafer has a predetermined rounded shape (for example, MOS
The chamfered shape of the mold).

【0015】次に、この面取り加工されたシリコンウェ
ーハは、ラッピング工程(S103)でラッピングされ
る。このラッピング工程では、シリコンウェーハを、互
いに平行に保たれたラップ定盤の間に配置し、このラッ
プ定盤とシリコンウェーハとの間に、アルミナ砥粒,分
散剤,水の混合物であるラップ液を流し込む。そして、
加圧下で回転・すり合わせを行ない、ウェーハ表裏面を
機械的にラップする。ラップ量はウェーハの表裏両面を
合わせて40〜80μm程度である。続いて、ラッピン
グ後のシリコンウェーハを、1次エッチング液により1
次エッチする(S104)。ここでは、1次エッチング
液にアルカリ性エッチング液を使用している。アルカリ
性エッチング液としては、重量濃度45wt%のNaO
H溶液が用いられる。エッチング温度90℃、エッチン
グ時間5〜15分でエッチングされる。この1次エッチ
により、シリコンウェーハではその表裏両面合わせて1
0〜40μm程度(例えば27μm)がエッチングされ
る。
Next, the chamfered silicon wafer is lapped in a lapping step (S103). In this lapping process, silicon wafers are placed between lapping plates that are kept parallel to each other, and a lapping liquid that is a mixture of alumina abrasive grains, a dispersant, and water is placed between the lapping plates and the silicon wafer. Pour. And
Rotate and rub under pressure to mechanically wrap the front and back surfaces of the wafer. The lapping amount is about 40 to 80 μm for both front and back surfaces of the wafer. Then, the silicon wafer after lapping is subjected to 1
Next, etching is performed (S104). Here, an alkaline etching solution is used as the primary etching solution. As the alkaline etching solution, NaO having a weight concentration of 45 wt% is used.
H solution is used. Etching is performed at an etching temperature of 90 ° C. and an etching time of 5 to 15 minutes. Due to this primary etching, the front and back sides of the silicon wafer will be 1
About 0 to 40 μm (eg, 27 μm) is etched.

【0016】次に、この1次エッチ後のシリコンウェー
ハには、図2に示す表面研削装置を用いて、ウェーハ表
面を研削する表面研削が施される(S105)。表面研
削装置10は、主に下定盤11と、その上方に配置され
る研削ヘッド12とを備えている。シリコンウェーハW
は下定盤11の上面に真空吸着によって固定される。研
削ヘッド12の下面の外周部には、環状の研削砥石13
が固定されている。研削砥石13は、多数個のレジノイ
ド研削砥石製の研削チップ13aを、環状に配設・組み
合わせたものである。このレジノイド研削砥石の砥粒の
番手は、#4000である。研削ヘッド12を6000
rpmで回転させながら、これを0.3μm/秒で徐々
に下降させ、下定盤11上のシリコンウェーハWの表面
を研削する。このとき、下定盤11の回転速度は40r
pmである。シリコンウェーハWを10μmだけ研削し
た時点で、研削ヘッド12の下降を停止する。ただし、
研削ヘッド12の回転と、下定盤11(シリコンウェー
ハW)の回転はそのまま継続する(スパークアウト)。
その際のシリコンウェーハWの回転数を、従来法におけ
る20rpmより遅い10rpmとする。
Next, the silicon wafer after the primary etching is subjected to surface grinding for grinding the wafer surface using the surface grinding apparatus shown in FIG. 2 (S105). The surface grinding device 10 mainly includes a lower surface plate 11 and a grinding head 12 arranged above the lower surface plate 11. Silicon wafer W
Is fixed to the upper surface of the lower surface plate 11 by vacuum suction. On the outer periphery of the lower surface of the grinding head 12, an annular grinding wheel 13 is provided.
Is fixed. The grinding wheel 13 is a ring-shaped arrangement and combination of many grinding tips 13a made of resinoid grinding wheels. The grain count of this resinoid grinding wheel is # 4000. 6000 grinding head 12
While rotating at rpm, this is gradually lowered at 0.3 μm / sec to grind the surface of the silicon wafer W on the lower surface plate 11. At this time, the rotation speed of the lower surface plate 11 is 40 r
pm. When the silicon wafer W is ground by 10 μm, the lowering of the grinding head 12 is stopped. However,
The rotation of the grinding head 12 and the rotation of the lower surface plate 11 (silicon wafer W) continue as they are (spark out).
The rotation speed of the silicon wafer W at that time is set to 10 rpm, which is slower than 20 rpm in the conventional method.

【0017】このように、スパークアウト時のウェーハ
Wの回転速度を遅くすると、図2のウェーハ表面に現出
される研削痕aの周期が1.0mmまで小さくなる(数
式(1)参照)。ちなみに、従来、スパークアウト時の
シリコンウェーハW(同じ8インチ)の回転数が20r
pmのとき、研削痕の周期は2.0mmであった。周期
が小さくなればなるほど、鏡面研磨時において、研削痕
aに対する研磨布の倣いが抑えられる。これは、研削痕
aの凹部よりも凸部が、より強く研磨布に押し当てられ
た状態で研磨されるからである。また、スパークアウト
時のシリコンウェーハWの回転回数は、従来法での4回
よりも多い6回である。これにより、研削痕の凸部がつ
ぶされるという効果が得られる。表面研削後の加工ダメ
ージは、0.5〜0.8μmである。
As described above, when the rotation speed of the wafer W at the time of spark-out is slowed down, the cycle of the grinding mark a appearing on the wafer surface in FIG. 2 becomes as small as 1.0 mm (see formula (1)). By the way, conventionally, the rotation speed of the silicon wafer W (same 8 inches) at the spark-out is 20r.
At pm, the cycle of grinding marks was 2.0 mm. The smaller the cycle, the more the tracing of the polishing cloth with respect to the grinding mark a is suppressed during mirror polishing. This is because the convex portion of the grinding mark a is more strongly pressed against the polishing cloth than the concave portion and is polished. Further, the number of rotations of the silicon wafer W at the time of spark-out is 6 times, which is more than 4 times in the conventional method. As a result, the effect that the convex portion of the grinding mark is crushed is obtained. The processing damage after surface grinding is 0.5 to 0.8 μm.

【0018】次に、表面研削後のシリコンウェーハW
を、2次エッチング液により軽く2次エッチする(S1
06)。ここでは、2次エッチング液として、1次エッ
チング液と同じ重量濃度45wt%のNaOH溶液のア
ルカリ性エッチング液を用いる。この場合のエッチング
温度90℃、エッチング時間40秒〜1分である。また
は、炭酸塩やH22,O3などの酸化剤を含むHF系の
エッチング液でエッチングする場合は、液温40〜80
℃,エッチング時間30〜50分である。これにより、
1次エッチよりも軽い2次エッチが施される。このとき
のエッチング量はウェーハ片面で1〜2μm、表裏両面
では2〜4μm(例えば3μm)である。この2次エッ
チにより、表面研削時の加工ダメージが除去される。し
かも研削痕も小さくなる。2次エッチによるシリコンウ
ェーハのTTVは0.8〜1.0μmである。
Next, the silicon wafer W after surface grinding
Is secondarily lightly etched with a second etching solution (S1
06). Here, as the secondary etching liquid, an alkaline etching liquid of a NaOH solution having the same weight concentration of 45 wt% as the primary etching liquid is used. In this case, the etching temperature is 90 ° C. and the etching time is 40 seconds to 1 minute. Alternatively, when etching with an HF-based etching solution containing a carbonate or an oxidizing agent such as H 2 O 2 or O 3 , the solution temperature is 40 to 80.
C., etching time 30 to 50 minutes. This allows
A secondary etch that is lighter than the primary etch is applied. The etching amount at this time is 1 to 2 μm on one surface of the wafer and 2 to 4 μm (for example, 3 μm) on both front and back surfaces. This secondary etching removes processing damage during surface grinding. Moreover, the grinding marks become smaller. The TTV of the silicon wafer obtained by the secondary etching is 0.8 to 1.0 μm.

【0019】次いで、この2次エッチ後のシリコンウェ
ーハWには、裏面軽ポリッシュが施される(S10
7)。この裏面軽ポリッシュにより、シリコンウェーハ
Wの裏面が軽く研磨され、この部分にウェーハ中に含ま
れる不純物、重金属などを除去するゲッタリング層が形
成される。続いて、この裏面軽ポリッシュされたシリコ
ンウェーハWの外周部に、PCR(Polishing
Conor Rounding)加工が施され、シリ
コンウェーハWの面取り面が鏡面仕上げされる(S10
8)。ここでは研磨布付きの周知のPCR加工装置が用
いられる。すなわち、研磨砥粒を含まない研磨液を18
00ml/分で供給しながら、回転モータにより研磨布
を軸線回りに5rpmで回転する。この回転中の研磨布
の外周面に、500rpmで回転しているシリコンウェ
ーハWの面取り面を、1.5kg/cm2の研磨圧力で
押し付ける。こうして、この面取り面を鏡面研磨する。
それから、このPCR加工が施されたシリコンウェーハ
Wに、ドナーキラー熱処理が施される(S109)。こ
のドナーキラー熱処理により、酸素ドナーの発生が防止
される。この拡散炉を用いる熱処理時には、多数枚のシ
リコンウェーハWを石英製の熱処理用ボートに挿填し、
不活性ガス中、650〜700℃で15分程度加熱す
る。その際、シリコンウェーハWに含まれる不純物など
が、シリコンウェーハWの裏面にゲッタリングされる。
Then, the back surface light polish is applied to the silicon wafer W after the secondary etching (S10).
7). The back surface light polishing polishes the back surface of the silicon wafer W lightly, and a gettering layer for removing impurities, heavy metals and the like contained in the wafer is formed in this part. Then, PCR (Polishing) is performed on the outer peripheral portion of the back surface lightly polished silicon wafer W.
Conor Rounding processing is performed, and the chamfered surface of the silicon wafer W is mirror-finished (S10).
8). Here, a known PCR processing device with a polishing cloth is used. That is, the polishing liquid containing no polishing abrasive is
While supplying at 00 ml / min, the polishing cloth is rotated around the axis at 5 rpm by the rotation motor. The chamfered surface of the silicon wafer W rotating at 500 rpm is pressed against the outer peripheral surface of the rotating polishing cloth with a polishing pressure of 1.5 kg / cm 2 . In this way, this chamfered surface is mirror-polished.
Then, a donor killer heat treatment is applied to the silicon wafer W that has been subjected to this PCR processing (S109). This donor killer heat treatment prevents the generation of oxygen donors. During the heat treatment using this diffusion furnace, a large number of silicon wafers W are inserted into a quartz heat treatment boat,
Heat in an inert gas at 650 to 700 ° C. for about 15 minutes. At that time, impurities contained in the silicon wafer W are gettered to the back surface of the silicon wafer W.

【0020】次に、枚葉式の鏡面研磨装置を用いて、シ
リコンウェーハWの表面に鏡面研磨が施される(S11
0)。鏡面研磨装置としては、上面に硬質研磨布が展張
された研磨定盤と、この研磨定盤の上方に配置されて、
下面にシリコンウェーハWがワックス貼着された研磨ヘ
ッドとを有している。硬質研磨布には、SUBA120
0(ローデルニッタ株式会社製)が採用される。鏡面研
磨時には、研磨定盤を40rpmで高速回転させる。一
方、研磨ヘッドを所定の回転速度で回転する。この状態
を保ちながら、研磨液を所定の流量で硬質研磨布上に供
給して、シリコンウェーハWの表面を硬質研磨布に押し
付けて研磨する。このときの研磨量は4〜7μmと、従
来の十数μmに比べて小さい。研磨後のシリコンウェー
ハWのTTVは0.5〜0.8μmである。これは、従
来の0.8〜1.2μmよりも小さい。
Next, the surface of the silicon wafer W is mirror-polished using a single-wafer mirror-polishing device (S11).
0). As a mirror polishing device, a polishing platen having a hard polishing cloth spread on the upper surface, and a polishing platen arranged above the polishing platen,
The polishing head has a silicon wafer W adhered to the lower surface by wax. SUBA120 for hard polishing cloth
0 (manufactured by Rodernitta Co., Ltd.) is adopted. During mirror polishing, the polishing platen is rotated at high speed at 40 rpm. On the other hand, the polishing head is rotated at a predetermined rotation speed. While maintaining this state, the polishing liquid is supplied at a predetermined flow rate onto the hard polishing cloth, and the surface of the silicon wafer W is pressed against the hard polishing cloth for polishing. The polishing amount at this time is 4 to 7 μm, which is smaller than the conventional ten and several μm. The TTV of the silicon wafer W after polishing is 0.5 to 0.8 μm. This is smaller than the conventional value of 0.8 to 1.2 μm.

【0021】このように、1次エッチされたシリコンウ
ェーハWに表面研削を施し、スパークアウト時における
ウェーハWの回転回数6回、回転速度10rpmとし、
次いで、表面研削後のシリコンウェーハWに1次エッチ
よりも軽い2次エッチを施すので、研磨量を低減するこ
とができ、ウェーハ表面の平坦度の低下を防ぐことがで
きる。しかも、研磨量が4μmという小さな値でも研削
痕aがほとんど存在しなくなる。これは、表面研削工程
で1次エッチ時に生じたウェーハ表面の凹凸が除去さ
れ、続く2次エッチ工程では表面研削時の加工ダメージ
が除去されるとともに研削痕aの粗さが小さくなるため
である。したがって、研磨工程では、比較的小さな研磨
量でも研削痕aが除去され、これにより高平坦度(TT
V0.5μm程度)のシリコンウェーハWが安定して得
られる。また、研磨量が小さいことから、研磨時間も短
縮される。その後、洗浄工程(S111)を施す。具体
的には、RCA系の洗浄とする。なお、この実施例での
面取り〜鏡面研磨までの合計取り代は、例えば117μ
mとなる。これは、従来法での表面研削条件と1次エッ
チのみを用いた場合(他の条件は同一)の120μmと
比較すると、研磨量で3μm小さくできたことを示す。
In this way, the surface of the silicon wafer W that has been primarily etched is subjected to surface grinding, and the number of rotations of the wafer W at the time of spark-out is 6 times and the rotation speed is 10 rpm.
Then, since the silicon wafer W after the surface grinding is subjected to the secondary etching lighter than the primary etching, the polishing amount can be reduced, and the reduction of the flatness of the wafer surface can be prevented. Moreover, even if the polishing amount is as small as 4 μm, the grinding marks a are almost absent. This is because the unevenness of the wafer surface generated during the primary etching in the surface grinding step is removed, and the processing damage during the surface grinding is removed in the subsequent secondary etching step, and the roughness of the grinding trace a is reduced. . Therefore, in the polishing step, the grinding mark a is removed even with a relatively small polishing amount, which results in high flatness (TT).
A silicon wafer W having a V of about 0.5 μm) is stably obtained. Further, since the polishing amount is small, the polishing time can be shortened. Then, a cleaning step (S111) is performed. Specifically, RCA cleaning is performed. The total machining allowance from chamfering to mirror polishing in this embodiment is, for example, 117 μm.
m. This indicates that the polishing amount could be reduced by 3 μm as compared with 120 μm when the surface grinding condition in the conventional method and only the primary etching were used (other conditions were the same).

【0022】[0022]

【発明の効果】この発明によれば、1次エッチ後の表面
研削工程のスパークアウト時において、ウェーハの回転
回数を6回以上、ウェーハの回転速度を10rpm以下
とする一方、表面研削後のウェーハに1次エッチよりも
取り代の小さい軽い2次エッチを施すようにしたので、
鏡面研磨での研磨量を小さくすることができる。ととも
に、この小さな研磨量で、研削痕がほとんど存在しない
高平坦度な半導体ウェーハを作製することができる。
According to the present invention, the number of rotations of the wafer is set to 6 times or more and the rotation speed of the wafer is set to 10 rpm or less at the spark-out of the surface grinding step after the primary etching, while the wafer after the surface grinding is performed. Since a lighter secondary etch with a smaller stock removal than the primary etch is applied to
The polishing amount in mirror polishing can be reduced. At the same time, with this small amount of polishing, it is possible to manufacture a semiconductor wafer having high flatness with almost no grinding marks.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの製
造方法を示すフローシートである。
FIG. 1 is a flow sheet showing a method for manufacturing a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの製
造方法に用いられる表面研削装置の使用状態の斜視図で
ある。
FIG. 2 is a perspective view of a usage state of the surface grinding apparatus used in the method for manufacturing a semiconductor wafer according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 表面研削装置、 13 研削砥石、 W シリコンウェーハ(半導体ウェーハ)。 10 surface grinding equipment, 13 grinding wheel, W Silicon wafer (semiconductor wafer).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 勝義 東京都港区芝浦一丁目2番1号 三菱住友 シリコン株式会社内 (72)発明者 足立 彰 東京都港区芝浦一丁目2番1号 三菱住友 シリコン株式会社内 (72)発明者 奥藤 進 東京都港区芝浦一丁目2番1号 三菱住友 シリコン株式会社内 (72)発明者 小谷 秀之 東京都港区芝浦一丁目2番1号 三菱住友 シリコン株式会社内 Fターム(参考) 3C043 BB00 CC02 5F043 AA02 AA03 BB02 BB30 DD07 FF07 GG10    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Katsuyoshi Murakami             1-2-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Sumitomo Mitsubishi             Inside Silicon Co., Ltd. (72) Inventor Akira Adachi             1-2-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Sumitomo Mitsubishi             Inside Silicon Co., Ltd. (72) Inventor Susumu Okudo             1-2-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Sumitomo Mitsubishi             Inside Silicon Co., Ltd. (72) Inventor Hideyuki Otani             1-2-1 Shibaura, Minato-ku, Tokyo Sumitomo Mitsubishi             Inside Silicon Co., Ltd. F-term (reference) 3C043 BB00 CC02                 5F043 AA02 AA03 BB02 BB30 DD07                       FF07 GG10

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ラップ後の半導体ウェーハを、1次エッ
チング液によりエッチングする1次エッチ工程と、 1次エッチ工程の後、半導体ウェーハの表面に、研削砥
石により研削を行う表面研削工程と、 表面研削された半導体ウェーハを、2次エッチング液に
より、上記1次エッチ工程の場合よりも軽くエッチング
する2次エッチ工程と、 2次エッチ工程の後、半導体ウェーハの表面に、研磨布
により鏡面研磨する鏡面研磨工程とを備え、 上記表面研削工程では、スパークアウト時の半導体ウェ
ーハの回転回数を6回以上とする一方、このスパークア
ウト時の半導体ウェーハの回転速度を10rpm以下と
した半導体ウェーハの製造方法。
1. A primary etching step of etching a semiconductor wafer after lapping with a primary etching solution; a surface grinding step of grinding the surface of the semiconductor wafer with a grinding wheel after the primary etching step; The ground semiconductor wafer is subjected to a secondary etching process in which it is lighter than the above-described primary etching process with a secondary etching solution, and after the secondary etching process, the surface of the semiconductor wafer is mirror-polished with a polishing cloth. In the surface grinding step, the number of rotations of the semiconductor wafer during spark-out is set to 6 times or more, while the rotation speed of the semiconductor wafer during spark-out is set to 10 rpm or less. .
【請求項2】 上記1次エッチ工程ではラップ後のダメ
ージを化学的に除去するエッチング液を用いるととも
に、上記2次エッチ工程では研削後の研削ダメージおよ
び研削痕の粗さを小さくし、かつ、研削されていない面
には影響を及ぼさないエッチング液を用いる請求項1に
記載の半導体ウェーハの製造方法。
2. The first etching step uses an etchant for chemically removing damage after lapping, and the second etching step reduces grinding damage after grinding and roughness of grinding marks, and The method of manufacturing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein an etching solution that does not affect the unground surface is used.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012231058A (en) * 2011-04-27 2012-11-22 Disco Abrasive Syst Ltd Wafer processing method
CN115446670A (en) * 2021-06-09 2022-12-09 环球晶圆股份有限公司 Method for grinding wafer

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