JP2005305591A - Method of manufacturing silicon wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリコンウエーハの製造方法に関し、特にスリップの発生を効果的に防ぐことができるシリコンウエーハを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a silicon wafer, and more particularly to a method for manufacturing a silicon wafer that can effectively prevent occurrence of slip.
シリコンウエーハを製造する場合、図7に示すように、一般にスライス工程、粗面取り工程、ラッピング工程、エッチング工程、鏡面面取り工程、鏡面研磨工程等を経て鏡面化されたシリコンウエーハが製造される。
具体的には、まず、スライス工程として、シリコン単結晶棒(インゴット)をスライスして薄円板状のウエーハを得る。
粗面取り工程では、スライス工程で得られたウエーハの割れや欠けを防ぐため、砥石を用いてウエーハの縁部(外周部)の角を削り落とすことにより面取りをする。
When manufacturing a silicon wafer, as shown in FIG. 7, generally, a silicon wafer having a mirror surface is manufactured through a slicing process, a rough chamfering process, a lapping process, an etching process, a mirror chamfering process, a mirror polishing process, and the like.
Specifically, first, as a slicing step, a silicon single crystal rod (ingot) is sliced to obtain a thin disk-shaped wafer.
In the rough chamfering process, chamfering is performed by scraping off the corners of the edge (outer peripheral part) of the wafer using a grindstone in order to prevent cracking and chipping of the wafer obtained in the slicing process.
ラッピング工程では、ウエーハの主面をラッピングしてこれを平坦化する。なお、ラッピングの代わりに平面研削により平坦化を行う場合もある。
エッチング工程では、デバイス作製時の熱処理等においてスリップが発生するのを防ぐため、粗面取りされた縁部(面取り部)およびラッピングされた主面に残留する加工歪や汚れをアルカリエッチング等により除去する。
In the lapping process, the main surface of the wafer is lapped and flattened. Note that planarization may be performed by surface grinding instead of lapping.
In the etching process, in order to prevent the occurrence of slip in heat treatment or the like during device fabrication, the processing distortion and dirt remaining on the rough chamfered edge (chamfered portion) and the lapped main surface are removed by alkali etching or the like. .
鏡面面取り工程では、例えば溝が形成された発泡ポリウレタン製のバフを用い、コロイダルシリカを含有する研磨剤を供給しながらウエーハの面取り部を研磨して鏡面化する。
鏡面研磨工程では、定盤に貼付した研磨布に研磨剤を供給しながら、エッチングされたウエーハの主面を研磨して鏡面仕上げする。
なお、鏡面面取り工程や鏡面研磨工程では、一次研磨後、仕上げ研磨を行うなど、段階的に鏡面化する場合もある。
さらに、洗浄工程では、仕上鏡面研磨されたウエーハを酸等により洗浄して表面に付着している研磨剤や異物を除去する。
In the mirror chamfering step, for example, a foamed polyurethane buff having grooves is used, and the chamfered portion of the wafer is polished into a mirror surface while supplying an abrasive containing colloidal silica.
In the mirror polishing step, the main surface of the etched wafer is polished and mirror-finished while supplying an abrasive to the polishing cloth affixed to the surface plate.
In the mirror chamfering process and the mirror polishing process, there are cases where the surface is mirror-finished in stages, such as finishing polishing after the primary polishing.
Further, in the cleaning process, the polished mirror-polished wafer is cleaned with an acid or the like to remove abrasives and foreign matters adhering to the surface.
上記のような工程は一般的なものであり、より高品質のシリコンウエーハに仕上げるために、各工程において様々な方法が提案されている。
例えば、粗面取り加工後、アルカリエッチングを行うと、結晶方位に依存したエッチングの異方性によりウエーハの面取り部の位置によって表面の粗れが大きくなり深いピットを形成するため、鏡面面取り工程ではウエーハの結晶方位により面取り部の鏡面研磨条件を変更して研磨を行う方法が提案されている(特許文献1参照)。
The processes as described above are general, and various methods have been proposed in each process in order to finish a higher quality silicon wafer.
For example, if alkali etching is performed after rough chamfering, the surface roughness increases depending on the position of the chamfered portion of the wafer due to the etching anisotropy depending on the crystal orientation, and deep pits are formed. There has been proposed a method of performing polishing by changing the mirror polishing condition of the chamfered portion according to the crystal orientation (see Patent Document 1).
この方法では、鏡面面取り工程において結晶方位あるいは面取り部の表面粗さに応じて条件変更が必要である。そのため、高度な技術が要求され、また、結晶方位検出手段等を備えた専用の装置が必要となり、製造コストが高くなるという問題がある。
また、近年、ウエーハの製造工程では搬送ロボット等を用いた自動化が進められているが、粗面取り工程等の後、エッチング工程を行う場合、自動化が困難であるという問題があり、さらにエッチングは多量の廃液が生じ、環境上も問題である。
In this method, it is necessary to change the conditions according to the crystal orientation or the surface roughness of the chamfered portion in the mirror chamfering step. For this reason, a high level of technology is required, and a dedicated device equipped with a crystal orientation detection means or the like is required, resulting in a problem that the manufacturing cost increases.
Also, in recent years, automation using a transfer robot or the like has been promoted in the wafer manufacturing process, but there is a problem that automation is difficult when performing an etching process after a rough chamfering process or the like, and further etching is large. Waste liquid is generated, which is also an environmental problem.
一方、粗面取り加工で用いる砥石の溝形状と、鏡面面取り加工で用いるバフの溝形状が一致するように各溝を形成し、粗面取り加工後、続けて鏡面面取り加工を行う方法が提案されている(特許文献2参照)。粗面取り加工後のラッピングやエッチングにより面取り形状が悪化し、面取り部の一部が鏡面化されないという不具合が生じる場合があるが、上記のような方法によれば、そのような不具合の発生が防がれるとされている。 On the other hand, a method has been proposed in which each groove is formed so that the groove shape of the grindstone used in rough chamfering matches the groove shape of the buff used in mirror chamfering, and then mirror chamfering is performed after rough chamfering. (See Patent Document 2). The chamfering shape may deteriorate due to lapping or etching after rough chamfering, and a part of the chamfered part may not be mirror-finished. However, according to the above method, the occurrence of such a problem is prevented. It is supposed to be removed.
しかし、この方法によりウエーハの製造を行うと、鏡面面取り加工で取り代を多くとる必要があり、また、その後の熱処理工程等においてパーティクルが発生したり、さらに、熱応力によりいわゆるスリップが発生し易いという問題がある。スリップの発生によりウエーハの表面に段差が生じると、デバイス工程での歩留りが大きく低下してしまう。 However, when a wafer is manufactured by this method, it is necessary to take a large machining allowance by mirror chamfering, and particles are easily generated in a subsequent heat treatment process or the like, and so-called slip is likely to occur due to thermal stress. There is a problem. If a step occurs on the surface of the wafer due to the occurrence of slip, the yield in the device process is greatly reduced.
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、パーティクルやスリップの発生が抑制された高品質のシリコンウエーハを、容易にかつ低コストで製造することができるシリコンウエーハの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems as described above, and provides a method for producing a silicon wafer capable of easily and inexpensively producing a high-quality silicon wafer in which the generation of particles and slips is suppressed. The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、本発明によれば、少なくとも、スライス、面取り、平坦化、及び表面研磨を行うことによりシリコンウエーハを製造する方法において、前記面取り工程として、前記スライス後のシリコンウエーハの縁部を、1500〜6000番手のレジンボンド砥石を用いた機械研削により角を削り落とし、該研削後の縁部に対してエッチングを行わずにバフ研磨を施して前記機械研削により生じた加工歪みを除去することを特徴とするシリコンウエーハの製造方法が提供される(請求項1)。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in the method of manufacturing a silicon wafer by performing at least slicing, chamfering, planarization, and surface polishing, as the chamfering step, an edge of the silicon wafer after slicing is performed. The part was cut off by mechanical grinding using a 1500 to 6000 count resin bond grindstone, and the processed distortion caused by the mechanical grinding was performed by buffing the edge after grinding without etching. A method for producing a silicon wafer, characterized in that it is removed, is provided (claim 1).
このようにシリコンウエーハの縁部に対し、1500〜6000番手のレジンボンド砥石を用いた機械研削を施せば、ウエーハ縁部に生じる加工歪みが浅くピットの発生がないため、その後エッチングを行わずとも、バフ研磨により少ない取り代で加工歪みを除去することができる。従って、パーティクルやスリップの発生が抑制された高品質のシリコンウエーハを容易に製造することができる。
また、特殊な加工装置を使用する必要はなく、また、面取り工程においてエッチング液の廃液処理が不要となるため、製造コストを著しく低く抑えることができる。
さらに、ウエーハの縁部の機械研削後、エッチングを行わずにバフ研磨を行うため、面取り加工を自動化して行うことができ、ウエーハ製造全体の自動化に資するところ大である。
In this way, if mechanical grinding using a 1500 to 6000th resin bond grindstone is performed on the edge of the silicon wafer, the processing distortion generated at the wafer edge is shallow and pits are not generated. The processing distortion can be removed with a small machining allowance by buffing. Therefore, it is possible to easily manufacture a high quality silicon wafer in which generation of particles and slips is suppressed.
In addition, it is not necessary to use a special processing apparatus, and the waste liquid treatment of the etching solution is not necessary in the chamfering process, so that the manufacturing cost can be significantly reduced.
Furthermore, since the buffing is performed without etching after mechanical grinding of the edge of the wafer, the chamfering process can be automated, which greatly contributes to the automation of the entire wafer production.
この場合、前記シリコンウエーハの縁部を機械研削した後、前記バフ研磨を施す前に、前記研削後の縁部を水で洗浄することが好ましい(請求項2)。
このようにウエーハの縁部を機械研削した後、水で洗浄を行うことにより、ウエーハに付着している研削カス等を容易に除去することができ、使用後の水は、エッチング液の場合のような廃液処理が不要であり、環境にも問題ない。
In this case, it is preferable that after the edge of the silicon wafer is mechanically ground and before the buffing, the edge after the grinding is washed with water.
After mechanically grinding the edge of the wafer in this way, washing with water can easily remove the grinding residue adhering to the wafer. Such waste liquid treatment is unnecessary and there is no problem in the environment.
また、前記バフ研磨を、2μm以下の取り代で行うことが好ましい(請求項3)。
このように2μm以下の取り代でバフ研磨を行うことにより、短い研磨時間で加工歪みを確実に除去することができるため、生産性が向上し、製造コストをより低く抑えることができる。
Further, it is preferable that the buffing is performed with a machining allowance of 2 μm or less.
By performing buffing with a machining allowance of 2 μm or less as described above, processing distortion can be reliably removed in a short polishing time, so that productivity is improved and manufacturing cost can be further reduced.
本発明によれば、ウエーハの縁部に対する機械研削により生じる加工歪みが浅く、その後エッチングを行わずに、バフ研磨を行うことで少ない取り代で加工歪みを除去することができる。従って、スリップの発生が抑制された高品質のシリコンウエーハを容易に製造することができる。
また、特殊な加工装置やエッチング液の廃液処理が不要であり、製造コストを著しく低く抑えることができるとともに、地球環境にも好ましいものである。
さらに、ウエーハの縁部の機械研削後、エッチングを行わずにバフ研磨を行うため、面取り加工を自動化して行うことができ、ウエーハ製造工程の全自動化に大いに資する。
According to the present invention, the processing strain generated by mechanical grinding on the edge of the wafer is shallow, and the processing strain can be removed with a small machining allowance by performing buffing without performing etching thereafter. Therefore, it is possible to easily manufacture a high quality silicon wafer in which the occurrence of slip is suppressed.
In addition, a special processing apparatus and a waste liquid treatment of an etching solution are not necessary, and the manufacturing cost can be remarkably reduced, and it is also preferable for the global environment.
Furthermore, since the buffing is performed without etching after mechanical grinding of the edge of the wafer, the chamfering process can be automated, greatly contributing to the full automation of the wafer manufacturing process.
本発明の完成に先立ち、本発明者らは、熱処理におけるスリップの発生原因について調査及び研究を行ったところ、粗面取り加工とその後のエッチングにスリップの発生原因を見出した。
図5は、シリコン単結晶インゴットをスライスして得たシリコンウエーハに対し、その縁部の機械研削等を行った後の面取り部の表面を電子顕微鏡で観察したものである。ここでは1500番手のレジンボンド砥石を用いてウエーハの縁部の機械研削(粗面取り加工)を行った後、試料Aはエッチングを行わず、試料B、Cはそれぞれ取り代2μm、4μmでアルカリエッチングを行ったものである。
図5に見られるように、試料Bでは約1.5μm幅のピットが形成され、試料Cでは約3μm幅のピットが形成されていた。一方、エッチングを行わなかった試料Aの表面には砥石の条痕と思われる白い筋は見られたが、ピットは形成されていなかった。
Prior to the completion of the present invention, the present inventors investigated and studied the cause of occurrence of slip in heat treatment, and found the cause of occurrence of slip in rough chamfering and subsequent etching.
FIG. 5 shows the surface of a chamfered portion of a silicon wafer obtained by slicing a silicon single crystal ingot after mechanical grinding or the like at the edge thereof is observed with an electron microscope. Here, after mechanical grinding (rough chamfering) of the edge of the wafer using a 1500th resin bond grindstone, sample A is not etched, and samples B and C are alkali etched with a machining allowance of 2 μm and 4 μm, respectively. It is what went.
As can be seen in FIG. 5, pits having a width of about 1.5 μm were formed in the sample B, and pits having a width of about 3 μm were formed in the sample C. On the other hand, white streaks that seemed to be a streak of a grindstone were found on the surface of the sample A that was not etched, but no pits were formed.
従来、砥石により粗面取り加工を行った場合、その後、鏡面面取り加工を行う前に、加工歪みを除去するためエッチングを行うことが常識であった。しかし、上記の結果から、研削によりウエーハの縁部にダメージ核が生じ、その後のエッチングによりダメージ核の間口が広がり、その後熱処理を施すと、広がった間口からスリップが入り易いと考えられる。すなわち、スリップの発生を防ぐために行っていたエッチングが、むしろスリップの発生原因となることが判った。
一方、ウエーハの縁部の研削加工により応力が発生するが、その応力が大きい場合、その後エッチングを行わずに熱処理を受けると、スリップを引き起こし易い。
Conventionally, when rough chamfering is performed with a grindstone, it is common knowledge to perform etching to remove processing distortion before performing mirror chamfering. However, from the above results, it is considered that damage nuclei are generated at the edge of the wafer by grinding, the front of the damage nuclei is expanded by subsequent etching, and if heat treatment is performed thereafter, slip is likely to enter from the expanded front. That is, it has been found that the etching that has been performed to prevent the occurrence of slip causes the occurrence of slip.
On the other hand, stress is generated by grinding the edge of the wafer, but when the stress is large, slipping is likely to occur if heat treatment is performed without etching thereafter.
これらの知見に基づき、本発明者らは、面取り加工を行う際、適正な番手の砥石を用いて研削を行うことにより研削による応力を適度な大きさにとどめ、その後、エッチングを行わずに加工歪みを除去すれば、スリップが入り難いウエーハを製造することができると考え、さらに鋭意検討及び研究を重ねた結果、本発明を完成させた。 Based on these findings, the present inventors, when performing chamfering, keep the stress due to grinding to an appropriate level by grinding using a grindstone with an appropriate count, and then perform processing without performing etching. We thought that if the distortion was removed, it was possible to produce a wafer in which slip would not easily occur, and as a result of extensive studies and research, the present invention was completed.
以下、本発明によるシリコンウエーハの製造方法に関し、添付の図面に基づいて具体的に説明する。
図1は、本発明に係るシリコンウエーハの製造工程の一例を示したものである。
まず、シリコン単結晶インゴットをウエーハ状にスライスする(図1(A))。用いるシリコン単結晶インゴットは、一般的なチョクラルスキー法(CZ法)により育成したもののほか、浮遊帯域溶融法(FZ法)により製造したものでも良い。
Hereinafter, a method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an example of a manufacturing process of a silicon wafer according to the present invention.
First, a silicon single crystal ingot is sliced into a wafer shape (FIG. 1A). The silicon single crystal ingot used may be one produced by a general Czochralski method (CZ method) or one produced by a floating zone melting method (FZ method).
次いで、スライス工程で得られたシリコンウエーハの主面に対して平坦化加工を行う(図1(B))。
ここでは、従来一般的に行われているラッピングを行うことができるが、平面研削を行っても良い。例えばインフィード型平面研削盤を用いれば、比較的小さな装置で300mmの大直径のウエーハを高度に平坦化することができる。
Next, planarization is performed on the main surface of the silicon wafer obtained in the slicing process (FIG. 1B).
Here, lapping which is generally performed conventionally can be performed, but surface grinding may be performed. For example, if an in-feed type surface grinder is used, a wafer having a large diameter of 300 mm can be highly planarized with a relatively small apparatus.
スライス工程及び平坦化工程の後、面取り工程を行う。従来の面取り工程では、例えば800番手程度の粗い砥石(番手が小さいほど目が粗くなる。)を用いて粗面取り加工を行うが、本発明では、粗面取り加工として、まず、シリコンウエーハの縁部を、目の細かい1500〜6000番手のレジンボンド砥石を用いた機械研削により角を削り落とす(図1(C))。 A chamfering step is performed after the slicing step and the flattening step. In the conventional chamfering process, for example, a rough chamfering process is performed using a rough grindstone of about 800 counts (the smaller the count, the coarser the eyes are). In the present invention, as the rough chamfering process, first, the edge of the silicon wafer is processed. The corners are cut off by mechanical grinding using a fine resin bond grindstone with 1500 to 6000 counts (FIG. 1C).
このようなウエーハ縁部の機械研削を行う装置としては、1500〜6000番手のレジンボンド砥石を備えたものであれば特に限定されないため、従来の装置を大幅に変更することなく好適に利用することができる。
例えば、図2(A)に示したように、保持盤4によりウエーハ2を保持し、所望のウエーハ面取り形状と同じ形状を有する砥石20aの溝1aにウエーハ2の縁部を押しつける。これにより、ウエーハ2の上面側と下面側の角を一度に削り落とすことができる。
The apparatus for performing the mechanical grinding of the wafer edge portion is not particularly limited as long as it has a 1500 to 6000th resin bond grindstone, so that the conventional apparatus is preferably used without drastically changing. Can do.
For example, as shown in FIG. 2A, the
一方、近年、多く用いられている精密NC(数値制御)加工機を使用することもできる。例えば、図2(B)に示すように、逆台形形状の溝1bを有する砥石20bを用い、ウエーハ2と砥石20bの相対位置を数値制御する。そして、砥石20bの溝1bの底面でウエーハ2の最外周部を研削し、溝1bの上面側でウエーハ2の上面側の角を、溝1bの下面側でウエーハ2の下面側の角をそれぞれ削り落とす。
On the other hand, a precision NC (numerical control) processing machine that has been widely used in recent years can also be used. For example, as shown in FIG. 2B, a relative position between the
いずれの装置を用いるにせよ、本発明では、砥石として1500〜6000番手のレジンボンド砥石を使用して粗面取り加工を行えば良い。ここで1500〜6000番手のレジンボンド砥石を用いてウエーハ縁部の機械研削を行うと、従来のような800番手の砥石を用いる場合に比べ、所定の面取り形状につくり込む時間は通常多少長くなる。しかし、研削により生じるウエーハの縁部の加工歪みは極めて浅く、汚染も少ないため、加工歪み等を除去するためにエッチングをする必要がなく、その後のバフ研磨だけで加工歪みを除去できるし、研磨における加工時間を大幅に短くすることができる。
特に、加工歪みの深さをより確実に浅くし、かつ、加工時間をより確実に短くするため、2000〜4000番手のレジンボンド砥石を用いることが好ましい。
Regardless of which device is used, in the present invention, a rough chamfering process may be performed using a 1500-6000 count resin bond grindstone as a grindstone. Here, when the grinding of the wafer edge is performed using a 1500-6000 count resin bond grindstone, the time required to form a predetermined chamfered shape is usually slightly longer than when a conventional 800 count grindstone is used. . However, the processing distortion at the edge of the wafer caused by grinding is extremely shallow and there is little contamination, so it is not necessary to perform etching to remove the processing distortion and the like. The processing time in can be greatly shortened.
In particular, it is preferable to use a 2000-4000 count resin bond grindstone in order to reduce the depth of processing strain more reliably and to shorten the processing time more reliably.
なお、6000番手より大きい番手のものを用いると、目が細かすぎて、機械研削により縁部の角を削り落とすことができない、あるいは加工に非常に時間がかかってしまうなどの不都合が生じてしまう。
また、1500番手より小さい番手のものを用いると、目が粗すぎて、加工歪みが深く入り込み、スリップの発生原因となる。そこで、エッチングを行うと加工歪みを除去することはできるが、拡大したエッチングピットが生じ、ピットを除去するため、その後の鏡面面取り加工では取り代を10μm以上、さらには15μm以上とする必要が生じる。
In addition, if a material having a count greater than 6000 is used, the eyes are too fine and the corners of the edge cannot be scraped off by mechanical grinding, or the processing takes a very long time. .
Moreover, if the one having a count smaller than 1500 is used, the eyes are too rough, the processing distortion enters deeply, causing slip. Therefore, if etching is performed, processing distortion can be removed, but an enlarged etching pit is generated, and in order to remove the pit, it is necessary to make the
一方、本発明では、1500〜6000番手のレジンボンド砥石により粗面取り加工を行った後、エッチングを行わずに、好ましくは水で洗浄を行う(図1(D))。本発明では、前記のように機械研削により生じた加工歪みは浅いため、その後、エッチングを行わずに、好ましくは水で洗浄する程度とする。これにより、研削カスを除去することができ、また、エッチングを行う場合に必要な廃液処理も不要となる。 On the other hand, in the present invention, after rough chamfering is performed with a 1500 to 6000 count resin bond grindstone, it is preferably washed with water without etching (FIG. 1D). In the present invention, since the processing distortion caused by the mechanical grinding is shallow as described above, it is preferably washed with water without etching thereafter. As a result, the grinding residue can be removed, and the waste liquid treatment necessary for etching is not required.
次に、機械研削後のウエーハ縁部に対してバフ研磨を施し、機械研削により生じた加工歪みを除去する(図1(E))。
本発明では1500〜6000番手のレジンボンド砥石を使用してウエーハ縁部の機械研削を行うため、機械研削により生じた加工歪みは浅く、通常は1μm以下、多くても2μm以下である。しかも、粗面取り加工後、エッチングを行わないので、研削後のウエーハ縁部にピットが拡大していることもない。従って、バフ研磨のみで縁部の加工歪みを容易に除去できるとともに、鏡面化することができる。
Next, the wafer edge after mechanical grinding is subjected to buffing to remove processing distortion caused by mechanical grinding (FIG. 1E).
In the present invention, since the wafer edge is mechanically ground using a 1500-6000 count resin bond grindstone, the processing distortion caused by mechanical grinding is shallow, usually 1 μm or less, and at most 2 μm or less. In addition, since etching is not performed after the rough chamfering process, pits are not enlarged at the edge of the wafer after grinding. Therefore, it is possible to easily remove the processing distortion of the edge portion by buffing alone and to make it mirror-finished.
バフ研磨は、例えば、図3に示すようなウエーハ保持盤4と発泡ポリウレタン製のバフ21を備えた研磨装置を好適に用いることができる。バフ21には所定の形状の溝3が形成されており、ウエーハ2を保持盤4で保持し、コロイダルシリカを含有する研磨剤を供給しながら、バフ21に形成された溝3にウエーハ2の縁部を押しつける。これにより、研削により粗面取りされたウエーハ2の縁部(面取り部)を一度に研磨することができる。
For the buff polishing, for example, a polishing apparatus including a
前記したように、先の機械研削により生じたウエーハ縁部の加工歪みは通常は1μm以下、深くても2μmに満たないので、バフ研磨での取り代は2μm以下とすることができる。ただし、バフ研磨における取り代が少な過ぎると面取り部に加工歪みが残留して、後にパーティクルやスリップの発生源となるおそれがあるので、バフ研磨での取り代は、0.5μm以上、より好ましくは1μm以上とする。
この程度の取り代でバフ研磨を行えば、先の機械研削により生じた加工歪みや汚れを確実に除去することができ、また、短時間で行うことができる。従って、研磨時間が大幅に短縮されることになり、たとえ粗面取り加工では加工時間が多少長くなっても、面取り工程全体としては加工時間を大幅に短縮することができる。
As described above, the processing distortion of the wafer edge caused by the previous mechanical grinding is usually 1 μm or less, and even if deep, it is less than 2 μm, so the allowance for buffing can be 2 μm or less. However, if the machining allowance in buffing is too small, machining distortion may remain in the chamfered portion, which may later become a source of particles and slips. Therefore, the machining allowance in buffing is preferably 0.5 μm or more. Is 1 μm or more.
If buffing is performed with such a machining allowance, the processing distortion and dirt caused by the previous mechanical grinding can be surely removed, and can be performed in a short time. Therefore, the polishing time is greatly shortened, and even in the rough chamfering process, even if the machining time is somewhat longer, the machining time can be significantly shortened for the entire chamfering process.
鏡面面取り後、ウエーハ主面の鏡面研磨を行う(図1(F))。
ここでは、通常の片面研磨装置のほか、両面研磨装置により両主面を同時に研磨しても良い。
ウエーハ主面の研磨後、さらに洗浄を行い(図1(G))、ウエーハに付着している研磨剤や研磨カスを除去する。これにより、清浄な鏡面シリコンウエーハを得ることができる。
After the mirror chamfering, the main surface of the wafer is mirror polished (FIG. 1 (F)).
Here, in addition to a normal single-side polishing apparatus, both main surfaces may be simultaneously polished by a double-side polishing apparatus.
After the wafer main surface is polished, the wafer is further cleaned (FIG. 1G) to remove the polishing agent and polishing residue adhering to the wafer. Thereby, a clean mirror surface silicon wafer can be obtained.
上記のような本発明による製造工程を経て製造されたシリコンウエーハは、面取り部には加工歪みや金属等の不純物が残留しておらず、その後デバイス工程等で熱処理を受けても、スリップやパーティクルが発生し難い高品質のシリコンウエーハとなる。 The silicon wafer manufactured through the manufacturing process according to the present invention as described above is free from slipping and particles even if it is subjected to heat treatment in the device process or the like after processing distortion or metal impurities are not left in the chamfered portion. It becomes a high-quality silicon wafer that is less likely to generate.
以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。 Examples of the present invention and comparative examples will be described below.
<スリップ発生の評価>
CZシリコン単結晶インゴットからシリコンウエーハ(直径200mm)を切り出し、次のような試料1−6を用意した。
試料1−3は、800番手のメタルボンド砥石を用いてウエーハ縁部の機械研削を行い、その後、試料1はエッチングせずに1150℃で熱処理を行った。試料2、3は、上記機械研削後、それぞれ取り代2μm、4μmでアルカリエッチング(エッチング液:48%水酸化ナトリウム溶液)を行い、その後、上記熱処理を行った。
試料4−6は、3000番手のレジンボンド砥石を用いてウエーハ縁部の機械研削を行い、その後、試料4はエッチングせずに上記熱処理を行った。試料5、6は、上記機械研削後、それぞれ取り代2μm、4μmでアルカリエッチングを行い、その後、上記熱処理を行った。
<Evaluation of slip occurrence>
A silicon wafer (diameter 200 mm) was cut out from the CZ silicon single crystal ingot, and the following sample 1-6 was prepared.
Sample 1-3 was subjected to mechanical grinding of the wafer edge using an 800-number metal bond grindstone, and then
For Sample 4-6, the wafer edge was mechanically ground using a 3000th resin bond grindstone, and then
図4は、試料1−6において、熱処理後のスリップの発生状況を示すX線トポグラフである。熱処理によりウエーハが熱応力に耐えられなくなるとスリップが発生するため、それをX線トポグラフで観察することができる。
図4から明らかなように、同じ砥石で研削を行った場合、アルカリエッチングを行わなかったウエーハ(試料1及び試料4)はスリップの発生が少ない。このことから、エッチングを行わないことでスリップの発生が抑制されることがわかる。
FIG. 4 is an X-ray topograph showing the occurrence of slip after heat treatment in Sample 1-6. Since slip occurs when the wafer becomes unable to withstand thermal stress due to heat treatment, it can be observed with an X-ray topograph.
As is apparent from FIG. 4, when grinding is performed with the same grindstone, the wafers (
さらに、試料1と試料4とを比較すると、本発明に係る試料4の方が明らかにスリップの発生が抑制されている。すなわち、3000番手のレジンボンド砥石を用い、かつ、アルカリエッチングを行わないことにより、スリップの発生が顕著に抑制されることがわかる。
Furthermore, when
<パーティクルの測定>
800番手、1500番手、3000番手の各レジンボンド砥石を用い、上記インゴットから切り出したシリコンウエーハの粗面取り加工を行った。その後、各ウエーハを同じ条件で酸洗浄(洗浄液:HCl+H2O2)を行い、パーティクルカウンタによりウエーハ表面のパーティクル数(0.16μm<、0.2μm<)を測定した。
図6は、その結果を示したものである。図6に見られるように、800番手のレジンボンド砥石を用いた場合に比べ、1500番手と3000番手の各レジンボンド砥石を用いた場合、特にデバイス作製に悪影響を及ぼす0.2μmより大きいパーティクルの発生が顕著に抑制されていることがわかる。
<Measurement of particles>
Using the 800th, 1500th, and 3000th resin bond grindstones, rough chamfering of the silicon wafer cut out from the ingot was performed. Thereafter, each wafer was subjected to acid cleaning under the same conditions (cleaning solution: HCl + H 2 O 2 ), and the number of particles on the wafer surface (0.16 μm <, 0.2 μm <) was measured by a particle counter.
FIG. 6 shows the result. As shown in FIG. 6, compared to the case of using the 800th resin bond grindstone, when each of the 1500th and 3000th resin bond grindstones is used, particles having a particle size of more than 0.2 μm, which adversely affects device fabrication, are particularly observed. It turns out that generation | occurrence | production is suppressed notably.
<金属不純物の測定>
上記各番手のレジンボンド砥石を用いて、上記と同様の粗面取り加工を行い、酸洗浄後、面取り部における重金属不純物(Fe、Cr、Cu、Ni)をICP−MSにより分析した。
その結果を表1に示す。
<Measurement of metal impurities>
Rough chamfering as described above was performed using the resin bond grindstones of each count, and after acid cleaning, heavy metal impurities (Fe, Cr, Cu, Ni) in the chamfered portion were analyzed by ICP-MS.
The results are shown in Table 1.
表1から、800番手のレジンボンド砥石を用いた場合に比べ、1500番手と3000番手の各レジンボンド砥石を用いた場合、金属汚染物が大幅に低減されていることがわかる。 It can be seen from Table 1 that metal contaminants are greatly reduced when each of the 1500th and 3000th resin bond grindstones is used, compared to when the 800th resin bond grindstone is used.
<実施例1、比較例1、2>
3000番手のレジンボンド砥石を用いてシリコンウエーハの縁部の機械研削を行い、その後エッチングせずに、2μmの取り代でバフ研磨を行った(実施例1)。
一方、800番手のメタルボンド砥石を用いてシリコンウエーハの縁部の機械研削を行い、その後エッチングせずに2μmの取り代でバフ研磨を行った(比較例1)。
さらに、800番手のメタルボンド砥石を用いてシリコンウエーハの縁部の機械研削を行った後、10μmの取り代でアルカリエッチングを行い(エッチング液:48%水酸化ナトリウム溶液)、その後10μmの取り代でバフ研磨を行った(比較例2)。
<Example 1, Comparative Examples 1 and 2>
The edge of the silicon wafer was mechanically ground using a 3000th resin bond grindstone, and then buffed with 2 mm removal allowance without etching (Example 1).
On the other hand, the edge of the silicon wafer was mechanically ground using an 800th metal bond grindstone, and then buffed with a 2 μm allowance without etching (Comparative Example 1).
Further, after mechanically grinding the edge of the silicon wafer using an 800th metal bond grindstone, alkali etching is performed with an allowance of 10 μm (etching solution: 48% sodium hydroxide solution), and then an allowance of 10 μm is obtained. Then, buffing was performed (Comparative Example 2).
上記のように面取り加工を行った各シリコンウエーハに対し、1000℃、30分の熱処理を行った後、スリップの発生について評価を行った。
その結果、実施例1のウエーハにはスリップの発生は見られなかった。
一方、比較例1では多数のスリップの発生が見られた。また、比較例2では比較例1よりもスリップの発生は少なかったが、面取り工程全体の加工時間は実施例1の場合の約2倍の時間を要した。
Each silicon wafer subjected to chamfering as described above was subjected to heat treatment at 1000 ° C. for 30 minutes, and then the occurrence of slip was evaluated.
As a result, no slip was found on the wafer of Example 1.
On the other hand, in Comparative Example 1, many slips were observed. Further, although the occurrence of slip in Comparative Example 2 was less than that in Comparative Example 1, the machining time for the entire chamfering process required about twice as long as that in Example 1.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is merely an example, and the present invention has the same configuration as that of the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
例えば、本発明によるシリコンウエーハの製造工程は図1に示したものに限定されず、面取り加工後、平坦化加工を行っても良いし、その他、熱処理等の工程を目的に応じて行っても良い。 For example, the manufacturing process of the silicon wafer according to the present invention is not limited to that shown in FIG. 1, and after the chamfering process, planarization may be performed, or other processes such as heat treatment may be performed depending on the purpose. good.
1a,1b…溝、 2…シリコンウエーハ、 3…溝、 4…保持盤、
20a,20b…砥石、 21…バフ。
1a, 1b ... groove, 2 ... silicon wafer, 3 ... groove, 4 ... holding plate,
20a, 20b ... whetstone, 21 ... buff.
Claims (3)
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