JP2008182029A - Polishing method of semiconductor wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高い平坦性が得られる半導体ウェハの研磨方法に関する。 The present invention relates to a method for polishing a semiconductor wafer that provides high flatness.
化合物半導体は、ショットキーゲート電界効果トランジスタ(MESFET)、高移動度トランジスタ(HEMT)、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ(HBT)などの種々の受発光デバイスに用いられている。これらの素子の能動層は、分子線エピタキシャル成長(MBE)法、有機金属層エピタキシャル成長(MOVPE)法、イオン打ち込み法などにより、鏡面ウェハの表面に作成される。 Compound semiconductors are used in various light emitting and receiving devices such as Schottky gate field effect transistors (MESFET), high mobility transistors (HEMT), and heterojunction bipolar transistors (HBT). The active layer of these elements is formed on the surface of the mirror wafer by a molecular beam epitaxial growth (MBE) method, an organic metal layer epitaxial growth (MOVPE) method, an ion implantation method, or the like.
鏡面ウェハは、次の手順で作成される。 The mirror wafer is created by the following procedure.
まず、結晶インゴットをスライスしてウェハを切り出す。このスライスウェハを#800〜#3000のアルミナ砥粒でラッピングすることにより、ソーマークを除去すると共に平坦性を高める。その後、研磨液として次亜鉛素酸系水溶液や次亜鉛素酸水溶液と砥粒(シリカ、アルミナ、ジルコニウム)の混合液を用い、研磨布として表面に多孔質を有する研磨布を用い、メカノケミカル研磨により鏡面に仕上げる。この研磨をポリッシングと言う。次に、脱脂洗浄を行い、ごく僅かなエッチング作用を持つ洗浄液での洗浄を行い、超純水洗浄を行う。最後にウェハを乾燥させる。 First, a crystal ingot is sliced and a wafer is cut out. By wrapping the slice wafer with # 800 to # 3000 alumina abrasive grains, the saw mark is removed and the flatness is enhanced. Then, mechanochemical polishing using a hypozinc acid aqueous solution or a mixture of hypozinc acid aqueous solution and abrasive grains (silica, alumina, zirconium) as the polishing liquid, and a polishing cloth having a porous surface as the polishing cloth To finish the mirror surface. This polishing is called polishing. Next, degreasing cleaning is performed, cleaning is performed with a cleaning solution having a very slight etching action, and ultrapure water cleaning is performed. Finally, the wafer is dried.
両面が鏡面であるウェハを作成する場合、ポリッシングを1次と2次に分ける。 When creating a wafer having both mirror surfaces, polishing is divided into primary and secondary.
1次ポリッシングでは、ウェハの両面を同時に研磨し、ウェハが1次ポリッシングの加工目標厚さになるまで加工する。このとき、ウェハの平坦性(平坦度とも言う)がいかに保てるかが重要なポイントとなる。それは、1次ポリッシングにて数十μmの研磨量(研磨する厚さ)を研磨するのに対し、次工程である2次ポリッシングでは、数μmまたは1μm以下の研磨量しか研磨しないため、1次ポリッシングで損なわれた平坦性を2次ポリッシングで修正することができないためである。 In the primary polishing, both surfaces of the wafer are simultaneously polished and processed until the wafer reaches a processing target thickness for the primary polishing. At this time, an important point is how to maintain the flatness (also referred to as flatness) of the wafer. In contrast to polishing a polishing amount (thickness to be polished) of several tens of μm by primary polishing, secondary polishing, which is the next step, polishes only a polishing amount of several μm or 1 μm or less. This is because the flatness damaged by polishing cannot be corrected by secondary polishing.
しかしながら、従来の両面1次ポリッシングでは、ウェハの平坦性は、研磨布の硬度の変化、目詰まり、研磨液の温度変化などの影響を受けるため、高い平坦性を得ることが困難である。ウェハに高い平坦性が得られないと、このウェハを用いて作製された製品である受発光デバイスの歩留まりに大きく影響する。 However, in conventional double-sided primary polishing, the flatness of the wafer is affected by changes in the hardness of the polishing cloth, clogging, temperature changes in the polishing liquid, and so on, making it difficult to obtain high flatness. If high flatness cannot be obtained for a wafer, the yield of light emitting and receiving devices, which are products manufactured using this wafer, is greatly affected.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、高い平坦性が得られる半導体ウェハの研磨方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for polishing a semiconductor wafer that solves the above-described problems and provides high flatness.
上記目的を達成するために本発明は、キャリアを片面から反対面に貫通する半導体ウェハ挿入穴に半導体ウェハを挿入し、そのキャリアの両面から上記半導体ウェハをそれぞれ研磨布が貼付された定盤で挟み、上記キャリアと上記定盤とを相対的に擦り動かすことにより、上記半導体ウェハの両面を研磨する際に、上記キャリアとして上記半導体ウェハの加工目標厚さに対し、0.4以上0.7以下の厚さ比を有するキャリアを用いるものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a surface plate in which a semiconductor wafer is inserted into a semiconductor wafer insertion hole penetrating the carrier from one side to the opposite side, and the semiconductor wafer is attached to each side of the carrier with a polishing cloth. By sandwiching and relatively rubbing the carrier and the surface plate, when polishing both surfaces of the semiconductor wafer, 0.4 to 0.7 with respect to the processing target thickness of the semiconductor wafer as the carrier A carrier having the following thickness ratio is used.
上記半導体ウェハの半導体がIII−V族化合物半導体であってもよい。 The semiconductor of the semiconductor wafer may be a III-V group compound semiconductor.
上記III−V族化合物がGaAsであってもよい。 The III-V group compound may be GaAs.
上記III−V族化合物が半絶縁性GaAsであってもよい。 The III-V group compound may be semi-insulating GaAs.
上記半導体ウェハの半導体がII−VI族化合物半導体であってもよい。 The semiconductor of the semiconductor wafer may be a II-VI group compound semiconductor.
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。 The present invention exhibits the following excellent effects.
(1)高い平坦性が得られる (1) High flatness is obtained
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1に示されるように、本発明の研磨方法を実施する研磨装置1は、中心を下側回転軸2に支承された円盤形の下側定盤3と、この下側定盤3に対向し、中心を上側回転軸4に支承された円盤形の上側定盤5と、下側定盤3の上面及び上側定盤5の下面に貼り付けられた研磨布6と、これら定盤3,5間に設置され、これら定盤3,5より小径の円盤形のキャリア7とを備える。
As shown in FIG. 1, a
この研磨装置1の構成は、キャリアの厚さを除けば、特許文献1,2などにより周知のものである。簡単に説明すると、下側定盤3及び上側定盤5は、各々下側回転軸2又は上側回転軸4の回転に随伴して回転することができる。キャリア7は、図示しない駆動ギアに噛み合う歯(図示せず)を外周部に有することにより、当該キャリア7の中心を軸にして回転することができる。
The configuration of the
この実施形態では、キャリア7が4つ設けられている。また、各々のキャリア7には半導体ウェハ挿入穴8が4つ設けられている。キャリア7の個数、半導体ウェハ挿入穴8の個数はこれに限定されない。
In this embodiment, four
半導体ウェハ挿入穴8は、キャリア7を片面から反対面に貫通するものである。また、半導体ウェハ挿入穴8は、これに挿入される半導体ウェハ9の径とほぼ同じ径を有する。
The semiconductor
図2に示されるように、下側定盤3と上側定盤5の距離を狭めていくと、半導体ウェハ9が研磨布付きの定盤3,5で挟まれる。このとき、キャリア7の厚さは、加工開始前の半導体ウェハ9の厚さより薄いことはもちろん、上記半導体ウェハの加工目標厚さに対し0.4以上0.7以下の厚さ比を有するキャリアを用いる。
As shown in FIG. 2, when the distance between the lower surface plate 3 and the upper surface plate 5 is reduced, the
ここで、上記半導体ウェハの加工目標厚さに対し0.7以下の厚さ比を有するキャリアを用いる理由は、図3に示す実験結果による。すなわち、横軸に加工目標厚さに対するキャリアの厚さ比、縦軸に研磨後の半導体ウエハの平坦性(TTV)を示すと、厚さ比0.7において顕著な改善効果が認められた。ここで、平坦性の測定は、トロペル社製平坦度測定器Ultra Sortを用いた。 Here, the reason why the carrier having a thickness ratio of 0.7 or less with respect to the processing target thickness of the semiconductor wafer is based on the experimental result shown in FIG. That is, when the carrier thickness ratio with respect to the processing target thickness is shown on the horizontal axis and the flatness (TTV) of the semiconductor wafer after polishing is shown on the vertical axis, a remarkable improvement effect was recognized at a thickness ratio of 0.7. Here, the flatness was measured using a Tropel flatness measuring device Ultra Sort.
一方、上記半導体ウェハの加工目標厚さに対し0.4以上の厚さ比を有するキャリアを用いる理由は、図4に示す実験結果による。すなわち、横軸に加工目標厚さに対するキャリアの厚さ比、縦軸に各々10回の研磨作業を実施した場合、作業中にウエハがキャリアから外れてしまうトラブルの発生回数を示している。キャリアが薄くなりすぎると、ウエハの保持力が低減してしまうため、このようなトラブルが増加すると考えられる。 On the other hand, the reason why a carrier having a thickness ratio of 0.4 or more with respect to the processing target thickness of the semiconductor wafer is based on the experimental results shown in FIG. That is, the horizontal axis represents the carrier thickness ratio relative to the processing target thickness, and the vertical axis represents the number of occurrences of trouble that the wafer is detached from the carrier during the operation. If the carrier becomes too thin, the holding force of the wafer is reduced, and it is considered that such troubles increase.
以上の結果から、本発明にあっては、キャリア7を片面から反対面に貫通する半導体ウェハ挿入穴8に半導体ウェハ9を挿入し、そのキャリア7の両面から半導体ウェハ9をそれぞれ研磨布6が貼付された定盤3,5で挟み、キャリア7と定盤3,5とを相対的に擦り動かすことにより、半導体ウェハ9の両面を研磨する際に、キャリア7として半導体ウェハ9の加工目標厚さに対し0.4以上0.7以下の厚さ比を有するキャリア7を用いる。
From the above results, in the present invention, the
これにより、加工中の半導体ウェハ9の平坦性を向上させることができ、かつウエハがキャリアから外れてしまうというトラブルも生じない。
Thereby, the flatness of the
なお、加工目標厚さに対し0.7以下の厚さ比を有するキャリア7を用いることで平坦性が向上する理由については、ウエハにかかる圧力の均一性が向上するためと考えているが、現在のところ、なぜ圧力の均一性が向上するのかについての好適な説明モデルを見出すに至ってはいない。しかし、本出願人は、鋭意研究の結果、実験により図3に示す事実を見出し、本発明に想到した。
The reason why the flatness is improved by using the
本発明の研磨方法が適用される半導体ウェハ9の半導体として、III−V族化合物半導体があり、そのIII−V族化合物としてGaAs、半絶縁性GaAsがある。また、本発明の研磨方法が適応される半導体ウェハ9として、II−VI族化合物半導体がある。これらの半導体ウェハ9を本発明によって高い平坦性で加工することにより、高精度な化合物半導体ウェハが安定して生産でき、その結果、受発光デバイスの歩留まりが高まる。 The semiconductor of the semiconductor wafer 9 to which the polishing method of the present invention is applied includes a III-V group compound semiconductor, and the III-V group compound includes GaAs and semi-insulating GaAs. Further, as a semiconductor wafer 9 to which the polishing method of the present invention is applied, there is a II-VI group compound semiconductor. By processing these semiconductor wafers 9 with high flatness according to the present invention, a highly accurate compound semiconductor wafer can be stably produced, and as a result, the yield of light receiving and emitting devices is increased.
研磨装置1として、浜井産業製16B両面ポリッシャを用い、研磨液には、次亜鉛素酸水溶液とシリカを混合した研磨液を用い、研磨布6にはポリウレタン製の研磨布を用いた。キャリア7には、厚さ600μmのキャリア(比較例)と厚さ400μmのキャリア(実施例)とを用いた。半導体ウェハ9の初期厚さは670μmであり、加工目標厚さは630μmとした。
A 16B double-side polisher manufactured by Hamai Sangyo Co., Ltd. was used as the
これら2種類のキャリア(比較例、実施例)を用いて半導体ウェハ9を加工目標厚さまで研磨し、研磨後の半導体ウェハの平坦性(TTV)をトロペル社製平坦度測定器Ultra Sortで測定した。
Using these two types of carriers (comparative example, example), the
この結果、比較例のキャリアを用いて研磨した半導体ウェハの平坦性は、1.28μmとなったが、実施例のキャリアを用いて研磨した半導体ウェハの平坦性は、0.79μmとなった。このように、比較例では良好な平坦性を得られなかったのに対し、実施例では良好な平坦性を得ることができた。 As a result, the flatness of the semiconductor wafer polished using the carrier of the comparative example was 1.28 μm, but the flatness of the semiconductor wafer polished using the carrier of the example was 0.79 μm. As described above, good flatness could not be obtained in the comparative example, whereas good flatness could be obtained in the example.
1 研磨装置
3 下側定盤
5 上側定盤
6 研磨布
7 キャリア
8 半導体ウェハ挿入穴
9 半導体ウェハ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
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JP2007013950A JP2008182029A (en) | 2007-01-24 | 2007-01-24 | Polishing method of semiconductor wafer |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011020239A (en) * | 2009-07-21 | 2011-02-03 | Kyocera Kinseki Corp | Polishing apparatus |
-
2007
- 2007-01-24 JP JP2007013950A patent/JP2008182029A/en active Pending
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