JP2009033204A - Method for plasma-etching semiconductor wafer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that the temperature rise at an outer peripheral part of a wafer cannot fully be avoided during plasma-etching because the outer peripheral part of the wafer suffers bowing. <P>SOLUTION: Measurement of bowing of an entire sliced wafer is executed. On the basis of the measured result, a face judged as convex side is used as a device formation face of the semiconductor wafer. A predetermined process for flatting the device formation face is applied, thereby avoiding the bow at the outer peripheral part of the wafer and increasing the flatness of the outer peripheral part of the wafer. The opposite concave face of the semiconductor wafer is attracted by means of an electrostatic chuck plate and is plasma-etched. During this plasma-etching, cooling medium is poured to a channel provided in the chuck plate, thereby reducing thermal damage to the outer peripheral part of the wafer. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は半導体ウェーハのプラズマエッチング方法、詳しくは半導体ウェーハへの熱ダメージを低減した半導体ウェーハのプラズマエッチング方法に関する。   The present invention relates to a plasma etching method for a semiconductor wafer, and more particularly to a plasma etching method for a semiconductor wafer in which thermal damage to the semiconductor wafer is reduced.

特許文献1に示すように、従来のシリコンウェーハの製造方法の一例を、図4、図5を参照して説明する。
図4のフローシートに示すように、スライス工程(S401)では、CZ法により引き上げられたシリコン単結晶インゴットからシリコンウェーハをスライスする。次の面取り工程(S402)では、このウェーハの外周部を所定形状に面取りする。続く、ラッピング工程(S403)では、上下配置された一対のラップ定盤によりシリコンウェーハの表裏両面をラッピングし、ウェーハ平行度を高める。次のエッチング工程(S404)では、ラップドウェーハを所定のエッチング液に浸漬し、ラップ加工時の歪みなどを除去する。その後、このウェーハ表面を仕上げ研磨(S405)し、最終の仕上げ洗浄(S406)に供される。
As shown in Patent Document 1, an example of a conventional silicon wafer manufacturing method will be described with reference to FIGS.
As shown in the flow sheet of FIG. 4, in the slicing step (S401), the silicon wafer is sliced from the silicon single crystal ingot pulled up by the CZ method. In the next chamfering step (S402), the outer peripheral portion of the wafer is chamfered into a predetermined shape. In the subsequent lapping step (S403), the front and back surfaces of the silicon wafer are lapped by a pair of upper and lower wrap surface plates to increase the wafer parallelism. In the next etching step (S404), the lapped wafer is immersed in a predetermined etching solution to remove distortion during lapping. Thereafter, the wafer surface is finish-polished (S405) and used for final finish cleaning (S406).

特開2001−44154号公報JP 2001-44154 A

ところで、デバイスプロセス中のプラズマエッチング工程では、シリコンウェーハWの保持に静電チャック板が採用されている。この静電チャック板には、プラズマエッチングに伴うシリコンウェーハWの発熱を低減し、ウェーハの熱ダメージを抑えるため、冷媒流路が内部形成されている。そして、プラズマエッチング時には、この冷媒流路にヘリウムガスを流し、静電チャック板を介してシリコンウェーハWを冷却することになる。
しかしながら、冷媒流路の加工では、静電チャック板の外周縁の近傍まで冷媒流路を形成するのは難しい。
また、静電チャック板は、シリコンウェーハWより小径である。そのため、シリコンウェーハWの外周部を、静電チャック板の外周部に対してできるだけ密着させなければ、ウェーハ外周部のエッチング時の温度の上昇を十分に抑えることができない。すなわち、この問題はシリコンウェーハの反り、特に静電チャック板からはみ出すウェーハ外周部の反りが大きく関与する。
By the way, an electrostatic chuck plate is employed for holding the silicon wafer W in the plasma etching step in the device process. In this electrostatic chuck plate, a refrigerant flow path is formed inside in order to reduce heat generation of the silicon wafer W due to plasma etching and suppress thermal damage of the wafer. At the time of plasma etching, helium gas is allowed to flow through the coolant channel, and the silicon wafer W is cooled via the electrostatic chuck plate.
However, in the processing of the coolant channel, it is difficult to form the coolant channel up to the vicinity of the outer peripheral edge of the electrostatic chuck plate.
Further, the electrostatic chuck plate has a smaller diameter than the silicon wafer W. Therefore, unless the outer peripheral portion of the silicon wafer W is brought into close contact with the outer peripheral portion of the electrostatic chuck plate as much as possible, the temperature rise during etching of the outer peripheral portion of the wafer cannot be sufficiently suppressed. That is, this problem is greatly related to the warpage of the silicon wafer, particularly the warpage of the outer peripheral portion of the wafer protruding from the electrostatic chuck plate.

そこで、発明者は、鋭意研究の結果、スライスドウェーハの全体の反りを非接触式のウェーハ形状測定器により測定し、次いで、この測定結果に基づき、凸側と判断された面をデバイス形成面としてウェーハ平坦加工すれば、例えば凹側と判断された面をデバイス形成面とした場合に比べて、半導体ウェーハの反り、特にその外周部の反りが抑えられることを知見し、この発明を完成させた。このことは、反りを有するウェーハの場合、通常、図5に示すようにスライスドウェーハの凸面の反り量d1よりも凹面の反り量d2の方が小さくなる現象と、ウェーハの自重で反り量d2が小さくなる現象とを利用したものである。その結果、プラズマエッチング時に、静電チャック板にウェーハ外周部が密着しやすく、ウェーハ外周部の熱ダメージを低減することができる。   Therefore, as a result of earnest research, the inventor measured the entire warpage of the sliced wafer with a non-contact type wafer shape measuring device, and then, based on this measurement result, the surface determined as the convex side was measured as the device forming surface. As a result, it has been found that warping of the semiconductor wafer, particularly the warpage of the outer peripheral portion thereof, can be suppressed as compared with the case where the surface determined as the concave side is used as the device forming surface. It was. This is because, in the case of a wafer having warpage, normally, as shown in FIG. 5, the warpage amount d2 of the concave surface becomes smaller than the warpage amount d1 of the convex surface of the sliced wafer, and the warpage amount d2 by the weight of the wafer. This is a phenomenon that makes use of the phenomenon that becomes smaller. As a result, at the time of plasma etching, the outer peripheral portion of the wafer can be in close contact with the electrostatic chuck plate, and thermal damage to the outer peripheral portion of the wafer can be reduced.

そこで、この発明は、ウェーハ外周部の反りの低減が図れ、ウェーハ外周部の平坦度も高めることができ、その結果、プラズマエッチング時の熱ダメージを低減できる半導体ウェーハのプラズマエッチング方法を提供することを、その目的としている。   Accordingly, the present invention provides a method for plasma etching of a semiconductor wafer that can reduce the warpage of the outer peripheral portion of the wafer and increase the flatness of the outer peripheral portion of the wafer, and as a result, can reduce thermal damage during plasma etching. Is the purpose.

請求項1に記載の発明は、スライスされた半導体ウェーハの全体の反りを、非接触式のウェーハ形状測定器により測定し、この測定結果に基づき、凸側と判断されたこの半導体ウェーハの面をデバイス形成面として半導体ウェーハを平坦加工するとともに、この後のデバイス工程において、この半導体ウェーハより小径でかつ冷媒流路が内設された静電チャック板に、上記半導体ウェーハのデバイス形成面とは反対側の面のうち、ウェーハ外周部を除く部分を吸着した状態で、この冷媒流路にヘリウムガスを流すとともに、上記半導体ウェーハのデバイス形成面をプラズマエッチングする半導体ウェーハのプラズマエッチング方法である。
半導体ウェーハとしては、例えばシリコンウェーハ、ガリウム砒素ウェーハなどを用いる。
非接触式のウェーハ形状測定器としては、例えば、静電容量を利用した平坦度測定装置などを採用することができる。測定ステージに半導体ウェーハを保持する場合、例えば半導体ウェーハの一部に治具を接触して保持することになる。
また、ウェーハ外周部の反りの評価には、例えばレーザ反射式形状測定器などを採用することができる。
ウェーハ平坦加工の種類としては、例えば、研削、エッチング、ラップ、プラズマエッチング、研磨などが挙げられる。
According to the first aspect of the present invention, the entire warpage of the sliced semiconductor wafer is measured by a non-contact type wafer shape measuring instrument, and the surface of the semiconductor wafer determined to be a convex side is determined based on the measurement result. The semiconductor wafer is flattened as a device formation surface, and in the subsequent device process, the electrostatic chuck plate having a smaller diameter than this semiconductor wafer and having a coolant channel is opposite to the device formation surface of the semiconductor wafer. This is a semiconductor wafer plasma etching method in which helium gas is allowed to flow through the coolant channel while a portion of the side surface excluding the wafer outer peripheral portion is adsorbed, and the device forming surface of the semiconductor wafer is plasma etched.
For example, a silicon wafer or a gallium arsenide wafer is used as the semiconductor wafer.
As the non-contact type wafer shape measuring device, for example, a flatness measuring device using capacitance can be adopted. When holding a semiconductor wafer on the measurement stage, for example, a jig is brought into contact with and held on a part of the semiconductor wafer.
In addition, for example, a laser reflection type shape measuring device can be employed for evaluating the warpage of the outer peripheral portion of the wafer.
Examples of the wafer flattening process include grinding, etching, lapping, plasma etching, and polishing.

また、半導体ウェーハを平坦加工する工程としては、半導体ウェーハを上下一対のラップ定盤間に挟んでラップする工程を含み、このラップ工程では、上記半導体ウェーハの凸側と判断された面を、下側のラップ定盤に向けてラップすることも考えられる。   Further, the step of flattening the semiconductor wafer includes a step of lapping the semiconductor wafer between a pair of upper and lower lap surface plates, and in this lapping step, the surface determined as the convex side of the semiconductor wafer is It is also possible to wrap toward the lap surface plate on the side.

さらに、半導体ウェーハを平坦加工する工程としては、半導体ウェーハをエッチング液に浸漬してエッチングする工程を含み、このエッチング工程では、複数の半導体ウェーハをその凸側と判断された面を同一方向に向けた状態でエッチング液中で動かすことも考えられる。
複数の半導体ウェーハをエッチング液中に並べて収容し、中心軸回りに回転させる際、凸側面を例えば一方向に向けて揃える。エッチング液は混酸、アルカリなどを使用する。
Further, the step of flattening the semiconductor wafer includes a step of etching by immersing the semiconductor wafer in an etching solution, and in this etching step, a plurality of semiconductor wafers are oriented in the same direction with their convex side determined as the convex side. It is also possible to move it in an etching solution in a wet state.
When a plurality of semiconductor wafers are accommodated in the etching solution and rotated around the central axis, the convex side surfaces are aligned in one direction, for example. The etching solution uses a mixed acid, alkali or the like.

上記半導体ウェーハを平坦加工する工程としては、半導体ウェーハを研削する工程を含み、この研削工程では、一枚ずつ半導体ウェーハの凸側と判断された面を研削することが考えられる。
研削は、例えば表面研削砥石による。例えば#300〜#3000、特に#1500〜#3000のレジノイド研削砥石を使用することができる。
半導体ウェーハを研削する工程は必ずしも含まなくてもよい。研磨工程を省いても、この発明の効果は得られる。
The step of flattening the semiconductor wafer includes a step of grinding the semiconductor wafer. In this grinding step, it is conceivable to grind the surface determined to be the convex side of the semiconductor wafer one by one.
Grinding is performed by, for example, a surface grinding wheel. For example, resinoid grinding wheels of # 300 to # 3000, particularly # 1500 to # 3000 can be used.
The step of grinding the semiconductor wafer is not necessarily included. Even if the polishing step is omitted, the effect of the present invention can be obtained.

半導体ウェーハを平坦加工する工程としては、半導体ウェーハを研磨する工程を含み、この研磨工程では、半導体ウェーハの凸側と判断された面を研磨する。
例えば研磨装置の研磨ヘッドに半導体ウェーハを装着し、研磨布上に遊離砥粒を含む研磨剤(スラリー)を供給しながら、ウェーハ表面を研磨定盤上に展張された研磨布に押し付けて研磨する。研磨装置は、枚葉式でも、複数枚のウェーハを同時に研磨するバッチ式でもよい。
The step of flattening the semiconductor wafer includes a step of polishing the semiconductor wafer. In this polishing step, the surface determined to be the convex side of the semiconductor wafer is polished.
For example, a semiconductor wafer is mounted on a polishing head of a polishing apparatus, and polishing is performed by pressing the wafer surface against a polishing cloth stretched on a polishing surface plate while supplying an abrasive (slurry) containing free abrasive grains on the polishing cloth. . The polishing apparatus may be a single wafer type or a batch type for simultaneously polishing a plurality of wafers.

半導体ウェーハを平坦加工する工程としては、複数の半導体ウェーハを上下一対の研磨定盤間に挟んでその両面を同時に研磨する工程を含み、この両面同時研磨工程では、半導体ウェーハの凸側と判断された面を上側の研磨定盤に向けて研磨することが考えられる。
一般的な両面研磨装置では、デバイス形成面を上向きに配置して半導体ウェーハが研磨される。よって、凸側の面を上向きに配置して研磨する。なお、スラリーは上方から供給される。
The step of flattening a semiconductor wafer includes a step of sandwiching a plurality of semiconductor wafers between a pair of upper and lower polishing surface plates and simultaneously polishing both surfaces thereof. In this double-sided simultaneous polishing step, it is determined as the convex side of the semiconductor wafer. It is conceivable that the polished surface is polished toward the upper polishing platen.
In a general double-side polishing apparatus, a semiconductor wafer is polished by arranging a device forming surface upward. Therefore, polishing is performed with the convex surface facing upward. The slurry is supplied from above.

この発明によれば、スライスドウェーハの全体の反りを、非接触式のウェーハ形状測定器により測定し、その測定結果に基づき、凸側と判断された面を半導体ウェーハのデバイス形成面とする。それから、このデバイス形成面に対して所定の平坦加工を施し、例えばこれを鏡面に仕上げる。
これにより、ウェーハ加工時におけるウェーハ外周部の反りが抑えられる。その結果、例えばスライスドウェーハの凹側の面をデバイス形成面とした場合に比べて、作製された半導体ウェーハの外周部の反りを低減することができる。しかもこのウェーハ外周部の平坦度も高めることができる。
According to the present invention, the entire warpage of the sliced wafer is measured by the non-contact type wafer shape measuring instrument, and the surface determined as the convex side based on the measurement result is set as the device forming surface of the semiconductor wafer. Then, a predetermined flat process is performed on the device forming surface, and for example, it is finished to a mirror surface.
Thereby, the curvature of the wafer outer peripheral part at the time of wafer processing is suppressed. As a result, the warpage of the outer peripheral portion of the manufactured semiconductor wafer can be reduced as compared with, for example, the case where the concave surface of the sliced wafer is the device formation surface. In addition, the flatness of the outer peripheral portion of the wafer can be increased.

そして、このデバイス形成面(凸面)をプラズマエッチングするにあたって、半導体ウェーハを小径な静電チャック板に吸着する。その際、ウェーハ外周部の裏面の反り量が小さいので、ウェーハ外周部が静電チャック板の外周部に密着されやすい。これにより、静電チャック板に内設された冷却手段を利用し、プラズマエッチング時に発生した熱によるウェーハ外周部の温度上昇を抑えることができる。その結果、ウェーハ外周部の熱ダメージを低減することができる。   Then, when this device forming surface (convex surface) is plasma-etched, the semiconductor wafer is attracted to a small-diameter electrostatic chuck plate. At that time, since the amount of warpage of the back surface of the wafer outer peripheral portion is small, the wafer outer peripheral portion is likely to be in close contact with the outer peripheral portion of the electrostatic chuck plate. Thereby, the cooling means provided in the electrostatic chuck plate can be used to suppress the temperature rise at the outer periphery of the wafer due to the heat generated during the plasma etching. As a result, it is possible to reduce thermal damage on the outer periphery of the wafer.

この発明によれば、スライスドウェーハの全体の反りを非接触式のウェーハ形状測定器により測定し、この測定結果に基づき、凸側と判断された面をデバイス形成面として平坦加工する。これにより、加工時のウェーハ外周部の裏面の反り量の低減が図れ、しかもウェーハ外周部の平坦度も高めることができる。
デバイス形成面をプラズマエッチングするにあたって、半導体ウェーハを小径な静電チャック板に吸着する。その際、ウェーハ外周部の裏面の反り量が小さいので、ウェーハ外周部が静電チャック板の外周部に密着されやすい。これにより、静電チャック板に内設された冷却手段を利用し、プラズマエッチング時に発生した熱によるウェーハ外周部の温度上昇を抑えることができる。その結果、ウェーハ外周部の熱ダメージを低減することができる。
According to the present invention, the entire warpage of the sliced wafer is measured by the non-contact type wafer shape measuring device, and based on the measurement result, the surface determined as the convex side is flattened as the device forming surface. As a result, the amount of warpage of the back surface of the wafer outer periphery during processing can be reduced, and the flatness of the wafer outer periphery can be increased.
When plasma-etching the device forming surface, the semiconductor wafer is attracted to a small-diameter electrostatic chuck plate. At that time, since the amount of warpage of the back surface of the wafer outer peripheral portion is small, the wafer outer peripheral portion is likely to be in close contact with the outer peripheral portion of the electrostatic chuck plate. Thereby, the cooling means provided in the electrostatic chuck plate can be used to suppress the temperature rise at the outer periphery of the wafer due to the heat generated during the plasma etching. As a result, it is possible to reduce thermal damage on the outer periphery of the wafer.

以下、実施例を参照してこの発明を説明する。   The present invention will be described below with reference to examples.

以下、この発明の実施例に係る半導体ウェーハのプラズマエッチング方法を説明する。
図1は、この発明の一実施例に係る半導体ウェーハのプラズマエッチングに用いられる半導体ウェーハの製造工程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プラズマエッチング方法に用いられる非接触式のウェーハ形状測定器の要部拡大図である。図3(a)は、凹面をデバイス形成面として半導体ウェーハをプラズマエッチング装置の静電チャック板に保持した状態を示す要部拡大断面図である。図3(b)は、凸面をデバイス形成面として半導体ウェーハをプラズマエッチング装置の静電チャック板に保持した状態を示す要部拡大断面図である。
Hereinafter, a semiconductor wafer plasma etching method according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a flow sheet showing a manufacturing process of a semiconductor wafer used for plasma etching of a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a main part of a non-contact type wafer shape measuring instrument used in a semiconductor wafer plasma etching method according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state in which a semiconductor wafer is held on an electrostatic chuck plate of a plasma etching apparatus with a concave surface as a device formation surface. FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view of the main part showing a state in which the semiconductor wafer is held on the electrostatic chuck plate of the plasma etching apparatus with the convex surface as the device formation surface.

図1に示すように、この一実施例にあっては、スライス、反り測定、面取り、ラップ、エッチング、研磨、ウェーハ外周部の反り評価、洗浄の各工程を経て、表面が鏡面仕上げされたシリコンウェーハWが作製される。
以下、各工程を詳細に説明する。
CZ法により引き上げられたシリコンインゴットは、スライス工程(S101)で、厚さ860μm前後の8インチウェーハにスライスされる。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the surface of the surface is mirror-finished through the steps of slicing, warping measurement, chamfering, lapping, etching, polishing, wafer warpage evaluation, and cleaning. A wafer W is produced.
Hereinafter, each process will be described in detail.
The silicon ingot pulled up by the CZ method is sliced into 8-inch wafers having a thickness of around 860 μm in the slicing step (S101).

得られたスライスドウェーハは、続く反りの測定工程(S102)で、ウェーハの全体の反りが測定される。ここでは、図2に示すような静電容量式の非接触型ウェーハ形状測定器20が採用されている。
このウェーハ形状測定器20によるウェーハ反りの測定にあっては、まず対向配置された1対の静電容量センサ21,21の間にスライスドウェーハWを配置し、その後、これらの静電容量センサ21,21をウェーハ表面に沿って、同じ方向および同じ速度でスキャンニングする。このスキャンニング中、それぞれの静電容量センサ21,21からウェーハ表面またはウェーハ裏面までの距離を測定し、その測定結果に基づき、スライスドウェーハWの全体の反りを求める。また、測定と同時にウェーハの厚さも測定される。この反りデータに基づき、スライスドウェーハWの凸面を判定する。以降は、この凸面をウェーハ表面(デバイス形成面)として、各種のウェーハ加工を施すものとする。
The obtained sliced wafer is measured for the entire warpage of the wafer in the subsequent warpage measurement step (S102). Here, a capacitance-type non-contact type wafer shape measuring instrument 20 as shown in FIG. 2 is employed.
In the measurement of the wafer warp by the wafer shape measuring instrument 20, first, the sliced wafer W is disposed between a pair of the electrostatic capacitance sensors 21 and 21 which are arranged to face each other, and thereafter, these electrostatic capacitance sensors. 21 and 21 are scanned along the wafer surface in the same direction and at the same speed. During this scanning, the distance from each of the capacitance sensors 21 and 21 to the wafer front surface or the wafer rear surface is measured, and the entire warpage of the sliced wafer W is obtained based on the measurement result. Simultaneously with the measurement, the thickness of the wafer is also measured. Based on this warpage data, the convex surface of the sliced wafer W is determined. Hereinafter, this convex surface is used as a wafer surface (device forming surface), and various wafer processing is performed.

反り測定後のスライスドウェーハWは、次の面取り工程(S103)で、面取り砥石により面取りされる。面取り砥石には、#600のメタルボンド円柱砥石が採用される。これにより、シリコンウェーハWは、その外周部がMOS型などの所定の丸みを帯びた形状に加工される。
次に、ラッピング加工(S104)が施される。ここでは、シリコンウェーハWを互いに平行なラップ定盤間に配置し、そこにアルミナ砥粒と分散剤と水の混合物であるラップ液を流し込む。それから、加圧下で回転・摺り合わせることで、ウェーハの表裏両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、40〜100μm程度である。
次いで、ラップドウェーハWをエッチングする(S105)。例えば、酸を用いる場合、フッ酸と硝酸とを混合した混酸液(常温〜50℃)中に、シリコンウェーハWを所定時間だけ浸漬する。このエッチング後、シリコンウェーハWの外周部をPCR加工してもよい。この加工時には、周知のPCR加工装置が用いられる。例えば、円筒形状のウレタンバフをモータで回転させる装置などである。
The sliced wafer W after the warpage measurement is chamfered by a chamfering grindstone in the next chamfering step (S103). As the chamfering grindstone, a # 600 metal bond cylindrical grindstone is adopted. Accordingly, the silicon wafer W is processed into a predetermined rounded shape such as a MOS type on the outer periphery.
Next, a lapping process (S104) is performed. Here, the silicon wafer W is disposed between lap surface plates parallel to each other, and a lap liquid which is a mixture of alumina abrasive grains, a dispersant and water is poured into the silicon wafer W. Then, the front and back sides of the wafer are mechanically wrapped by rotating and sliding under pressure. The amount of wrapping is about 40 to 100 μm including the front and back surfaces of the wafer.
Next, the wrapped wafer W is etched (S105). For example, when an acid is used, the silicon wafer W is immersed for a predetermined time in a mixed acid solution (normal temperature to 50 ° C.) in which hydrofluoric acid and nitric acid are mixed. After this etching, the outer peripheral portion of the silicon wafer W may be subjected to PCR processing. In this processing, a known PCR processing apparatus is used. For example, a device that rotates a cylindrical urethane buff with a motor.

次に、片面研磨または両面研磨を行う(S106)。
具体的には、片面研磨の場合、対向配置された研磨ヘッドと下定盤とを有し、下定盤の上面だけに研磨布が展張された研磨装置を利用して、シリコンウェーハの表面を研磨する。すなわち、キャリアプレートに表面を下向きにしてシリコンウェーハを固定し、遊離砥粒を含むスラリーを供給しながら、仕上げ用の基布の上にウレタン樹脂を発泡させたスェードタイプの研磨布により、ウェーハ表面を鏡面研磨する。研磨量は2〜30μm程度である。
続いて、ウェーハ外周部の反り量を測定する(S107)。ここでは、レーザ反射式形状測定器が用いられる。すなわち、シリコンウェーハWの外周部に表裏両面側からそれぞれレーザ光を照射し、その反射光をそれぞれ受光することで測定を行う。
次に、シリコンウェーハを仕上げ洗浄する(S108)。この洗浄は、SC−1とSC−2の2種類の洗浄液をベースとしたRCA洗浄である。
Next, single-side polishing or double-side polishing is performed (S106).
Specifically, in the case of single-side polishing, the surface of the silicon wafer is polished using a polishing apparatus that has a polishing head and a lower surface plate that are arranged to face each other and a polishing cloth is spread only on the upper surface of the lower surface plate. . That is, a wafer surface is fixed by a suede type polishing cloth in which urethane resin is foamed on a base cloth for finishing while supplying a slurry containing loose abrasive grains while fixing a silicon wafer with the surface facing downward on a carrier plate. Mirror polished. The polishing amount is about 2 to 30 μm.
Subsequently, the amount of warpage of the wafer outer periphery is measured (S107). Here, a laser reflection type shape measuring device is used. That is, the measurement is performed by irradiating the outer peripheral portion of the silicon wafer W with laser light from both the front and back sides and receiving the reflected light.
Next, the silicon wafer is finished and cleaned (S108). This cleaning is RCA cleaning based on two types of cleaning liquids, SC-1 and SC-2.

このように、あらかじめ測定されたスライスドウェーハWの反りデータに基づき、凸面をウェーハ表面(デバイス形成面)としてシリコンウェーハWを平坦加工するので、ウェーハ加工時におけるウェーハ外周部の反りが抑えられる。その結果、例えばスライスドウェーハWの凹側の面をデバイス形成面とした場合に比べて、作製されたシリコンウェーハWの外周部の裏面の反り量を低減することができる。しかも、このウェーハ外周部の平坦度も高めることができる。
このことで、図3に示すように、デバイスプロセスのプラズマエッチング時において、ウェーハの凸面を吸着した場合(図3(a))よりも、凹面を吸着した場合(図3(b))の方が、ウェーハ外周部の裏面と静電チャック板11の外周縁との間に隙間aが現出されにくい。これにより、ウェーハ外周部の静電チャック板11に対する密着性が高まり、静電チャック板11に設けられた冷媒流路11aと流通するヘリウムガスの冷却作用によって、プラズマエッチング時のウェーハ外周部の温度上昇が良好に抑えられる。その結果、プラズマエッチング時のウェーハ外周部の熱ダメージを低減させることができる。
Thus, since the silicon wafer W is flattened using the convex surface as the wafer surface (device forming surface) based on the warpage data of the sliced wafer W measured in advance, the warpage of the wafer outer peripheral portion during wafer processing can be suppressed. As a result, for example, the amount of warpage of the back surface of the outer peripheral portion of the manufactured silicon wafer W can be reduced as compared with the case where the concave surface of the sliced wafer W is used as the device formation surface. In addition, the flatness of the outer peripheral portion of the wafer can be increased.
As a result, as shown in FIG. 3, during the plasma etching of the device process, when the concave surface is adsorbed (FIG. 3B) rather than when the convex surface of the wafer is adsorbed (FIG. 3A) However, it is difficult for the gap a to appear between the back surface of the outer periphery of the wafer and the outer peripheral edge of the electrostatic chuck plate 11. As a result, the adhesion of the outer peripheral portion of the wafer to the electrostatic chuck plate 11 is enhanced, and the temperature of the outer peripheral portion of the wafer during plasma etching is reduced by the cooling action of the helium gas flowing through the refrigerant flow path 11a provided in the electrostatic chuck plate 11. The rise is suppressed well. As a result, it is possible to reduce thermal damage on the outer periphery of the wafer during plasma etching.

ここで、実際に、反りを有するスライスドウェーハの凸側の面をデバイス形成面とし、一実施例の方法で得られたシリコンウェーハについて、そのウェーハ外周部の裏面の反り量と、ウェーハ外周部の平坦度とを測定した結果を報告する。
反り量の測定には土井精密ラップ社製の「wafer com」を用いた。また、平坦度の測定は、日本ADE社製の「ADEウルトラゲージ9700E+」による。
測定の結果、反り測定時に凹側と判断された面をデバイス形成面とした場合は、仕上げ研磨後のウェーハ外周部の裏面の反り量は1.1μm、平坦度はSBIRで0.20μmであった。これに対して、この発明である反りの測定時に凸側と判断された面をデバイス形成面とした場合には、ウェーハ外周部の裏面の反り量は0.4μm、平坦度はSBIRで0.19μmと、良好な結果が得られた。
Here, the silicon wafer obtained by the method of one embodiment was actually used as the device forming surface, and the warped amount of the back surface of the wafer outer peripheral portion, and the wafer outer peripheral portion. We report the result of measuring the flatness.
For measuring the amount of warpage, “wafer com” manufactured by Doi Precision Lap Co. was used. The flatness is measured by “ADE Ultra Gauge 9700E +” manufactured by Japan ADE.
As a result of the measurement, when the surface determined to be concave at the time of warpage measurement is used as the device formation surface, the warpage amount of the back surface of the outer periphery of the wafer after finish polishing is 1.1 μm, and the flatness is 0.20 μm by SBIR. It was. On the other hand, when the surface determined as the convex side at the time of measuring the warpage according to the present invention is used as the device formation surface, the warpage amount of the back surface of the wafer outer peripheral portion is 0.4 μm, and the flatness is 0. A good result of 19 μm was obtained.

この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの製造工程を示すフローシートである。It is a flow sheet which shows the manufacturing process of the semiconductor wafer concerning one Example of this invention. この発明の一実施例に係る半導体ウェーハのプラズマエッチング方法に用いられる非接触式のウェーハ形状測定器の要部拡大図である。It is a principal part enlarged view of the non-contact-type wafer shape measuring instrument used for the plasma etching method of the semiconductor wafer which concerns on one Example of this invention. (a)は、凹面をデバイス形成面として半導体ウェーハをプラズマエッチング装置の静電チャック板に保持した状態を示す要部拡大断面図である。(b)は、凸面をデバイス形成面として半導体ウェーハをプラズマエッチング装置の静電チャック板に保持した状態を示す要部拡大断面図である。(A) is a principal part expanded sectional view which shows the state which hold | maintained the semiconductor wafer to the electrostatic chuck | zipper board of a plasma etching apparatus by making a concave surface into a device formation surface. (B) is a principal part expanded sectional view which shows the state which hold | maintained the semiconductor wafer to the electrostatic chuck | zipper board of a plasma etching apparatus by making a convex surface into a device formation surface. 従来手段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。It is a flow sheet which shows the manufacturing method of the semiconductor wafer concerning a conventional means. 反りを有する半導体ウェーハの外周部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the outer peripheral part of the semiconductor wafer which has curvature.

符号の説明Explanation of symbols

20 ウェーハ形状測定器、
W シリコンウェーハ(半導体ウェーハ)。
20 Wafer shape measuring instrument,
W Silicon wafer (semiconductor wafer).

Claims (1)

スライスされた半導体ウェーハの全体の反りを、非接触式のウェーハ形状測定器により測定し、この測定結果に基づき、凸側と判断されたこの半導体ウェーハの面をデバイス形成面として半導体ウェーハを平坦加工するとともに、
この後のデバイス工程において、
この半導体ウェーハより小径でかつ冷媒流路が内設された静電チャック板に、上記半導体ウェーハのデバイス形成面とは反対側の面のうち、ウェーハ外周部を除く部分を吸着した状態で、この冷媒流路にヘリウムガスを流すとともに、上記半導体ウェーハのデバイス形成面をプラズマエッチングする半導体ウェーハのプラズマエッチング方法。
The entire warpage of the sliced semiconductor wafer is measured by a non-contact type wafer shape measuring instrument, and based on the measurement result, the semiconductor wafer is flattened with the surface of the semiconductor wafer determined to be convex as the device formation surface. And
In the subsequent device process,
The electrostatic chuck plate having a diameter smaller than that of the semiconductor wafer and having a coolant channel is adsorbed on a portion of the surface opposite to the device forming surface of the semiconductor wafer excluding the outer peripheral portion of the wafer. A plasma etching method for a semiconductor wafer, wherein helium gas is allowed to flow through a coolant channel and plasma etching is performed on a device forming surface of the semiconductor wafer.
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