JP2014027006A - ウエーハの加工方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ウエーハの種類によらずエピタキシャル膜の盛り上がりに起因するデバイスの損傷や後工程における吸引保持不良の発生を防止可能なウエーハの加工方法を提供することである。
【解決手段】 表面にエピタキシャル膜が成膜されたウエーハの加工方法であって、ウエーハを保持する保持面と、該保持面に直交し該保持面の中心を通る回転軸とを有する保持テーブルでウエーハを保持する保持ステップと、該保持テーブルに保持されたウエーハの外周縁に研削部材を当接し、該保持テーブルを該回転軸回りに回転させることでウエーハの外周縁に形成された盛り上がり部を除去する除去ステップと、を含むことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ウエーハの表面にエピタキシャル膜が成膜されたウエーハの加工方法に関する。
シリコン（Ｓｉ）等の半導体結晶基板の表面にエピタキシャル成長を行うと、ウエーハの外周縁にエッジクラウンと呼ばれるエピタキシャル膜の盛り上がり部が発生してしまう。
そこで、一般的にウエーハの外周縁にはエピタキシャル成長時にエッジクラウンと呼ばれる異常成長の発生を抑制するためと、ウエーハのハンドリングや輸送時にウエーハ外周辺が接触して割れや欠けが発生するのを防止するために面取り部が設けられている。
しかし、エピタキシャル膜を厚く成膜すると、エッジクラウンの高さが１０μｍを超えるものがあり、このようなウエーハでは従来の円弧状の面取り部ではエッジクラウンの発生を抑制することは不可能であるため、特開平７−２２６３４９号公報では、ウエーハ外周に形成する面取り部をテーパ上に形成して、エッジクラウンの高さを抑える技術が開示されている。
特開平７−２２６３４９号公報
このようにウエーハの外周縁に十分大きな面取り部が形成されていると、エピタキシャル成長の際に生じるエッジクラウンの高さを抑えることができるが、ウエーハの種類によっては面取り部が小さかったり、全く面取りが施されていないものもある。このようなウエーハでは、エピタキシャル成長時にウエーハの外周部にエッジクラウン（エピタキシャル膜の盛り上がり部）が形成されてしまう。
ウエーハの表面外周部に形成されたエッジクラウン（エピタキシャル膜の盛り上がり部）は、ウエーハを搬送中に折れて表面のデバイスを傷つけてしまう恐れがある。また、裏面にエッジクラウンが発生すると、後工程においてウエーハの裏面側を吸引保持する際に吸引保持不良が発生する恐れがある。
最近注目されているＳｉＣ半導体は、優れた物理的・化学的性質を有することから、シリコン（Ｓｉ）半導体を凌駕する小型・低損失の半導体デバイスの実現が可能と期待されている。
ＳｉＣ半導体は、電力、自動車、鉄道、家電等の様々な分野に利用されている電力変換用のスイッチングデバイスや、通信用の高性能・大電力高周波デバイスへの応用が期待されている。
ところが、ＳｉＣウエーハには、面取り部が全く施されていないものがあり、ＳｉＣウエーハ上にエピタキシャル成長によりエピタキシャル膜を形成すると、ウエーハ周辺部の表面及び裏面にエッジクラウンが発生し、表面のデバイスを傷つけたり、後工程における吸引保持不良の原因となる。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウエーハの種類によらずエピタキシャル膜の盛り上がりに起因するデバイスの損傷や後工程における吸引保持不良の発生を防止可能なウエーハの加工方法を提供することである。
本発明によると、表面にエピタキシャル膜が成膜されたウエーハの加工方法であって、ウエーハを保持する保持面と、該保持面に直交し該保持面の中心を通る回転軸とを有する保持テーブルでウエーハを保持する保持ステップと、該保持テーブルに保持されたウエーハの外周縁に研削部材を当接し、該保持テーブルを該回転軸回りに回転させることでウエーハの外周縁に形成された盛り上がり部を除去する除去ステップと、を含むことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
好ましくは、保持ステップでは、ウエーハの中心と保持テーブルの回転軸とを偏心させた状態でウエーハを保持テーブルで保持する。好ましくは、ウエーハは炭化ケイ素から構成される。
本発明によると、エピタキシャル膜が表面に成膜されたウエーハは、外周縁に形成された盛り上がり部（エッジクラウン）が研削除去されるため、エピタキシャル膜の盛り上がりに起因したデバイスの損傷や後工程における吸引保持不良の発生が防止される。
表面にエピタキシャル膜を有するＳｉＣウエーハの断面図である。 保持ステップを示す一部断面側面図である。 除去ステップを示す一部断面側面図である。 除去ステップの他の実施形態を示す一部断面側面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１を参照すると、ＳｉＣ（炭化ケイ素）ウエーハ１１は、ＳｉＣバルクウエーハ（ＳｉＣ基板）１３上に単結晶ＳｉＣ薄膜からなるエピタキシャル膜１５がエピタキシャル成長により形成されている。
Ｓｉウエーハ１１では、通常ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等によりエピタキシャル膜１５が成膜される。ＳｉＣウエーハ１１の外周側面１１ｅは上面１１ａ及び１１ｂに概略垂直に形成されている。即ち、このＳｉＣウエーハ１１の外周縁には面取り部が形成されていない。
このような面取り部を有しないＳｉＣウエーハ１１等のウエーハにエピタキシャル膜１５をエピタキシャル成長させると、外周縁１１ｅ近傍の表面１１ａ及び裏面１１ｂにエッジクラウン（盛り上がり部）１７，１９が形成される。
本発明のウエーハの加工方法は、このようなエッジクラウン１７，１９を有するウエーハからエッジクラウン１７，１９を除去する加工方法であり、まず図２に示すように、保持面１０ａを有する保持テーブル１０でＳｉＣウエーハ１１を吸引保持する保持ステップを実施する。特に図示しないが、保持面１０ａは図示しない真空吸引源に選択的に接続される。
この保持ステップでは、ＳｉＣウエーハ１１の中心１１ｃと保持テーブル１０の回転軸１０ｂとが一致しない状態で、即ちウエーハ１１の中心１１ｃと保持テーブル１０の回転軸１０ｂとが偏心した状態で、ＳｉＣウエーハ１１が保持テーブル１０で吸引保持される。
次いで、保持テーブル１０で保持されたＳｉＣウエーハ１１のエッジクラウン１７に、図３に示すように、研削治具１６の研削部材２０を押し付ける。研削治具１６は、基台１８の下面に研削部材２０を固着して構成されており、研削部材２０は例えば研削砥石から構成される。ここで、研削部材２０は研削砥石に限定されるものではなく、例えば、不織布やウレタンに砥粒を分散させたものでもよい。更にここでは、「研削」に研磨も含むものとする。
研削治具１６はＬ形状の支持部材１２の先端部にコイルばね１４を介して取り付けられている。よって、研削部材２０がコイルばね１４の付勢力によりエッジクラウン１７に押し付けられる。
このように研削部材２０をコイルばね１４の付勢力によりエッジクラウン１７に押し付けた状態で、保持テーブル１０を矢印ａ方向に例えば３００ｒｐｍで回転して、研削部材２０でエッジクラウン１７を研削して除去する。
ＳｉＣウエーハ１１は保持テーブル１０に偏心して保持されているため、保持テーブル１０を回転するとエッジクラウン１７はウエーハ１１の半径方向に振動する。よって、エッジクラウン１７は円周方向に加えて半径方向に移動しながら研削部材２０により研削されるため、エッジクラウン１７の研削除去が効果的に遂行される。
また、保持テーブル１０でＳｉＣウエーハ１１を偏心して保持するようにすると、研削部材２０の一部が常にエッジクラウン１７に当接してエッジクラウン１７を研削するため、研削部材２０の一部が局所的に摩耗してしまうことを防止できる。
表面側のエッジクラウン１７を除去した後、ＳｉＣウエーハ１１の表面１１ａを保護テープを介して保持テーブル１０で吸引保持し、研削部材２０をエッジクラウン１９に圧接させることにより、裏面側のエッジクラウン１９を研削して除去する。
図４を参照すると、除去ステップの他の実施形態を示す一部断面側面図が示されている。この実施形態では、保持部材２２を第１アーム２４と、第１アーム２４の先端部にジョイント２８で回動可能に取り付けられた第２アーム２６とから構成する。そして、第２アーム２６の先端部に研削治具１６を取り付ける。
これにより、研削部材２０の研削面をＳｉＣバルクウエーハ１３の表面に形成されたエピタキシャル膜１５に対して所定角度傾斜した状態で、エッジクラウン１７に圧接させることができるため、研削部材２０によるエッジクラウン１７の研削時に表面に形成されたエピタキシャル膜１５を傷つけることが防止される。尚、この実施形態では、ジョイント２８中にスプリングを介装し、第２アーム２６は反時計回り方向にスプリングにより付勢されていることが好ましい。
上述した実施形態では、本発明の加工方法を外周縁に面取り部を有しないＳｉＣウエーハ１１に適用した例について説明したが、被加工物はＳｉＣウエーハ１１に限定されるものではなく、外周縁に面取り部を有しない他のウエーハにも同様に適用することができる。
１０ 保持テーブル
１０ａ 保持面
１０ｂ 回転軸
１１ ＳｉＣウエーハ
１１ｃ ウエーハ中心
１１ｅ ウエーハの外周側面
１３ ＳｉＣバルクウエーハ
１５ エピタキシャル膜
１６ 研削治具
１７，１９ エッジクラウン
２０ 研削部材
また、保持テーブル１０でＳｉＣウエーハ１１を偏心して保持するようにすると、研削部材２０が摺動しながらエッジクラウン１７に当接してエッジクラウン１７を研削するため、研削部材２０の一部が局所的に摩耗してしまうことを防止できる。

Claims (3)

  1. 表面にエピタキシャル膜が成膜されたウエーハの加工方法であって、
    ウエーハを保持する保持面と、該保持面に直交し該保持面の中心を通る回転軸とを有する保持テーブルでウエーハを保持する保持ステップと、
    該保持テーブルに保持されたウエーハの外周縁に研削部材を当接し、該保持テーブルを該回転軸回りに回転させることでウエーハの外周縁に形成された盛り上がり部を除去する除去ステップと、
    を含むことを特徴とするウエーハの加工方法。
  2. 前記保持ステップでは、ウエーハの中心と前記保持テーブルの前記回転軸とを偏心させた状態でウエーハを該保持テーブルで保持する請求項１記載のウエーハの加工方法。
  3. ウエーハは炭化ケイ素から構成される請求項１又は２記載のウエーハの加工方法。
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