JP2018037517A - 半導体ウェーハのラッピング方法および半導体ウェーハ - Google Patents
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Abstract
Description
(1)互いに対向配置された上定盤および下定盤の間で、砥粒を含む液を供給しながら、半導体ウェーハが装填されたキャリアプレートを遊星回転させて、前記半導体ウェーハの表裏面をラッピングする半導体ウェーハのラッピング方法において、
前記半導体ウェーハのラッピングを開始する開始工程と、
前記半導体ウェーハのラッピングを停止する停止工程と、
該停止工程の後、前記半導体ウェーハの、前記上定盤および前記下定盤に対する対向面を反転させる反転工程と、
該反転工程の後、前記対向面の反転を維持したまま前記半導体ウェーハのラッピングを再開する再開工程と、を含むことを特徴とする半導体ウェーハのラッピング方法。
ナノトポグラフィ・マップ評価により、該半導体ウェーハの表面にリング状の凹部パターンおよび凸部パターンのいずれも観察されないことを特徴とする半導体ウェーハ。
なお、ナノトポグラフィ・マップの取得にあたり、半導体ウェーハの表裏面を鉛直面としつつ、半導体ウェーハの外縁の任意の3点を固定して半導体ウェーハ表面を測定する。したがって、ナノトポグラフィ・マップは非吸着状態での半導体ウェーハ表面の高低差を表す。特に、ナノトポグラフィ・マップのクロスセクションにおいて、半導体ウェーハの面内中央部の平均高さと、前記面内中央部を取囲む前記半導体ウェーハの面内周縁部の平均高さとの差分が1nm以内であれば、リングパターンは観察されない。
本発明の一実施形態に従う半導体ウェーハのラッピング方法は、図1を用いて模式的に示されるように、互いに対向配置された上定盤10Aおよび下定盤10Bの間で、砥粒を含む液(図示せず)を供給しながら、半導体ウェーハWが装填されたキャリアプレート20を遊星回転させて、半導体ウェーハWの表裏面をラッピングする。そして、図5に示されるように、本実施形態に従う半導体ウェーハのラッピング方法は、半導体ウェーハWのラッピングを開始する開始工程(図5(A))と、半導体ウェーハWのラッピングを停止する停止工程(図5(B))と、停止工程の後、半導体ウェーハWの、上定盤10Aおよび下定盤10Bに対する対向面を反転させる反転工程(図5(C))と、該反転工程の後、対向面の反転を維持したまま半導体ウェーハWのラッピングを再開する再開工程(図5(D))と、を含む。こうすることで、ナノトポグラフィ・マップにおけるリング状のパターンの発生を抑制することができる。なお、図5では上記各工程における上定盤10A、下定盤10Bおよび半導体ウェーハWのみを図示している。以下、各工程の詳細を順次説明する。
本発明に従う半導体ウェーハは、鏡面研磨された半導体ウェーハであり、ナノトポグラフィ・マップ評価により、該半導体ウェーハの表面にリング状の凹部パターンおよび凸部パターンのいずれも観察されない。本発明に従う半導体ウェーハは、上述のラッピング方法の実施形態を適用し、さらに、常法に従う鏡面研磨を経て作製することができる。従来技術に従う半導体ウェーハでは、鏡面研磨後にナノトポグラフィ・マップ評価を行うと、半導体ウェーハの表面にリング状の凹部パターンまたは凸部パターンが観察される。しかしながら、上記実施形態に従うラッピング方法を用いることで、ナノトポグラフィ・マップ評価によりリング状のパターンが観察されない半導体ウェーハを作製することが可能となった。
前述の図1の構成および図5に示したフローチャートに従い、直径450mmのシリコンウェーハのラッピングを行った。すなわち、単結晶シリコンインゴットをスライスして得られた直径450mmのシリコンウェーハをキャリアプレートに装填し、ラッピング装置の上定盤および下定盤間に設置した。なお、目標ラッピング取り代が得られるまでの総ラッピング時間を予め確認した。
ラッピング開始からラッピング停止するまでのラッピング時間を、総ラッピング時間の40%、50%、60%、65%にそれぞれ変えた以外は、発明例1と同様にして、直径450mmのシリコンウェーハのラッピングを行った。すなわち、発明例2〜5では、目標ラッピング取り代に対して、それぞれ40%、50%、60%、65%のラッピング取り代が得られたときに反転工程を行った。
ラッピングを停止せず、総ラッピング時間経過後にラッピング経過後にラッピングを終了した以外は、発明例1と同様にして、直径450mmのシリコンウェーハのラッピングを行った。すなわち、従来例1では、シリコンウェーハの反転およびラッピングの再開を行っていない。
発明例1〜5および従来例1によるラッピング後のシリコンウェーハのそれぞれに、アルカリエッチング(以下、「アルカリET」と略記する)を同一条件で行った。その後、静電容量式形状測定器(コベルコ科研社製;SBW-451/R)を用いて、シリコンウェーハの径方向(ナノトポグラフィ・マップ中に示す矢印方向であり、スライス切断のうねり影響を受けないように、ワイヤー走行方向のクロスセクションに相当)での形状分布のグラフを測定した。結果を図6,7に示す。また、それぞれの形状分布のPV値を表1に示す。図6,7中のグラフにおいて、横軸はウェーハ中心からの距離を意味し、高さは相対値(A.U.)である。なお、アルカリETはラッピング後のシリコンウェーハの洗浄を主目的とするものであり、静電容量式形状測定器により測定されるシリコンウェーハの形状分布のPV値に影響しない。なお、ラッピング後のウェーハ面は、表面にマイクロクラックなどの加工ダメージが導入された梨地面であり、アルカリETにより、ピットが顕在化された面となる。
発明例1〜5および従来例1によるラッピング後のシリコンウェーハのそれぞれに、上記評価1において行ったアルカリETを同一条件で行った後、さらに、同一条件で両面研磨を施し、鏡面加工した。鏡面加工後のシリコンウェーハを、ナノトポグラフィ測定装置(KLAテンコール社製;WaferSight 3)を用いて測定し、ウェーハ表面のナノトポグラフィ・マップを得た。また、径方向(ナノトポグラフィ・マップ中に示す矢印方向であり、スライス切断のうねり影響を受けないように、ワイヤー走行方向のクロスセクションに相当)のナノトポグラフィの分布も併せて測定した。結果を図6,7に示す。図6,7中のグラフにおいて、横軸はウェーハ中心からの距離を意味する。また、径方向におけるナノトポグラフィ(NT)の高低差(面内中央部の平均高さと、面内周縁部の平均高さとの差)を表1に示す。なお、ここでいう面内中央部とは、シリコンウェーハの中心から160mm以内の領域であり、面内周縁部とは、シリコンウェーハの中心から160〜200mmの領域である。
10B 下定盤
11 サンギア
12 インターナルギア
20 キャリアプレート
W 半導体ウェーハ
Claims (6)
- 互いに対向配置された上定盤および下定盤の間で、砥粒を含む液を供給しながら、半導体ウェーハが装填されたキャリアプレートを遊星回転させて、前記半導体ウェーハの表裏面をラッピングする半導体ウェーハのラッピング方法において、
前記半導体ウェーハのラッピングを開始する開始工程と、
前記半導体ウェーハのラッピングを停止する停止工程と、
該停止工程の後、前記半導体ウェーハの、前記上定盤および前記下定盤に対する対向面を反転させる反転工程と、
該反転工程の後、前記対向面の反転を維持したまま前記半導体ウェーハのラッピングを再開する再開工程と、を含むことを特徴とする半導体ウェーハのラッピング方法。 - 前記反転工程を、目標ラッピング取り代に対して40%以上60%以下のラッピング取り代が得られたときに行う、請求項1に記載の半導体ウェーハのラッピング方法。
- 前記半導体ウェーハはシリコンウェーハである、請求項1または2に記載の半導体ウェーハのラッピング方法。
- 鏡面研磨された半導体ウェーハであって、
ナノトポグラフィ・マップ評価により、該半導体ウェーハの表面にリング状の凹部パターンおよび凸部パターンのいずれも観察されないことを特徴とする半導体ウェーハ。 - 前記半導体ウェーハの直径は300mm以上である、請求項4に記載の半導体ウェーハ。
- 前記半導体ウェーハは、シリコンウェーハである、請求項4または5に記載の半導体ウェーハ。
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