JP2018200960A - Processing method for silicon wafer - Google Patents

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Abstract

To allow damage to a pipe that supplies polishing liquid to be prevented and to form a gettering layer with an appropriate processing condition according to a wafer type.SOLUTION: A processing method for a silicon wafer (W) comprises: a gettering fine-particle impregnation step in which guttering fine particles of powder type, higher in Mohs hardness than silicon and used for forming a gettering layer, are sprayed over a polishing surface of a polishing pad (47) formed by impregnating non-woven fabric with a mixture of solid-phase reaction fine particles with a liquid binding agent and drying the fabric, and the entire polishing surface is thereby impregnated with the fine particles; a polishing step in which, while alkaline polishing liquid is supplied to a wafer rear-surface (W2) and the polishing pad, the wafer rear-surface is polished with the polishing pad; and a gettering-layer formation step in which, while pure water is supplied to the wafer rear-surface and the polishing pad, the gettering fine particles with which the polishing pad is impregnated are caused to act to form a gettering layer on the wafer rear-surface.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、ウエーハにゲッタリング層を形成するシリコンウエーハの加工方法に関する。   The present invention relates to a silicon wafer processing method for forming a gettering layer on a wafer.
半導体デバイス製造工程においては、複数のデバイスが形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分割することにより、半導体デバイスを形成する。半導体デバイスの小型化及び軽量化を図るために、半導体ウエーハを分割する前に、半導体ウエーハの裏面を研削している。このように半導体ウエーハを研削すると、半導体ウエーハの裏面にマイクロクラックからなる1μm程度の研削歪層が生成される。半導体ウエーハの厚みが100μm以下に薄くなると、この研削歪層により半導体デバイスの抗折強度が低下するという問題がある。   In the semiconductor device manufacturing process, a semiconductor device is formed by dividing a semiconductor wafer on which a plurality of devices are formed along a street. In order to reduce the size and weight of a semiconductor device, the back surface of the semiconductor wafer is ground before the semiconductor wafer is divided. When the semiconductor wafer is ground in this way, a grinding strain layer of about 1 μm composed of microcracks is formed on the back surface of the semiconductor wafer. When the thickness of the semiconductor wafer is reduced to 100 μm or less, there is a problem that the bending strength of the semiconductor device is lowered by the grinding strain layer.
このような問題を解消するために、半導体ウエーハを所定の厚みに研削した後、半導体ウエーハの裏面にポリッシング加工、ウエットエッチング加工、ドライエッチング加工等を施し、半導体ウエーハの裏面に生成された研削歪層を除去し、半導体デバイスの抗折強度の低下を防いでいる。   In order to solve such a problem, after grinding the semiconductor wafer to a predetermined thickness, the back surface of the semiconductor wafer is subjected to polishing processing, wet etching processing, dry etching processing, etc., and grinding distortion generated on the back surface of the semiconductor wafer is generated. The layer is removed to prevent a reduction in the bending strength of the semiconductor device.
一方で、DRAMやフラッシュメモリ等のようにメモリ機能を有する半導体デバイスが複数形成された半導体ウエーハにおいては、研削歪層を除去すると、メモリ機能が低下するという問題がある。これは、半導体ウエーハ裏面の研削歪層が除去されるとゲッタリング効果が消失して、半導体ウエーハの内部に含有した銅等の金属イオンがデバイスの形成された表面側に浮遊することで電流リークが発生するためと考えられる。   On the other hand, in a semiconductor wafer in which a plurality of semiconductor devices having a memory function such as a DRAM and a flash memory are formed, there is a problem that the memory function is degraded when the grinding strain layer is removed. This is because the gettering effect disappears when the grinding strain layer on the backside of the semiconductor wafer is removed, and metal ions such as copper contained in the semiconductor wafer float on the surface side where the device is formed, causing current leakage. This is considered to occur.
このような問題を解消するために、半導体ウエーハの裏面に0.2μm以下の厚さのマイクロクラックからなるゲッタリング層を形成する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。半導体ウエーハを所定の厚みに研削した後、GC(Green Carbide)等の砥粒を含有するアルカリ性のスラリーを供給しつつ、発泡ウレタンや不織布で形成された研磨パッドで、半導体ウエーハの裏面を研磨する。これにより、半導体ウエーハの裏面に残存した研削砥石による研削歪層を除去できる。その後、アルカリ性のスラリーの供給を停止して、純水を供給しつつ、研磨中にGC等の砥粒が充填された研磨パッドで半導体ウエーハの裏面を研磨する。これにより、抗折強度を低下させない僅かな傷を半導体ウエーハの裏面に形成して、ゲッタリング層を形成することができる。   In order to solve such a problem, a technique for forming a gettering layer made of microcracks having a thickness of 0.2 μm or less on the back surface of a semiconductor wafer has been proposed (for example, see Patent Document 1). After grinding the semiconductor wafer to a predetermined thickness, the back surface of the semiconductor wafer is polished with a polishing pad formed of foamed urethane or nonwoven fabric while supplying alkaline slurry containing abrasive grains such as GC (Green Carbide). . Thereby, the grinding distortion layer by the grinding wheel remaining on the back surface of the semiconductor wafer can be removed. Thereafter, the supply of the alkaline slurry is stopped, and the back surface of the semiconductor wafer is polished with a polishing pad filled with abrasive grains such as GC during polishing while supplying pure water. As a result, a gettering layer can be formed by forming slight scratches on the back surface of the semiconductor wafer that do not reduce the bending strength.
また、シリコンウエーハと固相反応を誘発する固相反応微粒子(研磨用砥粒)と、シリコンよりモース硬度が高いゲッタリング用微粒子(ゲッタリング形成用砥粒)とを混入した液状結合剤を不織布に含浸させて構成される研磨パッドが提案されている(例えば、特許文献2参照)。この研磨パッドにより、半導体ウエーハの裏面に残存した研削歪層を除去できると共に、半導体ウエーハの裏面にゲッタリング層を形成することができる。   In addition, a non-woven fabric is used as a liquid binder mixed with solid phase reaction fine particles (polishing abrasive grains) that induce a solid phase reaction with a silicon wafer and gettering fine particles (gettering forming abrasive grains) having a Mohs hardness higher than that of silicon. A polishing pad constituted by impregnating with is proposed (for example, see Patent Document 2). With this polishing pad, the grinding strain layer remaining on the back surface of the semiconductor wafer can be removed, and a gettering layer can be formed on the back surface of the semiconductor wafer.
特開2013−244537号公報JP 2013-244537 A 特開2015−046550号公報JP-A-2015-046550
しかしながら、特許文献1のウエーハ加工方法では、スラリーに含まれるGC砥粒のモース硬度が高いため、研磨パッドにスラリーを供給する配管が傷つけられる場合があり、この加工方法を実生産に使用することは困難であった。また、ウエーハの結晶欠陥はゲッタリング効果を有しており、ウエーハの結晶欠陥の状態によって必要なゲッタリング層の厚みが異なるため、例えば結晶欠陥の少ないウエーハではゲッタリング層を厚く形成する必要がある。よって、特許文献2の研磨パッドでは、結晶欠陥の量が異なるウエーハを続けて加工する際、各ウエーハに適切な厚みのゲッタリング層を形成するために、研磨パッドのゲッタリング用微粒子の含浸量をウエーハ毎に適切な量にして加工条件を調整する必要がある。このため、研磨パッドをウエーハ毎に交換する必要が生じ、操作が煩雑となる問題があった。   However, in the wafer processing method of Patent Document 1, since the Mohs hardness of the GC abrasive grains contained in the slurry is high, piping for supplying the slurry to the polishing pad may be damaged, and this processing method should be used for actual production. Was difficult. Also, the crystal defects of the wafer have a gettering effect, and the thickness of the required gettering layer differs depending on the state of the crystal defects of the wafer. For example, a wafer with few crystal defects needs to be formed thicker. is there. Therefore, in the polishing pad of Patent Document 2, when wafers with different amounts of crystal defects are continuously processed, the amount of impregnation of gettering fine particles for the polishing pad is formed in order to form a gettering layer having an appropriate thickness on each wafer. Therefore, it is necessary to adjust the processing conditions by making the amount of each wafer an appropriate amount. For this reason, it is necessary to replace the polishing pad for each wafer, and there is a problem that the operation becomes complicated.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、研磨液を供給する配管が傷つけられることを防止できると共に、ウエーハの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できるシリコンウエーハの加工方法を提供することを目的の一つとする。   The present invention has been made in view of the above points, and is capable of preventing damage to piping for supplying a polishing liquid and, depending on the type of wafer, a silicon wafer capable of forming a gettering layer under appropriate processing conditions. One of the purposes is to provide a processing method.
本発明の一態様のシリコンウエーハの加工方法は、シリコン基板の表面にデバイスが形成されたウエーハの裏面に金属イオンの誘導を規制するゲッタリング層を形成するためのシリコンウエーハの加工方法であって、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子を液状結合剤に混入して不織布に含浸させ乾燥してなる研磨パッドの研磨面にシリコンよりモース硬度が高くゲッタリング層を形成するための粉末状のゲッタリング用微粒子を吹き付けて研磨面全面に含浸させるゲッタリング用微粒子含浸ステップと、ウエーハを保持したチャックテーブルを回転させつつ、研磨パッドを回転させてチャックテーブルに保持されたウエーハ裏面に押圧すると共にアルカリ性研磨液をウエーハ裏面と研磨パッドとに供給しながら、研磨パッドでウエーハ裏面を研磨する研磨ステップと、研磨ステップ及びゲッタリング用微粒子含浸ステップを実施した後に、チャックテーブルと研磨パッドとを回転させると共にウエーハ裏面とウエーハを押圧する研磨パッドとに純水を供給しながら、研磨パッドに含浸されたゲッタリング用微粒子を作用させてウエーハ裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成ステップと、を備える。   A method for processing a silicon wafer according to one aspect of the present invention is a method for processing a silicon wafer for forming a gettering layer for restricting induction of metal ions on a back surface of a wafer on which a device is formed on the surface of a silicon substrate. A powder for forming a gettering layer having a Mohs hardness higher than that of silicon on the polishing surface of a polishing pad obtained by mixing solid phase reaction fine particles that induce a solid phase reaction with silicon into a liquid binder, impregnating a nonwoven fabric and drying Fine particle impregnation step for impregnating the entire surface of the polishing surface by spraying fine gettering particles, and rotating the polishing pad while rotating the chuck table holding the wafer and pressing the back surface of the wafer held on the chuck table At the same time, while supplying alkaline polishing liquid to the wafer back surface and polishing pad, (C) After performing the polishing step for polishing the back surface, the polishing step and the gettering fine particle impregnation step, while rotating the chuck table and the polishing pad and supplying pure water to the wafer back surface and the polishing pad for pressing the wafer And a gettering layer forming step of forming a gettering layer on the back surface of the wafer by causing gettering fine particles impregnated in the polishing pad to act.
この構成によれば、ゲッタリング層を形成するためのモース硬度の高いゲッタリング用微粒子は、遊離の微粒子として研磨パッドに吹き付けて含浸させる。これにより、研磨液にはゲッタリング用微粒子を含有させる必要がないため、研磨液を供給する配管がモース硬度の高い微粒子で傷つけられることを防止できる。また、研磨パッドにウエーハの状態に適した量及び平均粒径のゲッタリング用微粒子を含浸できるため、ウエーハの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成でき、ウエーハに適切な厚みのゲッタリング層を形成できる。   According to this configuration, the gettering fine particles having a high Mohs hardness for forming the gettering layer are impregnated by spraying on the polishing pad as free fine particles. Thereby, since it is not necessary to contain gettering fine particles in the polishing liquid, it is possible to prevent the pipe for supplying the polishing liquid from being damaged by fine particles having high Mohs hardness. In addition, since the polishing pad can be impregnated with fine particles for gettering having an amount suitable for the state of the wafer and an average particle diameter, a gettering layer can be formed under appropriate processing conditions depending on the type of wafer, and an appropriate thickness for the wafer. This gettering layer can be formed.
本発明の一態様のシリコンウエーハの加工方法は、シリコン基板の表面にデバイスが形成されたウエーハの裏面に金属イオンの誘導を規制するゲッタリング層を形成するためのシリコンウエーハの加工方法であって、不織布で形成された研磨パッドの研磨面にシリコンよりモース硬度が高くゲッタリング層を形成するための粉末状のゲッタリング用微粒子を吹き付けて該研磨面全面に含浸させるゲッタリング用微粒子含浸ステップと、ウエーハを保持したチャックテーブルを回転させつつ、研磨パッドを回転させてチャックテーブルに保持されたウエーハ裏面に押圧すると共に、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子を含有したアルカリ性研磨液をウエーハ裏面と研磨パッドとに供給しながら、研磨パッドでウエーハ裏面を研磨する研磨ステップと、研磨ステップ及びゲッタリング用微粒子含浸ステップを実施した後に、チャックテーブルと研磨パッドとを回転させると共にウエーハ裏面とウエーハを押圧する研磨パッドとに純水を供給しながら、研磨パッドに含浸されたゲッタリング用微粒子を作用させてウエーハ裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成ステップと、を備える。   A method for processing a silicon wafer according to one aspect of the present invention is a method for processing a silicon wafer for forming a gettering layer for restricting induction of metal ions on a back surface of a wafer on which a device is formed on the surface of a silicon substrate. A gettering fine particle impregnation step in which powdery gettering fine particles for forming a gettering layer having a higher Mohs hardness than silicon are sprayed on a polishing surface of a polishing pad formed of a nonwoven fabric to impregnate the entire polishing surface While rotating the chuck table holding the wafer, the polishing pad is rotated and pressed against the back surface of the wafer held by the chuck table, and an alkaline polishing liquid containing solid phase reaction microparticles that induce a solid phase reaction with silicon. While supplying the wafer backside and polishing pad, polish the wafer backside with the polishing pad. After performing the polishing step, polishing step and gettering fine particle impregnation step, the polishing table is impregnated while rotating the chuck table and the polishing pad and supplying pure water to the wafer back surface and the polishing pad that presses the wafer. And a gettering layer forming step of forming a gettering layer on the back surface of the wafer by causing the fine particles for gettering to act.
この構成によれば、ウエーハの研磨には、遊離の固相反応微粒子をアルカリ性研磨液に含有させて用いる。また、ゲッタリング層の形成には、遊離のゲッタリング用微粒子を研磨パッドに吹き付けて用いる。これらにより、研磨液には、モース硬度の低い固相反応微粒子が含有され、モース硬度の高いゲッタリング用微粒子を含有させる必要がないため、研磨液を供給する配管がゲッタリング用微粒子で傷つけられることを防止できる。また、研磨パッドにウエーハの状態に適した量及び平均粒径のゲッタリング用微粒子を含浸できるため、ウエーハの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成でき、ウエーハに適切な厚みのゲッタリング層を形成できる。また、遊離の固相反応微粒子を用いるため、研磨ステップで研磨パッドに固相反応微粒子が供給された後、研磨パッドから固相反応微粒子を除去できる。これにより、ゲッタリング用微粒子含浸ステップで、研磨パッドにゲッタリング用微粒子を多く付着させることができる。   According to this configuration, free solid phase reaction fine particles are contained in an alkaline polishing liquid for polishing the wafer. For forming the gettering layer, free gettering fine particles are sprayed onto the polishing pad. As a result, the polishing liquid contains solid-phase reaction fine particles having a low Mohs hardness, and it is not necessary to contain gettering fine particles having a high Mohs hardness. Therefore, the pipe for supplying the polishing liquid is damaged by the gettering fine particles. Can be prevented. In addition, since the polishing pad can be impregnated with fine particles for gettering having an amount suitable for the state of the wafer and an average particle diameter, a gettering layer can be formed under appropriate processing conditions depending on the type of wafer, and an appropriate thickness for the wafer. This gettering layer can be formed. In addition, since free solid phase reactive fine particles are used, after the solid phase reactive fine particles are supplied to the polishing pad in the polishing step, the solid phase reactive fine particles can be removed from the polishing pad. Thereby, a large amount of gettering fine particles can be adhered to the polishing pad in the gettering fine particle impregnation step.
本発明の一態様のシリコンウエーハの加工方法においては、ゲッタリング用微粒子含浸ステップは、研磨パッドの研磨面の研磨後に付着したシリコン屑を除去して研磨面のコンディションを整えるコンディショニングステップの直後に行う。   In the method for processing a silicon wafer according to one aspect of the present invention, the gettering fine particle impregnation step is performed immediately after the conditioning step of removing the silicon debris adhering after polishing of the polishing surface of the polishing pad and adjusting the condition of the polishing surface. .
本発明によれば、研磨液を供給する配管が傷つけられることを防止できると共に、ウエーハの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できる。   According to the present invention, it is possible to prevent the piping for supplying the polishing liquid from being damaged, and it is possible to form a gettering layer under appropriate processing conditions depending on the type of wafer.
本実施の形態に係る研磨装置の斜視図である。It is a perspective view of the polish device concerning this embodiment. 本実施の形態に係る研磨パッドの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the polishing pad which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る研磨ステップを示す図である。It is a figure which shows the grinding | polishing step which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るコンディショニングステップを示す図である。It is a figure which shows the conditioning step which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るゲッタリング用微粒子含浸ステップを示す図である。It is a figure which shows the fine particle impregnation step for gettering which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係るゲッタリング層形成ステップを示す図である。It is a figure which shows the gettering layer formation step which concerns on this Embodiment.
以下、添付図面を参照して、研磨装置について説明する。図1は、本実施の形態に係る研磨装置の斜視図である。なお、本実施の形態に係る研磨装置は、図1に示すような研磨専用の装置に限定されず、例えば、研削、研磨、洗浄等の一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に組み込まれてもよい。   Hereinafter, the polishing apparatus will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of a polishing apparatus according to the present embodiment. Note that the polishing apparatus according to the present embodiment is not limited to a polishing-dedicated apparatus as shown in FIG. 1, and is, for example, a fully automatic type in which a series of processes such as grinding, polishing, and cleaning are performed automatically. You may incorporate in a processing apparatus.
図1に示すように、研磨装置1は、後述する研磨パッド47を用いて、化学機械研磨(CMP: Chemical Mechanical Polishing)によってウエーハWを研磨するように構成されている。ウエーハWはシリコンウエーハからなり、表面W1に複数のストリートが格子状に形成され、ストリートによって区画された領域にIC、LSI等のデバイス(不図示)が形成されている。ウエーハWの裏面W2を研削して所定の厚み(例えば100μm)にする際し、ウエーハWの表面W1に形成されるデバイスを保護するために、ウエーハWの表面W1には保護テープTが貼着されている。ウエーハWは、被加工面である裏面W2を上側にして後述するチャックテーブル21に保持される。   As shown in FIG. 1, the polishing apparatus 1 is configured to polish a wafer W by chemical mechanical polishing (CMP) using a polishing pad 47 described later. The wafer W is made of a silicon wafer, and a plurality of streets are formed in a lattice shape on the surface W1, and devices (not shown) such as ICs and LSIs are formed in regions partitioned by the streets. When the back surface W2 of the wafer W is ground to a predetermined thickness (for example, 100 μm), a protective tape T is attached to the front surface W1 of the wafer W in order to protect the device formed on the front surface W1 of the wafer W. Has been. The wafer W is held by a chuck table 21 described later with the back surface W2 that is the processing surface facing upward.
研磨装置1の基台11の上面には、Y軸方向に延在する矩形状の開口が形成され、この開口はチャックテーブル21と共に移動可能なテーブルカバー12及び蛇腹状の防水カバー13に覆われている。防水カバー13の下方には、チャックテーブル21をY軸方向に移動させる移動手段24と、チャックテーブル21を連続回転させる回転手段22とが設けられている。チャックテーブル21の表面には、多孔質のポーラス材によって保護テープTを介してウエーハWを保持する保持面23が形成されている。保持面23は、チャックテーブル21内の流路を通じて吸引源(不図示)に接続されている。また、テーブルカバー12上にはチャックテーブル21近傍に、ドレス手段87及びゲッタリング用微粒子供給ノズル82が配設されており、ゲッタリング用微粒子供給ノズル82にはゲッタリング用微粒子供給手段81(図4及び図5参照)が接続されている。   A rectangular opening extending in the Y-axis direction is formed on the upper surface of the base 11 of the polishing apparatus 1, and this opening is covered with a table cover 12 that can move together with the chuck table 21 and a bellows-shaped waterproof cover 13. ing. Below the waterproof cover 13, a moving unit 24 that moves the chuck table 21 in the Y-axis direction and a rotating unit 22 that continuously rotates the chuck table 21 are provided. On the surface of the chuck table 21, a holding surface 23 that holds the wafer W via a protective tape T is formed by a porous porous material. The holding surface 23 is connected to a suction source (not shown) through a flow path in the chuck table 21. Further, a dressing means 87 and a gettering fine particle supply nozzle 82 are disposed on the table cover 12 in the vicinity of the chuck table 21. The gettering fine particle supply nozzle 82 has a gettering fine particle supply means 81 (see FIG. 4 and FIG. 5) are connected.
移動手段24は、基台11上に配置されたY軸方向に平行な一対のガイドレール51と、一対のガイドレール51にスライド可能に設置されたモータ駆動のY軸テーブル52とを有している。Y軸テーブル52の背面側には、ナット部(不図示)が形成され、このナット部にボールネジ53が螺合されている。そして、ボールネジ53の一端部に連結された駆動モータ54が回転駆動されることで、チャックテーブル21が一対のガイドレール51に沿ってY軸方向に動かされる。回転手段22は、Y軸テーブル52上に設けられており、チャックテーブル21をZ軸回りに回転可能に支持している。   The moving means 24 includes a pair of guide rails 51 arranged on the base 11 and parallel to the Y-axis direction, and a motor-driven Y-axis table 52 slidably installed on the pair of guide rails 51. Yes. A nut portion (not shown) is formed on the back side of the Y-axis table 52, and a ball screw 53 is screwed into the nut portion. The chuck motor 21 is moved in the Y-axis direction along the pair of guide rails 51 by rotating the drive motor 54 connected to one end of the ball screw 53. The rotating means 22 is provided on the Y-axis table 52 and supports the chuck table 21 so as to be rotatable around the Z-axis.
基台11にはコラム14が設置されており、コラム14には、研磨手段41をZ軸方向に加工送りする加工送り手段31が設けられている。加工送り手段31は、コラム14に配置されたZ軸方向に平行な一対のガイドレール32と、一対のガイドレール32にスライド可能に設置されたモータ駆動のZ軸テーブル33とを有している。Z軸テーブル33の背面側にはナット部(不図示)が形成され、このナット部にボールネジ34が螺合されている。ボールネジ34の一端部に連結された駆動モータ35によりボールネジ34が回転駆動されることで、研磨手段41がガイドレール32に沿って加工送りされる。   A column 14 is installed on the base 11, and the column 14 is provided with a processing feed means 31 for processing and feeding the polishing means 41 in the Z-axis direction. The processing feed means 31 has a pair of guide rails 32 arranged in the column 14 and parallel to the Z-axis direction, and a motor-driven Z-axis table 33 slidably installed on the pair of guide rails 32. . A nut portion (not shown) is formed on the back side of the Z-axis table 33, and a ball screw 34 is screwed to the nut portion. The ball screw 34 is rotationally driven by a drive motor 35 connected to one end of the ball screw 34, whereby the polishing means 41 is processed and fed along the guide rail 32.
研磨手段41は、ハウジング42を介してZ軸テーブル33の前面に取り付けられており、スピンドル43の下部に研磨パッド47を設けて構成されている。スピンドル43にはフランジ45が設けられ、フランジ45を介してハウジング42に研磨手段41が支持される。スピンドル43の下部にはマウント44が取り付けられ、マウント44には支持基台46と研磨パッド47から構成される研磨工具48が装着される。研磨手段41には、バルブ65、66を介して研磨用アルカリ溶液供給源61、純水供給源62が接続されている。研磨用アルカリ溶液供給源61にはアルカリ溶液(アルカリ性研磨液)が収容されており、純水供給源62には純水が収容されている。バルブ65が開かれると、研磨手段41にアルカリ溶液が研磨液として供給され、バルブ66が開かれると、研磨手段41に純水が供給される。   The polishing means 41 is attached to the front surface of the Z-axis table 33 via a housing 42, and is configured by providing a polishing pad 47 below the spindle 43. The spindle 43 is provided with a flange 45, and the polishing means 41 is supported on the housing 42 via the flange 45. A mount 44 is attached to the lower portion of the spindle 43, and a polishing tool 48 including a support base 46 and a polishing pad 47 is attached to the mount 44. A polishing alkaline solution supply source 61 and a pure water supply source 62 are connected to the polishing means 41 via valves 65 and 66. The alkaline solution supply source 61 for polishing contains an alkaline solution (alkaline polishing liquid), and the pure water supply source 62 contains pure water. When the valve 65 is opened, an alkaline solution is supplied to the polishing means 41 as a polishing liquid, and when the valve 66 is opened, pure water is supplied to the polishing means 41.
研磨装置1には、装置各部を統括制御する制御部(不図示)が設けられている。制御部は、バルブ65、66を制御する。また、後述するようにゲッタリング用微粒子供給ノズル82(図5参照)を制御して、研磨パッド47に吹き付けられるゲッタリング用微粒子の供給量を調整する。制御部は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。このように構成された研磨装置1では、研磨パッド47がZ軸回りに回転されながらチャックテーブル21に保持されるウエーハWに接近される。そして、研磨パッド47がウエーハWの裏面W2に回転接触することでウエーハWが研磨される。   The polishing apparatus 1 is provided with a control unit (not shown) that controls each part of the apparatus. The control unit controls the valves 65 and 66. Further, as described later, the gettering fine particle supply nozzle 82 (see FIG. 5) is controlled to adjust the supply amount of gettering fine particles sprayed on the polishing pad 47. The control unit is configured by a processor, a memory, and the like that execute various processes. The memory is composed of one or a plurality of storage media such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) depending on the application. In the polishing apparatus 1 configured as described above, the polishing pad 47 approaches the wafer W held on the chuck table 21 while being rotated about the Z axis. Then, the wafer W is polished by the rotational contact of the polishing pad 47 with the back surface W2 of the wafer W.
ここで、ウエーハにおける切削歪層を除去することでウエーハのゲッタリング効果が消失することを抑えるために、ウエーハにゲッタリング層が形成される。ゲッタリング層の形成は、モース硬度の高いGC砥粒等のゲッタリング用微粒子を用いて研磨パッドでウエーハに僅かな傷を形成することにより行われる。ゲッタリング用微粒子を研磨液に含有させて研磨パッドに供給すると、研磨液を供給するための配管がゲッタリング用微粒子により傷つけられる場合があった。このため、ゲッタリング用微粒子を固定した研磨パッドを用いて、ウエーハにゲッタリング層を形成する方法が提案されている。しかしながら、ウエーハは結晶欠陥の量やウエーハの厚みによって必要なゲッタリング層の厚みが異なるため、所定量のゲッタリング用微粒子が固定される研磨パッドでは加工条件が一定となり、ウエーハの状態に応じて適切な厚みのゲッタリング層を形成することが困難であった。   Here, in order to prevent the gettering effect of the wafer from disappearing by removing the cutting strain layer on the wafer, a gettering layer is formed on the wafer. The gettering layer is formed by forming slight scratches on the wafer with a polishing pad using gettering fine particles such as GC grains having high Mohs hardness. When gettering fine particles are contained in the polishing liquid and supplied to the polishing pad, the pipe for supplying the polishing liquid may be damaged by the gettering fine particles. For this reason, a method for forming a gettering layer on a wafer using a polishing pad to which gettering fine particles are fixed has been proposed. However, since the required thickness of the gettering layer varies depending on the amount of crystal defects and the thickness of the wafer, the processing conditions are constant for a polishing pad to which a predetermined amount of gettering fine particles are fixed, and the wafer condition depends on the wafer condition. It was difficult to form a gettering layer having an appropriate thickness.
そこで、本実施の形態においては、ゲッタリング用微粒子を研磨パッドに吹き付けて用いる。これにより、研磨液にゲッタリング用微粒子を含有させる必要がないため、研磨液を供給する配管がゲッタリング用微粒子に傷つけられることを防止できる。また、ウエーハの結晶欠陥や厚みに応じて、研磨パッドへのゲッタリング用微粒子の供給量及び平均粒径を調整できるため、ウエーハ毎に適切な加工条件でゲッタリング層を形成できる。   Therefore, in the present embodiment, gettering fine particles are sprayed onto the polishing pad. This eliminates the need for the gettering fine particles to be contained in the polishing liquid, thereby preventing the pipe for supplying the polishing liquid from being damaged by the gettering fine particles. Further, since the supply amount and average particle diameter of gettering fine particles to the polishing pad can be adjusted according to the crystal defects and thickness of the wafer, a gettering layer can be formed under appropriate processing conditions for each wafer.
まず、図2を参照して、研磨パッド47の構成について詳細に説明する。図2は、本実施の形態に係る研磨パッドの構成を示す図である。図2Aは、研磨パッドを備える研磨工具の斜視図である。図2Bは、研磨工具がマウントに装着された部分断面図である。   First, the configuration of the polishing pad 47 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the polishing pad according to the present embodiment. FIG. 2A is a perspective view of a polishing tool including a polishing pad. FIG. 2B is a partial cross-sectional view of the polishing tool mounted on the mount.
図2Aに示すように、円環状の支持基台46に研磨パッド47が貼着され、研磨工具48が構成される。支持基台46はアルミ合金等によって形成されており、中央部分には研磨液が通る穴46aが開口されている。また、支持基台46には周方向に間隔をおいて雌ネジ孔46bが形成されている。支持基台46の下面は研磨パッド47の支持面を形成しており、支持面に研磨パッド47が両面接着テープによって装着されている。研磨パッド47は円環状に形成されており、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子が含まれている。また、研磨パッド47の中央部分には、支持基台46に形成される穴46aに連通する穴47cが開口されている(図2B参照)。   As shown in FIG. 2A, a polishing pad 47 is adhered to an annular support base 46 to constitute a polishing tool 48. The support base 46 is made of an aluminum alloy or the like, and a hole 46a through which the polishing liquid passes is opened at the center. The support base 46 is formed with female screw holes 46b at intervals in the circumferential direction. The lower surface of the support base 46 forms a support surface for the polishing pad 47, and the polishing pad 47 is mounted on the support surface with a double-sided adhesive tape. The polishing pad 47 is formed in an annular shape and contains solid-phase reaction fine particles that induce a solid-phase reaction with silicon. In addition, a hole 47c communicating with a hole 46a formed in the support base 46 is opened at the center portion of the polishing pad 47 (see FIG. 2B).
研磨パッド47は、シリコンウエーハと固相反応を誘発する固相反応微粒子が液状結合材に投入され、この液状結合材を含浸させた不織布が乾燥されて形成される。固相反応微粒子としては、SiO、CeO、ZrO等が用いられ、固相反応微粒子の粒径は、例えば2μmであることが好ましい。また、研磨パッド47に含まれる固相反応微粒子として、2種類以上の固相反応微粒子を用いることができる。また、液状結合剤としては、例えばウレタンを溶媒で溶解した液体が用いられ、溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン、酢酸エチル等が用いられる。固相反応微粒子が研磨パッド47に固定されることで、研磨液にはアルカリ溶液のみが含まれるため、研磨液を供給する配管が固相反応微粒子等で目詰まりすることが防止され、配管のメンテナンスがより容易になる。 The polishing pad 47 is formed by putting solid phase reaction fine particles that induce a solid phase reaction with a silicon wafer into a liquid binder, and drying a nonwoven fabric impregnated with the liquid binder. As the solid phase reaction fine particles, SiO 2 , CeO 2 , ZrO 2 or the like is used, and the particle size of the solid phase reaction fine particles is preferably 2 μm, for example. Further, two or more kinds of solid phase reactive fine particles can be used as the solid phase reactive fine particles contained in the polishing pad 47. As the liquid binder, for example, a liquid obtained by dissolving urethane in a solvent is used, and as the solvent, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, acetone, ethyl acetate, or the like is used. By fixing the solid phase reaction fine particles to the polishing pad 47, the polishing liquid contains only an alkaline solution, so that the piping for supplying the polishing liquid is prevented from being clogged with solid phase reaction fine particles and the like. Maintenance becomes easier.
このように構成される研磨工具48は、図2Bに示すように、スピンドル43の下端に取り付けられているマウント44の下面に装着される。マウント44には上面から下面を貫通するボルト挿入孔(不図示)が形成されており、ボルト挿入孔に挿し込まれたボルト71が支持基台46に形成される雌ネジ孔46bに螺入されることで、研磨工具48がマウント44に装着される。この際、スピンドル43の中心に形成される流路43aが、支持基台46及び研磨パッド47に形成される穴46a、47cに連通する。   The polishing tool 48 configured in this way is attached to the lower surface of the mount 44 attached to the lower end of the spindle 43 as shown in FIG. 2B. The mount 44 has a bolt insertion hole (not shown) penetrating from the upper surface to the lower surface, and a bolt 71 inserted into the bolt insertion hole is screwed into a female screw hole 46 b formed in the support base 46. Thus, the polishing tool 48 is attached to the mount 44. At this time, the flow path 43 a formed at the center of the spindle 43 communicates with the holes 46 a and 47 c formed in the support base 46 and the polishing pad 47.
また、流路43aは、バルブ65、66を介してそれぞれ研磨用アルカリ溶液供給源61、純水供給源62に接続されている。流路43aが、穴46a、47cに連通することにより、研磨用アルカリ溶液供給源61のアルカリ溶液又は純水供給源62の純水が、流路43a及び穴46a、47cを通って研磨パッド47に供給される。流路43aと研磨用アルカリ溶液供給源61とを接続する配管は、例えば可撓性のある材料等で構成されている。   The flow path 43a is connected to a polishing alkaline solution supply source 61 and a pure water supply source 62 through valves 65 and 66, respectively. The flow path 43a communicates with the holes 46a and 47c, whereby the alkaline solution of the polishing alkaline solution supply source 61 or the pure water of the pure water supply source 62 passes through the flow path 43a and the holes 46a and 47c. To be supplied. The pipe connecting the flow path 43a and the polishing alkaline solution supply source 61 is made of, for example, a flexible material.
以下、図3から図6を参照して、本実施の形態に係るウエーハの加工方法について説明する。ウエーハWの加工方法は、固相反応微粒子が固定される研磨パッド47の研磨面にシリコンよりモース硬度が高い粉末状のゲッタリング用微粒子を吹き付けるゲッタリング用微粒子含浸ステップと、アルカリ溶液を供給しながら研磨パッド47に含まれる固相反応微粒子でウエーハWの裏面W2を研磨して切削歪層を除去する研磨ステップと、純水を供給しながら研磨パッド47に吹き付けられたゲッタリング用微粒子を作用させてウエーハWの裏面W2に傷を形成するゲッタリング層形成ステップとを含んでいる。図3は本実施の形態に係る研磨ステップを示す図である。図4は本実施の形態に係るコンディショニングステップを示す図である。図5は本実施の形態に係るゲッタリング用微粒子含浸ステップを示す図である。図6は本実施の形態に係るゲッタリング層形成ステップを示す図である。   Hereinafter, the wafer processing method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The processing method of the wafer W is to supply a gettering fine particle impregnation step in which powdery gettering fine particles having a Mohs hardness higher than that of silicon are sprayed on the polishing surface of the polishing pad 47 to which solid phase reaction fine particles are fixed, and an alkaline solution. The polishing step for removing the cutting strain layer by polishing the back surface W2 of the wafer W with the solid phase reaction fine particles contained in the polishing pad 47 and the gettering fine particles sprayed on the polishing pad 47 while supplying pure water act. And a gettering layer forming step for forming scratches on the back surface W2 of the wafer W. FIG. 3 is a diagram showing a polishing step according to the present embodiment. FIG. 4 is a diagram showing conditioning steps according to the present embodiment. FIG. 5 is a view showing a fine particle impregnation step for gettering according to the present embodiment. FIG. 6 is a diagram showing a gettering layer forming step according to the present embodiment.
図3に示すように、まず研磨ステップが実施される。所定の厚みに研削加工されたウエーハWは、保護テープTが貼着される表面W1を下側に、裏面W2を上側にしてチャックテーブル21に搬入され、ウエーハWは保護テープTを介してチャックテーブル21の保持面23に保持される。また、移動手段24(図1参照)によりチャックテーブル21が研磨手段41の下方に移動され、チャックテーブル21の回転軸と研磨パッド47の回転軸とがずれるように位置付けられる。   As shown in FIG. 3, a polishing step is first performed. The wafer W ground to a predetermined thickness is carried into the chuck table 21 with the front surface W1 to which the protective tape T is attached facing downward and the back surface W2 facing upward, and the wafer W is chucked via the protective tape T. It is held on the holding surface 23 of the table 21. Further, the chuck table 21 is moved below the polishing means 41 by the moving means 24 (see FIG. 1) and positioned so that the rotation axis of the chuck table 21 and the rotation axis of the polishing pad 47 are shifted.
チャックテーブル21がZ軸回りに回転されると共に、研磨パッド47もZ軸回りにチャックテーブル21と同一方向に回転される。そして、加工送り手段31(図1参照)により例えば300g/cmの研磨圧力で研磨パッド47がウエーハWの裏面W2に向けて加工送りされ、研磨パッド47の研磨面がウエーハWの裏面W2全体に回転接触されウエーハWが研磨される。 The chuck table 21 is rotated about the Z axis, and the polishing pad 47 is also rotated about the Z axis in the same direction as the chuck table 21. Then, the polishing pad 47 is processed and fed toward the back surface W2 of the wafer W by a polishing pressure of, for example, 300 g / cm 2 by the processing feed means 31 (see FIG. 1), and the polishing surface of the polishing pad 47 is the entire back surface W2 of the wafer W. And the wafer W is polished.
このとき、バルブ66が閉じられ、バルブ65が開かれて研磨用アルカリ溶液供給源61からスピンドル43内の流路43aにアルカリ溶液が供給される。これにより、支持基台46に形成される穴46aを介して研磨パッド47に形成される穴47cに、例えば1分間に0.5リットルの割合でアルカリ溶液が供給される。アルカリ溶液は研磨パッド47の穴47cから研磨面に広がり、研磨パッド47にアルカリ溶液が供給されながらウエーハWが研磨される。なお、研磨レートは例えば0.72μm/分に設定され、研磨時間は例えば2分間に設定される。   At this time, the valve 66 is closed, the valve 65 is opened, and the alkaline solution is supplied from the polishing alkaline solution supply source 61 to the flow path 43 a in the spindle 43. Thus, the alkaline solution is supplied to the hole 47c formed in the polishing pad 47 through the hole 46a formed in the support base 46, for example, at a rate of 0.5 liter per minute. The alkaline solution spreads from the hole 47 c of the polishing pad 47 to the polishing surface, and the wafer W is polished while the alkaline solution is supplied to the polishing pad 47. The polishing rate is set to 0.72 μm / min, for example, and the polishing time is set to 2 minutes, for example.
研磨用アルカリ溶液供給源61に収容されるアルカリ溶液は、pH10以上pH12以下であることが好ましい。pH10以上pH12以下のアルカリ溶液としては、TMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)、ピペラジン、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等が用いられる。   The alkaline solution accommodated in the polishing alkaline solution supply source 61 is preferably pH 10 or more and pH 12 or less. TMAH (tetramethylammonium hydroxide), piperazine, potassium hydroxide, sodium hydroxide and the like are used as the alkaline solution having a pH of 10 or more and pH 12 or less.
このようにして研磨ステップを実施することにより、研磨パッド47に固定されている固相反応微粒子が強く働いて、ウエーハWの裏面W2が所定量研磨されると共にアルカリ溶液によりエッチングされるため、研削加工でウエーハWの裏面W2に生成された研削歪層が除去される。   By carrying out the polishing step in this manner, the solid phase reaction fine particles fixed to the polishing pad 47 work strongly, and the back surface W2 of the wafer W is polished by a predetermined amount and etched with an alkaline solution. The grinding strain layer generated on the back surface W2 of the wafer W by the processing is removed.
図4に示すように、研磨ステップの後には、コンディショニングステップが実施される。テーブルカバー12上にはチャックテーブル21近傍に支持台86が設けられ、支持台86の上面にはドレス手段87が配設されている。また、テーブルカバー12上にはY軸方向でドレス手段87の隣に、ドレス後の研磨面に対してゲッタリング用微粒子を吹き付けるゲッタリング用微粒子供給ノズル82が立設されている。ゲッタリング用微粒子供給ノズル82は、硬度の高い専用配管でゲッタリング用微粒子供給手段81に接続されている。ゲッタリング用微粒子供給手段81には、粉末状のゲッタリング用微粒子が収容されている。ゲッタリング用微粒子供給手段81は、移動手段24(図1参照)でテーブルカバー12と一体に移動される。このため、ゲッタリング用微粒子供給ノズル82とゲッタリング用微粒子供給手段81を接続する配管を剛体で形成でき、配管内がゲッタリング用微粒子で傷つくことがない。   As shown in FIG. 4, a conditioning step is performed after the polishing step. A support base 86 is provided in the vicinity of the chuck table 21 on the table cover 12, and dressing means 87 is provided on the upper surface of the support base 86. Further, on the table cover 12, a gettering fine particle supply nozzle 82 is provided standing next to the dressing means 87 in the Y-axis direction to spray gettering fine particles on the polished surface after dressing. The gettering fine particle supply nozzle 82 is connected to the gettering fine particle supply means 81 by a dedicated pipe having high hardness. The gettering fine particle supply means 81 contains powdery gettering fine particles. The gettering particulate supply means 81 is moved integrally with the table cover 12 by the moving means 24 (see FIG. 1). Therefore, the pipe connecting the gettering fine particle supply nozzle 82 and the gettering fine particle supply means 81 can be formed of a rigid body, and the inside of the pipe is not damaged by the gettering fine particles.
チャックテーブル21の回転が停止されて、移動手段24によりテーブルカバー12が移動され、ドレス手段87が研磨パッド47の外周縁に位置付けられる。この状態で、移動手段24によりドレス手段87がY軸方向に移動され、ドレス手段87のドレス面が研磨パッド47の研磨面の中心まで移動されることにより、研磨パッド47の研磨面全面がドレスされる。このとき、バルブ66及びバルブ65は閉じられている。これにより、研磨パッド47の研磨面に付着したウエーハWのシリコン屑を研磨後に除去して、研磨パッド47の研磨面のコンディションが整えられる。   The rotation of the chuck table 21 is stopped, the table cover 12 is moved by the moving means 24, and the dressing means 87 is positioned on the outer peripheral edge of the polishing pad 47. In this state, the dressing means 87 is moved in the Y-axis direction by the moving means 24, and the dress surface of the dressing means 87 is moved to the center of the polishing surface of the polishing pad 47, so that the entire polishing surface of the polishing pad 47 is dressed. Is done. At this time, the valve 66 and the valve 65 are closed. Thereby, the silicon waste of the wafer W adhering to the polishing surface of the polishing pad 47 is removed after polishing, and the condition of the polishing surface of the polishing pad 47 is adjusted.
図5に示すように、コンディショニングステップの直後には、ゲッタリング用微粒子含浸ステップが実施される。ゲッタリング用微粒子供給ノズル82の噴出口が研磨パッド47の外周縁の真下に位置付けられる。ゲッタリング用微粒子供給ノズル82から、ゲッタリング用微粒子供給手段81の粉末状のゲッタリング用微粒子が噴出され、ドレスされた研磨パッド47の研磨面に吹き付けられる。チャックテーブル21がZ軸回りに回転されると共に、移動手段24によりゲッタリング用微粒子供給ノズル82がY軸方向に移動されることで、研磨パッド47の研磨面全面にゲッタリング用微粒子が含浸される。研磨パッド47の研磨面に吹き付けられるゲッタリング用微粒子の量は、ゲッタリング用微粒子供給ノズル82からのゲッタリング用微粒子の噴出量を調整することで、制御することができる。   As shown in FIG. 5, a gettering fine particle impregnation step is performed immediately after the conditioning step. The jet nozzle of the gettering fine particle supply nozzle 82 is positioned directly below the outer peripheral edge of the polishing pad 47. From the gettering fine particle supply nozzle 82, the powdery gettering fine particles of the gettering fine particle supply means 81 are jetted and sprayed onto the polishing surface of the dressed polishing pad 47. The chuck table 21 is rotated about the Z axis, and the gettering fine particle supply nozzle 82 is moved in the Y axis direction by the moving unit 24, so that the entire polishing surface of the polishing pad 47 is impregnated with gettering fine particles. The The amount of gettering fine particles sprayed onto the polishing surface of the polishing pad 47 can be controlled by adjusting the amount of gettering fine particles ejected from the gettering fine particle supply nozzle 82.
なお、コンディショニングステップとゲッタリング用微粒子含浸ステップは同時に行われてもよく、この場合、コンディショニングステップの後方でゲッタリング用微粒子含浸ステップが行われる。また、ゲッタリング用微粒子含浸ステップは、後述するゲッタリング層形成ステップの前に行われれば、どのタイミングで行ってもよい。研磨ステップにおいて供給されるアルカリ溶液、又は後述するゲッタリング層形成ステップにおいて供給される純水により、研磨パッド47が濡れた状態でゲッタリング用微粒子が吹き付けられるため、研磨パッド47にゲッタリング用微粒子が付着し易い。また、ゲッタリング用微粒子含浸ステップの前にコンディショニングステップが行われることにより、研磨パッド47に付着したウエーハWのシリコン屑が研磨パッド47から除去されているため、研磨パッド47にゲッタリング用微粒子が含浸し易い。   The conditioning step and the gettering fine particle impregnation step may be performed at the same time. In this case, the gettering fine particle impregnation step is performed behind the conditioning step. Further, the gettering fine particle impregnation step may be performed at any timing as long as it is performed before the gettering layer forming step described later. The gettering fine particles are sprayed on the polishing pad 47 in a wet state by the alkaline solution supplied in the polishing step or pure water supplied in the gettering layer forming step, which will be described later. Is easy to adhere. In addition, since the conditioning step is performed before the gettering fine particle impregnation step, the silicon waste of the wafer W adhering to the polishing pad 47 is removed from the polishing pad 47, so that the gettering fine particles are put on the polishing pad 47. Easy to impregnate.
ゲッタリング用微粒子供給手段81に収容される粉末状のゲッタリング用微粒子の平均粒径は、例えば0.1μm以上5μm以下であることが好ましい。ゲッタリング用微粒子は、シリコンよりモース硬度が高い微粒子であり、配管を傷つける硬度、例えばモース硬度は9以上である。ゲッタリング用微粒子としては、ダイヤモンド、GC等のSiC、Al、WC、TiN、TaC、ZrC、AlB、BC等が用いられる。 The average particle diameter of the powdery gettering fine particles accommodated in the gettering fine particle supply means 81 is preferably 0.1 μm or more and 5 μm or less, for example. The gettering fine particles are fine particles having a Mohs hardness higher than that of silicon, and the hardness for damaging the pipe, for example, the Mohs hardness is 9 or more. As the fine particles for gettering, SiC such as diamond and GC, Al 2 O 3 , WC, TiN, TaC, ZrC, AlB, B 4 C and the like are used.
図6に示すように、ゲッタリング用微粒子含浸ステップの後には、ゲッタリング層形成ステップが実施される。図6Aに示すように、チャックテーブル21がZ軸回りに回転されると共に、研磨パッド47もZ軸回りにチャックテーブル21と同一方向に回転される。そして、加工送り手段31(図1参照)により例えば50g/cmの研磨圧力で研磨パッド47がウエーハWの裏面W2に向けて加工送りされ、研磨パッド47の研磨面がウエーハWに回転接触されてウエーハWが研磨される。 As shown in FIG. 6, a gettering layer forming step is performed after the gettering fine particle impregnation step. As shown in FIG. 6A, the chuck table 21 is rotated about the Z axis, and the polishing pad 47 is also rotated about the Z axis in the same direction as the chuck table 21. Then, the polishing pad 47 is processed and fed toward the rear surface W2 of the wafer W by a polishing pressure of, for example, 50 g / cm 2 by the processing feed means 31 (see FIG. 1), and the polishing surface of the polishing pad 47 is rotationally contacted with the wafer W. Then, the wafer W is polished.
このとき、バルブ65が閉じられ、バルブ66が開かれて純水供給源62から純水が供給される。これにより、支持基台46に形成される穴46aを介して研磨パッド47に形成される穴47cに、例えば1分間に1.0リットルの割合で純水が供給され、純水は穴47cから研磨面に広がる。   At this time, the valve 65 is closed, the valve 66 is opened, and pure water is supplied from the pure water supply source 62. Thereby, pure water is supplied to the hole 47c formed in the polishing pad 47 through the hole 46a formed in the support base 46, for example, at a rate of 1.0 liter per minute, and the pure water is supplied from the hole 47c. Spread on the polished surface.
図6Bに示すように、研磨パッド47に純水が供給されながら研磨パッド47がウエーハWに回転接触されている状態で、移動手段24(図1参照)により矢印Nの方向にチャックテーブル21が移動される。すなわち、ウエーハWの裏面W2が摺動されながら、チャックテーブル21の回転軸と研磨パッド47の回転軸とがY軸方向に離れるように移動される。チャックテーブル21の矢印Nで示す方向への移動は、例えば移動速度0.67mm/秒で1分間実施され、チャックテーブル21は約40mm移動される。これにより、ウエーハWの裏面W2には僅かな傷が付けられる。このようにしてゲッタリング層形成ステップを実施することにより、ゲッタリング用微粒子含浸ステップで研磨パッド47に吹き付けられた遊離のゲッタリング用微粒子が強く働いて、ウエーハWの裏面W2にゲッタリング層を形成することができる。   As shown in FIG. 6B, the chuck table 21 is moved in the direction of arrow N by the moving means 24 (see FIG. 1) in a state where the polishing pad 47 is in rotational contact with the wafer W while pure water is supplied to the polishing pad 47. Moved. That is, while the back surface W2 of the wafer W is slid, the rotation axis of the chuck table 21 and the rotation axis of the polishing pad 47 are moved away from each other in the Y-axis direction. The chuck table 21 is moved in the direction indicated by the arrow N, for example, at a moving speed of 0.67 mm / sec for 1 minute, and the chuck table 21 is moved about 40 mm. As a result, the rear surface W2 of the wafer W is slightly scratched. By performing the gettering layer forming step in this way, the free gettering fine particles sprayed on the polishing pad 47 in the gettering fine particle impregnation step work strongly, and the gettering layer is formed on the back surface W2 of the wafer W. Can be formed.
このように、モース硬度の高いゲッタリング用微粒子は、ゲッタリング用微粒子含浸ステップにおいて、研磨パッド47に吹き付けて含浸させる。これにより、研磨液にゲッタリング用微粒子を含有させる必要がないため、研磨用アルカリ溶液供給源61と流路43aを接続する配管が、ゲッタリング用微粒子で傷つけられることを抑制できる。   As described above, the gettering fine particles having high Mohs hardness are impregnated by spraying onto the polishing pad 47 in the gettering fine particle impregnation step. Thereby, since it is not necessary to contain the gettering fine particles in the polishing liquid, it is possible to suppress the pipe connecting the polishing alkaline solution supply source 61 and the flow path 43a from being damaged by the gettering fine particles.
研磨パッド47の研磨面に吹き付けられるゲッタリング用微粒子の供給量は、ゲッタリング用微粒子供給ノズル82を制御して、ゲッタリング用微粒子の噴出量を調整することで、制御することができる。また、ゲッタリング用微粒子供給手段81に収容されるゲッタリング用微粒子の平均粒径をウエーハWの種類に合わせて変えることができる。このように、研磨パッド47の研磨面に吹き付けられるゲッタリング用微粒子の量及び平均粒径を調整できるため、ウエーハWの結晶欠陥の量及びウエーハWの厚みに応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できる。   The supply amount of the gettering fine particles sprayed on the polishing surface of the polishing pad 47 can be controlled by controlling the gettering fine particle supply nozzle 82 and adjusting the amount of gettering fine particles ejected. Further, the average particle diameter of the gettering fine particles accommodated in the gettering fine particle supply means 81 can be changed according to the type of the wafer W. As described above, since the amount and average particle diameter of gettering fine particles sprayed on the polishing surface of the polishing pad 47 can be adjusted, the getter can be obtained under appropriate processing conditions according to the amount of crystal defects in the wafer W and the thickness of the wafer W. A ring layer can be formed.
以上のように、本実施の形態に係るウエーハWの加工方法は、ゲッタリング層を形成するためのモース硬度の高いゲッタリング用微粒子は、遊離の微粒子として研磨パッド47に吹き付けて含浸させる。これにより、研磨液にはゲッタリング用微粒子を含有させる必要がないため、研磨液を供給する配管がモース硬度の高い微粒子で傷つけられることを防止できる。また、研磨パッドにウエーハWの状態に適した量及び平均粒径のゲッタリング用微粒子を含浸できるため、ウエーハWの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成でき、ウエーハWに適切な厚みのゲッタリング層を形成できる。   As described above, in the wafer W processing method according to the present embodiment, gettering fine particles having a high Mohs hardness for forming a gettering layer are impregnated by spraying onto the polishing pad 47 as free fine particles. Thereby, since it is not necessary to contain gettering fine particles in the polishing liquid, it is possible to prevent the pipe for supplying the polishing liquid from being damaged by fine particles having high Mohs hardness. In addition, since the polishing pad can be impregnated with fine particles for gettering having an average particle size suitable for the state of the wafer W, a gettering layer can be formed under appropriate processing conditions according to the type of the wafer W. A gettering layer having an appropriate thickness can be formed.
上記実施の形態においては、研磨ステップで用いられる固相反応微粒子が研磨パッド47に固定される構成としたが、これに限定されない。ウエーハWが研磨される際に研磨パッド47に供給されれば、遊離の固相反応微粒子を用いてもよい。この場合、固相反応微粒子は、研磨用アルカリ溶液供給源61に収容されるアルカリ溶液に含有され、研磨ステップでアルカリ溶液と共に研磨パッド47に供給される。固相反応微粒子はゲッタリング用微粒子よりモース硬度が低いため、アルカリ溶液を研磨パッドに供給する配管が固相反応微粒子により傷つけられることが抑制される。また、遊離の固相反応微粒子を用いるため、研磨ステップで研磨パッド47に固相反応微粒子が供給された後、コンディショニングステップで研磨パッド47から固相反応微粒子を除去できる。これにより、ゲッタリング用微粒子含浸ステップで、研磨パッド47にゲッタリング用微粒子を多く付着させることができる。   In the above embodiment, the solid phase reaction fine particles used in the polishing step are fixed to the polishing pad 47, but the present invention is not limited to this. If the wafer W is polished and supplied to the polishing pad 47, free solid phase reaction fine particles may be used. In this case, the solid phase reaction fine particles are contained in an alkaline solution accommodated in the polishing alkaline solution supply source 61 and supplied to the polishing pad 47 together with the alkaline solution in the polishing step. Since the solid phase reaction fine particles have a Mohs hardness lower than that of the gettering fine particles, the piping for supplying the alkaline solution to the polishing pad is suppressed from being damaged by the solid phase reaction fine particles. Further, since the free solid phase reactive fine particles are used, after the solid phase reactive fine particles are supplied to the polishing pad 47 in the polishing step, the solid phase reactive fine particles can be removed from the polishing pad 47 in the conditioning step. Thereby, a large amount of gettering fine particles can be adhered to the polishing pad 47 in the gettering fine particle impregnation step.
また、上記実施の形態においては、ゲッタリング層形成ステップにおいて、移動手段24によりチャックテーブル21がY軸方向に移動されることで(図1及び図6B参照)、ウエーハWの裏面W2にゲッタリング層が形成される構成としたが、これに限定されない。ウエーハWの裏面W2が摺動されながらチャックテーブル21の回転軸と研磨パッド47の回転軸とが離れるように移動されれば、研磨パッド47がチャックテーブル21に対して移動される構成としてもよい。   In the above embodiment, the gettering layer forming step moves the chuck table 21 in the Y-axis direction by the moving means 24 (see FIGS. 1 and 6B), so that gettering is performed on the back surface W2 of the wafer W. Although the layer is formed, the present invention is not limited to this. The polishing pad 47 may be moved with respect to the chuck table 21 as long as the rotation axis of the chuck table 21 and the rotation axis of the polishing pad 47 are moved while the back surface W2 of the wafer W is slid. .
また、上記実施の形態においては、コンディショニングステップ及びゲッタリング用微粒子含浸ステップにおいて、移動手段24によりドレス手段87及びゲッタリング用微粒子供給ノズル82がY軸方向に移動される構成としたが(図1、図4及び図5参照)、これに限定されない。研磨パッド47がドレス手段87によりコンディショニングされ、研磨パッド47にゲッタリング用微粒子供給ノズル82からゲッタリング用微粒子が吹き付けられれば、研磨パッド47がチャックテーブル21に対して移動される構成としてもよい。   In the above embodiment, the dressing means 87 and the gettering fine particle supply nozzle 82 are moved in the Y-axis direction by the moving means 24 in the conditioning step and the gettering fine particle impregnation step (FIG. 1). 4 and FIG. 5), but is not limited to this. The polishing pad 47 may be moved with respect to the chuck table 21 if the polishing pad 47 is conditioned by the dressing means 87 and the gettering fine particles are sprayed from the gettering fine particle supply nozzle 82 to the polishing pad 47.
また、本実施の形態では、加工装置としてウエーハを研磨する研磨装置を例示して説明したが、この構成に限定されない。本発明は、粒子を供給しながらウエーハWを研磨する他の加工装置に適用可能である。例えば、研磨装置及びこれを組み合わせたクラスター装置等に適用されてもよい。   In the present embodiment, a polishing apparatus that polishes a wafer is exemplified as the processing apparatus. However, the present invention is not limited to this configuration. The present invention can be applied to other processing apparatuses that polish the wafer W while supplying particles. For example, the present invention may be applied to a polishing apparatus and a cluster apparatus combining the same.
また、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記各実施の形態を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。   Moreover, although each embodiment of the present invention has been described, as another embodiment of the present invention, the above embodiments may be combined in whole or in part.
また、本発明の実施の形態は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。   The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various changes, substitutions, and modifications may be made without departing from the spirit of the technical idea of the present invention. Furthermore, if the technical idea of the present invention can be realized in another way by technological advancement or another derived technique, the method may be used. Accordingly, the claims cover all embodiments that can be included within the scope of the technical idea of the present invention.
本実施の形態では、本発明をウエーハを研磨加工する研磨装置に適用した構成について説明したが、硬度の高い粒子を加工手段に供給してウエーハWを加工する加工装置に適用することも可能である。   In the present embodiment, the configuration in which the present invention is applied to a polishing apparatus that polishes a wafer has been described. However, the present invention can also be applied to a processing apparatus that supplies wafers with high hardness to a processing means and processes the wafer W. is there.
以上説明したように、本発明は、研磨液を供給する配管が傷つけられることを防止できると共に、ウエーハの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できるという効果を有し、特にウエーハを研磨加工する研磨装置に有用である。   As described above, the present invention can prevent the piping for supplying the polishing liquid from being damaged, and has the effect that a gettering layer can be formed under appropriate processing conditions according to the type of wafer. This is useful for a polishing apparatus for polishing a wafer.
1 研磨装置
21 チャックテーブル
23 保持面
46 支持基台
47 研磨パッド
48 研磨工具
61 研磨用アルカリ溶液供給源
62 純水供給源
65、66 バルブ
81 ゲッタリング用微粒子供給手段
82 ゲッタリング用微粒子供給ノズル
87 ドレス手段
W ウエーハ
W1 (ウエーハの)表面
W2 (ウエーハの)裏面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing apparatus 21 Chuck table 23 Holding surface 46 Support base 47 Polishing pad 48 Polishing tool 61 Polishing alkaline solution supply source 62 Pure water supply source 65, 66 Valve 81 Gettering particle supply means 82 Gettering particle supply nozzle 87 Dressing means W Wafer W1 (Wafer) Front W2 (Wafer) Back

Claims (3)

  1. シリコン基板の表面にデバイスが形成されたウエーハの裏面に金属イオンの誘導を規制するゲッタリング層を形成するためのシリコンウエーハの加工方法であって、
    シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子を液状結合剤に混入して不織布に含浸させ乾燥してなる研磨パッドの研磨面にシリコンよりモース硬度が高くゲッタリング層を形成するための粉末状のゲッタリング用微粒子を吹き付けて該研磨面全面に含浸させるゲッタリング用微粒子含浸ステップと、
    ウエーハを保持したチャックテーブルを回転させつつ、該研磨パッドを回転させて該チャックテーブルに保持されたウエーハ裏面に押圧すると共にアルカリ性研磨液を該ウエーハ裏面と該研磨パッドとに供給しながら、該研磨パッドで該ウエーハ裏面を研磨する研磨ステップと、
    該研磨ステップ及び該ゲッタリング用微粒子含浸ステップを実施した後に、該チャックテーブルと該研磨パッドとを回転させると共に該ウエーハ裏面と該ウエーハを押圧する該研磨パッドとに純水を供給しながら、該研磨パッドに含浸された該ゲッタリング用微粒子を作用させて該ウエーハ裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成ステップと、を備えたシリコンウエーハの加工方法。
    A silicon wafer processing method for forming a gettering layer that regulates the induction of metal ions on the back surface of a wafer having a device formed on the surface of a silicon substrate,
    Powder form to form a gettering layer with higher Mohs hardness than silicon on the polishing surface of a polishing pad mixed with solid binder that induces solid phase reaction with silicon and impregnated into a nonwoven fabric and dried A gettering fine particle impregnation step in which the gettering fine particles are sprayed to impregnate the entire polished surface;
    While rotating the chuck table holding the wafer, the polishing pad is rotated to press against the back surface of the wafer held on the chuck table, and while supplying an alkaline polishing liquid to the back surface of the wafer and the polishing pad, the polishing is performed. A polishing step of polishing the backside of the wafer with a pad;
    After the polishing step and the gettering fine particle impregnation step are performed, the chuck table and the polishing pad are rotated, and pure water is supplied to the back surface of the wafer and the polishing pad that presses the wafer. And a gettering layer forming step of forming a gettering layer on the back surface of the wafer by causing the gettering fine particles impregnated in a polishing pad to act.
  2. シリコン基板の表面にデバイスが形成されたウエーハの裏面に金属イオンの誘導を規制するゲッタリング層を形成するためのシリコンウエーハの加工方法であって、
    不織布で形成された研磨パッドの研磨面にシリコンよりモース硬度が高くゲッタリング層を形成するための粉末状のゲッタリング用微粒子を吹き付けて該研磨面全面に含浸させるゲッタリング用微粒子含浸ステップと、
    ウエーハを保持したチャックテーブルを回転させつつ、該研磨パッドを回転させて該チャックテーブルに保持されたウエーハ裏面に押圧すると共に、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子を含有したアルカリ性研磨液を該ウエーハ裏面と該研磨パッドとに供給しながら、該研磨パッドで該ウエーハ裏面を研磨する研磨ステップと、
    該研磨ステップ及び該ゲッタリング用微粒子含浸ステップを実施した後に、該チャックテーブルと該研磨パッドとを回転させると共に該ウエーハ裏面と該ウエーハを押圧する該研磨パッドとに純水を供給しながら、該研磨パッドに含浸された該ゲッタリング用微粒子を作用させて該ウエーハ裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成ステップと、を備えたシリコンウエーハの加工方法。
    A silicon wafer processing method for forming a gettering layer that regulates the induction of metal ions on the back surface of a wafer having a device formed on the surface of a silicon substrate,
    A fine particle impregnation step for gettering in which powdery gettering fine particles for forming a gettering layer having a higher Mohs hardness than silicon are sprayed on a polishing surface of a polishing pad formed of a nonwoven fabric and impregnated on the entire polishing surface;
    While rotating the chuck table holding the wafer, the polishing pad is rotated and pressed against the back surface of the wafer held by the chuck table, and an alkaline polishing liquid containing solid phase reaction microparticles that induce a solid phase reaction with silicon. Polishing the wafer back surface with the polishing pad while supplying the wafer back surface to the polishing pad;
    After the polishing step and the gettering fine particle impregnation step are performed, the chuck table and the polishing pad are rotated, and pure water is supplied to the back surface of the wafer and the polishing pad that presses the wafer. And a gettering layer forming step of forming a gettering layer on the back surface of the wafer by causing the gettering fine particles impregnated in a polishing pad to act.
  3. 該ゲッタリング用微粒子含浸ステップは、該研磨パッドの該研磨面の研磨後に付着したシリコン屑を除去して該研磨面のコンディションを整えるコンディショニングステップの直後に行うこと、を特徴とする請求項1又は請求項2記載のシリコンウエーハの加工方法。   2. The gettering fine particle impregnation step is performed immediately after a conditioning step for adjusting the condition of the polishing surface by removing silicon debris adhering after polishing of the polishing surface of the polishing pad. The method for processing a silicon wafer according to claim 2.
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