JP2023103840A - Surface processing method for semiconductor wafer - Google Patents

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尚紀 丸野
Naoki Maruno
一史 青木
Kazufumi Aoki
隆太 古川
Ryuta Furukawa
バーマン ソルタニ
Bahman Soltani
貫太郎 堀
Kantaro Hori
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Abstract

To realize reduction of a process-affected layer in a planarizing process method of a surface of a semiconductor wafer using anodic oxidation.SOLUTION: A surface processing method for planarizing a surface (W1) for a semiconductor wafer (W) includes: a first type of planarization process in which an oxide is generated on the surface by anodic oxidation and such an oxide is removed, and a second type of planarization process different from the first type of planarization process. The first type of planarization process is performed under processing conditions where an oxidation rate by anodic oxidation is equal to or greater than an oxide removal rate. The second type of planarization process is a process which is performed before the first type of planarization process to remove an oxide generated on the surface by the anodic oxidation under processing conditions where the oxide removal rate is equal to or greater than the oxidation rate. Alternatively, the second type of planarization process is a process which is performed after the first type of planarization process to further planarize the surface than the first type of planarization process.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、半導体ウェハの表面加工方法に関する。 The present invention relates to a surface processing method for a semiconductor wafer.

特許文献1は、陽極酸化を援用した研磨方法を開示する。かかる研磨方法は、電解液の存在下で、陽極酸化プロセスと研磨プロセスとを同時または交互に進行させて、研磨プロセスによる研磨レートが陽極酸化プロセスによる酸化レートより高い条件で、被加工物の表面を研磨する。陽極酸化プロセスは、被加工物を陽極として電圧を印加し、該被加工物の表面を酸化させる。研磨プロセスは、所定硬度および粒度の砥粒を基材に固定した固定砥粒研磨体で、被加工物の表面に形成された酸化物を研磨して除去する。具体的には、かかる研磨方法は、高速研磨工程と低速研磨工程とを順に行う。高速研磨工程は、被加工物の材料除去率が高く、製造時に導入されたスクラッチや表面下の深いダメージまで除去する。また、高速研磨工程は、被加工物の表面下に均一に浅いダメージを導入するダメージ導入手段を備える。低速研磨工程は、被加工物の材料除去率が低く、浅いダメージに起因する酸化物を除去して平坦化する。これにより、インゴットからスライスしてウェハを作製する過程で使われていた研削工程やラッピング工程を置き換えることが可能な高速研磨工程を実現することができる。 Patent Literature 1 discloses a polishing method using anodization. In such a polishing method, the anodizing process and the polishing process are performed simultaneously or alternately in the presence of an electrolytic solution, and the surface of the workpiece is polished under the condition that the polishing rate by the polishing process is higher than the oxidation rate by the anodizing process. polishing. In the anodizing process, a voltage is applied using the workpiece as an anode to oxidize the surface of the workpiece. In the polishing process, a fixed-abrasive polishing body in which abrasive grains having a predetermined hardness and grain size are fixed to a base material is used to polish and remove oxides formed on the surface of the workpiece. Specifically, in this polishing method, a high-speed polishing process and a low-speed polishing process are sequentially performed. The high speed polishing process has a high material removal rate from the workpiece, removing even scratches and deep subsurface damage introduced during manufacturing. The high speed polishing process also includes damage introducing means for introducing uniform shallow damage under the surface of the workpiece. The slow polish process has a low material removal rate from the workpiece and planarizes by removing oxides resulting from shallow damage. As a result, it is possible to realize a high-speed polishing process that can replace the grinding process and the lapping process used in the process of slicing an ingot into wafers.

特開2021-27359号公報JP 2021-27359 A

半導体ウェハの製造工程におけるリードタイムは、表面の平坦化加工(すなわち研削や研磨)における加工時間に律速される。かかる加工時間は、取り代である加工変質層の量に依存する。加工変質層は、スライスや研削によって生じる、結晶の歪みや傷等を有する表面層である。このため、表面の平坦化加工を高速化して半導体ウェハの製造工程におけるリードタイムを短縮するためには、加工変質層の低減が課題である。この点、特許文献1に記載の研磨方法は、高速研磨工程にて、被加工物の表面下に均一に浅いダメージを導入するものであり、かかる「浅いダメージ」は加工変質層に相当する。すなわち、特許文献1に記載の研磨方法は、高速研磨工程において、むしろ加工変質層を増大させている。この点、従来、加工変質層の低減に着目した、表面の平坦化加工方法は、未だ提案されていなかった。 The lead time in the semiconductor wafer manufacturing process is rate-determined by the processing time in surface flattening processing (that is, grinding and polishing). Such processing time depends on the amount of the work-affected layer, which is the machining allowance. A work-affected layer is a surface layer having crystal distortion, scratches, etc., caused by slicing or grinding. Therefore, in order to shorten the lead time in the semiconductor wafer manufacturing process by speeding up the surface flattening process, it is necessary to reduce the process-affected layer. In this regard, the polishing method described in Patent Literature 1 introduces uniform shallow damage under the surface of the workpiece in the high-speed polishing process, and such "shallow damage" corresponds to a work-affected layer. That is, the polishing method described in Patent Document 1 rather increases the work-affected layer in the high-speed polishing step. In this regard, there has been no proposal for a surface flattening processing method focusing on reduction of a work-affected layer.

本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、例えば、陽極酸化を援用した、半導体ウェハの表面の平坦化加工方法において、加工変質層の低減を図る技術を提供する。 The present invention has been made in view of the circumstances exemplified above. That is, the present invention provides a technique for reducing a process-affected layer in, for example, a method for flattening the surface of a semiconductor wafer using anodization.

請求項1に記載の表面加工方法は、半導体ウェハ(W)の表面(W1)を平坦化する方法であって、
陽極酸化により酸化物を前記表面に生成させるとともに、かかる酸化物を除去する、第一種の平坦化加工と、
前記第一種の平坦化加工とは異なる第二種の平坦化加工と、
を有し、
前記第一種の平坦化加工は、陽極酸化による酸化速度が酸化物除去速度以上となる加工条件で行い、
前記第二種の平坦化加工は、
前記第一種の平坦化加工の前に行う、陽極酸化により前記表面に生成した酸化物を酸化物除去速度が酸化速度以上となる加工条件で除去する加工
または
前記第一種の平坦化加工の後に行う、前記第一種の平坦化加工よりも前記表面をさらに平坦化する加工
である。
請求項6に記載の表面加工方法は、半導体ウェハ(W)の表面(W1)を平坦化する方法であって、
陽極酸化により酸化物を前記表面に生成させるとともに、かかる酸化物を除去する、第一種の平坦化加工と、
前記第一種の平坦化加工とは異なる第二種の平坦化加工と、
を有し、
前記第一種の平坦化加工として、
前記第二種の平坦化加工としての研削加工の後に、陽極酸化により前記表面に酸化物を生成させる、表面酸化加工と、
前記表面酸化加工により生成した酸化物を除去する、酸化物除去加工と、
を行う。
請求項7に記載の表面加工方法は、半導体ウェハ(W)の表面(W1)を平坦化する方法であって、
陽極酸化により酸化物を前記表面に生成させるとともに、かかる酸化物を除去する、第一種の平坦化加工と、
前記第一種の平坦化加工とは異なる第二種の平坦化加工と、
を有し、
前記第一種の平坦化加工として、
前記第二種の平坦化加工としての研磨加工の後に、陽極酸化により前記表面に酸化物を生成させる、表面酸化加工と、
前記表面酸化加工により生成した酸化物を除去する、酸化物除去加工と、
を行う。
The surface processing method according to claim 1 is a method for planarizing a surface (W1) of a semiconductor wafer (W),
a first type of planarization process in which an oxide is formed on the surface by anodization and the oxide is removed;
a second type of planarization processing different from the first type of planarization processing;
has
The first type of planarization processing is performed under processing conditions such that the oxidation rate by anodization is equal to or higher than the oxide removal rate,
The second type of flattening process is
A process performed before the first type planarization process to remove oxides generated on the surface by anodic oxidation under processing conditions where the oxide removal rate is equal to or higher than the oxidation rate, or the first type planarization process It is a processing for flattening the surface more than the flattening processing of the first type, which is performed later.
A surface processing method according to claim 6 is a method for planarizing a surface (W1) of a semiconductor wafer (W),
a first type of planarization process in which an oxide is formed on the surface by anodization and the oxide is removed;
a second type of planarization processing different from the first type of planarization processing;
has
As the first type of flattening process,
A surface oxidation process for generating an oxide on the surface by anodization after the grinding process as the second type flattening process;
an oxide removal process for removing oxides generated by the surface oxidation process;
I do.
A surface processing method according to claim 7 is a method for planarizing a surface (W1) of a semiconductor wafer (W),
a first type of planarization process in which an oxide is formed on the surface by anodization and the oxide is removed;
a second type of planarization processing different from the first type of planarization processing;
has
As the first type of flattening process,
A surface oxidation process for generating an oxide on the surface by anodization after the polishing process as the second type planarization process;
an oxide removal process for removing oxides generated by the surface oxidation process;
I do.

なお、出願書類中の各欄において、各要素に括弧付きの参照符号が付されている場合がある。この場合、参照符号は、同要素と後述する実施形態に記載の具体的構成との対応関係の単なる一例を示すものである。よって、本発明は、参照符号の記載によって、何ら限定されるものではない。 In addition, in each column of the application documents, each element may be given a reference sign with parentheses. In this case, the reference numerals indicate only one example of the corresponding relationship between the same element and the specific configuration described in the embodiment described later. Therefore, the present invention is not limited in any way by the description of the reference numerals.

本発明の一実施形態に係る表面加工方法を実施するための表面加工装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a surface processing apparatus for carrying out a surface processing method according to an embodiment of the present invention; FIG. 図1に示された表面加工装置を用いることで実現可能な、半導体ウェハの概略的な製造工程の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a schematic manufacturing process of a semiconductor wafer that can be realized by using the surface processing apparatus shown in FIG. 1; 図1に示された表面加工装置を用いることで実現可能な、半導体ウェハの概略的な製造工程の他の一例を示す図である。2 is a diagram showing another example of a schematic manufacturing process of a semiconductor wafer that can be realized by using the surface processing apparatus shown in FIG. 1; FIG. 図1に示された表面加工装置を用いることで実現可能な、半導体ウェハの概略的な製造工程のさらに他の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing still another example of a schematic manufacturing process of a semiconductor wafer that can be realized by using the surface processing apparatus shown in FIG. 1; 図1に示された表面加工装置を用いることで実現可能な、半導体ウェハの概略的な製造工程のさらに他の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing still another example of a schematic manufacturing process of a semiconductor wafer that can be realized by using the surface processing apparatus shown in FIG. 1; 図1に示された表面加工装置を用いることで実現可能な、半導体ウェハの概略的な製造工程のさらに他の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing still another example of a schematic manufacturing process of a semiconductor wafer that can be realized by using the surface processing apparatus shown in FIG. 1; 図1に示された表面加工装置を用いることで実現可能な、半導体ウェハの概略的な製造工程のさらに他の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing still another example of a schematic manufacturing process of a semiconductor wafer that can be realized by using the surface processing apparatus shown in FIG. 1; 図1に示された表面加工装置を用いることで実現可能な、半導体ウェハの平坦化加工の一つの別例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another example of flattening processing of a semiconductor wafer that can be realized by using the surface processing apparatus shown in FIG. 1; 図1に示された表面加工装置を用いることで実現可能な、半導体ウェハの平坦化加工の他の一つの別例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing another example of flattening processing of a semiconductor wafer that can be realized by using the surface processing apparatus shown in FIG. 1;

(実施形態)
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、一つの実施形態に対して適用可能な各種の変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中に挿入されると、当該実施形態の理解が妨げられるおそれがある。このため、変形例については、当該実施形態に関する一連の説明の途中には挿入せず、その後にまとめて説明する。
(embodiment)
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. It should be noted that if various modifications applicable to one embodiment are inserted in the middle of a series of explanations related to the embodiment, there is a risk that the understanding of the embodiment will be hindered. For this reason, the modification will not be inserted in the middle of the series of descriptions regarding the embodiment, and will be described collectively after that.

(表面加工装置)
図1を参照すると、表面加工装置1は、SiCウェハである半導体ウェハWを被加工物とする加工装置であって、半導体ウェハWの一主面である被加工面W1を平坦化すなわち研削あるいは研磨可能に構成されている。「主面」は、層状物あるいは板状物の厚さ方向と直交する表面であって、「板面」とも称される。具体的には、本実施形態においては、表面加工装置1は、半導体ウェハWの被加工面W1に対して陽極酸化を援用した研磨加工または研削加工を実施可能に構成されている。すなわち、表面加工装置1は、ECMP装置またはECMG装置としての構成を有している。ECMPはElectro-Chemical Mechanical Polishingの略である。ECMGはElectro-Chemical Mechanical Grindingの略である。
(Surface processing equipment)
Referring to FIG. 1, a surface processing apparatus 1 is a processing apparatus that uses a semiconductor wafer W, which is a SiC wafer, as a work piece. It is configured to be polishable. The "principal surface" is a surface orthogonal to the thickness direction of a layered or plate-like material, and is also referred to as a "plate surface". Specifically, in the present embodiment, the surface processing apparatus 1 is configured to be capable of polishing or grinding the surface W1 of the semiconductor wafer W to be processed using anodization. That is, the surface processing apparatus 1 has a configuration as an ECMP apparatus or an ECMG apparatus. ECMP is an abbreviation for Electro-Chemical Mechanical Polishing. ECMG is an abbreviation for Electro-Chemical Mechanical Grinding.

表面加工装置1は、容器2と、表面加工パッド3と、駆動装置4と、電源装置5とを備えている。なお、後述するように、図1およびこれを用いた以下の説明は、専ら、本実施形態に係る表面加工装置1の概略的な構成および機能を説明するために簡略化されたものであって、実際に製造販売される具体的な装置構成とは必ずしも一致しない。また、説明の簡略化のため、図示の通りに、右手系XYZ座標系を設定する。本実施形態においては、Z軸正方向は、鉛直上方、すなわち、重量作用方向とは反対の方向を示すものとする。また、互いに直交するX軸方向とY軸方向とは、ともに、水平方向を示すものとする。以下、説明の便宜上、鉛直上方に対応するZ軸正方向側を単に「上方」と称したり、その逆を単に「下方」と称したりすることがある A surface processing apparatus 1 includes a container 2 , a surface processing pad 3 , a driving device 4 and a power supply device 5 . As will be described later, FIG. 1 and the following description using this are simplified solely for describing the schematic configuration and function of the surface processing apparatus 1 according to the present embodiment. , does not necessarily match the specific device configuration that is actually manufactured and sold. Also, for simplification of explanation, a right-handed XYZ coordinate system is set as illustrated. In the present embodiment, the Z-axis positive direction indicates the vertically upward direction, that is, the direction opposite to the direction of weight action. Both the X-axis direction and the Y-axis direction, which are orthogonal to each other, indicate the horizontal direction. Hereinafter, for convenience of explanation, the Z-axis positive direction side corresponding to vertically upward may be simply referred to as "upper", and the reverse may simply be referred to as "lower".

容器2は、上方に開口するバスタブ状に形成されている。容器2は、半導体ウェハWを、底部にて保持するとともに、エッチャント成分を含まない電解液Sに浸漬しつつ収容するように構成されている。エッチャント成分は、陽極酸化によって被加工面W1上に生成された酸化物膜(すなわち膜状に生成されたSiC酸化物)の溶解能を有する溶解液を構成する成分(すなわち例えばフッ化水素酸等)である。電解液Sは、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、あるいは硝酸ナトリウム等の水溶液である。表面加工パッド3および駆動装置4は、容器2の上方に配置されている。容器2と、表面加工パッド3および駆動装置4とは、不図示の昇降機構によって上下方向に相対移動可能に設けられている。また、容器2と、表面加工パッド3および駆動装置4とは、不図示のスライド機構によって、被加工面W1に沿った面内方向(すなわち上記回転軸と直交する水平方向)に相対移動可能に設けられている。 The container 2 is formed in the shape of a bathtub that opens upward. The container 2 is configured to hold the semiconductor wafer W at its bottom and accommodate the semiconductor wafer W while being immersed in the electrolytic solution S containing no etchant component. The etchant component is a component that constitutes a dissolving solution that has the ability to dissolve the oxide film (that is, SiC oxide that is formed in the form of a film) produced on the surface to be processed W1 by anodization (i.e., hydrofluoric acid, etc.). ). The electrolytic solution S is, for example, an aqueous solution of sodium chloride, potassium chloride, sodium nitrate, or the like. A surface treatment pad 3 and a drive device 4 are arranged above the container 2 . The container 2, the surface processing pad 3, and the driving device 4 are provided so as to be vertically movable relative to each other by an elevating mechanism (not shown). In addition, the container 2, the surface processing pad 3, and the driving device 4 are relatively movable in the in-plane direction along the surface to be processed W1 (that is, the horizontal direction perpendicular to the rotation axis) by a slide mechanism (not shown). is provided.

表面加工パッド3は、電極31と砥石層32とを有している。電極31は、金属等の良導体からなる板状部材であって、例えば銅板等により形成されている。砥石層32は、電極31に接合されている。すなわち、表面加工パッド3は、電極31と砥石層32とが表面加工パッド3の厚さ方向に接合された構成を有している。砥石層32は、研削材あるいは研磨材である砥石(例えばダイヤモンド砥石等)により形成されている。表面加工パッド3は、砥石層32が半導体ウェハWの被加工面W1に対して電解液Sを挟んで対向配置されるように設けられている。そして、表面加工パッド3は、砥石層32が電解液Sを挟んで被加工面W1と対向配置された状態で駆動装置4により回転駆動されることで、陽極酸化により被加工面W1に生成した酸化物膜を、選択的に研磨除去あるいは研削除去可能に設けられている。 The surface processing pad 3 has an electrode 31 and a grindstone layer 32 . The electrode 31 is a plate-shaped member made of a good conductor such as metal, and is formed of, for example, a copper plate. The grindstone layer 32 is joined to the electrode 31 . That is, the surface processing pad 3 has a structure in which the electrode 31 and the grindstone layer 32 are joined together in the thickness direction of the surface processing pad 3 . The whetstone layer 32 is formed of a whetstone (such as a diamond whetstone) that is an abrasive or an abrasive. The surface processing pad 3 is provided so that the grindstone layer 32 faces the processing surface W1 of the semiconductor wafer W with the electrolytic solution S interposed therebetween. The surface processing pad 3 is formed on the surface to be processed W1 by anodic oxidation by driving the driving device 4 to rotate while the grindstone layer 32 is disposed opposite to the surface to be processed W1 with the electrolytic solution S interposed therebetween. The oxide film is provided so that it can be selectively removed by polishing or grinding.

駆動装置4は、表面加工パッド3を上下方向に沿った回転軸周りに回転駆動するように構成されている。電源装置5は、電解液Sの存在下で被加工物である半導体ウェハWを陽極とし表面加工パッド3における電極31を陰極として電圧を印加することで、砥石層32による加工対象である被加工面W1を陽極酸化するための電流を通流させるように設けられている。 The driving device 4 is configured to rotationally drive the surface processing pad 3 around a rotation axis extending in the vertical direction. The power supply device 5 applies a voltage with the semiconductor wafer W as the workpiece being processed in the presence of the electrolytic solution S as an anode and the electrode 31 of the surface processing pad 3 as a cathode, thereby applying a voltage to the workpiece being processed by the grindstone layer 32 . It is arranged to pass a current for anodizing the surface W1.

(表面加工方法)
本開示に係る表面加工方法は、インゴットから得られた半導体ウェハWの表面である被加工面W1を、表面加工装置1を用いて平坦化する方法である。本実施形態に係る表面加工方法は、第一種の平坦化加工と、第二種の平坦化加工とを含む。第一種の平坦化加工は、陽極酸化により被加工面W1に酸化物膜を生成するとともに、この酸化物膜の生成を酸化物膜の除去が追い越さないような加工条件の、陽極酸化を援用した平坦化加工である。第二種の平坦化加工は、第一種の平坦化加工とは異なる、被加工面W1の平坦化加工であって、第一種の平坦化加工の前または後に行うものである。
(Surface processing method)
A surface processing method according to the present disclosure is a method of planarizing a surface to be processed W<b>1 , which is the surface of a semiconductor wafer W obtained from an ingot, using a surface processing apparatus 1 . The surface processing method according to this embodiment includes a first type planarization process and a second type planarization process. The first type of flattening process uses anodic oxidation under processing conditions such that an oxide film is formed on the surface W1 to be processed by anodic oxidation, and the removal of the oxide film does not overtake the formation of this oxide film. It is a flattening process. The second type of flattening processing is different from the first type of flattening processing, and is performed before or after the first type of flattening processing.

(第一実施形態)
以下、第一実施形態に係る表面加工方法について説明する。本実施形態においては、第一種の平坦化加工は、陽極酸化により被加工面W1に生成した酸化物を、陽極酸化による酸化速度が酸化物除去速度以上となる加工条件で除去する加工である。また、本実施形態は、第二種の平坦化加工として、第一種の平坦化加工の前に行う、酸化物除去速度が酸化速度以上となる加工条件で陽極酸化により被加工面W1に生成した酸化物を研削により除去する陽極酸化研削加工(すなわちECMG加工)を含む。さらに、本実施形態は、第二種の平坦化加工として、第一種の平坦化加工の後に行う、第一種の平坦化加工よりも被加工面W1をさらに平坦化する研磨加工を含む。
(First embodiment)
A surface processing method according to the first embodiment will be described below. In the present embodiment, the first type of flattening processing is processing for removing oxides generated on the surface to be processed W1 by anodization under processing conditions in which the oxidation rate by anodization is equal to or higher than the oxide removal rate. . Further, in the present embodiment, as the second type of planarization processing, an oxide is generated on the processing surface W1 by anodization under processing conditions in which the oxide removal rate is equal to or higher than the oxidation rate, which is performed before the first type of planarization processing. includes an anodizing grinding process (ie, ECMG process), which removes the oxidized oxide by grinding. Furthermore, the present embodiment includes, as the second type of flattening processing, a polishing processing that flattens the surface to be processed W1 more than the first type of flattening processing, which is performed after the first type of flattening processing.

図2は、本実施形態に係る表面加工方法を含む、半導体ウェハWの製造方法の概略を示す。以下、SiCウェハである半導体ウェハWの製造方法の概略について、図1および図2を参照しつつ説明する。 FIG. 2 shows an outline of a method for manufacturing a semiconductor wafer W including a surface processing method according to this embodiment. An outline of a method for manufacturing a semiconductor wafer W, which is a SiC wafer, will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

図2に示されているように、本実施形態に係る半導体ウェハWの製造方法は、インゴット成形工程と、ウェハスライス工程と、研削加工工程と、研磨加工工程とを、この順に含む。また、研削加工工程は、高速研削加工工程である高速ECMG加工工程と、低速研削加工工程あるいは仕上研削加工工程である仕上ECMG加工工程とを含む。研磨加工工程は、CMP加工工程である。CMPはChemical Mechanical Polishingの略である。なお、本発明の内容を簡潔に説明するため、図2に示された工程流れ図は、半導体ウェハWが有する一対の主面のうちの一面を被加工面W1としてこれを平坦化すなわちエピレディな鏡面に仕上げる一連の流れの概要を示す。よって、半導体ウェハWの両面を平坦化する場合の、具体的な工程流れ図は、図2とは一致しない。図3以降の他の実施形態においても同様である。また、半導体ウェハWの外縁部のべべリングや反転や搬送等の、実際に半導体ウェハWの製造工程に必要ではあるものの本発明の内容とは関連性が低い細部は、これらの説明を設けると明細書が冗長となるため、本明細書では説明を省略している。 As shown in FIG. 2, the method for manufacturing a semiconductor wafer W according to this embodiment includes an ingot forming process, a wafer slicing process, a grinding process, and a polishing process in this order. Further, the grinding process includes a high-speed ECMG machining process, which is a high-speed grinding process, and a finish ECMG machining process, which is a low-speed grinding process or a finish grinding process. The polishing process is a CMP process. CMP is an abbreviation for Chemical Mechanical Polishing. In order to briefly explain the contents of the present invention, the process flow chart shown in FIG. shows an overview of the series of finishing steps. Therefore, the specific process flow chart for planarizing both surfaces of the semiconductor wafer W does not match that shown in FIG. The same applies to other embodiments after FIG. Details such as beveling, reversing, and transporting of the outer edge of the semiconductor wafer W, which are actually necessary for the manufacturing process of the semiconductor wafer W but have little relevance to the content of the present invention, will not be described here. Since the specification would be redundant, the description is omitted in this specification.

インゴット成形工程は、結晶成長させた単結晶SiCの塊を円柱状のインゴットに加工する工程である。ウェハスライス工程は、ワイヤスライスやレーザースライス等の周知のウェハスライス方法により、インゴットから薄円板状のSiCウェハである半導体ウェハWを得る工程である。研削加工工程は、後続する研磨加工工程に先立って行う、半導体ウェハWの被加工面W1に対する第一段階の平坦化加工工程である。これにより、半導体ウェハWの厚さが所定範囲に整えられるとともに、ウェハスライス工程にて被加工面W1に生じる「うねり」や比較的大きな凹凸が除去される。研磨加工工程は、研削加工工程の後に行う、半導体ウェハWの被加工面W1に対する第二段階すなわち最終段階の平坦化加工工程である。これにより、半導体ウェハWの被加工面W1が、半導体デバイス製造工程に好ましい表面状態であるエピレディな鏡面に仕上げられる。 The ingot forming step is a step of processing a crystal-grown single-crystal SiC mass into a columnar ingot. The wafer slicing step is a step of obtaining a semiconductor wafer W, which is a thin disc-shaped SiC wafer, from an ingot by a well-known wafer slicing method such as wire slicing or laser slicing. The grinding process is a first-stage flattening process for the surface W1 of the semiconductor wafer W to be processed, which is performed prior to the subsequent polishing process. As a result, the thickness of the semiconductor wafer W is adjusted within a predetermined range, and "undulations" and relatively large irregularities generated on the surface W1 to be processed in the wafer slicing process are removed. The polishing process is the second stage, that is, the final stage of the planarization process for the surface W1 of the semiconductor wafer W to be processed, which is performed after the grinding process. As a result, the surface W1 to be processed of the semiconductor wafer W is finished to an epi-ready mirror surface, which is a preferable surface condition for the semiconductor device manufacturing process.

半導体ウェハWの製造工程におけるリードタイムは、表面の平坦化加工(すなわち研削や研磨)における加工時間に律速される。ここで、ウェハスライス工程や研削加工工程において、半導体ウェハWにおける被加工面W1には、加工変質層が生じる。加工変質層には、SiC表面およびその近傍領域における、傷、結晶の歪み、クラック、残留応力、等のダメージが含まれる。かかる加工変質層は、研削加工工程や研磨加工工程における「取り代」となる。このため、半導体ウェハWの製造工程におけるリードタイムを短縮するためには、加工変質層の低減が課題である。 The lead time in the manufacturing process of the semiconductor wafer W is rate-determined by the processing time in surface flattening processing (that is, grinding and polishing). Here, in the wafer slicing process and the grinding process, a work-affected layer is generated on the surface W1 of the semiconductor wafer W to be processed. The work-affected layer includes damage such as scratches, crystal strain, cracks, residual stress, etc. on the SiC surface and its neighboring regions. Such a work-affected layer becomes a "cutting allowance" in a grinding process or a polishing process. Therefore, in order to shorten the lead time in the manufacturing process of the semiconductor wafer W, it is necessary to reduce the work-affected layer.

そこで、本実施形態においては、研削加工工程に、ダメージフリーあるいは低ダメージな研削加工であるECMG加工を採用した。ECMG加工は、陽極酸化により被加工面W1に生成した酸化物を研削により選択的に除去する、陽極酸化研削加工である。具体的には、ECMG加工では、電解液Sの存在下で半導体ウェハWを陽極とし電極31を陰極として電流を印加するとともに、表面加工パッド3を回転駆動することで、加工対象である被加工面W1を陽極酸化しつつ研削する。陽極酸化と研削とは、同時あるいは交互に行われ得る。陽極酸化により被加工面W1に比較的柔らかい酸化物を生成させ、生成した酸化物を研削により選択的に除去することで、ウェハスライス工程にて発生した加工変質層を良好に除去しつつ、研削による加工変質層の発生を良好に抑制することが可能となる。特に、本実施形態は、ECMG加工を、陽極酸化による酸化速度が研削による酸化物除去速度以上となる加工条件で行う。これにより、ECMG加工後の被加工面W1は、酸化物膜がない、あるいは、酸化物膜が少し残った状態となる。被加工面W1に酸化物膜が少し残っていたとしても、かかる酸化物膜は比較的柔らかい膜であるため、後工程で容易に除去可能である。 Therefore, in the present embodiment, ECMG processing, which is damage-free or low-damage grinding, is employed in the grinding process. ECMG processing is an anodizing grinding process in which oxides generated on the surface W1 to be processed by anodization are selectively removed by grinding. Specifically, in the ECMG processing, in the presence of the electrolytic solution S, current is applied with the semiconductor wafer W as the anode and the electrode 31 as the cathode, and the surface processing pad 3 is driven to rotate. The surface W1 is ground while being anodized. Anodizing and grinding can be done simultaneously or alternately. A comparatively soft oxide is generated on the surface to be processed W1 by anodization, and the generated oxide is selectively removed by grinding, thereby satisfactorily removing the work-affected layer generated in the wafer slicing process while grinding. It is possible to satisfactorily suppress the generation of a work-affected layer due to In particular, in the present embodiment, ECMG processing is performed under processing conditions such that the oxidation rate by anodization is equal to or higher than the oxide removal rate by grinding. As a result, the surface W1 to be processed after the ECMG processing has no oxide film, or a small amount of the oxide film remains. Even if a small amount of the oxide film remains on the surface W1 to be processed, the oxide film is relatively soft and can be easily removed in a later step.

図2に示されているように、本実施形態は、ECMGを用いた研削加工工程として、第一段階の高速研削加工である高速ECMG加工と、第二段階の仕上研削加工である仕上ECMG加工とを用いる。粗研削加工である高速ECMG加工は、仕上研削加工である仕上ECMG加工の前に、半導体ウェハWよりも硬度の高い研削材を用いることで、研削速度が酸化速度以上となる加工条件で表面を研削する表面平坦化加工である。仕上ECMG加工は、高速ECMG加工と研磨加工との間にて、酸化速度が研削速度以上となる加工条件で行う仕上研削加工である。また、本実施形態は、仕上ECMG加工の後工程である、被加工面W1を研磨する研磨加工として、CMP加工を用いる。仕上ECMG加工は「第一種の平坦化加工」に対応し、高速ECMG加工および研磨加工は「第二種の平坦化加工」に対応する。本実施形態によれば、被加工面W1は、高速ECMG加工により、低ダメージで比較的高速に粗研削される。その後、被加工面W1は、仕上ECMG加工により、ダメージフリーあるいは極めて低ダメージに仕上研削される。この際、被加工面W1においては、加工変質層の残存が良好に抑制される。そして、被加工面W1は、続く研磨加工により、良好にエピレディな表面に仕上げられる。このように、ウェハ平坦化工程を3工程とすることで、平坦化加工の高速化と良好な品質とが両立され得る。なお、高速ECMG加工と仕上ECMG加工とは、共通の表面加工装置1を用いてもよいし、異なる表面加工装置1を用いてもよい。すなわち、例えば、共通の表面加工装置1を用い、高速ECMG加工と仕上ECMG加工とで表面加工パッド3を交換してもよい。あるいは、高速ECMG加工用の表面加工装置1から仕上ECMG加工用の表面加工装置1に半導体ウェハWを搬送してもよい。 As shown in FIG. 2 , in this embodiment, as grinding processes using ECMG, high-speed ECMG processing, which is the first stage of high-speed grinding, and finish ECMG processing, which is the second stage of finish grinding and High-speed ECMG processing, which is rough grinding, uses an abrasive material having a hardness higher than that of the semiconductor wafer W before finishing ECMG processing, which is finish grinding, so that the surface is polished under processing conditions in which the grinding speed is equal to or higher than the oxidation speed. It is a surface flattening process that grinds. Finish ECMG processing is finish grinding processing performed between high-speed ECMG processing and polishing processing under processing conditions in which the oxidation speed is equal to or higher than the grinding speed. Further, in this embodiment, CMP processing is used as the polishing processing for polishing the surface W1 to be processed, which is a post-process of the finishing ECMG processing. Finishing ECMG processing corresponds to "first type planarization processing", and high-speed ECMG processing and polishing processing correspond to "second type planarization processing". According to the present embodiment, the surface to be processed W1 is roughly ground at relatively high speed with low damage by high-speed ECMG processing. After that, the surface to be processed W1 is finish-ground by finishing ECMG processing so as to be damage-free or extremely low-damage. At this time, on the surface W1 to be processed, the residual work-affected layer is suppressed satisfactorily. Then, the surface to be processed W1 is finished to a good epi-ready surface by the subsequent polishing. In this way, by using three wafer flattening processes, it is possible to achieve both high-speed flattening and good quality. The high-speed ECMG machining and the finish ECMG machining may use a common surface machining device 1 or may use different surface machining devices 1 . That is, for example, a common surface processing apparatus 1 may be used, and the surface processing pad 3 may be exchanged between high-speed ECMG processing and finish ECMG processing. Alternatively, the semiconductor wafer W may be transferred from the surface processing apparatus 1 for high-speed ECMG processing to the surface processing apparatus 1 for finish ECMG processing.

高速ECMG加工および仕上ECMG加工は、表面加工パッド3における研削材としての砥石層32を被加工面W1と対向配置させ、陽極酸化により被加工面W1に生成した酸化物を砥石層32により選択的に除去する加工である。ここで、高速ECMGおよび仕上ECMG加工における砥石層32は、周知の砥石材料により形成され得る。高速ECMGおよび仕上ECMG加工における砥石層32を、ともにダイヤモンド砥石により形成した場合、仕上ECMG加工における砥石層32の番手は、高速ECMG加工における砥石層32の番手以上とされ得る。具体的には、例えば、仕上ECMG加工における砥石層32の番手は、400番~30000番の範囲内で選択され、組み合わせは加工対象に応じて適宜選択され得る。例えば、砥石層32として30000番のダイヤモンド砥石を用い、1.6μm/分の加工速度で高速ECMG加工を行った後、0.5μm/分の加工速度で仕上ECMG加工を行い、半導体ウェハWをTTV=3.7μmに平坦化した。TTVはTotal Thickness Variationの略である。このとき、高速ECMG加工による加工後の被加工面W1は、表面粗さがRa=1.0nmであり、100~500nm程度の加工変質層が残留していた。一方、仕上ECMG加工の加工時間は1分であり、仕上ECMG加工後の被加工面W1は、加工変質層の残留がほとんど確認されず、被加工面W1には10~20nm程度の酸化物膜が発生していたが、原子配列の歪は発生していなかった。仕上ECMG加工による加工後の被加工面W1は、酸化物膜の生成により表面粗さがRa=3.2nmとなり、高速ECMG加工後よりも表面粗さが低下したが、後続の研磨工程により酸化物膜を良好に除去することで、良好に平坦化することができた。 In high-speed ECMG processing and finish ECMG processing, a grindstone layer 32 as an abrasive material in the surface processing pad 3 is arranged opposite to the surface W1 to be processed, and oxides generated on the surface W1 to be processed by anodization are selectively removed by the grindstone layer 32. It is a process that removes to Here, the grindstone layer 32 in high-speed ECMG and finish ECMG processing can be formed of well-known grindstone materials. When the grindstone layer 32 for high-speed ECMG processing and finish ECMG processing are both made of a diamond grindstone, the grain size of the grindstone layer 32 for finish ECMG processing can be made equal to or greater than the grain size of the grindstone layer 32 for high-speed ECMG processing. Specifically, for example, the grit of the grindstone layer 32 in the finishing ECMG processing is selected within the range of No. 400 to No. 30000, and the combination can be appropriately selected according to the object to be processed. For example, using a diamond grindstone of No. 30000 as the grindstone layer 32, high-speed ECMG processing is performed at a processing speed of 1.6 μm/min, and then finish ECMG processing is performed at a processing speed of 0.5 μm/min. It was flattened to TTV=3.7 μm. TTV is an abbreviation for Total Thickness Variation. At this time, the surface W1 to be processed after processing by the high-speed ECMG processing had a surface roughness Ra of 1.0 nm, and a work-affected layer of about 100 to 500 nm remained. On the other hand, the processing time of the finish ECMG processing is 1 minute, and the processed surface W1 after the finish ECMG processing is hardly confirmed to have a residual work-affected layer, and the processed surface W1 has an oxide film of about 10 to 20 nm. occurred, but no distortion of the atomic arrangement occurred. The surface W1 to be processed after processing by the finishing ECMG processing had a surface roughness Ra of 3.2 nm due to the formation of an oxide film, and the surface roughness was lower than after the high-speed ECMG processing. By satisfactorily removing the film, it was possible to satisfactorily planarize the substrate.

(第二実施形態)
以下、他の実施形態について説明する。なお、以下の他の実施形態の説明においては、主として、上記第一実施形態と異なる部分について説明する。また、第一実施形態と他の実施形態とにおいて、互いに同一または均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の他の実施形態の説明において、第一実施形態と同一の符号が付された構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、上記第一実施形態における説明が適宜援用され得る。
(Second embodiment)
Other embodiments will be described below. In addition, in the following description of other embodiments, mainly the parts different from the first embodiment will be described. Moreover, in the first embodiment and other embodiments, the same or equivalent portions are denoted by the same reference numerals. Therefore, in the following description of the other embodiments, the description in the first embodiment is appropriately used for the components denoted by the same reference numerals as in the first embodiment, unless there is a technical contradiction or special additional description. can be

本実施形態は、第二種の平坦化加工として、第一種の平坦化加工の前に行う、酸化物除去速度が酸化速度以上となる加工条件の陽極酸化研削加工(すなわちECMG加工)を含む。また、第二種の平坦化加工として、第一種の平坦化加工の後に行う研磨加工を含む。 This embodiment includes, as the second type of planarization processing, anodizing grinding processing (that is, ECMG processing) under processing conditions in which the oxide removal rate is equal to or higher than the oxidation rate, which is performed before the first type of planarization processing. . Further, the second type planarization processing includes polishing processing performed after the first type planarization processing.

図3は、本実施形態に係る表面加工方法を含む、半導体ウェハWの製造方法の概略を示す。本実施形態においては、上記第一実施形態における研磨加工工程が、CMP工程からECMP工程に置き換えられている。ECMP加工は、陽極酸化により被加工面W1に生成した酸化物を研磨により選択的に除去する、陽極酸化研磨加工である。陽極酸化と研磨とは、同時あるいは交互に行われ得る。ECMP工程においては、砥石層32として、比較的軟質の砥粒(例えばセリア砥粒等)を含有する軟質砥石が用いられ得る。本実施形態によれば、CMP工程を、より低ダメージな研磨工程であるECMPに置き換えることで、被加工面W1に対する高速且つダメージフリーな研磨が実現され得る。具体的には、例えば、砥石層32として30000番のダイヤモンド砥石を用い、1.6μm/分の加工速度で高速ECMG加工を行った後、0.5μm/分の加工速度で仕上ECMG加工を行った。続いて、砥石層32としてセリア砥粒を含有するものを用い、0.2μm/分の加工速度でECMP加工を行った。加工後の半導体ウェハWのTTVは3.7μmであり、ECMP加工の加工時間は2.5分であった。加工後の被加工面W1は、表面粗さがRa=0.5nmであり、原子配列の歪は発生していなかった。なお、高速ECMG加工と仕上ECMG加工とECMP加工とは、共通の表面加工装置1を用いてもよいし、異なる表面加工装置1を用いてもよい。 FIG. 3 shows an outline of a method for manufacturing a semiconductor wafer W including a surface processing method according to this embodiment. In this embodiment, the polishing process in the first embodiment is replaced with the ECMP process from the CMP process. The ECMP process is an anodizing polishing process that selectively removes oxides generated on the surface W1 to be processed by anodizing by polishing. Anodizing and polishing can be performed simultaneously or alternately. In the ECMP process, a soft grindstone containing relatively soft abrasive grains (for example, ceria abrasive grains) may be used as the grindstone layer 32 . According to this embodiment, by replacing the CMP process with the ECMP process, which is a less damaging polishing process, high-speed and damage-free polishing of the surface to be processed W1 can be realized. Specifically, for example, a No. 30000 diamond grindstone is used as the grindstone layer 32, high-speed ECMG processing is performed at a processing speed of 1.6 μm/min, and then finish ECMG processing is performed at a processing speed of 0.5 μm/min. rice field. Subsequently, using a grindstone layer 32 containing ceria abrasive grains, ECMP processing was performed at a processing speed of 0.2 μm/min. The TTV of the semiconductor wafer W after processing was 3.7 μm, and the processing time of the ECMP processing was 2.5 minutes. The surface to be processed W1 after processing had a surface roughness Ra of 0.5 nm, and no distortion of the atomic arrangement occurred. For the high-speed ECMG machining, the finish ECMG machining, and the ECMP machining, the common surface machining device 1 may be used, or different surface machining devices 1 may be used.

(第三実施形態)
図4は、本実施形態に係る表面加工方法を含む、半導体ウェハWの製造方法の概略を示す。本実施形態は、上記第二実施形態におけるECMP加工を、第一段階の高速ECMP加工すなわち粗ECMP加工と第二段階の仕上ECMP加工とに二段階化したものである。高速ECMP加工により、被加工面W1が迅速に鏡面仕上げされる。そして、続く仕上ECMP加工により、加工変質層がほぼ完全に除去される。この場合、高速ECMP加工においては研磨速度が酸化速度より大きくなるような加工条件とし、粗ECMP加工においては研磨速度が酸化速度とほぼ等しくなるような加工条件とすることで、研磨加工速度と被加工面W1の表面品質とを両立させることが可能となる。なお、高速ECMP加工と仕上ECMP加工とは、共通の表面加工装置1を用いてもよいし、異なる表面加工装置1を用いてもよい。
(Third embodiment)
FIG. 4 shows an outline of a method for manufacturing a semiconductor wafer W including a surface processing method according to this embodiment. In the present embodiment, the ECMP processing in the second embodiment is divided into two stages: a first stage of high-speed ECMP processing, that is, rough ECMP processing, and a second stage of finishing ECMP processing. The high-speed ECMP machining quickly mirror-finishes the surface W1 to be machined. The subsequent finishing ECMP process removes the work-affected layer almost completely. In this case, processing conditions are set such that the polishing speed is higher than the oxidation speed in high-speed ECMP processing, and processing conditions are set such that the polishing speed is approximately equal to the oxidation speed in rough ECMP processing. It is possible to achieve both the surface quality of the machined surface W1. The high-speed ECMP processing and the finish ECMP processing may use a common surface processing device 1 or may use different surface processing devices 1 .

(第四実施形態)
ウェハ平坦化工程における工程数や使用機器数を減らすことで、製造コストの低減を図ることが可能となる。この点、図5に示されている本実施形態に係る半導体ウェハWの製造方法は、上記第一実施形態~第三実施形態における研磨加工を、エッチャント成分による酸化物膜除去加工に置き換えたものである。すなわち、本実施形態においては、第一種の平坦化加工は、酸化速度が研削速度以上となる加工条件で行う仕上ECMG加工であり、第二種の平坦化加工は、仕上ECMG加工の後に行う、研削や研磨とは異なる酸化物膜除去加工である。これにより、加工変質層の残留がほとんどないエピレディな被加工面W1を、低コストで形成することが可能となる。
(Fourth embodiment)
By reducing the number of processes and the number of devices used in the wafer flattening process, it is possible to reduce the manufacturing cost. In this regard, the method for manufacturing a semiconductor wafer W according to the present embodiment shown in FIG. 5 is obtained by replacing the polishing processing in the first to third embodiments with an oxide film removing processing using an etchant component. is. That is, in the present embodiment, the first type of planarization processing is finish ECMG processing performed under processing conditions in which the oxidation rate is equal to or higher than the grinding speed, and the second type of planarization processing is performed after the finish ECMG processing. , is an oxide film removal process that is different from grinding and polishing. As a result, it is possible to form an epi-ready work surface W1 on which there is almost no residual work-affected layer at low cost.

(第五実施形態)
図6および図7に示されている本実施形態に係る半導体ウェハWの製造方法は、上記第二実施形態における二段階のECMG加工を、仕上ECMG加工に相当する一段階のECMG加工に集約したものである。すなわち、本実施形態においては、第一種の平坦化加工は、酸化速度が研削速度以上となる加工条件で行うECMG加工であり、第二種の平坦化加工は、ECMG加工の後に行う研磨加工すなわちECMP加工またはCMP加工である。これにより、加工変質層の残留がほとんどないエピレディな被加工面W1を、低コストで形成することが可能となる。なお、図6の例において、ECMG加工とECMP加工とは、共通の表面加工装置1を用いてもよいし、異なる表面加工装置1を用いてもよい。
(Fifth embodiment)
In the manufacturing method of the semiconductor wafer W according to the present embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the two-step ECMG processing in the second embodiment is integrated into one-step ECMG processing corresponding to the finishing ECMG processing. It is. That is, in the present embodiment, the first type of planarization processing is ECMG processing performed under processing conditions in which the oxidation rate is equal to or higher than the grinding speed, and the second type of planarization processing is polishing processing performed after ECMG processing. That is, ECMP processing or CMP processing. As a result, it is possible to form an epi-ready work surface W1 on which there is almost no residual work-affected layer at low cost. In the example of FIG. 6, the ECMG processing and the ECMP processing may use a common surface processing device 1 or may use different surface processing devices 1 .

(第六実施形態)
図2に示された第一実施形態に係る製造方法は、研削加工として、粗研削加工である高速ECMG加工と、仕上研削加工である仕上ECMG加工とを有している。そして、仕上ECMG加工では、酸化速度が研削速度以上となるように、加工条件が設定される。しかしながら、被加工物である半導体ウェハWや表面加工パッド3の種類等によっては、ECMG加工における酸化速度と酸化物除去速度すなわち研削速度との調整が困難な場合がある。
(Sixth embodiment)
The manufacturing method according to the first embodiment shown in FIG. 2 includes high-speed ECMG processing, which is rough grinding, and finish ECMG processing, which is finish grinding, as grinding processes. In the finishing ECMG processing, the processing conditions are set so that the oxidation speed is equal to or higher than the grinding speed. However, it may be difficult to adjust the oxidation rate and the oxide removal rate, that is, the grinding rate, in ECMG processing depending on the type of the semiconductor wafer W, which is the workpiece, and the type of the surface processing pad 3 .

そこで、このような場合には、粗研削加工としてのECMG加工による研削完了後に陽極酸化のみを実施し、被加工面W1に微小な酸化物膜を残存させ、後工程の研磨や洗浄で酸化物膜を除去することで、加工変質層の残留がほとんどない被加工面W1を形成することが可能となる。図8は、かかる態様の表面加工方法の一例を示す。すなわち、本実施形態は、第二種の平坦化加工としての研削加工の後に、第一種の平坦化加工として、陽極酸化により被加工面W1に酸化物を生成させる陽極酸化加工である表面酸化加工と、表面酸化加工により被加工面W1に生成した酸化物を除去する酸化物除去加工とを行う。表面酸化加工は、表面加工パッド3として砥石層32を有しないものを用いることで、表面加工装置1により行われ得る。あるいは、表面酸化加工の際に、表面加工パッド3を駆動装置4により回転駆動しない状態とすることも可能である。酸化物除去加工は、研削以外の表面平坦化加工であって、例えば、研磨、酸化物溶解、洗浄、等が用いられ得る。これにより、研磨加工に供される半導体ウェハWの被加工面W1における加工変質層の低減が実現され得る。なお、この場合の、表面酸化加工における酸化速度と、その後の酸化物除去加工における酸化物除去速度との大小関係については、酸化速度≧酸化物除去速度としてもよいが、特段の限定はない。また、粗研削加工としてのECMG加工は、他の種類の研削加工に置き換えられ得る。 Therefore, in such a case, only anodic oxidation is performed after the completion of grinding by ECMG processing as rough grinding processing, leaving a fine oxide film on the surface W1 to be processed, and polishing and cleaning in the subsequent process. By removing the film, it is possible to form the surface to be processed W1 on which there is almost no residual work-affected layer. FIG. 8 shows an example of such a surface processing method. That is, in the present embodiment, after the grinding process as the second type of flattening process, the first type of planarizing process is anodized to form an oxide on the surface W1 to be processed by anodizing, which is surface oxidation. and an oxide removing process for removing oxides generated on the surface W1 to be processed by the surface oxidation process. The surface oxidation process can be performed by the surface processing apparatus 1 by using the surface processing pad 3 that does not have the grindstone layer 32 . Alternatively, the surface processing pad 3 may not be rotationally driven by the driving device 4 during the surface oxidation processing. The oxide removal process is a surface flattening process other than grinding, and may be, for example, polishing, oxide dissolution, cleaning, or the like. As a result, it is possible to reduce the work-affected layer on the surface W1 to be processed of the semiconductor wafer W to be polished. In this case, the relationship between the oxidation rate in the surface oxidation process and the oxide removal rate in the subsequent oxide removal process may be such that oxidation rate≧oxide removal rate, but there is no particular limitation. Also, ECMG machining as a rough grinding process can be replaced by other types of grinding processes.

同様に、図4に示された第三実施形態に係る製造方法は、研磨加工として、粗研磨加工である高速ECMP加工と、仕上研磨加工である仕上ECMP加工とを有している。この点、被加工物である半導体ウェハWや表面加工パッド3の種類等によっては、ECMP加工における酸化速度と酸化物除去速度すなわち研磨速度との調整が困難な場合がある。そこで、このような場合には、粗研磨加工としてのECMP加工による研磨完了後に陽極酸化のみを実施し、被加工面W1に微小な酸化物膜を残存させ、後工程で酸化物膜を除去することで、加工変質層の残留がほとんどない被加工面W1を形成することが可能となる。図9は、かかる態様の表面加工方法の一例を示す。すなわち、本実施形態は、第二種の平坦化加工としての研磨加工の後に、第一種の平坦化加工として、陽極酸化により表面に酸化物を生成させる陽極酸化加工である表面酸化加工と、表面酸化加工により生成した酸化物を除去する酸化物除去加工とを行う。なお、この場合の、表面酸化加工における酸化速度と、その後の酸化物除去加工における酸化物除去速度との大小関係については、特段の限定はない。また、粗研磨加工としてのECMP加工は、他の種類の研磨加工に置き換えられ得る。 Similarly, the manufacturing method according to the third embodiment shown in FIG. 4 has high-speed ECMP processing, which is rough polishing processing, and finish ECMP processing, which is finish polishing processing, as polishing processing. In this regard, it may be difficult to adjust the oxidation rate and the oxide removal rate, that is, the polishing rate, in ECMP processing depending on the type of the semiconductor wafer W, which is the object to be processed, or the type of the surface processing pad 3 . Therefore, in such a case, only anodization is performed after the completion of polishing by ECMP processing as rough polishing processing, leaving a minute oxide film on the surface W1 to be processed, and removing the oxide film in a post-process. As a result, it is possible to form the surface to be processed W1 on which there is almost no residual work-affected layer. FIG. 9 shows an example of such a surface processing method. That is, in the present embodiment, after the polishing process as the second type planarization process, as the first type planarization process, a surface oxidation process that is an anodization process for generating an oxide on the surface by anodization, An oxide removal process is performed to remove oxides generated by the surface oxidation process. In this case, there is no particular limitation on the magnitude relationship between the oxidation rate in the surface oxidation process and the oxide removal rate in the subsequent oxide removal process. Also, the ECMP process as a rough polishing process can be replaced with other types of polishing processes.

(実施形態のまとめ)
このように、上記各実施形態は、陽極酸化により被加工面W1に酸化物膜を生成するとともに、この酸化物膜の生成を酸化物膜の除去が追い越さないような加工条件の、陽極酸化を援用した平坦化加工を、少なくとも含む。したがって、上記各実施形態によれば、陽極酸化を援用した、半導体ウェハWの被加工面W1の平坦化加工方法において、加工変質層の低減を図る技術が提供される。
(Summary of embodiment)
As described above, in each of the above-described embodiments, an oxide film is formed on the surface to be processed W1 by anodization, and anodization is performed under processing conditions such that the removal of the oxide film does not overtake the formation of the oxide film. At least an assisted planarization process is included. Therefore, according to each of the above-described embodiments, there is provided a technique for reducing the process-affected layer in the planarization processing method of the surface W1 to be processed of the semiconductor wafer W using anodization.

(変形例)
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。故に、上記実施形態に対しては、適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態との相違点を主として説明する。また、上記実施形態と変形例とにおいて、互いに同一または均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾または特段の追加説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。
(Modification)
The present invention is not limited to the above embodiments. Therefore, the above embodiment can be modified as appropriate. A representative modified example will be described below. In the following description of the modified example, differences from the above embodiment will be mainly described. Moreover, in the above-described embodiment and modifications, the same reference numerals are given to parts that are the same or equivalent to each other. Therefore, in the description of the modification below, the description in the above embodiment can be used as appropriate for components having the same reference numerals as those in the above embodiment, unless there is a technical contradiction or special additional description.

本発明は、上記実施形態にて示された具体的な装置構成に限定されない。すなわち、図1およびこれを用いた以下の説明は、専ら、本実施形態に係る表面加工装置1の概略的な構成および機能を説明するために簡略化されたものであって、実際に製造販売される具体的な装置構成とは必ずしも一致しない。具体的には、例えば、上記実施形態においては、容器2側に半導体ウェハWが保持される一方、半導体ウェハWの上方にて表面加工パッド3が回転可能に保持される構成を有していた。しかしながら、本発明は、かかる態様に限定されない。すなわち、容器2の上方に配置され駆動装置4により回転駆動されるチャックに半導体ウェハWが保持される一方、容器2側に表面加工パッド3が保持される構成もあり得る。 The present invention is not limited to the specific device configurations shown in the above embodiments. That is, FIG. 1 and the following description using it are simplified solely for describing the schematic configuration and function of the surface processing apparatus 1 according to the present embodiment, and are not actually manufactured and sold. It does not necessarily match the specific device configuration provided. Specifically, for example, in the above embodiment, while the semiconductor wafer W is held on the side of the container 2, the surface processing pad 3 is rotatably held above the semiconductor wafer W. . However, the invention is not limited to such aspects. That is, a configuration is possible in which the semiconductor wafer W is held by a chuck arranged above the container 2 and rotationally driven by the driving device 4 while the surface processing pad 3 is held on the container 2 side.

電解液Sは、エッチャント成分を含んでいてもよい。すなわち、本発明に係る表面加工装置1、および、これにより実施可能な表面加工方法は、陽極酸化により生じた酸化物膜をエッチャントおよび表面加工パッド3の双方を用いて選択的に除去することで、被加工面W1を研磨あるいは研削するものであってもよい。 The electrolytic solution S may contain an etchant component. That is, the surface processing apparatus 1 according to the present invention and the surface processing method practicable thereby selectively remove the oxide film produced by the anodization using both the etchant and the surface processing pad 3. , the surface to be processed W1 may be polished or ground.

砥石層32における番手や材料についても、特段の限定はない。すなわち、本発明の効果が良好に奏され得る範囲内において、砥石層32における番手や材料は、適宜選択され得る。 There are no particular restrictions on the count or material of the grindstone layer 32 . That is, the count and material of the grindstone layer 32 can be appropriately selected within the range in which the effects of the present invention can be satisfactorily exhibited.

上記実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、構成要素の個数、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数値に限定される場合等を除き、その特定の数値に本発明が限定されることはない。同様に、構成要素等の形状、方向、位置関係等が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に特定の形状、方向、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、方向、位置関係等に本発明が限定されることはない。 Needless to say, the elements constituting the above-described embodiments are not necessarily essential, unless explicitly stated as essential or clearly considered essential in principle. In addition, when numerical values such as the number, amount, range, etc. of a constituent element are mentioned, unless it is explicitly stated that it is particularly essential, or when it is clearly limited to a specific numerical value in principle, the specific numerical value The present invention is not limited to Similarly, when the shape, direction, positional relationship, etc. of the constituent elements, etc. are mentioned, unless it is explicitly stated that it is particularly essential, or when it is limited to a specific shape, direction, positional relationship, etc. in principle , the shape, direction, positional relationship, etc., of which the present invention is not limited.

変形例も、上記の例示に限定されない。すなわち、例えば、上記に例示した以外で、複数の実施形態同士が、技術的に矛盾しない限り、互いに組み合わされ得る。同様に、複数の変形例が、技術的に矛盾しない限り、互いに組み合わされ得る。 Modifications are also not limited to the above examples. That is, for example, a plurality of embodiments other than those exemplified above can be combined with each other as long as they are not technically inconsistent. Likewise, multiple variants may be combined with each other unless technically inconsistent.

1 表面加工装置
2 容器
3 表面加工パッド
31 電極
32 砥石層
4 駆動装置
5 電源装置
S 電解液
W 半導体ウェハ
W1 被加工面(表面)
REFERENCE SIGNS LIST 1 surface processing device 2 container 3 surface processing pad 31 electrode 32 grindstone layer 4 drive device 5 power supply device S electrolyte solution W semiconductor wafer W1 surface to be processed (surface)

Claims (8)

半導体ウェハ(W)の表面(W1)を平坦化する、表面加工方法であって、
陽極酸化により酸化物を前記表面に生成させるとともに、かかる酸化物を除去する、第一種の平坦化加工と、
前記第一種の平坦化加工とは異なる第二種の平坦化加工と、
を有し、
前記第一種の平坦化加工は、陽極酸化による酸化速度が酸化物除去速度以上となる加工条件で行い、
前記第二種の平坦化加工は、
前記第一種の平坦化加工の前に行う、陽極酸化により前記表面に生成した酸化物を酸化物除去速度が酸化速度以上となる加工条件で除去する加工
または
前記第一種の平坦化加工の後に行う、前記第一種の平坦化加工よりも前記表面をさらに平坦化する加工
である、
表面加工方法。
A surface processing method for planarizing a surface (W1) of a semiconductor wafer (W),
a first type of planarization process in which an oxide is formed on the surface by anodization and the oxide is removed;
a second type of planarization processing different from the first type of planarization processing;
has
The first type of planarization processing is performed under processing conditions such that the oxidation rate by anodization is equal to or higher than the oxide removal rate,
The second type of flattening process is
A process performed before the first type planarization process to remove oxides generated on the surface by anodic oxidation under processing conditions where the oxide removal rate is equal to or higher than the oxidation rate, or the first type planarization process A process to flatten the surface further than the first type flattening process performed later,
surface treatment method.
前記第一種の平坦化加工は、酸化速度が研削速度以上となる加工条件で行う陽極酸化研削加工であり、
前記第二種の平坦化加工は、前記第一種の平坦化加工の後に行う、研磨加工または酸化物膜除去加工である、
請求項1に記載の表面加工方法。
The first type of flattening process is an anodizing grinding process performed under processing conditions in which the oxidation speed is equal to or higher than the grinding speed,
The second type planarization process is a polishing process or an oxide film removal process performed after the first type planarization process,
The surface processing method according to claim 1.
前記第二種の平坦化加工として、
前記第一種の平坦化加工の前に、前記半導体ウェハよりも硬度の高い研削材を用いることで、研削速度が酸化速度以上となる加工条件で前記表面を研削する、高速研削加工と、
前記第一種の平坦化加工の後に、前記表面を研磨する、研磨加工と、
を行い、
前記第一種の平坦化加工は、前記高速研削加工と前記研磨加工との間にて、酸化速度が研削速度以上となる加工条件で行う仕上研削加工である、
請求項1に記載の表面加工方法。
As the second type of flattening process,
A high-speed grinding process in which, before the first type of flattening process, the surface is ground under processing conditions in which the grinding speed is equal to or higher than the oxidation speed by using an abrasive material having a hardness higher than that of the semiconductor wafer;
A polishing process for polishing the surface after the first type of flattening process;
and
The first type of flattening process is a finish grinding process performed under processing conditions in which the oxidation rate is equal to or higher than the grinding rate between the high-speed grinding process and the polishing process.
The surface processing method according to claim 1.
前記研磨加工は、陽極酸化により前記表面に生成した酸化物を研磨により選択的に除去する、陽極酸化研磨加工である、
請求項3に記載の表面加工方法。
The polishing process is an anodizing polishing process that selectively removes oxides generated on the surface by anodizing by polishing.
The surface processing method according to claim 3.
前記高速研削加工および前記仕上研削加工は、前記研削材としての砥石層(32)を有する表面加工パッド(3)における前記砥石層を前記表面と対向配置させ、陽極酸化により前記表面に生成した酸化物を前記砥石層により選択的に除去する加工であり、
前記高速研削加工および前記仕上研削加工における前記砥石層は、ダイヤモンド砥石により形成され、
前記仕上研削加工における前記砥石層の番手は、前記高速研削加工における前記砥石層の番手以上である、
請求項3または4に記載の表面加工方法。
The high-speed grinding process and the finish grinding process are performed by arranging the grindstone layer in the surface processing pad (3) having the grindstone layer (32) as the abrasive so as to face the surface, and anodic oxidation generated on the surface. A process for selectively removing an object with the grindstone layer,
The grindstone layer in the high-speed grinding process and the finish grinding process is formed of a diamond grindstone,
The number of the grindstone layer in the finish grinding process is equal to or higher than the number of the grindstone layer in the high-speed grinding process.
The surface processing method according to claim 3 or 4.
半導体ウェハ(W)の表面(W1)を平坦化する、表面加工方法であって、
陽極酸化により酸化物を前記表面に生成させるとともに、かかる酸化物を除去する、第一種の平坦化加工と、
前記第一種の平坦化加工とは異なる第二種の平坦化加工と、
を有し、
前記第一種の平坦化加工として、
前記第二種の平坦化加工としての研削加工の後に、陽極酸化により前記表面に酸化物を生成させる、表面酸化加工と、
前記表面酸化加工により生成した酸化物を除去する、酸化物除去加工と、
を行う、
表面加工方法。
A surface processing method for planarizing a surface (W1) of a semiconductor wafer (W),
a first type of planarization process in which an oxide is formed on the surface by anodization and the oxide is removed;
a second type of planarization processing different from the first type of planarization processing;
has
As the first type of flattening process,
A surface oxidation process for generating an oxide on the surface by anodization after the grinding process as the second type flattening process;
an oxide removal process for removing oxides generated by the surface oxidation process;
I do,
surface treatment method.
半導体ウェハ(W)の表面(W1)を平坦化する、表面加工方法であって、
陽極酸化により酸化物を前記表面に生成させるとともに、かかる酸化物を除去する、第一種の平坦化加工と、
前記第一種の平坦化加工とは異なる第二種の平坦化加工と、
を有し、
前記第一種の平坦化加工として、
前記第二種の平坦化加工としての研磨加工の後に、陽極酸化により前記表面に酸化物を生成させる、表面酸化加工と、
前記表面酸化加工により生成した酸化物を除去する、酸化物除去加工と、
を行う、
表面加工方法。
A surface processing method for planarizing a surface (W1) of a semiconductor wafer (W),
a first type of planarization process in which an oxide is formed on the surface by anodization and the oxide is removed;
a second type of planarization processing different from the first type of planarization processing;
has
As the first type of flattening process,
A surface oxidation process for generating an oxide on the surface by anodization after the polishing process as the second type planarization process;
an oxide removal process for removing oxides generated by the surface oxidation process;
I do,
surface treatment method.
前記半導体ウェハは、SiCウェハである、
請求項1~7のいずれか1つに記載の表面加工方法。
The semiconductor wafer is a SiC wafer,
The surface processing method according to any one of claims 1 to 7.
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