JP2024118347A - Wafer manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂貼りしたウェーハを研削する場合であっても反りが小さくナノトポグラフィーが良好なウェーハを製造できる、ウェーハの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】ウェーハの製造方法は、第一主面及び第二主面を有し、表面に加工歪みを有する原料ウェーハを準備する準備工程と、原料ウェーハの第一主面と第二主面とをエッチングすることで原料ウェーハの加工歪みを除去するエッチング工程と、該エッチング工程に続いて原料ウェーハの第二主面上に平坦化樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、平坦化樹脂層の表面を基準面として保持面に吸着保持し、その状態で原料ウェーハの第一主面を研削又は研磨する第一加工工程と、原料ウェーハから平坦化樹脂層を除去する除去工程と、平坦化樹脂層を除去した原料ウェーハの第一加工工程で加工した第一主面を保持面に吸着保持し原料ウェーハの第二主面を研削又は研磨する第二加工工程と、を含む。【選択図】図2[Problem] To provide a method for manufacturing a wafer, which can produce a wafer with small warpage and good nanotopography even when grinding a resin-laminated wafer. [Solution] The method for manufacturing a wafer includes a preparation step of preparing a raw material wafer having a first main surface and a second main surface and having processing distortion on the surface, an etching step of removing the processing distortion of the raw material wafer by etching the first main surface and the second main surface of the raw material wafer, a resin layer formation step of forming a planarizing resin layer on the second main surface of the raw material wafer subsequent to the etching step, a first processing step of grinding or polishing the first main surface of the raw material wafer while adsorbing and holding the surface of the planarizing resin layer on a holding surface as a reference surface, a removal step of removing the planarizing resin layer from the raw material wafer, and a second processing step of grinding or polishing the second main surface of the raw material wafer while adsorbing and holding the first main surface of the raw material wafer, from which the planarizing resin layer has been removed, on a holding surface. [Selected Figure] Figure 2
Description
本発明は、ウェーハの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a wafer.
従来、半導体ウェーハは、微細なパターンを写真製版により作製するために、ウェーハの表面の平坦化が求められていた。特にナノトポグラフィーと呼ばれる表面うねりを低減することで半導体ウェーハの平坦度を向上させるための技術が提案されている。 Conventionally, semiconductor wafers require flattening of their surfaces in order to create fine patterns using photolithography. In particular, technology has been proposed to improve the flatness of semiconductor wafers by reducing surface waviness, known as nanotopography.
特許文献1には、ラッピング後の半導体ウェーハを、1次エッチング液によりエッチングする1次エッチ工程と、この1次エッチ後、半導体ウェーハの表面に、研削砥石を用いて研削を施す表面研削工程と、表面研削された半導体ウェーハを、2次エッチング液により、前記1次エッチよりも軽くエッチングする2次エッチ工程と、この2次エッチ後、半導体ウェーハの表面に、研磨布を用いて鏡面研磨を施す鏡面研磨工程とを備えた半導体ウェーハの製造方法が開示されている。
特許文献1に記載の製造方法は、このような工程により、表面研削時に生じた加工ダメージを、ウェーハを軽く2次エッチして取り除くようにすれば、鏡面研磨工程におけるウェーハの研磨量がより低減し、TTV(Total Thickness Variation)もさらに小さくなってウェーハ平坦度を高められるというものである。
The manufacturing method described in
また、ナノトポグラフィーが良好なウェーハを作製する方法として、特許文献2に開示されているように樹脂貼りしたウェーハを研削する方法が公知である。具体的には、まず一次研削工程として、インゴットから切り出して得られたウェーハの両面(一の面、二の面)を研削することで両面の加工歪みを除去して当該加工歪みの大きさの相違に起因する反りを低減する。
As a method for producing a wafer with good nanotopography, a method of grinding a resin-coated wafer, as disclosed in
次に、樹脂塗布工程、うねり形状復帰工程及び樹脂硬化工程において、ウェーハの両面の表層のうねりの形状を維持した状態で紫外線硬化樹脂によって成形硬化する。その後、一の面、二の面うねり除去工程において、紫外線硬化樹脂で硬化させたウェーハの表層に生じたうねりを除去する。このように特許文献2ではウェーハに樹脂塗布し研削することでナノトポグラフィーが良好なウェーハを作製している。
Next, in the resin application process, wavy shape restoration process, and resin hardening process, the wavy shape of the surface layer on both sides of the wafer is maintained while being shaped and hardened with ultraviolet-curable resin. After that, in the first-side and second-side wavy removal processes, the wavy shape that has developed on the surface layer of the wafer that has been hardened with ultraviolet-curable resin is removed. In this way, in
エッチングによりダメージを低減し、研削する、特許文献1のような技術では、表面研削時に生じた加工ダメージを、ウェーハを軽く2次エッチして取り除くようにして、鏡面研磨工程におけるウェーハの研磨量をより低減させることで、ウェーハ平坦度を高められるものの(研磨による形状の悪化を防止できるものの)、うねりの改善は十分でなくナノトポグラフィーの改善には不十分であった。これを改善するためには、樹脂貼りと研削などを組み合わせる特許文献2のような技術が有効であった。
In a technique such as that in
特許文献2では、樹脂塗布前のウェーハを研削することで、ある程度表裏面を同じような加工歪に揃えることは可能であるが、研削装置やホイールの状態により、表裏面の加工歪が等価とならない場合があった。また、面方位が(111)面のSi単結晶ウェーハでは、研削後に表裏面が等価な研削歪みとならないことが判明した。
In
このように研削加工では表裏の加工歪みが等価にならない場合があり、特に面方位が(111)面のSi単結晶ウェーハでは、研削では表裏面の研削歪みが等価とならないことが判明した。 In this way, the grinding process may not result in equivalent processing strain on the front and back sides, and it was found that in particular with Si single crystal wafers with a (111) surface orientation, the grinding strain on the front and back sides is not equivalent.
以上のように、ウェーハ表裏面の加工歪みが異なる場合、加工歪みの相違に起因する反りが生じる。このため、表裏面の加工歪みが異なるウェーハを使用した場合、ウェーハが反った状態で樹脂が塗布され、結果として研削後の反り(Warp)が悪化してしまうことがわかった。 As described above, when the processing strain differs between the front and back surfaces of a wafer, warping occurs due to the difference in processing strain. For this reason, it was found that when wafers with different processing strains between the front and back surfaces are used, the resin is applied to the wafer in a warped state, resulting in worsening warping after grinding.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、半導体ウェーハの加工プロセス、特に、半導体ウェーハの表面を高平坦化する加工プロセスに関するもので、ナノトポグラフィー及びWarpを同時に改善する技術に関するものである。 The present invention has been made to solve the above problems, and relates to a semiconductor wafer processing process, in particular, a processing process for highly planarizing the surface of a semiconductor wafer, and relates to a technology for simultaneously improving nanotopography and warp.
より具体的には、本発明は、樹脂貼りしたウェーハを研削する場合であっても反りが小さくナノトポグラフィーが良好なウェーハを製造できる、ウェーハの製造方法を提供することを目的とする。 More specifically, the present invention aims to provide a wafer manufacturing method that can produce wafers with little warpage and good nanotopography, even when grinding resin-laminated wafers.
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、ウェーハの製造方法であって、第一主面及び前記第一主面と反対側の第二主面を有し、表面に加工歪みを有する原料ウェーハを準備する準備工程と、前記原料ウェーハの前記第一主面と前記第二主面とをエッチングすることで前記原料ウェーハの前記加工歪みを除去するエッチング工程と、該エッチング工程に続いて前記原料ウェーハの前記第二主面上に、平坦化樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、前記平坦化樹脂層の表面を基準面として保持面に吸着保持し、その状態で、前記原料ウェーハの前記第一主面を研削又は研磨する第一加工工程と、前記原料ウェーハから前記平坦化樹脂層を除去する除去工程と、前記平坦化樹脂層を除去した前記原料ウェーハの、前記第一加工工程で加工した前記第一主面を前記保持面に吸着保持し、その状態で、前記原料ウェーハの前記第二主面を研削又は研磨する第二加工工程を含むことを特徴とするウェーハの製造方法を提供する。 The present invention has been made to achieve the above object, and provides a method for manufacturing a wafer, comprising the steps of: preparing a raw material wafer having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface and having processing strain on the surface; etching a raw material wafer by etching the first main surface and the second main surface to remove the processing strain of the raw material wafer; forming a resin layer on the second main surface of the raw material wafer following the etching; a first processing step of grinding or polishing the first main surface of the raw material wafer by adsorbing the surface of the planarizing resin layer onto a holding surface as a reference surface; removing the planarizing resin layer from the raw material wafer; and a second processing step of grinding or polishing the second main surface of the raw material wafer by adsorbing the first main surface of the raw material wafer by the holding surface, with the first main surface having the planarizing resin layer removed.
このようなウェーハの製造方法によれば、樹脂塗布直前にウェーハ表裏面の加工歪みを除去するために、表裏をエッチングする。より具体的には樹脂塗布前に原料ウェーハの第一主面と第二主面をエッチングすることで、前工程の加工歪みを除去して、原料ウェーハの第一主面と第二主面の加工歪みの相違に起因する反りが除去されたウェーハに対して、引き続いて第二主面に樹脂を塗布し硬化させた後、研削を行う。
そのため、樹脂貼りしたウェーハを研削する場合であっても反りが小さくナノトポグラフィーが良好なウェーハを製造できる。
According to such a wafer manufacturing method, the front and back surfaces of the wafer are etched immediately before resin application in order to remove processing strain on the front and back surfaces. More specifically, by etching the first and second main surfaces of the raw material wafer before resin application, processing strain from the previous step is removed, and the wafer from which warpage caused by the difference in processing strain between the first and second main surfaces of the raw material wafer is removed is subjected to subsequent resin application to the second main surface, which is then cured, and grinding is performed.
Therefore, even when grinding a resin-laminated wafer, it is possible to produce a wafer with little warping and good nanotopography.
このとき、前記原料ウェーハとして、インゴットをスライスして得られたウェーハを用いることができる。 In this case, the raw wafers can be wafers obtained by slicing an ingot.
これにより、インゴットをスライスした際にウェーハに形成された加工歪みがエッチングで除去されるため、引き続いてインゴットをスライスしたウェーハに樹脂貼りして研削する場合であっても反りが小さくナノトポグラフィーが良好なウェーハを製造できる。 As a result, the processing distortion formed in the wafer when the ingot was sliced is removed by etching, so even if the wafer sliced from the ingot is subsequently bonded to a resin and ground, it is possible to produce a wafer with little warping and good nanotopography.
このとき、前記原料ウェーハとして、インゴットから切り出されて得られたスライスウェーハを両面ラッピング加工または両面研削したウェーハを用いることができる。 In this case, the raw wafers can be sliced wafers obtained by cutting from an ingot and then lapping or grinding both sides of the sliced wafers.
これにより、両面ラッピング加工または両面研削でウェーハに形成された加工歪みがエッチングで除去されるため、引き続いて両面ラッピング加工または両面研削されたウェーハに樹脂貼りして研削する場合であっても反りが小さくナノトポグラフィーが良好なウェーハを製造できる。
また、両面ラッピング加工または両面研削を行うことで、スライス後のウェーハのうねりが大きい場合でもウェーハのうねりを小さくでき、ナノトポグラフィーが良好なウェーハを製造できる。
As a result, processing distortions formed in the wafer during double-sided lapping or grinding are removed by etching, so that even when a wafer that has been double-sided lapping or grinding is subsequently bonded with resin and then ground, it is possible to produce a wafer with little warping and good nanotopography.
Furthermore, by performing double-sided lapping or double-sided grinding, even if the waviness of the wafer after slicing is large, the waviness of the wafer can be reduced, and wafers with good nanotopography can be manufactured.
以上のように、本発明のウェーハの製造方法によれば、樹脂貼りしたウェーハを研削する場合であっても反りが小さくナノトポグラフィーが良好なウェーハを製造できる。 As described above, the wafer manufacturing method of the present invention makes it possible to manufacture wafers with little warping and good nanotopography, even when grinding resin-laminated wafers.
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention is described in detail below, but is not limited to these.
上述のように、樹脂貼りしたウェーハを研削する場合であっても反りが小さくナノトポグラフィーが良好なウェーハを製造できる、ウェーハの製造方法が求められていた。 As mentioned above, there was a need for a wafer manufacturing method that could produce wafers with minimal warpage and good nanotopography, even when grinding resin-bonded wafers.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、ウェーハの製造方法であって、第一主面及び前記第一主面と反対側の第二主面を有し、表面に加工歪みを有する原料ウェーハを準備する準備工程と、前記原料ウェーハの前記第一主面と前記第二主面とをエッチングすることで前記原料ウェーハの前記加工歪みを除去するエッチング工程と、該エッチング工程に続いて前記原料ウェーハの前記第二主面上に、平坦化樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、前記平坦化樹脂層の表面を基準面として保持面に吸着保持し、その状態で、前記原料ウェーハの前記第一主面を研削又は研磨する第一加工工程と、前記原料ウェーハから前記平坦化樹脂層を除去する除去工程と、前記平坦化樹脂層を除去した前記原料ウェーハの、前記第一加工工程で加工した前記第一主面を前記保持面に吸着保持し、その状態で、前記原料ウェーハの前記第二主面を研削又は研磨する第二加工工程を含むことを特徴とするウェーハの製造方法により、樹脂貼りしたウェーハを研削する場合であっても反りが小さくナノトポグラフィーが良好なウェーハを製造できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive research into the above-mentioned problem, the inventors have discovered a method for manufacturing a wafer, comprising: a preparation step of preparing a raw material wafer having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, the raw material wafer having processing strain on the surface; an etching step of removing the processing strain of the raw material wafer by etching the first main surface and the second main surface of the raw material wafer; a resin layer formation step of forming a planarized resin layer on the second main surface of the raw material wafer following the etching step; and a step of adsorbing and holding the surface of the planarized resin layer on a holding surface as a reference surface, and in that state, The present invention has been completed by discovering that a wafer manufacturing method including a first processing step of grinding or polishing the first main surface of a raw material wafer, a removal step of removing the planarizing resin layer from the raw material wafer, and a second processing step of adsorbing and holding the first main surface of the raw material wafer from which the planarizing resin layer has been removed, processed in the first processing step, on the holding surface, and grinding or polishing the second main surface of the raw material wafer in this state, can produce wafers with little warping and good nanotopography even when grinding a resin-laminated wafer.
以下、本発明の実施形態に係るウェーハの製造方法について図1及び図2を参照しながら説明する。 The wafer manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to Figures 1 and 2.
まず、図1(a)に示すように第一主面1及び第一主面1と反対側の第二主面2を有し、表面に加工歪みを有する原料ウェーハ100を準備する(図2のS1、準備工程)。
原料ウェーハ100の組成や結晶構造等は特に限定しないが、Si単結晶ウェーハを例示できる。
First, as shown in FIG. 1(a), a
The composition, crystal structure, and the like of the
特に第一主面1及び第二主面2の面方位が(111)面のSi単結晶ウェーハは研削等の機械加工のみで第一主面1と第二主面2の加工歪みを等価にするのが難しいため反りが生じやすく、本発明の効果である反りの抑制効果がより強く発揮されるため、好適である。
In particular, Si single crystal wafers with the first
原料ウェーハ100の直径や厚さも特に限定されず、製造や加工が可能な範囲で適宜選択すればよい。
The diameter and thickness of the
原料ウェーハ100は表面に加工歪みを有するものを用いる。
このような原料ウェーハ100として、インゴットをスライスして得られたウェーハを用いることができる。
このようなウェーハはインゴットをスライスした際にウェーハに加工歪みが形成されるためである。
The raw material wafer 100 has processing damage on its surface.
Such
This is because such wafers are subject to processing strain when sliced from an ingot.
原料ウェーハ100としては、インゴットから切り出されて得られたスライスウェーハを両面ラッピング加工または両面研削したウェーハを用いてもよい。つまり、スライスウェーハに、ラッピング加工や両面研削を行ってもよい。ラッピング加工や両面研削でもウェーハに加工歪みが形成されるためである。また、スライス後のうねりが大きい場合でも、ラッピング加工や両面研削でうねりを小さくできるためである。
The
原料ウェーハ100を準備した後、原料ウェーハ100の第一主面1と第二主面2とをエッチングすることで原料ウェーハ100の加工歪みを除去する(図2のS2、エッチング工程、樹脂塗布前エッチングともいう)。
After preparing the raw material wafer 100, the first
エッチング条件に関しては、前加工の加工歪みを除去することが目的であるため、エッチング方法はウェットエッチングでもドライエッチングでも構わない。また、エッチング装置は枚葉式でもバッチ式でも構わない。また、エッチャントの組成も不問である。 Regarding the etching conditions, since the purpose is to remove processing distortion from previous processing, the etching method can be either wet etching or dry etching. Furthermore, the etching equipment can be either single-wafer or batch type. Furthermore, the composition of the etchant is not important.
本発明のエッチング条件としては、スライスやラップ、研削などの前工程(特に樹脂塗布前)で生じる機械的なダメージ(歪)層を溶解除去できる条件であればよく、単結晶シリコンウェーハの加工プロセスの中で行われているベアシリコンの表面をエッチングする条件を採用することができる。 The etching conditions of the present invention may be any conditions that can dissolve and remove the mechanically damaged (distorted) layer that occurs during previous processes such as slicing, lapping, and grinding (particularly before resin application), and conditions for etching the surface of bare silicon that is carried out during the processing of single crystal silicon wafers can be adopted.
具体的には、酸性・アルカリ性溶液のエッチング液を使った化学反応によるウェットエッチングで、例えばエッチャントとしてNaOH、KOH、フッ酸・硝酸・酢酸の酸性混合液などが使用できる。また、高真空プラズマを用いたドライエッチングなどでもベアシリコンの表面をエッチングすることができ、シリコンのダメージ(歪)層を溶解除去することができる。加工条件は前工程などによるウェーハ状態(ダメージ層の深さ)により適宜設定する。 Specifically, wet etching is a chemical reaction that uses an acidic or alkaline etching solution; for example, NaOH, KOH, or an acidic mixture of hydrofluoric acid, nitric acid, and acetic acid can be used as etchants. In addition, the bare silicon surface can also be etched by dry etching using high vacuum plasma, which dissolves and removes the damaged (distorted) layer of silicon. Processing conditions are set appropriately depending on the wafer condition (depth of the damaged layer) from previous processes, etc.
ウェットエッチングの場合は図1(b)に示すように原料ウェーハ100をエッチャント7に浸漬することでエッチングを行えばよい。またエッチングの際の温度やエッチング時間も、エッチングに使用できる作業時間内にエッチングで加工歪みが除去できる範囲内で適宜選択すればよい。
In the case of wet etching, etching can be performed by immersing the
なお、原料ウェーハ100としてスライスウェーハを用いる場合、スライス後のうねりが大きい場合は、樹脂塗布前エッチングの前に、ラッピング加工や両頭研削加工を実施してうねりを小さくしてもよい。
When using sliced wafers as the
ただし、ラッピング加工や両頭研削加工を実施した場合も、ラッピング加工や両頭研削加工後の原料ウェーハ100の表裏面(第二主面2と第一主面1)の加工歪みが異なる場合があるため、樹脂塗布前エッチングを行うことで、加工歪みに起因した反りを除去する必要がある。
However, even if lapping or double-head grinding is performed, the processing distortion on the front and back surfaces (second
エッチングが終了すると、引き続いて原料ウェーハ100の第二主面2上に、平坦化樹脂層15を形成する(図2のS3、樹脂層形成工程、樹脂貼りともいう)。
具体的には以下に例示する手順で樹脂貼りを行い、平坦化樹脂層15を形成する。
After the etching is completed, a
Specifically, the resin is applied in the following procedure, to form the
(樹脂貼り条件)
まず、図1(c)に示すように平坦な面を有する定盤(下定盤9)の上にPET(ポリエチレンテレフタレート)等の光透過性のフィルム11を敷き、その上に可塑状態、例えば液状の樹脂13を供給、塗布する。さらに樹脂13の上に原料ウェーハ100を第二主面2が樹脂13と接するように載せ、フィルム11の面が平坦となるように図示しない定盤(上定盤)を用いて、上定盤の下面を原料ウェーハ100の第一主面1に接触させ、所定荷重で下定盤9に向けて押圧する(図2のS3-1、樹脂塗布工程)。なお、押圧により第一主面1と第二主面2のうねりも押圧されて、平坦になる。
(Resin application conditions)
First, as shown in FIG. 1(c), a light-transmitting
フィルム11の面が平坦になったら図1(d)に示すように図示しない上定盤を原料ウェーハ100から引き離す等して押圧を解除する(図2のS3-2、うねり形状復帰工程)。押圧が解除されることにより、第一主面1と第二主面2のうねりは押圧前の形状に復帰する。
When the surface of the
その後、使用する樹脂13の種類に応じた硬化処理を行う(図2のS3-3、樹脂硬化工程)。例えば樹脂13としてUV(紫外線)硬化樹脂を使用した場合は、図1(e)に示すようにUV光源17からUV光を樹脂13に照射することで硬化を行う。これにより、第二主面2に樹脂13が貼り付けられ、平坦化樹脂層15が形成される。ここでは樹脂13とフィルム11で平坦化樹脂層15を形成した例を示したが、フィルム11を使用しない場合等は樹脂13のみで平坦化樹脂層15を形成する。
After that, a curing process is performed according to the type of
なお、エッチング工程S2と樹脂層形成工程S3は連続して行う。つまりエッチング工程S2と樹脂層形成工程S3の間に原料ウェーハ100を機械加工する等の別工程を入れないものとする。エッチング工程S2と樹脂層形成工程S3を連続して行うことで、エッチングで加工歪みが除去されたままの状態で平坦化樹脂層15を形成でき、反りを確実に抑制できる。
The etching step S2 and the resin layer forming step S3 are performed consecutively. In other words, no other steps such as machining the
樹脂貼りが終了すると、平坦化樹脂層15の表面を基準面として保持面19に吸着保持し、その状態で、原料ウェーハ100の第一主面1を研削又は研磨する(図2のS4、第一加工工程)。
Once the resin application is complete, the surface of the
具体的にはまず、図1(f)に示すように研削装置や研磨装置の保持面19を有するチャックテーブル21に平坦化樹脂層15が接するように原料ウェーハ100を載せる。チャックテーブル21は例えば多孔質セラミック製であり、平坦化樹脂層15を真空吸着することで原料ウェーハ100を保持させる。
Specifically, first, as shown in FIG. 1(f), the
次に研削装置の研削ホイールや研磨装置の研磨パッドを回転させながら第一主面1に押し当てることで、第一主面1を研削又は研磨してうねりを除去する。図1(f)では研削装置の研削ホイール23を用いて第一主面1を研削する場合を例示している。
Next, the grinding wheel of the grinding device or the polishing pad of the polishing device is rotated and pressed against the first
第一加工工程S4が終了すると、図1(g)に示すように原料ウェーハ100から平坦化樹脂層15を除去する(図2のS5、除去工程)。具体的には原料ウェーハ100の第二主面2に貼り付けられた平坦化樹脂層15を原料ウェーハ100から剥離する。
When the first processing step S4 is completed, the
次に、図1(h)に示すように平坦化樹脂層15を除去した原料ウェーハ100の、第一加工工程S4で加工した第一主面1を保持面19に吸着保持し、その状態で、原料ウェーハ100の第二主面2を研削又は研磨する(図2のS6、第二加工工程)。これにより第二主面2のうねりを除去する。
Next, as shown in FIG. 1(h), the first
第二加工工程S6で第二主面2を研削又は研磨する条件は第一加工工程S4で第一主面1を研削または研磨する条件と同様である。なお、S3~S6をまとめて樹脂塗布研削加工と呼ぶことがある。
The conditions for grinding or polishing the second
以上の工程で原料ウェーハ100から加工歪み及びうねりが除去されたウェーハが製造される。製造したウェーハはさらに両面研磨装置で両面研磨加工を行うなどして表面をさらに平滑にしてもよい。
Through the above steps, wafers are manufactured from the
このように本発明では、樹脂貼りで平坦化樹脂層15を形成する前にエッチングにより原料ウェーハ100の加工歪みを除去することで、第一主面1と第二主面2の加工歪みの相違による変形を除去した状態で樹脂貼りが行えるので、ナノトポロジーだけでなく、反りも良好にできる。
In this way, in the present invention, by removing the processing distortion of the
以下、実施例を挙げて本発明について具体的に説明するが、これは本発明を限定するものではない。
本発明のウェーハの製造方法に基づき、平坦化樹脂層15を形成する前にエッチングを行ってウェーハを製造した場合と、従来技術のウェーハの製造方法に基づき、エッチングを行わずに平坦化樹脂層15を形成してウェーハを製造した場合とで反り(Warp)およびナノトポロジー(NT)を比較した。具体的な手順は以下の通りである。
The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
A comparison was made between a case where a wafer was manufactured by performing etching before forming the flattening
(実施例1-1)
まず、準備工程S1として、スライス後に面取り加工した直径300mmのP型Si単結晶で、第一主面1及び第二主面2の面方位が(100)面のウェーハを原料ウェーハ100として準備した。
(Example 1-1)
First, in the preparation step S1, a
次に、原料ウェーハ100に対して、エッチング工程S2として樹脂塗布前エッチングを行った。具体的にはエッチャント7として高温の水酸化ナトリウム水溶液中にウェーハを浸漬し、第一主面1及び第二主面2の加工歪みを除去した。
Next, the
次に以下の手順で樹脂塗布研削加工(図2のS3~S6の工程)を行った。
まずエッチング工程S2後の原料ウェーハ100に対して、以下の手順で樹脂層形成工程S3として、平坦化樹脂層15を形成した。
具体的には、まず原料ウェーハ100を被覆する樹脂13としてUV硬化性樹脂を、上記フィルム11としてPETフィルムを用意した。
Next, resin coating and grinding (steps S3 to S6 in FIG. 2) were performed in the following manner.
First, the
Specifically, first, a UV-curable resin was prepared as the
次に樹脂塗布工程S3-1として、平坦なガラス定盤(下定盤9)にPETフィルムを敷き、そのPETフィルム上にUV硬化性樹脂を10ml滴下した。
その後、原料ウェーハ100の第一主面1をセラミック定盤(上定盤)に吸着保持し、第二主面2側をUV硬化性樹脂に押圧して接着した。
Next, in the resin application step S3-1, a PET film was laid on a flat glass surface plate (lower surface plate 9), and 10 ml of a UV-curable resin was dropped onto the PET film.
Thereafter, the first
押圧制御は、セラミック定盤を保持するサーボモータを駆動させ、フィルム11が平坦になるような所定荷重を検出するまで加圧することで制御した。
その後、うねり形状復帰工程S3-2として、押圧を解除し、樹脂硬化工程S3-3として、樹脂硬化用のUV光源17として波長365nmのUV-LEDを用いてUVを樹脂13に照射して硬化させた。
The pressing force was controlled by driving a servo motor that holds a ceramic surface plate and applying pressure until a predetermined load was detected such that the
Thereafter, in a wavy shape recovery step S3-2, the pressure was released, and in a resin hardening step S3-3, the
次に以下の手順で第一加工工程S4を行い、原料ウェーハ100の第一主面1を研削した。
具体的には、研削加工には、研削ホイール23としてダイヤ砥粒が結合されたものを用い、研削装置のチャックテーブル21の軸角度を調整することで、ウェーハ厚みばらつきが1μm以下となるように調整を行った。
Next, a first processing step S4 was carried out in the following manner, and the first
Specifically, for the grinding process, a grinding
この状態で平坦化樹脂層15を形成した側の面である第二主面2側をチャックテーブル21に真空吸着し、研削ホイール23で第一主面1側の研削加工を行った。
In this state, the second
その後、除去工程S5として平坦化樹脂層15を剥離し、第二加工工程S6として第一主面1側をチャックテーブル21に真空吸着し、第二主面2側の研削加工を行った。
Then, in a removal step S5, the
なお、樹脂塗布研削加工の取り代は、樹脂張りした時に形成されているウェーハ表面の凹凸を除去するために必要な取り代、及び要求されるウェーハ厚さになるような条件および取り代に設定した。 The removal amount for the resin coating grinding process was set to the amount necessary to remove the irregularities on the wafer surface that formed when the resin was applied, and to the conditions and removal amount to achieve the required wafer thickness.
最後に鏡面研磨加工として、公知の両面研磨装置を用いて第一主面1及び第二主面2を鏡面研磨した。
このように実施例1-1では、樹脂塗布前の研削加工を行わず、樹脂塗布前エッチングおよび樹脂塗布研削加工を実施した。
Finally, as a mirror polishing process, the first
In this manner, in Example 1-1, the grinding process before resin application was not performed, but the etching process before resin application and the grinding process after resin application were performed.
(実施例1-2)
エッチング工程S2を行う前に以下の条件で原料ウェーハ100に研削加工(樹脂塗布前研削)を行ったこと以外は実施例1-1と同じ条件でウェーハを製造した。
具体的には研削ホイール23としてダイヤ砥粒が結合されたものを用い、研削装置のチャックテーブル21の軸角度を調整することで、ウェーハ厚みばらつきが1μm以下となるように調整を行い、第二主面2側をチャックテーブル21に真空吸着し、研削ホイール23で第一主面1側の研削加工を行った。さらに第一主面1側を研削装置のチャックテーブル21に真空吸着し、研削ホイール23で第二主面2側の研削加工を行った。つまり実施例1-2は樹脂塗布前研削、樹脂塗布前エッチング、樹脂塗布研削加工を実施した。
(Example 1-2)
A wafer was manufactured under the same conditions as in Example 1-1, except that the
Specifically, a grinding
なお樹脂塗布前研削は、前工程、特にスライス後のウェーハのうねりや厚さバラつきの改善のために実施し、ウェーハ厚みばらつきが1μm以下となるような条件および取り代で加工した。 Grinding before resin application was performed in the previous process, particularly to improve waviness and thickness variation of the wafer after slicing, and processing was performed under conditions and with a removal allowance that would result in wafer thickness variation of 1 μm or less.
(比較例1-1)
樹脂塗布前研削を行わず、かつ、樹脂塗布前エッチングも行わずに、樹脂塗布研削加工を実施したこと以外は実施例1-2と同じ条件でウェーハを製造した。
樹脂塗布研削加工は、実施例1-2と同じ条件で実施した。
(Comparative Example 1-1)
Wafers were manufactured under the same conditions as in Example 1-2, except that the resin coating and grinding process was carried out without carrying out the pre-resin coating grinding and without carrying out the pre-resin coating etching.
The resin coating and grinding process was carried out under the same conditions as in Example 1-2.
(比較例1-2)
樹脂塗布前エッチングを行わなかったこと以外は実施例1―2と同じ条件でウェーハを製造した。具体的には樹脂塗布前研削を行い、樹脂塗布研削加工を実施した。
樹脂塗布前研削、および、樹脂塗布研削加工は、実施例1―2と同様に実施した。
(Comparative Example 1-2)
Wafers were manufactured under the same conditions as in Example 1-2, except that etching before resin application was not performed. Specifically, grinding before resin application was performed, and resin application grinding processing was performed.
The grinding before resin application and the grinding after resin application were carried out in the same manner as in Example 1-2.
(実施例2-1)
スライス後に面取り加工した直径300mmのP型Si単結晶で、第一主面1及び第二主面2の面方位が(111)面のウェーハを原料ウェーハ100として準備したこと以外は実施例1-1と同じ条件でウェーハを製造した。
(Example 2-1)
Wafers were manufactured under the same conditions as in Example 1-1, except that a wafer of P-type Si single crystal having a diameter of 300 mm, which was sliced and then chamfered, and in which the first
(実施例2-2)
スライス後に面取り加工した直径300mmのP型Si単結晶(111)ウェーハを原料ウェーハ100として準備したこと以外は実施例1-2と同じ条件でウェーハを製造した。
(Example 2-2)
Wafers were manufactured under the same conditions as in Example 1-2, except that a P-type Si single crystal (111) wafer having a diameter of 300 mm that had been sliced and then chamfered was prepared as the
(比較例2-1)
スライス後に面取り加工した直径300mmのP型Si単結晶(111)ウェーハを原料ウェーハ100として準備したこと以外は比較例1-1と同じ条件でウェーハを製造した。
(Comparative Example 2-1)
A wafer was manufactured under the same conditions as in Comparative Example 1-1, except that a P-type Si single crystal (111) wafer having a diameter of 300 mm that had been sliced and then chamfered was prepared as the
(比較例2-2)
スライス後に面取り加工した直径300mmのP型Si単結晶(111)ウェーハを原料ウェーハ100として準備したこと以外は比較例1-2と同じ条件でウェーハを製造した。
(Comparative Example 2-2)
Wafers were manufactured under the same conditions as in Comparative Example 1-2, except that a P-type Si single crystal (111) wafer having a diameter of 300 mm that had been sliced and then chamfered was prepared as the
[測定結果]
実施例1-1、1-2、2-1、2-2、及び比較例1-1、1-2、2-1、2-2のウェーハに対してWarpおよびナノトポグラフィー(NT)を測定した。具体的には光学干渉式の平坦度・ナノトポグラフィー測定装置(KLA社製:WaferSight2+)を用い、ナノトポグラフィーの指標としては、SQMM10mm×10mmを使用した。
[Measurement results]
Warp and nanotopography (NT) were measured for the wafers of Examples 1-1, 1-2, 2-1, and 2-2 and Comparative Examples 1-1, 1-2, 2-1, and 2-2. Specifically, an optical interference type flatness/nanotopography measuring device (KLA Corporation: WaferSight2+) was used, and an SQMM 10 mm x 10 mm was used as an index of nanotopography.
Warpについては、樹脂塗布研削加工の加工前(樹脂塗布前)の状態から樹脂塗布研削加工し、その後研磨した時の値の変化で確認し、悪化(2.5μm以上悪化)したものを×、変わらなかったもの(2.5μm未満)を△、改善したもの(値が小さくなったもの)を〇とした。また、NTは、○:5nm未満、△:5nm以上~10nm未満、×:10nm以上とした。 Warp was checked by observing the change in value when the resin was applied and ground after it had been ground from the state before the resin was applied (before the resin was applied). Those that worsened (worsened by 2.5 μm or more) were marked with an X, those that remained unchanged (less than 2.5 μm) were marked with a △, and those that improved (value became smaller) were marked with an O. NT was rated as O: less than 5 nm, △: 5 nm to less than 10 nm, and X: 10 nm or more.
ウェーハの製造条件、およびWarpとNTの評価結果を表1に示す。 The wafer manufacturing conditions and the evaluation results for Warp and NT are shown in Table 1.
比較例1―1では、ナノトポグラフィーは良好であったが、樹脂塗布研削加工後にWarpが悪化した。これは、スライス加工での加工歪みが第一主面1と第二主面2で異なっており、これにより反ったウェーハに対して樹脂塗布研削加工を行ったためと考えられる。
In Comparative Example 1-1, the nanotopography was good, but the warp deteriorated after the resin coating and grinding process. This is thought to be because the processing distortion during the slicing process was different between the first
比較例1-2では、比較例1-1よりはWarpが改善したが、樹脂塗布研削加工でWarpは改善しなかった。これは、樹脂塗布前研削により、スライス加工での加工歪みを低減することはできたが、等価にできなかったためと考えられる。 In Comparative Example 1-2, the warp was improved compared to Comparative Example 1-1, but the resin coating and grinding process did not improve the warp. This is thought to be because, although grinding before resin coating was able to reduce the processing distortion in the slicing process, it was not possible to make it equivalent.
実施例1-1では、Warp、ナノトポグラフィーともに良好であった。樹脂塗布前エッチングによりスライス加工での加工歪みが除去され、第一主面1と第二主面2の加工歪み差を起因とした反りが無い状態で樹脂塗布研削加工を実施できたためと考えられる。
In Example 1-1, both the warp and nanotopography were good. This is thought to be because the processing distortion during the slicing process was removed by etching before the resin application, and the resin application grinding process could be performed without warping caused by the difference in processing distortion between the first
実施例1-2では、Warp、ナノトポグラフィーともに良好であった。樹脂塗布前エッチングにより樹脂塗布前研削での加工歪みが除去され、第一主面1と第二主面2の加工歪み差を起因とした反りが無い状態で樹脂塗布研削加工を実施できたためと考えられる。
In Example 1-2, both the warp and nanotopography were good. This is thought to be because the processing distortion caused by grinding before resin application was removed by etching before resin application, and the resin application grinding process could be performed without warping caused by the difference in processing distortion between the first
比較例2―1では、ナノトポグラフィーは良好であったが、樹脂塗布研削加工後にWarpが悪化した。これは、スライス加工での加工歪みが第一主面1と第二主面2で異なっており、これにより反ったウェーハに対して樹脂塗布研削加工を行ったためと考えられる。
In Comparative Example 2-1, the nanotopography was good, but the warp deteriorated after the resin coating and grinding process. This is thought to be because the processing distortion during the slicing process was different between the first
比較例2-2では、ナノトポグラフィーは良好であったが、樹脂塗布研削加工後にWarpが悪化した。これは、面方位が(111)であるSi単結晶ウェーハでは、研削加工による加工歪みを第一主面1と第二主面2で等価にできなかったためと考えられる。
In Comparative Example 2-2, the nanotopography was good, but the warp deteriorated after the resin application grinding process. This is thought to be because in a Si single crystal wafer with a (111) surface orientation, the processing distortion caused by the grinding process could not be made equivalent on the first
実施例2-1では、Warp、ナノトポグラフィーともに良好であった。樹脂塗布前エッチングによりスライス加工での加工歪みが除去され、第一主面1と第二主面2の加工歪み差を起因とした反りが無い状態で樹脂塗布研削加工を実施できたためと考えられる。
In Example 2-1, both the warp and nanotopography were good. This is thought to be because the processing distortion during the slicing process was removed by etching before the resin application, and the resin application grinding process could be performed without warping caused by the difference in processing distortion between the first
実施例2-2では、Warp、ナノトポグラフィーともに良好であった。樹脂塗布前エッチングにより樹脂塗布前研削での加工歪みが除去され、第一主面1と第二主面2の加工歪み差を起因とした反りが無い状態で樹脂塗布研削加工を実施できたためと考えられる。
In Example 2-2, both the warp and nanotopography were good. This is thought to be because the processing distortion caused by grinding before resin application was removed by etching before resin application, and the resin application grinding process could be performed without warping caused by the difference in processing distortion between the first
以上の結果から、樹脂塗布前にエッチングを行い、これに引き続いて樹脂塗布研削加工(S3~S6)を行うことで、良好なWarpおよび良好なナノトポグラフィーが得られることが分かった。
つまり、本発明のウェーハの製造方法を用いれば、Warpが良好かつナノトポグラフィーが良好なウェーハを製造できることがわかった。
From the above results, it was found that good warps and good nanotopography could be obtained by performing etching before resin application and then performing resin application and grinding (S3 to S6).
In other words, it was found that by using the wafer manufacturing method of the present invention, wafers with good warp and good nanotopography can be manufactured.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. The above-described embodiment is merely an example, and anything that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits similar effects is included within the technical scope of the present invention.
1…第一主面、 2…第2主面、 7…エッチャント、 9…下定盤、 11…フィルム、 13…樹脂、 15…平坦化樹脂層、 17…UV光源、 19…保持面、 21…チャックテーブル、 23…ホイール、 100…原料ウェーハ。 1...first main surface, 2...second main surface, 7...etchant, 9...lower surface plate, 11...film, 13...resin, 15...flattening resin layer, 17...UV light source, 19...holding surface, 21...chuck table, 23...wheel, 100...raw material wafer.
Claims (3)
第一主面及び前記第一主面と反対側の第二主面を有し、表面に加工歪みを有する原料ウェーハを準備する準備工程と、
前記原料ウェーハの前記第一主面と前記第二主面とをエッチングすることで前記原料ウェーハの前記加工歪みを除去するエッチング工程と、
該エッチング工程に続いて前記原料ウェーハの前記第二主面上に、平坦化樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記平坦化樹脂層の表面を基準面として保持面に吸着保持し、その状態で、前記原料ウェーハの前記第一主面を研削又は研磨する第一加工工程と、
前記原料ウェーハから前記平坦化樹脂層を除去する除去工程と、
前記平坦化樹脂層を除去した前記原料ウェーハの、前記第一加工工程で加工した前記第一主面を前記保持面に吸着保持し、その状態で、前記原料ウェーハの前記第二主面を研削又は研磨する第二加工工程を含むことを特徴とするウェーハの製造方法。 A method for manufacturing a wafer, comprising the steps of:
A preparation step of preparing a raw material wafer having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, the raw material wafer having processing strain on the surface;
an etching step of removing the processing damage of the raw material wafer by etching the first main surface and the second main surface of the raw material wafer;
a resin layer forming step of forming a planarizing resin layer on the second main surface of the raw material wafer subsequent to the etching step;
a first processing step of adsorbing and holding the raw material wafer on a holding surface using a surface of the planarizing resin layer as a reference surface, and grinding or polishing the first main surface of the raw material wafer in that state;
a removing step of removing the planarizing resin layer from the raw material wafer;
A wafer manufacturing method characterized by including a second processing step of adsorbing and holding the first main surface of the raw material wafer from which the planarizing resin layer has been removed, the first main surface having been processed in the first processing step, on a holding surface, and in that state, grinding or polishing the second main surface of the raw material wafer.
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