JP6045542B2 - 半導体ウェーハの加工方法、貼り合わせウェーハの製造方法、及びエピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents
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Description
前記表面側の面取り面を鏡面研磨する工程及び前記裏面側の面取り面を鏡面研磨する工程よりも後に、前記端面の鏡面研磨及び、前記表面又は裏面の最外周部の鏡面研磨を同一工程で行い、
該同一工程で行う端面及び最外周部の鏡面研磨により、前記表面又は裏面の最外周部のロールオフ量を調整する半導体ウェーハの加工方法を提供する。
前記表面側の面取り面を鏡面研磨する工程及び前記裏面側の面取り面を鏡面研磨する工程よりも後に、前記端面の鏡面研磨及び、前記表面又は裏面の最外周部の鏡面研磨を同一工程で行い、
該同一工程で行う端面及び最外周部の鏡面研磨により、前記表面又は裏面の最外周部のロールオフ量を調整する半導体ウェーハの加工方法である。
本発明の半導体ウェーハの加工方法の一例として、図1を参照しながら本発明の半導体ウェーハの加工方法について説明する。この半導体ウェーハの加工方法では、図1(a)に示した半導体ウェーハ1の鏡面研磨を行う。半導体ウェーハ1は、表面2及び裏面3を有し、周縁端部に、表面側の面取り面4、裏面側の面取り面5、及び端面6からなる面取り部を有し、更に表面側の面取り面4に隣接する表面の最外周部7a、及び裏面側の面取り面5に隣接する裏面の最外周部7bを有する。面取り部とは、面取り加工が施された部分を指す。表面側の面取り面4及び裏面側の面取り面5は、表面2及び裏面3に対し略斜面となっている部分である。端面6とは、面取り部のうち表面側の面取り面4及び裏面側の面取り面5を除いた部分であり、表面2及び裏面3に対し略垂直な部分である。ただし、端面6は若干の曲面であってもよい。表面側の面取り面4及び裏面側の面取り面5と、端面6との境は図1(a)に示すように通常、滑らかに形成される。表面の最外周部7a及び裏面の最外周部7bはそれぞれ表面2及び裏面3の一部を構成し、同一平面を有する。ただし、外周側に向かって若干のダレ又はハネがあってもよい。
そのため、M2工程で求めた研磨前ロールオフ量とM5工程で求めた研磨後ロールオフ量とから、M4−3工程の加工によるロールオフの変化量を算出し、その結果を次のM3工程にフィードバックすることによって、同一ウェーハの加工における2回目以降のM3工程、或いは、他のウェーハの加工におけるM3工程での加工条件(ピース数、研磨時間、回転速度など)を最適化することができる。
また、本発明では、上記の半導体ウェーハの加工方法によって加工され、表面又は裏面の最外周部のロールオフ量が調整された半導体ウェーハを、ボンドウェーハ及びベースウェーハのいずれか又は両方に用い、ロールオフ量が調整された面を貼り合わせ面とし、イオン注入剥離法によって貼り合わせウェーハを製造する方法を提供する。
また、本発明では、鏡面研磨する半導体ウェーハとして、半導体ウェーハの表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルウェーハであって、該エピタキシャルウェーハのエピタキシャル層が形成された表面側の最外周部のロールオフ量が負の値であるものを用い、このエピタキシャルウェーハに対し、上記の半導体ウェーハの加工方法を施すことによって、エピタキシャルウェーハの最外周部を平坦化するエピタキシャルウェーハの製造方法を提供する。
周縁端部に、表面側の面取り面、裏面側の面取り面、及び端面からなる面取り部を有する直径300mm、結晶方位<100>のSi単結晶ウェーハに対し、Dynasearch(Raytex社製)を用いて鏡面研磨前のロールオフ量の測定を行った。次に、このSi単結晶ウェーハに対し、表面側の面取り面の鏡面研磨と裏面側の面取り面の鏡面研磨を行い、その後、端面の鏡面研磨と表面の最外周部の鏡面研磨を行ってダレ形状を形成し、その後主表面の鏡面研磨を行った。なお、端面の鏡面研磨と表面の最外周部の鏡面研磨は、端面の鏡面研磨を行う研磨ピース(A)と表面の最外周部の鏡面研磨を行う研磨ピース(B)の配置された枚数の合計が12枚である研磨装置を用いて研磨を行った。
周縁端部に、表面側の面取り面、裏面側の面取り面、及び端面からなる面取り部を有する直径300mm、結晶方位<100>のSi単結晶ウェーハに対し、Dynasearch(Raytex社製)を用いて鏡面研磨前のロールオフ量の測定を行った。次に、このSi単結晶ウェーハに対し、表面側の面取り部の鏡面研磨、裏面側の面取り部の鏡面研磨、端面の鏡面研磨を行った。表面の最外周部の鏡面研磨を行わず、主表面の鏡面研磨を行った。この主表面の鏡面研磨を行う際に、研磨時間を延長してダレ形状を形成した。また、比較例1−2、1−3では、それぞれ表3のような研磨時間(実施例を100とした場合の相対値)で主表面の鏡面研磨を行った。
実施例1−4及び比較例1−1の条件で研磨したSi単結晶ウェーハをエピタキシャル成長用ウェーハとして用い、所定の成長条件(ダレ形状を形成していないSi単結晶ウェーハ上にエピタキシャル層を形成した際に、エピタキシャルウェーハの最外周部に約5.5のハネ形状が形成される成長条件(ロールオフ変化量が約−5.5))でエピタキシャル層の形成を行った。その結果、実施例1−4の条件で鏡面研磨したSi単結晶ウェーハにエピタキシャル層の形成を行って作製したエピタキシャルウェーハ(実施例2)のロールオフ変化量は+0.1であった。一方、比較例1−1の条件で鏡面研磨したSi単結晶ウェーハにエピタキシャル層の形成を行って作製したエピタキシャルウェーハ(比較例2)のロールオフ変化量は−4.5であった。
上記の比較例2で作製したエピタキシャルウェーハ(ロールオフ変化量:−4.5)に対し、実施例1−4と同一条件で鏡面研磨(最外周加工)を行った。その結果、鏡面研磨後のエピタキシャルウェーハの最外周部のロールオフ変化量は+1.0となり、最外周部のハネ形状が極めて抑制されたエピタキシャルウェーハを得ることができた。
5…裏面側の面取り面、 6…端面、 7a…表面の最外周部、
7b…裏面の最外周部、 8…表面側の面取り面の鏡面研磨を行う研磨ピース、
9…裏面側の面取り面の鏡面研磨を行う研磨ピース、
10…端面の鏡面研磨を行う研磨ピース(研磨ピース(A))、
11、11’…表面の最外周部の鏡面研磨を行う研磨ピース(研磨ピース(B))、
21…ローダー/アンローダー、 22…ノッチ研磨ユニット、
23a…表面側の面取り面研磨ユニット、
23b…裏面側の面取り面研磨ユニット、
23c…端面及び最外周部研磨ユニット、 24…洗浄ユニット、
25…ロボット稼働エリア、
31…上端、 32…下端、 33…揺動幅、 34、34’…接触部分、
35、35’…ウェイト、
41…エピタキシャルウェーハ、 42…エピタキシャル成長用基板(エピサブ)、
43…エピタキシャル層、 45…エピタキシャルウェーハ、
51…半導体ウェーハ、 53…エピタキシャル層、
55…エピタキシャルウェーハ。
Claims (9)
- 表面及び裏面を有し、周縁端部に、表面側の面取り面、裏面側の面取り面、及び端面からなる面取り部を有する半導体ウェーハの前記表面側の面取り面、前記裏面側の面取り面、前記端面、及び表面又は裏面の前記面取り面に隣接する最外周部の各部を鏡面研磨する半導体ウェーハの加工方法において、
前記表面側の面取り面を鏡面研磨する工程及び前記裏面側の面取り面を鏡面研磨する工程よりも後に、前記端面の鏡面研磨及び、前記表面又は裏面の最外周部の鏡面研磨を同一工程で行い、
該同一工程で行う端面及び最外周部の鏡面研磨により、前記表面又は裏面の最外周部のロールオフ量を調整することを特徴とする半導体ウェーハの加工方法。 - 前記同一工程で行う端面及び最外周部の鏡面研磨は、前記端面の鏡面研磨を行う研磨ピース(A)と、前記表面又は裏面の最外周部の鏡面研磨を行う研磨ピース(B)とが、それぞれ1枚以上、前記半導体ウェーハの周囲を取り囲む位置に配置された研磨装置を用いて、前記研磨ピース(A)、(B)に対して前記半導体ウェーハを相対的に回転させることで行うことを特徴とする請求項1に記載の半導体ウェーハの加工方法。
- 前記ロールオフ量の調整を、前記研磨ピース(B)が複数枚配置された研磨装置を用い、前記表面又は裏面の最外周部に接触する前記研磨ピース(B)の数を変更することで行うことを特徴とする請求項2に記載の半導体ウェーハの加工方法。
- 前記同一工程で行う端面及び最外周部の鏡面研磨を、前記研磨ピース(A)と前記研磨ピース(B)の配置された枚数の合計が12枚以上である研磨装置を用いて行うことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の半導体ウェーハの加工方法。
- 前記同一工程で行う端面及び最外周部の鏡面研磨の工程において前記ロールオフ量の測定を行い、前記測定したロールオフ量が所望の値でなければ、前記同一工程で行う端面及び最外周部の鏡面研磨の研磨条件を調整しながら、前記同一工程で行う端面及び最外周部の鏡面研磨、及び前記ロールオフ量の測定を繰り返し行い、前記測定したロールオフ量が所望の値であれば、前記同一工程で行う端面及び最外周部の鏡面研磨を終了することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の半導体ウェーハの加工方法。
- 前記表面側の面取り面を鏡面研磨する工程及び前記裏面側の面取り面を鏡面研磨する工程と、前記端面の鏡面研磨及び、前記表面又は裏面の最外周部の鏡面研磨を同一工程で行う工程、との間に、前記半導体ウェーハの前記表面にエピタキシャル層を形成する工程を行うことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の半導体ウェーハの加工方法。
- 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の半導体ウェーハの加工方法によって加工され、前記表面又は裏面の最外周部のロールオフ量が調整された半導体ウェーハを、ボンドウェーハ及びベースウェーハのいずれか又は両方に用い、前記ロールオフ量が調整された面を貼り合わせ面とし、イオン注入剥離法によって貼り合わせウェーハを製造することを特徴とする貼り合わせウェーハの製造方法。
- 前記鏡面研磨する半導体ウェーハとして、半導体ウェーハの表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルウェーハであって、該エピタキシャルウェーハの前記エピタキシャル層が形成された表面側の最外周部のロールオフ量が負の値であるものを用い、前記エピタキシャルウェーハに対し、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の半導体ウェーハの加工方法を施すことによって、前記エピタキシャルウェーハの最外周部を平坦化することを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
- 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の半導体ウェーハの加工方法によって加工され、前記表面の最外周部のロールオフ量が正の値に調整された半導体ウェーハに対し、該半導体ウェーハの表面にエピタキシャル層を形成することを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
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