JP6683277B1 - Method for measuring thickness of semiconductor wafer and double-sided polishing apparatus for semiconductor wafer - Google Patents
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Abstract
【課題】 両面研磨終了直後に、半導体ウェーハの厚みを、精度よく、早いフィードバックで測定することができる半導体ウェーハの厚み測定方法を提供する。【解決手段】 研磨スラリーを用いて両面研磨された半導体ウェーハの厚みを測定する半導体ウェーハの厚み測定方法であって、前記両面研磨された半導体ウェーハを、オゾン水に浸漬させる工程と、前記浸漬を行った半導体ウェーハを乾燥させる工程と、前記乾燥させた半導体ウェーハの厚みを測定する工程と有することを特徴とする半導体ウェーハの厚み測定方法。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for measuring the thickness of a semiconductor wafer, which can measure the thickness of the semiconductor wafer with high accuracy and fast feedback immediately after completion of double-side polishing. A method of measuring the thickness of a semiconductor wafer having both sides polished by using a polishing slurry, the method comprising: immersing the semiconductor wafer having both sides polished in ozone water; A method of measuring the thickness of a semiconductor wafer, comprising: the step of drying the semiconductor wafer performed; and the step of measuring the thickness of the dried semiconductor wafer. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、半導体ウェーハの厚み測定方法及び半導体ウェーハの両面研磨装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor wafer thickness measuring method and a semiconductor wafer double-side polishing apparatus.
半導体回路線幅の微小化に伴い、その基板である半導体ウェーハ(以下、単に「ウェーハ」とも称する。)に要求される平坦度はますます厳しくなってきている。このような中で、大直径ウェーハを研磨する際には、従来の片面研磨に代わってより加工精度の優れた両面研磨方式が採用されている。 Along with the miniaturization of semiconductor circuit line width, the flatness required for a semiconductor wafer (hereinafter, also simply referred to as “wafer”) which is the substrate has become more and more strict. Under such circumstances, when polishing a large-diameter wafer, a double-sided polishing method, which is superior in processing accuracy, is adopted instead of the conventional single-sided polishing.
ここで、両面研磨装置において、研磨後のウェーハの平坦度は研磨終了時のウェーハの厚さ、すなわちウェーハの仕上がり厚さとキャリアの厚さとの関係によって変化することが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Here, in the double-sided polishing apparatus, it is known that the flatness of the wafer after polishing changes depending on the thickness of the wafer at the time of polishing, that is, the relationship between the finished thickness of the wafer and the thickness of the carrier (for example, Patent Document Reference 1).
例えば、キャリアの厚さに対して仕上がり厚さを厚くすると、研磨荷重によるウェーハの研磨布への沈み込みの影響から、ウェーハ外周部の圧力が中央部に比べて高くなる。その結果、ウェーハ外周部の研磨が促進されて中心部よりも外周部が薄くなる、いわゆる外周ダレが発生し全体形状も凸形状になりやすい。 For example, if the finished thickness is made thicker than the thickness of the carrier, the pressure at the outer peripheral portion of the wafer becomes higher than that at the central portion due to the influence of the sinking of the wafer into the polishing cloth due to the polishing load. As a result, polishing of the outer peripheral portion of the wafer is promoted and the outer peripheral portion becomes thinner than the central portion, so-called outer peripheral sag occurs, and the overall shape is likely to be convex.
逆に、キャリアの厚さに対して仕上がり厚さを薄くすると、キャリアがウェーハの研磨布への沈み込みの影響を緩和するいわゆるリテーナー効果から、ウェーハ外周部の圧力が中央部に比べて小さくなる。その結果、ウェーハ外周部が中心部に対して厚くなる外周ハネが発生し、全体形状は凹形状になりやすい。このことから、従来では、キャリアの厚さに対するウェーハの仕上がり厚さを調整することによってウェーハの平坦度を調整している。平坦度の高いウェーハに研磨するためにはキャリアの厚さに対して最適な厚さでウェーハを仕上げる必要がある。そのため、両面研磨後のウェーハの厚さの測定が必要である。 Conversely, if the finished thickness is made thinner than the thickness of the carrier, the pressure at the outer peripheral portion of the wafer becomes smaller than that at the central portion due to the so-called retainer effect that alleviates the effect of the carrier sinking into the polishing cloth. . As a result, the peripheral edge of the outer peripheral portion of the wafer becomes thicker than the central portion, and the overall shape tends to be concave. Therefore, conventionally, the flatness of the wafer is adjusted by adjusting the finished thickness of the wafer with respect to the thickness of the carrier. In order to polish a wafer with high flatness, it is necessary to finish the wafer with an optimum thickness for the thickness of the carrier. Therefore, it is necessary to measure the thickness of the wafer after double-side polishing.
この場合、このウェーハを両面研磨装置にウェーハを仕込み回収する、自動搬送ロボットを用いて乾燥させインラインにてウェーハ厚み測定する方法がある(特許文献2参照)。 In this case, there is a method in which the wafer is loaded into a double-sided polishing apparatus and collected, and is dried using an automatic transfer robot to measure the wafer thickness in-line (see Patent Document 2).
特許文献2に記載されたようなインライン測定により早いフィードバックで平坦度が測定でき、次の研磨厚みを決定することができている。このインライン測定精度を向上させることにより、半導体ウェーハの平坦度の調整精度の向上、及び、より早いフィードバックを実現することができる。 By the in-line measurement as described in Patent Document 2, the flatness can be measured by fast feedback, and the next polishing thickness can be determined. By improving the in-line measurement accuracy, it is possible to improve the accuracy of adjusting the flatness of the semiconductor wafer and realize faster feedback.
しかしながら、従来、両面研磨終了直後に半導体ウェーハの厚みを測定する場合、測定精度が低かった。 However, conventionally, when the thickness of the semiconductor wafer is measured immediately after the double-side polishing is completed, the measurement accuracy is low.
本発明は、このような問題に鑑み、両面研磨終了直後に、半導体ウェーハの厚みを、精度よく、早いフィードバックで測定することができる半導体ウェーハの厚み測定方法を提供することを目的とする。本発明はまた、そのような半導体ウェーハの厚み測定を行うことが可能な両面研磨装置を提供することをも目的とする。 In view of such a problem, it is an object of the present invention to provide a semiconductor wafer thickness measuring method capable of measuring the thickness of a semiconductor wafer accurately and with fast feedback immediately after the completion of double-side polishing. Another object of the present invention is to provide a double-sided polishing apparatus capable of measuring the thickness of such a semiconductor wafer.
上記目的を達成するために、本発明は、研磨スラリーを用いて両面研磨された半導体ウェーハの厚みを測定する半導体ウェーハの厚み測定方法であって、前記両面研磨された半導体ウェーハを、オゾン水に浸漬させる工程と、前記浸漬を行った半導体ウェーハを乾燥させる工程と、前記乾燥させた半導体ウェーハの厚みを測定する工程とを有することを特徴とする半導体ウェーハの厚み測定方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention is a semiconductor wafer thickness measuring method for measuring the thickness of a semiconductor wafer double-side polished using a polishing slurry, the double-side polished semiconductor wafer, ozone water A method for measuring the thickness of a semiconductor wafer, comprising: a step of immersing, a step of drying the semiconductor wafer that has been immersed, and a step of measuring the thickness of the dried semiconductor wafer.
このような半導体ウェーハの厚み測定方法は、両面研磨された半導体ウェーハをオゾン水に浸漬することにより、両面研磨後の半導体ウェーハを酸化膜で保護することができる。そのため、半導体ウェーハの厚み測定をより精度よく行うことができる。また、この方法は簡易かつ迅速に行うことができる。 In such a method for measuring the thickness of a semiconductor wafer, the semiconductor wafer after double-side polishing can be protected with an oxide film by immersing the semiconductor wafer whose double-side polishing has been performed in ozone water. Therefore, the thickness of the semiconductor wafer can be measured more accurately. Also, this method can be performed simply and quickly.
また、本発明の半導体ウェーハの厚み測定方法は、前記研磨スラリーを、高分子のセルロース誘導体を含むものとすることができる。 Further, in the method for measuring the thickness of a semiconductor wafer of the present invention, the polishing slurry may contain a high molecular weight cellulose derivative.
このように、研磨スラリーとして、高分子のセルロース誘導体を含むものを用いた場合であっても、オゾン水浸漬工程を有することにより、簡易かつ迅速に高分子のセルロース誘導体を除去することができるため、半導体ウェーハの厚み測定をより精度よく行うことができる。 As described above, even when the polishing slurry containing the high molecular weight cellulose derivative is used, the high molecular weight cellulose derivative can be easily and quickly removed by having the ozone water immersion step. The thickness of the semiconductor wafer can be measured more accurately.
また、本発明の半導体ウェーハの厚み測定方法では、前記オゾン水のオゾン濃度を5ppm以上とすることが好ましい。 Further, in the semiconductor wafer thickness measuring method of the present invention, it is preferable that the ozone concentration of the ozone water is 5 ppm or more.
このようなオゾン濃度を有するオゾン水を用いることにより、より効果的に半導体ウェーハの処理を行うことができる。 By using ozone water having such an ozone concentration, the semiconductor wafer can be treated more effectively.
また、オゾン水に浸漬させる工程を10秒以上とすることが好ましい。 Further, the step of immersing in ozone water is preferably 10 seconds or more.
このような時間でオゾン水に半導体ウェーハを浸漬することにより、より効果的に半導体ウェーハの処理を行うことができる。 By immersing the semiconductor wafer in ozone water for such a time, the semiconductor wafer can be treated more effectively.
また、本発明の半導体ウェーハの厚み測定方法では、前記オゾン水に浸漬させる工程の前に、前記両面研磨された半導体ウェーハを、純水に浸漬させる工程を有することができる。 Further, the method for measuring the thickness of a semiconductor wafer according to the present invention may include a step of immersing the double-side polished semiconductor wafer in pure water before the step of immersing in the ozone water.
このように、オゾン水浸漬工程の前に半導体ウェーハを純水に浸漬させる工程を有することにより、オゾン水浸漬前に簡易洗浄を行うことができるため、より確実にオゾン水による半導体ウェーハの処理を行うことができる。 In this way, by having the step of immersing the semiconductor wafer in pure water before the ozone water immersion step, it is possible to perform a simple cleaning before the ozone water immersion, so that the treatment of the semiconductor wafer with ozone water can be performed more reliably. It can be carried out.
また、本発明は、半導体ウェーハを両面研磨する両面研磨装置であって、前記半導体ウェーハを両面研磨する際に用いる研磨スラリーを供給する研磨スラリー供給手段と、前記半導体ウェーハをオゾン水に浸漬するためのオゾン水浸漬槽と、前記半導体ウェーハを乾燥させる乾燥手段と、前記半導体ウェーハの厚みを測定する厚み測定手段とを具備することを特徴とする半導体ウェーハの両面研磨装置を提供する。 Further, the present invention is a double-sided polishing apparatus for double-sided polishing of a semiconductor wafer, and polishing slurry supply means for supplying a polishing slurry used in double-sided polishing of the semiconductor wafer, and for immersing the semiconductor wafer in ozone water. 2. A double-sided polishing apparatus for a semiconductor wafer, comprising: an ozone water immersion tank, a drying means for drying the semiconductor wafer, and a thickness measuring means for measuring the thickness of the semiconductor wafer.
このような両面研磨装置であれば、両面研磨機による半導体ウェーハの両面研磨の後、迅速に、インラインで半導体ウェーハの厚み測定を行うことができ、その際、半導体ウェーハに対してオゾン水浸漬槽によるオゾン水浸漬処理を行うことができるため、半導体ウェーハの厚み測定をより精度よく行うことができる。 With such a double-side polishing machine, it is possible to quickly and in-line measure the thickness of the semiconductor wafer after the double-side polishing of the semiconductor wafer by the double-side polishing machine. Since the ozone water immersion treatment can be performed by the method described above, the thickness of the semiconductor wafer can be measured more accurately.
本発明の半導体ウェーハの両面研磨装置では、前記研磨スラリー供給手段が、前記研磨スラリーとして、高分子のセルロース誘導体を含むものを供給するものとすることができる。 In the double-sided polishing apparatus for semiconductor wafers of the present invention, the polishing slurry supply means may supply, as the polishing slurry, one containing a polymer cellulose derivative.
このように、高分子のセルロース誘導体を含む研磨スラリーを用いる両面研磨装置の場合であっても、オゾン水浸漬槽によるオゾン水浸漬処理を行うことができるため、半導体ウェーハの厚み測定をより精度よく行うことができる。 Thus, even in the case of a double-sided polishing apparatus using a polishing slurry containing a high molecular weight cellulose derivative, it is possible to perform ozone water immersion treatment in an ozone water immersion tank, so that the thickness measurement of semiconductor wafers can be performed more accurately. It can be carried out.
また、本発明の半導体ウェーハの両面研磨装置では、前記半導体ウェーハを純水に浸漬するための純水浸漬槽をさらに具備することができる。 The semiconductor wafer double-side polishing apparatus of the present invention may further include a pure water immersion tank for immersing the semiconductor wafer in pure water.
このように純水浸漬槽を具備することにより、半導体ウェーハをオゾン水に浸漬させる前に純水に浸漬させる処理を行うことができるため、より確実に半導体ウェーハをオゾン水により処理することができる。 By providing the pure water immersion tank in this way, the semiconductor wafer can be immersed in pure water before it is immersed in ozone water, so that the semiconductor wafer can be more reliably treated with ozone water. .
本発明の半導体ウェーハの厚み測定方法では、両面研磨された半導体ウェーハをオゾン水に浸漬することにより、両面研磨終了直後の半導体ウェーハを酸化膜で保護することができる。そのため、半導体ウェーハの厚み測定をより精度よく行うことができる。また、この方法は簡易かつ迅速に行うことができる。これにより、インラインで半導体ウェーハの厚みを測る方法とすることができる。その結果、早いフィードバックで半導体ウェーハの厚み測定をすることが可能となり、半導体ウェーハの平坦度向上にもつながる。また、本発明の両面研磨装置は、そのような半導体ウェーハの厚み測定を迅速に行うことができるものとなる。 In the method for measuring the thickness of a semiconductor wafer according to the present invention, the semiconductor wafer immediately after the double-side polishing can be protected with the oxide film by immersing the double-side polished semiconductor wafer in the ozone water. Therefore, the thickness of the semiconductor wafer can be measured more accurately. Also, this method can be performed simply and quickly. Thereby, the method for measuring the thickness of the semiconductor wafer inline can be provided. As a result, it becomes possible to measure the thickness of the semiconductor wafer with quick feedback, which leads to improvement of the flatness of the semiconductor wafer. Further, the double-sided polishing apparatus of the present invention can quickly measure the thickness of such a semiconductor wafer.
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明は、研磨スラリーを用いて両面研磨された半導体ウェーハの厚みを測定する半導体ウェーハの厚み測定方法であって、両面研磨された半導体ウェーハを、オゾン水に浸漬させる工程と、浸漬を行った半導体ウェーハを乾燥させる工程と、乾燥させた半導体ウェーハの厚みを測定する工程と有する半導体ウェーハの厚み測定方法である。 The present invention is a semiconductor wafer thickness measuring method for measuring the thickness of a semiconductor wafer double-side polished using a polishing slurry, the step of immersing the double-side polished semiconductor wafer in ozone water, and performed dipping It is a semiconductor wafer thickness measuring method having a step of drying a semiconductor wafer and a step of measuring a thickness of the dried semiconductor wafer.
この本発明の半導体ウェーハの厚み測定方法は、半導体ウェーハを両面研磨する両面研磨装置であって、半導体ウェーハを両面研磨する際に用いる研磨スラリーを供給する研磨スラリー供給手段と、半導体ウェーハをオゾン水に浸漬するためのオゾン水浸漬槽と、半導体ウェーハを乾燥させる乾燥手段と、半導体ウェーハの厚みを測定する厚み測定手段とを具備する半導体ウェーハの両面研磨装置によって行うことができる。この両面研磨装置の構成について、さらに、図4、図5を参照して説明する。 This method for measuring the thickness of a semiconductor wafer of the present invention is a double-sided polishing apparatus for double-sided polishing of a semiconductor wafer, and a polishing slurry supply means for supplying a polishing slurry to be used for double-sided polishing of the semiconductor wafer, and the semiconductor wafer with ozone water. It can be carried out by a double-side polishing apparatus for a semiconductor wafer, which comprises an ozone water immersion tank for immersing the semiconductor wafer, a drying means for drying the semiconductor wafer, and a thickness measuring means for measuring the thickness of the semiconductor wafer. The configuration of this double-sided polishing machine will be further described with reference to FIGS. 4 and 5.
図4に、本発明の半導体ウェーハの両面研磨装置の構成の一例の概略を、概念的な図で示した。図4に示したように、両面研磨装置100は、半導体ウェーハWを両面研磨する両面研磨機10を有する。図4には、両面研磨機10で研磨されたウェーハWが自動搬送ロボット等のウェーハ搬送手段70により回収される様子を示している。両面研磨装置100はさらに、半導体ウェーハWをオゾン水42に浸漬するためのオゾン水浸漬槽40、半導体ウェーハWを乾燥させる乾燥手段50、半導体ウェーハWの厚みを測定する厚み測定手段60を具備する。両面研磨装置100はさらに、半導体ウェーハWを純水32に浸漬するための純水浸漬槽30をさらに具備していてもよい。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an outline of an example of the configuration of the double-sided polishing apparatus for semiconductor wafers of the present invention. As shown in FIG. 4, the double-
図5には、本発明の半導体ウェーハの両面研磨装置100を構成する一部である両面研磨機10の構成の一例を示す概略断面図を示した。本発明の両面研磨装置において、半導体ウェーハWを両面研磨する部分である両面研磨機の構成は特に限定されないが、例えば、図5に示すような4way式の両面研磨機10とすることができる。両面研磨機10は、上下に相対向して設けられた上定盤11と下定盤12を備えている。上下定盤11、12には、それぞれ研磨布13が貼付されている。上定盤11と下定盤12の間の中心部にはサンギア14が、周縁部にはインターナルギア15が設けられている。サンギア14及びインターナルギア15の各歯部にはキャリア21の外周歯が噛合しており、上定盤11及び下定盤12が不図示の駆動源によって回転されるのに伴い、キャリア21は自転しつつサンギア14の周りを公転する。このとき、キャリア21の保持孔22で保持されたウェーハWの両面は、上下の研磨布13により同時に研磨される。半導体ウェーハWの研磨時には、研磨スラリー供給手段16から研磨スラリー17がウェーハWの研磨面に供給される。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the double-
図1に、本発明の半導体ウェーハの厚み測定方法の概略を示した。 FIG. 1 shows an outline of the semiconductor wafer thickness measuring method of the present invention.
まず、図1(a)に示したように、研磨スラリーを用いて、半導体ウェーハの両面研磨を行う。この両面研磨工程においては、図4、5に示した両面研磨機10を用いて半導体ウェーハWの両面研磨を行うことができる。このとき、図5に示したように、研磨スラリー供給手段16から研磨スラリー17をウェーハWの研磨面に供給することができる。本発明は、このときの研磨スラリー17を、高分子のセルロース誘導体を含むものとした場合に特に好ましい。
First, as shown in FIG. 1A, double-side polishing of a semiconductor wafer is performed using a polishing slurry. In this double-side polishing step, the double-side polishing of the semiconductor wafer W can be performed using the double-
次に、図1(b)に示したように、両面研磨された半導体ウェーハを、両面研磨機から回収する。このとき、図4に示したように、自動搬送ロボット等のウェーハ搬送手段70を用いて両面研磨機10から半導体ウェーハWを回収することができる。また、この後の工程でも、ウェーハ搬送手段70により半導体ウェーハWを搬送することができる。
Next, as shown in FIG. 1B, the double-side polished semiconductor wafer is recovered from the double-side polishing machine. At this time, as shown in FIG. 4, the semiconductor wafer W can be recovered from the double-
このように両面研磨機から回収した半導体ウェーハを、図1(c)に示したように、オゾン水に浸漬させるのであるが、本発明では、オゾン水浸漬工程の前に、半導体ウェーハWを、純水に浸漬させる工程(純水浸漬工程)を有していてもよい。この純水浸漬工程は、図4に示した純水浸漬槽30に収容された純水32に、半導体ウェーハWを浸漬させることにより行うことができる。
The semiconductor wafer thus collected from the double-side polishing machine is immersed in ozone water as shown in FIG. 1C, but in the present invention, the semiconductor wafer W is immersed in the ozone water immersion step before the ozone water immersion step. It may have a step of immersing in pure water (pure water immersing step). This pure water immersion step can be performed by immersing the semiconductor wafer W in the
ウェーハ回収工程の後(又は、ウェーハ回収工程及び純水浸漬工程の後)のオゾン水浸漬工程は、図4に示したオゾン水浸漬槽40に収容されたオゾン水42に、半導体ウェーハWを浸漬させることにより行うことができる。このオゾン水浸漬工程では、オゾン水42のオゾン濃度を5ppm以上とすることが好ましく、オゾン濃度を10ppm以上とすることがさらに好ましい。オゾン濃度が5ppm以上であれば、より確実に、半導体ウェーハを酸化膜で保護することができ、また、高分子のセルロース誘導体を除去することもできる。オゾン濃度を10ppm以上とすれば、厚さの測定精度の向上が著しい。オゾン水42のオゾン濃度の上限は特に限定されず飽和濃度まで含有させることもできるが、経済性の面から、100ppm以下とすることができる。
In the ozone water immersion step after the wafer recovery step (or after the wafer recovery step and the pure water immersion step), the semiconductor wafer W is immersed in the
また、このオゾン水浸漬工程では、半導体ウェーハWをオゾン水42に浸漬させる時間を10秒以上とすることが好ましく、30秒以上とすることがさらに好ましく、1分以上とすることが特に好ましい。このような時間でオゾン水浸漬工程を行えば、十分に半導体ウェーハWの表面の処理を行うことができる。一方、このオゾン水浸漬工程は、生産性の観点から、必要以上の長い時間を行わなくてよい。そのため、オゾン水浸漬工程の時間は5分以下とすることができる。
In the ozone water immersion step, the time for immersing the semiconductor wafer W in the
オゾン水浸漬工程では、半導体ウェーハWのオゾン水42への浸漬は1枚のウェーハごとに行ってもよいし、複数枚同時に行ってもよい。これは、純水32への浸漬でも同様である。
In the ozone water immersion step, the semiconductor wafer W may be immersed in the
オゾン水浸漬工程を行った後は、図1(d)に示したように、半導体ウェーハを乾燥させる。この乾燥工程は、図4に示した乾燥手段50を用いて行うことができる。この乾燥もシリコンウェーハWを1枚ごとに行ってもよいし、複数枚同時に行うこともできる。乾燥手段50としては半導体ウェーハを乾燥させる公知の乾燥手段のいずれでも用いることができる。 After performing the ozone water immersion step, the semiconductor wafer is dried as shown in FIG. This drying step can be performed using the drying means 50 shown in FIG. This drying may be performed for each silicon wafer W or may be performed simultaneously for a plurality of silicon wafers. As the drying means 50, any known drying means for drying a semiconductor wafer can be used.
乾燥工程を行った後、図1(e)に示したように、乾燥させた半導体ウェーハの厚みを測定する。この厚み測定では、図4に示した厚み測定手段60を用いることができる。厚み測定手段60としては、公知の半導体ウェーハの厚み測定機器を用いることができる。例えば、キーエンス社製の分光干渉レーザ変位計SI−Fシリーズを用いることができる。 After performing the drying step, the thickness of the dried semiconductor wafer is measured as shown in FIG. In this thickness measurement, the thickness measuring means 60 shown in FIG. 4 can be used. As the thickness measuring means 60, a known semiconductor wafer thickness measuring device can be used. For example, a spectroscopic interference laser displacement meter SI-F series manufactured by Keyence Corporation can be used.
両面研磨された半導体ウェーハWは、研磨スラリーなどから腐食されるのを防止し、保護するため、通常、高分子のセルロース誘導体が付着している。この高分子のセルロース誘導体は、通常、研磨スラリー自体に添加されている。この高分子のセルロース誘導体は、具体的には、例えば、ヒドロキシエチルセルロースである。 In order to prevent and protect the semiconductor wafer W whose both surfaces are polished from being corroded by a polishing slurry or the like, a polymer cellulose derivative is usually attached to the semiconductor wafer W. This polymeric cellulose derivative is usually added to the polishing slurry itself. The high molecular weight cellulose derivative is, for example, hydroxyethyl cellulose.
上記のように、両面研磨機で両面研磨された後回収された半導体ウェーハは、通常、高分子のセルロース誘導体が付着している。本発明の半導体ウェーハの厚み測定方法では、回収後の半導体ウェーハ(回収直後の未乾燥の半導体ウェーハ)をオゾン水(又は、純水及びオゾン水)に浸漬することにより、簡易的にウェーハの表面に付いた凝集したシリカを含む高分子のセルロース誘導体を取り除くことができる。また、オゾン水の作用により、酸化膜で半導体ウェーハの表面を保護することができる。高分子のセルロース誘導体が付着していない半導体ウェーハの場合であっても、研磨により活性化したウェーハ表面を、オゾン水の作用により、酸化膜で半導体ウェーハの表面を保護することができる。そのため、オゾン水浸漬工程を行った後に乾燥すれば、高精度に半導体ウェーハの厚みを測定することができる。 As described above, the semiconductor wafer recovered after being double-side polished by the double-side polishing machine usually has a high molecular weight cellulose derivative attached thereto. In the method for measuring the thickness of a semiconductor wafer of the present invention, the surface of the wafer is simply sunk by immersing the semiconductor wafer after recovery (undried semiconductor wafer immediately after recovery) in ozone water (or pure water and ozone water). The high molecular weight cellulose derivative containing the agglomerated silica attached to the can be removed. Further, the surface of the semiconductor wafer can be protected by the oxide film by the action of ozone water. Even in the case of a semiconductor wafer to which a polymer cellulose derivative is not attached, the surface of the semiconductor wafer can be protected with an oxide film by the action of ozone water on the wafer surface activated by polishing. Therefore, the thickness of the semiconductor wafer can be measured with high accuracy by drying after the ozone water immersion step.
本発明の方法は簡易かつ迅速に行うことができる。これにより、インラインで半導体ウェーハの厚みを測る方法とすることができる。すなわち、図4に示したように、両面研磨装置100の装置内で迅速に半導体ウェーハの厚み測定を行うことができる。その結果、早いフィードバックで半導体ウェーハの厚み測定をすることが可能となり、半導体ウェーハの平坦度向上にもつながる。
The method of the present invention can be carried out simply and quickly. Thereby, the method for measuring the thickness of the semiconductor wafer inline can be provided. That is, as shown in FIG. 4, the thickness of the semiconductor wafer can be quickly measured in the double-
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the Examples.
(実施例1〜5)
図1のフローに従って、両面研磨後の半導体ウェーハの厚み測定を行った。まず、両面研磨する半導体ウェーハWとして、以下のようにしてシリコンウェーハを準備した。まず、チョクラルスキー法にしたがって単結晶引上装置により引き上げられた単結晶インゴットをスライスしてアズスライスウェーハとした。このアズスライスウェーハのエッジ部を面取りした後、ラッピングし、残留ひずみを取り除くためにエッチングした。このようにして直径300mmのCWウェーハを準備した。
(Examples 1 to 5)
According to the flow of FIG. 1, the thickness of the semiconductor wafer after double-side polishing was measured. First, as a semiconductor wafer W to be double-sided polished, a silicon wafer was prepared as follows. First, a single crystal ingot pulled up by a single crystal pulling apparatus according to the Czochralski method was sliced to obtain an as-sliced wafer. After chamfering the edge of this as-sliced wafer, it was lapped and etched to remove residual strain. Thus, a CW wafer having a diameter of 300 mm was prepared.
次に、上記のCWウェーハを、図5に示したような両面研磨機10にて、ラップ工程起因のひずみを除去するのに十分な量を両面研磨加工した(図1(a))。研磨スラリーとしてはコロイダルシリカ研磨剤を用いた。この研磨スラリーには高分子のセルロース誘導体が含まれていた。
Next, the CW wafer was double-side polished by a double-
次に、研磨された半導体ウェーハWを自動搬送ロボット(ウェーハ搬送手段70)を用いて回収した(図1(b))。ここで回収した両面研磨後の半導体ウェーハWは研磨スラリー剤などから腐食するのを保護するための高分子のセルロース誘導体が付着していた。回収された半導体ウェーハは1枚ごとに、オゾン水42に浸漬した(図1(c))。ここでオゾン水42に浸漬する条件として、オゾン濃度を2〜20ppmの範囲で振り、浸漬時間を30秒として評価した。オゾン濃度2ppmが実施例1、オゾン濃度5ppmが実施例2、オゾン濃度7ppmが実施例3、オゾン濃度10ppmが実施例4、オゾン濃度20ppmが実施例5である。オゾン水42に浸漬した後ウェーハWを乾燥し(図1(d))、厚み測定(図1(e)を行った)。ここでのインラインの厚み測定にはキーエンス社製の分光干渉レーザ変位計SI−Fシリーズを用いた。
Next, the polished semiconductor wafer W was recovered using an automatic transfer robot (wafer transfer means 70) (FIG. 1 (b)). The polymer wafer derivative for protecting the semiconductor wafer W after double-side polishing collected here from being corroded from a polishing slurry agent was attached. Each of the collected semiconductor wafers was immersed in ozone water 42 (FIG. 1C). Here, as the conditions for immersing in the
(比較例)
オゾン水42への半導体ウェーハWの浸漬を行わないことを除き、実施例1〜5と同様にして半導体ウェーハの厚み測定を行った。すなわち、上記の研磨条件の元、両面研磨し、ウェーハ回収を行い、乾燥、厚み測定を行った。
(Comparative example)
The thickness of the semiconductor wafer was measured in the same manner as in Examples 1 to 5 except that the semiconductor wafer W was not immersed in the
図2に、10ppmのオゾン水に浸漬した場合(「オゾン有り」、実施例4、図2(b))と、オゾン水に浸漬しない場合(「オゾン無し」、比較例、図2(a))について、半導体ウェーハの厚み分布を測定した結果を示す。 In FIG. 2, when it is immersed in 10 ppm ozone water (“with ozone”, Example 4, FIG. 2B) and when not immersed in ozone water (“no ozone”, comparative example, FIG. 2 (a)). ), The result of measuring the thickness distribution of the semiconductor wafer is shown.
「オゾン無し」の比較例では、ノイズが乗っているのに対して、「オゾン有り」の実施例では測定結果の半導体ウェーハの断面厚み線が滑らかになっていることがわかる。 It can be seen that in the comparative example of “without ozone”, noise is present, whereas in the example of “with ozone”, the cross-section thickness line of the semiconductor wafer of the measurement result is smooth.
図3にオゾン濃度と測定精度の相関について評価した結果を示す。半導体ウェーハの測定精度を評価するためのパラメータとして、測定結果のデータに対して、隣り合うデータの差分を平均したものを用いた。 FIG. 3 shows the results of evaluation of the correlation between ozone concentration and measurement accuracy. As a parameter for evaluating the measurement accuracy of the semiconductor wafer, an average of differences between adjacent data was used for the data of the measurement result.
図3からわかるように、オゾンが含まれるオゾン水への浸漬を行うことにより、測定精度を上げることができる。また、オゾン水のオゾン濃度を上げることでウェーハ表面の汚れが改善され、それにより測定結果のノイズが低減していることがわかる。測定精度の向上にはオゾン濃度5ppm以上が好ましく、オゾン濃度10ppm以上がより測定精度が向上しさらに好ましいことも図3からわかる。特に、測定精度としては1nm以下であれば十分と考えられ、オゾン濃度は10ppm以上であれば十分に目的の精度が得られる結果となった。 As can be seen from FIG. 3, the measurement accuracy can be improved by immersing in ozone water containing ozone. Further, it can be seen that by increasing the ozone concentration of the ozone water, the contamination of the wafer surface is improved, and thereby the noise of the measurement result is reduced. It can also be seen from FIG. 3 that the ozone concentration of 5 ppm or more is preferable for improving the measurement accuracy, and the ozone concentration of 10 ppm or more is more preferable because the measurement accuracy is further improved. In particular, it is considered that the measurement accuracy of 1 nm or less is sufficient, and the ozone concentration of 10 ppm or more is sufficient to obtain the desired accuracy.
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 embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, has substantially the same configuration as the technical idea described in the scope of the claims of the present invention, and has any similar effect to the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
10…両面研磨機、 11…上定盤、 12…下定盤、 13…研磨布、
14…サンギア、 15…インターナルギア、
16…研磨スラリー供給手段 17…研磨スラリー、
21…キャリア、 22…保持孔、
30…純水浸漬槽、 32…純水、
40…オゾン水浸漬槽、 42…オゾン水、
50…乾燥手段、 60…厚み測定手段、 70…ウェーハ搬送手段、
100…両面研磨装置、
W…半導体ウェーハ。
10 ... Double-side polishing machine, 11 ... Upper surface plate, 12 ... Lower surface plate, 13 ... Abrasive cloth,
14 ... Sun Gear, 15 ... Internal Gear,
16 ... Polishing slurry supply means 17 ... Polishing slurry,
21 ... Carrier, 22 ... Holding hole,
30 ... Pure water immersion tank, 32 ... Pure water,
40 ... Ozone water immersion tank, 42 ... Ozone water,
50 ... Drying means, 60 ... Thickness measuring means, 70 ... Wafer carrying means,
100 ... Double-side polishing machine,
W ... Semiconductor wafer.
Claims (4)
前記両面研磨された半導体ウェーハを、オゾン濃度を5ppm以上としたオゾン水に10秒以上浸漬させる工程と、
前記浸漬を行った半導体ウェーハを乾燥させる工程と、
前記乾燥させた半導体ウェーハの厚みを測定する工程と
を有することを特徴とする半導体ウェーハの厚み測定方法。 A method for measuring the thickness of a semiconductor wafer, which comprises measuring the thickness of a semiconductor wafer that has been double-side polished using a polishing slurry containing a polymeric cellulose derivative ,
Immersing the double-side polished semiconductor wafer in ozone water having an ozone concentration of 5 ppm or more for 10 seconds or more ;
A step of drying the semiconductor wafer subjected to the immersion,
And a step of measuring the thickness of the dried semiconductor wafer.
前記半導体ウェーハを両面研磨する際に用いる研磨スラリーとして、高分子のセルロース誘導体を含むものを供給する研磨スラリー供給手段と、
前記半導体ウェーハを、オゾン濃度を5ppm以上としたオゾン水に10秒以上浸漬するためのオゾン水浸漬槽と、
前記半導体ウェーハを乾燥させる乾燥手段と、
前記半導体ウェーハの厚みを測定する厚み測定手段と
を具備することを特徴とする半導体ウェーハの両面研磨装置。 A double-side polishing apparatus for double-side polishing a semiconductor wafer,
As the polishing slurry used when polishing the semiconductor wafer on both sides, a polishing slurry supply means for supplying those containing a high molecular weight cellulose derivative ,
An ozone water immersion tank for immersing the semiconductor wafer in ozone water having an ozone concentration of 5 ppm or more for 10 seconds or more ;
Drying means for drying the semiconductor wafer,
And a thickness measuring unit for measuring the thickness of the semiconductor wafer.
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