JP7131724B1 - Semiconductor wafer manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体ウェーハ製造における鏡面面取り工程でのウェーハノッチ部の研磨レートに起因するウェーハノッチ部の表面粗さの悪化を抑制することができる半導体ウェーハの製造方法を提供すること。【解決手段】ウェーハの周縁部を研削して、ウェーハエッジ部及びウェーハノッチ部を含む面取り部を形成する面取り工程と、両面研磨工程と、鏡面面取り工程と、鏡面研磨加工工程とを含み、鏡面面取り工程が、両面研磨工程前にウェーハノッチ部を研磨する第1の鏡面面取り加工と、両面研磨工程後にウェーハノッチ部及びウェーハエッジ部を研磨する第2の鏡面面取り加工とを含み、第2の鏡面面取り加工において、ウェーハノッチ部の端面の第1の傾斜部、第2の傾斜部及び端部の全てを研磨し、ウェーハノッチ部の研磨レートを、第1の鏡面面取り加工のウェーハノッチ部の研磨レートより小さくすることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。【選択図】図4A semiconductor wafer manufacturing method capable of suppressing the deterioration of the surface roughness of the wafer notch portion due to the polishing rate of the wafer notch portion in a mirror chamfering process in semiconductor wafer manufacturing. A chamfering step of grinding a peripheral edge portion of a wafer to form a chamfered portion including a wafer edge portion and a wafer notch portion, a double-side polishing step, a mirror chamfering step, and a mirror polishing step, wherein the wafer is mirror-finished. The chamfering step includes a first mirror chamfering process of polishing the wafer notch portion before the double-sided polishing step, and a second mirror chamfering process of polishing the wafer notch portion and the wafer edge portion after the double-sided polishing step. In the mirror chamfering process, all of the first inclined part, the second inclined part and the end part of the end surface of the wafer notch part are polished, and the polishing rate of the wafer notch part is set to that of the wafer notch part in the first mirror chamfering process. A method of manufacturing a semiconductor wafer, characterized in that the polishing rate is lower than the polishing rate. [Selection drawing] Fig. 4
Description
本発明は、半導体ウェーハの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor wafer.
半導体ウェーハの製造方法として、単結晶インゴットから薄板ウェーハを切り出すスライス工程、ウェーハの周縁部のカケや割れを防止するための面取り工程、ウェーハの厚さばらつきをなくし平坦化するためのラッピング工程もしくは両面研削工程、上記のラッピングや両面研削で導入されたウェーハの歪みや汚染物を除去するためのエッチング工程、高精度なウェーハの平坦度品質やナノトポグラフィー品質を得るために表裏両方の主面を同時に研磨する両面研磨工程、面取り部を鏡面にする鏡面面取り工程、ウェーハの主面を鏡面にする鏡面研磨工程等を上記の順に行うことが一般的である。 As a method of manufacturing semiconductor wafers, a slicing process for cutting out thin wafers from a single crystal ingot, a chamfering process for preventing chips and cracks at the peripheral edge of the wafer, a lapping process for eliminating thickness variations and flattening the wafer, or double-sided A grinding process, an etching process to remove wafer distortion and contaminants introduced by lapping and double-side grinding as described above, and an etching process on both front and back surfaces to obtain high-precision wafer flatness quality and nanotopography quality. It is common to carry out a double-side polishing step of simultaneously polishing, a mirror-beveling step of mirror-finishing the chamfered portion, and a mirror-polishing step of mirror-finishing the main surface of the wafer, etc., in the above order.
ウェーハ周縁部の鏡面面取りは、半導体デバイスの集積度が向上するに従ってより微細な加工が求められており、面取り部を鏡面化し、粗さを改善させることによって後工程での面取り部からの発塵を抑えることにより半導体デバイスの歩留まりを向上させるのに必要な工程である。 As the degree of integration of semiconductor devices improves, finer processing is required for the mirror surface chamfering of the wafer peripheral edge. This is a necessary step for improving the yield of semiconductor devices by suppressing .
ウェーハノッチ部の研磨は上記の鏡面面取り工程で行われる。鏡面面取り工程はウェーハノッチ部、ウェーハエッジ部の鏡面化を目的としており、そのための加工条件の調整が行われるが、加工後の粗さは、研磨布の種類、研磨スラリーの種類、加工時間、研磨布の回転速度、研磨布の押付圧力に左右される。 Polishing of the notch portion of the wafer is performed in the above-described mirror chamfering process. The purpose of the mirror-beveling process is to mirror-finish the wafer notch and wafer edge, and the processing conditions are adjusted for that purpose. It depends on the rotational speed of the polishing cloth and the pressing pressure of the polishing cloth.
上記の鏡面面取り工程では鏡面面取り機の生産性維持の為、比較的研磨レートが大きい条件が使用されており、粗さが悪化する原因となっている。特許文献1によれば、加工時の負荷もしくは研磨レートが大きいほど加工後の粗さは悪化する。また、研磨を複数回行い、順次研磨レートを小さくすることで粗さが改善する。
In order to maintain the productivity of the mirror-beveling machine in the above-mentioned mirror-beveling process, a condition with a relatively high polishing rate is used, which causes deterioration of the roughness. According to
鏡面面取り工程では通常、生産性を考慮しウェーハノッチ部、ウェーハエッジ部の加工が順を問わず同一鏡面面取機内で行われる。そのためウェーハエッジ部の研磨における加工時間を大きく上回ったウェーハノッチ部の研磨時間を設定することは、鏡面面取り機内でのウェーハ滞留時間の増大に繋がり生産性が悪化してしまう。 In the mirror surface chamfering process, the wafer notch portion and the wafer edge portion are usually processed in the same mirror surface chamfering machine regardless of the order in consideration of productivity. Therefore, setting the polishing time for the wafer notch portion to greatly exceed the processing time for polishing the wafer edge portion leads to an increase in the residence time of the wafer in the mirror beveling machine, resulting in deterioration of productivity.
そのため、従来、ウェーハノッチ部の研磨時間は、ウェーハエッジ部の研磨時間程度となっており、十分な研磨取り代を得るためには研磨レートが大きすぎる加工条件を使用しなくてはならず、十分に改善されたノッチ粗さが得られていない。 Therefore, conventionally, the polishing time of the wafer notch portion is about the same as the polishing time of the wafer edge portion. Sufficiently improved notch roughness is not obtained.
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、半導体ウェーハ製造における鏡面面取り工程でのウェーハノッチ部の研磨レートに起因するウェーハノッチ部の表面粗さの悪化を抑制することができる半導体ウェーハの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and can suppress the deterioration of the surface roughness of the wafer notch portion due to the polishing rate of the wafer notch portion in the mirror chamfering process in the manufacture of semiconductor wafers. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor wafer.
上記課題を解決するために、本発明では、半導体ウェーハを製造する方法であって、
少なくとも、ウェーハノッチ部を有するウェーハの周縁部を研削して、ウェーハエッジ部及び前記ウェーハノッチ部を含む面取り部を形成する面取り工程と、前記ウェーハの両方の主面を研磨する両面研磨工程と、前記面取り部を研磨して鏡面化する鏡面面取り工程と、前記両方の主面の少なくとも一方を鏡面研磨する鏡面研磨加工工程とを含み、
前記鏡面面取り工程が、
前記両面研磨工程前に前記面取り部の前記ウェーハノッチ部を研磨する第1の鏡面面取り加工と、
前記両面研磨工程後に前記ウェーハノッチ部及び前記ウェーハエッジ部を研磨する第2の鏡面面取り加工と
を含み、
前記ウェーハノッチ部の端面は、
前記ウェーハの一方の主面から連続すると共に該一方の主面から傾斜した第1の傾斜部と、
前記ウェーハのもう一方の主面から連続すると共に該もう一方の主面から傾斜した第2の傾斜部と、
前記ウェーハの最外周部を構成する端部と
を含み、
前記第2の鏡面面取り加工において、前記ウェーハノッチ部の前記端面の前記第1の傾斜部、前記第2の傾斜部及び前記端部の全てを研磨し、
前記第2の鏡面面取り加工の前記ウェーハノッチ部の研磨レートを、前記第1の鏡面面取り加工の前記ウェーハノッチ部の研磨レートより小さくすることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor wafer, comprising:
A chamfering step of grinding at least a peripheral edge portion of a wafer having a wafer notch portion to form a chamfered portion including the wafer edge portion and the wafer notch portion, and a double-side polishing step of polishing both main surfaces of the wafer; A mirror surface beveling step of polishing the chamfered portion to a mirror surface, and a mirror surface polishing step of mirror polishing at least one of the two main surfaces,
The mirror chamfering step is
a first mirror chamfering process for polishing the wafer notch portion of the chamfered portion before the double-sided polishing step;
a second mirror chamfering process for polishing the wafer notch portion and the wafer edge portion after the double-sided polishing step;
The end surface of the wafer notch portion is
a first inclined portion continuous from one main surface of the wafer and inclined from the one main surface;
a second inclined portion continuous from the other main surface of the wafer and inclined from the other main surface;
and an end portion constituting the outermost peripheral portion of the wafer,
polishing all of the first inclined portion, the second inclined portion and the end portion of the end face of the wafer notch portion in the second mirror chamfering process;
A method for manufacturing a semiconductor wafer is provided, wherein the polishing rate of the wafer notch portion in the second mirror-chamfering process is set to be lower than the polishing rate of the wafer notch portion in the first mirror-chamfering process.
本発明の半導体ウェーハの製造方法によれば、生産性を維持しながら、半導体ウェーハ製造における鏡面面取り工程でのウェーハノッチ部の研磨レートに起因するウェーハノッチ部の表面粗さの悪化を抑制することができる。 According to the semiconductor wafer manufacturing method of the present invention, it is possible to suppress the deterioration of the surface roughness of the wafer notch portion due to the polishing rate of the wafer notch portion in the mirror chamfering process in semiconductor wafer manufacturing while maintaining productivity. can be done.
例えば、前記半導体ウェーハを、シリコンウェーハとすることができる。 For example, the semiconductor wafer can be a silicon wafer.
本発明の半導体ウェーハの製造方法によって製造できる半導体ウェーハは特に限定されないが、例えばシリコンウェーハを製造することができる。 A semiconductor wafer that can be manufactured by the method for manufacturing a semiconductor wafer of the present invention is not particularly limited, but for example, a silicon wafer can be manufactured.
前記第1及び第2の鏡面面取り加工での前記ウェーハノッチ部の研磨において、前記ウェーハノッチ部に円形研磨布をウェーハ面に対して垂直にして入り込ませて研磨を行うことが好ましい。 In polishing the wafer notch portion in the first and second mirror chamfering processes, it is preferable to perform polishing by inserting a circular polishing cloth into the wafer notch portion perpendicularly to the wafer surface.
このようにすれば、鏡面面取り工程においてウェーハノッチ部を確実に研磨することができ、所望の形状、表面状態、及び粗さにすることができる。 In this way, the wafer notch portion can be reliably polished in the mirror chamfering process, and the desired shape, surface state, and roughness can be achieved.
以上のように、本発明の半導体ウェーハの製造方法によれば、半導体ウェーハを製造する際、主面の両面研磨工程の前後で鏡面面取り加工を行い、両面研磨工程の後に行なう第2の鏡面研磨加工工程においてウェーハノッチ部の端面の第1の傾斜部、第2の傾斜部及び端部の全てを研磨し、両面研磨工程の後の第2の鏡面面取り時の研磨レートを小さくすることで、生産性を維持しつつ十分な研磨取り代を得ながら、大きい研磨レートに起因するウェーハノッチ部の表面粗さ悪化を抑制することができる。したがって、ウェーハノッチ部の表面粗さに優れた半導体ウェーハを製造することができる。 As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor wafer of the present invention, when manufacturing a semiconductor wafer, the main surface is mirror-beveled before and after the double-side polishing process, and the second mirror-surface polishing is performed after the double-side polishing process. By polishing all of the first inclined portion, the second inclined portion, and the end portion of the end surface of the wafer notch portion in the processing step, and reducing the polishing rate during the second mirror chamfering after the double-sided polishing step, It is possible to suppress deterioration of the surface roughness of the wafer notch portion due to a high polishing rate while maintaining productivity and obtaining a sufficient removal amount. Therefore, it is possible to manufacture a semiconductor wafer having a wafer notch portion with excellent surface roughness.
前記の通り、鏡面面取り工程ではウェーハノッチ部、ウェーハエッジ部の鏡面化を行っており、そのための加工条件の調整が行われるが、加工後の粗さは、研磨布の種類、研磨スラリーの種類、加工時間、研磨布の回転速度、研磨布の押付圧力に左右される。 As described above, in the mirror-beveling process, the wafer notch and the wafer edge are mirror-finished, and the processing conditions are adjusted for that purpose. , the processing time, the rotation speed of the polishing cloth, and the pressing pressure of the polishing cloth.
鏡面面取り工程の本来の目的は、面取り部のキズ等を除去し、粗さを改善することである。キズ等を除去するためには、一定以上の研磨取り代が求められ、取り代を増やす程加工後のキズも少なくなる。そのため研磨レートの大きい条件で鏡面面取り加工を行えば、短時間でキズ等を除去する効果が得られるが、前記の通り大きい研磨レートでの加工は粗さを悪化させることがあり、従来の半導体ウェーハの製造方法ではキズの除去と、十分な粗さの改善との両立が困難であった。 The original purpose of the mirror chamfering process is to remove scratches and the like from the chamfered portion and improve the roughness. In order to remove scratches and the like, a polishing allowance of a certain level or more is required, and the more the removal allowance is increased, the less the scratches after processing. Therefore, if mirror surface chamfering is performed under conditions with a high polishing rate, it is possible to obtain the effect of removing scratches and the like in a short time. In the wafer manufacturing method, it was difficult to achieve both removal of scratches and sufficient improvement of roughness.
つまり、鏡面面取り工程において、ウェーハノッチ部の研磨レートによってウェーハノッチ部表面粗さが悪化することがあるため、これらの問題を解決することができるウェーハの製造方法が求められている。 That is, in the mirror chamfering process, the surface roughness of the wafer notch may deteriorate depending on the polishing rate of the wafer notch. Therefore, there is a need for a wafer manufacturing method capable of solving these problems.
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。その結果、両面研磨工程の前後で鏡面面取り加工を行う条件のもとで、両面研磨工程の後に行なう第2の鏡面研磨加工工程においてウェーハノッチ部の端面の第1の傾斜部、第2の傾斜部及び端部の全てを研磨し、両面研磨工程の前に行なう第1の鏡面面取り加工におけるウェーハノッチ部の研磨レートより、両面研磨工程の後に行なう第2の鏡面研磨加工工程におけるウェーハノッチ部の研磨レートを小さくすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明のウェーハの製造方法を完成させた。 The inventor of the present invention has made intensive studies in order to achieve the above object. As a result, under the condition that the mirror surface beveling process is performed before and after the double-sided polishing process, the first inclined part and the second inclined part of the end face of the wafer notch part are obtained in the second mirror-polishing process performed after the double-side polishing process. The polishing rate of the notch portion of the wafer in the first mirror-beveling process performed before the double-side polishing process is compared with the polishing rate of the notch part of the wafer in the second mirror-polishing process performed after the double-side polishing process. The present inventors have found that the above problems can be solved by reducing the polishing rate, and have completed the wafer manufacturing method of the present invention.
即ち、本発明は、半導体ウェーハを製造する方法であって、
少なくとも、ウェーハノッチ部を有するウェーハの周縁部を研削して、ウェーハエッジ部及び前記ウェーハノッチ部を含む面取り部を形成する面取り工程と、前記ウェーハの両方の主面を研磨する両面研磨工程と、前記面取り部を研磨して鏡面化する鏡面面取り工程と、前記両方の主面の少なくとも一方を鏡面研磨する鏡面研磨加工工程とを含み、
前記鏡面面取り工程が、
前記両面研磨工程前に前記面取り部の前記ウェーハノッチ部を研磨する第1の鏡面面取り加工と、
前記両面研磨工程後に前記ウェーハノッチ部及び前記ウェーハエッジ部を研磨する第2の鏡面面取り加工と
を含み、
前記ウェーハノッチ部の端面は、
前記ウェーハの一方の主面から連続すると共に該一方の主面から傾斜した第1の傾斜部と、
前記ウェーハのもう一方の主面から連続すると共に該もう一方の主面から傾斜した第2の傾斜部と、
前記ウェーハの最外周部を構成する端部と
を含み、
前記第2の鏡面面取り加工において、前記ウェーハノッチ部の前記端面の前記第1の傾斜部、前記第2の傾斜部及び前記端部の全てを研磨し、
前記第2の鏡面面取り加工の前記ウェーハノッチ部の研磨レートを、前記第1の鏡面面取り加工の前記ウェーハノッチ部の研磨レートより小さくすることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法である。
That is, the present invention is a method of manufacturing a semiconductor wafer, comprising:
A chamfering step of grinding at least a peripheral edge portion of a wafer having a wafer notch portion to form a chamfered portion including the wafer edge portion and the wafer notch portion, and a double-side polishing step of polishing both main surfaces of the wafer; A mirror surface beveling step of polishing the chamfered portion to a mirror surface, and a mirror surface polishing step of mirror polishing at least one of the two main surfaces,
The mirror chamfering step is
a first mirror chamfering process for polishing the wafer notch portion of the chamfered portion before the double-sided polishing step;
a second mirror chamfering process for polishing the wafer notch portion and the wafer edge portion after the double-sided polishing step;
The end surface of the wafer notch portion is
a first inclined portion continuous from one main surface of the wafer and inclined from the one main surface;
a second inclined portion continuous from the other main surface of the wafer and inclined from the other main surface;
and an end portion constituting the outermost peripheral portion of the wafer,
polishing all of the first inclined portion, the second inclined portion and the end portion of the end face of the wafer notch portion in the second mirror chamfering process;
In the semiconductor wafer manufacturing method, the polishing rate of the wafer notch portion in the second mirror-chamfering process is set to be lower than the polishing rate of the wafer notch part in the first mirror-chamfering process.
なお、特許文献1及び2には、ウェーハの面取り部を研磨する技術が開示されている。また、特許文献3には、ウェーハのノッチ部の研磨方法及び装置に関する技術が開示されている。しかしながら、特許文献1~3の何れも、ウェーハの両方の主面に対する両面研磨工程の前後にウェーハの面取り部の鏡面加工を行い、且つ両面研磨工程の前に行なう鏡面面取り加工におけるウェーハノッチ部の研磨レートより、両面研磨工程の後に行なう鏡面面取り加工におけるウェーハノッチ部の研磨レートを小さくすることは、記載も示唆もしていない。
以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
[半導体ウェーハ]
まず、本発明の半導体ウェーハの製造方法で製造することができる半導体ウェーハの例を説明する。
[Semiconductor wafer]
First, an example of a semiconductor wafer that can be produced by the method for producing a semiconductor wafer of the present invention will be described.
図1は、本発明の半導体ウェーハの製造方法で製造できる半導体ウェーハの一例を示す概略平面図である。 FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of a semiconductor wafer that can be manufactured by the semiconductor wafer manufacturing method of the present invention.
図1に示す半導体ウェーハWは、鏡面である第1の主面11と、その裏側の第2の主面12とを有する。半導体ウェーハWの周縁部13には、面取り部1が形成されている。面取り部1は、周縁部13に沿って形成されたウェーハエッジ部3と、ウェーハエッジ部3の一部に形成されたウェーハノッチ部2とを含む。
A semiconductor wafer W shown in FIG. 1 has a first
ここで、ウェーハノッチ部形状の詳細について、図2及び図3を参照して説明する。図2は、ウェーハノッチ部2の周縁部をウェーハWの主面11方向から見たものを示している。ウェーハノッチ部2は大まかに底部2aと直線部2bとに大別される。ここで、ノッチ底部2aとはウェーハノッチ部2の最も深い位置で輪郭が曲線の部分、ノッチ直線部2bとは底部の両端に位置する輪郭が直線になっている部分である。また、ウェーハノッチ部2の端面のウェーハ厚さ方向の断面図を図3に示す。ここで、端面とは、ウェーハWの最外周に位置し、ウェーハWの主面11及び12とおよそ垂直となる部分に相当する。断面形状は、ウェーハの一方の主面である第1の主面11から連続するとともに該第1の主面11から傾斜した第1の傾斜部21を有している。また、この面取り断面形状は、ウェーハWのもう一方の主面である第2の主面12から連続するとともに該第2の主面12から傾斜した第2の傾斜部22を有している。さらに、ウェーハWの最外周端部を構成する端部23を有している。端部23部分は従来わずかながら傾斜を有している。これら断面形状はウェーハノッチ部2の底部2a及び直線部2b、並びに図1に示すウェーハエッジ部3に共通する。
Here, details of the shape of the wafer notch portion will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. FIG. 2 shows the peripheral portion of the
[半導体ウェーハの製造方法]
次に、本発明の半導体ウェーハの製造方法を、図4を参照しながら例を挙げて説明する。なお、以下では、図1~図3に示した半導体ウェーハを再度参照しながら説明する。
[Semiconductor wafer manufacturing method]
Next, the method for manufacturing a semiconductor wafer according to the present invention will be described with an example with reference to FIG. In the following description, the semiconductor wafer shown in FIGS. 1 to 3 will be referred to again.
図4は、本発明の半導体ウェーハの製造方法の一例を示すフロー図である。 FIG. 4 is a flowchart showing an example of the method for manufacturing a semiconductor wafer according to the present invention.
この例の半導体ウェーハの製造方法は、ウェーハノッチ部2を有するウェーハ1の周縁部13を研削して、ウェーハエッジ部3及びウェーハノッチ部2を含む面取り部1を形成する面取り工程と、面取り部1のウェーハノッチ部2を研磨する第1の鏡面面取り加工と、ウェーハ1の両方の主面11及び12を研磨する両面研磨工程と、ウェーハノッチ部2及びウェーハエッジ部3を研磨する第2の鏡面面取り加工と、両方の主面11及び12の少なくとも一方を鏡面研磨する鏡面研磨加工工程とを含む。すなわち、主面11及び12の両面研磨工程前に、面取り部1のウェーハノッチ部2を研磨する第1の鏡面面取り加工を行い、主面11及び12の両面研磨工程後に、面取り部1のウェーハノッチ部2及びウェーハエッジ部3の両方を研磨する第2の鏡面面取り加工を行う。また、第2の鏡面面取り加工において、ウェーハノッチ部2の端面の第1の傾斜部21、第2の傾斜部22及び端部23の全てを研磨する。そして、面取り部の第2の鏡面面取り加工のウェーハノッチ部2の研磨レートを、第1の鏡面面取り加工のウェーハノッチ部2の研磨レートより小さくする。第1及び第2の鏡面面取り加工が、面取り部を研磨して鏡面化する鏡面面取り工程に含まれる。
The semiconductor wafer manufacturing method of this example includes a chamfering step of grinding a
このような半導体ウェーハの製造方法であれば、両面研磨工程前の第1の鏡面面取り加工でウェーハノッチ部2の十分な研磨取り代が得られれば、第2の鏡面面取り加工時の研磨レートを小さくしてもウェーハノッチ部2に対し最終的に十分な研磨取り代を得ることができるため、第2の鏡面面取り加工におけるウェーハノッチ部2の研磨レートを小さくすることができる。
With such a semiconductor wafer manufacturing method, if a sufficient polishing allowance for the
さらに、第2の鏡面面取り加工時のウェーハノッチ部2の研磨レートを第1の鏡面面取りのウェーハノッチ部2の研磨レートより小さくし、且つウェーハノッチ部2の端面の第1の傾斜部21、第2の傾斜部22及び端部23の全てを研磨することで、ウェーハノッチ部2の表面粗さを改善させることができる。
Further, the polishing rate of the
第1の鏡面面取り加工において、加工時の加工時間、研磨布回転速度、押付圧力は任意に設定することができるが、これらが大きいほど研磨取り代は大きくなりキズ等を除去する効果は大きくなる。 In the first mirror chamfering process, the processing time, polishing cloth rotation speed, and pressing pressure during processing can be set arbitrarily. .
第2の鏡面面取り加工においても、加工時の加工時間、研磨布回転速度、押付圧力は任意に設定することができるが、これらが大きいほど加工後の表面粗さは悪化してしまう。従って、第2の鏡面面取り加工においてこれらを小さくすることが望ましい。第2の鏡面面取り加工におけるこれらの条件を第1の鏡面面取り加工の条件よりも小さくすることによって、第2の鏡面面取り加工のウェーハノッチ部2の研磨レートを第1の鏡面面取り加工の研磨レートよりも小さくすることができる。加工に時間がかかり生産性が悪化するのを防ぐことができる程度に、第2の鏡面面取り加工のウェーハノッチ部2の研磨レートを小さくすることが好ましい。
In the second mirror chamfering process as well, the processing time, polishing cloth rotation speed, and pressing pressure during processing can be set arbitrarily. Therefore, it is desirable to reduce these in the second mirror chamfering process. By making these conditions in the second mirror-chamfering process smaller than the conditions in the first mirror-chamfering process, the polishing rate of the
前記第1の鏡面面取り加工と前記第2の鏡面面取り加工とで設定する加工条件は、第2の鏡面面取り加工の方が、ウェーハノッチ部2の研磨レートが小さくなるようにしなければならないが、それぞれで任意の条件を設定して良い。これは、前記第1の鏡面面取り加工の目的が表面のキズ等を除去する目的であるのに対して、前記第2の鏡面面取り加工の目的が前記第1の鏡面面取り加工直後より粗さを改善させることにあるからであり、それらの目的が果たされていれば加工条件はそれぞれで任意であってよい。
The processing conditions set for the first mirror-chamfering process and the second mirror-chamfering process must be such that the polishing rate of the
第1の鏡面面取り加工及び第2の鏡面面取り加工は、それぞれ、1回行っても良いし、又は複数段行っても良い。 Each of the first mirror chamfering process and the second mirror chamfering process may be performed once, or may be performed in multiple steps.
また、ウェーハノッチ部2の具体的な研磨方法として、前記第1の鏡面面取り加工においては、円形研磨布の研磨面に対してウェーハWを垂直にし、更にノッチ最深部まで研磨布を入り込ませウェーハWの面方向にトラバースさせながら研磨を行い、前記第2の鏡面面取り加工においては、前記第1の鏡面面取り加工での研磨レートより小さい加工条件で同機構の研磨行うことで、ウェーハノッチ部2を確実に研磨することができ、所望の形状、表面状態、粗さにすることができる。
As a specific polishing method for the
また、本発明は、主面11及び12の両面研磨工程前後でウェーハエッジ部13を鏡面面取りするウェーハ製造方法において特に好適に用いることができる。前記第1の鏡面面取り加工でウェーハノッチ部2、ウェーハエッジ部3の研磨を行うことで、付着している異物を除去でき、両面研磨工程におけるキズの発生を抑制することができる。また、両面研磨工程で発生するキャリアホール内壁との接触で発生するウェーハエッジ部13のキズも前記第2の鏡面面取り加工で除去できる。このプロセスにおいて本発明は生産性において、特に効率的に用いることができ、歩留まり向上とウェーハノッチ部2の表面粗さ改善効果との双方が得られる。
Moreover, the present invention can be particularly suitably used in a wafer manufacturing method in which the
本発明のウェーハの製造方法は、単結晶シリコンインゴットから得られる単結晶シリコンウェーハの製造方法において特に好適に用いることができる。 The wafer manufacturing method of the present invention can be particularly suitably used in a method for manufacturing a single crystal silicon wafer obtained from a single crystal silicon ingot.
以下、図面を参照しながら具体例を示し、本発明をより詳細に説明する。なお、以下での説明では、図1~図4を再度参照する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by showing specific examples with reference to the drawings. 1 to 4 will be referred to again in the following description.
この例では、まず、単結晶インゴットをスライスして、ウェーハノッチ部2を有するスライスウェーハWを得る。このときの単結晶インゴットとして、後にウェーハノッチ部2となる溝が周縁部に形成された単結晶シリコンインゴットを用いることができる。本発明のウェーハの製造方法は、半導体ウェーハ、特に、単結晶シリコンインゴットから得られる単結晶シリコンウェーハの製造方法において特に好適に用いることができる。
In this example, first, a single crystal ingot is sliced to obtain a sliced wafer W having a
次に、前記工程で得られたウェーハの周縁部を研削して、ウェーハエッジ部3及びウェーハノッチ部2を含む面取り部1を形成する面取り加工(面取り工程)を行う。面取り工程は、一般に行われているいずれの工程をも適用することができ、特に限定されない。この面取り加工を行った後のウェーハノッチ部形状の例が、先に説明した図2及び図3に示す形状である。
Next, a chamfering process (chamfering step) is performed to form the chamfered
上記のように面取り工程を行った後、このウェーハWの主面11及び12にラッピング又は両面研削加工を行うことができる。ラッピングや両面研削加工は、一般に行われているいずれの工程をも適用することができ、特に限定されない。
After performing the chamfering process as described above, the
次に、面取りやラッピング等の加工で入った加工歪みの除去のために、上記加工を施したウェーハWにエッチング加工を行うことができる。エッチング加工は、一般に行われているいずれの工程をも適用することができ、特に限定されない。 Next, the wafer W subjected to the above-described processing can be etched in order to remove the processing distortion introduced by processing such as chamfering and lapping. Etching is not particularly limited, and any process that is commonly used can be applied.
次に、本発明では、ウェーハノッチ部2の十分な研磨取り代確保のために、第1の鏡面面取り加工を行う。少なくともウェーハノッチ部2の底部2a及び直線部2b対して、円形研磨布を接触させて面取り部の鏡面研磨を行うことが望ましい。
Next, in the present invention, a first mirror chamfering process is performed in order to secure a sufficient polishing allowance for the
このような第1の鏡面面取り加工では、例えば、ウェーハノッチ部2に円形研磨布をウェーハWの主面11及び12に対して垂直な角度で入り込ませるような機構を使用する。ウェーハノッチ部2に対して、所定の回転数、回転方向を持つ円形研磨布を、研磨スラリーを供給しながらウェーハノッチ部2に入り込ませ、ウェーハノッチ部2の底部2aに対して押し付けることにより研磨を行う。また加工中、円形研磨布がウェーハWの主面11及び12の面内方向左右にトラバースすることによってウェーハノッチ部2の直線部2bの研磨も十分に行う。更に加工中、ウェーハWを所定の角度に傾かせることで、図3に示す第1及び第2の傾斜部21及び22、並びに端部23の全ての研磨を十分に行うことが可能である。第1の鏡面面取り加工でのウェーハノッチ部2の研磨レートは、例えば、0.20μm/秒以上0.30μm/秒以下とすることができる。
In such a first mirror chamfering process, for example, a mechanism for inserting a circular polishing cloth into the
第1の鏡面面取り加工では、ウェーハエッジ部3の鏡面研磨は任意であり、行っても良いし、行わなくてもよい。
In the first mirror chamfering process, mirror polishing of the
第1の鏡面面取り加工を行った後、ウェーハWの両方の主面11及び12を研磨する両面研磨工程を行う。両面研磨工程は、一般に行われているいずれの工程をも適用することができ、特に限定されない。
After performing the first mirror chamfering process, a double-sided polishing step of polishing both
両面研磨工程を行った後、ウェーハノッチ部2の表面粗さ改善及びウェーハエッジ部3の鏡面化を目的とした第2の鏡面面取り加工を行う。第2の鏡面面取り加工は、第1の鏡面面取り加工と同様の機構を使用して加工を行うことができるが、第2の鏡面面取り加工では、ウェーハノッチ部2の端面の第1の傾斜部21、第2の傾斜部22及び端部23の全てを研磨する。また、第2の鏡面面取り加工では、ウェーハノッチ部2の研磨レートを、第1の鏡面面取り加工のウェーハノッチ部2の研磨レートより小さくする。例えば、加工時間、研磨布の回転数、ウェーハへの押付圧力をいずれも第1の鏡面面取り加工の条件より小さくする。これにより加工時の負荷、研磨レートを小さくすることができる。第2の鏡面面取り加工でのウェーハノッチ部2の研磨レートは、例えば、0.10μm/秒以上0.18μm/秒以下とすることができる。ウェーハエッジ部3における鏡面面取り加工には従来と同様の条件を用いることができる。
After performing the double-side polishing process, a second mirror chamfering process is performed for the purpose of improving the surface roughness of the
以上に説明した第1及び第2の鏡面面取り加工が、本発明の半導体ウェーハの製造方法における鏡面面取り工程に含まれる。 The first and second specular chamfering processes described above are included in the specular chamfering step in the semiconductor wafer manufacturing method of the present invention.
最後に、ウェーハWの主面11及び12の少なくとも一方を鏡面研磨する鏡面研磨加工工程を行う。この工程は一般の手法により行えばよい。
Finally, a mirror-polishing step of mirror-polishing at least one of the
以上のような工程を経て、製品となるウェーハWを製造する。このようなウェーハWの製造方法であれば、生産性を維持しながら、鏡面面取り工程における研磨取り代を十分に確保しつつ、小さい研磨レートによるノッチ部表面粗さの改善効果を得ることができ、より高品質なウェーハを作製することができる。 Through the steps described above, the wafer W as a product is manufactured. With such a method for manufacturing the wafer W, it is possible to obtain the effect of improving the surface roughness of the notch portion by a small polishing rate, while maintaining the productivity and sufficiently securing the polishing allowance in the mirror chamfering process. , a higher quality wafer can be produced.
また、本発明では、上記の面取り工程の段階で、鏡面面取り工程での形状変化量を織り込んだ加工を行えばよく、上記以外の各種工程を含んでいてもよい。例えば、必要に応じて、洗浄工程や熱処理工程等を上記各工程の前後に通常の方法で行ってもよい。 In addition, in the present invention, at the step of the chamfering step, it is sufficient to perform processing incorporating the amount of shape change in the mirror chamfering step, and various steps other than the above may be included. For example, if necessary, a washing step, a heat treatment step, or the like may be performed before or after each of the above steps by a normal method.
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below using Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these.
(実施例)
スライス、面取り工程、ラッピング及びエッチングの各処理を順次行って得たウェーハノッチ部を有するウェーハに対して、第1の鏡面面取り加工を行った。面取り工程では、ウェーハエッジ部及びウェーハノッチ部を含む面取り部を形成し、ウェーハノッチ部は、図2及び図3に概略的に示す形状を有していた。第1の鏡面面取り加工では、キズ等を十分に除去できる取り代を確保する条件下で、ステージ1及びステージ2の2段階で、ウェーハノッチ部のみの研磨を行った。具体的には、以下の表1に示す条件で、第1の鏡面面取り加工を行った。
(Example)
A first mirror chamfering process was performed on a wafer having a wafer notch obtained by sequentially performing slicing, chamfering, lapping and etching processes. The chamfering step formed a chamfer including a wafer edge and a wafer notch, the wafer notch having the shape shown schematically in FIGS. In the first mirror chamfering process, only the notch portion of the wafer was polished in two stages,
第1の鏡面面取り加工の後、ウェーハの両方の主面を研磨する両面研磨を行った。具体的には、以下の表2に示す条件で、両面研磨を行った。 After the first mirror chamfering process, double-sided polishing was performed to polish both main surfaces of the wafer. Specifically, double-sided polishing was performed under the conditions shown in Table 2 below.
続いて、第2の鏡面面取り加工を行った。第2の鏡面面取り加工ではウェーハノッチ部の粗さを第1の鏡面面取り加工直後よりも改善させることを目的とし、ウェーハノッチ部に対する研磨レート及び負荷の小さい加工を、ステージ1及びステージ2の2段階で行った。具体的には、第1の鏡面面取り加工と同機構を用いて第1の鏡面面取り加工と同じように、図2に示すウェーハノッチ部2の底部2a及び直線2bにおける、図3に示す第1及び第2の傾斜部21及び22並びに端部23の研磨を行うがその際の加工時間、研磨布回転数及び研磨布押付圧力はいずれも第1の鏡面面取り加工の条件より小さく設定した。具体的には、以下の表1に示す条件で、第2の鏡面面取り加工を行った。従来からの製造プロセスで必須であるウェーハエッジ部の鏡面面取り加工は、従来までと同機構、同条件にてこの第2の鏡面面取り加工で行った。
Subsequently, a second mirror chamfering process was performed. The purpose of the second mirror-beveling process is to improve the roughness of the wafer notch portion compared to that immediately after the first mirror-beveling process. went step by step. Specifically, using the same mechanism as the first mirror chamfering process, the first mirror chamfering shown in FIG. and the second
最後に、ウェーハの主面に鏡面研磨加工工程を行った。 Finally, the main surface of the wafer was subjected to a mirror-polishing process.
鏡面研磨加工工程終了後に、ウェーハノッチ部の表面粗さの測定を行った。粗さ測定にはコベルコ科研社製LSMを使用した。粗さには巨視的な粗さと、その中にある微視的な粗さが存在する。本発明における粗さは微視的な粗さを想定しており、得られた測定データを解析する際は巨視的な粗さ成分を取り除き、微視的な粗さ成分のみを評価するようにした。粗さの評価基準も複数存在するが、本発明においては、任意に選択したエリア内の粗さ総和を選択エリア面積で除したものを使用した。ここで任意の選択エリアとは、研磨による影響が十分に及ぼされている範囲を示しており、ウェーハ間での評価では同位置、同面積のエリアで評価を行うようにした。評価エリアは、ウェーハノッチ部の底部における、図3に示す第1及び第2の傾斜部21及び22、並びに端部23とし、それぞれで4枚のウェーハの平均粗さを算出した。
After completion of the mirror-polishing process, the surface roughness of the wafer notch portion was measured. LSM manufactured by Kobelco Research Institute was used for roughness measurement. Roughness includes macroscopic roughness and microscopic roughness. The roughness in the present invention is assumed to be microscopic roughness, and when analyzing the obtained measurement data, the macroscopic roughness component is removed and only the microscopic roughness component is evaluated. did. Although there are multiple evaluation criteria for roughness, in the present invention, the sum of roughness in an arbitrarily selected area divided by the area of the selected area was used. Here, the arbitrarily selected area indicates a range that is sufficiently affected by polishing, and evaluation between wafers is performed in areas of the same position and the same area. The evaluation areas were the first and
粗さ測定の結果、ウェーハノッチ部の底部における表面粗さは、図5及び以下の表5で示すように、第1の傾斜部21で6.85nm、第2の傾斜部22で9.42nm、端部23で4.26nmとなっていた。
As a result of the roughness measurement, the surface roughness at the bottom of the wafer notch was 6.85 nm at the
(比較例1)
従来の半導体ウェーハ製造と同様に、スライス、面取り工程、ラッピング、エッチング、主面の両面研磨、第2の鏡面面取り加工、主面の鏡面研磨加工工程の各処理を順次行って、4枚のウェーハを得た。すなわち、比較例では、両面研磨の前に鏡面面取り加工を行わなかった。そして、比較例の鏡面面取り工程では、キズ等を十分に除去できる取り代を確保するため、及び実施例と同程度の時間で半導体ウェーハを製造するために、ウェーハノッチ部に対し、加工時間、研磨布回転数及び研磨布押付圧力は、以下の表3に示すように、いずれも実施例の第1の鏡面面取り加工の条件と同じに設定して、鏡面面取り加工を行った。なお、スライス、面取り工程、ラッピング及びエッチングの各処理は、実施例と同様の条件で行った。また、主面の両面研磨も、実施例1と同様に、上記の表2に示す条件で行った。
(Comparative example 1)
As in the conventional semiconductor wafer manufacturing, each process of slicing, chamfering, lapping, etching, double-sided polishing of the main surface, second mirror-beveling, and mirror-polishing of the main surface is sequentially performed to produce four wafers. got That is, in the comparative example, no mirror chamfering was performed before double-side polishing. In the mirror chamfering process of the comparative example, in order to secure a machining allowance that can sufficiently remove scratches and the like, and to manufacture a semiconductor wafer in the same amount of time as in the example, the processing time, As shown in Table 3 below, the number of rotations of the polishing cloth and the pressing pressure of the polishing cloth were set to the same conditions as those of the first mirror-chamfering process in the example, and the mirror-chamfering process was performed. The slicing, chamfering, lapping and etching processes were performed under the same conditions as in the example. Further, double-side polishing of the main surfaces was also performed under the conditions shown in Table 2 as in Example 1.
このようにして得られた4枚のウェーハに対して、実施例と同様にウェーハノッチ部粗さの測定を行い、平均粗さを算出した。得られた測定データからの粗さ算出方法についても実施例と同様であり、前記選択エリアも実施例と同位置、同面積で選択した。 For the four wafers thus obtained, the wafer notch roughness was measured in the same manner as in the example, and the average roughness was calculated. The method of calculating roughness from the obtained measurement data was the same as in the example, and the selection area was selected at the same position and the same area as in the example.
(比較例2)
比較例2では、以下の表4に示すように、第2の鏡面面取り加工の条件を第1の鏡面面取り加工の条件と同じとしたこと以外は実施例と同様にして、4枚のウェーハを得た。このようにして得られた4枚のウェーハに対して、実施例と同様にウェーハノッチ部粗さの測定を行い、平均粗さを算出した。得られた測定データからの粗さ算出方法についても実施例と同様であり、前記選択エリアも実施例と同位置、同面積で選択した。
(Comparative example 2)
In Comparative Example 2, as shown in Table 4 below, four wafers were prepared in the same manner as in Example except that the conditions for the second mirror chamfering process were the same as the conditions for the first mirror chamfering process. Obtained. For the four wafers thus obtained, the wafer notch roughness was measured in the same manner as in the example, and the average roughness was calculated. The method of calculating roughness from the obtained measurement data was the same as in the example, and the selection area was selected at the same position and the same area as in the example.
以下の表5に、実施例、並びに比較例1及び2で得られた各ウェーハのウェーハノッチ部の、図3に示す第1の傾斜部21、第2の傾斜部22、及び端部23の表面粗さを示す。
Table 5 below shows the first
比較例1における製造プロセスでは、製造プロセス内で主面の両面研磨後に行なった鏡面面取り加工における研磨レート、負荷が実施例と比較して大きいため、加工後の粗さが大きい(図5及び表5)。その結果、比較例1における加工後のウェーハノッチ部の表面粗さは、図5及び表5に示すように、図3に示す第1の傾斜部21で13.02nm、第2の傾斜部22で17.58nm、端部23で12.54nmであり、いずれも実施例より大きくなっており、実施例の製造プロセスで加工した場合の方が、生産性を維持しながら、ノッチ部表面粗さが改善したウェーハを作製できた。
In the manufacturing process of Comparative Example 1, the polishing rate and the load in the mirror chamfering process performed after the double-sided polishing of the main surface in the manufacturing process are higher than those in the example, so the roughness after processing is large (FIG. 5 and Table 5). As a result, as shown in FIG. 5 and Table 5, the surface roughness of the wafer notch portion after processing in Comparative Example 1 was 13.02 nm at the first
また、比較例2における製造プロセスでは、主面の両面研磨工程の後に行なった第2の鏡面面取り加工の条件を両面研磨工程の前に行なった第1の鏡面面取り加工の条件と同じとした。その結果、比較例2における加工後のウェーハノッチ部の表面粗さは、図5及び表5に示すように、図3に示す第1の傾斜部21で10.77nm、第2の傾斜部22で10.07nm、端部23で5.25nmであり、いずれも実施例より大きくなっており、実施例の製造プロセスで加工した場合の方が、ノッチ部表面粗さが改善したウェーハを作製できた。
In the manufacturing process of Comparative Example 2, the conditions for the second mirror-chamfering process performed after the double-side polishing process of the main surface were the same as the conditions for the first mirror-chamfering process performed before the double-side polishing process. As a result, as shown in FIG. 5 and Table 5, the surface roughness of the wafer notch portion after processing in Comparative Example 2 was 10.77 nm at the first
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。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments. The above-described embodiment is an example, and any device having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same effect is the present invention. is included in the technical scope of
1…面取り部、 2…ウェーハノッチ部、 2a…ウェーハノッチ部の底部、 2b…ウェーハノッチ部の直線部、 3…ウェーハエッジ部、 11…第1の主面、12…第2の主面、 13…ウェーハの周縁部、21…第1の傾斜部、22…第2の傾斜部、23…端部、 W…ウェーハ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
少なくとも、ウェーハノッチ部を有するウェーハの周縁部を研削して、ウェーハエッジ部及び前記ウェーハノッチ部を含む面取り部を形成する面取り工程と、前記ウェーハの両方の主面を研磨する両面研磨工程と、前記面取り部を研磨して鏡面化する鏡面面取り工程と、前記両方の主面の少なくとも一方を鏡面研磨する鏡面研磨加工工程とを含み、
前記鏡面面取り工程が、
前記両面研磨工程前に前記面取り部の前記ウェーハノッチ部を研磨する第1の鏡面面取り加工と、
前記両面研磨工程後に前記ウェーハノッチ部及び前記ウェーハエッジ部を研磨する第2の鏡面面取り加工と
を含み、
前記ウェーハノッチ部の端面は、
前記ウェーハの一方の主面から連続すると共に該一方の主面から傾斜した第1の傾斜部と、
前記ウェーハのもう一方の主面から連続すると共に該もう一方の主面から傾斜した第2の傾斜部と、
前記ウェーハの最外周部を構成する端部と
を含み、
前記第2の鏡面面取り加工において、前記ウェーハノッチ部の前記端面の前記第1の傾斜部、前記第2の傾斜部及び前記端部の全てを研磨し、
前記第2の鏡面面取り加工の前記ウェーハノッチ部の研磨レートを、前記第1の鏡面面取り加工の前記ウェーハノッチ部の研磨レートより小さくすることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor wafer, comprising:
A chamfering step of grinding at least a peripheral edge portion of a wafer having a wafer notch portion to form a chamfered portion including the wafer edge portion and the wafer notch portion, and a double-side polishing step of polishing both main surfaces of the wafer; A mirror surface beveling step of polishing the chamfered portion to a mirror surface, and a mirror surface polishing step of mirror polishing at least one of the two main surfaces,
The mirror chamfering step is
a first mirror chamfering process for polishing the wafer notch portion of the chamfered portion before the double-sided polishing step;
a second mirror chamfering process for polishing the wafer notch portion and the wafer edge portion after the double-sided polishing step;
The end surface of the wafer notch portion is
a first inclined portion continuous from one main surface of the wafer and inclined from the one main surface;
a second inclined portion continuous from the other main surface of the wafer and inclined from the other main surface;
and an end portion constituting the outermost peripheral portion of the wafer,
polishing all of the first inclined portion, the second inclined portion and the end portion of the end face of the wafer notch portion in the second mirror chamfering process;
A method for manufacturing a semiconductor wafer, wherein a polishing rate of the wafer notch portion in the second mirror-chamfering process is set to be lower than a polishing rate of the wafer notch part in the first mirror-chamfering process.
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