JPH05315305A - ウェーハ研磨方法 - Google Patents
ウェーハ研磨方法Info
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- JPH05315305A JPH05315305A JP4113773A JP11377392A JPH05315305A JP H05315305 A JPH05315305 A JP H05315305A JP 4113773 A JP4113773 A JP 4113773A JP 11377392 A JP11377392 A JP 11377392A JP H05315305 A JPH05315305 A JP H05315305A
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
表裏の判定が容易なウェーハを製造する。 【構成】 ウェーハの表裏全面にSiO2または/およ
びSi3N4からなる保護層を形成し、ウェーハ表面側の
保護層をエッチング処理により除去してウェーハ露出面
を形成する。このウェーハ裏面の保護層を真空吸着し、
表面を精密研削した後、ウェーハを両面研磨装置にかけ
てメカノケミカル研磨を行ない、ウェーハ露出面のみを
研磨する。さらに、裏面側の保護層をエッチング処理に
より除去する。
Description
磨方法に関わり、特に64MDRAM以上の高集積度デ
バイス製造に要求されるウェーハ表面の平坦度を満足さ
せるための改良に関する。
比べて大径ウェーハの処理が容易で、ウェーハ全面にか
かる圧力が均一であるから、平坦度が向上できるという
利点を有する。
面研磨機を用いて研磨したウェーハは、表裏が鏡面とな
るためにデバイス工程中にウェーハ表裏の区別が付かな
いという欠点を有する。そこで、ウェーハにレーザーマ
ークなどを形成し、ウェーハ表裏を区別することも提案
されているが、この方法ではウェーハ平坦度が悪化する
うえ、レーザーマークした箇所からパーティクル(汚染
物質となる微細粒子)が発生するため、一般には用いら
れていない。
2枚づつワックスで張り合わせて両面研磨し、その後、
剥離してワックスを除去する方法も提案されているが、
研磨時のワックス層の厚みが均一にはならないから、ウ
ェーハの平坦度が安定しないという欠点を有する。この
ため、この両面研磨法ではTTV(ウェーハ裏面を基準
とした表面までの厚さのばらつき):1μm程度が精度
上の限界であり、それ以上の高平坦度化の要求には応え
られなかった。
ィーを用いる場合には、露光線幅が小さくなると焦点深
度が浅くなるため、露光線幅の縮小に応じて高平坦度が
必要となる。例えば、線幅が0.25μmのサブハーフ
ミクロンデバイスであれば、平坦度は0.25μm以下
が必要となる。
1MDRAMの場合に使用される、裏面基準のLTV
(Local Thickness Value)では
なく、ステッパとしてチルチングが用いられるために表
面基準のSTIR(SiteTotal Indica
tor Reading)が適用される。
のSOIウェーハを製造する場合には、張り合わせを行
う2枚のウェーハの平坦度が不足すると張り合わせ面に
ボイド等の欠陥が生じてデバイス不良が生じるため、T
TV:1μm未満の平坦度が要求される。
で、サブハーフミクロンデバイスに要求される平坦度条
件を満たしうるウェーハ研磨方法の提供を課題としてい
る。
ーハ研磨方法を具体的に説明する。図1は、本発明の請
求項2に係るウェーハ研磨方法の具体例を示す説明図で
ある。この方法ではまず、図1中工程(a),(b)に
示すように、単結晶インゴットからスライスされたシリ
コンウェーハ1に対し、通常の片面研磨ウェーハの工程
と同様に、ラッピングまたは研削を行い、スライスダメ
ージを除去するとともに平行度を向上させる。
処理し、前記ラッピングまたは研削によって生じたダメ
ージを除去する。さらに、ウェーハ1の表裏全面に、S
iO2または/およびSi3N4からなる均一厚の保護層
2を形成する。
は、シリコンウェーハ1をO2雰囲気中で加熱する酸化
法,SiH4−O2混合ガスやTEOS等のガスを用いた
化学蒸着法(CVD法),スパッタリング法などが可能
である。また、保護層2をSi3N4で形成する場合に
は、シリコンウェーハをSiH2Cl2−NH3ガスやS
iH4-NH3を用いたCVD法,スパッタリング法など
が可能である。その他の物質についても同様の薄膜形成
法が可能である。
が、0.05〜1μmであることが望ましい。0.05
μm未満では研磨を十分に止められないおそれが生じる
一方、1μmより厚いと保護層2を形成するのに時間と
コストがかかって好ましくない。なお、SiO2層を形
成したうえで、SiO2層上にさらにSi3N4層を形成
し、保護層2としてもよい。
1の表面側の保護層2をウェットエッチング法またはド
ライエッチング法等により除去し、ウェーハ露出面3を
形成する。具体的な保護層2の除去方法としては、保護
層2をSiO2で形成した場合にはウェーハ裏面をマス
クしたうえでHF処理し、表面側の保護層2を溶解除去
すればよい。また、保護層2をSi3N4で形成した場合
には、同様にウェーハ裏面をマスクしたうえ熱H3PO4
で溶解処理すればよい。SiO2層およびSi3N4層を
重ねて保護層2を形成した場合には、上記のような方法
を逐次行えばよい。
ハ裏面となる保護層2を片面研削盤の固定定盤に真空吸
着して固定し、ウェーハ露出面3のみを#2000以上
の砥粒を用いた砥石により片面研削を行い、研削面4を
形成する。これにより表面が高平坦度に研削される。
単独で両面研磨装置のキャリアのウェーハ保持孔にはめ
込み、SiO2等の微細な研磨粒子を含有するアルカリ
性研磨液を供給しつつ、両面研磨装置の上定盤および下
定盤とキャリアとを相対回転させ、メカノケミカル研磨
を行う。この場合、キャリアはウェーハ1よりも薄いも
のを使用する。
研磨布が貼られ、これら研磨布および研磨粒子による摩
擦と、研磨液による溶解反応とにより、ウェーハ1の研
削面4が鏡面研磨されて研磨面5となる。一方、ウェー
ハ裏面にはSiより硬度が高いメカノケミカル研磨され
がたい保護膜2が形成されているから、上記溶解反応が
生じず、保護膜2は研磨されない。これにより、ウェー
ハ表面はウェーハ裏面を基準面として研磨され、ウェー
ハ1の厚さが全面に亙って一定化され、高い平坦度が得
られる。
に、ウェーハ裏面に残る保護層2を上記工程(c)と同
じ化学処理により溶解除去し、ウェーハ裏面6を露出さ
せて製品ウェーハとする。ウェーハ裏面6は、エッチン
グ面であるため、研磨されたウェーハ表面5とは光沢度
が異なり、肉眼および光沢度計で容易に表裏が判別でき
る。したがって、ウェーハ表面と裏面を区別するための
レーザーマークを付けたり、デバイス工程中でマークを
チェックするなどの手間が不要となる。
法では、工程(c)においてウェーハ表面の保護層2を
除去してから、工程(d)においてウェーハ露出面3を
研削していたが、その代わりに工程(c)を省き、表裏
全面に保護層2を形成したウェーハの表面側を直接研削
してもよい。このような方法が本発明の請求項1の方法
に相当する。ただしこの場合には、研削時にスクラッチ
が発生しやすいうえ、粗研削から仕上げ研削まで複数の
工程が必要になるから研削代が若干大きくなる。
ェーハ1ロット150枚を、酸素雰囲気中で1100℃
で加熱処理し、その表裏全面にSiO2層を0.5μm
の厚さに形成した。次いで、これらウェーハの裏面をマ
スキングしたうえ、表面側のSiO2層のみをHFによ
り溶解除去した。
露出したウェーハ表面を#6000の砥粒を用いてウェ
ーハ研削装置により電解研削した。得られた研削済みウ
ェーハの一部の平坦度を測定した結果を表1に示す。
キャリアの保持孔にはめ込み、4キャリア合計12枚を
1バッチとして、両面研磨装置によりメカノケミカル研
磨を行った。研磨液としてはコロイダルシリカを含むア
ルカリ懸濁液を用いた。これにより、ウェーハ表面は研
磨されたが、SiO2層が形成された裏面は研磨されな
かった。
裏面のSiO2層を完全に除去した。SiO2層の除去に
より、ウェーハ裏面は、ウェーハ表面とは明らかに光沢
の異なる粗面となった。得られたシリコンウェーハの表
面の平坦度(STIRおよびTTV)を測定したとこ
ろ、表2の通りになった。
明の方法によれば、TTV:0.4μm、STIR:
0.2μmのウェーハが製造でき、張り合わせ構造によ
るSOIウェーハの製造に適した、さらに線幅が0.2
μm以下となる64Mから1GDRAMに適用可能な平
坦度の高いウェーハが製造できた。これに対し、従来の
ワックスを用いた片面研磨ウェーハでは、TTV:1μ
mおよびSTIR:0.5μmが限度である。
または2に係るウェーハ研磨方法では、ウェーハの裏面
にSiO2または/およびSi3N4からなる保護層を形
成する一方、ウェーハ表面を研削して平坦度を確保し、
さらにこのウェーハを両面研磨装置にかけて、その表裏
両面を同時にメカノケミカル研磨する。この方法によれ
ば、従来のウェーハ張り合わせ法における接着剤層とは
異なり、上記保護層が高精度の一定膜厚に形成されるた
め、ウェーハ表面をウェーハ裏面の保護層を基準として
高精度に研磨することが可能で、高い平坦度が得られ
る。一方、保護層はメカノケミカル研磨では研磨されな
いから、保護層に覆われたウェーハ裏面は前加工時のま
まのエッチング面に保たれ、保護層を除去すれば、ウェ
ーハ表面とは光沢が明らかに異なるエッチング面が表れ
る。したがって、製品ウェーハの表裏判別が容易で、従
来の片面研磨ウェーハ用と同一の表裏検出装置が適用で
きる。
す説明図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 ウェーハの表裏全面にSiO2または/
およびSi3N4からなる保護層を形成する第1工程と、 前記ウェーハの表面側を研削して表面側の前記保護層の
みを除去しウェーハ露出面を形成する第2工程と、 前記ウェーハを両面研磨装置にかけてメカノケミカル研
磨を行ない前記ウェーハ露出面のみを研磨する第3工程
と、 裏面側の保護層をエッチングにより除去する第4工程と
を具備することを特徴とするウェーハ研磨方法。 - 【請求項2】 ウェーハの表裏全面にSiO2または/
およびSi3N4からなる保護層を形成する第1工程と、 前記ウェーハの表面側の保護層をエッチングにより除去
しウェーハ露出面を形成する第2工程と、 前記ウェーハ露出面を研削する第3工程と、 前記ウェーハを両面研磨装置にかけてメカノケミカル研
磨を行ない前記ウェーハ露出面のみを研磨する第4工程
と、 裏面側の保護層をエッチングにより除去する第5工程と
を具備することを特徴とするウェーハ研磨方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4113773A JP2892215B2 (ja) | 1992-05-06 | 1992-05-06 | ウェーハ研磨方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2020129035A (ja) * | 2019-02-07 | 2020-08-27 | Nttエレクトロニクス株式会社 | 導波路素子製造方法 |
-
1992
- 1992-05-06 JP JP4113773A patent/JP2892215B2/ja not_active Expired - Fee Related
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