JPH07100737A - 半導体ウエーハの研磨方法 - Google Patents

半導体ウエーハの研磨方法

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JPH07100737A
JPH07100737A JP24410893A JP24410893A JPH07100737A JP H07100737 A JPH07100737 A JP H07100737A JP 24410893 A JP24410893 A JP 24410893A JP 24410893 A JP24410893 A JP 24410893A JP H07100737 A JPH07100737 A JP H07100737A
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JP
Japan
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polishing
semiconductor wafer
float
diamond
work
Prior art date
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Pending
Application number
JP24410893A
Other languages
English (en)
Inventor
Teruto Hirata
照人 平田
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Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Publication date
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フロートポリッシングに要する時間を短縮す
ることによって、フロートポリッシング法の半導体製造
分野での実用化を可能ならしめる半導体ウエーハの研磨
方法を提供すること。 【構成】 半導体ウエーハWの表面をフロートポリッシ
ング法によって非接触研磨する前工程として、ダイヤモ
ンド単粒によるフライカット法によって半導体ウエーハ
Wの表面を研削処理する。本発明によれば、半導体ウエ
ーハWをフロートポリッシング法によって研磨する以前
に、ダイヤモンド単粒によるフライカット法によって半
導体ウエーハWの表面が研削処理されてフラットに整え
られるため、フロートポリッシング法における半導体ウ
エーハWの研磨時間が大幅に短縮され、これによってフ
ロートポリッシング法の半導体製造分野での実用化が可
能となる。尚、前記研削処理の後にエッチング処理を行
なえば、研削処理によって半導体ウエーハWに生じた加
工歪をより完全に除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエーハの表面
を無歪鏡面に研磨するための研磨方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、半導体ウエーハ表面の結晶欠陥
は素子の歩留りに大きな影響を及ぼすため、半導体ウエ
ーハ表面を無歪鏡面に研磨する要求が高まっている。
【0003】ところで、一般に、半導体ウエーハの製造
方法には、単結晶引上装置によって引き上げられた半導
体単結晶インゴットをスライスして薄円板状のウエーハ
を得るスライス工程と、該スライス工程によって得られ
たウエーハの割れや欠けを防ぐためにその外周エッジ部
を面取りする面取り工程と、面取りされたウエーハをラ
ッピングしてこれを平面化するラッピング工程と、面取
り及びラッピングされたウエーハに残留する加工歪を除
去するエッチング工程と、エッチングされたウエーハの
片面を研磨する研磨工程と、研磨されたウエーハを洗浄
してこれに付着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程が
含まれる。
【0004】而して、上記製造方法によれば、半導体ウ
エーハを製造するための加工工程に長時間を要し、最終
仕上げのための鏡面研磨工程においては、研磨砥粒を併
用しながら、ウエーハと研磨布を付した平板状のポリッ
シングプレートとを圧接させてウエーハの研磨を行なう
所謂接触研磨方式を採用するため、仕上げられたウエー
ハ鏡面に微細な加工歪が残るという問題があった。
【0005】上記従来の接触研磨方式に対する非接触の
研磨方式として、フロートポリッシング法が知られてい
る。このフロートポリッシング法は、上面に螺旋状の凹
凸を形成して成るポリッシングプレート面上にワークを
載置し、ワークとポリッシングプレートを回転させなが
ら、これらの上に研磨液を供給し、ワークを研磨液の流
体圧(動圧)によってフローティングさせるとともに、
回転又は回転とともに水平方向に揺動させて該ワークの
表面を非接触状態で研磨する方法である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ロートポリッシング法は、非接触研磨方式であるが故に
半導体ウエーハ表面を無歪鏡面に研磨することができる
方式として注目されているものの、研磨速度が非常に遅
いため、生産性が低く、例えば半導体の製造分野におい
て該フロートポリッシング法を実用化することは困難で
あった。
【0007】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、フロートポリッシングに要す
る時間を短縮することによって、フロートポリッシング
法の半導体の製造分野での実用化を可能ならしめる半導
体ウエーハの研磨方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明方法は、単結晶シリコンウエーハの表面をフロート
ポリッシング法によって非接触研磨する前工程として、
ダイヤモンド単粒によるフライカット法によって単結晶
シリコンウエーハの表面を研削処理することを特徴とす
る。
【0009】又、本発明は、前記研削処理の後にエッチ
ング処理を行ない、その後、前記非接触研磨を行なうこ
とを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明によれば、半導体ウエーハをフロートポ
リッシング法によって研磨する以前に、ダイヤモンド単
粒によるフライカット法によって半導体ウエーハの表面
が研削処理されてフラットに整えられているため、フロ
ートポリッシング法における半導体ウエーハの研磨時間
が大幅に短縮され、これによってフロートポリッシング
法の半導体の製造分野での実用化が可能となる。
【0011】又、前記研削処理の後にエッチング処理を
行なえば、研削処理によって半導体ウエーハ表面に生じ
た加工歪をより完全に除去することができる。
【0012】
【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0013】本発明方法は、前記半導体ウエーハの製造
方法における前記研磨工程に係り、基本的に前記フロー
トポリッシング法を用いてウエーハの表面を無歪鏡面に
研磨するが、その前工程として、ダイヤモンド単粒によ
るフライカット法によって半導体ウエーハの表面を研削
処理することを特徴とする。又、本発明は、前記研削処
理によって半導体ウエーハ表面に生じた加工歪をより完
全に除去するために、研削処理後にエッチング処理を行
なうことを特徴とする。
【0014】ここで、ダイヤモンド単粒によるフライカ
ット法の基本原理を図1及び図2に基づいて説明する。
尚、図1はフライカット法を実施するための装置の部分
側面図、図2(a),(b)はダイヤモンドバイト先部
の側面図、平面図である。
【0015】図1において、1はその上面に被加工物で
ある半導体ウエーハWを保持するワークホルダーであっ
て、該ワークホルダー1は不図示の送り機構によって図
示矢印a方向(水平方向)に所定速度で送られる。
【0016】又、図1において、2は前記ワークホルダ
ー1の上方に設置されたバイトホルダーであって、該バ
イトホルダー2の下部にはダイヤモンドバイト3が着脱
可能に取り付けられている。尚、バイトホルダー2は、
不図示の回転機構によってその中心軸回りに図示矢印b
方向に高速回転されるとともに、不図示の送り機構によ
って図示矢印c方向(切り込み方向)に送られる。
【0017】ところで、前記ダイヤモンドバイト3は、
図2(a),(b)に詳細に示すように、シャンク部3
aの先部にダイヤモンド単粒3bを保持して構成されて
いる。
【0018】而して、図1に示すように半導体ウエーハ
Wをワークホルダー1の上面に固定するとともに、ダイ
ヤモンドバイト3をバイトホルダー2の下部に取り付
け、バイトホルダー2を矢印c方向(切り込み方向)に
所定の切り込み量だけ移動させた後、これを高速回転さ
せると同時に、ワークホルダー1を矢印a方向に所定の
速度で移動させれば、半導体ウエーハWは、高速回転す
るダイヤモンドバイト3のダイヤモンド単粒3bによっ
て研削されてその表面が鏡面加工面とされる。
【0019】而して、このフライカット法は、超硬材料
としてのダイヤモンドをバイトとし、極めて精緻に管理
された切削圧を与えることによって従来のラッピング工
程とエッチング工程を省略し、直接的に加工歪の少ない
鏡面仕上げを可能とする方式である。尚、このフライカ
ット法による研削処理の後に実施されるエッチング処理
は、加工歪を完全に除去するための補助的手段である。
【0020】次に、フロートポリッシング装置の基本構
成を図3及び図4に基づいて説明する。尚、図3はフロ
ートポリッシング装置要部の断面図、図4はポリッシン
グプレート表面の拡大断面図である。
【0021】図3に示すフロートポリッシング装置にお
いて、11は不図示の駆動手段によって図示矢印方向に
所定の速度で回転駆動される主軸であり、該主軸11の
上面には液槽12が固設されている。そして、主軸11
の上面であって、且つ、前記液槽12の内部にはリング
状のポリッシングプレート13が固設されている。
【0022】又、上記ポリッシングプレート13の上方
には、不図示の駆動手段によって図示矢印方向に所定の
速度で回転駆動されるワーク軸14が垂設されており、
該ワーク軸14の前記液槽12内に臨む下端部には、円
板状のワークホルダー15が上下動及び回転可能に設け
られている。つまり、ワークホルダー15はワーク軸1
4と一体に回転すると同時に、ワーク軸14に沿って上
下動自在に構成されている。
【0023】尚、上記ワーク軸14及びワークホルダー
15は、不図示の揺動機構によって水平方向に所定の範
囲内で揺動せしめられ得る。
【0024】更に、前記液槽12内には、微細な遊離砥
粒16aを含んだ研磨液16が収容されており、前記ポ
リッシングプレート13は図示のように研磨液16中に
浸漬されている。
【0025】ところで、前記ポリッシングプレート13
の上面には、螺旋状の凹凸17,18が形成されてお
り、図4に詳細に示すように、凸部18の上面には溝1
8aがダイヤモンド切削によって螺旋状に形成されてい
る。
【0026】而して、本発明方法においては、前述のよ
うにフロートポリッシング法による研磨の前工程とし
て、ダイヤモンド単粒によるフライカット法によって半
導体ウエーハWの表面が研削処理され、該半導体ウエー
ハWの表面がフラットに整えられる。そして、このよう
に表面が研削処理されてフラットに整えられた半導体ウ
エーハWに対してフロートポリッシングが以下のように
施される。
【0027】即ち、ワークである半導体ウエーハWを図
3に示すように前記ワークホルダー15の下面にワック
ス等を用いて接着した後、ワーク軸14及びワークホル
ダー15を下げて半導体ウエーハWを図示のように研磨
液16中に浸漬せしめる。
【0028】次に、主軸11とワーク軸14をそれぞれ
図示矢印方向に回転駆動する。或いは、主軸11とワー
ク軸14を回転駆動するとともに、ワーク軸14とワー
クホルダー15を所定の範囲内で水平方向に揺動せしめ
る。
【0029】すると、主軸11に固設されたポリッシン
グプレート13は研磨液16中を主軸11と共に一体に
回転する。又、ワークホルダー15の下面に接着された
半導体ウエーハWも研磨液16中をワーク軸14及びワ
ークホルダー15と共に一体に回転する。或いは、半導
体ウエーハWは研磨液16中をワーク軸14及びワーク
ホルダー15と共に一体に回転するとともに、所定の範
囲内を水平方向に揺動する。
【0030】このとき、ポリッシングプレート13の表
面に形成された凹部17と凸部18に形成された溝18
aに保持される研磨液16が高速流を形成するため、該
研磨液16の流れによって流体圧(動圧)が発生し、こ
の流体圧によってワークホルダー15と半導体ウエーハ
Wが図3に示すようにΔHだけ浮き上がり、半導体ウエ
ーハWは、フローティング状態を保って回転及び揺動し
ながら、これとポリッシングプレート13の間を流れる
研磨液16に含まれる遊離砥粒16aによってその表面
(非接着面)が無歪鏡面に研磨される。
【0031】以上において、本実施例では、半導体ウエ
ーハWをフロートポリッシング法によって研磨する以前
に、ダイヤモンド単粒によるフライカット法によって半
導体ウエーハWの表面が研削処理されてフラットに整え
られているため、フロートポリッシング法における半導
体ウエーハWの研磨時間が大幅に短縮され、この結果、
フロートポリッシング法の半導体の製造分野での実用化
が可能となる。
【0032】又、フライカット法による研削処理の後に
エッチング処理を行なえば、研削処理によって半導体ウ
エーハ表面に生じた加工歪をより完全に除去することが
できる。
【0033】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、半導体ウエーハの表面をフロートポリッシング法
によって非接触研磨する前工程として、ダイヤモンド単
粒によるフライカット法によって半導体ウエーハの表面
を研削処理するようにしたため、フロートポリッシング
に要する時間を短縮することができ、フロートポリッシ
ング法の半導体の製造分野での実用化が可能になるとい
う効果が得られる。
【0034】又、本発明によれば、一般的に採用されて
いる半導体ウエーハの製造工程に含まれるラッピング工
程が不要となり、その他の工程で要する労力も軽減され
るという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】フライカット法を実施するための装置の部分側
面図である。
【図2】(a),(b)はダイヤモンドバイト先部の側
面図、平面図である。
【図3】フロートポリッシング装置要部の断面図であ
る。
【図4】フロートポリッシング装置のポリッシングプレ
ート表面の拡大断面図である。
【符号の説明】
1 ワークホルダー 2 バイトホルダー 3 ダイヤモンドバイト 11 主軸 13 ポリッシングプレート 14 ワーク軸 15 ワークホルダー 16 研磨液 17 凹部 18 凸部 W 半導体ウエーハ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウエーハの表面をフロートポリッ
    シング法によって非接触研磨する前工程として、ダイヤ
    モンド単粒によるフライカット法によって半導体ウエー
    ハの表面を研削処理することを特徴とする半導体ウエー
    ハの研磨方法。
  2. 【請求項2】 前記研削処理の後にエッチング処理を行
    ない、その後、前記非接触研磨を行なうことを特徴とす
    る請求項1記載の半導体ウエーハの研磨方法。
JP24410893A 1993-09-30 1993-09-30 半導体ウエーハの研磨方法 Pending JPH07100737A (ja)

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