JPH0957584A

JPH0957584A - ウェーハの加工方法

Info

Publication number: JPH0957584A
Application number: JP23927795A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Hasegawa; 文彦長谷川; Yasuyoshi Kuroda; 泰嘉黒田; Masayuki Yamada; 正幸山田
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1995-08-24
Filing date: 1995-08-24
Publication date: 1997-03-04
Anticipated expiration: 2015-08-24
Also published as: JP3399179B2

Abstract

(57)【要約】【課題】面取り部の研磨を迅速に行うことができる半
導体ウェーハの加工方法を提供する。【解決手段】インゴットをスライスして得られたウェ
ーハの外周を研削によって面取りし、前記ウェーハのラ
ッピングを行った後エッチングを行い、その後、前記ウ
ェーハの面取り部の全体を砥石に所定荷重を加えて加工
する軟研削を施し、その後に、ウェーハの前記面取り部
の全体および表裏面の研磨を行うようにしたことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーハの加工方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウェーハの加工方法として、ウェ
ーハの外周の欠けを防止するための面取り工程、ウェー
ハの厚さバラツキをなくすためのラッピング工程、破砕
層および汚染した部分をなくすためのエッチング工程、
ウェーハの面取り部および主面の研磨工程を順次に行う
ものが知られている。また、１９９４年２月２８日に日
刊工業新聞社から発行された「半導体材料基礎工学」に
記載の方法のように、前記方法において、ラッピング工
程と面取り工程とを逆にしたものも知られている。しか
し、後者の方法では、ラッピング時のウェーハの外周は
角のままとなっているため、ラッピング時にウェーハの
外周の欠けが生じ、Ｓｉ屑によりウェーハの主面が傷付
いてしまう危険性があった。そのため、現在では、前者
の方法のように、面取り工程の後にラッピング工程を行
うのが主流になっている。

【０００３】なお、前者の方法の変形として、前記面取
り工程において、粒度の大きな砥石（例えば８００番）
で研削をしてウェーハの外周を丸めて面取りした直後
に、粒度の小さな砥石（例えば１５００番）でもってそ
の面取り部を研削するものもあり、この方法では、後の
エッチング工程で面取り部の平滑度が多少劣化はするも
のの、粒度の大きな砥石だけの場合に比べて、エッチン
グ工程後の平滑度が高いため、後に行われる面取り部の
研磨工程での作業が容易となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ラッピング工程の直後
に行われるエッチング工程では、従来、フッ酸、硝酸お
よび酢酸の混合液にウェーハを浸す、いわゆる酸エッチ
ングが行われていたが、この酸エッチングでは、ラッピ
ング後のウェーハの平坦度保持が困難であること、使用
後のエッチング液の廃液処理にコストがかかることか
ら、最近では、酸エッチングに代わり、水酸化ナトリウ
ムあるいは水酸化カリウムの液にウェーハを浸す、いわ
ゆるアルカリエッチングが主流になってきている。しか
し、アルカリエッチングは異方性エッチングであり、等
方性エッチングである酸エッチングとは異なるので、ウ
ェーハの裏面や面取り部が荒れてその平滑度が劣化し、
裏面や面取り部の処理が必要となり、特に後者の面取り
部処理では、面の粗さを所定の粗さ以下にして目標の平
滑度とするための研磨時間が酸エッチングに比べて数倍
大きくなってしまうという問題があった。また、アルカ
リエッチングの場合、ウェーハの裏面の平滑度を向上す
るため、面研磨工程において、ウェーハをキャリアにセ
ットし、上下に配された定盤に張られたバフによってウ
ェーハの表裏面を同時に研磨することも行われている
が、このようにしてウェーハの表裏面を研磨すると、キ
ャリアの内壁によってウェーハの面取り部が削られ、面
取り部の断面形状の崩れが発生し、後のデバイス製造に
おけるフォトリソグラフィ工程でのレジストの切れが悪
くなったりし、高集積化の阻害原因となっていた。

【０００５】本発明は、かかる点に鑑みなされたもので
あり、半導体デバイスの高集積化に対応でき、しかも、
面取り部の研磨を迅速に行うことができる半導体ウェー
ハの加工方法を提供することを主たる目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の加工方法
は、インゴットをスライスして得られたウェーハの外周
を研削によって面取りし、前記ウェーハのラッピングを
行った後エッチングを行い、その後、前記ウェーハの面
取り部の全体を砥石に所定荷重を加えて加工する軟研削
を施し、その後に、ウェーハの前記面取り部の全体およ
び表裏面の研磨を行うようにしたものである。

【０００７】請求項２記載の加工方法は、インゴットを
スライスして得られたウェーハの外周を研削によって面
取りし、前記ウェーハのラッピングを行った後エッチン
グを行い、その後、前記ウェーハの表裏面を同時に研磨
し、前記ウェーハの面取り部の全体を砥石に所定荷重を
加えて加工する軟研削を施し、その後に、ウェーハの前
記面取り部の全体および表面の研磨を行うようにしたも
のである。

【０００８】請求項３記載の加工方法は、請求項１また
は請求項２記載の加工方法において、前記エッチングを
アルカリエッチングとしたものである。

【０００９】上記した手段によれば、面取り部の研磨前
にウェーハの面取り部を軟研削するようにしているた
め、面取り部の研磨によって所望の粗さ以下の平滑度に
するまでの時間が著しく短縮化されることになり、か
つ、前工程で崩れた断面形状を修正できることになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】

Ａ．実施例のウェーハの加工方法は、図１に示すよう
に、面取り工程、ラッピング工程、エッチング工程、両
面研磨工程、面取り部軟研削・研磨工程および表面研磨
工程を順次に行うものである。

【００１１】（１）面取り工程インゴットを内周刃あるいはワイヤソーでスライスして
得られたウェーハの外周を研削液を供給しつつ砥石によ
って丸く削り取る。ウェーハの外周が角のままだと工程
途中で欠けたりＳｉ屑が発生し、集積回路の不良の原因
となるからである。この面取りに使用される砥石の粒度
は特に制限はされないが３００〜８００番程度である。
また、この場合の砥石の結合剤としては特に制限はされ
ないがメタル・ボンドが用いられる。

【００１２】（２）ラッピング工程面取り工程の終了したウェーハに圧力を加え、シリカ
（ＳｉＯ₂ ）、ジルコニア（ＺｒＯ₂ ）やアルミナ（Ａ
ｌ₂Ｏ₃）等の砥粒と脂肪酸塩等を添加物として加えたス
ラリーを用い、ウェーハの片面あるいは両面をラップす
る。内周刃あるいはワイヤソーでのインゴットの切断に
よって、ウェーハの厚さと平行度が決まるが、必ずばら
つきがあるので、それを補正するためである。

【００１３】（３）エッチング工程水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムの液にウェー
ハを浸すことによりウェーハの表面のエッチングを行
う。ラッピング工程等を経て得られたウェーハの表面に
は、破砕層（砕けて荒れた部分）や汚染した部分（砥粒
が食い込んだ部分）が存在するので、これらを除去する
ためである。

【００１４】（４）両面研磨工程ウェーハをキャリアにセットし、上下に配された定盤に
張られたバフによって研磨液を供給しつつウェーハの表
裏面を同時に研磨する。この両面研磨を行うのは、ウェ
ーハの平坦度を大幅に向上させたり、裏面の平滑度を向
上させてＳｉ屑の発生を防止したりするためである。

【００１５】（５）面取り部軟研削・研磨工程ウェーハの面取り部の全体を研削液を供給しつつ砥石に
所定荷重を加えて加工する軟研削（ホーニング）を施
す。ラッピング、エッチング工程および両面研磨工程に
よって面取り部の平滑度および断面形状が損なわれるの
で、面取り部の平滑度および断面形状をある程度向上さ
せるためである。この場合の砥石の結合剤としては、特
に制限はされないが、窯業原料系のビトリファイド等の
結合剤や、メタル結合剤を用いる。この場合は、表面平
滑度向上に加えて、ラッピングおよびエッチングで崩れ
た面取り部断面形状の修正の能力が向上する。その後、
ウェーハの面取り部の全体を研磨液を供給しつつバフ等
によって研磨する。軟研削による極く表層の残留歪除去
と、平滑化によりデバイス工程途中のＳｉ屑やＳｉ微粉
の発生を防止し、かつ、レジストの切れ具合を向上する
ためである。

【００１６】（６）表面研磨工程ウェーハの表面を研磨液を供給しつつバフによって研磨
する。

【００１７】Ｂ．面取り部加工装置図２には面取り部の軟研削と研磨とを行う加工装置の一
例が示されている。この加工装置１は面取り部軟研削装
置２と面取り部研磨装置３とを備え、ノッチＮが形成さ
れたウェーハＷ（図３）やオリエンテーションフラット
（以下「オリフラ」という）Ｏが形成されたウェーハＷ
（図９）の面取り部の軟研削とその面取り部の研磨とを
連続的に行えるようになっている。

【００１８】このうち面取り部軟研削装置２は、ウェー
ハＷを収納したカセット４を取り付けるためのカセット
取付け部（イ）と、カセット４から取り出されたウェー
ハＷのセンタリングやオリフラ／ノッチ位置出しを行う
位置決め部（ロ）と、ウェーハＷのノッチＮを軟研削す
るためのノッチ軟研削部（ハ）と、ウェーハＷの外周
（ノッチＮを除く）を軟研削するための外周軟研削部
（ニ）とを有し、一方、面取り部研磨装置３は、ウェー
ハＷのノッチＮを研磨するためのノッチ研磨部（ホ）
と、ウェーハＷの外周（ノッチＮを除く）を研磨するた
めの外周研磨部（ヘ）と、ウェーハＷの洗浄部（ト）
と、ウェーハＷを収納するためのカセット４を取り付け
るためのカセット取付け部（チ）とを有している。そし
て、この加工装置１においては、カセット取付け部
（イ）にローダ２０が、位置決め部（ロ）には図示しな
い位置決め装置が、ノッチ軟研削部（ハ）にはノッチ軟
研削装置２１が、外周軟研削部（ニ）には外周軟研削装
置２２が、ノッチ研磨部（ホ）にはノッチ研磨装置３０
が、外周研磨部（ヘ）には外周研磨装置３１が、洗浄部
（ト）には図示しない洗浄装置が、カセット取付け部
（チ）にはアンローダ３２がそれぞれ設けられている。
また、この加工装置１においては、ローダ２０によって
位置決め部（ロ）に送られ、ここで位置決めされたウェ
ーハＷを、ノッチ軟研削部（ハ）、外周軟研削部
（ニ）、ノッチ研磨部（ホ）、外周研磨部（ヘ）および
洗浄部（ト）に搬送する搬送装置４０（図５参照）が設
けられている。

【００１９】ローダ２０は、図４に示すように、多数の
ウェーハＷを積層状態に保持可能なカセット４を昇降さ
せる昇降装置（図示せず）と、このカセット４からウェ
ーハＷを１枚ずつ取り出すベルトコンベア２０ａとを備
え、カセット４の下側に保持されているウェーハＷから
順にベルトコンベア２０ａによって１枚ずつウェーハＷ
を取り出し、位置決め部（ロ）に送れるようになってい
る。

【００２０】搬送装置４０は、図５に示すように、アー
ム４０ａを備えており、このアーム４０ａは位置決め部
（ロ）、ノッチ軟研削部（ハ）、外周軟研削部（ニ）、
ノッチ研磨部（ホ）、外周研磨部（ヘ）および洗浄部
（ト）の配列方向に往復移動可能となっている。また、
アーム４０ａの先端部下側には吸着盤４０ｂが設けられ
ている。この吸着盤４０ｂは、図示しない空気管（図示
せず）を通じて、同じく図示しない吸引ポンプに連結さ
れている。また、吸着盤４０ｂはモータ４０ｃによって
回転できるようになっている。

【００２１】ノッチ軟研削装置２１は、図２に示すよう
に、円板状の軟砥石２１ａを備えており、この軟砥石２
１ａは一対のアーム２１ｂ，２１ｂにて支持されてい
る。そして、このノッチ軟研削装置２１では、軟砥石２
１ａは図示しないモータによって回転駆動されるように
なっており、軟砥石２１ａの外周をウェーハＷのノッチ
Ｎに押し当て、ウェーハＷを小角度往復回転させること
によって、ウェーハＷのノッチＮが軟研削される。この
軟研削を行うため、軟砥石２１ａはウェーハＷに対して
接近離反できるようにされ、軟研削中、所定の荷重でウ
ェーハＷのノッチＮに押し付けられている。

【００２２】外周軟研削装置２２は、図６に示すよう
に、円筒状の軟砥石２２ａを２つ備えている。各軟砥石
２２ａの外周には、ウェーハＷの外周を受容する溝（総
形溝）２２ｂが設けられている。各軟砥石２２ａはモー
タ２２ｃによって回転駆動されるようになっている。こ
の外周軟研削装置２２では、両軟砥石２２ａの溝２２ｂ
の内面をウェーハＷの外周に所定荷重で押し当てること
によって、ウェーハＷの外周を軟研削するようになって
いる。なお、両軟砥石２２ａは互いに接近離反できるよ
うにされており、ウェーハＷを挟み込むことができるよ
うになっている。この外周軟研削装置２２では、オリフ
ラＯも軟研削される。

【００２３】ノッチ研磨装置３０は、図２に示すよう
に、円板状の発泡樹脂製のバフ３０ａを備えており、こ
のバフ３０ａは一対のアーム３０ｂ，３０ｂにて支持さ
れている。そして、このノッチ研磨装置３０では、バフ
３０ａは図示しないモータによって回転駆動されるよう
になっており、バフ３０ａの外周を所定の荷重でウェー
ハＷのノッチＮに押し当て、ウェーハＷを小角度往復回
転させることによって、ウェーハＷのノッチＮの全面が
研磨される。

【００２４】外周研磨装置３１は、図７に示すように、
円筒状のバフ３１ａを２つ備えている。各バフ３１ａの
外周には、ウェーハＷの外周を受容する溝（総形溝）３
１ｂが設けられている。各バフ３１ａはモータ３１ｃに
よって回転駆動されるようになっている。この外周研磨
装置３１では、両バフ３１ａの溝３１ｂの内面を所定の
荷重でウェーハＷの外周に押し当てることによって、ウ
ェーハＷの外周を研磨するようになっている。なお、両
バフ３１ａは互いに接近離反できるようにされており、
ウェーハＷを挟み込むことができるようになっている。

【００２５】アンローダ３２は、図８に示すように、多
数のウェーハＷを積層状態に保持可能なカセット４を昇
降させる昇降装置（図示せず）と、このカセット４にウ
ェーハＷを１枚ずつ収納するベルトコンベア３２ａとを
備え、カセット４の上側から順にウェーハＷをベルトコ
ンベア３２ａによって１枚ずつウェーハＷを収納するこ
とができるようになっている。

【００２６】なお、面取り部の研磨が終了した後、洗浄
部（ト）に到達したウェーハＷは再度位置決めされるこ
とはない。

【００２７】以上に説明したウェーハの加工方法によれ
ば、面取り部の研磨前にウェーハの面取り部を軟研削す
るようにしているため、面取り部の研磨工程において所
望の粗さ以下の平滑度にするまでの時間が著しく短縮化
されることになり、かつ、前工程で崩れた断面形状を修
正できることになる。ちなみに、Ｐ−Ｖ値で５０ｎｍ程
度の粗さにするのに、軟研削を行わないものに比べて、
２０％程度の時間で済むことになった。

【００２８】以上、本発明者によってなされた発明の実
施例について説明したが、本発明は、かかる実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の変形が可能である。

【００２９】

【発明の効果】本発明の代表的なものの効果を説明すれ
ば、面取り部の研磨前にウェーハの面取り部を軟研削す
るようにしているため、面取り部の研磨工程において所
望の粗さ以下の平滑度にするまでの時間が著しく短縮化
されることになり、かつ、前工程で崩れた断面形状を修
正できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加工方法の工程図である。

【図２】加工装置の平面図である。

【図３】ノッチ付きのウェーハの平面図である。

【図４】ローダの側面図である。

【図５】搬送装置の斜視図である。

【図６】外周軟研削装置の側面図である。

【図７】外周研磨装置の側面図である。

【図８】アンローダの側面図である。

【図９】オリフラ付きのウェーハの平面図である。

【符号の説明】

１加工装置２面取り部軟研削装置３面取り部研磨装置Ｗウェーハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田正幸福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地信越半導体株式会社半導体白河研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インゴットをスライスして得られたウェ
ーハの外周を研削によって面取りし、前記ウェーハのラ
ッピングを行った後エッチングを行い、その後、前記ウ
ェーハの面取り部の全体を砥石に所定荷重を加えて加工
する軟研削を施し、その後に、ウェーハの前記面取り部
の全体および表裏面の研磨を行うようにしたことを特徴
とするウェーハの加工方法。
【請求項２】インゴットをスライスして得られたウェ
ーハの外周を研削によって面取りし、前記ウェーハのラ
ッピングを行った後エッチングを行い、その後、前記ウ
ェーハの表裏面を同時に研磨し、前記ウェーハの面取り
部の全体を砥石に所定荷重を加えて加工する軟研削を施
し、その後に、ウェーハの前記面取り部の全体および表
面の研磨を行うようにしたことを特徴とするウェーハの
加工方法。
【請求項３】前記エッチングはアルカリエッチングで
あることを特徴とする請求項１または請求項２記載のウ
ェーハの加工方法。