JPH10223580A - 片面がコーティングおよび仕上げされた半導体ウエハの製造方法 - Google Patents

片面がコーティングおよび仕上げされた半導体ウエハの製造方法

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JPH10223580A
JPH10223580A JP9345127A JP34512797A JPH10223580A JP H10223580 A JPH10223580 A JP H10223580A JP 9345127 A JP9345127 A JP 9345127A JP 34512797 A JP34512797 A JP 34512797A JP H10223580 A JPH10223580 A JP H10223580A
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sided
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Georg Pietsch
ゲオルク・ピーチュ
Sauter Bernd
ベルント・ザウター
Feuchtinger Ernst
エルンスト・フォイヒティンガー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単面コーティングであるにもかかわらず平面
度、平面並行性、平滑さと無欠陥という点で、両面仕上
げされこのようなコーティングを持たない半導体ウエハ
に匹敵する特性を持つ半導体ウエハを提供すること。 【解決手段】 本発明の主題は、 a)半導体ウエハが、前記半導体ウエハの両面を同時に
仕上げる第1の処理(両面仕上げ)を施され、 b)前記半導体ウエハの片面上に少なくとも1つのコー
ティングが施され、 c)前記半導体ウエハが、両面仕上げする第2の処理を
施される、 ことを特徴とする、片面がコーティングされ仕上げられ
る半導体ウエハの製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明の主題は、片面がコー
ティングされ仕上げされた半導体ウエハの製造方法であ
る。
【0002】
【従来の技術】半導体ウエハを仕上げする処理は、半導
体ウエハの成形が実質的に含まれ、半導体ウエハの表
面、特に半導体ウエハの両面を特に平坦で平滑で欠陥の
ない状態に変換することを目的とする材料除去処理であ
ると理解されている。このような処理は特に、集積度の
高い電子部品を形成するためのさらなる処理に必要とさ
れる特性を半導体ウエハに与えるために必要とされる。
半導体ウエハの両面を仕上げする最も重要な処理方法
は、化学機械的研磨や微細研磨などの材料除去方法を含
む。
【0003】どちらの場合も、回転作業表面を持ち、半
導体ウエハの片面または両面に作用して、材料が特定的
に除去されるような処理ツールが使用される。化学機械
研磨方法の場合、研磨手段および、処理ツール(研磨プ
レート)の作業表面上に引き延ばされた研磨布によって
材料が除去される。微細研磨の場合、処理ツールの作業
表面には、固着した微細な研磨粉末から成る材料除去層
を持つディスクが付いている。どの半導体ウエハも前面
と背面を持つので、単面処理と両面処理の区別が付けら
れる。この区別を、研磨例を参照にして以下に説明す
る。
【0004】単面研磨(SSP)の場合、半導体ウエハ
の背面を適当なキャリヤ上に搭載した後で、半導体ウエ
ハの前面が、研磨プレート上に引き延ばされた研磨布で
研磨される。搭載中、確実にそして摩擦的に契合する接
続が、例えば接着(「テンプレート研磨」)、結合また
は真空当接という手段で背面とキャリヤ間でなされる。
【0005】単面研磨の方法および装置は、習慣的に、
単一ウエハ処理(「単いるウエハ研磨」)またはウエハ
のグループの処理用のものである。両面研磨(DSP)
の場合、半導体ウエハの前面および背面は、引き延ばさ
れた研磨布を持つ2つの上部と下部の研磨プレート間に
複数の半導体ウエハを導入することによって同時に研磨
される。この場合、半導体ウエハは、半導体ウエハをラ
ップするときに、ロータ・ウエハと呼ばれる薄い運搬ケ
ージ(「ウエハ・キャリヤ」)内とまた同様の形態内で
も使用される。両面研磨の方法および装置は常に、半導
体ウエハのグループを処理する(「バッチ研磨」)よう
に構成される。
【0006】両面が研磨される半導体ウエハは、片面だ
け研磨される半導体ウエハと比較して非常に少ない破壊
粒子を持つだけなので、洗浄しやすく汚染されにくく、
結局は度量衡的に測定可能であり、容易に特徴化、特定
化ができる。
【0007】米国特許第5、389、579号に、片面
が研磨される半導体ウエハをどのようにしたら両面研磨
できるかを示す方法が説明されている。
【0008】基本的に、両面研磨される半導体ウエハ
は、単面研磨方法(連続SSP法)によって前面と背面を
この順で研磨することによって製造できる。しかしなが
ら、両面研磨方法は、半導体ウエハの両面を研磨するた
めに優先的に用いられる方法である。DSPが連続SS
P法に優越する長所は、連続SSP法に必要とされる工
程に必要とされる搭載、除去および変換の工程が不必要
となることによって与えられ、両面の平面度と平面並行
性や研磨のコストパフォーマンスが良く、さらに、全体
的な速度や歩留まりの向上が優れていることである。
【0009】SSPとDSPの違いに対応する相違はま
た、微細研磨に関しても認められる。この場合、半導体
ウエハの両面を連続して研磨する場合でさえも片面に対
して実行される微細研磨の結果が両面研磨の結果より劣
るのは当然である。「両面処理」という用語は以下で
は、材料を除去し、両面仕上げを与え、両面研磨や両面
微細研磨のように、半導体ウエハに特に平坦で、平面並
行性の高い、平滑で欠陥のない両面を与える半導体ウエ
ハの処理に対して用いられる。このような両面処理の共
通点は、半導体ウエハが、処理ツールと材料の回転作業
表面間で移動され、前記ツールの助けによって半導体の
面から除去されることである。
【0010】すでに研磨または微細研磨された半導体ウ
エハを例えばハンドラなどの機械式作動処理ツールで処
理するいかなる方法も、例えば印や傷が発生する結果、
研磨済みまたは微細研磨済みディスク表面に破損を与え
る危険を伴う。電子素子が搭載される半導体ウエハの表
面に付きまとうこのような破損は特に重要である。一
方、半導体の片面を少なくとも一度はコーティングしな
ければならない1連の応用分野がある。結局、この手順
は反対側の面に物理的破損を与える危険を必然的に伴
う。
【0011】欧州特許第607940号に、半導体ウエ
ハの背面に保護層が最初に与えられ、次に、半導体ウエ
ハの反対側が研磨される方法が説明されている。しかし
ながら、単面研磨の前に単面コーティングする時系列的
な装置には欠点がある。例えば、単面研磨は、達成され
る面の平面度や平面並行性という点で両面研磨に対して
劣る。特に欠点とされるのは、コーティングされてもま
だ平面度が不十分である側の面が研磨に先立つコーティ
ングによって埋められ維持されることである。後に続く
単面研磨ではこの欠陥を解決できない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、単面コーテ
ィングであるにもかかわらず平面度、平面並行性、平滑
さと無欠陥という点で、両面仕上げされこのようなコー
ティングを持たない半導体ウエハに匹敵する特性を持つ
半導体ウエハを提供するという課題を解決するものであ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、片面コ
ーティングおよび仕上げされ、以下の際だった工程をも
つ半導体ウエハを製造する方法を提供することにある。
片面がコーティングされ仕上げされる半導体ウエハの製
造方法において、前記方法が、 a)前記半導体ウエハが、前記半導体ウエハの両面を同
時に仕上げる第1の処理(両面仕上げ)を施される工
程、 b)前記半導体ウエハの片面上に少なくとも1つのコー
ティングが施される工程、 c)前記半導体ウエハが、両面仕上げを生成する第2の
処理を施される工程。
【0014】
【発明の実施の形態】工程a)で実行され両面仕上げを
与える処理によって、半導体ウエハは最適な、すなわち
特に平坦で、平面並行で、平滑で欠陥のないウエハ形状
となる。工程b)の処理は、特に、工程c)で達成され
る形状に完全に同一なウエハ形状を与える。どんな応用
においても必要と見なされる半導体ウエハの単面コーテ
ィングは次に工程c)に進む。工程c)では、半導体ウ
エハは、第2の両面仕上げを与えられる。その結果、コ
ーティング手順中に発生しかねない未コーティング面の
破損とコーティング済み面の不均等性の双方が消滅す
る。
【0015】この意味では、工程a)で達成される本発
明の長所であるウエハ形状は、処理された層の均一性に
悪影響を与えることなく完全に保持される。ここに提案
される方法は、同様の方法による工程が工程b)でのコ
ーティングの前後で実行され、また、同一の処理ツール
を用いて前記方法工程を実行できるので、コストパフォ
ーマンス良く達成可能である。
【0016】工程a)およびc)またはこのどちらか一
方を、例えば単面研磨または連続単面研磨で置き換える
本方法の修正例は、経費と単面処理特有の好ましくない
結果のゆえに、少なくとも現時点では推奨されない。
【0017】その一方では、どのようなタイプの両面処
理、とくに両面研磨および両面微細研磨は工程a)およ
びc)を実行するには適切である。さらに、工程a)お
よびc)はかならずしも同一の方法で実行する必要はな
い。したがって、工程a)は例えば両面研磨を包含して
もよく、工程c)は両面微細研磨を包含してもよく、さ
らに工程a)中での両面微細研磨の後に工程c)の両面
研磨を実行してもよい。
【0018】本方法の工程b)によるコーティングで
は、半導体ウエハの片面上で1つまたは複数の層を発生
させる。このコーティングは、熱酸化やドーピングなど
の特に化学的または物理的変換を手段とする層の堆積ま
たは発生によるいずれかの周知の方法によって可能とな
る。コーティングの後では、半導体ウエハの両面は、別
々の化学的または物理的特性を参照にして識別可能であ
る。単面コーティングの例には、半導体材料または他の
材料のエピタキシャル方式のポリシリコンまたは無定形
層の半導体ウエハの片面上への堆積や、酸化剤による半
導体ウエハの片面の表面酸化による当該表面上への薄い
酸化層の生成などがある。例えば別々のドーピングで2
つのエピタキシャル層の内の1つの層を他の2つの層上
に堆積したりして、半導体ウエハの片面上に連続して複
数のコーティングを形成することもできる。
【0019】工程a)およびc)は、工程a)において
は差の絶対値が|Av−Ar|<Ad/10であり、工程
c)では|Av−Ar|≧Adである。ここで、|Av−A
r|は、半導体ウエハの前面から除去された材料と背面
から除去された材料の差であり、Adは前面と背面から
除去された材料の算術平均である。この差の絶対値が除
去された材料の平均値の1/10以上であれば、両面の
処理は、半導体ウエハの前面と背面から除去された材料
の分量が際だって異なっていることから非対称的である
と考えられる。材料が非対称的に除去される原因として
は、例えば、ウエハ自身の両面間での化学的または物理
的相違による、すなわち専門的な処理方法と関係のない
ものがある。
【0020】材料は、例えばさまざまな速度で回転する
作業表面を持つおよび/またはさまざまな程度に材料を
除去する研磨布やディスクを持つ処理ツールを使用して
意図的に非対称的に除去可能である。半導体ウエハの両
面上の材料の化学的または構造的な差を補償し、同材料
を同様に除去するために、このような手段を入れ換えて
もよい。特定された差が除去された材料の平均値の1/
10未満である場合、除去された材料の分量は同様また
は同一であり、両面の処理は対称的であると考えられ
る。両面を非対称的処理する利点は工程c)で、特に工
程b)で非常に薄い層をコーティングしたり、他の理由
により、生成された層から材料を微量だけ除去できる場
合に活かされる。
【0021】
【発明の効果】ここで提案される3段階の方法は特に、
石英から分離されて、できれば事前研磨またはラッピン
グされており、好ましくはエッチング剤による処理を経
過したシリコン製半導体ウエハの処理に適する。しかし
ながら、本方法は基本的には、片面コーティングされた
半導体ウエハの製造に限られるものではない。他の応用
分野には、片面コーティングされ、ガラス、セラミッ
ク、金属またはプラスチック製の工作物の製造や例え
ば、コーティングされた光ディスクや電子記憶媒体の製
造に関連した分野がある。
【0022】本発明の好ましい応用分野には、親水性直
接ウエハ結合による結合半導体ウエハの製造に関する分
野がある。ここでは、片面が酸化層コーティングされた
シリコン・ウエハの対を、2つの単結晶シリコン層の間
に埋め込まれた酸化層によってサンドイッチ構造が生成
されるように酸化面に結合する。直接結合の場合、ウエ
ハ対の酸化層が確実契合様式で互いに当接可能であるこ
とは極めて重要である。本発明の方法によって、この要
求を完全に満たす半導体ウエハが提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲオルク・ピーチュ ドイツ連邦共和国 ブルクハウゼン,イ ン・デン・グリューベン 144 (72)発明者 ベルント・ザウター ドイツ連邦共和国 エメルティング,ゲー ルシュトラーセ 5 (72)発明者 エルンスト・フォイヒティンガー ドイツ連邦共和国 ヴィッティブロイト, アカツィーエンヴェーク 6

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 片面がコーティングされ仕上げされる半
    導体ウエハの製造方法において、前記方法が、 a)前記半導体ウエハが、前記半導体ウエハの両面を同
    時に仕上げる第1の処理(両面仕上げ)を施され、 b)前記半導体ウエハの片面上に少なくとも1つのコー
    ティングが施され、 c)前記半導体ウエハが、両面仕上げを生成する第2の
    処理を施される、 工程から成ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 工程a)および工程b)に従った前記半
    導体ウエハの処理が、両面研磨および両面微細研磨を含
    む処理方法のグループから選択されることを特徴とする
    請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 工程b)によるコーティングが、半導体
    ウエハの片面上の層の堆積および前記半導体ウエハの片
    面の表面の化学的および物理的変換による層の生成を含
    むグループから選択される方法に従って施されることを
    特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 工程a)における前記半導体ウエハが対
    称的両面研磨を施され、工程c)における前記半導体ウ
    エハが被対称的両面研磨を施されることを特徴とする請
    求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の方法。
JP9345127A 1997-02-06 1997-12-15 片面がコーティングおよび仕上げされた半導体ウエハの製造方法 Pending JPH10223580A (ja)

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