JPH11111653A - 半導体ウェーハの製造方法 - Google Patents
半導体ウェーハの製造方法Info
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- JPH11111653A JPH11111653A JP27476097A JP27476097A JPH11111653A JP H11111653 A JPH11111653 A JP H11111653A JP 27476097 A JP27476097 A JP 27476097A JP 27476097 A JP27476097 A JP 27476097A JP H11111653 A JPH11111653 A JP H11111653A
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
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Abstract
れ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。 【解決手段】半導体インゴットより切断されたスライス
ウェーハの一表面に膜部材の基準面を形成し、研削装置
のロータリーチャックテーブルにスライスウェーハの基
準面が当接するようにスライスウェーハを載置し、しか
るのちスライスウェーハの他表面を研削する。
Description
造に係わり、特に高平坦度の大口径半導体ウェーハを製
造する半導体ウェーハの製造方法に関する。
シリコンから例えばチョコラルスキー法により単結晶の
インゴットを作り、このインゴットを内周刃式スライシ
ングマシンで所定の厚さに切断し、スライスウェーハを
製造する。
装置により研削し、半導体ウェーハを製造する。しか
し、半導体ウェーハの大口径化によるインゴットの大口
径化に伴い、半導体ウェーハを一枚一枚切断する内周刃
式スライシングマシンでは切断時の材料ロスの増加、量
産性の低下、熟練作業の必要性などの問題から、図1に
示すようなマルチワイヤーソー装置1が普及してきた。
マルチワイヤーソー装置1によるインゴット2の切断は
次のようになる。
巻き付け、ワイヤー列3を構成し、ワイヤー3’を往復
運動させる。そこへ、スラリー5(SiC砥粒を分散さ
せた加工液)を流しながら、接着剤(図示せず)でフィ
ードユニット6のカーボンベース7に接着された例えば
直径301mm、長さ300mmの長さのインゴット2
をワイヤー列3に押し付けて研磨切断し、約1100μ
mのスライスウェーハ8が一度に約250枚得られる。
り、厚さが均一でなく、また表面の平坦度が十分でな
い。また、一方高精度、高品質が要求される大口径ウェ
ーハでは図2に示されるようなケミカルメカニカルポリ
ッシング(CMP)する研削装置9により研削すること
が必要である。この研削装置9による研削方法は、まず
マルチワイヤーソー装置1の切断で発生した大きなうね
り成分を持つスライスウェーハ8がロータリチャックテ
ーブル10に載置され、真空吸着装置(図示せず)に連
通する真空路11を介して真空吸着により強固に保持さ
れる。強力な真空吸引によりスライスウェーハ8はその
厚さが薄く弾性体であるので弾性変形を起こすが、弾性
変形したままロータリーチャックテーブル10に保持さ
れ砥石軸駆動モータ軸12に取り付けられたダイヤモン
ドホイール13に固着されたダイヤモンドチップ14に
よって、片面づつ同様の方法で両面が研削される。
場合、スライスにより発生したうねり成分が存在するの
で、スライスウェーハ8をロータリーチャックテーブル
10に真空吸着し、平面研削すると、ロータリーチャッ
クテーブル10上では平面に仕上がったスライスウェー
ハ8は真空を開放するとスライスウェーハ8のスライス
粗さ成分は除去できるがうねり成分は元に戻り残留す
る。
をモデル的に示したのが図3である。このように残留し
た凹凸形状(うねり成分)は、図4に示すようにスライ
ス方向と直交する方向に残留し、例えば256DRAM
で要求されるSFQR(Siteflatness Front Surfase a
site least squares Range):0.20μmの高精度
は得られない。ここで、SFQRは平坦度測定のためサ
イトに対し、表面基準の平均平面をサイト毎に算出し、
その面に対する凹凸の最大範囲を表すものであり、ウェ
ーハ表面の平坦度でS−TIR(Site Thickness Ideal
Range)と同じ意味である。
製造工程における露光で、ステッパーで1セル毎に露光
する際の焦点ボケを防止するために必要な平坦度であ
る。半導体ウェーハの平坦度を得るために、その対策と
してマルチワイヤーソー装置によりインゴット2を切断
し得られたスライスウェーハ8を研削装置9による研削
の前工程として、ラップ盤によるラッピングを行う場合
があるが、ラッピングには大型のラップ盤が必要であ
り、またチャックテーブルに緩衝材を敷く等の方法がと
られる場合には、加工精度の低下をまねき、コストアッ
プになる等の問題がある。
ーハが得られる半導体ウェーハの製造方法が要望されて
いた。
もので、大型のラップ盤等を必要とせず安価に半導体ウ
ェーハを製造でき、かつ高平坦度の大口径半導体ウェー
ハが得られる半導体ウェーハの製造方法を提供するを目
的とする。
になされた本願請求項1の発明は、半導体インゴットを
切削装置により切断しスライスウェーハを製作する工程
と、このスライスウェーハの一表面に膜を形成し硬化す
る膜部材を塗布する工程と、この膜部材を押圧しスライ
スウェーハの一表面に平面形状の基準面を形成する工程
と、研削装置のテーブルに前記スライスウェーハの基準
面が当接するように前記スライスウェーハを載置し、し
かるのち前記スライスウェーハの他表面を研削する工程
とよりなることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法
であることを要旨としている。
を切削装置により切断しスライスウェーハを製作する工
程と、このスライスウェーハの一表面に膜を形成し硬化
する膜部材を塗布する工程と、この膜部材を押圧しスラ
イスウェーハの一表面に平面形状の基準面を形成する工
程と、研削装置のテーブルに前記スライスウェーハの基
準面が当接するように前記スライスウェーハを載置し、
しかるのち前記スライスウェーハの他表面を研削する工
程と、前記工程により研削されたスライスウェーハの他
表面を研削装置のテーブルの基準面に当接するように前
記テーブルに載置し、前記スライスウェーハの未研削の
一表面を研削する工程とよりなることを特徴とする半導
体ウェーハの製造方法であることを要旨としている。
ワイヤーソー装置であることを特徴とする請求項1また
は2記載の半導体ウェーハの製造方法であることを要旨
としている。
式スライシングマシンであることを特徴とする請求項1
または2記載の半導体ウェーハの製造方法であることを
要旨としている。
であることを特徴とする請求項1または2記載の半導体
ウェーハの製造方法を要旨としている。
ル樹脂であることを特徴とする請求項1または2記載の
半導体ウェーハの製造方法であることを要旨としてい
る。
入し加熱固着することを特徴とする請求項5または6記
載の半導体ウェーハの製造方法であることを要旨として
いる。
ハの製造方法の実施の形態について添付図面に基づき説
明する。
製造方法の実施態様の工程図に沿い説明すれば、その最
初の工程に例示するように、チョコラルスキー法により
製造された直径301mm、長さ300mmのシリコン
単結晶のインゴット2を上述図1のマルチワイヤーソー
装置1のワイヤー列3に押し付けて研磨切断し、厚さ1
100μmのスライスウェーハ8を例えば約250枚得
る。このスライスウェーハ8はその両面の切断表面には
図4で示すようにスライスマークや残留うねりが発生し
ている。
行われていたようにスライスウェーハ8をラップ盤でラ
ッピングを行わずマルチワイヤーソー装置1によりイン
ゴト2から切断され残留うねりのあるスライスウェーハ
8(図6a)を用い、このスライスウェーハ8の一表面
にスピンコート装置や刷毛塗り等の塗布手段、例えばス
ピンコート装置(図示せず)によりワックス、フェノー
ル系樹脂等の経時硬化性の膜部材15を塗布し(図6
b)、しかる後、スライスウェーハ8を真空容器(図示
せず)内に入れ、この真空容器内で押し具、スキージ等
の押圧手段、例えば押し具(図示せず)によって膜部材
15を押圧し、均一平面の基準面Lを作る(図6c)。
このとき、真空容器内で膜部材15が押圧され、膜部材
15内の気泡が完全に膜部材15外に放出されるので、
基準面Lを形成する膜部材15は厚さ20μm〜35μ
m例えば30μmの強固かつ完全な均一平面となる。
し、加熱し、基準面Lを形成する膜部材15を硬化させ
る。次に、基準面Lが形成されたスライスウェーハ8の
研削工程を図7に基づき説明する。基準面Lが形成され
たスライスウェーハ8を研削装置9のロータリチャック
テーブル10に基準面Lを当接して載置し、真空路11
を介し真空吸着により強固にロータリチャックテーブル
10に保持する。このとき、従来はスライスウェーハに
膜部材の基準面が形成されていなかったので、真空吸着
装置の真空吸着によりスライスウェーハは弾性変形を起
こし、この弾性変形が保持されたまま研削が行われるた
め、研削後真空吸着を開放するとスライスウェーハはス
プリングバックによって元に戻り、再びスライスウェー
ハの研削済み表面にうねりが残留する。
真空吸着装置の真空吸着により強力に吸引されスライス
ウェーハ8に大きな応力がかかるが、スライスウェーハ
8は基準面Lがロータリチャックテーブル10に密着し
ているので、スライスウェーハ8に応力が均一にかかり
スライスウェーハ8に弾性変形が生じない。さらにスラ
イスウェーハ8には剛性を有する膜部材15が一体的に
強固に形成され保持されているので、スライスウェーハ
8に応力が作用してもスライスウェーハ8に弾性変形は
生じない。スライスウェーハ8がこのような状態に保持
されたロータリチャックテーブル10を回転させ、上方
からダイヤモンドホイール13を高速回転させながら降
下させ、スライスウェーハ8が所定の厚さになるまで研
削する(図7a)。
研削後真空吸着を開放するがスライスウェーハ8は基準
面を形成する膜部材15の働きにより、弾性変形し易い
スライスウェーハ8を剛体で支持し、かつ均一に応力を
かけるようにして弾性変形を起こさず、スライスウェー
ハ8にスプリングバックを生じさせない。
表面にうねりは生じず、切削後の高平坦が保たれる。こ
の片面が研削されたスライスウェーハ8の基準面Lを形
成していた膜部材15を有機溶剤により除去する(図7
b)。
とし、スライスウェーハ8を研削装置9のロータリチャ
ックテーブル10に基準面L’を当接して載置し、真空
路11を介し真空吸着により強固にロータリチャックテ
ーブル10に保持する。
装置の真空吸着により強力に吸引されスライスウェーハ
8に大きな応力がかかるが、スライスウェーハ8の新た
な基準面L’は均一に研削されており、ロータリチャッ
クテーブル10に密着しているので、スライスウェーハ
8に応力が均一にかかりスライスウェーハ8に弾性変形
が生じない。
持されたロータリチャックテーブル10を回転させ、上
方からダイヤモンドホイール13を高速回転させながら
降下させ、当初膜部材15が塗布され、その後除去され
た未研削面をスライスウェーハ8が所定の厚さになるま
で研削する。
了し研削後真空吸着を開放するが、新たな基準面が高平
坦であるので、均一に応力がかかり、スライスウェーハ
8に弾性変形が生じていないので、スプリングバックも
生じず、加工面の平坦度が保たれる(図7c)。
要とする場合には、スライスウェーハ8を研磨装置(図
示せず)によって両面研磨しすれば得られる。
は、スライスウェーハの一表面に膜部材の基準面を形成
し、研削装置のロータリーチャックテーブルの基準面と
前記スライスウェーハの基準面が当接するように前記ロ
ータリーチャックテーブルに前記スライスウェーハを載
置し、しかるのち前記スライスウェーハの他表面を研削
することにより、大型のラップ盤を必要とせず、大口径
の半導体ウェーハを安価かつ高平坦度に製造することが
できる。
図8のように膜部材15中に砥粒16を混入しておき、
膜部材15の除去を研削によって行えば、研削砥石のド
レッシングを行うドレッシングボードとして機能させる
ことができる。
製造し、後工程で両面研磨した直径300mm、厚さ1
100μmのスライスウェーハを平坦度測定装置で測定
したときの平坦度測定結果の鳥瞰図であり、後工程で研
磨したにもかかわらず、図9a、9bからスライスウェ
ーハ8の中央部付近にうねりの残留が存在することが判
る。平坦度測定結果のS−TIR平均値0.900μm
は、要求値(平均値)S−TIR0.20μmを大きく
超えている。
より製造したスライスウェーハが要求値をクリヤーする
には、マルチワイヤーソー装置1によるスライスウェー
ハ8の製作後、研削装置9による研削前に、ラップ盤に
よるスライスウェーハ8のラッピングが必要なことがわ
かる。
ーハ製造方法により製造し、後工程で両面研磨した直径
300mm、厚さ1100μmの半導体ウェーハを平坦
度測定装置で測定したときの平坦度測定結果の鳥瞰図で
ある。図10a、10bのようにうねりの残留が見られ
ず、S−TIR(平均値)0.18μmと要求値(平均
値)S−TIR0.20μmをクリヤーする値が得られ
た。従って、本発明に係る半導体ウェーハ製造方法によ
り製造したスライスウェーハは、マルチワイヤーソー装
置1によるスライスウェーハ8の製作後、研削装置9に
よる研削前に、ラップ盤によるスライスウェーハ8のラ
ッピングを行わなくとも、要求値をクリヤーしているこ
とがわかる。
ウェーハの製造方法において、切断表面に凹凸、うねり
のあるスライスウェーハの表面に膜部材で基準面を形成
し、スライスウェーハ研削時、スライスウェーハ保持の
ためスライスウェーハにかかる応力をなくして応力変形
をなくし、加工後に高平坦度を得ることができ、大型の
ラップ盤等を必要とせず安価に半導体ウェーハを製造で
き、かつ高平坦度の大口径半導体ウェーハが得られる半
導体ウェーハの製造方法を提供することができる。
き、膜部材の除去を研削によって行えば、研削砥石のド
レッシングを行うドレッシングボードとして機能させる
ことができ効率的に半導体ウェーハの製造をすることが
できる。
工程示す概略図。
より測定されたスライスウェーハの研削後の残留うねり
を示す鳥瞰図。
態様の工程図。
部分の一表面の概念図。
図。
の他の実施形態を示す断面図。
れ研磨された半導体ウェーハの鳥瞰図及び平面図。
り製造され研磨された半導体ウェーハの鳥瞰図及び平面
図。
Claims (7)
- 【請求項1】 半導体インゴットを切削装置により切断
しスライスウェーハを製作する工程と、このスライスウ
ェーハの一表面に膜を形成し硬化する膜部材を塗布する
工程と、 この膜部材を押圧しスライスウェーハの一表面に平面形
状の基準面を形成する工程と、 研削装置のテーブルの基準面と前記スライスウェーハの
基準面が当接するように前記テーブルに前記スライスウ
ェーハを載置し、しかるのち前記スライスウェーハの他
表面を研削する工程とよりなることを特徴とする半導体
ウェーハの製造方法。 - 【請求項2】 半導体インゴットを切削装置により切断
しスライスウェーハを製作する工程と、このスライスウ
ェーハの一表面に膜を形成し硬化する膜部材を塗布する
工程と、 この膜部材を押圧しスライスウェーハの一表面に平面形
状の基準面を形成する工程と、 研削装置のテーブルの基準面と前記スライスウェーハの
基準面が当接するように前記テーブルに前記スライスウ
ェーハを載置し、しかるのち前記スライスウェーハの他
表面を研削する工程と、前記工程により研削されたスラ
イスウェーハの他表面を研削装置のテーブルの基準面に
当接するように前記テーブルに載置し、前記スライスウ
ェーハの未研削の一表面を研削する工程とよりなること
を特徴とする半導体ウェーハの製造方法。 - 【請求項3】 切削装置がマルチワイヤーソー装置であ
ることを特徴とする請求項1または2記載の半導体ウェ
ーハの製造方法。 - 【請求項4】 切削装置が内周刃式スライシングマシン
であることを特徴とする請求項1または2記載の半導体
ウェーハの製造方法。 - 【請求項5】 膜部材がワックスであることを特徴とす
る請求項1または2記載の半導体ウェーハの製造方法。 - 【請求項6】 膜部材がフェノール樹脂であることを特
徴とする請求項1または2記載の半導体ウェーハの製造
方法。 - 【請求項7】 膜部材に砥粒を混入し加熱固着すること
を特徴とする請求項5または6記載の半導体ウェーハの
製造方法。
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JP27476097A JP3924641B2 (ja) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | 半導体ウェーハの製造方法 |
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JPH11111653A true JPH11111653A (ja) | 1999-04-23 |
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JP3924641B2 (ja) | 2007-06-06 |
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