KR101333189B1 - 웨이퍼의 제조방법 - Google Patents

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KR101333189B1 KR1020087029512A KR20087029512A KR101333189B1 KR 101333189 B1 KR101333189 B1 KR 101333189B1 KR 1020087029512 A KR1020087029512 A KR 1020087029512A KR 20087029512 A KR20087029512 A KR 20087029512A KR 101333189 B1 KR101333189 B1 KR 101333189B1
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타다히로 카토
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신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 적어도, 잉곳으로부터 슬라이스 된 웨이퍼를, 면취용 지석을 이용하여 면취하는 면취공정과 이 면취한 웨이퍼에 평탄화처리, 에칭, 연마 중의 적어도 1개이상의 처리를 하는 것에 의해 상기 면취한 웨이퍼보다 얇은 두께의 제품 웨이퍼로 하는 공정을 구비하는 웨이퍼의 제조방법에 있어서,
적어도 상기 면취 공정보다 전에, 적어도, 상기 제품 웨이퍼와 동등한 두께의 더미 웨이퍼를 면취하고, 이 면취된 더미 웨이퍼의 면취형상을 측정하고, 이 측정된 더미 웨이퍼의 면취형상에 근거하여 상기 면취용 지석의 형상을 보정하는 보정공정을 구비하고, 이 형상을 보정한 면취용 지석을 이용하여 상기 잉곳으로부터 슬라이스 된 웨이퍼를 면취하는 웨이퍼의 제조방법이다.
이것에 의해, 제품 웨이퍼의 면취형상을 단기간에 소망의 면취형상으로 할 수가 있는 웨이퍼의 제조방법이 제공된다.
웨이퍼, 면취, 형상, 더미 웨이퍼, 지석, 보정

Description

웨이퍼의 제조방법{Method for Producing Wafer}
본 발명은, 웨이퍼의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 웨이퍼의 주연부(周緣部)의 면취형상(面取形狀)을 관리하여 면취을 행하는 웨이퍼의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에 사용하는 반도체 웨이퍼는, 예를 들면 쵸크랄스키법에 의해 육성된 실리콘 단결정 잉곳을 슬라이스하여 웨이퍼 형상으로 가공한 후, 면취, 평탄화 처리, 에칭, 경면면취, 연마 등의 각 공정을 거쳐 제조된다.
이와 같이 하여 제조되는 반도체 웨이퍼는, 그 형상이 엄격하게 관리되고 있지만, 근년, 면취형상에 대하여, 그 치수정밀도(寸法精度)의 향상이 한층 더 요구되어 왔다.
이러한 이유로서, 예를 들면 이하와 같은 배경을 들 수 있다.
직경 300 mm이상과 같은 대구경 단결정 실리콘 웨이퍼를 채용하는 첨단 디바이스에서는, 대물렌즈와 실리콘 웨이퍼의 사이에 액체[통상은 순수(純水)]를 삽입하는 것에 의해 해상도를 높이는 기술[액침노광(液浸露光)기술]을 채용한 액침 스테퍼가 채용되고 있지만, 이 기술을 사용한 노광에서는, 웨이퍼 면취부 형상에 불균일이 있으면 웨이퍼 최외주부의 스캔 시에 액체가 웨이퍼 면취부로부터 누설하기 쉬워진다.
이 때문에, 웨이퍼 면취형상 치수에 대하여, 면취 폭을 짧게 하는 등의 재검토나 치수 정밀도의 향상이 요구되게 되었다.
또한, 디바이스 공정 중의 확산이나 막 형성을 행하는 열처리 공정의 생산성 향상을 위하여, 히트 사이클 중의 승강온(昇降溫)시간을 단축하는 경향이 있다.
이 경우, 종래보다 큰 열충격이 실리콘 웨이퍼에 작용하여, 웨이퍼가 갈라진다고 하는 문제가 우려된다.
동시에 반송관계의 속도 향상도 실시되어 웨이퍼 면취부와 반송부나 웨이퍼 캐리어와의 접촉에 의한 웨이퍼 균열도 우려된다.
이러한 열응력이나 기계 응력에의 내성을 갖게 하기 위하여, 실리콘 웨이퍼의 면취형상의 치수를 엄밀하게 규정할 필요성이 있어 왔다.
실리콘 웨이퍼의 면취형상의 규격에 대해서는, 고객인 디바이스 메이커에서, 요구하는 제품 실리콘 웨이퍼의 면취형상이 제시되는 경우가 많다.
기판 메이커에서는, 도 5에 나타난 바와 같이, 공정 마다의 웨이퍼 두께의 공정 설계치에 근거하여, 도면 상에서 면취공정, 즉 잉곳으로부터 슬라이스된 웨이퍼[슬라이스 상태(アズスライス)의 웨이퍼]나 평탄화 처리를 실시한 웨이퍼, 에칭 웨이퍼, 연마 웨이퍼등에 대한 면취 목표치(공정관리치)를 설계하고, 이것에 근거하여 공정관리를 행하여 왔다.
가공 폭은, 평탄화 처리공정에서는 50 ~ 100㎛, 에칭 공정에서는 10 ~ 40㎛, 연마 공정에서는 10 ~ 20㎛로 하는 것이 일반적이다.
또한, 이하, 「평탄화 처리」라고 하는 경우에는 랩핑이나 평면연삭 등의 여러 가지의 평탄화 처리방법을 포함하는 것으로 한다.
도 6에 나타난 바와 같이, 면취형상의 규격에 대해서는 그 치수가 정의되어 있다. 대략적으로는, 웨이퍼 표면(表面)측의 면취 폭 X1, 웨이퍼 이면(裏面)측의 면취폭Ⅹ2, 웨이퍼 표면과 표면측경사면이 이루는 각도θ1, 웨이퍼 이면과 이면측경사면이 이루는 각도θ2, 웨이퍼 표면측경사면의 연장선과 웨이퍼 이면측경사면의 연장 선과 단면 연직선과의 교점간 거리를Ⅹ3, 웨이퍼 표리(表裏)면의 대략원호부인 R부의 반경을 각각 Rl, R2라고 정의되어 있다.
전술한 바와 같이 미리 정해진 면취형상의 규격에 근거하여, 면취용 지석(砥石)을 제작하고, 이 면취용 지석을 이용하여 면취 공정을 행하는 경우가 있지만, 실제로 면취를 실시한 후, 평탄화 처리, 에칭, 연마 등을 실시한 제품 웨이퍼의 면취부의 치수를 측정하면, 목표로 한 면취부의 치수로부터 크게 빗어나 있는 경우가 있었다.
그리고, 이 현상은, 최근의 고객 요구가 많은 Ⅹ1,Ⅹ2의 길이가 짧은 웨이퍼의 경우에 특히 현저하게 되는 경향이 있었다.
상기의 문제에 대응하기 위하여, 종래 이하의 방법이 취해져 왔다.
도 3에 나타난 바와 같이, 종래 수법에서는, 우선, 목표로 하는 면취형상이 기재되어 있는 도면이 고객으로부터 제공되고(a), 이 면취형상이 되도록 면취용 지석을 설계,제작한다(b).
다음에, 더미 웨이퍼가 되는 슬라이스 상태(アズスライス)의 웨이퍼를 준비 하여(c), 이것을 면취 처리한 후(d), 이 더미 웨이퍼에 대하여 면취형상을 측정하였다(e).
다음에, 이 더미 웨이퍼를 면취처리 후의 공정에 투입하고(f), 최종 공정까지 행한 웨이퍼의 면취형상을 측정하고(g), 목표로 한 면취형상과의 차이를 파악하고(h), 큰폭으로 벗어나 있는 경우는 재차 홈형상을 설계하고, 면취용 지석을 제작하여 왔다(i).
그리고, 재차 더미 웨이퍼가 되는 슬라이스 상태의 웨이퍼를 준비하여, 공정(c)~(h)를 행하고, 공정(g)에서 측정된 면취형상과 목표로 한 면취형상의 차이가 충분히 작으면, 공정(e)에서 측정된 치수값을 제조하는 웨이퍼의 면취 목표치, 즉 제품 웨이퍼의 면취 공정에서의 관리 목표치로서 설정하고, 실제로 제품 웨이퍼를 제조하기 위한 제품 처리에로 이행한다(j).
이러한 공정을 거치는 경우, 면취용 지석을 재차 제작하기 위하여 예를 들면 1개월 이상 걸리는 등, 매우 비효율적이었다.
또한, 최근에는, 도 4에 나타난 바와 같이, 공정(a)~(h)를 도 3에 나타낸 종래법과 같게 행하고, 더미 웨이퍼를 최종공정까지 처리를 행한 후, 더미 웨이퍼의 면취형상과 목표로 한 면취형상과의 차이를 파악하고, 면취장치가 갖는 면취형상 보정기능에 의해, 면취용 지석의 홈형상을 기상(機上)에서 수정한다(i)고 하는 방법도 행해지고 있다(일본 특개 2005－153085호 공보).
그러나, 이러한 공정을 거치는 경우라도, 여전히 실리콘 웨이퍼의 가공공정을 최종 공정까지 행할 필요가 있다는 것에는 변화가 없어, 소망의 면취형상이 얻 어질 때까지 통상 3 ~ 7일 정도의 기간을 필요로 한다고 하는 결점이 있었다.
그래서, 본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 제품 웨이퍼의 면취형상을 단기간에 소망의 면취형상으로 할 수 있는 웨이퍼의 제조방법을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서,
적어도, 잉곳을 슬라이스 하여 웨이퍼로 하는 슬라이스 공정, 이 잉곳으로부터 슬라이스 된 웨이퍼를, 면취용 지석을 이용하여 면취하는 면취공정, 이 면취한 웨이퍼에 평탄화 처리, 에칭, 연마 중의 적어도 하나 이상의 처리를 하는 것에 의해 상기 면취한 웨이퍼보다 얇은 두께의 제품 웨이퍼로 하는 공정을 구비하는 웨이퍼의 제조방법에 있어서,
적어도 상기 면취공정보다 전에, 적어도, 상기 제품 웨이퍼와 동등한 두께의 더미 웨이퍼를 면취하고, 이 면취된 더미 웨이퍼의 면취형상을 측정하고, 이 측정된 더미 웨이퍼의 면취형상에 근거하여 상기 면취용 지석의 형상을 보정하는 보정공정을 구비하고, 이 형상을 보정한 면취용 지석을 이용하여 상기 잉곳으로부터 슬라이스 된 웨이퍼를 면취하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 제조방법을 제공한다.
이와 같이, 적어도 상기 면취공정보다 전에, 제품 웨이퍼와 동등한 두께의 더미 웨이퍼를 면취하고, 면취된 더미 웨이퍼의 면취형상을 측정하고, 측정된 더미 웨이퍼의 면취형상에 근거하여 상기 면취용 지석의 형상을 보정하는 보정공정을 구비하고, 형상을 보정한 면취용 지석을 이용하여 잉곳으로부터 슬라이스 된 웨이퍼를 면취하는 웨이퍼의 제조방법이면, 보다 단기간에 정확하게 면취용 지석의 형상을 보정할 수가 있으므로, 제조하는 웨이퍼의 면취형상을, 단기간에 소망의 면취형상으로 할 수 있다.
이 결과, 고효율로 소망한 면취형상을 갖는 웨이퍼를 제조할 수가 있다.
또한, 본 명세서중의 「면취용 지석의 형상을 보정한다」라고 하는 것에는, 면취형상의 측정의 결과, 보정을 행할 필요가 없는 경우는, 보정을 행하지 않는 것도 포함한다.
이 경우, 상기 면취용 지석의 보정은, 기상에서 행하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 면취용 지석의 보정을 기상에서 행하면, 보다 단기간에 면취용 지석의 보정이 가능하므로, 보다 단기간에, 제조하는 웨이퍼의 면취형상을 소망의 면취형상으로 할 수가 있다.
또한, 상기 면취용 지석은 총형홈을 갖는 것으로, 이 총형홈을 상기 웨이퍼의 주연부에 당접시켜 면취할 수가 있다.
또한, 상기 면취용 지석이 원통상의 외주날(外周刃)회전지석이고, 이 외주날 회전지석이 상기 웨이퍼의 두께 방향 및 직경 방향으로 상대적으로 가동하여 상기 웨이퍼를 면취할 수도 있다.
이와 같이, 총형홈을 갖는 면취용 지석을 이용하여, 총형홈을 웨이퍼의 주연부에 당접시켜 면취하는 경우나, 면취용 지석이 원통상의 외주날회전지석이고, 외주날 회전지석이 웨이퍼의 두께 방향 및 직경 방향으로 상대적으로 가동하여 웨이퍼를 면취하는 경우라도, 단기간에 면취용 지석의 형상을 보정하여 적정 형상의 면취용 지석으로 할 수가 있다.
또한, 이러한 면취방법이면, 간단한 장치로, 제조하는 웨이퍼의 면취형상을 소망의 면취형상으로 할 수가 있다.
또한, 적어도 상기 보정공정 후에, 상기 형상을 보정한 면취용 지석을 이용하여, 상기 잉곳으로부터 슬라이스 된 웨이퍼와 동등 두께의 더미 웨이퍼를 면취하고, 이 면취된 더미 웨이퍼의 면취형상을 측정하고, 이 측정된 더미 웨이퍼의 면취형상의 치수를, 상기 잉곳으로부터 슬라이스 된 웨이퍼의 면취 목표치로서 설정하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 적어도 보정공정 후에, 슬라이스 상태의 웨이퍼와 동등 두께의 더미 웨이퍼를 면취하고, 이 면취형상을 면취 목표치로서 설정하여 웨이퍼를 제조하면, 실제로 제품처리를 행하는 슬라이스 상태의 웨이퍼를 면취한 경우의 목표치를 확인 하여 웨이퍼를 제조할 수가 있다.
그 결과, 보다 정확하게, 소망의 면취형상을 갖는 웨이퍼를 효율 좋게 제조할 수가 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르는 웨이퍼의 제조방법이면, 제품 웨이퍼의 면취형상을, 단기간에 소망의 면취형상으로 할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼의 제조방법의 개략의 일례를 나타내는 플로우 도이다.
도 2는 본 발명의 웨이퍼의 제조방법의 개략의 다른 일례를 나타내는 플로우 도이다.
도 3은 종래의 웨이퍼의 제조방법의 개략의 일례를 나타내는 플로우 도이다.
도 4는 종래의 웨이퍼의 제조방법의 개략의 다른 일례를 나타내는 플로우 도이다.
도 5는 웨이퍼의 제품처리의 개략과 그 각 공정에서의 가공 폭을 나타내는 플로우 도이다.
도 6은 웨이퍼의 면취형상의 주요 정의치수를 나타내는 단면도이다.
도 7은 웨이퍼의, 목표로 하는 면취치수의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8은 웨이퍼의, 목표로 하는 면취치수와 제조된 웨이퍼의 면취치수의 차이의 일례를 나타낸 단면도이다.
도 9는 총형홈을 갖는 면취용 지석으로 웨이퍼를 면취하는 모습을 나타내는 개략도로서, (a)는 총형홈을 갖는 면취용 지석의 개략 단면도이고, (b)는 웨이퍼에 면취용 지석을 접근하는 모습을 나타내는 개략 단면도이고, (c)는 면취용 지석에 의해 면취된 웨이퍼를 나타내는 개략 단면도이다.
도 10은 원통상의 외주날 회전지석으로 웨이퍼를 면취하는 모습을 나타내는 개략도로서, (a)는 개략 단면도이고, (b)는 개략 평면도이다.
도 11은 원통상의 외주날 회전지석으로 웨이퍼를 면취하는 경우의, 지석의 움직임을 나타내는 개략도이다.
도 12는 트르아(ツルア―)의 보정방법 및 면취용 지석의 보정방법의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 13은 트르아의 보정방법 및 면취용 지석의 보정방법의 다른 일례를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
전술한 바와 같이, 미리 면취형상 규격에 근거하여 면취용 지석을 제작하고, 실제로 면취를 실시한 후, 평탄화 처리, 에칭, 연마 등을 실시한 제품 웨이퍼의 면취 부의 치수를 측정하면, 목표로 한 면취부의 치수로부터 크게 벗어나는 경우가 있다고 하는 문제가 있었다.
그리고, 이 현상은,Ⅹ1,Ⅹ2의 길이가 짧은 웨이퍼의 경우에 현저하게 되는 경향이 있었다.
본 발명자들은, 이와 같이 목표로 하는 웨이퍼의 면취형상과 제품으로서 얻어진 웨이퍼의 면취형상이 크게 다른 경우가 있는 이유에 대해 이하와 같이 검토를 행하였다.
이하, 구체적인 예를 들어 도 7을 참조하면서 설명한다.
구체적인 예로서, 두께가 0.91 mm인 슬라이스 상태의 웨이퍼를 면취하여, 두께 775 ㎛(0.775mm), 면취 폭Ⅹ1 및 Ⅹ2가 0.342mm, 면취부의 경사면의 각각의 연장선과 단면 연직선과의 교점간 거리 Ⅹ3가 0.533mm, 경사면 각도θ1 및 θ2가 18.0°(도), R부의 반경 R이 0.3mm의 제품 웨이퍼를 제조하려고 하는 경우에 대하 여 설명한다.
통상, 면취형상을 측정하고 있는 공정관리나 출하검사를 위한 측정기는 일반적인 투과광 방식을 채용하고 있어, 취입된 화상(畵像)에 2치화 화상처리를 실시하고 있다.
면취형상의 측정 알고리즘, 특히 θ값을 설정하는 조건은, 면취 경사면과 표면 또는 이면과의 경계 A로부터의 거리가,Ⅹ1 길이 또는 Ⅹ2 길이의 10%(점 B)와 30%(점 C)의 2점간을 연결하는 직선, 또는 2점간의 베스트 피트로 결정되는 직선을 바탕으로 한다.
도 7에 나타난 바와 같이 제품 웨이퍼에서 요구되는Ⅹ1(Ⅹ2) 길이가 0.342 mm의 경우, 면취 공정에서의 슬라이스 상태의 웨이퍼에서 규정되는Ⅹ1(Ⅹ2) 길이는, 아래와 같은 식(1)로 나타내는 간단한 기하학적 근거로부터, 0.55 mm 정도가 된다.
Figure 112008083163519-pct00001
Dj: 슬라이스 상태의 웨이퍼에서의 X1(X2)의 설계치
Df: 제품 웨이퍼에서의 X1(X2)의 설계치
Δ: 제품 웨이퍼까지의 가공량/2
θ: θ1(θ2)의 설계치
R부에서, 반경 R이 0.3mm의 경우, R부와 사면부의 경계점 D는, B－C간의 외측에 위치하기 때문에, 원리적으로는 슬라이스 상태의 단계와 최종단계의 웨이퍼 면취형상 중, θ1,θ2와 Ⅹ3는 변화하지 않는다.
그렇지만, 상기한 바와 같이, 액침 스텝퍼를 채용하는 경우, 보다 짧은 Ⅹ1,Ⅹ2 길이의 형상이 요구된다.
구체적인 예로서 Ⅹ1,Ⅹ2길이가 0.25 mm 정도로 비교적 짧은 경우에 대하여, 같은 검토를 행하였다.
목표가 되는 제품 웨이퍼의 Ⅹ1 길이 및 Ⅹ2 길이를 0.242 mm로 하면, 두께 0.91 mm의 슬라이스 상태의 웨이퍼에서는, 식(1)에 나타난 기하학적 근거로부터Ⅹ1(Ⅹ2) 길이가 0.45 mm가 되고, 두께 775㎛(0.775 mm)가 되는 제품 웨이퍼에서 예측되는Ⅹ1 길이 및 Ⅹ2 길이는, 0.24 mm 정도가 된다.
R가 0.3mm의 경우, R부와 사면부의 경계점 D는, B－C간의 내측에 위치하기 때문에,
θ1 및 θ2를 결정하는 직선은, 설계 시의 직선으로부터 약 3°(도) 벗어난다.
또한, θ1 및 θ2를 바탕으로 산출한 Ⅹ3 치도 설계치에 비하여, 0.026mm 작아지게 된다(도 8 참조).
통상, 요구되는 면취형상 치수편차는 ±0.03 ~ 0.04 mm 정도이기 때문에, 통 상은 상기와 같은 치수의 차이는 면취용 지석의 재설계와 재제작이 필요하게 될 만큼 큰 차이(벗어남)가 된다.
즉, 전술한 바와 같이, 면취형상을 측정하는 측정기는 투과광 방식을 채용하고 있기 때문에, Ⅹ1 및Ⅹ2가 비교적 짧은 경우, 그 알고리즘에 기인하는 측정 차이가 일어나기 쉽다.
구체적으로는, 본래 경사 직선부의 경사를 θ1(θ2)으로서 계측되어야 할 것이, R부를 포함하여 계측되기 때문에, 얻어지는 θ1 및 θ2의 값은 큰 방향으로 벗어나는 경우가 있고, 또한 이 경우에는,θ1이나 θ2를 바탕으로 산출하는 Ⅹ3의 값도 연동하여 짧아지게 된다고 하는 것을 알았다.
(실험예)
이러한 현상을 확인하기 위하여, Ⅹ1 길이 및 Ⅹ2 길이가 0.24 mm 정도의 경우에 대하여 실제로 웨이퍼를 제조하고, 슬라이스 상태의 웨이퍼의 면취형상을 측정한 데이터와 제조된 제품 웨이퍼의 면취형상을 측정한 데이터를 표 1에 나타내었다.
θ1(°) θ2(°) Ⅹ3(mm)
설계 형상 16~20 16~20 0.59~0.65
면취 후 형상 17.5 ~ 18.6 17.3~18.8 0.615~0.628
제품 웨이퍼의 형상 20.8~22.1 21.2~21.9 0.578~0.602
표 1의 결과로부터, 상기의 현상, 즉, 슬라이스 상태의 웨이퍼의 면취의 시점에서는, 면취형상은 목표로 한 면취형상의 범위에 들어가지만, 제품 웨이퍼의 면취형상의 치수가 목표로 한 면취형상의 치수로부터 크게 벗어나는 현상이 확인되었다.
또한, 면취형상 측정 조건에 있어서, 점 B와 점 C의 거리를 줄이면(예를 들면, 점 C를 Ⅹ1 길이 또는Ⅹ2 길이의 20%의 점으로 한다), R 부분에 의한 에러분은 적게 할 수 있지만, 한편으로는, 경사면의 각도 등의 측정정도가 저하해 버린다.
그 결과, 면취형상을 일치시키는 것은 오히려 곤란하게 된다.
그래서, 본 발명자들은, 이러한 지견(知見)에 근거하여 예의(銳意)실험 및 검토를 행한 결과, 미리, 제품 웨이퍼와 같은 두께의 더미 웨이퍼를 이용하여 면취처리한 후에 이 더미 웨이퍼의 면취형상을 측정하여 목표가 되는 면취형상과의 차이를 평가 하여 면취용 지석의 형상을 보정하면, 종래와 비교하여 단기간에 목표가 되는 면취형상을 갖는 제품 웨이퍼를 제조할 수 있다는 것을 인지하고, 본 발명을 완성시켰다.
이하, 본 발명에 대하여 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 관한 웨이퍼의 제조방법의 제일의 실시형태의 일례를 나타내는 플로우 도이다.
본 발명의 제일의 실시 형태의 개략은 이하에서 나타내는 바와 같다.
우선, 공정(a)에서, 목표로 하는 제품 규격의 면취형상이 기재되어 있는 도면을 준비한다.
이 도면에는 예를 들면 치수로서 상기한 도 6과 같이, 웨이퍼 표면측의 면취 폭 Ⅹ1, 웨이퍼 이면측의 면취 폭 Ⅹ2, 웨이퍼 표면과 표면측경사면이 이루는 각도 θ1, 웨이퍼 이면과 이면측경사면이 이루는 각도 θ2, 웨이퍼 표면측경사면의 연장선과 웨이퍼 이면측경사면의 연장선과 단면 연직선과의 교점간 거리를 Ⅹ3, 웨이퍼 표리면의 대략 원호부인 R 부분, 각각 Rl, R2가 정의되어 있다.
이러한 목표가 되는 제품의 면취형상은, 웨이퍼의 사용 목적등에 따라 미리 규격에 의해 결정된다.
다음에, 공정(b)에서, 공정(a)에서 준비한 도면에 근거하여 면취용 지석을 설계, 제작한다. 여기서 설계, 제작되는 면취용 지석은, 웨이퍼를 소정의 형상으로 면취 할 수 있는 것이면 어떠한 형상이나, 어떠한 동작에 의해 면취하는 것이라도 좋지만, 예를 들면, 이하와 같은 것으로 하면, 비교적 간단한 형상으로 단순한 동작에 의해 웨이퍼를 면취할 수가 있으므로 바람직하다.
하나는, 도 9에 나타난 바와 같은 총형홈(12)를 갖는 면취용 지석(11)이다[도 9(a)].
이러한 면취용 지석(11)을 회전시키면서, 수평 방향으로 유지되고, 회전하는 웨이퍼 W에 대하여, 횡방향으로부터 누루는[도 9(b)] 것에 의해 그 형상을 전사하여 웨이퍼 W의 면취을 행한다[도 9(c)].
또 하나는, 도 10에 나타난 바와 같은 원통상의 외주날 회전지석(16)이다.
자전 가능한 흡착 스테이지 S에 유지되는 웨이퍼 W와 이 웨이퍼 단면을 면취하는 원통상의 외주날 회전지석(16)이, 기상에서 웨이퍼 W의 두께 방향 및 직경 방향으로 상대적으로 독립적으로 가동제어 가능하고, 또한 각각의 가동 거리를 제어하는 것에 의해, 소망한 면취형상으로 할 수가 있다.
이러한 원통상의 외주날 회전지석을, 회전시키면서, 예를 들면, 도 11의 점선과 같이 외주날 회전지석(16)의 중심을 움직이는 것에 의해 웨이퍼 W를 면취할 수가 있다.
또한, 면취용 지석으로서는, 메탈 지석, 레진 지석 등 , 여러 가지의 재료를 이용할 수가 있지만, 후술하는 바와 같이, 기상에서 면취용 지석의 형상보정을 행하는 경우 등에는, 이 형상보정을 행하기 쉬운 재료로 이루어지는 지석, 예를 들면 레진 지석으로 하는 것이 바람직하다.
다음에, 공정(c)에서, 최종적으로 제조되는 제품 웨이퍼와 동등 두께의 더미 웨이퍼를 준비한다.
제품 웨이퍼의 두께는, 전술한 바와 같이 미리 규격에 의해 정해져 있다.
또한, 슬라이스 상태의 웨이퍼로부터 제품웨이퍼가 되려면, 평탄화 처리, 에칭, 연마 등의 공정을 거칠 필요가 있고, 이러한 공정에 의해 서서히 얇아진다.
따라서, 공정(c)에서 준비되는 더미 웨이퍼는, 슬라이스 상태의 웨이퍼보다 얇은 제품 웨이퍼의 두께와 동일한 것이다.
여기서 평탄화 처리는, 랩핑이나 평면연삭 등, 종래부터 행해지는 어느 것도 포함하고, 이것들은, 택일적으로 행하여도 좋고, 2종 이상의 처리가 행해져도 좋으며, 사정에 따라 결정하면 된다.
다음에, 공정(d)에서, 공정(b)에서 설계, 제작한 면취용 지석을 이용하여, 공정(c)에서 준비한 제품 웨이퍼와 동등한 두께의 더미 웨이퍼에 대하여, 면취 처리를 행한다.
여기서 행하는 면취처리는, 웨이퍼의 두께가, 최종적인 제품 웨이퍼와 동등한 것 외는 통상의 방법과 같게 행해진다.
다음에, 공정(e)에서, 면취한 더미 웨이퍼에 대하여 면취형상의 측정을 행한다.
이 면취형상의 측정에는, 전술의, 투과광방식을 채용하고, 취입된 화상에 2치화 화상처리를 실시한 다음 면취형상의 각 치수를 도출하는 측정법을 이용하는 것이 간편하고 바람직하지만, 다른 여러 가지의 측정법으로 측정된 것이라도 웨이퍼의 면취부의 형상을 측정할 수 있으면 본 발명은 문제 없이 적용할 수 있다.
다음에, 공정(f)에서, 면취형상의 평가를 실시한다.
목표로 한 면취형상과의 차이로서 허용가능한 범위로서는, 예를 들면, θ1 및 θ2에 대해서는 ±2°(도), Ⅹ3에 대해서는 ±0.03mm로 할 수가 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다.
공정(f)에서, θ1 및 θ2, Ⅹ3등의 치수가 목표로 한 면취형상과 비교하여 허용되는 범위내이면, 공정(h)의 제품 처리공정으로 이행한다.
한편, θ1 및 θ2, Ⅹ3등의 치수가 규격으로부터 벗어나면, 공정(g)의 면취용 지석의 보정을 행한다.
공정(g)의 면취용 지석의 보정공정에서는, θ값과 Ⅹ3값등의 차이분을 감안하여 재차 면취용 지석의 형상설계를 하고, 제작하여도 상관없지만, 기상에서 면취용 지석의 형상을 보정하면, 보다 더 단기간에 소망의 면취형상으로 할 수가 있다.
그리고, 이러한 기상에서의 면취용 지석의 형상의 보정은, 예를 들면, 이하와 같은 기상에 형상보정 기능을 갖춘 면취장치를 이용하는 것에 의해 실현할 수 있다.
토세이 엔지니어링 사제(社製) 면취 장치 W－GM－5200은, 기상에서 면취용 지석의 형상을 만들어 넣는 트르잉 기능을 갖고 있다(도 12, 도 13).
이 장치의 트르잉 기능이란, 메탈＃300~600으로 이루어지는 마스터 지석(22)에 의해 트르잉된 GC＃300정도의 지립을 포함한 수지제 트르아(21)을 이용하여, 레진 재와 다이아몬드＃1500~3000으로 이루어진 면취용 지석(11)의 총형홈의 형상을 보정할 수가 있는 것이다.
이 때, 도 12에 나타난 바와 같이, 트르아(21)와 면취용 지석(11)을 당접시키고 있는 사이에 양자를 상대적으로 상하 요동시키는 것에 의해, 면취용 지석(11)의 홈 폭을 조절할 수가 있다.
또한, 도 13에 나타난 바와 같이, 마스터 지석(22)과 트르아(21)을 당접시키고 있는 사이에 양자를 상대적으로 상하 요동하는 것에 의해, 트르아(21)의 형상을 조절 하고, 이 트르아(21)을 이용하여 면취용 지석(11)을 트르잉 할 수도 있다.
또한, 공정(b)에서 원통상의 외주날 회전 지석을 준비한 경우는, 면취용 지석의 형상 보정을 행하는 것과 함께, 원통상의 외주날 회전지석의 중심의 이동궤적을 규정하는 수치제어의 프로그램의 보정을 행하는 것에 의해서도 기상에서 면취형상의 일치(あわせこみ)를 행할 수가 있다.
이와 같이 하여 면취용 지석의 보정을 행한 후, 공정(d)~(f)를 재차 행하여, 제품 웨이퍼와 동등한 두께의 더미 웨이퍼를 면취하여, 면취형상을 평가한다.
그리고, 공정(f)에서 면취형상 평가를 실시한 결과, 규격에 충분히 맞고 있으면 공정(h)의, 실제로 제품 웨이퍼를 제조하는 제품 처리로 이행한다.
이 제품 처리공정에서는, 우선, 상기의 공정에서 제작 및 보정된 면취용 지석을 이용하여, 슬라이스 상태의 웨이퍼를 면취한다.
다음에, 통상의 방법에 따라 평탄화처리, 에칭, 연마 등의 처리가 행해져 제품 웨이퍼가 된다.
이상과 같은 공정을 거쳐 제조된 웨이퍼는, 그 면취형상이, 목표로 한 면취형상의 규격 치수에 충분히 합치한 것이 된다.
그리고, 본 발명의 웨이퍼의 제조방법에 의하면, 더미 웨이퍼로서 제품 웨이퍼와 동등한 두께의 더미 웨이퍼를 이용하므로, 직접적으로 면취형상의 일치가 가능하다.
그 결과, 보다 단기간에 정확하게 면취용 지석의 보정을 할 수가 있다.
본 발명의 제2의 실시형태에서는, 제1의 실시형태에서의 도 1의 공정(h)의 제품 처리로 이행하기 전에, 제조하는 제품 웨이퍼의 제조 관리값으로서 면취 목표치를 설정한다.
제2의 실시형태에 대하여, 도 2에 그 개략의 일례를 나타냈다.
본 발명의 제2의 실시형태의 개략은 이하에 나타낸 바와 같다.
도 2의 공정(a´)에서 (g´)까지는, 도 1의 공정(a)에서 (g)까지와 동일하다.
공정(f´)에서 면취형상 평가를 행하고, 규격에 충분히 맞는 면취형상이 얻어지게 되면, 공정(h´)로 진행된다.
공정(h´)에서, 실제로 제품 처리에서 투입되는 슬라이스 형태의 웨이퍼와 동등한 두께의 더미 웨이퍼(슬라이스 상태의 더미 웨이퍼)를 준비한다.
이 더미 웨이퍼로서는, 슬라이스 상태의 웨이퍼 그 것이라도 괜찮지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 슬라이스 상태의 웨이퍼와 동일한 재료이고, 동등한 두께이면 어떠한 처리를 받은 웨이퍼라도 좋다.
다음에, 공정(i')에서, 공정(h')에서 준비한 더미 웨이퍼를, 공정(f')의 평가에서 합격한 면취용 지석을 이용하여 공정(d')[또는 도 1의 공정(d)]와 같게 면취처리를 행한다.
다음에, 공정(j´)에서, 더미 웨이퍼에 평탄화 처리 등을 하기 전에 공정(i´)에서 면취된 더미 웨이퍼의 면취형상을 측정하고, 측정된 값이 제조하는 제품 웨이퍼의 제조 관리값으로서의 면취 목표치로 한다.
면취 목표치의 유효 숫자는, 예를 들면, 제품 웨이퍼의 두께가 0.2 mm이상 1 mm이하인 경우에는, θ1, θ2 에서는 1°단위, Ⅹ3에서는 0.01 mm 단위로 하는 것이 바람직하다.
공차는 고객 요구나 면취장치 상태 등에 의해 설정하지만, 예를 들면, 제품 웨이퍼의 두께가 0.2mm이상 1mm이하인 경우에는, θ1, θ2 는 ±3°정도, Ⅹ3는±0.05 mm 정도로 할 수가 있다.
다음의 공정(k´)의 제품처리에서는, 이 면취 목표치가 기준이 되어, 면취형상이 적절히 형성되었는지 어떤지가 판단된다.
(실시예)
이하, 본 발명의 실시예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
제품 웨이퍼와 같은 775㎛두께의 단결정 실리콘 웨이퍼를 더미 웨이퍼로서 준비하고, 총형홈을 갖는 면취용 지석(11)을 이용하여, 도 1의 공정(a)에서 (e)까지를 행하였다.
그 결과, 표 2중에 나타난 바와 같이, 더미 웨이퍼의 면취 후의 형상은 설계 형상, 즉 목표 형상에 대하여, θ1 및 θ2값에 대해서는 약 3°크고, Ⅹ3값에 대해서는 약 35㎛ 작게 벗어나 있었다[도 1(f)].
상기한 더미 웨이퍼결과로부터, 목표로 한 Ⅹ3길이 620㎛에 대하여, 면취 후의 더미 웨이퍼의 Ⅹ3길이는 585㎛로 약 35㎛짧은 것을 알 수 있다.
그래서 면취용 지석의 트르잉 시에 ±17㎛의 상하 요동(진폭으로 34㎛)을 행하는 설정으로 하고, 면취용 지석의 총형홈을 넓히는 트르잉을 행하였다[도 1(g)].
이와 같이 하여 보정을 행한 면취용 지석을 이용하여 다시 더미 웨이퍼를 면취하였는바 규격 내의 면취형상이었으므로[도 1(d)~(f)], 이 보정한 면취용 지석을 이용하여 제품처리를 행하였다[도 1(h)].
그 결과, 표 2중에 나타난 바와 같이, 제품 웨이퍼의 면취형상은, 설계형상의 범위에 들어왔다.
θ1(°) θ2(°) Ⅹ3(mm)
설계 형상 16~20
(18±2)		 16~20
(18±2)		 0.59~0.65
(0.62±0.03)
더미 웨이퍼의 면취 후 형상 평균=21.2
최대=22.3
최소=20.5		 평균=21.1
최대=22.2
최소=20.8		 평균=0.585
최대=0.602
최소=0.579
제품 웨이퍼의 형상 평균=18.1
최대=18.6
최소=17.1		 평균=18.3
최대=19.2
최소=17.9		 평균=0.618
최대=0.640
최소=0.599
(실시예 2)
실시예 1에서 형상이 적정화된 면취용 지석으로 실제로 제품 처리를 행하기 전에, 면취 목표치의 설정을, 도 2에 나타낸 공정에 따라 이하와 같이 행하였다.
실시예 1에서 보정된 면취용 지석으로, 910㎛두께의 슬라이스 상태의 웨이퍼를 더미 웨이퍼로서 준비하고(h´), 이것을 면취처리한 후(i´), 면취형상을 측정하여 면취 목표치를 설정하였다(j´).
면취된 슬라이스 상태의 더미 웨이퍼의 면취형상의 측정결과와 이 결과로부터 설정한 면취 목표치의 예를 표 3에 나타내었다.
θ1(°) θ2(°) Ⅹ3(mm)
슬라이스 상태의 더미 웨이퍼 면취형상 평균=14.6
최대=15.2
최소=12.9		 평균=14.5
최대=15.3
최소=13.0		 평균=0.647
최대=0.670
최소=0.625
면취목표치 중심치=15
(±3)		 중심치=15
(±3)		 중심치=0.65
(±0.04)
표 3에 명확히 나타난 바와 같이, 최종적으로 제품 웨이퍼로 면취형상이 규격에 합치하는 면취용 지석으로 슬라이스 상태의 두께를 갖는 웨이퍼를 면취하면, θ1, θ2가 규격보다 오히려 시프트 하고 있는 것을 알 수 있다.
종래는, 슬라이스 상태의 두께를 갖는 더미 웨이퍼를 이용하고, 이것을 면취했을 때의 θ1, θ2가 제품 웨이퍼의 규격을 만족하도록 면취용 지석을 제작한 것과 크게 다른 결과가 되어 있다.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 단순한 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (7)

  1. 잉곳을 슬라이스 하여 웨이퍼로 하는 슬라이스 공정, 이 잉곳으로부터 슬라이스 된 웨이퍼를, 면취용 지석을 이용하여 면취하는 면취공정, 이 면취한 웨이퍼에 평탄화처리, 에칭, 연마중의 적어도 1개 이상의 처리를 하는 것에 의해 상기 면취한 웨이퍼보다 얇은 두께의 제품 웨이퍼로 하는 공정을 구비하는 웨이퍼의 제조방법에 있어서,
    적어도 상기 면취공정보다 전에, 상기 제품 웨이퍼와 동등한 두께의 더미 웨이퍼를 상기 면취용 지석을 이용하여 면취하고, 이 면취된 더미 웨이퍼의 면취형상을 측정하고, 이 측정된 더미 웨이퍼의 면취형상에 근거하여 상기 면취용 지석의 형상을 보정하는 보정공정을 구비하여, 이 형상을 보정한 면취용 지석을 이용하여 상기 잉곳으로부터 슬라이스 된 웨이퍼를 면취하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 면취용 지석의 보정은, 기상(機上)에서 행하는 것인 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 면취용 지석은 총형홈을 갖는 것이고, 이 총형홈을 상기 웨이퍼의 주연부에 당접시켜 면취하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 면취용 지석은 총형홈을 갖는 것이고, 이 총형홈을 상기 웨이퍼의 주연부에 당접시켜 면취하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 면취용 지석이 원통상의 외주날 회전 지석이고, 이 외주날 회전 지석이 상기 웨이퍼의 두께 방향 및 직경 방향으로 상대적으로 가동하여 상기 웨이퍼를 면취하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 제조방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 면취용 지석이 원통상의 외주날 회전 지석이고, 이 외주날 회전 지석이 상기 웨이퍼의 두께 방향 및 직경 방향으로 상대적으로 가동하여 상기 웨이퍼를 면취하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 제조방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 웨이퍼의 제조방법에 있어서,
    적어도 상기 보정공정 후에, 상기 형상을 보정한 면취용 지석을 이용하여, 상기 잉곳으로부터 슬라이스 된 웨이퍼와 동등한 두께의 더미 웨이퍼를 면취하고, 이 면취된 더미 웨이퍼의 면취형상을 측정하고, 이 측정된 더미 웨이퍼의 면취형상의 치수를, 상기 잉곳으로부터 슬라이스 된 웨이퍼의 면취 목표치로서 설정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 제조방법.
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