KR20200139777A - 웨이퍼의 경면 모따기 방법, 웨이퍼의 제조 방법 및, 웨이퍼 - Google Patents

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KR20200139777A
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Abstract

웨이퍼의 주면과 모따기면의 경계에 있어서의 모서리 버어를 억제하는 것이 가능한 웨이퍼의 경면 모따기 방법을 제공한다. 본 발명은, 웨이퍼(W)의 모따기면을 연마 패드(4, 6)로 경면 연마하는 웨이퍼의 경면 모따기 방법에 있어서, 연마 패드(4, 6)의 주면과 웨이퍼(W)의 주면의 이루는 각도 α1, α2를, 모따기 시에 있어서의 모따기각의 목표값 이하로 하는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼의 경면 모따기 방법, 웨이퍼의 제조 방법 및, 웨이퍼
본 발명은, 웨이퍼의 경면 모따기(mirror surface chamfering) 방법, 웨이퍼의 제조 방법 및, 웨이퍼에 관한 것이다.
반도체 디바이스는, 단결정 잉곳(single crystal ingot)으로부터 잘라낸 웨이퍼에, 모따기, 랩핑(lapping), 에칭(etching), 양면 연마, 경면 모따기, 마무리 연마 등을 실시한 후에, 디바이스 공정에서, 웨이퍼의 주면에 전기 회로 등을 형성함으로써 제조된다. 여기에서, 「모따기」란, 모따기용의 지석(砥石) 등을 이용하여 웨이퍼의 주연부에 모따기면을 형성하는 처리이고, 「경면 모따기」란, 연마 패드를 이용하여 모따기로 형성된 모따기면을 경면 연마하는 처리이다.
특허문헌 1에는, 이하의 방법에 의해 모따기된 웨이퍼에 경면 모따기를 실시하고 있다. 즉, 웨이퍼의 주면과 모따기면의 이루는 각도가 약 22°가 되도록 모따기된 웨이퍼의 모따기면에 대하여, 연마 패드의 주면과 웨이퍼의 주면의 이루는 각도가 약 45°가 되도록 연마 패드를 눌러대어, 경면 모따기를 행하고 있다.
일본공개특허공보 평11-188590호
그런데, 특허문헌 1의 방법으로 경면 모따기한 웨이퍼에서는, 웨이퍼의 최종 세정 공정 이후의 공정에 있어서, 웨이퍼 척이나 웨이퍼 수용 용기 내의 홈과 웨이퍼가 접촉함으로써, 발진이 발생할 가능성이 있는 것이 판명되었다. 그리고, 경면 모따기한 웨이퍼의 표면을 주의 깊게 관찰한 결과, 웨이퍼의 주면과 모따기면의 경계에 있어서 모서리 버어(burr)가 발생되어 있고, 이에 기인하여 발진이 발생할 가능성이 있는 것이 판명되었다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여, 웨이퍼의 주면과 모따기면의 경계에 있어서의 모서리 버어를 억제하는 것이 가능한 웨이퍼의 경면 모따기 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 웨이퍼의 주면과 모따기면의 경계에 있어서의 모서리 버어가 억제된 웨이퍼를 제조하는 것이 가능한 웨이퍼의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 웨이퍼의 주면과 모따기면의 경계에 있어서의 모서리 버어가 억제된 웨이퍼를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 요지 구성은 이하와 같다.
(1) 웨이퍼의 모따기면을 연마 패드로 경면 연마하는 웨이퍼의 경면 모따기 방법에 있어서,
상기 연마 패드의 주면과 상기 웨이퍼의 주면의 이루는 각도 α를, 상기 웨이퍼의 상기 주면과 상기 모따기면의 이루는 각도 θ의, 상기 웨이퍼의 모따기 시에 있어서의 목표값 이하로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
(2) 상기 각도 θ의 목표값을 22° 이상 26° 이하로 하는, 상기 (1)에 기재된 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
(3) 상기 각도 α를 20° 이상으로 하는, 상기 (2)에 기재된 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
(4) 상기 웨이퍼를 흡착하여 유지(保持)하면서 회전 가능한 스테이지와, 상기 웨이퍼의 상기 주면에 대하여 경사진 경사면에 상기 연마 패드가 접착되어 있고, 또한 당해 경사면을 따라 요동 가능한 연마 패드 부착 지그(jig)를 구비하는 웨이퍼의 경면 모따기 장치를 이용하여,
상기 연마 패드 부착 지그의 상기 경사면과 상기 웨이퍼의 상기 주면의 이루는 각도를 상기 각도 α와 일치시키고, 또한 상기 스테이지에 의해 회전된 상기 웨이퍼의 상기 모따기면에 상기 연마 패드를 항상 접촉시킨 상태로, 상기 연마 패드 부착 지그를 상기 경사면을 따라 요동시키는, 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
(5) 상기 웨이퍼를 흡착하여 유지 가능한 스테이지와, 상기 웨이퍼의 상기 주면에 대하여 경사진 경사면에 상기 연마 패드가 접착되어 있고, 또한 당해 경사면을 따라 요동 가능한 연마 패드 부착 지그를 구비하는 웨이퍼의 경면 모따기 장치를 이용하여,
상기 연마 패드 부착 지그의 상기 경사면과 상기 웨이퍼의 상기 주면의 이루는 각도를 상기 각도 α와 일치시키고, 또한 상기 스테이지에 유지된 상기 웨이퍼의 상기 모따기면에 상기 연마 패드를 항상 접촉시킨 상태로, 상기 연마 패드 부착 지그를 상기 경사면을 따라 요동시키면서, 상기 웨이퍼의 둘레 방향을 따라 이동시키는, 상기 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
(6) 상기 스테이지의 직경은, 상기 웨이퍼에 흡착하는 측의 면으로부터 당해 면과 반대측의 면을 향하여 축경(縮徑)하는, 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
(7) 상기 스테이지의 측면과 상기 스테이지의 상기 웨이퍼에 흡착하는 측의 면의 이루는 각도가 20° 이하인, 상기 (6)에 기재된 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
(8) 상기 (1)∼(7) 중 어느 하나에 기재된 웨이퍼의 경면 모따기 방법을 이용하여, 상기 웨이퍼를 경면 모따기하는 것을 포함하는 웨이퍼의 제조 방법.
(9) 앞면과 모따기 경계부의 모서리 버어량 및/또는 이면과 모따기 경계부의 모서리 버어량이 180㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 웨이퍼.
(10) 상기 앞면과 모따기 경계부의 모서리 버어량 및/또는 상기 이면과 모따기 경계부의 모서리 버어량이 200㎛ 이상인, 상기 (9)에 기재된 웨이퍼.
(11) ESFQRmax가 45㎚ 이하인, 상기 (9) 또는 (10)에 기재된 웨이퍼.
본 발명에 의하면, 웨이퍼의 주면과 모따기면의 경계에 있어서의 모서리 버어가 억제된 웨이퍼를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 웨이퍼의 경면 모따기 방법에 제공하는 것이 가능한 웨이퍼의 주연부의 형상을 나타내는 개략 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 웨이퍼의 경면 모따기 방법에 이용하는 것이 가능한 웨이퍼의 경면 모따기 장치(100)의 개략도이다.
도 2b는 도 2a의 부분 I의 확대도이다.
도 3a는 모서리 버어를 정량화하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 3b는 모서리 버어를 정량화하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 각 발명예 및 비교예에 있어서, 연마 패드의 주면과 웨이퍼의 앞면측의 주면의 이루는 각도 α1과, 앞면과 모따기 경계부의 모서리 버어량의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 각 발명예 및 비교예에 있어서, 연마 패드의 주면과 웨이퍼의 앞면측의 주면의 이루는 각도 α1과, ESFQRmax의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 모서리 버어량과 ESFQRmax의 관계를 설명하는 그래프이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
우선, 본 실시 형태에 의한 웨이퍼의 경면 모따기 방법에 제공하는 것이 가능한 웨이퍼에 대해서 설명한다. 도 1을 참조하여, 웨이퍼의 주연부는, 웨이퍼의 앞면측의 주면(M1) 및 이면측의 주면(M2)에 수직인 단면(E)과, 웨이퍼의 앞면측의 주면(M1)과 단면(E)을 접속하는 상 모따기면(C1)과, 웨이퍼의 이면측의 주면(M2)과 단면(E)을 접속하는 하 모따기면(C2)을 갖는다. 도 1에 나타내는 형상의 웨이퍼는, 예를 들면, 단결정 잉곳으로부터 잘라낸 웨이퍼에 대하여, 모따기를 실시한 후에, 양면 연마를 실시함으로써 얻을 수 있다.
도 1에 있어서, θ1은, 웨이퍼의 앞면측의 주면(M1)과 상 모따기면(C1)의 이루는 각도(이하, 「상 모따기각」이라고 함)이다. θ2는, 웨이퍼의 이면측의 주면(M2)과 하 모따기면(C2)의 이루는 각도(이하, 「하 모따기각」이라고 함)이다. 즉, 본 명세서에서는, 웨이퍼의 주면과 모따기면의 이루는 각도(θ) 중, 앞면측의 것을 θ1로 정의하고, 이면측의 것을 θ2로 정의한다. 웨이퍼의 모따기에서는, θ1, θ2의 목표값을 22° 이상 26° 이하로 설정할 수 있다. 이 목표값은, 모따기에 있어서 이용하는 모따기 호일 등의 지그의 홈 형상에 따라 정해진다. 단, 지그의 홈의 마모나, 양면 연마에서의 연마 가공 여유분 등에 기인하여, 경면 모따기에 제공되는 웨이퍼에 있어서의 θ1, θ2는 목표값으로부터 ±1° 어긋날 가능성이 있다. 또한, θ1, θ2의 목표값을 26°보다 크게 하면, 경면 모따기에 제공하기 전의 웨이퍼에 있어서의 모따기 각도가 커지기 때문에, 모서리 버어 억제의 효과가 작아진다. θ1, θ2의 목표값은, 22° 이상 23° 이하로 설정하는 것이 보다 바람직하고, 22°로 설정하는 것이 더욱 바람직하다.
t는, 웨이퍼의 주연부의 두께로서, 760㎛∼790㎛로 설정할 수 있다. A1은 상 모따기폭이고, A2는 하 모따기폭이고, A1, A2는 모두 200㎛∼450㎛로 설정할 수 있다. B1은 상 모따기 두께이고, B2는 하 모따기 두께이고, B1, B2는 모두 80㎛∼240㎛로 설정할 수 있다. R1은 상 모따기부의 곡률 반경이고, R2는 하 모따기부의 곡률 반경이고, R1, R2는 모두 200∼250㎛로 설정할 수 있다. BC는, 단면의 웨이퍼 두께 방향의 길이이고, 300㎛∼600㎛로 설정할 수 있다. 또한, 도 1에서는, BC≠0의 웨이퍼에 대해서 설명했지만, 본 실시 형태에 의한 웨이퍼의 경면 모따기 방법에 제공하는 것이 가능한 웨이퍼는, BC＝0의 소위 라운드형의 웨이퍼라도 좋다.
다음으로, 본 실시 형태에 의한 웨이퍼의 경면 모따기 방법에 있어서 이용할 수 있는 웨이퍼의 경면 모따기 장치(100)에 대해서 설명한다.
도 2a를 참조하여, 경면 모따기 장치(100)는, 웨이퍼(W)를 흡착하여 유지하면서 회전 가능한 스테이지(2)와, 웨이퍼(W)의 상 모따기면(C1)과 접촉 가능한 위치에 배치된 제1 연마 패드(4)와, 웨이퍼(W)의 하 모따기면(C2)과 접촉 가능한 위치에 배치된 제2 연마 패드(6)와, 웨이퍼(W)의 주연부에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급 기구(8)를 구비한다.
제1 연마 패드(4)는, 제1 연마 패드 부착 지그(10)의 경사면(10A)에 접착되어 있다. 제1 연마 패드 부착 지그(10)는, 경사면(10A)을 따라 요동하는 것이 가능하게 되어 있고, 이에 수반하여, 제1 연마 패드(4)도 경사면(10A)을 따라 요동하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 제2 연마 패드(6)는, 제2 연마 패드 부착 지그(12)의 경사면(12A)에 접착되어 있다. 제2 연마 패드 부착 지그(12)는, 경사면(12A)을 따라 요동하는 것이 가능하게 되어 있고, 이에 수반하여, 제2 연마 패드(6)도 경사면(12A)을 따라 요동하는 것이 가능하게 되어 있다. 여기에서, 제1, 2 연마 패드 부착 지그(10, 12)는, 경면 모따기 장치(100)를 평면에서 본 경우에 있어서, 웨이퍼(W)를 사이에 두어 서로 대향하는 위치에 배치된다. 또한, 제1, 2 연마 패드 부착 지그(10, 12)를 요동시키는 기구는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 에어 실린더 또는 서보 모터 등에 의해 구동하는 슬라이드 기구를 이용할 수 있다.
제1, 2 연마 패드(4, 6)는, 압축률이 1.5％∼7.5％인 연마 패드를 이용하는 것이 바람직하고, 압축률이 3.5％∼7.5％인 연마 패드를 이용하는 것이 보다 바람직하다. 이들의 압축률을 갖는 연마 패드는, 일반적인 경면 모따기에 있어서 이용하는 연마 패드(압축률: 9％ 이상)보다도 단단한 연마 패드로서, 오버 폴리시를 억제하면서, 상하 모따기면(C1, C2) 중 단면(E)측에 가까운 쪽의 부분이 연마되지 않고 잔존하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 연마 패드의 재질은, 일반적인 재질이라도 좋고, 예를 들면 폴리우레탄제 부직포를 이용할 수 있다. 또한, 제1, 2 연마 패드(4, 5)의 두께는 1.0∼2.0㎜로 할 수 있다.
스테이지(2)는, 제1, 2 연마 패드 부착 지그(10, 12)가 요동했을 때에, 제1, 2 연마 패드 부착 지그(10, 12) 및 제1, 2 연마 패드(4, 6)와 접촉하지 않도록, 웨이퍼(W)에 흡착하는 측의 면으로부터 당해 면과 반대측의 면을 향하여, 그 직경을 축경시키는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 스테이지(2)의 측면과 스테이지(2)의 웨이퍼(W)에 흡착하는 측의 면의 이루는 각도 β를 20° 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 스테이지(2)의, 웨이퍼(W)에 흡착하는 측의 면에 있어서의 직경은, 웨이퍼(W)의 직경보다도 4∼10㎜ 작게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 웨이퍼(W)와의 흡착력을 저하시키지 않고, 스테이지(2)와 제1, 2 연마 패드(4, 6)와의 간섭을 방지할 수 있다.
다음으로, 전술한 경면 모따기 장치(100)를 이용하여 행할 수 있는 본 실시 형태에 의한 웨이퍼의 경면 모따기 방법의 일 예를 설명한다.
도 2a를 참조하여, 스테이지(2)를 회전시킴으로써 웨이퍼(W)를 회전시켜, 웨이퍼(W)의 상 모따기면(C1)에 제1 연마 패드(4)를 항상 접촉시키고, 웨이퍼(W)의 하 모따기면(C2)에 제2 연마 패드(6)를 항상 접촉시킨 상태로, 제1 연마 패드 부착 지그(10)를 경사면(10A)을 따라 요동시키고, 제2 연마 패드 부착 지그(12)를 경사면(12A)을 따라 요동시킨다. 또한, 제1, 2 연마 패드 부착 지그(10, 12)에는, 웨이퍼(W)의 주연부로부터 중심부를 향하는 방향을 따라 하중이 가해져 있고, 슬러리 공급 기구(8)로부터 공급된 슬러리는, 웨이퍼(W)의 주연부에 공급된다. 그러면, 제1 연마 패드(4)도 경사면(10A)을 따라 요동하고, 제2 연마 패드(6)도 경사면(12A)을 따라 요동한다. 이에 따라, 상 모따기면(C1)이 제1 연마 패드(4)로 경면 연마되고, 하 모따기면(C2)이 제2 연마 패드(6)로 경면 연마된다. 또한, 웨이퍼(W)의 회전수는 300∼1500rpm으로 할 수 있고, 제1, 2 연마 패드 부착 지그에 가하는 하중의 크기는 30∼60N으로 할 수 있고, 요동 속도는 1∼8㎜/sec로 할 수 있다. 또한, 슬러리는, 콜로이달 실리카를 함유하는 알칼리성의 공지의 슬러리를 이용할 수 있다.
도 1도 참조하여, 본 실시 형태에서는, 전술한 경면 모따기에 있어서, 제1 연마 패드(4)의 주면과 웨이퍼(W)의 앞면측의 주면(M1)의 이루는 각도 α1을, 웨이퍼(W)의 모따기 시에 있어서의 상 모따기 각도 θ1의 목표값 이하로 하는 것 및/또는, 제2 연마 패드(6)의 주면과 웨이퍼(W)의 이면측의 주면(M2)의 이루는 각도 α2를, 웨이퍼(W)의 모따기 시에 있어서의 하 모따기 각도 θ2의 목표값 이하로 하는 것이 중요하다. 이하에서는, 이 기술적 의의를 설명한다. 또한, 도 2b에서는, θ1과 α1의 대소 관계의 일 예가 나타나 있고, α1이 θ1보다도 작아져 있다.
종래의 경면 모따기에서는, 연마 패드의 주면과 웨이퍼의 주면의 이루는 각도 α를 모따기각 θ의 모따기 시에 있어서의 목표값보다도 상당히 크게 설정하고 있었다. 이는, 연마 패드의 주면과 웨이퍼의 주면의 이루는 각도 α를 지나치게 작게 하면, 웨이퍼의 주면과 모따기면의 경계로부터 수백㎛ 이상이나 웨이퍼의 중심측의 영역이 오버 폴리시된다고 생각되고 있기 때문이다. 분명히, 종래의 방법에 의하면, 오버 폴리시를 억제할 수 있다. 그런데, 본 발명자들은, 종래의 방법에서는, 웨이퍼의 주면과 모따기면의 경계에 있어서의 연마량이 부족함으로써, 이 경계에 있어서 모서리 버어가 발생되어 있고, 이에 기인하여 웨이퍼의 최종 세정 이후의 공정에 있어서 발진이 발생할 가능성이 있다는 신규한 기술적 과제를 인식했다. 그리고, 더 한층의 검토를 진행시킨 결과, 연마 패드의 주면과 웨이퍼의 주면의 이루는 각도 α를 종래보다도 작게 해도, 오버 폴리시는 그다지 문제는 되지 않는 것을 인식했다. 추가로, 연마 패드의 주면과 웨이퍼의 주면의 이루는 각도α를 모따기각 θ의 모따기 시에 있어서의 목표값 이하로 함으로써, 오버 폴리시를 허용 레벨로 억제하면서도, 모서리 버어를 억제할 수 있는 것을 인식했다. 본 실시 형태는, 이들의 인식에 기초하는 것이다.
본 명세서에 있어서의 「모서리 버어」는, 이하의 방법으로 정량화할 수 있다. 우선, 공지의 레이저 현미경을 이용하여, 웨이퍼의 표면 형상을 지름 방향을 따라 스캔한다. 구체적으로는, 스캔 방향을 x축으로 하고, 웨이퍼의 주면의 외주단으로부터 중심측으로 400∼600㎛의 위치를 스캔의 시점(x좌표의 원점)으로 하고, 웨이퍼의 외주단으로부터 중심측으로 100∼300㎛의 위치를 스캔의 종점으로 한다. 이에 따라, 도 3a에 나타내는 윤곽 곡선(f(x))이 얻어진다. 다음으로, 공지의 해석 방법을 이용하여, 윤곽 곡선(f(x))을 x로 2차 미분함으로써, 도 3a에 나타내는 2차 미분 곡선(f"(x))을 얻는다. 다음으로, 2차 미분 곡선(f"(x))에 있어서의 피크 중, 깊이가 최대가 되는 피크(이하, 「최대 피크」라고 함)를 특정한다. 그리고, 최대 피크의 깊이를 d로 하고, y＝－d×60％와 y＝f"(x)의 교점의 x좌표를 x1, x2로 한다. 다음으로, 공지의 해석 방법을 이용하여, 도 3b에 나타내는 바와 같이, x1≤x≤x2의 영역에 있어서의 윤곽 곡선(f(x))을 원으로 피팅한다. 이와 같이 하여 피팅한 원의 반경의 크기를 모서리 버어의 지표에 이용한다. 즉, 피팅한 원의 반경이 클수록, 웨이퍼의 주면과 모따기면의 경계에 있어서의 모서리 버어가 억제되어 있는 것을 의미한다. 또한, 웨이퍼의 앞면측의 주면을 스캔하는 경우에는, 피팅한 도 3b에 나타내는 원의 반경(단위: ㎛)을 앞면과 모따기 경계부의 모서리 버어량이라고 칭한다. 한편으로, 웨이퍼의 이면측의 주면을 스캔하는 경우에는, 앞면과 모따기 경계부의 모서리 버어량과 동일한 방법으로 피팅한 원의 반경(단위: ㎛)을 이면과 모따기 경계부의 모서리 버어량이라고 칭한다. 또한, 도 3a, 3b에 있어서, x≥230㎛의 영역에 있어서의 f(x)의 진동은, 웨이퍼의 표면 형상과는 관계가 없는 노이즈이다.
도 1을 참조하여, 웨이퍼의 모따기에서는, 상 모따기각 θ1 및 하 모따기각 θ2의 목표값을 각각 22° 이상 26° 이하로 설정할 수 있다. θ1 및 θ2는, 보다 바람직하게는 22° 이상 23° 이하, 더욱 바람직하게는 22° 이다. 이 경우, 도 2a도 참조하여, 각도 α1을 22° 이하로 함으로써, 앞면과 모따기 경계부의 모서리 버어량을 180㎛ 이상으로 할 수 있다. 또한, 각도 α2를 22° 이하로 함으로써, 이면과 모따기 경계부의 모서리 버어량을 180㎛ 이상으로 할 수 있다. 추가로, 각도 α1를 21° 이하로 함으로써, 경면 모따기에 제공되는 웨이퍼의 모따기 각도가 불균일해도, 확실히 모서리 버어를 억제할 수 있다. 예를 들면, 모따기 각도가 불균일해짐으로써 θ1＝22°±1°가 된 경우라도, 앞면과 모따기 경계부의 모서리 버어량을 200㎛ 이상으로 할 수 있다. 또한, 각도 α2를 21° 이하로 함으로써, 경면 모따기에 제공되는 웨이퍼의 모따기 각도가 불균일해도, 확실히 모서리 버어를 억제할 수 있다. 예를 들면, 모따기 각도가 불균일함으로써 θ2＝22°±1°가 된 경우라도, 이면과 모따기 경계부의 모서리 버어량을 200㎛ 이상으로 할 수 있다.
웨이퍼(W)의 앞면측에 있어서의 오버 폴리시를 허용 레벨로 억제하는 관점에서, 각도 α1를 20° 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 웨이퍼(W)의 이면측에 있어서의 오버 폴리시를 허용 레벨로 억제하는 관점에서, 각도 α2를 20° 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 「오버 폴리시가 허용 레벨이다」란, ESFQRmax가 45㎚ 이하인 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서의 「ESFQRmax」란, SEMI 규격 M67로 규정되는 ESFQR(Edge Site Front least sQuares Range)에 기초하여 결정된다. 구체적으로는, 웨이퍼의 외주단으로부터 지름 방향을 따라 1∼30㎜의 환상 영역을 웨이퍼의 둘레 방향을 따라 72의 부채형의 섹터로 분할한다. 그리고, 각 섹터 내의 두께 분포로부터 최소 이승법에 의해 구한 기준면으로부터의 플러스측의 최대 변위량과 마이너스측의 최대 변위량의 절대값의 합을 각 섹터에 있어서의 ESFQR로 한다. 그리고, 이들 ESFQR 중 최대의 것을 ESFQRmax로 한다.
즉, α1을 20° 이상 22° 이하로 설정하면, ESFQRmax를 45㎚ 이하로 하면서, 앞면과 모따기 경계부의 모서리 버어량을 180㎛ 이상으로 할 수 있다. α1을 20° 이상 21° 이하로 설정하면, ESFQRmax를 45㎚ 이하로 하면서, 앞면과 모따기 경계부의 모서리 버어량을 200㎛ 이상으로 할 수 있다. 마찬가지로, α2를 20° 이상 22° 이하로 설정하면, ESFQRmax를 45㎚ 이하로 하면서, 이면과 모따기 경계부의 모서리 버어량을 180㎛ 이상으로 할 수 있다. α2를 20° 이상 21° 이하로 설정하면, ESFQRmax를 45㎚ 이하로 하면서, 이면과 모따기 경계부의 모서리 버어량을 200㎛ 이상으로 할 수 있다.
이상, 본 실시 형태를 예로 하여, 본 발명의 웨이퍼의 경면 모따기 방법을 설명했지만, 본 발명은, 이에 한정되지 않고, 특허 청구의 범위에 있어서 적절히 변경할 수 있다.
예를 들면, 이하에 설명하는 경면 모따기 장치를 이용하여, 웨이퍼의 경면 모따기를 행할 수 있다. 즉, 웨이퍼를 흡착하여 유지 가능한 스테이지와, 웨이퍼의 주면에 대하여 경사진 경사면에 연마 패드가 접착되어 있고, 또한 당해 경사면을 따라 요동 가능한 연마 패드 부착 지그를 구비하는 웨이퍼의 경면 모따기 장치를 이용한다. 그리고, 연마 패드 부착 지그의 경사면과 웨이퍼의 주면의 이루는 각도를, 연마 패드의 주면과 웨이퍼의 주면의 이루는 각도 α와 일치시키고, 또한 스테이지에 유지된 웨이퍼의 모따기면에 연마 패드를 항상 접촉시킨 상태로, 연마 패드 부착 지그를 경사면을 따라 요동시키면서, 웨이퍼의 둘레 방향을 따라 이동시킨다. 즉, 이 경면 모따기 방법은, 웨이퍼를 회전시키지 않고 고정한 상태로, 연마 패드 부착 지그를 웨이퍼의 둘레 방향을 따라 이동시키는 점에서, 도 2a에 나타내는 모따기 방법과 상이하다. 또한, 이외에는, 도 2a에 대해서 설명한 내용을 원용한다.
다음으로, 전술한 웨이퍼의 경면 모따기 방법을 이용하여 행할 수 있는 본 발명에 의한 웨이퍼의 제조 방법의 일 예를 설명한다.
본 실시 형태에 의한 웨이퍼의 제조 방법은, 전술한 웨이퍼의 모따기 방법을 이용하여, 웨이퍼를 경면 모따기하는 것을 포함한다. 구체적으로는, 우선, 단결정 잉곳을 슬라이스함으로써 웨이퍼를 얻는다. 다음으로, 공지의 모따기용의 지석을 이용하여, 웨이퍼에 모따기를 실시하고, 모따기면이 형성된 웨이퍼를 얻는다. 다음으로, 모따기면이 형성된 웨이퍼에 대하여, 공지의 랩핑, 나아가서는 에칭을 실시한다. 다음으로, 공지의 양면 연마 장치를 이용하여, 웨이퍼의 양면 연마를 행한다. 다음으로, 전술한 경면 모따기 방법을 이용하여, 웨이퍼의 경면 모따기를 행한다. 다음으로, 공지의 편면 연마 장치를 이용하여, 웨이퍼의 마무리 연마를 행한다. 다음으로, 공지의 세정 방법을 이용하여, 웨이퍼의 세정을 행한다. 이와 같이 하여 웨이퍼가 제조된다. 또한, 마무리 연마에서는, 연마량이 미량이기 때문에, 앞면과 모따기 경계부의 모서리 버어량, 이면과 모따기 경계부의 모서리 버어량, ESFQRmax의 값은 변동하지 않는다.
본 실시 형태에 의하면, 모서리 버어가 억제된 웨이퍼를 얻을 수 있다.
이상, 본 실시 형태를 예로 하여, 본 발명의 웨이퍼의 제조 방법을 설명했지만, 본 발명은, 이에 한정되지 않고, 특허 청구의 범위에 있어서 적절히 변경할 수 있다.
실시예
(발명예 1)
단결정 실리콘 잉곳으로부터 잘라낸 직경: 300㎜의 실리콘 웨이퍼에, 모따기, 랩핑, 에칭, 양면 연마를 이 순서로 실시하고, 도 1에 나타내는 형상을 갖는 실리콘 웨이퍼를 5매 얻었다. 여기에서, 웨이퍼의 모따기에서는, #2000 레진 지석을 이용한 모따기 가공 장치에서 θ1 및 θ2의 목표값을 22°로 설정했다. 또한, t＝776㎛, A1＝240㎛, A2＝240㎛, B1＝213㎛, B2＝213㎛, BC＝350㎛, R1＝230㎛, R2＝230㎛였다.
다음으로, 도 2a에 나타내는 경면 모따기 장치를 이용하여, 이하의 조건으로, 각 실리콘 웨이퍼에 대하여 경면 모따기를 실시했다.
α1, α2: 22°
β: 20°
제1, 2 연마 패드의 종류: 폴리우레탄제의 부직포
제1, 2 연마 패드의 압축률: 5％
제1, 2 연마 패드의 두께: 1.5㎜
제1, 2 연마 패드 부착 지그의 요동 속도: 4㎜/sec
하중: 37∼40N
웨이퍼의 회전수: 1300rpm
슬러리의 종류: 콜로이달 실리카
(발명예 2)
발명예 1과 동일한 방법으로, 경면 모따기에 제공하는 실리콘 웨이퍼를 5매 얻었다. α1＝α2＝21°로 하여, 각 실리콘 웨이퍼의 경면 모따기를 행한 이외에, 발명예 1과 동일하다.
(발명예 3)
발명예 1과 동일한 방법으로, 경면 모따기에 제공하는 실리콘 웨이퍼를 5매 얻었다. α1＝α2＝20°로 하여, 각 실리콘 웨이퍼의 경면 모따기를 행한 이외에, 발명예 1과 동일하다.
(발명예 4)
발명예 1과 동일한 방법으로, 경면 모따기에 제공하는 실리콘 웨이퍼를 5매 얻었다. α1＝α2＝19°로 하여, 각 실리콘 웨이퍼의 경면 모따기를 행한 이외에, 발명예 1과 동일하다.
(비교예 1)
발명예 1과 동일한 방법으로, 경면 모따기에 제공하는 실리콘 웨이퍼를 5매 얻었다. α1＝α2＝30°로 하여, 각 실리콘 웨이퍼의 경면 모따기를 행한 이외에, 발명예 1과 동일하다.
(비교예 2)
발명예 1과 동일한 방법으로, 경면 모따기에 제공하는 실리콘 웨이퍼를 5매 얻었다. α1＝α2＝25°로 하여, 각 실리콘 웨이퍼의 경면 모따기를 행한 이외에, 발명예 1과 동일하다.
(비교예 3)
발명예 1과 동일한 방법으로, 경면 모따기에 제공하는 실리콘 웨이퍼를 5매 얻었다. α1＝α2＝23°로 하여, 각 실리콘 웨이퍼의 경면 모따기를 행한 이외에, 발명예 1과 동일하다.
(평가 방법)
각 발명예 및 비교예에서 얻어진 각 실리콘 웨이퍼에 대하여, 이하의 평가 방법을 이용하여, 모서리 버어, 오버 폴리시 및, LPD(Light Point Defect)를 평가했다.
<모서리 버어의 평가>
서술한 방법으로, 앞면과 모따기 경계부의 모서리 버어량(이하, 「모서리 버어량」이라고 약기함)을 산출함으로써 모서리 버어를 평가했다. 도 4에 평가 결과를 나타낸다. 또한, 레이저 현미경에는, 키엔스사 제조 VK-X200을 이용하여, 웨이퍼의 앞면의 외주단으로부터 중심측으로 400㎛의 위치를 스캔의 시점으로 하고, 웨이퍼의 외주단으로부터 중심측으로 100㎛의 위치를 스캔의 종점으로 했다. 또한, 피팅에는 최소 이승법을 이용했다.
<오버 폴리시의 평가>
평탄도 측정 장치(KLA 텐콜사 제조: Wafersight 2)를 이용하여, 각 실리콘 웨이퍼의 ESFQR를 측정하고, 전술한 방법으로 ESFQRmax를 산출했다. 도 5에 측정 결과를 나타낸다.
<LPD의 평가>
각 발명예 및 비교예에서 얻어진 각 실리콘 웨이퍼를 웨이퍼 반송용 로봇 핸드의 웨이퍼 척으로 1000회 척(강조 평가)시킨 후, 레이저 파티클 카운터(KLA-Tencor사 제조, SP-3)를 이용하여 DCO 모드로 측정하고, 35㎚ 이상의 사이즈의 LPD의 수를 구했다.
(평가 결과의 설명)
도 4, 5를 참조하여, 비교예 1∼3에서는, 각도 α1을 각도 θ1의 목표값보다도 크게 설정했기 때문에, ESFQRmax는 45㎚ 이하로 저감되어 있고, 오버 폴리시를 억제할 수 있었다. 그런데, 모서리 버어량은 180㎛ 미만이 되어 있어, 모서리 버어를 억제할 수 없었다. 한편으로, 발명예 1∼3에서는, 각도 α1을 각도 θ1의 목표값 이하로 설정했음에도 불구하고, ESFQRmax를 45㎚ 이하로 저감하는 것이 가능하고, 오버 폴리시를 허용 레벨로 억제할 수 있었다. 추가로, 발명예 1에서는, 모서리 버어량은 180㎛ 이상으로, 모서리 버어를 억제할 수 있고, 발명예 2, 3에서는, 모서리 버어량은 200㎛ 이상으로, 모서리 버어를 더욱 억제할 수 있었다. 또한, 발명예 4는, 모서리 버어량은 양호하기는 하지만, 각도 α1을 지나치게 작게 했기 때문에, ESFQRmax가 45㎚를 초과하고 있어, 오버 폴리시를 허용 레벨로 억제할 수 없었다. 또한, 이면에 대해서도와 마찬가지로 모서리 버어를 억제할 수 있었다. 도 6을 참조하여, 모서리 버어량이 230㎛보다도 크면, ESFQRmax가 45㎚보다도 커져 바람직하지 않다. 이 때문에, 모서리 버어량은 230㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, LPD에 대해서, 비교예 1∼3에서는, 모서리 버어량이 180㎛ 미만이었기 때문에, LPD가 2∼10개/웨이퍼였다. 이는, 척 시에 발진이 발생한 것에 기인한다. 이에 대하여, 발명예 1에서는, 모서리 버어량이 180㎛ 이상이었기 때문에, LPD는 1개/웨이퍼이고, 발진이 억제되었다. 또한, 발명예 2∼4에서는, 모서리 버어량이 200㎛ 이상이었기 때문에, LPD가 0.1∼0.7개/웨이퍼이고, 발진이 더욱 억제되었다.
(산업상 이용가능성)
본 발명에 의하면, 웨이퍼의 주면과 모따기면의 경계에 있어서의 모서리 버어가 억제된 웨이퍼를 얻을 수 있다.
M1 : 앞면측의 주면
M2 : 이면측의 주면
C1 : 상 모따기면
C2 : 하 모따기면
E : 단면
θ1 : 상 모따기각
θ2 : 하 모따기각
100 : 경면 모따기 장치
2 : 스테이지
4 : 제1 연마 패드
6 : 제2 연마 패드
8 : 슬러리 공급 기구
10 : 제1 연마 패드 부착 지그
10A : 경사면
12 : 제2 연마 패드 부착 지그
12A : 경사면
α1 : 제1 연마 패드의 주면과 웨이퍼의 앞면측의 주면의 이루는 각도
α2 : 제2 연마 패드의 주면과 웨이퍼의 이면측의 주면의 이루는 각도
β : 스테이지의 측면과 스테이지의 웨이퍼에 흡착하는 측의 면의 이루는 각도
W : 웨이퍼

Claims (11)

  1. 웨이퍼의 모따기면을 연마 패드로 경면 연마하는 웨이퍼의 경면 모따기 방법에 있어서,
    상기 연마 패드의 주면과 상기 웨이퍼의 주면의 이루는 각도 α를, 상기 웨이퍼의 상기 주면과 상기 모따기면의 이루는 각도 θ의, 상기 웨이퍼의 모따기 시에 있어서의 목표값 이하로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각도 θ의 목표값을 22° 이상 26° 이하로 하는, 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각도 α를 20° 이상으로 하는, 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 흡착하여 유지(保持)하면서 회전 가능한 스테이지와, 상기 웨이퍼의 상기 주면에 대하여 경사진 경사면에 상기 연마 패드가 접착되어 있고, 또한 당해 경사면을 따라 요동 가능한 연마 패드 부착 지그(jig)를 구비하는 웨이퍼의 경면 모따기 장치를 이용하여,
    상기 연마 패드 부착 지그의 상기 경사면과 상기 웨이퍼의 상기 주면의 이루는 각도를 상기 각도 α와 일치시키고, 또한 상기 스테이지에 의해 회전된 상기 웨이퍼의 상기 모따기면에 상기 연마 패드를 항상 접촉시킨 상태로, 상기 연마 패드 부착 지그를 상기 경사면을 따라 요동시키는, 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 흡착하여 유지 가능한 스테이지와, 상기 웨이퍼의 상기 주면에 대하여 경사진 경사면에 상기 연마 패드가 접착되어 있고, 또한 당해 경사면을 따라 요동 가능한 연마 패드 부착 지그를 구비하는 웨이퍼의 경면 모따기 장치를 이용하여,
    상기 연마 패드 부착 지그의 상기 경사면과 상기 웨이퍼의 상기 주면의 이루는 각도를 상기 각도 α와 일치시키고, 또한 상기 스테이지에 유지된 상기 웨이퍼의 상기 모따기면에 상기 연마 패드를 항상 접촉시킨 상태로, 상기 연마 패드 부착 지그를 상기 경사면을 따라 요동시키면서, 상기 웨이퍼의 둘레 방향을 따라 이동시키는, 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 스테이지의 직경은, 상기 웨이퍼에 흡착하는 측의 면으로부터 당해 면과 반대측의 면을 향하여 축경(縮徑)하는, 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스테이지의 측면과 상기 스테이지의 상기 웨이퍼에 흡착하는 측의 면의 이루는 각도가 20° 이하인, 웨이퍼의 경면 모따기 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 웨이퍼의 경면 모따기 방법을 이용하여, 상기 웨이퍼를 경면 모따기하는 것을 포함하는 웨이퍼의 제조 방법.
  9. 앞면과 모따기 경계부의 모서리 버어량 및/또는 이면과 모따기 경계부의 모서리 버어량이 180㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 웨이퍼.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 앞면과 모따기 경계부의 모서리 버어량 및/또는 상기 이면과 모따기 경계부의 모서리 버어량이 200㎛ 이상인, 웨이퍼.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    ESFQRmax가 45㎚ 이하인, 웨이퍼.
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