WO2005070619A1

WO2005070619A1 - ウエーハの研削方法及びウエーハ

Info

Publication number: WO2005070619A1
Application number: PCT/JP2005/000580
Authority: WO
Inventors: Kazutoshi Mizushima; Tadahiro Kato
Original assignee: Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2005-08-04
Also published as: JP4103808B2; JP2005205543A

Abstract

　カップ型研削砥石を用いてウエーハの両面を片面ずつ研削する方法において、先ず、前記ウエーハの一方の面を研削する際に、前記研削砥石をウエーハ外周縁から切り込ませ、ウエーハ外周から中心に向けて進行させ、ウエーハ中心部で離脱させることによって研削を行い、その後、前記ウエーハのもう一方の面を研削する際に、前記研削砥石をウエーハ中心部から切り込ませ、ウエーハ中心から外周に向けて進行させ、ウエーハ外周縁で離脱させることによって研削を行うことを特徴とするウエーハの研削方法。これにより、ウエーハの両面に研削を行う際に、ウエーハ中心部に突出形状が形成されるのを抑制し、ウエーハの厚さが均一な高平坦度に加工することのできるウエーハの研削方法が提供される。

Description

明細書

ゥエーハの研削方法及びゥェーハ技術分野

[0001] 本発明は、カップ型研削砲石を用いてゥエーハを平面研削する研削方法に関するものである。背景技術

[0002] 一般に、半導体ゥエーハは、チヨクラルスキー法 (Czochralski法)等により単結晶インゴットを育成し、この育成した単結晶インゴットを内周刃切断機やワイヤーソ一等を用いて切断して板状のゥエーハを作製した後、ゥエーハの外周の欠けを防止するための面取り工程、ゥエーハの厚さのバラツキをなくすためのラッピング工程、加工歪みや汚染物を除去するためのエッチング工程、ゥエーハの主表面を鏡面化する研磨工程等を順次に行うことにより製造される。

[0003] 近年、半導体デバイスの微細化，高集積化が促進されるとともに、半導体デバイスの性能向上やコスト低減等の理由から半導体ゥエーハの大口径ィ匕が進み、現在は直径 300mmのゥエーハの量産が主流になってきている。それに伴い、ゥエーハの平坦度への要求が厳しくなり、平坦度が一層高められた高品質なゥエーハを製造することが求められている。そのため、最近では、半導体ゥエーハを製造する際に、上記のラッピング工程を研削加工に置き換えることでゥエーハ表面の加工歪を低減して、次工程でのエッチング及び研磨カ卩ェにおける取り代をできるだけ少なくし、それによってゥエーハの平坦度を向上させる方法が提案されている（特開平 10— 180599 号公報参照)。

[0004] 通常、半導体ゥエーハに研削加工を行う際には、片面研削または両面研削が行われる。両面研削でも、片面を研削し、反転させてもう一方の面を研削する方法や、同時に両面を研削する両面同時研削または両頭研削といわれる研削方法もある。

[0005] また、このようにしてゥエーハの研削を行う場合、ゥエーハの研削方式にも幾つかの方式があり、その中でも、 2つの対になる円筒砲石の間にゥエーハを通すことによつて研削を行うクリープフィード研削方式や、カップ型研削砥石を用いて、砥石がゥェーハ中心を通過するようにカップ型研削砲石とゥエーハとが共に回転しながら研削を行うインフィード研削方式が主流であり、特に、上記インフィード型の研削方式は、タリープフィード型に比べて高、平坦度が得られ易!、と!/、う利点から半導体ゥエーハの研削に用いられることが多、。

[0006] このようなインフィード型の研削は、例えば図 8に示すような研削装置 21を用いて行うことができる。この研削装置 21は、ゥエーハを真空吸着して保持するチャックテープル 23と、研削砥石 24が固定されている研削ヘッド 25を有するカップ型研削砥石 26 とを具備し、例えば、研削を行う半導体ゥエーハ 22をチャックテーブル 23に吸着させて回転させるとともに、回転軸 27で研削ヘッド 25を回転させながら研削砲石 24をゥエーハ 22に押圧することにより、半導体ゥエーハの片面を研削することができる。

[0007] このとき、研削が施されたゥエーハの表面には、砥石の軌跡として一定の周期を有する研削条痕が形成されたり、またゥエーハ中心部で窪んだ形状の凹部が形成されてしまう。ゥエーハ表面の研削条痕は後の工程である研磨工程で除去することができるものの、この研磨工程においてゥエーハの研磨量が多くなると、ゥエーハの平坦度が悪ィ匕し、また生産性の低下を招くという問題が生じる。そのため、研磨工程での研磨量を低減するために、ゥエーハを研削する際にゥエーハに形成される研削条痕の周期が狭くなるようにして研削を行う方法が提案されたり（特開 2000-158304号公報参照）、また一方で、ゥエーハ中心に形成される凹形状を防ぐために、研削砲石をゥエーハの中心部力切り込んでゥエーハ中心力外周に向けて進行させ、ゥエーハの外周縁で離脱させるようにしてゥエーハの研削を行う方法等が探られて、る。

[0008] し力しながら、上記のようにカップ型研削砲石をゥエーハ中心部から切り込ませ、ゥエーハ外周部で離脱させて半導体ゥエーハの研削を行った場合、研削を行ったゥェーハ面の中心部に直径 2— 10mm、高さ 0. 3-0. 5 m程度の突出した形状の突起が形成されてしまい、ゥエーハ平坦度の向上が妨げられるという問題があった。

[0009] そこで、例えば国際公開第 WO 01Z022484号パンフレットでは、上記のようなゥエーハ中心部に形成される突起を除去するために、カップ型研削砲石を用いて半導体ゥエーハを平面研削する際に、研削砲石を半導体ゥエーハの中心より切り込み、ゥエーハ外周縁にて研削砲石が半導体ゥエーハを離脱するようにして研削し、その研削された半導体ゥエーハを CMP (Chemical Mechanical Polishing)で研磨するようにした半導体ゥエーハの製造方法を開示して、る。

[0010] 一方、ゥエーハの両面を例えば上記のようにカップ型研削砥石を用いて順番に研削する場合、先ずゥエーハの一方の面を研削した際にゥエーハ中心部に突起が形成されてしまい、その後、この突起が形成されている面を真空吸着してもう一方の面を研削するときには、研削面に突起が転写されて上記と同様の研削が行われるため

、研削後のゥエーハは、例えば図 2 (a)に示すように、一方の面には突起が形成されており、他方の面は比較的平坦となるものとなる。

[0011] そして、このような一方の面に突起が形成されているゥエーハに、その後両面研磨を施すと、図 2 (b)に示したように、ゥエーハの一方の面では、ゥエーハ中心部に形成された突起を完全には除去できずに残留してしまい、またもう一方の面には裏面の形状が転写されて研磨が行われるのでへこみが形成されてしまう。さらに、図 2 (c)に示したように、デバイスが作製されるゥエーハ表面側を CMPなどで研磨して仕上げても殆ど改善されず、その後、図 2 (d)のようにデバイスプロセス等でゥエーハをチャックテーブル 30に吸着した際に、ゥエーハ裏面の形状が表面に転写されるため、ゥエーハの平坦度が低下して歩留まりの低下を引き起こす等の問題があった。発明の開示

[0012] そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、ゥエーハの両面に研削を行う際に、ゥエーハ中心部に突出形状が形成されるのを抑制し、ゥエーハの厚さが均一な高平坦度に加工することのできるゥエーハの研削方法を提供することにある。

[0013] 上記目的を達成するために、本発明によれば、カップ型研削砲石を用いてゥエーハの両面を片面ずつ研削する方法において、先ず、前記ゥエーハの一方の面を研削する際に、前記研削砥石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ外周から中心に向けて進行させ、ゥエーハ中心部で離脱させることによって研削を行い、その後、前記ゥエーハのもう一方の面を研削する際に、前記研削砲石をゥエーハ中心部から切り込ませ、ゥエーハ中心力外周に向けて進行させ、ゥエーハ外周縁で離脱させることによって研削を行うことを特徴とするゥエーハの研削方法が提供される。

[0014] このように、カップ型研削砲石を用いてゥエーハの両面を研削する際に、ゥエーハの一方の面の研削を、研削砥石をゥエーハ外周縁力切り込ませ、ゥエーハ外周から中心に向けて進行させ、ゥエーハ中心部で離脱させることによって行い、その後、ゥエーハのもう一方の面の研削を、研削砥石をゥエーハ中心部力切り込ませ、ゥェーハ中心力外周に向けて進行させ、ゥエーハ外周縁で離脱させることによって行えば、ゥエーハ中心部に突出した形状の突起が形成されるのを抑制して、ゥエーハの両面を平坦に加工することができるので、ゥエーハ中心部における突起の大きさが低減した優れた平坦度を有する高品質のゥエーハを安定して得ることができる。

尚、本発明において、凸形状及び凹形状とは、ゥエーハ厚さによる形状、つまりゥエーハの裏面 (または表面）を基準として表されるゥエーハ厚さが増加して、る部分の形状及び減少している部分の形状であり、また突起及びへこみとは、ゥエーハ面で突出している部分の面形状及びくぼんでいる部分の面形状を言う。

[0015] このとき、前記研削砥石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ中心部で離脱させることによって研削を行う際に、前記ゥエーハを 20rpm以上の回転速度で回転させることが好ましい。

このように研削砥石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ中心部で離脱させて研削を行う際に、ゥエーハを 20rpm以上の回転速度で回転させることにより、ゥェーハ外周縁から切り込ませた研削砥石がゥエーハの研削中に磨耗して砥石のテーパー形状が小さくなるので、ゥエーハ中心部で研削砲石を離脱させる際に生じる研削残りを低減することが可能となり、ゥエーハの平坦度を一層向上させることができる

[0016] また、前記研削砥石をゥエーハ中心部力も切り込ませ、ゥエーハ外周縁で離脱させることによって研削を行う際に、前記ゥエーハを lOrpm以下の回転速度で回転させることが好ましい。

このように研削砥石をゥエーハ中心部力も切り込ませ、ゥエーハ外周縁で離脱させることによって研削を行う際に、ゥエーハを lOrpm以下、特に 5rpm以下の回転速度で回転させることにより、研削によりゥエーハ面に砲石の軌跡として現れる研削条痕の周期を小さくすることができる。このように、ゥエーハ面に現れる研削条痕の周期が小さければ、例えばその後ゥエーハに研磨加工を施す際に、少ない研磨代でゥエーハ面の研削条痕を容易に除去することが可能となるので、研磨の際にゥエーハの平坦度が悪ィ匕するのを防止できるし、また生産性の向上を図ることができる。

[0017] この場合、前記研削砥石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ中心部で離脱させる研削を、前記ゥエーハの裏面に施し、前記研削砲石をゥエーハ中心部から切り込ませ、ゥエーハ外周縁で離脱させる研削を、前記ゥエーハの表面に施すことが好ましい。

[0018] このように、研削砥石をゥエーハ外周力ゥエーハ中心に進行させる研削をゥエーハの裏面に施し、また、研削砲石をゥエーハ中心部力ゥエーハ外周に進行させる研削をゥエーハの表面に施すことにより、ゥエーハ中心部に凸形状が形成されるのを抑制し、ゥエーハを高平坦度化できるとともに、ゥエーハ表面に形成される研削条痕の周期を小さくすることができる。したがって、例えばその後ゥエーハ表面に鏡面研磨を施すことによって、少な、研磨代で容易にゥエーハ表面の研削条痕を除去することができるので、高い平坦度を有する高品質の鏡面研磨ゥエーハを高い生産性で安定して得ることが可能となる。

[0019] また本発明では、前記カップ型研削砥石として、ダイヤモンド砥粒を使用したレジンボンドの砥石を用いることが好まし!/、。

このように、本発明の研削方法で使用するカップ型研削砥石として、ダイヤモンド砥粒を使用したレジンボンドの砥石を用いることにより、レジンボンドの砥石は若干の弹力性を備えていることから、研削時にはその圧力により砲石自体が若干収縮するようになるので、良好な研削を安定して行うことができる。

[0020] このとき、近年では、直径 200mmのゥエーハも 300mmと同様な高平坦度な仕様が要求されており、前記研削するゥエーハの直径を 200mm以上とすることができ、さらに、前記研削するゥエーハを半導体ゥエーハとすることができる。

本発明は、直径が 200mm以上、さらに 300mm以上の大口径となるゥエーハを研削する場合や、特に半導体ゥエーハを研削する場合に非常に優れた平坦度が得られ、直径 200mm以上となる大口径のシリコン半導体ゥエーハの加工に好適である。

[0021] そして、本発明によれば、前記ゥエーハの研削方法により研削されたゥエーハを提供することができ、さら〖こ、その研削されたゥエーハに鏡面研磨加工を施した鏡面研磨ゥエーハを提供することができる。

本発明により研削されたゥエーハは、ゥエーハ中心部に形成される凸形状が極めて小さく、ゥエーハの両面が平坦に研削加工された高品質のゥエーハとすることができる。さらに、このように研削加工されたゥエーハに両面研磨及び CMP等で鏡面研磨力卩ェを施して表面を仕上げた鏡面研磨ゥエーハであれば、極めて高!、平坦度を有する非常に高品質の鏡面研磨ゥエーハとすることができる。

[0022] 以上のように、本発明によれば、ゥエーハの一方の面を、研削砥石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ中心部で離脱させることによって研削し、その後、ゥエーハのもう一方の面を、研削砥石をゥエーハ中心部力切り込ませ、ゥエーハ外周縁で離脱させることによって研削してゥエーハ両面の研削を行うので、ゥエーハ中心部に突起が形成されるのを抑制して、ゥエーハの両面を平坦に加工することができる。したがって、ゥエーハ中心部の凸形状が低減されて優れた平坦度を有する高品質のゥエーハを安定して得ることができる。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]本発明の研削方法による研削及び研磨が施されたゥエーハの形状を模式的に表す模式図である。

[図 2]従来の方法で研削及び研磨が施されたゥエーハの形状を模式的に表す模式図である。

[図 3]本発明のゥエーハの研削方法を実施する際に使用することのできる研削装置の一例を示す構成概略図である。

[図 4]研削装置に設置されているチャックテーブル及びカップ型研削砥石を拡大して概略的に示した拡大概略図であり、（a)は側面図、（b)は平面図である。

[図 5]ゥエーハの回転速度と研削面の中心部に形成される凸形状の大きさとの関係を示したグラフである。 [図 6]ゥエーハを研削する研削砲石の磨耗について説明する概略説明図である。

[図 7]実施例 2及び比較例で研削したシリコンゥエーハに鏡面研磨を施した後のゥェーハの表面形状を測定した結果を示す図である。

[図 8]従来の研削装置の一例を示す構成概略図である。

発明を実施するための最良の形態

[0024] 以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明者等は、ゥエーハの両面に研削を施す際にゥエーハ中心部に突出した形状の突起が形成されるのを抑制する方法にっ、て鋭意研究及び検討を重ねた。その結果、カップ型研削砥石を用いてゥエーハを研削する場合において、研削砥石がゥエーハに接触して切り込みを開始する位置では、研削砲石の弾性に起因する上滑り現象によって研削量が減少するため、ゥエーハの切り込み開始位置付近では研削面が僅かに盛り上がるようになり、また一方、研削砲石による切り込みが終了する位置 (すなわち、研削砥石が離脱する位置)では、研削抵抗の急激な低下により研削量が多くなるため、研削面が僅かにへこむような形状になることが明ら力となった。

[0025] そこで、本発明者等は、カップ型研削砥石を用いて研削を行う際に、研削砥石の切り込み開始及び離脱により生じる上記の現象を適切に利用することによって、ゥエーハを高平坦度に研削加工すベぐさらに検討を重ねた。その結果、ゥエーハの一方の面を研削する際に、研削砥石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ外周から中心に向けて進行させ、ゥエーハ中心部で離脱させることにより、ゥエーハ中心部における突起の形成を抑制して研削を行うことができることを見出し、さらに、その後ゥエーハのもう一方の面を研削する際に、研削砲石を切り込む方向が上記と逆方向となるようにして研削を行うことにより、ゥエーハ中心部に突起またはへこみが形成されるのを抑制して研削を行うことが可能となり、ゥエーハの両面を平坦に研削加工できることを見出して、本発明を完成させた。

[0026] すなわち、本発明の研削方法は、カップ型研削砲石を用いてゥエーハの両面を片面ずつ研削する方法において、先ず、前記ゥエーハの一方の面を研削する際に、前記研削砥石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ外周から中心に向けて進行させ、ゥエーハ中心部で離脱させることによって研削を行い、その後、前記ゥエーハのもう一方の面を研削する際に、前記研削砲石をゥエーハ中心部力も切り込ませ、ゥエーハ中心力外周に向けて進行させ、ゥエーハ外周縁で離脱させることによって研削を行うことに特徴を有するものである。

[0027] 以下、本発明のゥエーハの研削方法について図面を参照しながら詳細に説明する力本発明はこれに限定されるものではない。

本発明のゥエーハの研削方法で用いられる研削装置は、カップ型研削砲石を用いてゥエーハの両面を片面ずつ研削することができるものであれば特に限定されない力例えば図 3に示すような研削装置を用いることができる。先ず、図 3を参照しながら、本発明の研削方法を実施する際に使用することのできる研削装置の一例について説明する。

[0028] 図 3に示した研削装置 1は、例えば半導体ゥエーハのようなゥエーハの両面を、片面ずつ反転させて研削する装置として構成され、回転するカップ型研削砥石 9と、ゥエーノ、 Wの片面を吸着保持し回転する第 1チャックテーブル 6及び第 2チャックテーブル 7と、これを支持し回転するターンテーブル 8と、ゥエーハ Wを反転させるゥエーハ反転手段 10と、ゥエーハ Wを該研削装置に搬入搬出するゥエーハ搬送ロボット 11 とカゝら構成されている。

[0029] 上記のカップ型研削砲石 9は、図 4 (a)に側面図を示すように、カップ状基台 20と、砲石が接合されている砲石部 18と、これらを回転させる砲石回転軸 19と力なり、砥石部が回転しながらゥエーハ Wの表面 (または裏面）に接触することによって、ゥエーハの主面を研削できるようになつている。また、半導体ゥエーハ Wとカップ型研削砥石 9は所定の回転速度で回転され、研削液は、通常、砲石回転軸の中心孔 (不図示 )から供給するか、砲石の内側に掛け流すようにして!/、る。

[0030] このとき、カップ型研削砥石 9の砥石部に接合する砥石としては、ダイヤモンド砲粒を使用したレジンボンドの砥石を用いることが好まし、。このようなレジンボンドの砥石は若干の弾力性を備えていることから、研削時にはその圧力により砲石自体が若干収縮するようになるので、半導体ゥエーハに良好な研削を安定して行うことができる。

[0031] また、上記研削装置 1において、第 1チャックテーブル 6及び第 2チャックテーブル 7 は、図 4 (a)に示すように、中心を頂点とする若干の傾斜があるおよそ 10 m程度の高さの円錐形状を有している。そのため、この円錐形状のチャックテーブルに半導体ゥ Wを真空吸着した後、ゥハ Wとカップ型研削砲石 9とをそれぞれ回転させながら、カップ型研削砲石 9の砲石部 18を、例えば図 4 (b)に平面図を示すように、ゥハ Wに弧線部分 17で接触させることにより、半導体ゥハ Wの片面全体を円滑にまた効果的に研削できるようになつている。

[0032] 次に、上記のような研削装置 1を用いて半導体ゥハ Wを研削する方法について説明する。

先ず、研削を施す半導体ゥハ Wはゥハカセット 14に収容されており、搬送ロボット 11によって装置内の所定の位置に搬入される。これを反転手段 10でキャッチして、反転位置 12で先ずゥハ Wの裏面を上にして所定の位置に位置決めされた第 1チャックテーブル 6に吸着保持させ、ターンテーブル 8で研削位置 13に移動させる。ここで、第 1チャックテーブル 6を回転させるとともに、カップ型研削砲石 9を回転させつつ砲石部を半導体ゥハ Wの裏面に接触させることによって半導体ゥェ Wの裏面全体を研削することができる。

[0033] このとき、本発明の研削方法では、先ず、ゥハの一方の面 (裏面）を研削する際に、研削砲石をゥハ外周縁から切り込ませ、ゥハ外周から中心に向けて進行させ、ゥハ中心部で離脱させることによってゥハの研削を行う。例えば、図 4 (b)に示したように半導体ゥハ Wの弧線部分 17でカップ型研削砲石 9と半導体ゥ Wの裏面とを接触させる場合、カップ型研削砥石 9を、上方から見て時計回りとなるように回転させることによって、カップ型研削砲石 9の砲石部をゥハ外周縁から切り込ませ、ゥハ外周から中心に向けて進行させ、ゥハ中心部で離脱させてゥエーハの研削を行うことができる。

[0034] このように研削砲石をゥハ外周縁から切り込ませ、ゥハ中心部で離脱させるようにしてゥハの研削を行うことによって、研削砲石が離脱するゥハ中心部において研削抵抗の低下によりゥハの研削量を多くすることができる。それにより、ゥハ裏面に研削加工が施される際に、ゥハ裏面の中心部で突出した形状の突起が形成されるのを効果的に抑制することが可能となり、例えば図 1 (a)に示したように、ゥエーハ裏面の中心部に形成される凸形状が 0. 15 m以下、さらには 0. 04 m以下の極めて小さいサイズとなるような、従来の図 2 (a)に比較して非常に高い平坦度の裏面を有するゥエーハを得ることができる（尚、図 1は、本発明の特徴を分力り易く説明するために記載したもので、その寸法や形状等は実際のものとは異なるものであり、本発明はこれに何ら限定されるものではな、)。

[0035] この場合、チャックテーブルに吸着保持した半導体ゥエーハを、 20rpm以上の回転速度で回転させることが好まし、。

ここで、種々の回転速度で半導体ゥエーハを回転させながら、研削砲石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ中心部で離脱させるようにして半導体ゥエーハの裏面の研削を行ったときの研削面のゥエーハ中心部に生じる凸形状の大きさを調べるために、以下のような実験を行った。

[0036] (実験）

図 3に示した研削装置を用いて、チャックテーブル 6に吸着保持した半導体ゥエーハ Wを研削位置 13で 5、 10、 20、 40rpmの 4条件で回転させながら、研削砲石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ中心部で離脱させるようにして半導体ゥエーハの裏面の研削を行った。その後、ゥエーハ裏面 (研削面）のゥエーハ中心部に形成された凸形状の大きさを静電容量方式の厚さ測定器 (コベルコ科研社製 SBW— 3 30)を用いて測定した。その測定結果を図 5に示す。図 5に示したように、研削を外周力中心に向けて行うとともに半導体ゥエーハを 5rpmの回転速度で回転させながら研削を行うことにより、ゥエーハ中心部に形成される凸形状の大きさを 0. 15 /z m以下と従来よりも小さいサイズにすることができ、さらにゥエーハの回転速度を 20rpm以上にすることによって、凸形状の大きさを 0. 04 /z m以下の極めて小さいサイズにすることができることがわかった。

[0037] これは、上記のようにカップ型研削砲石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ中心部で離脱させて研削を行う際に、ゥエーハを 20rpm以上の高速の回転速度で回転させることにより、例えば図 6の（a)—（c)に示すように、ゥエーハ外周縁から切り込ませた研削砲石がゥエーハの研削中に磨耗して砲石の断面テーパー形状が次第に小さくなつていくためであると考えられる。このように研削砲石の断面テーパー形状がゥエーハ中心部で小さくなることによって、研削砲石をゥエーハ中心部で離脱させる際に生じる研削残りを低減して凸形状の大きさをより小さくすることが可能となり、ゥエーハ平坦度のより一層の向上を達成することができる。尚、このとき、半導体ゥェーハの回転速度を速くし過ぎると、研削砲石の磨耗が大きぐ砲石のライフが短くなつてしまい、大幅なコストアップを招くことが考えられるので、半導体ゥエーハの回転速度は 40rpm以下とすることが好まし、。

[0038] そして、上記のようにして半導体ゥエーハ Wの裏面を研削した後、ゥエーハ Wを図 3 の反転位置 12に移動してゥエーハ反転手段 10で反転させ、その後、半導体ゥエーハの表面を上にして第 1チャックテーブル 6に再度吸着保持してから、ターンテープル 8で研削位置 13に移動させる。このとき、ゥエーハの裏面には僅かであるが突起が形成されているので、ゥエーハをチャックテーブルに吸着したときに、ゥエーハ裏面形状がゥエーハ表面に転写されて、表面の中心部に僅かに突出する。

[0039] その後、第 1チャックテーブル 6を回転させるとともに、カップ型研削砲石 9を回転させつつカップ型研削砥石 9の砥石部を半導体ゥエーハ Wの表面に接触させることによって、半導体ゥエーハ Wの表面全体を研削することができる。

[0040] 本発明では、このようにしてゥエーハの表面を研削する際に、研削砲石をゥエーハ中心部から切り込ませ、ゥエーハ中心力外周に向けて進行させ、ゥエーハ外周縁で離脱させることによってゥエーハの研削を行う。

例えば、図 4 (b)に示したように、半導体ゥエーハ Wの弧線部分 17でカップ型研削砥石 9と半導体ゥエーハ Wの表面とを接触させる場合であれば、カップ型研削砥石 9 を上方から見て反時計回りとなるように回転させたり、あるいは、半導体ゥエーハ Wの弧線部分 17'でカップ型研削砥石 9と半導体ゥエーハ Wの表面とを接触させる場合であれば、カップ型研削砲石 9を上方力見て時計回りとなるように回転させることによって、カップ型研削砲石 9の砲石部をゥエーハ中心部力切り込ませ、ゥエーハ外周縁で離脱させるようにしてゥエーハの研削を行うことができる。

[0041] このようにしてゥエーハの表面を研削することによって、上記のようにゥエーハ表面の中心部に裏面の突起形状が転写されて、ても、研削砲石の上滑り現象を利用することによりゥエーハの中心部を過剰に研削して凹形状が形成されるのを抑制すること力 Sできるし、また一方で、この突起形状が転写されるのを利用することにより、ゥエーハ中心部に凸形状が形成されるのを抑制することもできるため、ゥエーハの表面に突出する突起を小さくすることができる。それによつて、例えば図 1 (b)に示したようなゥエーハ形状となり、ゥエーハ中心部に形成される凸形状の大きさが 0. 15 /z m以下、さらには 0. 04 m以下と極めて小さくなるような高い平坦度のゥエーハを得ることができる。

[0042] またこのとき、上記のようにして半導体ゥエーハの表面を研削する場合に、チャックテーブルに吸着保持した半導体ゥエーハを、上記ゥエーハの裏面を研削したときのゥエーハの回転速度よりも遅い回転速度で、例えば lOrpm以下、さらに 5rpm以下の回転速度で回転させることが好ましい。このように、カップ型研削砲石をゥエーハ中心部から切り込ませ、ゥエーハ外周縁で離脱させて研削を行う際に、ゥエーハを 10r pm以下の低速の回転速度で回転させることにより、研削によりゥエーハ面に現れる研削条痕の周期を小さくすることができる。その結果、例えばその後ゥエーハ表面に研磨加工を施す際に、少ない研磨代でゥエーハ表面の研削条痕を容易に除去することが可能となり、研磨カ卩ェにおけるゥエーハの平坦度の悪ィ匕を防止するとともに、生産性の向上を図ることが可能となる。尚、このとき、半導体ゥエーハの回転速度を遅くし過ぎると、ゥエーハ面の研削を均一に行うことができなくなることが考えられるので、半導体ゥエーハの回転速度は lrpm以上とすることが好ましい。

[0043] そして、上記のようにして半導体ゥエーハ Wの表裏両面の研削を行った後、反転位置 12でゥエーハ反転手段 10によりゥエーハ Wを第 1チャックテーブル 6から取り外し、所定の位置で搬送ロボット 11に積み換えてゥエーハカセット 14に入れる。尚、本発明では、例えばゥエーハの芯出し手段 15や研削前後の洗浄 ·乾燥手段 16等の付カロ工程を設けることもできる。

[0044] さらに、その後別の半導体ゥエーハを研削するときは、第 1チャックテーブル 6に研削を施す次の半導体ゥエーハを吸着保持した後、上記と同様にしてゥエーハ裏面及びゥエーハ表面を片面ずつ順次研削することができる。このとき、第 1チャックテープル 6と第 2チャックテーブル 7とに交互にゥエーハを投入して上記研削を行うことにより

、複数のゥエーハを短時間で効率的に研削することができる。 [0045] 以上のようにして、半導体ゥエーハの両面を片面ずつ研削することによって、ゥェーハ中心部に凸形状が形成されるのを抑制して、ゥエーハを高平坦度に加工することができる。具体的には、例えば従来の方法ではゥエーノ、に研削を行った際に、前述のように、ゥエーハの中心部に 0. 3-0. 5 mの凸形状が形成されてしまう力上記本発明の研削方法を実施することにより、ゥエーハの中心部に形成される凸形状の大きさを 0. 15 m以下、さらには 0. 04 m以下まで容易に低減することができ、非常に高い平坦度を有する高品質のゥエーハを安定して得ることができる。

[0046] そして、本発明の研削方法で研削されたゥエーハは、このようにゥエーハの中心部に形成される凸形状の大きさが 0. 15 /z m以下と非常に小さくなる高平坦度なゥエーハとなるので、例えば、その後この高平坦度のゥエーハに両面研磨を行うことによつて、図 1 (c)に示したように、少ない研磨代でゥエーハ中心部の凸形状を、 0. 01 m 以下の殆ど検出されないサイズまで小さくさせることができる。したがって、研磨加工の際にゥエーハの平坦度を悪化させず、また生産性の低下を招くこともなぐ極めて高い平坦度を有する高品質の鏡面研磨ゥエーハを安定して得ることが可能となる。また、このような極めて高!、平坦度を有する研磨ゥエーハのゥエーハ表面をさらに CM Pなどで研磨して仕上げることによって、図 1 (d)に示したように、ゥエーハの平坦度を更に改善することが可能となり、例えばこのように CMPを施したゥエーハを図 1 (e)のようにデバイスプロセス等でチャックテーブル 30に吸着することにより、ゥエーハ表面が非常に平坦になるため、高歩留まりでデバイスの作製を行うことが可能となる。

[0047] 尚、本発明では、上記の研削砲石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ中心部で離脱させる研肖 |J、及び、研削砲石をゥエーハ中心部力切り込ませ、ゥエーハ外周縁で離脱させる研削を、それぞれゥエーハの表面及び裏面のどちらに施すかは特に限定されず、必要に応じて適宜選択することが可能であるが、例えば上記のようにして、研削砲石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ中心部で離脱させる研削をゥエーハの裏面に施し、また、研削砲石をゥエーハ中心部力も切り込ませ、ゥェーハ外周縁で離脱させる研削をゥエーハの表面に施すことによって、ゥエーハ表面の中心部に突起が形成されず、ゥエーハを高平坦化できるだけでなぐゥエーハ表面に形成される研削条痕の周期を小さくすることができるので、より好ましい。 [0048] このようにゥエーハ表面に形成される突起を小さくし、研削条痕の周期を小さくすることができれば、例えばその後ゥエーハ表面に鏡面研磨を施す際に、少ない研磨代で容易にゥエーハ表面の研削条痕を除去することができるので、研磨加工におけるゥエーハの平坦度の悪化を防止でき、高平坦でより高品質の鏡面研磨ゥエーハを安定して作製できるという利点が得られる。一方、裏面は多少研削条痕が残ったとしても、問題が生じない。

[0049] さらに、本発明のゥエーハの研削方法は、近年需要が拡大している直径が 200m m以上、さらに 300mm以上の高平坦度仕様となる大口径のゥエーハを研削する場合に非常に有効に適用することができる。このような大口径のゥエーハを本発明により研削することによって、ゥエーハ中心部に凸形状が形成されるのを抑制して、高い平坦度を有する大口径のゥエーハを安定して得ることができる。

[0050] 以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

(実施例 1)

図 3に示した研削装置 1により、シリコンゥエーハの両面を片面ずつ研削した。先ず、研削を行うシリコンゥエーハとして、 CZ法により育成したシリコン単結晶インゴットをワイヤーソ一でスライスした後、面取り加工を施した直径 300mmのものを準備した。

[0051] そして、この準備したシリコンゥエーハの裏面を上にして第 1チャックテーブル 6に吸着保持して、ターンテーブル 8で研削位置 13に移動させた後、第 1チャックテーブル 6を回転させるとともに、カップ型研削砥石 9を、ゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥェーハ中心部で離脱させるような方向で回転させながら、砲石部をシリコンゥエーハに接触させてシリコンゥエーハの裏面を 7 μ mの研削代で研削した。

[0052] このとき、研削装置 1のカップ型研削砥石 9として、ダイヤモンド砲粒を使用したレジンボンド # 3000番の砥石を用い、また、カップ型研削砥石の回転速度を 2700rpm 、研削砥石の送り量を 12 μ m/min,チャックテーブルの回転速度を 5rpmに設定して研削を行った。 [0053] 上記のようにしてシリコンゥエーハの裏面を研削した後、シリコンゥエーハを反転位置 12に移動してゥエーハ反転手段 10で反転させることにより、半導体ゥエーハの表面を上にして第 1チャックテーブル 6に再度吸着保持し、ターンテーブル 8で再び研削位置 13に移動させた。その後、第 1チャックテーブル 6を 5rpmの回転速度で回転させるととも〖こ、カップ型研削砥石 9を、ゥエーハ中心部から切り込ませ、ゥエーハ外周縁で離脱させるような方向で回転させながら、砲石部をシリコンゥエーハに接触させてシリコンゥエーハの表面を 7 mの研削代で研削した。このときも、カップ型研削砲石 9として、ダイヤモンド砲粒を使用したレジンボンド # 3000番の砥石を用い、また、カップ型研削砥石の回転速度を 2700rpm、研削砥石の送り量を 12 μ m/min に設定して研削を行った。

[0054] このようにしてシリコンゥエーハの両面を研削した後、ゥエーハ表面及び裏面の中心部に生じる凸形状の大きさを静電容量方式の厚さ測定器 (コベルコ科研社製 SB W— 330)を用いて測定した。その結果、ゥエーハ中心部に形成されている凸形状の大きさはおよそ 0. 15 mであることがわかった。

[0055] (実施例 2)

上記実施例 1と同様のシリコンゥエーハを準備して、ゥエーハの両面を片面ずつ研削した。

この実施例 2では、ゥエーハ裏面の研削を行うときのチャックテーブルの回転速度を 20rpmに設定したこと以外は、上記実施例 1の研削条件と同様の条件にしてシリコンゥエーハ両面の研削を行った。

[0056] そして、ゥエーハ研削後、ゥエーハ中心部に生じる凸形状の大きさを静電容量方式の厚さ測定器を用いて測定した結果、ゥエーハ中心部に形成されている凸形状の大きさはおよそ 0. 04 mであることがわかった。

[0057] (比較例）

上記実施例 1と同様のシリコンゥエーハを準備して、図 3に示した研削装置 1によりゥエーハの両面を片面ずつ研削した。先ず、準備したシリコンゥエーハの裏面を上にして第 1チャックテーブル 6に吸着保持し、ターンテーブル 8で研削位置 13に移動させた後、第 1チャックテーブル 6を 5rp mの回転速度で回転させるとともに、カップ型研削砲石 9を、ゥエーハ中心部から切り込ませ、ゥエーハ外周縁で離脱させるように上記実施例 1とは逆方向に回転させながら、砥石部をシリコンゥエーハに接触させてシリコンゥエーハの裏面を 7 mの研削代で研削した。このとき、研削装置 1のカップ型研削砥石 9として、ダイヤモンド砥粒を使用したレジンボンド # 3000番の砲石を用い、また、カップ型研削砲石の回転速度を 2700rpm、研削砥石の送り量を 12 μ mZminに設定して研削を行った。

[0058] ゥエーハ裏面を研削した後、シリコンゥエーハを反転位置 12に移動してゥエーハ反転手段 10で反転させることにより、半導体ゥエーハの表面を上にして第 1チャックテ一ブル 6に再度吸着保持させ、ターンテーブル 8で再び研削位置 13に移動させた。その後、第 1チャックテーブル 6を 5rpmの回転速度で回転させるとともに、カップ型研削砥石 9を、ゥエーハ裏面を研削する時と同じ方向、すなわち、ゥエーハ中心部から切り込ませ、ゥエーハ外周縁で離脱させるような方向で回転させてシリコンゥエーハの表面を 7 mの研削代で研削した。このときも、カップ型研削砥石 9として、ダイヤモンド砲粒を使用したレジンボンド # 3000番の砥石を用い、また、カップ型研削砥石の回転速度を 2700rpm、研削砥石の送り量を 12 mZminに設定して研削を行つた。

[0059] そして、ゥエーハの両面を研削した後、ゥエーハ中心部に生じる凸形状の大きさを静電容量方式の厚さ測定器を用いて測定した結果、ゥエーハ中心部に形成されている凸形状の大きさはおよそ 0. 30 μ mであることがわかった。

[0060] 次に、上記の実施例 2及び比較例において両面研削を行ったシリコンゥエーハに対して、アルカリエッチングを施して研削加工歪層を除去した後、さらに鏡面研磨装置を用いてゥエーハの両面で 14 mの研磨代で両面研磨を施した。その後、それぞれの鏡面シリコンゥエーハの平坦度を静電容量方式の厚さ測定器 (ADE社製 UZG 9700)を用いて測定した。その結果、図 7に示したように、実施例 2のゥエーハを鏡面研磨したものは、ゥエーハ中心部で突出した形状は殆ど観察されな力つたが、一方比較例のゥエーハの場合は、ゥエーハ中心部に凸形状が形成されたままであることが確認された。

[0061] なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単なる例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

[0062] 例えば、上記では主に半導体ゥエーハを研削する場合を例に挙げて説明を行っているが、本発明はこれに限定されるものではなぐ石英基板や酸化物単結晶等の精密基板を研削する場合にも同様に適用することができる。また、本発明では、ゥエーハに研削を施す際に供給する研削液、またゥエーハの研削代、チャックテーブルの回転方向等の条件については、研削対象となるゥエーハに応じて適宜設定することができ、特に限定されるものではない。

Claims

請求の範囲

[1] カップ型研削砲石を用いてゥエーハの両面を片面ずつ研削する方法において、先ず、前記ゥエーハの一方の面を研削する際に、前記研削砥石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ外周から中心に向けて進行させ、ゥエーハ中心部で離脱させることによって研削を行い、その後、前記ゥエーハのもう一方の面を研削する際に、前記研削砲石をゥエーハ中心部から切り込ませ、ゥエーハ中心から外周に向けて進行させ、ゥエーハ外周縁で離脱させることによって研削を行うことを特徴とするゥエーハの研削方法。

[2] 前記研削砥石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ中心部で離脱させることによって研削を行う際に、前記ゥエーハを 20rpm以上の回転速度で回転させることを特徴とする請求項 1に記載のゥエーハの研削方法。

[3] 前記研削砥石をゥエーハ中心部から切り込ませ、ゥエーハ外周縁で離脱させることによって研削を行う際に、前記ゥエーハを lOrpm以下の回転速度で回転させることを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載のゥエーハの研削方法。

[4] 前記研削砥石をゥエーハ外周縁から切り込ませ、ゥエーハ中心部で離脱させる研削を、前記ゥエーハの裏面に施し、前記研削砲石をゥエーハ中心部力も切り込ませ、ゥエーハ外周縁で離脱させる研削を、前記ゥエーハの表面に施すことを特徴とする請求項 1な!、し請求項 3の、ずれか一項に記載のゥエーハの研削方法。

[5] 前記カップ型研削砥石として、ダイヤモンド砥粒を使用したレジンボンドの砥石を用 V、ることを特徴とする請求項 1な、し請求項 4の、ずれか一項に記載のゥエーハの研削方法。

[6] 前記研削するゥエーハの直径を 200mm以上とすることを特徴とする請求項 1なヽし請求項 5のいずれか一項に記載のゥエーハの研削方法。

[7] 前記研削するゥエーハを半導体ゥエーハとすることを特徴とする請求項 1な、し請求項 6のいずれか一項に記載のゥエーハの研削方法。

[8] 請求項 1な!、し請求項 7の、ずれか一項に記載のゥエーハの研削方法により研削されたゥエーハ。

[9] 請求項 8に記載のゥエーハに鏡面研磨加工を施した鏡面研磨ゥエーハ。