WO2020054811A1 - ウェーハの鏡面面取り方法、ウェーハの製造方法、及びウェーハ - Google Patents

ウェーハの鏡面面取り方法、ウェーハの製造方法、及びウェーハ Download PDF

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    • H10P90/129—Preparing bulk and homogeneous wafers by polishing

Definitions

  • the present invention relates to a method for mirror-beveling a wafer, a method for manufacturing a wafer, and a wafer.
  • chamfering is a process of forming a chamfered surface at the peripheral portion of the wafer using a grinding wheel or the like
  • mirror chamfering is a chamfered surface formed by chamfering using a polishing pad. Is a process of mirror polishing.
  • mirror-chamfered wafers are chamfered by the following method. That is, the angle between the main surface of the polishing pad and the main surface of the wafer is about 45 ° with respect to the chamfered surface of the wafer so that the angle between the main surface of the wafer and the chamfered surface is about 22 °. A polishing pad is pressed against the surface so that the mirror surface is chamfered.
  • the gist configuration of the present invention for solving the above problems is as follows.
  • polishing pad mounting jig and using a wafer mirror-beveling device comprising: The angle between the inclined surface of the polishing pad mounting jig and the main surface of the wafer is matched with the angle ⁇ , and the polishing pad is always brought into contact with the chamfered surface of the wafer rotated by the stage.
  • a stage capable of holding the wafer by suction, and a polishing pad attached to an inclined surface inclined with respect to the main surface of the wafer, and capable of swinging along the inclined surface.
  • a pad mounting jig, and a mirror chamfering device for a wafer comprising: The angle between the inclined surface of the polishing pad mounting jig and the main surface of the wafer is matched with the angle ⁇ , and the polishing pad is always brought into contact with the chamfered surface of the wafer held on the stage.
  • the wafer according to any one of the above (1) to (3), wherein the polishing pad mounting jig is moved along the circumferential direction of the wafer while swinging along the inclined surface in a state where the polishing pad is attached.
  • a wafer manufacturing method comprising mirror-beveling the wafer by using the wafer mirror-beveling method according to any one of the above (1) to (7).
  • a wafer wherein the amount of angular burrs between the front surface and the chamfer boundary and / or the amount of angular burrs between the back surface and the chamfer boundary is 180 ⁇ m or more.
  • the present invention it is possible to obtain a wafer in which the corner burrs at the boundary between the main surface and the chamfered surface of the wafer are suppressed.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a wafer mirror-beveling apparatus 100 that can be used in a wafer mirror-beveling method according to an embodiment of the present invention. It is an enlarged view of the part I of FIG. 2A. It is a figure explaining the method of quantifying a corner burr. It is a figure explaining the method of quantifying a corner burr.
  • the peripheral portion of the wafer has an end surface E perpendicular to the main surface M1 on the front surface side and the main surface M2 on the back surface of the wafer, and a main surface M1 on the front surface side of the wafer.
  • An upper surface chamfer C1 connecting the end surface E and a lower surface chamfer C2 connecting the main surface M2 on the back surface side of the wafer and the end surface E are provided.
  • the wafer having the shape shown in FIG. 1 can be obtained by, for example, chamfering a wafer cut from a single crystal ingot and then performing double-side polishing.
  • ⁇ 1 is an angle between the main surface M1 on the front surface side of the wafer and the upper surface chamfered surface C1 (hereinafter, referred to as “upper surface chamfer angle”).
  • ⁇ 2 is an angle between the main surface M2 on the back surface side of the wafer and the lower surface chamfered surface C2 (hereinafter, referred to as “lower surface chamfer angle”). That is, in the present specification, of the angle ⁇ between the main surface of the wafer and the chamfered surface, the front surface is defined as ⁇ 1 and the rear surface is defined as ⁇ 2.
  • the target values of ⁇ 1 and ⁇ 2 can be set to 22 ° or more and 26 ° or less.
  • This target value is determined by the groove shape of a jig such as a chamfering foil used in chamfering.
  • ⁇ 1 and ⁇ 2 of the wafer subjected to mirror polishing are deviated from the target value by ⁇ 1 ° due to abrasion of the groove of the jig, a polishing allowance in double-side polishing, and the like.
  • the target values of ⁇ 1 and ⁇ 2 are more preferably set to 22 ° or more and 23 ° or less, and further preferably set to 22 °.
  • ⁇ t is the thickness of the peripheral portion of the wafer, and can be set to 760 ⁇ m to 790 ⁇ m.
  • A1 is a top width
  • A2 is a bottom width
  • both A1 and A2 can be set to 200 ⁇ m to 450 ⁇ m.
  • B1 is the thickness of the upper surface
  • B2 is the thickness of the lower surface
  • both B1 and B2 can be set to 80 ⁇ m to 240 ⁇ m.
  • R1 is the radius of curvature of the upper chamfer
  • R2 is the radius of curvature of the lower chamfer
  • both R1 and R2 can be set to 200 to 250 ⁇ m.
  • BC is the length of the end face in the wafer thickness direction, and can be set to 300 ⁇ m to 600 ⁇ m. In FIG. 1, a wafer with BC ⁇ 0 has been described, but a wafer that can be subjected to the method for mirror-beveling a wafer according to the present embodiment may be a
  • mirror chamfering apparatus 100 includes a stage 2 rotatable while sucking and holding wafer W, and a first polishing pad arranged at a position capable of contacting upper surface chamfering surface C1 of wafer W. 4, a second polishing pad 6 arranged at a position where it can come into contact with the lower surface chamfered surface C2 of the wafer W, and a slurry supply mechanism 8 for supplying slurry to the peripheral portion of the wafer W.
  • the first polishing pad 4 is attached to the inclined surface 10A of the first polishing pad mounting jig 10.
  • the first polishing pad mounting jig 10 can swing along the inclined surface 10A, and accordingly, the first polishing pad 4 also swings along the inclined surface 10A.
  • the second polishing pad 6 is attached to the inclined surface 12A of the second polishing pad mounting jig 12.
  • the second polishing pad mounting jig 12 can swing along the inclined surface 12A, and accordingly, the second polishing pad 6 also swings along the inclined surface 12A. Is possible.
  • the first and second polishing pad mounting jigs 10 and 12 are arranged at positions facing each other across the wafer W when the mirror chamfering apparatus 100 is viewed in plan.
  • the mechanism for swinging the first and second polishing pad mounting jigs 10 and 12 is not particularly limited, and for example, a slide mechanism driven by an air cylinder or a servomotor can be used.
  • the polishing pad having these compression ratios is a polishing pad that is harder than a polishing pad (compression ratio: 9% or more) used in general mirror chamfering, and suppresses the overpolishing while reducing the upper and lower chamfered surfaces C1, C2. Of these, the portion closer to the end surface E side can be prevented from remaining without being polished.
  • the material of such a polishing pad may be a general material, and for example, a nonwoven fabric made of polyurethane can be used.
  • the thickness of the first and second polishing pads 4 and 5 can be 1.0 to 2.0 mm.
  • the stage 2 does not contact the first and second polishing pad mounting jigs 10 and 12 and the first and second polishing pads 4 and 6 when the first and second polishing pad mounting jigs 10 and 12 swing.
  • the diameter is reduced from the surface on the side adsorbed to the wafer W to the surface on the opposite side.
  • the angle ⁇ formed between the side surface of the stage 2 and the surface of the stage 2 on which the wafer W is attracted to the wafer W be 20 ° or less.
  • the diameter of the stage 2 on the surface to be attracted to the wafer W be smaller by 4 to 10 mm than the diameter of the wafer W.
  • first polishing pad 4 is constantly brought into contact with upper surface chamfered surface C ⁇ b> 1 of wafer W
  • second polishing pad 4 is brought into contact with lower surface chamfered surface C ⁇ b> 2 of wafer W.
  • the polishing pad 6 With the polishing pad 6 always in contact, the first polishing pad mounting jig 10 is swung along the inclined surface 10A, and the second polishing pad mounting jig 12 is swung along the inclined surface 12A.
  • the rotation speed of the wafer W can be 300 to 1500 rpm
  • the magnitude of the load applied to the first and second polishing pad mounting jigs can be 30 to 60 N
  • the swing speed is 1 to 8 mm. / sec.
  • a known alkaline slurry containing colloidal silica can be used as the slurry.
  • the angle ⁇ 1 between the main surface of the first polishing pad 4 and the main surface M1 on the front surface side of the wafer W in the above-described mirror chamfering is set to the angle of the wafer W.
  • the angle ⁇ 2 between the main surface of the second polishing pad 6 and the main surface M2 on the back side of the wafer W is set to be equal to or less than the target value of the upper surface chamfering angle ⁇ 1 at the time of chamfering. It is important to set the lower surface chamfer angle ⁇ 2 at or below the target value.
  • FIG. 2B shows an example of the magnitude relationship between ⁇ 1 and ⁇ 1, and ⁇ 1 is smaller than ⁇ 1.
  • the angle ⁇ between the main surface of the polishing pad and the main surface of the wafer is set to be much larger than the target value at the time of chamfering the chamfering angle ⁇ . This is because if the angle ⁇ between the main surface of the polishing pad and the main surface of the wafer is too small, the central region of the wafer is over-polished by several hundred ⁇ m or more from the boundary between the main surface of the wafer and the chamfered surface. It was thought that it was. Indeed, according to the conventional method, overpolishing can be suppressed.
  • the present inventors have found that in the conventional method, the amount of polishing at the boundary between the main surface and the chamfered surface of the wafer is insufficient, so that angular burrs are generated at this boundary.
  • ⁇ " Square burr "in this specification can be quantified by the following method.
  • the surface shape of the wafer is scanned along the radial direction using a known laser microscope. Specifically, the scan direction is set to the x-axis, the position 400 to 600 ⁇ m from the outer peripheral edge of the main surface of the wafer to the center side is set as the scan start point (the origin of the x coordinate), and 100 to the center from the outer peripheral edge of the wafer to the center side. The position of 300 ⁇ m is defined as the end point of the scan. Thereby, the contour curve (f (x)) shown in FIG. 3A is obtained. Next, a second-order differential curve (f ′′ (x)) shown in FIG.
  • 3A is obtained by second-differentiating the contour curve (f (x)) with x using a known analysis method.
  • the peak having the maximum depth hereinafter, referred to as “maximum peak”.
  • the depth of the maximum peak is d
  • the contour curve (f (x)) in the region of x1 ⁇ x ⁇ x2 is fitted with a circle, and the size of the radius of the fitted circle is used as an index of the corner burr.
  • the radius (unit: ⁇ m) of the circle fitted by the method is referred to as the amount of angular burrs at the boundary between the back surface and the chamfer.
  • the target values of the upper chamfer angle ⁇ 1 and the lower chamfer angle ⁇ 2 can be set to 22 ° or more and 26 ° or less, respectively.
  • ⁇ 1 and ⁇ 2 are more preferably 22 ° or more and 23 ° or less, and further preferably 22 °.
  • the amount of angular burrs at the boundary between the front surface and the chamfer can be 180 ⁇ m or more.
  • the angle ⁇ 2 to 22 ° or less the amount of angular burrs at the boundary between the back surface and the chamfer can be 180 ⁇ m or more.
  • the angle burr can be surely suppressed.
  • the amount of angle burr between the front surface and the chamfer boundary can be made 200 ⁇ m or more.
  • the angle burr can be surely suppressed.
  • the amount of burr on the boundary between the back surface and the chamfer can be 200 ⁇ m or more.
  • ESFQRmax “Edge Site Front least sQuares Range”in this specification is determined based on ESFQR (Edge Site Front least sQuares Range) specified in SEMI standard M67. Specifically, an annular area of 1 to 30 mm in the radial direction from the outer peripheral end of the wafer is divided into 72 sector-shaped sectors along the peripheral direction of the wafer. The sum of the absolute value of the maximum displacement on the plus side and the maximum displacement on the minus side from the reference plane obtained from the thickness distribution in each sector by the least squares method is defined as ESFQR in each sector. The largest of these ESFQRs is set to ESFQRmax.
  • the amount of angular burrs between the front surface and the chamfering boundary can be made not less than 180 ⁇ m while the ESFQRmax is not more than 45 nm.
  • the amount of angular burr between the front surface and the chamfer boundary can be not less than 200 ⁇ m while the ESFQRmax is not more than 45 nm.
  • the amount of angular burrs at the boundary between the back surface and the chamfer can be not less than 180 ⁇ m while the ESFQRmax is not more than 45 nm.
  • the amount of angular burrs at the boundary between the back surface and the chamfer can be set to 200 ⁇ m or more while keeping ESFQRmax at 45 nm or less.
  • the mirror polishing method for a wafer according to the present invention has been described above by taking the present embodiment as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be appropriately modified within the scope of the claims.
  • a mirror chamfering of a wafer can be performed using a mirror chamfering apparatus described below. That is, a stage capable of holding the wafer by suction, a polishing pad attached to an inclined surface inclined with respect to the main surface of the wafer, and a polishing pad mounting jig that can swing along the inclined surface. Is used.
  • the angle between the inclined surface of the polishing pad mounting jig and the main surface of the wafer is matched with the angle ⁇ between the main surface of the polishing pad and the main surface of the wafer, and the chamfered surface of the wafer held on the stage While the polishing pad is always in contact with the polishing pad, the polishing pad mounting jig is moved along the circumferential direction of the wafer while swinging along the inclined surface. That is, the mirror chamfering method differs from the chamfering method shown in FIG. 2A in that the polishing pad mounting jig is moved along the circumferential direction of the wafer while the wafer is fixed without rotating. Otherwise, the contents described with reference to FIG. 2A are used.
  • the wafer manufacturing method includes mirror-beveling the wafer using the above-described wafer chamfering method. Specifically, first, a wafer is obtained by slicing a single crystal ingot. Next, the wafer is chamfered using a known chamfering grindstone to obtain a wafer having a chamfered surface. Next, known lapping and further etching are performed on the wafer on which the chamfered surface is formed. Next, the wafer is polished on both sides using a known double-side polishing apparatus. Next, using the above-described mirror chamfering method, the wafer is mirror-chamfered. Next, finish polishing of the wafer is performed using a known single-side polishing apparatus.
  • the wafer is cleaned using a known cleaning method.
  • a wafer is manufactured.
  • the polishing amount is very small, the values of the angle burr between the front surface and the chamfer boundary, the angle burr between the back surface and the chamfer boundary, and the value of ESFQRmax do not change.
  • first and second polishing pads nonwoven fabric made of polyurethane Compression rate of first and second polishing pads: 5% Thickness of first and second polishing pads: 1.5 mm
  • corner burrs were evaluated by calculating the amount of corner burrs at the boundary between the front surface and the chamfer by the method described above.
  • FIG. 4 shows the evaluation results.
  • the scan starting point is set at a position of 400 ⁇ m from the outer peripheral edge of the front surface of the wafer to the center, and at a position of 100 ⁇ m toward the center from the outer peripheral edge of the wafer.
  • the least squares method was used for fitting.
  • the corner burr amount is 180 ⁇ m or more, and the corner burr can be suppressed.
  • the corner burr amount is 200 ⁇ m or more, and the corner burr can be further suppressed.
  • Inventive Example 4 although the amount of angular burrs was good, since the angle ⁇ 1 was too small, the ESFQRmax exceeded 45 nm, and overpolishing could not be suppressed to an allowable level. Note that corner burrs could be similarly suppressed on the back surface. Referring to FIG. 6, if the amount of angular burrs is larger than 230 ⁇ m, ESFQRmax becomes larger than 45 nm, which is not desirable. For this reason, it is preferable that the amount of angular burrs is 230 ⁇ m or less.
  • the amount of angular burrs was less than 180 ⁇ m, so that 2 to 10 LPDs / wafer. This is due to the generation of dust during chucking.
  • the number of LPDs was 1 / wafer, and dust generation was suppressed.
  • the LPD was 0.1 to 0.7 / wafer, and dust generation was further suppressed.
  • the present invention it is possible to obtain a wafer in which the corner burrs at the boundary between the main surface and the chamfered surface of the wafer are suppressed.

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Abstract

ウェーハの主面と面取り面との境界における角バリを抑制することが可能なウェーハの鏡面面取り方法を提供する。本発明は、ウェーハ（Ｗ）の面取り面を研磨パッド（４，６）で鏡面研磨するウェーハの鏡面面取り方法において、研磨パッド（４，６）の主面とウェーハ（Ｗ）の主面とのなす角度（α１，α２）を、面取り時における面取り角の狙い値以下とすることを特徴とする。

Description

ウェーハの鏡面面取り方法、ウェーハの製造方法、及びウェーハ
　本発明は、ウェーハの鏡面面取り方法、ウェーハの製造方法、及びウェーハに関する。
　半導体デバイスは、単結晶インゴットから切り出したウェーハに、面取り、ラッピング、エッチング、両面研磨、鏡面面取り、仕上げ研磨などを施した後に、デバイス工程にて、ウェーハの主面に電気回路などを形成することによって製造される。ここで、「面取り」とは、面取り用の砥石などを用いてウェーハの周縁部に面取り面を形成する処理であり、「鏡面面取り」とは、研磨パッドを用いて面取りで形成された面取り面を鏡面研磨する処理である。
　特許文献１には、以下の方法により面取りされたウェーハに鏡面面取りを施している。すなわち、ウェーハの主面と面取り面とのなす角度が約２２°となるように面取りされたウェーハの面取り面に対して、研磨パッドの主面とウェーハの主面とのなす角度が約４５°となるように研磨パッドを押し当てて、鏡面面取りを行っている。
特開平１１－１８８５９０号公報
　ところが、特許文献１の方法で鏡面面取りしたウェーハでは、ウェーハの最終洗浄工程以降の工程において、ウェーハチャックやウェーハ収容容器内の溝とウェーハが接触することによって、発塵が生じる可能性があることが判明した。そして、鏡面面取りしたウェーハの表面を注意深く観察したところ、ウェーハの主面と面取り面との境界において角バリが生じており、これに起因して発塵が生じる可能性があることが判明した。
　本発明は、上記課題に鑑み、ウェーハの主面と面取り面との境界における角バリを抑制することが可能なウェーハの鏡面面取り方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ウェーハの主面と面取り面との境界における角バリが抑制されたウェーハを製造することが可能なウェーハの製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ウェーハの主面と面取り面との境界における角バリが抑制されたウェーハを提供することを目的とする。
　上記課題を解決する本発明の要旨構成は以下のとおりである。
　（１）ウェーハの面取り面を研磨パッドで鏡面研磨するウェーハの鏡面面取り方法において、
　前記研磨パッドの主面と前記ウェーハの主面とのなす角度αを、前記ウェーハの前記主面と前記面取り面とのなす角度θの、前記ウェーハの面取り時における狙い値以下とすることを特徴とするウェーハの鏡面面取り方法。
　（２）前記角度θの狙い値を２２°以上２６°以下とする、上記（１）に記載のウェーハの鏡面面取り方法。
　（３）前記角度αを２０°以上とする、上記（２）に記載のウェーハの鏡面面取り方法。
　（４）前記ウェーハを吸着して保持しつつ回転可能なステージと、前記ウェーハの前記主面に対して傾斜した傾斜面に前記研磨パッドが貼付されており、かつ該傾斜面に沿って揺動可能な研磨パッド取付治具と、を備えるウェーハの鏡面面取り装置を用いて、
　前記研磨パッド取付治具の前記傾斜面と前記ウェーハの前記主面とのなす角度を前記角度αと一致させ、かつ前記ステージによって回転された前記ウェーハの前記面取り面に前記研磨パッドを常に接触させた状態で、前記研磨パッド取付治具を前記傾斜面に沿って揺動させる、上記（１）～（３）のいずれか一つに記載のウェーハの鏡面面取り方法。
　（５）前記ウェーハを吸着して保持可能なステージと、前記ウェーハの前記主面に対して傾斜した傾斜面に前記研磨パッドが貼付されており、かつ該傾斜面に沿って揺動可能な研磨パッド取付治具と、を備えるウェーハの鏡面面取り装置を用いて、
　前記研磨パッド取付治具の前記傾斜面と前記ウェーハの前記主面とのなす角度を前記角度αと一致させ、かつ前記ステージに保持された前記ウェーハの前記面取り面に前記研磨パッドを常に接触させた状態で、前記研磨パッド取付治具を前記傾斜面に沿って揺動させつつ、前記ウェーハの周方向に沿って移動させる、上記（１）～（３）のいずれか一つに記載のウェーハの鏡面面取り方法。
　（６）前記ステージの直径は、前記ウェーハに吸着する側の面から該面と反対側の面に向かって縮径する、上記（４）または（５）に記載のウェーハの鏡面面取り方法。
　（７）前記ステージの側面と前記ステージの前記ウェーハに吸着する側の面とのなす角度が２０°以下である、上記（６）に記載のウェーハの鏡面面取り方法。
　（８）上記（１）～（７）のいずれか一つに記載のウェーハの鏡面面取り方法を用いて、前記ウェーハを鏡面面取りすることを含むウェーハの製造方法。
　（９）おもて面と面取境界部の角バリ量及び/又は裏面と面取境界部の角バリ量が１８０μｍ以上であることを特徴とするウェーハ。
　（１０）前記おもて面と面取境界部の角バリ量及び/又は前記裏面と面取境界部の角バリ量が２００μｍ以上である、上記（９）に記載のウェーハ。
　（１１）ＥＳＦＱＲmaxが４５ｎｍ以下である、上記（９）または（１０）に記載のウェーハ。
　本発明によれば、ウェーハの主面と面取り面との境界における角バリが抑制されたウェーハを得ることができる。
本発明の一実施形態によるウェーハの鏡面面取り方法に供することが可能なウェーハの周縁部の形状を示す模式断面図である。 本発明の一実施形態によるウェーハの鏡面面取り方法に用いることが可能なウェーハの鏡面面取り装置１００の概略図である。 図２Ａの部分Ｉの拡大図である。 角バリを定量化する方法を説明する図である。 角バリを定量化する方法を説明する図である。 各発明例および比較例において、研磨パッドの主面とウェーハのおもて面側の主面とのなす角度α１と、おもて面と面取境界部の角バリ量との関係を示すグラフである。 各発明例および比較例において、研磨パッドの主面とウェーハのおもて面側の主面とのなす角度α１と、ＥＳＦＱＲmaxとの関係を示すグラフである。 角バリ量とＥＳＦＱＲmaxとの関係を説明するグラフである。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
　まず、本実施形態によるウェーハの鏡面面取り方法に供することが可能なウェーハについて説明する。図１を参照して、ウェーハの周縁部は、ウェーハのおもて面側の主面Ｍ１および裏面側の主面Ｍ２に垂直な端面Ｅと、ウェーハのおもて面側の主面Ｍ１と端面Ｅとを接続する上面取り面Ｃ１と、ウェーハの裏面側の主面Ｍ２と端面Ｅとを接続する下面取り面Ｃ２と、を有する。図１に示す形状のウェーハは、例えば、単結晶インゴットから切り出したウェーハに対して、面取りを施した後に、両面研磨を施すことによって得ることができる。
　図１において、θ１は、ウェーハのおもて面側の主面Ｍ１と上面取り面Ｃ１とのなす角度（以下、「上面取り角」という）である。θ２は、ウェーハの裏面側の主面Ｍ２と下面取り面Ｃ２とのなす角度（以下、「下面取り角」という）である。すなわち、本明細書では、ウェーハの主面と面取り面とのなす角度θのうち、おもて面側のものをθ１と定義し、裏面側のものをθ２と定義する。ウェーハの面取りでは、θ１，θ２の狙い値を２２°以上２６°以下に設定することができる。この狙い値は、面取りにおいて用いる面取りホイルなどの冶具の溝形状によって定まる。ただし、冶具の溝の摩耗や、両面研磨での研磨取り代などに起因して、鏡面面取りに供されるウェーハにおけるθ１，θ２は狙い値から±１°ずれる可能性がある。なお、θ１,θ２の狙い値を２６°より大きくすると、鏡面面取りに供する前のウェーハにおける面取り角度が大きくなるので、角バリ抑制の効果が小さくなる。θ１,θ２の狙い値は、２２°以上２３°以下に設定することがより好ましく、２２°に設定することがさらに好ましい。
　ｔは、ウェーハの周縁部の厚みであり、７６０μｍ～７９０μｍに設定することができる。Ａ１は上面取り幅であり、Ａ２は下面取り幅であり、Ａ１，Ａ２はともに２００μｍ～４５０μｍに設定することができる。Ｂ１は上面取り厚みであり、Ｂ２は下面取り厚みであり、Ｂ１，Ｂ２はともに８０μｍ～２４０μｍに設定することができる。Ｒ１は上面取り部の曲率半径であり、Ｒ２は下面取り部の曲率半径であり、Ｒ１，Ｒ２はともに２００～２５０μｍに設定することができる。ＢＣは、端面のウェーハ厚み方向の長さであり、３００μｍ～６００μｍに設定することができる。なお、図１では、ＢＣ≠０のウェーハについて説明したが、本実施形態によるウェーハの鏡面面取り方法に供することが可能なウェーハは、ＢＣ＝０のいわゆるラウンド型のウェーハであってもよい。
　次に、本実施形態によるウェーハの鏡面面取り方法において用いることができるウェーハの鏡面面取り装置１００について説明する。
　図２Ａを参照して、鏡面面取り装置１００は、ウェーハＷを吸着して保持しつつ回転可能なステージ２と、ウェーハＷの上面取り面Ｃ１と接触可能な位置に配置された第１の研磨パッド４と、ウェーハＷの下面取り面Ｃ２と接触可能な位置に配置された第２の研磨パッド６と、ウェーハＷの周縁部にスラリーを供給するスラリー供給機構８と、を備える。
　第１の研磨パッド４は、第１の研磨パッド取付治具１０の傾斜面１０Ａに貼付されている。第１の研磨パッド取付治具１０は、傾斜面１０Ａに沿って揺動することが可能となっており、これに伴って、第１の研磨パッド４も傾斜面１０Ａに沿って揺動することが可能となっている。また、第２の研磨パッド６は、第２の研磨パッド取付治具１２の傾斜面１２Ａに貼付されている。第２の研磨パッド取付治具１２は、傾斜面１２Ａに沿って揺動することが可能となっており、これに伴って、第２の研磨パッド６も傾斜面１２Ａに沿って揺動することが可能となっている。ここで、第１，２の研磨パッド取付治具１０，１２は、鏡面面取り装置１００を平面視した場合において、ウェーハＷを挟んで互いに対向する位置に配置される。なお、第１，２の研磨パッド取付治具１０，１２を揺動させる機構は、特に限定されず、例えばエアーシリンダー又はサーボモータ等により駆動するスライド機構を用いることができる。
　第１，２の研磨パッド４，６は、圧縮率が１．５％～７．５％である研磨パッドを用いることが好ましく、圧縮率が３．５％～７．５％である研磨パッドを用いることがより好ましい。これらの圧縮率を有する研磨パッドは、一般的な鏡面面取りにおいて用いる研磨パッド（圧縮率：９％以上）よりも硬めの研磨パッドであり、オーバーポリッシュを抑制しつつ、上下面取り面Ｃ１,Ｃ２のうち端面Ｅ側に近いほうの部分が研磨されずに残存するのを防止することができる。このような研磨パッドの材質は、一般的な材質でよく、例えばポリウレタン製不織布を用いることができる。また、第１，２の研磨パッド４，５の厚さは１．０～２．０ｍｍとすることができる。
　ステージ２は、第１，２の研磨パッド取付冶具１０，１２が揺動した際に、第１，２の研磨パッド取付冶具１０，１２および第１，２の研磨パッド４，６と接触しないように、ウェーハＷに吸着する側の面から当該面と反対側の面に向かって、その直径を縮径させることが好ましい。具体的には、ステージ２の側面とステージ２のウェーハＷに吸着する側の面とのなす角度βを２０°以下にすることが好ましい。また、ステージ２の、ウェーハＷに吸着する側の面における直径は、ウェーハＷの直径よりも４～１０ｍｍ小さくすることが好ましい。これにより、ウェーハＷとの吸着力を低下させずに、ステージ２と第１,２の研磨パッド４,６との干渉を防止することができる。
　次に、上述した鏡面面取り装置１００を用いて行うことができる本実施形態によるウェーハの鏡面面取り方法の一例を説明する。
　図２Ａを参照して、ステージ２を回転させることによりウェーハＷを回転させ、ウェーハＷの上面取り面Ｃ１に第１の研磨パッド４を常に接触させ、ウェーハＷの下面取り面Ｃ２に第２の研磨パッド６を常に接触させた状態で、第１の研磨パッド取付治具１０を傾斜面１０Ａに沿って揺動させ、第２の研磨パッド取付治具１２を傾斜面１２Ａに沿って揺動させる。なお、第１，２の研磨パッド取付治具１０，１２には、ウェーハＷの周縁部から中心部に向かう方向に沿って荷重が加えられており、スラリー供給機構８から供給されたスラリーは、ウェーハＷの周縁部に供給される。すると、第１の研磨パッド４も傾斜面１０Ａに沿って揺動し、第２の研磨パッド６も傾斜面１２Ａに沿って揺動する。これによって、上面取り面Ｃ１が第１の研磨パッド４で鏡面研磨され、下面取り面Ｃ２が第２の研磨パッド６で鏡面研磨される。なお、ウェーハＷの回転数は３００～１５００ｒｐｍとすることができ、第１，２の研磨パッド取付治具に加える荷重の大きさは３０～６０Ｎとすることができ、揺動速度は１～８ｍｍ/ｓｅｃとすることができる。また、スラリーは、コロイダルシリカを含有するアルカリ性の公知のスラリーを用いることができる。
　図１も参照して、本実施形態では、上述した鏡面面取りにおいて、第１の研磨パッド４の主面とウェーハＷのおもて面側の主面Ｍ１とのなす角度α１を、ウェーハＷの面取り時における上面取り角度θ１の狙い値以下にすること、及び/又は、第２の研磨パッド６の主面とウェーハＷの裏面側の主面Ｍ２とのなす角度α２を、ウェーハＷの面取り時における下面取り角度θ２の狙い値以下にすることが重要である。以下では、この技術的意義を説明する。なお、図２Ｂでは、θ１とα１との大小関係の一例が示されており、α１がθ１よりも小さくなっている。
　従来の鏡面面取りでは、研磨パッドの主面とウェーハの主面とのなす角度αを面取り角θの面取り時における狙い値よりもかなり大きく設定していた。これは、研磨パッドの主面とウェーハの主面とのなす角度αを小さくしすぎると、ウェーハの主面と面取り面との境界から数百μｍ以上もウェーハの中心側の領域がオーバーポリッシュされると考えられていたからである。たしかに、従来の方法によれば、オーバーポリッシュを抑制することはできる。ところが、本発明者らは、従来の方法では、ウェーハの主面と面取り面との境界における研磨量が不足することにより、この境界において角バリが生じており、これに起因してウェーハの最終洗浄以降の工程において発塵が生じる可能性があるという新規な技術的課題を知見した。そして、さらなる検討を進めたところ、研磨パッドの主面とウェーハの主面とのなす角度αを従来よりも小さくしても、オーバーポリッシュはさほど問題にはならないことを知見した。さらに、研磨パッドの主面とウェーハの主面とのなす角度αを面取り角θの面取り時における狙い値以下にすることにより、オーバーポリッシュを許容レベルに抑制しつつも、角バリを抑制することができることを知見した。本実施形態は、これらの知見に基づくものである。
　本明細書における「角バリ」は、以下の方法で定量化することができる。まず、公知のレーザー顕微鏡を用いて、ウェーハの表面形状を径方向に沿ってスキャンする。具体的には、スキャン方向をｘ軸とし、ウェーハの主面の外周端から中心側に４００～６００μｍの位置をスキャンの始点（ｘ座標の原点）とし、ウェーハの外周端から中心側に１００～３００μｍの位置をスキャンの終点とする。これにより、図３Ａに示す輪郭曲線（ｆ（ｘ））が得られる。次に、公知の解析方法を用いて、輪郭曲線（ｆ（ｘ））をｘで二次微分することにより、図３Ａに示す二次微分曲線（ｆ”（ｘ））を得る。次に、二次微分曲線（ｆ”（ｘ））におけるピークのうち、深さが最大となるピーク（以下、「最大ピーク」という）を特定する。そして、最大ピークの深さをｄとし、ｙ＝－ｄ×６０％とｙ＝ｆ”（ｘ）との交点のｘ座標をｘ１，ｘ２とする。次に、公知の解析方法を用いて、図３Ｂに示すように、ｘ１≦ｘ≦ｘ２の領域における輪郭曲線（ｆ（ｘ））を円でフィッティングする。このようにしてフィッティングした円の半径の大きさを角バリの指標に用いる。すなわち、フィッティングした円の半径が大きいほど、ウェーハの主面と面取り面との境界における角バリが抑制されていることを意味する。なお、ウェーハのおもて面側の主面をスキャンする場合には、フィッティングした図３Ｂに示す円の半径（単位：μｍ）をおもて面と面取境界部の角バリ量と称する。一方で、ウェーハの裏面側の主面をスキャンする場合には、おもて面と面取境界部の角バリ量と同様の方法でフィッティングした円の半径（単位：μｍ）を裏面と面取境界部の角バリ量と称する。なお、図３Ａ，Ｂにおいて、ｘ≧２３０μｍの領域におけるｆ（ｘ）の振動は、ウェーハの表面形状とは関係のないノイズである。
　図１を参照して、ウェーハの面取りでは、上面取り角θ１および下面取り角θ２の狙い値をそれぞれ２２°以上２６°以下に設定することができる。θ１およびθ２は、より好ましくは２２°以上２３°以下、さらに好ましくは２２°である。この場合、図２Ａも参照して、角度α１を２２°以下にすることにより、おもて面と面取境界部の角バリ量を１８０μｍ以上にすることができる。また、角度α２を２２°以下にすることにより、裏面と面取境界部の角バリ量を１８０μｍ以上にすることができる。さらに、角度α１を２１°以下にすることにより、鏡面面取りに供されるウェーハの面取り角度がばらついても、確実に角バリを抑制することができる。例えば、面取り角度がばらつくことによりθ１＝２２°±１°となった場合でも、おもて面と面取境界部の角バリ量を２００μｍ以上にすることができる。また、角度α２を２１°以下にすることにより、鏡面面取りに供されるウェーハの面取り角度がばらついても、確実に角バリを抑制することができる。例えば、面取り角度がばらつくことによりθ２＝２２°±１°となった場合でも、裏面と面取境界部の角バリ量を２００μｍ以上にすることができる。
　ウェーハＷのおもて面側におけるオーバーポリッシュを許容レベルに抑える観点から、角度α１を２０°以上に設定することが好ましい。また、ウェーハＷの裏面側におけるオーバーポリッシュを許容レベルに抑える観点から、角度α２を２０°以上に設定することが好ましい。なお、「オーバーポリッシュが許容レベルである」とは、ＥＳＦＱＲmaxが４５ｎｍ以下であることを意味する。
　本明細書における「ＥＳＦＱＲmax」とは、ＳＥＭＩ規格Ｍ６７に規定されるＥＳＦＱＲ（Edge Site Front least sQuares Range）に基づいて決定される。具体的には、ウェーハの外周端から径方向に沿って１～３０ｍｍの環状領域をウェーハの周方向に沿って７２の扇形のセクターに分割する。そして、各セクター内の厚さ分布から最小二乗法により求めた基準面からのプラス側の最大変位量とマイナス側の最大変位量との絶対値の和を各セクターにおけるＥＳＦＱＲとする。そして、これらＥＳＦＱＲのうち最大のものをＥＳＦＱＲmaxとする。
　すなわち、α１を２０°以上２２°以下に設定すると、ＥＳＦＱＲmaxを４５ｎｍ以下にしつつ、おもて面と面取境界部の角バリ量を１８０μｍ以上にすることができる。α１を２０°以上２１°以下に設定すると、ＥＳＦＱＲmaxを４５ｎｍ以下にしつつ、おもて面と面取境界部の角バリ量を２００μｍ以上にすることができる。同様に、α２を２０°以上２２°以下に設定すると、ＥＳＦＱＲmaxを４５ｎｍ以下にしつつ、裏面と面取境界部の角バリ量を１８０μｍ以上にすることができる。α２を２０°以上２１°以下に設定すると、ＥＳＦＱＲmaxを４５ｎｍ以下にしつつ、裏面と面取境界部の角バリ量を２００μｍ以上にすることができる。
　以上、本実施形態を例にして、本発明のウェーハの鏡面面取り方法を説明したが、本発明は、これに限定されず、特許請求の範囲において適宜変更することができる。
　例えば、以下に説明する鏡面面取り装置を用いて、ウェーハの鏡面面取りを行うことができる。すなわち、ウェーハを吸着して保持可能なステージと、ウェーハの主面に対して傾斜した傾斜面に研磨パッドが貼付されており、かつ該傾斜面に沿って揺動可能な研磨パッド取付治具と、を備えるウェーハの鏡面面取り装置を用いる。そして、研磨パッド取付治具の傾斜面とウェーハの主面とのなす角度を、研磨パッドの主面とウェーハの主面とのなす角度αと一致させ、かつステージに保持されたウェーハの面取り面に研磨パッドを常に接触させた状態で、研磨パッド取付治具を傾斜面に沿って揺動させつつ、ウェーハの周方向に沿って移動させる。つまり、この鏡面面取り方法は、ウェーハを回転させずに固定した状態で、研磨パッド取付治具をウェーハの周方向に沿って移動させる点で、図２Ａに示す面取り方法と異なる。なお、これ以外は、図２Ａにつき説明した内容を援用する。
　次に、上述したウェーハの鏡面面取り方法を用いて行うことができる本発明によるウェーハの製造方法の一例を説明する。
　本実施形態によるウェーハの製造方法は、上述したウェーハの面取り方法を用いて、ウェーハを鏡面面取りすることを含む。具体的には、まず、単結晶インゴットをスライスすることによりウェーハを得る。次に、公知の面取り用の砥石を用いて、ウェーハに面取りを施し、面取り面が形成されたウェーハを得る。次に、面取り面が形成されたウェーハに対して、公知のラッピング、さらにはエッチングを施す。次に、公知の両面研磨装置を用いて、ウェーハの両面研磨を行う。次に、上述した鏡面面取り方法を用いて、ウェーハの鏡面面取りを行う。次に、公知の片面研磨装置を用いて、ウェーハの仕上げ研磨を行う。次に、公知の洗浄方法を用いて、ウェーハの洗浄を行う。このようにしてウェーハが製造される。なお、仕上げ研磨では、研磨量が微量であるため、おもて面と面取境界部の角バリ量、裏面と面取境界部の角バリ量、ＥＳＦＱＲmaxの値は変動しない。
　本実施形態によれば、角バリが抑制されたウェーハを得ることができる。
　以上、本実施形態を例にして、本発明のウェーハの製造方法を説明したが、本発明は、これに限定されず、特許請求の範囲において適宜変更することができる。
　（発明例１）
　単結晶シリコンインゴットから切り出した直径：３００ｍｍのシリコンウェーハに、面取り、ラッピング、エッチング、両面研磨をこの順で施して、図１に示す形状を有するシリコンウェーハを５枚得た。ここで、ウェーハの面取りでは、＃2000レジン砥石を用いた面取り加工装置にてθ１およびθ２の狙い値を２２°に設定した。また、ｔ＝７７６μｍ、Ａ１＝２４０μｍ、Ａ２＝２４０μｍ、Ｂ１＝２１３μｍ、Ｂ２＝２１３μｍ、ＢＣ＝３５０μｍ、Ｒ１＝２３０μｍ、Ｒ２＝２３０μｍであった。
　次に、図２Ａに示す鏡面面取り装置を用いて、以下の条件で、各シリコンウェーハに対して鏡面面取りを施した。
　α１，α２：２２°
　β：２０°
　第１，２の研磨パッドの種類：ポリウレタン製の不織布
　第１，２の研磨パッドの圧縮率：５％
　第１，２の研磨パッドの厚み：１．５ｍｍ
　第１，２の研磨パッド取付治具の揺動速度：４ｍｍ/ｓｅｃ
　荷重：３７～４０Ｎ
　ウェーハの回転数：１３００ｒｐｍ
　スラリーの種類：コロイダルシリカ
　（発明例２）
　発明例１と同様の方法で、鏡面面取りに供するシリコンウェーハを５枚得た。α１＝α２＝２１°として、各シリコンウェーハの鏡面面取りを行った以外、発明例１と同様である。
　（発明例３）
　発明例１と同様の方法で、鏡面面取りに供するシリコンウェーハを５枚得た。α１＝α２＝２０°として、各シリコンウェーハの鏡面面取りを行った以外、発明例１と同様である。
　（発明例４）
　発明例１と同様の方法で、鏡面面取りに供するシリコンウェーハを５枚得た。α１＝α２＝１９°として、各シリコンウェーハの鏡面面取りを行った以外、発明例１と同様である。
　（比較例１）
　発明例１と同様の方法で、鏡面面取りに供するシリコンウェーハを５枚得た。α１＝α２＝３０°として、各シリコンウェーハの鏡面面取りを行った以外、発明例１と同様である。
　（比較例２）
　発明例１と同様の方法で、鏡面面取りに供するシリコンウェーハを５枚得た。α１＝α２＝２５°として、各シリコンウェーハの鏡面面取りを行った以外、発明例１と同様である。
　（比較例３）
　発明例１と同様の方法で、鏡面面取りに供するシリコンウェーハを５枚得た。α１＝α２＝２３°として、各シリコンウェーハの鏡面面取りを行った以外、発明例１と同様である。
　（評価方法）
　各発明例および比較例で得られた各シリコンウェーハに対して、以下の評価方法を用いて、角バリ、オーバーポリッシュ、及びＬＰＤ（Light Point Defect）を評価した。
　＜角バリの評価＞
　記述の方法にて、おもて面と面取境界部の角バリ量（以下、「角バリ量」と略す。）を算出することによって角バリを評価した。図４に評価結果を示す。なお、レーザー顕微鏡には、キーエンス社製ＶＫ－Ｘ２００を用いて、ウェーハのおもて面の外周端から中心側に４００μｍの位置をスキャンの始点とし、ウェーハの外周端から中心側に１００μｍの位置をスキャンの終点とした。また、フィッティングには最小二乗法を用いた。
　＜オーバーポリッシュの評価＞
　平坦度測定装置（ＫＬＡテンコール社製：Wafersight 2）を用いて、各シリコンウェーハのＥＳＦＱＲを測定し、上述した方法でＥＳＦＱＲmaxを算出した。図５に測定結果を示す。
　＜ＬＰＤの評価＞
　各発明例および比較例で得られた各シリコンウェーハをウェーハ搬送用ロボットハンドのウェーハチャックにて１０００回チャック（強調評価）させた後、レーザーパーティクルカウンタ（KLA－Tencor社製、SP-3）を用いてDCOモードで測定し、３５ｎｍ以上のサイズのＬＰＤの数を求めた。
　（評価結果の説明）
　図４，５を参照して、比較例１～３では、角度α１を角度θ１の狙い値よりも大きく設定したので、ＥＳＦＱＲmaxは４５ｎｍ以下に低減されており、オーバーポリッシュを抑制することができた。ところが、角バリ量は１８０μｍ未満となっており、角バリを抑制することはできなかった。一方で、発明例１～３では、角度α１を角度θ１の狙い値以下に設定したにもかかわらず、ＥＳＦＱＲmaxを４５ｎｍ以下に低減することができており、オーバーポリッシュを許容レベルに抑制することができた。さらに、発明例１では、角バリ量は１８０μｍ以上であり、角バリを抑制することができ、発明例２,３では、角バリ量は２００μｍ以上であり、角バリをより抑制することができた。なお、発明例４は、角バリ量は良好ではあるものの、角度α１を小さくしすぎたので、ＥＳＦＱＲmaxが４５ｎｍを超えており、オーバーポリッシュを許容レベルに抑制することができなかった。なお、裏面についても同様に角バリを抑制することができた。図６を参照して、角バリ量が２３０μｍよりも大きいと、ＥＳＦＱＲmaxが４５ｎｍよりも大きくなり望ましくない。このため、角バリ量は２３０μｍ以下であることが好ましい。
　また、ＬＰＤについて、比較例１～３では、角バリ量が１８０μｍ未満であったので、ＬＰＤが２～１０個／ウェーハであった。これは、チャック時に発塵が生じたことに起因する。これに対して、発明例１では、角バリ量が１８０μｍ以上であったので、ＬＰＤは１個／ウェーハであり、発塵が抑制された。また、発明例２～４では、角バリ量が２００μｍ以上であったので、ＬＰＤが０．１～０．７個／ウェーハであり、発塵がさらに抑制された。
　本発明によれば、ウェーハの主面と面取り面との境界における角バリが抑制されたウェーハを得ることができる。
　Ｍ１　おもて面側の主面
　Ｍ２　裏面側の主面
　Ｃ１　上面取り面
　Ｃ２　下面取り面
　Ｅ　端面
　θ１　上面取り角
　θ２　下面取り角
　１００　鏡面面取り装置
　２　ステージ
　４　第１の研磨パッド
　６　第２の研磨パッド
　８　スラリー供給機構
　１０　第１の研磨パッド取付治具
　１０Ａ　傾斜面
　１２　第２の研磨パッド取付治具
　１２Ａ　傾斜面
　α１　第１の研磨パッドの主面とウェーハのおもて面側の主面とのなす角度
　α２　第２の研磨パッドの主面とウェーハの裏面側の主面とのなす角度
　β　ステージの側面とステージのウェーハに吸着する側の面とのなす角度
　Ｗ　ウェーハ

Claims (11)

  1. 　ウェーハの面取り面を研磨パッドで鏡面研磨するウェーハの鏡面面取り方法において、
    　前記研磨パッドの主面と前記ウェーハの主面とのなす角度αを、前記ウェーハの前記主面と前記面取り面とのなす角度θの、前記ウェーハの面取り時における狙い値以下とすることを特徴とするウェーハの鏡面面取り方法。
  2. 　前記角度θの狙い値を２２°以上２６°以下とする、請求項１に記載のウェーハの鏡面面取り方法。
  3. 　前記角度αを２０°以上とする、請求項２に記載のウェーハの鏡面面取り方法。
  4. 　前記ウェーハを吸着して保持しつつ回転可能なステージと、前記ウェーハの前記主面に対して傾斜した傾斜面に前記研磨パッドが貼付されており、かつ該傾斜面に沿って揺動可能な研磨パッド取付治具と、を備えるウェーハの鏡面面取り装置を用いて、
    　前記研磨パッド取付治具の前記傾斜面と前記ウェーハの前記主面とのなす角度を前記角度αと一致させ、かつ前記ステージによって回転された前記ウェーハの前記面取り面に前記研磨パッドを常に接触させた状態で、前記研磨パッド取付治具を前記傾斜面に沿って揺動させる、請求項１～３のいずれか一項に記載のウェーハの鏡面面取り方法。
  5. 　前記ウェーハを吸着して保持可能なステージと、前記ウェーハの前記主面に対して傾斜した傾斜面に前記研磨パッドが貼付されており、かつ該傾斜面に沿って揺動可能な研磨パッド取付治具と、を備えるウェーハの鏡面面取り装置を用いて、
    　前記研磨パッド取付治具の前記傾斜面と前記ウェーハの前記主面とのなす角度を前記角度αと一致させ、かつ前記ステージに保持された前記ウェーハの前記面取り面に前記研磨パッドを常に接触させた状態で、前記研磨パッド取付治具を前記傾斜面に沿って揺動させつつ、前記ウェーハの周方向に沿って移動させる、請求項１～３のいずれか一項に記載のウェーハの鏡面面取り方法。
  6. 　前記ステージの直径は、前記ウェーハに吸着する側の面から該面と反対側の面に向かって縮径する、請求項４または５に記載のウェーハの鏡面面取り方法。
  7. 　前記ステージの側面と前記ステージの前記ウェーハに吸着する側の面とのなす角度が２０°以下である、請求項６に記載のウェーハの鏡面面取り方法。
  8. 　請求項１～７のいずれか一項に記載のウェーハの鏡面面取り方法を用いて、前記ウェーハを鏡面面取りすることを含むウェーハの製造方法。
  9. 　おもて面と面取境界部の角バリ量及び/又は裏面と面取境界部の角バリ量が１８０μｍ以上であることを特徴とするウェーハ。
  10. 　前記おもて面と面取境界部の角バリ量及び/又は前記裏面と面取境界部の角バリ量が２００μｍ以上である、請求項９に記載のウェーハ。
  11. 　ＥＳＦＱＲmaxが４５ｎｍ以下である、請求項９または１０に記載のウェーハ。
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