JPH0957586A

JPH0957586A - ウェーハの加工方法

Info

Publication number: JPH0957586A
Application number: JP23927995A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Hasegawa; 文彦長谷川; Yasuyoshi Kuroda; 泰嘉黒田; Masayuki Yamada; 正幸山田
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1995-08-24
Filing date: 1995-08-24
Publication date: 1997-03-04
Anticipated expiration: 2015-08-24
Also published as: JP3109419B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体デバイスの高集積化に対応でき、しか
も、面取り部の研磨を迅速に行うことができる半導体ウ
ェーハの加工方法を提供する。【解決手段】インゴットをスライスして得られたウェ
ーハの外周を研削によって面取りし、前記ウェーハのラ
ッピングを行った後エッチングを行い、次いで、前記ウ
ェーハの外周面取り部を所定量研削し、次いで、前記外
周面取り部の全体を砥石に所定荷重を加えて加工する軟
研削を施し、その後に、ウェーハの前記外周面取り部の
全体および表裏面の研磨を行うようにしたことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェーハの加工方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウェーハの加工方法として、ウェ
ーハの外周の欠けを防止するための面取り工程、ウェー
ハの厚さバラツキをなくすためのラッピング工程、破砕
層および汚染した部分（砥粒が食い込んだ部分）をなく
すためのエッチング工程、ウェーハの外周面取り部およ
び主面の研磨工程を順次に行うものが知られている。ま
た、１９９４年２月２８日に日刊工業新聞社から発行さ
れた「半導体材料基礎工学」に記載の方法のように、前
記方法において、ラッピング工程と面取り工程とを逆に
したものも知られている。しかし、後者の方法では、ラ
ッピング時のウェーハの外周は角のままとなっているた
め、ラッピング時にウェーハ外周の欠けが生じ、またさ
らにＳｉ屑によりウェーハの主面が傷付いてしまう危険
性があった。そのため、現在では、前者の方法のよう
に、面取り工程の後にラッピング工程を行うのが主流に
なっている。

【０００３】なお、前者の方法の変形として、前記面取
り工程において、粒度の大きな砥石（例えば８００番）
で研削をしてウェーハの外周を丸めて面取りした直後
に、粒度の小さな砥石（例えば１５００番）でもってそ
の外周面取り部を研削するものもあり、この方法では、
後のエッチング工程で外周面取り部の平滑度が多少劣化
はするものの、粒度の大きな砥石だけの場合に比べて、
エッチング工程後の平滑度が高いため、後に行われる外
周面取り部の研磨工程での作業が容易となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、面取り
工程の後にラッピング工程を行うものでは、ラッピング
時に外周面取り部の平面形状および断面形状の崩れが生
じ、その後にこの形状崩れを直す機会がないため、形状
崩れ状態のままでウェーハが半導体デバイスの製造工程
に送られ、フォトリソグラフィ工程においてウェーハに
塗布したレジストの切れが悪くなったりすることもあ
り、今後益々進むであろう半導体デバイスの高集積化に
対応できないという問題があった。

【０００５】また一方において、ラッピング工程の直後
に行われるエッチング工程では、従来、フッ酸、硝酸お
よび酢酸の混合液にウェーハを浸す、いわゆる酸エッチ
ングが行われていたが、この酸エッチングでは、ラッピ
ング後のウェーハの平坦度保持が困難である上、使用後
のエッチング液の廃液処理にコストがかかることから、
最近では、酸エッチングに代わり、水酸化ナトリウムあ
るいは水酸化カリウムの液にウェーハを浸す、いわゆる
アルカリエッチングが主流になってきている。しかし、
このアルカリエッチングは異方性エッチングであり、等
方性エッチングである酸エッチングとは異なるため、ウ
ェーハの裏面や面取り部が特に荒れ易く、ウェーハの平
滑度が劣化し、その後に裏面や面取り部の処理が必要と
なり、特に後者の面取り部の処理では、面の粗さを所定
の粗さ以下にして目標の平滑度とするための研磨時間が
酸エッチングに比べて数倍大きくなってしまうという問
題があった。また、アルカリエッチングの場合、ウェー
ハの裏面の平滑度を向上するため、面研磨工程におい
て、ウェーハをキャリアにセットし、上下に配された定
盤に張られたバフによってウェーハの表裏面を同時に研
磨することも行われているが、このようにしてウェーハ
の表裏面を研磨すると、キャリアの内壁によってウェー
ハの面取り部が削られ、面取り部の断面形状の崩れが発
生し、後のデバイス製造におけるフォトリソグラフィ工
程でのレジストの切れが悪くなったりし、高集積化の阻
害原因となっていた。

【０００６】本発明は、かかる点に鑑みなされたもので
あり、半導体デバイスの高集積化に対応でき、しかも、
面取り部の研磨を迅速に行うことができる半導体ウェー
ハの加工方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の加工方法
は、インゴットをスライスして得られたウェーハの外周
を研削によって面取りし、前記ウェーハのラッピングを
行った後エッチングを行い、次いで、前記ウェーハの外
周面取り部を所定量研削し、次いで、前記外周面取り部
の全体を砥石に所定荷重を加えて加工する軟研削を施
し、その後に、ウェーハの前記外周面取り部の全体およ
び表裏面の研磨を行うようにしたことを特徴とする。

【０００８】請求項２記載の加工方法は、インゴットを
スライスして得られたウェーハの外周を研削によって面
取りし、前記ウェーハのラッピングを行った後エッチン
グを行い、前記ウェーハの表裏面を同時に研磨した後、
前記ウェーハの外周面取り部を所定量研削し、次いで、
前記外周面取り部の全体を砥石に所定荷重を加えて加工
する軟研削を施し、その後に、ウェーハの前記外周面取
り部の全体および表面の研磨を行うようにしたものであ
る。

【０００９】請求項３記載の加工方法は、請求項１また
は請求項２記載の加工方法において、前記エッチングを
アルカリエッチングとしたものである。

【００１０】上記した手段によれば、半導体デバイスの
製造工程に送られる前に、ラッピング工程およびエッチ
ング工程等で生じた面取り部の平面形状および断面形状
の崩れを直すことができる。したがって、半導体デバイ
スの製造工程のレジストの切れが悪くなったりする心配
がなくなる。また、アルカリエッチングによってウェー
ハの外周面取り部の平滑度が損なわれた場合であって
も、エッチング工程の後に行われる研削および軟研削に
よって外周面取り部の平滑度を回復あるいは向上させる
ことができる。したがって、後に行われる面取り部の研
磨時間が短くて済むことになる。

【００１１】

【発明の実施の形態】

Ａ．実施例のウェーハの加工方法は、図１に示すよう
に、面取り工程、ラッピング工程、エッチング工程、両
面研磨工程、面取り部研削工程、面取り部軟研削・研磨
工程および表面研磨工程を順次に行うものである。

【００１２】（１）面取り工程インゴットを内周刃あるいはワイヤソーでスライスして
得られたウェーハの外周を砥石によって丸く削り取って
面取り部を形成する。ウェーハの外周が角のままだと工
程途中で欠けたりＳｉ屑が発生し、集積回路の不良の原
因となるからである。この面取りに使用される砥石の粒
度は特に制限はされないが３００〜８００番程度であ
る。なお、「外周」とは、特に断らない限り、図３に示
すノッチＮ付きのウェーハＷにあってはノッチＮを含む
全周を、図９に示すオリエンテーションフラット（以下
「オリフラ」という）Ｏ付きのウェーハＷにあってはオ
リフラＯを含む全周を指す。

【００１３】（２）ラッピング工程面取り工程の終了したウェーハに圧力を加え、シリカ
（ＳｉＯ₂ ）、ジルコニア（ＺｒＯ₂ ）やアルミナ（Ａ
ｌ₂Ｏ₃）等の砥粒と脂肪酸塩等を添加物として加えたス
ラリーを用い、ウェーハの片面あるいは両面をラップす
る。内周刃あるいはワイヤソーでのインゴットの切断に
よって、ウェーハの厚さと平行度が決まるが、必ずばら
つきがあるので、それを補正するためである。

【００１４】（３）エッチング工程水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウムの液にウェー
ハを浸すことによりウェーハの表面のエッチングを行
う。ラッピング工程等を経て得られたウェーハの表面に
は、破砕層（砕けて荒れた部分）や汚染した部分（砥粒
が食い込んだ部分）が存在するので、これらを除去する
ためである。

【００１５】（４）両面研磨工程ウェーハをキャリアにセットし、上下に配された定盤に
張られたバフによって研磨液を供給しつつウェーハの表
裏面を同時に研磨する。この両面研磨を行うのは、ウェ
ーハの平坦度を大幅に向上させたり、裏面の平滑度を向
上させてＳｉ屑の発生を防止したりするためである。

【００１６】（５）面取り部研削工程再びウェーハの外周面取り部を研削液を供給しつつ砥石
によって丸く削り取る。ラッピング工程およびエッチン
グ工程によって面取り部の平面形状および断面形状が崩
れたり、面取り部の平滑度が損なわれるので、面取り部
の形状を適正化すると共に、外周面取り部の平滑度を回
復あるいは向上させるためである。この研削工程で使用
される砥石の粒度は特に制限はされないが１０００〜３
０００番程度である。なお、この場合、ノッチＮの面取
り部の研削は特に行わなくても良い。ノッチＮは小さ
く、変形も少ないからである。勿論、ノッチＮの面取り
部の研削を行っても良いが、その場合には、研削の時間
がそれだけ長くかかることになる。

【００１７】（６）面取り部軟研削・研磨工程ウェーハのノッチを研削液を供給しつつ砥石に所定荷重
を加えて軟研削する。エッチング工程によってノッチ面
取り部の平滑度が損なわれるので、ノッチ面取り部の平
滑度をある程度高めるためである。また、同様に、ウェ
ーハの外周面取り部を研削液を供給しつつ砥石に所定荷
重を加えて軟研削する。前記面取り部研削工程で形状が
適正化された外周面取り部の平滑度を向上させるためで
ある。いずれの場合も砥石の粒度は特に制限はされない
が２０００〜５０００番程度である。また、この場合の
砥石の結合剤としては、特に制限はされないが、窯業原
料系のビドリファイト等の結合剤や、メタル結合剤が使
用される。その後、ウェーハの面取り部を研磨液を供給
しつつバフ等によって研磨する。前工程の研削や軟研削
で生じた加工歪を除去したり、表面平滑度を上げて工程
途中のＳｉ屑やＳｉ微粉の発生を防止するためである。

【００１８】（７）表面研磨工程ウェーハの表面を研磨液を供給しつつバフによって研磨
する。

【００１９】Ｂ．面取り部の加工装置図２には面取り部の加工装置の一例が示されている。こ
の加工装置１は面取り部研削装置２、面取り部軟研削装
置３および面取り部研磨装置５とを備え、ノッチＮが形
成されたウェーハＷ（図３）やオリエンテーションフラ
ット（以下「オリフラ」という）Ｏが形成されたウェー
ハＷ（図１０）の面取り部の研削と、軟研削と、研磨と
を連続的に行えるようになっている。

【００２０】このうち面取り部研削装置２は、ウェーハ
Ｗを収納したカセット４を取り付けるためのカセット取
付け部（イ）と、カセット４から取り出されたウェーハ
Ｗのセンタリングやオリフラ／ノッチ位置出しを行う位
置決め部（ロ）と、ウェーハＷの外周（ノッチＮを除
く）を研削するための外周研削部（ハ）とを有し、面取
り部軟研削装置３は、ウェーハＷのノッチＮを軟研削す
るためのノッチ軟研削部（ニ）と、ウェーハＷの外周
（ノッチＮを除く）を軟研削するための外周軟研削部
（ホ）とを有し、面取り部研磨装置５は、ウェーハＷの
ノッチＮを研磨するためのノッチ研磨部（ヘ）と、ウェ
ーハＷの外周（ノッチＮを除く）を研磨するための外周
研磨部（ト）と、ウェーハＷの洗浄部（チ）と、ウェー
ハＷを収納するためのカセット４を取り付けるためのカ
セット取付け部（リ）とを有している。そして、この加
工装置１においては、カセット取付け部（イ）にローダ
２０が、位置決め部（ロ）には図示しない位置決め装置
が、外周研削部（ハ）には外周研削装置２１が、ノッチ
軟研削部（ニ）にはノッチ軟研削装置３０が、外周軟研
削部（ホ）には外周軟研削装置３１が、ノッチ研磨部
（ヘ）にはノッチ研磨装置５０が、外周研磨部（ト）に
は外周研磨装置５１が、洗浄部（チ）には図示しない洗
浄装置が、カセット取付け部（リ）にはアンローダ５２
がそれぞれ設けられている。また、この加工装置１にお
いては、ローダ２０によって位置決め部（ロ）に送ら
れ、ここでセンタリング等されたウェーハＷを、外周研
削部（ハ）、ノッチ軟研削部（ニ）、外周軟研削部
（ホ）、ノッチ研磨部（ヘ）、外周研磨部（ト）および
洗浄部（チ）に搬送するための搬送装置４０（図５参
照）が設けられている。

【００２１】ローダ２０は、図４に示すように、多数の
ウェーハＷを積層状態に保持可能なカセット４を昇降さ
せる昇降装置（図示せず）と、このカセット４からウェ
ーハＷを１枚ずつ取り出すベルトコンベア２０ａとを備
え、カセット４の下側に保持されているウェーハＷから
順にベルトコンベア２０ａによって１枚ずつウェーハＷ
を取り出し、位置決め部（ロ）に送れるようになってい
る。

【００２２】搬送装置４０は、図５に示すように、アー
ム４０ａを備えており、このアーム４０ａは位置決め部
（ロ）、外周研削部（ハ）、ノッチ軟研削部（ニ）、外
周軟研削部（ホ）、ノッチ研磨部（ヘ）、外周研磨部
（ト）および洗浄部（チ）の配列方向に往復移動可能と
なっている。また、アーム４０ａの先端部下側には吸着
盤４０ｂが設けられている。この吸着盤４０ｂは、図示
しない空気管（図示せず）を通じて、同じく図示しない
吸引ポンプに連結されている。また、吸着盤４０ｂはモ
ータ４０ｃによって回転できるようになっている。

【００２３】外周研削装置２１は、図６に示すように、
円筒状の砥石２１ａを２つ備えている。各砥石２１ａの
外周には、ウェーハＷの外周を受容する溝（総形溝）２
１ｂが設けられている。各砥石２１ａはモータ２１ｃに
よって回転駆動されるようになっている。この外周研削
装置２１は、両砥石２１ａの溝２１ｂの内面をウェーハ
Ｗの外周に所定量押し当て、両砥石２１ａを高速で回転
させる一方で、ウェーハＷを低速で回転させることによ
って、ウェーハＷの外周を所定量研削するようになって
いる。なお、両砥石２１ａは互いに接近離反できるよう
にされており、ウェーハＷを挟み込むことができるよう
になっている。また、この外周研削装置２１によってオ
リフラＯも研削するようになっている。

【００２４】ノッチ軟研削装置３０は、図２に示すよう
に、円板状の砥石３０ａを備えており、この砥石３０ａ
は一対のアーム３０ｂ，３０ｂにて支持されている。そ
して、このノッチ軟研削装置３０は、砥石３０ａの外周
をウェーハＷのノッチＮに所定荷重で押し当て、砥石３
０ａを図示しないモータによって高速で回転させる一方
で、ウェーハＷを小角度往復回転させることによって、
ウェーハＷのノッチＮを軟研削するようになっている。
この軟研削を行うため、砥石３０ａはウェーハＷに対し
て接近離反できるようにされている。

【００２５】外周軟研削装置３１は、図７に示すよう
に、円筒状の砥石３１ａを２つ備えている。各砥石３１
ａの外周には、ウェーハＷの外周を受容する溝（総形
溝）３１ｂが設けられている。各砥石３１ａはモータ３
１ｃによって回転駆動されるようになっている。この外
周軟研削装置３１は、両砥石３１ａの溝３１ｂの内面を
ウェーハＷの外周に所定荷重で押し当て、両砥石３１ａ
を高速で回転させる一方で、ウェーハＷを低速で回転さ
せることによって、ウェーハＷの外周を軟研削するよう
になっている。なお、両砥石３１ａは互いに接近離反で
きるようにされており、ウェーハＷを挟み込むことがで
きるようになっている。また、この外周軟研削装置３１
によってオリフラＯも軟研削するようになっている。

【００２６】ノッチ研磨装置５０は、図２に示すよう
に、円板状の発泡樹脂製のバフ５０ａを備えており、こ
のバフ５０ａは一対のアーム５０ｂ，５０ｂにて支持さ
れている。そして、このノッチ研磨装置５０は、バフ５
０ａの外周をウェーハＷのノッチＮに所定荷重で押し当
て、バフ５０ａを図示しないモータによって高速で回転
させる一方で、ウェーハＷを小角度往復回転させること
によって、ウェーハＷのノッチＮを研磨するようになっ
ている。

【００２７】外周研磨装置５１は、図８に示すように、
円筒状のバフ５１ａを２つ備えている。各バフ５１ａの
外周には、ウェーハＷの外周を受容する溝（総形溝）５
１ｂが設けられている。各バフ５１ａはモータ５１ｃに
よって回転駆動されるようになっている。この外周研磨
装置５１は、両バフ５１ａの溝５１ｂの内面をウェーハ
Ｗの外周に所定荷重で押し当て、両バフ５１ａを高速で
回転させる一方で、ウェーハＷを低速で回転させること
によって、ウェーハＷの外周を研磨するようになってい
る。なお、両バフ５１ａは互いに接近離反できるように
されており、ウェーハＷを挟み込むことができるように
なっている。また、この外周研磨装置５１によってオリ
フラＯも研磨するようになっている。

【００２８】アンローダ５２は、図９に示すように、多
数のウェーハＷを積層状態に保持可能なカセット４を昇
降させる昇降装置（図示せず）と、このカセット４にウ
ェーハＷを１枚ずつ収納するベルトコンベア５２ａとを
備え、カセット４の上側から順にウェーハＷをベルトコ
ンベア５２ａによって１枚ずつウェーハＷを収納するこ
とができるようになっている。

【００２９】なお、面取り部の研磨が終了した後、洗浄
部（チ）に到達したウェーハＷは再度位置決めされるこ
とはない。

【００３０】以上に説明したウェーハの加工方法によれ
ば、半導体デバイスの製造工程に送られる前に、ラッピ
ング工程およびエッチング工程等で生じた面取り部の平
面形状および断面形状の崩れを直すことができる。した
がって、半導体デバイスの製造工程のレジストの切れが
悪くなったりする心配がなくなる。また、アルカリエッ
チングによってウェーハの外周の平滑度が損なわれた場
合であっても、エッチング工程の後に行われる研削およ
び軟研削によって外周の平滑度を回復あるいは向上させ
ることができる。したがって、後に行われる面取り部の
研磨時間が短くて済むことになる。

【００３１】以上、本発明者によってなされた発明の実
施例について説明したが、本発明は、かかる実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の変形が可能である。

【００３２】

【発明の効果】本発明の代表的なものの効果を説明すれ
ば、半導体デバイスの製造工程に送られる前に、ラッピ
ング工程およびエッチング工程で生じた面取り部の平面
形状および断面形状の崩れを直すことができる。したが
って、半導体デバイスの製造工程のレジストの切れが悪
くなったりする心配がなくなる。また、アルカリエッチ
ングによってウェーハの外周の平滑度が損なわれた場合
であっても、エッチング工程の後に行われる研削および
軟研削によって外周の平滑度を回復あるいは向上させる
ことができる。したがって、後に行われる面取り部の研
磨時間が短くて済むことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加工方法の工程図である。

【図２】加工装置の平面図である。

【図３】ノッチ付きのウェーハの平面図である。

【図４】ローダの側面図である。

【図５】搬送装置の斜視図である。

【図６】外周研削装置の側面図である。

【図７】外周軟研削装置の側面図である。

【図８】外周研磨装置の側面図である。

【図９】アンローダの側面図である。

【図１０】オリフラ付きのウェーハの平面図である。

【符号の説明】

１加工装置２面取り部研削装置３面取り部軟研削装置５面取り部研磨装置Ｗウェーハ

フロントページの続き (72)発明者山田正幸福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地信越半導体株式会社半導体白河研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インゴットをスライスして得られたウェ
ーハの外周を研削によって面取りし、前記ウェーハのラ
ッピングを行った後エッチングを行い、次いで、前記ウ
ェーハの外周面取り部を所定量研削し、次いで、前記外
周面取り部の全体を砥石に所定荷重を加えて加工する軟
研削を施し、その後に、ウェーハの前記外周面取り部の
全体および表裏面の研磨を行うようにしたことを特徴と
するウェーハの加工方法。
【請求項２】インゴットをスライスして得られたウェ
ーハの外周を研削によって面取りし、前記ウェーハのラ
ッピングを行った後エッチングを行い、前記ウェーハの
表裏面を同時に研磨した後、前記ウェーハの外周面取り
部を所定量研削し、次いで、前記外周面取り部の全体を
砥石に所定荷重を加えて加工する軟研削を施し、その後
に、ウェーハの前記外周面取り部の全体および表面の研
磨を行うようにしたことを特徴とするウェーハの加工方
法。
【請求項３】前記エッチングはアルカリエッチングで
あることを特徴とする請求項１または請求項２記載のウ
ェーハの加工方法。