JPH0997775A - 半導体鏡面ウェーハの製造方法 - Google Patents
半導体鏡面ウェーハの製造方法Info
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- JPH0997775A JPH0997775A JP20431196A JP20431196A JPH0997775A JP H0997775 A JPH0997775 A JP H0997775A JP 20431196 A JP20431196 A JP 20431196A JP 20431196 A JP20431196 A JP 20431196A JP H0997775 A JPH0997775 A JP H0997775A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い平坦度の加工を可能とし、かつ表裏両面
の研磨を行うことによって裏面のチッピングによる発塵
を抑えてデバイスの歩留りを高めることができ、かつ工
程の簡略化を図ることにより、生産性の向上を達成し、
従来方法に比べて低い生産コストで高品質のウェーハ加
工を可能とした新規な半導体鏡面ウェーハの製造方法を
提供する。 【解決手段】 単結晶インゴットをスライスして薄円板
状のウェーハを得るスライス工程と、該スライス工程に
よって得られたウェーハを面取りする面取り工程と、面
取りされたウェーハの両面を１次鏡面研磨する両面１次
鏡面研磨工程と、両面を１次鏡面研磨されたウェーハの
片面を仕上げ鏡面研磨する片面仕上げ鏡面研磨工程を含
む。
の研磨を行うことによって裏面のチッピングによる発塵
を抑えてデバイスの歩留りを高めることができ、かつ工
程の簡略化を図ることにより、生産性の向上を達成し、
従来方法に比べて低い生産コストで高品質のウェーハ加
工を可能とした新規な半導体鏡面ウェーハの製造方法を
提供する。 【解決手段】 単結晶インゴットをスライスして薄円板
状のウェーハを得るスライス工程と、該スライス工程に
よって得られたウェーハを面取りする面取り工程と、面
取りされたウェーハの両面を１次鏡面研磨する両面１次
鏡面研磨工程と、両面を１次鏡面研磨されたウェーハの
片面を仕上げ鏡面研磨する片面仕上げ鏡面研磨工程を含
む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス製
造のための基板となる半導体鏡面ウェーハ、特に単結晶
シリコン鏡面ウェーハ（以下、単に鏡面ウェーハという
ことがある）の製造方法に関する。
造のための基板となる半導体鏡面ウェーハ、特に単結晶
シリコン鏡面ウェーハ（以下、単に鏡面ウェーハという
ことがある）の製造方法に関する。
【０００２】
【関連技術】一般に、半導体鏡面ウェーハの製造方法
は、図１１に示すように、単結晶引上装置によって引き
上げられた単結晶インゴットをスライスして薄円板状の
ウェーハを得るスライス工程Ａと、該スライス工程Ａに
よって得られたウェーハの割れや欠けを防ぐためにその
外周エッジ部を面取りする面取り工程Ｂと、面取りされ
たウェーハをラッピングしてこれを平面化するラッピン
グ工程Ｃと、面取り及びラッピングされたウェーハに残
留する加工歪を除去するエッチング工程Ｄと、エッチン
グされたウェーハの片面を１次鏡面研磨する片面１次鏡
面研磨工程Ｅ１と、１次鏡面研磨されたウェーハの該片
面を仕上げ鏡面研磨する片面仕上げ鏡面研磨工程Ｇと、
片面仕上げ鏡面研磨されたウェーハを洗浄してこれに付
着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程Ｈが含まれる。
は、図１１に示すように、単結晶引上装置によって引き
上げられた単結晶インゴットをスライスして薄円板状の
ウェーハを得るスライス工程Ａと、該スライス工程Ａに
よって得られたウェーハの割れや欠けを防ぐためにその
外周エッジ部を面取りする面取り工程Ｂと、面取りされ
たウェーハをラッピングしてこれを平面化するラッピン
グ工程Ｃと、面取り及びラッピングされたウェーハに残
留する加工歪を除去するエッチング工程Ｄと、エッチン
グされたウェーハの片面を１次鏡面研磨する片面１次鏡
面研磨工程Ｅ１と、１次鏡面研磨されたウェーハの該片
面を仕上げ鏡面研磨する片面仕上げ鏡面研磨工程Ｇと、
片面仕上げ鏡面研磨されたウェーハを洗浄してこれに付
着した研磨剤や異物を除去する洗浄工程Ｈが含まれる。
【０００３】上記した従来の半導体ウェーハの製造方法
は、工程数が多く、製造コストがそれだけかかるという
問題があった。
は、工程数が多く、製造コストがそれだけかかるという
問題があった。
【０００４】ところで、前記エッチング工程Ｄでのエッ
チング処理には、混酸等の酸エッチング液を用いる酸エ
ッチングと、ＮａＯＨ等のアルカリエッチング液を用い
るアルカリエッチングとがある。そして、酸エッチング
では、高いエッチング速度が得られ、ウェーハ表面には
図１２に示すように周期１０μｍ以下、Ｐ−Ｖ(Peakto
Valley) 値０．６μｍ以下の細かな粗さの凹凸が観察
されるのに対し、アルカリエッチングでは、エッチング
速度は遅く、ウェーハ表面には図１３に示すように周期
１０〜２０μｍでＰ−Ｖ値が１．５μｍを超えるものも
ある大きな粗さの凹凸が観察される。
チング処理には、混酸等の酸エッチング液を用いる酸エ
ッチングと、ＮａＯＨ等のアルカリエッチング液を用い
るアルカリエッチングとがある。そして、酸エッチング
では、高いエッチング速度が得られ、ウェーハ表面には
図１２に示すように周期１０μｍ以下、Ｐ−Ｖ(Peakto
Valley) 値０．６μｍ以下の細かな粗さの凹凸が観察
されるのに対し、アルカリエッチングでは、エッチング
速度は遅く、ウェーハ表面には図１３に示すように周期
１０〜２０μｍでＰ−Ｖ値が１．５μｍを超えるものも
ある大きな粗さの凹凸が観察される。
【０００５】図１１に示した諸工程を経て製造される半
導体鏡面ウェーハにおいては、その裏面に関しエッチン
グ面が最後まで残るため、以下のような弊害が発生して
いた。
導体鏡面ウェーハにおいては、その裏面に関しエッチン
グ面が最後まで残るため、以下のような弊害が発生して
いた。
【０００６】即ち、エッチング工程まで終了したウェー
ハのおもて面は次の片面研磨工程で鏡面研磨されるため
に問題はないが、エッチング面のままの表面粗さの大き
な該ウェーハ裏面においては、その凹凸の鋭利な先端部
がチッピングによって欠け、多数のパーティクルが発生
するいわゆる発塵という現象が起り、デバイスの歩留り
が低下するという問題が発生する。
ハのおもて面は次の片面研磨工程で鏡面研磨されるため
に問題はないが、エッチング面のままの表面粗さの大き
な該ウェーハ裏面においては、その凹凸の鋭利な先端部
がチッピングによって欠け、多数のパーティクルが発生
するいわゆる発塵という現象が起り、デバイスの歩留り
が低下するという問題が発生する。
【０００７】将来、半導体素子の集積度がさらに向上し
た場合、鏡面ウェーハ裏面からの発塵が大きな問題とな
り、裏面の鏡面化が必要となってくる。また、ウェーハ
自体の平坦度は現状以上に厳しいレベルが要求されるよ
うになる。
た場合、鏡面ウェーハ裏面からの発塵が大きな問題とな
り、裏面の鏡面化が必要となってくる。また、ウェーハ
自体の平坦度は現状以上に厳しいレベルが要求されるよ
うになる。
【０００８】一方で、ウェーハを両面研磨する場合は、
ウェーハの表裏両面を同時に鏡面研磨でき、かつ平坦度
の高い研磨加工が可能なことが知られている。
ウェーハの表裏両面を同時に鏡面研磨でき、かつ平坦度
の高い研磨加工が可能なことが知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者は、
上記問題に鑑み、半導体鏡面ウェーハの製造方法に両面
研磨工程を組み込んで研磨ウェーハの平坦度向上を図る
とともに、生産コストを低くした新規な半導体鏡面ウェ
ーハの製造方法を実現すべく種々の研究を行った結果、
本発明を完成したものである。
上記問題に鑑み、半導体鏡面ウェーハの製造方法に両面
研磨工程を組み込んで研磨ウェーハの平坦度向上を図る
とともに、生産コストを低くした新規な半導体鏡面ウェ
ーハの製造方法を実現すべく種々の研究を行った結果、
本発明を完成したものである。
【００１０】本発明は、高い平坦度の加工を可能とし、
かつ表裏両面の研磨を行うことによって、裏面のチッピ
ングによる発塵を抑えてデバイスの歩留りを高めること
ができ、かつ工程の簡略化を図ることにより、生産性の
向上を達成し、従来方法に比べて低い生産コストで高品
質のウェーハ加工を可能とした新規な半導体鏡面ウェー
ハの製造方法を提供することを目的とする。
かつ表裏両面の研磨を行うことによって、裏面のチッピ
ングによる発塵を抑えてデバイスの歩留りを高めること
ができ、かつ工程の簡略化を図ることにより、生産性の
向上を達成し、従来方法に比べて低い生産コストで高品
質のウェーハ加工を可能とした新規な半導体鏡面ウェー
ハの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の半導体鏡面ウェーハの製造方法は、単結晶
インゴットをスライスして薄円板状のウェーハを得るス
ライス工程と、該スライス工程によって得られたウェー
ハを面取りする面取り工程と、面取りされたウェーハの
両面を１次鏡面研磨する両面１次鏡面研磨工程と、両面
を１次鏡面研磨されたウェーハの片面を仕上げ鏡面研磨
する片面仕上げ鏡面研磨工程を含むことを特徴とする。
に、本発明の半導体鏡面ウェーハの製造方法は、単結晶
インゴットをスライスして薄円板状のウェーハを得るス
ライス工程と、該スライス工程によって得られたウェー
ハを面取りする面取り工程と、面取りされたウェーハの
両面を１次鏡面研磨する両面１次鏡面研磨工程と、両面
を１次鏡面研磨されたウェーハの片面を仕上げ鏡面研磨
する片面仕上げ鏡面研磨工程を含むことを特徴とする。
【００１２】上記両面１次鏡面研磨工程におけるウェー
ハの研磨代が６０μｍ以上とするのが好適であるが、８
０μｍ以上とすればさらに好ましい。
ハの研磨代が６０μｍ以上とするのが好適であるが、８
０μｍ以上とすればさらに好ましい。
【００１３】
【作用】従来のスライス工程で作られるスライスウェー
ハの平坦度は、ＴＴＶ（TOTALTHICKNESS VARIATION 、
すなわちウェーハ全面における最大厚と最少厚の差）で
１０〜２０μｍであり、しかも片面最大で３０μｍの深
さまで加工歪を有している。また、スライス工程におい
ては周期、数ｍｍから数十ｍｍでウェーハの反りが繰り
返すいわゆるうねりが発生する。しかし、このスライス
ウェーハを面取りしたのち硬質な研磨布（アスカーＣ硬
度８０以上）を用いて両面研磨を行った場合、片面研磨
代３０μｍ以上で極めて良好な平坦度（ＴＴＶ）が得ら
れ、かつ加工歪層及びスライス特有のうねりも除去可能
であることが判った。
ハの平坦度は、ＴＴＶ（TOTALTHICKNESS VARIATION 、
すなわちウェーハ全面における最大厚と最少厚の差）で
１０〜２０μｍであり、しかも片面最大で３０μｍの深
さまで加工歪を有している。また、スライス工程におい
ては周期、数ｍｍから数十ｍｍでウェーハの反りが繰り
返すいわゆるうねりが発生する。しかし、このスライス
ウェーハを面取りしたのち硬質な研磨布（アスカーＣ硬
度８０以上）を用いて両面研磨を行った場合、片面研磨
代３０μｍ以上で極めて良好な平坦度（ＴＴＶ）が得ら
れ、かつ加工歪層及びスライス特有のうねりも除去可能
であることが判った。
【００１４】これまでのウェーハ加工工程の場合、スラ
イス工程で導入された加工歪及びスライス時の非常に悪
い平坦度（ＴＴＶ）の修正の為にラッピング工程が行な
われている。しかし、ラッピング工程では、従来、ウェ
ーハのうねりは除去できなかった。また、ラッピング工
程自体数μｍの加工歪を発生させ、この加工歪を除去す
る為にエッチング工程を導入していた。本発明者の研究
の結果、スライス工程での加工歪除去と非常に悪い平坦
度（ＴＴＶ）の修正及び、驚くべきことにウェーハのう
ねりの修正も両面研磨で行うことが可能であるという知
見を得、本発明に到達したものである。また、両面研磨
自体による加工歪はほとんどないため、当然エッチング
工程は不要となり、さらに両面とも鏡面であるため、発
塵が抑えられるという効果がある。
イス工程で導入された加工歪及びスライス時の非常に悪
い平坦度（ＴＴＶ）の修正の為にラッピング工程が行な
われている。しかし、ラッピング工程では、従来、ウェ
ーハのうねりは除去できなかった。また、ラッピング工
程自体数μｍの加工歪を発生させ、この加工歪を除去す
る為にエッチング工程を導入していた。本発明者の研究
の結果、スライス工程での加工歪除去と非常に悪い平坦
度（ＴＴＶ）の修正及び、驚くべきことにウェーハのう
ねりの修正も両面研磨で行うことが可能であるという知
見を得、本発明に到達したものである。また、両面研磨
自体による加工歪はほとんどないため、当然エッチング
工程は不要となり、さらに両面とも鏡面であるため、発
塵が抑えられるという効果がある。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に本発明方法の実施の形態を
添付図面中、図１〜図１０とともに説明する。図１及び
図１０において、図１１と同一又は類似工程は同一符号
で示す。
添付図面中、図１〜図１０とともに説明する。図１及び
図１０において、図１１と同一又は類似工程は同一符号
で示す。
【００１６】図１は本発明の半導体鏡面ウェーハの製造
方法の一の実施の形態を示すフローチャートである。
方法の一の実施の形態を示すフローチャートである。
【００１７】まず、スライス工程Ａでは、不図示の単結
晶引上装置によって引き上げられた単結晶インゴットが
棒軸方向に対して直角あるいはある角度をもってスライ
スされて複数の薄円板状のウェーハが得られる。
晶引上装置によって引き上げられた単結晶インゴットが
棒軸方向に対して直角あるいはある角度をもってスライ
スされて複数の薄円板状のウェーハが得られる。
【００１８】上記スライス工程Ａによって得られたウェ
ーハは、割れや欠けを防ぐために、その外周エッジ部が
次の面取り工程Ｂで面取りされる。
ーハは、割れや欠けを防ぐために、その外周エッジ部が
次の面取り工程Ｂで面取りされる。
【００１９】ところで、従来は、図１１に示すように、
上記面取り工程Ｂで面取りされたウェーハは、ラッピン
グ工程Ｃ、エッチング工程Ｄ、片面１次鏡面研磨工程Ｅ
１を経て、片面仕上げ鏡面研磨工程Ｆが行なわれてい
た。上記エッチング工程Ｄによって加工歪を除去された
ウェーハは、そのまま片面１次鏡面研磨工程Ｅ１及び片
面仕上げ鏡面研磨工程Ｆにおいて、その片面（おもて
面）のみが鏡面研磨されていたため、エッチングによっ
てウェーハ両面に発生した凹凸はウェーハ裏面に最後ま
でそのまま残り、このため前述のような弊害が発生して
いた。
上記面取り工程Ｂで面取りされたウェーハは、ラッピン
グ工程Ｃ、エッチング工程Ｄ、片面１次鏡面研磨工程Ｅ
１を経て、片面仕上げ鏡面研磨工程Ｆが行なわれてい
た。上記エッチング工程Ｄによって加工歪を除去された
ウェーハは、そのまま片面１次鏡面研磨工程Ｅ１及び片
面仕上げ鏡面研磨工程Ｆにおいて、その片面（おもて
面）のみが鏡面研磨されていたため、エッチングによっ
てウェーハ両面に発生した凹凸はウェーハ裏面に最後ま
でそのまま残り、このため前述のような弊害が発生して
いた。
【００２０】そこで、本発明の一の実施の形態では、上
記面取り工程Ｂの後に、ラッピング工程Ｃ、エッチング
工程Ｄ、片面１次鏡面研磨工程Ｅ１を行わず、その代わ
りに両面１次鏡面研磨工程Ｅ２を新たに行うものであ
る。
記面取り工程Ｂの後に、ラッピング工程Ｃ、エッチング
工程Ｄ、片面１次鏡面研磨工程Ｅ１を行わず、その代わ
りに両面１次鏡面研磨工程Ｅ２を新たに行うものであ
る。
【００２１】上記両面１次鏡面研磨工程Ｅ２では、後述
する両面研磨装置及び研磨剤を用いて、面取りされたウ
ェーハは、その両面が１次鏡面研磨される。
する両面研磨装置及び研磨剤を用いて、面取りされたウ
ェーハは、その両面が１次鏡面研磨される。
【００２２】この両面を１次鏡面研磨されたウェーハ
は、次いで片面仕上げ鏡面研磨工程Ｆにおいて、例えば
図９に示す通常の片面研磨装置１０及び研磨剤１９を用
いてその片面（おもて面）が鏡面研磨され鏡面ウェーハ
となる。次に洗浄工程Ｇにおける洗浄により、この鏡面
ウェーハに付着している研磨剤やパーティクルが除去さ
れる。
は、次いで片面仕上げ鏡面研磨工程Ｆにおいて、例えば
図９に示す通常の片面研磨装置１０及び研磨剤１９を用
いてその片面（おもて面）が鏡面研磨され鏡面ウェーハ
となる。次に洗浄工程Ｇにおける洗浄により、この鏡面
ウェーハに付着している研磨剤やパーティクルが除去さ
れる。
【００２３】上記鏡面ウェーハの裏面は１次鏡面研磨処
理されたままであるが、該ウェーハ裏面の発塵性は低く
抑えられる。従って、例えば、デバイス工程中のフォト
リソグラフィー工程において該ウェーハをその裏面で吸
着した場合、裏面のチッピングによる発塵が抑えられ、
これによってもデバイスの歩留りが高められる。
理されたままであるが、該ウェーハ裏面の発塵性は低く
抑えられる。従って、例えば、デバイス工程中のフォト
リソグラフィー工程において該ウェーハをその裏面で吸
着した場合、裏面のチッピングによる発塵が抑えられ、
これによってもデバイスの歩留りが高められる。
【００２４】以下に本発明において用いられる両面研磨
装置について図２及び図３を参照して説明する。
装置について図２及び図３を参照して説明する。
【００２５】図２は両面研磨装置の断面的説明図及び図
３は上定盤を取り外した状態を示す上面説明図である。
３は上定盤を取り外した状態を示す上面説明図である。
【００２６】図２において、両面研磨装置２２は上下方
向に相対向して設けられた下定盤２４及び上定盤２６を
有している。該下定盤２４の上面には下研磨布２４ａが
布設され、また上定盤２６の下面には上研磨布２６ａが
それぞれ布設されている。該下定盤２４及び上定盤２６
は不図示の駆動手段によって互いに逆方向に回転せしめ
られる。
向に相対向して設けられた下定盤２４及び上定盤２６を
有している。該下定盤２４の上面には下研磨布２４ａが
布設され、また上定盤２６の下面には上研磨布２６ａが
それぞれ布設されている。該下定盤２４及び上定盤２６
は不図示の駆動手段によって互いに逆方向に回転せしめ
られる。
【００２７】該下定盤２４はその中心部上面に中心ギア
２８を有し、その周縁部には環状のインターナルギア３
０が隣接して設けられている。
２８を有し、その周縁部には環状のインターナルギア３
０が隣接して設けられている。
【００２８】３２は円板状のキャリアで、該下定盤２４
の下研磨布２４ａの上面と該上定盤２６の上研磨布２６
ａの下面との間に挟持され、該中心ギア２８及びインタ
ーナルギア３０の作用により、自転及び公転しつつ該下
研磨布２４ａと該上研磨布２６ａとの間を摺動する。
の下研磨布２４ａの上面と該上定盤２６の上研磨布２６
ａの下面との間に挟持され、該中心ギア２８及びインタ
ーナルギア３０の作用により、自転及び公転しつつ該下
研磨布２４ａと該上研磨布２６ａとの間を摺動する。
【００２９】該キャリア３２には複数個のウェーハ受け
穴３４が穿設されている。研磨すべきウェーハＷは該ウ
ェーハ受け穴３４内に配置される。該ウェーハＷを研磨
する場合には、研磨剤はノズル３６から上定盤２６に設
けられた貫通孔３８を介してウェーハＷと研磨布２４ａ
及び２６ａの間に供給され、該キャリア３２の自転及び
公転とともに該ウェーハＷは自転及び公転して該下研磨
布２４ａと該上研磨布２６ａとの間を摺動し、ウェーハ
Ｗの両面が研磨される。
穴３４が穿設されている。研磨すべきウェーハＷは該ウ
ェーハ受け穴３４内に配置される。該ウェーハＷを研磨
する場合には、研磨剤はノズル３６から上定盤２６に設
けられた貫通孔３８を介してウェーハＷと研磨布２４ａ
及び２６ａの間に供給され、該キャリア３２の自転及び
公転とともに該ウェーハＷは自転及び公転して該下研磨
布２４ａと該上研磨布２６ａとの間を摺動し、ウェーハ
Ｗの両面が研磨される。
【００３０】図９は片面仕上げ鏡面研磨に使用した従来
から用いられている片面研磨装置を示す側面図である。
図９において、片面研磨装置１０は、回転定盤１２とウ
ェーハホルダー１３と研磨剤供給装置１４からなってい
る。回転定盤１２の上面には研磨パッド１６が貼付して
ある。回転定盤１２は回転軸１７により所定の回転速度
で回転される。
から用いられている片面研磨装置を示す側面図である。
図９において、片面研磨装置１０は、回転定盤１２とウ
ェーハホルダー１３と研磨剤供給装置１４からなってい
る。回転定盤１２の上面には研磨パッド１６が貼付して
ある。回転定盤１２は回転軸１７により所定の回転速度
で回転される。
【００３１】ウェーハホルダー１３は真空吸着等により
その下面にウェーハＷを保持し、回転シャフト１８によ
り回転されると同時に所定の荷重で研磨パッド１６にウ
ェーハＷを押しつける。研磨剤供給装置１４は所定の流
量で研磨剤１９を研磨パッド１６上に供給し、この研磨
剤１９がウェーハＷと研磨パッド１６の間に供給される
ことによりウェーハＷが研磨される。
その下面にウェーハＷを保持し、回転シャフト１８によ
り回転されると同時に所定の荷重で研磨パッド１６にウ
ェーハＷを押しつける。研磨剤供給装置１４は所定の流
量で研磨剤１９を研磨パッド１６上に供給し、この研磨
剤１９がウェーハＷと研磨パッド１６の間に供給される
ことによりウェーハＷが研磨される。
【００３２】（実験例１） 試料ウェーハ：ＣＺ、ｐ型、結晶方位＜１００＞、１５
０ｍｍφ、スライスシリコンウェーハ 研磨パッド：ウレタン発泡体、硬度６０又は８０（アス
カーＣ硬度） 研磨剤：コロイダルシリカ研磨剤 研磨荷重：１００ｇ／ｃｍ2
０ｍｍφ、スライスシリコンウェーハ 研磨パッド：ウレタン発泡体、硬度６０又は８０（アス
カーＣ硬度） 研磨剤：コロイダルシリカ研磨剤 研磨荷重：１００ｇ／ｃｍ2
【００３３】上記研磨条件において、図２及び図３に示
した両面研磨装置を用いて試料ウェーハ（面取りまで実
施したスライスウェーハ）を両面研磨し、研磨代と研磨
面の平坦度（ＴＴＶ）の関係を測定し、図４に示した。
した両面研磨装置を用いて試料ウェーハ（面取りまで実
施したスライスウェーハ）を両面研磨し、研磨代と研磨
面の平坦度（ＴＴＶ）の関係を測定し、図４に示した。
【００３４】図４の結果から明らかなごとく、アスカー
Ｃ硬度８０の研磨布を用いると、６０μｍ以上の研磨代
で１μｍ以下の平坦度（ＴＴＶ）が達成される。またア
スカーＣ硬度６０の研磨布を用いると、８０μｍ以上の
研磨代で４μｍ以下の平坦度（ＴＴＶ）が達成される。
Ｃ硬度８０の研磨布を用いると、６０μｍ以上の研磨代
で１μｍ以下の平坦度（ＴＴＶ）が達成される。またア
スカーＣ硬度６０の研磨布を用いると、８０μｍ以上の
研磨代で４μｍ以下の平坦度（ＴＴＶ）が達成される。
【００３５】さらに、上記実験例１によって研磨した試
料ウェーハのうち次の３つの研磨例について、ウェーハ
表面のうねりを観察した写真を撮影した。これらの写真
は、魔鏡の原理を応用して表面の微細な凹凸のパターン
を検出可能な表面形状観察装置により得られた画像を撮
影したものであり、白黒のコントラストが表面の微細な
凹凸を示すものである。研磨例１は、アスカーＣ硬度８
０の研磨布によって研磨代３０μｍの研磨を行なったも
ので、ウェーハ表面の写真を図５に示した。研磨例２
は、アスカーＣ硬度６０の研磨布によって研磨代１００
μｍの研磨を行なったもので、ウェーハ表面の写真を図
６に示した。研磨例３は、アスカーＣ硬度８０の研磨布
によって研磨代６０μｍの研磨を行なったもので、ウェ
ーハ表面の写真を図７に示した。
料ウェーハのうち次の３つの研磨例について、ウェーハ
表面のうねりを観察した写真を撮影した。これらの写真
は、魔鏡の原理を応用して表面の微細な凹凸のパターン
を検出可能な表面形状観察装置により得られた画像を撮
影したものであり、白黒のコントラストが表面の微細な
凹凸を示すものである。研磨例１は、アスカーＣ硬度８
０の研磨布によって研磨代３０μｍの研磨を行なったも
ので、ウェーハ表面の写真を図５に示した。研磨例２
は、アスカーＣ硬度６０の研磨布によって研磨代１００
μｍの研磨を行なったもので、ウェーハ表面の写真を図
６に示した。研磨例３は、アスカーＣ硬度８０の研磨布
によって研磨代６０μｍの研磨を行なったもので、ウェ
ーハ表面の写真を図７に示した。
【００３６】研磨例１および研磨例２は、図５、図６か
ら明らかなように、うねりが観察されるが、研磨例３の
図７では、うねりがなくなっているのが分かる。尚、図
４から図７に示した結果は両面研磨のみを行った時のも
のであるが、一般に仕上げ研磨は１次研磨または２次研
磨の加工歪みを取り除くとともに、表面のｎｍオーダー
の周期の微細な粗さを改善するために行われるもので、
研磨代が０．５〜２．０μｍ程度である。この程度の研
磨代の仕上げ研磨を行っても、図４に示したＴＴＶや図
５から図７に示した表面形状は保持されることを確認し
ている。
ら明らかなように、うねりが観察されるが、研磨例３の
図７では、うねりがなくなっているのが分かる。尚、図
４から図７に示した結果は両面研磨のみを行った時のも
のであるが、一般に仕上げ研磨は１次研磨または２次研
磨の加工歪みを取り除くとともに、表面のｎｍオーダー
の周期の微細な粗さを改善するために行われるもので、
研磨代が０．５〜２．０μｍ程度である。この程度の研
磨代の仕上げ研磨を行っても、図４に示したＴＴＶや図
５から図７に示した表面形状は保持されることを確認し
ている。
【００３７】次に上記実験例１において研磨パッドの硬
度をアスカーＣ硬度８０とし、図１に示した工程によっ
て２０枚の鏡面ウェーハを製造した。片面仕上げ鏡面研
磨処理としては図９に示した片面研磨装置を用い、研磨
代１μｍの研磨を行った。その平坦度（ＬＴＶmax：LOC
AL THICKNESS VARIATION max：ウェーハ面上を２０ｍｍ
×２０ｍｍの多数の方形に区分し、各区分の中で最大厚
と最小厚の差をとり、ウェーハ面上においてその差の値
のもっとも大きなもの）を測定して図８に示した。これ
とともに図１１に示した従来加工プロセスに従って研磨
し、製造した鏡面ウェーハについても同様に平坦度（Ｌ
ＴＶmax）を測定して図８に示した。
度をアスカーＣ硬度８０とし、図１に示した工程によっ
て２０枚の鏡面ウェーハを製造した。片面仕上げ鏡面研
磨処理としては図９に示した片面研磨装置を用い、研磨
代１μｍの研磨を行った。その平坦度（ＬＴＶmax：LOC
AL THICKNESS VARIATION max：ウェーハ面上を２０ｍｍ
×２０ｍｍの多数の方形に区分し、各区分の中で最大厚
と最小厚の差をとり、ウェーハ面上においてその差の値
のもっとも大きなもの）を測定して図８に示した。これ
とともに図１１に示した従来加工プロセスに従って研磨
し、製造した鏡面ウェーハについても同様に平坦度（Ｌ
ＴＶmax）を測定して図８に示した。
【００３８】従来加工プロセスでは平坦度（ＬＴＶma
x）の平均値が０．４μｍ、最大値が０．６μｍ、最小
値が０．３μｍであったのに対し、本発明のプロセスで
は平均値が０．３μｍ、最大値が０．４μｍ、最小値が
０．２５μｍであり、いずれも大きく改善されている。
x）の平均値が０．４μｍ、最大値が０．６μｍ、最小
値が０．３μｍであったのに対し、本発明のプロセスで
は平均値が０．３μｍ、最大値が０．４μｍ、最小値が
０．２５μｍであり、いずれも大きく改善されている。
【００３９】上記した実施の形態の説明では、片面研磨
が片面仕上げ鏡面研磨工程Ｆのみの一段のものについて
述べてきたが、これは図１０に示すように片面２次鏡面
研磨工程Ｅ３及び片面仕上げ鏡面研磨工程Ｆの２段とし
てもよい。
が片面仕上げ鏡面研磨工程Ｆのみの一段のものについて
述べてきたが、これは図１０に示すように片面２次鏡面
研磨工程Ｅ３及び片面仕上げ鏡面研磨工程Ｆの２段とし
てもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の半導体鏡面
ウェーハの製造方法によれば、高い平坦度の加工を可能
とし、かつ裏面のチッピングによる発塵を抑えてデバイ
スの歩留りを高めることができ、かつ工程の簡略化を図
ることにより、生産性の向上を達成し、従来方法に比べ
て低い生産コストで高品質のウェーハ加工を行なうこと
ができるという効果を奏する。
ウェーハの製造方法によれば、高い平坦度の加工を可能
とし、かつ裏面のチッピングによる発塵を抑えてデバイ
スの歩留りを高めることができ、かつ工程の簡略化を図
ることにより、生産性の向上を達成し、従来方法に比べ
て低い生産コストで高品質のウェーハ加工を行なうこと
ができるという効果を奏する。
【図１】本発明の半導体ウェーハの製造方法の一の実施
の形態を示すフローチャートである。
の形態を示すフローチャートである。
【図２】両面研磨装置の断面的説明図である。
【図３】両面研磨装置の上定盤を取り外した状態を示す
上面説明図である。
上面説明図である。
【図４】実験例１における研磨代と平坦度（ＴＴＶ）の
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図５】研磨例１のウェーハ表面上に形成された微細凹
凸のパターンを示す写真である。
凸のパターンを示す写真である。
【図６】研磨例２のウェーハ表面上に形成された微細凹
凸のパターンを示す写真である。
凸のパターンを示す写真である。
【図７】研磨例３のウェーハ表面上に形成された微細凹
凸のパターンを示す写真である。
凸のパターンを示す写真である。
【図８】本発明の製造方法と従来の製造方法によって得
たウェーハ表面の平坦度（ＬＴＶ）を示すグラフであ
る。
たウェーハ表面の平坦度（ＬＴＶ）を示すグラフであ
る。
【図９】片面研磨装置の側面図である。
【図１０】本発明の半導体ウェーハの製造方法の他の実
施の形態を示すフローチャートである。
施の形態を示すフローチャートである。
【図１１】従来の半導体ウェーハの製造方法の一例を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図１２】酸エッチングされたウェーハ表面の粗さ分布
を示す図面である。
を示す図面である。
【図１３】アルカリエッチングされたウェーハ表面の粗
さ分布を示す図面である。
さ分布を示す図面である。
１０ 研磨装置 １２ 回転定盤 １３ ウェーハホルダー １４ 研磨剤供給装置 １６ 研磨パッド １７ 回転軸 １８ 回転シャフト １９ 研磨剤 ２２ 両面研磨装置 ２４ 下定盤 ２４ａ 下研磨布 ２６ 上定盤 ２６ａ 上研磨布 ２８ 中心ギア ３０ インターナルギア ３２ キャリア ３４ ウェーハ受け穴 Ａ スライス工程 Ｂ 面取り工程 Ｃ ラッピング工程 Ｄ エッチング工程 Ｅ１ 片面１次鏡面研磨工程 Ｅ２ 両面１次鏡面研磨工程 Ｅ３ 片面２次鏡面仕上げ研磨工程 Ｆ 片面仕上げ鏡面研磨工程 Ｇ 洗浄工程 Ｗ ウェーハ
フロントページの続き (72)発明者 工藤 秀雄 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 (3)
- 【請求項１】 半導体単結晶インゴットをスライスして
薄円板状のウェーハを得るスライス工程と、該スライス
工程によって得られたウェーハを面取りする面取り工程
と、面取りされたウェーハの両面を１次鏡面研磨する両
面１次鏡面研磨工程と、両面を１次鏡面研磨されたウェ
ーハの片面を仕上げ鏡面研磨する片面仕上げ鏡面研磨工
程を含むことを特徴とする半導体鏡面ウェーハの製造方
法。 - 【請求項２】 上記両面１次鏡面研磨工程におけるウェ
ーハの研磨代が６０μｍ以上であることを特徴とする請
求項１記載の半導体鏡面ウェーハの製造方法。 - 【請求項３】 上記両面１次鏡面研磨工程において使用
する研磨布が、アスカーＣ硬度８０以上の硬質研磨布で
あることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体鏡面
ウェーハの製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20431196A JP3169120B2 (ja) | 1995-07-21 | 1996-07-15 | 半導体鏡面ウェーハの製造方法 |
| MYPI96002967A MY132187A (en) | 1995-07-21 | 1996-07-19 | Method of manufacturing semiconductor mirror wafers |
| EP96111698A EP0754785B1 (en) | 1995-07-21 | 1996-07-19 | Method of manufacturing semiconductor mirror wafers |
| DE69605867T DE69605867T2 (de) | 1995-07-21 | 1996-07-19 | Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben mit spiegelglatter Oberfläche |
| US08/684,000 US5827779A (en) | 1995-07-21 | 1996-07-19 | Method of manufacturing semiconductor mirror wafers |
| KR1019960029427A KR100206094B1 (ko) | 1995-07-21 | 1996-07-20 | 반도체 유리면웨이퍼의 제조방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-207514 | 1995-07-21 | ||
| JP20751495 | 1995-07-21 | ||
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0997775A true JPH0997775A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3169120B2 JP3169120B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=26514407
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| JP2006100786A (ja) * | 2004-09-03 | 2006-04-13 | Disco Abrasive Syst Ltd | ウェハの製造方法 |
| JP2006297847A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Nippei Toyama Corp | 半導体ウエーハの製造方法およびワークのスライス方法ならびにそれらに用いられるワイヤソー |
| JP2010040643A (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-18 | Sumco Corp | 両面鏡面半導体ウェーハおよびその製造方法 |
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| CN114030093A (zh) * | 2021-12-01 | 2022-02-11 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种晶体冷加工方法 |
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| JPH10135164A (ja) * | 1996-10-29 | 1998-05-22 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | 半導体ウェハの製造方法 |
| JPH10135165A (ja) * | 1996-10-29 | 1998-05-22 | Komatsu Electron Metals Co Ltd | 半導体ウェハの製法 |
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| US6294469B1 (en) | 1999-05-21 | 2001-09-25 | Plasmasil, Llc | Silicon wafering process flow |
| JP2001007064A (ja) * | 1999-06-17 | 2001-01-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 半導体ウエーハの研削方法 |
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| US6200908B1 (en) | 1999-08-04 | 2001-03-13 | Memc Electronic Materials, Inc. | Process for reducing waviness in semiconductor wafers |
| DE19956250C1 (de) | 1999-11-23 | 2001-05-17 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Halbleiterscheiben |
| DE19958077A1 (de) * | 1999-12-02 | 2001-06-13 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren zur beidseitigen Politur von Halbleiterscheiben |
| DE10004578C1 (de) * | 2000-02-03 | 2001-07-26 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe mit polierter Kante |
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| KR100737879B1 (ko) * | 2000-04-24 | 2007-07-10 | 주식회사 사무코 | 반도체 웨이퍼의 제조방법 |
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-
1996
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