JP2000340571A

JP2000340571A - 高平坦度ウェーハの製造方法

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Publication number: JP2000340571A
Application number: JP11148250A
Authority: JP
Inventors: 義浩 ▲高崎▼; Yoshihiro Takasaki; Shuichi Fujino; 修一藤野; Toshiro Kawamoto; 敏郎川本
Original assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Silicon Corp
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-12-08
Anticipated expiration: 2019-05-27
Also published as: JP3606432B2

Abstract

(57)【要約】【課題】研削後の洗浄時にウェーハ裏面処理層が溶損
せず、しかも表面研削時に半導体ウェーハを傷つけにく
い高平坦度ウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】エッチドウェーハの表面研削後に、ウェ
ーハ研削面を洗浄する。この際、研削時に砥石より脱落
してウェーハ面に付着した砥粒等が洗い流される。次に
ウェーハ裏面処理を行う。それからウェーハ表面を鏡面
研磨する。このように研削後、裏面処理を施すので、研
削後に行われる洗浄時、洗浄液でウェーハ裏面処理層が
溶損することを抑えられる。また、研削に供されるウェ
ーハは、裏面処理前のエッチドウェーハであるので、ウ
ェーハが研削装置のウェーハ保持部に保持されて研削さ
れる際、ウェーハ面に付着した研削砥粒などを原因にし
て、半導体ウェーハが傷つくことを防止することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は高平坦度ウェーハ
の製造方法、詳しくはエッチング後の半導体ウェーハの
表面を研削し、さらに研磨することで、高い平坦度の半
導体ウェーハが得られる高平坦度ウェーハの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のシリコンウェーハの製造方法の一
例を、図３のフローチャートを参照して説明する。ま
ず、スライス工程（Ｓ３０１）では、インゴットからシ
リコンウェーハをスライスする。次の面取り工程（Ｓ３
０２）では、このシリコンウェーハの外周部に面取り加
工を施す。続くラッピング工程（Ｓ３０３）において
は、ラップ盤によりそのシリコンウェーハの表裏両面に
ラップ加工を施す。そして、次のエッチング工程（Ｓ３
０４）では、ラップドウェーハを所定のエッチング液
（混酸またはアルカリ＋混酸）に浸漬し、そのラップ加
工での歪み、面取り工程での歪みなどを除去する。その
後、このシリコンウェーハをワックスを用いて研磨盤に
接着し、ウェーハ表面に鏡面研磨を施す（Ｓ３０５）。
そして、シリコンウェーハの裏面に付着したワックスな
どを除去した後、最終の仕上げ洗浄工程（Ｓ３０６）を
経ることとなる。

【０００３】しかしながら、このような従来のシリコン
ウェーハの製造方法にあっては、前述したように、シリ
コンウェーハのラッピング後、混酸を使って酸エッチン
グを行っていた。この結果、そのエッチング速度が比較
的速く、しかも酸エッチング時、シリコンウェーハと酸
性溶液とが強く反応して、比較的多量の気泡が発生して
いた。これらの影響などにより、ウェーハ表面にうねり
が生じやすくなるという問題点があった。また、ラッピ
ングで発生したテーパがエッチングによりさらに強調さ
れてしまうという問題点もあった。しかも、この表面平
坦度の問題は、後の研磨工程でもそれほど改善されなか
った。

【０００４】これらの課題を解消する従来技術として、
例えば本願特許出願人が先に特許出願し、その後出願公
開となった特開平１０−２２１８６号公報の「張り合わ
せ用支持基板およびその製造方法」が知られている。こ
の従来技術は、エッチング後に洗浄したシリコンウェー
ハの表面を、＃２０００より高番手の砥粒を有するビト
リファイド研削砥石を用いて研削し、その後、洗浄して
からウェーハ研削面を鏡面研磨するものである。鏡面研
磨する前にエッチドウェーハの表面を研削することで、
エッチングにより生じたウェーハ表面のうねりおよびウ
ェーハ外周部のダレなどを除去することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ンウェーハの製造工程において、シリコンウェーハの裏
面に、例えばサンドブラスト加工、ポリバックシール加
工、ＬＴＯ（低温酸化膜の被着）などの裏面処理を施す
場合がある。この際、従来においては、この裏面処理工
程をウェーハ製造工程中、どの工程間に組み込んだらよ
いのか、技術的な検討がなされていなかった。そのた
め、研削工程の前に上記裏面処理を行ってもよいとされ
ていた。ところが、実際、裏面処理後に研削をする実験
を繰り返して行ったところ、ある事実が判明した。すな
わち、ウェーハ裏面に施して形成された、例えばサンド
ブラスト加工などで微細な凹凸が施された裏面処理層
が、研削後の洗浄（通常、アルカリ性の洗浄液を用いる
ＲＣＡ洗浄）により、溶損してしまうおそれがあった。
そのため、このウェーハ裏面の処理効果が半減したり、
最悪の場合にはそれが完全に消失してしまうおそれもあ
った。一方、上記研削時に、研削装置のウェーハ保持部
に吸着されてそのウェーハ裏面（処理済み面）に傷がつ
くおそれもあった。

【０００６】

【発明の目的】この発明は、研削後の洗浄によって半導
体ウェーハの裏面に形成された裏面処理層が溶損するこ
となく、しかもウェーハ表面の研削時に半導体ウェーハ
裏面を傷つけにくい高平坦度ウェーハの製造方法を提供
することを、その目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、エッチング後の半導体ウェーハの表面を研削する工
程と、研削後、このウェーハ研削面を洗浄してから鏡面
研磨する工程と、半導体ウェーハの裏面に所定の裏面処
理を施す工程とを備えた高平坦度ウェーハの製造方法に
おいて、上記裏面処理工程が、半導体ウェーハ表面に研
削工程を施してから行われる高平坦度ウェーハの製造方
法である。半導体ウェーハとしては、例えばシリコンウ
ェーハ，ガリウム砒素ウェーハなどが挙げられる。ま
た、ウェーハの使用用途は限定されない。例えば、ＳＯ
Ｉ（Silicon on Insulator），誘電体分離ウェーハなど
の張り合わせウェーハ用のウェーハなどでもよい。ここ
でいう半導体ウェーハの表面が高平坦度であるとは、サ
イト平坦度、例えば２５ｍｍ×２５ｍｍの面積をもつサ
イトで裏面基準の高さの差ＳＢＩＲ(SiteBack-side Ide
al Range)において、０．４０μｍ以下であることを意
味する。

【０００８】また、ここでいう研削は、ウェーハ表面が
あれにくく、非ダメージ面であるシリコン表面を研削す
ることが可能な高番手の研削砥石によることが好まし
い。研削に用いられる砥石としては、例えば＃１５００
〜＃３０００のレジノイド研削砥石が挙げられる。な
お、レジノイド研削砥石とは、良質の合成樹脂を結合材
に用いてダイヤモンド砥粒を結合した砥石である。この
ように、研磨前にダメージが小さな研削を行うので、研
削後のウェーハ表面では高平坦度が得られる。しかも、
研磨量を少なくできることから、高スループットを得る
ことができる。この場合の研削ダメージは、例えば２μ
ｍ以下とする。ダメージが大きいと、後の表面研磨量が
増大する。

【０００９】研削後に行われる洗浄に使用される洗浄液
としては、例えばシリコンウェーハの表面を溶失させる
アルカリ性のＫＯＨなどを採用することができる。例え
ばシリコンウェーハの表面を溶損させるアルカリ液であ
る。この洗浄時にウェーハ表層が０．０５〜１．０μｍ
除去されても、半導体ウェーハの平坦度は維持される。
洗浄によるウェーハ表面の溶損量が０．０５μｍ未満で
は、脱落した砥粒がウェーハ面に残るおそれがある。ま
た、１．０μｍを超えると、ラフネスが大きくなってウ
ェーハ裏面の形状が変わる。

【００１０】半導体ウェーハの裏面処理は限定されな
い。例えばサンドブラスト加工、ポリシリコンバックシ
ール（Polysilicon Back Seal)加工、ＬＴＯ(Low Tempe
ratureOxidation)加工などが挙げられる。なお、サンド
ブラスト加工とは、ウェーハ裏面にＳｉ酸化物などの砥
粒を吹きつけて機械的なダメージを与え、これをゲッタ
リングサイトとする加工法である。また、ポリシリコン
バックシール加工とは、ウェーハの裏面に多結晶シリコ
ン膜を堆積し、この多結晶シリコンの粒界をゲッタリン
グサイトとして利用する加工法である。さらに、ＬＴＯ
加工とは、オートドープを防止する目的で、エピタキシ
ャル工程を行う前に、ウェーハ裏面に酸化膜を形成させ
る加工法である。ウェーハを熱処理するＷＨＴ(Wafer H
eat Treatment)もこの裏面処理の一種となる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、上記裏面処理
は、サンドブラスト処理、ポリシリコン層の被着処理、
酸化膜被着処理またはドナーキラー熱処理のいずれかで
ある請求項１に記載の高平坦度ウェーハの製造方法であ
る。また、請求項３に記載の発明は、上記研削工程は、
ディスコ株式会社製の＃１５００〜＃３０００のレジノ
イドボンド研削砥石を用いて行う請求項１または請求項
２に記載の高平坦度ウェーハの製造方法である。ディス
コ株式会社製のレジノイドボンド研削砥石として、例え
ば製品名「ＩＦ−０１−１−４／６−Ｂ−Ｍ０１」のレ
ジノイドボンドの＃２０００の高番手の研削砥石を用い
ることができる。

【００１２】

【作用】この発明によれば、エッチドウェーハに表面研
削を施し、次いでこのウェーハ研削面を洗浄する。この
とき、研削時に研削砥石から脱落してウェーハ面に付着
した砥粒などが洗い流される。次いで、洗浄された半導
体ウェーハに所定の裏面処理を施し、その後、裏面処理
後のウェーハの表面を鏡面研磨する。このように、ウェ
ーハ表面の研削後、ウェーハ裏面処理を施すようにした
ので、研削後の洗浄中、エッチング作用をともなう洗浄
液により、半導体ウェーハの裏面側に形成されたウェー
ハ裏面処理層が溶損することを回避することができる。
しかも、このように研削工程へ供される半導体ウェーハ
は、まだ裏面処理が施されていないエッチドウェーハ、
すなわち、ウェーハ表裏面に裏面処理時の研削砥粒など
が付着したり、ウェーハ裏面に微細な凹凸（サンドブラ
スト加工時に発生）などが付形されていない半導体ウェ
ーハである。したがって、このウェーハ研削時に、半導
体ウェーハが研削装置のウェーハ保持部に保持されて研
削される際、ウェーハ裏面に傷が付いたとしても、この
傷はその後のアルカリ洗浄で除去することができる。ま
た、このアルカリ液などによる洗浄で研削砥石の脱落砥
粒を除去することができる。また、研削での汚染も除去
することができる。したがって、これらの研削砥粒を原
因にして、半導体ウェーハが傷つくことを防ぐことがで
きる。

【００１３】特に、請求項３に記載の発明によれば、半
導体ウェーハの表面の研削は、ディスコ株式会社製の＃
１５００〜＃３０００番のレジノイドボンド研削砥石を
用いて行う。この研削砥石は、非ダメージ面であるシリ
コン表面の研削が可能な高番手のレジノイドボンド研削
砥石である。したがって、エッチングされてダメージの
無いウェーハ表面を、この高番手の研削砥石により、ダ
メージを少なく（例えばダメージ深さ２μｍ程度）かつ
表面をあらさずに研削することができる。また、電界ド
レス研削に比較して高いスループットで研削することが
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面に
基づいて説明する。図１は、この発明の一実施例に係る
高平坦度ウェーハの製造方法を示すフローチャートであ
る。図１に示すように、この一実施例にあっては、大
略、スライス，面取り，ラッピング，エッチング，洗
浄，研削，洗浄，裏面処理，ＷＨＴ，研磨，洗浄の各工
程を経て、高平坦度のシリコンウェーハが作製される。
以下、各工程を詳細に説明する。

【００１５】ＣＺ法により引き上げられたシリコンイン
ゴットは、スライス工程（Ｓ１０１）で、厚さ８６０μ
ｍ程度の８インチのシリコンウェーハにスライスされ
る。次に、このスライスドウェーハは、面取り工程（Ｓ
１０２）で、その周縁部が面取り用の砥石を用いて所定
形状に面取りされる。この結果、シリコンウェーハの周
縁部は、所定の丸みを帯びた形状（例えばＭＯＳ型の面
取り形状）に成形される。次に、この面取り加工が施さ
れたシリコンウェーハはラッピング工程（Ｓ１０３）で
ラッピングされる。このラッピング工程では、シリコン
ウェーハを、互いに平行に保たれたラップ定盤の間に配
置し、アルミナ砥粒と分散剤と水の混合物であるラップ
液をこのラップ定盤とシリコンウェーハとの間に流し込
む。そして、加圧下で回転・摺り合わせを行うことによ
り、このウェーハ両面を機械的にラップする。シリコン
ウェーハのラップ量は、ウェーハの表裏両面を合わせて
４０〜８０μｍ程度である。

【００１６】次いで、面取りされたシリコンウェーハを
エッチングする（Ｓ１０４）。具体的には、フッ酸と硝
酸とを混合した混酸液（常温〜５０℃）中にシリコンウ
ェーハを浸漬する。その後、シリコンウェーハをＲＣＡ
系の洗浄液によって洗浄する洗浄工程（Ｓ１０５）を行
う。そして、シリコンウェーハの表面を、ディスコ株式
会社製のレジノイドボンド研削砥石、製品名「ＩＦ−０
１−１−４／６−Ｂ−Ｍ０１」を用いて研削する（Ｓ１
０６）。この研削砥石は、＃２０００という高番手でか
つ非ダメージ面を加工するために開発された特別な砥石
である。この研削装置の製品名は「ＤＦＧ８４０」であ
る。

【００１７】この際の研削量は、２〜１０μｍ程度であ
る。その結果、後工程でのウェーハの表面研磨時に、そ
の研磨量が２〜８μｍと、従来の略半分くらいまで少な
くなる。このように、番手の高い研削砥石により研削す
るようにしたので、ウェーハのダメージを少なく（２μ
ｍ以下）かつその表面をあらすことなく、研削すること
ができる。このように、研削工程へ供されるシリコンウ
ェーハは、まだ裏面処理が施されていないエッチドウェ
ーハ、すなわち、ウェーハ裏面に微細な凹凸（例えばサ
ンドブラスト加工時に発生）などが付形されていないシ
リコンウェーハである。

【００１８】次に、この表面研削されたシリコンウェー
ハを、アルカリ性を有する洗浄液によって洗浄する（Ｓ
１０７）。この洗浄液としては、１０〜５０％のＫＯＨ
溶液が採用される。この洗浄により、研削時に研削砥石
から脱落してウェーハ面に付着したダイヤモンド砥粒な
どが洗い流される。また、研削時のその他の汚染も除去
される。この洗浄によりウェーハ表面が０．５μｍだけ
溶損される。

【００１９】次いで、この洗浄された半導体ウェーハに
所定の裏面処理が施される（Ｓ１０８）。ここでは、裏
面処理にサンドブラスト加工が採用されている。すなわ
ち、シリコンウェーハの裏面に、シリコン酸化物の砥粒
を吹きつけることにより、このウェーハ裏面に機械的な
ダメージを与えるものである。こうして裏面が処理され
たシリコンウェーハは、加熱炉に投入されてＷＨＴ（Wa
fer Heat Treatment）処理（Ｓ１０９）が行われる。す
なわち、６５０℃の加熱炉で１０分間加熱されることに
なる。その際、仮に研削工程などでウェーハに異常欠陥
が生じていた場合は、この熱処理時に異常が強調され
る。したがって、シリコンウェーハの良否の判定が容易
になる。

【００２０】続いて、シリコンウェーハの表面が鏡面研
磨される（Ｓ１１０）。なお、このときの研磨量は、Ｓ
１０６の研削工程でのダメージを除去するだけでよい。
そのため、２〜８μｍでこと足りる。続いて、洗浄工程
（Ｓ１１１）を行う。具体的にはアルカリ系の洗浄とす
る。このような製造工程を経て、ウェーハ裏面処理層が
洗浄液により溶損していない高品質のシリコンウェーハ
が製造される。

【００２１】図２はこの実施例に係るシリコンウェーハ
の裏面処理の溶損度合いを従来例と比較して示すグラフ
である。平坦度はＳＢＩＲで示す。図２はこの実施例に
係るシリコンウェーハの平坦度が従来例のそれよりも改
良されていることを示す。なお、平坦度の測定は公知の
機器を用いた公知の方法による。

【００２２】

【発明の効果】この発明によれば、半導体ウェーハの裏
面処理工程を、ウェーハ表面に研削を行った後に実施す
るようにしたので、研削後の洗浄時にウェーハ裏面に形
成された裏面処理層が溶損することがなく、しかもウェ
ーハ表面研削時に処理した裏面を吸着して傷をつけるこ
とがない。

【００２３】特に、請求項３に記載の発明によれば、半
導体ウェーハの表面の研削工程を、ディスコ株式会社製
の＃１５００〜＃３０００のレジノイドボンド研削砥石
を用いて行うようにしたので、エッチドウェーハの表面
を、ダメージを少なく表面をあらさずに研削することが
できる。また、電界ドレス研削に比べて、高いスループ
ットで研削することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る高平坦度ウェーハの
製造方法を示すフローチャートである。

【図２】この発明の一実施例に係るシリコンウェーハの
裏面処理の溶損度合いを従来例と比較して示すグラフで
ある。

【図３】従来手段に係る高平坦度ウェーハの製造方法を
示すフローチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川本敏郎東京都千代田区大手町１丁目５番１号三菱マテリアルシリコン株式会社内Ｆターム(参考） 5F043 AA02 AA14 BB02 BB27 DD30 EE40 FF07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エッチング後の半導体ウェーハの表面を
研削する工程と、研削後、このウェーハ研削面を洗浄した後、鏡面研磨す
る工程と、半導体ウェーハの裏面に所定の裏面処理を施す工程とを
備えた高平坦度ウェーハの製造方法において、上記裏面処理工程が、半導体ウェーハ表面に研削工程を
施した後に行われる高平坦度ウェーハの製造方法。
【請求項２】上記裏面処理は、サンドブラスト処理、
ポリシリコン層の被着処理、酸化膜被着処理またはドナ
ーキラー熱処理のいずれかである請求項１に記載の高平
坦度ウェーハの製造方法。
【請求項３】上記研削工程は、ディスコ株式会社製の
＃１５００〜＃３０００のレジノイドボンド研削砥石を
用いて行う請求項１または請求項２に記載の高平坦度ウ
ェーハの製造方法。