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JP2004087523A - Method of manufacturing semiconductor wafer - Google Patents

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JP2004087523A
JP2004087523A JP2002242289A JP2002242289A JP2004087523A JP 2004087523 A JP2004087523 A JP 2004087523A JP 2002242289 A JP2002242289 A JP 2002242289A JP 2002242289 A JP2002242289 A JP 2002242289A JP 2004087523 A JP2004087523 A JP 2004087523A
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semiconductor wafer
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convex
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Sumitomo Mitsubishi Silicon Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor wafer by which the warping of the rear surface of the outer peripheral section of a semiconductor wafer can be reduced and the flatness of the outer peripheral section of the wafer can be improved. <P>SOLUTION: The warping of a whole slide wafer W is measured by means of a non-contact wafer shape measuring instrument and the projecting-side surface of the wafer W decided from the measured result is used as the front surface (device forming surface) of the wafer W. Then the front surface of the wafer W is finished to a mirror surface by performing prescribed flattening work on the front surface. Therefore, the warping of the outer peripheral section of the wafer W can be reduced at working time and, consequently, the warping of the outer peripheral section of a manufactured silicon wafer W can be reduced as compared with the case where the recessed-side surface of the slide wafer W is used as the device forming surface. In addition, the flatness of the outer peripheral section of the wafer W can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は半導体ウェーハの製造方法、詳しくは半導体ウェーハの反りを抑制した半導体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4、図5を参照して説明する。
図4のフローシートに示すように、スライス工程(S401)では、CZ法により引き上げられたシリコン単結晶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(S402)では、このウェーハの外周部を所定形状に面取りする。続く、ラッピング工程(S403)では、上下配置された一対のラップ定盤によりシリコンウェーハの表裏両面をラッピングし、ウェーハ平行度を高める。次のエッチング工程(S404)では、ラップドウェーハを所定のエッチング液に浸漬し、ラップ加工時の歪みなどを除去する。その後、このウェーハ表面を仕上げ研磨(S405)し、最終の仕上げ洗浄(S406)に供される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、デバイスプロセス中のプラズマエッチング工程では、シリコンウェーハWの保持に静電チャック板が採用されている。この静電チャック板には、プラズマエッチングに伴うシリコンウェーハWの発熱を低減し、ウェーハの熱ダメージを抑えるため、冷媒流路が内部形成されている。そして、プラズマエッチング時には、この冷媒流路にヘリウムガスを流し、静電チャック板を介してシリコンウェーハWを冷却することになる。
しかしながら、冷媒流路の加工では、静電チャック板の外周縁の近傍まで冷媒流路を形成するのは難しい。
また、静電チャック板は、シリコンウェーハWより小径である。そのため、シリコンウェーハWの外周部を、静電チャック板の外周部に対してできるだけ密着させなければ、ウェーハ外周部のエッチング時の温度の上昇を十分に抑えることができない。すなわち、この問題はシリコンウェーハの反り、特に静電チャック板からはみ出すウェーハ外周部の反りが大きく関与する。
【0004】
そこで、発明者は、鋭意研究の結果、スライスドウェーハの全体の反りを非接触式のウェーハ形状測定器により測定し、次いで、この測定結果に基づき、凸側と判断された面をデバイス形成面としてウェーハ平坦加工すれば、例えば凹側と判断された面をデバイス形成面とした場合に比べて、半導体ウェーハの反り、特にその外周部の反りが抑えられることを知見し、この発明を完成させた。このことは、反りを有するウェーハの場合、通常、図5に示すようにスライスドウェーハの凸面の反り量d1よりも凹面の反り量d2の方が小さくなる現象と、ウェーハの自重で反り量d2が小さくなる現象とを利用したものである。その結果、プラズマエッチング時に、静電チャック板にウェーハ外周部が密着しやすく、ウェーハ外周部の熱ダメージを低減することができる。
【0005】
【発明の目的】
そこで、この発明は、ウェーハ外周部の反りの低減が図れ、しかもウェーハ外周部の平坦度も高めることができる半導体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。
また、この発明は、プラズマエッチング時のウェーハ外周部の熱ダメージを低減させることができる半導体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。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、スライスされた半導体ウェーハの全体の反りを、非接触式のウェーハ形状測定器により測定する工程と、この測定結果に基づき、凸側と判断された半導体ウェーハの面をデバイス形成面として半導体ウェーハを平坦加工する工程とを備えた半導体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を用いる。
非接触式のウェーハ形状測定器としては、例えば、静電容量を利用した平坦度測定装置などを採用することができる。測定ステージに半導体ウェーハを保持する場合、例えば半導体ウェーハの一部に治具を接触して保持することになる。
また、ウェーハ外周部の反りの評価には、例えばレーザ反射式形状測定器などを採用することができる。
ウェーハ平坦加工の種類としては、例えば、研削、エッチング、ラップ、プラズマエッチング、研磨などが挙げられる。
【0007】
請求項2に記載の発明は、上記半導体ウェーハを平坦加工する工程は、半導体ウェーハを上下一対のラップ定盤間に挟んでラップする工程を含み、このラップ工程では、上記半導体ウェーハの凸側と判断された面を、下側のラップ定盤に向けてラップする請求項1に記載の半導体ウェーハの製造方法である。
【0008】
請求項3に記載の発明は、上記半導体ウェーハを平坦加工する工程は、半導体ウェーハをエッチング液に浸漬してエッチングする工程を含み、このエッチング工程では、複数の半導体ウェーハをその凸側と判断された面を同一方向に向けた状態でエッチング液中で動かす請求項1に記載の半導体ウェーハの製造方法である。
複数の半導体ウェーハをエッチング液中に並べて収容し、中心軸回りに回転させる際、凸側面を例えば一方向に向けて揃える。エッチング液は混酸、アルカリなどを使用する。
【0009】
請求項4に記載の発明は、上記半導体ウェーハを平坦加工する工程は、半導体ウェーハを研削する工程を含み、この研削工程では、一枚ずつ半導体ウェーハの凸側と判断された面を研削する請求項1に記載の半導体ウェーハの製造方法である。
研削は、例えば表面研削砥石による。例えば#300〜#3000、特に#1500〜#3000のレジノイド研削砥石を使用することができる。
半導体ウェーハを研削する工程は必ずしも含まなくてもよい。研磨工程を省いても、この発明の効果は得られる。
【0010】
請求項5に記載の発明は、上記半導体ウェーハを平坦加工する工程は、半導体ウェーハを研磨する工程を含み、この研磨工程では、半導体ウェーハの凸側と判断された面を研磨する請求項1に記載の半導体ウェーハの製造方法である。
例えば研磨装置の研磨ヘッドに半導体ウェーハを装着し、研磨布上に遊離砥粒を含む研磨剤(スラリー)を供給しながら、ウェーハ表面を研磨定盤上に展張された研磨布に押し付けて研磨する。研磨装置は、枚葉式でも、複数枚のウェーハを同時に研磨するバッチ式でもよい。
【0011】
請求項6に記載の発明は、上記半導体ウェーハを平坦加工する工程は、複数の半導体ウェーハを上下一対の研磨定盤間に挟んでその両面を同時に研磨する工程を含み、この両面同時研磨工程では、半導体ウェーハの凸側と判断された面を上側の研磨定盤に向けて研磨する請求項1に記載の半導体ウェーハの製造方法である。
一般的な両面研磨装置では、デバイス形成面を上向きに配置して半導体ウェーハが研磨される。よって、凸側の面を上向きに配置して研磨する。なお、スラリーは上方から供給される。
【0012】
【作用】
この発明によれば、スライスドウェーハの全体の反りを、非接触式のウェーハ形状測定器により測定し、その測定結果に基づき、凸側と判断された面を半導体ウェーハのデバイス形成面とする。それから、このデバイス形成面に対して所定の平坦加工を施し、例えばこれを鏡面に仕上げる。
これにより、ウェーハ加工時におけるウェーハ外周部の反りが抑えられる。その結果、例えばスライスドウェーハの凹側の面をデバイス形成面とした場合に比べて、作製された半導体ウェーハの外周部の反りを低減することができる。しかもこのウェーハ外周部の平坦度も高めることができる。
【0013】
特に、デバイス形成面(凸面)をプラズマエッチングするにあたって、半導体ウェーハを小径な静電チャック板に吸着する。その際、ウェーハ外周部の裏面の反り量が小さいので、ウェーハ外周部が静電チャック板の外周部に密着されやすい。これにより、静電チャック板に内設された冷却手段を利用し、プラズマエッチング時に発生した熱によるウェーハ外周部の温度上昇を抑えることができる。その結果、ウェーハ外周部の熱ダメージを低減することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例に係る半導体ウェーハの製造方法を説明する。
図1は、この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの製造方法を示すフローシートである。図2は、この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの製造方法に用いられる非接触式のウェーハ形状測定器の要部拡大図である。図3(a)は、凹面をデバイス形成面として半導体ウェーハをプラズマエッチング装置の静電チャック板に保持した状態を示す要部拡大断面図である。図3(b)は、凸面をデバイス形成面として半導体ウェーハをプラズマエッチング装置の静電チャック板に保持した状態を示す要部拡大断面図である。
【0015】
図1に示すように、この一実施例にあっては、スライス、反り測定、面取り、ラップ、エッチング、研磨、ウェーハ外周部の反り評価、洗浄の各工程を経て、表面が鏡面仕上げされたシリコンウェーハWが作製される。
以下、各工程を詳細に説明する。
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860μm前後の8インチウェーハにスライスされる。
【0016】
得られたスライスドウェーハは、続く反りの測定工程(S102)で、ウェーハの全体の反りが測定される。ここでは、図2に示すような静電容量式の非接触型ウェーハ形状測定器20が採用されている。
このウェーハ形状測定器20によるウェーハ反りの測定にあっては、まず対向配置された1対の静電容量センサ21,21の間にスライスドウェーハWを配置し、その後、これらの静電容量センサ21,21をウェーハ表面に沿って、同じ方向および同じ速度でスキャンニングする。このスキャンニング中、それぞれの静電容量センサ21,21からウェーハ表面またはウェーハ裏面までの距離を測定し、その測定結果に基づき、スライスドウェーハWの全体の反りを求める。また、測定と同時にウェーハの厚さも測定される。この反りデータに基づき、スライスドウェーハWの凸面を判定する。以降は、この凸面をウェーハ表面(デバイス形成面)として、各種のウェーハ加工を施すものとする。
【0017】
反り測定後のスライスドウェーハWは、次の面取り工程(S103)で、面取り砥石により面取りされる。面取り砥石には、#600のメタルボンド円柱砥石が採用される。これにより、シリコンウェーハWは、その外周部がMOS型などの所定の丸みを帯びた形状に加工される。
次に、ラッピング加工(S104)が施される。ここでは、シリコンウェーハWを互いに平行なラップ定盤間に配置し、そこにアルミナ砥粒と分散剤と水の混合物であるラップ液を流し込む。それから、加圧下で回転・摺り合わせることで、ウェーハの表裏両面を機械的にラップする。ラップ量は、ウェーハの表裏両面を合わせて、40〜100μm程度である。
次いで、ラップドウェーハWをエッチングする(S105)。例えば、酸を用いる場合、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Wを所定時間だけ浸漬する。このエッチング後、シリコンウェーハWの外周部をPCR加工してもよい。この加工時には、周知のPCR加工装置が用いられる。例えば、円筒形状のウレタンバフをモータで回転させる装置などである。
【0018】
次に、片面研磨または両面研磨を行う(S106)。
具体的には、片面研磨の場合、対向配置された研磨ヘッドと下定盤とを有し、下定盤の上面だけに研磨布が展張された研磨装置を利用して、シリコンウェーハの表面を研磨する。すなわち、キャリアプレートに表面を下向きにしてシリコンウェーハを固定し、遊離砥粒を含むスラリーを供給しながら、仕上げ用の基布の上にウレタン樹脂を発泡させたスェードタイプの研磨布により、ウェーハ表面を鏡面研磨する。研磨量は2〜30μm程度である。
続いて、ウェーハ外周部の反り量を測定する(S107)。ここでは、レーザ反射式形状測定器が用いられる。すなわち、シリコンウェーハWの外周部に表裏両面側からそれぞれレーザ光を照射し、その反射光をそれぞれ受光することで測定を行う。
次に、シリコンウェーハを仕上げ洗浄する(S108)。この洗浄は、SC−1とSC−2の2種類の洗浄液をベースとしたRCA洗浄である。
【0019】
このように、あらかじめ測定されたスライスドウェーハWの反りデータに基づき、凸面をウェーハ表面(デバイス形成面)としてシリコンウェーハWを平坦加工するので、ウェーハ加工時におけるウェーハ外周部の反りが抑えられる。その結果、例えばスライスドウェーハWの凹側の面をデバイス形成面とした場合に比べて、作製されたシリコンウェーハWの外周部の裏面の反り量を低減することができる。しかも、このウェーハ外周部の平坦度も高めることができる。
このことで、図3に示すように、デバイスプロセスのプラズマエッチング時において、ウェーハの凸面を吸着した場合(図3(a))よりも、凹面を吸着した場合(図3(b))の方が、ウェーハ外周部の裏面と静電チャック板11の外周縁との間に隙間aが現出されにくい。これにより、ウェーハ外周部の静電チャック板11に対する密着性が高まり、静電チャック板11に設けられた冷媒流路11aと流通するヘリウムガスの冷却作用によって、プラズマエッチング時のウェーハ外周部の温度上昇が良好に抑えられる。その結果、プラズマエッチング時のウェーハ外周部の熱ダメージを低減させることができる。
【0020】
ここで、実際に、反りを有するスライスドウェーハの凸側の面をデバイス形成面とし、一実施例の製法で得られたシリコンウェーハについて、そのウェーハ外周部の裏面の反り量と、ウェーハ外周部の平坦度とを測定した結果を報告する。反り量の測定には土井精密ラップ社製の「wafer com」を用いた。また、平坦度の測定は、日本ADE社製の「ADEウルトラゲージ9700E+」による。
測定の結果、反り測定時に凹側と判断された面をデバイス形成面とした場合は、仕上げ研磨後のウェーハ外周部の裏面の反り量は1.1μm、平坦度はSBIRで0.20μmであった。これに対して、この発明である反りの測定時に凸側と判断された面をデバイス形成面とした場合には、ウェーハ外周部の裏面の反り量は0.4μm、平坦度はSBIRで0.19μmと、良好な結果が得られた。
【0021】
【発明の効果】
この発明によれば、スライスドウェーハの全体の反りを非接触式のウェーハ形状測定器により測定し、この測定結果に基づき、凸側と判断された面をデバイス形成面として平坦加工する。これにより、加工時のウェーハ外周部の裏面の反り量の低減が図れ、しかもウェーハ外周部の平坦度も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの製造方法を示すフローシートである。
【図2】この発明の一実施例に係る半導体ウェーハの製造方法に用いられる非接触式のウェーハ形状測定器の要部拡大図である。
【図3】(a)は、凹面をデバイス形成面として半導体ウェーハをプラズマエッチング装置の静電チャック板に保持した状態を示す要部拡大断面図である。(b)は、凸面をデバイス形成面として半導体ウェーハをプラズマエッチング装置の静電チャック板に保持した状態を示す要部拡大断面図である。
【図4】従来手段に係る半導体ウェーハの製造方法を示すフローシートである。
【図5】反りを有する半導体ウェーハの外周部の拡大断面図である。
【符号の説明】
20 ウェーハ形状測定器、
W シリコンウェーハ(半導体ウェーハ)。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor wafer, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor wafer in which warpage of a semiconductor wafer is suppressed.
[0002]
[Prior art]
An example of a conventional method for manufacturing a silicon wafer will be described with reference to FIGS.
As shown in the flow sheet of FIG. 4, in the slicing step (S401), a silicon wafer is sliced from a silicon single crystal ingot pulled up by the CZ method. In the next chamfering step (S402), the outer peripheral portion of the wafer is chamfered into a predetermined shape. In the following lapping step (S403), the front and back surfaces of the silicon wafer are wrapped by a pair of lap plates arranged vertically to increase the parallelism of the wafer. In the next etching step (S404), the wrapped wafer is immersed in a predetermined etching solution to remove distortion and the like during lapping. Thereafter, the wafer surface is finish-polished (S405), and is subjected to final finish cleaning (S406).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the plasma etching step in the device process, an electrostatic chuck plate is used to hold the silicon wafer W. In the electrostatic chuck plate, a coolant channel is internally formed in order to reduce heat generation of the silicon wafer W due to plasma etching and to suppress thermal damage to the wafer. Then, at the time of plasma etching, a helium gas is caused to flow through the coolant channel to cool the silicon wafer W via the electrostatic chuck plate.
However, it is difficult to form the coolant flow path to the vicinity of the outer peripheral edge of the electrostatic chuck plate in the processing of the coolant flow path.
The diameter of the electrostatic chuck plate is smaller than that of the silicon wafer W. For this reason, unless the outer peripheral portion of the silicon wafer W is brought into close contact with the outer peripheral portion of the electrostatic chuck plate as much as possible, it is not possible to sufficiently suppress a rise in temperature during etching of the outer peripheral portion of the wafer. That is, this problem is largely related to the warpage of the silicon wafer, particularly the warpage of the outer peripheral portion of the wafer protruding from the electrostatic chuck plate.
[0004]
Accordingly, the inventor of the present invention has conducted extensive research and, as a result, measured the entire warpage of the sliced wafer with a non-contact type wafer shape measuring instrument, and based on the measurement results, determined the surface determined to be the convex side as the device forming surface. If the wafer is flattened, for example, it is found that the warpage of the semiconductor wafer, particularly the warpage of the outer peripheral portion thereof can be suppressed, as compared with the case where the surface determined as the concave side is used as the device forming surface, and completed the present invention. Was. This is because, in the case of a warped wafer, the warpage d2 of the concave surface is generally smaller than the warpage d1 of the convex surface of the sliced wafer as shown in FIG. Is used. As a result, during plasma etching, the outer peripheral portion of the wafer easily adheres to the electrostatic chuck plate, and thermal damage to the outer peripheral portion of the wafer can be reduced.
[0005]
[Object of the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor wafer capable of reducing the warpage of the outer peripheral portion of the wafer and improving the flatness of the outer peripheral portion of the wafer.
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor wafer, which can reduce thermal damage to the outer peripheral portion of the wafer during plasma etching.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a process of measuring the entire warpage of a sliced semiconductor wafer by a non-contact type wafer shape measuring device, and a step of determining a convex side of the semiconductor wafer based on the measurement result. And flattening the semiconductor wafer using the device as a device formation surface.
As the semiconductor wafer, for example, a silicon wafer, a gallium arsenide wafer, or the like is used.
As the non-contact type wafer shape measuring device, for example, a flatness measuring device utilizing capacitance can be adopted. When the semiconductor wafer is held on the measurement stage, for example, a jig comes into contact with and holds a part of the semiconductor wafer.
In addition, for evaluation of the warpage of the outer peripheral portion of the wafer, for example, a laser reflection type shape measuring instrument or the like can be adopted.
Examples of the type of wafer flattening include grinding, etching, lapping, plasma etching, polishing, and the like.
[0007]
In the invention according to claim 2, the step of flattening the semiconductor wafer includes a step of wrapping the semiconductor wafer between a pair of upper and lower lap plates, and in this lapping step, The method for manufacturing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein the determined surface is wrapped toward a lower lap surface plate.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, the step of flattening the semiconductor wafer includes a step of immersing the semiconductor wafer in an etchant to perform etching, and in this etching step, a plurality of semiconductor wafers are determined to be convex. 2. The method for manufacturing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein the semiconductor wafer is moved in an etchant with the surfaces facing in the same direction.
When a plurality of semiconductor wafers are arranged side by side in an etchant and rotated about a central axis, the convex side faces are aligned, for example, in one direction. As the etching solution, a mixed acid, an alkali or the like is used.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, the step of flattening the semiconductor wafer includes a step of grinding the semiconductor wafer, and in this grinding step, grinding the surfaces of the semiconductor wafers which are determined to be convex sides one by one. Item 2. A method for manufacturing a semiconductor wafer according to item 1.
Grinding is performed, for example, with a surface grinding wheel. For example, resinoid grinding wheels # 300 to # 3000, particularly # 150 to # 3000 can be used.
The step of grinding a semiconductor wafer may not necessarily be included. Even if the polishing step is omitted, the effects of the present invention can be obtained.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, the step of flattening the semiconductor wafer includes a step of polishing the semiconductor wafer, and in the polishing step, the surface of the semiconductor wafer determined to be convex is polished. It is a manufacturing method of the semiconductor wafer of description.
For example, a semiconductor wafer is mounted on a polishing head of a polishing apparatus, and while a polishing agent (slurry) containing free abrasive grains is supplied onto a polishing cloth, the wafer surface is pressed against a polishing cloth spread on a polishing platen to perform polishing. . The polishing apparatus may be a single wafer type or a batch type for simultaneously polishing a plurality of wafers.
[0011]
In the invention according to claim 6, the step of flattening the semiconductor wafer includes a step of sandwiching a plurality of semiconductor wafers between a pair of upper and lower polishing platens and simultaneously polishing both surfaces thereof. 2. The method of manufacturing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein the surface of the semiconductor wafer determined to be convex is polished toward an upper polishing platen.
In a general double-side polishing apparatus, a semiconductor wafer is polished with the device forming surface facing upward. Therefore, polishing is performed with the convex side surface arranged upward. The slurry is supplied from above.
[0012]
[Action]
According to the present invention, the entire warpage of the sliced wafer is measured by a non-contact type wafer shape measuring instrument, and the surface determined to be convex based on the measurement result is used as the device formation surface of the semiconductor wafer. Then, a predetermined flattening process is performed on the device forming surface, and for example, it is mirror-finished.
Thereby, warpage of the outer peripheral portion of the wafer during wafer processing is suppressed. As a result, the warpage of the outer peripheral portion of the manufactured semiconductor wafer can be reduced as compared with, for example, the case where the concave surface of the sliced wafer is used as the device forming surface. In addition, the flatness of the outer peripheral portion of the wafer can be increased.
[0013]
In particular, when performing plasma etching on the device forming surface (convex surface), the semiconductor wafer is attracted to a small-diameter electrostatic chuck plate. At this time, since the amount of warpage of the back surface of the outer peripheral portion of the wafer is small, the outer peripheral portion of the wafer is easily brought into close contact with the outer peripheral portion of the electrostatic chuck plate. This makes it possible to suppress a rise in the temperature of the outer peripheral portion of the wafer due to the heat generated during the plasma etching by using the cooling means provided in the electrostatic chuck plate. As a result, it is possible to reduce thermal damage on the outer peripheral portion of the wafer.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor wafer according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a flow sheet showing a method for manufacturing a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of a main part of a non-contact type wafer shape measuring instrument used in the method of manufacturing a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention. FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state in which a semiconductor wafer is held on an electrostatic chuck plate of a plasma etching apparatus with a concave surface serving as a device forming surface. FIG. 3B is an enlarged sectional view of a main part showing a state where the semiconductor wafer is held on an electrostatic chuck plate of a plasma etching apparatus with the convex surface as a device forming surface.
[0015]
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the silicon having a mirror-finished surface through the steps of slicing, measuring warpage, chamfering, lapping, etching, polishing, evaluating the warpage of the wafer outer peripheral portion, and cleaning. A wafer W is manufactured.
Hereinafter, each step will be described in detail.
The silicon ingot pulled up by the CZ method is sliced into an 8-inch wafer having a thickness of about 860 μm in a slicing step (S101).
[0016]
In the obtained sliced wafer, the warpage of the entire wafer is measured in a subsequent warpage measurement step (S102). Here, a capacitance-type non-contact wafer shape measuring device 20 as shown in FIG. 2 is employed.
In the measurement of wafer warpage by the wafer shape measuring device 20, first, a sliced wafer W is disposed between a pair of capacitance sensors 21 and 21 arranged opposite to each other, and thereafter, the capacitance sensors 21 and 21 are scanned along the wafer surface in the same direction and at the same speed. During this scanning, the distance from each of the capacitance sensors 21 and 21 to the front surface or back surface of the wafer is measured, and the entire warp of the sliced wafer W is obtained based on the measurement result. Also, the thickness of the wafer is measured simultaneously with the measurement. The convex surface of the sliced wafer W is determined based on the warpage data. Hereinafter, various wafer processes are performed using this convex surface as the wafer surface (device formation surface).
[0017]
The sliced wafer W after the warpage measurement is chamfered by a chamfering grindstone in the next chamfering step (S103). A # 600 metal-bonded cylindrical grindstone is adopted as the chamfering grindstone. Thus, the outer periphery of the silicon wafer W is processed into a predetermined round shape such as a MOS type.
Next, a lapping process (S104) is performed. Here, the silicon wafer W is arranged between lapping plates parallel to each other, and a lapping liquid, which is a mixture of alumina abrasive grains, a dispersant, and water, is poured into the lapping plate. Then, both sides of the wafer are mechanically wrapped by rotating and sliding under pressure. The lap amount is about 40 to 100 μm, including the front and back surfaces of the wafer.
Next, the wrapped wafer W is etched (S105). For example, when using an acid, the silicon wafer W is immersed for a predetermined time in a mixed acid solution (normal temperature to 50 ° C.) in which hydrofluoric acid and nitric acid are mixed. After this etching, the outer peripheral portion of the silicon wafer W may be subjected to PCR processing. At the time of this processing, a well-known PCR processing apparatus is used. For example, there is a device for rotating a cylindrical urethane buff with a motor.
[0018]
Next, single-side polishing or double-side polishing is performed (S106).
Specifically, in the case of single-side polishing, the surface of the silicon wafer is polished by using a polishing apparatus having a polishing head and a lower platen arranged opposite to each other, and a polishing cloth spread only on the upper surface of the lower platen. . That is, the surface of the silicon wafer is fixed to the carrier plate with the surface facing downward, and a slurry containing free abrasive grains is supplied, while a suede-type polishing cloth in which urethane resin is foamed on a base cloth for finishing is used. Is mirror-polished. The polishing amount is about 2 to 30 μm.
Subsequently, the amount of warpage of the outer peripheral portion of the wafer is measured (S107). Here, a laser reflection shape measuring instrument is used. That is, the measurement is performed by irradiating the laser beam to the outer peripheral portion of the silicon wafer W from both the front and back surfaces and receiving the reflected light.
Next, the silicon wafer is finish-cleaned (S108). This cleaning is RCA cleaning based on two types of cleaning liquids, SC-1 and SC-2.
[0019]
As described above, since the silicon wafer W is flattened with the convex surface as the wafer surface (device formation surface) based on the warpage data of the sliced wafer W measured in advance, the warpage of the outer peripheral portion of the wafer during the wafer processing is suppressed. As a result, it is possible to reduce the amount of warpage of the back surface of the outer peripheral portion of the manufactured silicon wafer W, for example, as compared with the case where the concave surface of the sliced wafer W is used as the device formation surface. In addition, the flatness of the outer peripheral portion of the wafer can be improved.
Thus, as shown in FIG. 3, during the plasma etching of the device process, the case where the concave surface is adsorbed (FIG. 3B) is more than the case where the convex surface of the wafer is adsorbed (FIG. 3A). However, a gap a is unlikely to appear between the back surface of the wafer outer peripheral portion and the outer peripheral edge of the electrostatic chuck plate 11. Thereby, the adhesiveness of the outer peripheral portion of the wafer to the electrostatic chuck plate 11 is increased, and the cooling action of the helium gas flowing through the coolant channel 11 a provided in the electrostatic chuck plate 11 causes the temperature of the outer peripheral portion of the wafer during plasma etching to increase. The rise is well suppressed. As a result, it is possible to reduce thermal damage to the outer peripheral portion of the wafer during plasma etching.
[0020]
Here, actually, the convex side surface of the sliced wafer having a warp is defined as a device forming surface, and for a silicon wafer obtained by the manufacturing method of one embodiment, the warpage amount of the back surface of the wafer outer peripheral portion and the wafer outer peripheral portion The result of measuring the flatness of the sample is reported. "Wafer com" manufactured by Doi Precision Wrap Co., Ltd. was used for measuring the amount of warpage. The measurement of the flatness is based on “ADE Ultra Gauge 9700E +” manufactured by ADE Japan.
As a result of the measurement, when the surface determined to be concave at the time of the warpage measurement was used as the device forming surface, the amount of warpage of the back surface of the peripheral portion of the wafer after the finish polishing was 1.1 μm, and the flatness was 0.20 μm in SBIR. Was. On the other hand, when the surface determined to be convex at the time of the measurement of the warp according to the present invention is used as the device forming surface, the amount of warpage of the back surface of the outer peripheral portion of the wafer is 0.4 μm, and the flatness is 0. A good result of 19 μm was obtained.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, the entire warpage of the sliced wafer is measured by a non-contact type wafer shape measuring instrument, and based on the measurement result, the surface determined as the convex side is flattened as the device forming surface. This makes it possible to reduce the amount of warpage of the back surface of the outer peripheral portion of the wafer during processing, and also to increase the flatness of the outer peripheral portion of the wafer.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flow sheet showing a method for manufacturing a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of a non-contact type wafer shape measuring instrument used in a method of manufacturing a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3A is an essential part enlarged cross-sectional view showing a state where a semiconductor wafer is held on an electrostatic chuck plate of a plasma etching apparatus using a concave surface as a device formation surface. (B) is an essential part enlarged sectional view showing a state where a semiconductor wafer is held on an electrostatic chuck plate of a plasma etching apparatus with a convex surface as a device formation surface.
FIG. 4 is a flow sheet showing a method for manufacturing a semiconductor wafer according to a conventional means.
FIG. 5 is an enlarged sectional view of an outer peripheral portion of a warped semiconductor wafer.
[Explanation of symbols]
20 Wafer shape measuring instrument,
W Silicon wafer (semiconductor wafer).

Claims (6)

スライスされた半導体ウェーハの全体の反りを、非接触式のウェーハ形状測定器により測定する工程と、
この測定結果に基づき、凸側と判断された半導体ウェーハの面をデバイス形成面として半導体ウェーハを平坦加工する工程とを備えた半導体ウェーハの製造方法。
The step of measuring the entire warp of the sliced semiconductor wafer by a non-contact wafer shape measuring instrument,
Flattening the semiconductor wafer using the surface of the semiconductor wafer determined to be convex on the basis of the measurement result as a device formation surface.
上記半導体ウェーハを平坦加工する工程は、半導体ウェーハを上下一対のラップ定盤間に挟んでラップする工程を含み、
このラップ工程では、上記半導体ウェーハの凸側と判断された面を、下側のラップ定盤に向けてラップする請求項1に記載の半導体ウェーハの製造方法。
The step of flattening the semiconductor wafer includes a step of wrapping the semiconductor wafer between a pair of upper and lower lap plates,
The method of claim 1, wherein in the lapping step, the surface of the semiconductor wafer determined to be convex is wrapped toward a lower lapping plate.
上記半導体ウェーハを平坦加工する工程は、半導体ウェーハをエッチング液に浸漬してエッチングする工程を含み、
このエッチング工程では、複数の半導体ウェーハをその凸側と判断された面を同一方向に向けた状態でエッチング液中で動かす請求項1に記載の半導体ウェーハの製造方法。
The step of flattening the semiconductor wafer includes a step of immersing the semiconductor wafer in an etchant to perform etching,
2. The method of manufacturing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein in the etching step, the plurality of semiconductor wafers are moved in an etchant with the surfaces determined to be convex sides facing in the same direction.
上記半導体ウェーハを平坦加工する工程は、半導体ウェーハを研削する工程を含み、
この研削工程では、一枚ずつ半導体ウェーハの凸側と判断された面を研削する請求項1に記載の半導体ウェーハの製造方法。
The step of flattening the semiconductor wafer includes a step of grinding the semiconductor wafer,
2. The method according to claim 1, wherein in the grinding step, the surfaces of the semiconductor wafers determined to be convex sides are ground one by one.
上記半導体ウェーハを平坦加工する工程は、半導体ウェーハを研磨する工程を含み、
この研磨工程では、半導体ウェーハの凸側と判断された面を研磨する請求項1に記載の半導体ウェーハの製造方法。
The step of flattening the semiconductor wafer includes a step of polishing the semiconductor wafer,
The method according to claim 1, wherein in the polishing step, a surface of the semiconductor wafer determined to be convex is polished.
上記半導体ウェーハを平坦加工する工程は、複数の半導体ウェーハを上下一対の研磨定盤間に挟んでその両面を同時に研磨する工程を含み、この両面同時研磨工程では、半導体ウェーハの凸側と判断された面を上側の研磨定盤に向けて研磨する請求項1に記載の半導体ウェーハの製造方法。The step of flattening the semiconductor wafer includes a step of sandwiching a plurality of semiconductor wafers between a pair of upper and lower polishing platens and simultaneously polishing both sides thereof.In this simultaneous double-side polishing step, the semiconductor wafer is determined to be a convex side. 2. The method for manufacturing a semiconductor wafer according to claim 1, wherein the surface is polished toward the upper polishing platen.
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