(57)【要約】【課題】簡易な工程により主面の平坦度を高く維持することが可能な半導体ウェーハ及びその製造方法を提供すること【解決手段】半導体ウェーハ１は、平坦面である主面１０と周縁部２０に形成された第１の面取り面２１とを備え、半導体ウェーハ１をその厚み方向の断面で視た場合に、主面１０と第１の面取り面２１との間に半導体ウェーハ１の径方向外側に向かって傾斜する第２の面取り面２２を更に備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦面である主面と周縁部に形成された第１の面取り面とを備える半導体ウェーハであって、
前記半導体ウェーハをその厚み方向の断面で視た場合に、前記主面と前記第１の面取り面との間に前記半導体ウェーハの径方向外側に向かって傾斜する第２の面取り面を更に備えることを特徴とする半導体ウェーハ。
【請求項２】
前記主面に対する前記第２の面取り面の傾斜角度が５〜１５°であり、前記半導体ウェーハの径方向に沿う前記第２の面取り面の幅が５０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェーハ。
【請求項３】
前記第２の面取り面に対する前記第１の面取り面の傾斜角度が５〜２５°であり、前記半導体ウェーハの径方向に沿う前記第１の面取り面の幅が５０〜３００μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体ウェーハ。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体ウェーハの製造方法であって、
前記半導体ウェーハに前記第１の面取り面を形成する第１の面取り工程と、
前記第１の面取り工程を経た後、前記第１の面取り面を含む前記周縁部の一部を除去することにより前記第２の面取り面を形成する第２の面取り工程と、を備えることを特徴とする半導体ウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハ（以下単に「ウェーハ」ともいう）において、その周縁部には、割れや欠けを防止するために、それぞれ面取り面が形成されている。ここで、ウェーハの外面（表面）は、平坦面である主面（主表面及び裏面）と、面取り面とを備え、面取り面は、主面に対して所定の傾斜角度を有する。
【０００３】
面取り面は、例えば外周研磨工程において鏡面仕上げされる。外周研磨工程では、例えば、回転させているウェーハに研磨液を供給しながら、研磨布に面取り面を押し付けて鏡面に研磨する。このとき、面取り面は、主面に対して傾斜角度を有するため、面取り面のみではなく、主面にまで研磨布が接触する過研磨が生じる場合がある。これにより、主面の平坦度が悪化してしまうという問題があった。
【０００４】
このような、過研磨を抑制する技術としては、例えば両面研磨工程の後に、ウェーハの主表面又は主表面及び裏面に研磨を抑制する樹脂製の保護膜を形成した後、鏡面面取り工程を行い、その後に樹脂製の保護膜を除去する技術が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２３７０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、樹脂製の保護膜を形成する工程と、この樹脂製の保護膜を除去する工程とが必要になるため、工数が増加し、スループットが悪くなるという問題があった。
【０００６】
したがって、本発明は、簡易な工程により主面の平坦度を高く維持することが可能な半導体ウェーハ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明の半導体ウェーハは、平坦面である主面と周縁部に形成された第１の面取り面とを備える半導体ウェーハであって、前記半導体ウェーハの厚み方向の断面で視た場合に、前記主面と前記第１の面取り面との間に前記半導体ウェーハの径方向外側に向かって傾斜する第２の面取り面を更に備えることを特徴とする。
【０００８】
（２）また、前記主面に対する前記第２の面取り面の傾斜角度が５〜１５°であり、前記半導体ウェーハの径方向に沿う前記第２の面取り面の幅が５０〜２００μｍであることが好ましい。
【０００９】
（３）また、前記第２の面取り面に対する前記第１の面取り面の傾斜角度が５〜２５°であり、前記半導体ウェーハの径方向に沿う前記第１の面取り面の幅が５０〜３００μｍであることが好ましい。
【００１０】
（４）本発明の半導体ウェーハの製造方法は、前記半導体ウェーハの製造方法であって、前記半導体ウェーハに前記第１の面取り面を形成する第１の面取り工程と、前記第１の面取り工程を経た後、前記第１の面取り面を含む前記周縁部の一部を除去することにより第２の面取り面を形成する第２の面取り工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な工程により主面の平坦度を高く維持することが可能な半導体ウェーハ及びその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の半導体ウェーハ（以下単に「ウェーハ」ともいう）の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のウェーハ１の一実施形態を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は、ウェーハ１の厚み方向から視た図、（ｃ）は、ウェーハ１の径方向から視た図である。
【００１３】
本実施形態のウェーハ１は、例えばシリコンウェーハ、ガリウム砒素ウェーハからなる。
【００１４】
図１（ｂ）に示すように、ウェーハ１を厚み方向に視た形状は、一般的には真円形状であり、その直径は、例えば２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍである。なお、ここでいうウェーハ１の直径は、製造上の目標値であり、所定の公差（許容誤差）等を含むものとする。厚み方向に視たウェーハ１の形状は、楕円形状でもよい。
ウェーハ１の厚みｔは、例えば７２５〜２０００μｍであり、好ましくは９２５〜１８００μｍである。
【００１５】
図２は、図１（ｃ）に示すＡ矢視部分の拡大図である。
本実施形態のウェーハ１の外面（表面）は、平坦な面である主面１０と、第１の面取り面２１と、第２の面取り面２２とを備える。
主面１０は、各種処理が行われ、半導体デバイスが形成される主表面１１と、その反対面である裏面１２とを備える。主表面１１は、半導体デバイスが形成される領域であるため、裏面１２に比して平坦度やパーティクルの低減等が高い水準で要求される。
第１の面取り面２１及び第２の面取り面２２は、周縁部２０に位置する。第１の面取り面２１は、周縁部２０の最外周に位置する。第２の面取り面２２は、ウェーハ１の径方向に沿って主面１０と第１の面取り面２１との間に位置する。
【００１６】
第１の面取り面２１は、ウェーハ１の径方向に延びる、ウェーハ１の厚み方向の中心線Ｃに対して主表面１１側に位置する第１の面取り面２１Ａと、中心線Ｃに対して裏面１２側に位置する第１の面取り面２１Ｂとを備える。
【００１７】
第１の面取り面２１は、ウェーハ１の径方向外側に向かい、且つ中心線Ｃに向かって傾斜している。第１の面取り面２１Ａに接する接線と第２の面取り面２２Ａとがなす傾斜角度θ１は、５〜２５°が好ましい。また、第１の面取り面２１Ｂに接する接線と第２の面取り面２２Ｂとがなす傾斜角度θ１についても同様である。傾斜角度θ１が５°より小さい場合、例えばデバイス形成工程中のエッチング工程において、パーティクルを含む洗浄液やリンス液が主面１０に付着し易くなる。また、傾斜角度θ１が２５°より大きい場合、第１の面取り面２１と第２の面取り面２２とが接する界面からパーティクルが発生し易くなる。
【００１８】
また、ウェーハ１の径方向に沿う第１の面取り面２１の幅Ｗ１は、５０〜３００μｍが好ましい。ここで、第１の面取り面２１の幅Ｗ１が５０μｍより小さい場合、パーティクルを含む洗浄液やリンス液が主面１０に付着し易くなる。一方、第１の面取り面２１の幅Ｗ１が３００μｍより大きい場合、周縁部２０の強度が低下し、周縁部２０が欠けるといった問題が発生する。
【００１９】
第２の面取り面２２は、中心線Ｃに対して主表面１１側に位置する第２の面取り面２２Ａと、中心線Ｃに対して裏面１２側に位置する第２の面取り面２２Ｂとを備える。
【００２０】
第２の面取り面２２は、主面１０と第１の面取り面２１との間に形成される。第２の面取り面２２は、ウェーハ１の径方向外側に向かい、且つ中心線Ｃに向かって傾斜している。第２の面取り面２２Ａに接する接線と主表面１１とがなす傾斜角度θ２は、５〜１５°が好ましい。また、第２の面取り面２２Ｂに接する接線と裏面１２とがなす傾斜角度θ２についても同様である。傾斜角度θ２が５°より小さい場合、第２の面取り面２２を形成する際、研磨布が主面１０に接触して過研磨が生じ、主面１０の平坦度が悪化するほか、パーティクルを含む洗浄液やリンス液が主面１０に付着し易くなる。一方、傾斜角度θ２が１５°より大きい場合、主面１０と第２の面取り面２２とが接する界面からパーティクルが発生し易くなる。
【００２１】
また、ウェーハ１の径方向に沿う第２の面取り面２２の幅Ｗ２は、５０〜２００μｍが好ましい。ここで、第２の面取り面２２の幅Ｗ２が５０μｍより小さい場合、第２の面取り面２２を形成する際、研磨布が主面１０に接触して過研磨が生じ、主面１０の平坦度が悪化するほか、パーティクルを含む洗浄液やリンス液が主面１０に付着し易くなる。一方、第２の面取り面２２の幅Ｗ２が１００μｍより大きい場合、周縁部２０の強度が低下し、周縁部２０が欠けるといった問題が発生する。
【００２２】
ここで、第１の面取り面２１の幅Ｗ１と、第２の面取り面２２の幅Ｗ２との合計は、エッジエクスクルージョン領域Ｅの範囲内であることが必要である。その意義は、以下の点にある。
エッジエクスクルージョン領域とは、このエッジエクスクルージョン領域の範囲内に形成されたチップを使用しない排除領域であり、ウェーハ１の最外周から所定の距離の領域が設定される。例えば、本実施形態ではウェーハ１の最外周からウェーハ１の中心方向へ１ｍｍの領域がエッジエクスクルージョン領域Ｅとして設定される。
【００２３】
第１の面取り面２１と第２の面取り面２２とは、デバイスが形成されない領域である。このため、第１の面取り面２１の幅Ｗ１と、第２の面取り面２２の幅Ｗ２との合計は、エッジエクスクルージョン領域Ｅの範囲内であることが必要となる。
【００２４】
第１の面取り面２１Ａに接する接線と主表面１１に接する接線とがなす傾斜角度θ３は、１０〜３０°が好ましい。また、第１の面取り面２１Ｂに接する接線と裏面１２に接する接線とがなす傾斜角度θ３についても同様である。
【００２５】
本実施形態のウェーハ１によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態のウェーハ１は、主面１０と第１の面取り面２１との間にウェーハ１の径方向外側に向かって傾斜する第２の面取り面２２を備える。このため、第２の面取り面２２を形成するとき、研磨布からの圧力が分散され、主面１０に研磨布が接触せず、過研磨が生じない。したがって、主面１０の平坦度を悪化させず、平坦度を高く維持することができる。
【００２６】
また、例えばデバイス形成工程中のエッチング工程において、洗浄液やリンス液には、デバイスの不良の原因となるパーティクルが含まれる場合がある。このようなパーティクルを含む洗浄液やリンス液が裏面１２や第１の面取り面２１に付着している場合、このパーティクルを含む洗浄液やリンス液が裏面１２や第１の面取り面２１から回り込み、主表面１１へ付着する可能性がある。
本実施形態のウェーハ１は、パーティクルを含む洗浄液やリンス液が第２の面取り面２２により遮られるため、主表面１１へのパーティクルを含む洗浄液やリンス液の付着を防ぐことができる。
【００２７】
次に、本実施形態のウェーハ１の一製造方法について、図面を参照しながら説明する。図３は、本発明のウェーハ１の一製造方法を示すフローチャートである。図３に示すように、本実施形態の半導体ウェーハ１の製造方法は、下記工程Ｓ１〜Ｓ１２を備える。また、図４（ａ）〜図４（ｃ）は、ウェーハ１に第１の面取り面２１と第２の面取り面２２とが形成される過程を順次示す図（図２対応図）である。
【００２８】
（Ｓ１）単結晶インゴット成長工程
まず、チョクラルスキー法（ＣＺ法）やフローティングゾーン法（ＦＺ法）等により単結晶の半導体インゴットを成長させる。
【００２９】
（Ｓ２）外形研削工程
単結晶インゴット成長工程Ｓ１を経て成長した半導体インゴットは、先端部及び終端部が切断される。そして、外形研削工程において、直径を均一にするために半導体インゴットの外周を円筒研削盤等により研削してブロック体とし、外周形状が整えられる。
【００３０】
（Ｓ３）スライス加工工程
外形研削工程Ｓ２を経たブロック体は、特定の結晶方位を示すために、このブロック体にオリエンテーションフラットやオリエンテーションノッチが施される。このプロセスの後、ブロック体は棒軸方向に対して所定角度をもってワイヤソー等によりスライスされ、ウェーハとなる。これにより、図４（ａ）に示すようにウェーハ１Ａを厚み方向から視た場合、ウェーハ１Ａの形状は略矩形状となる。
【００３１】
（Ｓ４）粗面取り工程
スライス加工工程Ｓ３を経てスライスされたウェーハは、周縁部２０の欠けやチッピングを防止するために周縁部２０に粗面取り加工が行われる。すなわち、周縁部２０が面取り用砥石や研磨布等により、所定の形状に面取りされる。
【００３２】
（Ｓ５）ラッピング工程
粗面取り工程Ｓ４を経たウェーハは、スライス等の工程で生じた薄円板状のウェーハ表裏面の凹凸層がラッピングにより平坦化される。ラッピング工程では、ウェーハを、互いに平行なラッピング定盤の間に配置し、ラッピング定盤とウェーハとの間に、アルミナ砥粒、分散剤、水の混合物であるラッピング液を流し込む。そして、加圧下で回転・すり合わせを行ない、ウェーハ表裏両面がラッピングされる。これにより、ウェーハ表裏面の平坦度とウェーハの平行度が高まる。
【００３３】
（Ｓ６）エッチング工程
ラッピング工程Ｓ５を経たウェーハは、エッチング液にディップされてエッチングされる。エッチング工程では、ウェーハをスピンしながらウェーハの表面にエッチング液を供給して、供給したエッチング液をスピンによる遠心力によりウェーハ表面全体に拡げてウェーハ表面全体をエッチングし、ウェーハ表面の表面粗さＲａを所定の表面粗さに制御する。このエッチング工程では、粗面取り工程Ｓ４やラッピング工程Ｓ５のような機械加工プロセスによって導入された加工変質層をエッチングによって完全に除去する。
【００３４】
（Ｓ７）第１面取り工程
エッチング工程Ｓ６を経たウェーハは、周縁部２０が研磨される。第１面取り工程では、回転させているウェーハに研磨液を供給しながら、周縁部２０を研磨布に押し付けて鏡面に研磨する。第１面取り工程により、図４（ｂ）示すように、ウェーハ１Ｂには、第１の面取り面２１が形成される。なお、第１面取り工程では研磨布を用いてウェーハの研磨を行ったが、これに限らず、研磨用砥石を用いて研磨を行ってもよい。
【００３５】
（Ｓ８）第２面取り工程
第１面取り工程Ｓ７を経たウェーハは、第１の面取り面２１を含む周縁部２０の一部を除去することにより第２の面取り面２２が形成される。第２の面取り面２２は、回転させているウェーハに研磨液を供給しながら、第１の面取り面２１と主面１０とが接する境界部分を研磨布に押し付けて鏡面に研磨することにより形成される。第２面取り工程により、図４（ｃ）に示すように、ウェーハ１には、第１の面取り面２１と第２の面取り面２２とが形成される。なお、第２面取り工程では研磨布を用いてウェーハの研磨を行ったが、研磨用砥石を用いてウェーハの研磨を行ってもよい。
【００３６】
（Ｓ９）一次研磨（鏡面研磨）工程
第２面取り工程Ｓ８を経たウェーハに対して、表裏面を同時に研磨する両面同時研磨装置を用いて、表面の鏡面研磨としての一次研磨を行う。
【００３７】
（Ｓ１０）二次研磨（鏡面研磨）工程
一次研磨（鏡面研磨）工程Ｓ９を経たウェーハに対して、表裏面を同時に研磨する両面同時研磨装置を用いて、鏡面研磨としての二次研磨を行う。なお、本実施形態の一次研磨工程Ｓ９及び二次研磨工程Ｓ１０では、両面同時研磨によってウェーハの表裏面を同時に研磨したが、この両面同時研磨の代わりに、ウェーハの表裏面を片面ずつ研磨する片面研磨によってウェーハを研磨してもよい。
【００３８】
（Ｓ１１）仕上げ洗浄工程
二次研磨（鏡面研磨）工程Ｓ１０を経たウェーハは、仕上げ洗浄される。具体的には、ＲＣＡ洗浄液により洗浄される。
【００３９】
（Ｓ１２）平坦度測定
仕上げ洗浄工程Ｓ１１を経たウェーハは、研磨の仕上がり具合を平坦度として測定される。
【００４０】
このように、前記各工程を経ることにより、主面１０と第１の面取り面２１との間に第２の面取り面２２を備える半導体ウェーハ１を得ることができる。
本実施形態のウェーハ１の製造方法によれば、簡易な工程により第２の面取り面２２を形成し、ウェーハ１の平坦度を高く維持することができる。
【００４１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されるものではない。
例えば、上述した実施形態では、周縁部２０の主表面１１側及び裏面１２側に第２の面取り面２２を形成したが、これに限らず、主表面１１側又は裏面１２側のみに第２の面取り面２２を形成してもよい。また、第２の面取り面２２は、主表面１１又は裏面１２と、第１の面取り面２１との間にそれぞれ一箇所のみ設けられたが、これに限らず、エッジエクスクルージョン領域Ｅの範囲内であれば、径方向に複数の第２の面取り面２２が設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のウェーハ１の一実施形態を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は、ウェーハ１の厚み方向から視た図、（ｃ）は、ウェーハ１の径方向から視た図である。
【図２】図１（ｃ）に示すＡ矢視部分の拡大図である。
【図３】本発明のウェーハ１の一製造方法を示すフローチャートである。
【図４】ウェーハ１に第１の面取り面２１と第２の面取り面２２とが形成される過程を順次示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１、１Ａ、１Ｂ  半導体ウェーハ
１０  主面
１１  主表面
１２  裏面
２０  周縁部
２１、２１Ａ、２１Ｂ  第１の面取り面
２２、２２Ａ、２２Ｂ  第２の面取り面
【図１】
2010040549.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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