(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンウェーハ(11)の表裏面及びエッジ部を酸窒化膜からなる保護膜(12)で被覆する工程と、
前記ウェーハ(11)のエッジ部に被覆した保護膜(12)をマスク材(13)で被覆する工程と、
前記マスク材(13)で被覆されていない保護膜(12)を除去して前記ウェーハ(11)の表裏面を露出させる工程と、
前記マスク材(13)を除去してエッジ部に保護膜(12)を残留する工程と
を含むシリコンウェーハのエッジ部保護方法。
【請求項２】
保護膜(12)の膜厚が０．０１〜１０μｍである請求項１記載の保護方法。
【請求項３】
保護膜(12)の除去がシリコンウェーハ(11)をフッ化水素酸水溶液若しくはフッ化水素酸とフッ化アンモニウムとの混合溶液に浸漬することにより行われる請求項１又は２記載の保護方法。
【請求項４】
マスク材(13)が接着テープ、ゴムリング、軟質テトラフルオロエチレン製ゴムリング、硬質テトラフルオロエチレン製リング、塩化ビニル製リング又はレジスト層である請求項１記載の保護方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両面研磨時におけるウェーハのエッジ部の変形、摩耗及び破損を抑制し得るシリコンウェーハのエッジ部保護方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高精度の平坦度を有する半導体シリコンウェーハは、シリコン単結晶インゴットをスライスして得られたウェーハを、面取り、機械研磨（ラッピング）、エッチング、機械的化学的研磨（メカノケミカルポリッシング）及び洗浄等の各工程を経て製造される。これらの工程は目的により、その一部の工程の順序が変更されたり、複数回繰返されたり、或いは熱処理、研削等他の工程が付加、置換されたりして種々の工程が行われる。
高精度の平坦度を有するシリコンウェーハを得るために、シリコンウェーハを両面同時に研磨する方法が行われている。これは、シリコンウェーハを研磨後の厚さより若干薄いキャリアの中に装填し、両面を同時に研磨する方法である。
【０００３】
上記方法を用いた両面研磨装置は、例えば、図５に示すように、相対する上下の定盤に研磨布を貼付け、その間にウェーハ１外径より０．５〜２ｍｍ程度大きい直径のキャリアホール２ａを３〜６個設けた、キャリア２と称する薄円盤を定盤３全体で４〜５枚セットする。図６に示すように、キャリア２は定盤３の中心に位置するサンギア３ａと定盤３の外周周囲に位置するインターナルギア３ｂとそれぞれかみ合って保持される。そのキャリアホール２ａにウェーハ１をセットした後、上定盤と下定盤の間にウェーハを挟んで所定圧力を加えながら、上下定盤の回転、キャリアの公転及びウェーハ自体の自転という複雑な運動を利用してウェーハの表裏面の研磨を行うものである。上記両面研磨装置によりウェーハの表裏面ともに均一に研磨され、極めて高精度の平坦度、均一厚みが得られる。
【０００４】
両面研磨装置による両面研磨方法は、ラッピング及びメカノケミカルポリッシングのそれぞれに用いることができ、高精度の平坦度が得られるため非常に有用な方法であるが、ウェーハの厚みバラツキ、上下定盤の精度などの影響により、研磨加工中のウェーハが自由に自転せず、ウェーハエッジ部のある一部分だけがキャリアホールと接触して変形及び摩耗する問題があった。
この両面研磨装置を用いた上記問題点を解決する方法として、両面研磨装置のキャリアに改良を施し、キャリアホールの形状を多角形にしてウェーハに両面同時研磨を施す方法が開示されている（特開平７−２３７１２１）。この方法では、キャリアホールの形状を多角形にすることにより、ウェーハはキャリアホールに２点で支持され、キャリアの公転に伴う支持方向の変化と、押しつけられる方向によりキャリアホール内のウェーハが円滑に自転する。従って、エッジ部のあらゆる部分でキャリアホールに接触するため、一部分だけの変形や摩耗を防止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平７−２３７１２１号公報に示される方法でも、研磨時にはウェーハのエッジ部がキャリアホールと接触するため、エッジ部に設けられているオリエンテーションフラットやＶ字型のオリエンテーションノッチより破損するおそれがあった。
本発明の目的は、両面同時研磨時におけるウェーハエッジ部の変形、摩耗及び破損を抑制し得るシリコンウェーハの製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、シリコンウェーハ１１の表裏面及びエッジ部を酸窒化膜からなる保護膜１２で被覆する工程と、ウェーハ１１のエッジ部に被覆した保護膜１２をマスク材１３で被覆する工程と、マスク材１３で被覆されていない保護膜１２を除去してウェーハ１１の表裏面を露出させる工程と、マスク材１３を除去してエッジ部に保護膜１２を残留する工程とを含むシリコンウェーハのエッジ部保護方法である。
請求項１に係る発明では、上記工程により、ウェーハ１１のエッジ部を酸窒化膜からなる保護膜１２により被覆したので両面研磨時におけるウェーハの自転に伴うキャリアホールとの接触において、保護膜がエッジ部の代わりにキャリアホールと接触するため、エッジ部の変形、摩耗及び破損を抑制することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のシリコンウェーハのエッジ部保護方法は、両面ラッピングや両面メカノケミカルポリッシングを施す際に適応できる。本明細書において、エッジ部とは、ウェーハ周辺部を面取り（ベベリング、Bevelling）加工したウェーハの周辺部をいう。
【０００８】
本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。
先ずシリコンウェーハ１１を準備し（図１（ａ））、このウェーハ１１の全面、即ち表裏面及びエッジ部を酸窒化膜からなる保護膜１２で被覆する（図１（ｂ））。酸窒化膜の被覆方法は、ウェーハを高温のＡｒガスとＮ2ガス雰囲気下に晒すことにより行われる。この際に、系内に残存している酸素及びＡｒ、Ｎ2ガス中に不純物として含まれる酸素も作用することにより酸窒化膜が形成される。保護膜の膜厚は０．０１〜１０μｍである。好ましくは０．１〜５μｍである。膜厚が０．０１μｍ未満であると、両面研磨時においてエッジ部が破損するおそれがある。１０μｍを越えると、保護膜の膜厚の制御上問題があり、保護膜の膜厚にむらが生じ、両面研磨工程における研磨不良が発生する。膜厚が０．０１〜１０μｍの範囲であればエッジ部を十分に保護することができる。
【０００９】
次いでウェーハ１１のエッジ部に被覆した保護膜１２をマスク材１３で被覆する（図１（ｃ））。マスク材１３には保護膜の除去工程で除去されない材質からなる接着テープ、ゴムリング、軟質テトラフルオロエチレン製ゴムリング、硬質テトラフルオロエチレン製リング、塩化ビニル製リング、レジスト層が挙げられる。マスク材１３として接着テープを用いる場合、エッジ部が被覆されるように、ウェーハ周縁を接着テープでシールする。マスク材１３としてゴムリングを用いる場合、図４に示すように、ゴムリング１３ａをウェーハ１１の周縁に嵌めてエッジ部をカバーする。ゴムリング１３ａはウェーハのエッジ部が約１ｍｍ程度覆われるように嵌める。図４の破線がウェーハの外周にあたる。ゴムリング１３ａは外周がキャリアホールの内周より小さいものを使用する。マスク材１３として軟質テトラフルオロエチレン製ゴムリング、硬質テトラフルオロエチレン製リング、塩化ビニル製リングを用いる場合も、上記ゴムリングによる被覆方法と同様にウェーハの周縁に嵌めてエッジ部をカバーする。マスク材１３としてレジスト層を用いる場合、ウェーハのエッジ部にのみレジストを塗布してこの上にレジスト層を形成する。レジスト層の形成方法としては、ウェーハのエッジ部にのみレジストを塗布する方法の他に、図示しないがウェーハの全面、即ち表裏面及びエッジ部にレジストを塗布してレジスト層を形成した後、このレジスト層の表面をパターンマスクで覆って露光及び現像することによりウェーハのエッジ部の保護膜上にのみレジスト層を残留させてもよい。
【００１０】
次にマスク材１３で被覆されていない保護膜１２を除去してウェーハ１１の表裏面を露出させる（図１（ｄ））。保護膜１２を除去する手段としては、好ましくはウェーハ１１をフッ化水素酸水溶液若しくはフッ化水素酸とフッ化アンモニウムとの混合溶液に浸漬する方法が採用される。
最後にマスク材１３を除去してウェーハ１１のエッジ部にのみ保護膜１２を残留させることにより、所望のエッジ部に保護膜を被覆したウェーハ１１を得る（図１（ｅ））。図２に図１（ｅ）のエッジ部の部分拡大断面図を示す。図３はこの実施の形態により製造されたエッジ部に保護膜を被覆したウェーハの平面図を示す。
【００１１】
上記工程によりエッジ部に保護膜を被覆したウェーハを両面研磨工程に用いることにより、保護膜がエッジ部の代わりにキャリアホールと接触するため、エッジ部の変形、摩耗及び破損を抑制することができる。
両面研磨工程を終えたウェーハはエッジ部の保護膜をそのまま残存させてもよいし、或いはフッ化水素酸を水で希釈した酸エッチング液により保護膜を除去してもよい。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、シリコンウェーハのエッジ部保護方法は、シリコンウェーハの表裏面及びエッジ部を膜厚が０．０１〜１０μｍの酸窒化膜からなる保護膜で被覆し、ウェーハのエッジ部に被覆した保護膜を接着テープ等のマスク材で被覆し、マスク材で被覆されていない保護膜を除去してウェーハの表裏面を露出させ、マスク材を除去してエッジ部に保護膜を残留したので、従来のシリコンウェーハに比べて、両面同時研磨時におけるウェーハエッジ部の変形、摩耗及び破損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のシリコンウェーハのエッジ部保護方法を工程順に示す断面図。
【図２】本発明の方法により形成されたシリコンウェーハのエッジ部周辺の部分拡大断面図。
【図３】本発明の方法により形成されたエッジ部に保護膜を被覆したシリコンウェーハの平面図。
【図４】本実施の形態におけるウェーハ外周にゴムリングを嵌着した図。
【図５】両面研磨装置におけるキャリアの上面説明図。
【図６】両面研磨装置におけるキャリアをセットした定盤の上面説明図。
【符号の説明】
１１  シリコンウェーハ
１２  保護膜
１３  マスク材
【図１】
0003646640.tif 000002
【図２】
0003646640.tif 000003
【図３】
0003646640.tif 000004
【図４】
0003646640.tif 000005
【図５】
0003646640.tif 000006
【図６】
0003646640.tif 000007