(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハをエッチングする工程と、
この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、
この表面の研削後、この半導体ウェーハの研削された表面をアルカリ性の洗浄液を用いて洗浄する工程と、
この洗浄後、半導体ウェーハの裏面に所定の裏面処理を施す工程と、
この後、半導体ウェーハの表面を鏡面研磨する工程とを備えた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。
【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（Ｓ３０２）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（Ｓ３０４）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、半導体ウェーハをエッチングする工程と、この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、この表面の研削後、この半導体ウェーハの研削された表面をアルカリ性の洗浄液を用いて洗浄する工程と、この洗浄後、半導体ウェーハの裏面に所定の裏面処理を施す工程と、この後、半導体ウェーハの表面を鏡面研磨する工程とを備えた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、ＳＯＩ（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(Site Back-side Ideal 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２μｍ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 Temperature Oxidation)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 Heat 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アルカリ性の洗浄液で洗浄する。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８６０μｍ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（Ｓ１０２）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−０１−１−４／６−Ｂ−Ｍ０１」を用いて研削する（Ｓ１０６）。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（２μｍ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（Ｓ１０７）。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（Wafer 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、Ｓ１０６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および研削面の洗浄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。
【図１】
0003606432.tif 000002
【図２】
0003606432.tif 000003
【図３】
0003606432.tif 000004