(57)【要約】【課題】ウェーハ把持時の把持ミス、ウェーハ移送中のウェーハの落下の頻度を低下させる半導体ウェーハおよびその製造方法を提供する。【解決手段】ウェーハ把持時、３本のチャック爪２０…を対応するウェーハ把持部ａ…に所定の押圧力で押し当て、シリコンウェーハＷを把持する。この把持は、従来のような点接触となり把持しにくい面取り面（曲面）を押圧位置とする把持ではなく、把持しやすいウェーハ研磨面と略直角な平面から構成されるウェーハ把持部ａ…を押圧位置とした把持となる。これにより、把持ミスが少なくなる。しかも、把持後のウェーハ移送中、安定性の高い把持状態が維持され、シリコンウェーハＷの落下の頻度を低下できる。【選択図】　　　　図１
2004047742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周を面取りして面取り面が形成された半導体ウェーハにおいて、
前記面取り面のうち、ウェーハ周方向に向かって互いに離間した３つ以上の位置に、ウェーハ研磨面と略直角な平面で構成されたウェーハ把持部をそれぞれ形成した半導体ウェーハ。
【請求項２】
前記ウェーハ把持部が、ウェーハ厚さ方向に向かって１００μｍ以上の長さを有している請求項１に記載の半導体ウェーハ。
【請求項３】
前記ウェーハ把持部が、ウェーハ周方向に向かって２００μｍ以上の長さを有している請求項１または請求項２に記載の半導体ウェーハ。
【請求項４】
前記ウェーハ把持部の形成個数が３つで、各ウェーハ把持部が、オリエンテーションフラット形成部またはノッチ形成部を起点とし、ウェーハ周方向に向かって９０度間隔で配置された請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載の半導体ウェーハ。
【請求項５】
前記ウェーハ把持部の形成個数が３つで、各ウェーハ把持部が、ウェーハ周方向に向かって１２０度間隔で配置された請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載の半導体ウェーハ。
【請求項６】
半導体ウェーハの外周部を面取りする工程と、
面取りされた半導体ウェーハの表面を鏡面研磨する工程とを備えた半導体ウェーハの製造方法において、
面取り後、前記面取り面のうち、ウェーハ周方向に向かって互いに離間した３つ以上の位置に、ウェーハ研磨面と略直角な平面で構成されたウェーハ把持部をそれぞれ形成する半導体ウェーハの製造方法。
【請求項７】
前記ウェーハ把持部を、研磨作用面に研磨砥粒が固定された面取り用テープを用いたテープ面取りにより形成する請求項６に記載の半導体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】
この発明は半導体ウェーハおよびその製造方法、詳しくは半導体ウェーハを複数本のチャック爪により機械的に把持するときに、把持ミスを少なくする半導体ウェーハおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、単結晶シリコンインゴットをスライスして得たシリコンウェーハは、その外周部が面取り用砥石により面取りされる。これにより、ウェーハの外周部は、そのウェーハ表裏両面に対してなめらかな曲線で結ばれる。その結果、ウェーハ取り扱い時におけるウェーハ外周部のカケ、ワレが防止される。
面取りされたシリコンウェーハは、その後、混酸などのエッチング液によりエッチングされるか、研削用砥石により表面研削される。続いて、研磨布を用いた鏡面研磨工程で、ウェーハ表面（デバイス形成面）に鏡面研磨が施される。こうして得られた鏡面研磨ウェーハは、最終洗浄され、デバイスメーカーに出荷される。
ところで、前記面取りされたシリコンウェーハは、面取り後の各工程、例えばデバイス形成工程のパターン露光などの取り扱い時に、ウェーハ外周部がウェーハ把持装置のチャック爪により把持されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の半導体ウェーハにあっては、チャック爪による把持面が、滑らかな曲面で構成されたウェーハ外周部の面取り面であった。そのため、ウェーハ把持時に面取り面上でチャック爪がすべり、シリコンウェーハをしっかりとつかめず、把持ミスが発生しやすかった。また、把持したウェーハを次のステージまで移送する際、移送中の振動などでチャック爪による把持位置がずれ、シリコンウェーハを移送中に落としてしまう懸念もあった。
【０００４】
そこで、発明者は、鋭意研究の結果、この面取り面のウェーハ周方向に向かって互いに離間した３つ以上の位置に、ウェーハ研磨面と略直角な平面で構成されたウェーハ把持部をそれぞれ形成すれば、チャック爪によるウェーハの把持状態が安定し、ウェーハの把持ミスの発生頻度を低減できることを知見し、この発明を完成させた。
【０００５】
【発明の目的】
この発明は、ウェーハ把持時の把持ミス、および、把持後のウェーハ移送中における半導体ウェーハの落下の頻度を低下させることができる半導体ウェーハおよびそ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、外周を面取りして面取り面が形成された半導体ウェーハにおいて、前記面取り面のうち、ウェーハ周方向に向かって互いに離間した３つ以上の位置に、ウェーハ研磨面と略直角な平面で構成されたウェーハ把持部をそれぞれ形成した半導体ウェーハである。
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採用することができる。
面取り工程で使用される面取り用砥石は限定されない。例えば、レジノイド研削砥石、メタルボンド面取り用砥石などが挙げられる。
面取り用砥石の番手は限定されない。ただし、レジノイド研削砥石の場合には＃１０００〜＃４０００程度、メタルボンド面取り用砥石の場合には＃６００〜＃１５００程度である。
面取り用砥石による面取り面の研削量は限定されない。ただし、０．１〜１０００μｍ、好ましくは３００〜５００μｍである。
【０００７】
ウェーハ把持部の大きさは限定されない。例えば、ウェーハ厚さ方向およびウェーハ周方向に向かってそれぞれ１００μｍ以上である。要は、チャック爪により半導体ウェーハを把持可能な大きさであればよい。
ウェーハ把持部の形状は、例えば円形、楕円形、正方形、長方形または任意の形状でもよい。
各ウェーハ把持部のウェーハ周方向に向かっての離間角度は、例えば９０度、１２０度などとなる。
面取り面上でのウェーハ把持部の形成数は、例えば３つまたは４つ以上である。ウェーハ把持部の形成方法としては、例えば研磨作用面に研磨砥粒が固定された面取り用テープによるテープ面取りを採用することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記ウェーハ把持部が、ウェーハ厚さ方向に向かって１００μｍ以上の長さを有している請求項１に記載の半導体ウェーハである。ウェーハ把持部のウェーハ厚さ方向の好ましい長さは２００〜５００μｍである。１００μｍ未満では、チャック爪がすべり、把持ミスを起こしやすい。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記ウェーハ把持部が、ウェーハ周方向に向かって２００μｍ以上の長さを有している請求項１または請求項２に記載の半導体ウェーハである。
ウェーハ把持部のウェーハ周方向の好ましい長さは３００〜８００μｍである。２００μｍ未満であれば、チャック爪による把持位置がずれやすい。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記ウェーハ把持部の形成個数が３つで、各ウェーハ把持部が、オリエンテーションフラット形成部またはノッチ形成部を起点とし、ウェーハ周方向に向かって９０度間隔で配置された請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載の半導体ウェーハである。
この起点は、オリエンテーションフラット形成部でもよいし、ノッチ形成部でもよい。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記ウェーハ把持部の形成個数が３つで、各ウェーハ把持部が、ウェーハ周方向に向かって１２０度間隔で配置された請求項１〜請求項３のうち、何れか１項に記載の半導体ウェーハである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、半導体ウェーハの外周部を面取りする工程と、面取りされた半導体ウェーハの表面を鏡面研磨する工程とを備えた半導体ウェーハの製造方法において、面取り後、前記面取り面のうち、ウェーハ周方向に向かって互いに離間した３つ以上の位置に、ウェーハ研磨面と略直角な平面で構成されたウェーハ把持部をそれぞれ形成する半導体ウェーハの製造方法である。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、前記ウェーハ把持部を、研磨作用面に研磨砥粒が固定された面取り用テープを用いたテープ面取りにより形成する請求項６に記載の半導体ウェーハの製造方法である。
ここでいう面取り用テープとは、市販の面取り用テープに限らず、テープの研磨作用面に研磨砥粒を固定させたものを意味する。
固定される研磨砥粒の粒度は＃２０００〜＃４０００が適当である。＃２０００未満では比較的深いダメージ層が生じ、パーティクルを増やす要因となる。また、＃４０００を超えると圧力にもよるが研磨能率が低下する。
ここでは、この面取り用テープを使用し、面取り面の一部分をウェーハ表面と略直角に研磨することで、ウェーハ把持部を形成する。
【００１４】
【作用】
この発明によれば、ウェーハ把持時、例えば３本以上のチャック爪をそれぞれ対応するウェーハ把持部に所定の押圧力で押し当て、半導体ウェーハをその半径方向から把持する。この把持は、従来のような点接触となり把持しにくい面取り面（曲面）を押圧位置とする把持ではなく、把持しやすいウェーハ研磨面と略直角な平面から構成されるウェーハ把持部を押圧位置とした把持となる。そのため、把持ミスの発生頻度が少なくなる。しかも、把持後のウェーハ移送中は、安定性の高い把持状態が維持されるので、半導体ウェーハの落下の頻度を低下させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、この発明の第１の実施例に係る半導体ウェーハの把持状態を示す平面図である。図２は、この発明の第１の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３は、この発明の第１の実施例に係る半導体ウェーハの把持状態を示す要部拡大縦断面図である。図４は、この発明の第１の実施例に係る半導体ウェーハのウェーハ把持部の形成工程を示す正面図である。図５は、この発明の第１の実施例に係る半導体ウェーハのウェーハ把持部の形成工程を示す要部拡大斜視図である。
【００１６】
図２に示すように、この第１の実施例にあっては、スライス、面取り（ＧＣＲ）、ラップ、エッチング、ＰＣＲ、ウェーハ把持部の形成、研磨、洗浄の各工程を経て、表面および面取り面が鏡面仕上げされた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。
ＣＺ法により引き上げられた単結晶シリコンインゴットは、ブロック切断、円筒研削、続くノッチ加工後のスライス工程（Ｓ２０１）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Ｗは、続く面取り工程（Ｓ２０２）で、その外周部に面取り用砥石が押し付けられ、所定の形状に面取りされる。
面取り用砥石は、粗面取り用の＃８００のメタルボンド円柱砥石と、仕上げ用の＃１５００のメタルボンド円柱砥石とを有し、両砥石の外周面がそれぞれ研削作用面となっている。シリコンウェーハＷおよび面取り用砥石を、所定の回転速度でそれぞれ回転して面取りする。面取り量は、ウェーハ半径方向の内側に向かって粗面取りが４００μｍ程度、仕上げ面取りが数１０μｍ程度である。これらにより、シリコンウェーハＷの外周部は、所定の丸みを帯びた形状（例えばＭＯＳ型の面取り形状）に加工される。
【００１７】
次に、シリコンウェーハＷをラッピングし、シリコンウェーハＷの表裏両面の平行度を高める（Ｓ２０３）。ラップ工程では、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、このラップ定盤間に、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。そして、加圧下で回転・摺り合わせを行い、シリコンウェーハＷの表裏両面を機械的にラッピングする。
続いて、このラップドウェーハＷにエッチングを施す（Ｓ２０４）。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Ｗを所定時間だけ浸漬する。この際、ウェーハ外周部の加工ダメージの一部が除去される。
【００１８】
それから、エッチドウェーハＷの外周部を、ＰＣＲ（Ｐｏｌｉｓｈｅｄ　Ｃｏｒｎｅｒ　Ｒｏｕｎｄｉｎｇ）加工する（Ｓ２０５）。ＰＣＲ装置としては、円筒形状のウレタンバフをモータ回転させる装置が採用される。モータによりウレタンバフを回転し、この回転中のバフ外周面にシリコンウェーハの外周面を接触させる。これにより、ウェーハ外周面が鏡面仕上げされる。
【００１９】
図１および図３に示すように、このＰＣＲ加工後、面取り面のうち、ウェーハ周方向に向かって互いに離間した３つの位置に、ウェーハ表面（研磨面）と略直角な平面で構成されたウェーハ把持部ａ…をそれぞれ形成する（Ｓ２０６）。具体的には、３つのウェーハ把持部ａ…を、ノッチ形成部ｎを起点として、ウェーハ周方向に向かって９０度間隔で面取り面に形成する。各ウェーハ把持部ａ…の形状は、ウェーハ厚さ方向の長さが約２００μｍ、ウェーハ周方向の長さが約５００μｍの略楕円形である。
各ウェーハ把持部ａ…の形成には、図４および図５に示すテープ面取り装置１０が利用される。このテープ面取り装置１０は、シリコンウェーハＷを真空吸着し、回転モータ１５により水平回転されるチャックテーブル１６の側方に配置されている。テープ面取り装置１０は、樹脂製のテープの研磨作用面に、砥粒を接着剤によって固定した面取り用テープ１８と、面取り用テープ１８が掛け渡された１対のガイドローラ１９，１９と、面取り用テープ１８をガイドローラ１９，１９間で周回させる図外の周回モータと、シリコンウェーハＷの外周部の表面上に配置されて、周回中の面取り用テープ１８を、シリコンウェーハＷの外周部の面取り面に押し付ける樹脂製のチャック爪２０とを有している。押し付け部材２０は、図示しないシリンダにより面取り用テープ１８に対して接近離隔動自在およびウェーハ円周方向に移動可能に設けられている。
長さ方向をウェーハ厚さ方向に向けて、周回モータにより周回中の面取り用テープ１８の研磨作用面を、押し付け部材２１を介して、面取り面の一部分に所定圧力で押し当てる。このとき、必要であれば、この面取り用テープ１８を、そのウェーハ最外周との接線方向に向かって若干長さだけ往復運動させる。こうして、面取り面の一部分がウェーハ表面と略直角に研磨されたウェーハ把持部ａ…となる。
【００２０】
続く研磨工程（Ｓ２０７）では、通常の研磨装置を使用し、シリコンウェーハＷの表面を１〜５μｍ研磨する。その後、１μｍ以下の研磨量で仕上げ研磨される。これにより、エッチング後のシリコンウェーハＷの歪みを除去したり、ＰＣＲ加工で発生したシリコンウェーハＷの吸着面のあれなどが除去される。それから、検査および最終洗浄（Ｓ２０８）が行われ、受注先のデバイスメーカーなどに出荷される。
こうして作製されたシリコンウェーハＷは、例えばデバイス形成工程のパターン露光時などにおいて、ウェーハ外周部が、ウェーハ把持装置に組み込まれた３本のチャック爪２０…により把持される。具体的には、３本のチャック爪２０…をそれぞれ対応するウェーハ把持部ａ…に所定の押圧力で押し当て、このシリコンウェーハＷを把持する。このとき、ウェーハ把持部ａ…が、面取り面（従来）のような点接触となって把持しにくい曲面ではなく、面接触となって把持しやすい平面で構成されているので、把持ミスが少ない。しかも、把持後のウェーハ移送中も、しっかりとシリコンウェーハＷが把持されるため、この移送中のシリコンウェーハＷの落下の発生頻度を低下させることができる。
【００２１】
次に、図６に基づき、この発明の第２の実施例を説明する。
図６は、この発明の第２の実施例に係る半導体ウェーハの把持状態を示す平面図である。
図６に示すように、この第２の実施例のシリコンウェーハＷ１は、ウェーハ外周部にオリエンテーションフラット形成部ＯＦが形成され、前記３つのウェーハ把持部ａ…を、シリコンウェーハＷの面取り面上であって、ウェーハ周方向に向かって１２０度間隔に配置した例である。
その他の構成、作用、効果は、第１の実施例から推測できる範囲であるので、説明を省略する。
【００２２】
【発明の効果】
この発明によれば、半導体ウェーハの面取り面に、ウェーハ研磨面と略直角な平面で構成されるウェーハ把持部を３つ以上形成し、これらのウェーハ把持部をチャック爪による半導体ウェーハの把持位置としたので、半導体ウェーハの把持ミスを少なくすることができる。しかも、把持後のウェーハ移送中は、安定性の高い把持状態が維持されるので、半導体ウェーハの落下の頻度を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例に係る半導体ウェーハの把持状態を示す平面図である。
【図２】この発明の第１の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３】この発明の第１の実施例に係る半導体ウェーハの把持状態を示す要部拡大縦断面図である。
【図４】この発明の第１の実施例に係る半導体ウェーハのウェーハ把持部の形成工程を示す正面図である。
【図５】この発明の第１の実施例に係る半導体ウェーハのウェーハ把持部の形成工程を示す要部拡大斜視図である。
【図６】この発明の第２の実施例に係る半導体ウェーハの把持状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１８　面取り用テープ、
ＯＦ　オリエンテーションフラット形成部、
Ｗ、Ｗ１　シリコンウェーハ（半導体ウェーハ）、
ａ　ウェーハ把持部、
ｎ　ノッチ形成部。
【図１】
2004047742.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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