(57)【要約】【課題】ウェーハの再生回数の増加を図れる半導体ウェーハの再生方法を提供する。【解決手段】受入検査後のシリコンウェーハ１０の少なくとも表面側の面取り部分ｂを修正面取りするので、ウェーハ表面側の面取り部分ｂの厚さを回復することができる。これにより、ウェーハ表面側の面取り部分ｂが増厚される。しかも、再生の繰り返しによりウェーハ面取り部が形状崩れするおそれがあったが、形状修正によりこれも解消できる。その結果、従来のウェーハ再生プロセスを実施する場合に比べて、シリコンウェーハ１０の再生回数を増やすことができる。【選択図】図１
2009283650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生用の半導体ウェーハの面取り部のうち、少なくともウェーハ表面側の面取り部分に対して面取り形状の修正を行う修正面取り工程と、
該修正面取り工程後、前記半導体ウェーハの少なくとも表面を研磨する研磨工程と、
前記修正面取り工程後、前記半導体ウェーハの面取り部を鏡面面取りする鏡面面取り工程とを備えた半導体ウェーハの再生方法。
【請求項２】
再生用の半導体ウェーハの表面の研削が必要か否かを検査する受入検査工程と、
該受入検査工程後、前記半導体ウェーハの表面の研削が必要な場合に、前記半導体ウェーハの表面を研削する研削工程と、
該研削工程の直前または直後、前記半導体ウェーハの面取り部のうち、少なくともウェーハ表面側の面取り部分に対して面取り形状の修正を行う修正面取り工程と、
該修正面取り工程後、前記半導体ウェーハの面取り部を鏡面面取りする鏡面面取り工程と、
前記修正面取り工程後、前記半導体ウェーハの少なくとも表面を研磨する研磨工程とを備えた半導体ウェーハの再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は半導体ウェーハの再生方法、詳しくは再生回数の増加が可能な半導体ウェーハの再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デバイス形成プロセスでは、各種の重要工程において、ウェーハ製造工場から出荷されたシリコンウェーハと同一のインゴットから得られた評価用ウェーハを使用し、各種の検査が行われている。また、デバイス形成プロセスの各処理工程からは、処理される全ウェーハの３０％前後の不良ウェーハが発生している。これらの使用済みの評価用ウェーハや不良ウェーハは、一般に、廃棄処分されることなく再生ラインへ搬送され、再生処理が行われて新品ウェーハと同等レベルの再生ウェーハ（Ｒｅｃｌａｉｍ Ｐｏｌｉｓｈｅｄ Ｗａｆｅｒ）となって蘇っている。このようなウェーハ再生は、例えば直径４５０ｍｍのシリコンウェーハなど、ウェーハの口径が大きくなるほど、その頻度が高まるものと考えられる。
【０００３】
再生用材料となるシリコンウェーハの種類は様々で、例えばベアウェーハ、酸化膜付ウェーハ、窒素膜付きウェーハ、ポリシリコン膜付ウェーハ、拡散済みウェーハ、エピタキシャルウェーハ、レジスト付ウェーハ、メタル付ウェーハ、パターン付ウェーハ、多層膜付ウェーハなどが挙げられる。
従来のウェーハ再生プロセスでは、受入した再生用材料のシリコンウェーハに対して、膜種選別、外観検査などの受入検査を施した後、順次、各種の膜やデバイスなどが形成されたウェーハ表面の研削、ウェーハ外周面の鏡面研磨、ウェーハ表面の鏡面研磨が行われている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２６９１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来のウェーハ再生プロセスでは、酸化膜などの各種の膜やデバイスなどが形成されたウェーハ表面を除去する研削が行われていた。そのため、シリコンウェーハの再生回数が増えれば、その分、各再生回の研削工程においてシリコンウェーハの表面側が薄くなる。その結果、ウェーハ表面側の面取り幅が狭まり、ウェーハ表面側に面取り部を形成する効果が低下していた。これにより、ウェーハ表面の研磨工程でのウェーハ外周部のカケや、デバイス形成プロセスでのウェーハ割れなどが発生していた。しかも、このようにシリコンウェーハの再生を繰り返せば、研磨時のシリコンウェーハの外周ダレなどによりウェーハ面取り部の形状が崩れるおそれもあった。これを回避するため、従来ではウェーハの再生処理を数回だけしか行えなかった。
【０００６】
そこで、発明者は、鋭意研究の結果、受入検査で修正可能と判断されたシリコンウェーハの外周部（面取り部）に対して、面取り部の形状を修正する修正面取りを行えば、シリコンウェーハの表面側の面取り部が略新品ウェーハの状態にまで回復（復元）し、従来のウェーハ再生プロセスの場合に比べて、シリコンウェーハの再生回数を増やせることを知見し、この発明を完成させた。
【０００７】
この発明は、ウェーハの再生回数の増加を図ることができる半導体ウェーハの再生方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、再生用の半導体ウェーハの面取り部のうち、少なくともウェーハ表面側の面取り部分に対して面取り形状の修正を行う修正面取り工程と、該修正面取り工程後、前記半導体ウェーハの少なくとも表面を研磨する研磨工程と、前記修正面取り工程後、前記半導体ウェーハの面取り部を鏡面面取りする鏡面面取り工程とを備えた半導体ウェーハの再生方法である。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、再生用の半導体ウェーハの少なくとも表面側の面取り部分（外周部分）に修正面取りを施す。その結果、従来はウェーハ再生プロセスを繰り返す毎にウェーハ表面側の面取り部分が表面研削されて薄肉化されるだけであったが、そのウェーハ表面側の面取り部分の厚さを回復することができる。これにより、ウェーハ表面側の面取り部分が増厚される。しかも、再生を繰り返すことでウェーハ面取り部に形状崩れが生じるおそれがあったが、面取り部の形状修正を行うことでこれも解消される。その結果、従来のウェーハ再生プロセスを実施する場合に比べて、半導体ウェーハの再生回数を増やすことができる。
その後、面取り部が修正された半導体ウェーハには、この面取り部への鏡面面取りと、ウェーハ表面への研磨とが所定の順序で行われる。
【００１０】
「再生用の半導体ウェーハ」とは、初めて再生される半導体ウェーハでも、半導体ウェーハの表面研削を含む再生処理が１回以上施された半導体ウェーハでもよい。
半導体ウェーハとしては、単結晶シリコンウェーハ、多結晶シリコンウェーハなどを採用することができる。
半導体ウェーハは、ウェーハ製造プロセスから得られたものでも、デバイス形成プロセスから得られたものでもよい。半導体ウェーハの種類としては、例えばベアウェーハ、酸化膜付ウェーハ、窒素膜付きウェーハ、ポリシリコン膜付ウェーハ、拡散済みウェーハ、エピタキシャルウェーハ、レジスト付ウェーハ、メタル付ウェーハ、パターン付ウェーハ、多層膜付ウェーハなどが挙げられる。
【００１１】
半導体ウェーハの直径は、例えば２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍなどである。ウェーハが大口径になるほど、ウェーハ単価は高まり、半導体ウェーハが再生される頻度も高くなる。
「半導体ウェーハの面取り部」とは、ウェーハ外周部に面取り加工した領域である。
「ウェーハ表面側の面取り部分」とは、ウェーハ表面およびウェーハ裏面に直交する断面（平面）において、半導体ウェーハの面取り部のうち、外縁面の高さの２分の１の高さ位置で、半導体ウェーハの直径方向に延びる仮想直線を基準として、この直線よりウェーハ表面側に存在する面取り部分をいう。ウェーハ表面側の面取り部分の表面（表面側面取り面）には、デバイスが形成される。
【００１２】
なお、ウェーハ表面およびウェーハ裏面に直交する断面において、半導体ウェーハの面取り部のうち、この仮想直線を基準として、この直線よりウェーハ裏面側に存在する面取り部分を、ウェーハ裏面側の面取り部分という。
再生用の半導体ウェーハの製造方法としては、例えばチョクラルスキー法により引き上げられた半導体単結晶に対して、外周研削、ブロック切断、スライスを順次施し、ウェーハ加工する。その後、得られたウェーハに対して面取り、ラッピング、エッチング、研磨の工程を順に施すことで製造される。
【００１３】
修正面取り工程では、半導体ウェーハの表面側の面取り部か、半導体ウェーハの表面側と裏面側との両方の面取り部に修正面取りが行われる。
修正面取りとは、修正前に比べて修正後のウェーハ表面側の面取り部分の厚さが大きくなるように、少なくともウェーハ表面側の面取り部分の形状を修正（再成形）する面取りである。
【００１４】
具体的な修正面取り方法としては、例えば、面取り砥石の回転軸を含む断面において、直線状の奥面と、外方へ向かって除々に上方へ傾斜した上傾斜面と、外方へ向かって除々に下方へ傾斜した下傾斜面とからなる環状溝が、砥石外周面に形成された面取り砥石を使用する。この場合の面取り時には、半導体ウェーハの外縁面を面取り砥石の奥面に押し当てて研削し、半導体ウェーハの表面側の面取り部分を上傾斜面に押し当てて研削する。また、半導体ウェーハの裏面側の面取り部分を下傾斜面に押し当てて研削する。これら３つの部分面取りは、所定の順序で行っても、３つの工程を同時に行ってもよい。ウェーハ表面側の面取り部分やウェーハ裏面側の面取り部分の形状は、面取り砥石の回転軸を含む断面において、直線状でも曲線状でもよい。
【００１５】
ウェーハ表面側の面取り部分の面取り量としては、２０〜４００μｍである。２０μｍ未満では、面取り部全周の形状修正にムラが発生する。また、４００μｍを超えれば、ウェーハ直径の変化が大きくなる。ウェーハ表面側の面取り部分の好ましい面取り量は、１００μｍ以下である。この範囲であれば、直径の変化が最小限に抑えられ、形状修正が可能なことから、ウェーハの再生回数がさらに増加するという好適な効果が得られる。
【００１６】
鏡面面取り工程では、研磨剤を供給しながら、半導体ウェーハの面取り部（面取り面）を、垂直な回転軸を中心にして回転中のクロスやバフなどに押し付け、この面取り部の面取り面を鏡面に仕上げ研磨する。
研磨工程では、研磨剤を供給しながら、半導体ウェーハの少なくとも表面を、垂直軸を中心にして回転中の研磨布に押し付けて研磨する。研磨されるのは、半導体ウェーハの表面だけ、半導体ウェーハの表裏両面の何れもでもよい。また、片面研磨（表面研磨、裏面研磨後に表面研磨）でも、両面同時研磨でもよい。
鏡面面取り工程と研磨工程との順序は、鏡面面取り工程後に研磨工程を行っても、研磨工程後に鏡面面取り工程を行ってもよい。また、鏡面面取り工程後、研磨工程を施し、さらに鏡面面取り工程を行ってもよい。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、再生用の半導体ウェーハの表面の研削が必要か否かを検査する受入検査工程と、該受入検査工程後、前記半導体ウェーハの表面の研削が必要な場合に、前記半導体ウェーハの表面を研削する研削工程と、該研削工程の直前または直後、前記半導体ウェーハの面取り部のうち、少なくともウェーハ表面側の面取り部分に対して面取り形状の修正を行う修正面取り工程と、該修正面取り工程後、前記半導体ウェーハの面取り部を鏡面面取りする鏡面面取り工程と、前記修正面取り工程後、前記半導体ウェーハの少なくとも表面を研磨する研磨工程とを備えた半導体ウェーハの再生方法である。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、受入検査後、半導体ウェーハの表面の研削が必要な場合には、半導体ウェーハに研削工程が施される。この研削工程の直前または直後に、半導体ウェーハの面取り部のうち、少なくとも表面側の面取り部分に対して修正面取りを行う。これにより、ウェーハ表面側の面取り部分が増厚される。その結果、従来はウェーハ再生プロセスを繰り返す毎にウェーハ表面側の面取り部分が表面研削されて薄肉化されるだけだったが、このウェーハ表面側の面取り部分の厚さを回復することができる。しかも、半導体ウェーハの再生を繰り返すことで、ウェーハ面取り部に形状崩れが発生していたが、このように面取り部を形状修正することで、これも解消される。これにより、従来のウェーハ再生プロセスを実施する場合に比べて、半導体ウェーハの再生回数を増やせる。
【００１９】
その後、面取り部が修正された半導体ウェーハには、この面取り部への鏡面面取りと、ウェーハ表面への研磨とが所定の順序で行われる。
研削工程では、例えば平板形状またはカップ形状の研削砥石により半導体ウェーハの表面が研削される。研削砥石によりシリコンウェーハの表面が研削され、ウェーハ表面の酸化膜などが除去される。ウェーハ表面の研削量は、ウェーハ表面に形成された膜、ウェーハ表面のアレの度合いにより適宜変更される。
受入検査工程では、半導体ウェーハの表面の研削が必要か否かを検査する他に、例えば、半導体ウェーハの表面または裏面に形成された膜種の選別、外観検査などが行われる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の発明によれば、半導体ウェーハの少なくとも表面側の面取り部分に、この表面側の面取り部分の厚さを回復する修正面取りを施すようにしたので、従来のウェーハ再生プロセスを行う場合に比べて、半導体ウェーハの再生回数を増やすことができる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、受入検査により、表面研削が必要とされた半導体ウェーハに対して、研削工程の直前または直後に、半導体ウェーハの面取り部のうち、少なくとも表面側の面取り部分を修正面取りする。これにより、ウェーハ表面側の面取り部分が増厚される。しかも、半導体ウェーハの再生を繰り返すことで、ウェーハ面取り部に形状崩れが発生するおそれがあったが、この面取り部の形状修正によりそれも解消される。その結果、従来のウェーハ再生プロセスを実施する場合に比べて、半導体ウェーハの再生回数を増やすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施例を具体的に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１〜図３を参照して、この発明の実施例１に係る半導体ウェーハの再生方法を説明する。
図１〜図３に示すように、この発明の実施例１に係る半導体ウェーハの再生方法は、表面研削を含む再生処理が少なくとも１回は施された再生済みのシリコンウェーハ（半導体ウェーハ）１０の受入検査を行う受入検査工程（Ｓ１０１）と、受入検査工程後、シリコンウェーハ１０の表面１０ａを研削する研削工程（Ｓ１０２）と、研削工程の直後、シリコンウェーハ１０の面取り部に対して、ウェーハ表面側の面取り部分ｂが厚くなる形状の修正を行う修正面取り工程（Ｓ１０３）と、修正面取り工程後、シリコンウェーハ１０の面取り部を鏡面面取りする鏡面面取り工程（Ｓ１０４）と、鏡面面取り工程後、シリコンウェーハ１０の表面を研磨する研磨工程（Ｓ１０５）とを備えている。
【００２４】
シリコンウェーハ１０は、デバイス形成プロセスから得られた酸化膜付きウェーハである。シリコンウェーハ１０は、その表面（デバイス形成面）１０ａが鏡面仕上げされた直径３００ｍｍ、のシリコン単結晶ウェーハである。
シリコンウェーハ１０の面取り部は、ウェーハ最外周縁から直径方向の中心側へ１ｍｍまでの領域をいう。
シリコンウェーハ１０の面取り部の形状は、表面１０ａおよび裏面１０ｂに直交する断面において、このウェーハ表裏面に直交した直線状の外縁面と、外縁面と表面１０ａとを連結する直線状の表側面取り面と、外縁面と裏面１０ｂとを連結する直線状の裏側面取り面とから構成されている。
【００２５】
受入検査工程（Ｓ１０１）では、再生用のシリコンウェーハ１０に対して、表面研削が必要か否かが検査される。表面研削が必要か否かは、外観検査などにより、ウェーハ表面への膜の存在、ウェーハ表面のアレ、ウェーハ表面の外周ダレなどから判断する。その他、膜種選別、外観検査、表面洗浄度検査などの受入検査が行われる。
受入検査で再生可能と判断されたシリコンウェーハ１０は、その後、研削工程（Ｓ１０２）へ移送され、ここで表面研削装置により表面研削される。具体的には、合成樹脂を結合剤としてダイヤモンド砥粒を結合した研削砥石によりシリコンウェーハ１０の表面１０ａが研削され、ウェーハ表面１０ａの酸化膜などが除去される（図２）。このとき、ウェーハ表面１０ａを研削することで、ウェーハ表面側の面取り幅が短くなる。
【００２６】
次に、表面研削されたシリコンウェーハ１０は修正面取り工程（Ｓ１０３）へ移送され、ここで歪になったウェーハ面取り部が、面取り砥石により形状修正される。面取り砥石はダイヤモンド砥粒を結合した砥石で、周側面に環状溝が形成されている。環状溝は、面取り砥石の回転軸を含む断面において、直線状の奥面と、外方へ向かって除々に上方へ傾斜した上傾斜面と、外方へ向かって除々に下方へ傾斜した下傾斜面とから構成されている。
【００２７】
面取り作業では、まずシリコンウェーハ１０の外縁部分ａを、回転中のレジノイド面取り砥石の環状溝の奥面に押し当てて、その部分を研削する（図３）。次に、ウェーハ表面側の面取り部分ｂを、環状溝の上傾斜面に押し当てて、その部分を研削する。それから、ウェーハ裏面側の面取り部分ｃを、環状溝の下傾斜面に押し当てて、その部分を、面取り幅がウェーハ表面側の面取り部分ｂの面取り幅と同じになる量だけ研削する。これにより、シリコンウェーハの面取り部は、再び製品出荷当初の形状と相似する形状に修正される。ただし、表面研削された分、ウェーハは薄肉となる。
【００２８】
修正面取り後のシリコンウェーハ１０は鏡面面取り工程へ移送される。ここでは、ウェーハ面取り部が鏡面面取りされる。具体的には、研磨剤を供給しながら、ウェーハ面取り部（面取り面）を、垂直な回転軸を中心にして回転中のクロスやバフなどに押し付け、この面取り部の面取り面を鏡面に仕上げ研磨する。これにより、修正面取り時のウェーハ面取り部の研削ダメージが除去される。
その後、鏡面面取り加工されたシリコンウェーハ１０は、研磨工程へ移送される。ここで、シリコンウェーハ１０は、片面研磨装置の研磨ヘッドの下面に、ウェーハ表面を下にして貼着される。この状態で、回転ヘッドを回転させながら除々に下降させ、回転中の研磨定盤上に貼着された研磨布にウェーハ表面１０ａを押し当てることで、ウェーハ表面１０ａが仕上げ研磨される。
その後、鏡面研磨されたシリコンウェーハ１０は、洗浄および最終検査を経て再生ウェーハとなる。
【００２９】
このように、シリコンウェーハ１０の少なくとも表面側の面取り部分（外周部分）ｂに修正面取りを施すようにしたので、ウェーハ表面側の面取り部分ｂの厚さが回復（増厚）する。しかも、シリコンウェーハ１０の再生を繰り返すことで、ウェーハ面取り部に形状崩れが発生していたが、それも解消される。よって、従来法のウェーハ再生プロセスを行う場合に比べて、シリコンウェーハ１０の再生回数を増やすことができる。
【実施例２】
【００３０】
次に、図４を参照して、この発明の実施例２に係る半導体ウェーハの再生方法を説明する。
図４のフローシートに示すように、この発明の実施例２に係る半導体ウェーハの再生方法では、受入検査工程（Ｓ２０１）と、受入検査直後、シリコンウェーハ１０の面取り部にウェーハ表面側の面取り部分ｂが厚くなる面取り形状の修正を行う修正面取り工程（Ｓ２０２）と、修正面取りされたシリコンウェーハ１０の表面１０ａを研削する研削工程（Ｓ２０３）と、鏡面面取り工程（Ｓ２０４）と、研磨工程（Ｓ２０５）とが順次施される。
その他の構成、作用および効果は、実施例１と同じであるので説明を省略する。
【実施例３】
【００３１】
次に、図５および図６を参照して、この発明の実施例３に係る半導体ウェーハの再生方法を説明する。
図５のフローシートに示すように、この発明の実施例３に係る半導体ウェーハの再生方法では、受入検査工程（Ｓ３０１）と、修正面取り工程（Ｓ３０２）と、鏡面面取り工程（Ｓ３０３）と、研磨工程（Ｓ３０４）とが順次施される。
すなわち、ここでは実施例１，２の一連のウェーハ再生プロセス中から研削工程が削除されている。このようにウェーハ再生処理で、表面研削を削除可能な場合としては、エッチングなどにより表面膜の除去が可能なウェーハなどが挙げられる。
実施例３では、受入検査されたシリコンウェーハ１０は、例えばエッチングによりウェーハ表面の膜を除去した後、修正面取り工程へ移送され、ここで面取り砥石により、シリコンウェーハ１０の外縁部分ａの面取り（図６）、シリコンウェーハ１０の表面側の面取り部分ｂの面取り、シリコンウェーハ１０の裏面側の面取り部分ｃの面取りが順次施される。
その他の構成、作用および効果は、実施例１と同じであるので説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の実施例１に係る半導体ウェーハの再生方法の全体の流れを示すフローシートである。
【図２】この発明の実施例１に係る半導体ウェーハの再生方法の表面研削工程を示すフローシートである。
【図３】この発明の実施例１に係る半導体ウェーハの再生方法の修正面取り工程を示すフローシートである。
【図４】この発明の実施例２に係る半導体ウェーハの再生方法の全体の流れを示すフローシートである。
【図５】この発明の実施例３に係る半導体ウェーハの再生方法の全体の流れを示すフローシートである。
【図６】この発明の実施例３に係る半導体ウェーハの再生方法の修正面取り工程を示すフローシートである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  シリコンウェーハ（半導体ウェーハ）、
ｂ  ウェーハ表面側の面取り部分。
【図１】
2009283650.tif 000003
【図２】
2009283650.tif 000004
【図３】
2009283650.tif 000005
【図４】
2009283650.tif 000006
【図５】
2009283650.tif 000007
【図６】
2009283650.tif 000008