JP2001516145A - 半導体ウエハの加工方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
ウエハの前表面および裏表面を荒研削して、ウエハの厚みを迅速に減少させることを含んで成る、半導体ウエハの加工方法。次に、前表面および裏表面をラッピングスラリーでラッピングして、ウエハの厚みをさらに減少させて、荒研削によって生じた損傷を減少させる。ラッピング時間が、荒研削工程の適用によって減少される。ウエハを化学エッチング剤でエッチングして、ウエハの厚みをさらに減少させ、ウエハの前表面を研磨スラリーで研磨して、ウエハの厚みを所定の最終ウエハ厚みに減少させる。微細研削工程を加えて、ラッピングを省き、および／または研磨時間を減少させることができる。
Description
【０００１】 （技術分野） 本発明は一般に、半導体ウエハの加工方法、特に、ウエハを１つまたはそれ以
上の研削（grinding）操作にかける半導体ウエハの加工方法に関する。
上の研削（grinding）操作にかける半導体ウエハの加工方法に関する。
【０００２】 （背景技術） 半導体ウエハは一般に、後の手順においてウエハの正確な配列のために１つま
たはそれ以上の平面を有するようにトリミングされ、研削されるシリコンインゴ
ットのような単結晶インゴットから製造される。次に、このインゴットを個々の
ウエハにスライスし、各ウエハを多くの加工操作にかけて、ウエハの厚みを減少
させ、スライシング操作によって生じた損傷を除去し、高反射表面を形成する。
従来のウエハ形成プロセスにおいて、各ウエハの周囲縁を丸くして、さらなる加
工の間にウエハ損傷のリスクを減少させる。
たはそれ以上の平面を有するようにトリミングされ、研削されるシリコンインゴ
ットのような単結晶インゴットから製造される。次に、このインゴットを個々の
ウエハにスライスし、各ウエハを多くの加工操作にかけて、ウエハの厚みを減少
させ、スライシング操作によって生じた損傷を除去し、高反射表面を形成する。
従来のウエハ形成プロセスにおいて、各ウエハの周囲縁を丸くして、さらなる加
工の間にウエハ損傷のリスクを減少させる。
【０００３】 次に、研磨スラリー（ラッピングスラリー）および一組の回転ラッピング板を
使用して、ウエハの前表面および裏表面において、ラッピング操作を行う。ラッ
ピング操作はウエハの厚みを減少させて、スライシング操作によって生じる表面
損傷を除去し、各ウエハの対向面を平坦にし平行にする。しかし、従来のラッピ
ング操作は比較的長時間を要する。例えば、厚みを約８０ミクロン減少させるた
めに使用される、２００ｍｍ〜３００ｍｍの直径を有するウエハの一般的なラッ
ピング操作は、終了するのに約４０分を要する。
使用して、ウエハの前表面および裏表面において、ラッピング操作を行う。ラッ
ピング操作はウエハの厚みを減少させて、スライシング操作によって生じる表面
損傷を除去し、各ウエハの対向面を平坦にし平行にする。しかし、従来のラッピ
ング操作は比較的長時間を要する。例えば、厚みを約８０ミクロン減少させるた
めに使用される、２００ｍｍ〜３００ｍｍの直径を有するウエハの一般的なラッ
ピング操作は、終了するのに約４０分を要する。
【０００４】 ラッピング操作の終了後、ウエハを化学エッチング操作にかけて、ウエハの厚
みをさらに減少させ、前の加工操作によって生じた機械的損傷を除去する。次に
、各ウエハの一方の面（ウエハの「前」面と称される場合が多い）を、研磨パッ
ド、コロイドシリカスラリー（研磨スラリー）、および化学エッチング剤を使用
して研磨して、ウエハが高度反射性の無損傷を表面を有することを確実にする。
一般に、素材除去（stock removal）のための荒磨き、それに続く仕上げ磨きの ２段階法を使用して、ウエハを研磨して、非正反射光（曇り）を減少させる。２
００ｍｍ〜３００ｍｍの直径を有するウエハの一般的な研磨プロセスは、ウエハ
の厚みを約１０〜１５ミクロン減少させ、終了するのに約５〜１５分を要する。
より平滑な表面は、中間研磨操作を行うことによって得られ、その場合に、全研
磨プロセスが終了するまで３０〜４０分を要する。
みをさらに減少させ、前の加工操作によって生じた機械的損傷を除去する。次に
、各ウエハの一方の面（ウエハの「前」面と称される場合が多い）を、研磨パッ
ド、コロイドシリカスラリー（研磨スラリー）、および化学エッチング剤を使用
して研磨して、ウエハが高度反射性の無損傷を表面を有することを確実にする。
一般に、素材除去（stock removal）のための荒磨き、それに続く仕上げ磨きの ２段階法を使用して、ウエハを研磨して、非正反射光（曇り）を減少させる。２
００ｍｍ〜３００ｍｍの直径を有するウエハの一般的な研磨プロセスは、ウエハ
の厚みを約１０〜１５ミクロン減少させ、終了するのに約５〜１５分を要する。
より平滑な表面は、中間研磨操作を行うことによって得られ、その場合に、全研
磨プロセスが終了するまで３０〜４０分を要する。
【０００５】 次に、ウエハをダイシングして半導体チップにするために、顧客への送達の前
にウエハを清浄にし、検査する。ウエハは、包装および輸送の間の表面損傷また
はウエハ破損のリスクを減少させるのに充分な厚みでなければならない。ウエハ
をチップにカッティングする前に、ウエハを従来の裏面研削操作にかけ、その操
作において、ウエハの前面を保護カバーで被覆し、台の上に配置し、ウエハの裏
面を好適な研削装置で研削して、ウエハの厚みを顕著に減少させる。
にウエハを清浄にし、検査する。ウエハは、包装および輸送の間の表面損傷また
はウエハ破損のリスクを減少させるのに充分な厚みでなければならない。ウエハ
をチップにカッティングする前に、ウエハを従来の裏面研削操作にかけ、その操
作において、ウエハの前面を保護カバーで被覆し、台の上に配置し、ウエハの裏
面を好適な研削装置で研削して、ウエハの厚みを顕著に減少させる。
【０００６】 前記のような半導体ウエハの従来の加工方法は、有効であるが、終了するのに
かなりの時間を要し、かなりの加工材料コストも必要とする。ラッピングおよび
研磨スラリーに使用されるグリットは高価であり、スラリーならびにラッピング
および研磨パッドを制御するために使用される種々の装置の複雑さが、ウエハ成
形プロセスを自動化することをさらに困難なものにする。さらに、ラッピング操
作および研磨操作は、ウエハの厚みを減少させるのにかなりの時間を要する。
かなりの時間を要し、かなりの加工材料コストも必要とする。ラッピングおよび
研磨スラリーに使用されるグリットは高価であり、スラリーならびにラッピング
および研磨パッドを制御するために使用される種々の装置の複雑さが、ウエハ成
形プロセスを自動化することをさらに困難なものにする。さらに、ラッピング操
作および研磨操作は、ウエハの厚みを減少させるのにかなりの時間を要する。
【０００７】 加工時間を短縮するために、グリットに基づくスラリーを必要とせずに、研磨
表面を有する回転研削砥石（rotating grinding wheel）がウエハに直接に接触 する研削操作に、ウエハをかけることが既知である。研削砥石を高速で回転させ
、ウエハと直接に接触するように配置して、ウエハの厚みを研削することによっ
て減少させる。研削砥石をウエハと接触するように供給するか（infed）、また はウエハを研削砥石と接触するように供給することができる。研削操作の間に水
を使用して、研削砥石およびウエハを連続的に冷却し、シリコン屑を除去する。
表面を有する回転研削砥石（rotating grinding wheel）がウエハに直接に接触 する研削操作に、ウエハをかけることが既知である。研削砥石を高速で回転させ
、ウエハと直接に接触するように配置して、ウエハの厚みを研削することによっ
て減少させる。研削砥石をウエハと接触するように供給するか（infed）、また はウエハを研削砥石と接触するように供給することができる。研削操作の間に水
を使用して、研削砥石およびウエハを連続的に冷却し、シリコン屑を除去する。
【０００８】 しかし、荒研削操作は一般に、ラッピング操作および研磨操作より深い結晶格
子損傷をウエハに生じ、その結果、ウエハを低品質にし、ウエハの破損のリスク
を増加させる。
子損傷をウエハに生じ、その結果、ウエハを低品質にし、ウエハの破損のリスク
を増加させる。
【０００９】 （発明の開示） 本発明の目的は、各ウエハを形成するための加工時間を減少させる、単結晶イ
ンゴットからスライスされる半導体ウエハを加工する方法を提供し；ウエハの平
坦性（flatness）を増加させるそのような方法を提供し；ウエハの加工における
使用においてコストの低いそのような方法を提供し；および、自動化するのが容
易なそのような方法を提供する；ことである。
ンゴットからスライスされる半導体ウエハを加工する方法を提供し；ウエハの平
坦性（flatness）を増加させるそのような方法を提供し；ウエハの加工における
使用においてコストの低いそのような方法を提供し；および、自動化するのが容
易なそのような方法を提供する；ことである。
【００１０】 一般に、単結晶インゴットからスライスされ、前表面および裏表面ならびに周
囲縁を有する半導体ウエハを加工する本発明の方法は、ウエハの前表面および裏
表面を荒研削して、ウエアの厚みを迅速に減少させることを含んで成る。ウエハ
の前表面および裏表面をラッピングスラリーを使用してラッピングして、ウエハ
の厚みをさらに減少させ、荒研削によって生じた損傷を減少させる。ウエハを化
学エッチング剤でエッチングして、ウエハの厚みをさらに減少させ、ウエハの前
表面を研磨スラリーを使用して研磨して、ウエハの厚みを所定のウエハの厚みに
減少させる。
囲縁を有する半導体ウエハを加工する本発明の方法は、ウエハの前表面および裏
表面を荒研削して、ウエアの厚みを迅速に減少させることを含んで成る。ウエハ
の前表面および裏表面をラッピングスラリーを使用してラッピングして、ウエハ
の厚みをさらに減少させ、荒研削によって生じた損傷を減少させる。ウエハを化
学エッチング剤でエッチングして、ウエハの厚みをさらに減少させ、ウエハの前
表面を研磨スラリーを使用して研磨して、ウエハの厚みを所定のウエハの厚みに
減少させる。
【００１１】 本発明の他の実施態様においては、半導体ウエハの加工方法が、ウエハの前表
面および裏表面を荒研削して、ウエハの厚みを迅速に減少させることを含んで成
る。ウエハの前表面を微細研削にかけて、ウエハの厚みをさらに減少させ、荒研
削によって生じるウエハ損傷を減少させる。ウエハの前表面を研磨スラリーを使
用して研磨する。
面および裏表面を荒研削して、ウエハの厚みを迅速に減少させることを含んで成
る。ウエハの前表面を微細研削にかけて、ウエハの厚みをさらに減少させ、荒研
削によって生じるウエハ損傷を減少させる。ウエハの前表面を研磨スラリーを使
用して研磨する。
【００１２】 さらに他の実施態様においては、半導体の加工方法が、ウエハの前表面および
裏表面を微細研削して、ウエハの厚みを迅速に減少させ、次に、研磨スラリーを
使用してウエハの前表面を研磨することを含んで成る。
裏表面を微細研削して、ウエハの厚みを迅速に減少させ、次に、研磨スラリーを
使用してウエハの前表面を研磨することを含んで成る。
【００１３】 本発明の他の目的および利点が、下記の詳細な説明から明らかである。
【００１４】 いくつかの本発明の目的が、ウエハを、研削操作、ラッピング操作および研磨
操作の組み合わせにかけることによって達成されることを本出願人は見い出した
。シリコンでできている半導体ウエハに関して本発明の方法をここに例示し説明
するが、本発明の範囲を逸脱せずに、該方法を、加工ウエハ、ディスク、または
他の材料からできているものに適用し得ると理解すべきものとする。図１は、従
来のラッピング操作が二面荒研削操作によって部分的に置き換えられている、半
導体ウエハの好ましい加工方法を示している。例えば、従来の内径ソー（inner
diameter saw）または従来のワイヤソー（wire saw）を使用することによって、
半導体ウエハを単結晶インゴットからスライスして、所定の初期厚みを有するよ
うにする。スライスされたウエハは一般にディスク型であり、周囲縁および対向
する前表面および裏表面を有する。各ウエハの初期厚みは所望の最終厚みよりか
なり厚く、それによって、その後の加工操作が、ウエハの損傷または破損のリス
クを生じずにウエハの厚みを減少させることができるようにする。初期厚みは、
例えば、約８００〜１２００ミクロンである。
操作の組み合わせにかけることによって達成されることを本出願人は見い出した
。シリコンでできている半導体ウエハに関して本発明の方法をここに例示し説明
するが、本発明の範囲を逸脱せずに、該方法を、加工ウエハ、ディスク、または
他の材料からできているものに適用し得ると理解すべきものとする。図１は、従
来のラッピング操作が二面荒研削操作によって部分的に置き換えられている、半
導体ウエハの好ましい加工方法を示している。例えば、従来の内径ソー（inner
diameter saw）または従来のワイヤソー（wire saw）を使用することによって、
半導体ウエハを単結晶インゴットからスライスして、所定の初期厚みを有するよ
うにする。スライスされたウエハは一般にディスク型であり、周囲縁および対向
する前表面および裏表面を有する。各ウエハの初期厚みは所望の最終厚みよりか
なり厚く、それによって、その後の加工操作が、ウエハの損傷または破損のリス
クを生じずにウエハの厚みを減少させることができるようにする。初期厚みは、
例えば、約８００〜１２００ミクロンである。
【００１５】 スライスした後、ウエハを超音波清浄にかけて、スライシング操作によってウ
エハに付着した粒状物質を除去する。ウエハの周囲縁を、従来のエッジグライン
ダー（示さず）によって輪郭付して（profiled）（例えば、丸くする）、さらな
る加工の間のウエハへの損傷のリスクを減少させる。次に、前表面および裏表面
を荒研削してウエハの厚みを迅速に減少させるために、ウエハを研削装置（示さ
ず）に配置する。荒研削操作のための研削装置は、円周研削法を使用するタイプ
の装置であるのが好ましい。好ましい研削装置が、商品名NANOGRIDER/4-300とし
てGenauigkeits Maschinenbau Nurnberg GmbHによって製造されている。この装 置は、研削砥石を回転させ、鉛直軸上で上下に移動させることができる各電動ス
ピンドルに取り付けられた一組の研削砥石を有する。ウエハが、支持台のチャッ
クに向かって真空吸引され、ウエハの１つの面がチャックに押しつけて配置され
、反対の面が、対向関係にある研削砥石の１つに向き合う。
エハに付着した粒状物質を除去する。ウエハの周囲縁を、従来のエッジグライン
ダー（示さず）によって輪郭付して（profiled）（例えば、丸くする）、さらな
る加工の間のウエハへの損傷のリスクを減少させる。次に、前表面および裏表面
を荒研削してウエハの厚みを迅速に減少させるために、ウエハを研削装置（示さ
ず）に配置する。荒研削操作のための研削装置は、円周研削法を使用するタイプ
の装置であるのが好ましい。好ましい研削装置が、商品名NANOGRIDER/4-300とし
てGenauigkeits Maschinenbau Nurnberg GmbHによって製造されている。この装 置は、研削砥石を回転させ、鉛直軸上で上下に移動させることができる各電動ス
ピンドルに取り付けられた一組の研削砥石を有する。ウエハが、支持台のチャッ
クに向かって真空吸引され、ウエハの１つの面がチャックに押しつけて配置され
、反対の面が、対向関係にある研削砥石の１つに向き合う。
【００１６】 研削砥石が電動スピンドルによって回転するときに、スピンドルが鉛直軸に沿
って下降してウエハと接触して、ウエハの表面を研削する。スピンドルの鉛直軸
がウエハの中心から偏り、それによって、研削砥石の縁部分だけがウエハと接触
する。研削砥石がウエハと接触してる間に、ウエハがそれの中心の回りを回転し
て、ウエハの前表面の均質研削を確実にする。前表面の荒研削後に、装置が、ウ
エハをひっくり返し、第二スピンドルおよび研削砥石と向き合う位置にウエハを
移動させて、ウエハの裏表面の荒研削する。本発明の範囲を逸脱せずに、単一ス
ピンドルおよび研削砥石だけを有する研削装置を、荒研削操作に使用することが
できると理解すべきものとする。
って下降してウエハと接触して、ウエハの表面を研削する。スピンドルの鉛直軸
がウエハの中心から偏り、それによって、研削砥石の縁部分だけがウエハと接触
する。研削砥石がウエハと接触してる間に、ウエハがそれの中心の回りを回転し
て、ウエハの前表面の均質研削を確実にする。前表面の荒研削後に、装置が、ウ
エハをひっくり返し、第二スピンドルおよび研削砥石と向き合う位置にウエハを
移動させて、ウエハの裏表面の荒研削する。本発明の範囲を逸脱せずに、単一ス
ピンドルおよび研削砥石だけを有する研削装置を、荒研削操作に使用することが
できると理解すべきものとする。
【００１７】 研削装置に使用される研削砥石は、シリコンを研削するために好適な粒度およ
びダイヤモンドフラグメントのような材料の粒子を含浸した樹脂マトリックスを
含んで成る、当業者に既知の樹脂結合型研削砥石である。荒研削操作に関して、
粒子の平均粒度は、５〜３５ミクロンであるのが好ましい。研削砥石は、２５０
０〜３５００ｒｐｍの高速（スピンドル速度とも称される）においてスピンドル
によって回転される。研削してウエハの厚みを減少させるためにスピンドルをウ
エハに供給する速度（研削速度とも称される）は、約５０〜２５０ミクロン／分
である。この速度は、一般に１０ミクロン未満／分、より一般的には約２〜２．
５ミクロン／分である従来のラッピング操作よりかなり速い。従って、荒研削操
作は、ラッピング操作と比較して、ウエハの厚みを減少させるのに要する時間を
顕著に減少させる。
びダイヤモンドフラグメントのような材料の粒子を含浸した樹脂マトリックスを
含んで成る、当業者に既知の樹脂結合型研削砥石である。荒研削操作に関して、
粒子の平均粒度は、５〜３５ミクロンであるのが好ましい。研削砥石は、２５０
０〜３５００ｒｐｍの高速（スピンドル速度とも称される）においてスピンドル
によって回転される。研削してウエハの厚みを減少させるためにスピンドルをウ
エハに供給する速度（研削速度とも称される）は、約５０〜２５０ミクロン／分
である。この速度は、一般に１０ミクロン未満／分、より一般的には約２〜２．
５ミクロン／分である従来のラッピング操作よりかなり速い。従って、荒研削操
作は、ラッピング操作と比較して、ウエハの厚みを減少させるのに要する時間を
顕著に減少させる。
【００１８】 例えば、約９００〜９１０ミクロンの初期厚みを有するように結晶インゴット
から切り取られた３００ｍｍ直径ウエハに関して、二面荒研削操作は、ウエハの
厚みを約４５〜７５ミクロン減少させるように行われる。荒研削工程に要する合
計時間は、約３０〜６０秒である。これと比較して、従来のラッピング操作を使
用する場合は、厚みを５５ミクロン減少させるのに約２５〜３０分を要する。８
６０〜８８０ミクロンの初期ウエハ厚みを有する２００ｍｍのウエハも、本発明
の二面荒研削操作によって厚みを約４５〜７５ミクロン減少される。本発明の範
囲を逸脱せずに、２００ｍｍおよび３００ｍｍ以外の寸法のウエハも、二面荒研
削を使用して加工することができると考えられる。
から切り取られた３００ｍｍ直径ウエハに関して、二面荒研削操作は、ウエハの
厚みを約４５〜７５ミクロン減少させるように行われる。荒研削工程に要する合
計時間は、約３０〜６０秒である。これと比較して、従来のラッピング操作を使
用する場合は、厚みを５５ミクロン減少させるのに約２５〜３０分を要する。８
６０〜８８０ミクロンの初期ウエハ厚みを有する２００ｍｍのウエハも、本発明
の二面荒研削操作によって厚みを約４５〜７５ミクロン減少される。本発明の範
囲を逸脱せずに、２００ｍｍおよび３００ｍｍ以外の寸法のウエハも、二面荒研
削を使用して加工することができると考えられる。
【００１９】 荒研削操作の終了後、ウエハを従来のラッピング操作にかけて、ウエハの厚み
をさらに減少させ、それの対向面を平坦にし、平行にする。ラッピング操作によ
る厚みの減少は、ウエハのスライシング操作および荒研削操作によって生じた損
傷を除去する。荒研削操作にかけた後に、最大２０〜２５個のウエハをラッピン
グ装置に配置する。次に、ラッピング操作によって、各ウエハから約２５ミクロ
ンの厚みを除去する。この好ましい厚み減少は、２００ｍｍおよび３００ｍｍの
ウエハの両方に適用できる。ラッピング操作は終了するのに約１０分を要する。
従って、ラッピング操作の終了時に、取扱い時間を含まずにたった１１分以内で
合計約８０ミクロンの厚みがウエハから除去されている。これと比較して、厚み
を約８０ミクロン減少させるためにラッピング操作が行われる以前の方法は、終
了するのに約４０分を要する。
をさらに減少させ、それの対向面を平坦にし、平行にする。ラッピング操作によ
る厚みの減少は、ウエハのスライシング操作および荒研削操作によって生じた損
傷を除去する。荒研削操作にかけた後に、最大２０〜２５個のウエハをラッピン
グ装置に配置する。次に、ラッピング操作によって、各ウエハから約２５ミクロ
ンの厚みを除去する。この好ましい厚み減少は、２００ｍｍおよび３００ｍｍの
ウエハの両方に適用できる。ラッピング操作は終了するのに約１０分を要する。
従って、ラッピング操作の終了時に、取扱い時間を含まずにたった１１分以内で
合計約８０ミクロンの厚みがウエハから除去されている。これと比較して、厚み
を約８０ミクロン減少させるためにラッピング操作が行われる以前の方法は、終
了するのに約４０分を要する。
【００２０】 ラッピング操作後、ウエハを清浄にし、化学エッチング操作にかけて、ウエハ
からさらに厚みを除去する（例えば、約１５〜２５ミクロン）。最後に、ウエハ
を縁研磨し（edge polished）、少なくとも前表面において従来の研磨操作にか けて、高反射性、非損傷ウエハ表面を得る。本明細書に記載されるように、本発
明の方法は、研磨操作を含む工程までウエハを加工し、次に、ウエハを清浄にし
、包装し、顧客に送達する。ウエハは、包装および輸送の間の損傷またはウエハ
破損のリスクを減少させるのにまだ充分な厚さである。例えば、２００ｍｍのウ
エハは約７２０〜７３０ミクロンの厚みに減少されており、３００ｍｍのウエハ
は約７７０〜７８０ミクロンに減少されている。次に、ウエハの裏表面を従来の
裏表面研磨操作にかけて（即ち、ウエハの完成前表面に保護カバーを配置し、前
表面を台の上に伏せて配置し、一方、裏表面を研磨にかける）、ウエハの厚みを
充分に減少させて、ウエハを小さい半導体チップにダイシングできるようにする
。
からさらに厚みを除去する（例えば、約１５〜２５ミクロン）。最後に、ウエハ
を縁研磨し（edge polished）、少なくとも前表面において従来の研磨操作にか けて、高反射性、非損傷ウエハ表面を得る。本明細書に記載されるように、本発
明の方法は、研磨操作を含む工程までウエハを加工し、次に、ウエハを清浄にし
、包装し、顧客に送達する。ウエハは、包装および輸送の間の損傷またはウエハ
破損のリスクを減少させるのにまだ充分な厚さである。例えば、２００ｍｍのウ
エハは約７２０〜７３０ミクロンの厚みに減少されており、３００ｍｍのウエハ
は約７７０〜７８０ミクロンに減少されている。次に、ウエハの裏表面を従来の
裏表面研磨操作にかけて（即ち、ウエハの完成前表面に保護カバーを配置し、前
表面を台の上に伏せて配置し、一方、裏表面を研磨にかける）、ウエハの厚みを
充分に減少させて、ウエハを小さい半導体チップにダイシングできるようにする
。
【００２１】 図２は、エッチング操作の後、研磨操作の前に、微細研削操作を行う本発明の
方法の第二の実施態様を示す。ウエハを単結晶インゴットからスライスし、第一
の実施態様によって、二面荒研削操作を包含するエッチング操作工程まで加工し
て、ウエハの厚みを迅速に減少させる。当業者は、エッチング操作がウエハの平
坦性に否定的な影響を与え得ることを理解するであろう。従って、エッチング操
作の終了後に、ウエハを微細研削装置に配置し、その装置において、ウエハの１
つの面（前表面とも称される）を微細研削操作にかけて、厚みをさらに減少させ
、ウエハにさらに重大な損傷を生じることなく平坦性を向上させる。
方法の第二の実施態様を示す。ウエハを単結晶インゴットからスライスし、第一
の実施態様によって、二面荒研削操作を包含するエッチング操作工程まで加工し
て、ウエハの厚みを迅速に減少させる。当業者は、エッチング操作がウエハの平
坦性に否定的な影響を与え得ることを理解するであろう。従って、エッチング操
作の終了後に、ウエハを微細研削装置に配置し、その装置において、ウエハの１
つの面（前表面とも称される）を微細研削操作にかけて、厚みをさらに減少させ
、ウエハにさらに重大な損傷を生じることなく平坦性を向上させる。
【００２２】 微細研削装置は、荒研削操作に使用されるものと同様の樹脂結合型研削砥石を
使用する従来の円周研削装置であるのが好ましい。好ましい微細研削装置は、商
品名DFG 840としてDisco Corporationによって製造されている。微細研削操作に
関しては、研削砥石の樹脂マトリックスに含浸される粒子は、２〜１０ミクロン
の平均粒度（即ち、荒研削に使用されるものよりかなり小さい）、より好ましく
は２〜６ミクロンの平均粒度を有する。研削砥石のスピンドル速度は２５００〜
５０００ｒｐｍであり、スピンドルの送り速度（例えば、研削速度）は約１５〜
２０ミクロン／分である。微細研削操作はウエハから少量の厚み、例えば５〜１
０ミクロンを除去して、研磨操作の前に、ウエハをさらに平坦にし平行にする。
微細研削操作は、終了するのに約２分を要する。本発明の範囲を逸脱せずに、微
細研削操作をウエハの裏表面においても行うことができると理解すべきものとす
る。
使用する従来の円周研削装置であるのが好ましい。好ましい微細研削装置は、商
品名DFG 840としてDisco Corporationによって製造されている。微細研削操作に
関しては、研削砥石の樹脂マトリックスに含浸される粒子は、２〜１０ミクロン
の平均粒度（即ち、荒研削に使用されるものよりかなり小さい）、より好ましく
は２〜６ミクロンの平均粒度を有する。研削砥石のスピンドル速度は２５００〜
５０００ｒｐｍであり、スピンドルの送り速度（例えば、研削速度）は約１５〜
２０ミクロン／分である。微細研削操作はウエハから少量の厚み、例えば５〜１
０ミクロンを除去して、研磨操作の前に、ウエハをさらに平坦にし平行にする。
微細研削操作は、終了するのに約２分を要する。本発明の範囲を逸脱せずに、微
細研削操作をウエハの裏表面においても行うことができると理解すべきものとす
る。
【００２３】 微細研削操作の終了後、ウエハの前表面を従来の研磨操作にかけて、追加の少
量の厚み、例えば５〜１５ミクロンを除去し、前の加工操作によって生じた残留
損傷を除去する。これと比較して、従来のウエハ加工は、研磨操作を使用して、
１０〜１５ミクロンの厚みを除去する。従って、ウエハを微細研削操作にかける
ことによって、取扱い時間を含まないウエハを研磨するのに要する時間が、以前
に要した時間の最高で１／２に減少される。研磨操作後、ウエハの厚みが、第一
の実施態様の方法に関して記載したのと実質的に同様の厚みに減少されており、
包装および顧客への送達のために準備される。
量の厚み、例えば５〜１５ミクロンを除去し、前の加工操作によって生じた残留
損傷を除去する。これと比較して、従来のウエハ加工は、研磨操作を使用して、
１０〜１５ミクロンの厚みを除去する。従って、ウエハを微細研削操作にかける
ことによって、取扱い時間を含まないウエハを研磨するのに要する時間が、以前
に要した時間の最高で１／２に減少される。研磨操作後、ウエハの厚みが、第一
の実施態様の方法に関して記載したのと実質的に同様の厚みに減少されており、
包装および顧客への送達のために準備される。
【００２４】 図３は、二面荒研削操作後、およびエッチング操作前に、微細研削操作がウエ
ハの前表面において行われる、本発明の方法の第三の実施態様を示す。
ハの前表面において行われる、本発明の方法の第三の実施態様を示す。
【００２５】 図４は、荒研削操作および微細研削操作が、化学エッチング操作に取って代わ
る本発明の方法の第四の実施態様を示す。ウエハを単結晶インゴットからスライ
スした後、第一の実施態様の方法によって、ウエハを二面荒研削操作を含む工程
まで加工する。荒研削操作後、ウエハの前表面および裏表面を微細研削操作にか
ける。二面微細研削操作は、荒研削操作によって生じた機械的損傷を充分に除去
し、それによって、エッチング操作が必要でない。二面微細研削操作の終了後、
ウエハを清浄にし、縁研磨し、ウエハの両面を研磨操作にかける。図４に点線で
示されるように、二面荒研削操作を省いてウエハを二面微細研削操作だけにかけ
ることも、本発明の範囲であると考えられる。
る本発明の方法の第四の実施態様を示す。ウエハを単結晶インゴットからスライ
スした後、第一の実施態様の方法によって、ウエハを二面荒研削操作を含む工程
まで加工する。荒研削操作後、ウエハの前表面および裏表面を微細研削操作にか
ける。二面微細研削操作は、荒研削操作によって生じた機械的損傷を充分に除去
し、それによって、エッチング操作が必要でない。二面微細研削操作の終了後、
ウエハを清浄にし、縁研磨し、ウエハの両面を研磨操作にかける。図４に点線で
示されるように、二面荒研削操作を省いてウエハを二面微細研削操作だけにかけ
ることも、本発明の範囲であると考えられる。
【００２６】 実施例Ｉ それぞれ２００ｍｍの直径を有する５０個のシリコン半導体ウエハを、図１に
示される前記に説明した方法によって加工した。二面荒研削操作を行って、ウエ
ハから約５５ミクロン（前表面および裏表面においてそれぞれ２２．５ミクロン
）の材料を除去し、終了するのに合計約４０秒を要した。研削操作の終了後、合
計厚み偏差（本明細書においてＴＴＶと称され、これは、ウエハが遭遇する厚み
の最大値と最少値の差である）を測定した。試験したウエハの平均ＴＴＶは、２
ミクロン未満であった。次に、ウエハをラッピング操作にかけて、ウエハからさ
らに２５ミクロンの厚みを除去し、終了するのに約１０分を要した。ラッピング
操作後のウエハの平均ＴＴＶ値は、１ミクロン未満であった。次に、ウエハを従
来のエッチング操作、縁研磨操作、および側面（side surface）研磨操作にかけ
て、ウエハの加工を終了した。
示される前記に説明した方法によって加工した。二面荒研削操作を行って、ウエ
ハから約５５ミクロン（前表面および裏表面においてそれぞれ２２．５ミクロン
）の材料を除去し、終了するのに合計約４０秒を要した。研削操作の終了後、合
計厚み偏差（本明細書においてＴＴＶと称され、これは、ウエハが遭遇する厚み
の最大値と最少値の差である）を測定した。試験したウエハの平均ＴＴＶは、２
ミクロン未満であった。次に、ウエハをラッピング操作にかけて、ウエハからさ
らに２５ミクロンの厚みを除去し、終了するのに約１０分を要した。ラッピング
操作後のウエハの平均ＴＴＶ値は、１ミクロン未満であった。次に、ウエハを従
来のエッチング操作、縁研磨操作、および側面（side surface）研磨操作にかけ
て、ウエハの加工を終了した。
【００２７】 比較のために、ラッピング操作だけを使用する８０ミクロンの従来の厚み減少
は、終了するのに約４０分を要し、１.５〜２.０ミクロンのＴＴＶ値を生じる。
は、終了するのに約４０分を要し、１.５〜２.０ミクロンのＴＴＶ値を生じる。
【００２８】 実施例ＩＩ それぞれ２００ｍｍの直径を有する５０個のシリコン半導体ウエハを、図２に
示される前記に説明した方法によって加工した。エッチング操作後に測定したウ
エハの平均ＴＴＶ値は１.５ミクロン未満であった。各ウエハの前表面を微細研 削操作にかけて、ウエハの厚みを約２分間で約５〜１５ミクロン減少させた。微
細研削操作の終了後、ウエハの平均ＴＴＶ値は１ミクロン未満であった。次に、
ウエハを研磨操作にかけて、約５分間でウエハの前表面からさらに５ミクロンの
材料を除去し、ウエハの平均ＴＴＶ値は０.７ミクロン未満であった。
示される前記に説明した方法によって加工した。エッチング操作後に測定したウ
エハの平均ＴＴＶ値は１.５ミクロン未満であった。各ウエハの前表面を微細研 削操作にかけて、ウエハの厚みを約２分間で約５〜１５ミクロン減少させた。微
細研削操作の終了後、ウエハの平均ＴＴＶ値は１ミクロン未満であった。次に、
ウエハを研磨操作にかけて、約５分間でウエハの前表面からさらに５ミクロンの
材料を除去し、ウエハの平均ＴＴＶ値は０.７ミクロン未満であった。
【００２９】 比較のために、ラッピング操作および研磨操作を含む従来の方法によって加工
したウエハの平均ＴＴＶ値は、約１.５〜２.０ミクロンであった。
したウエハの平均ＴＴＶ値は、約１.５〜２.０ミクロンであった。
【００３０】 実施例ＩＩＩ それぞれ３００ｍｍの直径を有する５０個のシリコン半導体ウエハを、図４に
示される前記に説明した方法によって加工した。各ウエハを、二面荒研削操作お
よび二面微細研削操作の両方にかけ、エッチング操作を省いた。清浄後、ウエハ
を二面研磨操作にかけ、各ウエハのＴＴＶ値を測定した。試験した５０個のウエ
ハの平均ＴＴＶ値は、２.５ミクロン未満であった。第二の実施態様と同様に、 研磨操作の前に微細研削操作を行うことによって、研磨操作に要する時間が減少
される。
示される前記に説明した方法によって加工した。各ウエハを、二面荒研削操作お
よび二面微細研削操作の両方にかけ、エッチング操作を省いた。清浄後、ウエハ
を二面研磨操作にかけ、各ウエハのＴＴＶ値を測定した。試験した５０個のウエ
ハの平均ＴＴＶ値は、２.５ミクロン未満であった。第二の実施態様と同様に、 研磨操作の前に微細研削操作を行うことによって、研磨操作に要する時間が減少
される。
【００３１】 前記に鑑みて、いくつかの本発明の目的が達成され、他の有益な結果が得られ
ることが明らかである。以前のラッピング操作を、荒研削操作およびラッピング
操作の組み合わせによって部分的に置き換えることによって、ウエハの加工時間
がかなり減少される一方、平坦性が向上される。以前の研削操作だけの場合と比
較して、ウエハ損傷もかなり減少される。さらに、荒研削および微細研削に使用
される研削砥石は、グリットに基づくラッピングスラリーおよび研磨スラリーよ
りかなりコストが低い。ウエハに関して行われるラッピングおよび研磨の量を減
少させる結果として、以前のラッピング操作および研磨操作だけの場合よりかな
りの節約になる。
ることが明らかである。以前のラッピング操作を、荒研削操作およびラッピング
操作の組み合わせによって部分的に置き換えることによって、ウエハの加工時間
がかなり減少される一方、平坦性が向上される。以前の研削操作だけの場合と比
較して、ウエハ損傷もかなり減少される。さらに、荒研削および微細研削に使用
される研削砥石は、グリットに基づくラッピングスラリーおよび研磨スラリーよ
りかなりコストが低い。ウエハに関して行われるラッピングおよび研磨の量を減
少させる結果として、以前のラッピング操作および研磨操作だけの場合よりかな
りの節約になる。
【００３２】 本発明は、種々の改変または代替形態が可能であるが、特定の実施態様を例と
して示し、本明細書において詳細に説明した。しかし、それは本発明を開示され
た特定の形態に限定することを意図するものではなく、その反対に、本発明は、
特許請求の範囲に規定されている本発明の意図および範囲に含まれる全ての改変
、相当物および代替物も包含するものであると理解すべきである。
して示し、本明細書において詳細に説明した。しかし、それは本発明を開示され
た特定の形態に限定することを意図するものではなく、その反対に、本発明は、
特許請求の範囲に規定されている本発明の意図および範囲に含まれる全ての改変
、相当物および代替物も包含するものであると理解すべきである。
【図１】 半導体ウエハを加工する本発明の方法の第一の実施態様の流れ図を
示す。
示す。
【図２】 半導体ウエハを加工する本発明の方法の第二の実施態様の流れ図を
示す。
示す。
【図３】 半導体ウエハを加工する本発明の方法の第一の実施態様の流れ図を
示す。
示す。
【図４】 半導体ウエハを加工する本発明の方法の第二の実施態様の流れ図を
示す。
示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年２月２１日（２０００．２．２１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユン−ビアオ・シン アメリカ合衆国63376ミズーリ州セント・ ピーターズ、ロックウッド・レイン1505番
Claims (10)
- 【請求項１】 単結晶インゴットからスライスされ、前表面および裏表面な
らびに周囲縁を有する半導体ウエハを加工する方法であって、該方法が、下記の
順序で、 （ａ）ウエハの前表面および裏表面を荒研削して、ウエハの厚みを迅速に減少
させる工程； （ｂ）ラッピングスラリーを使用してウエハの前表面および裏表面をラッピン
グして、ウエハの厚みをさらに減少させ、荒研削によって生じた損傷を減少させ
る工程； （ｃ）該ウエハを化学エッチング剤でエッチングして、ウエハの厚みをさらに
減少させる工程；および （ｄ）研磨スラリーを使用してウエハの前表面を研磨して、ウエハの厚みを所
定のウエハ厚みに減少させる工程； を含んで成る方法。 - 【請求項２】 ラッピング操作の後、およびエッチング操作の前に、ウエハ
を清浄にして、ラッピング操作によって生じた粒状物質をウエハから除去する工
程、およびエッチング操作の後、およびウエハの前表面の研磨の前に、ウエハの
周囲縁を研磨する工程をさらに含んで成る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 荒研削工程が、ウエハを研削装置に配置することによって行
われ、該装置が５〜２５ミクロンの粒度の粒子を有する樹脂結合型研削砥石を含
む装置である請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 研削装置が、ウエハを荒研削するために円周研削を使用する
請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 荒研削工程が、約６０秒またはそれ未満の時間で行われ、ラ
ッピング工程が、約１０分またはそれ未満の時間で行われる請求項１に記載の方
法。 - 【請求項６】 ウエハの前表面を研磨する前に、ウエハの前表面を微細研削
する工程をさらに含んで成る請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 単結晶インゴットからスライスされ、前表面および裏表面な
らびに周囲縁を有する半導体ウエハを加工する方法であって、該方法が、下記の
順序で （ａ）ウエハの前表面および裏表面を荒研削して、ウエハの厚みを迅速に減少
させる工程； （ｂ）ウエハの前表面を微細研削して、ウエハの厚みをさらに減少させ、荒研
削によって生じたウエハ損傷を減少させる工程；および （ｃ）ウエハの前表面を研磨スラリーを使用して研磨する工程； を含んで成る方法。 - 【請求項８】 ウエハの第一面の表面を研磨する前に、ウエハを化学エッチ
ング剤でエッチングする工程をさらに含んで成る請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 微細研削工程が、ウエハの第二面の表面を微細研削すること
をさらに含んで成り、および、研磨工程が、ウエハの第二面の表面を研磨スラリ
ーを使用して研磨することをさらに含んで成る、請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 単結晶インゴットからスライスされ、前表面および裏表面
ならびに周囲縁を有する半導体ウエハを加工する方法であって、該方法が、下記
の順序で （ａ）ウエハの前表面および裏表面を微細研削して、ウエハの厚みを迅速に減
少させる工程；および （ｂ）ウエハの前表面を研磨スラリーを使用して研磨する工程； を含んで成る方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US91597597A | 1997-08-21 | 1997-08-21 | |
| US08/915,975 | 1997-08-21 | ||
| PCT/US1998/016778 WO1999009588A1 (en) | 1997-08-21 | 1998-08-13 | Method of processing semiconductor wafers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001516145A true JP2001516145A (ja) | 2001-09-25 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000510162A Withdrawn JP2001516145A (ja) | 1997-08-21 | 1998-08-13 | 半導体ウエハの加工方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6114245A (ja) |
| EP (1) | EP1019955A1 (ja) |
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| KR (1) | KR20010030567A (ja) |
| CN (1) | CN1272222A (ja) |
| MY (1) | MY132834A (ja) |
| TW (1) | TW369458B (ja) |
| WO (1) | WO1999009588A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102233544A (zh) * | 2010-05-06 | 2011-11-09 | 无锡华润上华半导体有限公司 | 化学机械研磨的方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US6676496B2 (en) | 1999-03-09 | 2004-01-13 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for processing semiconductor wafers |
| DE10004578C1 (de) * | 2000-02-03 | 2001-07-26 | Wacker Siltronic Halbleitermat | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterscheibe mit polierter Kante |
| US6514423B1 (en) | 2000-02-22 | 2003-02-04 | Memc Electronic Materials, Inc. | Method for wafer processing |
| US20010024877A1 (en) * | 2000-03-17 | 2001-09-27 | Krishna Vepa | Cluster tool systems and methods for processing wafers |
| US6387289B1 (en) | 2000-05-04 | 2002-05-14 | Micron Technology, Inc. | Planarizing machines and methods for mechanical and/or chemical-mechanical planarization of microelectronic-device substrate assemblies |
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