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JP2018032832A - Wafer surface treatment device - Google Patents

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JP2018032832A
JP2018032832A JP2016166279A JP2016166279A JP2018032832A JP 2018032832 A JP2018032832 A JP 2018032832A JP 2016166279 A JP2016166279 A JP 2016166279A JP 2016166279 A JP2016166279 A JP 2016166279A JP 2018032832 A JP2018032832 A JP 2018032832A
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一政 石川
Kazumasa Ishikawa
一政 石川
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Tokyo Seimitsu Co Ltd
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wafer surface treatment device structure, producing an extrinsic gettering (EG) layer capable of accurately capturing heavy metals by uniformly forming scratches in the EG layer.SOLUTION: A wafer surface treatment device includes: a chuck portion 12a holding and rotating a wafer W; an EG pad 26 pressing the wafer W to produce an EG layer; and an arm 21 moving the EG pad 26 relative to the chuck portion 12a when the wafer W is pressed by the EG pad 26. The arm 21 rotates during texturing processing. Thus the EG layer can be produced while an offset between the EG pad 26 and the wafer W is adjusted.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明はウェハの表面処理装置に関するものであり、特に、半導体ウェハ(以下、単に「ウェハ」という)にゲッタリング層を形成するためのウェハの表面処理装置に関するものである。   The present invention relates to a wafer surface treatment apparatus, and more particularly to a wafer surface treatment apparatus for forming a gettering layer on a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”).

シリコンからなる薄厚の半導体デバイスは、シリコン単結晶からスライスしたウェハ、すなわちシリコンウェハ上に回路を形成することにより製造される。   A thin semiconductor device made of silicon is manufactured by forming a circuit on a wafer sliced from a silicon single crystal, that is, a silicon wafer.

半導体プロセスにおける問題点の一つとして、シリコンウェハ中に不純物である重金属が混入することが挙げられる。シリコンウェハの表面側に形成されるデバイス領域へ重金属が拡散した場合、デバイス特性に著しい悪影響をもたらす。そこで、シリコンウェハに混入した重金属がデバイス領域に拡散するのを抑制するため、ゲッタリング法を採用するのが一般的である。   One of the problems in the semiconductor process is that heavy metals as impurities are mixed into the silicon wafer. When heavy metals diffuse into the device region formed on the surface side of the silicon wafer, the device characteristics are significantly adversely affected. Therefore, a gettering method is generally adopted in order to prevent heavy metals mixed in the silicon wafer from diffusing into the device region.

ゲッタリング法は、表面側に半導体素子が形成されたウェハに対して、極微小なスクラッチから成るエクストリンシック・ゲッタリング(Entrinsic Gettering)層(以下、単に「ゲッタリング層」又は「EG層」と称す)を形成するものである。EG層によるゲッタリング効果によって、ウェハ内に混入した重金属がデバイス領域に拡散することを防止する。   In the gettering method, an extrinsic gettering layer (hereinafter simply referred to as a “gettering layer” or an “EG layer”) consisting of extremely small scratches on a wafer having a semiconductor element formed on the surface side. To form). Due to the gettering effect by the EG layer, the heavy metal mixed in the wafer is prevented from diffusing into the device region.

このようなEG層を形成するものとして、研磨液を供給しながら研磨パッドでウェハの裏面を鏡面状に研磨した後に、純水を供給しながら研磨パッドをウェハに押し当ててウェハに極微細なスクラッチを形成してEG層を生成するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   In order to form such an EG layer, the back surface of the wafer is polished into a mirror surface with a polishing pad while supplying a polishing liquid, and then the polishing pad is pressed against the wafer while supplying pure water. One that forms an EG layer by forming a scratch is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2013−247132号公報。JP 2013-247132 A.

しかしながら、特許文献1に記載の加工方法では、EG層を構成する極微小なスクラッチは、研磨パッドに含まれる砥粒の周回軌道に応じて形成されるため、スクラッチの密度にバラつきがあったりスクラッチの向きが揃う等して、EG層内でスクラッチが局所的に疎らで重金属がEG層を通過する虞があるという問題があった。   However, in the processing method described in Patent Document 1, since the extremely small scratch that forms the EG layer is formed according to the circular orbit of the abrasive grains contained in the polishing pad, there is a variation in the density of the scratch. As a result, the scratches are locally sparse in the EG layer and heavy metal may pass through the EG layer.

そこで、重金属を精度良く捕捉可能なEG層を生成するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。   Therefore, a technical problem to be solved in order to generate an EG layer capable of capturing heavy metals with high accuracy arises, and the present invention aims to solve this problem.

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項1記載の発明は、表面にデバイス領域が形成されたウェハの裏面にゲッタリング層を生成するウェハの表面処理装置であって、前記ウェハを保持して回転させる基板保持機構と、前記ウェハを押圧して前記ゲッタリング層を生成する表面処理パッドと、前記ウェハが前記表面処理パッドに押圧されている際に、前記表面処理パッドを前記基板保持機構に対して相対的に移動させるトラバース機構と、を備えているウェハの表面処理装置を提供する。   The present invention has been proposed to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is a wafer surface processing apparatus for generating a gettering layer on the back surface of a wafer having a device region formed on the surface. A substrate holding mechanism that holds and rotates the wafer, a surface treatment pad that presses the wafer to generate the gettering layer, and the surface when the wafer is pressed against the surface treatment pad. There is provided a wafer surface processing apparatus comprising: a traverse mechanism that moves a processing pad relative to the substrate holding mechanism.

この構成によれば、トラバース機構が、基板保持機構に吸着されたウェハに対して表面処理パッドを相対的に移動させることにより、表面処理パッドに含まれる砥石の規則的な回転軌道が変化して、砥石の回転軌道に応じてウェハに形成されるスクラッチも変化するため、ゲッタリング層内に様々な向きのスクラッチが形成されるため、ゲッタリング層内でスクラッチが局所的に疎らになることを抑制して、重金属を高精度で捕捉可能なゲッタリング層を生成することができる。   According to this configuration, when the traverse mechanism moves the surface treatment pad relative to the wafer adsorbed by the substrate holding mechanism, the regular rotation trajectory of the grindstone included in the surface treatment pad changes. Since the scratch formed on the wafer also changes according to the rotation trajectory of the grindstone, scratches in various directions are formed in the gettering layer, so that the scratch is locally sparse in the gettering layer. It is possible to suppress and generate a gettering layer capable of capturing heavy metal with high accuracy.

請求項2記載の発明は、請求項1に記載の構成において、前記トラバース機構は、前記基板保持機構の回転中心と前記表面処理パッドの回転中心との間のオフセット量が変化するように前記表面処理パッドを移動させるウェハの表面処理装置を提供する。   According to a second aspect of the present invention, in the configuration according to the first aspect, the traverse mechanism is configured so that an offset amount between a rotation center of the substrate holding mechanism and a rotation center of the surface treatment pad changes. A wafer surface processing apparatus for moving a processing pad is provided.

この構成によれば、トラバース機構は、オフセット量が変化するように表面処理パッドを移動させることにより、オフセット量毎に異なる砥石の規則的な周回軌道が変化するため、ゲッタリング層内に様々な向きのスクラッチが形成されるため、重金属を高精度で捕捉可能なゲッタリング層を形成することができる。   According to this configuration, the traverse mechanism moves the surface treatment pad so that the offset amount changes, so that the regular orbit of the grindstone different for each offset amount changes. Since the scratch of the direction is formed, a gettering layer capable of capturing heavy metal with high accuracy can be formed.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の構成において、前記トラバース機構は、前記表面処理パッドが前記ウェハを通過する際に前記表面処理パッドを一時的に上昇させるウェハの表面処理装置を提供する。   According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first or second aspect, the traverse mechanism causes the surface treatment pad to temporarily raise the surface treatment pad when the surface treatment pad passes through the wafer. Providing equipment.

この構成によれば、表面処理パッドはウェハと非接触状態で移動するため、表面処理パッドがウェハを通過する際に、表面処理パッドがウェハの周縁を切り込む、いわゆるエッジチッピングを抑制することができる。   According to this configuration, since the surface treatment pad moves in a non-contact state with the wafer, so-called edge chipping in which the surface treatment pad cuts the periphery of the wafer when the surface treatment pad passes through the wafer can be suppressed. .

本発明によれば、トラバース機構が、基板保持機構に吸着されたウェハに対して表面処理パッドを相対的に移動させることにより、表面処理パッドに含まれる砥石の規則的な回転軌道が変化して、砥石の回転軌道に応じてウェハに形成されるスクラッチも変化するため、ゲッタリング層内に様々な向きのスクラッチが形成されるため、ゲッタリング層内でスクラッチが局所的に疎らになることを抑制して、重金属を高精度で捕捉可能なゲッタリング層を生成することができる。   According to the present invention, the traverse mechanism moves the surface treatment pad relative to the wafer attracted by the substrate holding mechanism, thereby changing the regular rotation trajectory of the grindstone included in the surface treatment pad. Since the scratch formed on the wafer also changes according to the rotation trajectory of the grindstone, scratches in various directions are formed in the gettering layer, so that the scratch is locally sparse in the gettering layer. It is possible to suppress and generate a gettering layer capable of capturing heavy metal with high accuracy.

本発明を適用したウェハの表面処理装置を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the surface treatment apparatus of the wafer to which this invention is applied. 図1に示した同上ウェハの表面処理装置における研磨・テクスチャリングユニットの部分側面図で、(a)は表面処理パッドを説明する図、(b)はパットドレッサを説明する図である。FIG. 2 is a partial side view of a polishing / texturing unit in the wafer surface treatment apparatus shown in FIG. 1, (a) is a view for explaining a surface treatment pad, and (b) is a view for explaining a pad dresser. ウェハの加工処理手順を説明する模式図で、(a)は研削工程の説明図、(b)は研磨、テクスチャリング工程の説明図、(c)はクリーニング工程の説明図、(d)はリンス工程の説明図である。It is a schematic diagram explaining the processing process of a wafer, (a) is an explanatory diagram of a grinding process, (b) is an explanatory diagram of a polishing and texturing process, (c) is an explanatory diagram of a cleaning process, (d) is a rinse It is explanatory drawing of a process. EG層が生成されたウェハの一例を示し、(a)はその全体図、(b)はその部分拡大断面図、(c)はその部分拡大斜視図である。An example of a wafer on which an EG layer is generated is shown, (a) is an overall view thereof, (b) is a partially enlarged sectional view thereof, and (c) is a partially enlarged perspective view thereof. 表面処理パッドとウェハとのオフセット量を示す平面模式図である。It is a plane schematic diagram which shows the offset amount of a surface treatment pad and a wafer. 表面処理パッドに含まれる砥石の回転軌道を示す図である。It is a figure which shows the rotation track | orbit of the grindstone contained in a surface treatment pad. ウェハ周縁に形成されたスクラッチの向きを示す画像である。It is an image which shows the direction of the scratch formed in the wafer periphery. 表面処理パッドとウェハとのオフセット量を調整する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the offset amount of a surface treatment pad and a wafer is adjusted.

本発明は、重金属を精度良く捕捉可能なEG層を生成するという目的を達成するために、表面側にデバイス領域が形成されたウェハの裏面にゲッタリング層を生成するウェハの表面処理装置であって、ウェハを保持して回転させる基板保持機構と、ウェハを押圧してゲッタリング層を生成する表面処理パッドと、ウェハが表面処理パッドに押圧されている際に、表面処理パッドを基板保持機構に対して相対的に移動させるトラバース機構と、を備えていることにより実現した。   The present invention is a wafer surface processing apparatus for generating a gettering layer on the back surface of a wafer having a device region formed on the front surface side in order to achieve the object of generating an EG layer capable of capturing heavy metals with high accuracy. A substrate holding mechanism for holding and rotating the wafer, a surface treatment pad for generating a gettering layer by pressing the wafer, and the surface treatment pad when the wafer is pressed against the surface treatment pad. This is realized by including a traverse mechanism that moves relative to each other.

以下、本発明の一実施例に係るウェハの表面処理装置10について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a wafer surface processing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1はウェハの表面処理装置10を示す概略平面図である。図1に示されるウェハの表面処理装置10は、複数のウェハW(例えばシリコン・ウェハ)を格納するカセット11a、11bと、4つの基板保持機構としてのチャック部12a〜12dを備えていてインデックス回転するターンテーブル13と、4つのチャック部12a〜12dを洗浄する洗浄ユニット14と、ウェハWを搬送する搬送ロボット15とを含んでいる。   FIG. 1 is a schematic plan view showing a wafer surface treatment apparatus 10. A wafer surface treatment apparatus 10 shown in FIG. 1 includes cassettes 11a and 11b for storing a plurality of wafers W (for example, silicon wafers), and chuck portions 12a to 12d as four substrate holding mechanisms, and performs index rotation. A turntable 13, a cleaning unit 14 for cleaning the four chuck portions 12a to 12d, and a transfer robot 15 for transferring the wafer W.

さらに、図1に示されるように、ウェハの表面処理装置10においては、粗研削ユニット16、仕上げ研削ユニット17、研磨・テクスチャリングユニット18がターンテーブル13の外周に沿って順番に配置されている。なお、粗研削ユニット16は、粗研削砥石(図示しない)によりウェハWの裏面Waを粗研削し、仕上げ研削ユニット17は仕上げ研削砥石(図示しない)により裏面Waを仕上げ研削する。   Further, as shown in FIG. 1, in the wafer surface treatment apparatus 10, a rough grinding unit 16, a finish grinding unit 17, and a polishing / texturing unit 18 are arranged in order along the outer periphery of the turntable 13. . The rough grinding unit 16 roughly grinds the back surface Wa of the wafer W with a rough grinding wheel (not shown), and the finish grinding unit 17 finish-grinds the back surface Wa with a finish grinding wheel (not shown).

図2は、ウェハWの裏面を鏡面状に仕上げ研磨をすると共にウェハWにEG層を生成する研磨・テクスチャリングユニット18の部分側面図である。研磨・テクスチャリングユニット18は、図2(a)に示されるEGパッドユニット20と、図2(b)に示されるパットドレスユニット30とを備えている。   FIG. 2 is a partial side view of the polishing / texturing unit 18 that finish-polishes the back surface of the wafer W into a mirror surface and generates an EG layer on the wafer W. The polishing / texturing unit 18 includes an EG pad unit 20 shown in FIG. 2 (a) and a pad dress unit 30 shown in FIG. 2 (b).

図2(a)に示されるEGパッドユニット20は、アーム21の先端にモータ22が懸架されている。そのモータ22の出力軸22aには、円板状をしたパッド支持体23が水平回転可能に取り付けられている。また、パッド支持体23の下面には同じく円板状をしたサブパッド24が樹脂性接着剤25を介して接着固定され、更にサブパッド24の下面には同じく円板状をした表面処理パッドとしてのEGパッド26が樹脂性接着剤27を介して接着固定され、これらパッド支持体23、サブパッド24、EGパッド26が一体化されている。したがって、これらパッド支持体23、サブパッド24、EGパッド26は、アーム21と一体にウェハWの厚さ方向に下降可能であり、また水平方向に回動可能である。   In the EG pad unit 20 shown in FIG. 2A, a motor 22 is suspended at the tip of an arm 21. A disk-like pad support 23 is attached to the output shaft 22a of the motor 22 so as to be horizontally rotatable. Also, a disk-shaped subpad 24 is bonded and fixed to the lower surface of the pad support 23 via a resinous adhesive 25. Further, the disk-shaped surface treatment pad EG is also fixed to the lower surface of the subpad 24. The pad 26 is bonded and fixed via a resinous adhesive 27, and the pad support 23, subpad 24, and EG pad 26 are integrated. Accordingly, the pad support 23, the sub pad 24, and the EG pad 26 can be lowered in the thickness direction of the wafer W integrally with the arm 21, and can be rotated in the horizontal direction.

EGパッド26は、厚みが4.8mm程の円板状に形成されたポリウレタン樹脂製のパッド基材に、0.6μm程度の微細なSiC(シリコン珪素)や、タングステン、アルミナ等の砥粒を樹脂材内に混合させ、その樹脂パッド基材に含浸させてなる。パッド基材に樹脂材と共に含浸された砥粒は、ウェハWの裏面Waに極微細なスクラッチを与えてEG層を形成するのに寄与する。一方、サブパッド24は、厚みが0.9mm程の円板状に形成され、EGパッド23よりも硬さの低いものを用い、加工時におけるウェハWの表面形状に追従し易くなるように設けられている。なお、砥粒を混同させる樹脂材は、ポリウレタンに限定されるものではないことは云うまでもない。   The EG pad 26 is made of a polyurethane resin pad base material formed in a disk shape with a thickness of about 4.8 mm, and fine SiC (silicon silicon) of about 0.6 μm, tungsten, alumina, or other abrasive grains. It is mixed in the resin material and impregnated in the resin pad base material. The abrasive grains impregnated with the resin material on the pad base material contribute to forming an EG layer by giving an extremely fine scratch to the back surface Wa of the wafer W. On the other hand, the sub pad 24 is formed in a disk shape having a thickness of about 0.9 mm, and has a lower hardness than the EG pad 23 and is provided so as to easily follow the surface shape of the wafer W during processing. ing. Needless to say, the resin material for mixing the abrasive grains is not limited to polyurethane.

EGパッドユニット20には、ウェハWとEGパッド23との間に水(純水)及び研磨助剤としての研磨助剤を供給する供給源に接続された供給ライン28が設けられている。なお、研磨助剤とは、例えばアミン系(ピペラジン等)を含む溶液(5〜10%)を希釈したものである。   The EG pad unit 20 is provided with a supply line 28 connected to a supply source for supplying water (pure water) and a polishing aid as a polishing aid between the wafer W and the EG pad 23. The polishing aid is obtained by diluting, for example, a solution (5 to 10%) containing an amine (such as piperazine).

図2の(b)に示されるパットドレスユニット30は、図示しないモータの出力軸に接続された支持部材31に、ドレッサヘッド32が水平回転可能に取り付けられている。なお、ドレッサヘッド32は、本例ではEGパッド26の下面(加工面)と対向する円板状に形成された不織布の上面にダイヤモンド砥粒を樹脂材内に含浸させた研磨層33を設けてなる。   In the pad dress unit 30 shown in FIG. 2B, a dresser head 32 is attached to a support member 31 connected to an output shaft of a motor (not shown) so as to be horizontally rotatable. In this embodiment, the dresser head 32 is provided with a polishing layer 33 in which diamond abrasive grains are impregnated in a resin material on the upper surface of a non-woven fabric formed in a disk shape facing the lower surface (processed surface) of the EG pad 26. Become.

そして、ウェハの表面処理装置10では、研磨・テクスチャリングユニット18において、ウェハWの裏面Wa側に極微細なダメージを与えて、ゲッタリング能を有するEG層を生成すると共に鏡面状に仕上げる加工を行うことができるようになっている。   In the wafer surface processing apparatus 10, the polishing / texturing unit 18 performs processing that causes extremely fine damage to the back surface Wa side of the wafer W to generate an EG layer having gettering ability and finish it in a mirror surface. Can be done.

以下、本発明のウェハの表面処理装置10の動作について説明する。まず、搬送ロボット15によって、カセット11aから一つのウェハWが取り出されて、ウェハWを保持して回転させる基板保持機構としてのチャック部12aまで搬送される。   The operation of the wafer surface treatment apparatus 10 of the present invention will be described below. First, one wafer W is taken out from the cassette 11a by the transfer robot 15, and transferred to the chuck unit 12a as a substrate holding mechanism for holding and rotating the wafer W.

ウェハWは、裏面Waが上方を向いた状態でチャック部12aに吸引保持される。チャック部12aは、洗浄ユニット14により予め洗浄されている。その後、ターンテーブル13がインデックス回転し、チャック部12aは、粗研削ユニット16まで移動される。このとき、別のチャック部12dには、別のウェハWが搬送ロボットにより搬送され、同様な処理が行われる。   The wafer W is sucked and held by the chuck portion 12a with the back surface Wa facing upward. The chuck portion 12a is previously cleaned by the cleaning unit 14. Thereafter, the turntable 13 is rotated by an index, and the chuck portion 12a is moved to the rough grinding unit 16. At this time, another wafer W is transferred to another chuck portion 12d by the transfer robot, and the same processing is performed.

粗研削ユニット16においては、ウェハWの裏面Waが粗研削砥石(図示しない)により公知の手法で粗研削される。次いで、ターンテーブル13がインデックス回転して、チャック部12aは、粗研削ユニット16から仕上げ研削ユニット17まで移動される。仕上げ研削ユニット17においては、ウェハWの裏面Waは仕上げ研削砥石(図示しない)により仕上げ研削される。   In the rough grinding unit 16, the back surface Wa of the wafer W is roughly ground by a known method with a rough grinding wheel (not shown). Next, the turntable 13 is rotated by an index, and the chuck portion 12 a is moved from the rough grinding unit 16 to the finish grinding unit 17. In the finish grinding unit 17, the back surface Wa of the wafer W is finish ground by a finish grinding wheel (not shown).

ターンテーブル13は再びインデックス回転して、チャック部12aは、仕上げ研削ユニット17から研磨・テクスチャリングユニット18まで移動される。   The turntable 13 is index-rotated again, and the chuck portion 12 a is moved from the finish grinding unit 17 to the polishing / texturing unit 18.

研削工程後のウェハWの裏面Waには、図3(a)に示すような研削痕が存在する。そこで、研磨・テクスチャリングユニット18では、図3(b)に示すように、EGパッド26がアーム21と共に水平回動して、チャック部12aの上方に移動する。その後、EGパッド26とウェハWをそれぞれ回転させながら、EGパッド26を下降させて、EGパッド26をウェハWに押圧させる。また、EGパッド26とウェハWとの間には、研磨助剤が供給される。このようにして、ウェハWの裏面Waの研削痕を除去して鏡面状に研磨するウェットポリッシュとウェハWにEG層を生成するテクスチャリング処理とを並行して行う研磨・テクスチャリング工程(表面処理工程)が実行される。   On the back surface Wa of the wafer W after the grinding process, there are grinding marks as shown in FIG. Therefore, in the polishing / texturing unit 18, as shown in FIG. 3B, the EG pad 26 rotates horizontally together with the arm 21 and moves above the chuck portion 12a. Thereafter, the EG pad 26 is lowered while the EG pad 26 and the wafer W are rotated, and the EG pad 26 is pressed against the wafer W. Further, a polishing aid is supplied between the EG pad 26 and the wafer W. In this way, a polishing / texturing process (surface treatment) in which the wet polishing for removing the grinding traces on the back surface Wa of the wafer W and polishing to a mirror surface and the texturing for generating an EG layer on the wafer W are performed in parallel. Step) is executed.

具体的には、EGパッド26に含まれる砥粒(以下、「固定砥粒」と称す)とEGパッド26から遊離した砥粒(以下、「遊離砥粒」と称す)とが協働して、研磨加工とテクスチャリング処理を行う。固定砥粒がウェハWの裏面Waに押圧された状態でEGパッド26とウェハWとが回転し、遊離砥粒がウェハW上を転動する。遊離砥粒は、樹脂性接着剤27が研磨助剤によって膨潤し加水分解することにより、EGパッド26に含まれる固定砥粒の一部がEGパッド26から遊離したものである。   Specifically, abrasive grains contained in the EG pad 26 (hereinafter referred to as “fixed abrasive grains”) and abrasive grains released from the EG pad 26 (hereinafter referred to as “free abrasive grains”) cooperate with each other. Polishing and texturing. The EG pad 26 and the wafer W rotate while the fixed abrasive is pressed against the back surface Wa of the wafer W, and the loose abrasive rolls on the wafer W. The loose abrasive grains are those in which a part of the fixed abrasive grains contained in the EG pad 26 is released from the EG pad 26 by the resinous adhesive 27 being swollen and hydrolyzed by the polishing aid.

また、ウェハWの裏面Waの表層側が研磨助剤に触れて酸化膜(SiO2)がSiOHに改質することで軟化し、ウェハWの裏面Waが研磨し易くなっている。さらに、EGパッド26とウェハWとの間を遊離砥粒が転動することにより、ウェハWに遊離砥粒A2が食い込む等の外力で強制的に行う研磨ではなく、自然な力でウェハWに極微細なスクラッチを形成することにより、ウェハW内にEG層を生成する。   Further, the surface layer side of the back surface Wa of the wafer W comes into contact with the polishing aid and the oxide film (SiO2) is softened by modifying it to SiOH, so that the back surface Wa of the wafer W is easily polished. Further, the free abrasive grains roll between the EG pad 26 and the wafer W, so that the free abrasive grains A2 bite into the wafer W and the polishing is not forcedly performed by an external force. An EG layer is generated in the wafer W by forming an extremely fine scratch.

図4は、研磨・テクスチャリング工程を経たウェハWの一例を示すものであり、同図(a)はウェハWを裏面側から見た全体斜視図、同図(b)はウェハWの部分拡大断面図、同図(c)はその部分拡大斜視図である。図4に示すウェハWは、表面Wb側に無欠陥層40が形成され、その無欠陥層40の表面に複数個の半導体素子41が設けられている。また、これら半導体素子41を保護するために、裏面研削時には、保護フィルム42がウェハWの表面Wbに貼り付けられている。一方、裏面Wa側には、EG層43が形成されている。そのEG層43は、多数のスクラッチから成り、面粗さ(Ra)1.0nm〜1.7nmで形成される。   4A and 4B show an example of the wafer W that has undergone the polishing and texturing process. FIG. 4A is an overall perspective view of the wafer W viewed from the back side, and FIG. 4B is a partially enlarged view of the wafer W. Sectional drawing and the same figure (c) are the partial expansion perspective views. The wafer W shown in FIG. 4 has a defect-free layer 40 formed on the surface Wb side, and a plurality of semiconductor elements 41 are provided on the surface of the defect-free layer 40. Further, in order to protect these semiconductor elements 41, a protective film 42 is attached to the front surface Wb of the wafer W during back surface grinding. On the other hand, an EG layer 43 is formed on the back surface Wa side. The EG layer 43 is composed of a large number of scratches and is formed with a surface roughness (Ra) of 1.0 nm to 1.7 nm.

研磨・テクスチャリング工程の後に、図3(c)に示すように、EGパッド26の加工面26aに対してクリーニング工程を行う。この工程では、EGパッド26がアーム21と共に水平回動され、EGパッド26がドレッサヘッド32の上方に移動される。その後、モータ22の駆動によりEGパッド26を回転させながら、そのEGパッド26をアーム21と一体にウェハWの厚さ方向に下降させ、同じく図示せぬモータにより回転しているドレッサヘッド32上にEGパッド26を軽く押し付け、EGパッド26の加工面26aから厚み方向の所定範囲を払拭し、EGパッド26の加工面26aに残存する研磨助剤を取り除く。これにより、後述するリンス工程において、加工面26aに残留した研磨助剤に移ることを回避できる。   After the polishing / texturing step, a cleaning step is performed on the processed surface 26a of the EG pad 26 as shown in FIG. In this step, the EG pad 26 is horizontally rotated together with the arm 21, and the EG pad 26 is moved above the dresser head 32. Then, while rotating the EG pad 26 by driving the motor 22, the EG pad 26 is lowered integrally with the arm 21 in the thickness direction of the wafer W, and on the dresser head 32 rotated by a motor (not shown). The EG pad 26 is lightly pressed to wipe a predetermined range in the thickness direction from the processed surface 26a of the EG pad 26, and the polishing aid remaining on the processed surface 26a of the EG pad 26 is removed. Thereby, it can avoid moving to the grinding | polishing auxiliary agent which remained on the process surface 26a in the rinse process mentioned later.

クリーニング工程の後に、図3(d)に示すように、ウェハWの裏面Waに対してリンス工程を行う。この工程では、EGパッド26がアーム21と共に水平回動して、チャック部12aの上方に移動する。その後、EGパッド26を下降させてウェハWに接近させる。そして、回転しているチャック部12a上のウェハWの裏面WaとEGパッド26の加工面との間に純水を供給しながら、ウェハWとEGパッド26を互いに逆向きに回転させる。EGパッド26は、ウェハWに非接触状態で近接して配置されており、この状態でウェハWとEGパッド26を互いに逆向きに回転させることにより、ウェハWの裏面Wa上に水流を形成することができる。このようにして、供給された水でリンス処理をし、ウェハWの裏面Waに残存する研磨助剤を洗い流して除去する。   After the cleaning process, a rinsing process is performed on the back surface Wa of the wafer W as shown in FIG. In this step, the EG pad 26 rotates horizontally together with the arm 21 and moves above the chuck portion 12a. Thereafter, the EG pad 26 is lowered to approach the wafer W. Then, while supplying pure water between the back surface Wa of the wafer W on the rotating chuck portion 12a and the processed surface of the EG pad 26, the wafer W and the EG pad 26 are rotated in opposite directions. The EG pad 26 is disposed in close proximity to the wafer W in a non-contact state. In this state, the wafer W and the EG pad 26 are rotated in opposite directions to form a water flow on the back surface Wa of the wafer W. be able to. In this way, the rinsing process is performed with the supplied water, and the polishing aid remaining on the back surface Wa of the wafer W is washed away and removed.

次に、EG層43を構成するスクラッチについて、図面に基づいて説明する。図5は、EGパッド26とウェハWとのオフセット量を示す平面模式図である。図6は、EGパッド26に含まれる砥石の回転軌道を示す図である。図7は、ウェハW周縁に形成されたスクラッチの向きを示す画像である。   Next, the scratch which comprises the EG layer 43 is demonstrated based on drawing. FIG. 5 is a schematic plan view showing an offset amount between the EG pad 26 and the wafer W. As shown in FIG. FIG. 6 is a view showing the rotation trajectory of the grindstone included in the EG pad 26. FIG. 7 is an image showing the direction of the scratch formed on the periphery of the wafer W.

図5に示すように、EGパッド26の回転軸a1とチャック部12aの回転軸a2とは、任意の距離(以下、「オフセット量」という)だけ離間している。図6に示すように、オフセット量に応じてEGパッド26に含まれる固定砥粒A1の回転軌道、すなわちスクラッチの密度・方向性は異なるため、ウェハWに付与したいEG層43のゲッタリング能に応じて、オフセット量は任意に調整される。すなわち、図6(a)に示すオフセット量ゼロの固定砥粒A1の回転軌道は、チャック部12aの回転軸a2と一致するウェハWの中心oから周方向に僅かに湾曲しながら外周に向かうのに対して、図6(b)、(c)に示すように、オフセット量が大きくなるにしたがって、固定砥粒A1の回転軌道は、EGパッド26の周方向に大きく湾曲する。また、ウェハWに形成されるスクラッチは、ウェハWの外側に向かるほど疎らになる。さらに、図7に示すように、ウェハWの周縁では、スクラッチの向きが揃うように規則的に形成されがちである。   As shown in FIG. 5, the rotation axis a1 of the EG pad 26 and the rotation axis a2 of the chuck portion 12a are separated by an arbitrary distance (hereinafter referred to as “offset amount”). As shown in FIG. 6, since the rotational trajectory of the fixed abrasive grains A1 included in the EG pad 26, that is, the density and directionality of the scratch, varies depending on the offset amount, the gettering ability of the EG layer 43 to be applied to the wafer W Accordingly, the offset amount is arbitrarily adjusted. That is, the rotation trajectory of the fixed abrasive grain A1 having zero offset shown in FIG. 6A goes from the center o of the wafer W coincident with the rotation axis a2 of the chuck portion 12a toward the outer periphery while slightly curving in the circumferential direction. On the other hand, as shown in FIGS. 6B and 6C, the rotational trajectory of the fixed abrasive grains A1 is greatly curved in the circumferential direction of the EG pad 26 as the offset amount increases. Further, the scratch formed on the wafer W becomes sparser toward the outside of the wafer W. Further, as shown in FIG. 7, the periphery of the wafer W tends to be regularly formed so that the directions of the scratches are aligned.

そこで、ウェハの表面処理装置1では、トラバース機構として機能するアーム21がテクスチャリング加工中に水平方向に回動することにより、EGパッド26とウェハWとのオフセット量を調整しながらEG層43を生成することができる。例えば、図8(a)に示すように、EGパッド26とウェハWとのオフセット量が大きい状態で研磨・テクスチャリング工程を行った後に、図8(b)に示すように、EGパッド26を水平移動させて、EGパッド26とウェハWとのオフセット量が小さい状態で研磨・テクスチャリング工程を行うことにより、特にウェハW周縁において、異なる向きのスクラッチを重ねて形成することができる。   Therefore, in the wafer surface treatment apparatus 1, the arm 21 functioning as a traverse mechanism rotates in the horizontal direction during texturing, thereby adjusting the offset amount between the EG pad 26 and the wafer W while adjusting the EG layer 43. Can be generated. For example, as shown in FIG. 8A, after performing the polishing and texturing process in a state where the offset amount between the EG pad 26 and the wafer W is large, the EG pad 26 is removed as shown in FIG. By performing horizontal movement and performing the polishing and texturing process in a state where the offset amount between the EG pad 26 and the wafer W is small, scratches in different directions can be formed in an overlapping manner, particularly at the periphery of the wafer W.

また、EGパッド26とウェハWとのオフセット量を小さくするためにEGパッド26を水平移動させる場合、アーム21がEGパッド26を一時的に上昇させてからEGパッド26を所望の位置まで水平移動させ、その後にEGパッド26を下降させることにより、EGパッド26がウェハWの周縁を切り込む、いわゆるエッジチッピングが抑制される。   Further, when the EG pad 26 is horizontally moved in order to reduce the offset amount between the EG pad 26 and the wafer W, the arm 21 temporarily raises the EG pad 26 and then the EG pad 26 is horizontally moved to a desired position. Then, by lowering the EG pad 26, so-called edge chipping in which the EG pad 26 cuts the peripheral edge of the wafer W is suppressed.

なお、ウェハの表面処理装置10は、上述したようにアルカリ性の研磨助剤を用いて研磨工程とテクスチャリング工程とを並行して実施しているが、例えば、アルカリ性の研磨助剤を用いて研磨工程を行った後に、純水を用いてテクスチャリング工程を行うものであっても構わない。   The wafer surface treatment apparatus 10 performs the polishing step and the texturing step in parallel using the alkaline polishing aid as described above. For example, the polishing is performed using the alkaline polishing aid. You may perform a texturing process using a pure water after performing a process.

以上説明したように、本発明によるウェハの表面処理装置10によれば、アーム21が、チャック部12aに吸着されたウェハWに対してEGパッド26を相対的に移動させることにより、EGパッド26に含まれる固定砥石の規則的な回転軌道が変化して、固定砥石の回転軌道に応じてウェハWに形成されるスクラッチも変化するため、ゲッタリング層43内に様々な向きのスクラッチが形成されるため、EG層43内でスクラッチが局所的に疎らになることを抑制して、重金属を高精度で捕捉可能なゲッタリング層を生成することができる。   As described above, according to the wafer surface treatment apparatus 10 according to the present invention, the arm 21 moves the EG pad 26 relative to the wafer W attracted to the chuck portion 12a, whereby the EG pad 26 is moved. Since the regular rotation trajectory of the fixed grindstone included in the wafer changes, and the scratch formed on the wafer W also changes according to the rotation trajectory of the fixed grindstone, scratches in various directions are formed in the gettering layer 43. Therefore, it is possible to suppress the local sparseness of the scratch in the EG layer 43 and to generate a gettering layer capable of capturing heavy metals with high accuracy.

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。   It should be noted that the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.

以上説明したように、ウェハWの裏面20bを加工処理する以外にも、各種の板状表面を処理する装置にも応用できる。   As described above, in addition to processing the back surface 20b of the wafer W, the present invention can be applied to apparatuses for processing various plate-like surfaces.

10 ウェハの表面処理装置
11a、11b カセット
12a〜12d チャック部(基板保持機構)
13 ターンテーブル
14 洗浄ユニット
15 搬送ロボット
16 粗研削ユニット
17 仕上げ研削ユニット
18 研磨・テクスチャリングユニット
20 EGパッドユニット
21 アーム(トラバース機構)
22 モータ
22a 出力軸
23 パッド支持体
24 サブパッド
25 樹脂性接着剤
26 EGパッド(表面処理パッド)
26a 加工面
27 樹脂性接着剤
28 供給ライン
30 パットドレスユニット
31 支持部材
32 ドレッサヘッド
33 不織布
10 Wafer surface treatment apparatuses 11a and 11b Cassettes 12a to 12d Chuck part (substrate holding mechanism)
13 Turntable 14 Cleaning unit 15 Transport robot 16 Rough grinding unit 17 Finish grinding unit 18 Polishing / texturing unit 20 EG pad unit 21 Arm (traverse mechanism)
22 Motor 22a Output shaft 23 Pad support 24 Sub pad 25 Resin adhesive 26 EG pad (surface treatment pad)
26a Processing surface 27 Resin adhesive 28 Supply line 30 Pad dress unit 31 Support member 32 Dresser head 33 Non-woven fabric

Claims (3)

表面にデバイス領域が形成されたウェハの裏面にゲッタリング層を生成するウェハの表面処理装置であって、
前記ウェハを保持して回転させる基板保持機構と、
前記ウェハを押圧して前記ゲッタリング層を生成する表面処理パッドと、
前記ウェハが前記表面処理パッドに押圧されている際に、前記表面処理パッドを前記基板保持機構に対して相対的に移動させるトラバース機構と、
を備えていることを特徴とするウェハの表面処理装置。
A wafer surface treatment apparatus for generating a gettering layer on the back surface of a wafer having a device region formed on the front surface,
A substrate holding mechanism for holding and rotating the wafer;
A surface treatment pad that presses the wafer to generate the gettering layer;
A traverse mechanism that moves the surface treatment pad relative to the substrate holding mechanism when the wafer is pressed against the surface treatment pad;
A wafer surface treatment apparatus comprising:
前記トラバース機構は、前記基板保持機構の回転中心と前記表面処理パッドの回転中心との間のオフセット量が変化するように前記表面処理パッドを移動させることを特徴とする請求項1記載のウェハの表面処理装置。   2. The wafer according to claim 1, wherein the traverse mechanism moves the surface treatment pad so that an offset amount between a rotation center of the substrate holding mechanism and a rotation center of the surface treatment pad changes. Surface treatment equipment. 前記トラバース機構は、前記表面処理パッドが前記ウェハを通過する際に前記表面処理パッドを一時的に上昇させることを特徴とする請求項1記載のウェハの表面処理装置。   The wafer surface processing apparatus according to claim 1, wherein the traverse mechanism temporarily raises the surface processing pad when the surface processing pad passes through the wafer.
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