JP7633827B2 - Silicon wafer and method for manufacturing stacked wafers using the same - Google Patents
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Description
本発明は、シリコンウェーハ及びそれを用いた積層ウェーハの製造方法に関し、特にデバイス製造プロセスにおいて薄化加工されるシリコンウェーハのデバイス使用領域におけるベベルの割れや欠けが生じ難いシリコンウェーハ及びそれを用いた積層ウェーハの製造方法に関する。 The present invention relates to a silicon wafer and a method for manufacturing a laminated wafer using the same, and in particular to a silicon wafer that is less susceptible to cracking or chipping of the bevel in the device-used area of the silicon wafer that is thinned during the device manufacturing process, and a method for manufacturing a laminated wafer using the same.
近年、半導体チップを複数積層して機能、容量、処理能力等を向上させることが検討されている。これを実現する方法の一つとして、半導体ウェーハを複数積層させて積層ウェーハとする事で三次元デバイスを作成する方法がある。積層ウェーハにおいては、最も下層の第一の半導体ウェーハの厚さはある程度厚く形成され、同じぐらいの厚さを有する第二の半導体ウェーハが第一の半導体ウェーハの上面に積層された後、熱放散を良好とするために、または更にその上に半導体ウェーハを積層させることを可能とするために、第二の半導体ウェーハの上面の研削により薄く形成される。 In recent years, there has been research into stacking multiple semiconductor chips to improve functionality, capacity, processing power, etc. One method for achieving this is to create a three-dimensional device by stacking multiple semiconductor wafers to form a stacked wafer. In a stacked wafer, the first semiconductor wafer, which is the lowest layer, is formed to a certain thickness, and a second semiconductor wafer of a similar thickness is then stacked on the top surface of the first semiconductor wafer. After that, the top surface of the second semiconductor wafer is ground to make it thinner in order to improve heat dissipation or to enable further semiconductor wafers to be stacked on top of it.
例えば図6(a)に示すように、この積層ウェーハ30においては、下層の支持ウェーハ31の上に、略同じ厚さを有する、貼り合わせウェーハ32が積層される(シリコン酸化膜、或いは接着剤により接合される)。図示するように支持ウェーハ31と貼り合わせウェーハ32とは、それぞれ面取りされている。そして、熱放散を良好とするため、或いは更にその上に別の半導体ウェーハ(図示せず)を積層することを可能とするために、前記貼り合わせウェーハ32は、上面側(表面側)から研削されて薄く加工される。
For example, as shown in FIG. 6(a), in this laminated
しかしながら、研削加工前の貼り合わせウェーハ32の外周端面(面取りされた面)は、図示するように断面台形状、或いは断面円弧状に形成されているため、この貼り合わせウェーハ32を薄くなるまで研削加工すると、図6(b)に示すように外周端面がナイフの刃(ナイフエッジ)のように鋭角形状となり、その結果、欠けやすくなるという課題があった。また、欠けが生じると、そこから亀裂が入り、積層ウェーハの品質低下や使用が不可能になる等の課題があった。
However, because the outer peripheral end surface (chamfered surface) of the
このような課題に対し、特許文献1には図7に示すように第一の半導体ウェーハ(支持ウェーハに相当)41の上に第二の半導体ウェーハ(貼り合わせウェーハに相当)42を積層し、これを回転させながら第二の半導体ウェーハ42の外周端面を除去した後、第二の半導体ウェーハ42の上面側を研削して薄くする加工方法が開示されている。
第二の半導体ウェーハ42の外周端面を除去する手段としては、図7に示すように外周端部に砥石部43aを有する研削砥石43を高速回転させながら下降させ、先端の砥石部43aを第二の半導体ウェーハ42の外周端部に当てて研削除去するものである。
In response to such problems,
As a means for removing the outer peripheral end surface of the
特許文献1に開示された方法によれば、これを実施した場合、第二の半導体ウェーハ(貼り合わせウェーハに相当)42の周端部(ベベル部)がナイフエッジ状になることを回避できる。
しかしながら、高速回転させた研削砥石43を下降させて第二の半導体ウェーハ42の周端部のみを除去しようとすると、下層の第一の半導体ウェーハ41を傷付ける虞があり、技術的に容易ではないという課題があった。
また、加工を実施しても、第二の半導体ウェーハ42の周縁だけでなく表面部の一部も除去されるため、半導体チップを積層する実効面積が小さくなるという課題があった。
また、加工面には深い破砕層が生じやすく、その後のデバイス製造工程での汚染や割れ等の原因となる虞があった。
According to the method disclosed in
However, when attempting to remove only the peripheral edge of the second semiconductor wafer 42 by lowering the grinding
Furthermore, even if processing is performed, not only the periphery but also part of the surface of the
Furthermore, deep fracture layers are likely to occur on the processed surface, which may cause contamination, cracks, and the like in the subsequent device manufacturing process.
本発明は、前記したような事情の下になされたものであり、薄化加工されるとともに支持ウェーハ上に接合されるシリコンウェーハにおいて、ウェーハ周端部における割れや欠けの発生を抑制することのできるシリコンウェーハ、及びそれを用いた積層ウェーハの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention was made under the circumstances described above, and aims to provide a silicon wafer that can suppress the occurrence of cracks and chips at the peripheral edge of the silicon wafer that is thinned and bonded to a support wafer, and a method for manufacturing stacked wafers using the same.
前記課題を解決するためになされた、本発明に係るシリコンウェーハは、デバイス製造工程において薄化加工されるシリコンウェーハであって、周縁部が面取りされ、表裏の周縁部にそれぞれ第1及び第2の傾斜面が形成されたハンドリング部と、前記ハンドリング部の一面側において、前記ハンドリング部と同心円上に、且つ、より小径に形成された円盤状のデバイス形成部とを備え、前記デバイス形成部の周縁部は、ウェーハ面に対して傾斜した第3の傾斜面を有するとともに、前記第3の傾斜面の下端が前記ハンドリング部の周縁部の第1の傾斜面の上端に繋がるように連続形成され、前記第3の傾斜面の傾斜角度は、ウェーハ面に対して40°以上75°以下に形成されていることに特徴を有する。
尚、前記第1及び第2の傾斜面の傾斜角度は、ウェーハ面に対して15°以上50°以下に形成されていることが望ましい。
The silicon wafer of the present invention, which has been made to solve the above problems, is a silicon wafer that is thinned in a device manufacturing process, and includes a handling section having a chamfered peripheral portion and first and second inclined surfaces formed on the front and back peripheral portions, respectively, and a disk-shaped device forming section formed on one side of the handling section, concentric with the handling section and with a smaller diameter, the peripheral portion of the device forming section has a third inclined surface inclined with respect to the wafer surface, and the third inclined surface is formed so that a lower end of the third inclined surface is connected to an upper end of the first inclined surface of the peripheral portion of the handling section, and the inclination angle of the third inclined surface is formed to be 40° or more and 75° or less with respect to the wafer surface.
The inclination angle of the first and second inclined surfaces is preferably 15° to 50° with respect to the wafer surface.
このように本発明に係るシリコンウェーハにあっては、デバイス形成部の周縁部の傾斜角(ベベル角度)が40°以上75°以下に形成されているため、周端部の角部が鋭角ではなく、割れや欠けの発生を防止することができる。その結果、半導体ウェーハの品質低下を抑制することができる。 In this way, in the silicon wafer according to the present invention, the inclination angle (bevel angle) of the peripheral portion of the device formation portion is formed to be 40° or more and 75° or less, so the corners of the peripheral end portion are not acute angles, and the occurrence of cracks and chips can be prevented. As a result, deterioration in the quality of the semiconductor wafer can be suppressed.
また、前記課題を解決するためになされた、本発明に係るシリコンウェーハを用いた積層ウェーハの製造方法は、シリコンウェーハを支持ウェーハ上に接合し、前記シリコンウェーハを研削して薄厚化する積層ウェーハの製造方法であって、前記デバイス形成部の上面側を前記支持ウェーハ上に接合するステップと、前記ハンドリング部を研削して削除するステップと、を備え、前記デバイス形成部の上面側を前記支持ウェーハ上に接合するステップの前において、前記デバイス形成部の周縁部に傾斜面を形成し、該傾斜面のウェーハ面に対する傾斜角を、40°以上75°以下の範囲に形成することに特徴を有する。
尚、前記デバイス形成部の上面側を前記支持ウェーハ上に接合するステップの前において、前記ハンドリング部の周縁部に傾斜面を形成し、該傾斜面のウェーハ面に対する傾斜角を、15°以上50°以下に形成することが望ましい。
Further, in order to solve the above problems, a manufacturing method for laminated wafers using silicon wafers according to the present invention is a manufacturing method for laminated wafers in which a silicon wafer is bonded onto a support wafer and the silicon wafer is ground to thin the silicon wafer, the manufacturing method comprising the steps of: bonding an upper surface side of the device formation part onto the support wafer; and grinding and removing the handling part, characterized in that, before the step of bonding the upper surface side of the device formation part onto the support wafer, an inclined surface is formed on a peripheral portion of the device formation part, and an inclination angle of the inclined surface with respect to the wafer surface is formed in a range of 40° or more and 75° or less.
Furthermore, before the step of bonding the upper surface side of the device formation section onto the support wafer, it is desirable to form an inclined surface on the peripheral portion of the handling section, and to form the inclination angle of the inclined surface with respect to the wafer surface to be 15° or more and 50° or less.
このような方法によれば、研削加工では、デバイス形成部の上に配置された、デバイス形成部よりも径の大きいハンドリング部のみを除去すればよいため、容易に研削加工を行うことができる。また、薄化加工後に残るデバイス形成部の周縁部に鋭角部を形成することがなく、ウェーハの割れや欠けの発生を防止することができる。 According to this method, the grinding process can be easily performed because it is only necessary to remove the handling section that is placed above the device formation section and has a larger diameter than the device formation section. In addition, no sharp corners are formed on the peripheral edge of the device formation section that remains after the thinning process, and the occurrence of cracks or chips in the wafer can be prevented.
本発明によれば、薄化加工されるとともに支持ウェーハ上に接合されるシリコンウェーハにおいて、ウェーハ周端部における割れや欠けの発生を抑制することのできるシリコンウェーハ、及びそれを用いた積層ウェーハの製造方法を提供することができる。 The present invention provides a silicon wafer that can suppress the occurrence of cracks and chips at the peripheral edge of a silicon wafer that is thinned and bonded onto a support wafer, and a method for manufacturing a stacked wafer using the same.
以下、本発明に係るシリコンウェーハ及びその製造方法について説明する。尚、本発明に係るシリコンウェーハは、円盤状の支持ガラス或いは支持ウェーハ上に貼り合わされた後、厚さ方向に研削され薄厚化されて使用されるものである。 The silicon wafer according to the present invention and its manufacturing method are described below. The silicon wafer according to the present invention is bonded onto a disk-shaped support glass or support wafer, and then ground in the thickness direction to reduce its thickness before use.
図1は、本発明に係るシリコンウェーハの実施形態を模式的に示す斜視図である。図2は、図1のシリコンウェーハの周端部(ベベル部)を拡大して示す断面図である。尚、以下の説明においては、図1に示すシリコンウェーハ1の上面側を表面、下面側を裏面と称する。
図1に示すシリコンウェーハ1は、裏面側を形成するハンドリング部2と、前記ハンドリング部2の上に該ハンドリング部2と同心円状に形成され、表面側を形成するデバイス形成部3とを有する。
Fig. 1 is a perspective view showing a schematic diagram of an embodiment of a silicon wafer according to the present invention. Fig. 2 is a cross-sectional view showing an enlarged peripheral edge (bevel portion) of the silicon wafer of Fig. 1. In the following description, the upper surface side of the
A
図2に示すようにハンドリング部2の上面部分とデバイス形成部3の下面部分とは連結しており、ハンドリング部2とデバイス形成部3とは一体に形成されている。
また、ハンドリング部2の周端部は表側と裏側ともに面取りされた断面台形状に形成されている。
また、デバイス形成部3は、その表面側のデバイス形成面3aと、周縁の面取りされた傾斜面3b(第3の傾斜面)とを有する。傾斜面3bの下端がハンドリング部2の表側の傾斜面2aの上端と繋がるように連続形成されている。
As shown in FIG. 2, the upper surface of the
The peripheral edge of the
The
このような形状としている理由は、薄化のための研削を段階的に行い、割れ等を生じさせることなく容易に薄化加工するためである。即ち、積層ウェーハを製造する場合は、シリコンウェーハ1の表面側(デバイス形成部3の表面側)が円盤状の支持ガラスまたは支持ウェーハ(図示せず)上に貼り合わされ(即ちシリコンウェーハ1は、図1、図2の状態とは上下逆の状態とされる)、研削ではハンドリング部2が除去される。
The reason for this shape is that the grinding for thinning can be performed in stages, making the thinning process easy without causing cracks or the like. That is, when manufacturing laminated wafers, the front side of silicon wafer 1 (the front side of device formation section 3) is bonded onto a disk-shaped support glass or support wafer (not shown) (that is,
薄化加工前のシリコンウェーハ1の形状について、より具体的に説明する。
ハンドリング部2は、面取り(ベベル)の傾斜面2a、2b(第1の傾斜面、第2の傾斜面)の水平面に対する傾斜角度(ベベル角度と呼ぶ)が、表側のθ1、裏側のθ2とも15°以上50°以下に形成されている。前記ベベル角度θ1、θ2は、前記角度範囲内であれば、同じ角度であってもよいし、異なる角度であってもよい。
前記ベベル角度θ1、θ2が15°未満の場合、標準的なウェーハ厚みではベベル幅が大きくなりすぎるため(300mmの厚みの場合、ベベル幅775μmとなる)、好ましくない。また、前記ベベル角度θ1、θ2が50°より大きい場合、ハンドリングや研磨・研削加工時のチッピング、クラック、発塵の懸念があるため、好ましくない。
The shape of the
In the
When the bevel angles θ1 and θ2 are less than 15°, the bevel width becomes too large for a standard wafer thickness (for a wafer with a thickness of 300 mm, the bevel width becomes 775 μm), which is not preferable. Also, when the bevel angles θ1 and θ2 are more than 50°, chipping, cracks, and dust generation during handling and polishing/grinding are likely to occur, which is not preferable.
また、デバイス形成部3は、前記傾斜面3bの傾斜角度(ベベル角度と呼ぶ)θ3が、40°以上75°以下に形成されている。即ち、ベベル角度θ3は、ベベル角度θ1以上に形成され、ベベル角度θ2とθ3が等しくない限りは、傾斜面2aと傾斜面3bとの間に凹状の段差が形成されるようになっている。この凹状の段差の角度θ4は、小さい角度だと、その面の研磨等の加工が困難となるため、130°以上であることが好ましい。
また、前記ベベル角度θ3が40°未満の場合、ウェーハを薄化する際の加工時にクラックが発生するため、好ましくない。また、前記ベベル角度θ3が75°より大きい場合、ハンドリング時のクラック発生リスクや、デバイスの成膜が剥がれやすくなる懸念、さらにはウェーハキャリア(カセット)との接触により発塵する虞があるため、好ましくない。
In addition, the
Moreover, when the bevel angle θ3 is less than 40°, cracks are generated during processing for thinning the wafer, which is not preferable, and when the bevel angle θ3 is more than 75°, cracks are generated during handling, the film formed on the device is likely to peel off, and dust is generated due to contact with the wafer carrier (cassette), which is not preferable.
また、図2に示すように、研削後のデバイス形成部3の厚さAは、研削前のデバイス形成部3の厚さをT1とすると、A≦T1≦100μmの範囲に形成される。これにより薄化加工したシリコンウェーハ1の外周端部の割れや欠けを防止することができる。また、T1が500μmより大きくなると、シリコンウェーハ1のハンドリング部2の周端部が薄くなりすぎて、加工中、ベベル部に割れや欠けが発生し易くなるため好ましくない。
2, the thickness A of the
また、図2に示すようにハンドリング部2の周端部において、面取りされた部分の径方向長さ(ベベル部幅)W1は、500μm以下に形成される。この条件を満たすことによって、薄厚化後のウェーハ直径が小さくなり過ぎることを防止し、目的とするベベル形状への加工を容易とすることができる。
尚、シリコンウェーハ1の厚さ寸法T0は、特に規定しないが、例えば775μmに形成される。
2, the radial length (bevel width) W1 of the chamfered portion at the peripheral end of the
The thickness T0 of the
このような形状のシリコンウェーハ1を形成するには、図3に示すように、予め目的とするベベル部形状に対応するベベル用砥石15を用意し、シリコンウェーハ1を中心軸周りに高速回転させながらベベル用砥石15でウェーハ周端部を研削すればよい。
To form a
或いは、図4(a)に示すように、例えばシリコンウェーハ1の裏面側形状(ハンドリング部2の下裏面側周端部)に対応するベベル用砥石16を用いてウェーハ裏面側周端部のみを研削し、次いで図4(b)に示すように、シリコンウェーハ1の表面側形状(ハンドリング部2上部からデバイス形成部3の周端部)に対応するベベル用砥石17を用いてウェーハ表側周端部を研削すればよい。
Alternatively, as shown in FIG. 4(a), for example, a
続いて、図5(a)、(b)に沿って、このような形状のシリコンウェーハ1を用いて積層ウェーハ20を形成する工程について説明する。
先ず、図5(a)に示すように支持ウェーハ10の表面にシリコンウェーハ1の表面側(デバイス形成部3の表面)が当接するように、数十nmのシリコン酸化膜、或いは接着剤(樹脂)を介して接着する。これによりシリコンウェーハ1の裏面(ハンドリング部2の裏面)が積層ウェーハ20の上面となる。尚、このときのシリコンウェーハ1の厚さをT0(例えば775μm)とする。
Next, a process for forming a laminated wafer 20 using the
5(a), the front side of the silicon wafer 1 (the front side of the device forming section 3) is bonded to the front side of the support wafer 10 via a silicon oxide film of several tens of nm or an adhesive (resin). As a result, the back side of the silicon wafer 1 (the back side of the handling section 2) becomes the upper surface of the stacked wafer 20. The thickness of the
次いで研削加工として、グラインダーを用いてシリコンウェーハ1を上方から目標値A(例えば100μm)まで研削加工し、図5(b)に示すようにハンドリング部2を除去する。このように研削加工においては、デバイス形成部3の上にある該デバイス形成部3よりも径の大きいハンドリング部2を研削して除去する工程であるため、容易に研削作業を行うことができる。
ここで、デバイス形成部3のベベル角度θ3は、40°以上75°以下であるため、ナイフエッジ状とはならない。
Next, as the grinding process, a grinder is used to grind the
Here, the bevel angle θ3 of the
このように本実施の形態に係るシリコンウェーハ1を用いた積層ウェーハ20にあっては、支持ウェーハ10上のデバイス形成部3のベベル角度θ3が支持ウェーハ10の表面に対し40°以上75°以下に形成されているため、周端部の角部が鋭角ではなく、割れや欠けの発生を防止することができる。その結果、半導体ウェーハの品質低下を抑制することができる。
また、前記シリコンウェーハ1を用いた積層ウェーハ20を形成する場合、研削加工では、デバイス形成部3の上に配置された、デバイス形成部3よりも径の大きいハンドリング部2のみを除去すればよいため、容易に研削加工を行うことができる。また、薄化加工後に残るデバイス形成部3の周縁部に鋭角部を形成することがなく、ウェーハの割れや欠けの発生を防止することができる。
In this way, in the laminated wafer 20 using the
Furthermore, when forming the laminated wafer 20 using the
本発明に係るシリコンウェーハ及びそれを用いた積層ウェーハの製造方法について、実施例に基づきさらに説明する。
本実施例では、直径300mm、厚さ775μm(T0)のシリコンウェーハを製造し、実施例1~7及び比較例1~4でそれぞれ設定した条件に基づきウェーハ周端部を加工し、ハンドリング部及びそれより小径のデバイス形成部を有するとともに、それぞれベベル角度の異なる検証用シリコンウェーハとした。
次いで、支持ウェーハ上に厚さ80nmのシリコン酸化膜を介して前記検証用シリコンウェーハを接合し、前述した本実施の形態に基づき段階的に薄厚化のための研削(#8000砥石を使用)を実施した。
The silicon wafer and the method for manufacturing a laminated wafer using the same according to the present invention will be further described based on examples.
In this example, silicon wafers having a diameter of 300 mm and a thickness of 775 μm (T 0 ) were manufactured, and the peripheral edge of the wafer was processed based on the conditions set in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, to produce verification silicon wafers having a handling section and a device formation section having a smaller diameter than that, and each having a different bevel angle.
Next, the verification silicon wafer was bonded onto a support wafer via a silicon oxide film having a thickness of 80 nm, and grinding (using a #8000 grindstone) was carried out to gradually reduce the thickness based on the embodiment described above.
検証用シリコンウェーハに対する段階的な研削の目標値(設定値)は、各条件とも初期値T0=775μmに対し、研削後の目標値A=5μmとした。また、大径部の周端部(ベベル部)における径方向突出長さW1は500μmとした。 The target values (set values) of the stepwise grinding of the test silicon wafers were set to an initial value T0 of 775 μm and a target value A after grinding of 5 μm for each condition. The radial protrusion length W1 of the peripheral end (bevel portion) of the large diameter portion was set to 500 μm.
各実施例(実施例1~7、比較例1~4)では、それぞれ1000枚の試料について検証し、図2に示したθ1、θ2、θ3について条件設定した。
表1に実施例1~7、比較例1~4の条件、及び結果を示す。尚、表1において、評価項目である「ベベル割れ、欠け」は割れ、欠けが生じなかった場合を○、生じた場合を×として示す。尚、ベベル割れ、欠けとは、シリコンウェーハを研削加工している際に生じるハンドリング部の周端部の割れ、欠けを含んでいる。また、評価項目である「接合不良」は、支持ウェーハとの間に接合不良がなかった場合を○、発生率が1%以上を×とし、発生率が1%未満を△で示す。また、評価項目である「メタルコンタミネーション(金属汚染)」は、従来のベベル形状と同等のレベルを△、良好レベルを○とした。○或いは△であれば良品であると判定した。
In each of the examples (Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4), 1000 samples were examined, and conditions were set for θ1, θ2, and θ3 shown in FIG.
Table 1 shows the conditions and results of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4. In Table 1, the evaluation item "bevel cracking, chipping" is indicated as ○ when no cracking or chipping occurred, and × when it occurred. Note that bevel cracking and chipping include cracking and chipping at the peripheral end of the handling part that occurs when grinding the silicon wafer. In addition, the evaluation item "bonding failure" is indicated as ○ when there was no bonding failure with the support wafer, × when the incidence rate is 1% or more, and △ when the incidence rate is less than 1%. In addition, the evaluation item "metal contamination" is indicated as △ when the level is the same as the conventional bevel shape, and as ○ when the good level. If it is ○ or △, it is judged to be a good product.
(表1)
(Table 1)
実施例1では、ハンドリング部ベベル角度θ1=30°、ハンドリング部ベベル角度θ2=30°、デバイス形成部ベベル角度θ3=40°の条件としたが、ベベル部の割れ、欠け、接合不良は生じず、メタルコンタミネーションは良好であった。
実施例2では、ハンドリング部ベベル角度θ1=30°、ハンドリング部ベベル角度θ2=30°、デバイス形成部ベベル角度θ3=60°の条件としたが、ベベル部の割れ、欠け、接合不良は生じず、メタルコンタミネーションは良好であった。
In Example 1, the conditions were handling portion bevel angle θ1 = 30°, handling portion bevel angle θ2 = 30°, and device formation portion bevel angle θ3 = 40°, but no cracks, chips, or poor bonding occurred in the bevel portions, and metal contamination was good.
In Example 2, the conditions were handling portion bevel angle θ1 = 30°, handling portion bevel angle θ2 = 30°, and device formation portion bevel angle θ3 = 60°, and no cracks, chips, or poor bonding occurred in the bevel portions, and metal contamination was good.
実施例3では、ハンドリング部ベベル角度θ1=30°、ハンドリング部ベベル角度θ2=30°、デバイス形成部ベベル角度θ3=75°の条件としたが、ベベル部の割れ、欠け、接合不良は生じず、メタルコンタミネーションは良好であった。
実施例4では、ハンドリング部ベベル角度θ1=15°、ハンドリング部ベベル角度θ2=15°、デバイス形成部ベベル角度θ3=60°の条件としたが、ベベル部の割れ、欠け、接合不良は生じず、メタルコンタミネーションは良好であった。
In Example 3, the conditions were handling portion bevel angle θ1 = 30°, handling portion bevel angle θ2 = 30°, and device formation portion bevel angle θ3 = 75°, and no cracks, chips, or poor bonding occurred in the bevel portions, and metal contamination was good.
In Example 4, the conditions were handling portion bevel angle θ1 = 15°, handling portion bevel angle θ2 = 15°, and device formation portion bevel angle θ3 = 60°, and no cracks, chips, or poor bonding occurred in the bevel portions, and metal contamination was good.
実施例5では、ハンドリング部ベベル角度θ1=20°、ハンドリング部ベベル角度θ2=20°、デバイス形成部ベベル角度θ3=65°の条件としたが、ベベル部の割れ、欠け、接合不良は生じず、メタルコンタミネーションは良好であった。
実施例6では、ハンドリング部ベベル角度θ1=40°、ハンドリング部ベベル角度θ2=40°、デバイス形成部ベベル角度θ3=60°の条件としたが、ベベル部の割れ、欠け、接合不良は生じず、メタルコンタミネーションは良好であった。
実施例7では、ハンドリング部ベベル角度θ1=50°、ハンドリング部ベベル角度θ2=50°、デバイス形成部ベベル角度θ3=60°の条件としたが、ベベル部の割れ、欠け、接合不良は生じず、メタルコンタミネーションは良好であった。
In Example 5, the conditions were handling portion bevel angle θ1 = 20°, handling portion bevel angle θ2 = 20°, and device formation portion bevel angle θ3 = 65°, and no cracks, chips, or poor bonding occurred in the bevel portions, and metal contamination was good.
In Example 6, the conditions were handling portion bevel angle θ1 = 40°, handling portion bevel angle θ2 = 40°, and device formation portion bevel angle θ3 = 60°, and no cracks, chips, or poor bonding occurred in the bevel portions, and metal contamination was good.
In Example 7, the conditions were handling portion bevel angle θ1 = 50°, handling portion bevel angle θ2 = 50°, and device formation portion bevel angle θ3 = 60°, and no cracks, chips, or poor bonding occurred in the bevel portions, and metal contamination was good.
一方、比較例1では、ハンドリング部ベベル角度θ1=30°、ハンドリング部ベベル角度θ2=30°、デバイス形成部ベベル角度θ3=35°の条件とした。
接合不良は生じず、メタルコンタミネーションは良好であったが、デバイス形成部の周端部がナイフエッジ状となり、ベベル部の割れ、欠けが生じた。
On the other hand, in Comparative Example 1, the conditions were as follows: handling section bevel angle θ1=30°, handling section bevel angle θ2=30°, and device formation section bevel angle θ3=35°.
No bonding failure occurred, and there was little metal contamination, but the peripheral edge of the device formation area became knife-edge shaped, and cracks and chips occurred in the bevel area.
比較例2では、ハンドリング部ベベル角度θ1=30°、ハンドリング部ベベル角度θ2=30°、デバイス形成部ベベル角度θ3=80°の条件とした。
接合不良は生じず、メタルコンタミネーションは良好であった。また、薄化加工時のデバイス形成部の周端部のベベル割れ、欠けは無かったが、ハンドリング部のベベル部の割れ、欠けが生じた。
In Comparative Example 2, the conditions were as follows: handling section bevel angle θ1=30°, handling section bevel angle θ2=30°, and device formation section bevel angle θ3=80°.
No bonding failure occurred, and there was little metal contamination. In addition, there was no cracking or chipping of the bevel at the peripheral edge of the device formation part during the thinning process, but cracking and chipping occurred in the bevel of the handling part.
比較例3では、ハンドリング部ベベル角度θ1=15°、ハンドリング部ベベル角度θ2=15°、デバイス形成部ベベル角度θ3=60°の条件とした。
接合不良は生じず、メタルコンタミネーションは良好であった。また、薄化加工時のデバイス形成部の周端部のベベル割れ、欠けは無かったが、ハンドリング部のベベル部がエッジ状となり、そこでの割れ、欠けが生じた。
In Comparative Example 3, the conditions were as follows: handling section bevel angle θ1=15°, handling section bevel angle θ2=15°, and device formation section bevel angle θ3=60°.
There was no bonding failure and no metal contamination. In addition, there was no cracking or chipping of the bevel at the peripheral edge of the device formation part during the thinning process, but the bevel part of the handling part became edge-like, and cracks and chipping occurred there.
比較例4では、ハンドリング部ベベル角度θ1=55°、ハンドリング部ベベル角度θ2=55°、デバイス形成部ベベル角度θ3=60°の条件とした。
接合不良は生じず、メタルコンタミネーションは良好であった。また、薄化加工時のデバイス形成部の周端部のベベル割れ、欠けは無かったが、ハンドリング時においてハンドリング部のベベル部に割れ、欠けが生じた。
In Comparative Example 4, the conditions were as follows: handling section bevel angle θ1=55°, handling section bevel angle θ2=55°, and device formation section bevel angle θ3=60°.
No bonding failure occurred, and there was little metal contamination. In addition, there was no cracking or chipping of the bevel at the peripheral edge of the device formation portion during thinning, but cracking and chipping occurred in the bevel of the handling portion during handling.
以上の実施例の結果より、ハンドリング部ベベル角度θ1、θ2は、15°以上50°以下とすることによりウェーハハンドリング時のクラック発生リスクが抑えられることがわかった。
また、デバイス形成部のベベル角度θ3は、40°以上とすることにより、デバイス形成部の周縁部がエッジ状とならず、クラックの発生を抑制することができることがわかった。また、デバイス形成部のベベル角度θ3を75°以下とすることによりウェーハハンドリング時のクラック発生リスクを低減することができると確認した。
From the results of the above examples, it was found that the risk of cracks occurring during wafer handling can be reduced by setting the handling portion bevel angles θ1, θ2 to be 15° or more and 50° or less.
It was also found that by setting the bevel angle θ3 of the device formation portion to 40° or more, the peripheral portion of the device formation portion does not become edge-like, and the occurrence of cracks can be suppressed. It was also confirmed that by setting the bevel angle θ3 of the device formation portion to 75° or less, the risk of crack occurrence during wafer handling can be reduced.
1 シリコンウェーハ
2 ハンドリング部
2a 傾斜面
2b 傾斜面
3 デバイス形成部
3a 傾斜面
10 支持ウェーハ
20 積層ウェーハ
θ1 ベベル角度
θ2 ベベル角度
θ3 ベベル角度
REFERENCE SIGNS
Claims (4)
周縁部が面取りされ、表裏の周縁部にそれぞれ第1及び第2の傾斜面が形成されたハンドリング部と、
前記ハンドリング部の一面側において、前記ハンドリング部と同心円上に、且つ、より小径に形成された円盤状のデバイス形成部とを備え、
前記デバイス形成部の周縁部は、ウェーハ面に対して傾斜した第3の傾斜面を有するとともに、前記第3の傾斜面の下端が前記ハンドリング部の周縁部の第1の傾斜面の上端に繋がるように連続形成され、
前記第3の傾斜面の傾斜角度は、ウェーハ面に対して40°以上75°以下に形成されていることを特徴とするシリコンウェーハ。 A silicon wafer that is thinned in a device manufacturing process,
a handling section having a chamfered peripheral portion and first and second inclined surfaces formed on the front and back peripheral portions, respectively;
a disk-shaped device forming section formed on one side of the handling section, the disk-shaped device forming section being concentric with the handling section and having a smaller diameter than the handling section;
the peripheral portion of the device forming portion has a third inclined surface inclined with respect to the wafer surface, and the lower end of the third inclined surface is formed so as to be continuous with an upper end of the first inclined surface of the peripheral portion of the handling portion;
A silicon wafer, wherein the third inclined surface is formed with an inclination angle of 40° or more and 75° or less with respect to the wafer surface.
前記デバイス形成部の上面側を前記支持ウェーハ上に接合するステップと、
前記ハンドリング部を研削して削除するステップと、を備え、
前記デバイス形成部の上面側を前記支持ウェーハ上に接合するステップの前において、
前記デバイス形成部の周縁部に傾斜面を形成し、該傾斜面のウェーハ面に対する傾斜角を、40°以上75°以下の範囲に形成することを特徴とする積層ウェーハの製造方法。 A method for manufacturing a laminated wafer, comprising bonding the silicon wafer according to claim 1 or 2 onto a support wafer and grinding the silicon wafer to reduce its thickness,
bonding an upper surface side of the device formation portion onto the support wafer;
and removing the handling portion by grinding.
Prior to the step of bonding the upper surface side of the device formation portion onto the support wafer,
A method for manufacturing a laminated wafer, comprising forming an inclined surface on the peripheral portion of the device formation portion, and forming the inclination angle of the inclined surface with respect to the wafer surface in the range of 40° to 75°.
前記ハンドリング部の周縁部に傾斜面を形成し、該傾斜面のウェーハ面に対する傾斜角を、15°以上50°以下に形成することを特徴とする請求項3に記載された積層ウェーハの製造方法。 Prior to the step of bonding the upper surface side of the device formation portion onto the support wafer,
4. The method for manufacturing laminated wafers according to claim 3, further comprising forming an inclined surface on the peripheral portion of the handling portion, the inclination angle of the inclined surface relative to the wafer surface being 15 degrees or more and 50 degrees or less.
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