JP4429995B2 - Manufacturing method of semiconductor wafer - Google Patents
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Description
本発明は半導体ウェーハの製造方法に関し、特に研削工程後のウェーハ面のナノトポグラフィの測定値に基いて研削工程の研削条件を調整する方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor wafer, and more particularly to a method for adjusting grinding conditions in a grinding process based on a measured value of nanotopography of a wafer surface after the grinding process.
半導体シリコン基板ウェーハ(以下, ウェーハと記す)においては、近年、「ナノトポグラフィ」と呼ばれる表面うねり成分の大小が問題となっている。このナノトポグラフィは、ウェーハの表面形状の中から「そり」や「Warp」より波長が短く、「表面粗さ」よりは波長の長い、λ= 0.2〜20mmの波長成分を取り出したものであり、PV値は0.1〜0.2μm以下の極めて浅いうねりである。
ナノトポグラフィは一般に「光学干渉式」の測定機(商標名 ; Nanomapper(ADE Corp.)やDynasearch((株)レイテックス))によって測定されており、図10に測定例を示す。図10(a) はナノトポグラフィ・マップであり、その濃淡でナノトポグラフィの強度を定性的に表している。一方, 図10(b) は45°おきに測定した4断面(直径)上のナノトポグラフィの形状と定量的な強度を表しており、グラフの山谷はナノトポグラフィ・マップの濃淡に対応している。なお、図11はナノトポグラフィ・マップとナノトポグラフィ断面形状の対応を模式的に説明したものである。
In semiconductor silicon substrate wafers (hereinafter referred to as wafers), the size of the surface waviness component called “nanotopography” has recently become a problem. This nanotopography is obtained by extracting the wavelength component of λ = 0.2 to 20 mm from the surface shape of the wafer, which has a shorter wavelength than “sledge” or “Warp” and a longer wavelength than “surface roughness”. The PV value is a very shallow wave of 0.1 to 0.2 μm or less.
Nanotopography is generally measured by an “optical interference type” measuring device (trade name: Nanomapper (ADE Corp.) or Dynasearch (Raytex Co., Ltd.)). FIG. 10 shows an example of measurement. FIG. 10 (a) is a nanotopography map, and the intensity of nanotopography is qualitatively expressed by the shading. On the other hand, Fig. 10 (b) shows the shape and quantitative intensity of nanotopography on four cross sections (diameters) measured every 45 °. The peaks and valleys in the graph correspond to the shading of the nanotopography map. . FIG. 11 schematically illustrates the correspondence between the nanotopography map and the nanotopography cross-sectional shape.
このナノトポグラフィはデバイス製造におけるSTI(Shallow Trench Isolation)工程の歩留まりに影響するといわれている。ナノトポグラフィはウェーハの加工工程(スライス〜研磨)中で作り込まれるものであり、研削加工、特に両頭研削の影響が強い。 This nanotopography is said to affect the yield of STI (Shallow Trench Isolation) process in device manufacturing. Nanotopography is created during the wafer processing process (slicing to polishing) and is strongly influenced by grinding, particularly double-headed grinding.
両頭研削の概略を図12に模式的に示す。図12(a)に示すように、原料ウェーハW(スライス・ウェーハ)は、左右2枚の保持板である静圧パッド11、21の間に、静圧パッドとウェーハの間隙hを有するように保持される。図12(c)に示すように、静圧パッドは、その表面にランド13(土手部分)とポケット14(凹部)を有する。図12(d)に示すように、ポケット14には静圧水が供給され、これによってウェーハWを回転自在に保持している。図12(c)に示すように静圧パッドの一部は切り抜いてあり、ここに研削砥石12、22を挿入して、図12(b)に示すようにウェーハWおよび研削砥石12、22を回転させ、ウェーハWを左右両面から同時に研削する。研削中、ウェーハWは、例えばエッジ部分に駆動ローラを押し当てたり、ノッチ部にツメを引っかけて駆動することにより、数10rpmで回転する。
An outline of double-head grinding is schematically shown in FIG. As shown in FIG. 12 (a), the raw wafer W (slice wafer) has a gap h between the static pressure pad and the wafer between the
この両頭研削中にウェーハ両面の切削加重のアンバランス等により研削されたウェーハに反りが発生することがあり、この反りの発生を抑えるためにウェーハと砥石の相対位置の調整を行う両頭研削方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このようなウェーハWと砥石12、22の位置関係の調整方法の具体例を図13に示す。ひとつは「シフト調整」と呼ばれ、ウェーハ面に対して垂直方向に砥石12、22を平行移動させる調整であり(図13(a))、もう一つは「チルト調整」と呼ばれ、ウェーハ面と砥石12、22の相対角度を変化させる調整である(図13(b))。
During this double-headed grinding, warped wafers may be warped due to unbalanced cutting loads on both sides of the wafer, and a double-headed grinding method that adjusts the relative position of the wafer and the grindstone to suppress this warpage. It has been proposed (for example, see Patent Document 1). A specific example of the method for adjusting the positional relationship between the wafer W and the
しかし、研削後のウェーハを現在市販されているナノトポグラフィ測定機で測定したデータを元に、このようなウェーハと砥石の位置関係を調整するには、熟練した作業員の経験と勘を要し、研削装置の立ち上げや段取り替え時に長い調整時間と多数の調整用ダミー・ウェーハとを消費するという問題があった。 However, adjusting the positional relationship between the wafer and the grinding wheel based on the data obtained by measuring the ground wafer with a commercially available nanotopography measuring machine requires the experience and intuition of skilled workers. However, there is a problem that a long adjustment time and a large number of adjustment dummy wafers are consumed when the grinding apparatus is started up or the setup is changed.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、半導体ウェーハの研削工程時の研削条件の調整を、非熟練作業員でも簡便かつ確実に行うことができる半導体ウェーハの製造方法を提供することを目的としたものである。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a method for manufacturing a semiconductor wafer, which allows an unskilled worker to easily and reliably adjust grinding conditions during a semiconductor wafer grinding process. It is intended to do.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、半導体ウェーハの製造方法であって、少なくとも、原料ウェーハを研削する研削工程を有し、該研削工程により研削されたウェーハ面のナノトポグラフィを測定し、このウェーハ面の複数の直径または半径上のナノトポグラフィ測定値を平均して平均値成分を求め、前記平均する前のナノトポグラフィ測定値から前記平均値成分を差し引いて残差成分を求め、前記平均値成分および残差成分に基づいて前記研削工程の研削条件を調整することを特徴とする半導体ウェーハの製造方法を提供する(請求項1)。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and is a method for manufacturing a semiconductor wafer, which includes at least a grinding process for grinding a raw material wafer, and nanotopography of the wafer surface ground by the grinding process The average component is obtained by averaging the nanotopography measurement values on a plurality of diameters or radii of the wafer surface, and the residual component is obtained by subtracting the average component from the nanotopography measurement value before the averaging. A method for manufacturing a semiconductor wafer is provided, wherein the grinding condition of the grinding step is adjusted based on the average value component and the residual component.
このようにして、平均値成分と残差成分に分離したナノトポグラフィのデータに基づけば、非熟練作業員であっても研削条件の調整を、調整時間や調整用ダミー・ウェーハを多大に消費することなく簡便かつ確実に行うことができる。 Thus, based on nanotopography data separated into an average value component and a residual component, even an unskilled worker spends a lot of adjustment time and adjustment dummy wafers on adjustment of grinding conditions This can be done easily and reliably without any problems.
この場合、前記研削工程を両頭研削工程とすることが好ましい(請求項2)。 In this case, it is preferable that the grinding step is a double-headed grinding step.
ナノトポグラフィはウェーハの加工工程(スライス〜研磨)中で作り込まれるものであり、特に両頭研削の影響が強いので、本発明により両頭研削工程を調整することで、ウェーハのナノトポグラフィをより改善することができる。 Nanotopography is created during the wafer processing process (slicing to polishing), and is particularly affected by double-headed grinding. By adjusting the double-headed grinding process according to the present invention, the nanotopography of the wafer is further improved. be able to.
また、前記ウェーハ面の複数の直径または半径上のナノトポグラフィ測定値を、前記ウェーハ面の4本の直径または半径上あるいは8本の直径または半径上のナノトポグラフィ測定値とするのが好ましい(請求項3)。 The nanotopography measurement values on a plurality of diameters or radii of the wafer surface are preferably nanotopography measurement values on four diameters or radii of the wafer surface or on eight diameters or radii. Item 3).
このように、ウェーハ面の4本の直径または半径上あるいは8本の直径または半径上のナノトポグラフィ測定値を用いれば、簡単かつ正確に研削条件を調整することができる。 As described above, if the nanotopography measurement values on the four diameters or radii on the wafer surface or on the eight diameters or radii are used, the grinding conditions can be adjusted easily and accurately.
また、前記研削工程の研削条件の調整を、ウェーハ面に対して垂直方向に砥石を平行移動させるシフト調整および/またはウェーハ面と砥石の相対角度を変化させるチルト調整により行うのが好ましい(請求項4)。 Further, the adjustment of the grinding conditions in the grinding step is preferably performed by shift adjustment for moving the grindstone in a direction perpendicular to the wafer surface and / or tilt adjustment for changing the relative angle between the wafer surface and the grindstone. 4).
このようにシフト調整および/またはチルト調整により研削条件を調整すれば、これらはナノトポグラフィに与える影響が大きく、ウェーハを適切な条件で研削することができ、ウェーハのナノトポグラフィを改善することができる。 If the grinding conditions are adjusted by shift adjustment and / or tilt adjustment in this way, they have a great influence on nanotopography, the wafer can be ground under appropriate conditions, and the nanotopography of the wafer can be improved. .
以上説明したように、本発明によれば、研削後のウェーハのナノトポグラフィ測定値を平均値成分と残差成分に分離することで、これらに基づいた研削工程の装置調整を的確に行うことができるようになり、非熟練作業員でも調整時間や調整用ダミー・ウェーハの枚数を大幅に低減することができ、ウェーハのナノトポグラフィの改善を容易に行うことができる。 As described above, according to the present invention, the nanotopography measurement value of a wafer after grinding is separated into an average value component and a residual component, so that the apparatus adjustment of the grinding process based on these can be accurately performed. As a result, even an unskilled worker can greatly reduce the adjustment time and the number of dummy wafers for adjustment, and the nanotopography of the wafer can be easily improved.
以下、本発明についてより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、加工されたウェーハのナノトポグラフィ測定値を平均値成分と残差成分に分離し、これをウェーハの加工条件にフィードバックすれば、ナノトポグラフィの改善を容易に行うことができることに想到し、本発明を完成させた。
Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have separated the nanotopography measurement value of the processed wafer into an average value component and a residual component, and fed back this to the wafer processing conditions. Thus, the inventors have conceived that nanotopography can be easily improved and completed the present invention.
すなわち本発明の半導体ウェーハの製造方法は、少なくとも、原料ウェーハを研削する研削工程を有し、該研削工程により研削されたウェーハ面のナノトポグラフィを測定し、このウェーハ面の複数の直径または半径上のナノトポグラフィ測定値を平均して平均値成分を求め、前記平均する前のナノトポグラフィ測定値から前記平均値成分を差し引いて残差成分を求め、前記平均値成分および残差成分に基づいて前記研削工程の研削条件を調整するものである。 That is, the semiconductor wafer manufacturing method of the present invention includes at least a grinding process for grinding a raw wafer, measures nanotopography of the wafer surface ground by the grinding process, and has a plurality of diameters or radii on the wafer surface. An average value component is obtained by averaging the nanotopography measurement values, and a residual component is obtained by subtracting the average value component from the nanotopography measurement value before the averaging, and based on the average value component and the residual component This adjusts the grinding conditions in the grinding process.
この場合、ナノトポグラフィはウェーハの加工工程(スライス〜研磨)中で作り込まれるものであり、特に両頭研削の影響が強いので、本発明により両頭研削工程を調整することで、ウェーハのナノトポグラフィをより改善することができる。 In this case, the nanotopography is created during the wafer processing process (slicing to polishing), and the influence of double-head grinding is particularly strong. Therefore, by adjusting the double-head grinding process according to the present invention, the nanotopography of the wafer can be adjusted. It can be improved further.
上記のようにナノトポグラフィ測定値を平均値成分と残差成分に分離する方法の一例を図1のフローチャートを参照して説明する。 An example of the method for separating the nanotopography measurement value into the average value component and the residual component as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、測定の対象となる、研削工程により研削されたウェーハを準備し、そのウェーハ面のナノトポグラフィを測定機により測定し、得られた数値データを直接または記録媒体を介して、演算プログラムへ入力する(図1(a))。 First, a wafer that has been ground by the grinding process is prepared, the nanotopography of the wafer surface is measured with a measuring machine, and the obtained numerical data is input directly or via a recording medium into a calculation program. (FIG. 1 (a)).
ナノトポグラフィの測定機は特に限定されないが、たとえばNanomapper(ADE Corp.)やDynasearch((株)レイテックス)を用いることができる。これらの装置は光学式で、ウェーハの表面反射を利用してナノトポグラフィを測定する。Nanomapperはマイケルソン干渉計を用いており、この干渉計によって取り込まれたシリコンウェーハの面内データは、ノイズ除去等の処理が行われた後、設定によって決まるウィンドウサイズをウェーハ面内で移動させ、ウィンドウ内のPV値(最大値-最小値)をそのウィンドウの中心値に置き換えることで、ナノトポグラフィーのデータとなる。 The nanotopography measuring machine is not particularly limited, and for example, Nanomapper (ADE Corp.) or Dynasearch (Ratex Co., Ltd.) can be used. These devices are optical and measure nanotopography using wafer surface reflections. Nanomapper uses a Michelson interferometer, and the in-plane data of the silicon wafer captured by this interferometer is subjected to processing such as noise removal, then the window size determined by the setting is moved within the wafer plane, By replacing the PV value (maximum value-minimum value) in the window with the center value of the window, the data becomes nanotopography data.
演算プログラムにより、ウェーハ面の4本の直径上のナノトポグラフィ測定値、すなわち8本の半径上のナノトポグラフィ測定値を得る(図1(b))。 A nanotopography measurement value on four diameters on the wafer surface, that is, a nanotopography measurement value on eight radii is obtained by the arithmetic program (FIG. 1B).
次に、図1(b)で得られた8本の半径上のナノトポグラフィ測定値を、下記表1に示すように半径方向の各位置における8点で平均し、「平均値成分」とする(半径方向の位置は図14参照)。また、半径方向の平均値成分を反対方向へ折り返して、ウェーハ中心点に対して左右対称の波形としてもよい(図1(c))。 Next, the nanotopography measurement values on the eight radii obtained in FIG. 1 (b) are averaged at eight points in each radial position as shown in Table 1 below to obtain an “average value component”. (See FIG. 14 for radial position). Alternatively, the average value component in the radial direction may be folded back in the opposite direction to form a waveform symmetrical to the wafer center point (FIG. 1 (c)).
次に、下記表1に示すように、図1(b)で得られた8本の半径上のナノトポグラフィ測定値から、図1(c)で得た平均値成分を半径方向の各位置における8点で差し引いて「残差成分」とする(図1(d))。
このようにしてナノトポグラフィ測定値を平均値成分と残差成分に分離することができるが、ナノトポグラフィ測定値が平均される直径または半径の本数は特に限定されず、たとえば4本の直径または半径あるいは8本の直径または半径であってもよい。 In this manner, the nanotopography measurement value can be separated into an average value component and a residual component, but the number of diameters or radii at which the nanotopography measurement values are averaged is not particularly limited. Alternatively, it may be 8 diameters or radii.
上記方法で分離されたナノトポグラフィ測定値の平均値成分と残差成分を図2に示す。
ここで、平均値成分はウェーハ面にリング状に形成される表面うねり成分に対応し、すなわちリング状成分あるいは点対称成分と言うことができ、残差成分はナノトポグラフィ測定値からリング状成分を除いたウェーハ面内のばらつき成分と言うことができる。
The average value component and residual component of the nanotopography measurement values separated by the above method are shown in FIG.
Here, the average value component corresponds to the surface waviness component formed in a ring shape on the wafer surface, that is, it can be said to be a ring-shaped component or a point-symmetric component, and the residual component is a ring-shaped component from a nanotopography measurement value. It can be said that it is a variation component in the excluded wafer surface.
そして、このリング状成分とウェーハ面内のばらつき成分はそれぞれ独立したものであることがわかった。たとえば、図3の例1と例2のように、ばらつき成分(残差成分)は共に小さいが、リング状成分(平均値成分)が大きく異なる場合がある。逆に、図3の例1と例3のように、ばらつき成分が大きく異なり、リング状成分は共に小さいという場合もある。従って、これらはそれぞれ原因が異なり、全体のナノトポグラフィのみから研削条件を改善することはできないことが判る。 And it turned out that this ring-shaped component and the dispersion | variation component in a wafer surface are each independent. For example, as in Example 1 and Example 2 in FIG. 3, the variation component (residual component) may be small, but the ring-shaped component (average value component) may be greatly different. Conversely, as in Example 1 and Example 3 in FIG. 3, there are cases where the variation components are greatly different and the ring components are both small. Therefore, it can be seen that these have different causes, and the grinding conditions cannot be improved only from the entire nanotopography.
さらに、リング状成分(平均値成分)についてみても、図2に示すように、ウェーハ中心からの距離によって両頭ヘソ、中央部凹凸、中間リング、最外周リング等に分けられることが分かった。これらについても、その原因は必ずしも同じではなく、例えば両頭ヘソが小さいからといって中間リング等が必ずよいという訳ではない。従ってよりきめ細かな研削条件の調整が必要である。 Further, it has been found that the ring-shaped component (average value component) can be divided into a double-headed chin, an uneven central portion, an intermediate ring, an outermost ring, and the like depending on the distance from the wafer center, as shown in FIG. In these cases, the cause is not necessarily the same. For example, just because the double-headed thigh is small, the intermediate ring or the like is not necessarily good. Therefore, it is necessary to finely adjust the grinding conditions.
この知見を基に発明者らが調査した結果、これらリング状成分(平均値成分)とウェーハ面内のばらつき成分(残差成分)が生じる原因として、下記表2に示されるようなものが考えられることがわかった。
従って、ナノトポグラフィ測定値を平均値成分(リング状成分)と残差成分(ばらつき成分)に分離して、改善すべき成分を突き止めた後、表2に示すようにその成分に応じて研削条件を調整すれば、確実にウェーハのナノトポグラフィを改善することができる。 Therefore, after separating the nanotopography measurement value into an average value component (ring-shaped component) and a residual component (variation component) and ascertaining the component to be improved, grinding conditions according to the component as shown in Table 2 By adjusting this, the nanotopography of the wafer can be improved reliably.
表2に示したように、ナノトポグラフィ測定値の平均値成分(リング状成分)と残差成分(ばらつき成分)に基いた研削条件の調整方法は多岐にわたり、ウェーハ面に対して垂直方向に砥石を平行移動させるシフト調整や、ウェーハ面と砥石の相対角度を変化させるチルト調整、最適砥石(砥石特性)の選定、最適なランドパターンの静圧パッドの選定、左右砥石の軸ずれ調整等が挙げられ、必要に応じてこれらを単独で又は組み合わせて研削条件の調整を行うことができる。ここでは一例として、シフト調整およびチルト調整について述べる。 As shown in Table 2, there are various methods for adjusting the grinding conditions based on the average value component (ring-shaped component) and residual component (variation component) of the nanotopography measurement values, and the grinding wheel is perpendicular to the wafer surface. Shift adjustment that translates the wafer, tilt adjustment that changes the relative angle between the wafer surface and the grindstone, selection of the optimum grindstone (grinding stone characteristics), selection of the static pressure pad of the optimum land pattern, adjustment of the axis deviation of the left and right grindstones If necessary, these can be used alone or in combination to adjust the grinding conditions. Here, shift adjustment and tilt adjustment will be described as an example.
図4にシフト調整により研削条件を調整した例について示した。シフト調整前に測定したウェーハのナノトポグラフィ測定値からリング状成分を求め図4の上段に示した。次に、図4の中段に示すようにそれぞれシフト調整を行い、シフト調整後に測定したウェーハのナノトポグラフィ測定値のリング状成分を図4の下段に示した。シフト調整によって「中央部凹凸」と「最外周リング」のナノトポグラフィの向きと大きさが変化していることがわかる。 FIG. 4 shows an example in which the grinding conditions are adjusted by shift adjustment. The ring-shaped component was obtained from the nanotopography measurement value of the wafer measured before the shift adjustment and is shown in the upper part of FIG. Next, each of the shift adjustments was performed as shown in the middle part of FIG. 4, and the ring-shaped component of the nanotopography measurement value of the wafer measured after the shift adjustment is shown in the lower part of FIG. It can be seen that the orientation and size of the nanotopography of the “central unevenness” and “outermost ring” has changed due to the shift adjustment.
図5および図6にチルト調整により研削条件を調整した例について示した。図5に示すように中立位置から垂直方向・水平方向でチルト調整を行い、チルト調整前およびチルト調整後に測定したウェーハのナノトポグラフィ測定値のリング状成分を図6に示した。チルト調整によって特に「最外周リング」のナノトポグラフィの向きが変化していることがわかる。このように、シフト調整、チルト調整を行うことにより、特定のナノトポグラフィの成分を変えることができる。 FIGS. 5 and 6 show examples in which the grinding conditions are adjusted by tilt adjustment. As shown in FIG. 5, the ring-shaped component of the nanotopography measurement value of the wafer measured before and after tilt adjustment after tilt adjustment in the vertical and horizontal directions from the neutral position is shown in FIG. It can be seen that the orientation of the nanotopography of the “outermost ring” is changed by the tilt adjustment. As described above, the specific nanotopography component can be changed by performing the shift adjustment and the tilt adjustment.
また、ナノトポグラフィ測定値のリング状成分とシフト調整値およびチルト調整値の関係式を求めて調整を行う例を以下に説明する。前述のように研削工程後のウェーハのナノトポグラフィ測定値を平均値成分(リング状成分)と残差成分(ばらつき成分)に分離し、リング状成分から「中央部の凹凸量C0」と「最外周リング部の凹凸量E0」を読み取る(図16参照)。そして、研削工程後のナノトポグラフィをできるだけ零に近づけるためのチルト調整量をΔX、シフト調整量をΔYとする。実験により予め研削に用いる装置におけるC0、E0 とΔX、ΔY の関係を求めて図7(a)と図7(b)に示すようなグラフを得る。 An example in which adjustment is performed by obtaining a relational expression between a ring-shaped component of a nanotopography measurement value, a shift adjustment value, and a tilt adjustment value will be described below. As described above, the nanotopography measurement value of the wafer after the grinding process is separated into an average value component (ring-shaped component) and a residual component (variation component), and from the ring-shaped component, “amount of unevenness C 0 at the center” and “ Read the unevenness E 0 ”of the outermost ring part (see FIG. 16). The tilt adjustment amount for making the nanotopography after the grinding process as close to zero as possible is ΔX, and the shift adjustment amount is ΔY. The relationship between C 0 , E 0 and ΔX, ΔY in an apparatus used for grinding in advance is obtained by experiment to obtain graphs as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b).
図7のグラフから各回帰直線の傾きを求めると、以下のようになる。
「垂直チルト調整量ΔX」と「中央部の凹凸量C0」の比例係数 : −0.0200
「垂直チルト調整量ΔX」と「最外周リング部の凹凸量E0」の比例係数 : −0.0161
「シフト調整量ΔY」と「中央部の凹凸量C0」の比例係数 : −0.0190
「シフト調整量ΔY」と「最外周リング部の凹凸量E0」の比例係数 : −0.0087
The slope of each regression line is obtained from the graph of FIG. 7 as follows.
Proportional coefficient of “vertical tilt adjustment amount ΔX” and “concavo-convex amount C 0 at the center”: −0.0200
Proportional coefficient of “vertical tilt adjustment amount ΔX” and “unevenness amount E 0 of outermost ring portion”: −0.0161
Proportional coefficient of “shift adjustment amount ΔY” and “concavo-convex amount C 0 at the center”: −0.0190
Proportional coefficient of “shift adjustment amount ΔY” and “unevenness amount E 0 of outermost ring portion”: −0.0087
上記の比例係数は、垂直チルト調整量またはシフト調整量に対する凹凸量の変化量である。すなわち、ウェーハ中央部と最外周リング部の凹凸変化量ΔC0、ΔE0それぞれに及ぼす効果が、垂直チルト調整量ΔXとシフト調整量ΔYとでは異なることを利用して下記の連立方程式 (1a) および (1b) を解く。ここでは、凹凸変化量ΔC0、ΔE0に対してΔXとΔYはそれぞれ独立に効果を及ぼすと仮定している。
ΔC0 = −0.0200 ΔX −0.0190 ΔY 式(1a)
ΔE0 = −0.0161 ΔX −0.0087 ΔY 式(1b)
The proportional coefficient is the amount of change in the unevenness with respect to the vertical tilt adjustment amount or the shift adjustment amount. That is, the following simultaneous equations (1a) are utilized by utilizing the fact that the effects on the unevenness change amounts ΔC 0 and ΔE 0 of the wafer central portion and the outermost ring portion are different between the vertical tilt adjustment amount ΔX and the shift adjustment amount ΔY. And solve (1b). Here, it is assumed that ΔX and ΔY have independent effects on the unevenness variation amounts ΔC 0 and ΔE 0 .
ΔC 0 = −0.0200 ΔX −0.0190 ΔY Equation (1a)
ΔE 0 = −0.0161 ΔX −0.0087 ΔY Equation (1b)
連立方程式(1a)、(1b)を解いて、下記の式(2a)(2b)の解を得る。
ΔX = (0.0087 ΔC0 − 0.0190 ΔE0 ) / 1.319×10−4 式(2a)
ΔY = ( −0.0161 ΔC0 + 0.0200 ΔE0 ) / 1.319×10−4 式(2b)
The simultaneous equations (1a) and (1b) are solved to obtain the following equations (2a) and (2b).
ΔX = (0.0087 ΔC 0 − 0.0190 ΔE 0 ) / 1.319 × 10 −4 (2a)
ΔY = (−0.0161 ΔC 0 + 0.0200 ΔE 0 ) / 1.319 × 10 −4 formula (2b)
測定で得た凹凸量がC0、E0である場合、これらを零とするために目標とする凹凸変化量ΔC0、ΔE0 はそれぞれ−C0、−E0である。従って、上記式(2a)(2b)から下記式(3a)(3b)を導くことができる。
ΔX = (−0.0087 C0 + 0.0190 E0 ) / 1.319×10−4 式(3a)
ΔY = (0.0161 C0 − 0.0200 E0 ) / 1.319×10−4 式(3b)
When the unevenness amounts obtained by measurement are C 0 and E 0 , the target unevenness change amounts ΔC 0 and ΔE 0 in order to make them zero are −C 0 and −E 0 , respectively. Therefore, the following formulas (3a) and (3b) can be derived from the above formulas (2a) and (2b).
ΔX = (−0.0087 C 0 + 0.0190 E 0 ) / 1.319 × 10 −4 formula (3a)
ΔY = (0.0161 C 0 − 0.0200 E 0 ) / 1.319 × 10 −4 (3b)
上記関係式にC0、E0を入力することで、下記表3(一部を抜粋したもの)に示すようにΔX、ΔYを計算することができる。 By inputting C 0 and E 0 into the above relational expression, ΔX and ΔY can be calculated as shown in the following Table 3 (partially extracted).
さらに、研削条件の調整の一例として、砥石の交換を説明する。図15に砥石の交換により研削条件を調整した例について示した。砥石の交換前に測定したウェーハのナノトポグラフィ測定値からばらつき成分を求め図15の上段に示した。次に、砥石をφ6.0mm大形チップ砥石から結合度を最適化したφ3.6mm小形チップ砥石に交換し、砥石の交換後に測定したウェーハのナノトポグラフィ測定値のばらつき成分を図15の下段に示した。砥石の交換によってばらつき成分のナノトポグラフィが変化していることがわかる。 Furthermore, as an example of adjusting the grinding conditions, replacement of the grindstone will be described. FIG. 15 shows an example in which the grinding conditions are adjusted by exchanging the grindstone. The variation component was obtained from the nanotopography measurement value of the wafer measured before exchanging the grindstone, and is shown in the upper part of FIG. Next, the whetstone was replaced with a φ3.6 mm small chip whetstone with optimized bonding from a φ6.0 mm large chip whetstone, and the variation component of the wafer nanotopography measurement values measured after the whetstone replacement is shown in the lower part of FIG. Indicated. It can be seen that the nanotopography of the variation component is changed by exchanging the grindstone.
また、上記製造方法で得られた半導体ウェーハであれば、そのナノトポグラフィは良好で、デバイス製造におけるSTI工程の歩留まりが良い、高品質な半導体ウェーハとすることができる。 Moreover, if it is a semiconductor wafer obtained by the said manufacturing method, the nanotopography will be favorable and it can be set as the high quality semiconductor wafer with the good yield of the STI process in device manufacture.
以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。。
(実施例)
試料ウェーハとしてCZ法で製造された直径300mmの単結晶シリコンウェーハを用いた。両頭研削工程後のウェーハについて光学式の測定装置Nanomapperでナノトポグラフィの測定を行い、図8(a)に示すように、ウェーハ面の4本の直径上のナノトポグラフィ測定値を平均値成分と残差成分に分離した。このようにして得られたデータを基に、両頭研削装置の左右の砥石を交換し、さらに砥石を図9に示すようにシフト調整およびチルト調整した。調整後の両頭研削装置を用いて両頭研削したウェーハについて、調整前と同様にNanomapperでナノトポグラフィの測定を行い、図8(b)に示すように、ウェーハ面の4本の直径上のナノトポグラフィ測定値を平均値成分と残差成分に分離した。図から明らかなように、調整後ではナノトポグラフィマップに濃淡がなくなり、平均値成分、残差成分ともに改善されているのがわかる。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. .
(Example)
A single crystal silicon wafer having a diameter of 300 mm manufactured by the CZ method was used as a sample wafer. The nanotopography of the wafer after the double-sided grinding process is measured with the optical measurement device Nanomapper. As shown in Fig. 8 (a), the nanotopography measurement values on the four diameters of the wafer surface are the average value component and the remaining value. Separated into difference components. Based on the data thus obtained, the left and right grindstones of the double-head grinding apparatus were exchanged, and the grindstone was further subjected to shift adjustment and tilt adjustment as shown in FIG. For the wafer that has been double-ended using the adjusted double-ended grinding machine, nanotopography is measured with Nanomapper in the same way as before adjustment. As shown in FIG. 8 (b), nanotopography on the four diameters of the wafer surface is measured. The measured value was separated into an average value component and a residual component. As can be seen from the figure, after adjustment, the nanotopography map is no longer shaded, and both the average value component and the residual component are improved.
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
たとえばナノトポグラフィの測定は、光学干渉式の測定機以外に、静電容量式測定機やレーザ式センサで行ってもよい。また、本発明により製造されるウェーハは半導体シリコンウェーハに限られず、化合物半導体ウェーハであってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
For example, nanotopography measurement may be performed by a capacitance type measuring machine or a laser type sensor in addition to the optical interference type measuring machine. Moreover, the wafer manufactured by this invention is not restricted to a semiconductor silicon wafer, A compound semiconductor wafer may be sufficient.
11…左静圧パッド、 21…右静圧パッド、 12…左砥石、 22…右砥石、
13…ランド、 14…ポケット、 h…静圧パッドとウェーハの間隙、
W…ウェーハ、 C0…ウェーハ面の中央部の凹凸量、
E0…ウェーハ面の最外周リング部の凹凸量。
11 ... Left static pressure pad, 21 ... Right static pressure pad, 12 ... Left grindstone, 22 ... Right grindstone,
13 ... Land, 14 ... Pocket, h ... Gap between static pressure pad and wafer,
W: Wafer, C 0 ... Unevenness at the center of the wafer surface,
E 0 ... The amount of irregularities in the outermost ring portion on the wafer surface.
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