JP7672016B2 - 大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化加工方法及び装置 - Google Patents
大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化加工方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7672016B2 JP7672016B2 JP2024016903A JP2024016903A JP7672016B2 JP 7672016 B2 JP7672016 B2 JP 7672016B2 JP 2024016903 A JP2024016903 A JP 2024016903A JP 2024016903 A JP2024016903 A JP 2024016903A JP 7672016 B2 JP7672016 B2 JP 7672016B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor wafer
- electrolyte
- wafer
- grinding
- thinning
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P52/00—Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/11—Lapping tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/27—Work carriers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/34—Accessories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
- B24B53/017—Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
- B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
- B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
- B24B7/228—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/70—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping
- H10P72/78—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof for supporting or gripping using vacuum or suction, e.g. Bernoulli chucks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
前記研削基盤が陰極導電性スリップリングに接続され、前記ウェハ固定装置に陽極導電性スリップリングが取り付けられ、薄化する時に、前記陽極導電性スリップリングが薄化される前記半導体ウェハに接し、
前記陰極導電性スリップリングの外輪が給電装置の負極に接続され、前記陽極導電性スリップリングの外輪が前記給電装置の正極に接続され、薄化過程において、前記研削基盤と薄化される前記半導体ウェハとがいずれも電解液に接触するように構成される。
前記半導体ウェハを洗浄して乾燥させるステップS1と、
前記半導体ウェハの厚さHを測定し、薄化する目標厚さhに基づいて薄化加工除去量H-hを決定するステップS2と、
前記半導体ウェハを前記ウェハ固定装置に固定するステップS3と、
前記ウェハ固定装置を前記研削ツールシステムの下方に移動して、前記砥石の底部が前記半導体ウェハの表面に接触するまで前記研削ツールシステムを下向きに移動させるステップS4と、
前記給電装置により電気化学的な改質パラメータを設定するステップS5と、
薄化加工の除去量及び送り量を設定し、前記研削ツールシステム及び前記ウェハ固定装置の駆動モータを起動するステップS6と、
前記給電装置を起動して、電圧/電流を印加するステップS7と、
薄化加工を行い、前記半導体ウェハが電界の作用によって電解液と陽極酸化反応して、 半導体ウェハの表面に硬度が前記半導体ウェハの基材よりも低い酸化物を生成するとともに、前記砥石と前記半導体ウェハとの相対移動によりウェハが目標厚さhに薄化されるまで除去するステップS8と、を含む。
本発明は薄化時に半導体ウェハを陽極酸化改質により、硬度の極めて高い半導体ウェハを効率的に改質・軟化させることができるとともに、砥石によりウェハ表面基材、酸化改質層及び中間生成物を含むウェハ表面を除去する。陽極酸化と機械研削とが同時に行われるため、ウェハの効率的な薄化が実現され、薄化後の表面粗さ及び損傷層が大幅に低減されるという利点を有する。
電気化学的な改質によってウェハの表面硬度を低減させ、砥石の研削力を効果的に低減させ、砥石の摩耗を低減することができ、それにより加工コストを削減する。
加工過程において、外部電界の作用によってウェハ内部の電子と正孔が分離し、正孔がウェハの表面及び電解液の界面へ移動し、正孔が強酸化性を有し、電解液中の水分子と反応して、陽極酸化改質を実現する。強酸、強アルカリ及び強力酸化剤を添加する必要がなく、ウェハのグリーン製造を実現できる。
本加工装置における加工パラメータは研削送り量、研削ツールの回転速度、ウェハの回転速度、ドレッシング装置の回転速度、電解液の種類及び濃度であり、また、ウェハと対極との電位差及び電流密度がいずれも実際の加工状況に応じて調整され、それにより最適な加工効果を実現する。
2 研削基盤
3 砥石
4 電解液タンク
5 電解液
6 陰極導電性スリップリング
7 半導体ウェハ
8 真空吸着固定板
9 ウェハ固定装置
10 陽極導電性スリップリング
11 砥石用ドレッサー
12 恒温水槽
13 電解液フィルタ
14 蠕動ポンプ
15 電気化学ワークステーション
16 ダイヤモンド砥粒
17 酸化層
18 浅い損傷層
19 深い損傷層
20 第1サーボモータ
21 電動昇降板
22 底板
Claims (8)
- 研削ツールシステム(1)を備え、前記研削ツールシステム(1)が昇降装置に取り付けられ、前記研削ツールシステム(1)の下方にウェハ固定装置(9)が設けられ、前記研削ツールシステム(1)は研削基盤(2)及び砥石(3)を含み、前記砥石(3)が前記研削基盤(2)の下端に固定され、
前記研削基盤(2)が陰極導電性スリップリング(6)に接続され、前記ウェハ固定装置(9)に陽極導電性スリップリング(10)が取り付けられ、薄化時に、前記陽極導電性スリップリング(10)が薄化される半導体ウェハ(7)に接し、
前記陰極導電性スリップリング(6)の外輪が給電装置の負極に接続され、前記陽極導電性スリップリング(10)の外輪が前記給電装置の正極に接続され、薄化過程において、前記研削基盤(2)と薄化される半導体ウェハ(7)とがいずれも電解液(5)に接触し、
前記ウェハ固定装置(9)が前記電解液(5)を貯留するための電解液タンク(4)内に取り付けられ、
前記研削ツールシステム(1)の下方に前記砥石(3)をドレッシングするためのドレッシング装置が設けられ、前記ドレッシング装置が前記電解液タンク(4)内に設けられ、前記電解液タンク(4)の下端にスライドブロックが固定され、前記スライドブロックが底板(22)に取り付けられたスライドレールにスライド可能に接続されることを特徴とする大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化装置。 - 前記半導体ウェハ(7)が真空吸着の方式又は接着の方式で前記ウェハ固定装置(9)に固定されることを特徴とする請求項1に記載の大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化装置。
- 前記ウェハ固定装置(9)の上部に切り欠きが設けられ、前記切り欠き内に真空吸着固定板(8)が設けられ、前記切り欠きの底部に貫通孔が開設され、前記貫通孔がチューブ及びスイベルジョイントにより真空ポンプに接続され、前記真空吸着固定板(8)が薄化される前記半導体ウェハ(7)をセットするためのものであることを特徴とする請求項2に記載の大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化装置。
- 前記給電装置は電気化学ワークステーション(15)であり、前記電気化学ワークステーション(15)は対極が前記陰極導電性スリップリング(6)の外輪に接続され、作用電極が前記陽極導電性スリップリング(10)の外輪に接続されることを特徴とする請求項1に記載の大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化装置。
- 前記電解液タンク(4)の出口が配管により蠕動ポンプ(14)の入力端に接続され、前記蠕動ポンプ(14)の出力端が配管により電解液フィルタ(13)の入力端に接続され、前記電解液フィルタ(13)の出力端が配管により前記電解液タンク(4)の入口に連通されることを特徴とする請求項1に記載の大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化装置。
- 前記電解液フィルタ(13)の出力端と前記電解液タンク(4)の入口との間の配管に恒温水槽(12)が設けられることを特徴とする請求項5に記載の大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化装置。
- 請求項1に記載の大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化装置による大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化加工方法であって、
前記半導体ウェハ(7)を洗浄して乾燥させるステップS1と、
前記半導体ウェハ(7)の厚さHを測定し、薄化する目標厚さhに基づいて薄化加工除去量H-hを決定するステップS2と、
前記半導体ウェハ(7)を前記ウェハ固定装置(9)に固定するステップS3と、
前記ウェハ固定装置(9)を前記研削ツールシステム(1)の下方に移動させて、前記砥石(3)の底部が前記半導体ウェハ(7)の表面に密着するまで前記研削ツールシステム(1)を下向きに移動させるステップS4と、
前記給電装置により電気化学的な陽極酸化改質パラメータを設定するステップS5と、
薄化加工の除去量及び送り量を設定し、前記研削ツールシステム(1)及び前記ウェハ固定装置(9)の駆動モータを起動するステップS6と、
前記給電装置を起動して、電圧/電流を印加するステップS7と、
薄化加工を行い、前記半導体ウェハ(7)を電界の作用によって電解液と陽極酸化反応させて、前記半導体ウェハの表面に前記半導体ウェハの基材よりも硬度が低い酸化物を生成するとともに、前記砥石(3)と前記半導体ウェハ(7)との相対移動により前記半導体ウェハを目標厚さhに薄化するまで除去するステップS8と、を含むことを特徴とする大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化加工方法。 - 前記ステップS5の前に、蠕動ポンプ(14)を起動し、且つ電解液フィルタ装置(13)を作動し、さらに前記電解液の温度を制御する必要がある場合は、恒温水槽(12)を作動してその温度を設定することを特徴とする請求項7に記載の大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化加工方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310093638.3A CN116214277A (zh) | 2023-02-07 | 2023-02-07 | 一种大口径半导体晶圆电化学机械减薄加工方法及设备 |
| CN202310093638.3 | 2023-02-07 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024112311A JP2024112311A (ja) | 2024-08-20 |
| JP7672016B2 true JP7672016B2 (ja) | 2025-05-07 |
Family
ID=86574383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024016903A Active JP7672016B2 (ja) | 2023-02-07 | 2024-02-07 | 大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化加工方法及び装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240266178A1 (ja) |
| JP (1) | JP7672016B2 (ja) |
| CN (1) | CN116214277A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116516459B (zh) * | 2023-06-07 | 2025-07-29 | 重庆臻宝科技股份有限公司 | 一种水浴升温加快SiC电化学机械抛光速率的装置及方法 |
| CN117817443A (zh) * | 2023-12-25 | 2024-04-05 | 北京中电科电子装备有限公司 | 晶圆加工方法及减薄机 |
| CN118106825B (zh) * | 2024-04-30 | 2024-07-12 | 北京特思迪半导体设备有限公司 | 晶圆损伤层去除方法及设备 |
| CN119369251A (zh) * | 2024-12-05 | 2025-01-28 | 湖南工商大学 | 一种基于阳极溶解原理的软金属金相样品磨抛平台 |
| CN120816066B (zh) * | 2025-07-25 | 2026-01-27 | 湖南理工学院 | 一种用于磨削薄壁齿轮的成型磨削装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004237381A (ja) | 2003-02-05 | 2004-08-26 | Sony Corp | 電解研磨パッド |
| JP2008221344A (ja) | 2007-03-08 | 2008-09-25 | Ebara Corp | コンディショニング方法及びコンディショニング液 |
| JP2022512421A (ja) | 2018-12-14 | 2022-02-03 | 大連理工大学 | 半導体ウェーハの光電気化学機械研磨加工装置及び加工方法 |
| JP2022180855A (ja) | 2021-05-25 | 2022-12-07 | 株式会社デンソー | SiC基板の表面加工方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62136032A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-06-19 | Rohm Co Ltd | 半導体ウエハ−の裏面加工方法 |
| EP1478708A1 (en) * | 2002-02-26 | 2004-11-24 | Applied Materials, Inc. | Method and composition for polishing a substrate |
| US6893328B2 (en) * | 2003-04-23 | 2005-05-17 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Conductive polishing pad with anode and cathode |
| WO2005083159A2 (en) * | 2004-02-23 | 2005-09-09 | E.I. Dupont De Nemours & Company | Apparatus adapted for membrane mediated electropolishing |
| US20090078583A1 (en) * | 2007-01-22 | 2009-03-26 | Itsuki Kobata | Electrochemical mechanical polishing method and electrochemical mechanical polishing apparatus |
| US20100130107A1 (en) * | 2008-11-24 | 2010-05-27 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for linear pad conditioning |
| WO2011133386A2 (en) * | 2010-04-20 | 2011-10-27 | Applied Materials, Inc. | Closed-loop control for improved polishing pad profiles |
| CN109465739B (zh) * | 2018-12-14 | 2021-07-13 | 大连理工大学 | 一种半导体晶片光电化学机械抛光加工装置 |
| CN110004484B (zh) * | 2019-04-19 | 2021-02-12 | 西安理工大学 | 一种SiC单晶等离子体电化学抛光装置及其抛光方法 |
| CN218372614U (zh) * | 2022-08-10 | 2023-01-24 | 国标(北京)检验认证有限公司 | 一种电解液循环恒温的电解剥层装置 |
-
2023
- 2023-02-07 CN CN202310093638.3A patent/CN116214277A/zh active Pending
-
2024
- 2024-02-06 US US18/434,762 patent/US20240266178A1/en active Pending
- 2024-02-07 JP JP2024016903A patent/JP7672016B2/ja active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004237381A (ja) | 2003-02-05 | 2004-08-26 | Sony Corp | 電解研磨パッド |
| JP2008221344A (ja) | 2007-03-08 | 2008-09-25 | Ebara Corp | コンディショニング方法及びコンディショニング液 |
| JP2022512421A (ja) | 2018-12-14 | 2022-02-03 | 大連理工大学 | 半導体ウェーハの光電気化学機械研磨加工装置及び加工方法 |
| JP2022180855A (ja) | 2021-05-25 | 2022-12-07 | 株式会社デンソー | SiC基板の表面加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2024112311A (ja) | 2024-08-20 |
| US20240266178A1 (en) | 2024-08-08 |
| CN116214277A (zh) | 2023-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7672016B2 (ja) | 大口径半導体ウェハの電気化学的機械的薄化加工方法及び装置 | |
| JP7628677B2 (ja) | 陽極酸化を援用した研磨方法 | |
| JP7281226B2 (ja) | 半導体ウェーハの光電気化学機械研磨加工装置及び加工方法 | |
| TWI462797B (zh) | Electric field assisted chemical mechanical polishing system and its method | |
| Liu et al. | ELID grinding of silicon wafers: a literature review | |
| JP2009117782A (ja) | 平坦化方法及び平坦化装置 | |
| CN109623581A (zh) | 一种硬质材料的表面抛光方法 | |
| CN119304773A (zh) | 一种基于固结磨料的第三代半导体晶圆的电化学机械抛光的方法及装置 | |
| CN109693039A (zh) | 一种硅片表面激光抛光的方法 | |
| WO2015163256A1 (ja) | 炭化ケイ素基板の研磨方法 | |
| CN117584024A (zh) | 超声振动及电化学辅助的液膜剪切高效抛光装置和方法 | |
| CN110587387A (zh) | 一种超声电化学机械抛光蓝宝石衬底材料的装置 | |
| US6576552B2 (en) | Method for polishing semiconductor device | |
| CN110004484B (zh) | 一种SiC单晶等离子体电化学抛光装置及其抛光方法 | |
| JP4644954B2 (ja) | 研磨装置 | |
| CN115394631B (zh) | 用于SiC衬底的表面处理方法 | |
| CN116442014A (zh) | 一种电解液固定型电化学机械抛光方法、装置与设备 | |
| JP2014203990A (ja) | ワイドギャップ半導体の研磨方法および研磨装置 | |
| JP6301157B2 (ja) | 加工方法および加工装置並びに該加工方法又は該加工装置により加工された加工物 | |
| CN117961656A (zh) | 一种基于磨粒放电诱导去除半导体晶圆表面的抛光方法 | |
| JP2003007661A (ja) | 平面加工装置及び平面加工方法 | |
| CN210817819U (zh) | 一种晶圆减薄装置 | |
| JP2007158190A (ja) | 吸着装置、研磨装置、半導体デバイス製造方法およびこの方法により製造される半導体デバイス | |
| CN110625205B (zh) | 一种晶圆减薄工艺 | |
| CN210878099U (zh) | 基于激光辅助水合加工抛光装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240207 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20241226 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250107 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250122 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250401 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250403 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7672016 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |