JP3923107B2

JP3923107B2 - Silicon wafer manufacturing method and apparatus

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Publication number: JP3923107B2
Application number: JP08978496A
Authority: JP
Inventors: 恵一田中; 修加賀谷; 徹畠中
Original assignee: Sumco Corp
Current assignee: Sumco Corp
Priority date: 1995-07-03
Filing date: 1996-04-11
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2016-04-11
Also published as: KR970008384A; DE19626396A1; KR100457718B1; DE19626396B4; TW303488B; JPH09248740A; CN1145531A; CN1096108C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高集積デバイスを製造する大口径のシリコンウェーハの製造方法および製造装置に関し、特に、シリコンウェーハの表裏両面を同時研削するシリコンウェーハの製造技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウェーハの製造方法において、円柱状のシリコン単結晶棒をステンレス鋼製内周刃によりスライスして得られたシリコンウェーハは、ラップ盤により遊離砥粒にて両面をラッピングすることにより、スライス工程で生じた凹凸とダメージが除去されて、平行度が向上する。そして、このシリコンウェーハは、ラップ加工で形成されたダメージ層（加工変質層）をエッチングで除去され、さらにケモメカニカルポリッシングで鏡面加工される。
【０００３】
ところが、ラップ加工により発生した表面のダメージ層を除去するために、エッチングでのエッチオフ量（取り代）が例えば２０μｍ程度と大きく、このため３０μｍ以上の取り代を必要となる。その結果、エッチング面の凹凸（平坦度）も例えば１μｍ程度と大きくなっていた。さらに、エッチング後の研磨量も例えば１０μｍ以上となり、平坦度を悪化させる（例えば図１３に示すように、ＴＴＶ（total thickness variation）で２．８１μｍ程度）。
【０００４】
近年、シリコンウェーハの直径としては１５０ｍｍや２００ｍｍが普及し、さらに３００ｍｍも開発されつつあり、また、デバイスの高集積化が進行し、例えば２００１年に実用化される１ＧビットＤＲＡＭでは、線幅ルールおよび焦点深度がそれぞれ０．１８μｍ，０．７μｍとなる。このため要求される平坦度としては、ＳＦＱＤ（Site，Frontsurface-reference，site least squares，deviation）で２６×３２ｍｍの面積で０．１２μｍの平坦度を達成しなければならない（「THE NATIONAL TECHNOLOGY ROADMAP FOR SEMICONDUCUTORS」，１９９４年，SEMICONDUCTOR INDUSTRY ASSOCIATION出版の第１１３頁等参照）。また、ウェーハ直径が大きくなれば、わずかの曲率でもそり量が大きくなって、そりの問題は深刻になる。すなわち、そりはシリコンウェーハの製造段階ばかりでなく、デバイス加工における成膜、ドライエッチ、熱処理で生じている。そして、そりの小さいシリコンウェーハであれば、各段階でのそりが特定できる。すなわち、例えば外径３００ｍｍのシリコンウェーハを平盤上にを置いてそりを測定しようとしても、シリコンウェーハは自重で変形し見掛けのそりは半分以下になるため、そりの少ないシリコンウェーハの製造方法で管理する方法しかない。
【０００５】
平坦度をより高めるために、スライス加工後のウェーハ面を、ラップ加工に代えてダメージが３μｍ以下の研削加工を行うことが考えられる。なお、スライス後の厚さは直径１５０ｍｍウェーハで７００μｍ、同２００ｍｍウェーハで８００μｍ、同３００ｍｍウェーハでも９００μｍと薄い。
ところで、従来より使用されている研削盤は、円環状の研削刃を有し、図１４に示すように、真空吸着盤３１に載置・固定したシリコンウェーハ３２を片面（図では上面）ずつ研削するように構成していた。
【０００６】
すなわち、図１４（ａ）に示すように、真空吸着盤３１にシリコンウェーハ３２を置き、このシリコンウェーハ３２の片面を研削する際に、図１４（ｂ）に示すように、真空吸着盤３１によりシリコンウェーハ３２の下面を真空吸着すると、シリコンウェーハ３２は上記のように極めて薄いので、真空吸着盤３１に吸い寄せられて、前記下面は平坦面になる。なお、一点鎖線３３は研削面を示している。このため、図１４（ｃ）に示すように、研削後に真空吸着盤３１の真空吸着を解放すれば、シリコンウェーハ３２のチャック面（下面）は元の形状になり、反対の研削面は凸状になる。すなわち、真空吸着したスライス面が反対面に転写されるのである。さらに、研削面を真空吸着して反対側の面を研削すると、この凹部が真空吸着を解放後に凸部となるように転写され、スライス形状がシリコンウェーハの表裏面に残ることとなる。このため、研削後に軽いラップ加工が必要とされ（本出願人に出願に係わる特開平６−１０４２２９号公報参照）、研削によるダメージ層の低減効果を充分には亨受することはできない。
【０００７】
このため、本出願人の出願に係わる特開昭６２−９６４００公報では、剛性の大きなインゴットの端面に研削加工を行った後に、スライス加工でシリコンウェーハをスライスし、この研削面を真空吸着してスライス加工面を研削する方法が開示され、この方法により平行度がよくかつそりの少ないシリコンウェーハが製造されている。
【０００８】
また、外径２００ｍｍの大口径インゴットを内周刃によりスライス加工するには、内周刃の刃厚が０．３８μｍにもなり、また、外径３００ｍｍの大口径インゴットをスライスするための大口径ステンレス鋼板がないので、内周刃スライス加工を行えない。このため、ワイヤーソーが実用化されてきた。ワイヤーソーは線直径が０．１８μｍであり、カーフロス（切断加工代）が小さくなり、歩留まりが向上する。しかしながら、ワイヤーソーによる切断面はワイヤーのぶれに起因して、内周刃スライス加工面と比較して凹凸が大きく、また切断中にワイヤーの送りを逆にするために段差がつく。また、切断中にワイヤーが摩耗し線径が小さくなるため、図１５に示すように、シリコンウェーハ３４の切り終わり部分ほど厚くなって、シリコンウェーハ３４の両面３４ａ，３４ｂにテーパーがつく。このため、ワイヤーソー面を真空吸着して研削加工を行うと軸方向の結晶面が指定角度から０．０２゜〜０．０５゜程度のずれが生じる。
【０００９】
さらに、１Ｇビット以上の高集積デバイスを製造するためには、シリコンウェーハの裏面を研磨し、裏面基準の平坦度を高め、またこれによりパーティクルの発生を１／１０以下となるとされている。このため、上記特開平６−１０４２２９号公報に開示されている、裏面のハーフポリッシュまたは両面同時研磨が行われる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の片面ずつの研削では、以下の不具合が考えられる。すなわち、シリコンウェーハの両面にスライス面が転写されて残り、ラップ加工と置き換えられない。また、その後のエッチングおよびケモメカニカル研磨加工代が大きくなり、目的の平坦度を得ることは困難である。また、両面の加工度を同一にすることも困難で、そりが生じやすい。
【００１１】
【発明の目的】
そこで、この発明は、特に１Ｇビット以上の高集積デバイスを製造する際に要求される高平坦度のシリコンウェーハを作製することができる、ラップ加工に代わる両面研削方法および装置を提供することを、その目的としている。また、エッチングでの取り代を減らし、研磨量をも低減することができる両面研削方法および装置を提供することを、その目的としている。さらに、この発明は、シリコンウェーハの割れを防いだ両面研削方法および装置を提供することを、その目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のシリコンウェーハの製造方法は、
３００ｍｍ大口径シリコン単結晶棒をスライスしてシリコンウェーハを作製するスライス工程と、スライス後の面取り工程と、このシリコンウェーハの表裏面を同時に研削する両面同時研削工程とを備えた３００ｍｍ大口径シリコンウェーハの製造方法であって、
前記面取り工程後に直ちに前記両面同時研削工程が行われ、
前記両面同時研削工程は、研削の基準面が砥石側の研削面の活性な実効作用面である仮想面で構成されている研削であり、
前記両面同時研削工程では、両面研削装置の鋳鉄製とされる上側砥石と下側砥石との間にシリコンウェーハを挟み、このシリコンウェーハが遊星軌道を描くようにしてシリコンウェーハの表裏面を同時に研削するとき、前記上・下側砥石の水平面内の回転による遠心力により、このシリコンウェーハの表裏面の全域に純水とされる研削液を供給し、
前記両面同時研削工程では、シリコンウェーハの表裏面の温度を一定に制御し、前記下側砥石と前記上側砥石とを逆方向に回転させ、かつ、前記下側砥石の回転速度を６０〜７７ｒｐｍとし、前記上側砥石の回転速度を３８〜５１ｒｐｍとして、前記下側砥石の回転速度を前記上側砥石の回転速度よりも大きくし、
３枚のシリコンウェーハを同時に両面研削する際に、荷重を１２０＋３０ｋｇｆ〜２１０＋３０ｋｇｆの範囲にし、
前記両面同時研削工程後に、シリコンウェーハにエッチングを施して研削ダメージを除去し、さらに、このシリコンウェーハの両面を研磨する。
【００１３】
本発明のシリコンウェーハの製造装置は、鋳鉄製とされる板状の上側砥石および下側砥石の間に３００ｍｍ大口径シリコンウェーハを挟んでシリコンウェーハの表裏面を同時に研削する両面研削手段と、この両面研削時のシリコンウェーハの表裏面の温度を一定に制御する温度制御手段とを備え、
前記温度制御手段は、両面研削手段で研削中のシリコンウェーハの表裏面の全域に純水とされる研削液を供給することにより、その温度を制御するものとされ、
前記温度制御手段は、前記上側砥石および前記下側砥石の各内周面により画成されたウォータパンと、前記上側砥石および前記下側砥石にそれぞれ形成された、それぞれの研削面から研削液を流出させるための研削液通路と、前記ウォータパンおよび前記研削液通路に研削液を供給するための研削液供給手段とから構成され、
前記上下側砥石の研削面の活性な実効作用面である仮想面により研削の基準面が構成され、
前記上側砥石の上面の内周側にはリング状の環状溝が形成され、前記上側砥石の上面には、それぞれの一端が前記環状溝に連通しかつ上側砥石の外径方向のほぼ中間部まで放射状に延びる複数本の放射溝が形成され、この放射溝の他端には、上側砥石を上下に貫通する貫通孔がそれぞれ連通しているとともに、前記下側砥石の下面には、その内壁から放射状に延びる複数の放射溝が形成され、各放射溝は前記下側砥石の内周端から径方向のほぼ中間部まで延びており、
各放射溝の一端には、前記下側砥石を上下に貫通する複数の貫通孔がそれぞれ連通しており、
前記上・下側砥石の水平面内の回転による遠心力により、供給された研削液は前記放射溝および前記貫通孔をとおって前記シリコンウェーハの上・下面のほぼ中央部に供給され、
前記両面研削手段は、互いに平行状態で水平に配置され、相対向する表面が研削面になっており、かつ前記研削面において前記シリコンウェーハの表裏面をそれぞれ研削する上側砥石および下側砥石と、前記上側砥石および前記シリコンウェーハを水平面内で互いに相対運動させるとともに、前記下側砥石および前記シリコンウェーハを水平面内で互いに相対運動させるための相対運動手段と、前記上側砥石を、前記下側砥石に載置されたシリコンウェーハに押圧するための押圧手段と、から構成され、
前記シリコンウェーハは、外周歯を備えたキャリアーに保持され、一方、前記上側砥石および前記下側砥石はそれぞれの中央部に開口部を備えており、前記相対運動手段は、前記キャリアーの前記外周歯に噛み合うように前記開口部に設けられた太陽歯車と、前記キャリアーの前記外周歯に噛み合うように前記上側砥石および前記下側砥石の外方に設けられて、前記キャリアーを前記太陽歯車の回りで公転および自転させるためのリング状内周歯車と、前記太陽歯車および前記リング状内周歯車を回転させるための駆動機構と、から構成され、
前記キャリアーの前記太陽歯車側の端部の上下面を挟んで支持するための上下一対のスペーサーを備え、
前記下側砥石と前記上側砥石とが逆方向に回転され、かつ、前記下側砥石の回転速度が６０〜７７ｒｐｍとされ、前記上側砥石の回転速度を３８〜５１ｒｐｍとされ、前記下側砥石の回転速度が前記上側砥石の回転速度よりも大きくされ、
３枚のシリコンウェーハを同時に両面研削する際に、荷重が１２０＋３０ｋｇｆ〜２１０＋３０ｋｇｆの範囲とされていることにより上記課題を解決した。
【００１７】
以下、本発明の作用について説明する。
ラッピングを行わないので、ラップ加工後のシリコンウェーハと比較して、高平坦度なシリコンウェーハが得られる。その結果、このシリコンウェーハはラップドウェーハと比較してそのエッチングオフ量が減る。また、この場合のエッチング面の凹凸もラップを行う場合と比較して小さくすることもできる。さらに、後工程の研磨では少ない研磨量で済む。
【００１８】
さらに、この発明を、片面ずつの研削による場合と比較すると、そのウェーハ表面にスライス面に転写した凹凸が残らない。よって、研削後のウェーハをラップ加工せずにエッチングを施すことが可能なる。また、ラップ加工によるダメージ量の１／１０程度しかダメージが残らず、エッチングオフ量が少なくなり、エッチングによる平坦度の低下が顕著に防止される。
【００１９】
両面同時研削の特徴として、弾性体であるシリコンウェーハを加工するための基準面を材料（シリコンウェーハ）側に置く必要がないことである。研削の基準面は、装置側の研削面（定盤面）の活性な仮想面（実効作用面）で構成されているといえる。しかし材料の剛性により左右される。シリコンウェーハの表面形状をサインカーブで表面したモデルを用いて、各仕上がりを検討してみる。
図８（ａ）に示すように、スライスされたシリコンウェーハ３０の表面は、それぞれ凹凸が存在し、この凹凸は図８（ｂ）および図８（ｃ）に示すように、「厚み成分」と「うねり成分」から成っている。なお、うねり成分はウェーハ表裏面の中間線とした。
図８（ｂ）のシリコンウェーハ３０を、片面から加工して厚みを均一にすると（図８（ｄ−１）参照）、図８（ｄ−２）に示すように、非加工側の凹凸面に倣った表面ができる（これを裏面転写という）。
また、シリコンウェーハの両面を加圧して両面から同時加工すると（図８（ｅ−１）参照）、厚い部分の両面から加工されて（図８（ｅ−２）参照）、厚み成分の凹凸が除かれるが、その反面、シリコンウェーハは弾性体なので、加工後に加工圧を開放すると、図８（ｅ−３）に示すように、うねり成分が残ってしまう恐れがある。
【００２０】
以上のように、この発明に係るシリコンウェーハの製造方法によれば、両面研削により高平行度・高平坦度のシリコンウェーハを作製することができる。また、その際、上・下側砥石の温度上昇を防止し、シリコンウェーハの全域においてその研削量を均一にして、シリコンウェーハの全面を平坦に形成してそりをなくすることができる。そして、両面研削後に、エッチングを施して研削ダメージを除去し、片面を鏡面研磨することにより、片面研磨ウェーハを作製することができる。また、両面研削後のウェーハの表裏両面に両面同時研磨を施すことにより、両面研磨されたシリコンウェーハを作製することができる。
さらに、両面研削後のシリコンウェーハはダメージ層が少ないため、加工速度が遅いケモメカニカル研磨でもダメージ層の除去が可能になり、裏面のハーフポリッシュ、または表裏両面に同時研磨を施すことにより、研削ダメージが除去されかつ両面研磨されたシリコンウェーハを経済的に作製することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態例について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例に係わる両面研削装置の全体構成図であり、上側砥石が上昇位置に退避している状態を示しており、図２は本発明の一実施例に係わる両面研削装置の全体構成図であり、上側砥石が下降して研削状態を示しており、図３はこの発明の一実施例に係る両面研削装置の主要部を示す斜視図、図４はこの発明の一実施例に係る両面研削装置の主要部を示す平面図、図５はこの発明の一実施例に係る両面研削装置の主要部を示す縦断面図である。
【００２２】
この両面研削装置は、キャリアー（キャリアーギア）１４に保持されたシリコンウェーハ１の表裏面を、円板状の上側砥石（上定盤）１３および下側砥石（下定盤）１２により同時にそれぞれ研削するものである。上側砥石１３は上下移動および軸線回りに回転駆動され、一方、下側砥石１２もその軸線回りに回転駆動される。
【００２３】
装置本体３には、鉛直方向に延びる下テーブル駆動軸５がベアリング１６を介して回転自在に支持されている。この下テーブル駆動軸５の小径の下端部５ａは、図示しないプーリーが同軸に一体的に装着されるプーリ装着部になっている。前記プーリーに図示しない駆動モーターの回転をベルト（不図示）を介して伝動することにより、下テーブル駆動軸５をその軸線回りに回転させることができる。前記下テーブル駆動軸５には、上端に太陽歯車１２Ａを有する太陽歯車駆動軸４が回転自在に支持されている。太陽歯車駆動軸４は鉛直方向に延びており、その下端部は、図示しないプーリーが同軸に一体的に装着されるプーリ装着部になっており、このプーリーに図示しない駆動モーターの回転をベルト（不図示）を介して伝動することにより、太陽歯車駆動軸４をその軸線回りに回転させることができる。
【００２４】
また、装置本体３には、後述するリング状内周歯車（インターナル歯車）１７を回転させるための歯車２６を有する駆動軸２５が回転自在に支持されている。この駆動軸２５も図示しない駆動モーターにより、その軸線回りに回転させられる。なお、この駆動モーターや、太陽歯車駆動軸４を回転させるための駆動モーター等により駆動機構が構成されている。前記下テーブル駆動軸５上には、円盤状のスペーサ部材２４を介して円盤状のマウント（下テーブル）１１が固定され、このマウント１１上には後述する円盤状の下側砥石１２が水平状態で固定されている。
【００２５】
一方、符号２は上テーブルを示し、この上テーブル２は前記装置本体３に固定された駆動手段（例えばシリンダー）９のロッド９ａに水平状態で支持されている。この上テーブル２の下面には、連結部材７および上砥石スペーサ部材６を介して円板状の上側砥石１３が水平状態で取り付けられている。上側砥石１３と一体となった円盤状の前記上砥石スペーサ部材６は、上テーブル２に対して回転自在に支持され、また、上砥石スペーサ部材６の外周には外周歯６ａが形成されている。前記シリンダー９のロッド９ａを引き込めると、上側砥石１３を上昇させることができ（図１の状態）、一方、ロッド９ａを突出させると、上側砥石１３を下降させて、下側砥石１２とでシリコンウェーハ１を加圧することができる（図２の状態）。このように、上側砥石１３は押圧手段（本例ではシリンダー９による昇降手段）により上下移動自在に設けられている。なお、シリンダー９による昇降手段の代わりに、例えばラック・ピニオン等からなるスライダー機構を採用してもよい。
【００２６】
上テーブル２には、駆動モーター８が固定されており、この駆動モーター８の回転軸（出力軸）８ａには歯車１０が同軸に一体的に固定されている。この歯車１０は前記上砥石スペーサ部材６の外周歯６ａに噛み合っている。これにより、駆動モーター８の回転を上砥石スペーサ部材６を介して上側砥石１３に伝動して、上側砥石１３をその軸線回りに回転させることができる。
【００２７】
そして、上記太陽歯車１２Ａとリング状内周歯車１７との間には、複数枚（本例では３枚）の円板状のキャリアー１４は、その外周に形成された外周歯をこの太陽歯車１２Ａ、およびリング状内周歯車１７の内周歯にそれぞれ噛合させて配設されている。すなわち、上記キャリアー１４は、それぞれ太陽歯車１２Ａおよびリング状内周歯車１７に対しての遊星歯車としての動作をさせられることになる。各キャリアー１４には、それぞれ１枚のシリコンウェーハ１を収容する収容孔１５が設けられている。これらのシリコンウェーハ１はそれぞれ上記キャリアー１４の収容孔１５に装填され、それぞれの下表面は下側砥石１２上に摺接自在となるように設けられている。なお、キャリアー１４の厚さはシリコンウェーハ１の厚さよりも小さくなっている。また、これらのシリコンウェーハ１の上面には、上側砥石１３が互いに摺接自在となる。この上側砥石１３はその中央部に開口部１３Ｂを有し、下側砥石１２も、前記開口部１３Ｂと同様な開口部１２Ｂを有し、上・下側砥石１３，１２は、外径および内径が略等しい、球状黒鉛鋳鉄製の薄肉円板体である。
【００２８】
上述のように、これらの上側砥石１３と下側砥石１２との間にシリコンウェーハ１が介装・保持されてその表裏両面が同時に研削される。すなわち、シリコンウェーハ１は、外周歯を有するキャリアー１４に保持されており、このキャリアー１４にはシリコンウェーハ１を挿入可能な収容孔（円孔）１５が形成されている。また、キャリアー１４の外周歯は、太陽歯車１２Ａに噛み合うと同時に、リング状内周歯車１７の内周歯にも噛み合っている。リング状内周歯車１７は下側砥石１２のそれよりも外径が大きく、下側砥石１２を取り囲むように配設されている。なお、本例では、一枚のシリコンウェーハ１を保持するキャリアー１４が３つ備えられ、３枚のシリコンウェーハ１を同時に両面研削するものであるが、これに限定されない。また、上側砥石１３の研削面（下面）および下側砥石１２の研削面（上面）には、径方向および周方向に延びる放射溝および円周溝が複数本ずつ形成してある。
【００２９】
次に、前記両面研削装置の主要部の詳細構成について説明する。
図１乃至図５に示すように、符号１２は、被研削物としてのシリコンウェーハ１が載置される下側砥石である。この下側砥石１２はその中央部に円形の開口部（中心孔）１２Ｂが形成された円盤体で、前記マウント１１に載置固定されている。符号２１ａは、下テーブル駆動軸５上に載置されたスペーサ支持部材であり、このスペーサ支持部材２１ａは、前記太陽歯車駆動軸４に挿通されている。なお、このスペーサ支持部材２１ａは下テーブル駆動軸５とは一緒に回転しない。
【００３０】
符号１２Ｃは、前記スペーサ支持部材２１上に載置された下スペーサーを示しており、この下スペーサー１２Ｃ上には、各キャリアー１４の太陽歯車１２Ａ側の端部が載っている。また、この下スペーサー１２Ｃ上にはそれとほぼ同形状の上スペーサー１３Ａが載っており、この上スペーサー１３Ａの自重により、下スペーサー１２Ｃとで前記キャリアー１４の太陽歯車１２Ａ側の端部を挟んで支持する構成になっている。なお、各スペーサー１２Ｃ，１３Ａは、太陽歯車１２Ａに回転自在に嵌挿されている。上記構成により、上側砥石１３の開口部１３Ｂの上方から供給される後述する研削液（図２および図５の太線矢印参照）の圧力により、各キャリアー１４が折れ曲がることはない。なお、上スペーサー１３Ａの重量は、各キャリアー１４の後述する遊星軌道の運動に支障をきたさないような大きさになっている。
【００３１】
上側砥石１３は、上述したように上下動自在に設けられており、上記キャリアー１４に保持されたシリコンウェーハ１を所定荷重で下側砥石１２に押し付けることができる。また、この上側砥石１３の上方からその開口部１３Ｂに向って、図２中矢印で示したように研削液（例えば純水）を供給する、ノズル等の研削液供給手段（不図示）が設けられている。
前記上砥石スペーサ部材６、上側砥石１３、下側砥石１２、マウント１１およびスペーサー部材２４の各内周面と、下テーブル駆動軸５の上面、スペーサー支持部材２１ａおよび上下の各スペーサ１３Ａ，１２Ｃの外周面で囲まれた空間は所定容積のウォータパン（空間）Ｗになっている。
【００３２】
次に、上砥石スぺーサ部材６および上・下側砥石１３，１２の詳細構造について、研削液通路を主点として説明する。
先ず、図１に示すように、上砥石スぺーサ部材６には、上下方向に貫通する複数（図では２つしか図示されていない）の貫通孔１８が、前記上砥石スぺーサ部材１６の周方向に規則性を持って（本例では等間隔に）形成されている。
図１および図６に示すように、上側砥石１３の上面の内周側にはリング状の環状溝１９が形成されている。この環状溝１９の形成位置は、前記上砥石スペーサ６部材の貫通孔１８の位置と重なる位置になっている。また、上側砥石１３の上面には、それぞれの一端が前記環状溝１９に連通しかつ上側砥石１３の外径方向のほぼ中間部まで放射状に延びる複数本（本例では８本）の放射溝２０が形成されている。この放射溝２０の他端には、上側砥石１３を上下に貫通する貫通孔２１がそれぞれ連通している。
【００３３】
一方、図１および図７に示すように、下側砥石１２の下面には、その内壁から放射状に延びる複数の放射溝２３が形成されている。各放射溝２３は下側砥石１２の内周端から径方向のほぼ中間部まで延びており、各放射溝２３の一端には、下側砥石１２を上下に貫通する複数の貫通孔２２がそれぞれ連通している。
【００３４】
図２および図５において、太線矢印で示したものは、研削液の流れ状態を示すものである。すなわち、上側砥石１３の上方より前記ウォータパンＷに供給された研削液は、上・下側砥石１３，１２間のシリコンウェーハ１の外周端側からその上下面に供給され、上・下側砥石１３，１２の水平面内の回転による遠心力により、この供給された研削液は、上・下側砥石１３，１２の外周側へ供給される。これにより、シリコンウェーハ１の上下面の全域に研削液が供給される。
一方、上砥石スペーサ部材６の複数の貫通孔１８にも研削液が供給され、この供給された研削液は上側砥石１３の環状溝１９、放射溝２０および貫通孔２１をとおってシリコンウェーハ１の上面のほぼ中央部に供給される。さらに、前記ウォータパンＷに供給された研削液は、下側砥石１２の放射溝２３および貫通孔２２を通ってシリコンウェーハ１の下面のほぼ中央部にも供給される。これにより、シリコンウェーハ１の全域の温度を確実に制御できる。
【００３５】
そして、その両面研削装置を用いてシリコンウェーハの表裏両面を研削するには、スライス後のシリコンウェーハ１をキャリアー１４の収容孔１５に挿入し、上側砥石１３と下側砥石１２との間にシリコンウェーハ１を挟み込み、上側砥石１３および下側砥石１２をそれぞれ所定速度で水平面内で回転させる。このとき、上側砥石１３は所定荷量でシリコンウェーハ１を押圧しながら所定量（例えば１００μｍ）だけ降下させる。また、このとき、研削液を上側砥石１３の上から常時供給し、シリコンウェーハ１の温度を一定（例えば２５℃）に制御・管理する。この研削液はウォータパンＷから各研削面の溝（放射溝や円周溝）を通ってシリコンウェーハ１の中心部にまで常時供給される。よって、シリコンウェーハ１の中心部の温度も一定に管理することができる。上記説明から明らかなように、前記研削液供給手段（ノズル等）や前記研削液通路およびウォータパンＷにより、温度制御手段が構成されている。
【００３６】
詳細に説明すると、先ず、シリコンウェーハ１をそれぞれキャリアー１４の収容孔１５に装填し、これを下側砥石１２上に載置して、上部より上側砥石１２を各シリコンウェーハ１の上面に当接するように押圧する。次に、上記のように研削液をシリコンウェーハ１の上下表面に供給しながら、太陽歯車１２Ａおよびリング状内周歯車１７を図４中矢印方向にそれぞれ回転させると、各キャリアー１４は図４中矢印方向に自ら回転させられることになる。これにより、シリコンウェーハ１は下側砥石１２上を水平面内で遊星軌道を描きながら、それらの下表面は下側砥石１２の上面（研削面）で擦られて研削されるものである。さらに、上側砥石１３を下側砥石１２と逆方向に回転させることにより、シリコンウェーハ１の上表面はこの上側砥石１３の下面（研削面）で擦られて研削される。
上記説明から明らかなように、太陽歯車１２Ａ、太陽歯車駆動軸４、リング状内周歯車１７および駆動モーター８等により、相対運動手段が構成されている。また、この相対運動手段や上側砥石１３および下側砥石１２等により両面研削手段が構成されている。
【００３７】
図９の（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、従来技術に係わる製造工程および本発明の、工程を説明するためのフローチャートである。
従来、シリコンウェーハの製造においては、先ず、シリコンの単結晶インゴットをスライスし（ステップＳ１）、このスライスされたシリコンウェーハを面取りする（ステップＳ２）。このようにして得られた複数枚のシリコンウェーハを、厚みのばらつきの大小により分別する（バッチ構成、ステップＳ３）。このようなバッチ構成を行う理由は、厚さが揃っているほど、後述するラップ加工時間が短縮されるからである。この厚みに関して分別したシリコンウェーハを厚みの揃ったもの毎に同時にラッピングし（ステップＳ４）、ラップ後洗浄する（ステップＳ５）。この洗浄は、ラップ剤や、ラップ時に球状黒鉛鋳鉄製の上・下側砥石が摩耗されて生じた大量の鉄および鉄イオンをシリコンウェーハから除去するための強力な洗浄である。そして、シリコンウェーハをアルカリ界面活性剤による洗浄を行い（ステップＳ６）、さらに、前記面取により生じたダメージを部分エッチング（Chemical Corner Roundinng）により除去する。この後、洗浄を行った後、エッチングする。
【００３８】
これに対し、本発明では、図９（ｂ）に示すように、例えばワイヤーソーによるスライシング（ステップＳ１０）および面取り後（ステップＳ１１）、上記のようなバッチ構成を行わず、両面同時研削（ステップＳ１２）を行う。バッチ構成を行う必要がないのは、両面同時研削はシリコンウェーハの両面を同時に研削するので、両面の平行度を短時間で出すことができるからである。
ラップ剤を用いないので、上記のようなラップ直後の洗浄を行う必要はない。そして、洗浄後（ステップＳ１３）、ＣＣＲおよび洗浄を行い、さらに、シリコンウェーハの裏面をハーフポリッシュする方法あるいは両面同時ケモメカニカル研磨して研削ダメージ層を除去する。この両面同時ケモメカニカル研磨は、上述した両面同時研削装置の上側砥石および下側砥石に代えて、研摩布をそれぞれ有する上下一対の定盤により行う。従来のラップ加工およびエッチング工程を経ずに、裏面ハーフポリッシュまたは両面同時研磨を行うことにより、シリコンウェーハを高精度に加工できる。
なお、上記のエッチング工程を経ない製造方法に限らず、洗浄（ステップ１３）以降の工程を従来と同様な工程としてもよい。
【００３９】
図１０は上側砥石１３の降下速度（上側砥石の下降量／加工時間）とそのときの荷重との関係を示している。このときの下側砥石１２、上側砥石１３の回転速度は、それぞれ例えば７７ｒｐｍ，５１ｒｐｍとする。荷重が小（例えば１２０＋３０ｋｇｆ＝○）のときは、所定量の研削に時間がかかる。荷重が中（１６５＋３０ｋｇｆ＝△）、大（２１０＋３０ｋｇｆ＝□）の場合は研削時間は適切である。しかしながら、大の場合よりも加える荷重を大きくすると、この回転速度等の条件ではシリコンウェーハに割れが生じる。
【００４０】
図１１は同じくこの装置を使用して荷重を一定にして（１６５＋３０ｋｇｆ）、上側砥石１３と下側砥石１２の回転速度を変更して両面研削を行った結果を示している。下側砥石１２および上側砥石１３の回転速度について、○は下側砥石１２が４５ｒｐｍ、上側砥石１３が２８ｒｐｍの場合であり、●は同じく６０ｒｐｍ、３８ｒｐｍ、△は同じく７７ｒｐｍ、５１ｒｐｍ、▲は同じく８７ｒｐｍ、５７ｒｐｍの各場合である。研削に要する時間および割れの観点から、●および△が良好な結果を示している。
【００４１】
以上のように、この実施例に係る両面研削によれば、ラップ加工後のシリコンウェーハと比較して、高平坦度のシリコンウェーハが得られる。図１２に示すように、例えばＴＴＶを０．６６μｍにすることができる（静電容量型表面平坦度測定器＝ＡＤＥでの測定値）。その結果、ラップドウェーハと比較してそのエッチングオフ量が減って、例えば２μｍにすることができる。また、この場合のエッチング面の凹凸をラップ加工を行う場合と比較して小さくすることもできて、例えば０．１μｍにすることができる。さらに、後工程の研磨では２μｍ程度の少ない研磨量で済み、容易にＳＦＱＤを０．１μｍ程度に達成できる。
【００４２】
さらに、この発明を、片面ずつの研削による場合と比較すると、そのシリコンウェーハ表面にスライス面に転写した凹凸が残らない。よって、研削後のシリコンウェーハをラップ加工せずにエッチングを施すことが可能となる。また、ラップ加工によるダメージ量の１／１０しかダメージが残らず、エッチングオフ量が少なくなり、エッチングによる平坦度の低下が顕著に防止される。さらに、この実施例では、研削液により研削面の切り粉を除去することができるという効果がある。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したとおりに構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
本発明の製造方法は、ラップ加工を行う場合と比較して、特に１Ｇビット以上の高集積デバイスを製造する際に要求される高平坦度のシリコンウェーハを作製することができるとともに、エッチングオフ量が減り、また、エッチング面の凹凸を小さくできる。さらに、研磨工程での研磨量は少なくても済む。ラッピング後の手間のかかる洗浄が不要になる。片面ずつの研削と比較すると、洗浄およびラップ加工を行う必要がない。
また、シリコンウェーハの温度上昇を防止して均一に管理し、シリコンウェーハの厚さと残存ダメージをその全域において均一にして、全面を平坦に形成してそりを低減することができる。
さらに、両面研削後のシリコンウェーハはダメージ層が少ないため、加工速度が遅いケモメカニカル研磨でもダメージ層の除去が可能になり、裏面のハーフポリッシュ、または表裏両面に同時研磨を施すことにより、研削ダメージが除去されかつ両面研磨されたシリコンウェーハを経済的に作製することができる。
本発明の製造装置は、上記の製造方法を容易に実施できるとともに、また、相対運動手段の作用により、上側砥石および下側砥石を回転させ、かつシリコンウェーハを保持するキャリアーを遊星運動させることにより、シリコンウェーハの両面を均一に研削できる上に、研削装置を小型なものとすることができる。
また、温度制御手段により、上側砥石および下側砥石の内周側から、および上側砥石および下側砥石の研削面からそれぞれ、シリコンウェーハの端面側および中央部に向けて研削液を供給できて、この研削液は上側砥石および下側砥石の遠心力によりシリコンウェーハの上下面の全域に供給される。これにより、シリコンウェーハの裏表面の全域の温度を確実に制御でき、両面の残存ダメージが均一となりそりが小さくなるという利点がある。
さらに、キャリアーの太陽歯車側の端部を上下のスペーサにより挟むことにより、研削液の圧力に起因するキャリアーの撓みを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係わる両面研削装置の全体構成図であり、上側砥石が上昇位置にある状態を示している。
【図２】本発明の一実施例に係わる両面研削装置の全体構成図であり、上側砥石が下降位置にある状態を示している。
【図３】この発明の一実施例に係る両面研削装置の主要部を示す斜視図である。
【図４】この発明の一実施例に係る両面研削装置の主要部を示す平面図である。
【図５】この発明の一実施例に係る両面研削装置の主要部を示す縦断面図である。
【図６】上側砥石の平面図である。
【図７】下側砥石の平面図である。
【図８】シリコンウェーハの平坦度の向上を説明するための図である。
【図９】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、従来技術および本発明の、製造工程例を説明するためのフローチャートである。
【図１０】この発明の一実施例に係る両面研削の結果を示すグラフである。
【図１１】この発明の一実施例に係る両面研削の結果を示すグラフである。
【図１２】この発明の一実施例に係る両面研削の結果である表面状態を示す模式図である。
【図１３】従来のシリコンウェーハの表面状態を示す図５と同様の模式図である。
【図１４】シリコンウェーハを真空吸着してその片面を研削する際のウェーハの表面状態を示す模式図である。
【図１５】テーパー状になったシリコンウェーハの概略図である。
【符号の説明】
１シリコンウェーハ
２上テーブル
３装置本体
４太陽歯車駆動軸
５下テーブル駆動軸
５ａプーリー装着部
６上砥石スペーサ部材
６ａ外周歯
７連結部材
８駆動モーター
８ａ回転軸（出力軸）
９シリンダー
９ａロッド
１０歯車
１１マウント（下テーブル）
１２下側砥石（下盤）
１２Ａ太陽歯車
１２Ｂ開口部（中心孔）
１２Ｃ下スペーサー
１３上側砥石（上盤）
１３Ａ上スペーサー
１３Ｂ開口部（中心孔）
１４キャリアー（キャリアギア）
１５収容孔（内孔）
１６ベアリング
１７リング状内周歯車（インターナル歯車）
１８貫通孔
１９環状溝
２０放射溝
２１貫通孔
２１ａスペーサ支持部材
２２貫通孔
２３放射溝
２４スペーサ部材
２５駆動軸（回転軸）
２６歯車[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a large-diameter silicon wafer for manufacturing a highly integrated device, and more particularly to a silicon wafer manufacturing technique for simultaneously grinding both front and back surfaces of a silicon wafer.
[0002]
[Prior art]
In the silicon wafer manufacturing method, a silicon wafer obtained by slicing a cylindrical silicon single crystal rod with a stainless steel inner peripheral blade is lapped on both sides with loose abrasive grains by a lapping machine, and in the slicing step The generated unevenness and damage are removed, and the parallelism is improved. In this silicon wafer, the damaged layer (processed alteration layer) formed by lapping is removed by etching, and further mirror-finished by chemomechanical polishing.
[0003]
However, in order to remove the damaged layer on the surface generated by lapping, the etch-off amount (removal allowance) in etching is as large as, for example, about 20 μm. As a result, the unevenness (flatness) of the etched surface was as large as about 1 μm, for example. Further, the amount of polishing after etching becomes, for example, 10 μm or more, and the flatness is deteriorated (for example, as shown in FIG. 13, TTV (total thickness variation) is about 2.81 μm).
[0004]
In recent years, 150 mm and 200 mm have been widely used as the diameter of silicon wafers, and 300 mm are being developed. Further, with the progress of high integration of devices, for example, in 1 Gbit DRAMs put into practical use in 2001, the line width rule And the depth of focus are 0.18 μm and 0.7 μm, respectively. For this reason, the flatness required is to achieve a flatness of 0.12 μm in an area of 26 × 32 mm by SFQD (Site, Frontsurface-reference, site least squares, deviation) (“THE NATIONAL TECHNOLOGY ROADMAP FOR (See SEMICONDUCUTORS, 1994, page 113 of SEMICONDUCTOR INDUSTRY ASSOCIATION publication). Also, as the wafer diameter increases, the amount of warpage increases even with a small curvature, and the problem of warpage becomes serious. That is, warpage occurs not only in the manufacturing stage of a silicon wafer but also in film formation, dry etching, and heat treatment in device processing. And if it is a silicon wafer with a small curvature, the curvature in each step can be specified. That is, for example, even if an attempt is made to measure a warp by placing a silicon wafer having an outer diameter of 300 mm on a flat plate, the silicon wafer is deformed by its own weight and the apparent warp is less than half. There is only a way to manage.
[0005]
In order to further increase the flatness, it can be considered that the wafer surface after slicing is subjected to grinding with a damage of 3 μm or less instead of lapping. The thickness after slicing is as thin as 700 μm for the 150 mm diameter wafer, 800 μm for the 200 mm wafer, and 900 μm for the 300 mm wafer.
By the way, the grinding machine conventionally used has an annular grinding blade, and as shown in FIG. 14, the silicon wafer 32 placed and fixed on the vacuum suction board 31 is ground on one side (the upper surface in the figure). Was configured to do.
[0006]
That is, as shown in FIG. 14A, when a silicon wafer 32 is placed on the vacuum suction plate 31 and one side of the silicon wafer 32 is ground, the vacuum suction plate 31 is used as shown in FIG. When the lower surface of the silicon wafer 32 is vacuum-sucked, the silicon wafer 32 is extremely thin as described above, and therefore is attracted to the vacuum suction plate 31 so that the lower surface becomes a flat surface. In addition, the dashed-dotted line 33 has shown the grinding surface. Therefore, as shown in FIG. 14C, if the vacuum suction of the vacuum suction disk 31 is released after grinding, the chuck surface (lower surface) of the silicon wafer 32 becomes the original shape, and the opposite grinding surface is convex. become. That is, the vacuum-sliced slice surface is transferred to the opposite surface. Further, when the grinding surface is vacuum-sucked and the opposite surface is ground, the concave portion is transferred to become a convex portion after releasing the vacuum suction, and the slice shape remains on the front and back surfaces of the silicon wafer. For this reason, a light lapping process is required after grinding (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-104229 relating to the application of the present applicant), and the effect of reducing the damaged layer by grinding cannot be sufficiently received.
[0007]
For this reason, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-96400 related to the application of the present applicant, after grinding the end face of the rigid ingot, the silicon wafer is sliced by slicing and the ground surface is vacuum-adsorbed. A method of grinding a sliced surface is disclosed, and a silicon wafer with good parallelism and less warpage is manufactured by this method.
[0008]
Further, in order to slice a large-diameter ingot with an outer diameter of 200 mm with an inner peripheral blade, the blade thickness of the inner peripheral blade becomes 0.38 μm, and a large-diameter for slicing a large-diameter ingot with an outer diameter of 300 mm Since there is no stainless steel plate, inner peripheral edge slicing cannot be performed. For this reason, wire saws have been put into practical use. The wire saw has a wire diameter of 0.18 μm, and the kerf loss (cutting allowance) is reduced, thereby improving the yield. However, the cut surface of the wire saw has a large unevenness compared to the inner peripheral blade slice processing surface due to the shake of the wire, and a step is formed to reverse the wire feed during cutting. Further, since the wire wears during cutting and the wire diameter decreases, as shown in FIG. 15, the end portion of the silicon wafer 34 becomes thicker, and both surfaces 34a and 34b of the silicon wafer 34 are tapered. For this reason, when the wire saw surface is vacuum-adsorbed for grinding, the axial crystal plane deviates from the specified angle by about 0.02 ° to 0.05 °.
[0009]
Further, in order to manufacture a highly integrated device of 1 Gbit or more, it is said that the back surface of the silicon wafer is polished to increase the flatness of the back surface reference, and the generation of particles is reduced to 1/10 or less. For this reason, the half polishing of the back surface or the double-sided simultaneous polishing disclosed in JP-A-6-104229 is performed.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The following problems can be considered in the above-mentioned single-side grinding. That is, the sliced surfaces are transferred and left on both sides of the silicon wafer and cannot be replaced with lapping. Further, the subsequent etching and chemomechanical polishing allowance increases, and it is difficult to obtain the desired flatness. In addition, it is difficult to make the processing degree on both sides the same, and warpage is likely to occur.
[0011]
OBJECT OF THE INVENTION
Therefore, the present invention provides a double-side grinding method and apparatus in place of lapping, which can produce a silicon wafer having a high flatness particularly required when manufacturing a highly integrated device of 1 Gbit or more. That is the purpose. It is another object of the present invention to provide a double-side grinding method and apparatus that can reduce the machining allowance and reduce the polishing amount. Furthermore, an object of the present invention is to provide a double-side grinding method and apparatus that prevent cracking of a silicon wafer.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
  The method for producing a silicon wafer according to the present invention includes:
A 300 mm large-diameter silicon wafer comprising a slicing step for slicing a 300 mm large-diameter silicon single crystal rod to produce a silicon wafer, a chamfering step after slicing, and a double-side simultaneous grinding step for simultaneously grinding the front and back surfaces of the silicon wafer A manufacturing method of
  The double-sided simultaneous grinding step is performed immediately after the chamfering step,
  The double-sided simultaneous grinding step is grinding in which a grinding reference surface is constituted by a virtual surface that is an active effective working surface of a grinding surface on the grindstone side,
  In the double-sided simultaneous grinding process,Made of cast ironWhen a silicon wafer is sandwiched between an upper grindstone and a lower grindstone and the silicon wafer is ground on the front and back surfaces of the silicon wafer at the same time so as to draw a planetary orbit, the upper and lower grindstones are rotated by rotation in a horizontal plane. Due to the force, the entire surface of the silicon waferPure waterSupply grinding fluid,
  In the simultaneous double-side grinding process, the temperature of the front and back surfaces of the silicon wafer is adjusted.ConstantThe lower whetstone and the upper whetstone are rotated in opposite directions, the lower whetstone is rotated at 60 to 77 rpm, the upper whetstone is rotated at 38 to 51 rpm, and the lower whetstone is rotated. The rotational speed of the upper grindstone is larger than the rotational speed of the upper grindstone,
When simultaneously grinding both sides of three silicon wafers, the load should be in the range of 120 + 30 kgf to 210 + 30 kgf,
  After the double-sided simultaneous grinding step, the silicon wafer is etched to remove grinding damage, and both sides of the silicon wafer are polished.
[0013]
  The silicon wafer manufacturing apparatus of the present invention isMade of cast ironA double-side grinding means that simultaneously grinds the front and back surfaces of a silicon wafer with a 300 mm large-diameter silicon wafer sandwiched between a plate-like upper grindstone and a lower grindstone, and the temperature of the front and back surfaces of the silicon wafer during this double-side grinding.ConstantTemperature control means for controlling,
  The temperature control means is applied to the entire front and back surfaces of the silicon wafer being ground by the double-side grinding means.Pure waterBy supplying the grinding fluid, its temperature is controlled,
  The temperature control means includes a water pan defined by inner peripheral surfaces of the upper grindstone and the lower grindstone, and a grinding liquid formed from the respective grinding surfaces respectively formed on the upper grindstone and the lower grindstone. A grinding fluid passage for flowing out, and a grinding fluid supply means for supplying a grinding fluid to the water pan and the grinding fluid passage,
  A grinding reference surface is constituted by a virtual surface that is an active effective working surface of the grinding surface of the upper and lower grinding wheels,
  A ring-shaped annular groove is formed on the inner peripheral side of the upper surface of the upper grindstone, and one end of each of the upper grindstones communicates with the annular groove and reaches substantially the middle portion in the outer diameter direction of the upper grindstone. A plurality of radially extending radial grooves are formed, and the other end of each radial groove communicates with a through-hole penetrating the upper grindstone vertically, and the lower surface of the lower grindstone is connected to the inner wall from the inner wall. A plurality of radially extending radial grooves are formed, and each radial groove extends from the inner peripheral end of the lower grindstone to a substantially intermediate portion in the radial direction,
  A plurality of through holes penetrating the lower grindstone up and down communicate with one end of each radiation groove,
  Due to the centrifugal force generated by the rotation of the upper and lower grinding wheels in the horizontal plane, the supplied grinding fluid is supplied to the substantially central portions of the upper and lower surfaces of the silicon wafer through the radial grooves and the through holes,
  The double-side grinding means are arranged horizontally in parallel with each other, opposing surfaces are ground surfaces, and an upper grindstone and a lower grindstone that respectively grind the front and back surfaces of the silicon wafer on the grinding surface; The upper grindstone and the silicon wafer are moved relative to each other in a horizontal plane, the lower grindstone and the silicon wafer are moved relative to each other in the horizontal plane, and the upper grindstone is moved to the lower grindstone. A pressing means for pressing the mounted silicon wafer, and
  The silicon wafer is held by a carrier having outer peripheral teeth, while the upper grindstone and the lower grindstone are each provided with an opening in the center, and the relative movement means is the outer peripheral teeth of the carrier. A sun gear provided in the opening so as to mesh with the outer peripheral teeth of the carrier, and provided on the outside of the upper grindstone and the lower grindstone so as to mesh with the carrier. A ring-shaped inner peripheral gear for revolving and rotating, and a driving mechanism for rotating the sun gear and the ring-shaped inner peripheral gear,
  A pair of upper and lower spacers for supporting the sun gear side end of the carrier across the upper and lower surfaces,
  The lower grindstone and the upper grindstone are rotated in opposite directions, the rotation speed of the lower grindstone is 60 to 77 rpm, the rotation speed of the upper grindstone is 38 to 51 rpm, The rotational speed is larger than the rotational speed of the upper grindstone.,
When simultaneously grinding both sides of three silicon wafers, the load should be in the range of 120 + 30kgf to 210 + 30kgf.This solves the above problem.
[0017]
The operation of the present invention will be described below.
Since lapping is not performed, a silicon wafer with high flatness can be obtained as compared with the silicon wafer after lapping. As a result, the etching off amount of this silicon wafer is reduced as compared with the wrapped wafer. Further, the unevenness of the etched surface in this case can be reduced as compared with the case of lapping. Furthermore, a small amount of polishing is sufficient for the subsequent polishing.
[0018]
Furthermore, when this invention is compared with the case of grinding one side at a time, the unevenness transferred to the slice surface does not remain on the wafer surface. Therefore, it is possible to perform etching without lapping the wafer after grinding. Further, the damage remains only about 1/10 of the damage amount by the lapping process, the etching off amount is reduced, and the flatness due to the etching is remarkably prevented from being lowered.
[0019]
A feature of double-sided simultaneous grinding is that it is not necessary to place a reference surface for processing a silicon wafer, which is an elastic body, on the material (silicon wafer) side. It can be said that the grinding reference surface is composed of an active virtual surface (effective working surface) of the grinding surface (surface plate surface) on the apparatus side. But it depends on the stiffness of the material. Consider each finish using a model in which the surface shape of a silicon wafer is a sine curve.
As shown in FIG. 8A, the surface of the sliced silicon wafer 30 has irregularities, and these irregularities are referred to as “thickness components” as shown in FIGS. 8B and 8C. It consists of “swelling ingredients”. The waviness component was an intermediate line on the front and back surfaces of the wafer.
When the silicon wafer 30 of FIG. 8B is processed from one side to make the thickness uniform (see FIG. 8D-1), as shown in FIG. 8D-2, the uneven surface on the non-processed side (This is called backside transfer).
Further, when both sides of the silicon wafer are pressed and processed simultaneously from both sides (see FIG. 8 (e-1)), the thick part is processed from both sides (see FIG. 8 (e-2)), and unevenness of the thickness component is observed. However, since the silicon wafer is an elastic body, if the processing pressure is released after processing, a swell component may remain as shown in FIG. 8 (e-3).
[0020]
As described above, according to the method for manufacturing a silicon wafer according to the present invention, a silicon wafer with high parallelism and high flatness can be manufactured by double-side grinding. In this case, the temperature of the upper and lower grinding stones can be prevented from rising, the amount of grinding can be made uniform over the entire area of the silicon wafer, and the entire surface of the silicon wafer can be formed flat to eliminate warpage. Then, after double-sided grinding, etching is performed to remove grinding damage, and one side is mirror-polished to produce a single-side polished wafer. Moreover, a double-side polished silicon wafer can be manufactured by performing double-sided simultaneous polishing on both sides of the wafer after double-side grinding.
Furthermore, since the silicon wafer after double-sided grinding has few damaged layers, it is possible to remove the damaged layer even by chemomechanical polishing with a slow processing speed. It is possible to economically manufacture a silicon wafer from which both sides are removed and both surfaces are polished.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a double-sided grinding apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a state in which an upper grindstone is retracted to a raised position, and FIG. 2 is a double-sided grinding according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an overall configuration diagram of the apparatus, in which an upper grindstone is lowered to show a ground state, FIG. 3 is a perspective view showing a main part of a double-side grinding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the main part of the double-side grinding apparatus according to one embodiment of the present invention.
[0022]
In this double-side grinding apparatus, the front and back surfaces of the silicon wafer 1 held by a carrier (carrier gear) 14 are simultaneously ground by a disk-shaped upper grindstone (upper surface plate) 13 and lower grindstone (lower surface plate) 12 respectively. Is. The upper grindstone 13 is moved up and down and rotated about its axis, while the lower grindstone 12 is also rotated about its axis.
[0023]
A lower table drive shaft 5 extending in the vertical direction is rotatably supported on the apparatus body 3 via a bearing 16. The small-diameter lower end 5a of the lower table drive shaft 5 is a pulley mounting portion on which a pulley (not shown) is mounted coaxially and integrally. By transmitting the rotation of a drive motor (not shown) to the pulley via a belt (not shown), the lower table drive shaft 5 can be rotated about its axis. On the lower table drive shaft 5, a sun gear drive shaft 4 having a sun gear 12A at the upper end is rotatably supported. The sun gear drive shaft 4 extends in the vertical direction, and a lower end thereof is a pulley mounting portion on which a pulley (not shown) is integrally and coaxially mounted. By transmitting through (not shown), the sun gear drive shaft 4 can be rotated about its axis.
[0024]
In addition, a drive shaft 25 having a gear 26 for rotating a ring-shaped inner peripheral gear (internal gear) 17 described later is rotatably supported on the apparatus body 3. The drive shaft 25 is also rotated around its axis by a drive motor (not shown). A drive mechanism is constituted by this drive motor, a drive motor for rotating the sun gear drive shaft 4, and the like. A disk-shaped mount (lower table) 11 is fixed on the lower table drive shaft 5 via a disk-shaped spacer member 24, and a disk-shaped lower grindstone 12 described later is in a horizontal state on the mount 11. It is fixed with.
[0025]
On the other hand, reference numeral 2 denotes an upper table, and the upper table 2 is supported in a horizontal state by a rod 9a of a driving means (for example, a cylinder) 9 fixed to the apparatus main body 3. On the lower surface of the upper table 2, a disk-shaped upper grindstone 13 is attached in a horizontal state via a connecting member 7 and an upper grindstone spacer member 6. The disc-shaped upper grindstone spacer member 6 integrated with the upper grindstone 13 is rotatably supported with respect to the upper table 2, and outer peripheral teeth 6 a are formed on the outer periphery of the upper grindstone spacer member 6. . When the rod 9a of the cylinder 9 is retracted, the upper grindstone 13 can be raised (state shown in FIG. 1). On the other hand, when the rod 9a is projected, the upper grindstone 13 is lowered and the lower grindstone 12 The silicon wafer 1 can be pressurized (state of FIG. 2). Thus, the upper grindstone 13 is provided so as to be movable up and down by pressing means (in this example, lifting means by the cylinder 9). Note that a slider mechanism made of, for example, a rack and pinion may be employed instead of the lifting means using the cylinder 9.
[0026]
A drive motor 8 is fixed to the upper table 2, and a gear 10 is coaxially and integrally fixed to a rotation shaft (output shaft) 8 a of the drive motor 8. The gear 10 meshes with the outer peripheral teeth 6 a of the upper grindstone spacer member 6. As a result, the rotation of the drive motor 8 can be transmitted to the upper grindstone 13 via the upper grindstone spacer member 6 and the upper grindstone 13 can be rotated about its axis.
[0027]
Between the sun gear 12A and the ring-shaped inner peripheral gear 17, a plurality (three in this example) of the disk-shaped carrier 14 has outer peripheral teeth formed on the outer periphery thereof and the sun gear 12A. , And the inner peripheral teeth of the ring-shaped inner peripheral gear 17 are arranged to mesh with each other. That is, the carrier 14 is operated as a planetary gear for the sun gear 12A and the ring-shaped inner peripheral gear 17, respectively. Each carrier 14 is provided with an accommodation hole 15 for accommodating one silicon wafer 1. Each of these silicon wafers 1 is loaded in the receiving hole 15 of the carrier 14, and the lower surface of each of the silicon wafers 1 is provided so as to be slidable on the lower grindstone 12. Note that the thickness of the carrier 14 is smaller than the thickness of the silicon wafer 1. Further, the upper grindstones 13 are slidable on the upper surfaces of the silicon wafers 1. The upper grindstone 13 has an opening 13B at the center thereof, the lower grindstone 12 also has an opening 12B similar to the opening 13B, and the upper and lower grindstones 13 and 12 have an outer diameter and an inner diameter. Are thin-walled discs made of spheroidal graphite cast iron.
[0028]
As described above, the silicon wafer 1 is interposed and held between the upper grindstone 13 and the lower grindstone 12, and both the front and back surfaces are ground simultaneously. That is, the silicon wafer 1 is held by a carrier 14 having outer peripheral teeth, and a housing hole (circular hole) 15 into which the silicon wafer 1 can be inserted is formed in the carrier 14. Further, the outer peripheral teeth of the carrier 14 are engaged with the inner peripheral teeth of the ring-shaped inner peripheral gear 17 at the same time as being engaged with the sun gear 12A. The ring-shaped inner peripheral gear 17 has an outer diameter larger than that of the lower grindstone 12 and is disposed so as to surround the lower grindstone 12. In this example, three carriers 14 for holding one silicon wafer 1 are provided, and the three silicon wafers 1 are simultaneously ground on both sides. However, the present invention is not limited to this. Further, a plurality of radial grooves and circumferential grooves extending in the radial direction and the circumferential direction are formed on the grinding surface (lower surface) of the upper grindstone 13 and the grinding surface (upper surface) of the lower grindstone 12, respectively.
[0029]
Next, a detailed configuration of the main part of the double-side grinding apparatus will be described.
As shown in FIGS. 1 to 5, reference numeral 12 denotes a lower grindstone on which a silicon wafer 1 as an object to be ground is placed. The lower grindstone 12 is a disc body having a circular opening (center hole) 12B formed at the center thereof, and is mounted and fixed to the mount 11. Reference numeral 21 a denotes a spacer support member placed on the lower table drive shaft 5, and this spacer support member 21 a is inserted through the sun gear drive shaft 4. The spacer support member 21a does not rotate together with the lower table drive shaft 5.
[0030]
Reference numeral 12C denotes a lower spacer placed on the spacer support member 21, and the end of each carrier 14 on the sun gear 12A side is placed on the lower spacer 12C. An upper spacer 13A having the same shape as that of the lower spacer 12C is mounted on the lower spacer 12C, and is supported by sandwiching the end of the carrier 14 on the sun gear 12A side with the lower spacer 12C by its own weight. It is configured to do. Each spacer 12C, 13A is rotatably inserted into the sun gear 12A. With the above-described configuration, each carrier 14 is not bent by the pressure of a grinding liquid (described later with reference to the thick line arrows in FIGS. 2 and 5) supplied from above the opening 13B of the upper grindstone 13. The weight of the upper spacer 13A is set so as not to hinder the movement of the planetary orbit described later of each carrier 14.
[0031]
As described above, the upper grindstone 13 is provided so as to be movable up and down, and the silicon wafer 1 held by the carrier 14 can be pressed against the lower grindstone 12 with a predetermined load. Further, there is provided a grinding fluid supply means (not shown) such as a nozzle for supplying a grinding fluid (for example, pure water) as shown by an arrow in FIG. 2 from above the upper grindstone 13 toward the opening 13B. It has been.
The inner peripheral surfaces of the upper grindstone spacer member 6, the upper grindstone 13, the lower grindstone 12, the mount 11 and the spacer member 24, the upper surface of the lower table drive shaft 5, the spacer support member 21a, and the upper and lower spacers 13A, 12C The space surrounded by the outer peripheral surface is a water pan (space) W having a predetermined volume.
[0032]
Next, the detailed structure of the upper grindstone spacer member 6 and the upper and lower grindstones 13 and 12 will be described with the grinding fluid passage as a main point.
First, as shown in FIG. 1, the upper grindstone spacer member 6 has a plurality of through holes 18 (only two are shown in the figure) penetrating in the vertical direction. Are formed with regularity in the circumferential direction (in this example, at regular intervals).
As shown in FIGS. 1 and 6, a ring-shaped annular groove 19 is formed on the inner peripheral side of the upper surface of the upper grindstone 13. The annular groove 19 is formed at a position overlapping the position of the through hole 18 of the upper grindstone spacer 6 member. In addition, on the upper surface of the upper grindstone 13, a plurality of (eight in this example) radial grooves 20 each having one end communicating with the annular groove 19 and extending radially to the substantially intermediate portion in the outer diameter direction of the upper grindstone 13. Is formed. The other end of the radiating groove 20 communicates with a through hole 21 that vertically penetrates the upper grindstone 13.
[0033]
On the other hand, as shown in FIG. 1 and FIG. 7, a plurality of radial grooves 23 extending radially from the inner wall are formed on the lower surface of the lower grindstone 12. Each radial groove 23 extends from the inner peripheral end of the lower grindstone 12 to a substantially intermediate portion in the radial direction, and a plurality of through holes 22 penetrating the lower grindstone 12 vertically are provided at one end of each radial groove 23. Communicate.
[0034]
In FIGS. 2 and 5, what is indicated by a thick arrow indicates the flow state of the grinding fluid. That is, the grinding liquid supplied to the water pan W from above the upper grindstone 13 is supplied to the upper and lower surfaces from the outer peripheral end of the silicon wafer 1 between the upper and lower grindstones 13 and 12, and the upper and lower grindstones. The supplied grinding fluid is supplied to the outer peripheral sides of the upper and lower grindstones 13 and 12 by centrifugal force generated by rotation in the horizontal planes 13 and 12. As a result, the grinding liquid is supplied to the entire upper and lower surfaces of the silicon wafer 1.
On the other hand, the grinding liquid is also supplied to the plurality of through holes 18 of the upper grindstone spacer member 6, and the supplied grinding liquid passes through the annular groove 19, the radial groove 20, and the through hole 21 of the upper grindstone 13. It is supplied to the substantially central part of the upper surface. Further, the grinding liquid supplied to the water pan W is also supplied to the substantially central portion of the lower surface of the silicon wafer 1 through the radial grooves 23 and the through holes 22 of the lower grinding stone 12. Thereby, the temperature of the whole area of the silicon wafer 1 can be controlled reliably.
[0035]
In order to grind both the front and back surfaces of the silicon wafer using the double-side grinding apparatus, the silicon wafer 1 after slicing is inserted into the accommodation hole 15 of the carrier 14, and silicon is interposed between the upper grindstone 13 and the lower grindstone 12. The wafer 1 is sandwiched, and the upper grindstone 13 and the lower grindstone 12 are each rotated in a horizontal plane at a predetermined speed. At this time, the upper grindstone 13 is lowered by a predetermined amount (for example, 100 μm) while pressing the silicon wafer 1 with a predetermined load. At this time, the grinding liquid is constantly supplied from above the upper grindstone 13 to control and manage the temperature of the silicon wafer 1 at a constant (for example, 25 ° C.). This grinding liquid is constantly supplied from the water pan W to the center of the silicon wafer 1 through the grooves (radiation grooves and circumferential grooves) of each grinding surface. Therefore, the temperature at the center of the silicon wafer 1 can also be managed constant. As is clear from the above description, the grinding fluid supply means (nozzles, etc.), the grinding fluid passage, and the water pan W constitute temperature control means.
[0036]
More specifically, first, the silicon wafer 1 is loaded into the receiving hole 15 of the carrier 14 and placed on the lower grindstone 12 so that the upper grindstone 12 contacts the upper surface of each silicon wafer 1 from above. Press like so. Next, when the sun gear 12A and the ring-shaped inner peripheral gear 17 are respectively rotated in the direction of the arrow in FIG. 4 while supplying the grinding liquid to the upper and lower surfaces of the silicon wafer 1 as described above, each carrier 14 in FIG. It will be rotated by itself in the direction of the arrow. As a result, the silicon wafer 1 is ground and rubbed with the upper surface (grinding surface) of the lower grindstone 12 while drawing a planetary orbit on the lower grindstone 12 in a horizontal plane. Further, by rotating the upper grindstone 13 in the opposite direction to the lower grindstone 12, the upper surface of the silicon wafer 1 is rubbed and ground by the lower surface (grinding surface) of the upper grindstone 13.
As apparent from the above description, the relative movement means is constituted by the sun gear 12A, the sun gear drive shaft 4, the ring-shaped inner peripheral gear 17, the drive motor 8, and the like. The relative motion means, the upper grindstone 13 and the lower grindstone 12 constitute a double-side grinding means.
[0037]
9A and 9B are flowcharts for explaining the manufacturing process according to the prior art and the process of the present invention, respectively.
Conventionally, in the manufacture of a silicon wafer, first, a single crystal ingot of silicon is sliced (step S1), and the sliced silicon wafer is chamfered (step S2). The plurality of silicon wafers thus obtained are sorted according to the thickness variation (batch configuration, step S3). The reason why such a batch configuration is performed is that the lapping time described later is shortened as the thicknesses become uniform. The silicon wafers sorted with respect to the thickness are simultaneously lapped for each uniform thickness (step S4) and cleaned after lapping (step S5). This cleaning is a powerful cleaning for removing a large amount of iron and iron ions generated from the lapping agent and the upper and lower grindstones made of spheroidal graphite cast iron during lapping from the silicon wafer. Then, the silicon wafer is cleaned with an alkali surfactant (step S6), and the damage caused by the chamfering is removed by partial etching (Chemical Corner Rounding). Then, after cleaning, etching is performed.
[0038]
On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 9B, for example, after slicing with a wire saw (step S10) and chamfering (step S11), the above-described batch configuration is not performed, and double-sided simultaneous grinding (step S12) is performed. The reason why the batch configuration is not necessary is that the double-sided simultaneous grinding simultaneously grinds both sides of the silicon wafer, so that the parallelism of both sides can be obtained in a short time.
Since no wrapping agent is used, it is not necessary to perform cleaning immediately after wrapping as described above. Then, after cleaning (step S13), CCR and cleaning are performed, and the grinding damage layer is removed by half-polishing the back surface of the silicon wafer or by simultaneous chemomechanical polishing on both sides. This double-sided simultaneous chemomechanical polishing is performed by a pair of upper and lower surface plates each having an abrasive cloth, instead of the upper side grindstone and the lower side grindstone of the double-sided simultaneous grinding apparatus described above. A silicon wafer can be processed with high accuracy by performing backside half polishing or double-sided simultaneous polishing without using conventional lapping and etching processes.
In addition, it is good also as a process similar to the conventional process not only in the manufacturing method which does not pass through said etching process but the process after washing | cleaning (step 13).
[0039]
FIG. 10 shows the relationship between the lowering speed of the upper grindstone 13 (lowering amount of the upper grindstone / processing time) and the load at that time. At this time, the rotational speeds of the lower grindstone 12 and the upper grindstone 13 are, for example, 77 rpm and 51 rpm, respectively. When the load is small (for example, 120 + 30 kgf = ◯), it takes time to grind the predetermined amount. When the load is medium (165 + 30 kgf = Δ) and large (210 + 30 kgf = □), the grinding time is appropriate. However, if the load applied is larger than in the case of a large size, the silicon wafer is cracked under such conditions as the rotational speed.
[0040]
FIG. 11 shows the result of performing double-sided grinding by changing the rotational speeds of the upper grindstone 13 and the lower grindstone 12 while using the same apparatus and keeping the load constant (165 + 30 kgf). Regarding the rotational speeds of the lower grindstone 12 and the upper grindstone 13, ◯ is the case where the lower grindstone 12 is 45 rpm and the upper grindstone 13 is 28 rpm, ● is also 60 rpm, 38 rpm, Δ is also 77 rpm, 51 rpm, and ▲ is also 87 rpm. , 57 rpm. From the viewpoint of the time required for grinding and cracking, ● and Δ indicate good results.
[0041]
As described above, according to the double-sided grinding according to this embodiment, a silicon wafer with high flatness can be obtained as compared with the silicon wafer after lapping. As shown in FIG. 12, for example, the TTV can be set to 0.66 μm (capacitance type surface flatness measuring device = measured value by ADE). As a result, the etching off amount is reduced as compared with the wrapped wafer, and can be set to 2 μm, for example. Further, the unevenness of the etched surface in this case can be reduced as compared with the case where lapping is performed, and can be, for example, 0.1 μm. Further, in the subsequent polishing, a small polishing amount of about 2 μm is sufficient, and SFQD can be easily achieved to about 0.1 μm.
[0042]
Furthermore, when this invention is compared with the case of grinding one side at a time, the unevenness transferred to the slice surface does not remain on the silicon wafer surface. Therefore, it is possible to perform etching without lapping the silicon wafer after grinding. Further, only 1/10 of the damage amount due to the lapping is left, the etching off amount is reduced, and the flatness due to the etching is remarkably prevented. Furthermore, in this embodiment, there is an effect that chips on the grinding surface can be removed by the grinding liquid.
[0043]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
The manufacturing method of the present invention can produce a silicon wafer with high flatness required particularly when manufacturing a highly integrated device of 1 Gbit or more, as compared with the case of lapping, and has an etching off amount. And the unevenness of the etched surface can be reduced. Further, the amount of polishing in the polishing process may be small. Time-consuming cleaning after lapping is unnecessary. Compared to single-side grinding, there is no need for cleaning and lapping.
Further, the temperature of the silicon wafer can be prevented and controlled uniformly, and the thickness and residual damage of the silicon wafer can be made uniform over the entire region, and the entire surface can be formed flat to reduce warpage.
Furthermore, since the silicon wafer after double-sided grinding has few damaged layers, it is possible to remove the damaged layer even by chemomechanical polishing with a slow processing speed. It is possible to economically manufacture a silicon wafer from which both sides are removed and both surfaces are polished.
The manufacturing apparatus of the present invention can easily carry out the above manufacturing method, and also rotates the upper grindstone and the lower grindstone by the action of the relative motion means and causes the carrier holding the silicon wafer to perform planetary motion. Further, both sides of the silicon wafer can be ground uniformly, and the grinding apparatus can be made small.
In addition, by the temperature control means, the grinding liquid can be supplied from the inner peripheral side of the upper grindstone and the lower grindstone, and from the grinding surface of the upper grindstone and the lower grindstone toward the end surface side and the central portion of the silicon wafer, This grinding liquid is supplied to the entire upper and lower surfaces of the silicon wafer by the centrifugal force of the upper grindstone and the lower grindstone. As a result, the temperature of the entire area of the back surface of the silicon wafer can be reliably controlled, and there is an advantage that the residual damage on both sides is uniform and the warpage is reduced.
Furthermore, the end of the carrier on the sun gear side is sandwiched between the upper and lower spacers, thereby preventing the carrier from being bent due to the pressure of the grinding fluid.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a double-side grinding apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a state in which an upper grindstone is in a raised position.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a double-side grinding apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a state in which an upper grindstone is in a lowered position.
FIG. 3 is a perspective view showing a main part of a double-side grinding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing a main part of a double-side grinding apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a main part of a double-side grinding apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of an upper grindstone.
FIG. 7 is a plan view of a lower grindstone.
FIG. 8 is a diagram for explaining improvement in flatness of a silicon wafer.
FIGS. 9A and 9B are flowcharts for explaining an example of a manufacturing process according to the prior art and the present invention, respectively.
FIG. 10 is a graph showing the result of double-side grinding according to one embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph showing the result of double-side grinding according to one embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a surface state as a result of double-side grinding according to one embodiment of the present invention.
13 is a schematic view similar to FIG. 5, showing the surface state of a conventional silicon wafer.
FIG. 14 is a schematic view showing a surface state of a wafer when a silicon wafer is vacuum-adsorbed and one surface thereof is ground.
FIG. 15 is a schematic view of a tapered silicon wafer.
[Explanation of symbols]
1 Silicon wafer
2 Upper table
3 Device body
4 Sun gear drive shaft
5 Lower table drive shaft
5a Pulley mounting part
6 Upper whetstone spacer member
6a peripheral teeth
7 Connecting members
8 Drive motor
8a Rotating shaft (output shaft)
9 cylinders
9a rod
10 Gear
11 Mount (lower table)
12 Lower grinding wheel (bottom board)
12A Sun gear
12B opening (center hole)
12C Lower spacer
13 Upper whetstone (upper board)
13A Upper spacer
13B opening (center hole)
14 Carrier (Carrier Gear)
15 receiving hole (inner hole)
16 Bearing
17 Ring-shaped inner peripheral gear (internal gear)
18 Through hole
19 Annular groove
20 Radiation groove
21 Through hole
21a Spacer support member
22 Through hole
23 Radiation groove
24 Spacer member
25 Drive shaft (rotary shaft)
26 Gear

Claims

A 300 mm large-diameter silicon wafer comprising a slicing step for slicing a 300 mm large-diameter silicon single crystal rod to produce a silicon wafer, a chamfering step after slicing, and a double-side simultaneous grinding step for simultaneously grinding the front and back surfaces of the silicon wafer A manufacturing method of
The double-sided simultaneous grinding step is performed immediately after the chamfering step,
The double-sided simultaneous grinding step is grinding in which a grinding reference surface is constituted by a virtual surface that is an active effective working surface of a grinding surface on the grindstone side,
In the double-sided simultaneous grinding step, a silicon wafer is sandwiched between an upper grindstone and a lower grindstone made of cast iron of a double-side grinding machine, and the silicon wafer is ground on the front and back surfaces simultaneously so as to draw a planetary orbit. When supplying the grinding liquid to be pure water to the entire front and back surfaces of this silicon wafer by centrifugal force due to rotation in the horizontal plane of the upper and lower grinding stones,
In the double-sided simultaneous grinding step, the temperature of the front and back surfaces of the silicon wafer is controlled to be constant, the lower grindstone and the upper grindstone are rotated in opposite directions, and the rotation speed of the lower grindstone is 60 to 77 rpm. The rotational speed of the upper grindstone is 38 to 51 rpm, the rotational speed of the lower grindstone is larger than the rotational speed of the upper grindstone,
When simultaneously grinding both sides of three silicon wafers, the load should be in the range of 120 + 30 kgf to 210 + 30 kgf,
A method of manufacturing a silicon wafer, comprising: etching the silicon wafer to remove grinding damage after the double-sided simultaneous grinding step, and further polishing both sides of the silicon wafer.

A double-side grinding means for simultaneously grinding the front and back surfaces of a silicon wafer with a 300 mm large-diameter silicon wafer sandwiched between a plate-like upper grindstone and a lower grindstone made of cast iron, and the front and back surfaces of the silicon wafer during this double-side grinding Temperature control means for controlling the temperature constant ,
The temperature control means is to control the temperature by supplying a grinding liquid to be pure water over the entire front and back surfaces of the silicon wafer being ground by the double-side grinding means,
The temperature control means includes a water pan defined by inner peripheral surfaces of the upper grindstone and the lower grindstone, and a grinding liquid formed from the respective grinding surfaces respectively formed on the upper grindstone and the lower grindstone. A grinding fluid passage for flowing out, and a grinding fluid supply means for supplying a grinding fluid to the water pan and the grinding fluid passage,
A grinding reference surface is constituted by a virtual surface that is an active effective working surface of the grinding surface of the upper and lower grinding wheels,
A ring-shaped annular groove is formed on the inner peripheral side of the upper surface of the upper grindstone, and one end of each of the upper grindstones communicates with the annular groove and reaches substantially the middle portion in the outer diameter direction of the upper grindstone. A plurality of radially extending radial grooves are formed, and the other end of each radial groove communicates with a through-hole penetrating the upper grindstone vertically, and the lower surface of the lower grindstone is connected to the inner wall from the inner wall. A plurality of radially extending radial grooves are formed, and each radial groove extends from the inner peripheral end of the lower grindstone to a substantially intermediate portion in the radial direction,
A plurality of through holes penetrating the lower grindstone vertically are communicated with one end of each radiation groove,
Due to the centrifugal force generated by the rotation of the upper and lower grinding wheels in the horizontal plane, the supplied grinding fluid is supplied to the substantially central portions of the upper and lower surfaces of the silicon wafer through the radial grooves and the through holes,
The double-side grinding means are arranged horizontally in parallel with each other, opposing surfaces are ground surfaces, and an upper grindstone and a lower grindstone that respectively grind the front and back surfaces of the silicon wafer on the grinding surface; The upper grindstone and the silicon wafer are moved relative to each other in a horizontal plane, the lower grindstone and the silicon wafer are moved relative to each other in the horizontal plane, and the upper grindstone is moved to the lower grindstone. A pressing means for pressing the mounted silicon wafer, and
The silicon wafer is held by a carrier having outer peripheral teeth, while the upper grindstone and the lower grindstone are each provided with an opening in the center, and the relative movement means is the outer peripheral teeth of the carrier. A sun gear provided in the opening so as to mesh with the outer peripheral teeth of the carrier, and provided on the outside of the upper grindstone and the lower grindstone so as to mesh with the carrier. A ring-shaped inner peripheral gear for revolving and rotating, and a driving mechanism for rotating the sun gear and the ring-shaped inner peripheral gear,
A pair of upper and lower spacers for supporting the sun gear side end of the carrier across the upper and lower surfaces,
The lower grindstone and the upper grindstone are rotated in opposite directions, the rotation speed of the lower grindstone is 60 to 77 rpm, the rotation speed of the upper grindstone is 38 to 51 rpm, The rotational speed is greater than the rotational speed of the upper grindstone ,
An apparatus for manufacturing a silicon wafer , wherein the load is in a range of 120 + 30 kgf to 210 + 30 kgf when double-side grinding of three silicon wafers simultaneously .