(57)【要約】【課題】バックサイドダメージ処理などによってＥＧ層が形成されたシリコンウェーハの表裏を判別する。【解決手段】シリコンウェーハ２の第１の面２ａ及び第２の面２ｂに可視光Ａを照射して、その散乱光Ｂをそれぞれ測定する第１の工程（ステップＳ２，Ｓ３）と、第１の工程で得られた第１の面２ａ及び第２の面２ｂからの散乱光Ｂに基づいて、第１の面２ａと第２の面２ｂとを判別する第２の工程（ステップＳ４）とを備える。本発明によれば、シリコンウェーハ２の第１の面２ａ及び第２の面２ｂの両方に対して可視光Ａを照射し、その散乱光Ｂに基づいて表裏判定を行っていることから、一方の面から得られる散乱光の絶対値から表裏判定を行う方法に比べて、極めて正確な表裏判定が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の面のいずれか一方に対し、表面状態が変化する加工が行われた処理対象物の加工面を判別する方法であって、
前記第１及び第２の面に可視光を照射して、その散乱光をそれぞれ測定する第１の工程と、
前記第１の工程で得られた前記第１及び第２の面からの散乱光に基づいて、前記第１及び第２の面のいずれが加工面であるかを判別する第２の工程と、を備えることを特徴とする加工面判別方法。
【請求項２】
前記加工を行う前における前記第１及び第２の面は、互いに同じ表面状態を有していることを特徴とする請求項１に記載の加工面判別方法。
【請求項３】
前記加工を行う前における前記第１及び第２の面には相対的に大きな凹凸が形成されており、
前記加工は、前記第１及び第２の面のいずれか一方に対し、相対的に小さな凹凸が形成される処理であることを特徴とする請求項２に記載の加工面判別方法。
【請求項４】
前記第２の工程は、前記第１及び第２の面からの散乱光に含まれる青色波長成分に基づいて判別を行うことを特徴とする請求項３に記載の加工面判別方法。
【請求項５】
前記第１の工程は、前記第１及び第２の面からの散乱光を、同じ光源及び光検出器を用いて順次検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の加工面判別方法。
【請求項６】
前記第１の工程は、前記第１及び第２の面からの散乱光を、前記第１の面側および前記第２の面側にそれぞれ設けられた光源及び光検出器を用いて同時に検出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の加工面判別方法。
【請求項７】
前記処理対象物は板状体であり、前記第１及び第２の面はそれぞれ前記板状体の表面及び裏面であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の加工面判別方法。
【請求項８】
前記処理対象物はシリコンウェーハであり、前記第１の面はデバイスが形成される主面であり、前記第２の面はデバイスが形成されない裏面であることを特徴とする請求項７に記載の加工面判別方法。
【請求項９】
前記加工は、前記シリコンウェーハの裏面に微小欠陥を形成するバックサイドダメージ処理であることを特徴とする請求項８に記載の加工面判別方法。
【請求項１０】
前記加工を行う前の前記シリコンウェーハは、エッチドウェーハ、ラップドウェーハ又は両面研削ウェーハであることを特徴とする請求項８又は９に記載の加工面判別方法。
【請求項１１】
互いに表面状態の異なる第１及び第２の面を有する処理対象物の前記第１及び第２の面を判別する加工面判別装置であって、
前記第１及び第２の面に可視光を照射する光源と、
前記第１及び第２の面からの散乱光を検出する光検出器と、
前記光検出器による前記散乱光の検出結果に基づいて、前記第１及び第２の面のいずれが加工面であるかを判別する制御部と、を備えることを特徴とする加工面判別装置。
【請求項１２】
前記処理対象物はシリコンウェーハであり、
前記光源及び前記光検出器は前記第１及び第２の面に対して共通であり、
前記シリコンウェーハを反転させることにより、前記第１及び第２の面のうち前記光源及び前記光検出器と向き合う面を切り替え可能な反転機構をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の加工面判別装置。
【請求項１３】
デバイスが形成されるシリコンウェーハの主面及びデバイスが形成されない前記シリコンウェーハの裏面のいずれか一方に対し、表面状態が変化する加工を行う第１の工程と、
前記第１の工程を行った後、前記主面及び前記裏面に可視光を照射して、その散乱光をそれぞれ測定する第２の工程と、
前記第２の工程で得られた前記主面及び裏面からの散乱光に基づいて、前記主面及び裏面を判別する第３の工程と、を備えることを特徴とするシリコンウェーハの製造方法。
【請求項１４】
前記第１の工程は、前記シリコンウェーハの裏面に微小欠陥を形成するバックサイドダメージ処理であることを特徴とする請求項１３に記載のシリコンウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は加工面判別方法及び加工面判別装置に関し、特に、加工によって互いに表面状態の異なる第１及び第２の面を有する処理対象物の加工面を判別する方法及び装置に関する。また、本発明はシリコンウェーハの製造方法に関し、特に、主面及び裏面のいずれか一方の面に対し、表面状態が変化する加工を行う工程を含むシリコンウェーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣなどの半導体デバイスは、重金属などの汚染不純物が混入することによって歩留まりが低下することが知られている。したがって、半導体デバイスの製造プロセスには、シリコンウェーハに汚染不純物が混入しないよう、極めてクリーンな環境が求められる。しかしながら、汚染不純物の混入を完全に防ぐことは困難である。このため、シリコンウェーハには汚染不純物を捕獲・固着するゲッターシンクが設けられ、これによって素子形成領域から汚染不純物が隔離される。
【０００３】
ゲッタリングの方法としては、ゲッターシンクをシリコンウェーハの内部に設けるイントリンシックゲッタリング（ＩＧ）法と、ゲッターシンクをシリコンウェーハの裏面に設けるエクストリンシックゲッタリング（ＥＧ）法が知られている。このうち、エクストリンシックゲッタリング法の一つとして、シリコンウェーハの裏面にバックサイドダメージ処理を行うことによって欠陥を形成し、これにより生じる歪み（ＥＧ層）をゲッターシンクとする方法が知られている。
【０００４】
バックサイドダメージ処理で形成される欠陥は非常に微小であることから、目視検査では、バックサイドダメージ処理を施した面がいずれの面であるか、つまり、シリコンウェーハの表裏の区別が困難となる。このような問題は、エッチドウェーハ、ラップドウェーハ又は両面研削ウェーハのように、光沢度の低い（すなわち面粗さが大きい）ウェーハにおいて顕著となる。つまり、光沢度の高いウェーハに対してバックサイドダメージ処理を施した場合には、処理面の光沢度が大きく低下することから、表裏の判別は比較的容易である。これに対し、光沢度の低いウェーハは、バックサイドダメージ処理を施しても光沢度の変化が僅かであることから、目視検査では表裏の判別は非常に困難となる。
【０００５】
このため、バックサイドダメージ処理を施したシリコンウェーハを運搬用又は保管用のケースに収容する際に、表裏を逆にして収容してしまう可能性があった。このようなミスが生じると、以降の工程は、バックサイドダメージ処理を施した面（裏面）を誤ってデバイス形成面（主面）として取り扱うことになるため、当該ウェーハは不良品となる。したがって、バックサイドダメージ処理を施したシリコンウェーハの表裏を正しく判定する方法が求められている。
【０００６】
シリコンウェーハの表裏を判定する方法としては、熱処理によってＯＳＦ欠陥を顕在化させた後、セコエッチ、ダッシュエッチなどの検出エッチングを行うことにより欠陥密度をカウントする方法が考えられる。しかしながら、この方法は熱処理及びエッチング処理を伴うため、いわゆる破壊検査となる。したがって、シリコンウェーハの全数に対して行うことは不可能である。
【０００７】
これに対し、シリコンウェーハの表裏を非破壊で判別する方法としては、シリコンウェーハの粗さを測定する方法、ライフタイムを測定する方法、シリコンウェーハの裏面にレーザーマークなどを刻印する方法が挙げられる。一例として、特許文献１には、エッチング後のウェーハの面粗さを測定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−３３０２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、バックサイドダメージ処理によって形成される凹凸は非常に微小であるため、粗さを測定する方法では、短時間で確実に表裏を判別することは容易でない。また、ライフタイムを測定する方法では、測定前にパッシベーション処理を行う必要があることから、量産品に対しての適用は困難である。さらに、レーザーマークなどを刻印する方法では、完成品のシリコンウェーハに刻印が残るため、顧客が希望する仕様を満たさなくなる可能性がある。
【００１０】
これに対し、シリコンウェーハの一方の面に強い白色光を発生させる可視光を照射し、得られる散乱光の絶対値からシリコンウェーハの表裏を判別する方法も考えられる。この方法によれば、シリコンウェーハの表裏を非破壊、低コスト、高スループットで判別することができるため、実用性が高いものと考えられる。しかしながら、この方法は、十分に光沢度の高いウェーハに対しては有効であるものの、上述したように、光沢度の低いウェーハはバックサイドダメージ処理を施しても光沢度の変化が僅かであることから、この方法は必ずしも有効ではない。
【００１１】
したがって、光沢度の低いシリコンウェーハであっても、バックサイドダメージ処理を施した後の表裏を非破壊、低コスト、高スループットで確実に判別することが可能な方法が求められている。
【００１２】
尚、上記の問題は、バックサイドダメージ処理後におけるシリコンウェーハの表裏判定に限られず、シリコンウェーハの一方の面に対し表面状態が変化する他の加工を行った後の表裏判定においても同様に生じる問題である。例えば、シリコンウェーハの一方の面に対して、レーザービームの照射、イオン打ち込み、ラッピング（lapping）、グラインディング（grinding）などを行った場合においても、目視では表裏判定が困難となることがある。このような場合においても、バックサイドダメージ処理を行った場合と同様、表裏の判別を確実に行う必要が生じるからである。
【００１３】
さらに、上記の問題は、シリコンウェーハの表裏判定に限られず、他の処理対象物における表裏判定においても生じることがある。例えば、鋼板の一方の面に対してショットピーニング処理を行った後、表裏いずれの面が加工面であるか判別が困難となることがある。また、ハードディスク用基板の一方の面に対してテクスチャー加工を行った場合も、表裏いずれの面が加工面であるか判別が困難となることがある。
【００１４】
さらに、上記の問題は、任意の形状を有する立体物が有する複数の面（例えば立方体の各面）のうち、表面状態が変化する加工が施された面を特定する全てのケースに当てはまる問題である。つまり、上記の問題は、板状体の表裏判定に限られる問題ではない。
【００１５】
したがって、本発明は、処理対象物の複数の面のうち、表面状態が変化する加工が行われた面を判別する加工面判別方法及び加工面判別装置を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、製造過程において表裏を誤ることのないシリコンウェーハの製造方法を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明による加工面判別方法は、第１及び第２の面のいずれか一方に対し、表面状態が変化する加工が行われた処理対象物の加工面を判別する方法であって、前記第１及び第２の面に可視光を照射して、その散乱光をそれぞれ測定する第１の工程と、前記第１の工程で得られた前記第１及び第２の面からの散乱光に基づいて、前記第１及び第２の面のいずれが加工面であるかを判別する第２の工程と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明による加工面判別装置は、互いに表面状態の異なる第１及び第２の面を有する処理対象物の前記第１及び第２の面を判別する加工面判別装置であって、前記第１及び第２の面に可視光を照射する光源と、前記第１及び第２の面からの散乱光を検出する光検出器と、前記光検出器による前記散乱光の検出結果に基づいて、前記第１及び第２の面のいずれが加工面であるかを判別する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、加工面と非加工面の両方に対して可視光を照射し、その散乱光に基づいて加工面を判定していることから、一方の面から得られる散乱光の絶対値から加工面を判定する方法に比べて、極めて正確な判定が可能となる。つまり、一方の面から得られる散乱光の絶対値を基準（リファレンス）とし、他方の面から得られる散乱光の絶対値との差分を取ることにより、これら第１及び第２の面から得られる散乱光の差が微小であっても確実な判別が可能となる。しかも、非破壊、低コスト、高スループットで判別することができるため、極めて実用性が高いものと考えられる。
【００２０】
本発明において、前記加工を行う前における前記第１及び第２の面は、互いに同じ表面状態を有していることが好ましい。これによれば、加工によって生じた表裏の表面状態の差がそのまま散乱光の差分となって現れることから、得られる差分が微小であっても、確実に判定を行うことが可能となる。
【００２１】
本発明において、前記加工を行う前における前記第１及び第２の面には相対的に大きな凹凸が形成されており、前記加工は、前記第１及び第２の面のいずれか一方に対し、相対的に小さな凹凸が形成される処理であることが好ましい。これによれば、加工前における第１及び第２の面は相対的に大きな凹凸によって光沢度が低くなるため、加工によって相対的に小さな凹凸を形成しても、目視などによる判別は困難となる。このような場合であっても、本発明によれば確実に判別することが可能となる。
【００２２】
この場合、前記第２の工程は、前記第１及び第２の面からの散乱光に含まれる青色波長成分に基づいて判別を行うことが好ましい。レイリー散乱によって、前記第１及び第２の面に照射される可視光のうち、波長の長い緑色波長成分および赤色波長成分よりも波長の短い青色波長成分が多く散乱し、その結果、前記第１及び第２の面からの散乱光中の青色波長成分の割合が多くなる。ここで、微小な凹凸が形成された面に可視光を照射すると、微小な凹凸が可視光を乱反射させる結果、微小な凹凸が形成されていない面に可視光を照射した場合に比べて乱反射の強度が強くなる。このため、散乱光中の青色波長成分の乱反射強度は、微小な凹凸が形成されていない面よりも微小な凹凸が形成された面の方が強くなる。したがって、青色波長成分に基づいて判定を行えば、加工面を確実に判別することが可能となる。
【００２３】
本発明において、前記第１の工程は、前記第１及び第２の面からの散乱光を、同じ光源及び光検出器を用いて順次検出することが好ましい。これによれば、第１及び第２の面を全く同じ条件で観察することができることから、より正確な判別が可能となる。ここで、処理対象物がシリコンウェーハである場合、加工面判別装置は、前記シリコンウェーハを反転させることにより、前記第１及び第２の面のうち前記光源及び前記光検出器と向き合う面を切り替え可能な反転機構を備えればよい。
【００２４】
本発明において、前記第１の工程は、前記第１及び第２の面からの散乱光を、前記第１の面側および前記第２の面側にそれぞれ設けられた光源及び光検出器を用いて同時に検出することもまた好ましい。これによれば、より高速な判別が可能となる。
【００２５】
本発明において、前記処理対象物は板状体であり、前記第１及び第２の面はそれぞれ前記板状体の表面及び裏面であることが好ましい。これによれば、シリコンウェーハやハードディスク用基板などの表裏を判別することが可能となる。
【００２６】
この場合、前記処理対象物はシリコンウェーハであり、前記第１の面はデバイスが形成される主面であり、前記第２の面はデバイスが形成されない裏面であることが好ましい。これによれば、前記シリコンウェーハの裏面にバックサイドダメージ処理を行った後、その表裏を目視によって判別することが困難な場合であっても、これを容易に判別することが可能となる。バックサイドダメージ処理を行った後の表裏判別が困難となるケースとしては、加工前の光沢度が低い場合、例えば、加工前のシリコンウェーハが、エッチドウェーハ、ラップドウェーハ又は両面研削ウェーハであるケースが挙げられる。
【００２７】
また、本発明によるシリコンウェーハの製造方法は、デバイスが形成されるシリコンウェーハの主面及びデバイスが形成されない前記シリコンウェーハの裏面のいずれか一方に対し、表面状態が変化する加工を行う第１の工程と、前記第１の工程を行った後、前記主面及び前記裏面に可視光を照射して、その散乱光をそれぞれ測定する第２の工程と、前記第２の工程で得られた前記主面及び裏面からの散乱光に基づいて、前記主面及び裏面を判別する第３の工程と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、シリコンウェーハの主面及び裏面の両方に対して可視光を照射し、その散乱光に基づいて加工面を判定していることから、シリコンウェーハの表裏を確実に判別することができる。このため、表裏を誤ることなくシリコンウェーハを製造することが可能となる。
【００２９】
本発明において、前記第１の工程は前記シリコンウェーハの裏面に微小欠陥を形成するバックサイドダメージ処理であることが好ましい。バックサイドダメージ処理によって形成される凹凸は極めて微小であるため、バックサイドダメージ処理後の目視による表裏判定は困難であるケースがあるからである。
【発明の効果】
【００３０】
このように、本発明の加工面判別方法及び加工面判別装置によれば、非破壊、低コスト、高スループットで、加工面及び非加工面を確実に判別することが可能となる。
【００３１】
また、本発明のシリコンウェーハの製造方法によれば、表裏を誤ることなくシリコンウェーハを製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるシリコンウェーハの製造方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の好ましい実施形態による加工面判別装置の構成を模式的に示す図である。
【図３】シリコンウェーハの裏面側にキャリアプレートを接着した状態を示す図である。
【図４】本発明の好ましい他の実施形態による加工面判別装置の構成を模式的に示す図である。
【図５】実施例１の測定結果を示すグラフである。
【図６】実施例２の測定結果を示すグラフである。
【図７】実施例３の測定結果（絶対値）を示すグラフである。
【図８】実施例３の測定結果（差分）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００３４】
図１は、本発明の好ましい実施形態によるシリコンウェーハの製造方法を示すフローチャートである。尚、図１のフローチャートには、シリコンインゴットの引き上げなど、本発明と直接関係しない工程については省略されている。
【００３５】
図１に示すように、本実施形態においては、まず、主面と裏面とが互いに同じ表面状態を有するシリコンウェーハを用意し、その裏面にバックサイドダメージ処理を行う（ステップＳ１）。ここで、「シリコンウェーハの主面」とはデバイスが形成される側の面であり、「シリコンウェーハの裏面」とは主面とは反対側の面である。シリコンウェーハの裏面にはデバイスは形成されない。また、主面と裏面とが互いに同じ表面状態を有しているシリコンウェーハとしては、エッチドウェーハ、ラップドウェーハ及び両面研削ウェーハなどが挙げられる。
【００３６】
バックサイドダメージ処理は、シリコンウェーハの裏面に微小な欠陥を形成する工程であり、これにより生じる歪み（またはダメージ）層（ＥＧ層）がゲッターシンクとなる。つまり、エクストリンシックゲッタリング（ＥＧ）法の一種である。バックサイドダメージ処理の具体的な方法については特に限定されないが、微細なシリカパウダーを水に分散させたスラリーをシリコンウェーハの裏面に噴射することによって行うことができる。これにより、シリコンウェーハの裏面には、シリカパウダーの衝突部においてウェーハの厚み方向に１μｍ以下、特に０．２〜０．３μｍ程度の厚さのダメージ層が生じ、これがＥＧ層となる。ＥＧ層の厚さが０．２μｍ未満であれば、十分なＥＧ効果が得られない。一方、ＥＧ層の厚さが１μｍを超えると生産性の低下につながる。また、ウェーハの裏面への噴射時間は、ＥＧ層の厚さを考慮して１０秒〜６０秒の間で適宜設定することができる。
【００３７】
バックサイドダメージ処理を行うと、シリコンウェーハの裏面は処理前と比べて表面状態が変化する。つまり、主面とは異なる表面状態になる。しかしながら、バックサイドダメージ処理で形成される欠陥は非常に微小であることから、エッチドウェーハ、ラップドウェーハ又は両面研削ウェーハのように、光沢度の低い（すなわち面粗さが大きい）ウェーハにおいては、バックサイドダメージ処理の前後における表面状態の変化は僅かである。つまり、光沢度の低いウェーハには相対的に大きな凹凸がすでに形成されており、バックサイドダメージ処理によって相対的に小さな凹凸がさらに形成されても、外観は相対的に大きな凹凸の影響が支配的となるからである。
【００３８】
バックサイドダメージ処理を経たシリコンウェーハは、定められた向きでケースに収容される。つまり、ケースに収容された複数のシリコンウェーハの表裏は、全て定められた向きと一致しているはずである。しかしながら、誤って逆向きに収容してしまったり、正しく収容したシリコンウェーハを一旦取り出した後、逆向きに収容してしまうというミスもまれに生じる。以下の工程では、加工面の判別を行うことにより、このような逆向きのシリコンウェーハが存在しないか否かが検出される。
【００３９】
図２は、本発明の好ましい実施形態による加工面判別装置の構成を模式的に示す図である。
【００４０】
図２に示す加工面判別装置１０は、可視光Ａをシリコンウェーハ２に照射する光源１１と、シリコンウェーハ２からの散乱光Ｂを検出する光検出器１２と、シリコンウェーハ２を反転させることによって光源１１及び光検出器１２と向き合う面を切り替える反転機構１３と、これら光源１１、光検出器１２及び反転機構１３を制御する制御部１４とを備える。
【００４１】
光源１１としては、特に限定されるものではないが、強い白色光を発生する光源、例えば、ハロゲン集光灯を用いることが好ましい。また、光源１１は可視光Ａがシリコンウェーハ２の一方の面の全体に照射されるよう構成されていることが好ましい。したがって、レーザー光源のように単波長でビーム径の小さい光源は不適切である。
【００４２】
光検出器１２としては、特に限定されるものではないが、光電変換を行うことにより受光強度を検出可能なもの、例えば、フォトダイオードを用いたＣＣＤ素子を用いることが好ましい。光検出器１２の位置は、可視光Ａの鏡面反射成分Ａ'が直接入射しない位置に設定する必要がある。好ましくは、光源１１からシリコンウェーハ２に入射する可視光Ａの入射角をθＡとした場合、その反射角θＢ０（＝θＡ）に相当する位置に光検出器１２を配置するのではなく、シリコンウェーハ２から光検出器１２へ出射する出射角をθＢ１とした場合、
θＡ≠θＢ１
に設定することが好ましく、
θＡ＞θＢ１
に設定することが特に好ましい。具体的には、入射角θＡを２０〜８０°程度、出射角θＢ１を０°近傍に設定すれば、光検出器１２に入射する光はほぼ散乱光のみとなる。尚、図２で出射角θＢ１が０°に設定されているため、シリコンウェーハ２に対して垂直な線に「出射角θＢ１」と表記している。
【００４３】
反転機構１３は、シリコンウェーハ２を反転させることによって、光源１１及び光検出器１２と向き合う面を第１の面２ａから第２の面２ｂ（又はその逆）に切り替えるための機構である。すなわち、光源１１及び光検出器１２は、シリコンウェーハ２の第１の面２ａ及び第２の面２ｂに対して共通である。尚、図２に示した反転機構１３は、シリコンウェーハ２を反転させているが、シリコンウェーハ２を固定し、光源１１及び光検出器１２の位置を反転させることによって、光源１１及び光検出器１２と向き合う面を切り替え可能としても構わない。
【００４４】
制御部１４は、光源１１、光検出器１２及び反転機構１３を制御する要素であり、少なくとも、光検出器１２による散乱光Ｂの検出結果に基づいて、シリコンウェーハ２の主面と裏面を判別する役割を果たす。判別の結果は報知部１５に伝達され、これにより、オペレータはシリコンウェーハ２のいずれの面が主面（又は裏面）であるかを知ることができる。制御部１４による具体的な判別方法は以下の通りである。
【００４５】
まず、シリコンウェーハ２の第１の面２ａ（この時点では、主面であるか裏面であるかは不明である）に対し、光源１１を用いて可視光Ａを照射し、第１の面２ａにて散乱した散乱光Ｂの強度を光検出器１２にて検出する。検出の結果は、制御部１４に伝達される（ステップＳ２）。
【００４６】
次に、反転機構１３を用いてシリコンウェーハ２の表裏を反転させ、第１の面２ａの裏側に位置する第２の面２ｂ（この時点では、主面であるか裏面であるかは不明である）を光源１１及び光検出器１２に向ける。この状態で、上記と同様、光源１１を用いて可視光Ａを照射し、第２の面２ｂにて散乱した散乱光Ｂの強度を光検出器１２にて検出する。検出の結果は、制御部１４に伝達される（ステップＳ３）。
【００４７】
そして、制御部１４は、第１の面２ａから得られた散乱光Ｂの強度と、第２の面２ｂから得られた散乱光Ｂの強度を比較し、より強い散乱光が得られた面をシリコンウェーハ２の裏面と判定する（ステップＳ４）。判定の結果は、報知部１５を介してオペレータに伝達される。オペレータへの伝達方法としては、ディスプレイを用いて表示する方法や、音によって伝達する方法などが挙げられる。
【００４８】
シリコンウェーハ２の主面よりも裏面の方が散乱光Ｂの強度が強くなるのは、バックサイドダメージ処理によって形成された微小な凹凸が可視光Ａを乱反射させるからである。散乱光Ｂは、主面または裏面に照射された可視光Ａのレイリー散乱によって生じるため、青色波長成分が主成分となる。したがって、光検出器１２は、青色波長成分を含む波長領域を検出可能であることが好ましく、特に、青色波長成分を選択的に検出可能であることがより好ましい。
【００４９】
尚、シリコンウェーハ２の主面から得られるべき散乱光Ｂの強度と、シリコンウェーハ２の裏面から得られるべき散乱光Ｂの強度が既知であれば、しきい値をこれらの略中間の強度に設定することにより、原理的には、片方の面についてのみ散乱光Ｂの強度検出を行えば表裏判定は可能である。つまり、設定したしきい値よりも散乱光Ｂの強度が弱ければ主面であると判断することができ、逆に、設定したしきい値よりも散乱光Ｂの強度が強ければ裏面であると判断することができる。
【００５０】
しかしながら、このような片面評価が可能であるのは、十分に光沢度が高いウェーハに限られる。光沢度の高いウェーハは、バックサイドダメージ処理の前後における散乱光Ｂの強度変化が大きいからである。これに対し、エッチドウェーハ、ラップドウェーハ又は両面研削ウェーハのように、光沢度の低い（すなわち面粗さが大きい）ウェーハは、バックサイドダメージ処理の前後における散乱光Ｂの強度変化が僅かであることから、片面評価では、僅かな測定誤差によって誤った判定結果となってしまう。このような問題を回避すべく、本実施形態では、シリコンウェーハ２の両面に対して評価を行い、その差分に基づいて表裏判定を行っている。このため、光沢度の低いウェーハであっても、正しく表裏判定を行うことが可能となる。
【００５１】
しかも、本実施形態では、主面及び裏面を同じ光源１１及び光検出器１２を用いて評価していることから、測定誤差自体も非常に少なくなる。このため、より正確な表裏判定を行うことが可能となる。
【００５２】
このようにして表裏の判定が完了したら、図３に示すようにシリコンウェーハ２の裏面２ｄ側にキャリアプレート４を接着し（ステップＳ５）、この状態でシリコンウェーハ２の主面２ｃを鏡面研磨する（ステップＳ６）。これにより、裏面２ｄにＥＧ層が形成されたポリッシュトウェーハが完成する。このように、確実な表裏判定を行った後に研磨を行っていることから、ＥＧ層が形成された裏面２ｄを誤って研磨するなどのミスが防止される。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によれば、光沢度の低いウェーハであっても正しく表裏判定を行うことが可能となる。しかも、光学的に評価していることから、非破壊、低コスト、高スループットで表裏判定を行うことができる。
【００５４】
尚、本実施形態による加工面判別装置１０は、ステップＳ１で使用するバックサイドダメージ処理装置と、ステップＳ５で使用する接着装置との間を、枚葉にて搬送する搬送システムに組み込めば、搬送中に自動的に表裏判定を行うことが可能となる。或いは、バックサイドダメージ処理装置や接着装置自体に加工面判別装置１０を組み込めば、既存の搬送システムをそのまま使用することが可能となる。
【００５５】
図４は、本発明の好ましい他の実施形態による加工面判別装置の構成を模式的に示す図である。
【００５６】
図４に示す加工面判別装置２０は、第２の面２ｂ側に光源２１及び光検出器２２が追加されているとともに反転機構１３が省略されている点において、図２に示した加工面判別装置１０と相違している。その他の点は、図２に示した加工面判別装置１０と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５７】
本実施形態では、シリコンウェーハ２の第１の面２ａ（この時点では、主面であるか裏面であるかは不明である）は光源１１及び光検出器１２を用いて評価され、シリコンウェーハ２の第２の面２ｂ（この時点では、主面であるか裏面であるかは不明である）は光源２１及び光検出器２２を用いて評価される。したがって、本実施形態では、図１に示したステップＳ２とステップＳ３を同時に行うことができ、より高速な判別が可能となる。但し、光源２１及び光検出器２２は、それぞれ光源１１及び光検出器１２とほぼ同じ特性を有している必要がある。
【００５８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００５９】
例えば、上記実施形態では、バックサイドダメージ処理を施したシリコンウェーハの表裏判定を行う場合を例に説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、シリコンウェーハの一方の面に対し表面状態が変化する他の加工を行った後の表裏判定に対しても適用可能である。
【００６０】
一例として、シリコンウェーハの裏面に対して、レーザービームの照射、イオン打ち込み、ラッピング（lapping）、グラインディング（grinding）などを行うことによりＥＧ層を形成した場合においても、本発明は適用可能である。つまり、これらの処理によってＥＧ層を形成しても、目視では表裏判定が困難となることがある。このような場合においても、上記実施形態で説明したように、シリコンウェーハの両面に対して散乱光の測定を行い、その差分に基づいて表裏判定を行えば、正しく表裏判定を行うことが可能となる。尚、グラインディングやラッピングは、例えば、ラッピングフイルムと呼ばれる研磨テープをウェーハの片面に接触させることで行われる。ラッピングフイルムとしては、基材であるポリエステルフィルム上に、各種砥粒を接着剤で塗布したフィルムが挙げられる。
【００６１】
また、上記実施形態では、シリコンウェーハの表裏判定を行う場合を例に説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、他の処理対象物における表裏判定に対しても適用可能である。
【００６２】
一例として、鋼板の一方の面に対してショットピーニング処理を行った後、表裏いずれの面が加工面であるかを判別するケースに対しても、本発明は適用可能である。ショットピーニング処理とは、金属の表面に対してアルミナやＳｉＣなどの微粒子を高速で打ち付けることで金属表面を硬くし、耐摩耗性などを付与する処理である。このような処理を表面および裏面が同じ粗さの鋼板の片面にのみ行った場合、表裏のいずれが加工面であるか判別困難となることがある。しかしながら、微粒子を用いてショットピーニングを行うと、粗い金属表面に微小な凹部が形成されるため、本発明を適用することによって確実に表裏判定を行うことが可能となる。
【００６３】
別の例として、ハードディスク用基板（例えばアルミ基板）の一方の面に対してテクスチャー加工を行った場合の表裏判定にも、本発明は適用可能である。テクスチャー加工とは、主に、記憶容量の増大や、基板表面へのヘッドの吸着防止を目的として、ハードディスク用基板の表面に均一な微小な溝を形成する加工である。一般にハードディスク用基板は表面および裏面の表面状態が同一であり、テクスチャー加工によって形成される溝は極めて微小であることから、このような加工を片面にのみ行った場合、表裏のいずれが加工面であるか判別困難となることがある。しかしながら、このようなケースにおいても、本発明を適用することによって確実に表裏判定を行うことが可能となる。
【００６４】
さらに、本発明は、板状体である処理対象物の表裏判定に限られず、形状などでは判別できない複数の面のうち、表面状態が変化する加工が施された面を特定する全てのケースに適用可能である。例えば、６面とも同じ表面状態を有する立方体の特定の面に対して、微小な凹凸が形成される加工を行った後、どの面が加工面であるかを判別する必要がある場合にも本発明は適用可能である。
【実施例】
【００６５】
［実施例１］
まず、直径２００ｍｍのシリコンウェーハサンプルＡ１を用意した。シリコンウェーハサンプルＡ１は、その主面及び裏面の表面状態が同一である両面研削ウェーハであり、光沢度はいずれも１２０である。このようなシリコンウェーハサンプルＡ１の裏面に対してバックサイドダメージ処理を行い、厚さ０．３μｍのＥＧ層を形成した。主面にはバックサイドダメージ処理は行わなかった。バックサイドダメージ処理においては、３０００番のシリカパウダーを水に分散させたスラリーを用い、これをシリコンウェーハサンプルＡの裏面に噴射することにより行った。噴射時間は３０秒である。
【００６６】
次に、図２に示した加工面判別装置と同じ構造を有する装置を用い、シリコンウェーハサンプルＡの主面及び裏面の散乱光の強度を、分光光度計を用いて波長別に測定した。光源１１としてハロゲン集光灯、光検出器１２としてＣＣＤ素子をそれぞれ使用した。測定の結果を図５に示す。図５の縦軸は、最も高い散乱光の強度（乱反射強度）を１とした場合の各波長における強度の割合、すなわち、乱反射強度比を示している。図５に示すように、散乱光の強度比は、特に青色波長領域（約３８０ｎｍ〜約５５０ｎｍ）において、裏面の方が主面よりも強くなった。
【００６７】
［実施例２］
互いに光沢度の異なる直径２００ｍｍのシリコンウェーハサンプルＢ１〜Ｂ３を用意した。いずれのシリコンウェーハサンプルＢ１〜Ｂ３も、その主面及び裏面の表面状態が同一のエッチドウェーハである。光沢度はそれぞれ１６０、１２０、８０である。つまり、シリコンウェーハサンプルＢ１は相対的に高光沢であり、シリコンウェーハサンプルＢ２は相対的に中光沢であり、シリコンウェーハサンプルＢ３は相対的に低光沢である。このようなシリコンウェーハサンプルＢ１〜Ｂ３の裏面に対し、実施例１と同じ条件でバックサイドダメージ処理を行った。主面にはバックサイドダメージ処理は行わなかった。
【００６８】
次に、実施例１と同様にして、シリコンウェーハサンプルＢ１〜Ｂ３の主面及び裏面の散乱光の強度比を測定した。測定の結果を図６に示す。図６の縦軸は、図５の縦軸と同じ表示である。図６に示すように、シリコンウェーハサンプルＢ１〜Ｂ３とも、青色波長領域（約３８０ｎｍ〜約５５０ｎｍ）において、裏面の方が主面よりも散乱光の強度比が高かった。しかしながら、その差は光沢度が低いほど小さくなり、最も光沢度の低いシリコンウェーハサンプルＢ３では、その差は僅かであった。このため、光沢度の低いシリコンウェーハでは、片面評価による表裏判定は事実上困難であると考えられる。
【００６９】
［比較例１］
実施例２で用意したシリコンウェーハサンプルＢ１〜Ｂ３の主面及び裏面の粗さを、特許文献１に記載の触針式粗さ計で測定した。測定結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
2010251542.tif 000003
【００７１】
表１に示すように、相対的に高光沢であるシリコンウェーハサンプルＢ１および相対的に中光沢であるシリコンウェーハサンプルＢ２においては、（裏面の粗さ／主面の粗さ）の比が１を超え、粗さを測定する方法によって表裏判定が行えることがわかった。一方、相対的に低光沢であるシリコンウェーハサンプルＢ３においては（裏面の粗さ／主面の粗さ）の比が１となり、粗さを測定する方法によっては表裏判定が不可能となることがわかった。
【００７２】
［実施例３］
種々の光沢度を有する直径２００ｍｍのシリコンウェーハサンプルＣ１〜Ｃｎを多数用意した。シリコンウェーハサンプルＣ１〜Ｃｎはエッチドウェーハ、ラップドウェーハ又は両面研削ウェーハのいずれかであり、いずれのシリコンウェーハサンプルＣ１〜Ｃｎも、その主面及び裏面の表面状態が同一である。このようなシリコンウェーハサンプルＣ１〜Ｃｎの裏面に対し、実施例１と同じ条件でバックサイドダメージ処理を行った。主面にはバックサイドダメージ処理は行わなかった。
【００７３】
次に、図２に示した加工面判別装置と同じ構造を有する装置を用い、シリコンウェーハサンプルＣ１〜Ｃｎの主面及び裏面に対して、ＣＣＤ素子によって検出される散乱光の明度比及び青み成分比を測定した。明度比と青み成分比との関係を求めた結果が図７である。図７の縦軸は、最も高い青み成分の測定値を１００とした場合の青み成分の測定値の割合、すなわち、青み成分比を示す。また、横軸は、最も高い明度の測定値を１００とした場合の明度の測定値の割合、すなわち、明度比を示す。裏面に対してバックサイドダメージ処理を行うことによって裏面に微小な凹凸が形成される結果、裏面に可視光を照射した場合の散乱光の強度は、主面に可視光を照射した場合の散乱光の強度よりも強くなり、この結果、図７に示すように、青み成分比は主面よりも裏面の方が大きくなる。また、主面、裏面共に、光沢度が低くなるにつれて、すなわち、面粗さが大きくなるにつれて、散乱光の強度が強くなる結果、ＣＣＤ素子によって検出される散乱光の明度比は増加する。図７に示すように、高光沢領域においては主面と裏面とでは有意の差が見られたが、その差は低光沢領域ほど小さくなった。このため、しきい値を用いた片面評価による表裏判定は困難であると考えられる。
【００７４】
一方、図８は、同じシリコンウェーハサンプルＣ１〜Ｃｎについて、バックサイドダメージ処理を行う前およびバックサイドダメージ処理を行った後における主面及び裏面での散乱光の明度比の差分△Ｌ（第１の面の明度比−第２の面の明度比）及び青み成分比の差分△ｂ（第１の面の青み成分比−第２の面の青み成分比）との関係を求めた結果である。図８に示すように、バックサイドダメージ処理を行う前においては△Ｌは−２〜＋６、また△ｂは−１〜＋１の範囲にあり、第１及び第２の面は互いにほぼ同じ表面状態を有していると言える。一方、シリコンウェーハサンプルＣ１〜Ｃｎの片方の面にバックサイドダメージ処理を行った後においては、△Ｌは−１０〜−２、△ｂは＋１〜＋６の範囲にあり、バックサイドダメージ処理を行う前と比較して明確な差が生じていることが確認された。ここで、図７に示すように、シリコンウェーハの主面よりも裏面の方が明度比は小さくかつ青み成分比は大きいので、△Ｌがマイナスでかつ△ｂがプラスの場合は第１の面が裏面に相当し、逆に、△Ｌがプラスでかつ△ｂがマイナスの場合は第２の面が裏面に相当する。また、バックサイドダメージした後に第１の面と第２の面を反転させた場合は、△Ｌはプラスでかつ△ｂはマイナスとなり、バックサイドダメージした後とは逆の関係が得られた。また、実施例３においては、バックサイドダメージ処理後のウェーハは全て△Ｌがマイナスでかつ△ｂがプラスの値（これを反転させた場合は、全て△Ｌがプラスでかつ△ｂがマイナスの値）となり、バックサイドダメージ処理後に主面と裏面を逆にしたウェーハは存在しない、つまり、バックサイドダメージ処理後に全て定められた向きでケースに収容されていることがわかる。バックサイドダメージ処理後に主面と裏面を逆にしたウェーハが存在すれば、△Ｌ、△ｂ共にプラスおよびマイナスの両方の値が算出されるからである。このように、本発明によれば、低光沢のウェーハであっても、ウェーハの両面の評価を行うことにより表裏判定が可能となる。
【符号の説明】
【００７５】
２      シリコンウェーハ
２ａ    シリコンウェーハの第１の面
２ｂ    シリコンウェーハの第２の面
２ｃ    シリコンウェーハの主面
２ｄ    シリコンウェーハの裏面
４      キャリアプレート
１０，２０    加工面判別装置
１１，２１    光源
１２，２２    光検出器
１３    反転機構
１４    制御部
１５    報知部
Ａ      可視光
Ｂ      散乱光
【図１】
2010251542.tif 000004
【図２】
2010251542.tif 000005
【図３】
2010251542.tif 000006
【図４】
2010251542.tif 000007
【図５】
2010251542.tif 000008
【図６】
2010251542.tif 000009
【図７】
2010251542.tif 000010
【図８】
2010251542.tif 000011