(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にデバイスが形成されたウェーハの裏面が露出するようにウェーハを保持部により保持し、
前記ウェーハの前記裏面全体を研削部により研削し、
前記研削部により研削された前記ウェーハの研削面全体を研磨部により研磨し、
前記保持部により前記ウェーハを保持しつつ、前記保持部を前記研磨部からダメージ層形成部まで相対的に移動させ、
前記保持部により前記ウェーハを保持しつつ、前記研磨部により研磨された前記ウェーハの研磨面全体にダメージ層を前記ダメージ層形成部により形成するようにしており、
前記ダメージ層形成部においては、テクスチャリングヘッドがスラリを用いて前記ウェーハの前記研磨面を擦って前記ダメージ層を形成するようになっており、
前記テクスチャリングヘッドは、前記研磨部の研磨ヘッドよりも硬く、
前記テクスチャリングヘッドと前記ウェーハとの間の圧力は、前記研磨ヘッドと前記ウェーハとの間の圧力よりも小さく、
前記ダメージ層形成部において使用される前記スラリの径は、前記研磨部で使用されるスラリの径よりも大きいようにした、ウェーハ処理方法。
【請求項２】
前記ウェーハは前記表面側に形成された無欠陥層と該無欠陥層よりも内側に位置する欠陥層とを含んでおり、
前記研削部によって、前記ウェーハの前記欠陥層が概ね除去されるようにした請求項１に記載のウェーハ処理方法。
【請求項３】
前記ウェーハは前記表面側に形成された無欠陥層と該無欠陥層よりも内側に位置する欠陥層とを含んでおり、
前記研削部または前記研磨部によって、前記ウェーハの前記無欠陥層のみが残るようにした請求項１に記載のウェーハ処理方法。
【請求項４】
表面にデバイスが形成されたウェーハの裏面が露出するようにウェーハを保持する保持部と、
前記ウェーハの前記裏面全体を研削する研削部と、
前記研削部により研削された前記ウェーハの研削面全体を研磨する研磨部と、
前記研磨部により研磨された前記ウェーハの研磨面全体にダメージ層を形成するダメージ層形成部と、
前記ウェーハを保持したまま前記保持部を前記研磨部から前記ダメージ層形成部まで相対的に移動させる手段とを具備し、
前記ウェーハは、前記保持部から保持されたままで、前記研磨部による研磨処理と前記ダメージ層形成部によるダメージ層形成処理とを受けるようにしており、
前記ダメージ層形成部においては、テクスチャリングヘッドがスラリを用いて前記ウェーハの前記研磨面を擦って前記ダメージ層を形成するようになっており、
前記テクスチャリングヘッドは、前記研磨部の研磨ヘッドよりも硬く、
前記テクスチャリングヘッドと前記ウェーハとの間の圧力は、前記研磨ヘッドと前記ウェーハとの間の圧力よりも小さく、
前記ダメージ層形成部において使用される前記スラリの径は、前記研磨部で使用されるスラリの径よりも大きいようにした、ウェーハ処理装置。
【請求項５】
前記ウェーハは前記表面側に形成された無欠陥層と該無欠陥層よりも内側に位置する欠陥層とを含んでおり、
前記研削部によって、前記ウェーハの前記欠陥層が概ね除去されるようにした請求項４に記載のウェーハ処理装置。
【請求項６】
前記ウェーハは前記表面側に形成された無欠陥層と該無欠陥層よりも内側に位置する欠陥層とを含んでおり、
前記研削部または前記研磨部によって、前記ウェーハの前記無欠陥層のみが残るようにした請求項４に記載のウェーハ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面にデバイスが形成されたウェーハを処理するウェーハ処理方法およびそのような方法を実施するウェーハ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造分野においてはウェーハが年々大型化する傾向にあり、また、実装密度を高めるためにウェーハの薄葉化が進んでいる。ウェーハを薄葉化するために、半導体ウェーハの裏面を研削する裏面研削処理が行われている。
【０００３】
図５（ａ）は従来技術において研削前におけるウェーハの部分断面図である。図５（ａ）に示されるように、一般的なウェーハ２０の表面２１側には無欠陥層５１が形成されており、ウェーハ２０の裏面２２にはＥＧ（Ｅｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ、エントリンシック ゲッタリング）層５３が形成されている。さらに、無欠陥層５１とＥＧ層５３との間には、バルク欠陥層５２（イントリンシックゲッタリング（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）層）が形成されている。周知であるように、バルク欠陥層５２は孔などの多数の欠陥を含んでおり、無欠陥層５１はそのような欠陥を含んでいない。通常、この無欠陥層５１は、デバイス表面２１から50μｍから70μm程度のところまで形成されている。
【０００４】
また、図５（ａ）から分かるように、ウェーハ２０の表面２１には複数の半導体素子１９が形成されている。これら半導体素子１９を保護するために、裏面研削時には、表面保護フィルム３がウェーハ２０の表面２１に貼付けられる。そして、図５（ｂ）に示されるように、裏面研削処理が完了すると、ウェーハ２０の裏面２２はバルク欠陥層５２の途中まで研削されるようになる。
【０００５】
図６は研削後におけるウェーハの裏面を示す図である。図６に示されるように、研削後には、ウェーハ２０の裏面２２には、多数の研削痕２９がウェーハ２０の中心から放射状に延びるようになる。そして、図５（ｂ）に示されるように、ウェーハ２０の裏面２２には、これら研削痕２９を含む脆性破壊層Ｚが形成されることになる。
【０００６】
このような脆性破壊層は、ゲッタリング効果を生じさせるのに有利である。ゲッタリング効果とは、半導体チップの製造工程において半導体ウェーハに含有された主に重金属を主とする不純物を、半導体チップに形成された電子回路等の素子の形成領域外の歪み場に集めて素子形成領域を清浄化することであり、歪み場として、機械的ダメージが形成された部分、例えば脆性破壊層またはバルク欠陥層が活用される。このゲッタリング効果によって素子形成領域に不純物が存在しにくくなり、結晶欠陥の発生や電気特性の劣化といった不具合が抑制され、半導体チップの特性の安定化や性能の向上が図られるとされている。例えば特許文献１には、ゲッタリング効果を得るための手法が開示されている。
【０００７】
ところが、図６に示されるように、研削痕２９は放射状に形成されるので、ウェーハ２０の中心領域と縁部領域とにおいて研削痕２９の向きが異なることになる。例えば、図６から分かるように、ウェーハ２０の中心に位置する矩形領域Ａにおいては、研削痕２９はほぼ全ての方向に延びている。
【０００８】
これに対し、ウェーハ２０の縁部に位置する矩形領域Ｂにおいては、研削痕２９は長手方向に延びている。さらに、研削痕２９が横断方向に延びる他の矩形領域Ｃもウェーハ２０の縁部に存在する。また、矩形領域Ａにおける研削痕２９の数は、矩形領域Ｂおよび矩形領域Ｃにおける研削痕２９の数よりもかなり多い。
【０００９】
このようなことから、各矩形領域から形成されるチップの抗折強度は、矩形領域の場所に応じて異なることになり、また、研削痕２９が存在しているので、半導体チップが反る可能性もある。このため、通常は、図５（ｃ）に示されるように、研削後に裏面を研磨し、研削痕２９を含む脆性破壊層をＺ完全に除去するようにしている。この場合には脆性破壊層Ｚを用いたゲッタリング効果は利用できないものの、バルク欠陥層５２は残るので、バルク欠陥層５２を用いたゲッタリング効果を利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２７７１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、近年では半導体チップの要求厚さはさらに小さくなっており、例えば半導体チップの要求厚さは５０マイクロメートル以下になる場合がある。そして、半導体チップを薄くするほど、金属イオンをトラップさせるゲッタリング効果の必要性はかえって高まることになる。
【００１２】
しかしながら、例えば半導体チップの厚さが５０マイクロメートルになるまでウェーハ２０を薄くする場合には、バルク欠陥層５２が完全に除去されるので、バルク欠陥層５２を用いたゲッタリング効果を利用することはできない。この場合には、結晶欠陥の発生や電気特性の劣化が発生して、半導体チップが安定化しなくなるという問題が起こる。
【００１３】
また、脆性破壊層を部分的に残すことにより、バルク欠陥層５２を用いたゲッタリング効果を利用することも考えられる。しかしながら、研削のように固定砥粒でゲッタリング層を形成する場合には、固定砥粒が運動した軌跡が、脆性破壊層の研削痕２９のために、半導体チップの抗折強度がバラつくことになり、また半導体チップが反る可能性もある。
【００１４】
さらに、ウェーハ２０の厚みを50μm程度にする場合には、半導体素子１９を含んだ層が50μm程度になる。しかしながら、固定砥粒による研削のみによって50μmの厚みまでウェーハ２０を薄くする場合には、その加工変質層（脆性破壊層Ｚ）の影響も無視できない。すなわち、研削後のウェーハ２０はその加工変質層が厚く、また、微小なクラックが部分的に生じてデバイス（半導体素子）層にまで至る場合がある。
【００１５】
研削により生じたクラックは、初期状態では1.5μm程度の長さ（深さ）であるが、ウェーハ２０全体に負荷がかかり、その負荷がクラックの部分に集中するとクラックが進展することがある。特に研削後のウェーハ２０をそのまま放置すると、ウェーハ２０の反りや歪により1.5μm程度のクラックが徐々に進展して、40μmから50μm程度まで深くなることがある。その結果、半導体素子１９が動作不良を起こすなどの問題を誘発する。そのため、研削状態のままでウェーハ２０を放置するのを避ける必要がある。
【００１６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、抗折強度のバラツキおよび半導体チップの反りなどが生じることなく、均一なゲッタリング層を新たに形成すると共に、研削工程で形成されたクラック層を進展させず、またクラック進展によるデバイス素子の不良を起こすことのない、薄いウェーハを形成できる、ウェーハ処理方法およびそのような方法を実施するウェーハ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、表面にデバイスが形成されたウェーハの裏面が露出するようにウェーハを保持部により保持し、前記ウェーハの前記裏面全体を研削部により研削し、前記研削部により研削された前記ウェーハの研削面全体を研磨部により研磨し、前記保持部により前記ウェーハを保持しつつ、前記保持部を前記研磨部からダメージ層形成部まで相対的に移動させ、前記保持部により前記ウェーハを保持しつつ、前記研磨部により研磨された前記ウェーハの研磨面全体にダメージ層を前記ダメージ層形成部により形成するようにしており、前記ダメージ層形成部においては、テクスチャリングヘッドがスラリを用いて前記ウェーハの前記研磨面を擦って前記ダメージ層を形成するようになっており、前記テクスチャリングヘッドは、前記研磨部の研磨ヘッドよりも硬く、前記テクスチャリングヘッドと前記ウェーハとの間の圧力は、前記研磨ヘッドと前記ウェーハとの間の圧力よりも小さく、前記ダメージ層形成部において使用される前記スラリの径は、前記研磨部で使用されるスラリの径よりも大きいようにした、ウェーハ処理方法が提供される。
【００１８】
２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記ウェーハは前記表面側に形成された無欠陥層と該無欠陥層よりも内側に位置する欠陥層とを含んでおり、前記研削部によって、前記ウェーハの前記欠陥層が概ね除去されるようにした。
【００１９】
３番目の発明によれば、１番目の発明において、前記ウェーハは前記表面側に形成された無欠陥層と該無欠陥層よりも内側に位置する欠陥層とを含んでおり、前記研削部または前記研磨部によって、前記ウェーハの前記無欠陥層のみが残るようにした。
【００２１】
４番目の発明によれば、表面にデバイスが形成されたウェーハの裏面が露出するようにウェーハを保持する保持部と、前記ウェーハの前記裏面全体を研削する研削部と、前記研削部により研削された前記ウェーハの研削面全体を研磨する研磨部と、前記研磨部により研磨された前記ウェーハの研磨面全体にダメージ層を形成するダメージ層形成部と、前記ウェーハを保持したまま前記保持部を前記研磨部から前記ダメージ層形成部まで相対的に移動させる手段とを具備し、前記ウェーハは、前記保持部から保持されたままで、前記研磨部による研磨処理と前記ダメージ層形成部によるダメージ層形成処理とを受けるようにしており、前記ダメージ層形成部においては、テクスチャリングヘッドがスラリを用いて前記ウェーハの前記研磨面を擦って前記ダメージ層を形成するようになっており、前記テクスチャリングヘッドは、前記研磨部の研磨ヘッドよりも硬く、前記テクスチャリングヘッドと前記ウェーハとの間の圧力は、前記研磨ヘッドと前記ウェーハとの間の圧力よりも小さく、前記ダメージ層形成部において使用される前記スラリの径は、前記研磨部で使用されるスラリの径よりも大きいようにした、ウェーハ処理装置が提供される。
【００２２】
５番目の発明によれば、４番目の発明において、前記ウェーハは前記表面側に形成された無欠陥層と該無欠陥層よりも内側に位置する欠陥層とを含んでおり、前記研削部によって、前記ウェーハの前記欠陥層が概ね除去されるようにした。
【００２３】
６番目の発明によれば、４番目の発明において、前記ウェーハは前記表面側に形成された無欠陥層と該無欠陥層よりも内側に位置する欠陥層とを含んでおり、前記研削部または前記研磨部によって、前記ウェーハの前記無欠陥層のみが残るようにした。
【００２５】
１番目から６番目の発明においては、研磨後においてウェーハの無欠陥層にダメージ層を形成している。従って、無欠陥層が露出するまで薄くされたウェーハであっても、ゲッタリング効果を利用することができる。そのようなウェーハは研磨処理が行われているので、研削痕は残っておらず、従って、抗折強度のバラツキおよび半導体チップの反りなどが生じることも回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に基づくウェーハ処理装置の略平面図である。
【図２】テクスチャリングユニットの部分側面図である。
【図３】（ａ）研削前におけるウェーハの部分断面図である。（ｂ）研削後におけるウェーハの部分断面図である。（ｃ）研磨後におけるウェーハの部分断面図である。（ｄ）テクスチャリング処理後におけるウェーハの部分断面図である。
【図４】（ａ）研削前におけるウェーハの部分斜視図である。（ｂ）研削後におけるウェーハの部分斜視図である。（ｃ）研磨後におけるウェーハの部分斜視図である。（ｄ）テクスチャリング処理後におけるウェーハの部分斜視図である。
【図５】（ａ）従来技術において研削前におけるウェーハの部分断面図である。（ｂ）従来技術において研削後におけるウェーハの部分断面図である。（ｃ）従来技術において研磨後におけるウェーハの部分断面図である。
【図６】研削後におけるウェーハの裏面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
【００２８】
図１は本発明に係るウェーハ処理方法が適用されるウェーハ処理装置の略平面図である。図１に示されるウェーハ処理装置１０は、複数のウェーハ２０を格納するカセット１１ａ、１１ｂと、四つのチャック部１２ａ〜１２ｄを備えていてインデックス回転するターンテーブル１３と、四つのチャック部１２ａ〜１２ｄを洗浄する洗浄ユニット１４と、ウェーハ２０、例えばシリコン・ウェーハを搬送する搬送ロボット１５とを含んでいる。
【００２９】
さらに、図１に示されるように、ウェーハ処理装置１０においては、粗研削ユニット３１、仕上研削ユニット３２、研磨ユニット３３およびテクスチャリングユニット３４がターンテーブル１３の外周に沿って順番に配置されている。なお、粗研削ユニット３１は粗研削砥石（図示しない）によりウェーハ２０の裏面２２を粗研削し、仕上研削ユニット３２は仕上研削砥石（図示しない）により裏面２２を仕上研削する。さらに、研磨ユニット３３は研磨布（図示しない）から供給されるスラリーを用いつつ、ウェーハ２０の裏面２２を研磨する。
【００３０】
図２はテクスチャリングユニットの部分側面図である。図２に示されるように、テクスチャリングユニット３４のアーム４１の先端には、モータ４２が懸架されている。そして、モータ４２の出力軸４２ａには、テクスチャリングヘッド４３が回転可能に取付けられている。また、テクスチャリングヘッド４３には、スラリーが供給される。
【００３１】
研磨時には、テクスチャリングヘッド４３およびチャック部１２ａが互いに反対方向に回転し、次いで、テクスチャリングヘッド４３がアーム４１と一体的にウェーハ２０の厚さ方向に下降する。これにより、チャック部１２ｄに保持されたウェーハ２０の裏面２２が全体的に均等にテクスチャリング処理され、ウェーハ２０の裏面２２にはダメージ層が形成される。
【００３２】
図３（ａ）および図４（ａ）は、それぞれ研削前におけるウェーハの部分断面図および部分斜視図である。図３（ａ）および図４（ａ）に示されるように、ウェーハ２０の表面２１には複数の半導体素子１９が形成されている。これら半導体素子１９を保護するために、表面保護フィルム３がウェーハ２０の表面２１に貼付けられている。
【００３３】
さらに、図３（ａ）から分かるように、ウェーハ２０の表面２１側には、デヌーデッドゾーン（ＤＺ：Ｄｅｎｕｄｅｄ Ｚｏｎｅ）と呼ばれる無欠陥層５１が形成されている。そして、ウェーハ２０の裏面２２側には、ＥＧ（Ｅｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ、エントリンシック ゲッタリング）層５３が形成されている。さらに、無欠陥層５１とＥＧ層５３との間には、バルク欠陥層５２（イントリンシックゲッタリング（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ  ｇｅｔｔｅｒｉｎｇ）層）が形成されている。周知であるように、バルク欠陥層５２は孔などの多数の欠陥を含んでおり、無欠陥層５１はそのような欠陥を含んでいない。カセット１１ａには、このようなウェーハ２０が格納されているものとする。
【００３４】
以下、本発明のウェーハ処理装置１０の動作について説明する。はじめに、搬送ロボット１５によって、カセット１１ａから一つのウェーハ２０が取出されて、チャック部１２ａまで搬送される。
【００３５】
ウェーハ２０はその裏面２２が上方を向いた状態でチャック部１２ａに吸引保持される。チャック部１２ａは洗浄ユニット１４により予め洗浄されているものとする。その後、ターンテーブル１３がインデックス回転し、チャック部１２ａは粗研削ユニット３１まで移動される。このとき、別のチャック部１２ｄには別のウェーハ２０が搬送ロボット１５により搬送され、同様な処理が順次行われる。しかしながら、このことは公知であるので説明を省略する。
【００３６】
粗研削ユニット３１においてはウェーハ２０の裏面２２が粗研削砥石（図示しない）により公知の手法で粗研削される。次いで、ターンテーブル１３がインデックス回転して、チャック部１２ａは粗研削ユニット３１から仕上研削ユニット３２まで移動される。仕上研削ユニット３２においては、ウェーハ２０の裏面２２は仕上研削砥石（図示しない）により公知の手法で仕上研削される。
【００３７】
図３（ｂ）および図４（ｂ）は、それぞれ研削後におけるウェーハの部分断面図および部分斜視図である。粗研削ユニット３１および仕上研削ユニット３２による研削後においては、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示されるように、ウェーハ２０のＥＧ層５３およびバルク欠陥層５２は除去され、無欠陥層５１のみが残るようになる。従って、本発明における研削後のウェーハ２０の厚さはかなり小さく、例えば５０マイクロメートル以下である。
【００３８】
また、図３（ｂ）および図４（ｂ）から分かるように、ウェーハ２０の裏面２２（研削面）には脆性破壊層Ｚが形成される。脆性破壊層Ｚには多数の微細なクラック、割れまたは内部歪みが形成される。
【００３９】
ここで、ウェーハ２０をこのまま放置する場合には、前述した研削工程で形成された脆性破壊層Ｚのクラックが進展し、半導体素子１９を破壊する可能性がある。
【００４０】
また、研削作業は固定砥粒を用いて行われるので、研削条痕２９がウェーハ２０上に明確に残る。従って、このような条痕をゲッタリング層として使用したとしても、ゲッタリング層は、研削条痕状に分布することになり、ゲッタリング層は均一にはならない。また、ウェーハの中心部と外周部とでは条痕の間の間隔も異なるので、抗折強度のバラつきやゲッタリング性能のバラつきが生じることになる。固定砥粒により研削作業を行う場合には、研削条痕のバラつきを伴うので、本質的に均一なゲッタリング層の形成は不可能である。
【００４１】
更にウェーハをチップ状に薄片化した際にチップの長手方向に延びる研削条痕がチップに残る場合には、方向性を持たない遊離砥粒で加工したものと比較すると、チップの反りは大きくなってしまう。このことは、仮に脆性破壊層Ｚの深さが同じであったとしても、同様である。
【００４２】
再び図１を参照すると、研削後にターンテーブル１３は再びインデックス回転して、チャック部１２ａは仕上研削ユニット３２から研磨ユニット３３まで移動される。研磨ユニット３３においては、スラリーが供給されつつ、研磨ヘッド（図示しない）によりウェーハ２０の裏面２２（研削面）はウェットポリッシュされる。
【００４３】
研磨処理時には、例えば、以下の条件が好適に使用される。
パッド：発泡ポリウレタン
または、ウレタン含浸不織布ＴＰ３００Ｖ４など(東京精密社製)
研磨スラリー：シリカスラリー砥粒径50ｎｍ〜70ｎｍ
パッド回転数：200rpm、圧力：20.68ｋＰａ（3psi）程度
【００４４】
特に前述した研削工程においては、研削砥石を使用した固定砥粒による加工方法であったのに対し、研磨ユニット３３においては、柔らかい不織布などを用いて、スラリーによる遊離砥粒を使用している。従って、ウェーハ２０の裏面を一様に研磨することができ、研削工程で形成された研削条痕２９は取り除かれる。また、研削工程で形成されたクラックなども除去され、研削時に生じた深い加工変質層（脆性破壊層Ｚ）を除去することができる。スラリーの砥粒径が数十ｎｍオーダーであることに加え、化学的効果もあるので、研磨工程後には、加工変質層はほとんど無視できる程度の深さになる。
【００４５】
これにより、クラックフリー、ストレスフリーの裏面２２を形成することができる。また、研磨作業が終了する箇所は、ウェーハ２０の無欠陥層５１であるので、加工歪となる欠陥はほとんど存在しておらず、理想的な鏡面状態を形成することができる。従って、この研磨工程により、クラックおよび加工変質層を完全に取除き、ウェーハ２０の裏面２２を一旦、リセットすることができる。
【００４６】
また、例えば、部分断面図において、ＥＧ層５３やバルク欠陥層５２などをゲッタリング層として使用できる部分まで研磨作業を行ったとしても、理想的な鏡面状態を形成するのは困難である。その理由は、これらＥＧ層５３やバルク欠陥層５２はそもそも欠陥を含んでいるので、ＥＧ層５３やバルク欠陥層５２まで研磨（または研削）を行っても、加工歪みを完全に取除くことはできないためである。従って、ＥＧ層５３やバルク欠陥層５２までしか研磨を行わない場合には、ウェーハ２０の裏面２２を完全にリセットする状態にするのは難しい。
言い換えれば、50μm〜70μm以下の厚みまでウェーハを研磨（または研削）した後で無欠陥層５１にゲッタリング層を新たに形成する場合には、前述したようにストレスを完全に除去できることは極めて有利である。
【００４７】
図３（ｃ）および図４（ｃ）は、それぞれ研磨後におけるウェーハの部分断面図および部分斜視図である。図３（ｃ）および図４（ｃ）に示されるように、本発明においては、裏面２２全体が鏡面処理されるように裏面２２が研磨される。従って、脆性破壊層Ｚはウェーハ２０の裏面２２から完全に除去される。その後、図１から分かるように、研磨ユニット３３は仕上研削ユニット３２側に退避して、テクスチャリングユニット３４がウェーハ２０上まで回動する。
【００４８】
次いで、テクスチャリングヘッド４３は、スラリを用いてウェーハ２０の裏面２２（研磨面）を擦ってテクスチャリング処理を行う。テクスチャリングヘッド４３は研磨ユニット３３の研磨ヘッド（図示しない）よりも硬いのが好ましい。
【００４９】
テクスチャリング処理時には、例えば、以下の条件を好適に使用できる。
スラリー：ＧＣ砥粒(1μm〜3μm)、溶媒：水
パッド：発泡ポリウレタン、TP300V4(東京精密社製)
パッド回転数：60rpm、ウェーハ回転数
圧力：20〜100g/cm2
【００５０】
なお、テクスチャリングヘッド４３とウェーハ２０との間の圧力ＰＢは、研磨ヘッドとウェーハ２０との間の圧力ＰＡよりも小さい。一つの実施例においては、テクスチャリング処理時の圧力ＰＢは平方センチメートル当たり２０〜１００ｇであり、研磨時の圧力ＰＡは平方センチメートル当たり３００ｇである。
【００５１】
さらに、テクスチャリング処理において使用されるスラリの径は、研磨処理において使用されるスラリの径よりも大きいのが好ましい。一つの実施例においては、テクスチャリング処理において使用されるスラリの径は１〜３マイクロメートルであり、研磨処理において使用されるスラリの径は５０〜７０ナノメートルである。
【００５２】
前述した研磨工程によって、加工歪や加工変質層Ｚを一旦完全に除去し、ほぼ完全な表面状態を無欠陥層５１に形成する。つまり、表面（ここでは、ウェーハ２０の裏面２２）の加工歪をリセットする。その後、テクスチャリング処理を行う。図３（ｄ）および図４（ｄ）は、それぞれテクスチャリング処理後におけるウェーハの部分断面図および部分斜視図である。これら図面に示されるように、テクスチャリング処理を行うことによって、約10nm〜150nm程度の深さの均一かつ物理的な細かい粗さ部分（ダメージ層５５）をウェーハ２０の裏面２２に形成することができる。
【００５３】
このような均一な細かい粗さ部分は、少し荒い遊離砥粒とパッドとを使用することにより形成される。遊離砥粒を使用するので、分散した砥粒が個々にランダムに転動することにより均一な粗さ部分が形成される。その結果、均一な粗さ部分をゲッタリング層として使用できる。
【００５４】
このようなテクスチャリング処理によって、ウェーハ２０の裏面２２には、細かい粗さ部分または傷からなるダメージ層５５が形成される。つまり、本発明においては、ダメージ層５５は無欠陥層５１に一様に形成されることになる。このようなダメージ層５５はゲッタリング効果を得るのに使用される。すなわち、ダメージ層５５が、重金属を主とする不純物を集め、その結果、半導体素子１９に不純物が存在し難いようにできる。
【００５５】
均一な粗さ部分（ダメージ層５５）を形成することによって、前述した抗折強度をウェーハ全体に亙って一様にすることができる。すなわち、ウェーハのどの部分からチップを取得した場合であっても、そのチップの抗折強度は概ね等しくなる。さらに、研削工程で導入されたクラックなどを含む脆性破壊層Ｚは、研磨工程で完全に除去されている。従って、テクスチャリング処理後のウェーハ２０を放置したとしても、クラックの進展による半導体素子１９の損傷は生じない。
【００５６】
このようなテクスチャリング処理は、研磨により加工歪をリセットした無欠陥層５１の面上で行うことが重要である。これに対し、無欠陥層５１ではない箇所には、ゲッタリング層をあえて形成する必要がない。その理由は、例えば、バルク欠陥層５２などにゲッタリング層を形成すると、テクスチャリング処理によって欠陥がさらに大きくなり、その結果、表面２１の半導体素子１９に歪みを伝播させるためである。
【００５７】
本発明においては、無欠陥層に到達するまで研磨による鏡面処理を行い、一旦、ウェーハ２０の裏面２２をストレスフリーの状態にしてリセットし、その後、均一なテクスチャリング処理を行っている。それゆえ、本発明においては、テクスチャリング処理によって欠陥やクラックが大きくなることはなく、従って、半導体素子１９を安定して製作できるのが分かるであろう。
【００５８】
テクスチャリング処理終了後には、チャック部１２ａの保持作用が解除される。そして、搬送ロボット１５によってウェーハ２０がチャック部１２ａからカセット１１ｂまで搬送され、処理を終了する。
【００５９】
このように、本発明においては、ウェーハ２０の無欠陥層５１にダメージ層５５を形成している。従って、無欠陥層５１が露出するまで薄くされたウェーハ２０であっても、ダメージ層５５を用いたゲッタリング効果を利用することが可能である。
【００６０】
ところで、脆性破壊層Ｚがわずかながら残るように研削処理および研磨処理を行い、脆性破壊層Ｚを用いたゲッタリング効果を利用することも可能である。しかしながら、その場合には、研削痕２９も脆性破壊層Ｚと一緒に残るので、半導体チップの抗折強度がバラつくと共に半導体チップが反る可能性もある。従って、研削痕２９を含む脆性破壊層Ｚを全て除去する本発明がより有利であるのが分かるであろう。
【００６１】
なお、図面を参照して説明した実施形態においては、研削処理によってＥＧ層５３およびバルク欠陥層５２を除去して、無欠陥層５１が露出するようにしている。しかしながら、他の実施形態においては、バルク欠陥層５２がわずかながら残るように研削処理を行い、研磨処理によってバルク欠陥層５２を除去するようにしてもよい。このような場合にも、ダメージ層５５が無欠陥層５１に形成されるので、前述したのと同様な効果を得ることができる。
【００６２】
さらに、図面を参照して説明した実施形態においては、公知の研磨ユニット３３と類似の構成のテクスチャリングユニット３４を使用している。しかしながら、テクスチャリングユニット３４が研磨ユニット３３と異なる構成であってもよく、例えばレーザ、テープポリッシュなどにより、ダメージ層５５を形成してもよい。
【００６３】
図示されるテクスチャリングユニット３４を使用した場合には、研磨ユニット３３とテクスチャリングユニット３４との間でウェーハ２０をチャック部１２ａから着脱する必要がない。従って、図示されるテクスチャリングユニット３４は、レーザまたはテープポリッシュを使用する場合よりも短時間で処理できる点で有利である。
【００６４】
さらに、研磨処理の終了後に、研磨ユニット３３の研磨ヘッド（図示しない）をテクスチャリングヘッド４３に取り替えて、テクスチャリング用の大径のスラリを供給しつつ、テクスチャリング処理を行ってもよい。このような場合であっても、本発明の範囲に含まれるのは明らかであろう。
【００６５】
本発明においては研磨処理後にテクスチャリング処理を行っているが、研磨処理を行いながらダメージ層５５を同時に形成することも考えられる。しかしながら、そのような場合には、ウェーハ２０の裏面２２を一旦、リセットしていないので、ダメージ層５５が面内バラツキを有する可能性がある。その理由は、研削処理により形成された歪みやマイクロクラックが研磨処理によって成長するためである。従って、本発明のように化学的な研磨処理によって裏面２２の加工変質層を積極的に除去し、裏面２２を鏡面化して、裏面２２を一旦、リセットすることは極めて重要である。そして、その後で、テクスチャリング処理を行えば、面内バラツキの無い均等なダメージ層５５（ゲッタリング層）をウェーハ２０の裏面２２全体にわたって形成することが可能である。
【００６６】
また、ウェーハ２０の裏面２２を前述した研磨処理により鏡面化した後においては、裏面２２が酸化して酸化膜が形成される場合がある。例えばウェーハ処理装置１０がテクスチャリングユニット３４を含んでいない場合には、研磨処理後のウェーハ２０を別のテクスチャリング装置（図示しない）まで移送する必要があるので、移送の途中で酸化膜が形成される可能性がある。
【００６７】
このような酸化膜は比較的硬質であり、ウェーハ２０全体に均等に形成されるわけではない。通常は、そのような酸化膜はウェーハ２０の裏面２２に部分的に形成されると考えられる。このため、ウェーハ２０の裏面２２には、酸化膜が形成された硬い箇所と、酸化膜が形成されていない柔らかい箇所とが混在する。従って、そのようなウェーハ２０を別のテクスチャリング装置（図示しない）によって加工したとしても、形成されたダメージ層５５はかなり大きな面内バラツキを含むことになる。
【００６８】
これに対し、本発明のウェーハ処理装置１０は研磨ユニット３３とテクスチャリングユニット３４とを含んでいる。従って、研磨処理後にターンテーブル１３を単に回転させれば、研磨処理されたウェーハ２０をテクスチャリングユニット３４まで直ちに移動させられる。つまり、本発明においては、ウェーハ２０の裏面２２に酸化膜が形成される前に、ウェーハ２０をテクスチャリングユニット３４まで迅速に移動させることが可能である。それゆえ、酸化膜が存在することなしに、ダメージ層５５をウェーハ２０の裏面２２全体に亙って均等に作成することができる。
【符号の説明】
【００６９】
３    保護フィルム
１０    ウェーハ処理装置
１１ａ、１１ｂ    カセット
１２ａ〜１２ｄ    チャック部
１３    ターンテーブル
１４    洗浄ユニット
１５    搬送ロボット
１９    半導体素子
２０    ウェーハ
２１    表面
２２    裏面
３１    粗研削ユニット
３２    仕上研削ユニット
３３    研磨ユニット
３４    テクスチャリングユニット（ダメージ層形成部）
４１    アーム
４２    モータ
４２ａ    出力軸
４３    テクスチャリングヘッド
５１    無欠陥層
５２    バルク欠陥層
５３    ＥＧ層
５５    ダメージ層
Ｚ    脆性破壊層
【図１】
0005588151.tif 000002
【図２】
0005588151.tif 000003
【図３】
0005588151.tif 000004
【図４】
0005588151.tif 000005
【図５】
0005588151.tif 000006
【図６】
0005588151.tif 000007