(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状のウエハをウエハチャックテーブル上にチャックするチャッキング工程と、
前記ウエハチャックテーブル上にチャックされたウエハをエッチングすることで厚さを薄くする薄厚化工程と、
前記薄厚化工程で薄厚化された前記ウエハチャックテーブル上のウエハを、前記チャッキング工程でされたチャックを解除することなく同一ウエハチャックテーブル上でケミカル・メカニカル・ポリッシングにて鏡面化する鏡面化工程と、
を有するウエハの薄厚化方法。
【請求項２】
脆性材料からなる平板状のウエハをウエハチャックテーブル上にチャックするチャッキング工程と、
前記ウエハチャックテーブル上にチャックされたウエハをエッチングすることで厚さを２００マイクロメートル以下に薄くする薄厚化工程と、
前記薄厚化工程で薄厚化された前記ウエハチャックテーブル上のウエハを、前記チャッキング工程でされたチャックを解除することなく同一ウエハチャックテーブル上でケミカル・メカニカル・ポリッシングにて鏡面化する鏡面化工程と、
を有するウエハの薄厚化方法。
【請求項３】
脆性材料からなる平板状のウエハをウエハチャックテーブル上にチャックするチャッキング工程と、
前記ウエハチャックテーブル上にチャックされたウエハをエッチングすることで厚さを１００マイクロメートル以下に薄くする薄厚化工程と、
前記薄厚化工程で薄厚化された前記ウエハチャックテーブル上のウエハを、前記チャッキング工程でされたチャックを解除することなく同一ウエハチャックテーブル上でケミカル・メカニカル・ポリッシングにて鏡面化する鏡面化工程と、
を有するウエハの薄厚化方法。
【請求項４】
前記薄厚化工程は、前記ウエハチャックテーブルを回転させることにより前記ウエハを回転させながらエッチングすることで行われる請求項１ないし３のいずれか一に記載のウエハの薄厚化方法。
【請求項５】
前記鏡面化工程は、前記ウエハチャックテーブルを回転させることにより前記ウエハを回転させながらケミカル・メカニカル・ポリッシングすることで行われる請求項１ないし４いずれか一に記載のウエハの薄厚化方法。
【請求項６】
前記薄厚化工程は、
前記ウエハの約半径を直径とした中空円筒形をしており、かつ円筒頂上面部にエッチング液を滴入するための円周に沿った溝を有し、該溝に円筒最下面に通ずる貫通孔を有するコンディショニングリングを利用してエッチングを行う工程である請求項１ないし５のいずれか一に記載のウエハの薄厚化方法。
【請求項７】
前記鏡面化工程は、研磨剤をウエハ上に投入するための研磨剤投入口を有するポリッシングパッドを利用して行う請求項１ないし６のいずれか一に記載のウエハの薄厚化方法。
【請求項８】
前記鏡面化工程は、前記研磨剤の代わりにエッチング液を滴入し、ポリッシングパッドを利用して鏡面化を行う請求項７に記載のウエハの薄厚化方法。
【請求項９】
前記鏡面化工程は、前記ウエハチャックテーブルおよび前記ポリッシングパッドの圧力をエアバッグにて制御することで、ウエハチャックテーブルとポリッシングパッドがウエハを中心に挟み込みウエハ上下面のいずれか、又は双方を基準とした加工を行う請求項７または８に記載のウエハの薄厚化方法。
【請求項１０】
前記エアバッグは、複数のエアバッグによって構成されたマルチエアバッグであって、
前記鏡面化工程の後に、鏡面化されたウエハの面の歪み量を測定する歪み測定工程と、
前記歪み測定工程で測定された歪み量に基づいて、マルチエアバッグの一部の圧力を他の部分と異なるよう制御することでウエハの面の歪みを補正する歪み補正工程と、
さらに有する請求項９に記載のウエハの薄厚化方法。
【請求項１１】
平板状のウエハをウエハチャックテーブル上にチャックするチャッキング工程と、
前記ウエハチャックテーブルを回転させるテーブル回転工程と、
前記チャックされたウエハ上にエッチング液を滴入するエッチング液滴入工程と、
前記ウエハ上に、前記ウエハの約半径を直径とし、その半径上に自身の直径が重なる中空円筒形をしており、かつその円筒頂上面部にエッチング液を滴入するための円周に沿った溝を有し、該溝に円筒最下面に通ずる貫通孔を有するコンディショニングリングを配置するコンディショニングリング配置工程と、
前記ウエハチャックテーブル上にチャックされたウエハを、コンディショニングリングを利用してエッチング液でエッチングすることで厚さを薄くする薄厚化工程と、
前記エッチング液の滴入を停止するエッチング液滴入停止工程と、
前記エッチング液を洗浄するための第一リンス液を滴入する第一リンス液滴入工程と、
前記ウエハ上に配置されているコンディショニングリングを、ウエハ上より離脱させるコンディショニングリング離脱工程と、
前記第一リンス液の滴入を停止する第一リンス液滴入停止工程と、
前記ウエハを、窒素、二酸化炭素、有機溶剤のいずれか一または二以上を利用して乾燥させる第一ウエハ乾燥工程と、
前記ウエハ上にポリッシングパッドを配置するポリッシングパッド配置工程と、
前記ウエハ上に研磨剤またはエッチング液を注入する研磨剤注入工程と、
前記ウエハチャックテーブル上のウエハを、ポリッシングパッドと、研磨剤またはエッチング液とを利用してケミカル・メカニカル・ポリッシングにて鏡面化する鏡面化工程と、
前記研磨剤またはエッチング液の注入を停止する研磨剤注入停止工程と、
前記研磨剤またはエッチング液を洗浄するための第二リンス液を滴入する第二リンス液滴入工程と、
前記ウエハ上に配置されているポリッシングパッドを、ウエハ上より離脱させるポリッシングパッド離脱工程と、
前記第二リンス液の滴入を停止する第二リンス液滴入停止工程と、
前記ウエハを、窒素、有機溶剤、二酸化炭素のいずれか一または二以上を利用して乾燥させる第二ウエハ乾燥工程と、
前記ウエハチャックテーブル上のウエハのチャックを解除するチャッキング解除工程と、
を有するウエハの薄厚化方法。
【請求項１２】
さらに、鏡面化工程の後に、薄厚化され、鏡面化されたウエハの外周縁に局所的に面取り加工する縁部面取加工工程を有する請求項１ないし１１のいずれか一に記載のウエハの薄厚化方法。
【請求項１３】
平板状のウエハをチャックするウエハチャックテーブルと、
前記ウエハチャックテーブル上にチャックされたウエハを、エッチングすることで薄厚化する薄厚部と、
前記エッチングされたウエハチャックテーブル上のウエハを、前記チャックを解除することなく同一ウエハチャックテーブル上でケミカル・メカニカル・ポリッシングを行い鏡面化する鏡面加工部と、
を有するウエハの薄厚化装置。
【請求項１４】
脆性材料からなる平板状のウエハをウエハチャックテーブル上にチャックするチャッキング部と、
前記ウエハチャックテーブル上にチャックされたウエハをエッチングすることで厚さを２００マイクロメートル以下に薄くする薄厚部と、
前記薄厚部で薄厚化された前記ウエハチャックテーブル上のウエハを、前記チャックを解除することなく同一ウエハチャックテーブル上でケミカル・メカニカル・ポリッシングにて鏡面化する鏡面加工部と、
を有するウエハの薄厚化装置。
【請求項１５】
脆性材料からなる平板状のウエハをウエハチャックテーブル上にチャックするチャッキング部と、
前記ウエハチャックテーブル上にチャックされたウエハをエッチングすることで厚さを１００マイクロメートル以下に薄くする薄厚部と、
前記薄厚部で薄厚化された前記ウエハチャックテーブル上のウエハを、前記チャックを解除することなく同一ウエハチャックテーブル上でケミカル・メカニカル・ポリッシングにて鏡面化する鏡面加工部と、
を有するウエハの薄厚化装置。
【請求項１６】
前記ウエハチャックテーブルを回転させるためのウエハチャックテーブル回転部をさらに有する請求項１３に記載のウエハの薄厚化装置。
【請求項１７】
前記ウエハの約半径を直径とし、その半径上に自身の直径が重なるように配置可能な中空円筒形をしており、かつその円筒頂上面部にエッチング液を滴入するための円周に沿った溝を有し、該溝に円筒最下面に通ずる貫通孔を有するコンディショニングリングをさらに有する請求項１３ないし１６に記載のウエハの薄厚化装置。
【請求項１８】
前記鏡面化の際に研磨剤をウエハ上に投入するための研磨剤投入口を有するポリッシングパッドをさらに有する請求項１３ないし１７のいずれか一に記載のウエハの薄厚化装置。
【請求項１９】
前記研磨剤投入口より、研磨剤の代わりにエッチング液を滴入する請求項１８に記載のウエハの薄厚化装置。
【請求項２０】
前記ウエハチャックテーブルおよび前記ポリッシングパッドの圧力を制御するエアバッグをさらに有する請求項１８または１９に記載のウエハの薄厚化装置。
【請求項２１】
前記エアバッグは複数のエアバッグによって構成されたマルチエアバッグであり、
前記鏡面化されたウエハの面の歪み量を測定する歪み測定部と、
前記歪み測定部で測定された歪み量に基づいて、前記マルチエアバッグの一部の圧力を他の部分と異なるよう制御するマルチエアバッグ圧力制御部と、
さらに有する請求項２０に記載のウエハの薄厚化装置。
【請求項２２】
さらに、薄厚部および鏡面加工部により、薄厚化され、鏡面化されたウエハの外周縁に局所的にエッチング液を高圧噴射して、面取り加工する縁部面取加工部を有する請求項１３から２１のいずれか一に記載のウエハの薄厚化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハの厚みを薄くする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、電子機器の高性能化、小型化に合わせて、その心臓部である半導体集積回路も高密度、高集積化が求められている。そのため半導体を形成するための基盤となるウエハの厚みをより薄くするための技術の確立が望まれている。このウエハの薄厚化については、現在のところ、基板上などに回路パターン層を成長させたウエハに対し、その裏面にバックグラインディングを施す。そしてバックグラインディングにより生じたマイクロクラック（微細な傷や割れ目）層によるウエハの破損を防ぐため、また平坦化することにより半導体集積回路の性能を安定、向上させるため、砥粒などの化学研磨剤を用いて機械的に研磨（ケミカル・メカニカル・ポリッシング）する。これら工程により一定品質以上のウエハの薄厚化が実現されている。
【特許文献１】特開２００２−２０８６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、日進月歩の進歩を続ける電子機器部品においては、上記半導体の高密度、高集積化要求も過大なものになってきており、ウエハに求められる厚みは２００、さらには１００マイクロメートル以下が当たり前になってきている。
【０００４】
このようにウエハの厚さが、例えば２００マイクロメートル以下といった極めて薄い状態になると、当然その強度も著しく低下してしまう。すると、上記バックグラインディングと機械的研磨とは、そのＴＡＴ（Ｔｕｒｎ  Ａｒｏｕｎｄｔｉｍｅ）が違うので、異なる装置で処理を行う必要がある。そのためチャックを替える必要があるが、そのチャック移行の際のハンドリング作業やウエハの再チャックによってウエハの破損を招いてしまう、という課題がある。当然ウエハの厚さを１００マイクロメートル以下にする場合、さらにウエハの破損の確率は高くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、ウエハの薄厚化工程の中から、ウエハ破損の原因となるハンドリング作業を省くことを目的とする。そのためにバックグラインディングの替わりに、加工変質層、加工ダメージ、マイクロクラックの発生をより抑えられる、ケミカル・メカニカル・ポリッシングと同一のＴＡＴを有するエッチングによって薄厚化を行うことで、前記エッチングと同一ウエハチャックテーブル上でのケミカル・メカニカル・ポリッシングを行うことを可能としたウエハの薄厚化方法、及びウエハの薄厚化装置を提供する。
【０００６】
つまりウエハ状の被加工物のケミカル・メカニカル・ポリッシング工程、およびその他の切削、研削、研磨、エッチング、あるいは洗浄工程において、被加工物をウエハチャックテーブルから一度も取り外すことなく、一連の処理を実施することを可能とするウエハの薄厚化装置である。
【０００７】
なお、「エッチング」とは、従来のエッチングであってもよいし、後述するような「コンディショニングリング」を利用してより平面精度を高めたエッチングであってもよい。
【０００８】
具体的には、平板状のウエハをウエハチャックテーブル上にチャックするチャッキング工程と、前記ウエハチャックテーブル上にチャックされたウエハをエッチングすることで厚さを薄くする薄厚化工程と、前記薄厚化工程で薄厚化された前記ウエハチャックテーブル上のウエハを、前記チャッキング工程でされたチャックを解除することなく同一ウエハチャックテーブル上でケミカル・メカニカル・ポリッシングにて鏡面化する鏡面化工程と、を有するウエハの薄厚化方法を提供する。また、上記ウエハの薄厚化方法を実現するウエハの薄厚化装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
以上の構成をとる本発明によって、マイクロクラック層を除去し平坦に薄厚化されたウエハを、ハンドリング作業によるウエハ破損のロスも無く製造することができる。したがって、ウエハの生産性、及び収益性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、図を用いて、本発明の実施の形態の一例を説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施しうる。
【００１１】
なお、実施例１は、主に請求項１から９、および１１に記載のウエハの薄厚化方法、及び請求項１３から２０に記載のウエハの薄厚化装置などについて説明する。
【００１２】
また、実施例２は、主に請求項１０に記載のウエハの薄厚化方法、及び請求項２１に記載のウエハの薄厚化装置などについて説明する。
【００１３】
また、実施例３は、主に請求項１２に記載のウエハの薄厚化方法、及び請求項２２に記載のウエハの薄厚化装置などについて説明する。
【００１４】
≪実施例１≫
【００１５】
<処理の流れ>
【００１６】
図１に示すのは、本実施例のウエハの薄厚化方法の流れの一例を表すフローチャートである。この図にあるように、まず、平板状のウエハをウエハチャックテーブル上にチャックする（ステップＳ０１０１）。そして本発明のウエハの薄厚化装置および薄厚化方法では、このチャックを解除せず、同一のチャックで薄厚化処理や鏡面化処理、あるいは洗浄、乾燥処理を行うことを特徴としている。
【００１７】
なお、ウエハチャックテーブル上に平板状のウエハをチャックする方法として、例えば真空チャックが挙げられる。
【００１８】
図１４に示すのは、本実施例のウエハの薄厚化装置におけるウエハのチャッキングの一例を説明するための概略図である。この図にあるようにウエハチャックテーブルに真空溝や真空穴が複数備えられている。そして、ウエハチャックテーブル上にウエハが置かれると、その真空溝などの空気をコンプレッサなどで排気し、真空チャックを行う、という具合である。
【００１９】
また、図に示すようなウエハチャックテーブルに真空溝や真空穴を備えウエハをチャックする方法のほかに、例えばウエハチャックテーブルを多孔質セラミックスにより形成することでウエハをチャックしてもよい。このように微小サイズで均一な気孔系を有する多孔質セラミックスをウエハチャックテーブルとすることによりウエハ全体に均一の吸着力を加えることが可能となる。したがってチャッキングの際のウエハの局所的な反りやたわみなどの発生を抑えることが出来る。
【００２０】
その他にもウエハをチャックする方法として、ウエハとウエハチャックテーブルの間に純水を張り、その純水を徐々に抜いていくことでチャッキングする真空水チャックや、ウエハにエアを吹き付けることで発生するエゼクタ効果及びベルヌーイ効果による負圧と圧力式エアクッション効果による正圧とにより、ウエハを空中で非接触状態にてチャックする、いわゆるベルヌーイチャックによるチャック方法も挙げられる。
【００２１】
つづいて、前記ステップＳ０１０１でチャックされたウエハをエッチングすることで薄厚化する（ステップＳ０１０２）。このウエハの薄厚化は、例えばウエハの材料がシリコンならば硝酸やフッ酸によるエッチング処理を、ウエハの材料がサファイアならばリン酸を用いてエッチング処理を行うと効率的に薄厚化ができて良い。
【００２２】
また、このウエハの薄厚化においては上記のように素材に合わせたエッチング液を利用しエッチングを行うとともに、後述するコンディショニングリングを利用して行っても良い。このコンディショニングリングは、例えば、前記ウエハチャックテーブルの約半径を直径とし、その半径上に自身の直径が重なるように配され、ウエハと同一方向に回転する。もちろん、これは一例であり、ウエハと反対方向に回転しても構わない。
【００２３】
そして最後に、前記ステップＳ０１０２にて薄厚化されたウエハを、前記ステップＳ０１０１でのチャックを解除することなく同一のウエハチャックテーブル上でケミカル・メカニカル・ポリッシングにて鏡面化する（ステップＳ０１０３）。「ケミカル・メカニカル・ポリッシング」は、例えば上記エッチング処理によって生じたウエハの凹凸を化学研磨剤やパッドなどによって機械的に研磨する方法が挙げられる。
【００２４】
このように、本実施例のウエハの薄厚化方法は、その特徴点として、エッチングと同一ウエハチャックテーブル上でケミカル・メカニカル・ポリッシングを行う。これによって、例えば２００や１００マイクロメートル以下といった、ウエハの破損が起こりやすい厚さにウエハを薄くする工程においても、チャック変更時のハンドリング作業などによるウエハの破損を防ぐことができる。
【００２５】
また、ここで薄厚化処理されるウエハは、例えば半導体装置として製造される半導体ウエハが挙げられる。その場合、この半導体ウエハは脆性材料、例えばシリコンやガリウム砒素、セラミックなど、からなり、２００や１００マイクロメートル以下の薄さではその強度が著しく落ちるので、本実施例の薄厚化方法による薄厚化が好適である。
【００２６】
もちろん、本実施例のウエハの薄厚化方法は、脆性材料以外のウエハ、例えば酸化膜やメタル膜銅など、を薄厚化する場合にも有効であることは言うまでもない。
【００２７】
<装置の構成>
【００２８】
図２に示すのは、上記ウエハの薄厚化方法を実現するためのウエハの薄厚化装置の一例を表す俯瞰図である。この図を利用して、上記フローチャートで説明した３つのステップについて具体的に説明していく。
【００２９】
この図にあるように、本実施例のウエハの薄厚化装置（０２００）は、ステップＳ０１０１の工程でウエハをチャックするウエハチャックテーブル（０２０１）と、ステップＳ０１０２のエッチングに利用するコンディショニングリング（０２０２）と、ステップＳ０１０３のケミカル・メカニカル・ポリッシングのためのポリッシングパッド（０２０３）と、を有する。
【００３０】
本実施例のウエハの薄厚化装置では、まず、ウエハチャックテーブル（０２０１）上に平板状のウエハがセットされ、チャックされる。このチャック方法は、例えば真空バキュームエアチャックなどの方法では２００マイクロメートル以下といった極めて薄い薄厚化を目的とする本装置の場合、ウエハの破損の恐れがある。そこで、例えばウエハとウエハチャックテーブルとを純水を介して水チャックすることで、上記破損の心配なくウエハをウエハチャックテーブル上にチャックすることができる。なお、薄厚化の工程を終え、チャックを解除する際には、エアではなく、真空チャック穴から純水をウエハ下面に浸透させて解除することで、やはり解除時のウエハの破損を防ぐことができる。
【００３１】
このようにしてウエハチャックテーブル上にウエハがチャックされると、つづいてそのウエハチャックテーブルが黒矢印Ａ方向に回転を始める。次に、ウエハ上にエッチング液を滴入する。「エッチング液」は、上記のように例えば、シリコンウエハの場合は硝酸やフッ酸などのエッチング液を使用するなどウエハの材料に応じて使い分けると効率的な薄厚化を実現することができる。
【００３２】
すると、ウエハチャックテーブルとともにウエハも回転するので、ウエハ上全体にエッチング液が接することになり、そのエッチング液の作用によって接触面が腐食されウエハが、例えば２００マイクロメートル以下に薄厚化されていく。なお、このウエハの薄厚化装置では、エッチング処理の際にコンディショニングリング（０２０２）を図２中の白矢印で示すようにウエハ上に移動、配置しエッチングに利用する。
【００３３】
図３の（Ａ）に示すのは、このコンディショニングリングの一例を表す斜視図である。この図にあるように、コンディショニングリングは円筒形をしており、その内部が空洞となっている。またその外壁部分にはエッチング液滴入用の穴を複数備えており、その穴にエッチング液が滴入される。なお、この外壁は、例えば上部をＶ型の溝形状としエッチング液滴入用の穴を備えていても良い。このような形状をとることで外壁上部に滴下されたエッチング液が上手く穴に入らず外部にこぼれだすなどの事態を防ぐことができる。
【００３４】
そして、このコンディショニングリングのエッチング液滴入用の穴からエッチング液が滴入され、そこを通ってエッチング液がウエハに接触することにより、平面精度を構築しながら、薄厚化することができる。
【００３５】
図３の（Ｂ）に示すのは、コンディショニングリングをウエハ上に配置した際のウエハの薄厚化装置を真横から見た切断面図の一例である。この図にあるように、コンディショニングリングは、その直径がウエハの半径よりも多少長いことが好ましい。そしてその外壁（０３０２ａ）の中心部がウエハやウエハチャックテーブル（０３０１）の回転軸上に接し、他の外壁（０３０２ｂ）の中心部がウエハの外縁部に接するよう配置される。なお、このコンディショニングリングは、エッチング液によっても腐食しない素材で作られていることが望ましい。
【００３６】
ここで、エッチングの際に上記コンディショニングリングを利用することによる効果を図４および図５を使って簡単に説明する。
【００３７】
図４の（Ａ）に示すのは、コンディショニングリングを利用せず、ウエハの回転のみでエッチングを行った場合のウエハの断面図の一例を表す図である。この図にあるように、コンディショニングリングを利用しない場合、ウエハの中心部より外縁部のほうが薄厚化処理の度合いが大きく、その厚さに違いが生じたり、平面精度が悪化したりする。これは、エッチング液の表面張力による分布の偏りや、図４の（Ｂ）に示すように、回転するウエハの中心部に発生する遠心力Ｉと、外縁部に発生する遠心力Ｏとが異なることが原因である。当然ウエハの外縁部の遠心力Ｏが遠心力Ｉよりも大きいので、エッチング液が外縁部に偏るなどの現象が生じ図４の（Ａ）に示すような厚さの偏りが生じてしまう、ということである。
【００３８】
この現象を解消し、ウエハの平坦な薄厚化を実現するために、このウエハの薄厚化装置はコンディショニングリングを利用する。
【００３９】
図５に示すのは、コンディショニングリングをウエハ上に配置した際の遠心力の一例を表す図である。この図の黒矢印で示すように、ウエハの回転によりウエハ上に生じる遠心力は、それぞれ中心部でＢＩ、外縁部でＢｏである。一方、コンディショニングリングをこのウエハ上に配置し、その内部にエッチング液を滴入する。そしてコンディショニングリングをウエハと同方向に回転させた場合、白矢印で示す遠心力Ｓが生じる。このとき、ウエハの外縁部では、遠心力ＢＩと遠心力Ｓとが同方向に働くのでその作用を相殺しあい生じる力が減少する。一方、ウエハの中心部では、遠心力Ｂｏと遠心力Ｓが逆向きにぶつかり合うので、その力が相乗し増すことになる。
【００４０】
このようにして、コンディショニングリングを利用することで、回転するウエハの中心部と外縁部とで生じる遠心力の差を低減し、ウエハの平坦なエッチングを行うことが可能になる。
【００４１】
もちろんウエハの平面の凹凸状態に応じて、コンディショニングリングの回転の向きを逆にしたり、コンディショニングリングに所定のウエイトを加えたり、コンディショニングリングを前後左右に揺動させて、ウエハの平面精度をより高めても良い。
【００４２】
またコンディショニングリングを利用する他に、例えばウエハチャックテーブルを下記のような構成とすることで、エッチングの際にウエハの外縁部と中心部とに生じるエッチング液の摩擦力に差を生み出し、平坦な薄厚化を実現しても良い。
【００４３】
図１５に示すのは、ウエハの外縁部と中心部で生じるエッチング液の摩擦力に差を生み出すためのウエハチャックテーブルの構成の一例を示す概略図である。この図の（ａ）にあるように、ウエハチャックテーブル（１５０１ａ）は山なりに反った形状となっている。そこにウエハも山なりに反るようにチャッキングすると、エッチング液とウエハの間の摩擦力は外縁部との間では小さく中心部との間では大きくなる。したがって遠心力の差によって生じるウエハの外縁部と中心部との薄厚度合いの差を軽減することが出来る。なお、このウエハチャックテーブルを反らせることでウエハチャックテーブルの中心と縁部とに生じる高低差は、例えば１０００Åから１００００Åの間であることが望ましい。
【００４４】
また、同じく図１５の（ｂ）に示すように、ウエハチャックテーブル（１５０１ｂ）に備えられた真空溝（穴）それぞれの吸着力を制御し、外縁部の吸着力を強く、中心部の吸着力を弱くすることで（ａ）と同様にウエハを山なりに反った形でチャッキングしても良い。また、（ｃ）に示すように、真空溝（穴）の吸着力をそれぞれ異なるように制御されたウエハチャックテーブル（１５０１ｃ）とウエハの間に緩衝材などを挟んでも良い。
【００４５】
このようにしてウエハを山なりに反らせることで、エッチングの際にウエハの外縁部と中心部とに生じるエッチング液の摩擦力に差を生み出し、平坦な薄厚化を実現することができる。
【００４６】
上記のようにコンディショニングリングを利用して平坦に薄厚化されたウエハに対して、つづけてケミカル・メカニカル・ポリッシングにて鏡面化処理を行う。ここで本発明のウエハの薄厚化装置では、その特徴として、エッチングによる薄厚化のチャックを解除することなく、同一のチャックテーブル上で鏡面化処理を行う。これによりチャック変更時のハンドリング操作などによるウエハの破損を防ぐことが可能となる。
【００４７】
以下、この鏡面化工程の一例について具体的に説明する。
【００４８】
上記エッチングによる薄厚化処理が終わると、まず、エッチング液の滴入を停止する。続いて、ウエハ上のエッチング液を洗浄するための第一リンス液を滴入する。次に、ウエハ上に配置されているコンディショニングリングをウエハ上より離脱させ、ウエハ上に残っていたエッチング液の洗浄を開始する。やがて、その洗浄が終わり、第一リンス液の滴入を停止する。それから、窒素を利用してウエハを乾燥させる。
【００４９】
そしてウエハを乾燥させた後、図２中に示すポリッシングパッド（０２０３）を利用してウエハに対してケミカル・メカニカル・ポリッシングによる鏡面化処理を行う。
【００５０】
図６は、このポリッシングパッドの一例を説明するための模式図である。この図にあるように、ポリッシングパッドは、円筒形の本体部と研磨用のバフシートとを組み合わせて構成されている。そしてその特徴として本体部分とバフシートとを貫通するかたちで研磨剤（またはエッチング液）投入口が複数備えている。
【００５１】
図７を利用して、このポリッシングパッドを利用したケミカル・メカニカル・ポリッシングによる鏡面化処理の一例について説明する。この図にあるように、まず、ウエハチャックテーブル上にチャックされテーブルとともに回転しているウエハ上にポリッシングパッド（０７０３）を配置する。そしてこのポリッシングパッドの研磨剤投入口からシリカやアルミナ，酸化セリウムなどの研磨剤を水とともに投入する。つづいて、ポリッシングパッドを矢印Ａ方向に回転させながら矢印Bで示すように前後に移動させる。このようにして、ウエハ面を全体的にポリッシング加工をすることができる。
【００５２】
あるいはウエハが、例えばガリウム砒素などの化合物半導体材料であるならば、砥粒によるケミカル・メカニカル・ポリッシングの代わりに、エッチング液（ブロム酸メタノール、次亜塩素酸ナトリウム、水酸化カリウム等）を滴入し、エッチングによる鏡面化処理を行っても良い。
【００５３】
また、鏡面化処理により発生するスラッジなどの残渣の除去を容易に行うために、後述するように酸化マンガンを利用して鏡面化処理を行っても良い。このように酸化マンガンを利用した場合、強酸やアルコール、水で洗浄（残渣の除去）が簡単にできるので、チャックの解除無しに洗浄を行うことも出来る。
【００５４】
また、このとき、図８に示すようにウエハチャックテーブル（０８０１）と、ポリッシングパッド（０８０３）の圧力を上下のダブルエアバッグにより制御する構成をとっても良い。このようにエアバッグを利用することで、ウエハに好適な圧力を加えることができ、それによってウエハの接触面基準加工を行うことができる。「接触面基準加工」とは、ウエハチャックテーブルとポリッシングパッドがウエハを中心に挟み込む事でウエハ上下面のいずれか、または双方を基準として行う加工のことをいい、これにより平行精度や平面精度を損なうことなく鏡面化加工ができる。また、この上記エアバッグを、後述するようにマルチエアバッグとしウエハ面の歪みの状態に合わせて圧力を加えるようにしても良い。
【００５５】
以上のようにしてケミカル・メカニカル・ポリッシングによる鏡面化処理を終了すると、研磨剤（またはエッチング液の）滴入を停止する。つづいて、ウエハ上の研磨剤（またはエッチング液）を洗浄するための第二リンス液を滴入する。次に、ウエハ上に配置されているポリッシングパッドをウエハ上より離脱させ、ウエハ上に残っていた研磨剤（またはエッチング液）や、研磨により発生したスラッジなどの残渣の洗浄を開始する。
【００５６】
なお研磨剤として酸化マンガンや酸化アルミナを利用した場合、ウエハ面上に残る残渣は、強酸とアルコール、水をウエハ上に流し込むことで簡単に除去することが可能である。
【００５７】
やがて、その洗浄が終わり、第二リンス液の滴入を停止する。それから、窒素、または窒素及び二酸化炭素を利用してウエハを乾燥させる。そして最後にウエハチャックテーブル上のウエハのチャックを解除する。
【００５８】
<具体的な処理例>
【００５９】
図１１に示すのは、本実施例のウエハの薄厚化方法を実施した際の、具体的な処理の流れの一例を表すフローチャートである。この図にあるように、まず、平板状のウエハをウエハチャックテーブル上にチャックする（ステップＳ１１０１）。つづいて、ウエハチャックテーブルを回転させる（ステップＳ１１０２）。次に、チャックされたウエハ上にエッチング液を滴入する（ステップＳ１１０３）。さらに、ウエハ上にコンディショニングリングを配置する（ステップＳ１１０４）。それから、ウエハチャックテーブル上にチャックされたウエハを、コンディショニングリングを利用してエッチング液でエッチングすることで厚さを薄くする（ステップＳ１１０５）。その後、エッチング液の滴入を停止する（ステップＳ１１０６）。
【００６０】
さらに、前記エッチング液を洗浄するための第一リンス液を滴入する（ステップＳ１１０７）。つづいて、前記ウエハ上に配置されているコンディショニングリングを、ウエハ上より離脱させる（ステップＳ１１０８）。それから、前記第一リンス液の滴入を停止する（ステップＳ１１０９）。その後、前記ウエハを、窒素、二酸化炭素、有機溶剤のいずれか一または二以上を利用して乾燥させる（ステップＳ１１１０）。
【００６１】
つづいて、前記ウエハ上にポリッシングパッドを配置する（ステップＳ１１１１）。さらに、前記ウエハ上に研磨剤またはエッチング液を注入する（ステップＳ１１１２）。そして、前記ウエハチャックテーブル上のウエハを、ポリッシングパッドと、研磨剤またはエッチング液とを利用してケミカル・メカニカル・ポリッシングにて鏡面化する（ステップＳ１１１３）。
【００６２】
そして、前記研磨剤またはエッチング液の注入を停止する（ステップＳ１１１４）。次に、前記研磨剤またはエッチング液を洗浄するための第二リンス液を滴入する（ステップＳ１１１５）。そして、前記ウエハ上に配置されているポリッシングパッドを、ウエハ上より離脱させる（ステップＳ１１１６）。その後、前記第二リンス液の滴入を停止する（ステップＳ１１１７）。つづいて、前記ウエハを、窒素、有機溶剤、二酸化炭素のいずれか一または二以上を利用して乾燥させる（ステップＳ１１１８）。最後に、前記ウエハチャックテーブル上のウエハのチャックを解除する（ステップＳ１１１９）。
【００６３】
<効果の簡単な説明>
【００６４】
以上のようなウエハの薄厚化方法、および薄厚化装置を使用することで、同一チャックテーブル上でウエハの薄厚化と鏡面化を行うことが出来る。したがって、例えば２００や１００マイクロメートル以下などの極めて精密な薄厚化においても、チャック変更時のハンドリング作業によるウエハの破損を防ぐことが出来る。
【００６５】
したがって破損のロスも無くウエハを製造することができ、薄厚化されたデリケートなウエハの鏡面加工が容易に実現可能になる。よって、ウエハの生産性、及び収益性を向上させることができる。
【００６６】
<その他の実施例>
【００６７】
なお、上記実施例は１チャック１チェンバーの実施例であり、すなわち位置を固定されたウエハチャックテーブル上で薄厚化処理や鏡面化処理、洗浄、乾燥処理を順次行うウエハの薄厚化装置および薄厚化方法であった。しかし、この１チャック１チェンバーの実施例以外にも１チャックマルチチェンバーのウエハの薄厚化装置および薄厚化方法であっても良い。
【００６８】
図１２に示すのは、この１チャックマルチチェンバーのウエハの薄厚化装置の一例を表す概略図である。この図にあるように、その他の実施例のウエハの薄厚化装置では、部屋（チェンバー）が４つに分割されている。そして、まず、第一の部屋（１２０１）にあるウエハチャックテーブル上にウエハが置かれ、真空水チャックやベルヌーイチャックなどの方法によりチャッキングされる。つづいて、このウエハをチャックしたままウエハチャックテーブルは第二の部屋（１２０２）に移動し、そこでエッチング処理によるウエハの薄厚化が行われる。同様にしてチャックされたままウエハは第三の部屋（１２０３）で鏡面化処理を、第四の部屋（１２０４）で洗浄、乾燥処理が行われる。
【００６９】
そして乾燥処理を終え平坦に薄厚化されたウエハは、再び第一の部屋（１２０１）でチャックを解除されウエハチャックテーブル上から取り出される。そして再びウエハチャックテーブル上に次のウエハが置かれチャッキングが行われる。もちろん第四の部屋でチャックが解除されウエハがウエハチャックテーブル上から取り出されても良い。
【００７０】
このように１チャックマルチチェンバーとすることにより、例えば第三の部屋で鏡面化処理を行うと同時に別のウエハを第二の部屋でのエッチング処理や第一の部屋でのチャッキング処理を行うことが出来る。すなわち１チャック１チェンバーに比べ同時に薄厚化を行うウエハの数を増やすことが出来るので、量産を容易に行うことが出来るようになる。
【００７１】
また、上記のようにチェンバーの位置が固定され、ウエハチャックテーブルがそのチェンバー間を移動する１チャックマルチチェンバーの他に、ウエハチャックテーブルが固定され、チェンバーが順次移動することでウエハの薄厚化を行っても良い。
【００７２】
図１３に示すのは、このウエハチャックテーブルの位置が固定された１チャックマルチチェンバーのウエハの薄厚化装置の一例を表す概略図である。この図にあるように、位置が固定されたウエハチャックテーブル（１３０１）上にウエハがチャックされ、エッチング処理を行うチェンバー（１３０２）、鏡面化処理を行うチェンバー（１３０３）、洗浄・乾燥処理を行うチェンバー（１３０４）、が順次ウエハチャックテーブルが固定されている位置まで移動することで各種処理が行われる。
【００７３】
このようにウエハチャックテーブルの位置を固定することで、テーブルの移動による振動をウエハに与えることなく薄厚化処理を行うことができる。したがって、脆性材料によるウエハでも薄厚化時の破損の危険性を低下させることが可能になる。
【００７４】
またマルチチェンバーなので、同時に薄厚化を行うウエハの数を増やすことが出来るので、量産を容易に行うことが出来るようになることは言うまでもない。
【００７５】
≪実施例２≫
【００７６】
<概念>
【００７７】
本実施例のウエハの薄厚化方法、および薄厚化装置は、実施例１を基本として、ケミカル・メカニカル・ポリッシングによる鏡面化の際に、マルチエアバッグを利用してウエハ面の歪みの状態に合わせてウエハに圧力を加えることを特徴としている。このマルチエアバッグは、例えば半径の異なるドーナツ状のエアバッグを複数個用意し、そのドーナツの穴部分に半径順に段階的に重ね入れていくことで構成されたものが挙げられる。
【００７８】
<処理の流れ>
【００７９】
本実施例は、実施例１で説明したウエハの薄厚化処理を行う。そして本実施例の特徴点として、前記鏡面化工程の後に、鏡面化されたウエハの面の歪み量を測定する歪み測定工程と、前記歪み測定工程で測定された歪み量に基づいて、マルチエアバッグの一部の圧力を他の部分と異なるよう制御することでウエハの面の歪みを補正する歪み補正工程と、さらに有する。
【００８０】
ウエハ面の歪み量の測定は、例えば、ウエハ面に紫外線を照射することにより生じる発光現象の発光強度によって測定する方法や、薄膜ストレス測定装置を利用して測定する方法が挙げられる。もちろん、薄厚化されたウエハの破損を防ぐためハンドリングを省くという本発明の目的上、上記測定方法もハンドリングによるチャックの移行を必要としない形で薄厚化工程に組み込まれていることが望ましい。
【００８１】
図９に示すのは上記複数のドーナツ状のエアバッグにより構成されたマルチエアバッグを含む本装置の一例の断面図である。この図にあるように、上記方法によって測定された歪み量に合わせて、例えば凹凸状に歪んでいる面に接しているマルチエアバッグＡとＢ、あるいはＣの圧力をそれぞれ異なった力に制御し、ウエハに加わる力を凹凸の形状に合わせ変化させることでその歪みが平坦になるよう補正する。
【００８２】
<効果の簡単な説明>
【００８３】
このようにウエハ面の歪み量の測定と、マルチエアバッグを利用したウエハ面の歪み補正によって、さらに高品質なウエハをその破損確率を低下させつつ生産することができる。
【００８４】
≪実施例３≫
【００８５】
<概念>
【００８６】
図１０（ａ）に示すのは、実施例１や２のウエハの薄厚化方法、および薄厚化装置によって薄厚化されたウエハの一例である。そして上記方法によって薄厚化されたウエハの断面は、図１０（ｂ）のＡで示すように、その側面部が鋭角になってしまう。するとこの部分からウエハの面がはがれるなど、破損の原因ともなる。
【００８７】
そこで、本実施例のウエハの薄厚化方法、および薄厚化装置は、実施例１や２を基本として、ウエハの面取りを行うことを特徴としている。
【００８８】
具体的には、鏡面化工程の後に、薄厚化され、鏡面化されたウエハの外周縁に局所的にエッチング液を高圧噴射して、面取り加工する縁部面取加工工程を有する。
【００８９】
<装置の構成>
【００９０】
実施例１で説明したウエハの薄厚化装置に、例えば図１０（ｃ）に示すような形状の噴射ノズルを有する縁部面取加工部（１００４）をさらに追加する。そしてウエハチャックテーブルとともに回転させたウエハの周縁部の面取り部分に対して、この縁部面取加工部からエッチング液を窒素や二酸化炭素の高圧力を利用して同時に噴射し、面取りを行う。
【００９１】
<効果の簡単な説明>
【００９２】
このように面取り加工を行うことで、鋭角部分からウエハがはがれるといった現象の発生を防ぐことができるので、さらにウエハの生産性、収益性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】実施例１のウエハの薄厚化方法の流れの一例を表すフローチャート
【図２】実施例１のウエハの薄厚化方法を実現するためのウエハの薄厚化装置の一例を表す俯瞰図
【図３】実施例１のコンディショニングリングの一例を表す斜視図、およびコンディショニングリングをウエハ上に配置した際のウエハの薄厚化装置を真横から見た切断面図
【図４】実施例１で、ウエハの回転のみでエッチングを行った場合のウエハの断面図の一例を表す図
【図５】実施例１でコンディショニングリングをウエハ上に配置した際の遠心力の一例を表す図
【図６】実施例１のポリッシングパッドの一例を説明するための模式図
【図７】実施例１で、ポリッシングパッドを利用したケミカル・メカニカル・ポリッシングによる鏡面化処理の一例について説明するための図
【図８】実施例１のウエハチャックテーブルと、ポリッシングパッドの圧力を制御するエアバッグを表す図
【図９】実施例２で、ウエハ面の歪み量を補正するためのマルチエアバッグを表す模式図
【図１０】実施例３の縁部面取加工部の一例を表す模式図
【図１１】実施例１のウエハの薄厚化方法を実施した際の、具体的な処理の流れの一例を表すフローチャート
【図１２】実施例１における１チャックマルチチェンバーのウエハの薄厚化装置の一例を表す概略図
【図１３】実施例１における１チャックマルチチェンバーのウエハの薄厚化装置の別の一例を表す概略図
【図１４】実施例１のウエハの薄厚化装置におけるウエハのチャッキングの一例を表す概略図
【図１５】実施例１のウエハの薄厚化装置のウエハチャックテーブルの構成の一例を示す概略図
【符号の説明】
【００９４】
０２００  ウエハの薄厚化装置
０２０１  ウエハチャックテーブル
０２０２  コンディショニングリング
０２０３  ポリッシングパッド
【要約】
【課題】
現在、ウエハに求められる厚さは、その強度を著しく低下させるほどの薄さになっている。すると、ウエハの薄厚化の際のバックグラインディングと機械的研磨とはＴＡＴが違うので異なる装置で処理を行う必要がある。そのためチャックを替える必要があるが、そのチャック移行の際のハンドリング作業によってウエハの破損を招いてしまう、という課題がある。
【解決手段】
上記課題を解決するために、本発明は、ウエハの薄厚化工程の中から、ウエハ破損の原因となるハンドリング作業を省くことを目的とする。そのためにバックグラインディングの替わりに機械的研磨と同一のＴＡＴを有するエッチングによって薄厚化を行うことで、前記エッチングと同一ウエハチャックテーブル上での機械的研磨を行うことを可能としたウエハの薄厚化方法、及びウエハの薄厚化装置を提供する。
【選択図】  図１
【図１】
0003638020.tif 000002
【図２】
0003638020.tif 000003
【図３】
0003638020.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003638020.tif 000008
【図８】
0003638020.tif 000009
【図９】
0003638020.tif 000010
【図１０】
0003638020.tif 000011
【図１１】
0003638020.tif 000012
【図１２】
0003638020.tif 000013
【図１３】
0003638020.tif 000014
【図１４】
0003638020.tif 000015
【図１５】
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