(57)【要約】【課題】半導体基板を薄板化する際に、基板表面に保護テ−プなどを貼らずに吸着チャックに半導体基板を吸着させた状態のまま、基板裏面に対して研削加工から加工歪の除去までの工程を同一装置によって連続して行うことにより、基板の割れや欠けを防ぐこと。【解決手段】待機位置で吸着チャック４にシリコン基板３１を吸着させ、その状態のまま吸着チャック４とシリコン基板３１を移動させて、粗研削用ダイヤモンド砥石１による粗研削加工と、仕上げ研削用ダイヤモンド砥石２による仕上げ研削加工と、酸化セリウム砥粒を含む砥石３による加工歪除去を順に連続して行う。【選択図】        図１
2006303329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１００μｍよりも厚いシリコン基板の一方の面を研削してシリコン基板の厚さを１００μｍ以下にするにあたって、
シリコン基板の一方の面を研削してシリコン基板を薄くする研削工程と、
前記シリコン基板の、前記研削工程により研削された面に対して、酸化セリウム砥粒を含む砥石を用いて研削を行う仕上げ工程と、
を含むことを特徴とするシリコン基板の薄板加工方法。
【請求項２】
１００μｍよりも厚いシリコン基板の一方の面を研削する研削手段と、酸化セリウム砥粒を含む砥石を用いてシリコン基板の一方の面を研削する仕上げ手段と、シリコン基板を吸着する吸着チャックを有する加工装置を用い、前記吸着チャックにシリコン基板を吸着させ、その状態で前記吸着チャックと前記シリコン基板を前記研削手段まで移動させて前記研削工程を行った後、前記吸着チャックにシリコン基板を吸着させた状態のまま前記吸着チャックと前記シリコン基板を前記仕上げ手段まで移動させて前記仕上げ工程を行うことを特徴とする請求項１に記載のシリコン基板の薄板加工方法。
【請求項３】
前記仕上げ工程を乾式で行うことを特徴とする請求項１または２に記載のシリコン基板の薄板加工方法。
【請求項４】
前記シリコン基板と前記吸着チャックの間に、前記シリコン基板に接触する樹脂板および前記吸着チャックに接触する金属板を有する支持治具を挟んだ状態で、前記研削工程と前記仕上げ工程を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のシリコン基板の薄板加工方法。
【請求項５】
前記シリコン基板と前記吸着チャックの間に、前記シリコン基板に接触する樹脂板および前記吸着チャックに接触するセラミックス板を有する支持治具を挟んだ状態で、前記研削工程と前記仕上げ工程を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のシリコン基板の薄板加工方法。
【請求項６】
前記シリコン基板の研削を実施する前に、前記吸着チャックに前記セラミックス板を吸着させ、前記シリコン基板の研削を行うのに適した形状となるように前記セラミックス板を加工することを特徴とする請求項５に記載のシリコン基板の薄板加工方法。
【請求項７】
前記支持治具には、前記吸着チャックによる真空吸着力によって前記支持治具と前記シリコン基板の両方を前記吸着チャックに吸着させるための複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載のシリコン基板の薄板加工方法。
【請求項８】
１００μｍよりも厚いシリコン基板を１００μｍ以下の厚さの薄板に加工する薄板加工装置であって、
シリコン基板の一方の面を粗く研削する粗研削手段と、
前記シリコン基板の、前記粗研削手段により研削された面をより細かく研削する仕上げ研削手段と、
前記シリコン基板の、前記仕上げ研削手段により研削された面を、酸化セリウム砥粒を含む砥石を用いて研削する仕上げ手段と、
シリコン基板を吸着し、その吸着した状態のまま、前記粗研削手段の加工位置、前記仕上げ研削手段の加工位置および前記仕上げ手段の加工位置の順に移動する少なくとも３個の吸着チャックと、
を備えることを特徴とするシリコン基板の薄板加工装置。
【請求項９】
前記シリコン基板と前記吸着チャックの間に挟まれて設けられる支持治具をさらに備え、該支持治具は、前記シリコン基板に接触する樹脂板と前記吸着チャックに接触する金属板を有することを特徴とする請求項８に記載のシリコン基板の薄板加工装置。
【請求項１０】
前記シリコン基板と前記吸着チャックの間に挟まれて設けられる支持治具をさらに備え、該支持治具は、前記シリコン基板に接触する樹脂板と前記吸着チャックに接触するセラミックス板を有することを特徴とする請求項８に記載のシリコン基板の薄板加工装置。
【請求項１１】
前記シリコン基板の研削を実施する前に、前記吸着チャックに吸着された前記セラミックス板を、前記シリコン基板の研削を行うのに適した形状となるように加工する装置を兼ねることを特徴とする請求項１０に記載のシリコン基板の薄板加工装置。
【請求項１２】
前記支持治具には、前記吸着チャックによる真空吸着力によって前記支持治具と前記シリコン基板の両方を前記吸着チャックに吸着させるための複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一つに記載のシリコン基板の薄板加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シリコン基板の薄板加工方法およびそれに用いられる加工装置に関し、特に１００μｍよりも厚いシリコン基板を１００μｍ以下の厚さに加工する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、厚さが１００μｍ以下の薄い半導体デバイスは、シリコン基板の表面に半導体プロセスによりデバイスを作製した後、シリコン基板の裏面を、ダイヤモンドを主成分とする固定砥石を用いて研削することにより、作製される。この方法では、ダイヤモンド砥粒などによって機械的にシリコンを除去するため、研削面に加工歪（残留応力）が発生する。この加工歪によってシリコン基板が反るため、研削中や、研削後に次の工程へ搬送する際の取り扱い時に、シリコン基板が割れやすくなってしまう。
【０００３】
これを回避するため、従来は、シリコン基板を研削して薄くした後に、ウェットエッチング、ウェットポリシング、ドライエッチングまたはドライポリッシュなどを行って、研削面の加工歪を除去している。また、従来は、シリコン基板の裏面を研削する際に、基板表面に形成されたデバイスを保護するために、基板表面に樹脂材料などからなる保護テ−プを貼り付けてから、研削装置の吸着チャックにシリコン基板を吸着させている。
【０００４】
ところで、半導体基板を吸着チャックに吸着させた状態で所定の位置まで移動させるように構成された研磨装置が公知である（例えば、特許文献１参照。）。また、半導体基板に対して１次研磨、２次研磨および３次研磨を順に行うように構成された研磨装置が公知である（例えば、特許文献２参照。）。さらに、吸着チャックの、半導体基板と接する部分に、弾性を有し、かつ吸着チャックの吸着孔と同じ位置に貫通孔を有するパッドが設けられるとともに、吸着チャックの、真空チャンバと接する部分に、多孔質のセラミックス板が設けられた研磨装置が公知である（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
また、６００〜１０００番のダイヤモンド砥石を用いて第１の研削を行い、１２００〜２４００番の砥石を用いて第２の研削を行うことが公知である（例えば、特許文献４参照。）。この特許文献４には、半導体基板と接する部分に、複数の穿孔が設けられた積層弾性シートを有する吸着チャック機構についても開示されている。さらに、半導体基板の面を研磨する際に、酸化セリウムを内包する砥石を用いることが公知である（例えば、特許文献５および特許文献６参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１７２９３０号公報
【特許文献２】特開昭６２−１２４８６６号公報
【特許文献３】米国特許第５９６４６４６号明細書
【特許文献４】特開２００４−２１６４８５号公報
【特許文献５】特開２００４−２４７４４９号公報
【特許文献６】特開２０００−１１７６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、シリコン基板の研削面の加工歪を除去するためにウェットエッチングやウェットポリシングなどの湿式加工を行う場合には、薬品を用いた化学的加工であるため、基板厚さ精度の制御性がドライプロセスよりも劣るという問題がある。また、廃液の処理が必要であるため、環境的な問題やコストアップの問題がある。一方、乾式加工であるドライエッチングを行う場合には、真空装置などの大型で高価な設備が必要であるという問題がある。
【０００８】
また、シリカ砥粒を用いてドライポリッシュを行う場合には、研磨面に砥粒が残ることがある。そのため、その研磨面に対して不純物の拡散処理などを行う必要のあるデバイスを作製する場合には、ドライポリッシュを行うことができない。さらに、基板表面に保護テープを貼り付けると、保護テープの粘着物質による汚れやパーティクルが回路に付着して電気特性不良が起こるという問題がある。また、紫外線の照射により保護テープの粘着力を失わせて保護テープを剥がす際に、基板の割れや欠けが起こりやすいため、良品率が低下するという問題点がある。
【０００９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、基板表面に保護テ−プなどを貼らずに吸着チャックに半導体基板を吸着させた状態のまま、基板裏面に対して研削加工から加工歪の除去までの工程を同一装置によって連続して行うことにより、基板の割れや欠けを防ぐことができるシリコン基板の薄板加工方法およびそれに用いられる加工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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかるシリコン基板の薄板加工方法は、１００μｍよりも厚いシリコン基板の一方の面を研削してシリコン基板の厚さを１００μｍ以下にするにあたって、シリコン基板の一方の面を研削してシリコン基板を薄くする研削工程と、前記シリコン基板の、前記研削工程により研削された面に対して、酸化セリウム砥粒を含む砥石を用いて研削を行う仕上げ工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明にかかるシリコン基板の薄板加工方法は、請求項１に記載の発明において、１００μｍよりも厚いシリコン基板の一方の面を研削する研削手段と、酸化セリウム砥粒を含む砥石を用いてシリコン基板の一方の面を研削する仕上げ手段と、シリコン基板を吸着する吸着チャックを有する加工装置を用い、前記吸着チャックにシリコン基板を吸着させ、その状態で前記吸着チャックと前記シリコン基板を前記研削手段まで移動させて前記研削工程を行った後、前記吸着チャックにシリコン基板を吸着させた状態のまま前記吸着チャックと前記シリコン基板を前記仕上げ手段まで移動させて前記仕上げ工程を行うことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明にかかるシリコン基板の薄板加工方法は、請求項１または２に記載の発明において、前記仕上げ工程を乾式で行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明にかかるシリコン基板の薄板加工方法は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、前記シリコン基板と前記吸着チャックの間に、前記シリコン基板に接触する樹脂板および前記吸着チャックに接触する金属板を有する支持治具を挟んだ状態で、前記研削工程と前記仕上げ工程を行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明にかかるシリコン基板の薄板加工方法は、請求項１〜３のいずれか一つに記載の発明において、前記シリコン基板と前記吸着チャックの間に、前記シリコン基板に接触する樹脂板および前記吸着チャックに接触するセラミックス板を有する支持治具を挟んだ状態で、前記研削工程と前記仕上げ工程を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明にかかるシリコン基板の薄板加工方法は、請求項５に記載の発明において、前記シリコン基板の研削を実施する前に、前記吸着チャックに前記セラミックス板を吸着させ、前記シリコン基板の研削を行うのに適した形状となるように前記セラミックス板を加工することを特徴とする。
【００１６】
請求項７の発明にかかるシリコン基板の薄板加工方法は、請求項４〜６のいずれか一つに記載の発明において、前記支持治具には、前記吸着チャックによる真空吸着力によって前記支持治具と前記シリコン基板の両方を前記吸着チャックに吸着させるための複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８の発明にかかるシリコン基板の薄板加工装置は、１００μｍよりも厚いシリコン基板を１００μｍ以下の厚さの薄板に加工する薄板加工装置であって、シリコン基板の一方の面を粗く研削する粗研削手段と、前記シリコン基板の、前記粗研削手段により研削された面をより細かく研削する仕上げ研削手段と、前記シリコン基板の、前記仕上げ研削手段により研削された面を、酸化セリウム砥粒を含む砥石を用いて研削する仕上げ手段と、シリコン基板を吸着し、その吸着した状態のまま、前記粗研削手段の加工位置、前記仕上げ研削手段の加工位置および前記仕上げ手段の加工位置の順に移動する少なくとも３個の吸着チャックと、を備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項９の発明にかかるシリコン基板の薄板加工装置は、請求項８に記載の発明において、前記シリコン基板と前記吸着チャックの間に挟まれて設けられる支持治具をさらに備え、該支持治具は、前記シリコン基板に接触する樹脂板と前記吸着チャックに接触する金属板を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の発明にかかるシリコン基板の薄板加工装置は、請求項８に記載の発明において、前記シリコン基板と前記吸着チャックの間に挟まれて設けられる支持治具をさらに備え、該支持治具は、前記シリコン基板に接触する樹脂板と前記吸着チャックに接触するセラミックス板を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項１１の発明にかかるシリコン基板の薄板加工装置は、請求項１０に記載の発明において、前記シリコン基板の研削を実施する前に、前記吸着チャックに吸着された前記セラミックス板を、前記シリコン基板の研削を行うのに適した形状となるように加工する装置を兼ねることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２の発明にかかるシリコン基板の薄板加工装置は、請求項８〜１１のいずれか一つに記載の発明において、前記支持治具には、前記吸着チャックによる真空吸着力によって前記支持治具と前記シリコン基板の両方を前記吸着チャックに吸着させるための複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、酸化セリウム砥粒を含む砥石を用いた仕上げ工程を行うことによって、１００μｍよりも厚いシリコン基板を１００μｍ以下の厚さに加工したときに発生する加工歪を除去することができる。この仕上げ工程を乾式で行うことにより、基板厚さ精度の制御性が向上するとともに、廃液の処理が不要となる。また、シリコン基板を薄くするための研削加工と、加工歪を除去するための仕上げ加工を、吸着チャックにシリコン基板を吸着させた状態のまま連続して行うことができる。さらに、吸着チャックとシリコン基板の間に支持治具を設けることによって、基板表面に保護テープを貼らずに加工を行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明にかかるシリコン基板の薄板加工方法およびそれに用いられる加工装置によれば、基板表面に保護テ−プなどを貼らずに吸着チャックに半導体基板を吸着させた状態のまま、基板裏面に対して研削加工から加工歪の除去までの工程を同一装置によって連続して行うことができる。それによって、基板の割れや欠けを防ぐことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるシリコン基板の薄板加工方法およびそれに用いられる加工装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２５】
図１は、本発明にかかる薄板加工装置の一例を示す平面図である。図１に示すように、この加工装置は、砥石軸を複数、例えば３軸有している。その第１の砥石軸には、粗研削用ダイヤモンド砥石（例えば、＃３２５）１が取り付けられている。この第１の砥石軸は、シリコン基板の一方の面を粗く研削する粗研削手段に相当する。
【００２６】
第２の砥石軸には、仕上げ研削用ダイヤモンド砥石（例えば、＃２０００）２が取り付けられている。この第２の砥石軸は、シリコン基板の、粗研削用ダイヤモンド砥石１により研削された面をより細かく研削する仕上げ研削手段に相当する。第３の砥石軸には、酸化セリウム砥粒を内包した砥石（以下、酸化セリウム含有砥石とする）３が取り付けられている。この第３の砥石軸は、仕上げ手段に相当し、シリコン基板の研削面に発生した加工歪を除去する。これら３個の砥石は、それぞれ図には現れていないモータにより回転駆動される。
【００２７】
また、３個以上、図示例では４個の吸着チャック４，５，６，７を有する円形状の回転盤８が設けられている。各吸着チャック４，５，６，７は、図には現れていない真空吸引装置に接続されている。また、各吸着チャック４，５，６，７は、それぞれ図には現れていないモータにより回転駆動される。
【００２８】
回転盤８は、その中心を通る垂直な回転軸を有し、この回転軸を中心にして、図１に一点鎖線の片矢印線で示すように、図には現れていないモータにより例えば時計回りに９０度ずつ回転する。その回転盤８の回転によって、４個の吸着チャック４，５，６，７は、時計回りに９０度ずつ移動し、待機位置（図１に示す回転盤８の右下の位置）から順に第１の砥石軸による加工位置、第２の砥石軸による加工位置および第３の砥石軸による加工位置を経て、再び待機位置に戻る。回転盤８は、各砥石軸における加工の終了タイミングに合わせて回転する。
【００２９】
また、ウェハカセットに対してシリコン基板の出し入れを行う搬送アーム装置９が設けられている。この搬送アーム装置９は、待機位置に戻ってきた吸着チャック４からシリコン基板を取り外し、そのシリコン基板を、処理済基板を納めるウェハカセット１０まで搬送して収納する。また、搬送アーム装置９は、未処理基板が納められているウェハカセット１１からシリコン基板を取り出し、待機位置にいる吸着チャック４まで搬送する。搬送アーム装置９は、この一連の動作を、各砥石軸において加工が行われている間に行う。
【００３０】
シリコン基板は、各吸着チャック４，５，６，７に支持治具を介して吸着される。図２は、その支持治具２１を介して吸着チャック４にシリコン基板３１が吸着されている状態を示す断面図であり、図３は、支持治具２１の平面図である。ここでは、吸着チャック４，５，６，７を代表して吸着チャック４を用いて説明するが、残りの３個の吸着チャック５，６，７についても同様である。
【００３１】
図２に示すように、支持治具２１は、シリコン基板３１のデバイスが形成された面に接触する樹脂板２２と、吸着チャック４に接触して吸引されるステンレス等の金属板２３の２層構造となっている。樹脂板２２と金属板２３の同じ位置には、複数の貫通孔２４が設けられている。吸着チャック４には、シリコン基板３１を真空吸引力で保持するための複数の吸引孔１２が設けられており、支持治具２１の貫通孔２４は、その吸着チャック４の吸引孔１２の一部または全部に丁度合うように配置されている。
【００３２】
従って、支持治具２１の貫通孔２４が吸着チャック４の吸引孔１２に合うように、吸着チャック４に支持治具２１を配置することによって、吸着チャック４に支持治具２１とシリコン基板３１が真空吸引力によって固定される。また、吸着チャック４による吸引が均一になるようにするため、貫通孔２４は、円周状に配置されているとよい。例えば図３に示す例では、貫通孔２４は、支持治具２１の中心と、同心円状に配置されている。
【００３３】
樹脂板２２は、従来、シリコン基板３１のデバイスが形成された面に貼り付けられていた一般的な保護テープと同等のヤング率を有する樹脂により構成されている。ここで、従来の保護テープのヤング率を求めるために本発明者らが行った実験について説明する。図４は、その実験の概要を示す図である。図４に示すように、保護テープ１００に種々の大きさの圧力を均一にかけ、そのときの保護テープ１００の変位量と保護テープ１００にかかる荷重を測定した。測定を５回行ったときの結果を表１に示す。また、図５に、保護テープ１００の変位量と荷重の関係を示す。
【００３４】
【表１】
2006303329.tif 000003
【００３５】
表１に示す結果に基づいて、次の（１）〜（３）式により、一般的な保護テープ１００のヤング率は０．５７ｋｇ／ｍｍ2であることが判明した。従って、本実施の形態では、樹脂板２２のヤング率は、０．５７ｋｇ／ｍｍ2程度である。ただし、（１）〜（３）式において、κ、σ、ε、Ｅ、ｔ、Ｐおよびｓは、それぞれ樹脂板２２のばね定数、応力、ひずみ、ヤング率、厚さ、荷重および面積である。また、ΔＰおよびΔｔは、それぞれ荷重の変化量および厚さの変化量である。
【００３６】
【数１】
2006303329.tif 000004
【数２】
2006303329.tif 000005
【数３】
2006303329.tif 000006
【００３７】
次に、本実施の形態における薄板加工装置の動作および薄板加工方法について説明する。ここでは、説明の便宜上、図１に示す状態において待機位置にいる吸着チャックを第１の吸着チャック４とし、反時計回りに順に第２の吸着チャック５、第３の吸着チャック６および第４の吸着チャック７とする。
【００３８】
まず、搬送アーム装置９が１枚目の未処理のシリコン基板を、未処理基板が納められているウェハカセット１１から取り出して、待機位置にいる第１の吸着チャック４まで搬送する。第１の吸着チャック４は、真空吸引を開始し、搬送アーム装置９により搬送されてきたシリコン基板を支持治具とともに吸着する。搬送アーム装置９が元の位置に戻ると、回転盤８が時計回りに９０度だけ回転し、待機位置から送られてきたシリコン基板が第１の砥石軸による加工位置に来る。
【００３９】
続いて、粗研削用ダイヤモンド砥石１が回転しながら下降するとともに、第１の吸着チャック４がシリコン基板を吸着したまま回転する。そして、純水等の研削液を供給しながら、１枚目のシリコン基板の粗研削が行われる。この研削を行っている間、待機位置にいる第２の吸着チャック５は、搬送アーム装置９により新たに搬送されてきた２枚目のシリコン基板を支持治具とともに吸着する。搬送アーム装置９が元の位置に戻り、１枚目のシリコン基板の研削が終了すると、再び回転盤８が時計回りに９０度だけ回転する。
【００４０】
それによって、第１の砥石軸による加工位置にいる１枚目のシリコン基板および待機位置にいる２枚目のシリコン基板は、それぞれ第２の砥石軸による加工位置および第１の砥石軸による加工位置へ移動する。続いて、仕上げ研削用ダイヤモンド砥石２と粗研削用ダイヤモンド砥石１がそれぞれ回転しながら下降するとともに、第１の吸着チャック４および第２の吸着チャック５がそれぞれシリコン基板を吸着したまま回転する。そして、純水等の研削液を供給しながら、１枚目のシリコン基板の仕上げ研削と２枚目のシリコン基板の粗研削を行う。
【００４１】
この研削を行っている間、待機位置にいる第３の吸着チャック６は、搬送アーム装置９により新たに搬送されてきた３枚目のシリコン基板を支持治具とともに吸着する。搬送アーム装置９が元の位置に戻り、１枚目のシリコン基板と２枚目のシリコン基板の研削が終了すると、１枚目のシリコン基板の洗浄と乾燥を行った後、再び回転盤８が時計回りに９０度だけ回転する。それによって、第２の砥石軸による加工位置にいる１枚目のシリコン基板、第１の砥石軸による加工位置にいる２枚目のシリコン基板および待機位置にいる３枚目のシリコン基板は、それぞれ第３の砥石軸による加工位置、第２の砥石軸による加工位置および第１の砥石軸による加工位置へ移動する。
【００４２】
続いて、酸化セリウム含有砥石３と仕上げ研削用ダイヤモンド砥石２と粗研削用ダイヤモンド砥石１がそれぞれ回転しながら下降するとともに、第１、第２および第３の吸着チャック４，５，６がそれぞれシリコン基板を吸着したまま回転する。そして、１枚目のシリコン基板の加工歪を除去するための乾式での研削と、純水等の研削液を供給しながら２枚目のシリコン基板の仕上げ研削と３枚目のシリコン基板の粗研削を行う。
【００４３】
酸化セリウム含有砥石３による研削加工においては、酸化セリウム含有砥石３とシリコン基板の接触荷重が焼け等の加工品質に影響を及ぼす。そのため、酸化セリウム含有砥石３を回転させるモータの負荷電流値と、吸着チャック４，５，６，７に設けられている荷重計の値に基づいて、最適な接触荷重になるように砥石送り速度が制御される。接触荷重が最適であると、加工表面は鏡面（表面粗さ：０．０１μｍＲａ以下）になる。この酸化セリウム含有砥石３による研削仕上げ面には、シリコンと酸素のみが存在し、酸化セリウムなどの砥粒の残渣はない（図９参照）。従って、この研削仕上げ面を洗浄する必要はない。
【００４４】
この研削を行っている間、待機位置にいる第４の吸着チャック７は、搬送アーム装置９により新たに搬送されてきた４枚目のシリコン基板を支持治具とともに吸着する。搬送アーム装置９が元の位置に戻り、１枚目、２枚目および３枚目の各シリコン基板の研削が終了すると、２枚目のシリコン基板の洗浄と乾燥を行った後、再び回転盤８が時計回りに９０度だけ回転する。それによって、第３の砥石軸による加工位置、第２の砥石軸による加工位置、第１の砥石軸による加工位置および待機位置にいる各シリコン基板は、それぞれ待機位置、第３の砥石軸による加工位置、第２の砥石軸による加工位置および第１の砥石軸による加工位置へ移動する。
【００４５】
第１の吸着チャック４は、待機位置へ戻ってくると、真空吸引を解除する。それによって、第１の吸着チャック４からシリコン基板を容易に取り外すことができる。真空吸引が解除された１枚目のシリコン基板は、２枚目、３枚目および４枚目の各シリコン基板の研削が行われている間に、搬送アーム装置９により、処理済基板を納めるウェハカセット１０に収納される。続いて、空いた第１の吸着チャック４には、搬送アーム装置９により５枚目のシリコン基板が、未処理基板が納められているウェハカセット１１から搬送される。以上の動作を、未処理基板が納められているウェハカセット１１が空になるまで行う。
【００４６】
なお、支持治具を樹脂板２２と金属板２３の２層構造にする代わりに、金属板２３の表面、すなわちシリコン基板に接する側の面にシリコーンゲルを塗布する構成としてもよい。また、図６に示すように、金属板２３の代わりにセラミックス板４３を用い、支持治具４１を、このセラミックス板４３と樹脂板４２の２層構造としてもよい。上述した支持治具２１と同様に、樹脂板４２とセラミックス板４３の同じ位置には、吸着チャック４の貫通孔１２に一致し、かつ吸着チャック４による吸引が均一になるように、複数の貫通孔４４が設けられている。
【００４７】
樹脂板４２は、従来の一般的な保護テープと同等のヤング率を有する樹脂（ヤング率：０．５７ｋｇ／ｍｍ2程度）により構成されている。セラミックス板４３は、吸引可能な構造体、例えば発泡セラミックスでできている。この支持治具４１を用いる場合には、セラミックス板４３の上に樹脂板４２を被せる前に、図７に示すように、本実施の形態の薄板加工装置によりセラミックス板４３のセルフカットを行い、セラミックス板４３の表面が平坦で最適な形状となるように修正する。
【００４８】
このセラミックス板４３のセルフカットの際、後のシリコン基板の加工時（図８参照）にシリコン基板の半径部分にのみ砥石が接触するように、吸着チャック４に対して砥石１を傾ける。このときの砥石１の傾き量は、砥石１とセラミックス板４３の非接触部分における隙間量が５〜５０μｍになる程度であるのが適当である。また、位置決めピンなどを用いて常に吸着チャック４の同じ位置にセラミックス板４３が取り付けられるようにする。セラミックス板４３のセルフカットが終了した後に、セラミックス板４３に樹脂板４２を貼り付ける。あるいは、樹脂板４２の代わりに、セラミックス板４３の表面に樹脂を塗布してもよい。
【００４９】
このようにすることによって、図８に示すように、シリコン基板３１を加工する際に、加工負荷が一定となり、安定してシリコン基板３１を加工することができる。また、セラミックス板４３と砥石１の平行度が高くなるので、シリコン基板３１の厚さを高精度に仕上げることができる。さらに、砥石軸の傾きを調整することによって、シリコン基板３１の厚さのばらつきを容易に微調整することができるという利点と、砥石１とシリコン基板３１の接触面積が減ることによって、シリコン基板３１に加わる負荷が小さくなるという利点がある。
【００５０】
シリコン基板３１の研削加工が終了した後には、支持治具４１ごとシリコン基板３１を取り外して、搬送アーム装置９により搬送する。このとき、シリコン基板３１の落下を防ぐために吸引しておく場合があるが、その場合でも、支持治具４１からエアーを吹き出させることによって支持治具４１からシリコン基板３１を容易に取り外すことができる。なお、図７および図８では、吸着チャック４の吸引孔１２とセラミックス板４３の貫通孔４４を適宜省略した。
【００５１】
図９は、第３の砥石軸において酸化セリウム含有砥石３によって乾式研削を行った後に、シリコン基板３１の加工表面から１０ｎｍの深さまでのＸＰＳによる成分分析を行った結果を示す特性図である。図９より、加工表面にはシリコンと酸素のみが存在し、酸化セリウムなどの砥粒の残渣などがないことは明らかである。その原因については、解明中である。
【００５２】
以上説明したように、実施の形態によれば、シリコン基板３１の研削加工から加工歪除去までの工程を１台の加工装置で連続して行うことができるので、反りのない１００μｍ以下の厚さのシリコン基板３１を、割ることなく、容易に作製することができる。また、廃液処理施設や真空装置がなくても、反りのない薄いシリコン基板３１を作製することができるので、高効率でかつ低コストで薄い半導体デバイスを製作することができる。
【００５３】
さらに、支持治具２１，４１を用いることによって、保護テープを貼り付けずに加工を行うことができるので、シリコン基板３１に傷や割れが発生するのを回避することができる。従って、歩留まりが向上する。さらにまた、支持治具２１，４１を用いることによって、シリコン基板３１のデバイスが形成された面の段差を加工面に反映させることなく、研削を行うことができる。なお、本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、本発明にかかるシリコン基板の薄板加工方法およびそれに用いられる加工装置は、シリコン基板を１００μｍ以下の厚さに加工するのに有用であり、特に、厚さが１００μｍ以下で、かつ両面に不純物の拡散層や電極などが形成される半導体デバイスを作製するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明にかかる薄板加工装置の一例を示す平面図である。
【図２】本発明にかかる薄板加工装置の吸着チャックに支持治具を介してシリコン基板が吸着されている状態を示す断面図である。
【図３】支持治具の一例を示す平面図である。
【図４】従来の保護テープのヤング率を求める実験の概要を示す図である。
【図５】従来の保護テープの変位量と荷重の関係を示す特性図である。
【図６】支持治具の他の例を示す断面図である。
【図７】支持治具の加工について説明する断面図である。
【図８】加工後の支持治具を用いた研削加工について説明する断面図である。
【図９】ＸＰＳによる成分分析結果を示す特性図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  粗研削用ダイヤモンド砥石（粗研削手段）
２  仕上げ研削用ダイヤモンド砥石（仕上げ研削手段）
３  仕上げ手段、酸化セリウム砥粒を含む砥石
４，５，６，７  吸着チャック
２１，４１  支持治具
２２，４２  樹脂板
２３  金属板
２４，４４  貫通孔
３１  シリコン基板
４３  セラミックス板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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