(57)【要約】【課題】研磨液を供給する配管が傷つけられることを防止できると共に、ウエーハの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成すること。【解決手段】シリコンウエーハ（Ｗ）の加工方法は、固相反応微粒子を液状結合剤に混入して不織布に含浸させ乾燥してなる研磨パッド（４７）の研磨面にシリコンよりモース硬度が高くゲッタリング層を形成するための粉末状のゲッタリング用微粒子を吹き付けて研磨面全面に含浸させるゲッタリング用微粒子含浸ステップと、アルカリ性研磨液をウエーハ裏面（Ｗ２）と研磨パッドとに供給しながら、研磨パッドでウエーハ裏面を研磨する研磨ステップと、ウエーハ裏面と研磨パッドとに純水を供給しながら、研磨パッドに含浸されたゲッタリング用微粒子を作用させてウエーハ裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成ステップと、を備える。【選択図】図５
2018200960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板の表面にデバイスが形成されたウエーハの裏面に金属イオンの誘導を規制するゲッタリング層を形成するためのシリコンウエーハの加工方法であって、
シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子を液状結合剤に混入して不織布に含浸させ乾燥してなる研磨パッドの研磨面にシリコンよりモース硬度が高くゲッタリング層を形成するための粉末状のゲッタリング用微粒子を吹き付けて該研磨面全面に含浸させるゲッタリング用微粒子含浸ステップと、
ウエーハを保持したチャックテーブルを回転させつつ、該研磨パッドを回転させて該チャックテーブルに保持されたウエーハ裏面に押圧すると共にアルカリ性研磨液を該ウエーハ裏面と該研磨パッドとに供給しながら、該研磨パッドで該ウエーハ裏面を研磨する研磨ステップと、
該研磨ステップ及び該ゲッタリング用微粒子含浸ステップを実施した後に、該チャックテーブルと該研磨パッドとを回転させると共に該ウエーハ裏面と該ウエーハを押圧する該研磨パッドとに純水を供給しながら、該研磨パッドに含浸された該ゲッタリング用微粒子を作用させて該ウエーハ裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成ステップと、を備えたシリコンウエーハの加工方法。
【請求項２】
シリコン基板の表面にデバイスが形成されたウエーハの裏面に金属イオンの誘導を規制するゲッタリング層を形成するためのシリコンウエーハの加工方法であって、
不織布で形成された研磨パッドの研磨面にシリコンよりモース硬度が高くゲッタリング層を形成するための粉末状のゲッタリング用微粒子を吹き付けて該研磨面全面に含浸させるゲッタリング用微粒子含浸ステップと、
ウエーハを保持したチャックテーブルを回転させつつ、該研磨パッドを回転させて該チャックテーブルに保持されたウエーハ裏面に押圧すると共に、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子を含有したアルカリ性研磨液を該ウエーハ裏面と該研磨パッドとに供給しながら、該研磨パッドで該ウエーハ裏面を研磨する研磨ステップと、
該研磨ステップ及び該ゲッタリング用微粒子含浸ステップを実施した後に、該チャックテーブルと該研磨パッドとを回転させると共に該ウエーハ裏面と該ウエーハを押圧する該研磨パッドとに純水を供給しながら、該研磨パッドに含浸された該ゲッタリング用微粒子を作用させて該ウエーハ裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成ステップと、を備えたシリコンウエーハの加工方法。
【請求項３】
該ゲッタリング用微粒子含浸ステップは、該研磨パッドの該研磨面の研磨後に付着したシリコン屑を除去して該研磨面のコンディションを整えるコンディショニングステップの直後に行うこと、を特徴とする請求項１又は請求項２記載のシリコンウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハにゲッタリング層を形成するシリコンウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、複数のデバイスが形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分割することにより、半導体デバイスを形成する。半導体デバイスの小型化及び軽量化を図るために、半導体ウエーハを分割する前に、半導体ウエーハの裏面を研削している。このように半導体ウエーハを研削すると、半導体ウエーハの裏面にマイクロクラックからなる１μｍ程度の研削歪層が生成される。半導体ウエーハの厚みが１００μｍ以下に薄くなると、この研削歪層により半導体デバイスの抗折強度が低下するという問題がある。
【０００３】
このような問題を解消するために、半導体ウエーハを所定の厚みに研削した後、半導体ウエーハの裏面にポリッシング加工、ウエットエッチング加工、ドライエッチング加工等を施し、半導体ウエーハの裏面に生成された研削歪層を除去し、半導体デバイスの抗折強度の低下を防いでいる。
【０００４】
一方で、ＤＲＡＭやフラッシュメモリ等のようにメモリ機能を有する半導体デバイスが複数形成された半導体ウエーハにおいては、研削歪層を除去すると、メモリ機能が低下するという問題がある。これは、半導体ウエーハ裏面の研削歪層が除去されるとゲッタリング効果が消失して、半導体ウエーハの内部に含有した銅等の金属イオンがデバイスの形成された表面側に浮遊することで電流リークが発生するためと考えられる。
【０００５】
このような問題を解消するために、半導体ウエーハの裏面に０．２μｍ以下の厚さのマイクロクラックからなるゲッタリング層を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。半導体ウエーハを所定の厚みに研削した後、ＧＣ（Ｇｒｅｅｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ）等の砥粒を含有するアルカリ性のスラリーを供給しつつ、発泡ウレタンや不織布で形成された研磨パッドで、半導体ウエーハの裏面を研磨する。これにより、半導体ウエーハの裏面に残存した研削砥石による研削歪層を除去できる。その後、アルカリ性のスラリーの供給を停止して、純水を供給しつつ、研磨中にＧＣ等の砥粒が充填された研磨パッドで半導体ウエーハの裏面を研磨する。これにより、抗折強度を低下させない僅かな傷を半導体ウエーハの裏面に形成して、ゲッタリング層を形成することができる。
【０００６】
また、シリコンウエーハと固相反応を誘発する固相反応微粒子（研磨用砥粒）と、シリコンよりモース硬度が高いゲッタリング用微粒子（ゲッタリング形成用砥粒）とを混入した液状結合剤を不織布に含浸させて構成される研磨パッドが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この研磨パッドにより、半導体ウエーハの裏面に残存した研削歪層を除去できると共に、半導体ウエーハの裏面にゲッタリング層を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２４４５３７号公報
【特許文献２】特開２０１５−０４６５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のウエーハ加工方法では、スラリーに含まれるＧＣ砥粒のモース硬度が高いため、研磨パッドにスラリーを供給する配管が傷つけられる場合があり、この加工方法を実生産に使用することは困難であった。また、ウエーハの結晶欠陥はゲッタリング効果を有しており、ウエーハの結晶欠陥の状態によって必要なゲッタリング層の厚みが異なるため、例えば結晶欠陥の少ないウエーハではゲッタリング層を厚く形成する必要がある。よって、特許文献２の研磨パッドでは、結晶欠陥の量が異なるウエーハを続けて加工する際、各ウエーハに適切な厚みのゲッタリング層を形成するために、研磨パッドのゲッタリング用微粒子の含浸量をウエーハ毎に適切な量にして加工条件を調整する必要がある。このため、研磨パッドをウエーハ毎に交換する必要が生じ、操作が煩雑となる問題があった。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、研磨液を供給する配管が傷つけられることを防止できると共に、ウエーハの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できるシリコンウエーハの加工方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様のシリコンウエーハの加工方法は、シリコン基板の表面にデバイスが形成されたウエーハの裏面に金属イオンの誘導を規制するゲッタリング層を形成するためのシリコンウエーハの加工方法であって、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子を液状結合剤に混入して不織布に含浸させ乾燥してなる研磨パッドの研磨面にシリコンよりモース硬度が高くゲッタリング層を形成するための粉末状のゲッタリング用微粒子を吹き付けて研磨面全面に含浸させるゲッタリング用微粒子含浸ステップと、ウエーハを保持したチャックテーブルを回転させつつ、研磨パッドを回転させてチャックテーブルに保持されたウエーハ裏面に押圧すると共にアルカリ性研磨液をウエーハ裏面と研磨パッドとに供給しながら、研磨パッドでウエーハ裏面を研磨する研磨ステップと、研磨ステップ及びゲッタリング用微粒子含浸ステップを実施した後に、チャックテーブルと研磨パッドとを回転させると共にウエーハ裏面とウエーハを押圧する研磨パッドとに純水を供給しながら、研磨パッドに含浸されたゲッタリング用微粒子を作用させてウエーハ裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成ステップと、を備える。
【００１１】
この構成によれば、ゲッタリング層を形成するためのモース硬度の高いゲッタリング用微粒子は、遊離の微粒子として研磨パッドに吹き付けて含浸させる。これにより、研磨液にはゲッタリング用微粒子を含有させる必要がないため、研磨液を供給する配管がモース硬度の高い微粒子で傷つけられることを防止できる。また、研磨パッドにウエーハの状態に適した量及び平均粒径のゲッタリング用微粒子を含浸できるため、ウエーハの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成でき、ウエーハに適切な厚みのゲッタリング層を形成できる。
【００１２】
本発明の一態様のシリコンウエーハの加工方法は、シリコン基板の表面にデバイスが形成されたウエーハの裏面に金属イオンの誘導を規制するゲッタリング層を形成するためのシリコンウエーハの加工方法であって、不織布で形成された研磨パッドの研磨面にシリコンよりモース硬度が高くゲッタリング層を形成するための粉末状のゲッタリング用微粒子を吹き付けて該研磨面全面に含浸させるゲッタリング用微粒子含浸ステップと、ウエーハを保持したチャックテーブルを回転させつつ、研磨パッドを回転させてチャックテーブルに保持されたウエーハ裏面に押圧すると共に、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子を含有したアルカリ性研磨液をウエーハ裏面と研磨パッドとに供給しながら、研磨パッドでウエーハ裏面を研磨する研磨ステップと、研磨ステップ及びゲッタリング用微粒子含浸ステップを実施した後に、チャックテーブルと研磨パッドとを回転させると共にウエーハ裏面とウエーハを押圧する研磨パッドとに純水を供給しながら、研磨パッドに含浸されたゲッタリング用微粒子を作用させてウエーハ裏面にゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成ステップと、を備える。
【００１３】
この構成によれば、ウエーハの研磨には、遊離の固相反応微粒子をアルカリ性研磨液に含有させて用いる。また、ゲッタリング層の形成には、遊離のゲッタリング用微粒子を研磨パッドに吹き付けて用いる。これらにより、研磨液には、モース硬度の低い固相反応微粒子が含有され、モース硬度の高いゲッタリング用微粒子を含有させる必要がないため、研磨液を供給する配管がゲッタリング用微粒子で傷つけられることを防止できる。また、研磨パッドにウエーハの状態に適した量及び平均粒径のゲッタリング用微粒子を含浸できるため、ウエーハの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成でき、ウエーハに適切な厚みのゲッタリング層を形成できる。また、遊離の固相反応微粒子を用いるため、研磨ステップで研磨パッドに固相反応微粒子が供給された後、研磨パッドから固相反応微粒子を除去できる。これにより、ゲッタリング用微粒子含浸ステップで、研磨パッドにゲッタリング用微粒子を多く付着させることができる。
【００１４】
本発明の一態様のシリコンウエーハの加工方法においては、ゲッタリング用微粒子含浸ステップは、研磨パッドの研磨面の研磨後に付着したシリコン屑を除去して研磨面のコンディションを整えるコンディショニングステップの直後に行う。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、研磨液を供給する配管が傷つけられることを防止できると共に、ウエーハの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態に係る研磨装置の斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る研磨パッドの構成を示す図である。
【図３】本実施の形態に係る研磨ステップを示す図である。
【図４】本実施の形態に係るコンディショニングステップを示す図である。
【図５】本実施の形態に係るゲッタリング用微粒子含浸ステップを示す図である。
【図６】本実施の形態に係るゲッタリング層形成ステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、研磨装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る研磨装置の斜視図である。なお、本実施の形態に係る研磨装置は、図１に示すような研磨専用の装置に限定されず、例えば、研削、研磨、洗浄等の一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に組み込まれてもよい。
【００１８】
図１に示すように、研磨装置１は、後述する研磨パッド４７を用いて、化学機械研磨（CMP:  Chemical  Mechanical  Polishing）によってウエーハＷを研磨するように構成されている。ウエーハＷはシリコンウエーハからなり、表面Ｗ１に複数のストリートが格子状に形成され、ストリートによって区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス（不図示）が形成されている。ウエーハＷの裏面Ｗ２を研削して所定の厚み（例えば１００μｍ）にする際し、ウエーハＷの表面Ｗ１に形成されるデバイスを保護するために、ウエーハＷの表面Ｗ１には保護テープＴが貼着されている。ウエーハＷは、被加工面である裏面Ｗ２を上側にして後述するチャックテーブル２１に保持される。
【００１９】
研磨装置１の基台１１の上面には、Ｙ軸方向に延在する矩形状の開口が形成され、この開口はチャックテーブル２１と共に移動可能なテーブルカバー１２及び蛇腹状の防水カバー１３に覆われている。防水カバー１３の下方には、チャックテーブル２１をＹ軸方向に移動させる移動手段２４と、チャックテーブル２１を連続回転させる回転手段２２とが設けられている。チャックテーブル２１の表面には、多孔質のポーラス材によって保護テープＴを介してウエーハＷを保持する保持面２３が形成されている。保持面２３は、チャックテーブル２１内の流路を通じて吸引源（不図示）に接続されている。また、テーブルカバー１２上にはチャックテーブル２１近傍に、ドレス手段８７及びゲッタリング用微粒子供給ノズル８２が配設されており、ゲッタリング用微粒子供給ノズル８２にはゲッタリング用微粒子供給手段８１（図４及び図５参照）が接続されている。
【００２０】
移動手段２４は、基台１１上に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール５１と、一対のガイドレール５１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＹ軸テーブル５２とを有している。Ｙ軸テーブル５２の背面側には、ナット部（不図示）が形成され、このナット部にボールネジ５３が螺合されている。そして、ボールネジ５３の一端部に連結された駆動モータ５４が回転駆動されることで、チャックテーブル２１が一対のガイドレール５１に沿ってＹ軸方向に動かされる。回転手段２２は、Ｙ軸テーブル５２上に設けられており、チャックテーブル２１をＺ軸回りに回転可能に支持している。
【００２１】
基台１１にはコラム１４が設置されており、コラム１４には、研磨手段４１をＺ軸方向に加工送りする加工送り手段３１が設けられている。加工送り手段３１は、コラム１４に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール３２と、一対のガイドレール３２にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル３３とを有している。Ｚ軸テーブル３３の背面側にはナット部（不図示）が形成され、このナット部にボールネジ３４が螺合されている。ボールネジ３４の一端部に連結された駆動モータ３５によりボールネジ３４が回転駆動されることで、研磨手段４１がガイドレール３２に沿って加工送りされる。
【００２２】
研磨手段４１は、ハウジング４２を介してＺ軸テーブル３３の前面に取り付けられており、スピンドル４３の下部に研磨パッド４７を設けて構成されている。スピンドル４３にはフランジ４５が設けられ、フランジ４５を介してハウジング４２に研磨手段４１が支持される。スピンドル４３の下部にはマウント４４が取り付けられ、マウント４４には支持基台４６と研磨パッド４７から構成される研磨工具４８が装着される。研磨手段４１には、バルブ６５、６６を介して研磨用アルカリ溶液供給源６１、純水供給源６２が接続されている。研磨用アルカリ溶液供給源６１にはアルカリ溶液（アルカリ性研磨液）が収容されており、純水供給源６２には純水が収容されている。バルブ６５が開かれると、研磨手段４１にアルカリ溶液が研磨液として供給され、バルブ６６が開かれると、研磨手段４１に純水が供給される。
【００２３】
研磨装置１には、装置各部を統括制御する制御部（不図示）が設けられている。制御部は、バルブ６５、６６を制御する。また、後述するようにゲッタリング用微粒子供給ノズル８２（図５参照）を制御して、研磨パッド４７に吹き付けられるゲッタリング用微粒子の供給量を調整する。制御部は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。このように構成された研磨装置１では、研磨パッド４７がＺ軸回りに回転されながらチャックテーブル２１に保持されるウエーハＷに接近される。そして、研磨パッド４７がウエーハＷの裏面Ｗ２に回転接触することでウエーハＷが研磨される。
【００２４】
ここで、ウエーハにおける切削歪層を除去することでウエーハのゲッタリング効果が消失することを抑えるために、ウエーハにゲッタリング層が形成される。ゲッタリング層の形成は、モース硬度の高いＧＣ砥粒等のゲッタリング用微粒子を用いて研磨パッドでウエーハに僅かな傷を形成することにより行われる。ゲッタリング用微粒子を研磨液に含有させて研磨パッドに供給すると、研磨液を供給するための配管がゲッタリング用微粒子により傷つけられる場合があった。このため、ゲッタリング用微粒子を固定した研磨パッドを用いて、ウエーハにゲッタリング層を形成する方法が提案されている。しかしながら、ウエーハは結晶欠陥の量やウエーハの厚みによって必要なゲッタリング層の厚みが異なるため、所定量のゲッタリング用微粒子が固定される研磨パッドでは加工条件が一定となり、ウエーハの状態に応じて適切な厚みのゲッタリング層を形成することが困難であった。
【００２５】
そこで、本実施の形態においては、ゲッタリング用微粒子を研磨パッドに吹き付けて用いる。これにより、研磨液にゲッタリング用微粒子を含有させる必要がないため、研磨液を供給する配管がゲッタリング用微粒子に傷つけられることを防止できる。また、ウエーハの結晶欠陥や厚みに応じて、研磨パッドへのゲッタリング用微粒子の供給量及び平均粒径を調整できるため、ウエーハ毎に適切な加工条件でゲッタリング層を形成できる。
【００２６】
まず、図２を参照して、研磨パッド４７の構成について詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る研磨パッドの構成を示す図である。図２Ａは、研磨パッドを備える研磨工具の斜視図である。図２Ｂは、研磨工具がマウントに装着された部分断面図である。
【００２７】
図２Ａに示すように、円環状の支持基台４６に研磨パッド４７が貼着され、研磨工具４８が構成される。支持基台４６はアルミ合金等によって形成されており、中央部分には研磨液が通る穴４６ａが開口されている。また、支持基台４６には周方向に間隔をおいて雌ネジ孔４６ｂが形成されている。支持基台４６の下面は研磨パッド４７の支持面を形成しており、支持面に研磨パッド４７が両面接着テープによって装着されている。研磨パッド４７は円環状に形成されており、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子が含まれている。また、研磨パッド４７の中央部分には、支持基台４６に形成される穴４６ａに連通する穴４７ｃが開口されている（図２Ｂ参照）。
【００２８】
研磨パッド４７は、シリコンウエーハと固相反応を誘発する固相反応微粒子が液状結合材に投入され、この液状結合材を含浸させた不織布が乾燥されて形成される。固相反応微粒子としては、ＳｉＯ２、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２等が用いられ、固相反応微粒子の粒径は、例えば２μｍであることが好ましい。また、研磨パッド４７に含まれる固相反応微粒子として、２種類以上の固相反応微粒子を用いることができる。また、液状結合剤としては、例えばウレタンを溶媒で溶解した液体が用いられ、溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン、酢酸エチル等が用いられる。固相反応微粒子が研磨パッド４７に固定されることで、研磨液にはアルカリ溶液のみが含まれるため、研磨液を供給する配管が固相反応微粒子等で目詰まりすることが防止され、配管のメンテナンスがより容易になる。
【００２９】
このように構成される研磨工具４８は、図２Ｂに示すように、スピンドル４３の下端に取り付けられているマウント４４の下面に装着される。マウント４４には上面から下面を貫通するボルト挿入孔（不図示）が形成されており、ボルト挿入孔に挿し込まれたボルト７１が支持基台４６に形成される雌ネジ孔４６ｂに螺入されることで、研磨工具４８がマウント４４に装着される。この際、スピンドル４３の中心に形成される流路４３ａが、支持基台４６及び研磨パッド４７に形成される穴４６ａ、４７ｃに連通する。
【００３０】
また、流路４３ａは、バルブ６５、６６を介してそれぞれ研磨用アルカリ溶液供給源６１、純水供給源６２に接続されている。流路４３ａが、穴４６ａ、４７ｃに連通することにより、研磨用アルカリ溶液供給源６１のアルカリ溶液又は純水供給源６２の純水が、流路４３ａ及び穴４６ａ、４７ｃを通って研磨パッド４７に供給される。流路４３ａと研磨用アルカリ溶液供給源６１とを接続する配管は、例えば可撓性のある材料等で構成されている。
【００３１】
以下、図３から図６を参照して、本実施の形態に係るウエーハの加工方法について説明する。ウエーハＷの加工方法は、固相反応微粒子が固定される研磨パッド４７の研磨面にシリコンよりモース硬度が高い粉末状のゲッタリング用微粒子を吹き付けるゲッタリング用微粒子含浸ステップと、アルカリ溶液を供給しながら研磨パッド４７に含まれる固相反応微粒子でウエーハＷの裏面Ｗ２を研磨して切削歪層を除去する研磨ステップと、純水を供給しながら研磨パッド４７に吹き付けられたゲッタリング用微粒子を作用させてウエーハＷの裏面Ｗ２に傷を形成するゲッタリング層形成ステップとを含んでいる。図３は本実施の形態に係る研磨ステップを示す図である。図４は本実施の形態に係るコンディショニングステップを示す図である。図５は本実施の形態に係るゲッタリング用微粒子含浸ステップを示す図である。図６は本実施の形態に係るゲッタリング層形成ステップを示す図である。
【００３２】
図３に示すように、まず研磨ステップが実施される。所定の厚みに研削加工されたウエーハＷは、保護テープＴが貼着される表面Ｗ１を下側に、裏面Ｗ２を上側にしてチャックテーブル２１に搬入され、ウエーハＷは保護テープＴを介してチャックテーブル２１の保持面２３に保持される。また、移動手段２４（図１参照）によりチャックテーブル２１が研磨手段４１の下方に移動され、チャックテーブル２１の回転軸と研磨パッド４７の回転軸とがずれるように位置付けられる。
【００３３】
チャックテーブル２１がＺ軸回りに回転されると共に、研磨パッド４７もＺ軸回りにチャックテーブル２１と同一方向に回転される。そして、加工送り手段３１（図１参照）により例えば３００ｇ／ｃｍ２の研磨圧力で研磨パッド４７がウエーハＷの裏面Ｗ２に向けて加工送りされ、研磨パッド４７の研磨面がウエーハＷの裏面Ｗ２全体に回転接触されウエーハＷが研磨される。
【００３４】
このとき、バルブ６６が閉じられ、バルブ６５が開かれて研磨用アルカリ溶液供給源６１からスピンドル４３内の流路４３ａにアルカリ溶液が供給される。これにより、支持基台４６に形成される穴４６ａを介して研磨パッド４７に形成される穴４７ｃに、例えば１分間に０．５リットルの割合でアルカリ溶液が供給される。アルカリ溶液は研磨パッド４７の穴４７ｃから研磨面に広がり、研磨パッド４７にアルカリ溶液が供給されながらウエーハＷが研磨される。なお、研磨レートは例えば０．７２μm／分に設定され、研磨時間は例えば２分間に設定される。
【００３５】
研磨用アルカリ溶液供給源６１に収容されるアルカリ溶液は、ｐＨ１０以上ｐＨ１２以下であることが好ましい。ｐＨ１０以上ｐＨ１２以下のアルカリ溶液としては、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）、ピペラジン、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等が用いられる。
【００３６】
このようにして研磨ステップを実施することにより、研磨パッド４７に固定されている固相反応微粒子が強く働いて、ウエーハＷの裏面Ｗ２が所定量研磨されると共にアルカリ溶液によりエッチングされるため、研削加工でウエーハＷの裏面Ｗ２に生成された研削歪層が除去される。
【００３７】
図４に示すように、研磨ステップの後には、コンディショニングステップが実施される。テーブルカバー１２上にはチャックテーブル２１近傍に支持台８６が設けられ、支持台８６の上面にはドレス手段８７が配設されている。また、テーブルカバー１２上にはＹ軸方向でドレス手段８７の隣に、ドレス後の研磨面に対してゲッタリング用微粒子を吹き付けるゲッタリング用微粒子供給ノズル８２が立設されている。ゲッタリング用微粒子供給ノズル８２は、硬度の高い専用配管でゲッタリング用微粒子供給手段８１に接続されている。ゲッタリング用微粒子供給手段８１には、粉末状のゲッタリング用微粒子が収容されている。ゲッタリング用微粒子供給手段８１は、移動手段２４（図１参照）でテーブルカバー１２と一体に移動される。このため、ゲッタリング用微粒子供給ノズル８２とゲッタリング用微粒子供給手段８１を接続する配管を剛体で形成でき、配管内がゲッタリング用微粒子で傷つくことがない。
【００３８】
チャックテーブル２１の回転が停止されて、移動手段２４によりテーブルカバー１２が移動され、ドレス手段８７が研磨パッド４７の外周縁に位置付けられる。この状態で、移動手段２４によりドレス手段８７がＹ軸方向に移動され、ドレス手段８７のドレス面が研磨パッド４７の研磨面の中心まで移動されることにより、研磨パッド４７の研磨面全面がドレスされる。このとき、バルブ６６及びバルブ６５は閉じられている。これにより、研磨パッド４７の研磨面に付着したウエーハＷのシリコン屑を研磨後に除去して、研磨パッド４７の研磨面のコンディションが整えられる。
【００３９】
図５に示すように、コンディショニングステップの直後には、ゲッタリング用微粒子含浸ステップが実施される。ゲッタリング用微粒子供給ノズル８２の噴出口が研磨パッド４７の外周縁の真下に位置付けられる。ゲッタリング用微粒子供給ノズル８２から、ゲッタリング用微粒子供給手段８１の粉末状のゲッタリング用微粒子が噴出され、ドレスされた研磨パッド４７の研磨面に吹き付けられる。チャックテーブル２１がＺ軸回りに回転されると共に、移動手段２４によりゲッタリング用微粒子供給ノズル８２がＹ軸方向に移動されることで、研磨パッド４７の研磨面全面にゲッタリング用微粒子が含浸される。研磨パッド４７の研磨面に吹き付けられるゲッタリング用微粒子の量は、ゲッタリング用微粒子供給ノズル８２からのゲッタリング用微粒子の噴出量を調整することで、制御することができる。
【００４０】
なお、コンディショニングステップとゲッタリング用微粒子含浸ステップは同時に行われてもよく、この場合、コンディショニングステップの後方でゲッタリング用微粒子含浸ステップが行われる。また、ゲッタリング用微粒子含浸ステップは、後述するゲッタリング層形成ステップの前に行われれば、どのタイミングで行ってもよい。研磨ステップにおいて供給されるアルカリ溶液、又は後述するゲッタリング層形成ステップにおいて供給される純水により、研磨パッド４７が濡れた状態でゲッタリング用微粒子が吹き付けられるため、研磨パッド４７にゲッタリング用微粒子が付着し易い。また、ゲッタリング用微粒子含浸ステップの前にコンディショニングステップが行われることにより、研磨パッド４７に付着したウエーハＷのシリコン屑が研磨パッド４７から除去されているため、研磨パッド４７にゲッタリング用微粒子が含浸し易い。
【００４１】
ゲッタリング用微粒子供給手段８１に収容される粉末状のゲッタリング用微粒子の平均粒径は、例えば０．１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。ゲッタリング用微粒子は、シリコンよりモース硬度が高い微粒子であり、配管を傷つける硬度、例えばモース硬度は９以上である。ゲッタリング用微粒子としては、ダイヤモンド、ＧＣ等のＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、ＷＣ、ＴｉＮ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＡｌＢ、Ｂ４Ｃ等が用いられる。
【００４２】
図６に示すように、ゲッタリング用微粒子含浸ステップの後には、ゲッタリング層形成ステップが実施される。図６Ａに示すように、チャックテーブル２１がＺ軸回りに回転されると共に、研磨パッド４７もＺ軸回りにチャックテーブル２１と同一方向に回転される。そして、加工送り手段３１（図１参照）により例えば５０ｇ／ｃｍ２の研磨圧力で研磨パッド４７がウエーハＷの裏面Ｗ２に向けて加工送りされ、研磨パッド４７の研磨面がウエーハＷに回転接触されてウエーハＷが研磨される。
【００４３】
このとき、バルブ６５が閉じられ、バルブ６６が開かれて純水供給源６２から純水が供給される。これにより、支持基台４６に形成される穴４６ａを介して研磨パッド４７に形成される穴４７ｃに、例えば１分間に１．０リットルの割合で純水が供給され、純水は穴４７ｃから研磨面に広がる。
【００４４】
図６Ｂに示すように、研磨パッド４７に純水が供給されながら研磨パッド４７がウエーハＷに回転接触されている状態で、移動手段２４（図１参照）により矢印Ｎの方向にチャックテーブル２１が移動される。すなわち、ウエーハＷの裏面Ｗ２が摺動されながら、チャックテーブル２１の回転軸と研磨パッド４７の回転軸とがＹ軸方向に離れるように移動される。チャックテーブル２１の矢印Ｎで示す方向への移動は、例えば移動速度０．６７ｍｍ／秒で１分間実施され、チャックテーブル２１は約４０ｍｍ移動される。これにより、ウエーハＷの裏面Ｗ２には僅かな傷が付けられる。このようにしてゲッタリング層形成ステップを実施することにより、ゲッタリング用微粒子含浸ステップで研磨パッド４７に吹き付けられた遊離のゲッタリング用微粒子が強く働いて、ウエーハＷの裏面Ｗ２にゲッタリング層を形成することができる。
【００４５】
このように、モース硬度の高いゲッタリング用微粒子は、ゲッタリング用微粒子含浸ステップにおいて、研磨パッド４７に吹き付けて含浸させる。これにより、研磨液にゲッタリング用微粒子を含有させる必要がないため、研磨用アルカリ溶液供給源６１と流路４３ａを接続する配管が、ゲッタリング用微粒子で傷つけられることを抑制できる。
【００４６】
研磨パッド４７の研磨面に吹き付けられるゲッタリング用微粒子の供給量は、ゲッタリング用微粒子供給ノズル８２を制御して、ゲッタリング用微粒子の噴出量を調整することで、制御することができる。また、ゲッタリング用微粒子供給手段８１に収容されるゲッタリング用微粒子の平均粒径をウエーハＷの種類に合わせて変えることができる。このように、研磨パッド４７の研磨面に吹き付けられるゲッタリング用微粒子の量及び平均粒径を調整できるため、ウエーハＷの結晶欠陥の量及びウエーハＷの厚みに応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できる。
【００４７】
以上のように、本実施の形態に係るウエーハＷの加工方法は、ゲッタリング層を形成するためのモース硬度の高いゲッタリング用微粒子は、遊離の微粒子として研磨パッド４７に吹き付けて含浸させる。これにより、研磨液にはゲッタリング用微粒子を含有させる必要がないため、研磨液を供給する配管がモース硬度の高い微粒子で傷つけられることを防止できる。また、研磨パッドにウエーハＷの状態に適した量及び平均粒径のゲッタリング用微粒子を含浸できるため、ウエーハＷの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成でき、ウエーハＷに適切な厚みのゲッタリング層を形成できる。
【００４８】
上記実施の形態においては、研磨ステップで用いられる固相反応微粒子が研磨パッド４７に固定される構成としたが、これに限定されない。ウエーハＷが研磨される際に研磨パッド４７に供給されれば、遊離の固相反応微粒子を用いてもよい。この場合、固相反応微粒子は、研磨用アルカリ溶液供給源６１に収容されるアルカリ溶液に含有され、研磨ステップでアルカリ溶液と共に研磨パッド４７に供給される。固相反応微粒子はゲッタリング用微粒子よりモース硬度が低いため、アルカリ溶液を研磨パッドに供給する配管が固相反応微粒子により傷つけられることが抑制される。また、遊離の固相反応微粒子を用いるため、研磨ステップで研磨パッド４７に固相反応微粒子が供給された後、コンディショニングステップで研磨パッド４７から固相反応微粒子を除去できる。これにより、ゲッタリング用微粒子含浸ステップで、研磨パッド４７にゲッタリング用微粒子を多く付着させることができる。
【００４９】
また、上記実施の形態においては、ゲッタリング層形成ステップにおいて、移動手段２４によりチャックテーブル２１がＹ軸方向に移動されることで（図１及び図６Ｂ参照）、ウエーハＷの裏面Ｗ２にゲッタリング層が形成される構成としたが、これに限定されない。ウエーハＷの裏面Ｗ２が摺動されながらチャックテーブル２１の回転軸と研磨パッド４７の回転軸とが離れるように移動されれば、研磨パッド４７がチャックテーブル２１に対して移動される構成としてもよい。
【００５０】
また、上記実施の形態においては、コンディショニングステップ及びゲッタリング用微粒子含浸ステップにおいて、移動手段２４によりドレス手段８７及びゲッタリング用微粒子供給ノズル８２がＹ軸方向に移動される構成としたが（図１、図４及び図５参照）、これに限定されない。研磨パッド４７がドレス手段８７によりコンディショニングされ、研磨パッド４７にゲッタリング用微粒子供給ノズル８２からゲッタリング用微粒子が吹き付けられれば、研磨パッド４７がチャックテーブル２１に対して移動される構成としてもよい。
【００５１】
また、本実施の形態では、加工装置としてウエーハを研磨する研磨装置を例示して説明したが、この構成に限定されない。本発明は、粒子を供給しながらウエーハＷを研磨する他の加工装置に適用可能である。例えば、研磨装置及びこれを組み合わせたクラスター装置等に適用されてもよい。
【００５２】
また、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記各実施の形態を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。
【００５３】
また、本発明の実施の形態は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
【００５４】
本実施の形態では、本発明をウエーハを研磨加工する研磨装置に適用した構成について説明したが、硬度の高い粒子を加工手段に供給してウエーハＷを加工する加工装置に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上説明したように、本発明は、研磨液を供給する配管が傷つけられることを防止できると共に、ウエーハの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できるという効果を有し、特にウエーハを研磨加工する研磨装置に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１  研磨装置
２１  チャックテーブル
２３  保持面
４６  支持基台
４７  研磨パッド
４８  研磨工具
６１  研磨用アルカリ溶液供給源
６２  純水供給源
６５、６６  バルブ
８１  ゲッタリング用微粒子供給手段
８２  ゲッタリング用微粒子供給ノズル
８７  ドレス手段
Ｗ  ウエーハ
Ｗ１  （ウエーハの）表面
Ｗ２  （ウエーハの）裏面
【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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