(57)【要約】【課題】純水を供給しながら研磨パッドに含まれるアルカリ微粒子の溶解を制御して、ウエーハにゲッタリング層を良好に形成すること。【解決手段】ウエーハ（Ｗ）の加工方法は、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子（８１）と、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ゲッタリング用微粒子（８２）と、アルカリ微粒子（８５）とを含む研磨パッド（４７）に純水を供給しながら、研磨パッドを所定圧でシリコン基板に押圧し、溶解したアルカリ微粒子の作用によりウエーハの裏面（Ｗ２）を研磨する研磨工程と、研磨工程を実施した後に、アルカリ微粒子の溶解度が低下する水温の純水を供給しながら、研磨パッドを所定圧よりも低圧で押圧し、研磨パッドによってウエーハの裏面を研磨することにより裏面に傷を付けてゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成工程と、を含む。【選択図】図２
2019009291.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を加工するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に保護部材を貼着し、チャックテーブルの保持面に該保護部材側を保持するウエーハ保持工程と、
シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子と、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ゲッタリング用微粒子と、アルカリ微粒子とを含む研磨パッドに純水を供給しつつ、該研磨パッドを所定圧で該シリコン基板に押圧しつつ回転するとともに該チャックテーブルを回転させて溶解した該アルカリ微粒子の作用によりウエーハの裏面を研磨する研磨工程と、
該研磨工程を実施した後に、該アルカリ微粒子の溶解度が低下する水温の純水を供給しつつ、該研磨パッドを該所定圧よりも低圧で押圧しつつ回転するとともに該チャックテーブルを回転させながら該研磨パッドによってウエーハの裏面を研磨することにより裏面に傷を付けてゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成工程と、を含むことを特徴とする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ための研磨パッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の研磨パッドは、シリコン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ている。
【０００６】
この研磨パッドを用いるウエーハの加工方法では、半導体ウエーハを所定の厚みに研削した後、アルカリ溶液供給源からアルカリ溶液を供給しつつ、上記の研磨パッドで、半導体ウエーハの裏面を研磨する。これにより、固相反応微粒子が働いて、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、純水供給源から純水を供給しつつ、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、ゲッタリング用微粒子が働いて、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、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２０１５−４６５５０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、上記の加工方法では、アルカリ性の溶液を取り扱う必要があった。また、純水供給源の他にアルカリ溶液供給源を研磨装置に設ける必要があるため、装置構成が複雑になり、コストがかかる問題があった。
【０００９】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、純水を供給しながら研磨パッドに含まれるアルカリ微粒子の溶解を制御して、ウエーハにゲッタリング層を良好に形成できる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を加工するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面に保護部材を貼着し、チャックテーブルの保持面に保護部材側を保持するウエーハ保持工程と、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子と、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ゲッタリング用微粒子と、アルカリ微粒子とを含む研磨パッドに純水を供給しつつ、研磨パッドを所定圧でシリコン基板に押圧しつつ回転するとともにチャックテーブルを回転させて溶解したアルカリ微粒子の作用によりウエーハの裏面を研磨する研磨工程と、研磨工程を実施した後に、アルカリ微粒子の溶解度が低下する水温の純水を供給しつつ、研磨パッドを所定圧よりも低圧で押圧しつつ回転するとともにチャックテーブルを回転させながら研磨パッドによってウエーハの裏面を研磨することにより裏面に傷を付けてゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成工程と、を含む。
【００１１】
この構成によれば、固相反応微粒子とゲッタリング用微粒子とともに、アルカリ微粒子が研磨パッドに含まれ、研磨パッドに純水を供給することによりアルカリ微粒子が溶解されてアルカリ溶液が生成される。よって、アルカリ溶液を取り扱う必要がなく、ウエーハを安全に加工することができる。また、アルカリ溶液を供給するためのアルカリ溶液供給源を研磨装置に設ける必要がなく、簡易な装置構成でウエーハを加工することができる。また、研磨工程においては、常温の純水を研磨パッドに供給することでアルカリ微粒子が溶解され、固相反応微粒子を働かせることができるため、ウエーハを良好に研磨できる。ゲッタリング層形成工程においては、純水をアルカリ微粒子の溶解度が低下する温度にして研磨パッドに供給することで、アルカリ微粒子の溶解が抑えられ、固相反応微粒子の働きが抑制される。これにより、ゲッタリング層形成工程でゲッタリング用微粒子を働かせることができるため、ウエーハにゲッタリング層を良好に形成できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、純水を供給しながら研磨パッドに含まれるアルカリ微粒子の溶解を制御して、ウエーハにゲッタリング層を良好に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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手段の模式図である。
【図３】本実施の形態に係る研磨パッドに含まれるアルカリ微粒子の純水に対する溶解度を示す図である。
【図４】本実施の形態に係るウエーハ保持工程を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る研磨工程を示す図である。
【図６】本実施の形態に係るゲッタリング層形成工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
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には保護部材としての保護テープ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。
【００１６】
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ととも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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、スピンドルユニット４３の下部に研磨パッド４７を設けて構成されている。スピンドルユニット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。スピンドルユニット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、純水の配管、及び低温の純水の配管が接続されている。
【００２０】
研磨装置１には、装置各部を統括制御する制御部７０が設けられている。制御部７０は、バルブ６５、６６を制御する。制御部７０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。
【００２１】
ここで、一般に、研削後に研削歪層を除去してゲッタリング層を形成するために、まず化学機械研磨によってウエーハの裏面が研磨される。化学機械研磨においては、ウエーハにアルカリ溶液を供給しながら固相反応微粒子を作用させてウエーハが研磨されるため、アルカリ溶液を扱う必要がある。また、研磨装置にアルカリ溶液を供給するアルカリ溶液供給源を設置する必要があるため、装置構成が複雑になる。そこで、固相反応微粒子及びゲッタリング用微粒子とともに水溶性のアルカリ微粒子が含まれる研磨パッドが検討されている。この研磨パッドでは、研磨パッドに供給される純水により、研磨パッドに含まれるアルカリ微粒子が溶解されてアルカリ溶液が生成される。研磨パッドがウエーハに回転接触することによる摩擦熱により、アルカリ微粒子の溶解は促進され、ウエーハにアルカリ溶液を供給できる。これにより、アルカリ溶液供給源を設置する必要がなく、簡易な装置構成で、安全にウエーハを加工することができる。
【００２２】
しかしながら、研削歪層を除去後、この研磨パッドに純水を供給しながらゲッタリング用微粒子でゲッタリング層を形成する際にも、アルカリ微粒子は溶解する。このため、固相反応微粒子が作用して、ゲッタリング層が形成されるよりも強くウエーハが研磨され、ゲッタリング層を良好に形成できない問題があった。そこで、本実施の形態においては、ゲッタリング層形成工程においては、純水をアルカリ微粒子の溶解度が低下する温度にして研磨パッドの供給することにより、アルカリ微粒子の溶解を抑えて、ゲッタリング層を良好に形成する。
【００２３】
まず、図２を参照して、研磨パッドの構成及び純水の供給系統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手段の模式図である。図３は、本実施の形態に係る研磨パッドに含まれるアルカリ微粒子の純水に対する溶解度を示す図である。図３において、縦軸は純水１００［ｇ］に溶解する炭酸ナトリウムの量（溶解度）、横軸は純水の温度を示している。
【００２４】
図２に示すように、研磨パッド４７は、円環状の支持基台４６に貼着され研磨工具４８を構成する。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。研磨パッド４７は円環状に形成され、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。
【００２５】
研磨パッド４７は、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子８１、シリコンよりモース硬度が高いゲッタリング用微粒子８２、及びアルカリ微粒子８５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ている。固相反応微粒子８１としては、ＳｉＯ２、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２等が用いられ、固相反応微粒子８１の粒径は、例えば２μｍであることが好ましい。ゲッタリング用微粒子８２はモース硬度が９以上であることが好ましく、ゲッタリング用微粒子８２としては、ダイヤモンド、ＧＣ（Ｇｒｅｅｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ）等のＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、ＷＣ、ＴｉＮ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＡｌＢ、Ｂ４Ｃ等が用いられる。ゲッタリング用微粒子８２の粒径は、例えば０．５μｍであることが好ましい。
【００２６】
アルカリ微粒子８５は、後述する純水供給源６１から研磨パッド４７に供給される純水により溶解した際に、生成されるアルカリ溶液がｐＨ１０以上ｐＨ１２以下となるように、研磨パッド４７に含まれている。アルカリ微粒子８５としては、溶解する純水の温度に応じて溶解度に差が生じる物質であればよく、炭酸ナトリウム、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であることが好ましく、炭酸ナトリウムであることがより好ましい。
【００２７】
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。研磨パッド４７には、固相反応微粒子８１、ゲッタリング用微粒子８２、及びアルカリ微粒子８５が、それぞれ２種類以上含まれていてもよい。
【００２８】
このように構成される研磨工具４８は、スピンドルユニット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。この際、スピンドルユニット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。
【００２９】
スピンドルユニット４３の流路４３ａには、バルブ６５、６６を介してそれぞれ純水供給源６１、低温純水供給源６２が接続されている。純水供給源６１からは、常温の純水が供給され、低温純水供給源６２からは、常温よりも低い温度の純水が供給される。純水供給源６１の純水又は低温純水供給源６２の低温純水は、流路４３ａ及び穴４６ａ、４７ｃを通って研磨パッド４７に供給される。純水供給源６１の常温の純水は、研磨装置１が設置される工場内の配管から供給されてもよい。また低温純水供給源６２の低温の純水は、工場内の配管から供給される純水が冷却設備を介して供給されてもよい。
【００３０】
研磨工程においてウエーハから研削歪層を除去する際は、バルブ６５が開かれて、常温の純水が純水供給源６１から流路４３ａに供給される。流路４３ａに供給された純水は研磨パッド４７の研磨面に広がって研磨パッド４７に含まれるアルカリ微粒子８５が溶解される。これにより、アルカリ溶液が生成されることで、研磨工程において研磨パッド４７に含まれる固相反応微粒子８１が働いて、ウエーハＷを研磨できる。
【００３１】
ゲッタリング層形成工程においてウエーハＷにゲッタリング層を形成する際には、バルブ６６が開かれて、アルカリ微粒子８５の溶解度が低下する水温の純水が低温純水供給源６２から流路４３ａに供給される。
【００３２】
ここで、図３に示すように、研磨パッド４７に含まれるアルカリ微粒子８５としての例えば炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）の純水に対する溶解度は、純水の温度が約４０℃以下の範囲で、純水の温度の上昇とともに高くなる。炭酸ナトリウムにおいては、純水の温度が２０℃付近の常温では溶解度が約１８［ｇ］であるのに対して、純水の温度が１０℃付近では溶解度が約１１［ｇ］であり、水温が低下することにより溶解度は低下する。このように、炭酸ナトリウムは、溶解する純水の温度が約４０℃以下の範囲で、純水の温度による溶解度の差が大きいという性質を有している。よって、研磨パッド４７に供給される純水の温度を変化させることで、研磨パッド４７に含まれる炭酸ナトリウムの溶解を制御することができる。
【００３３】
このため、ゲッタリング層形成工程において、低温純水供給源６２から研磨パッド４７に供給される純水における水温としては、アルカリ微粒子８５としての例えば炭酸ナトリウムの溶解度が、２０℃付近の常温における溶解度と比べて低下する観点から、常温よりも低い温度であることが好ましく、１０℃以下であることがより好ましい。これにより、ゲッタリング層形成工程で研磨パッド４７に純水を供給した場合であっても、アルカリ微粒子８５としての例えば炭酸ナトリウムの溶解度を低下させることができるため、アルカリ溶液の生成が抑えられ、固相反応微粒子８１の働きが抑制される。よって、ゲッタリング層形成工程において、研磨パッド４７に含まれるゲッタリング用微粒子８２が働いて、ウエーハＷにゲッタリング層を良好に形成できる。
【００３４】
以上のように、固相反応微粒子８１とゲッタリング用微粒子８２とともに、アルカリ微粒子が研磨パッド４７に含まれ、研磨パッド４７に純水を供給することによりアルカリ微粒子８５からアルカリ溶液が生成されるため、研磨パッド４７にアルカリ溶液を供給する必要がない。よって、アルカリ溶液を供給するためのアルカリ溶液供給源を研磨装置１に設ける必要がなく、研磨装置１を簡易な装置構成とすることができる。
【００３５】
以下、図４から図６を参照して、本実施の形態に係るウエーハＷの加工方法について説明する。ウエーハＷの加工方法は、チャックテーブル２１にウエーハＷを保持するウエーハ保持工程と、常温の純水を供給しながら研磨パッド４７に含まれるアルカリ微粒子を溶解して研磨パッド４７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工程と、常温よりも低い温度の純水を供給しながら研磨パッド４７でウエーハＷの裏面Ｗ２に傷を形成するゲッタリング層形成工程とを含んでいる。図４は本実施の形態に係るウエーハ保持工程、図５は本実施の形態に係る研磨工程、図６は本実施の形態に係るゲッタリング層形成工程を示す図である。
【００３６】
図４に示すように、まずウエーハ保持工程が実施される。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。
【００３７】
図５に示すように、ウエーハ保持工程の後には、研磨工程が実施される。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。
【００３８】
チャックテーブル２１がＺ軸回りに回転されるとともに、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。このように、研磨工程の研磨圧力を、後述するゲッタリング層形成工程の研磨圧力よりも大きくすることにより、研磨パッド４７がウエーハＷに回転接触することによる摩擦熱が大きくなり、研磨パッド４７に含まれるアルカリ微粒子８５としての例えば炭酸ナトリウムが純水に溶解し易くなる。
【００３９】
このとき、バルブ６６が閉じられ、バルブ６５が開かれて純水供給源６１からスピンドルユニット４３内の流路４３ａに常温の純水が供給される。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、純水が供給される。純水は研磨パッド４７の穴４７ｃから研磨面に広がり、研磨パッド４７に含まれるアルカリ微粒子８５としての例えば炭酸ナトリウムが溶解される。制御部７０（図１参照）が、バルブ６５の開閉を制御して、研磨パッド４７に供給される純水の供給量を調整することで、アルカリ溶液がｐＨ１０以上ｐＨ１２以下となるように生成される。これにより、ウエーハＷ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。
【００４０】
このようにして研磨工程を実施することにより、アルカリ微粒子８５が溶解してアルカリ溶液が生成される。これにより、研磨パッド４７に含まれる固相反応微粒子８１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ともに、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。
【００４１】
図６に示すように、研磨工程の後には、ゲッタリング層形成工程が実施される。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ともに、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。
【００４２】
このように、ゲッタリング層形成工程の研磨圧力を、研磨工程の研磨圧力よりも小さくすることにより、図５に示すよりも研磨パッド４７がウエーハＷに弱く押圧されるため、研磨パッド４７の表面からゲッタリング用微粒子８２を突出させた状態でウエーハＷを研磨することができる。これにより、ゲッタリング用微粒子８２がウエーハＷに効果的に接触して、後述する図６Ｂに示すようにウエーハＷにゲッタリング層を形成し易くなる。また、研磨パッド４７がウエーハＷに回転接触することによる摩擦熱を小さくすることができるため、研磨パッド４７に含まれるアルカリ微粒子８５の純水への溶解を抑制できる。
【００４３】
このとき、バルブ６５が閉じられて流路４３ａへの常温の純水の供給が停止され、バルブ６６が開かれて低温純水供給源６２からの低温の純水の供給に切り替えられる。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リットルの割合で低温の純水が供給され、純水は穴４７ｃから研磨面に広がる。
【００４４】
低温純水供給源６２から研磨パッド４７に供給される純水の温度としては、アルカリ微粒子８５としての例えば炭酸ナトリウムの溶解度が低下する観点から、常温よりも低い温度であることが好ましく、１０℃以下であることがより好ましい。これにより、ゲッタリング層形成工程で研磨パッド４７に純水を供給した場合であっても、研磨パッド４７に含まれるアルカリ微粒子８５の溶解が抑えられ、固相反応微粒子８１の働きが抑制される。よって、ゲッタリング層形成工程において、研磨パッド４７に含まれるゲッタリング用微粒子８２が働いて、後述する図６Ｂに示すようにウエーハＷにゲッタリング層を形成できる。
【００４５】
また、このように研磨パッド４７に低温の純水を供給することにより、研磨パッド４７が冷却され、研磨パッド４７の弾性率が上昇する。これにより、研磨パッド４７がウエーハＷに押圧される際に、研磨パッド４７の表面から突出するゲッタリング用微粒子８２の沈み込みが抑制される。研磨パッド４７の表面のゲッタリング用微粒子８２がウエーハＷに効果的に接触し、ウエーハＷにゲッタリング層を効率的に形成できる。
【００４６】
図６Ｂに示すように、研磨パッド４７に低温の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。
【００４７】
このようにしてゲッタリング層形成工程を実施することにより、アルカリ微粒子８５としての例えば炭酸ナトリウムからのアルカリ溶液の生成が抑えられる。これにより、研磨パッド４７に含まれるゲッタリング用微粒子８２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。研磨パッド４７に純水を供給しながら研磨パッド４７に含まれるアルカリ微粒子８５の溶解を制御して、ウエーハＷにゲッタリング層を安全に形成することができる。
【００４８】
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、固相反応微粒子８１とゲッタリング用微粒子８２とともに、アルカリ微粒子８５が研磨パッド４７に含まれ、研磨パッド４７に純水を供給することによりアルカリ微粒子８５が溶解されてアルカリ溶液が生成される。よって、アルカリ溶液を取り扱う必要がなく、ウエーハＷを安全に加工することができる。また、アルカリ溶液を供給するためのアルカリ溶液供給源を研磨装置１に設ける必要がなく、簡易な装置構成でウエーハを加工することができる。また、研磨工程においては、常温の純水を研磨パッド４７に供給することでアルカリ微粒子８５が溶解され、固相反応微粒子８１を働かせることができるため、ウエーハＷを良好に研磨できる。ゲッタリング層形成工程においては、純水をアルカリ微粒子８５の溶解度が低下する温度にして研磨パッド４７に供給することで、アルカリ微粒子８５の溶解が抑えられ、固相反応微粒子８１の働きが抑制される。これにより、ゲッタリング層形成工程でゲッタリング用微粒子８２を働かせることができるため、ウエーハＷにゲッタリング層を良好に形成できる。
【００４９】
上記実施の形態においては、ゲッタリング層形成工程において、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、ウエーハＷとして半導体デバイスウエーハが用いられる構成としたが、例えば、半導体基板、酸化物ウエーハが用いられてもよい。
【００５１】
また、上記実施の形態においては、ウエーハＷの表面Ｗ１には保護テープＴが貼着される構成としたが、ウエーハＷの表面Ｗ１にはサブストレートが接着される構成としてもよい。
【００５２】
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、加工対象を加工する加工具に含まれる粒子を溶解させながらウエーハＷを加工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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、加工具に含まれる粒子を溶解させながらウエーハ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】
【００５６】
以上説明したように、本発明は、純水を供給しながら研磨パッドに含まれるアルカリ微粒子の溶解を制御して、ウエーハにゲッタリング層を良好に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】
【００５７】
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  純水供給源
６２  低温純水供給源
６５、６６  バルブ
８１  固相反応微粒子
８２  ゲッタリング用微粒子
８５  アルカリ微粒子
Ｔ  保護テープ（保護部材）
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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