JP2003243348A

JP2003243348A - 研削方法および研削装置

Info

Publication number: JP2003243348A
Application number: JP2002043456A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Okuyama; 哲雄奥山
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2003-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】環境負荷を小さくし、シリコンよりなる被加
工フ物の表面へのダメージを抑えながら、被加工物を研
削する技術を提供すること。【解決手段】例えば表面にデバイスが形成されたシリ
コンウエハ１０のデバイス形成面の裏面側１１を研削す
る。先ずウエハ１０の裏面側１１の表面に、当該表面を
酸化するための薬液例えばオゾン水を供給し、前記裏面
側１１表面にＳｉＯ2膜を形成する。次いでＳｉに比べ
てＳｉＯ2を選択的に研削する砥石例えばＣｅＯ2の砥粒
を用いて、前記裏面側１１表面を研削する。このように
すると前記オゾン水はＳｉを溶解するものではないの
で、前記裏面側１１表面の凹部１２やクラック１３を増
大させることなく、このまわりにＳｉＯ2膜１４が形成
され、このＳｉＯ2膜を前記砥石を用いて研削すれば、
前記裏面側１１表面へダメージを与えずに所定量の研削
を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばデバイスが
形成された半導体ウエーハの裏面加工などに用いられる
研削方法及び研削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣカード、メモリカードに大容量のメ
モリデバイスを設けるため、ＩＣ（集積回路）の薄型化
が要請されており、このためＩＣチップを作成する場
合、シリコンウエーハの片面にＩＣを作製した後、ウエ
ーハのＩＣが作製された面の裏面側を研削して厚さを薄
くすることが行われている。この場合目標とされるウエ
ーハの厚さが例えば２５０μｍ程度の場合には、一般的
にウエーハの裏面側を粗さの異なる砥石を用いて２段階
で研削する手法が行われており、具体的には先ずウエー
ハの裏面側を粗さの大きい粗砥石を用いて粗削りし、次
いで粗さの小さい仕上げ砥石によって研削して仕上処理
が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年ＩＣのよ
り一層の薄型化が要請され、ウエーハの厚さを１００μ
ｍあるいはそれ以下にすることが求められている。しか
しながら既述のようにウエーハを砥石により研削する
と、ウエーハの表面はクラックや凹部などの研削の条痕
が形成される。このためウエーハの厚さを１００μｍあ
るいはそれ以下にしようとすると、前記条痕によりウエ
ーハが割れやすくなるという問題がある。

【０００４】このためダメージ層の少ない面を仕上げる
研削手法として、エッチングやポリッシングによりウエ
ーハの裏面側を研削することが検討されている。エッチ
ングによる手法は、シリコンウエーハの場合、シリコン
の溶解能のあるエッチング液をウエーハ裏面側に供給
し、当該裏面側表面をエッチング液により溶解させて除
去し、これにより研削するというものである。

【０００５】しかしながらこの手法は、エッチング液の
排水処理が必要であり、またウエーハの裏面側表面にク
ラックがあると、このクラックにエッチング液が入り込
んでこの部分を侵食してしまい、クラックを増幅させて
大きなクラックにしてしまうという問題がある。

【０００６】またポリッシングにより手法は、スラリー
によりウエーハ裏面側表面を研削するというものである
が、スラリーを洗浄しなければならず、さらに廃液処理
が必要になる。上述のエッチング液の排水処理やスラリ
ーの廃液処理は、処理コストが高い上に環境負荷が大き
く、問題である。

【０００７】本発明は、このような事情のもとになされ
たものであり、環境負荷を小さくし、被加工物表面への
ダメージを抑えながら被加工物を極めて薄い厚さに研削
できる技術を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る研削方法
は、シリコンよりなる被加工物の表面に、当該被加工物
の表面を酸化するための薬液を供給し、前記被加工物の
表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、シリコンに比
べてシリコン酸化物を選択的に研削する砥石を用いて、
前記被加工物の表面を研削する工程と、を含むことを特
徴とする。

【０００９】また他の研削方法は、シリコンよりなる被
加工物の表面を研削する工程と、次いで前記被加工物の
表面に、この被加工物の表面を酸化するための薬液を供
給し、当該被加工物の表面にシリコン酸化膜を形成する
工程と、シリコンに比べてシリコン酸化物を選択的に研
削する砥石を用いて、前記被加工物の表面を研削する工
程と、を含むことを特徴とする。

【００１０】ここで前記被加工物は、表面にデバイスが
形成されたシリコン基板であり、前記研削される被加工
物の表面は、前記シリコン基板のデバイスが形成された
面の裏面側の表面であることを特徴とする。また前記研
削される被加工物の表面は、インゴットから切り出され
たシリコン基板の面であってもよい。さらに前記薬液は
オゾン水であることを特徴とし、シリコンに比べてシリ
コン酸化物を選択的に研削する砥石は、酸化ジルコニウ
ム、酸化鉄、酸化セリウムのいずれかの砥粒より形成さ
れる。

【００１１】また本発明の研削装置は、シリコンよりな
る被加工物を略水平に載置するための載置部と、前記被
加工物の表面を研削するための第１の砥石と、シリコン
に比べてシリコン酸化物を選択的に研削し、前記第１の
砥石で研削された後の被加工物の表面を研削するための
第２の砥石と、この第２の砥石で研削しているときに、
被加工物の表面にシリコンを酸化するための薬液を供給
する薬液ノズルと、前記載置部上の被加工物を第１の砥
石及び／又は第２の砥石に対して相対的に回転させるた
めの回転機構と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】また被加工物に対して研削が行われた後、
載置部の位置が固定された状態で当該被加工物の上方で
第１の砥石を第２の砥石に交換するための交換手段を備
えるようにしてもよいし、第１の砥石を支持する手段
と、この第１の砥石の下方側に第２の砥石を着脱自在に
支持する手段と、を備え、前記交換手段は、第２の砥石
を第１の砥石の下方側に取り付ける手段を備えるように
してもよい。

【００１３】このような研削方法及び研削装置では、シ
リコンよりなる被加工物の表面に薬液を供給して、前記
被加工物の表面にシリコン酸化膜を形成する際、薬液は
被加工物を溶解するものではないので、被加工物の表面
の凹部やクラックを増大させることなく、このまわりに
シリコン酸化膜が形成される。このためこのシリコン酸
化膜をシリコンに比べてシリコン酸化物を選択的に研削
する砥石を用いて、前記被加工物の表面を研削すれば、
被加工物の表面へダメージを与えずに、クラックや凹部
の深さに相当する量や、これらクラックなどよりもさら
に深い量等の所定量の研削を行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】先ず本発明の研削方法の一実施の
形態を説明する。本発明の研削方法の対象となるのは、
基板例えばシリコンウエーハ（以下「ウエーハ」とい
う）において、ウエーハの表面にデバイス例えばＩＣが
作製されたものの裏面側（ＩＣが作製されていない面）
であって、前処理として前記ウエーハの裏面側が通常研
削により所定の厚さまで研削された後のウエーハの裏面
側である。

【００１５】ここで前記通常研削は、例えばウエーハの
目標厚が１００μｍであれば、１０２μｍの厚さになる
まで行われるものであり、例えばメッシュサイズが例え
ば♯３２５程度の例えばレジノイドボンドのダイヤモン
ド砥石よりなる砥石を用いて１３２μｍの厚さになるま
で研削を行った後、メッシュサイズが例えば♯２０００
程度のレジノイドボンドのダイヤモンド砥石よりなる砥
石を用いて１０２μｍの厚さになるまで研削を行なうよ
うに、２段階の粗さの異なる砥石を用いた研削をいう。
ここで前記砥石を用いた研削は、ウエーハの裏面側に例
えば純水を供給しながら、ウエーハ裏面側と砥石とを接
触させ、ウエーハと砥石とを相対的に回転させることに
より、両者を摺動させて行われる。

【００１６】続いて本発明の特徴的な研削手法について
図１により説明すると、図中１０はシリコンウエーハで
あり、１１は前記２段階の粗さの異なる砥石を用いた通
常研削によりウエーハ裏面側表面に凹部１２やクラック
１３等の条痕が形成されたウエーハ裏面側を示してい
る。

【００１７】この手法では、例えば図１（ａ）に示すよ
うに、先ずウエーハ１０の裏面側１１に、シリコンを酸
化させる作用を有する薬液である機能水例えばオゾン水
を供給する。ここで機能水としては硝酸やクロム酸等の
酸を用いることもできるが、環境負荷を小さくするため
にはオゾン水を用いることが好ましい。オゾン水は、水
の電気分解によって生成したオゾンを純水に溶解させた
水溶液をいう。

【００１８】このようにウエーハ１０の裏面側表面にオ
ゾン水を供給すると、図１（ｂ）に示すように、前記裏
面側１１の表面がオゾン水により酸化され、当該表面に
シリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）１４が形成される。この
際、オゾン水はシリコンを溶解するものではないので、
ウエーハ裏面側１１の表面に形成された凹部１２やクラ
ック１３等の条痕を侵食してこれら条痕を増大させるこ
とはなく、前記凹部１２やクラック１３等の条痕の周囲
にも他の部分と同様にＳｉＯ２膜１４が形成される。

【００１９】次いで図１（ｃ）に示すように、形成され
たＳｉＯ2膜１４を研削し、当該ＳｉＯ２膜１４を除去
する。ここでＳｉＯ2膜１４を削る砥石としては、Ｓｉ
Ｏ２の研削能率が高く、Ｓｉそのものの研削能率が低い
もの、つまりＳｉＯ2をＳｉに対して選択的に研削する
砥石であることが望ましく、例えばＳｉＯ2を化学的作
用によって除去する能力を有する例えば酸化ジルコニウ
ム（ＺｒＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）、酸化セリウム（Ｃｅ
Ｏ2）等の砥粒よりなる砥石を用いることができる。こ
れらの砥粒は、ガラス研削能が高く、金属研削能はほと
んどないため、ＳｉＯ２膜１４のみの選択的除去が進
む。

【００２０】実際にはＳｉＯ２膜とＳｉ層との境界近傍
では、前記ＺｒＯ，ＦｅＯ，ＣｅＯ2砥粒によりＳｉＯ2
膜もＳｉ層も物理的に研削され、これにより研削される
面の平面化が進むが、前記前記ＺｒＯ，ＦｅＯ，ＣｅＯ
2砥粒はＳｉＯ2膜に対しては化学的にも研削するので、
ＳｉＯ2膜に対する研削速度は、Ｓｉ層に対する研削速
度よりもかなり大きくなり、この意味でＳｉＯ2膜は選
択的に研削されることとなる。

【００２１】こうして図２（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、ウエーハ１０の裏面側表面のオゾン水による酸化
と、これにより形成された酸化層の研削とを続けること
により、次第に凹部１２やクラック１３が小さくなり、
結果として図２（ｃ）に示すようにこれらの条痕を効率
的に除去しながら、ウエーハ裏面側１０を所定の厚さま
で研削することができる。

【００２２】実際のプロセスとしては、オゾン水を供給
しながら所定の砥粒を用いて研削すればよく、こうして
例えば１００μｍ程度の厚さになるまでウエーハ裏面側
１１の研削を行う。なおオゾン水は常時流さなくてもよ
い。

【００２３】このような研削方法では、ウエーハ裏面側
１１表面を酸化してＳｉＯ２膜１４を形成し、このＳｉ
Ｏ２膜１４を選択的に研削しているので、凹部１２やク
ラック等１３の条痕を効率的に除去しながら研削するこ
とができる。これによりウエーハ裏面側１１表面に対し
て前記条痕が増幅されるといったダメージを与えること
がないので、前記条痕が原因となるウエーハ１０の割れ
の発生を抑え、ウエーハ１０を例えば１００μｍといっ
た極めて薄い厚さまで研削することができ、ＩＣの薄型
化の要請に応えることができる。

【００２４】この際ウエーハ裏面側１１表面を酸化させ
る機能水としてオゾン水を用いることにより環境負荷を
小さくすることができる。つまりこのオゾン水は自然分
解して直ぐに純水と酸素になるので、廃液は純水として
扱うことができ、廃棄処理や廃液処理が不要となるから
である。

【００２５】またウエーハ裏面側１１表面をオゾン水に
て酸化する際、オゾン水はシリコンを溶解するものでは
ないので、凹部１２やクラック１３等の条痕から浸入し
ていくといったことが抑えられ、前記条痕を増幅させる
ことなく、この周囲にＳｉＯ２膜を形成することができ
る。このため形成されるＳｉＯ２膜１４をＺｒＯ、Ｆｅ
Ｏ、ＣｅＯ2等よりなる砥粒を用いて選択的に化学的に
エッチングして除去すれば、凹部１２やクラック１３を
増幅させることなく、ウエーハ裏面側１０表面のダメー
ジの発生を抑えながら研削することができる。さらに研
削量は自由に設定することができる。

【００２６】さらにまた図４に示すように、仮にクラッ
ク１２が残ったとしても、このクラック１２の周囲に酸
化物層（ＳｉＯ2膜１４）が形成された状態で残るの
で、シリコン層にクラックが存在する場合よりも安定
し、汚染されにくくなる。

【００２７】さらにまた本発明の研削方法の対象となる
ものは、デバイスが表面を形成されたウエーハの裏面側
に限らず、例えばワイヤソ−でインゴットからウエーハ
を切り出したときのウエーハの一面又は両面であっても
よい。この場合例えばワイヤソ−でインゴットからウエ
ーハを切り出したときの、ウエーハの一面又は両面に対
して既述の通常研削（あるいはラッピング）を行った
後、機能水によりウエーハ表面を酸化し、この酸化層を
研削する研削方法（以下「機能水研削」という）が行な
われる。この際機能水研削は、前記通常研削での研削時
に形成された凹部やクラックなどの条痕を除去するため
に行われる。

【００２８】このようにインゴットからウエーハを切り
出したときのウエーハの一面又は両面に対して通常研削
の後で機能水研削を行なうと、ウエーハの表面の条痕が
除去されて鏡面化される上、この際クラック部分の厚さ
のみ研削されるので、砥粒によるエッチング量が少なく
て済む。このため一のインゴットからウエーハを切り出
すときのウエーハの厚さの設定をある程度薄くすること
ができ、切り出せる枚数が多くなる。つまり図４（ａ）
に示すように、機能水研削では既述のように機能水はシ
リコンを溶解する性質はほとんどないので、酸化膜はク
ラックの深さをカバーする厚さで形成され、この部分の
みを研削すればよいので、研削部分は図中Ａで示す厚さ
となる。このように本発明の研削方法では、研削量はク
ラックの深さをカバーする厚さやそれ以上の厚さなど、
適宜設定される。

【００２９】一方従来の一般的な研削例を説明すると、
例えばワイヤソ−でインゴットからウエーハを切り出し
た後、このウエーハの一面又は両面に対して、通常研削
（又はラッピング）→エッチング→ポリッシング工程が
行われる。ここで通常研削（又はラッピング）は、ウエ
ーハの形状（厚さ）を揃えるものであり、エッチング、
ポリッシングは表面を鏡面化するためのものである。こ
のように通常研削により形成される条痕をエッチングに
より取り除こうとすると、エッチング液はシリコンを溶
解する性質を有することから、図４（ｂ）に示すように
点線で示すようにエッチング液がクラックからシリコン
層へ浸入してしまうので、結果的にクラック部分の厚さ
よりも多い厚さ（図中Ｂで示す厚さ）をエッチングしな
ければならず、エッチング量が多くなる。このため一の
インゴットからウエーハを切り出すときのウエーハの厚
さをエッチング量を見込んである程度の厚さに設定しな
くてはならず、ウエーハの厚さが厚くなることから切り
出せる枚数が少なくなってしまう。

【００３０】続いて本発明の研削方法が実施される研削
装置について説明する。図５は、前記研削装置の一実施
の形態を示す概略平面図、図６はその要部を示す断面図
である。先ず研削装置の全体構成について簡単に説明す
ると、図２中２１は、被加工物である例えば一面にデバ
イスが形成されたシリコンウエーハ１０を多数枚収納し
たカセットＣを載置するカセット載置部であり、ここに
載置されたカセットＣ内に対しては、例えば進退自在、
昇降自在、鉛直軸まわりに回転自在に構成された受け渡
しアーム２２によりウエーハ１０の受け渡しが行われる
ようになっている。

【００３１】前記カセット載置部２１から見て受け渡し
アーム２２の奥側には、ウエーハ１０の位置合わせを行
うアライメント部２３が設けられており、カセットＣ内
のウエーハ１０は受け渡しアーム２２により、このアラ
イメント部２３に搬送される。またアライメント部２３
の奥側には研削部３が設けられており、アライメント部
２３の近傍に設けられた、例えば略水平方向に移動自
在、昇降自在に構成された搬送アーム２４により、アラ
イメント部２３から研削部３にウエーハ１０が搬送され
る。さらに研削部３の奥側には砥石交換手段である交換
アーム４と、後述する第２の砥石を備えた砥石ホルダ４
１およびその他各種の砥石ホルダを収納するための砥石
ストッカ４２とがこの順で設けられており、砥石ストッ
カ４２の砥石ホルダ４１は砥石交換アーム４により、後
述する研削部３の後述する主軸５１に対し自動工具交換
可能に着脱されるようになっている。

【００３２】続いて研削部３について図６に基づいて詳
細に説明する。研削部３は、ウエーハ１０を吸着して保
持するための載置部をなすウエーハチャック３１を備え
ており、このウエーハチャック３１は回転機構３２によ
り略鉛直軸まわりに回転自在に構成されている。ウエー
ハ１０は、前記ウエーハチャック３１にデバイスが形成
された一面側を下側にし、デバイスが形成されていない
他面側を上側にした状態で、ＢＧテープ３３を介して載
置される。前記ＢＧテープ３３とは粘着剤を備えた高分
子フィルムのことである。

【００３３】図中５は研削ユニットであり、この研削ユ
ニット５は、図７に示すように砥石を略鉛直軸まわりに
回転させるための主軸５１に、２種類の粗さの異なる砥
石を取りつけて構成されている。具体的には主軸５１の
上部側には、仕上げ研削用砥石の砥石台５２が例えばネ
ジ５２ａにより固定して取り付けられ、この砥石台５２
の下面に仕上げ研削用砥石５３（以下「仕上げ砥石５
３」という）が固定されている。また主軸５１の前記砥
石台５２の下方側には、主軸５１に対して自動工具交換
可能に着脱自在に砥石ホルダ６が取り付けられている。
この砥石ホルダ６は、シャンク部ホルダ部材６１と、こ
のホルダ部材６１に固定して取り付けられた粗研削用砥
石の砥石台６２と、この砥石台６２の下面に固定された
粗研削用砥石６３（以下「粗砥石６３」という）とによ
り構成されている。前記仕上げ砥石５３及び粗砥石６３
は特許請求の範囲の第１の砥石に相当するのものであ
り、例えば中空円筒状に形成され、仕上げ砥石５３はＳ
ｉを研削する例えばレジノイドボンドのダイヤモンド砥
粒などにより例えばメッシュサイズが♯２０００程度の
粗さに形成される。また仕上げ砥石５３よりも粗さが大
きい粗砥石５３は、Ｓｉを研削する例えばレジノイドボ
ンドのダイヤモンド砥粒などにより例えばメッシュサイ
ズが♯３２５程度の粗さに形成される。

【００３４】続いて主軸５１と砥石ホルダ６の着脱機構
の一例について図７に基づいて説明する。前記主軸５１
には仕上げ砥石５３と同心状であり、テーパ形状を有す
るホルダ装着穴５４が形成されている。このホルダ装着
穴５４の上方位置には、ドローバー５５Ａ及びボール５
５Ｂ，５５Ｂよりなる周知のプルスタッドクランプ機構
が設けられている。

【００３５】一方砥石ホルダ６は、ホルダ装着穴５４に
嵌合するテーパ状のシャンク部６４と、シャンク部６４
の下方に形成されたホルダ部６５とでなるホルダ部材６
１を有しており、このホルダ部６５のさらに下方に前記
砥石台６２を介して粗砥石６３が固定されている。さら
にシャンク部６４の頭部には、プルスタッド６６が設け
られており、前記砥石ホルダ６のシャンク部６４をホル
ダ装着穴５４に嵌合させたときに、プルスタッド６６が
ドローバー５５Ａにボール５５Ｂ，５５Ｂを挟んで引っ
張られて砥石ホルダ６がホルダ装着穴５４にクランプさ
れて定位置に装着されるようになっている。

【００３６】前記砥石ストッカ４２に収納される各種の
砥石ホルダも前記粗砥石６３を備えた砥石ホルダ６と同
様に構成されており、これらのうちの少なくとも一つの
砥石ホルダ４１には、第２の砥石４３が取り付けられて
いる。ここで第２の砥石４３は、ＳｉＯ２膜をＳｉに対
して化学的に選択的に研削するＺｒＯ、ＦｅＯ、ＣｅＯ
やレジン、ビドリファイドなどの数μｍの大きさの砥粒
により形成される。

【００３７】前記交換アーム４は、例えばマニシングセ
ンタなどで通常用いられるものを用いることができ、例
えば両端部に砥石ホルダのホルダ部６５を把持するため
の把持部４０（第１の把持部４０Ａ及び第２の把持部４
０Ｂ）を備えていて、このアーム４は進退自在に構成さ
れると共に、アーム４の中央部に設けられた回動軸４０
Ｃにより略鉛直軸まわりに回転自在に構成されている。
この交換アーム４は、主軸５１から砥石ホルダを取り外
すときや、主軸５１に他の砥石ホルダを装着するときに
用いられる。

【００３８】また研削部３は、研削ユニット５と干渉し
ない位置に、研削対象となるウエーハ１０の裏面側表面
に機能水例えばオゾン水を供給するための薬液ノズルで
ある機能水ノズル７１が設けられており、この機能水ノ
ズル７１には開閉バルブＶ１で開閉される供給路７２を
介して機能水タンク７３が接続されている。さらに研削
部３は、研削ユニット５と干渉しない位置に、研削対象
となるウエーハ１０の裏面側表面に純水を供給するため
の純水ノズル７４も備えており、この純水ノズル７４に
は開閉バルブＶ２で開閉される供給路７５を介して純水
タンク７６が接続されている。

【００３９】前記主軸５１は、回転機構５６により例え
ばウエーハチャック３１と同じ方向に略鉛直軸まわりに
回転自在に構成されると共に、駆動機構５７により昇降
可能、ウエーハチャック３１に対して略水平方向に移動
可能に構成されている。なお主軸５１とウエーハチャッ
ク３１とは相対的に回転可能、略水平方向に移動可能に
構成されればよく、主軸５１とウエーハチャック３１の
一方を回転させるようにしてもよいし、主軸５１の代わ
りにウエーハチャック３１側を略水平方向に移動させる
ようにしてもよい。この例では回転機構５６が特許請求
の範囲の第１の回転機構及び第２の回転機構に相当す
る。

【００４０】このような研削装置によりシリコンウエー
ハ１０を研削する場合について、デバイスが表面に形成
されたシリコンウエーハ１０の裏面側を研削する場合を
例にして説明する。先ず研削を開始する前に、主軸５１
に対し砥石ストッカ４２に収納された粗砥石６３を備え
た砥石ホルダ６を装着する。つまり交換アーム４のいず
れかの把持部４０にて前記砥石ホルダ６のホルダ部６５
を把持した状態で、当該砥石ホルダ６を主軸５１の下方
側に位置させる。次いで主軸５１を下降させ、これによ
り主軸５１のホルダ装着穴５４に砥石ホルダ６のシャン
ク部６４を嵌合させてクランプし、こうして当該主軸５
１に砥石ホルダ６を装着させ、この後アーム４を退行さ
せる。

【００４１】一方シリコンウエーハ１０をデバイス形成
面の裏面側が上を向く状態で、ウエーハチャック３１の
所定位置にＢＧテープ３３を介して載置し、次いで例え
ば粗砥石６３の幅中心がウエーハ１０の回転中心に略一
致するまで主軸５１をウエーハチャック３１に対して略
水平方向に移動させる。そして所定位置まで移動したの
ち、この状態で主軸５１を介して粗砥石６３を略鉛直軸
回りに回転させると共に、ウエーハチャック３１により
ウエーハ１０も粗砥石６３と同じ方向に略鉛直軸回りに
回転させる。そして純水ノズル７４の供給路７５の開閉
バルブＶ２を開いてノズル７４からウエーハ裏面側に純
水を所定の流量で供給しながら、主軸５１を下降させて
ウエーハ１０の裏面側と粗砥石６３の下面とを接触さ
せ、この状態でこれらを共に回転させると共に、これら
を相対的に水平方向に移動させながら通常研削を開始
し、例えばウエーハの目標厚が１００μｍであるときに
は、例えば１３２μｍの厚さまで例えば３００μｍ／ｍ
ｉｎの切込み速度で研削する（図８（ａ）参照）。

【００４２】続いて純水ノズル７４からの純水の供給を
停止し、図８（ｂ）に示すように、主軸５１から砥石ホ
ルダ６を取り外す。つまり主軸５１を上昇させ、通常研
削前の位置に戻す。続いて交換アーム４の何れかの把持
部４０によりホルダ装着穴５４に嵌合されていた砥石ホ
ルダ６のホルダ部６５を把持すると、主軸５１のクラン
プ機構がアンクランプして砥石ホルダ６を解放し、主軸
５１から砥石ホルダ６１が取り外され、続いてこの状態
で交換アーム４を鉛直軸まわりに１８０度回転させ、砥
石ホルダ６１を砥石ストッカ４２に戻す。こうしてアー
ム４を退行させる。

【００４３】この後図８（ｃ）に示すように、例えば仕
上げ砥石５３によるウエーハ１０の研削が行われる。つ
まり主軸５１及びウエーハチャック３１を回転させ、純
水ノズル７３の供給路７４の開閉バルブＶ２を開いてノ
ズル７３からウエーハ１０裏面側に純水を所定の流量で
供給し、主軸５１を下降させて、純水を供給しながら、
ウエーハ１０の裏面側と仕上げ砥石５３の下面とを接触
させた状態でこれらを共に回転させることにより、これ
らを相対的に水平方向に移動させながら研削を開始し、
ウエーハ１０が所定の厚さ例えば１０２μｍになるまで
例えば２０μｍ／ｍｉｎの切込み速度でウエーハ１０の
裏面側の研削を行なう。

【００４４】次いで純水ノズル７４からの純水の供給を
停止し、図９（ａ）に示すように、主軸５１に第２の砥
石４３を備えた砥石ホルダ４１を上述と同様の手法で装
着する。そして図９（ｂ）に示すように機能水ノズル７
１の供給路７２の開閉バルブＶ１を開いてノズル７１か
らウエーハ１０裏面側に機能水例えばオゾン水を所定の
流量で供給し、主軸５１を下降させて、機能水を供給し
ながら、ウエーハ１０の裏面側と第２の砥石４３の下面
とを接触させた状態でこれらを共に回転させることによ
り、これらを相対的に水平方向に移動させながら機能水
研削を開始し、ウエーハ１０が所定の厚さ１００μｍに
なるまで例えば０．５μｍ／ｍｉｎの切込み速度でウエ
ーハ１０の裏面側の機能水研削を行なう。

【００４５】このようにこの研削装置では、主軸５１に
仕上げ用砥石５３が固定されており、この下方側に粗砥
石６３を備えた砥石ホルダ６が着脱自在に取り付けられ
ていて、この粗砥石６３を備えた砥石ホルダ６と、第２
の砥石４３を備えた砥石ホルダ４１とが交換できるよう
に構成され、粗砥石６３による研削が終了した後、交換
アーム４により主軸５１から前記砥石ホルダ６が取り外
され、この後仕上げ砥石５３による研削が行われ、最後
に交換アーム４により主軸５１に前記砥石ホルダ４１が
取り付けられて、機能水を供給しながら第２の砥石４３
より研削が行われる。

【００４６】このため上述の２段階の粗さの異なる砥石
を用いた通常研削と機能水研削とを連続して行うことが
できるので、環境負荷を小さくした状態で、ウエーハ１
０の裏面側表面へのダメージを抑えながら、ウエーハ１
０を例えば１００μｍ程度の厚さまで研削することでき
る。またこの装置では、ウエーハ１０の位置を変えるこ
となく、粗砥石６３、仕上げ砥石５３及び第２の砥石４
３による研削を行うことができるので、装置の小型化を
図ることができる。さらにウエーハ１０をウエーハチャ
ック３１に吸着保持させた状態で粗砥石６３、仕上げ砥
石５３及び第２の砥石４３による研削を連続して行って
いるので、ウエーハ１０のパーティクル汚染を防ぐこと
ができる。つまり一旦ウエーハ１０をチャック３１から
外すと、ウエーハ１０のチャック３１側の裏面にパーテ
ィクルが付着してしまうからである。

【００４７】また上述の研削装置では、交換アーム４に
より主軸５１に粗砥石を備えた砥石ホルダ６が取り付け
られているときに、この砥石ホルダ６と砥石ホルダ４１
との交換を行うことができる。このように砥石ホルダ４
１の交換を行うときには、交換アーム４の一方の把持部
４０Ａ（４０Ｂ）で主軸５１のホルダ装着穴５４に嵌合
されていた砥石ホルダ６を把持して主軸５１から当該砥
石ホルダ６を取り外す。そして交換アーム４の他方の把
持部４０Ｂ（４０Ａ）で砥石ストッカ４２内の他の砥石
ホルダ４１を把持し、既述の手法にて主軸５１に当該砥
石ホルダ４１を装着し、こうしてこの砥石ホルダ４１を
主軸５１に取り付ける。

【００４８】続いて本発明の研削方法を実施するための
他の装置の例について図１０に基づいて説明する。図中
８１はデバイスが形成されたシリコンウエーハ１０を多
数枚収納したカセットＣを載置するカセット載置部であ
り、８２はここに載置されたカセットＣ内に対して、ウ
エーハ１０の受け渡しを行う、例えば進退自在、昇降自
在、鉛直軸まわりに回転自在に構成された受け渡しアー
ム、８３はウエーハ１０の搬入ステージ、８４はウエー
ハ１０の搬出ステージである。

【００４９】図中８５は回転テーブルであり、８７は前
記第１の砥石と、図示しない純水ノズル及び純水の供給
系とを備えた第１の研削ユニット、８８は前記第２の砥
石４３と図示しない機能水ノズル及び機能水の供給系と
を備えた第２の研削ユニットであり、前記第１の砥石６
３及び第２の砥石５３は夫々図示しない第１の回転機構
及び第２の回転機構により鉛直軸まわりに回転自在、か
つ昇降自在に構成されている。またこの回転テーブル８
５には３個のウエーハチャック８６（８６Ａ，８６Ｂ，
８６Ｃ）が設けられており、これらのウエーハチャック
８６は第１及び第２の研削ユニット８７，８８とウエー
ハの搬出入位置とに夫々対応する位置に設けられてい
る。

【００５０】このような研削装置では、カセットＣ内の
ウエーハ１０は受け渡しアーム８２により搬入ステージ
８３を介して、デバイス形成面の裏面側を上にした状態
で回転テーブル８５のウエーハチャック８６Ａ（８６
Ｂ、８６Ｃ）上に受け渡され、ここに保持される。そし
て回転テーブル８５を時計回りに回転させることによ
り、前記ウエーハ１０を第１の研削ユニット８７に対応
する位置まで移動させる。次いで第１の砥石６３を下降
させてウエーハ１０の表面と第１の砥石の下面とを接触
させ、ウエーハ１０表面に純水を供給しながら第１の砥
石を回転させて通常研削を行う。次いで回転テーブル８
５をさらに時計回りに回転させることにより、前記ウエ
ーハ１０を第２の研削ユニット８８に対応する位置まで
移動させた後、第２の砥石４３を下降させてウエーハ１
０の表面と第２の砥石５３の下面とを接触させ、ウエー
ハ１０表面に機能水例えばオゾン水を供給しながら第２
の砥石４３を回転させて機能水研削を行う。この図では
図示の便宜上粗研削用砥石と仕上げ研削用砥石とをまと
めて第１の砥石として記載したが、粗研削用砥石の研削
ユニットと仕上げ研削用砥石の研削ユニットとを別個に
設けるようにしてもよい。

【００５１】このような装置においても、通常研削と機
能水研削とを連続して行うことができるので、環境負荷
を小さくした状態で、ウエーハ１０の裏面側表面へのダ
メージを抑えながら、ウエーハ１０を例えば１００μｍ
程度の厚さまで研削することできる。またウエーハ１０
を回転テーブル８５に吸着保持させた状態で第１の砥石
及び第２の砥石４３による研削を連続して行っているの
で、ウエーハ１０のパーティクル汚染を防ぐことができ
る。

【００５２】以上において、本発明では、第１の砥石を
粗研削用砥石のみ、または仕上げ研削用砥石のみにより
構成してもよいし、研削装置に設けられる機能水ノズル
７１は、第２の砥石４３を備えた砥石ホルダ４１に取り
付るようにしてもよい。また純水と機能水とを共通のノ
ズルを介してウエーハの表面に供給するようにしてもよ
く、この場合には共通のノズルに純水の供給路と機能水
の供給路とを接続し、これらの供給路のバルブの開閉に
より、純水あるいは機能水のみをノズルから吐出させる
ようにすればよい。また本発明は、シリコンウエーハ以
外に、例えばベアウエーハの鏡面加工、デバイスのＣＭ
Ｐ加工などのシリコン製の被加工物の加工に適用するこ
とができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、環境負荷を小さくし、
被加工フ物の表面へのダメージを抑えながら、被加工物
を研削することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研削方法の一実施の形態を説明す
るための工程図である。

【図２】本発明に係る研削方法の一実施の形態を説明す
るための工程図である。

【図３】前記研削方法の作用を説明するための断面図で
ある。

【図４】前記研削方法の作用を説明するための断面図で
ある。

【図５】本発明に係る研削装置の一実施の形態を示す平
面図である。

【図６】前記研削装置の要部を示す断面図である。

【図７】前記研削装置の要部を示す断面図である。

【図８】前記研削装置の作用を説明するための断面図で
ある。

【図９】前記研削装置の作用を説明するための断面図で
ある。

【図１０】本発明に係る研削装置の他の実施の形態を示
す平面図である。

【符号の説明】

１０シリコンウエーハ１１シリコンウエーハの裏面側１２凹部１３クラック１４ＳｉＯ２膜３研削部３１ウエーハチャック４交換アーム４１砥石部材４３第２の砥石５砥石ユニット５１支持軸５３仕上げ研削用砥石５４砥石取付部６砥石部材６１砥石ホルダ６３粗研削用砥石６５ホルダ部７１機能水ノズル７４純水ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリコンよりなる被加工物の表面に、当
該被加工物の表面を酸化するための薬液を供給し、前記
被加工物の表面にシリコン酸化膜を形成する工程と、シリコンに比べてシリコン酸化物を選択的に研削する砥
石を用いて、前記被加工物の表面を研削する工程と、を
含むことを特徴とする研削方法。
【請求項２】シリコンよりなる被加工物の表面を研削
する工程と、次いで前記被加工物の表面に、この被加工物の表面を酸
化するための薬液を供給し、当該被加工物の表面にシリ
コン酸化膜を形成する工程と、シリコンに比べてシリコン酸化物を選択的に研削する砥
石を用いて、前記被加工物の表面を研削する工程と、を
含むことを特徴とする研削方法。
【請求項３】前記被加工物は、表面にデバイスが形成
されたシリコン基板であり、前記研削される被加工物の
表面は、前記シリコン基板のデバイスが形成された面の
裏面側の表面であることを特徴とする請求項１又は２記
載の研削方法。
【請求項４】前記研削される被加工物の表面は、イン
ゴットから切り出されたシリコン基板の面であることを
特徴とする請求項１又は２記載の研削方法。
【請求項５】前記薬液はオゾン水であることを特徴と
する請求項１ないし４のいずれかに記載の研削方法。
【請求項６】シリコンに比べてシリコン酸化物を選択
的に研削する砥石は、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化
セリウムのいずれかの砥粒より形成されることを特徴と
する請求項１ないし５のいずれかに記載の研削方法。
【請求項７】シリコンよりなる被加工物を略水平に載
置するための載置部と、前記被加工物の表面を研削するための第１の砥石と、シリコンに比べてシリコン酸化物を選択的に研削し、前
記第１の砥石で研削された後の被加工物の表面を研削す
るための第２の砥石と、この第２の砥石で研削しているときに、被加工物の表面
にシリコンを酸化するための薬液を供給する薬液ノズル
と、前記載置部上の被加工物を第１の砥石及び／又は第２の
砥石に対して相対的に回転させるための回転機構と、を
備えたことを特徴とする研削装置。
【請求項８】第１の砥石で被加工物に対して研削が行
われた後、載置部の位置が固定された状態で当該被加工
物の上方で前記第１の砥石を第２の砥石に交換するため
の交換手段を備えたことを特徴とする請求項７記載の研
削装置。
【請求項９】第１の砥石を支持する手段と、この第１
の砥石の下方側に第２の砥石を着脱自在に支持する手段
と、を備え、前記交換手段は、第２の砥石を第１の砥石の下方側に取
り付ける手段を含むことを特徴とする請求項８記載の研
削装置。