JP2009099849A - ウェハの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＬＩＤ研削法を用いてウェハを研削するに際し、ウェハのうち研削すべき面とは反対側の面に不純物膜が形成されてしまうことを防止する。
【解決手段】ウェハ３０を設置するポーラスチャック２０の周囲に接地用部材４０を配置し、この接地用部材４０にグランド端子５０を接触させる。これにより、導電性の研削液を介してウェハ３０と接地用部材４０とを電気的に接続することができる。したがって、研削液が帯電すると共にウェハ３０が帯電したとしても、ウェハ３０をグランド電位とすることができ、ウェハ３０の裏面３２に不純物膜が形成されてしまうことを防止することができる。
【選択図】図１

Description

電解インプロセスドレッシング（ＥＬＩＤ）研削法にて研削を行う工程を含んだウェハの製造方法に関する。

従来より、ＥＬＩＤ研削法を用いてウェハの一面を研削する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。ＥＬＩＤ研削法とは、砥石の研削面に対向する電極を設け、砥石を陽極、電極を陰極とし、砥石にて被研削物を研削中に、砥石と電極との間に電圧を印加することにより、砥石のボンド部のみを除去することで砥石を電解ドレッシングしながら行う研削加工である。

図６は、ＥＬＩＤ研削をロータリー研削装置において、ウェハを研削加工する様子を示した図である。この図に示されるように、吸着テーブル１０の上に、多孔質構造および負圧を利用したウェハ吸着用のテーブルとしてのポーラスチャック２０を配置すると共に、このポーラスチャック２０の上に研削対象物として板状のウェハ３０を配置する。ポーラスチャック２０は、不導体のセラミックなどで形成される。

そして、吸着テーブル１０の上方に配置させた砥石７０および吸着テーブル１０を互いに逆方向に回転させ、ウェハ３０の一面である表面３１に導電性の研削液８０を流しながら、砥石７０をウェハ３０に押し付けることでウェハ３０の表面３１を研削する。

また、砥石７０を陽極とし、砥石７０の研削面７１のうちウェハ３０に接触しない部分に対向する場所に配置された電極９０を陰極として、電源１００によって、砥石７０と電極９０との間に例えば直流パルス電圧を印加する。このようにしてＥＬＩＤ法によって電気伝導を生じさせ、研削面７１を電解ドレッシングすることにより、ダイヤモンドの砥粒が鋳鉄ボンド材等で固められて構成される砥石７０において、鋳鉄ボンド材を溶かして砥粒を研削面７１にて突出させる。
特開平６−１５５２９４号公報 特開平８−１９７４２２号公報

しかしながら、上記従来の技術では、ＥＬＩＤ法によって砥石７０を電解ドレッシングするため、導電性の研削液８０を用いている。したがって、電源１００によって砥石７０と電極９０とに電圧を印加すると、研削液８０が帯電し、さらに研削液８０が接するウェハ３０も帯電してしまう。

これにより、ウェハ３０のうちウェハ３０とポーラスチャック２０との接触面、すなわちウェハ３０の他面である裏面３２に研削液８０が入り込むと、例えば電解膜のような不純物膜が形成されてしまう。この不純物膜はウェハ３０における汚染源となるため、剥離しなければならない。

本発明は、上記点に鑑み、ＥＬＩＤ研削法を用いてウェハを研削するに際し、ウェハのうち研削すべき面とは反対側の面に不純物膜が形成されてしまうことを防止することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴では、ウェハ（３０）を用意する工程と、ウェハ（３０）の一面を表面（３１）とし、ウェハ（３０）の他面を裏面（３２）としたとき、ウェハ（３０）の裏面（３２）がテーブル（２０）に面するように、ウェハ（３０）をテーブル（２０）の上に配置し、テーブル（２０）の周囲にグランド電位に接続される導電性の接地用部材（４０）を配置する工程と、ウェハ（３０）および接地用部材（４０）の両方に接触するようにウェハ（３０）および接地用部材（４０）に導電性の研削液（８０）を流しつつ、砥石（７０）の研削面（７１）をウェハ（３０）の表面（３１）に押し付けて当該表面（３１）を研削する工程とを含んでいることを特徴とする。

これによると、導電性の研削液（８０）を介してウェハ（３０）が接地用部材（４０）と電気的に接続される。この場合、接地用部材（４０）はグランド電位とされているため、ウェハ（３０）をグランド電位にすることができる。これにより、ＥＬＩＤ研削法に起因してウェハ（３０）が帯電してしまうことを防止することができ、ひいてはウェハ（３０）の裏面（３２）に電解膜等の不純物膜が形成されないようにすることができる。

本発明の第２の特徴では、ウェハ（３０）を用意する工程と、ウェハ（３０）の一面を表面（３１）とし、ウェハ（３０）の他面を裏面（３２）としたとき、ウェハ（３０）の裏面（３２）がテーブル（２０、６０）に面するように、ウェハ（３０）をテーブル（２０、６０）の上に配置し、さらに、窓部（４１）を有すると共にウェハ（３０）よりも薄い板状のものであってグランド電位に接続される導電性のある接地用部材（４０）を、この接地用部材（４０）の窓部（４１）からウェハ（３０）の表面（３１）が露出するようにテーブル（２０、６０）の上に配置することで、ウェハ（３０）の側面のうち少なくとも一部と接地用部材（４０）とを直接接触させる工程と、ウェハ（３０）に導電性の研削液（８０）を流しつつ、砥石（７０）の研削面（７１）をウェハ（３０）の表面（３１）に押し付けて当該表面（３１）を研削する工程とを含んでいることを特徴とする。

これによると、グランド電位とされた接地用部材（４０）をウェハ（３０）に直接接触させているため、ウェハ（３０）をグランド電位にすることができる。これにより、ＥＬＩＤ研削法に起因してウェハ（３０）が帯電してしまうことを防止でき、ひいてはウェハ（３０）の裏面（３２）に不純物膜が生成されないようにすることができる。

また、テーブル（２０、６０）にウェハ（３０）を設置する工程では、接地用部材（４０）として、窓部（４１）内であってウェハ（３０）の側面の一部に対向する場所に、ウェハ（３０）の側面の一部に接触する接触部（４２）が設けられたものを用いることができる。

これにより、窓部（４１）内に配置されたウェハ（３０）の側面に接触部（４２）を接触させることで、ウェハ（３０）と接地用部材（４０）とを直接接触させることができ、ウェハ（３０）を接地用部材（４０）と同じグランド電位にすることができる。

この場合、オリエンテーションフラット（３３）が設けられたウェハ（３０）を用いる場合、ウェハ（３０）のうちオリエンテーションフラット（３３）が設けられた側面に接触部（４２）を直接接触させることができる。もちろん、円形のウェハ（３０）の場合には接触部（４２）をウェハ（３０）の側面に直接接触させることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。以下では、図６に示す構成要素と同一のものには、同一符号を記してある。図１は、本発明の第１実施形態に係る製造方法に用いられる吸着テーブル１０等を示したものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。

図１に示されるように、土台となる円板状の吸着テーブル１０の上に、多孔質構造および負圧を利用したウェハ吸着用のテーブルであるポーラスチャック２０が配置され、このポーラスチャック２０の上にウェハ３０が配置されている。吸着テーブル１０には図示しない回転機構が設けられており、中心軸を中心にして回転させられるようになっている。なお、本実施形態に係るポーラスチャック２０は、本発明のテーブルに相当する。

ウェハ３０は、一面および他面を有する板状のものである。以下では、ウェハ３０の一面を表面３１、ウェハ３０の他面を裏面３２という。このようなウェハ３０のうち裏面３２がポーラスチャック２０に面している。

また、吸着テーブル１０の上であって、ポーラスチャック２０の周囲に導電性の接地用部材４０が配置されている。すなわち、ウェハ３０と接地用部材４０とは近接した配置関係になっている。より具体的には、ウェハ３０と接地用部材４０とは接触せずに離れて配置されている。例えばウェハ３０と接地用部材４０との隙間を１ｍｍ程度設けるとウェハ３０のセッティングが容易になる。本実施形態では、接地用部材４０はリング状をなしており、ポーラスチャック２０の側面に接触しつつポーラスチャック２０を一周して囲む形態となっている。接地用部材４０の材質として、ＳＵＳ等の金属製のものや高濃度に不純物がドーピングされた半導体基板等が採用される。

この接地用部材４０の端面にはグランド電位とされるグランド端子５０が接続されている。このグランド端子５０は、その端部が接地用部材４０に一点で接触しており、吸着テーブル１０が回転したとしてもグランド端子５０が接地用部材４０に接触し続け、接地用部材４０とグランド端子５０との電気的接続が維持されるようになっている。

図１に示される吸着テーブル１０等を用いて、ウェハ３０の研削を行うこととなる。この場合、図６に示される砥石７０や電源１００、図１に示される吸着テーブル１０等を備えると共に、これらを制御する制御装置を備えたロータリー研削装置を用いる。

砥石７０は、ウェハ３０を研削するものであり、鋳鉄ボンド材等で固められたダイヤモンドの砥粒が研削面７１にて突出している。本実施形態では、研削面７１が設けられたカップ形の砥石７０が採用される。カップ形の砥石７０として、ストレートカップ形、テーパーカップ形、皿形等のものがあり、研削面７１がリング状とされたものや、研削面７１が容器の開口端に一定間隔で設けられたものなどを採用することもできる。本実施形態では、研削面７１がリング状になっているカップ形の砥石７０を用いる。

なお、この砥石７０には、当該砥石７０を回転させる図示しない回転機構や、吸着テーブル１０の中心軸の軸方向に移動させる図示しない移動機構が設けられている。

電源１００は、砥石７０の研削面７１における被膜劣化検知を行い、砥石７０の研削面７１を電解ドレッシングするものである。このため、電源１００は、砥石７０を陽極とし、砥石７０の研削面７１のうちウェハ３０に接触していない部分に対向する場所に配置された電極９０を陰極として、これら砥石７０と電極９０との間に例えば直流パルス電圧を印加することで、電解によって研削面７１をドレッシングする機能を有している。

なお、砥石７０を回転させる回転機構や移動させる移動機構、電源１００等は図示しない制御装置によって制御されるようになっている。

次に、ロータリー研削装置を用いてウェハ３０を研削するＥＬＩＤ研削加工について、図１および図６を参照して説明する。ワークとなるウェハ３０として、例えば炭化珪素単結晶により構成される炭化珪素半導体ウェハを用意する。すなわち、ウェハ製造工程にて得られたウェハ３０を微細砥粒の高番手砥石によって鏡面仕上げする場合に、ロータリー研削装置を用いてウェハ３０を鏡面仕上げする。

まず、電源１００によって砥石７０と電極９０とにそれぞれ電圧を印加しておく。また、吸着テーブル１０の上にポーラスチャック２０を配置し、このポーラスチャック２０の上にウェハ３０を配置する。

続いて、砥石７０を一定の速度でウェハ３０側に移動させる。そして、ウェハ３０および接地用部材４０の両方に接触するようにウェハ３０および接地用部材４０に導電性の研削液８０を流しつつ、ウェハ３０の表面３１と砥石７０の研削面７１とを接触させて、ウェハ３０の表面３１を研削する。

そして、ウェハ３０の研削を続けていると、砥石７０の研削面７１にて突出していた砥粒が摩耗する。しかしながら、電源１００にて砥石７０と電極９０との間に電圧を印加することで、加工中にＥＬＩＤ法によって砥石７０の電解ドレッシングを行う。このため、砥石７０の目詰まりを抑制し、砥石７０の研削面７１を再生させつつ、ウェハ３０の加工を行う。

この場合、砥石７０と電極９０との間に電圧が印加されることで、砥石７０に接触する導電性の研削液８０が帯電する。これに伴い、研削液８０に接触するウェハ３０も帯電する。しかし、帯電した研削液８０がポーラスチャック２０の周囲に配置された接地用部材４０にも接触することで、研削液８０を介してウェハ３０と接地用部材４０とが電気的に接続される。このため、ウェハ３０が帯電した状態になったとしても、ウェハ３０は、研削液８０、接地用部材４０、そしてグランド端子５０を介してグランド電位とされる。したがって、ウェハ３０とポーラスチャック２０との間に研削液８０が入り込んだとしても、ウェハ３０の裏面３２に電解膜等の不純物膜が生成されないようにすることができる。

そして、所望の厚さになるまで、または所望の研削量になるまで砥石７０でウェハ３０を研削する。このようにして、研削工程が完了し、鏡面仕上げされた炭化珪素のウェハ３０が得られる。

この後、上記のようにして鏡面仕上げされたウェハ３０は、半導体デバイス工程にて半導体デバイスが作り込まれる基板として用いられ、半導体デバイスが作り込まれたものがダイシングカットされてチップ状に分割されることで半導体装置が完成する。

以上説明したように、本実施形態では、ウェハ３０を設置するポーラスチャック２０の周囲に接地用部材４０を配置し、この接地用部材４０にグランド端子５０を接続することが特徴となっている。

これによると、導電性の研削液８０がウェハ３０および接地用部材４０に接触するため、研削液８０を介してウェハ３０と接地用部材４０とを電気的に接続することができる。これにより、砥石７０をＥＬＩＤ法によって電解ドレッシングすることにより、研削液８０が帯電し、これに伴ってウェハ３０が帯電したとしても、ウェハ３０がグランド電位とされることで、ウェハ３０の帯電を防止することができる。

したがって、ウェハ３０とポーラスチャック２０との間に研削液８０が入り込んだとしても、ウェハ３０の裏面３２に電解膜等の不純物膜が形成されないようにすることができる。また、当該不純物膜を取り除く工程も行わなくて済む。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記第１実施形態では、ウェハ３０の表面３１および裏面３２が円形のものを取り扱ったが、本実施形態では、オリエンテーションフラットが設けられたものを取り扱うこともできる。

図２は、砥石側から吸着テーブル１０側を見た図である。この図に示されるように、ウェハ３０にオリエンテーションフラット３３が設けられている。このようなウェハ３０を研削する場合であっても、ウェハ３０をポーラスチャック２０の上に配置し、ポーラスチャック２０の周囲にウェハ形状に対応した接地用部材４０を配置する。これにより、研削液８０がウェハ３０および接地用部材４０に接触することで、ウェハ３０と接地用部材４０とを電気的に接続することができる。以上のように、オリエンテーションフラット３３が設けられたウェハ３０を用いることもできる。すなわち、ウェハ３０のような被研削体が円形になっていないものであっても当該被研削体をグランド電位にすることができ、不純物膜が形成されないようにすることができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記各実施形態では、導電性の研削液８０を介してウェハ３０と接地用部材４０とを間接的に電気的に接続していたが、本実施形態では、接地用部材４０をウェハ３０に直接接触させることが特徴となっている。

図３は、本実施形態に係る製造方法に用いられる吸着テーブル１０等を示したものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。図３に示されるように、ポーラスチャック２０の上にウェハ３０が配置され、さらにポーラスチャック２０の周囲に台座６０が配置されている。この台座６０はポーラスチャック２０と同じ厚さになっている。なお、本実施形態に係るポーラスチャック２０および台座６０は、本発明のテーブルに相当する。

ウェハ３０は、当該ウェハ３０の裏面３２がポーラスチャック２０に面するように、ポーラスチャック２０の上に配置されている。

そして、台座６０の上であって、ウェハ３０の周囲に金属製の接地用部材４０が配置されている。本実施形態では、接地用部材４０はウェハ３０より薄い板状をなしており、本実施形態では、円板状のものが採用される。この接地用部材４０の中央部に窓部４１が設けられている。この窓部４１の径は、ウェハ３０とほぼ同じなっており、窓部４１にウェハ３０が挿入されると、図３に示されるように、接地用部材４０からウェハ３０が突出し、接地用部材４０の窓部４１からウェハ３０の表面３１が露出した状態となる。

また、窓部４１の径とウェハ３０の径とがほぼ同じになっていることから、ウェハ３０の側面のうち少なくとも一部と接地用部材４０とが直接接触している。これらの径が同一であれば、ウェハ３０の側面すべてが接地用部材４０に接触することとなる。この接地用部材４０にブラシ状のグランド端子５０が接触している。

このような接地用部材４０を用いる場合、ＥＬＩＤ法による電解ドレッシングすることにより、導電性の研削液８０を介してウェハ３０が帯電したとしても、グランド端子５０に接触する接地用部材４０がウェハ３０の側面に直接接触しているため、ウェハ３０をグランド電位にすることができる。以上のように、接地用部材４０をウェハ３０に直接接触させることもできる。

なお、台座６０は接地用部材４０をウェハ３０に直接接触させるための高さ調節としての機能を果たすものであるため、その材質は金属の他、非導電性のセラミックスであっても構わない。

（第４実施形態）
本実施形態では、第３実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記第３実施形態では、ウェハ３０の側面すべてに接地用部材４０を直接接触させる場合について説明したが、本実施形態では、ウェハ３０の側面の一部に接地用部材４０を直接接触させることが特徴となっている。

図４は、本実施形態において、砥石７０側から吸着テーブル１０側を見た図である。この図に示されるように、ポーラスチャック２０の上にオリエンテーションフラット３３が設けられたウェハ３０が配置されている。そして、台座６０の上に、ウェハ３０よりも大きな径の窓部４１が設けられた接地用部材４０が配置されている。

本実施形態では、接地用部材４０の窓部４１のうちウェハ３０のオリエンテーションフラット３３に対向する場所に接触部４２が設けられている。そして、ウェハ３０が接地用部材４０の窓部４１内に配置されると、接地用部材４０の接触部４２とウェハ３０のオリエンテーションフラット３３とが直接接触した状態となる。

以上のように、ウェハ３０に設けられたオリエンテーションフラット３３に接地用部材４０の接触部４２を直接接触させることで、ウェハ３０をグランド電位にすることができる。

（第５実施形態）
本実施形態では、第３、第４実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図５は、本実施形態において、砥石７０側から吸着テーブル１０側を見た図である。この図に示されるように、接地用部材４０の窓部４１に、ウェハ３０の側面の一部に直接接触する接触部４２を設ける。これにより、ウェハ３０と接地用部材４０とを直接電気的に接続することができ、ウェハ３０をグランド電位にすることができる。

この場合、円形のウェハ３０を加工することができる。また、ウェハ３０として、円形以外のもの、多角形の形状のもの例えば四角形等のものを加工することも可能である。

（他の実施形態）
上記実施形態では、１枚のウェハ３０について研削していたが、ポーラスチャック２０に複数のウェハ３０を配置することで、複数のウェハ３０を同時に研削することもできる。

上記実施形態では、ウェハ３０として炭化珪素半導体ウェハを例に説明したが、例えばサファイヤやダイヤモンド等で形成されたウェハ３０を研削する場合に本発明の方法を採用することができる。このような硬いものを研削する場合、砥石７０が摩耗しやすいため、上記のＥＬＩＤ研削法が有効である。

上記各実施形態では、砥石７０として、ストレートカップ形のものを用いたが、他の形態のものであっても構わない。

図１および図３では、グランド端子５０が接地用部材４０に一点で接触している場合が示されているが、グランド端子５０は、接地用部材４０に接続される部分が複数点であったりブラシ状になっているものであっても構わない。これによると、吸着テーブル１０が回転したとしても接地用部材４０とグランド端子５０との電気的接続を良好に維持することができる。

本発明の第１実施形態に係る製造方法に用いられる吸着テーブル等を示したものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。 第２実施形態において、砥石側から吸着テーブル側を見た図である。 本発明の第３実施形態に係る製造方法に用いられる吸着テーブル等を示したものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。 第４実施形態において、砥石側から吸着テーブル側を見た図である。 第５実施形態において、砥石側から吸着テーブル側を見た図である。 ＥＬＩＤ研削を行うロータリー研削装置において、ウェハを研削加工する様子を示した図である。

符号の説明

２０…テーブルとしてのポーラスチャック、３０…ウェハ、３１…ウェハの表面、３２…ウェハの裏面、３３…オリエンテーションフラット、４０…接地用部材、４１…窓部、４２…接触部、６０…テーブルとしての台座、７０…砥石、７１…研削面、８０…研削液。

Claims (4)

1. 砥石（７０）の研削面（７１）を、一面および他面を有する板状のウェハ（３０）に押し付け、ＥＬＩＤ研削法を用いて前記ウェハ（３０）をロータリー研削する研削工程を含んだウェハの製造方法であって、
   前記研削工程は、
   前記ウェハ（３０）を用意する工程と、
   前記ウェハ（３０）の一面を表面（３１）とし、前記ウェハ（３０）の他面を裏面（３２）としたとき、前記ウェハ（３０）の裏面（３２）がテーブル（２０）に面するように、前記ウェハ（３０）を前記テーブル（２０）の上に配置し、前記テーブル（２０）の周囲にグランド電位に接続される導電性の接地用部材（４０）を配置する工程と、
   前記ウェハ（３０）および前記接地用部材（４０）の両方に接触するように前記ウェハ（３０）および前記接地用部材（４０）に導電性の研削液（８０）を流しつつ、前記砥石（７０）の研削面（７１）を前記ウェハ（３０）の表面（３１）に押し付けて当該表面（３１）を研削する工程とを含んでいることを特徴とするウェハの製造方法。
2. 砥石（７０）の研削面（７１）を、一面および他面を有する板状のウェハ（３０）に押し付け、ＥＬＩＤ研削法を用いて前記ウェハ（３０）をロータリー研削する研削工程を含んだウェハの製造方法であって、
   前記研削工程は、
   前記ウェハ（３０）を用意する工程と、
   前記ウェハ（３０）の一面を表面（３１）とし、前記ウェハ（３０）の他面を裏面（３２）としたとき、前記ウェハ（３０）の裏面（３２）がテーブル（２０、６０）に面するように、前記ウェハ（３０）を前記テーブル（２０、６０）の上に配置し、さらに、窓部（４１）を有すると共に前記ウェハ（３０）よりも薄い板状のものであってグランド電位に接続される導電性のある接地用部材（４０）を、この接地用部材（４０）の窓部（４１）から前記ウェハ（３０）の表面（３１）が露出するように前記テーブル（２０、６０）の上に配置することで、前記ウェハ（３０）の側面のうち少なくとも一部と前記接地用部材（４０）とを直接接触させる工程と、
   前記ウェハ（３０）に導電性の研削液（８０）を流しつつ、前記砥石（７０）の研削面（７１）を前記ウェハ（３０）の表面（３１）に押し付けて当該表面（３１）を研削する工程とを含んでいることを特徴とするウェハの製造方法。
3. 前記テーブル（２０、６０）にウェハ（３０）を設置する工程では、前記接地用部材（４０）として、前記窓部（４１）内であって前記ウェハ（３０）の側面の一部に対向する場所に、前記ウェハ（３０）の側面の一部に接触する接触部（４２）が設けられたものを用いることを特徴とする請求項２に記載のウェハの製造方法。
4. 前記ウェハ（３０）を用意する工程では、前記ウェハ（３０）として炭化珪素で形成されたものを用意することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のウェハの製造方法。

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