JP5096556B2 - 基板の薄層化方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体処理技術において、ウエハまたは基板を薄層化する分野に関する。

ウエハの研削（grinding）が、半導体産業において、ウエハ作製中に厚さを低減するために使用される。インゴットからの最初の切り出しに続いて、デバイス作製に必要とされる鏡面状で、低粗さの表面を得る一連の工程が行われる。それらの工程の１つは、粗いワイヤソープロファイルの機械的な除去や表面の平坦化を含み、ラッピングや研削により行われる。最後の研磨工程（機械的および／または化学的）が、欠陥の無い表面仕上げを行うために続いて行われる。

低コスト（即ち、処理に要求される速度と研磨スラリーの不足）と、比較的少ない量のダメージ形成のために、例えば携帯電話のメモリのようなスマートカードとシステムスタッキングのようなアプリケーションのためのマイクロエレクトロデバイスの作製後に、ウエハ／ダイの薄層化の要求を満たすために研削プロセスが選択される。マイクロエレクトロデバイスの作製後の裏面研削は、半導体産業において、５０μｍまでのダイの薄層化を行うために広く使用される。

しかしながら、この厚さの範囲（＜１００μｍ）では、ウエハは撓みやすくなり、薄いデバイスウエハの機械的なサポートをするために、キャリア（例えば、Ｓｉまたはガラスウエハまたはバックグラインドテープ（ＢＧテープ））が使用される。デバイスウエハは、一時的な接着層（例えばワックス、樹脂、または接着テープ）を用いて、または静電力を用いて、キャリアに接着される。薄層化プロセスおよびこれに続く処理工程の要求に応じて、多くの製品がこのために入手可能である。キャリアおよび接着層を使用する問題は、キャリアまたは接着層の不均一性が、薄層化または研削プロセス中にウエハに移り、これにより薄層化されたデバイスウエハの全厚さばらつき（ＴＴＶ：total thickness variation）を増加させることである。

異なる技術がウエアの薄層化のために使用されるが、全てが多くの欠点を有する。ＵＳ２００６０４６４３３は、リソグラフィおよびエッチングのような他の方法を用いた、半導体ウエハを薄層化するための個々のキャリアの準備について開示する。キャリアを準備するこの短所は、それぞれの個々のキャリアウエハを、その特別のデバイスウエハに調整しなければならないことである。

ＷＯ９８０９８０４は、厚さのばらつきを低減するために、選択性エッチング（ウエットまたはドライ）により接着された半導体基板を平坦化するプロセスを開示する。この平坦化プロセスの短所は、個々のウエハが独立して分析され処理されなければならないことである。

ＪＰ９１１７８５９は、非常に薄い厚さ（＜５０μｍ）に石英を薄層化する研磨方法を開示する。しかしながら、専用のプロセス、即ち、デバイスウエハ上でレジストをスピニングおよびリソグラフィし、キャリアとデバイスウエハの間のギャップを接着剤で封止する工程が必要となる。０．１μｍの範囲の非常に小さなＴＴＶが達成されて、２つのウエハが同時に処理されても、この処理を行うために特別の機械（両面研磨機）と多量の消耗品（研磨スラリー、フォトレジスト、現像液等）が必要となる。

上述の全ての参照文献の他の主な欠点は、機械、消耗品、および薄層化自身が行われる前にそれぞれのウエハスタックの準備に必要な時間の量による、高コストの薄層化手続を有することからくる。

ＵＳ２００６０４６４３３ ＷＯ９８０９８０４ ＪＰ９１１７８５９

本発明の目的は、薄層化されたウエハが低いＴＴＶを有するようにウエハを薄層化する方法を提供することである。

上記目的は、本発明の具体例にかかる方法で達成できる。

本発明は、添付の請求の範囲に記載された方法に関する。特に、デバイスウエハを薄層化する本方法は、以下の工程を含む。デバイスウエハの第１主表面は、キャリアの第１主表面に接着されて、複合基板が形成される。次に、複合基板は、デバイスウエハの非接着表面が、例えば研磨ツールのチャックにより、第１参照面（選択的に平面）に向かって引っ張られる。次の工程では、キャリアの非接着主表面が、薄層化される。その後、複合基板は、キャリアの非接着表面が、第２参照面（選択的に平面）に向かって引っ張られる。最後に、デバイスウエハの非接着主表面が薄層化される。

本発明の具体例により適用される薄層化プロセスは、薄層化された表面を、参照面（例えば平坦）に平行になるようにするものでも良い。例えば、研削（grinding）、フライカッティング（fly cutting）、ミリングのような異なった技術が、薄層化プロセスに用いられても良い。参照（例えば平坦）面は、チャックまたはサンプルホルダであっても良い。引っ張り力は、例えば真空引きや静電気や機械的引っ張りにより達成される。薄層化は、非常に効果的な真空チャックと組み合わせて、平行な薄層化または材料の除去を行う薄層化技術により行われても良い。そのような技術の例は、研削、フライカッティング、化学機械研磨（ＣＭＰ）である。

デバイスウエハの薄層化後に、複合ウエハ（キャリア、接着層、およびデバイスウエハ）上の全ての厚さの不均一性が、実質的に、接着されたキャリアの主表面に刻印（imprint）される。換言すれば、複合ウエハ上の全ての厚さばらつきは、キャリアの厚さに刻印される。

デバイスウエハは、薄層化前において、６００μｍより大きな厚さ、または５００μｍより大きな厚さ、または４００μｍより大きな厚さ、または３００μｍより大きな厚さ、または２００μｍより大きな厚さ、または１００μｍより大きな厚さ、または５０μｍより大きな厚さを有し、薄層化後において、１００μｍより小さな厚さ、または９０μｍより小さな厚さ、または８０μｍより小さな厚さ、または７０μｍより小さな厚さ、または６０μｍより小さな厚さ、または５０μｍより小さな厚さ、または４０μｍより小さな厚さ、または３０μｍより小さな厚さ、または２０μｍより小さな厚さ、または１０μｍより小さな厚さ、または５μｍより小さな厚さを有する。厚さは、最先端の薄層化技術により制限される。

デバイスウエハとキャリアは、本発明の半導体材料の具体例では、それぞれの使用された薄層化技術により薄層化できることが技術分野で知られている、いずれの材料も含む。例えば、シリコンおよび／またはゲルマニウムおよび／または化合物半導体および／またはガラスを含んでも良い。

キャリアは、使用される薄層化技術に対応して容易に材料の除去ができるように選択される。キャリアは、代わりに、犠牲ウエハと呼ぶこともできる。

デバイスウエハの第１主表面は、デバイスを含んでも良いが、これは必須ではない。これは、例えば、太陽電池応用のウエハの薄層化プロセスの場合には該当しない。

接着工程は、デバイスウエハとキャリアとの間に接着層を適用することを含む。

本発明の具体例では、第１および第２の参照面は、同じ形状を有する。本発明の具体例では、第１および第２の参照面は、同じである。しかしながら、他の具体例では、第１および第２の参照面は、物理的に異なった表面であり、これにより、同じポリッシングデバイスの上で異なったスラリーや異なったパッドを用いる必要がなくなる

本発明の特定のおよび好適な形態は、添付された独立請求項および従属請求項に示される。従属請求項の特徴は、適当に、そして単に請求項に明確に記載されたものではなく、独立請求項の特徴と組み合わせても良く、他の従属請求項の特徴と組み合わせても良い。

本発明の上述のおよび他の特徴、長所、及び利点は、本発明の原理を例示として示す、添付された図面と共に、以下の詳細な記載から明らかになるであろう。この記載は例示のみを目的とし、本発明の範囲を限定するものではない。以下で引用される参照図は、添付された図面である。

ボンディングプロセスの概略図である。 従来技術に関する研削プロセスの概略図である。 本発明の具体例にかかる低ＴＴＶを用いた薄層化されたデバイスウエハの製造方法である。（ａ）方法の第１工程、（ｂ）方法の第２工程、（ｃ）キャリアからはずされた後の薄層化されたデバイスウエハ。 従来技術として、ボンディングおよび研磨後の、８インチＳｉウエハの厚さマップとスキャンであり、薄層化されたウエハへのワックスＴＴＶの影響を示す。 従来技術として、ボンディングおよび研磨後の、８インチＳｉウエハの厚さマップとスキャンであり、図４に示された実験より厚い接着剤層を用いる。 本発明の具体例により処理されたウエハスタック上で、１μｍより少ないＴＴＶを示す８インチＳｉウエハの厚さマップとスキャンである。

異なる図面において、同じ参照符号は、同一または類似の要素を示す。

本発明は、特定の具体例について、添付図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではなく、請求の範囲によってのみ限定されるものである。記載された図面は、単に概略であり、限定するものではない。図面において、図示目的で、いくつかの要素の大きさは拡張され、縮尺通りに記載されていない。更に、説明や請求の範囲中の、第１、第２、第３等の用語は、類似の要素の間で区別するために使用され、連続または年代の順序を表す必要はない。そのように使用される用語は、適当な状況下で入替え可能であり、ここに記載された発明の具体例は、ここに記載や図示されたものと異なる順序によっても操作できることを理解すべきである。

また、説明や請求の範囲中の、上、下、上に、下に、等の用語は、記載目的のために使用され、相対的な位置を示すものではない。そのように使用される用語は、適当な状況下で入替え可能であり、ここに記載された発明の具体例は、ここに記載や図示されたものと異なる位置でも操作できることを理解すべきである。

明細書や請求項で使用される成分の量、反応条件等を表す全ての数字は、全ての具体例において、「約」の文言で変形することが理解される。このように、そうでないと記載されない限り、明細書や添付の図面中に示された数値パラメータは概略であり、本発明により得られるであろう所望の特性に応じて変化しても良い。少なくとも、それぞれの数値パラメータは、有効数字や通常の四捨五入アプローチに照らして解釈されるべきである。

本記載の目的のために、「ウエハ（wafer）」の用語が、首尾一貫して使用されている。なぜならば、この領域において、これが最も一般的に使用されるからである。「基板（substrate）」の用語もまた、例えば応用領域に応じて、頻繁に使用される。しかしながらこれらの用語は、入れ替え可能であることを理解すべきである。本質的に一枚の材料の形態の形状を有するかけらや多量の材料を使用することができる。

以下において、「デバイスウエハ（device wafer）」は、半導体（例えばシリコン）またはガラスウエハのようなウエハを示し、しばしばＣＭＯＳデバイスおよび／または他のデバイス、例えばマルチチップモジュール（ＭＣＭ）またはマイクロエレクトロニカル構造（ＭＥＭＳ）を含む。

「キャリア（carrier）」または「ウエハキャリア（wafer carrier）」は、機械的サポートとして、ウエハまたはデバイスウエハの下に配置されるサポートを意味する。これは、更なる取り扱い／処理中に薄いウエハの破損を避けるための機械的サポートとして、本質的にはウエハの薄層化の後に有用である。

全厚さばらつき（ＴＴＶ）は、ウエハの最大厚さから最小厚さを引いたもの（最大厚さ−最小厚さ）である。

半導体産業では、ウエハの厚さは、多くの応用のために低減される。マイクロエレクトロニクスデバイスデバイスの作製後の裏面研削は、５０μｍのダイ膜厚を得るために、半導体産業でしばしば使用される。しかしながら、この膜厚範囲（＜１００μｍ）では、ウエハは撓みやすくなり、薄いデバイスウエハを機械的に保持するために、キャリア（例えばＳｉまたはガラスウエハまたは裏面研削テープ（ＢＧテープ））が用いられる。デバイスウエハは、一時的な接着層（例えばワックス、樹脂、または接着テープ）のような手段により、または静電力を用いて、キャリアに接着できる。多くの製品が、薄層化プロセスやそれに続くプロセス工程に応じて、このために得られる。キャリアおよび接着層を用いる問題は、キャリアおよび／または接着層の不均一性が薄層化や研削プロセス中にウエハに伝わり、これにより薄層化されたデバイスウエハの全厚さばらつきが増加することである。

現在、薄いデバイスウエハは、しばしば１００〜３００μｍの範囲内の膜厚であり、いくつかの会社はすでにこの値より低い方に動いている。薄層化工程の後に、例えば連続するパッケージング処理のような、ウエハレベルで更なるプロセスが行われないなら（ダイシングを除く）、ＴＴＶ（全厚さばらつき＝ウエハの最大厚さ−ウエハの最小厚さ）は大きな問題とはならない。

しかしながら、ウエハ厚さは非常に薄くなるため（＜５０μｍ）、数ミクロンのＴＴＶであっても、残ったデバイスウエハ厚さの大きな割合となる。また、薄いダイの埋め込みや３Ｄスタッキングに使用される、微細加工された相互接続またはスルーＳｉ相互接続ビアのような技術は、薄層後で、かつダイシング／パッケージング前に、デバイスウエハの更なる処理が必要となる。このように、ウエハレベルでデバイスウエハについて均一な処理ができる／可能となるように、できるかぎりＴＴＶを低減した方が有利である。

デバイスウエハの薄層化は、例えば研削ツール、研磨ツール、またはＣＭＰツールのようなウエハの薄層化に適したツールでしばしば行われる。このため、ウエハ１（図１参照）は、機械的サポートのためにキャリア２に取り付けられる。デバイスを含むウエハ１の第１側面１ａが、キャリア２の上に、例えば接着剤（glue）３のような接着手段で取り付けられる。ウエハ１は、本質的には第１側面１ａの対向面である第２側面１ｂが薄層化される。

図１の（ａ）の部分は、ウエハ１をウエハキャリア２の上に接着するプロセスの概略図を表す。デバイスウエハ１は、ウエハ１の第１側面１ａとキャリア２との間に、接着剤３のような接着手段を用いてウエハキャリア２に取り付けられる。キャリア２、ウエハ１、および／または接着層３による、接着プロセスからの全ての不均一性は、合計されて、完全なスタックに伝えられる。図１の（ｂ）の部分は、以下にスタック、即ちキャリア２＋接着層３＋デバイスウエハ１が、接着直後にどうなるかを示す。自由な第２側面１ｂにおいて、デバイスウエハ１がいくつかの地形（topography）を示すのが見られる。デバイスウエハ１は、一般には、マイクロエレクトロニックデバイス形成に必要となるような小さなＴＴＶ（＜２μｍ）を有するべきである。

図２は、従来技術の研削プロセスの概略図を示す。図２の（ａ）の部分の左側に、研削前に、（真空）チャック４の上に固定された、キャリア２、接着剤３、およびウエハ１を含むスタック５が示されている。図２の（ｂ）の部分の右側に、研削プロセス後のデバイスウエハ１の残った部分１０を示す。スタック５の上面１１は、チャック４に固定された底面に平行に形成され、最初のデバイスウエハ１の一部１２が除去される研磨プロセスが、例として示される。（図２の（ｃ）の部分に示すように）キャリア／接着剤からの高いＴＴＶが、薄層化されたデバイスウエハ１０の上に刻印される。

研削プロセスは、上面１１と底面を（研削ツールの制度限界内で）平行にし、底面が研削チャック４に（真空）固定で取り付けられるため、（機械的サポートに要求される）キャリア２からの不均一性は、薄層化されたデバイスウエハ１０に刻印される（図１、２）。これは、特に図２の（ｃ）の部分で明確であり、ここでは、ウエハ１の裏側１ｂが研削された後のウエハ１が示される。

更に、ＴＴＶは、研削プロセス自身や真空固定によっても影響される。最良の場合、研削プロセスは非常に小さなＴＴＶ（例えば＜１μｍ）を引き起こし、真空固定は良好である。即ち、（研磨チャックの地形とは異なる）地形が、ウエハ（スタック）の曲がりにより、ウエハ（スタック）の固定側面から他の側面に伝えられる。研削プロセス中の低いＴＴＶは、しばしば（ウエハの研削後の低いＴＴＶや良好なウエハ・トウ・ウエハ再生産性により表される）良い研削装置や、注意深い較正による良好なプロセス制御により得られる。良好な真空固定は、厚さばらつき（即ち、上述の第２表面の地形）が、ゆっくり横方向に変化するかぎり達成され、これは、例えば一般にはＳｉのような半導体またはガラスウエハを用いた場合である。

同じ方法で、（例えば含有粒子による）高いＴＴＶを有する接着材料３および／または接着プロセスを用いて接着された非常に低いＴＴＶを有するキャリア２は、高いＴＴＶを有するデバイスウエハ１、１０となるであろう。

キャリア２、ボンディングプロセス、およびボンディング材料３の影響は、最終ＴＴＶのためのパラメータを決定する。高いＴＴＶを有するキャリア２および／または接着材料３および／または接着プロセスは、それゆえに、高いＴＴＶを有する薄いデバイスを意味する。

本発明の特定の具体例にかかる方法が、以下に述べられる。本方法は、薄層化したウエハ１００の上のＴＴＶを、キャリア２および接着プロセスおよび／または例えば接着層（adhesion layer or glue layer）のような接着材料３の特徴（主にＴＴＶ）から切り離すことができる。薄層化後のデバイスウエハ１００の結果のＴＴＶは、キャリア２の厚さ均一性および例えば接着層のような接着材料３の厚さや均一性にそれほど敏感ではない。本発明では、接着剤３の品質が重要である。例えば、キャリア２とデバイスウエハ１の間にボイドが有るような悪い接着の場合、最終的に薄層化されたデバイスウエハ１０の上で大きなＴＴＶとなる。ボイドおよび気泡は、本発明の具体例に従って両面が研削された場合でも、薄層化プロセスで補償されない柔軟な領域を形成する。

本発明の結果、キャリア２のＴＴＶや不均一性、および接着層３中の厚さばらつきや不均一性は、薄層化されたデバイスウエハ１０の上の結果のＴＴＶには重要な影響を与えない。このように、薄層化後のデバイスウエハ１０上で、１μｍより小さいような非常に低いＴＴＶを非常に再現性のある方法で達成することが可能となる。

より低いＴＴＶが必要なキャリア２が使用され、より厳格でない要求が接着剤や接着層２に用いられ、これにより、薄層化後のデバイスウエハでなおも低いＴＴＶが得られるため、本方法はコストを低減できる。

一般に使用されるウエハ１の薄層化のための研削または薄層化プロセスでは、上面と底面を平行に形成するため（図２および図４、５に示される実験を参照）、接着層３やキャリア２の不均一性がデバイスウエハ１上に刻印され、これにより最終ＴＴＶが増加する。

この問題を解決するために、最初に、キャリア２と（２つのウエハの間に挟まれる可能性のある粒子を含む）接着層３の合わせた厚さ不均一性を、本質的にキャリア２に刻印し、次に、第２工程でデバイスウエハの薄層化を用いて処理する、２つの工程からなるプロセスが行われる。結果の薄層化されたデバイスウエハ１０は、更なるプロセスで要求されるような、低いＴＴＶを有する。

この方法は、これら限定するものではないが、研削、ＣＭＰ、ポリッシング、フライカッティング（Fly-cutting）、またはウエハ１の薄層化に用いられる他の方法のような多くの薄層化装置／技術に適用される。本質的にチャック４（例えば真空チャック）に対して平行に薄層化や材料の除去が行える薄層化技術に適用できる。換言すれば、この方法は、良好なチャック能力を有するチャックと組み合わせて、参照表面（例えばチャック）に対して平行に材料を除去する技術に適用できる。

良好なチャック能力とは、ウエハ表面全体の、ウエハ表面の（ほぼ）全ての場所で、ウエハがチャックに向かって押し付けられることを意味する。チャックが効果的でない場合、例えば全体がチャックに押し付けられていない場合、薄層化後の結果のＴＴＶはより大きくなる。結果のＴＴＶはチャック能力に依存する。例えば真空チャックはしばしば良好な結果となるが、静電チャックのような他のチャック技術も用いることができる。チャックは、顕微鏡の寸法では、例えば凹部や曲がりのような予め形成された形状を有し、また一方では同時に顕微鏡的に平坦である。チャックが、例えば円錐のような所定の形状を有する場合、薄層化プロセスは、チャックに平行にウエハを薄層化する。

本発明の具体例にかかる方法の第１工程（図３の（ａ）の部分参照）は、キャリア２を薄層化し、これにより、キャリア２と接着層３の双方の合わさった厚さ不均一性を、本質的にキャリア２の上に刻印する工程を含む。この工程では、最初に、薄層化されるウエハ１が、例えば接着剤のような接着層３の手段を用いて、キャリア２の上に接着される。キャリア２は、例えばＳｉウエハやガラスウエハのような、この分野で用いられるいずれの材料から形成されても良い。接着材料３または接着層として、例えばBrewer Science社により供給されるＨＴ２５０（登録商標）のようなスピンオン材料のようなこの分野で使用されるあらゆる材料を使用することができる。

図３の（ａ）の部分の右側に見られるように、キャリア２、接着層３、およびデバイスウエハ１を含むスタック５が裏返され、または逆にされ、例えば研磨ツールのようなウエハを薄層化するためのツールのチャック４の上に挿入され、デバイスウエハ１がチャック４に接触する。キャリア２は、例えば研削機械のようなツールの上で薄層化され、これにより、キャリア２の一部２１が除去され、薄層化されたキャリア２０が提供される。最良の場合、キャリア２の薄層化は、スタックの厚さの不均一性が薄層化キャリア２０の側面に刻印されるような厚さまで行われる。例えば、接着プロセスおよび／または接着材料３が、５０μｍＴＴＶを全体のスタックに導入した場合、５０μｍより多くがキャリア２から除去されて、薄層化されたキャリア２０の一の側面上に全体の地形が刻印される。キャリア２から除去される部分２１の厚さは、最良の場合、全スタックのＴＴＶより大きい。もし少ない材料しか除去されなければ、薄層化されたデバイスウエハ１０の結果のＴＴＶは、より高くなる。本発明の具体例では、図３の（ａ）の部分に示されるようにスタックがチャックに固定された場合、組み合わされた不均一性は、キャリア２に刻印される。キャリア２の研削中に、刻印された組み合わされた不均一性に少なくとも対応する厚さが、キャリア２から除去され、キャリアの裏面は、本質的に平坦にされる（図３の（ａ）の部分の右側と、（ｂ）の部分の左側を参照）。

第２工程（図３の（ｂ）の部分）では、デバイスウエハ１の薄層化が行われる。それゆえに、部分的に薄層化されたスタック６が、再び裏返されまたは逆にされ、最終的な所望の厚さまでデバイスウエハ１の薄層化が行われる。この工程は、同じツールで行うことができ、デバイスウエハ１とは異なる材料からキャリアウエハ２が形成される場合には、薄層化材料／スラリーは変えることができる。この工程は、デバイスウエハ１を薄層化するために最適化された他のツールで行われても良い。例えば、平行な底面と表面を有するウエハおよび／またはスタックを提供しても良い。全てのＴＴＶが既にキャリア２０の上に刻印されているため、一部１１０を除去することにより、本発明の具体例で薄層化されたデバイスウエハ１００は、薄層化プロセスの前に有していたのと同じ範囲のＴＴＶを有する。これは、更に薄層化されたウエハ１００の処理を容易にする。図３の（ｃ）の部分は、薄層化されたキャリア２０から外した後の薄層化されたデバイスウエハ１００を示す。キャリア２０の裏面は本質的に平坦にされた場合、それは不規則を示さず、ウエハ１にはＴＴＶが刻印されず、両面が低いＴＴＶとなるように研磨できる。

薄層化されたデバイスウエハ１００の上で低いＴＴＶを達成するために、低いＴＴＶの薄層化プロセス（例えば研削）が有利である。

最良の場合、チャック４（例えば真空チャック）は、（もし研削チャックが平坦でない場合）それ自身の地形を、スタックの一の側面から他の側面に伝える。

キャリア２と例えば接着層（glue layer）３のような接着層との双方のＴＴＶと独立して、非常に良好なＴＴＶの、最終の薄いデバイスウエハ１００を得る能力は別として、もし、非常に類似したツールのセットアップ（チャック傾斜、レシピ、および研削ホイール）が工程１（キャリア２の薄層化）と工程２（デバイスウエハ１の薄層化）の双方に用いられた場合、ＴＴＶをいくらか低減することができる。薄層化プロセスで、同じ（小さな）不規則を用いた場合（例えば研削プロセスにおいて、研削ホイールと（真空）チャック４の完全でない面の平行）、これらの不規則の影響のいくつかが（それらを引くことにより）低減でき、結果としてより小さなＴＴＶとなる。

実験
図４は、従来技術における、キャリア／接着からのＴＴＶが、デバイスウエハ１に刻印された実際のウエハスキャンを示す。ウエハ１はブランケットの８インチシリコンウエハである。キャリア２はガラスウエハであり、使用された接着剤３はElectron Microscopy Sciencesにより供給されるＱＳ１３５（登録商標）である。図４の（ａ）の部分の上側は、接着プロセスに使用されるキャリアウエハ２の上にスピンオンした、ワックス接着層３の２つのエッジを示す。境界で、約１μｍの高さで、１０ｍｍの幅のステップとなった。図４の（ｂ）の部分は、薄層化後の厚さマップを示す。接着層３のステップ高さは、薄層化されたデバイスウエハ１０の裏面の凹みとして刻印されている。図４の（ｃ）の部分は、接着と研削後の８インチウエハのスキャンを示し、薄層化されたデバイスウエハ１０の上の、ワックスＴＴＶの影響を示す。キャリアウエハ２の上で用いられたワックス接着層３により、ウエハ１０はエッジにおいてより薄くなっていることが明らかである。

実験
図５は、キャリア／接着からのＴＴＶが、デバイスウエハ１に刻印された実際のウエハスキャンを示す。ウエハ１はブランケットのＡｌ薄膜を接着層の上に有する８インチシリコンウエハである。キャリア２はガラスからなり、使用された接着剤３はElectron Microscopy Sciencesにより供給されるＱＳ１３５（登録商標）である。図５の（ａ）の部分は、図４とは異なる接着プロセスを用いた接着および研削工程後の８インチＳｉウエハの厚さマップを示す。即ち、図５の結果を得るために、より厚い接着層ＱＳ１３５（登録商標）が用いられた。図５の（ｂ）の部分は、点線の矢印に沿って、図５の（ａ）の部分に現れるスキャンの厚さプロファイルを示す。高いＴＴＶのキャリア２と接着プロセスおよび／または接着材料３の結果により、研削プロセス後において、デバイスウエハ１０は、１５μｍより大きいＴＴＶを示す。

実験
この実験では、本発明の具体例に関して上で述べた、（図３に示すような）２つの工程のプロセスが用いられる。これにより、キャリア２と（２つのウエハの間に挟まれる可能性のある粒子を含む）接着層３の合わせた厚さ不均一性を、本質的にキャリア２に刻印する。続いて、ウエハ１の薄層化が行われる。これで、更なるプロセスで要求されるような、低いＴＴＶを有するデバイスウエハ１００が形成される。

薄層化されるウエハ１を、（約１０μｍの最初のＴＴＶ）、ＱＳ１３５（登録商標）接着剤３を用いてガラスキャリア２の上に接着した後、ガラスキャリア２とＱＳ１３５（登録商標）接着剤３とを有するスタック５が裏返されまたは逆にされる。次に、研削機械（ＤＩＳＣＯ社のＤＦＧ８５６０）を用いてキャリア２が薄層化され最初の厚さから約５０μｍ除去される。これにより、膜厚の不均一性は、キャリア２の上に刻印される。

キャリア２の薄層化後に、スタック６が再度裏返され、最終的な所望の厚さ（１１０μｍの名目値）までデバイスウエハ１の薄層化が行われる。全てのＴＴＶが既にキャリア２の上に刻印されているため、デバイスウエハ１００は、薄層化プロセスの前に有していたのと同じ範囲（約３μｍ）のＴＴＶを有するようになる。

図６の（ａ）の部分は、ウエハ厚さのウエハマッピングを示し、図６の（ｂ）の部分は、点線の矢印に沿って、図６の（ａ）の部分に現れるスキャンの断面厚さのプロファイルを示す。本発明の特定の具体例により処理されたウエハスタックの上で、１μｍより小さいＴＴＶが達成されることを示す。

実験において、図５に示すのと同じ接着プロセスを用いて、Ｓｉウエハはキャリア２に接着されたため、図５と図６の違いは、本発明の具体例にかかる両面研削（図６参照）を用いることで、片面研削（図５参照）の場合に比較して、より低いＴＴＶが達成できること、更には最初のＴＴＶ（約３μｍ）よりも良い低いＴＴＶが達成できることを示す。本発明の具体例にかかる両面研削方法では、ほんの１．０μｍのＴＴＶを有する薄層化された８インチのＳｉデバイスウエハ１００を得ることができる。この結果、他のプロセス工程（ポリッシング、リソグラフィ、ウエット／ドライエッチング、堆積）は、このウエハのウエハレベルで均一に行うことができる。

Claims (7)

1. ウエハを薄層化する方法であって、
   ａ．本質的に互いに平行な第１面（１ａ）と第２面（１ｂ）とを含むデバイスウエハ（１）を得る工程と、
   ｂ．本質的に互いに平行な第１面と第２面とを有するキャリア（２）を得る工程と、
   ｃ．デバイスウエハ（１）の第１面（１ａ）をキャリア（２）の第１面に接着して、これにより複合基板（５）を形成する工程と、
   ｄ．工程ｅに先立って、デバイスウエハ（１）の第２面（１ｂ）を第１参照面に固定する工程と、
   ｅ．複合基板（５）中の、キャリア（２）の第２面から材料を除去する工程と、
   ｆ．この後に、工程ｇに先立って、キャリアウエハの第２面を第２参照面に固定する工程と、
   ｇ．複合基板中の、デバイスウエハ（１）の第２面（１ｂ）から材料を除去する工程と、
   ｈ．キャリアからウエハを取り外し、これにより薄層化されたウエハ（１００）を実現する工程と、を含む方法。
2. 工程ｅで材料を除去する工程は、更に、キャリアの第２面が本質的に第１参照面と平行になるように材料を除去する工程を含み、
   工程ｇで材料を除去する工程は、更に、ウエハの第２面が本質的に第２参照面と平行になるように材料を除去する工程を含む、請求項１に記載の方法。
3. 第１参照面と第２参照面が同一である請求項２に記載の方法。
4. 材料の除去工程は、研削により行われる請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 第１参照面は第１チャック（４）であり、第２参照面は第２チャック（４）である請求項２〜４のいずれかに記載の方法。
6. ウエハ（１）の第１面（１ａ）をキャリア（２）の第１面に接着する工程は、ウエハ（１）の第１面（１ａ）とキャリア（２）の第１面との間に接着層（３）を適用する工程を含む請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 薄層化されたデバイスウエハ（１００）は、５０μｍより小さい厚さと、２μｍより小さい全厚さばらつき（ＴＴＶ）を有する請求項１〜６のいずれかに記載の方法。