JP5772092B2 - 半導体製造方法および半導体製造装置 - Google Patents

Description

この発明は、半導体の製造方法ならびに半導体製造装置に関し、特に、電力変換装置などに使用されるパワー半導体などのデバイス厚が薄い半導体の製造方法および半導体製造装置に関する。

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)などに代表されるパワー半導体では、特性の高性能化を図るため、パワー半導体を形成する半導体基板（ウエハ）の薄化が進められている。また、低コスト化を図るべく、１枚のウエハに形成するパワー半導体の個数を増やすためにウエハの直径を大きくすることが進められている。

しかしながら、ウエハの厚さを薄くすると、ウエハの端部が欠けやすく、チッピングが生じやすくなる。また、ウエハの機械的強度が低下するため、割れや欠け、撓みが発生しやすくなるという問題がある。特に、ウエハの直径が大きくなるとこのような問題が顕著となる。ウエハの薄化，大型化を進めることで、ウエハの撓みが大きくなると、製造工程間でウエハの搬送が困難になったり、製造装置への設置が困難になるなどの問題もある。

縦型のパワー半導体の製造工程では、ウエハの裏面にもイオン注入，熱処理（アニール），金属膜の形成、などの工程が必要となるが、上記の問題は、ウエハ裏面への製造工程を実施するのが困難になるなどの問題がある。

このような問題を解決するために、ウエハ裏面の外周端部に薄化したウエハを補強するリング状の補強部を設けたウエハが提案されている。リング状の補強部を有するウエハは、ウエハの裏面の外周端部が、中央部よりも厚くなっている。このようなリング状の補強部を有するウエハを用いることで、ウエハの反りや撓みが大幅に緩和され、搬送工程においてウエハを取り扱う際に、ウエハの強度が大幅に向上し、ウエハの割れや欠けを軽減することができる。

図１２は上記のリング状の補強部を備えたウエハの形状を示す図である。図１２（ａ）に示すウエハは、オリエンテーションフラット１１０を備えたウエハの外周端部にリング状の補強部１１１を形成したウエハである。

図１２（ｂ）に示すウエハは、ノッチ１２０を備えたウエハの外周端部にリング状の補強部１２１を形成したウエハである。
いずれのウエハにおいても、リング状の補強部の内側が、半導体素子の形成領域となる。

このようなリング状の補強部を有するウエハを作製する方法としては、ウエハの直径よりも小さい直径の研削部を備える研削装置を用い、ウエハ裏面の外周端部を残して、中央部を研削し薄くすることで、リブ部を形成する方法が提案されている（例えば、下記特許文献１）。

図１３は、リング状の補強部を有するウエハを作製する研削装置の従来例を示す図（要部断面図）である。
図１３を用いてリング状の補強部を有するウエハの作製工程を説明する。研削装置の図示しないカセットにウエハ２０をセットする。ウエハ２０は、搬送ロボット等により位置合わせがなされた後、チャックテーブル１０上に搬送され、チャックテーブルの吸着面１２に載置される。チャックテーブル１０は、図示しない真空系に接続されており、真空系からの負圧が印加されると吸着面１２を介してウエハ２０を吸着保持する（図１３（ａ）。吸着面１２は、例えば多孔質のセラミックなどで形成される。

研削装置には、ウエハの直径より小さな直径の研削部１３３が設けられている。研削部１３３のウエハとの接触面には砥石が設けられている。研削部１３３が自身の回転軸を回転（自転）させながらその回転軸も回転（公転）させることにより、砥石でウエハの中央部分を研削（研削）していく。

このようにウエハの中央部分のみを研削することにより、ウエハの外周端部は、研削装置に投入したときの厚さのまま、ウエハの中央部分のみが所望の薄さに加工された、ウエハ２２（図１３（ｂ））が作製される。図１２（ｃ）にウエハの断面を示す。ウエハの外周端部にはリング状の補強部（リブ構造）１２２が形成されている。

図１４は、リング状の補強部を有するウエハを作製する研削装置の他の従来例を示す図（要部断面図）である。
図１３に示した研削装置では、１種類の研削部１３３を用いたが、図１４の研削装置は、砥粒の大きさが異なる研削部１３１，１３２を備えている。

加工前の半導体ウエハ２２（例えば８インチウエハ、厚さ７２５μｍ）は、図示しない搬送ロボット等により位置あわせがなされた後、チャックテーブル１０に搬送され、吸着面１２に吸着保持される。第１の研削工程では、図１４（ａ）に示すように、砥粒の平均粒径が大きい砥石を備えた研削部１３１によって、ウエハ２０の中央部分を研削する。このとき、ウエハ２０の外周部を数ｍｍ（例えば１〜５ｍｍ）加工せずに、中央部分を所定の残し厚（例えば１００〜１５０μｍ）まで研削加工を行う。ウエハの中央部分の厚さが所定の厚さに達したところで、第２の研削工程を行う。第２の研削工程では、研削部１３１に設けた砥石より砥粒の平均粒径が細かい砥石を備えた研削部１３２による研削を行う（図１４（ｂ））。図１４（ｂ）に示すように、第１の研削工程で作製されたウエハ裏面の凹部内周面よりも、直径を小さくした内周となるように、所定の厚さ（例えば６０〜１２０μｍ）まで研削を行ってリング状の補強部を有するウエハ２３を作製する。ここで、第２の研削工程で研削する内径を、第１の研削工程で作製した凹部の内径より小さくするのは、第２の研削加工の研削機による位置精度によるものである。第１の研削工程で作製したリング状の補強部の側壁に第２の研削工程で用いる研削部１３２が接触しないようにするためである。

このようにウエハの中央部分のみを研削することにより、ウエハの外周端部は、研削装置に投入したときの厚さのまま、ウエハの中央部分のみが所望の薄さに加工された、ウエハ２３（図１４（ｃ））が作製される。図１２（ｄ）にウエハの断面を示す。ウエハの外周端部にはリング状の補強部（リブ構造）１２３が形成されている。

このように、外周端部にリング状の補強部が形成されたウエハは、洗浄乾燥のため次の工程に移すため、図１３，図１４では図示していない搬送装置によってチャックテーブル１０の吸着面１２から取り上げられ、所定の搬送先に搬送される。

ここで、リング状の補強部（リブ構造）が形成されたウエハを搬送する際、リング状の補強部の上面を真空吸着して搬送する構成が知られている（例えば、特許文献２）。

特開2007-173487号公報（要約等） 特開2009-59763号公報（要約等）

ウエハの外周端部にリング状の補強部を形成するために研削装置にて研削する場合、生産性を向上させるために、一般的に連続加工処理が行われる。
研削工程が完了し、リング状の補強部（リブ構造）が形成されたウエハは、チャックテーブルから取り除かれ、洗浄・乾燥など次の工程に移される。同時に、チャックテーブル上では、チャックテーブルの吸着面をブラシ等により洗浄し、次に研削するウエハ搬送され、吸着保持される。

図１５は、搬送装置の従来例を示す図である。図１５（ａ）に示すように、研削工程が完了しリング状の補強部が形成されたウエハ２２を搬送装置８０によってチャックテーブル１０から脱離させて次の工程へ搬送する。搬送装置８０は、支持部８２の先端に吸着部８１を備え、図示しない真空系からの負圧を支持部８２内の給排気系（図示せず）を介して吸着部８１の表面に伝達する。図１５の例では、同図（ａ）に示すように吸着部８１がウエハの中央部分の薄化された領域に吸着している。吸着部８１がウエハ２２の薄化された領域に吸着した状態で支持部８２を上昇させることにより、ウエハ２２をチャックテーブル１０から脱離させる。

ところで、特許文献２に示されるように、リング状の補強部のみを吸着するようにしてもよいが、ウエハを取り上げて搬送できる程度に吸着するためには、吸着するリング状の補強部の上面が平坦であり、かつ所望の面積が必要となる。リング状の補強部の上面の平坦部の面積を大きくすると、ウエハの中央部分（素子形成領域）の面積が小さくなってしまう。

図１５のようにウエハの中央部分で吸着することで、ウエハを吸着するために必要な面積を確保することができ、確実に搬送することができる。
あるいは、図１６（ａ）に示すように、研削工程が完了し、リング状の補強部が形成されたウエハ２２の外周端部を、搬送装置９０のアーム９１の先端に設けた保持部９２で保持（把持）するようにしてもよい。搬送装置９０は、保持部９２をウエハ２２のリング状の補強部に対して接近させたり離間させたりできるように、アーム９１が可動する。つまり、保持部９２をウエハ２２のリング状の補強部から離れた状態からリング状の補強部に徐々に近づけて、リング状の補強部を保持して、ウエハ２２を保持する。そして、ウエハ２２のリング状の補強部を保持したままアーム９１を上昇させることで、ウエハ２２をチャックテーブルから脱離させる。このようにすると、ウエハ２２の薄化した部分に触れることなく、次の工程へ搬送することができる。

ここで、研削工程の生産性を向上させるためには、連続加工処理が必要となる。すなわち、ウエハの搬送→設置→研削→搬送（取り上げ）→チャックテーブルの洗浄→次のウエハの搬送という一連の動作の時間を短縮する必要がある。特に、ウエハの研削完了後、ウエハを取り上げて次の工程へ搬送する工程では、取り上げに要する時間を短縮したいという課題と、ウエハを損傷しないように確実に取り上げたいという課題を同時にクリアする必要がある。

しかしながら、図１５，Ｅに示すチャックテーブル１０上（吸着面１２，１３，１４）には、研削工程でウエハ上に滴下する洗浄水や、チャックテーブル１０の洗浄時の洗浄水が残存している。

チャックテーブル１０の吸着面１２，１３，１４とウエハ２２との間に洗浄水存在すると、その洗浄水の表面張力によって、ウエハ２２は吸着面１２，１３，１４に吸着されてしまう。また、リング状の補強部を形成する研削工程においては、吸着面１２，１３，１４には、給排気路１１を介して図示しない真空系から負圧が供給される。研削工程が行われた後は、チャックテーブル１０の吸着面１２，１３，１４に印加される負圧を解除する。しかしながら、負圧の印加を解除した後においても、前述の洗浄水が存在することにより、多孔質の吸着面１２，１３，１４からの大気のリークが進まず、チャックテーブル１０の吸着面１２，１３，１４からウエハ２２が離れないという現象が生じる。負圧の印加を解除した後、長時間（例えば１０分程度）放置しておけば、吸着面１２，１３，１４から大気のリークが進んでウエハ２２は取り外しやすくなるが、ウエハの取り上げに要する時間を短縮したいという課題が解決できず、搬送の作業性に支障を来たす。

ウエハ２２が吸着面１２，１３，１４に張り付いている状態で、これを無理に引き離そうとすると、薄化されて割れやすくなっているウエハ２２が割れたりかけたりして、ウエハを損傷しないように確実に取り上げたいという課題が解決できない。

そこで、負圧を解除した後、給排気路１１からチャックテーブル１０の吸着面１２，１３，１４に対して水やエアーあるいはこれを混合したもの（図１５（ｂ）図１６（ｂ）の７０，７１）を供給し、ウエハ２２の取り上げに要する時間を短縮することが行われる。つまり、チャックテーブル１０の吸着面１２，１３，１４から水やエアーあるいはこれを混合したもの（７０，７１）を吹き上げて、吸着面に陽圧を供給する。そして、ウエハ２２をチャックテーブル１０への吸着を解除し、チャックテーブル１０から脱離させてから、搬送用の吸着装置（図１５（ｂ）の８０，８１、図１６（ｂ）の９０，９１）などにより、次の工程へ搬送される。

しかしながら、図１５（ｂ）（ｃ）、図１６（ｂ）に示すように、水やエアー７０，７１で吹き上げると、ウエハ２２に変形が生じてしまう。特に研削時に砥石で削られてダメージが残っている箇所や曲率が変化する場所では、応力集中がおきやすい。例えば、図１３（ｂ）の符号２２３で示した箇所や、図１４（ｃ）の符号２３３で示した箇所などである。

さらに、図１５（ｂ）（ｃ）に示すように、ウエハ２２の搬送装置８０の吸着部８１で押さえられている箇所（符号Ｂ）や、図１６（ｂ）に示すように、ウエハ２２の厚さが変化する箇所（符号Ｂ）などで変形が生じる。

図１５（ｃ）、図１６（ｂ）に矢印Ａで示すように、ウエハ２２が局所的に浮かび上がるように変形することで、ウエハ２２の研削面にクラックが発生してしまう。 従って、本発明は、上述した従来技術による問題点を解決するため、ウエハを、チャックテーブルに吸着し研削を行った後、ウエハを安全、かつ確実に取り上げることのできる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

本発明では、チャックテーブルの吸着面に半導体ウエハのおもて面側を吸着し、前記半導体ウエハの裏面を、外周部にリング状の補強部が残るように内側領域を凹状に研削してリング状の補強部が形成された半導体ウエハを前記チャックテーブルから搬送するにあたり、前記リング状の補強部が形成された半導体ウエハを保持する前に、保持する箇所とは別の部分を前記半導体ウエハの裏面からおもて面に向かって押圧し、前記チャックテーブルに陽圧を供給して、前記半導体ウエハのおもて面側の吸着を解除し、前記保持する箇所とは別の部分を前記半導体ウエハの裏面からおもて面に向かって行った押圧を解除した後、前記リング状の補強部が形成された半導体ウエハを保持したまま、前記チャックテーブルから取り上げるようにするものである。

これにより、上記の課題を解決することができる。

本発明によれば、ウエハを安全、かつ確実に取り上げることができる。また、所定の搬送先に円滑に搬送することができ、ウエハの割れ・欠けを抑制することができる。

第１の実施形態を示す図である。 図１に続く第１の実施形態を示す図である。 図２に続く第１の実施形態を示す図である。 第１の実施形態のタイミングチャートである。 第１の実施形態における搬送装置の要部を示す図であり、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は要部斜視図である。 第１の実施形態における搬送装置の変形例を示す図である。 第２の実施形態を示す図である。 図７に続く第２の実施形態を示す図である。 図８に続く第２の実施形態を示す図である。 第２の実施形態のタイミングチャートである。 第２の実施形態における搬送装置の変形例を示す図である。 リング状の補強部を有するウエハを示す図である。 リング状の補強部を有するウエハの製造工程を示す図である。 リング状の補強部を有するウエハの製造工程を示す図である。 従来の搬送装置を示す図である。 従来の搬送装置を示す図である。

以下、図に沿って本発明を実施するための形態を説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１２に示すようなウエハの外周部にリング状の補強部を備えたウエハを形成する工程として、図１３，図１４に示す方法がある。図１２，図１３，図１４について重複する説明は省略する。

図１〜図５は、この発明を適用する第１の実施形態を説明するための図である。なお、図４は、各部の圧力を示すタイミングチャートである。
図１（ａ）では、ウエハ２２がチャックテーブル１０の吸着面１２に吸着されている。吸着面１２は、ウエハ２２を吸着させる面が平坦に加工された多孔質材である。チャックテーブル１０は、給排気路１１を介して図示しない真空系に接続されている。真空系から供給される負圧（符号６０）が吸着面１２に伝達し、ウエハ２２を真空吸着し、図１２，図１３，図１４で説明したように、ウエハ２２の研削工程が完了した状態を示している。

ウエハ２２の次工程への搬送について、順を追って説明する。
図１（ａ）において、搬送装置４０が、研削工程の完了したウエハ２２の上部で待機する。搬送装置４０は、取り上げ装置としての吸着機構３０に加えて、押圧装置として、押圧パッド４３と押圧パッド支持アーム４２と押圧パッドスライド部４１とから構成されている。

ここで、補強部押圧機構としての押圧パッド４３は、ウエハ２２のリング状の補強部を押圧するものである。また、押圧パッド支持アーム４２は押圧パッド４３を支持するものであり、押圧パッドスライド部４１には、押圧パッド４３を吸着機構３０とは独立させて上下動作できるように、押圧パッド支持アームが固定されている。

この例では、押圧パッドには、弾性部材が用いられる。弾性部材は特に限定するものではないが、ウエハ２２のリング状の補強部の形状に倣って弾性変形可能であることと、後述する吸着面１２からのエアー等の吹き上げに抗する程度の剛性を有していることが望ましい。例えば、ＥＶＡ樹脂などの発泡樹脂や、シリコンゴムなどで形成される。押圧パッドは、ウエハ２２に形成されたリング状の補強部を覆うように、リング状に形成されていて、内周側、外周側ともにウエハ２２に形成されたリング状の補強部の幅よりも大きく、リング状の補強部を覆う大きさである。押圧パッドの大きさ（幅）は、内周側、外周側ともにリング状の補強部よりもともに１ｍｍ以上大きくしておくと、若干の位置ずれがあっても、リング状の補強部を覆うことができる。また、押圧パッドの内側は、少なくとも、凹部の側壁は覆うのが望ましい。さらに、ウエハが図１（ａ）に示すように、図１４のごとく２段階で研削加工したものである場合、第２の研削工程で生じる段差部も覆うようにするとよい。

図１（ａ）において、吸着機構３０の吸着部３１は、支持部３２（図２（ｂ）に図示）に固定され、押圧パッド４３とは独立して上下動作可能である。また、支持部３２内には吸着部３１の吸着面に通じる排気路（図示せず）を備えており、図示しない真空系に接続されて、吸着面にウエハ２２を吸着・保持するための負圧が供給可能となっている。

図１（ａ）に示す例では、吸着機構３０の吸着部３１のウエハへ接触面と、押圧パッドのウエハへ接触面は同一面上に位置している。図１（ｂ）に示すように、吸着部３１と押圧パッド４３を降下させて、吸着部３１はウエハ２２の薄化された面に接し、押圧パッド４３はウエハ２２のリング状の補強部に押し当てられて弾性変形する。ここでは、吸着部３１と押圧パッド４３とが同時に下降する例で説明したが、吸着部３１と押圧パッド４３のどちらか一方が先に下降してもよい。

図４（ａ）は、チャックテーブル１０の吸着面に載置されたウエハ２２に印加される圧力を示し、同図（ｂ）は吸着部３１からウエハ２２に印加する圧力を示し、同図（ｃ）は、押圧パッド４３によってウエハ２２に作用する圧力を示す。

図１（ｂ）の状態は、図４のｔ１に相当する。すなわち、図４（ａ）に示すようにチャックテーブル１０の吸着面１２には、負圧が供給されており、同図（ｂ）に示すように吸着部３１は図１（ａ）の状態から下降してウエハ２２に到達しているものの、ウエハ２２を吸着するための圧力（負圧）は供給されていない。押圧パッド４３はウエハ２２のリング状の補強部に到達した後、さらに弾性変形しながら押し当てられて、時刻ｔ１において、リング状の補強部を所定の圧力で押圧している。

続いて、図２（ａ）に進む。図２（ａ）では、給排気路１１に供給されていた負圧が遮断され、ウエハ２２をチャックテーブル１０から取り外しやすくするためにチャックテーブル１０の吸着面１２に対して図示しない陽圧供給装置から陽圧７０の印加が開始される。陽圧は、給排気路１１から水，エアー，水とエアーを混合したものなどを供給することで与える（時刻ｔ２）。

このとき、リング状の補強部ならびにその周辺部は、押圧パッドによって、チャックテーブル側に押さえつけられており、吸着面１２から、水，エアー，水とエアーを混合したものが噴出そうとしても、図１５（ｃ）に示したような局所的な浮き上がりが発生しない。局所的に浮き上がることがないので、研削時に砥石で削られてダメージが残っている箇所や曲率が変化する場所に応力が集中することがない。吸着面１２に陽圧を印加した際にウエハ２２にクラックが生じるなどの損傷を与えることがない。

所定時間継続して陽圧７０を印加した後、陽圧７０の印加を停止する（時刻ｔ３）。
続いて、図２（ｂ）に進む。陽圧７０の印加を停止した後、時刻ｔ４のタイミングで押圧パッドスライド部４１のみを上昇させる。支持部３２は移動せず、吸着部３１は移動しない。押圧パッドスライド部４１の上昇により、押圧パッド４３による押圧力も減少し、押圧パッド４３がウエハ２２のリング状の補強部から離れた時点で補強部への押圧力もゼロとなる。

続いて、時刻ｔ５のタイミングで、吸着部３１に対し、支持部３２内の排気路（図示せず）を介して負圧を供給し、吸着部３１の吸着面をウエハ２２の薄化した部分に吸着させる。

このとき、チャックテーブル１０の吸着面１２には、図２（ａ）で説明したように、時刻ｔ２〜ｔ３の期間で陽圧７０が印加され、ウエハ２２の吸着面１２への吸着が解除されている。そのため、吸着部３１によってウエハ２２を吸着した後、図３（ａ）に示すように、吸着部３１を上昇させることによりウエハ２２をチャックテーブル１０から容易に取り上げることができる。吸着部３１の上昇は、吸着部３１が固定されている支持部３２を上昇させて行う。

続いて、吸着部３１にウエハ２２を吸着させた状態で、搬送装置４０が水平方向へ移動を開始する（図３（ｂ））。
上記の実施形態によれば、ウエハ２２のチャックテーブル１０への吸着を迅速に解除することができる。図４の時刻ｔ２〜時刻ｔ３は数秒（例えば３秒）程度であり、従来、ウエハに損傷を与えないよう、自然に吸着が解除されるまで１０秒程度要していたものが、大幅に時間を短縮できる。そして、ウエハに損傷を与えずに取り上げることができ、次の工程へ迅速に送ることができる。

図５は搬送装置４０の要部を示す図であり、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は要部斜視図である。吸着部３１は支持部３２に固定されており、支持部３２の内部には、吸着部３１の吸着面に図示しない真空系からの負圧を供給するための排気路が設けられている。支持部３２の外周には、押圧パッドスライド部４１が支持部３２とは独立させて上下動作できるように配置されている。押圧パッドスライド部４１は、図示しない駆動部からの動力によって上下に動作する。図５（ａ），（ｂ）では、押圧パッドスライド部４１が上昇して、吸着部３１の吸着面より、押圧パッド４３のウエハ２２への接触面が上に位置した状態を示している。つまり、支持部３２と押圧パッドスライド部４１は同軸に構成されているので、搬送装置４０として、ウエハ２２（チャックテーブル１０）の上部へ移動し、また、チャックテーブル１０の上部から他の位置へ移動する際には、吸着部３１と押圧パッド４３が一体に移動する。

なお、図５には、押圧パッド支持板４４を図示している。図１〜図３に示したように、押圧パッド４３を押圧パッド支持アーム４２にて直接支持するようにしてもよいが、押圧パッド支持アーム４２に押圧パッド支持板４４を固定し、押圧パッド支持板４４に押圧パッド４３を固定してもよい。押圧パッド支持板４４は、押圧パッド４３の上下動作の際、吸着部３１に干渉しないような形状であり、例えば、図５（ｂ）に示すように、中央部がくりぬかれた円板状をしている。このように、押圧パッド支持板４４で押圧パッド４３を支持することにより、発泡樹脂などの弾性部材で構成された押圧パッド４３を確実に保持し、また、押圧力をウエハ２２へ均等に印加することができる。

図６は、第１実施形態の変形例を示す図である。
図６（ａ）は、図１（ａ）に示した搬送装置４０の弾性部材で形成された押圧パッド４３を、弾性変形しにくい押圧材４５に変更したものである。押圧材４５は、例えば、ポリカーボネート，ポリアミドなどのエンジニアリングプラスチックで成形されたものを用いてもよい。

押圧材４５は弾性変形しにくい材質を用いているので、ウエハ２２のリング状の補強部へ押し当てた際に、補強部の形状に倣って変形することはない。しかしながら、リング状の補強部を押圧材４５によって、チャックテーブル側に押さえつけているため、吸着面１２から、水，エアー，水とエアーを混合したものが噴出そうとしても、図１５（ｃ）に示したような局所的な浮き上がりは発生しない。

また、押圧材４５自身に剛性があるので、押圧パッド支持アーム４２への取り付けも容易である。
図６（ｂ）は、図１（ａ）に示した搬送装置４０の弾性部材で形成された押圧パッド４３を、内部が中空の押圧チューブ４７に変更したものである。押圧チューブ４７は、ゴムなどの弾性部材で形成されたリング状チューブであり、内部に空気などが充填されている。図１（ｂ）と同様に、ウエハ２２のリング状の補強部へ押し付けることにより、弾性的に変形し、図５（ｂ）に示すように、補強部の形状に倣って変形する。

押圧チューブは内部を空気等で充填した状態で押圧パッド支持アーム４２に取り付けてもよいし、押圧パッド支持アーム４２に代えて、押圧チューブ４７への給排気路を備えた押圧チューブ支持アーム４６に取り付けてもよい。

リング状の補強部を押圧チューブ４７によってチャックテーブル側に押さえつけているため、吸着面１２から、水，エアー，水とエアーを混合したものが噴出そうとしても、図１５（ｃ）に示したような局所的な浮き上がりは発生しない。

また、押圧チューブ支持アーム４６を用いることで、チューブ内の気圧を調整でき、補強部の形状に倣うように変形させる度合いと、押圧力とを調整することができる。
＜第２の実施形態＞
次に、図７〜図１０を用いて、この発明の第２の実施形態を説明する。

図７〜図１０は、この発明を適用する第２の実施形態を説明するための図である。なお、図１０は、各部の圧力を示すタイミングチャートである。
図７（ａ）では、ウエハ２２がチャックテーブル１０の吸着面１３，１４に吸着されている。吸着面１３，１４は、ウエハ２２を吸着させる面が平坦に加工された多孔質材である。ウエハ２２の外周部を吸着する吸着面１３は、密度が密な多孔質材であり、給排気路１１からの負圧をウエハ２２の吸着面に伝えやすい構造となっている。密度が密な多孔質材であるため、吸着面１３のウエハ２２と接しない（ウエハ２２で覆われない）外周部分が、露出していても、ここから、真空系（給排気路１１）への外気のリークを最小限に抑えられるようになっている。

ウエハ２２の中央部分を吸着する吸着面１４は、密度が粗な多孔質材であり、給排気路１１からの負圧をウエハ２２の吸着面に伝えやすい構造となっている。
チャックテーブル１０は、給排気路１１を介して図示しない真空系に接続されている。真空系から供給される負圧（符号６０）が吸着面１３，１４に伝達し、ウエハ２２を真空吸着し、図１２，図１３，図１４で説明したように、ウエハ２２の研削工程が完了した状態を示している。

ウエハ２２の次工程への搬送について、順を追って説明する。
図７（ａ）において、搬送装置５０が、研削工程の完了したウエハ２２の上部で待機する。搬送装置５０は、ウエハ２２のリング状の補強部を外周側から保持する保持機構としての保持部５２、保持部５２を支持する支持アーム５１を備える。そして、さらに、保持部５２とは独立させて上下動作し、ウエハ２２の薄化された部分を押圧する内周領域押圧機構としての押圧パッド５４と、これを支持する支持部５３から構成されている。この例では、押圧パッドには、弾性部材が用いられる。弾性部材は特に限定するものではないが、ウエハ２２の薄化された中央部分（内周領域）を押圧するとともに、リング状の補強部の形状に倣って弾性変形可能であることと、後述する吸着面１２からのエアー等の吹き上げに抗する程度の剛性を有していることが望ましい。例えば、ＥＶＡ樹脂などの発泡樹脂や、シリコンゴムなどで形成される。

押圧パッド５４は、ウエハ２２の薄化された凹部とリング状の補強部の内周側を覆うように、円形に形成されている。つまり薄化された凹部より若干大きめに形成され、リング状の補強部の内側を覆う大きさである。押圧パッド５４の直径は、リング状の補強部の内周側の端部の直径よりも１ｍｍ以上大きくしておくと、若干の位置ずれがあっても、リング状の補強部の内周側の段差を覆うことができる。また、押圧パッドは、ウエハ２２の薄化された凹部の側壁（リング状の補強部の内周側）を覆うのがよい。ただ、少なくとも、薄化された凹部を抑えることができれば、後述するように、図１６（ｂ）のような局所的な浮き上がりを抑制することができる。

さらに、ウエハが図７（ａ）に示すように、図１４のごとく２段階で研削加工したものである場合、第２の研削工程で生じる段差部も覆うようにするとよい。
図７（ａ）において、保持部５２は、ウエハ２２の外周よりもさらに外側の位置で待機しており、支持部５３に固定された押圧パッド５４とは独立して上下動作可能である。図７（ａ）に示す例では、押圧パッド５４も、ウエハ２２の上部にて待機している。

図７（ｂ）に示すように、保持部５２と押圧パッド５４を降下させて、押圧パッド５４はウエハ２２の薄化された凹部に押し当てられて弾性変形する。ここでは、保持部５２と押圧パッド５４とが同時に下降する例で説明したが、保持部５２と押圧パッド５４のどちらか一方が先に下降してもよい。

図１０（ａ）は、チャックテーブル１０の吸着面に載置されたウエハ２２に印加される圧力を示し、同図（ｂ）は保持部５３がウエハ２２の外周部（リング状の補強部）を保持している状況を示し、同図（ｃ）は、押圧パッド５４によってウエハ２２に作用する圧力を示す。

図７（ｂ）の状態は、図１０のｔ１に相当する。すなわち、図１０（ａ）に示すようにチャックテーブル１０の吸着面１３，１４には、負圧が供給されており、同図（ｂ）に示すように保持部５３は図７（ａ）の状態から下降してウエハ２２と同じ高さに到達しているものの、ウエハ２２を保持する位置への移動はしていない。押圧パッド５４はウエハ２２の薄化された凹部に到達した後、さらに弾性変形しながら押し当てられて、時刻ｔ１において、薄化された凹部をリング状の補強部の一部を所定の圧力で押圧している。

続いて、図８（ａ）に進む。図８（ａ）では、保持部５２がウエハ２２の外周から接近し、リング状の補強部を保持する。図８の例では、保持部５２はリング状の補強部の上面と下面を保持するように構成している。リング状の補強部の上面を保持することで、後述する水，エアー等の噴出しによってがウエハ２２の最外周部が浮き上がるのを防ぐことができる。また、リング状の補強部の下面を保持することで、後の工程でウエハ２２を容易に取り上げることができる。

次に、給排気路１１に供給されていた負圧を遮断する。そして、ウエハ２２をチャックテーブル１０から取り外しやすくするためにチャックテーブル１０の吸着面１３，１４に対して陽圧７０の印加が開始される。陽圧は、給排気路１１から水，エアー，水とエアーを混合したものなどを供給することで与える（図１０、時刻ｔ２）。

このとき、ウエハ２２の薄化された凹部とリング状の補強部との境界部分ならびにリング状の補強部の一部は、押圧パッドによって、チャックテーブル側に押さえつけられている。吸着部１３，１４から、水，エアー，水とエアーを混合したものが噴出そうとしても、図１６（ｂ）に示したような局所的な浮き上がりが発生しない。局所的に浮き上がることがないので、研削時に砥石で削られてダメージが残っている箇所や曲率が変化する場所に応力が集中することがない。吸着面１３，１４に陽圧を印加した際にウエハ２２にクラックが生じるなどの損傷を与えることがない。所定時間継続して陽圧７０を印加した後、陽圧７０の印加を停止する（図１０、時刻ｔ３）。

続いて、図８（ｂ）に進む。陽圧７０の印加を停止した後、図１０の時刻ｔ４のタイミングで押圧パッド５４のみを上昇させる。保持部５２は移動しない。押圧パッド５４の上昇により、押圧パッド５４による押圧力も減少し、押圧パッド５４がウエハ２２から離れた時点でウエハへの押圧力もゼロとなる。

このとき、チャックテーブル１０の吸着面１２には、図８（ａ）で説明したように、時刻ｔ２〜ｔ３の期間で陽圧７０が印加され、ウエハ２２の吸着面１３，１４への吸着が解除されている。また、ウエハ２２の外周（リンク状の補強部）は保持部５２によって保持されている。よって、図９（ａ）に示すように、保持部５２を上昇させることによりウエハ２２をチャックテーブル１０から容易に取り上げることができる。保持部５２の上昇は、押圧パッド５４が固定されている支持部５３とともに上昇させて行う。このようにすることで、押圧パッド５４が再びウエハ２２に接触することはない。

続いて、保持部５２でウエハ２２の外周（リンク状の補強部）を保持した状態のまま、搬送装置５０が水平方向へ移動を開始する（図９（ｂ））。
上記の実施形態によれば、ウエハ２２のチャックテーブル１０への吸着を迅速に解除することができる。図１０の時刻ｔ２〜時刻ｔ３は数秒（例えば３秒）程度であり、従来、ウエハに損傷を与えないよう、自然に吸着が解除されるまで１０秒程度要していたものが、大幅に時間を短縮できる。そして、ウエハに損傷を与えずに取り上げることができ、次の工程へ迅速に送ることができる。

なお、図示は省略するが、図７に示した押圧パッド５４を、図５に示した例と同様に、押圧パッド支持板をさらに備えて、押圧パッド支持板に押圧パッド５４を固定してもよい。押圧パッド支持板を設ける場合は、押圧パッド５４の上下動作の際、保持部５２に干渉しないような形状であればよい。このように、押圧パッド支持板で押圧パッド５４を支持することにより、発泡樹脂などの弾性部材で構成された押圧パッド５４を確実に保持し、また、押圧力をウエハ２２へ均等に印加することができる。

図１１は、第２実施形態の変形例を示す図である。
図１１（ａ）は、図７（ａ）に示した搬送装置５０の弾性部材で形成された押圧パッド４３を、弾性変形しにくい押圧材５５に変更したものである。押圧材５５は、例えば、ポリカーボネート，ポリアミドなどのエンジニアリングプラスチックで成形されたものを用いてもよい。

押圧材５５は、ウエハ２２の薄化された凹部にのみ押し当てるようにする。これは、押圧材５５が弾性変形しにくい材質を用いているためであり、リング状の補強部の内周領域の段差部の形状に倣って変形しないためである。ウエハ２２の薄化された凹部のみを押圧材５５によって、チャックテーブル側に押さえつけているため、吸着面１４から、水，エアー，水とエアーを混合したものが噴出そうとしても、図１６（ｂ）に示したような局所的な浮き上がりは発生しない。

また、押圧材５５自身に剛性があるので、支持部５３への取り付けも容易である。
図１１（ｂ）は、図７（ａ）に示した搬送装置５０の弾性部材で形成された押圧パッド５４を、内部が中空の押圧バルーン５７に変更したものである。押圧バルーン５７は、ゴムなどの弾性部材で形成され、内部が中空の袋（バルーン）であり、内部に空気などが充填されている。図７（ｂ）と同様に、ウエハ２２のリング状の補強部へ押し付けることにより、弾性的に変形し、図１１（ｂ）に示すように、補強部の形状に倣って変形する。

押圧バルーンは内部を空気等で充填した状態で支持部５３に取り付けてもよいし、支持部５３に代えて、押圧バルーン５７への給排気路を備えた押圧バルーン支持部５６に取り付けてもよい。

ウエハ２２の薄化された部分とリング状の補強部の一部を押圧バルーン５７によってチャックテーブル側に押さえつけているため、吸着面１３，１４から、水，エアー，水とエアーを混合したものが噴出そうとしても、図１６（ｂ）に示したような局所的な浮き上がりは発生しない。

また、押圧バルーン支持部５６を用いることで、バルーン内の気圧を調整でき、補強部の形状に倣うように変形させる度合いと、押圧力とを調整することができる。

１０：チャックテーブル
１１：給排気路
１２，１３，１４：吸着面
２０，２２，２３：ウエハ
３０：吸着機構
４０，５０，８０，９０：搬送装置
３１：吸着部
３２：支持部
４１：押圧パッドスライド部
４２：押圧パッド支持アーム
４３：押圧パッド
４４：押圧パッド支持板
４５：押圧材
４６：押圧チューブ支持アーム
４７：押圧チューブ
５１：支持アーム
５２：保持部
５３：支持部
５４：押圧パッド
５５：押圧材
５６：押圧バルーン支持部
５７：押圧バルーン
７０，７１：水，エアー，水とエアーを混合したものなどによる陽圧
８１：吸着部
８２：支持部
９１：アーム
９２：保持部
１１０：オリエンテーションフラット
１１１，１２１，１２２，１２３：リング状の補強部
１２０：ノッチ
１３１，１３２，１３３：研削部

Claims (15)

1. チャックテーブルの吸着面に半導体ウエハのおもて面側を吸着する工程と、
   前記半導体ウエハの裏面を、外周部にリング状の補強部が残るように内側領域を凹状に研削する工程と、
   前記リング状の補強部が形成された半導体ウエハを保持して、前記チャックテーブルから搬送する搬送工程を有する半導体装置の製造方法において、
   前記搬送工程は、
   前記リング状の補強部が形成された半導体ウエハを保持する前に、保持する箇所とは別の部分を前記半導体ウエハの裏面からおもて面に向かって押圧する押圧工程と、
   前記チャックテーブルに陽圧を供給して、前記半導体ウエハのおもて面側の吸着を解除する吸着解除工程と、
   前記押圧工程で前記保持する箇所とは別の部分を前記半導体ウエハの裏面からおもて面に向かって行った押圧を解除する押圧解除工程と、
   前記リング状の補強部が形成された半導体ウエハを保持したまま、前記チャックテーブルから取り上げる取り上げ工程と、
   からなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記押圧工程で押圧する部分は、前記吸着解除工程で前記チャックテーブルに陽圧を供給した際に、前記リング状の補強部が形成された半導体ウエハが局所的に変形しやすい部分であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 請求項１または２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
   前記押圧工程は、
   前記リング状の補強部を前記半導体ウエハの裏面からおもて面に向かって押圧する補強部押圧工程と、前記凹状の内側領域に、前記半導体ウエハを保持する部材を当接させる工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記補強部押圧工程は、
   前記リング状の補強部に弾性部材を押し当てて、該弾性部材を前記リング状の補強部の形状に倣って弾性変形させる工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 請求項３に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記取り上げ工程は、前記押圧解除工程に続いて、前記凹状の内側領域に、前記半導体ウエハを保持するために当接させていた部材に負圧を供給して、前記凹状の内側領域を吸着して行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. 請求項１または２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法において、
   前記押圧工程は、
   前記凹状の内側領域を前記半導体ウエハの裏面からおもて面に向かって押圧する内側領域押圧工程と、前記リング状の補強部を外周側から保持する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. 請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
   前記内側領域押圧工程は、
   前記凹状の内側領域と前記リング状の補強部の内周領域に弾性部材を押し当てて、該弾性部材を前記リング状の補強部の形状に倣って弾性変形させる工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 加工対象の半導体ウエハのおもて面を吸着するチャックテーブルと、
   前記半導体ウエハの裏面を、外周部にリング状の補強部が残るように内側領域を凹状に研削する研削装置と、
   前記リング状の補強部が形成された半導体ウエハを保持して、前記チャックテーブルから搬送する搬送装置とを有する半導体製造装置において、
   前記搬送装置は、
   前記リング状の補強部が形成された半導体ウエハを保持する箇所とは別の部分を前記半導体ウエハの裏面からおもて面に向かって押圧する押圧装置と、
   前記チャックテーブルに陽圧を供給する陽圧供給装置と、
   前記リング状の補強部が形成された半導体ウエハを保持して前記チャックテーブルから取り上げる取り上げ装置と、
   からなることを特徴とする半導体製造装置。
9. 請求項８に記載の半導体製造装置において、
   前記押圧装置は、前記陽圧供給装置によって前記チャックテーブルに陽圧を供給した際に、前記リング状の補強部が形成された半導体ウエハが局所的に変形しやすい部分を押圧するものであることを特徴とする半導体製造装置。
10. 請求項８または９のいずれかに記載の半導体製造装置において、
    前記押圧装置は、
    前記リング状の補強部を前記半導体ウエハの裏面からおもて面に向かって押圧する補強部押圧機構と、前記凹状の内側領域で前記半導体ウエハを保持する保持機構を含むことを特徴とする半導体製造装置。
11. 請求項１０に記載の半導体製造装置において、
    前記補強部押圧機構は、
    前記リング状の補強部に接する部分を弾性部材で構成することを特徴とする半導体製造装置。
12. 請求項１０に記載の半導体製造装置において、
    前記保持機構は、前記凹状の内側領域を吸着する吸着機構を含むことを特徴とする半導体製造装置。
13. 請求項１０に記載の半導体装置において、
    前記補強部押圧機構は、該補強部押圧機構を支持するスライド部を有し、該スライド部は、前記保持機構を支持する支持部を軸として動作可能に嵌装することにより、前記、補強部押圧機構と前記保持機構は、互いに独立して上下動作するものであることを特徴とする半導体製造装置。
14. 請求項８または９のいずれかに記載の半導体製造装置において、
    前記押圧装置は、
    前記凹状の内側領域を前記半導体ウエハの裏面からおもて面に向かって押圧する内側領域押圧機構と、前記リング状の補強部を外周側から保持する保持機構を含むことを特徴とする半導体製造装置。
15. 請求項１４に記載の半導体製造装置において、
    前記内側領域押圧機構は、
    前記凹状の内側領域と前記リング状の補強部の内周領域に接する部分を弾性部材で構成することを特徴とする半導体製造装置。
    

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