JP6105689B2 - 半導体ウエハ保持具、半導体ウエハ研削装置、及び、半導体ウエハ研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハ保持具、半導体ウエハ研削装置、及び、半導体ウエハ研削方法に関する。

真空チャックに半導体ウエハを固定する種々の半導体ウエハ保持具が知られている。例えば、真空チャック本体のチャック面に液体を介在させて半導体ウエハを保持するチャッキング方法が開示されている（特許文献１参照）。また、このチャッキング方法では、リング状部材が半導体ウエハの外周縁を覆うように配置される。

特許文献１には、上記チャッキング方法によれば、半導体ウエハの周縁をリング状部材で保持するため、半導体ウエハを確実に保持することができ、半導体ウエハを高品位に表面加工することができると記載されている。

特開平１０−２７７９２９号公報

しかしながら、上記チャッキング方法では、半導体ウエハの被研削面を研削する際に、半導体ウエハがダメージを受ける恐れがある。半導体ウエハの被研削面を研削する際には、真空チャック本体が半導体ウエハを砥石に押し付ける。また、例えば、真空チャック本体のチャック面と半導体ウエハとの間に半導体ウエハの破片、砥粒等の異物が侵入する恐れがある。このような場合には、異物が半導体ウエハの被研削面と反対側の面を押圧して凹部を形成する。

被研削面の研削が終了すると、真空チャック本体のチャック面から半導体ウエハが取り外される。このとき、半導体ウエハの被研削面と反対側の面に形成された凹部が弾性回復する。その結果、この凹部に対向する位置の半導体ウエハの被研削面に凹部が形成される。この現象は、「転写」と呼ばれている。すなわち、真空チャック本体のチャック面と半導体ウエハとの間に異物が侵入した場合には、転写によって、被研削面に凹部が形成される。したがって、半導体ウエハを高品位に研削することができない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、半導体ウエハを高品位に研削することができる半導体ウエハ保持具、半導体ウエハ研削装置、及び、半導体ウエハ研削方法を提供することを目的としている。

本発明の第１の形態に係る半導体ウエハ保持具は、半導体ウエハの被研削面を研削する際に前記半導体ウエハを保持する半導体ウエハ保持具であって、キャリア、及び、吸着部材を備える。前記キャリアは、前記半導体ウエハよりも高硬度且つ高強度を有する材料で板状に形成される。また、前記キャリアは、その一方側の面が真空チャックのチャック面に吸着され、その他方側の面が前記吸着部材を支持する。前記吸着部材は、前記半導体ウエハよりも硬度が低い材料で板状に形成される。また、前記吸着部材は、その一方側の面が前記キャリアに支持され、その他方側の面が前記半導体ウエハを支持する。

本発明の第２の形態に係る半導体ウエハ保持具は、前記第１の形態に係る半導体ウエハ保持具であって、前記キャリアは、前記吸着部材の周囲に立設された固定壁を有する。

本発明の第３の形態に係る半導体ウエハ保持具は、前記第１の形態に係る半導体ウエハ保持具であって、前記吸着部材の外周部に配置され、前記半導体ウエハを固定する固定壁を有する。

本発明の第４の形態に係る半導体ウエハ保持具は、前記第１の形態から前記第３の形態のいずれか１つの半導体ウエハ保持具であって、前記キャリアの前記一方側の面は、粗度が１μｍＲａ以下に形成されている。

本発明の第５の形態に係る半導体ウエハ保持具は、前記第１の形態から前記第４の形態のいずれか１つの半導体ウエハ保持具であって、前記キャリアの前記一方側の面は、前記半導体ウエハの直径に相当する長さ当たりの平坦度が、前記半導体ウエハに要求される平坦度以下に形成されている。

本発明の第６の形態に係る半導体ウエハ保持具は、前記第１の形態から前記第５の形態のいずれか１つの半導体ウエハ保持具であって、前記キャリアの材料は、カーボンファイバーである。

本発明の第７の形態に係る半導体ウエハ保持具は、前記第１の形態から前記第６の形態のいずれか１つの半導体ウエハ保持具であって、前記吸着部材は、塑性を有する材料で形成される。

本発明の第８の形態に係る半導体ウエハ保持具は、前記第７の形態に係る半導体ウエハ保持具であって、前記吸着部材は、フェルトとエポキシ樹脂とを含む材料を圧縮して形成される。

本発明に係る半導体ウエハ研削装置は、前記半導体ウエハの前記被研削面を研削する半導体ウエハ研削装置であって、前記第１の形態から前記第８の形態のいずれか１つの半導体ウエハ保持具、前記真空チャック、及び、研削部を備える。前記真空チャックは、前記半導体ウエハ保持具を吸着する前記チャック面を有する。前記研削部は、前記半導体ウエハの前記被研削面を研削する砥石を有する。

本発明に係る半導体ウエハ研削方法は、前記半導体ウエハの前記被研削面を研削する半導体ウエハ研削方法であって、前記第１の形態から前記第８の形態のいずれか１つの半導体ウエハ保持具を前記真空チャックのチャック面に吸着させ、前記半導体ウエハ保持具が前記半導体ウエハを保持し、前記被研削面を砥石で研削する。

本発明の半導体ウエハ保持具、半導体ウエハ研削装置、及び、半導体ウエハ研削方法によれば、半導体ウエハを高品位に研削することができる。

半導体ウエハの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る半導体ウエハ研削装置の側面図である。 図２に示す真空チャック及び第１実施形態に係る半導体ウエハ保持具の側面図である。 図３に示す第１実施形態に係る半導体ウエハ保持具の分解図である。 図２に示す真空チャック及び第２実施形態に係る半導体ウエハ保持具の側面図である。 図５に示す第２実施形態に係る半導体ウエハ保持具の分解図である。

以下、本発明の実施形態について、図面（図１〜図６）を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。まず、図１を参照して半導体ウエハの製造方法を説明する。図１は半導体ウエハの製造方法を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０において、円柱状のインゴットを切断して円板状の半導体ウエハを得る。次に、ステップＳ２０において、半導体ウエハの周縁部の割れ及び欠けを抑制するために、半導体ウエハの周縁部を面取りする。次に、ステップＳ３０において、半導体ウエハの主面と反対側の被研削面をラッピングして半導体ウエハを所定の厚みにする。次に、ステップＳ４０において、半導体ウエハをエッチングして、ラッピングによって発生した加工歪みを除去する。そして、ステップＳ５０において、半導体ウエハの被研削面をポリッシングして鏡面状にする。最後に、ステップＳ６０において、半導体ウエハを薬液で洗浄してパーティクル等の不純物を除去する。

本実施形態の半導体ウエハ研削装置１００は、例えば図１のステップＳ３０のラッピング工程及びステップＳ５０のポリッシングの少なくとも一方において使用される。ただし、ラッピング工程で使用される場合であっても、ラッピング法は用いない。また、ラッピング法とは、「回転する上下のラップ定盤の間で、ウエハをセットしたキャリアが自公転し、砥粒を含んだ研磨剤を介してウエハとラップ定盤とをすり合わせることによる機械研磨法」を意味する。換言すれば、本実施形態の半導体ウエハ研削装置１００は、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを砥石２１によって研削する（図２参照）。また、半導体ウエハ研削装置１００の研削能力が高く、且つ、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを美麗に研削することができる場合には、図１のステップＳ３０及びステップＳ４０を省略することが可能である。

＜第１実施形態＞
次に、図２を参照して、本発明の実施形態に係る半導体ウエハ研削装置１００の構成について説明する。図２は本発明の実施形態に係る半導体ウエハ研削装置１００の側面図である。

図２に示すように、半導体ウエハ研削装置１００は、２つのウエハ保持部１、及び、１つの研削ホイール２を備える。２つのウエハ保持部１は、互いに同じ構成を有する。

ウエハ保持部１は、真空チャック１１、半導体ウエハ保持具１２、及び、第１駆動部１５を備える。真空チャック１１は、半導体ウエハ保持具１２を保持する。また、真空チャック１１は、半導体ウエハ保持具１２と一体に昇降及び回転する。第１駆動部１５は、モータ等を備え、真空チャック１１を、昇降すると共に回転駆動する。第１駆動部１５は、真空チャック１１を、真空チャック１１の中心軸１３を中心に回転駆動する。また、第１駆動部１５は、例えば、矢印Ｒ１で示すように、真空チャック１１を上から見て反時計回りに回転駆動する。

第１駆動部１５は、真空チャック１１を、上限位置と下限位置との間で昇降する。真空チャック１１を退避させるときには、第１駆動部１５は、真空チャック１１を上限位置に移動する。よって、上限位置を退避位置と記載する場合もある。また、半導体ウエハＷを研削するときには、第１駆動部１５は、真空チャック１１を下限位置に移動する。よって、下限位置を研削位置と記載する場合もある。また、半導体ウエハＷを研削するときには、第１駆動部１５は、真空チャック１１に保持された半導体ウエハ保持具１２及び半導体ウエハＷを研削ホイール２に向けて押圧する。換言すれば、半導体ウエハＷは、真空チャック１１によって研削ホイール２に向けて押圧される。

研削ホイール２は、砥石２１、ホルダー２２、支軸２３、及び、第２駆動部２５を備える。砥石２１は、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａ（図２では下面）と対向して配置される。また、砥石２１は、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａに摺接され、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを研削する。砥石２１は、円環状に形成されている。砥石２１は、ホルダー２２に固定される。

ホルダー２２は、砥石２１を支持する。ホルダー２２は、円板状に形成される。支軸２３は、ホルダー２２を回転自在に支持する。支軸２３は、ホルダー３１の砥石２１と反対側の面の中心部に垂直に固定されている。支軸２３は、ホルダー２２及び砥石２１を、支軸２３の中心軸２４を中心に回転駆動する。第２駆動部２５は、例えば、矢印Ｒ２で示すように、研削ホイール２を上から見て反時計回りに回転駆動する。

支軸２３の中心軸２４は、真空チャック１１の中心軸１３と平行に配置される。また、支軸２３の中心軸２４は、２つの真空チャック１１の中心軸１３の中央に位置している。換言すれば、２つの真空チャック１１の中心軸１３は、支軸２３の中心軸２４に対して互いに線対称な位置に配置されている。

次に、図３を参照して、真空チャック１１及び半導体ウエハ保持具１２の構成について説明する。図３は、真空チャック１１及び第１実施形態に係る半導体ウエハ保持具１２の側面図である。真空チャック１１は、チャック本体１１１、吸引通路１１２、吸引部１１３、及び、吸引源１１４を備えている。チャック本体１１１は、その下端位置に吸引部１１３が配置されている。また、チャック本体１１１は、その内部に吸引通路１１２が形成されている。

吸引通路１１２は、吸引源１１４によって生成された負圧を、吸引部１１３に伝達する。吸引源１１４は、例えば、真空ポンプを備え、吸引通路１１２内の気圧を予め設定された所定気圧以下にする。所定気圧は、例えば、大気圧に対する差分気圧が７０ｋＰａである。吸引部１１３は、多孔質部材により円板状に形成されている。例えば、吸引部１１３は、ポーラスセラミックスにより形成されている。すなわち、吸引部１１３には、細孔（ポーラス）が形成されている。また、真空チャック１１は、いわゆる「ポーラスチャック」である。細孔径は、例えば、４０μｍ〜６０μｍである。

本実施形態では、真空チャック１１がポーラスチャックである形態について説明するが、これに限定されない。例えば、吸引部１１３は、微細な孔が形成されたセラミックスでもよい。具体的には、例えば、吸引部１１３に、吸引通路１１２とキャリア１２１の上面１２１ａとの間を挿通する円筒状の複数の孔が形成されている形態でもよい。孔の直径は、例えば、０．５ｍｍであり、孔の個数は、例えば、１００個である。

また、吸引部１１３の下面には、半導体ウエハ保持具１２が固定される。具体的には、吸引部１１３の上面に印加された負圧が、吸引部１１３に形成された細孔を介して吸引部１１３の下面（チャック面１１３ａ）に伝達される。すなわち、吸引部１１３のチャック面１１３ａに配置された半導体ウエハ保持具１２は、吸引部１１３の上面に印加された負圧によって、吸引部１１３のチャック面１１３ａに吸着される。

半導体ウエハ保持具１２は、キャリア１２１及び吸着部材１２２を備える。キャリア１２１は、半導体ウエハＷよりも高硬度且つ高強度を有する材料で円板状に形成されている。例えば、キャリア１２１の材料は、カーボンファイバーである。また、キャリア１２１は、その一方側の面（図３では上面１２１ａ）が真空チャック１１のチャック面１１３ａに吸着される。また、キャリア１２１は、その他方側の面（図３では下面）が吸着部材１２２を支持する。

吸引部１１３の外径は、吸引保持するキャリア１２１の外径より大きいか、又は、キャリア１２１の外径と等しくなるように構成されている。図３では、吸引部１１３の外径がキャリア１２１の外径より若干大きい。吸引部１１３の外径がキャリア１２１の外径より大きい場合は、その差は、例えば２ｍｍ以下である。吸引部１１３の外径とキャリア１２１との差が大きい程、キャリア１２１の外縁より外側に位置する吸引部１１３の面積が大きくなる。よって、キャリア１２１の外縁より外側に位置する吸引部１１３から吸引通路１１２に大気が流入する。したがって、吸引通路１１２内の真空度が低下する。換言すれば、吸引通路１１２内の真空度を高めるためには、吸引部１１３の外径とキャリア１２１との差を小さくすることが好ましい。

キャリア１２１の上面１２１ａは、低粗度に形成されている。例えば、キャリア１２１の上面１２１ａは、粗度が１μｍＲａ以下に形成されている。また、キャリア１２１は、高平坦度に形成されている。例えば、キャリア１２１は、半導体ウエハＷの直径に相当する長さ当たりの平坦度が、半導体ウエハＷに要求される平坦度以下に形成されている。具体的には、キャリア１２１は、例えば、長さ１５０ｍｍ当たりの平坦度が１μｍ以下に形成されている。なお、キャリア１２１の「平坦度」とは、キャリア１２１の厚みの差の最大値である。換言すれば、キャリア１２１の「平坦度」とは、キャリア１２１の厚みの最大値と最小値との差である。また、半導体ウエハＷに要求される「平坦度」は、例えば、ＧＢＩＲ（Ｇｌｏｂａｌ ｂａｃｋｓｉｄｅ ｉｄｅａｌ ｒａｎｇｅ）で規定される。

キャリア１２１は、吸着部材１２２の周囲に立設された固定壁１２１ｂを有する。固定壁１２１ｂは円環状に形成される。固定壁１２１ｂは、水平方向の半導体ウエハＷの移動を規制する。また、固定壁１２１ｂの内周面の直径は、吸着部材１２２の直径と略同一に形成されている。すなわち、固定壁１２１ｂの内側に、吸着部材１２２が隙間なく嵌まる。また、固定壁１２１ｂの外周面の直径は、キャリア１２１の直径と略同一に形成されている。固定壁１２１ｂの高さＨＷは、吸着部材１２２の厚さＴＢより大きい。

吸着部材１２２は、その一方側の面（図３では上面）がキャリア１２１に支持され、その他方側の面（図３では下面）が半導体ウエハＷを支持する。換言すれば、吸着部材１２２は、キャリア１２１の固定壁１２１ｂの内側に収納され、キャリア１２１と半導体ウエハＷとの間に配置される。

吸着部材１２２は、半導体ウエハＷと比較して硬度が低い材料で、円板状に形成される。また、吸着部材１２２は、塑性を有する材料で形成される。すなわち、吸着部材１２２は、変形自在に形成されている。吸着部材１２２は、例えば、フェルトとエポキシ樹脂とを含む材料を圧縮して形成される。具体的には、例えば、吸着部材１２２は、フェルトとエポキシ樹脂とを圧縮して形成される。吸着部材１２２の直径は、半導体ウエハＷの直径と略同一に形成されている。また、吸着部材１２２の厚さＴＢと半導体ウエハＷの厚さＴＷとの和は、固定壁１２１ｂの高さＨＷより大きい。換言すれば、半導体ウエハＷは、その一部が固定壁１２１ｂから突出した状態で、固定壁１２１ｂ及び吸着部材１２２に保持される。

また、吸着部材１２２は、半導体ウエハＷを取り外し易い形状に形成されている。具体的には、例えば、吸着部材１２２の直径が半導体ウエハＷの直径より所定長さ（例えば、１０ｍｍ）短くなるように吸着部材１２２が形成されている。この形態では、半導体ウエハＷの外縁部が吸着部材１２２から突出しているため、半導体ウエハＷを吸着部材１２２から容易に取り外すことができる。

次に、図４を参照して、半導体ウエハ研削装置１００によって半導体ウエハＷを研削する手順について説明する。図４は、図３に示す半導体ウエハ保持具１２の分解図である。研削開始前の状態では、真空チャック１１は退避位置（上限位置）にある。なお、吸着部材１２２は、キャリア１２１に予め装着されている。具体的には、吸着部材１２２の上面に水等の液体を付着させて、キャリア１２１の下面に当接するまで、キャリア１２１の固定壁１２１ｂの内側に吸着部材１２２を挿入する。その結果、吸着部材１２２の上面と、キャリア１２１の下面とは、液体を介在して固定される。

まず、真空チャック１１の吸引を開始する。次に、キャリア１２１の上面１２１ａに水等の液体を付着させて、真空チャック１１のチャック面１１３ａにキャリア１２１を吸着させる。このようにして、半導体ウエハ保持具１２が、真空チャック１１に装着される。

次に、半導体ウエハＷの上面に水等の液体を付着させて、吸着部材１２２の下面に当接するまで、キャリア１２１の固定壁１２１ｂの内側に半導体ウエハＷ挿入する。半導体ウエハＷの上面と、吸着部材１２２の下面とは、液体を介在して固定される。このようにして、半導体ウエハＷが半導体ウエハ保持具１２にセットされる。

次に、２つの真空チャック１１及び研削ホイール２が回転を開始する。そして、２つの真空チャック１１を、研削位置（下限位置）に下降して、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａ（下面）を研削する。研削が終了すると、２つの真空チャック１１を、退避位置（上限位置）に上昇する。そして、２つの真空チャック１１及び研削ホイール２の回転を停止する。

図２〜図４を参照して説明したように、キャリア１２１は、その一方側の面（上面１２１ａ）が真空チャック１１のチャック面１１３ａに吸着され、その他方側の面（下面）が吸着部材１２２を支持する。吸着部材１２２は、その一方側の面（上面）がキャリア１２１に支持され、その他方側の面（下面）が半導体ウエハＷを支持する。また、キャリア１２１は、半導体ウエハＷよりも高硬度且つ高強度を有する材料で円板状に形成されている。吸着部材１２２は、半導体ウエハＷよりも硬度が低い材料で円板状に形成されている。

よって、半導体ウエハＷの研削片のような異物が、吸着部材１２２と半導体ウエハＷとの間に侵入した場合には、吸着部材１２２が異物に応じて変形するため、半導体ウエハＷがダメージを受けることを抑制できる。したがって、半導体ウエハＷを高品位に研削することができる。

また、吸着部材１２２は塑性を有するため、吸着部材１２２と半導体ウエハＷとの間に水のような液体を介在させることによって、半導体ウエハＷを吸着部材１２２に容易に固定することができる。吸着部材１２２が、半導体ウエハＷの吸着部材１２２側の面に沿うように変形するからである。

また、キャリア１２１が、吸着部材１２２の周囲に立設された固定壁１２１ｂを有するため、固定壁１２１ｂによって、半導体ウエハＷの水平方向の移動が規制される。したがって、半導体ウエハＷを真空チャック１１のチャック面１１３ａに強固に固定することができる。

更に、キャリア１２１の一方側の面（上面１２１ａ）は、真空チャック１１のチャック面１１３ａに吸着され、且つ、粗度が１μｍＲａ以下に形成されている。よって、水のような液体を介在させることによって、キャリア１２１を真空チャック１１のチャック面１１３ａに強固に固定できる。

また、キャリア１２１は、半導体ウエハＷの直径に相当する長さ当たりの平坦度が、半導体ウエハＷに要求される平坦度以下に形成されている。よって、半導体ウエハＷを要求される平坦度に研削することができる。

また、吸着部材１２２は、フェルトとエポキシ樹脂とを圧縮して形成される。よって、塑性を有し、半導体ウエハＷよりも硬度が低い吸着部材１２２を形成することができる。

更に、キャリア１２１の材料は、カーボンファイバーである。よって、半導体ウエハＷよりも高硬度且つ高強度を有するキャリア１２１を形成することができる。

また、真空チャック１１のチャック面１１３ａに半導体ウエハ保持具１２を吸着させ、半導体ウエハ保持具１２が半導体ウエハＷを保持した状態で、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａを研削する。よって、半導体ウエハＷの研削片のような異物が、吸着部材１２２と半導体ウエハＷとの間に侵入した場合には、吸着部材１２２が異物に応じて変形するため、半導体ウエハＷがダメージを受けることを抑制できる。したがって、半導体ウエハＷを高品位に研削することができる。

図４を参照して説明したように、キャリア１２１の上面１２１ａが、水等の液体を介して、真空チャック１１のチャック面１１３ａに吸着される。また、吸着部材１２２の上面と、キャリア１２１の下面とは、水等の液体を介在して固定される。更に、半導体ウエハＷの上面と、吸着部材１２２の下面とは、水等の液体を介在して固定される。よって、半導体ウエハ保持具１２を簡単に真空チャック１１に吸着させることができる。また、半導体ウエハＷを簡単に半導体ウエハ保持具１２に吸着させることができる。したがって、半導体ウエハ研削装置１００による半導体ウエハＷの研削作業を効率的に行うことができる。

＜第２実施形態＞
次に、図５及び図６を参照して、第２実施形態に係る半導体ウエハ保持具１４について説明する。図５は、真空チャック１１及び第２実施形態に係る半導体ウエハ保持具１４の側面図である。図６は、第２実施形態に係る半導体ウエハ保持具１４の分解図である。

第２実施形態に係る半導体ウエハ保持具１４は、第１実施形態に係る半導体ウエハ保持具１２と比較して、主に下記２点において相違する。
相違点Ａ：キャリアは固定壁を有しない。
相違点Ｂ：固定壁が吸着部材に固定される。
以下、半導体ウエハ保持具１４の構成のうち、主に半導体ウエハ保持具１２と相違する点について説明する。

半導体ウエハ保持具１４は、キャリア１４１、吸着部材１４２、及び、固定壁１４３を備える。キャリア１４１は、半導体ウエハＷよりも高硬度且つ高強度を有する材料で円板状に形成されている。例えば、キャリア１４１の材料は、カーボンファイバーである。また、キャリア１４１は、その一方側の面（図５では上面１４１ａ）が真空チャック１１のチャック面１１３ａに吸着される。また、キャリア１４１は、その他方側の面（図３では下面）が吸着部材１４２を支持する。

キャリア１４１の上面１４１ａは、第１実施形態のキャリア１２１の上面１２１ａと同様に、低粗度に形成されている。また、キャリア１４１の上面１４１ａは、第１実施形態のキャリア１２１の上面１２１ａと同様に、高平坦度に形成されている。

吸着部材１４２は、その一方側の面（図５では上面）がキャリア１４１に支持され、その他方側（図５では下面）の面が半導体ウエハＷを支持する。また、吸着部材１４２は、塑性を有し、半導体ウエハＷより硬度の低い材料で円形状に形成されている。具体的には、吸着部材１４２は、第１実施形態の吸着部材１２２と同様に、フェルトとエポキシ樹脂とを圧縮して形成される。

固定壁１４３は、円環状に形成される。また、固定壁１４３の材料は、キャリア１４１の材料と同じカーボンファイバーである。固定壁１４３は、その一方側の面（図５では上面）が吸着部材１４２に支持される。固定壁１４３は、水平方向の半導体ウエハＷの移動を規制する。また、固定壁１４３の外周面の直径は、吸着部材１４２の直径と略同一に形成されている。固定壁１４３の内周面の直径は、半導体ウエハＷの直径と略同一に形成されている。固定壁１４３の厚さＴ３は、半導体ウエハＷの厚さＴＷより薄い。換言すれば、半導体ウエハＷは、その一部が固定壁１４３から突出した状態で、固定壁１４３及び吸着部材１４２に保持される。

次に、図６を参照して、半導体ウエハ研削装置１００によって半導体ウエハＷを研削する手順について説明する。研削開始前の状態では、真空チャック１１は退避位置（上限位置）にある。なお、吸着部材１４２及び固定壁１４３は、キャリア１４１に予め装着されている。具体的には、吸着部材１４２の上面に水等の液体を付着させて、キャリア１４１に固定する。吸着部材１４２の上面と、キャリア１４１の下面とは、液体を介在して固定される。また、固定壁１４３の上面に水等の液体を付着させて、吸着部材１４２に固定する。固定壁１４３の上面と、吸着部材１４２の下面とは、液体を介在して固定される。このようにして、吸着部材１４２及び固定壁１４３は、キャリア１４１に装着される。

まず、真空チャック１１の吸引を開始する。次に、キャリア１４１の上面１４１ａに水等の液体を付着させて、真空チャック１１のチャック面１１３ａに吸着させる。このようにして、半導体ウエハ保持具１４が真空チャック１１にセットされる。

次に、半導体ウエハＷの上面に水等の液体を付着させて、吸着部材１４２の下面に当接するまで、固定壁１４３の内側に半導体ウエハＷを挿入する。半導体ウエハＷの上面と、吸着部材１４２の下面とは、液体を介在して固定される。このようにして、半導体ウエハＷが半導体ウエハ保持具１４にセットされる。

次に、２つの真空チャック１１及び研削ホイール２が回転を開始する。そして、２つの真空チャック１１を、研削位置（下限位置）に下降して、半導体ウエハＷの被研削面Ｗａ（下面）を研削する。研削が終了すると、２つの真空チャック１１を、退避位置（上限位置）に上昇する。そして、２つの真空チャック１１及び研削ホイール２の回転を停止する。

図５及び図６を参照して説明したように、キャリア１４１は、その一方側の面（上面１４１ａ）が真空チャック１１のチャック面１１３ａに吸着され、その他方側の面（下面）が吸着部材１４２を支持する。吸着部材１４２は、その一方側の面（上面）がキャリア１４１に支持され、その他方側の面（下面）が半導体ウエハＷを支持する。また、キャリア１４１は、半導体ウエハＷよりも高硬度且つ高強度を有する材料で円板状に形成されている。吸着部材１４２は、半導体ウエハＷよりも硬度が低い材料で円板状に形成されている。

よって、半導体ウエハＷの研削片のような異物が、吸着部材１４２と半導体ウエハＷとの間に侵入した場合には、吸着部材１４２が異物に応じて変形するため、半導体ウエハＷがダメージを受けることを抑制できる。したがって、半導体ウエハＷを高品位に研削することができる。

また、半導体ウエハ保持具１４は、固定壁１４３を有する。固定壁１４３は、吸着部材１４２の外周部に配置され、半導体ウエハＷを固定する。よって、固定壁１４３によって、半導体ウエハの水平方向の移動が規制される。したがって、半導体ウエハＷを強固に固定することができる。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である（例えば、下記に示す（１）〜（３））。図面は、理解し易くするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合がある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の構成から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（１）図２を参照して、半導体ウエハ研削装置１００が２つのウエハ保持部１を備える形態について説明したが、これに限定されない。例えば、半導体ウエハ研削装置１００が３つ以上のウエハ保持部１を備えてもよい。ウエハ保持部１の個数が多い程、研削効率を上げることができる。また、例えば、半導体ウエハ研削装置１００が１つのウエハ保持部１を備えてもよい。

（２）図２を参照して、ウエハ保持部１及び研削ホイール２が同じ向きに回転する形態について説明したが、これに限定されない。例えば、研削ホイール２がウエハ保持部１と逆向きに回転する形態でもよい。

（３）図３を参照して、ウエハ保持部１が１枚の半導体ウエハＷを保持する形態について説明したが、これに限定されない。例えば、ウエハ保持部１が２枚以上の半導体ウエハＷを保持する形態でもよい。

本発明は、半導体ウエハ保持具、半導体ウエハ研削装置、及び、半導体ウエハ研削方法の分野に利用可能である。

１００ 半導体ウエハ研削装置
１ ウエハ保持部
１１ 真空チャック
１１１ チャック本体
１１２ 吸引通路
１１３ 吸引部
１１３ａ チャック面
１１４ 吸引源
１２ 半導体ウエハ保持具
１２１ キャリア
１２１ｂ 固定壁
１２２ 吸着部材
１３ 中心軸
１４ 半導体ウエハ保持具
１４１ キャリア
１４２ 吸着部材
１４３ 固定壁
１５ 第１駆動部
２ 研削ホイール
２１ 砥石
２２ ホルダー
２３ 支軸
２４ 中心軸
２５ 第２駆動部
Ｗ 半導体ウエハ
Ｗａ 被研削面

Claims (10)

1. 半導体ウエハの被研削面を砥石によって研削する際に前記半導体ウエハを保持する半導体ウエハ保持具であって、
   前記半導体ウエハよりも高硬度且つ高強度を有する材料で板状に形成されたキャリアと、
   前記半導体ウエハよりも硬度が低い材料で板状に形成された吸着部材と
   を備え、
   前記キャリアは、その一方側の面が真空チャックのチャック面に吸着され、その他方側の面が前記吸着部材を支持し、
   前記吸着部材は、その一方側の面が前記キャリアに支持され、その他方側の面が前記半導体ウエハを支持し、
   前記キャリアは、前記吸着部材の周囲に立設された固定壁を有し、
   前記固定壁の高さは、前記吸着部材の厚さより大きく、
   前記吸着部材の厚さと前記半導体ウエハの厚さとの和は、前記固定壁の高さより大きい、半導体ウエハ保持具。
2. 半導体ウエハの被研削面を砥石によって研削する際に前記半導体ウエハを保持する半導体ウエハ保持具であって、
   前記半導体ウエハよりも高硬度且つ高強度を有する材料で板状に形成されたキャリアと、
   前記半導体ウエハよりも硬度が低い材料で板状に形成された吸着部材と
   を備え、
   前記キャリアは、その一方側の面が真空チャックのチャック面に吸着され、その他方側の面が前記吸着部材を支持し、
   前記吸着部材は、その一方側の面が前記キャリアに支持され、その他方側の面が前記半導体ウエハを支持し、
   前記吸着部材の外周部に固定され、前記半導体ウエハを固定する固定壁を有し、
   前記固定壁の厚さは、前記半導体ウエハの厚さより薄い、半導体ウエハ保持具。
3. 前記キャリアの前記一方側の面は、粗度が１μｍＲａ以下に形成されている、請求項１又は請求項２に記載の半導体ウエハ保持具。
4. 前記キャリアは、前記半導体ウエハの直径に相当する長さ当たりの平坦度が、前記半導体ウエハに要求される平坦度以下に形成されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体ウエハ保持具。
5. 前記キャリアの材料は、カーボンファイバーである、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体ウエハ保持具。
6. 前記吸着部材は、塑性を有する材料で形成される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の半導体ウエハ保持具。
7. 前記吸着部材は、フェルトとエポキシ樹脂とを含む材料を圧縮して形成される、請求項６に記載の半導体ウエハ保持具。
8. 前記キャリアの前記他方側の面は、液体を介して前記吸着部材と固定され、
   前記吸着部材の前記他方側の面は、液体を介して前記半導体ウエハと固定される、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の半導体ウエハ保持具。
9. 前記半導体ウエハの前記被研削面を研削する半導体ウエハ研削装置であって、
   請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の半導体ウエハ保持具と、
   前記半導体ウエハ保持具を吸着する前記チャック面を有する前記真空チャックと、
   前記半導体ウエハの前記被研削面を研削する砥石を有する研削部と
   を備える、半導体ウエハ研削装置。
10. 前記半導体ウエハの前記被研削面を研削する半導体ウエハ研削方法であって、
    請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の半導体ウエハ保持具を前記真空チャックのチャック面に吸着させ、
    前記半導体ウエハ保持具が前記半導体ウエハを保持し、前記被研削面を砥石で研削する、半導体ウエハ研削方法。

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