JP6965018B2

JP6965018B2 - ウエーハの加工方法

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Description

本発明は、ウエーハにゲッタリング層を形成するウエーハの加工方法に関する。

半導体デバイス製造工程においては、複数のデバイスが形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分割することにより、半導体デバイスを形成する。半導体デバイスの小型化及び軽量化を図るために、半導体ウエーハを分割する前に、半導体ウエーハの裏面を研削している。このように半導体ウエーハを研削すると、半導体ウエーハの裏面にマイクロクラックからなる１μｍ程度の研削歪層が生成される。半導体ウエーハの厚みが１００μｍ以下に薄くなると、この研削歪層により半導体デバイスの抗折強度が低下するという問題がある。

このような問題を解消するために、半導体ウエーハを所定の厚みに研削した後、半導体ウエーハの裏面にポリッシング加工、ウエットエッチング加工、ドライエッチング加工等を施し、半導体ウエーハの裏面に生成された研削歪層を除去し、半導体デバイスの抗折強度の低下を防いでいる。

一方で、ＤＲＡＭやフラッシュメモリ等のようにメモリ機能を有する半導体デバイスが複数形成された半導体ウエーハにおいては、研削歪層を除去すると、メモリ機能が低下するという問題がある。これは、半導体ウエーハ裏面の研削歪層が除去されるとゲッタリング効果が消失して、半導体ウエーハの内部に含有した銅等の金属イオンがデバイスの形成された表面側に浮遊することで電流リークが発生するためと考えられる。

このような問題を解消するために、半導体ウエーハの裏面に０．２μｍ以下の厚さのマイクロクラックからなるゲッタリング層を形成するための研磨パッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の研磨パッドは、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子（研磨用砥粒）と、シリコンよりモース硬度が高いゲッタリング用微粒子（ゲッタリング用砥粒）とを混入した液状結合剤を不織布に含浸させて構成されている。この研磨パッドにより、半導体ウエーハの裏面に残存した研削砥石による研削歪層を除去できるとともに、抗折強度を低下させない僅かな傷を半導体ウエーハの裏面に形成してゲッタリング層を形成することができる。これにより、ゲッタリング効果を有する半導体ウエーハの製造が可能になる。

特開２０１５−４６５５０号公報

ところで、ウエーハを構成するシリコン基板における結晶欠陥は、ゲッタリング効果と同様の効果を奏する。このため、シリコン基板の結晶欠陥が多い場合には、シリコン基板はある程度ゲッタリング効果を有しているため、結晶欠陥が少ない場合と比べて形成されるゲッタリング層は薄くてよい。これに対して、シリコン基板の結晶欠陥が少ない純度の高いウエーハの場合には、結晶欠陥が多い場合と比べてゲッタリング層を厚く形成する必要がある。このため、特許文献１記載の所定量のゲッタリング用砥粒が含まれる研磨パッドを使用する場合、結晶欠陥の少ない純度の高いウエーハは、ゲッタリング層を厚く形成するために、結晶欠陥が多いウエーハと比べて加工時間が長くなり、ゲッタリング層の形成に長時間を要するという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ウエーハの種類や厚みに応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できるウエーハの加工方法を提供することを目的の一つとする。

本発明の一態様のウエーハの加工方法は、シリコン基板の表面にデバイスが形成されたウエーハの裏面に金属イオンの誘導を規制するゲッタリング層を形成するウエーハの加工方法であって、ウエーハの表面に保護部材を貼着し、チャックテーブルの保持面に保護部材側を保持するウエーハ保持工程と、研磨パッドにｐＨ１０以上１２以下のアルカリ溶液を供給しつつ、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子を不織布に含浸させ乾燥してなる研磨パッドを回転するとともにチャックテーブルを回転させながら研磨パッドによってウエーハの裏面を研磨することによりウエーハの裏面から歪層を除去する歪層除去工程と、歪層除去工程を実施した後に、アルカリ溶液の供給を停止して研磨パッドに純水及びシリコンよりモース硬度が高く研磨面にゲッタリング層を形成するゲッタリング用微粒子を供給しつつ、研磨パッドを回転するとともにチャックテーブルを回転させながら研磨パッドによってウエーハの裏面を研磨することにより裏面に傷を付けてゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成工程と、を含み、ゲッタリング層形成工程の実施前に、各ウエーハの結晶欠陥を含むウエーハ種類及び／又はウエーハ厚み情報に基づくゲッタリング用微粒子の粒径及び供給量をウエーハＩＤ毎に制御部で記憶しておき、ゲッタリング層形成工程においては、制御部によってウエーハＩＤに応じてゲッタリング用微粒子の粒径及び供給量を制御して供給する。

これらの構成によれば、ウエーハの結晶欠陥の状態や厚みに応じて、ゲッタリング用微粒子の粒径及び／又は供給量を制御できる。これにより、ウエーハの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できる。このため、ウエーハに適切な厚みのゲッタリング層を形成でき、ウエーハの加工時間を短縮できる。

本発明によれば、ウエーハの種類や厚みに応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できる。

本実施の形態に係る研磨装置の斜視図である。本実施の形態に係る研磨用アルカリ溶液及びゲッタリング用微粒子の供給系統を示す図である。本実施の形態に係るウエーハ保持工程を示す図である。本実施の形態に係る歪層除去工程及びゲッタリング層形成工程を示す図である。

以下、添付図面を参照して、研磨装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る研磨装置の斜視図である。なお、本実施の形態に係る研磨装置は、図１に示すような研磨専用の装置に限定されず、例えば、研削、研磨、洗浄等の一連の加工が全自動で実施されるフルオートタイプの加工装置に組み込まれてもよい。

図１に示すように、研磨装置１は、後述する研磨パッド４７を用いて、化学機械研磨（CMP: Chemical Mechanical Polishing）によってウエーハＷを研磨するように構成されている。ウエーハＷはシリコンウエーハからなり、表面Ｗ１に複数のストリートが格子状に形成され、ストリートによって区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイス（不図示）が形成されている。ウエーハＷの裏面Ｗ２を研削して所定の厚み（例えば１００μｍ）にする際し、ウエーハＷの表面Ｗ１に形成されるデバイスを保護するために、ウエーハＷの表面Ｗ１には保護部材としての保護テープＴが貼着されている。ウエーハＷは、被加工面である裏面Ｗ２を上側にして後述するチャックテーブル２１に保持される。

研磨装置１の基台１１の上面には、Ｙ軸方向に延在する矩形状の開口が形成され、この開口はチャックテーブル２１とともに移動可能なテーブルカバー１２及び蛇腹状の防水カバー１３に覆われている。防水カバー１３の下方には、チャックテーブル２１をＹ軸方向に移動させる移動手段２４と、チャックテーブル２１を連続回転させる回転手段２２とが設けられている。チャックテーブル２１の表面には、多孔質のポーラス材によって保護テープＴを介してウエーハＷを保持する保持面２３が形成されている。保持面２３は、チャックテーブル２１内の流路を通じて吸引源（不図示）に接続されている。

移動手段２４は、基台１１上に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール５１と、一対のガイドレール５１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＹ軸テーブル５２とを有している。Ｙ軸テーブル５２の背面側には、ナット部（不図示）が形成され、このナット部にボールネジ５３が螺合されている。そして、ボールネジ５３の一端部に連結された駆動モータ５４が回転駆動されることで、チャックテーブル２１が一対のガイドレール５１に沿ってＹ軸方向に動かされる。回転手段２２は、Ｙ軸テーブル５２上に設けられており、チャックテーブル２１をＺ軸回りに回転可能に支持している。

基台１１にはコラム１４が設置されており、コラム１４には、研磨手段４１をＺ軸方向に加工送りする加工送り手段３１が設けられている。加工送り手段３１は、コラム１４に配置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール３２と、一対のガイドレール３２にスライド可能に設置されたモータ駆動のＺ軸テーブル３３とを有している。Ｚ軸テーブル３３の背面側にはナット部（不図示）が形成され、このナット部にボールネジ３４が螺合されている。ボールネジ３４の一端部に連結された駆動モータ３５によりボールネジ３４が回転駆動されることで、研磨手段４１がガイドレール３２に沿って加工送りされる。

研磨手段４１は、ハウジング４２を介してＺ軸テーブル３３の前面に取り付けられており、スピンドルユニット４３の下部に研磨パッド４７を設けて構成されている。スピンドルユニット４３にはフランジ４５が設けられ、フランジ４５を介してハウジング４２に研磨手段４１が支持される。スピンドルユニット４３の下部にはマウント４４が取り付けられ、マウント４４には支持基台４６と研磨パッド４７から構成される研磨工具４８が装着される。研磨手段４１には、研磨用アルカリ溶液の配管、及びゲッタリング用微粒子の配管が接続されている。バルブ６５が開かれると、研磨手段４１にアルカリ溶液が研磨液として供給され、バルブ６６が開かれると、研磨手段４１にゲッタリング用微粒子が研磨液として供給される。

研磨装置１には、装置各部を統括制御する制御部７０が設けられている。制御部７０は、バルブ６５、６６、後述するバルブ６７、６８を制御する。制御部は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成される。このように構成された研磨装置１では、研磨パッド４７がＺ軸回りに回転されながらチャックテーブル２１に保持されるウエーハＷに接近される。そして、研磨パッド４７がウエーハＷの裏面Ｗ２に回転接触することでウエーハＷが研磨される。

ここで、ウエーハを研削することによって生じる切削歪層は研磨加工により除去されて抗折強度の低下が防止されるが、切削歪層を除去するとゲッタリング効果が消失する問題があった。このため、固相反応微粒子とゲッタリング用微粒子とが含まれる研磨パッドを用いて、ウエーハの研削歪層を除去するとともに、ウエーハの裏面にゲッタリング層を形成していた。

しかしながら、固相反応微粒子とゲッタリング用微粒子とが含まれる研磨パッドにおいては、ウエーハの研削歪層を除去する加工時間を短縮するためには、研磨パッドに固定される固相反応微粒子の割合を多くする必要がある。これに対し、ウエーハにゲッタリング層を形成する加工時間を短縮するためには、研磨パッドに固定されるゲッタリング用微粒子の割合を多くする必要がある。このため、研削歪層の除去とゲッタリング層の形成の両方の加工時間を、ともに短縮することはできない場合があった。

また、ウエーハの結晶欠陥や厚みごとに、必要なゲッタリング層の厚みは異なる。研磨パッドにおいて固定されるゲッタリング用微粒子の割合が少ない場合、厚いゲッタリング層を形成する必要があるウエーハは、加工に時間が掛かる問題があった。そこで、本実施の形態においては、遊離のゲッタリング用微粒子を用いて、その平均粒径及び／又は供給量を制御することにより、適切な加工条件でウエーハにゲッタリング層を形成するとともに、ウエーハの加工時間を短縮する。

まず、図２を参照して、研磨用アルカリ溶液及びゲッタリング用微粒子の供給系統について詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係る研磨用アルカリ溶液及びゲッタリング用微粒子の供給系統を示す図である。円環状の支持基台４６に研磨パッド４７が貼着され、研磨工具４８が構成される。支持基台４６はアルミ合金等によって形成されており、中央部分には研磨液が通る穴４６ａが開口されている。研磨パッド４７は円環状に形成されており、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子が含まれている。また、研磨パッド４７の中央部分には、支持基台４６に形成される穴４６ａに連通する穴４７ｃが開口されている。

研磨パッド４７は、シリコンウエーハと固相反応を誘発する固相反応微粒子が液状結合材に投入され、この液状結合材を含浸させた不織布が乾燥されて形成される。固相反応微粒子としては、ＳｉＯ_２、ＣｅＯ_２、ＺｒＯ_２等が用いられ、固相反応微粒子の粒径は、例えば２μｍであることが好ましい。また、研磨パッド４７に含まれる固相反応微粒子として、２種類以上の固相反応微粒子を用いることができる。また、液状結合剤としては、例えばウレタンを溶媒で溶解した液体が用いられ、溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン、酢酸エチル等が用いられる。

このように構成される研磨工具４８は、スピンドルユニット４３の下端に取り付けられているマウント４４の下面に装着される。この際、スピンドルユニット４３の中心に形成される流路４３ａが、支持基台４６及び研磨パッド４７に形成される穴４６ａ、４７ｃに連通する。

スピンドルユニット４３の流路４３ａには、バルブ６５、６６を介してそれぞれ研磨用アルカリ溶液供給源６１、純水供給源６２が接続されている。バルブ６６と純水供給源６２とをつなぐ配管の途中には、バルブ６７、６８を介してそれぞれゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３、ゲッタリング用微粒子供給源Ｂ６４が接続されている。後述する研磨用アルカリ溶液供給源６１のアルカリ溶液又はゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３、ゲッタリング用微粒子供給源Ｂ６４のゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂは、流路４３ａ及び穴４６ａ、４７ｃを通って研磨パッド４７に供給される。

研磨用アルカリ溶液供給源６１には、アルカリ溶液が収容されている。研磨用アルカリ溶液供給源６１におけるアルカリ溶液は、ｐＨ１０以上ｐＨ１２以下であることが好ましい。ｐＨ１０以上ｐＨ１２以下のアルカリ溶液としては、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）、ピペラジン、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等が用いられる。

ゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３、ゲッタリング用微粒子供給源Ｂ６４には、それぞれ平均粒径の異なるゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂが純水に分散された状態で収容されている。ゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３には、例えば０．１μｍの平均粒径のゲッタリング用微粒子Ａが収容され、ゲッタリング用微粒子供給源Ｂ６４には、例えば１μｍの平均粒径のゲッタリング用微粒子Ｂが収容される。ここで、ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂの大きさは平均粒径であるため、各微粒子の粒径にはバラツキがある。

ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂは、シリコンよりモース硬度が高い微粒子であり、モース硬度が９以上であることが好ましい。ゲッタリング用微粒子としては、ダイヤモンド、ＳｉＣ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＷＣ、ＴｉＮ、ＴａＣ、ＺｒＣ、ＡｌＢ、Ｂ_４Ｃ等が用いられる。

制御部７０は、上記のようにバルブ６５、６６、６７、６８の開閉及び開き具合を制御する。制御部７０では、各ウエーハＷの結晶欠陥及び厚みの情報等に基づき、ウエーハＩＤ毎の各ウエーハＷのゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３、ゲッタリング用微粒子供給源Ｂ６４としての使用タンク、ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂの供給量の情報等が予め記憶されている。制御部７０は、この情報に基づいてバルブ６７、６８を制御することにより、研磨パッド４７に供給されるゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂの平均粒径を切り替えるとともに、供給量を調整する。

ウエーハから切削歪層を除去する際は、制御部７０によりバルブ６５が開かれて、アルカリ溶液が研磨用アルカリ溶液供給源６１から流路４３ａに供給される。

ウエーハＷにゲッタリング層を形成する際には、制御部７０によりバルブ６６が開かれる。このとき、バルブ６７又はバルブ６８が開かれて、ゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３からゲッタリング用微粒子Ａ又はゲッタリング用微粒子供給源Ｂ６４からゲッタリング用微粒子Ｂが供給される。ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂはそれぞれ、純水供給源６２から供給される純水と配管内で混合され、流路４３ａに供給される。なお、各ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂは、配管内で純水と混合される構成としたが、配管に混合室を設け、混合室内で純水と混合される構成としてもよい。これにより、各ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂが純水により均一に混合される。ゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３からのゲッタリング用微粒子Ａ、ゲッタリング用微粒子供給源Ｂ６４からのゲッタリング用微粒子Ｂの供給量は、制御部７０によりバルブ６７、６８の開き具合を調整することで、制御することができる。

このように、制御部７０でバルブ６７、６８を制御することにより、ゲッタリング層の形成に用いられるゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂの平均粒径を切り替えるとともに、供給量を調整できる。このため、ウエーハＷの結晶欠陥及び厚みに応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できる。

以下、図３及び図４を参照して、本実施の形態に係るウエーハＷの加工方法について説明する。ウエーハＷの加工方法は、チャックテーブル２１にウエーハＷを保持するウエーハ保持工程と、アルカリ溶液を供給しながら研磨パッド４７でウエーハＷの裏面Ｗ２を研磨して切削歪層を除去する歪層除去工程と、純水及び遊離のゲッタリング用微粒子を供給しながら研磨パッド４７でウエーハＷの裏面Ｗ２に傷を形成するゲッタリング層形成工程とを含んでいる。図３は本実施の形態に係るウエーハ保持工程、図４は本実施の形態に係る歪層除去工程及びゲッタリング層形成工程を示す図である。図４Ａは歪層除去工程、図４Ｂ及び図４Ｃはゲッタリング層形成工程を示す図である。

図３に示すように、まずウエーハ保持工程が実施される。所定の厚みに研削加工されたウエーハＷは、保護テープＴが貼着される表面Ｗ１を下側に、裏面Ｗ２を上側にしてチャックテーブル２１に搬入され、ウエーハＷは保護テープＴを介してチャックテーブル２１の保持面２３に保持される。

図４Ａに示すように、ウエーハ保持工程の後には、歪層除去工程が実施される。移動手段２４（図１参照）によりチャックテーブル２１が研磨手段４１の下方に移動され、チャックテーブル２１の回転軸と研磨パッド４７の回転軸とがずれるように位置付けられる。

チャックテーブル２１がＺ軸回りに回転されるとともに、研磨パッド４７もＺ軸回りにチャックテーブル２１と同一方向に回転される。そして、加工送り手段３１（図１参照）により例えば３００ｇ／ｃｍ^２の研磨圧力で研磨パッド４７がウエーハＷの裏面Ｗ２に向けて加工送りされ、研磨パッド４７の研磨面がウエーハＷの裏面Ｗ２全体に回転接触されウエーハＷが研磨される。

このとき、バルブ６６が閉じられ、バルブ６５が開かれて研磨用アルカリ溶液供給源６１からスピンドルユニット４３内の流路４３ａにアルカリ溶液が供給される。これにより、支持基台４６に形成される穴４６ａを介して研磨パッド４７に形成される穴４７ｃに、例えば１分間に０．５リットルの割合でアルカリ溶液が供給される。アルカリ溶液は研磨パッド４７の穴４７ｃから研磨面に広がり、研磨パッド４７にアルカリ溶液が供給されながらウエーハＷが研磨される。なお、研磨レートは例えば０．７２μm／分に設定され、研磨時間は例えば２分間に設定される。

このようにして歪層除去工程を実施することにより、研磨パッド４７に含まれる固相反応微粒子を用いて、ウエーハＷの裏面Ｗ２が所定量研磨されるとともにアルカリ溶液によりエッチングされるため、研削加工でウエーハＷの裏面Ｗ２に生成された研削歪層が除去される。

図４Ｂに示すように、歪層除去工程の後には、ゲッタリング層形成工程が実施される。チャックテーブル２１がＺ軸回りに回転されるとともに、研磨パッド４７もＺ軸回りにチャックテーブル２１と同一方向に回転される。そして、加工送り手段３１（図１参照）により例えば５０ｇ／ｃｍ^２の研磨圧力で研磨パッド４７がウエーハＷの裏面Ｗ２に向けて加工送りされ、研磨パッド４７の研磨面がウエーハＷに回転接触されてウエーハＷが研磨される。

このとき、バルブ６５が閉じられて流路４３ａへのアルカリ溶液の供給が停止され、バルブ６６が開かれて、純水供給源６２からの純水及びゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３、ゲッタリング用微粒子供給源Ｂ６４からのゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂの供給に切り替えられる。バルブ６７又はバルブ６８が開かれて、ゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３からゲッタリング用微粒子Ａ又はゲッタリング用微粒子供給源Ｂ６４からゲッタリング用微粒子Ｂが供給される。ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂはそれぞれ、純水供給源６２から供給される純水と混合され、流路４３ａに供給される。これにより、支持基台４６に形成される穴４６ａを介して研磨パッド４７に形成される穴４７ｃに、純水及びゲッタリング用微粒子Ａ又はゲッタリング用微粒子Ｂが供給され、純水及びゲッタリング用微粒子Ａ又はゲッタリング用微粒子Ｂは穴４７ｃから研磨面に広がる。

図４Ｃに示すように、研磨パッド４７に純水及び各ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂが供給されながら研磨パッド４７がウエーハＷに回転接触されている状態で、移動手段２４（図１参照）により矢印Ｎの方向にチャックテーブル２１が移動される。すなわち、ウエーハＷの裏面Ｗ２が摺動されながら、チャックテーブル２１の回転軸と研磨パッド４７の回転軸とがＹ軸方向に離れるように移動される。チャックテーブル２１の矢印Ｎで示す方向への移動は、例えば移動速度０．６７ｍｍ／秒で１分間実施され、チャックテーブル２１は約４０ｍｍ移動される。これにより、ウエーハＷの裏面Ｗ２には僅かな傷が付けられる。このようにしてゲッタリング層形成工程を実施することにより、遊離のゲッタリング用微粒子が強く働いて、ウエーハＷの裏面Ｗ２にゲッタリング層を形成することができる。

ここで、例えば表１に示すように、制御部７０（図２参照）では、各ウエーハＷの結晶欠陥の情報に基づき、ウエーハＩＤ毎に例えばゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３、ゲッタリング用微粒子供給源Ｂ６４としての使用タンク、ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂの供給量の情報が記憶されている。表１において、例えば、ウエーハＩＤ「Ａ」は結晶欠陥が多いウエーハＷ、ウエーハＩＤ「Ｂ」はウエーハＩＤ「Ａ」よりも結晶欠陥が少ないウエーハＷ、ウエーハＩＤ「Ｃ」は結晶欠陥が最も少ないウエーハＷを示している。また、ａ＜ｂである。

ゲッタリング層形成工程において、制御部７０はこの情報に基づき、バルブ６７、６８の開閉及び開き具合を制御する。例えばＩＤ「Ａ」のウエーハＷの場合、タンク１としてゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３が選択され、バルブ６７が開かれ、ゲッタリング用微粒子Ａが研磨パッド４７にａ［ｇ／ｌ］供給される。これにより、ゲッタリング用微粒子Ｂより平均粒径が小さいゲッタリング用微粒子Ａを用いて、ＩＤ「Ｃ」のウエーハＷより薄いゲッタリング層が形成される。

また、例えばＩＤ「Ｂ」のウエーハＷの場合、タンク１としてゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３が選択され、ＩＤ「Ａ」のウエーハＷの場合よりもバルブ６７が大きく開かれ、ゲッタリング用微粒子Ａが研磨パッド４７にｂ［ｇ／ｌ］供給される。これにより、ＩＤ「Ａ」のウエーハＷの場合よりゲッタリング用微粒子Ａの供給量が多い状態で、ＩＤ「Ｂ」のウエーハＷが研磨されるため、ＩＤ「Ａ」のウエーハＷよりゲッタリング層が厚く形成される。ゲッタリング用微粒子Ａの供給量を多くすることで、平均粒径０．１μｍのゲッタリング用微粒子Ａに含まれる粒径の大きい微粒子の供給量を多くできるため、０．１μｍよりも粒径の大きいゲッタリング用微粒子を用いた場合と同様の効果を得ることができる。これにより、ウエーハＷの加工速度が上がり、ウエーハＷに所定の厚みのゲッタリング層を形成する時間を短縮できる。

また、例えばＩＤ「Ｃ」のウエーハＷの場合、タンク２としてゲッタリング用微粒子供給源Ｂ６４が選択され、バルブ６８が開かれ、ゲッタリング用微粒子Ｂが研磨パッド４７にｃ［ｇ／ｌ］供給される。これにより、ゲッタリング用微粒子Ａより平均粒径が大きいゲッタリング用微粒子Ｂを用いて、ＩＤ「Ｂ」のウエーハＷより厚いゲッタリング層が形成される。なお、ウエーハＷにおける結晶欠陥の量に応じて、ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂの粒径及び／又は供給量を制御する構成について説明したが、ウエーハＷの厚みに応じてゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂの粒径及び／又は供給量を制御する構成としてもよい。

このように、研磨装置１では、例えば、複数の種類の平均粒径のゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂがそれぞれ収容されたタンク１、２としてのゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３、ゲッタリング用微粒子供給源Ｂ６４が備えられており、バルブ６７、６８を介して流路４３ａに接続されている。ゲッタリング層形成工程において、例えばウエーハＩＤ毎に、制御部７０で使用タンク１、２が選択され、バルブ６７、６８が制御されることにより、ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂの平均粒径が切り替えられるとともに、バルブ６７、６８の開き具合が調整される。これにより、ウエーハＷの結晶欠陥の状態や厚さに応じて、ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂの平均粒径及び／又は使用タンク１、２から供給されるゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂの供給量を制御できる。このため、ウエーハＷの種類や厚みに応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成でき、ウエーハＷに適切な厚みのゲッタリング層を形成できる。ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂの平均粒径及び／又は供給量の制御により、ゲッタリング層の形成を適切な加工条件で行うことができるため、ウエーハの加工時間を短縮できる。

以上のように、本実施の形態に係るウエーハＷの加工方法は、ウエーハＷの結晶欠陥の状態や厚みに応じて、ゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂの粒径及び／又は供給量を制御できる。これにより、ウエーハＷの種類に応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できる。このため、ウエーハＷに適切な厚みのゲッタリング層を形成でき、ウエーハＷの加工時間を短縮できる。

上記実施の形態においては、平均粒径の異なる２種類のゲッタリング用微粒子Ａ、Ｂを用いる構成とし、研磨装置１に２つのゲッタリング用微粒子供給源Ａ６３、及びゲッタリング用微粒子供給源Ｂ６４並びにバルブ６７、６８が備えられる構成としたが、これに限定されない。ウエーハＷの結晶欠陥及び厚さに応じて、平均粒径の異なる複数の種類のゲッタリング用微粒子を使用することができ、研磨装置１に複数のゲッタリング用微粒子供給源及びバルブを備えることができる。

また、上記実施の形態においては、ゲッタリング層形成工程において、移動手段２４によりチャックテーブル２１がＹ軸方向に移動されることで（図１及び図４Ｃ参照）、ウエーハＷの裏面Ｗ２にゲッタリング層が形成される構成としたが、これに限定されない。ウエーハＷの裏面Ｗ２が摺動されながらチャックテーブル２１の回転軸と研磨パッド４７の回転軸とが離れるように移動されれば、研磨パッド４７がチャックテーブル２１に対して移動される構成としてもよい。

また、本実施の形態では、加工装置としてウエーハを研磨する研磨装置を例示して説明したが、この構成に限定されない。本発明は、粒子を供給しながらウエーハＷを研磨する他の加工装置に適用可能である。例えば、切削装置、研磨装置、洗浄装置及びこれらを組み合わせたクラスター装置等に適用されてもよい。

また、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記各実施の形態を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

本実施の形態では、本発明をウエーハを研磨加工する研磨装置に適用した構成について説明したが、複数の種類の粒子を用いてウエーハＷを加工する加工装置に適用することも可能である。

以上説明したように、本発明は、ウエーハの種類や厚みに応じて、適切な加工条件でゲッタリング層を形成できるという効果を有し、特にウエーハを研磨加工する研磨装置に有用である。

１研磨装置
２１チャックテーブル
２３保持面
４６支持基台
４７研磨パッド
４８研磨工具
６１研磨用アルカリ溶液供給源
６２純水供給源
６３ゲッタリング用微粒子供給源Ａ
６４ゲッタリング用微粒子供給源Ｂ
６５、６６、６７、６８バルブ
７０制御部
Ｔ保護テープ（保護部材）
Ｗウエーハ
Ｗ１（ウエーハの）表面
Ｗ２（ウエーハの）裏面

Claims

シリコン基板の表面にデバイスが形成されたウエーハの裏面に金属イオンの誘導を規制するゲッタリング層を形成するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に保護部材を貼着し、チャックテーブルの保持面に該保護部材側を保持するウエーハ保持工程と、
研磨パッドにｐＨ１０以上１２以下のアルカリ溶液を供給しつつ、シリコンと固相反応を誘発する固相反応微粒子を不織布に含浸させ乾燥してなる研磨パッドを回転するとともに該チャックテーブルを回転させながら該研磨パッドによってウエーハの裏面を研磨することによりウエーハの裏面から歪層を除去する歪層除去工程と、
該歪層除去工程を実施した後に、該アルカリ溶液の供給を停止して該研磨パッドに純水及びシリコンよりモース硬度が高く研磨面にゲッタリング層を形成するゲッタリング用微粒子を供給しつつ、該研磨パッドを回転するとともに該チャックテーブルを回転させながら該研磨パッドによってウエーハの裏面を研磨することにより裏面に傷を付けてゲッタリング層を形成するゲッタリング層形成工程と、を含み、
該ゲッタリング層形成工程の実施前に、各ウエーハの結晶欠陥を含むウエーハ種類及び／又はウエーハ厚み情報に基づくゲッタリング用微粒子の粒径及び供給量をウエーハＩＤ毎に制御部で記憶しておき、
該ゲッタリング層形成工程においては、該制御部によって該ウエーハＩＤに応じてゲッタリング用微粒子の粒径及び供給量を制御して供給すること、を特徴とするウエーハの加工方法。