JP2007221030A - 基板の加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】単結晶シリコンウェーハに代表される半導体基板をより高い平面度に仕上げることができる平坦化技術を提供する。
【解決手段】インゴットから切り出された単結晶シリコンの基板６０１（図５（Ａ））の一方の面に樹脂層６０２を形成し（図５（Ｂ））、この樹脂層６０２の表面を切削により平坦化し、平坦面６０２ｂを得る（図５（Ｃ））。この平坦面６０２ｂを基準面として、他方の面に露出している基板６０１の面を研削により平坦化する（図５（Ｅ））。そして、樹脂層６０２を取り除き（図５（Ｇ））、うねりの残る面６０１ｃをさらに研削により平坦化し、平坦面６０１ｄを得る。こうすることで、基板６０１の両面に存在するうねりが除去され、基板６０１の平坦化が行われる。
【選択図】図５

Description

本発明は、インゴットから切り出された半導体ウェーハの基板等を平坦に加工する技術に係り、特に、表面にうねりを有する基板を加工して高精度な平面を得る技術に関する。

シリコンなどの単結晶半導体ウェーハ（以下基板）は、インゴットと呼ばれる塊の状態からワイヤーソーによって切り出されることがある。図７は、従来技術におけるインゴットから基板を得る方法を示す概念図である。図７（Ａ）には、インゴット７１をワイヤーソー７２によってスライスする様子が概念的に示されている。ワイヤーソー７２はピアノ線などの太さ０．１〜０．２ｍｍ程度のワイヤー７ａを備えている。

図７（Ｂ）は、ワイヤーソー７２によって形成される切り溝の状態を概念的に示すものである。また、図７（Ｃ）は、インゴットから切り出された基板の状態を示す概念図である。ワイヤーソー７２をインゴット７１の側面に押圧しながら往復運動させ、さらに遊離砥粒を加工点に供給することでワイヤー７２ａの太さプラスアルファの切り溝７４が形成される。そして、切り溝７４を貫通させることで、インゴット７１を複数切り分け、図７（Ｃ）に示す基板７３を得ることができる。この切り分けの際、ワイヤー７２ａは、必要なテンションが加えられ往復運動することによって切り溝７４を形成するが、遊離砥粒の加工点への掛かり具合などの影響によって、ワイヤー７２ａの切り溝７４の溝底方向への動きは多少蛇行する。このため、切り溝７４の側面７５には凹凸が形成される。

図７（Ｃ）には、基板７３、およびその一部７６を拡大した状態が概念的に示されている。図７（Ａ）および（Ｂ）に示す状態を経て、切り出された基板７３には、凹凸に起因するスライス条痕７７が観察される。スライス条痕７７は、数ミリピッチで数μｍ程度の凹凸を有している。このスライス条痕７７は、基板７３の平面度を低下させる基板表面のうねりとなる。

スライス条痕７７に起因する基板７３表面のうねりは、微細な配線などを形成する高集積度半導体デバイスの製造には好ましくない。この問題に対応する技術として、インゴットから切り出した基板の一方の面に樹脂を塗布して樹脂層を形成し、次にこの樹脂層を押圧して基準面を形成し、さらにこの基準面を吸着固定して他方の面を研削加工することで、上記のうねりを除去する方法が提案されている（例えば特許文献１）。また、基板上にワックスを塗布し、その面をプレートに押圧してワックス面の平面度を改善してから、この面を吸着固定して他方の面を研削加工する方法が提供されている（例えば特許文献２）。

特開平１１−１１１６５３（要約書） 特開２０００−５９８２（要約書）

しかしながら、樹脂面やワックス面をプレート等に押圧して平面を得る方法では、基板に面圧を加えた際に、基板のうねりが基板の変形により矯正されるので、面圧を開放した際に基板のうねりが復元する。このため、上記の従来技術は、より集積度の高い半導体集積回路の基板における平面度を得る技術としては不十分であった。
したがって、本発明は、表面にうねりを有する基板を加工して高精度な平面を得ることを目的としている。

本発明は、インゴットから切り出した基板を平坦に加工する方法であって、基板の一方の面に樹脂層を形成する工程と、樹脂層を切削加工する工程と、切削加工された樹脂層の面を吸着固定し、基板の他方の面を研削加工する工程と、研削加工された他方の面を吸着固定し、基板の一方の面を研削加工する工程とを有することを特徴とする。

本発明によれば、まず、うねりがある基板の一方の面に樹脂層を形成する。この樹脂層は、基板のうねりに倣って形成されるので、樹脂層の表面にもうねりが形成される。そして、基板の他方の面を例えば吸着手段で吸着し、例えばバイト等を用いて樹脂層表面のうねりを切削することで、樹脂層の露出した表面を平坦化する。この際、基板に面で圧力を加える必要がないので、基板のうねりは矯正されない、このため、基板を吸着手段等から取り外した後に、樹脂層表面の平坦性が乱れることがなく、平坦化された樹脂層を後の加工における基準面とすることができる。樹脂層を平坦化した後、その面を吸着手段等に吸着固定し、基板の他方の面を研削することで基板の他方の面を平坦化する。この際、先に平坦化された樹脂層の表面が基準面として吸着手段等に固定されるので、吸着力によって基板のうねりが矯正されることはない。そのため、この他方の面における基板の平坦化が終了した後に、平坦化した面にうねりが復元されることがない。そして、基板の他方の面における平坦化が終了した後に、この平坦化された他方の面を基準面とした残った一方の面を研削により平坦化する。こうして、表面のうねりが取り除かれた基板を得ることができる。

本発明において、樹脂層は、基板の表面に液状のものを塗布し固化させたたり、あるいはフィルム状のものを基板の表面に貼着して形成することができる。前者としては、ワックス、フェノール、炭酸エチレン等の温度制御よって液化および固化を制御可能なものを用いることができる。後者としては、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリイミド等をフィルム状にし、その一方の面に粘着剤を塗布したものを用いることができる。樹脂層としては、紫外線照射等によって固化することができる材料を選択することもできる。

本発明の樹脂層を形成した面を切削する工程において、基板の他方の面を少なくとも３点による支持によって固定することが望ましい。この態様によれば、点接触により基板を支持するので、基板のうねりの影響を極力排除した状態で基板を安定して支持することができる。また、面で固定するのと異なり、基板のうねりが押さえ込まれ、うねりが矯正されてしまうことがない。このため、基板を吸着手段等から取り外した際に、うねりの矯正状態が解除されてうねりが復元されるといった現象を抑制することができる。

本発明において、一方の面を研削加工する前に、樹脂層を剥離するなどして除去することが望ましい。この態様においては、平坦化のための基準面として機能した樹脂層を除去し、うねりのある基板表面を露出させた後に、この基板表面を研削し平坦化する。樹脂層は、加熱や専用の剥離剤等を用いれば、容易に剥離することができる。また、前記フィルム状のものとして強粘着テープを用い、これを基板の表面に貼着して切削した後に、剥離することもできる。また、前記フィルム状のものの表面に剥離用の強粘着テープを貼着し、剥離用の強粘着テープを基板と相反する方向に引っ張ってフィルム状のものを剥離することができる。

本発明によれば、基板に樹脂層を形成し、この樹脂層の表面を切削加工により平坦化することで平面を得るから、基板表面に存在しているうねりが樹脂面の平面度に影響することがなく、最終的にうねりが取り除かれた平面度の高い基板を得ることができる。

１．第１の実施形態
（切削装置）
図１は、樹脂層を切削し平坦化する切削装置の一例を示す斜視図である。切削装置１０は、水平な上面を備えた直方体状の部分を主体とする基台１１を備えている。この基台１１は、長手方向一端部に、上面に対して垂直に立つ壁部１２を有している。図１では、基台１１の長手方向、幅方向および鉛直方向を、それぞれ矢印Ｙ，Ｘ，Ｚで示している。 基台１１の上面は、長手方向のほぼ中央部から壁部１２側が加工エリア１１Ａとされ、この反対側が、加工エリア１１Ａに加工前の基板を供給し、かつ、加工後の基板を回収する供給・回収エリア１１Ｂとされている。

加工エリア１１Ａには矩形状の凹所１３が形成されており、この凹所１３内には、移動台１４を介して、円盤状のチャックテーブル１５がＹ方向に移動自在に設けられている。移動台１４は、基台１１内に配されたＹ方向に延びるガイドレールに摺動自在に取り付けられ、適宜な駆動機構（いずれも図示略）によって同方向を往復動させられる。

移動台１４の移動方向両端部には、蛇腹状のカバー１６，１７の一端が、それぞれ取り付けられており、これらカバー１６，１７の他端は、壁部１２の内面と、壁部１２に対向する凹所１３の内壁面に、それぞれ取り付けられている。これら、カバー１６，１７は、移動台１４の移動路を覆い、その移動路に切削屑等が落下することを防ぐもので、移動台１４の移動に伴って伸縮する。

チャックテーブル１５は、移動台１４上に、基板の吸着面である上面が水平な状態に固定されている。図２は、切削装置１０のチャックテーブル１５付近の構成を示す側面図（Ａ）および上面図（Ｂ）である。図２に示すように、チャックテーブル１５は、基板６０１が嵌合する円形の凹部１５ａを有している。この凹型１５ａの底面１５ｂの中央付近には、図示しないバキュームポンプに接続された２つのバキューム孔１５ｃが形成され、さらに底面１５ｂには、３つの円錐上のサポート部１５ｄが配置されている。樹脂層６０２が形成された表面を上に向けて状態で、基板６０１を凹部１５ａに配置し、図示しないバキュームポンプを作動させてバキューム孔１５ｃから凹部１５ａ内の空気を吸引することで、基板６０１がチャックテーブル１５上に吸着、保持される。この際、基板６０１がサポート部１５ｄの３点によりがたつき無く安定に支持される。また、点接触により支持されるので、支持された状態において、基板６０１の反対面のうねりの影響が排除される。また、面接触でない点接触による支持であるので、基板６０１が有する表面のうねりが矯正され難い。このため、吸着状態を解除し、基板６０１をチャックテーブル１５上から取り外した時に矯正されていたうねりが再度発生することを抑制することができる。なお、点接触による支持構造として、４点以上の支持点により支持を行う構造としてもよい。

図１に戻り、チャックテーブル１５は、壁部１２側に移動して所定の加工位置に位置付けられる。その加工位置の上方には、切削ユニット（切削手段）２０が配されている。この切削ユニット２０は、壁部１２に、移動板３２およびガイドレール３１を介して昇降自在に取り付けられ、送り機構３０によって昇降させられる。

切削ユニット２０は、軸方向がＺ方向に延びる円筒状のハウジング２２と、このハウジング２２に同軸的、かつ回転自在に支持された回転軸２３と、この回転軸２３を回転駆動するサーボモータ２４と、回転軸２３の下端に同軸的に固定された円盤状のホイールマウント２５とを備え、上記移動板３２に、ブロック３４を介してハウジング２２が固定されている。ホイールマウント２５は、サーボモータ２４によって図１の矢印（ホイールマウント２５の上面に記載）方向に回転させられる。

図２（Ａ）に示すように、ホイールマウント２５の下面には、ダイヤモンド等からなる刃部を有するバイト２６が着脱可能に取り付けられており、このバイト２６で被加工物が切削される。バイトは、ダイヤモンド、超硬合金、ＣＢＮ等の硬質材料のものが使用される。

チャックテーブル１５は、切削ユニット２０の直下の加工位置から、壁部１２とは反対側に所定距離離れた基板着脱位置の間を往復させられる。基板着脱位置において、切削加工を施す基板がチャックテーブル１５に載せられ、また、切削加工後の基板がチャックテーブル１５から取り去られる。

図１に示すように、供給・回収エリア１１Ｂには矩形状の凹所１８が形成されており、この凹所１８の底部には、昇降自在とされた２節リンク式の水平旋回アーム６０ａの先端にフォーク（吸着手段）６０ｂが装着された移送機構６０が設置されている。

そして、凹所１８の周囲には、上から見た状態で、反時計回りに、カセット６１、位置合わせ台６２、１節の水平旋回アーム６３ａの先端に吸着板６３ｂが取り付けられた供給アーム６３、供給アーム６３と同じ構造で、水平旋回アーム６４ａおよび吸着板６４ｂを有する回収アーム６４、スピンナ式の洗浄装置６５、カセット６６が、それぞれ配置されている。

カセット６１、位置合わせ台６２および供給アーム６３は、基板をチャックテーブル１５に供給する手段であり、回収アーム６４、洗浄装置６５およびカセット６６は、加工後の基板をチャックテーブル１５から回収する手段である。２つのカセット６１，６６は同一の構造であるが、ここでは用途別に、供給カセット６１、回収カセット６６と称する。これらカセット６１，６６は、複数の基板を収容して持ち運びするためのもので、基台１１の所定位置にセットされる。

供給カセット６１には、加工前の複数の基板が、積層された状態で収容される。移送機構６０は、アーム６０ａの昇降・旋回と、フォーク６０ｂの把持動作によって、供給カセット６１内から１枚の基板を取り出し、それを位置合わせ台６２上に載置する機能を有する。

位置合わせ台６２上には、一定の位置に決められた状態で基板が載置される。供給アーム６３は、位置合わせ台６２上の基板を吸着板（吸着手段）６３ｂに吸着し、アーム６３ａを旋回させて、チャックテーブル１５上に基板を配し、水平旋回アーム６３ａを下降させた後、吸着動作を停止することにより、チャックテーブル１５上に基板を載置する機能を有する。

回収アーム６４は、加工後の基板を、チャックテーブル１５上から吸着板（吸着手段）６４ｂに吸着し、アーム６４ａを旋回させて、基板を洗浄装置６５内に移送する機能を有する。洗浄装置６５は、基板を水洗した後、基板を回転させて水分を振り飛ばし除去する機能を有する。そして、洗浄装置６５によって洗浄された基板は、移送機構６０によって回収カセット６６内に移送、収容される。

供給アーム６３および回収アーム６４により、チャックテーブル１５に対して基板を着脱させる際には、移動台１４を基板着脱位置で停止させる。また、供給アーム６３と回収アーム６４の間には、チャックテーブル１５に高圧エアーを噴射してチャックテーブル１５を洗浄するノズル６７が配されている。ノズル６７によるチャックテーブル１５の洗浄は、基板着脱位置にあるチャックテーブル１５に対して行われる。

（研削装置）
図３は、基板６０１の表面を研削し平坦化する研削装置の一例を示す。図３に示す研削装置４１０は、各種機構が搭載された基台４１１を備えている。この基台４１１は、水平な上面を備えた直方体状の部分を主体とし、長手方向の一端部（図３の奥側の端部）に、上面に対して垂直に立つ壁部４１２を有している。図３では、基台４１１の長手方向、幅方向および鉛直方向を、それぞれＹ方向、Ｘ方向およびＺ方向で示している。基台４１１の、長手方向のほぼ中間部分から壁部４１２側が研削エリア４１０Ａとされ、この反対側が、研削エリア４１０Ａに研削前の基板を供給し、かつ研削後の基板を回収する供給・回収エリア４１０Ｂとされている。

基台４１１の上面における研削エリア４１０Ａには、浅い矩形状の凹所であるピット４１１ａが形成されており、このピット４１１ａ内に、回転軸がＺ方向と平行で上面が水平とされた円盤状のターンテーブル４１３が回転自在に設けられている。このターンテーブル４１３は、図示せぬ回転駆動機構によって矢印Ｒ方向に回転させられる。そしてターンテーブル４１３上の外周部には、回転軸がターンテーブル４１３のそれと同一のＺ方向に延び、上面が水平とされた複数（この場合は３つ）の円盤状のチャックテーブル４１４が、周方向に等間隔をおいて回転自在に設けられている。

チャックテーブル４１４は一般周知の真空チャック式であり、上面に載置される基板がチャックテーブル４１４上に吸着、保持される。各チャックテーブル４１４は、それぞれがターンテーブル４１３内に設けられた図示せぬ回転駆動機構によって、一方向、または両方向に独自に回転させられる。

図３に示すように２つのチャックテーブル４１４が壁部４１２側でＸ方向に並んだ状態において、それらチャックテーブル４１４の直上には、ターンテーブル４１３の回転方向上流側から順に、粗研削用の第１の研削ユニット４２０Ａと、仕上げ研削用の第２の研削ユニット４２０Ｂとが、それぞれ配されている。各チャックテーブル４１４は、ターンテーブル４１３の間欠的な回転によって、第１の研削ユニット４２０Ａの下方である粗研削位置と、第２の研削ユニット４２０Ｂの下方である仕上げ研削位置と、最も供給・回収エリア４１０Ｂに近付いた着脱位置との３位置にそれぞれ位置付けられる。

研削ユニット４２０Ａ，４２０Ｂは同一構成であるから、共通の符号を付して説明する。 これら研削ユニット４２０Ａ，４２０Ｂは、基台４１１の壁部４１２に、スライダ４３１およびガイドレール４３２を介してＺ方向に昇降自在に取り付けられ、昇降駆動機構４３３によって昇降させられる。図４は、研削ユニット部分の概要を示す斜視図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。研削ユニット４２０Ａ，４２０Ｂは、図４（ａ），（ｂ）に示すように、円筒状のハウジング４２１内に組み込まれたスピンドル４２２がモータ４２３によって回転駆動させられると、スピンドル４２２の先端にフランジ４２４を介して固定されたカップホイール４２５が回転し、カップホイール４２５の下面の外周部に全周にわたって環状に配列されて固定された多数の砥石４２６が、基板６０１を研削するものである。砥石４２６の円形の研削軌跡の外径は、基板６０１の直径にほぼ等しい寸法とされている。

各研削ユニット４２０Ａ，４２０Ｂは、チャックテーブル４１４に対して同軸的には配置されておらずオフセットされている。詳しくは図４（ｂ）に示すように、環状に配列された多数の砥石４２６のうち最もチャックテーブル４１４の内側に位置するものの刃先の刃厚（径方向長さ）のほぼ中央部分が、チャックテーブル４１４の中心を通る鉛直線上に位置するように、相対位置が設定されている。この位置関係により、チャックテーブル４１４とともに基板６０１を回転させながらカップホイール４２５の砥石４２６で基板６０１の表面を押圧すると、その面の全面が研削される。なお、カップホイール４２５には、下方のワークに冷却や潤滑あるいは研削屑の排出のための研削水を供給する図示せぬ研削水供給口が設けられている。研削ユニット４２０Ａ，４２０Ｂには、その研削水供給口に研削水を供給する給水ラインが備えられている（図示略）。

砥石４２６は、例えば砥粒径が５０μｍ程度のものと５μｍ程度のものを組み合わせたダイヤモンド砥粒が用いられる。第１の研削ユニット４２０Ａのカップホイール４２５には、砥粒径が５０μｍ程度の粗研削用の砥石２６が固着されたものが用いられ、第２の研削ユニット４２０Ｂのカップホイール４２５には、砥粒径が５μｍ程度の仕上げ研削用のものが用いられる。 上記構成の研削ユニット４２０Ａ，４２０Ｂは、ハウジング４２１がブロック４２７を介してスライダ４３１に固定されている。

図３に示すように、基台４１１上のピット４１１ａ内におけるターンテーブル４１３の周囲であって最も供給・回収エリア４１０Ｂに近い位置には、着脱位置にあるチャックテーブル４１４に洗浄水を吐出してチャックテーブル４１４を洗浄する洗浄ノズル４１５が配設されている。また、ピット４１１ａの壁部４１２側の一角には、ピット４１１ａ内の水を外部に排出するための排水孔４１６が設けられている。

次に、供給・回収エリア４１０Ｂについて説明する。 供給・回収エリア４１０Ｂは、図１に示す供給・回収エリア１１Ｂと同じである。簡単に説明すると、中央に上下移動する２節リンク式の移送機構４６０を備え、この移送機構４６０の周囲には、上から見た状態で反時計回りに、供給用のカセット４６１、位置合わせ台４６２、旋回アーム式の供給アーム４６３、供給アーム４６３と同じ構造の回収アーム４６４、スピンナ式の洗浄装置４６５、回収用のカセット４６６が、それぞれ配置されている。 各手段の機能は、図１に示す供給・回収エリア１１Ｂと同じであるので、説明は省略する。

（基板を平坦化する工程）
図５は、基板６０１を平坦化する工程の一例を示す基板の断面図である。本実施形態においては、基板６０１として単結晶シリコンのインゴットからワイヤーソーによって切り分けられた単結晶シリコンウェーハを加工する。まず、単結晶シリコンのインゴットをワイヤーソーによって切断し、基板６０１を得る（図５（Ａ））。基板６０１を得たら、その一方の表面に樹脂層６０２としてポリオレフィンフィルムを貼着する（図５（Ｂ））。ポリオレフィンフィルムは、６０μｍ厚であり、片面に粘着剤が塗布されている。貼着は、この粘着剤の塗布面を基板６０１に接触させ、真空による圧力差あるいはローラ等による押圧により圧力を加えることで行う。

樹脂層６０２を形成した図５（ｂ）に示す基板６０１を得たら、それを図１に示す切削装置１０のカセット６１に樹脂層６０２の面を上にして収納する。切削装置１０を用いての樹脂層６０２の切削に当たっては、まずカセット６１から基板６０１が移送機構６０によって取り出され、位置合わせ台６２上に載置され、位置決めが行われる。位置決めされた基板６０１は、供給アーム６３の吸着板６３ｂによって吸着され、樹脂層６０２が上面に露出した状態のまま供給・回収エリア１１Ｂ側に移動させておいたチャックテーブル１５上に移送され、そこに載置される。この載置した状態において、チャックテーブル１５に設けられたバキューム孔１５ｃから吸引を行い、基板６０１をチャックテーブル１５に吸着固定させる。図２（Ａ）には、基板６０１がチャックテーブル１５に吸着固定された状態が示されている。すなわち、基板６０１は、チャックテーブル１５に設けられた凹部１５ａに嵌合され、その状態において図示しないバキューム装置を作動させてバキューム孔１５ｃから吸引を行う。基板６０１は、３つの円錐上のサポート部１５ｄによって支持されているので、凹部１５ａの底面１５ｂと対向する基板６０１の面との間の隙間が減圧状態になり、大気圧との圧力差によって基板６０１がサポート部１５ｄ側に押さえ付けられ固定される。

図１において、基板６０１を吸着固定したチャックテーブル１５は、ホイールマウント２５の手前までＹ軸方向に移送される。次に、ホイールマウント２５を２０００ｒｐｍ程度で回転させ、そのＺ軸方向の位置を、樹脂層６０２に対する１回当たりの切り込みの深さが１〜１０μｍ程度になるように調整する。そして、チャックテーブル１５を毎秒０．１〜１ｍｍの送り速度でＹ軸に沿って壁部１２方向に送り出す。これにより、バイト２６によって基板６０１に貼着された樹脂層６０２が切削される。図６は、バイト２６によって樹脂層６０２の表面が切削される様子を示す概念図である。図６に示すように、基板６０１は、チャックテーブル１５上に円錐状のサポート部１５ｄによって支持され、且つ凹部１５ａ内の真空引きにより吸着固定されている。また、基板６０１が吸着固定された状態において、樹脂層６０２の表層がバイト２６によって切削され、平坦面６０２ｂが形成される。

こうして、図５（Ｃ）に示すように、樹脂層６０２のうねった表面６０２ａが切削されることで平坦化され、平坦面６０２ｂが形成される。図５（Ｃ）に示す平坦面６０２ｂを形成したら、チャックテーブル１５を供給・回収エリア１１Ｂ側に移動させ、チャックテーブル１５の吸引固定状態を解除する。そして基板６０１は、回収アーム６４の吸着板６４ｂによりチャックテーブル１５上から回収され、洗浄装置６５に移される。洗浄装置６５においては、切削加工面の洗浄および乾燥が行われる。洗浄および乾燥が終了した基板６０１は、移送機構６０の機能により、カセット６６に収納される。

図５（Ｃ）に示す処理が終了したら、次に図３に示す研削装置４１０を用いて、基板６０１の研削を行う。まず、図５（Ｃ）の処理が終了した基板６０１を、樹脂層６０２を下にして、図３に示す供給カセット４６１に収納する。供給カセット４６１に収納された基板６０１は、移送機構４６０によって位置合わせ台４６２に移送され、そこで位置合わせが行われる。位置合わせが行われた基板６０１は、供給アーム４６３によって、着脱位置で待機し、かつ真空装置が運転されているチャックテーブル４１４上に載置される。図５（Ｄ）には、この状態が示されている。この状態において、平坦化された樹脂層６０２がチャックテーブル４１４に接しており、うねりのある基板６０１の面が表面に露出している。

次に、ターンテーブル４１３が図３の矢印Ｒ方向に回転し、基板６０１を保持したチャックテーブル４１４が粗研削位置に停止する。この時、着脱位置には、次のチャックテーブル４１４が位置付けられ、そのチャックテーブル４１４には上記のようにして次に研削する基板６０１がセットされる。そして、粗研削位置のチャックテーブル４１４を回転させて基板６０１を回転させ、一方、粗研削用の第１の研削ユニット４２０Ａのカップホイール４２５（図４参照）を、回転させながら、かつ、カップホイール４２５の研削水供給口から所定の研削水を供給しながら、所定速度でゆっくり下降させ、砥石４２６を基板６０１の面に押圧して粗研削を開始する。 粗研削が終了したら、第１の研削ユニット４２０Ａを上昇させる。

続いて、粗研削を終えた基板６０１は、ターンテーブル４１３をＲ方向に回転させることによって仕上げ研削位置に移送され、ここで、上記と同様にしてチャックテーブル４１４を回転させるとともに仕上げ研削用の第２の研削ユニット４２０Ｂを用いることにより、基板６０１の露出面が仕上げ研削される。この２段階の研削により、図５（Ｄ）に示す状態から図５（Ｅ）に示す状態を得る。すなわち、基板６０１のうねった表面６０１ａが研削され、平坦面６０１ｂが形成される。

なお、予め着脱位置でセットされていた次の基板６０１は粗研削位置に移送され、この基板６０１は先行する仕上げ研削と並行して上記と同様に粗研削される。さらに、着脱位置に移動させられたチャックテーブル４１４上には、次に処理すべき基板６０１がセットされる。

ここで、上記の粗研削および仕上げ研削の好適な運転条件例を挙げておく。第１および第２の研削ユニット４２０Ａ，４２０Ｂとも、カップホイール４２５の回転速度は３０００〜５０００ＲＰＭ、チャックテーブル４１４の回転速度は１００〜３００ＲＰＭである。また、粗研削用の第１の研削ユニット４２０Ａの研削送り速度である下降速度は３〜５μｍ／秒、仕上げ研削用の第２の研削ユニット４２０Ｂの下降速度は０．３〜１μｍ／秒である。

並行して行っていた仕上げ研削と粗研削をともに終えたら、ターンテーブル４１３を回転させて仕上げ研削が終了した基板６０１を着脱位置まで移送する。これにより、後続の基板６０１は粗研削位置と仕上げ研削位置にそれぞれ移送される。着脱位置に位置付けられたチャックテーブル４１４上の基板６０１は回収アーム４６４によって洗浄装置４６５に移されて水洗、乾燥される。そして、洗浄装置４６５で洗浄処理された基板６０１は移送ロボット４６０によってカセット４６６内に移送、収容される。

以上が表面にうねりのある１枚の基板６０１の片面を、研削により平坦化し、洗浄、回収するサイクルである。この平坦化の処理において、基板６０１のチャックテーブル４１４に接する面には、平坦化された樹脂層６０１が設けられているので、その平坦面を基準面として、チャックテーブル４１４への基板６０１の保持が行われる。このため、図５（Ｄ）に示すように、基板６０１の表裏面にうねりがあっても、それがチャックテーブル４１４における基板６０１の保持状態に悪影響を及ぼすことがない。そして、図５（Ｅ）に示す基板６０１の露出面の高い平面度を得ることができる。

図５（Ｅ）に示す工程が終了した基板６０１は、図３に示す研削装置４１０から取り出される。そして、基板６０１の表裏を反転させ、図５（Ｆ）に示す状態を得、樹脂層６０２の除去が行われる。この場合において、樹脂層６０２を加熱して軟化させ、さらに樹脂層６０２を専用の剥離剤を用いて溶かし剥離する。こうして、図５（Ｇ）に示す状態を得る。あるいは、強粘着テープを基板６０１の表面に貼着して切削し、その後に剥離することもできる。また、フィルム状のものの表面に剥離用の強粘着テープを貼着し、剥離用の強粘着テープを基板６０１と相反する方向に引っ張ってフィルム状のものを剥離することができる。

次に、うねりの生じている面を上にして（図５（Ｇ）の状態）、基板６０１を図３に示す研削装置にセットし、図５（Ｅ）に示す場合と同じようにして、うねりの生じている面の研削を行い、その面を平坦化する。この研削により、図５（Ｈ）に示すように、うねりある面６０１ｃが研削され、平坦面６０１ｄが得られる。この際、図５（Ｅ）の工程において、基板６０１の一方の面の平坦化が行われているので、その面を基準面としてうねりの残る面６０１ｃの研削が行われる。このため、高い平面度を得ることができる。こうして表裏が平坦化された基板６０１を得る。

２．他の実施形態
樹脂層６０２を形成する方法として、スピンコート装置を用いて溶液状の樹脂材料を塗布し、加熱や紫外線硬化によって固化させる方法を採用してもよい。スピンコート法を用いて樹脂層６０２を形成する方法は、塗布する溶液の粘度やスピンコート条件を調整することで、樹脂層６０２の厚さを容易に制御することができる優位性がある。また、スピンコートする溶液の粘性を調整することで、表面張力によるある程度の平坦化作用も得ることができる。

また、図５（Ｆ）から図５（Ｇ）に移る段階における樹脂層６０２を除去する方法として、図３に示す研削装置によって、樹脂層６０２を研削し、除去してもよい。この場合、樹脂層６０２の研削による除去に引き続いて、うねりの残る基板６０１の残りの面を研削し、図５（Ｈ）に示す平坦面６０１ｄを得ることができる。

本発明は、インゴットから切り分けた単結晶シリコンウェーハの表面に残る凹凸を除去し、平坦化する技術に利用することができる。本発明は、単結晶シリコンウェーハに限らず、板状の半導体材料や金属材料を平坦化する技術に利用することができる。

発明を実施する際に利用される切削装置の一例を示す斜視図である。 図１に示す切削装置のチャックテーブル付近の構成を示す側面図（Ａ）および上面図（Ｂ）である。 発明を実施する際に利用される研削装置の一例を示す斜視図である。 研削ユニット部分の概要を示す斜視図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。 発明を利用して基板を平坦化する工程の一例を示す工程断面図である。 バイトによる樹脂層の表面が切削される様子を示す概念図である。 従来技術におけるインゴットから基板を得る方法を示す概念図である。

符号の説明

６０１…基板（単結晶シリコンウェーハ）、６０１ａ…うねりの残る表面、６０１ｂ…研削により平坦化された表面、６０１ｃ…うねりの残る表面、６０１ｄ…研削により平坦化された表面、６０２…樹脂層、６０２ａ…うねりの残る表面、６０２ｂ…切削により平坦化された表面。

Claims (4)

1. インゴットから切り出した基板を平坦に加工する方法であって、
   前記基板の一方の面に樹脂層を形成する工程と、
   前記樹脂層を切削加工する工程と、
   前記切削加工された前記樹脂層の面を吸着固定し、前記基板の他方の面を研削加工する工程と、
   前記研削加工された前記他方の面を吸着固定し、前記基板の一方の面を研削加工する工程と
   を有することを特徴とする基板の加工方法。
2. 前記樹脂層を切削する工程において、前記基板の他方の面を少なくとも３点による支持にて固定することを特徴とする請求項１に記載の基板の加工方法。
3. 前記樹脂層は、樹脂フィルムの貼着または固化材料を塗布し固化させることで形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の基板の加工方法。
4. 前記一方の面を研削加工する前に、前記樹脂層を除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板の加工方法。

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