JP4963411B2 - 半導体装置または半導体ウェハの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置または半導体ウェハの製造方法に関する。

従来から、半導体装置の製造工程において、半導体ウェハの表面や、外周部を研磨することが行なわれている。
研磨は、吸着部に半導体ウェハの裏面を吸着させて行われる。ここで、研磨を行なう際に発生するスラリーは、半導体ウェハの裏面側に回りこむ。
半導体ウェハの裏面にスラリーが付着したまま、次の研磨を実施するための、第二の吸着部に半導体ウェハの裏面を吸着させ、研磨加工を行なうと、半導体ウェハの裏面に付着したスラリーが半導体ウェハの裏面に強固に固着してしまう。
そこで、例えば、半導体ウェハの裏面を吸着部に吸着させ、半導体ウェハの外周部の面取り研磨を行なった後、半導体ウェハを吸着部に吸着させたまま、水槽に水没させ、吸着部を回転させる。これにより、半導体ウェハや、吸着部に付着しているスラリーを除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）
また、例えば、研磨が終了した半導体ウェハを、吸着部から取り外し、水槽内に水没させ、半導体ウェハの裏面をシャワー洗浄およびスクラブ洗浄する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許第３６４９５３１号 特開２００５‐７４５７４号公報

しかしながら、上記特許文献１，２に記載の方法は、以下の点で改善の余地を有している。
特許文献１，２に記載の方法では、裏面に付着したスラリーを除去する際に、いずれも水槽を使用するため、製造装置の大型化を招いてしまう。
また、特許文献１に記載の方法では、半導体ウェハを吸着部に吸着させた状態で、水槽に水没させているため、吸着部と半導体ウェハとの間に入り込んだスラリーを除去することができない。

本発明によれば、半導体ウェハの裏面を第一の機械加工部の吸着部に吸着させて前記半導体ウェハを機械加工する第一の機械加工工程と、前記第一の機械加工部の前記吸着部から、前記半導体ウェハを取り外し、前記半導体ウェハの裏面を液体により洗浄する洗浄工程と、前記半導体ウェハの裏面を第二の機械加工部の吸着部に吸着させて前記半導体ウェハを研磨する第二の機械加工工程とを備え、前記洗浄工程は、前記第一の機械加工部の吸着部から、前記半導体ウェハを取り外した後、前記第一の機械加工部の吸着部との間に所定の隙間を形成し、前記第一の機械加工部の前記吸着部から液体を吐出させて、前記半導体ウェハの裏面を洗浄する工程、および前記第一の機械加工部の吸着部から、前記半導体ウェハを取り外した後、前記第二の機械加工部の吸着部との間に所定の隙間を形成するとともに、前記第二の機械加工部の吸着部から液体を吐出させて、前記半導体ウェハの裏面を洗浄する工程の少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする半導体装置または半導体ウェハの製造方法が提供される。

この発明によれば、半導体ウェハの裏面を液体により洗浄する洗浄工程は、第一の機械加工部の吸着部から液体を吐出させて、半導体ウェハの裏面を洗浄する工程、および第二の機械加工部の吸着部から液体を吐出させて、半導体ウェハの裏面を洗浄する工程の少なくともいずれか一方を含んでいる。
本発明では、吸着部から液体を吐出させて半導体ウェハの裏面を洗浄しているので、従来のように水槽に半導体ウェハを浸漬させる必要がない。従って、本発明の製造方法を使用すれば、水槽が不要となり、装置の大型化を防止することが可能となる。
さらに、本発明では、吸着部から液体を吐出させて半導体ウェハの裏面を洗浄しており、吸着部に半導体ウェハを吸着した状態で洗浄を行なっていないので、半導体ウェハ裏面に付着したスラリーを確実に除去することができる。
なお、第二の機械加工部の吸着部からは、洗浄工程においてはじめて液体が吐出されてもよく、また、第二の機械加工部の吸着部の乾燥を防止するために、洗浄工程の前段から洗浄工程の間中、常時、液体 が吐出されていてもよい。

本発明によれば、装置の大型化を招かず、しかも半導体ウェハ裏面に付着したスラリーを確実に除去することができる半導体ウェハの製造方法が提供される。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、研磨装置１が示されている。この研磨装置１は、半導体ウェハＷの外周部の研磨（機械加工）を行なう装置である。ここで、半導体ウェハＷは、図示しないが、Ｓｉ基板等の基板本体と、基板本体の表面に積層された複数の半導体層、絶縁層、配線層とを有する。複数の半導体層、絶縁層、配線層により、例えば、トランジスタ等が形成されている。
このような半導体ウェハＷでは、基板本体上に多数の半導体層、絶縁層、配線層等を形成すると、半導体ウェハＷの外周部から半導体層、絶縁層、配線層が剥がれやすくなる。剥がれた部分が半導体ウェハＷ表面に付着すると素子性能を低下させることがある。そのため、基板本体上に半導体層、絶縁層、配線層が形成された半導体ウェハＷの面取り研磨を行ない、半導体ウェハＷの外周部からの半導体層、絶縁層、配線層等のはがれを防止するのである。

この研磨装置１は、半導体ウェハＷを収納するカセットを載置する載置部１１と、半導体ウェハＷの位置合わせを行なう位置合わせ部１２と、半導体ウェハＷの研磨を行なう第一〜第三の研磨部（機械加工部）１３〜１５と、載置部１１と位置合わせ部１２との間で半導体ウェハＷを搬送する第一の搬送装置１６と、第一の研磨部１３および第三の研磨部１５間で半導体ウェハＷを搬送する第二の搬送装置１７と、半導体ウェハＷの表裏を反転させる一対の反転部１８と、反転部１８間に配置された第四の研磨部１９と、研磨後の後処理を行なう後処理部２０とを有する。

載置部１１は、半導体ウェハＷを収納した複数のカセットＳを並列配置する台である。
カセットＳに収納された半導体ウェハＷは、第一の搬送装置１６により、位置合わせ部１２に搬送される。ここで、第一の搬送装置１６は、カセットＳの配列方向と平行に延びるレール部１６１と、このレール部１６１上を移動するアーム１６２とを有する。アーム１６２の先端には、半導体ウェハＷの裏面に吸着する吸着部１６２Ａが設けられており、吸着部１６２Ａで半導体ウェハＷの裏面を吸着し、搬送する。

位置合わせ部１２は、第一の搬送装置１６をはさんで、載置部１１に隣接して配置されている。
この位置合わせ部１２は、載置台１２１を有しており、この載置台１２１の周囲には、図１の図面垂直方向に突出した複数本の位置合わせピン１２２が配置されている。位置合わせピン１２２が半導体ウェハＷの外周部に接触することで、半導体ウェハＷのセンタリングが行なわれる。

第一の研磨部１３は、位置合わせ部１２に隣接して配置されている。第一の研磨部１３は、半導体ウェハＷが載置され、半導体ウェハＷの裏面を吸着する吸着部２１と、半導体ウェハＷのノッチの研磨を行なう研磨部本体２２（図８）とを有する。
ここで、半導体ウェハＷのノッチＷＮとは、半導体ウェハの外周部に形成されたＶ字形状の切り欠きのことである（図８（Ａ）参照）。このノッチは、半導体ウェハＷの位置合わせを容易にするために、設けられるものである。
吸着部２１は、図２に示すように、半導体ウェハＷの裏面を保持するロアチャック２１１と、吸着パッド２１２と、回転軸２１３と、軸受け２１４と、ケース２１５とを有する。
ロアチャック２１１は、円盤状に形成されており、中央にひとつの貫通孔２１１Ａが形成されている。ロアチャック２１１の表面には、図３にも示すように、前記貫通孔２１１Ａから放射状に延びる複数の溝部２１１Ｂが形成されている。この溝部２１１Ｂと、貫通孔２１１Ａとは連通している。
貫通孔２１１Ａの径は、例えば、３〜１５ｍｍである。なかでも、６〜１０ｍｍであることが好ましい。

ロアチャック２１１の表面上には、吸着パッド２１２が取り付けられる。
図３に示すように、吸着パッド２１２の中央には、貫通孔２１２Ａが形成されている。さらに、この貫通孔２１２Ａを囲むように、吸着パッド２１２の表面には、円弧状の複数の溝２１２Ｂが形成されている。
貫通孔２１２Ａの径は、ロアチャック２１１の貫通孔２１１Ａと等しく、例えば、３〜１５ｍｍである。なかでも、６〜１０ｍｍであることが好ましい。

回転軸２１３は、ロアチャック２１１の貫通孔２１１Ａに挿入される主軸２１３Ａと、この主軸２１３Ａに形成され、ロアチャック２１１の裏面を支持するフランジ部２１３Ｂとを有する。
主軸２１３Ａの先端部は、ロアチャック２１１の貫通孔２１１Ａに挿入される。また、この主軸２１３Ａには、その長手方向（軸方向）に延びる貫通孔２１３Ｃが形成されている。
主軸２１３Ａの下端部には、図示しないが、貫通孔２１３Ｃに水を導入する配管が接続されるとともに、貫通孔２１３Ｃ内の空気を吸引する真空ポンプも接続されている。真空ポンプで貫通孔２１３Ｃ内の空気を吸引することで、半導体ウェハＷの裏面が、吸着パッド２１２に吸着固定されることとなる。
また、貫通孔２１３Ｃに水を導入することで、貫通孔２１３Ｃ、ロアチャック２１１の貫通孔２１１Ａ、吸着パッド２１２の貫通孔２１２Ａを介して、水が排出される。
換言すると、吸着部２１の半導体ウェハＷの吸着面の略中央位置から水が吐出することとなる。
さらに、主軸２１３Ａは、主軸２１３Ａの長手方向を回転軸として、回転可能に構成されており、回転軸２１３と、この回転軸２１３を収納するケース２１５内の部材との間には軸受けであるボールベアリング２１４が配置されている。

再度、図１を参照して、第二の研磨部１４について説明する。
第二の研磨部１４は、第一の研磨部１３に隣接して配置されており、半導体ウェハＷの外側面Ｗ１（図６参照）を研磨するものである。この第二の研磨部１４は、第一の研磨部１３と同様の吸着部２１と、半導体ウェハＷの外側面Ｗ１の研磨を行なう研磨部本体２２（図４（Ｃ）参照）とを有する。
研磨部本体２２は、吸着部２１の上方に配置されており、上下に可動可能に構成されている。この研磨部本体２２は、図４（Ｃ）に示すように円筒状の部材２２１の内側に研磨クロス（図示略）が貼り付けられたものである。
半導体ウェハＷの外側面Ｗ１の研磨を行なう際には、半導体ウェハＷの外側面Ｗ１を円筒状の部材２２１に取り付けられた研磨クロスに当接させる。そして、吸着部２１を回転駆動して、半導体ウェハＷを回転させるとともに、半導体ウェハＷの回転方向と反対方向に円筒状の部材２２１を回転駆動する。

第三の研磨部１５は、第二の研磨部１４に隣接して配置されている。この第三の研磨部１５は、半導体ウェハＷの外周部の表面側の角部の面取り研磨を行い、図６に示す面取り面Ｗ２を形成する。第三の研磨部１５は、吸着部２１と、半導体ウェハＷの面取り研磨を行なう研磨部本体２３とを有する（図５参照）。
研磨部本体２３は、吸着部２１の上方に配置されており、上下に可動可能に構成されている。この研磨部本体２３は、図５に示すように釣鐘状の部材２３１を有し、この釣鐘状の部材２３１の内側に研磨クロス（図示略）が貼り付けられている。
半導体ウェハＷの外周部の表面側の角部の面取り研磨を行なう際には、半導体ウェハＷの外周部の表面側の角部を釣鐘状の部材２３１の内側の研磨クロスに当接させる。そして、吸着部２１を回転駆動して、半導体ウェハＷを回転させるとともに、半導体ウェハＷの回転方向と反対方向に釣鐘状の部材２３１を回転駆動する。

第二の搬送装置１７は、図１に示すように、第一の研磨部１３、第二の研磨部１４、第三の研磨部１５間で半導体ウェハＷを搬送するものである。
第二の搬送装置１７は、研磨部１３〜１５の配列方向に沿って延びるレール部１７１と、このレール部１７１を摺動する複数のウェハ保持部（保持部）１７２とを有する。
複数のウェハ保持部１７２のうち、第一のウェハ保持部１７２Ａは、位置合わせ部１２および第一の研磨部１３間を移動し、位置合わせ部１２から、第一の研磨部１３に半導体ウェハＷを搬送する。
第二のウェハ保持部１７２Ｂは、第一の研磨部１３および第二の研磨部１４間を移動し、第一の研磨部１３から第二の研磨部１４に半導体ウェハＷを搬送する。
第三のウェハ保持部１７２Ｃは、第二の研磨部１４および第三の研磨部１５間を移動し、第二の研磨部１４から第三の研磨部１５に半導体ウェハＷを搬送する。

このようなウェハ保持部１７２は、レール部１７１上を摺動する摺動部１７３と、この摺動部１７３に固定され、半導体ウェハＷの外周部を保持する保持部本体１７４とを有する。
保持部本体１７４は、図２に示すように、摺動部１７３から延びるアーム１７４Ｃと、このアーム１７４Ｃの先端に取り付けられた長尺状のフレーム部１７４Ａと、このフレーム部１７４Ａの両端部に設けられ、下方に突出するウェハ外周保持部１７４Ｂとを有する。
アーム１７４Ｃは、図示しないが、摺動部１７３上を上下方向に移動可能となっている。
フレーム部１７４Ａは、板状であり、複数の孔１７４Ａ１が形成されている。複数の孔１７４Ａ１は、フレーム部１７４Ａの長手方向に沿って配置されている。
ウェハ外周保持部１７４Ｂは、フレーム部１７４Ａの両端部から下方に突出した略円柱状の一対の突起であり、この突起の外周面には、溝１７４Ｂ１が形成されている。この溝１７４Ｂ１に半導体ウェハＷの外周部を挿入することで、半導体ウェハＷが保持部本体１７４に保持されることとなる。

反転部１８は、図１に示すように、第三の研磨部１５に隣接して配置されており、保持した半導体ウェハＷの表裏を反転させる。
反転部１８は、保持部本体１７４と、この保持部本体１７４を回転駆動する駆動部１８１とを有する。保持部本体１７４は、そのフレーム部１７４Ａの長手方向に沿った軸を回転軸として反転する。

第四の研磨部１９は、第三の研磨部１５と同様の吸着部２１と、第三の研磨部１５と同様の研磨部本体（図示略）とを有する。この第四の研磨部１９により、ウェハ裏面側の角部の面取り研磨が行なわれる（図６の面取り面Ｗ３を形成する）。

後処理部２０は、ロールブラシによる洗浄を行なう２つのブラシ洗浄部２０１と、スピン洗浄を行なうスピン洗浄部２０２とを有する。
２つのブラシ洗浄部２０１では、濃度の薄いアンモニア液を供給しながら、半導体ウェハＷのブラシ洗浄を行なう。

次に、このような研磨装置１を使用した半導体ウェハＷの製造工程ついて説明する。
図１および図４、図５を参照して説明する。
まず、はじめに、第一の搬送装置１６により、カセットＳから半導体ウェハＷが取り出される。このとき、第一の搬送装置１６のアーム１６２の先端の吸着部１６２Ａにより半導体ウェハＷの裏面を吸着し、第一の搬送装置１６により半導体ウェハＷを保持する。
次に、第一の搬送装置１６のアーム１６２は、レール部１６１上を移動し、半導体ウェハＷを位置合わせ部１２まで搬送する。

位置合わせ部１２では、載置台１２１上に半導体ウェハＷが載置されるとともに、位置合わせピン１２２によるセンタリングが行なわれる。
その後、第二の搬送装置１７のウェハ保持部１７２（ここでは、第一のウェハ保持部１７２Ａ）を駆動し、第一のウェハ保持部１７２Ａを位置合わせ部１２側に向かって移動させて、第一のウェハ保持部１７２Ａのウェハ外周保持部１７４Ｂの溝１７４Ｂ１に半導体ウェハＷの外周部を挿入する。これにより、半導体ウェハＷが第二の搬送装置１７に保持されることとなる。

次に、第一のウェハ保持部１７２Ａのアーム１７４Ｃを駆動して、半導体ウェハＷを載置台１２１の上方に移動させ、さらに、位置合わせ部１２から第一の研磨部１３に向かって、第一のウェハ保持部１７２Ａをレール部１７１上で移動させる。
位置合わせ部１２から第一の研磨部１３に向かって半導体ウェハＷを搬送する際に、半導体ウェハＷの上方側から半導体ウェハＷの表面側に向かって水が噴霧されている。この噴霧された水は、第一のウェハ保持部１７２Ａのフレーム部１７４Ａの孔１７４Ａ１を介して半導体ウェハＷの表面を湿らせることとなる。
これに加え、位置合わせ部１２から第一の研磨部１３に向かって半導体ウェハＷを搬送する際に、半導体ウェハＷの下方側から半導体ウェハＷの裏面側に向かって水が噴霧される。この水により半導体ウェハＷの裏面は湿ることとなる。
なお、半導体ウェハＷへの水の噴霧は、位置合わせ部１２から第一の研磨部１３に向かって半導体ウェハＷを搬送する際のみならず、第一の研磨部１３から第二の研磨部１４に搬送する際、第二の研磨部１４から第三の研磨部１５に搬送する際、第三の研磨部１５から反転部１８に搬送する際、反転部１８から第四の研磨部１９に搬送する際、第四の研磨部１９から反転部１８に搬送する際、反転部１８からブラシ洗浄部２０１に搬送する際にも行なわれる。ただし、この水の噴霧では、半導体ウェハＷの裏面に付着したスラリー等はほとんど除去されない。

ここで、位置合わせ部１２から第一の研磨部１３に向かって、半導体ウェハＷを搬送している間、第一の研磨部１３の吸着部２１からは上方に向かって水が吐出されている。この水により、吸着部２１の吸着パッド２１２の乾燥が防止されることとなる。
第一の研磨部１３の吸着部２１の上方に、半導体ウェハＷが配置されると、吸着部２１からの水の吐出が停止される。
その後、第一のウェハ保持部１７２Ａのアーム１７４Ｃを下方に駆動して、吸着部２１上に半導体ウェハＷを載置する。吸着部２１上に半導体ウェハＷを載置した後、第一のウェハ保持部１７２Ａによる半導体ウェハＷの保持が解除され、第一のウェハ保持部１７２Ａは 位置合わせ部１２側に向かって駆動される。
吸着部２１では、主軸２１３Ａの貫通孔２１３Ｃから空気を吸引し、半導体ウェハＷの裏面を吸着部２１に吸着固定する（図４（Ａ）参照）。
そして、第一の研磨部１３の研磨部本体２２（図８）により、半導体ウェハＷのノッチの研磨を行なう（機械加工工程）。
この半導体ウェハＷのノッチの研磨について、図８を参照して、以下に詳細に説明する。
図８（Ａ）および（Ｂ）は、半導体ウェハのノッチ部の研磨の例を示す図である。図８（Ａ）は、ノッチ研磨のイメージ図である。また、図８（Ｂ）は、ノッチ研磨工程におけるスラリーの供給を説明する図である。研磨部本体２２は、研磨ドラム８１１を備える。また、吸着部２１は吸着ステージ８１２を備える。半導体ウェハＷは、吸着ステージ８１２に載置され、吸着固定される。回転している研磨ドラム８１１に、ウェハＷのノッチ部分ＷＮを押し付け、ウェハＷを上下に傾けて、スラリー供給ノズル８１３からスラリーを流路Ｄで示す方向に供給しつつ、半導体ウェハのノッチＷＮを研磨する。

次に、吸着部２１への半導体ウェハＷの吸着固定を解除し、第二の搬送装置１７のウェハ保持部１７２（ここでは第二のウェハ保持部１７２Ｂ）を第一の研磨部１３側にスライドさせ、第二のウェハ保持部１７２Ｂに半導体ウェハＷを保持させる。

第二のウェハ保持部１７２Ｂのアーム１７４Ｃを駆動して、半導体ウェハＷを第一の研磨部１３の吸着部２１の上方に移動させ、さらに、第一の研磨部１３から第二の研磨部１４に向かって、第二のウェハ保持部１７２Ｂを移動させる。
このとき、第二の研磨部１４の吸着部２１からは、上方に向かって水が吐出している。具体的には、吸着部２１の主軸２１３Ａの貫通孔２１３Ｃ、ロアチャック２１１の貫通孔２１１Ａ、吸着パッド２１２の貫通孔２１２Ａを介して水が吐出している。吸着部２１から吐き出される水により、吸着部２１の吸着パッド２１２の乾燥が防止される。
また、第一の研磨部１３から第二の研磨部１４に向かって、第二のウェハ保持部１７２Ｂをレール部１７１上で移動させている間、第二の研磨部１４の吸着部２１は回転駆動している。

このような第二の研磨部１４の吸着部２１の上方に半導体ウェハＷを位置させる。第二の研磨部１４の吸着部２１の上方に半導体ウェハＷが配置されると、第二の研磨部１４の吸着部２１は回転駆動を停止する。
次に、第二のウェハ保持部１７２Ｂのアーム１７４Ｃを駆動し、半導体ウェハＷを吸着部２１に接近させる。
ここで、半導体ウェハＷを吸着部２１に対し所定の間隔をあけて配置する。これにより、吸着部２１から、半導体ウェハＷの裏面の略中心に向かって水が吐出されることとなる。吐出された水は、半導体ウェハＷの裏面の略中心から外周部に向かって、半導体ウェハＷ裏面に沿って流れ、半導体ウェハＷの裏面が洗浄されることとなる（図４（Ｂ）参照、洗浄工程）。これにより、半導体ウェハＷは、第二のウェハ保持部１７２Ｂにより外周部を保持された状態で洗浄され、半導体ウェハＷの裏面に吸着していた研磨屑、スラリーが除去されることとなる。

ここで、半導体ウェハＷの裏面と、水を吐出する吸着部２１との距離は、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下であり、吸着部２１から吐出される水の水圧は０．０５ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下であることが好ましい。なかでも、０．１ＭＰａ以上、０．２ＭＰａ以下であることが好ましい。
また、吸着部２１から吐出される水は純水であることが好ましい。また、吸着部２１から吐出される水は、超音波水であってもよい。
なお、本実施形態では、第一の研磨部１３から第二の研磨部１４に向かって半導体ウェハＷを搬送している間および、半導体ウェハＷの裏面洗浄中は、常時、第二の研磨部１４の吸着部２１から水が吐き出されている。ここで、第一の研磨部１３から第二の研磨部１４に向かって、半導体ウェハＷを搬送している間に、第二の研磨部１４の吸着部２１から吐き出す水の水圧と、半導体ウェハＷの裏面を洗浄する際に第二の研磨部１４の吸着部２１から吐き出す水の水圧とは同じであってもよく、また、異なっていてもよい。例えば、半導体ウェハＷを第二の研磨部１４の吸着部２１に対し所定の間隔をあけて配置した後、吸着部２１からの水の水圧を０．０５ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下に調整して、半導体ウェハＷの裏面を洗浄してもよい。

半導体ウェハＷの裏面の洗浄が終了したら、吸着部２１からの水の吐出を停止する。第二のウェハ保持部１７２Ｂのアーム１７４Ｃを下方に駆動して、半導体ウェハＷを吸着部２１上に載置する。吸着部２１上に半導体ウェハＷを載置した後、第二のウェハ保持部１７２Bによる半導体ウェハＷの保持が解除され、第二のウェハ保持部１７２Bは第１の研磨部１３に向かって駆動される。吸着部２１の主軸２１３Ａの貫通孔２１３Ｃから空気を吸引し、半導体ウェハＷを吸着部２１に吸着固定する。
その後、吸着部２１の上方に位置する研磨部本体２２を下降させて、半導体ウェハＷの外周面を研磨クロスに当接させる。そして、吸着部２１を回転駆動して、半導体ウェハＷを回転させるとともに、半導体ウェハＷの回転方向と反対方向に研磨部本体２２を回転駆動して、半導体ウェハＷの外周部（外側面Ｗ１)の研磨を行なう（図４（Ｃ）参照、機械加工工程）。
この半導体ウェハＷの外周部の研磨について、図９を参照して、以下に詳細に説明する。
図９は、半導体ウェハＷの外周部Ｗ１の研磨の例を示す図である。研磨部本体２２は、研磨パッド９１１を備える。また、吸着部２１は、吸着ステージ９１２を備える。第二の研磨部１４で洗浄された半導体ウェハＷを吸着ステージ９１２に吸着固定させた後、スラリー供給ノズル９１３からスラリーを流路Ｄで示す方向に供給しつつ、半導体ウェハＷを回転しながら、半導体ウェハの外周部Ｗ１を研磨する。

次に、第二の研磨部１４の吸着部２１への半導体ウェハＷの吸着固定を解除し、第二の搬送装置１７のウェハ保持部１７２（ここでは第三のウェハ保持部１７２Ｃ）を第二の研磨部１４側にスライドさせ、第三のウェハ保持部１７２Ｃに半導体ウェハＷを保持させる。
そして、第二の研磨部１４から第三の研磨部１５に半導体ウェハＷを搬送する。
このとき、第三の研磨部１５の吸着部２１からは、上方に向かって水が吐出している。
また、第二の研磨部１４から第三の研磨部１５に向かって、ウェハ保持部１７２を移動させる間、第三の研磨部１５の吸着部２１は回転駆動している。
第三のウェハ保持部１７２Ｃにより、第三の研磨部１５の吸着部２１の上方に半導体ウェハＷを配置させる。第三の研磨部１５の吸着部２１の上方に半導体ウェハＷが位置すると、吸着部２１は回転駆動を停止する。
そして、第三の研磨部１５の吸着部２１に半導体ウェハＷを接近させる。第三の研磨部１５の吸着部２１の上方に、第三の研磨部１５の吸着部２１と所定の間隔をあけて、半導体ウェハＷを配置する。そして、前述した洗浄工程と同じく、半導体ウェハＷの裏面を洗浄する（洗浄工程）。

半導体ウェハＷの裏面の洗浄が終了したら、吸着部２１からの水の吐出を停止する。アーム１７４Ｃを下方に駆動して、半導体ウェハＷを吸着部２１上に載置する。吸着部２１上に半導体ウェハＷを載置した後、第三のウェハ保持部１７２Ｃによる半導体ウェハＷの保持が解除され、第三のウェハ保持部１７２Ｃは第２の研磨部１４に向かって駆動される。第三のウェハ保持部１７２Ｃの吸着部２１の主軸２１３Ａの貫通孔２１３Ｃから空気を吸引し、半導体ウェハＷを吸着部２１に吸着固定する。
その後、吸着部２１の上方に位置する研磨部本体２３の釣鐘状の部材２３１を下降させて、半導体ウェハＷの外周面を研磨クロスに当接させる。そして、吸着部２１を回転駆動して、半導体ウェハＷを回転させるとともに、半導体ウェハＷの回転方向と反対方向に釣鐘状の部材２３１を回転駆動して、半導体ウェハＷの面取り研磨（面取り面Ｗ２の研磨)を行なう（図５参照、機械加工工程）。
この半導体ウェハＷの面取り面研磨について、図１０を参照して、以下に詳細に説明する。
図１０は、半導体ウェハＷの面取り研磨の例を示す図である。研磨部本体２２は、研磨ドラム９２１を備える。吸着部２１は、吸着ステージ９２２を備える。第二の研磨部１４で洗浄された半導体ウェハＷを吸着ステージ９２２に吸着固定させた後、スラリー供給ノズル９２３からスラリーを流路Ｄで示す方向に供給しつつ、半導体ウェハＷを回転しながら、研磨パッド９２４で、半導体ウェハＷの面取り面Ｗ２の研磨を行なう。

次に、第三の研磨部１５の吸着部２１上にある半導体ウェハＷを、図示しない搬送装置により、一方の反転部１８まで搬送する。一方の反転部１８では、半導体ウェハＷの裏面を下側にむけたまま、半導体ウェハＷを保持する。その後、半導体ウェハＷの裏面が上方に向くように半導体ウェハＷの表裏を反転させる。
その後、第四の研磨部１９の吸着部２１に半導体ウェハＷを固定し、研磨を行なう。ここでは、吸着部２１に半導体ウェハＷの表面を吸着させることとなる。また、ここでは、吸着部２１から水を吐出させた半導体ウェハＷの洗浄は行なわない。
研磨が終了したら、他方の反転部１８に半導体ウェハＷを保持させて、再度、半導体ウェハＷの表裏を反転させる。これにより半導体ウェハＷの裏面が下方に向くこととなる。

その後、図示しない搬送装置により半導体ウェハＷをブラシ洗浄部２０１まで搬送する。
各ブラシ洗浄部２０１で半導体ウェハＷのブラシ洗浄を行なった後、スピン洗浄部２０２に搬送する。半導体ウェハＷのスピン洗浄が行なわれ、以上により、半導体ウェハＷの外周部の研磨（ベベル研磨）が終了することとなる。

以下に、本実施形態の効果について説明する。
吸着部２１から水を吐出させて半導体ウェハＷの裏面を洗浄しているので、従来のように水槽に半導体ウェハＷを浸漬させる必要がない。従って、本実施形態の半導体ウェハＷの製造方法を使用すれば、水槽が不要となり、装置の大型化を防止することが可能となる。
さらに、本実施形態では、吸着部２１から水を吐出させて半導体ウェハＷの裏面を洗浄しており、吸着部２１に半導体ウェハＷを吸着した状態で洗浄を行なっていないので、半導体ウェハＷ裏面に付着したスラリーを確実に除去することができる。
半導体ウェハＷ裏面に付着したスラリーを除去した後、吸着部２１に吸着固定し、研磨加工を行うことができるので、半導体ウェハＷの裏面にスラリーが強固に固着してしまうことを防止できる。

ここで、半導体ウェハが表面に半導体層、絶縁層、配線層が形成されていない基板である場合には、半導体ウェハの裏面に付着したスラリーが強固に固着しても、高濃度のアルカリ洗浄により、除去することが可能である。
しかしながら、本実施形態のように表面に半導体層、絶縁層、配線層が形成された半導体ウェハＷの場合には、高濃度のアルカリ洗浄を行なうことが非常に困難である。
そのため、本実施形態のように、吸着部２１から水を吐出させて半導体ウェハＷの裏面を洗浄し、半導体ウェハＷ裏面に付着したスラリーを除去した後、吸着部２１に吸着固定し、研磨加工を行うといった手順で、半導体ウェハＷの加工を行なうことは、非常に有用である。

また、本実施形態では、吸着部２１に半導体ウェハＷの裏面を吸着させる直前に半導体ウェハＷの裏面の洗浄を行なっているため、半導体ウェハＷの裏面が乾燥した状態で、吸着部２１に吸着してしまうことを防止できる。
さらには、吸着部２１から吐出される水の水圧を０．０５ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下とし、半導体ウェハＷの裏面と、水を吐出する吸着部２１との距離を０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下としているので、半導体ウェハＷの裏面に付着したスラリーを確実に除去することができる。
ここで、水圧が０．０５ＭＰａ未満であったり、半導体ウェハＷの裏面と、水を吐出する吸着部２１との距離が５ｍｍを超える場合には、半導体ウェハＷの裏面の洗浄を充分に行なうことが困難となる。
また、水圧が０．５ＭＰａを超えたり、半導体ウェハＷの裏面と、水を吐出する吸着部２１との距離が０．５ｍｍ未満となった場合には、半導体ウェハＷの裏面にそって水を流すことが困難になる。

さらに、本実施形態では、吸着部２１から水を吐出させて半導体ウェハＷの裏面の洗浄を行なう前段で、吸着部２１を回転駆動している。
これにより、吸着部２１に付着したスラリーを除去することができ、吸着部２１と、半導体ウェハＷの裏面との間にスラリーが入ってしまうことを防止することができる。

また、本実施形態では、吸着部２１から半導体ウェハＷの裏面の略中心位置に向けて水が吐出され、半導体ウェハＷの裏面の略中心位置から外周部に向かって水が流れるため、半導体ウェハＷの裏面に付着したスラリー等を半導体ウェハＷの外周部にむけて効率よく除去することができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、半導体ウェハＷの裏面を洗浄する際には、吸着部２１の回転駆動を停止した状態で、吸着部２１から水を吐出させて、半導体ウェハＷの裏面を洗浄していたが、これに限らず、例えば、吸着部２１を回転駆動しながら、吸着部２１から水を吐出させて、半導体ウェハＷの裏面を洗浄してもよい。このようにすることで、より確実に半導体ウェハＷの裏面に付着したスラリーを除去することができる。

また、前記実施形態では、第一の研磨部１３の吸着部２１に半導体ウェハＷを吸着させる前段において、第一の研磨部１３の吸着部２１を回転駆動しなかったが、第一の研磨部１３の吸着部２１に半導体ウェハＷを吸着させる前段において、第一の研磨部１３の吸着部２１を回転駆動してもよい。
例えば、位置合わせ部１２から第一の研磨部１３に向かって、半導体ウェハＷを搬送している間（第一の研磨部１３の吸着部２１の上方に、半導体ウェハＷが配置される前）に第一の研磨部１３の吸着部２１を回転駆動し、第一の研磨部１３の吸着部２１に付着しているスラリーを除去してもよい。

さらに、前記実施形態では、半導体ウェハＷの裏面を洗浄する際に、吸着部２１から水を吐出させたが、吐出させる液体は水に限られるものではない。例えば、スラリーと反応しない酸・アルカリ薬液の希釈溶液、または電気分解やオゾン添加などによって活性化した機能水でもよい。
また、前記実施形態では、第一の研磨部１３での研磨が終了した後、半導体ウェハＷを第二の研磨部１４の吸着部２１の上方に配置させ、第二の研磨部１４の吸着部２１から水を吐出させて半導体ウェハＷの裏面を洗浄していたが、これに限られるものではない。例えば、第一の研磨部１３での研磨が終了した後、半導体ウェハＷを第一の研磨部１３の吸着部２１の上方に配置し、第一の研磨部１３の吸着部２１と、半導体ウェハＷとの間に所定の隙間を形成し、第一の研磨部１３の吸着部２１から水を吐出させて、半導体ウェハＷの裏面を洗浄してもよい。第一の研磨部１３の吸着部２１による洗浄と、第二の研磨部１４の吸着部２１による洗浄の双方を行なってもよい。また、同様に第二の研磨部１４での研磨が終了した後、第二の研磨部１４の吸着部２１と半導体ウェハＷとの間に所定の隙間を形成し、第二の研磨部１４の吸着部２１から水を吐き出して半導体ウェハＷの裏面を洗浄してもよい。

前記実施形態の半導体ウェハＷは、基板本体と、基板本体の表面に形成された半導体層等を有するものであったが、これに限らず、半導体ウェハは、半導体層等が形成されていない基板本体のみから構成されるものであってもよい。
さらには、前記実施形態では、半導体ウェハの外周部の研磨を行なったが、これに限らず、例えば、半導体ウェハをＣＭＰ法により研磨してもよい。
例えば、ＣＭＰ装置を、第一の研磨部と、第二の研磨部を有するものとする。第一の研磨部は、半導体ウェハの表面を研磨する研磨部本体（表面に研磨パッドが貼付された円盤状の研磨定盤）と、半導体ウェハの裏面を吸着保持する吸着部とを有する。
第二の研磨部は、第一の研磨部の研磨パッドと異なる粗さの研磨パッドが貼り付けられた研磨定盤（研磨部本体）と、半導体ウェハの裏面を吸着保持する吸着部とを有する。
ＣＭＰ装置の第一の研磨部の吸着部に半導体ウェハの裏面を吸着させて、第一の研磨部の研磨定盤の上方から吸着部に保持された半導体ウェハを研磨定盤に接近させ、半導体ウェハの表面を研磨する（第一の機械加工工程）。
次に、第一の研磨部の研磨定盤から半導体ウェハを離間し、第一の研磨部の吸着部から半導体ウェハを取り外し、搬送装置に半導体ウェハの外周部を保持させる。その後、第二の研磨部の吸着部の下方に半導体ウェハを搬送し、第二の研磨部の吸着部から半導体ウェハの裏面に向かって水を吐出させる（洗浄工程）。そして、第二の研磨部の吸着部に半導体ウェハの裏面を吸着させて、第二の研磨を行なう（第二の機械加工工程）。
さらに、前記実施形態では、半導体ウェハの外周部の研磨を行なったが、例えば、半導体ウェハの平面研削を行なってもよい。

次に、本発明の実施例について説明する。
（実施例）
前記実施形態と同様の方法で、半導体ウェハの面取り研磨を行なった。ただし、半導体ウェハの裏面の洗浄の前段で吸着部は回転させていない。
また、洗浄工程における吸着部と、半導体ウェハの裏面との距離は、２ｍｍであり、吸着部から吐出する水の流量は３Ｌ／minである（水圧０．１ＭＰａ）。
図７に結果を示す。半導体ウェハ裏面には、吸着パッドの跡はついておらず、径が０．１８μｍ以上のパーティクルの数はウェハ全体で５００個未満であった。
また、実施例では、半導体ウェハの処理枚数が増加しても、半導体ウェハ裏面のパーティクルの数は増加しなかった。

（比較例）
半導体ウェハの裏面を洗浄する洗浄工程を実施しなかった。
他の条件は、実施例と同様である。
面取り研磨が終了した半導体ウェハの裏面には、吸着パッドの跡がついており、径が０．１８μｍ以上のパーティクルの数はウェハ全体で４０００個以上となった。
さらに、比較例では、半導体ウェハの処理枚数の増加に伴い、径が０．１８μｍ以上のパーティクルの数は４０００個以上から更に増加した。

本発明の一実施形態にかかる研磨装置を示す平面図である。 研磨装置の吸着部を示す断面図である。 吸着部の吸着パッドを示す平面図である。 研磨装置を使用した半導体ウェハＷの製造工程を示す模式図である。 研磨装置を使用した半導体ウェハＷの製造工程を示す模式図である。 半導体ウェハの外周部を示す図である。 実施例の結果を示す図である。 半導体ウェハのノッチ部分を研磨する工程を示す図である。 半導体ウェハの外周部を研磨する工程を示す図である。 半導体ウェハの面取り面を研磨する工程を示す図である。

符号の説明

１ 研磨装置
１１ 載置部
１２ 位置合わせ部
１３ 第一の研磨部
１４ 第二の研磨部
１５ 第三の研磨部
１６ 第一の搬送装置
１７ 第二の搬送装置
１８ 反転部
１９ 第四の研磨部
２０ 後処理部
２１ 吸着部
２２ 研磨部本体
２３ 研磨部本体
１２１ 載置台
１２２ 位置合わせピン
１６１ レール部
１６２ アーム
１６２Ａ 吸着部
１７１ レール部
１７２ ウェハ保持部
１７２Ａ 第一のウェハ保持部
１７２Ｂ 第二のウェハ保持部
１７２Ｃ 第三のウェハ保持部
１７３ 摺動部
１７４ 保持部本体
１７４Ａ フレーム部
１７４Ａ１ 孔
１７４Ｂ ウェハ外周保持部
１７４Ｂ１ 溝
１７４Ｃ アーム
１８１ 駆動部
２０１ ブラシ洗浄部
２０２ スピン洗浄部
２１１ ロアチャック
２１１Ａ 貫通孔
２１１Ｂ 溝部
２１２ 吸着パッド
２１２Ａ 貫通孔
２１２Ｂ 溝
２１３ 回転軸
２１３Ａ 主軸
２１３Ｂ フランジ部
２１３Ｃ 貫通孔
２１４ ボールベアリング
２１５ ケース
２２１ 円筒状の部材
２３１ 釣鐘状の部材
８１１ 研磨ドラム
８１２ 吸着ステージ
８１３ スラリー供給ノズル
９１１ 研磨パッド
９１２ 吸着ステージ
９１３ スラリー供給ノズル
９２１ 研磨ドラム
９２２ 吸着ステージ
９２３ スラリー供給ノズル
９２４ 研磨パッド
Ｓ カセット
Ｄ 流路
Ｗ 半導体ウェハ
Ｗ１ 外側面
Ｗ２ 面取り面
Ｗ３ 面取り面
ＷＮ ノッチ

Claims (8)

1. 半導体ウェハの裏面を第一の機械加工部の吸着部に吸着させて前記半導体ウェハを機械加工する第一の機械加工工程と、
   前記第一の機械加工部の前記吸着部から、前記半導体ウェハを取り外し、前記半導体ウェハの裏面を液体により洗浄する洗浄工程と、
   前記半導体ウェハの裏面を第二の機械加工部の吸着部に吸着させて前記半導体ウェハを研磨する第二の機械加工工程とを備え、
   前記洗浄工程は、前記第一の機械加工部の吸着部から、前記半導体ウェハを取り外した後、前記第一の機械加工部の吸着部との間に所定の隙間を形成し、前記第一の機械加工部の前記吸着部から液体を吐出させて、前記半導体ウェハの裏面を洗浄する工程、および
   前記第一の機械加工部の吸着部から、前記半導体ウェハを取り外した後、前記第二の機械加工部の吸着部との間に所定の隙間を形成するとともに、前記第二の機械加工部の吸着部から液体を吐出させて、前記半導体ウェハの裏面を洗浄する工程の少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする半導体装置または半導体ウェハの製造方法。
2. 請求項１に記載の半導体装置または半導体ウェハの製造方法において、
   前記洗浄工程において、前記吸着部から吐出される液体の水圧は０．０５ＭＰａ以上、０．５ＭＰａ以下であり、
   前記半導体ウェハの裏面と、液体を吐出する前記吸着部との間の距離は、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることを特徴とする半導体装置または半導体ウェハの製造方法。
3. 請求項１に記載の半導体装置または半導体ウェハの製造方法において、
   前記洗浄工程では、前記吸着部から、前記半導体ウェハの裏面の略中心位置に向けて液体が吐出され、前記半導体ウェハの裏面の略中心位置から外周部に向かって液体が流れることを特徴とする半導体装置または半導体ウェハの製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体装置または半導体ウェハの製造方法において、
   前記洗浄工程では、前記半導体ウェハの外周部を搬送装置の保持部で保持していることを特徴とする半導体装置または半導体ウェハの製造方法。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置または半導体ウェハの製造方法において、
   前記洗浄工程は、前記第一の機械加工部の吸着部から、前記半導体ウェハを取り外し、前記半導体ウェハと、前記第二の機械加工部の吸着部との間に隙間を形成するとともに、前記第二の機械加工部の吸着部から液体を吐出させて、前記半導体ウェハの裏面を洗浄する工程であることを特徴とする半導体装置または半導体ウェハの製造方法。
6. 請求項５に記載の半導体装置または半導体ウェハの製造方法において、
   前記半導体ウェハと、前記第二の機械加工部の吸着部との間に所定の隙間を形成する前段で、前記第二の機械加工部の吸着部を回転駆動することを特徴とする半導体装置または半導体ウェハの製造方法。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の半導体装置または半導体ウェハの製造方法において、
   前記第一の機械加工工程、前記第二の機械加工工程は、前記半導体ウェハの外周部の研磨を行なう工程であることを特徴とする半導体装置または半導体ウェハの製造方法。
8. 請求項７に記載の半導体装置または半導体ウェハの製造方法において、
   前記半導体ウェハは、基板本体上に半導体層、絶縁層、および配線層のうちの少なくとも１つが積層されたものであることを特徴とする半導体装置または半導体ウェハの製造方法。

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