特許 6896472 ウエーハの研磨方法及び研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6896472

(24)【登録日】2021年6月11日

(45)【発行日】2021年6月30日

(54)【発明の名称】ウエーハの研磨方法及び研磨装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20210621BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20210621BHJP

   B24B 37/015 20120101ALI20210621BHJP

   B24B 49/08 20060101ALI20210621BHJP

   B24B 49/14 20060101ALI20210621BHJP

   B24B 37/005 20120101ALI20210621BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 621C

   H01L21/304 631

   B24B37/00 Z

   B24B37/015

   B24B49/08

   B24B49/14

   B24B37/005 Z

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-58159(P2017-58159)

(22)【出願日】2017年3月23日

(65)【公開番号】特開2018-160627(P2018-160627A)

(43)【公開日】2018年10月11日

【審査請求日】2020年1月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】廣沢 俊一郎

【審査官】 三浦 みちる

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２２２３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２３０５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２６００３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２４３３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１５６７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８１９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０３４１７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２４Ｂ ３７／００

Ｂ２４Ｂ ３７／００５

Ｂ２４Ｂ ３７／０１５

Ｂ２４Ｂ ４９／０８

Ｂ２４Ｂ ４９／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に形成された格子状の分割予定ラインに区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、
該保護部材を介して該ウエーハをチャックテーブルで保持し、該ウエーハの裏面を研磨パッドで研磨する研磨ステップと、を備え、
該研磨ステップでは、研磨液を供給せずに、該ウエーハより直径の大きくかつ下面の一部を該ウエーハの裏面に接触させるドライポリッシュ用の該研磨パッドを用い、該ウエーハに接触せず露出した該研磨パッドの下面の領域に下側から温風を吹き付けて加熱しながら研磨することを特徴とするウエーハの研磨方法。

【請求項2】

該研磨ステップでは、該ウエーハに接触せず露出した該研磨パッドの下面を選択的に加熱する請求項１に記載のウエーハの研磨方法。

【請求項3】

該研磨ステップでは、該ウエーハに接触せず露出した該研磨パッドの下面の領域の温度を測定し、測定された該研磨パッドの温度に応じて温風の温度又は量を調整する請求項１に記載のウエーハの研磨方法。

【請求項4】

ウエーハを保持するチャックテーブルと、研磨液を供給せずに、該ウエーハの直径より大きい直径の研磨パッドがスピンドルの下端に装着され該チャックテーブルに保持された該ウエーハに下面の一部を該ウエーハの裏面に接触させるドライポリッシュ用の該研磨パッドで研磨する研磨ユニットと、該ウエーハを研磨加工中の該研磨パッドの温度を調整する温度調整ユニットと、を備え、
該温度調整ユニットは、該ウエーハに接触せず露出した該研磨パッドの下面の領域に下側から温風を吹き付ける温風噴射ユニットを備えることを特徴とする研磨装置。

【請求項5】

該温度調整ユニットは、該ウエーハに接触せず露出した該研磨パッドの下面の所望の領域に選択的に温風を吹き付ける選択噴射部を備える請求項４に記載の研磨装置。

【請求項6】

該温度調整ユニットは、該ウエーハに接触せず露出した該研磨パッドの下面の領域の温度を測定する温度測定器と、該温度測定器の測定結果に応じて、該温風噴射ユニットの温風噴射温度又は量を調整する制御ユニットと、を備えることを特徴とする請求項４に記載の研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエーハの研磨方法及び研磨装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスが表面に形成されたシリコンなどからなる半導体ウエーハや、光デバイスが形成されたサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などからなる光デバイスウエーハなどの各種ウエーハは、厚さを薄くするため、研削砥石で研削されて薄化される。その後、研削によって発生した被研削面（裏面）の破砕層を除去し、チップになった際の抗折強度を上げるために、ウエーハは、研磨パッドで研磨される（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−２４３３４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ウエーハを研磨する研磨方法は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）研磨のほか、砥粒を含有する比較的柔らかい研磨パッドを用いるドライ加工であるドライポリッシュという加工方法がある。ドライポリッシュでは、ウエーハの被研磨面に研磨パッドを押圧しつつウエーハと研磨パッドを回転させ、ウエーハの所定の厚さを除去し、被研磨面に形成された破砕層を除去する。破砕層が、数μｍの厚さで存在し、その領域を全て除去するために研磨が行われるが、ドライポリッシュは、除去量を多く設定すればそれだけ加工時間が長くかかる。

【0005】

本発明は、加工時間を抑制することができるウエーハの研磨方法及び研磨装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハの研磨方法は、表面に形成された格子状の分割予定ラインに区画された複数の領域にデバイスが形成されたウエーハの表面に保護部材を貼着する保護部材貼着ステップと、該保護部材を介して該ウエーハをチャックテーブルで保持し、該ウエーハの裏面を研磨パッドで研磨する研磨ステップと、を備え、該研磨ステップでは、研磨液を供給せずに、該ウエーハより直径の大きくかつ下面の一部を該ウエーハの裏面に接触させるドライポリッシュ用の該研磨パッドを用い、該ウエーハに接触せず露出した該研磨パッドの下面の領域に下側から温風を吹き付けて加熱しながら研磨することを特徴とする。

【0007】

前記ウエーハの研磨方法において、該研磨ステップでは、該ウエーハに接触せず露出した該研磨パッドの下面を選択的に加熱しても良い。

【0008】

前記ウエーハの研磨方法において、該研磨ステップでは、該ウエーハに接触せず露出した該研磨パッドの下面の領域の温度を測定し、測定された該研磨パッドの温度に応じて温風の温度又は量を調整しても良い。

【0009】

本発明の研磨装置は、ウエーハを保持するチャックテーブルと、研磨液を供給せずに、該ウエーハの直径より大きい直径の研磨パッドがスピンドルの下端に装着され該チャックテーブルに保持された該ウエーハに下面の一部を該ウエーハの裏面に接触させるドライポリッシュ用の該研磨パッドで研磨する研磨ユニットと、該ウエーハを研磨加工中の該研磨パッドの温度を調整する温度調整ユニットと、を備え、該温度調整ユニットは、該ウエーハに接触せず露出した該研磨パッドの下面の領域に下側から温風を吹き付ける温風噴射ユニットを備えることを特徴とする。

【0010】

前記研磨装置において、該温度調整ユニットは、該ウエーハに接触せず露出した該研磨パッドの下面の所望の領域に選択的に温風を吹き付ける選択噴射部を備えても良い。

【0011】

前記研磨装置において、該温度調整ユニットは、該ウエーハに接触せず露出した該研磨パッドの下面の領域の温度を測定する温度測定器と、該温度測定器の測定結果に応じて、該温風噴射ユニットの温風噴射温度又は量を調整する制御ユニットと、を備えても良い。

【発明の効果】

【0012】

本願発明のウエーハの研磨方法及び研磨装置は、加工時間を抑制することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施形態１に係る研磨装置の構成例の斜視図である。

【図2】図２は、実施形態１に係るウエーハの研磨方法の研磨対象のウエーハを示す斜視図である。

【図3】図３は、図２に示されたウエーハを裏面側からみた斜視図である。

【図4】図４は、図１に示された研磨装置の研磨ユニットの研磨加工中の状態を示す側面図である。

【図5】図５は、図４に示された研磨パッドとウエーハとの位置関係を示す平面図である。

【図6】図６は、図５に示された研磨パッドとウエーハとの位置関係を示す側面図である。

【図7】図７は、実施形態１に係るウエーハの研磨方法の流れを示すフローチャートである。

【図8】図８は、実施形態２に係る研磨装置の構成例の斜視図である。

【図9】図９は、実施形態３に係る研磨装置の要部の斜視図である。

【図10】図１０は、実施形態３に係る研磨装置の要部の平面図である。

【図11】図１１は、実施形態３に係るウエーハの研磨方法の流れを示すフローチャートである。

【図12】図１２は、図１１に示されたウエーハの研磨方法の研磨前測定ステップの測定経路上のウエーハの厚さを測定する状態を示す側面図である。

【図13】図１３は、図１１に示されたウエーハの研磨方法のテスト研磨ステップにおいて研磨されたウエーハを示す側面図である。

【図14】図１４は、図１１に示されたウエーハの研磨方法の研磨ステップ後のウエーハの側面図である。

【図15】図１５は、図１に示された研磨装置の研磨パッドの領域を加熱した時の単位時間当たりの除去量を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。

【0015】

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係るウエーハの研磨方法及び研磨装置を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る研磨装置の構成例の斜視図である。図２は、実施形態１に係るウエーハの研磨方法の研磨対象のウエーハを示す斜視図である。図３は、図２に示されたウエーハを裏面側からみた斜視図である。

【0016】

実施形態１に係る図１に示す研磨装置１は、研削装置により薄化された図２に示すウエーハ２０１の裏面２０２を高精度に平坦化するために研磨するものである。ウエーハ２０１は、シリコンを母材とする円板状の半導体ウエーハやサファイア、ＳｉＣ（炭化ケイ素）などからなる光デバイスウエーハである。ウエーハ２０１は、図２に示すように、表面２０３に形成された格子状の分割予定ライン２０４に区画された複数の領域にデバイス２０５が形成されている。ウエーハ２０１は、図３に示すように、表面２０３に保護部材２０６が貼着された状態で裏面２０２が研磨される。

【0017】

研磨装置１は、図１に示すように、装置本体２と、チャックテーブル７と、研磨ユニット５と、カセット８，９と、位置合わせユニット１０と、搬入ユニット１１と、洗浄ユニット１３と、搬出入ユニット１４と、温風噴射ユニット１５と、温度測定器１６と、制御ユニット１００とを主に備えている。

【0018】

チャックテーブル７は、ウエーハ２０１が保護部材２０６を介して保持面７−１上に載置されて、ウエーハ２０１を保持するものである。チャックテーブル７は、保持面７−１を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、図示しない真空吸引経路を介して図示しない真空吸引源と接続され、保持面７−１に載置されたウエーハ２０１を吸引することで保持する。また。チャックテーブル７は、Ｚ軸方向と平行な軸心回りに回転自在な支持基台７−２に支持されている。なお、Ｚ軸方向は、鉛直方向と平行である。

【0019】

また、チャックテーブル７は、図示しない加工送りユニットによって搬入ユニット１１及び搬出入ユニット１４寄りの搬入搬出位置１０１と、研磨ユニット５の下方の研磨位置１０４とに亘って、Ｙ軸方向に移動自在に設けられている。なお、Ｙ軸方向は、水平方向と平行である。

【0020】

カセット８，９は、複数のスロットを有するウエーハ２０１を収容するための収容器である。一方のカセット８は、研磨加工前の表面２０３に保護部材２０６（図３に示す）が貼着されたウエーハ２０１を収容し、他方のカセット９は、研磨加工後のウエーハ２０１を収容する。また、位置合わせユニット１０は、カセット８から取り出されたウエーハ２０１が仮置きされて、その中心位置合わせを行うためのテーブルである。

【0021】

搬入ユニット１１は、吸着パッドを有し、位置合わせユニット１０で位置合わせされた研磨加工前のウエーハ２０１を吸着保持して搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７上に搬入する。搬入ユニット１１は、搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７上に保持された研磨加工後のウエーハ２０１を吸着保持して洗浄ユニット１３に搬出する。

【0022】

搬出入ユニット１４は、例えばＵ字型ハンド１４−１を備えるロボットピックであり、Ｕ字型ハンド１４−１によってウエーハ２０１を吸着保持して搬送する。具体的には、搬出入ユニット１４は、研磨加工前のウエーハ２０１をカセット８から位置合わせユニット１０へ搬出するとともに、研磨加工後のウエーハ２０１を洗浄ユニット１３からカセット９へ搬入する。洗浄ユニット１３は、研磨加工後のウエーハ２０１を洗浄し、研削及び研磨された加工面に付着している研磨屑等のコンタミネーションを除去する。

【0023】

次に、研磨ユニット５を図面に基づいて説明する。図４は、図１に示された研磨装置の研磨ユニットの研磨加工中の状態を示す側面図である。図５は、図４に示された研磨パッドとウエーハとの位置関係を示す平面図である。図６は、図５に示された研磨パッドとウエーハとの位置関係を示す側面図である。

【0024】

研磨ユニット５は、図１に示すように、装置本体２から立設したコラム１８に支持されて、図４に示すように、研磨工具５１の研磨パッド５２がスピンドル５０の下端に装着される。研磨ユニット５は、研磨工具５１の研磨パッド５２を研磨位置１０４のチャックテーブル７の保持面７−１に対向して配置させる。研磨ユニット５は、研磨工具５１がスピンドル５０により回転されながら、研磨位置１０４に位置し支持基台７−２により回転されるチャックテーブル７の保持面７−１で保持されたウエーハ２０１の裏面２０２にＺ軸移動ユニット５−１によりＺ軸方向に沿って押圧される。研磨ユニット５は、研磨工具５１の研磨パッド５２がウエーハ２０１の裏面２０２にＺ軸方向に沿って押圧されることによって、ウエーハ２０１の裏面２０２を研磨パッド５２で研磨するためのものである。

【0025】

研磨ユニット５は、コラム１８に設けられたＺ軸移動ユニット５−１によりＺ軸方向に移動自在に設けられたスピンドルハウジング５３と、スピンドルハウジング５３内に軸心回りに回転自在に設けられたスピンドル５０と、スピンドル５０の下端に装着される研磨工具５１とを備える。スピンドル５０は、Ｚ軸方向と平行に配置され、図１に示すスピンドルモータ５４により軸心回りに回転される。スピンドル５０は、下端に研磨工具５１を装着する円盤状の工具装着部材５０−１が取り付けられている。

【0026】

研磨工具５１は、円環状の支持基台５５と、円環状の研磨パッド５２とを備える。支持基台５５は、アルミニウム合金によって構成されている。研磨パッド５２は、支持基台５５の下面に装着され、チャックテーブル７に保持されたウエーハ２０１を研磨するものである。研磨パッド５２は、例えばポリウレタンやフェルトに砥粒を分散させ固定したフェルト砥石等の砥粒から形成されている。

【0027】

研磨工具５１は、スピンドル５０の下端に取り付けられている工具装着部材５０−１の下面に支持基台５５を重ね、支持基台５５が図示しないボルトにより工具装着部材５０−１に装着されることによって、工具装着部材５０−１に装着される。実施形態１において、研磨工具５１の研磨パッド５２の直径は、図５及び図６に示すように、ウエーハ２０１の直径よりも大きい。

【0028】

実施形態１において、研磨ユニット５は、研磨パッド５２でウエーハ２０１を研磨する際は、研磨液を供給せずに、研磨パッド５２の砥粒をウエーハ２０１と化学反応させる所謂ドライポリッシュをウエーハ２０１の裏面２０２に施す。即ち、実施形態１において、研磨工具５１の研磨パッド５２は、ドライポリッシュに好適なものである。

【0029】

なお、実施形態１において、研磨ユニット５の研磨工具５１の回転中心である軸心と、研磨位置１０４のチャックテーブル７の回転中心である軸心とは、互いに平行であるとともに、水平方向に間隔をあけて配置されている。また、実施形態１において、研磨ユニット５は、図４、図５及び図６に示すように、研磨パッド５２がウエーハ２０１の裏面２０２全体を覆って、ウエーハ２０１の裏面２０２を研磨するとともに、研磨パッド５２の下面５６の一部の領域５６−１がウエーハ２０１の裏面２０２に接触せずに露出する。なお、実施形態１において、領域５６−１は、研磨装置１の平面視において、図５に示すように、Ｙ軸方向の研磨位置１０４のチャックテーブル７とコラム１８との間に配置されている。

【0030】

温風噴射ユニット１５は、研磨加工中にウエーハ２０１に接触せずに露出した研磨パッド５２の下面５６の領域５６−１に温風を吹きつけるものである。温風噴射ユニット１５は、図４に示すように、装置本体２の研磨加工中の研磨パッド５２の領域５６−１にＺ軸方向に対向する位置に設置されている。実施形態において、温風噴射ユニット１５は、図５に示すように、Ｙ軸方向の研磨位置１０４のチャックテーブル７とコラム１８との間に配置されている。

【0031】

温風噴射ユニット１５は、図示しない温風供給源から温風（即ち、加熱された気体）が供給される供給管１５１と、供給管１５１に複数設けた噴射口１５２とを備える。供給管１５１の長手方向は、Ｙ軸方向に対して直交するＸ軸方向と平行である。なお、Ｘ軸方向は、水平方向と平行である。噴射口１５２は、供給管１５１の長手方向即ちＸ軸方向に沿って間隔をあけて配置されている。温風噴射ユニット１５は、温風供給源から供給された温風を、研磨加工中の研磨パッド５２の領域５６−１に向けて噴射口１５２から噴射する。なお、温風噴射ユニット１５が領域５６−１に供給する温風は、常温よりも高い温度に加熱された気体である。また、実施形態１において、温風の温度は、保護部材２０６の溶融する温度、例えば７０℃未満であることが望ましい。

【0032】

温度測定器１６は、研磨加工中にウエーハ２０１に接触せずに露出した研磨パッド５２の下面５６の領域５６−１の温度を測定するものである。温度測定器１６は、装置本体２の研磨加工中の研磨パッド５２の領域５６−１にＺ軸方向に対向する位置に設置されている。実施形態において、温度測定器１６は、図５に示すように、Ｙ軸方向の研磨位置１０４のチャックテーブル７とコラム１８との間に配置されている。

【0033】

温度測定器１６は、装置本体２に設置された設置部材１６１の先端に取り付けられている。設置部材１６１は、長手方向がＹ軸方向に対して直交するＸ軸方向と平行な棒状に形成されている。温度測定器１６は、設置部材１６１の研磨ユニット５寄りの先端に設置されている。温度測定器１６は、放射温度計、サーモグラフィー、又はパイロメータにより構成されている。温度測定器１６は、測定結果を制御ユニット１００に出力する。

【0034】

制御ユニット１００は、研磨装置１を構成する上述した構成要素をそれぞれ制御するものである。即ち、制御ユニット１００は、ウエーハ２０１に対する研磨加工を研磨装置１に実行させるものである。制御ユニット１００は、コンピュータプログラムを実行可能なコンピュータである。制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インタフェース装置とを有する。制御ユニット１００のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムをＲＡＭ上で実行して、研磨装置１を制御するための制御信号を生成する。制御ユニット１００のＣＰＵは、生成した制御信号を入出力インタフェース装置を介して研磨装置１の各構成要素に出力する。

【0035】

また、制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットや、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力ユニットと接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等とのうち少なくとも一つにより構成される。

【0036】

また、制御ユニット１００は、温度測定器１６の測定結果に応じて、温風噴射ユニット１５の温風噴射温度又は量を調整する。実施形態１において、制御ユニット１００は、温風噴射ユニット１５が領域５６−１に向けて噴射する温風の温度と、温風の量との双方を変更するが、本発明では、温風の温度と、温風の量との少なくとも一方を調整すれば良い。実施形態１において、制御ユニット１００は、研磨加工中に温度測定器１６が検出する研磨パッド５２の下面５６の領域５６−１の温度が、予め設定された温度となるように、温風噴射ユニット１５が領域５６−１に向けて噴射する温風の温度と、温風の量との双方を変更する。こうして、温風噴射ユニット１５と、温度測定器１６と、制御ユニット１００は、ウエーハ２０１を研磨加工中の研磨パッド５２の温度を調整する温度調整ユニット１７を構成する。

【0037】

次に、実施形態１に係るウエーハの研磨方法について説明する。図７は、実施形態１に係るウエーハの研磨方法の流れを示すフローチャートである。

【0038】

実施形態１に係るウエーハの研磨方法（以下、単に研磨方法と記す）は、図７に示すように、保護部材貼着ステップＳＴ１と、研磨ステップＳＴ２とを備える。

【0039】

保護部材貼着ステップＳＴ１は、図３に示すように、ウエーハ２０１の表面２０３に保護部材２０６を貼着するステップである。実施形態１において、保護部材貼着ステップＳＴ１は、オペレータなどがウエーハ２０１の表面２０３に保護部材２０６を貼着し、表面２０３に保護部材２０６が貼着されたウエーハ２０１をカセット８内に収容する。保護部材２０６が貼着されたウエーハ２０１は、図示しない研削ステップにおいて、裏面２０２が研削されて、薄化される。

【0040】

研磨ステップＳＴ２は、研削ステップの後に、保護部材２０６が貼着された保護部材２０６を介してウエーハ２０１をチャックテーブル７で保持し、ウエーハ２０１の裏面２０２を研磨パッド５２で研磨するステップである。研磨ステップＳＴ２は、図１に示す研磨装置１により行われる。研磨ステップＳＴ２は、オペレータが研磨加工前の保護部材２０６が表面２０３に貼着されたウエーハ２０１を収容したカセット８と、ウエーハ２０１を収容していないカセット９を装置本体２に取り付けるとともに、オペレータが加工情報を制御ユニット１００に登録し、オペレータから研磨装置１に加工動作の開始指示が入力されると、実施される。

【0041】

研磨ステップＳＴ２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、搬出入ユニット１４にカセット８からウエーハ２０１を取り出させ、位置合わせユニット１０へ搬出させ、位置合わせユニット１０にウエーハ２０１の中心位置合わせを行わせ、搬入ユニット１１に位置合わせされたウエーハ２０１の表面２０３側を搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７上に搬入する。

【0042】

研磨ステップＳＴ２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、ウエーハ２０１の表面２０３側を保護部材２０６を介してチャックテーブル７に保持し、裏面２０２を露出させて、加工送りユニットでウエーハ２０１を保持したチャックテーブル７を研磨位置１０４に移動する。研磨ステップＳＴ２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、研磨位置１０４のチャックテーブル７及び研磨ユニット５の研磨工具５１を軸心回りに回転させながら、研磨ユニット５の研磨工具５１の研磨パッド５２をウエーハ２０１の裏面２０２に押圧して、ウエーハ２０１の裏面２０２を研磨する。こうして、研磨ステップＳＴ２では、ウエーハ２０１よりも直径の大きい研磨パッド５２を用いる。

【0043】

また、研磨ステップＳＴ２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、研磨パッド５２の下面５６の領域５６−１に温風噴射ユニット１５から温風を吹き付けて加熱しながら研磨するとともに、温度測定器１６により研磨パッド５２の下面５６の領域５６−１の温度を測定し、測定された研磨パッド５２の温度に応じて温風の温度又は量を調整する。

【0044】

研磨ステップＳＴ２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、研磨加工が終了すると、研磨ユニット５を上昇させ、チャックテーブル７の軸心回りの回転を停止するとともに、温風噴射ユニット１５からの温風の噴射を停止する。研磨ステップＳＴ２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、チャックテーブル７を搬入搬出位置１０１に移動させ、ウエーハ２０１を搬入ユニット１１により洗浄ユニット１３に搬入し、洗浄ユニット１３で洗浄し、洗浄後のウエーハ２０１を搬出入ユニット１４でカセット９へ搬入する。そして、研磨方法は、次のウエーハ２０１に対して研磨ステップＳＴ２を実施する。研磨装置１の制御ユニット１００は、カセット８内の全てのウエーハ２０１に研磨加工を施すと、研磨ステップＳＴ２即ち研磨方法を終了する。

【0045】

以上のように、実施形態１に係る研磨方法及び研磨装置１は、研磨ステップＳＴ２では、研磨パッド５２を温風噴射ユニット１５から噴射する温風で加熱するので、研磨パッド５２の砥粒とウエーハ２０１との反応速度を上げる事が出来る。その結果、研磨方法及び研磨装置１は、時間あたりのウエーハ２０１の除去量（ウエーハ２０１の減少させる厚みをいう）を増加させることが出来、研磨加工のスループットを向上させることができる。その結果、研磨方法及び研磨装置１は、加工時間を抑制することができる。

【0046】

また、実施形態１に係る研磨方法及び研磨装置１は、研磨ステップＳＴ２では、研磨パッド５２の下面５６の領域５６−１の温度を測定し、測定結果に応じて、予め設定された温度となるように温風の温度と量を調整するので、研磨パッド５２の下面５６の温度を予め設定された温度に維持することができる。

【0047】

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２に係るウエーハの研磨方法及び研磨装置を図面に基づいて説明する。図８は、実施形態２に係る研磨装置の構成例の斜視図である。図８は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

【0048】

実施形態２に係る研磨装置１−２は、チャックテーブル７をターンテーブル６上に複数設置し、第１の研削ユニット３と、第２の研削ユニット４を更に備えている点が、実施形態１に係る研磨装置１と異なる。

【0049】

ターンテーブル６は、装置本体２の上面に設けられた円盤状のテーブルであり、水平面内で回転可能に設けられ、所定のタイミングで回転駆動される。このターンテーブル６上には、実施形態２では、４つのチャックテーブル７が、例えば９０度の位相角で等間隔に配設されている。実施形態２において、チャックテーブル７は、ターンテーブル６の回転によって、搬入搬出位置１０１、粗研削位置１０２、仕上げ研削位置１０３、研磨位置１０４、搬入搬出位置１０１に順次移動される。

【0050】

第１の研削ユニット３は、スピンドルの下端に装着された研削砥石を有する図示しない研削ホイールが回転されながら粗研削位置１０２のチャックテーブル７に保持されたウエーハ２０１の裏面２０２に鉛直方向と平行なＺ軸方向に沿って押圧されることによって、ウエーハ２０１の裏面２０２を粗研削加工するためのものである。同様に、第２の研削ユニット４は、スピンドルの下端に装着された研削砥石を有する図示しない研削ホイールが回転されながら仕上げ研削位置１０３に位置するチャックテーブル７に保持された粗研削済みのウエーハ２０１の裏面２０２にＺ軸方向に沿って押圧されることによって、ウエーハ２０１の裏面２０２を仕上げ研削加工するためのものである。

【0051】

実施形態２に係るウエーハの研磨方法（以下、単に研磨方法と記す）は、研削ステップにおいて、ウエーハ２０１の裏面２０２に粗研削加工と仕上げ研削加工とを施した後に、実施形態１と同様の研磨ステップＳＴ２を実施すること以外、実施形態１に係る研磨方法と同じである。

【0052】

実施形態２に係る研磨方法及び研磨装置１−２は、研磨ステップＳＴ２では、研磨パッド５２を温風噴射ユニット１５から噴射する温風で加熱するので、実施形態１と同様に、加工時間を抑制することができる。

【0053】

〔実施形態３〕
本発明の実施形態３に係るウエーハの研磨方法及び研磨装置を図面に基づいて説明する。図９は、実施形態３に係る研磨装置の要部の斜視図である。図１０は、実施形態３に係る研磨装置の要部の平面図である。図１１は、実施形態３に係るウエーハの研磨方法の流れを示すフローチャートである。図１２は、図１１に示されたウエーハの研磨方法の研磨前測定ステップの測定経路上のウエーハの厚さを測定する状態を示す側面図である。図１３は、図１１に示されたウエーハの研磨方法のテスト研磨ステップにおいて研磨されたウエーハを示す側面図である。図１４は、図１１に示されたウエーハの研磨方法の研磨ステップ後のウエーハの側面図である。図９から図１４は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

【0054】

実施形態３に係る研磨装置１−３は、図９に示すように、測定ユニット１２を備える。測定ユニット１２は、搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７の保持面７−１に対向して配置され、図示しない水平方向移動ユニットにより保持面７−１と平行な方向に移動自在に設けられている。測定ユニット１２の水平方向移動ユニットによる図１中に一点鎖線で示す移動経路２０７は、搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７の保持面７−１の中心を通る直線状でかつチャックテーブル７の径方向と平行である。また、測定ユニット１２の水平方向移動ユニットによる移動経路２０７は、チャックテーブル７の保持面７−１の中心を互いの間に挟む二つの外縁を通る。

【0055】

測定ユニット１２は、搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７の保持面７−１に保持されたウエーハ２０１の裏面２０２に対して光又は超音波を照射しながら裏面２０２で反射された光又は超音波を受信しながら移動経路２０７上を移動されることにより、移動経路２０７上のウエーハ２０１の予め設定された所定距離おきの各位置の厚さを測定する。本明細書は、測定ユニット１２の移動経路２０７を以下、測定経路２０７と記す。測定ユニット１２は、測定結果を制御ユニット１００に出力する。なお、実施形態１において、測定ユニット１２は、光又は超音波を照射して移動経路上のウエーハ２０１の各位置の厚さを測定する非接触式のものであるが、ウエーハ２０１の裏面２０２に接触する接触子を備える接触式のものでも良い。また、実施形態３において、測定ユニット１２を研磨装置１に設けたが、本発明では、研磨装置１−３とは別の測定装置を用いてウエーハ２０１の厚さを測定しても良い。

【0056】

また、研磨装置１−３の温度調整ユニット１７は、図１０に示すように、研磨パッド５２の下面５６の領域５６−１のうちの所望の領域に選択的に温風を吹き付ける選択噴射部１５３を備える。実施形態３において、選択噴射部１５３は、噴射口１５２それぞれに対応して設けられ、対応する噴射口１５２を開閉可能なシャッタ機構である。選択噴射部１５３は、温風噴射ユニット１５に複数設けられている。各選択噴射部１５３は、制御ユニット１００により互いに独立して、噴射口１５２を開閉する。

【0057】

次に、実施形態３に係るウエーハの研磨方法について説明する。実施形態３に係るウエーハの研磨方法（以下、単に研磨方法と記す）は、図１１に示すように、保護部材貼着ステップＳＴ１と、研磨ステップＳＴ２とに加えて、研磨装置１−３により行われる選択ステップＳＴ３を備える。

【0058】

選択ステップＳＴ３は、保護部材貼着ステップＳＴ１の後でかつ研磨ステップＳＴ２の前に実施されるステップである。選択ステップＳＴ３は、研磨ステップＳＴ２後のウエーハ２０１の厚さのばらつきを抑制するために、研磨ステップＳＴ２において研磨パッド５２の下面５６の領域５６−１のうちの温風を吹き付ける領域を選択するステップであり、噴射口１５２を開放する選択噴射部１５３と噴射口１５２を閉じる選択噴射部１５３とを選択するステップである。選択ステップＳＴ３は、図１１に示すように、研磨前測定ステップＳＴ３１と、テスト研磨ステップＳＴ３２と、取得ステップＳＴ３３と、選定ステップＳＴ３４とを有する。

【0059】

選択ステップＳＴ３の研磨前測定ステップＳＴ３１では、研磨装置１−３の制御ユニット１００は、搬出入ユニット１４にカセット８からウエーハ２０１（なお、選択ステップＳＴ３において研削研磨されるウエーハ２０１を、以下、テスト用ウエーハ２０１−１と記す）を取り出させ、位置合わせユニット１０へ搬出させ、位置合わせユニット１０にテスト用ウエーハ２０１−１の中心位置合わせを行わせ、搬入ユニット１１に位置合わせされたテスト用ウエーハ２０１−１の表面２０３側を搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７上に搬入する。

【0060】

研磨前測定ステップＳＴ３１では、研磨装置１−３の制御ユニット１００は、テスト用ウエーハ２０１−１の表面２０３側を保護部材２０６を介してチャックテーブル７に保持する。研磨前測定ステップＳＴ３１では、研磨装置１−３の制御ユニット１００は、図１２に示すように、測定ユニット１２を測定経路２０７に沿って移動させながら測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さを測定させる。なお、図１２に示す搬入搬出位置１０１に位置付けられたテスト用ウエーハ２０１−１は、実施形態３において、中心の厚さと外縁の厚さとが薄く、中心と外縁との中央の厚さが厚くなるように、厚さがばらついている。なお、図１２は、実際の厚さのばらつきよりも大きくなるように、厚さのばらつきを誇張して記載している。

【0061】

テスト研磨ステップＳＴ３２は、研磨前測定ステップＳＴ３１においてウエーハ２０１の厚さ情報である移動経路２０７上の各位置の厚さを取得したテスト用ウエーハ２０１−１をチャックテーブル７に保持したチャックテーブル７を研磨ユニット５の研磨パッド５２で研磨するステップである。テスト研磨ステップＳＴ３２では、研磨装置１−３の制御ユニット１００は、テスト用ウエーハ２０１−１を保持したチャックテーブル７を研磨位置１０４に移動させて、研磨位置１０４でチャックテーブル７を軸心回りに回転させ、研磨工具５１を軸心回りに回転させながら研磨パッド５２をチャックテーブル７に保持されたウエーハ２０１に押しつけて、ウエーハ２０１の裏面２０２を研磨する。研磨装置１−３の制御ユニット１００は、テスト研磨ステップＳＴ３２が終了すると、取得ステップＳＴ３３に進む。

【0062】

なお、図１３に示す研磨後のテスト用ウエーハ２０１−１は、実施形態３において、中心の厚さと外縁の厚さとが薄く、中心と外縁との中央の厚さが厚くなるように、厚さがばらついている。なお、図１３は、図１２と同様に、実際の厚さのばらつきよりも大きくなるように、厚さのばらつきを誇張して記載している。

【0063】

取得ステップＳＴ３３は、テスト研磨ステップＳＴ３２を実施後に測定したテスト用ウエーハ２０１−１の面内の厚さ情報である測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さを取得するステップである。取得ステップＳＴ３３では、研磨装置１−３の制御ユニット１００は、チャックテーブル７の回転を停止させ、テスト用ウエーハ２０１−１を搬入搬出位置１０１に移動させた後、測定ユニット１２を測定経路２０７に沿って移動させながら測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さを測定させる。

【0064】

こうして、取得ステップＳＴ３３では、研磨装置１−３の制御ユニット１００は、テスト研磨ステップＳＴ３２実施後に測定したテスト用ウエーハ２０１−１の面内の厚さ情報である測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置の厚さを取得する。

【0065】

選定ステップＳＴ３４は、ウエーハ２０１面内の他の領域よりも研磨レートを上昇させたい領域を選定するステップである。選定ステップＳＴ３４では、研磨装置１−３の制御ユニット１００は、取得ステップＳＴ３３で測定した研磨後の測定経路２０７上のテスト用ウエーハ２０１−１の各位置のうち厚さが所望の仕上げ厚さよりも厚くなる位置を、ウエーハ２０１面内の他の領域より研磨レートを上昇させたい領域として選定する。選定ステップＳＴ３４では、研磨装置１−３の制御ユニット１００は、ウエーハ２０１の裏面２０２の各領域と選択噴射部１５３との対応関係とを予め記憶しており、この予め記憶した対応関係に基づいて、ウエーハ２０１面内の他の領域より研磨レートを上昇させたい領域に対応した選択噴射部１５３を選択して、研磨ステップＳＴ２に進む。

【0066】

研磨ステップＳＴ２は、テスト用ウエーハ２０１−１と面内の厚さが同等なウエーハ２０１をチャックテーブル７で保持して研磨するステップである。研磨ステップＳＴ２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、図１０に示すように、選定ステップＳＴ３４で選択した選択噴射部１５３に噴射口１５２を開放させ、他の選択噴射部１５３に噴射口１５２を閉じさせながら研磨パッド５２の下面５６の領域５６−１のうちウエーハ２０１の研磨レートを上昇させたい領域に対応する所望の領域を選択的に加熱しながら研磨する。なお、図１０は、噴射口１５２を開放する選択噴射部１５３を符号「１５３Ｏ」で示し、噴射口１５２を閉じる選択噴射部１５３を符号「１５３Ｃ」で示している。研磨ステップＳＴ２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、搬出入ユニット１４にカセット８からウエーハ２０１（なお、研磨ステップＳＴ２において研削研磨されるウエーハ２０１を、以下、加工用ウエーハ２０１−２と記す）を取り出させ、位置合わせユニット１０へ搬出させ、位置合わせユニット１０に加工用ウエーハ２０１−２の中心位置合わせを行わせ、搬入ユニット１１に位置合わせされた加工用ウエーハ２０１−２の表面２０３側を搬入搬出位置１０１に位置するチャックテーブル７上に搬入する。

【0067】

研磨ステップＳＴ２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、加工用ウエーハ２０１−２の表面２０３側を保護部材２０６を介してチャックテーブル７に保持し、研磨位置１０４に搬送する。研磨ステップＳＴ２では、研磨装置１の制御ユニット１００は、選定ステップＳＴ３４で選択した選択噴射部１５３に噴射口１５２を開放させ、他の選択噴射部１５３に噴射口１５２を閉じさせて、開放された噴射口１５２から温風を下面５６の領域に吹き付けて加熱しながら加工用ウエーハ２０１−２の裏面２０２を図１４に示すように高精度に平坦化する。

【0068】

研磨装置１は、研磨ユニット５により研磨された加工用ウエーハ２０１−２を搬入搬出位置１０１に位置付け、搬入ユニット１１により洗浄ユニット１３に搬入し、洗浄ユニット１３で洗浄し、洗浄後の加工用ウエーハ２０１−２を搬出入ユニット１４でカセット９へ搬入する。研磨装置１は、カセット８内の全ての加工用ウエーハ２０１−２に研磨を施すと、研磨方法を終了する。

【0069】

以上のように、実施形態３に係る研磨方法及び研磨装置１−３は、研磨ステップＳＴ２では、研磨パッド５２を温風噴射ユニット１５から噴射する温風で加熱するので、研磨パッド５２の砥粒とウエーハ２０１との反応速度を上げる事が出来る。その結果、研磨方法及び研磨装置１−３は、時間あたりのウエーハ２０１の除去量（ウエーハ２０１の減少させる厚みをいう）を増加させることが出来、研磨加工のスループットを向上させることができる。その結果、研磨方法及び研磨装置１は、加工時間を抑制することができる。

【0070】

また、実施形態３に係る研磨方法及び研磨装置１−３は、テスト研磨ステップＳＴ３２後のテスト用ウエーハ２０１−１の形状（厚さ）に基づいて、所望の領域のみ研磨レートを上げたいと言った場合も、研磨パッド５２の下面５６の領域５６−１のうちの所望の領域を選択的に加熱するので、加工用ウエーハ２０１−２を所望の形状（厚さ）に研磨することが出来る。

【0071】

次に、本発明の効果を確認するために、本発明の発明者は、研磨パッド５２の領域５６−１を温風噴射ユニット１５から温風を噴射して加熱した時の単位時間当たりの除去量を測定した。測定結果を図１５に示す。図１５は、図１に示された研磨装置の研磨パッドの領域を加熱した時の単位時間当たりの除去量を示す図である。

【0072】

図１５の本発明品１は、予め設定された温度を３５．６℃とし、本発明品２は、予め設定された温度を３８．５℃として、温風噴射ユニット１５から温風を噴射して領域５６−１を加熱した。本発明品１と本発明品２とも、１５０秒研磨加工を行った時の単位時間当たりの除去量（μｍ／ｍｉｎ）を測定した。

【0073】

図１５によれば、本発明品１の単位時間当たりの除去量が０．４９（μｍ／ｍｉｎ）であるのに対し、本発明品２の単位時間当たりの除去量が０．５９（μｍ／ｍｉｎ）である。したがって、図１５によれば、研磨パッド５２の温度を高くすることにより、単位時間当たりの除去量を増加させることが出来、研磨加工のスループットを向上させることができることが明らかとなった。

【0074】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【符号の説明】

【0075】

１，１−２，１−３ 研磨装置
５ 研磨ユニット
７ チャックテーブル
１５ 温風噴射ユニット
１６ 温度測定器
１７ 温度調整ユニット
５０ スピンドル
５２ 研磨パッド
５６ 下面
５６−１ 領域
１００ 制御ユニット
１５３ 選択噴射部
２０２ 裏面
２０３ 表面
２０４ 分割予定ライン
２０５ デバイス
２０６ 保護部材
ＳＴ１ 保護部材貼着ステップ
ＳＴ２ 研磨ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】