特開 2024-166530 半導体製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024166530

(43)【公開日】2024-11-29

(54)【発明の名称】半導体製造装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20241122BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20241122BHJP

   H01L 21/677 20060101ALI20241122BHJP

   B24B 7/22 20060101ALI20241122BHJP

   B24B 7/04 20060101ALI20241122BHJP

   B24B 7/17 20060101ALI20241122BHJP

   B24B 19/22 20060101ALI20241122BHJP

   B24B 41/06 20120101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

H01L21/304 631

H01L21/304 622G

H01L21/304 622H

H01L21/68 P

H01L21/68 S

B24B7/22 Z

B24B7/04 A

B24B7/17 Z

B24B19/22

B24B41/06 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023082686

(22)【出願日】2023-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109612

【弁理士】

【氏名又は名称】倉谷 泰孝

(74)【代理人】

【識別番号】100116643

【弁理士】

【氏名又は名称】伊達 研郎

(74)【代理人】

【識別番号】100184022

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 美保

(72)【発明者】

【氏名】大木 博文

(72)【発明者】

【氏名】木村 泰広

(72)【発明者】

【氏名】山本 茂久

(72)【発明者】

【氏名】赤尾 真哉

【テーマコード（参考）】

3C034

3C043

3C049

5F057

5F131

【Ｆターム（参考）】

3C034AA08

3C034AA13

3C034BB72

3C034BB73

3C034DD10

3C034DD20

3C043BA03

3C043BA09

3C043BA16

3C043BC06

3C043CC04

3C043CC11

3C043CC12

3C043CC13

3C043DD02

3C043DD05

3C049AA04

3C049AA09

3C049AB04

3C049CA01

3C049CB03

5F057AA03

5F057AA34

5F057BA11

5F057BA16

5F057CA18

5F057CA19

5F057DA11

5F057DA38

5F057EB16

5F057FA13

5F057FA17

5F057FA37

5F057GB02

5F057GB03

5F057GB31

5F131AA02

5F131BA32

5F131BA37

5F131CA07

5F131CA12

5F131EB01

5F131EB32

5F131EB35

5F131EB37

(57)【要約】

【課題】ウエハの一方の面を保持した状態で保持している面を研削することが可能である半導体製造装置を提供する。
【解決手段】平面視においてウエハ１０の第１主面１０ａの中央部に当接し、ウエハ１０を保持する第１主面保持部１と、平面視においてウエハ１０の中心と重なって第１主面１０ａに垂直な方向に延びる回転軸９を中心として回転し、第１主面１０ａの中央部を囲む領域である外周部に当接して第１主面１０ａの外周部を研削する第１研削部３と、を備える半導体製造装置。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面視においてウエハの第１主面の中央部に当接し、前記ウエハを保持する第1主面保持部と、
平面視において前記ウエハの中心と重なって前記第１主面に垂直な方向に延びる回転軸を中心として回転し、前記第１主面の中央部を囲む領域である外周部に当接して前記第１主面の外周部を研削する第１研削部と、
を備えた半導体製造装置。

【請求項2】

前記第１研削部は平面視において中央にくり抜いた領域である第１くり抜き部を有し、前記第1主面保持部が平面視において前記第１くり抜き部に重なって配置された請求項１の半導体製造装置。

【請求項3】

前記回転軸を中心として回転し、前記第１主面の反対面である第２主面に当接して前記第２主面を研削する第２研削部を備えた請求項１の半導体製造装置。

【請求項4】

前記第２研削部は平面視において中央に、くり抜いた領域である第２くり抜き部または前記第２主面から遠ざかる方向に凹んだ領域である凹み部を有する請求項３の半導体製造装置。

【請求項5】

前記第２研削部は、平面視において前記回転軸から遠くなるにしたがって、前記回転軸の延在する方向において前記第２主面に近づく領域を有する請求項３の半導体製造装置。

【請求項6】

前記第２研削部は前記第２主面の全面に当接する請求項３の半導体製造装置。

【請求項7】

前記第２研削部が回転する方向は前記第１研削部が回転する方向と逆の方向である請求項３～６のいずれか1項に記載の半導体製造装置。

【請求項8】

前記第２研削部の単位時間当たりの回転数は前記第１研削部の単位時間当たりの回転数より大きい請求項３～６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

【請求項9】

前記第1主面保持部は真空吸着によって前記第１主面を吸着し前記ウエハを保持する請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

【請求項10】

前記第1主面保持部は前記第１主面が前記第２主面に対して鉛直方向において下となるように前記ウエハを保持する請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

【請求項11】

前記ウエハの端面に当接して前記ウエハを保持する端面保持部を備えた請求項１～６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置を構成するＳｉＣ基板であるウエハの表面にエピタキシャル成長によってエピタキシャル層を形成したときに，ウエハの裏面には特にその外周部に裏面突起と称される円錐状の突起が発生することがあり，またウエハの表面には特にその外周部にエピクラウンと称される外周端に沿った環状の突起が発生することがある。裏面突起やエピクラウンが発生すると半導体装置製造工程の写真製版プロセスにおいてデフォーカスが発生するなどのトラブルの原因となる。

【0003】

ウエハの突起に関しては、特許文献１においてウエハの表面側でウエハを保持した状態で中央に空洞を有する研磨盤を回転させてウエハの裏面の外周部に当接させ、ウエハの裏面の外周部に発生した突起を除去する研削装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５８－１１４８４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載された装置はウエハの表面を保持した状態でウエハの裏面の研削を行う装置であり、ウエハの裏面に発生した裏面突起を除去しているときには、同時に表面に他の処理、例えば表面に発生した表面突起の除去などを行うことができないという問題があった。

【0006】

本開示は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、ウエハの一方の面を保持した状態で保持している面を研削することが可能である半導体製造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】

【0007】

本開示に係る半導体製造装置は、平面視においてウエハの第１主面の中央部に当接し、ウエハを保持する第１主面保持部と、平面視においてウエハの中心と重なって第１主面に垂直な方向に延びる回転軸を中心として回転し、第１主面の中央部を囲む領域である外周部に当接して第１主面の外周部を研削する第１研削部と、を備えるものである。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、第１主面保持部がウエハの第１主面の中央部に当接してウエハを保持しながら第１研削部によって第１主面の外周部を研削することが可能となる。このため第１主面の反対面において同時に他の処理を行うことが可能となり、ウエハ両面の処理を短時間で実施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】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る半導体製造装置の概要を示す平面図である。

【図2】実施の形態１に係る半導体製造装置の概要を示す断面図である。

【図3】実施の形態１に係る半導体製造工程を模式的に示す断面図である。

【図4】実施の形態１に係る半導体製造工程を模式的に示す断面図である。

【図5】実施の形態１に係る半導体製造工程を模式的に示す断面図である。

【図6】実施の形態１に係る半導体製造工程を模式的に示す断面図である。

【図7】実施の形態１に係る半導体製造工程を模式的に示す断面図である。

【図8】実施の形態２に係る半導体製造装置の概要を示す断面図である。

【図9】実施の形態３に係る半導体製造装置の概要を示す断面図である。

【0010】

本開示においてはウエハの第１主面をウエハ裏面、第１主面と反対側の面である第２主面をウエハ表面と称することがある。また鉛直方向における上方向を上（上方向）、その逆を下（下方向）と称することがある。また縦方向とはウエハが装置に載置されたときのウエハの第１主面および第２主面と垂直な方向であり、横方向とは縦方向と直交する方向である。また平面視とはウエハが装置に載置されたときのウエハの第１主面および第２主面と垂直な方向から視た視方であり、断面視とはウエハの第１主面および第２主面と平行な方向から視た視方である。

【0011】

＜実施の形態１＞
実施の形態１に係る半導体製造装置１０１の概要を説明する。図１は上方からみた半導体製造装置１０１の概要を示す平面図であり、図２は図１における半導体製造装置１０１のＡ－Ａ断面を示す断面図である。なお図１、図２は半導体製造装置１０１を示すものであるが、本開示の構造、作用、効果に対する主要な構成のみを示したものであり、任意に構成される装置筐体、駆動部（モーター、シリンダー含む）などは図示していない。また図２は各構成の説明をわかりやすくするために、点線で示すウエハ１０が装置に載置され、保持された状態の半導体製造装置１０１を示している。

【0012】

図１および図２に示すように半導体製造装置１０１はウエハ１０の第１主面であるウエハ裏面１０ａに当接してウエハ１０を保持する第１主面保持部である裏面保持部１、ウエハ１０の外周端の端面であるウエハ端面に当接してウエハ１０を保持する端面保持部２、ウエハ裏面１０ａに対面して配置され、ウエハ裏面１０ａの外周部に当接して研削する第１研削部３、ウエハ１０の第２主面であってウエハ裏面１０ａに対して反対面であるウエハ表面１０ｂに対面して配置され、ウエハ表面１０ｂに当接して研削する第２研削部６を備える。なおウエハ１０はウエハ裏面１０ａの側にＳｉ層１１を備え、ウエハ表面１０ｂの側にエピタキシャル層１２を備えている。以下でそれぞれの構成について詳細に説明する。

【0013】

裏面保持部１は装置筐体（図示しない）の内部に設けられ、ウエハ裏面１０ａの中央部に当接してウエハ１０を保持する保持手段である。裏面保持部１のウエハ１０に当接する面である保持面１ａは平面となっており、さらに別途設けられた真空ポンプ（図示しない）に接続された吸引口（図示しない）が設けられている。保持面１ａがウエハ裏面１０ａに当接した際に真空ポンプを作動させることによりウエハ１０を保持面１ａに真空吸着させ、保持することができる。なお裏面保持部１はこのような真空吸着によるものに限定されず、ウエハ１０を保持することができればよい。

【0014】

端面保持部２はウエハ端面に当接してウエハ１０を保持する保持手段である。端面保持部２は装置筐体（図示しない）に取り付けられており、ウエハ１０と同等の厚みを有する端面保持板を接続されたエアシリンダー（図示しない）によってウエハ１０の中央方向に向かってウエハ端面に押し付けてウエハ１０を保持するものである。図２においては端面保持部２がウエハ１０を保持した状態を図示しているが、保持を解除する場合は各々の端面保持部２がウエハ１０から外側に向かって退避する。端面保持部２はウエハ端面の全周に当接していなくてもよく、複数個所にウエハ１０を挟んで対向するように設けられていればよい。本実施の形態では図１に示すようにウエハ１０の外周端の外側４か所に設けられている。端面保持部２により研削中にウエハ１０の外周部が表裏方向に上下動することやウエハ１０が横方向にずれたりすることが抑制される。

【0015】

端面保持部２はエアシリンダーで端面保持板を押し付ける構造には限定されず例えば弾性を有する端面保持板を押し付ける構造でもよい。端面保持部２は、複数の端面保持板を有することができる。なおウエハ１０の保持に関しては研削時に外れたりずれたりすることなく保持することができればよく、裏面保持部１または端面保持部２のいずれか一方が十分な保持力を有する場合は、他方は設けられなくてもよい。

【0016】

第１研削部３はウエハ裏面１０ａに対面して配置されウエハ裏面１０ａの外周部を研削するものであり、研磨材、例えばダイヤモンド砥粒を含んだ砥石などで構成される。第１研削部３は平面視において環状の形状であり、中央部にくり抜いた領域である第１くり抜き部５を有する。裏面保持部１は平面視において第１くり抜き部５に重なるように配置されており、ウエハ裏面１０ａの中央部に当接し、ウエハ１０を保持する。第１研削部３は第１研削ステージ４に取り付けられている。

【0017】

第１研削ステージ４は第１研削ステージ４を回転させる第１モーター（図示しない）に接続されている。第１モーターが回転することにより、第１研削ステージ４およびそれに取り付けられた第１研削部３が裏面保持部１の保持面１ａに垂直であり、すなわちウエハ裏面１０ａに垂直な回転軸９を中心に回転する。第１モーターは回転方向や回転速度を任意に設定することができる制御部（図示しない）と接続されている。

【0018】

また第１研削ステージ４は第１研削ステージ４の位置を保持面１ａに垂直な方向に上下動させる第１上下駆動部（図示しない）に接続されている。第１上下駆動部が駆動することにより第１研削ステージ４とともに第１研削部３も上下動しウエハ裏面１０ａとの当接有無が制御される。半導体製造装置１０１はさらに保持面１ａと垂直な方向における第１研削ステージ４の位置を検出する第１センサ（図示しない）を有している。第１上下駆動部および第１センサは制御部に接続されており、第１センサによる位置情報によって、第１上下駆動部を制御し、第１研削ステージ４の位置を上下に変動させることが可能となっている。

【0019】

第２研削部６はウエハ表面１０ｂに対面して配置されウエハ表面１０ｂの外周部を研削するものである。第２研削部６は第２研削ステージ７に取り付けられている、半導体製造装置１０１はさらに第２研削ステージ７を、回転軸９を中心に回転させる第２モーター（図示しない）、第２研削ステージ７の保持面１ａに垂直な方向の位置を変動させる第２上下駆動部（図示しない）、および保持面１ａに垂直な方向における第２研削ステージ７の位置を検出する第２センサ（図示しない）を備えている。第２モーター、第２上下駆動部および第２センサの構成や機能はそれぞれ第１モーター、第１上下駆動部および第１センサと同様のため説明は省略する。

【0020】

第１研削部３においては中央部に第１くり抜き部５が設けられていたが、第２研削部６においても同様に第２研削部６および第２研削ステージ７の中央部をくり抜いた領域である第２くり抜き部８が設けられている。しかしながら第２研削部６においては第２くり抜き部８ではなく、第２くり抜き部８の領域に第２研削部６が前記第２主面から遠ざかる方向に凹んだ凹み部が設けられていてもよい。第２くり抜き部８または凹み部が設けられることにより、第２研削部６がウエハ表面１０ｂの外周部のみに当接し、ウエハ表面１０ｂの外周部のみを研削することが可能となる。

【0021】

なおウエハ１０の研削を湿式で行う場合には研削中にウエハ裏面１０ａと第１研削部３との間およびウエハ表面１０ｂと第２研削部６との間に水等の液体を供給する給水部（図示しない）を備えていてもよい。

【0022】

次に半導体製造工程における半導体製造装置１０１の動作について説明する。以下の説明は半導体製造工程の中のウエハ製造工程であり、さらに具体的にはエピタキシャル成長工程後のウエハ研削工程における半導体製造装置１０１の動作に関するものである。なお当該説明において示す図はウエハ研削工程を模式的に示す断面図であり、半導体製造装置１０１については図１のＡ－Ａ断面と同じ断面を示しているが、本開示の構造、作用、効果に対する主要な構成のみを示し、任意に構成される装置筐体、駆動部（モーター、シリンダー含む）などは図示していない。

【0023】

エピタキシャル成長工程後のウエハ研削工程においてはまずウエハ１０を半導体製造装置１０１に搬入する搬入工程が行われる。図３はウエハ搬入前の搬入工程を模式的に示す断面図である。図３に示すようにウエハ１０が搬入される前は第１研削部３と第２研削部６がそれぞれ紙面上下方向に互いに遠ざかるような位置に退避しており、さらに端面保持部２も紙面左右方向において外側に退避している。

【0024】

次にその状態でウエハ１０が搬送ハンド（図示しない）によって裏面保持部１の上に載置され、裏面保持部１と端面保持部２によって保持される。図４はウエハ搬入後の搬入工程を模式的に示す断面図である。図４に示すようにウエハ１０が裏面保持部１の保持面１ａの上に搬入されると裏面保持部１の真空ポンプがオンしてウエハ１０が裏面保持部１の保持面１ａに吸着され、次に端面保持部２がウエハ１０の中心に向かって移動し、ウエハ端面に当接してウエハ１０を横方向から保持する。このときウエハ１０は平面視においてウエハ１０の中心と回転軸９とが重なる位置に保持される。

【0025】

なお搬送ハンドは半導体製造装置１０１に備えられていてもよいが、例えば搬送ロボットのような別の装置に備えられていてもよい。

【0026】

搬入工程において、ウエハ１０はウエハ裏面１０ａが第１研削部３と面し、ウエハ表面１０ｂが第２研削部６と面するように搬入される。ここでウエハ裏面１０ａとはエピタキシャル工程において裏面だった面であり、ウエハ１０においてＳｉ層１１が設けられている側の面である。またウエハ表面１０ｂとはエピタキシャル工程において表面だった面であり、ウエハ１０においてエピタキシャル層１２が設けられている側の面である。さらに詳細は後述するがウエハ裏面１０ａの外周部には突起部１３が発生しており、またウエハ表面１０ｂの外周部には突起部１４が発生している。

【0027】

搬入工程でウエハ１０が搬入されると、次にウエハ裏面１０ａの突起部１３およびウエハ表面１０ｂの突起部１４を研削する研削工程が実施される。研削工程においてはまず第１モーターおよび第２モーターが起動して第１研削ステージ４および第２研削ステージ７が回転軸９を中心に互いに逆の回転方向に回転する。回転方向は同方向であってもよいが、逆方向とするとウエハ１０が上下の研削ステージの回転方向に連れ回りしてずれるのを抑制することができる。

【0028】

次に第１上下駆動部および第２上下駆動部が駆動し、第１研削部３および第２研削部６をそれぞれウエハ裏面１０ａおよびウエハ表面１０ｂに近づけ、当接させて研削が行われる。図５および図６はウエハ研削工程を模式的に示す断面図である。第１研削ステージ４および第２研削ステージ７がそれぞれウエハ裏面１０ａおよびウエハ表面１０ｂに近づくと図５に示すようにまず第１研削部３とウエハ裏面１０ａの突起部１３および第２研削部６とウエハ表面１０ｂの突起部１４がそれぞれ当接し、突起部１３および突起部１４の研削が行われる。

【0029】

そしてさらに第１研削ステージ４および第２研削ステージ７がウエハ１０に近づくと突起部１３および突起部１３が研削されて除去され、図６に示すように第１研削部３と第２研削部６との上下方向の距離が突起部が無い領域のウエハの板厚に等しくなる。この時点で突起物１３および突起物１４が除去され、研削が完了したという判定が制御部においてなされる。第１研削部３と第２研削部６との距離は第１研削ステージ４および第２研削ステージ７の位置を検知する第１センサおよび第２センサの位置情報を利用する。

【0030】

制御部において研削が完了したと判定されると、第１上下駆動部および第２上下駆動部がウエハ１０に当接していた第１研削ステージ４および第２研削ステージ７を退避させる。そしてその後に第１モーターおよび第２モーターが停止し、第１研削ステージ４および第２研削ステージ７の回転が停止される。

【0031】

研削工程が終わると搬出工程においてウエハ１０が搬出される。図７は搬出工程を模式的に示す断面図である。搬出工程においては図７に示すように第１研削部３と第２研削部６がウエハ１０から遠ざかるように第１研削ステージ４と第２研削ステージ７が退避しており、さらに端面保持部２がウエハ１０の外側に退避してウエハ１０の端面の保持が解除される。その後、搬送ハンドがウエハ１０の上に移動してウエハ１０を保持し、裏面保持部１の真空吸着が解除されて、搬出ハンドがウエハ１０を装置外に搬出する。

【0032】

実施の形態１の半導体製造装置１０１の効果を説明する。効果の説明にあたり、まずエピタキシャル成長においてウエハ裏面１０ａおよびウエハ表面１０ｂにそれぞれ発生する突起部１３および突起部１４について説明する。エピタキシャル成長とは半導体装置製造における薄膜結晶成長技術のひとつで、半導体の単結晶の基板上に、新しく単結晶の薄膜を成長させるプロセス技術である。エピタキシャル成長の方法の一つには、例えば気相中の成分を基板結晶表面に堆積させる気相エピタキシャル成長（ＶＰＥ：Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ ＥｐｉｔａｘｙまたはＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）がある。

【0033】

例えばウエハ１０がＳｉＣを含んで構成されたＳｉＣ基板であるときにエピタキシャル成長をさせた場合、ウエハ裏面１０ａ上には外周部の特にオリフラ部周辺において高さ５、６μｍ程度のフジツボ状の突起である裏面突起（突起部１３に相当）が発生することがあり、またウエハ表面１０ｂ上には外周部において高さ１５～２０μｍ程度の環状の突起であるエピクラウン（突起部１４に相当）が発生することがある。これらの裏面突起やエピクラウンはウエハ１０の平坦性を損なうため、半導体製造工程の写真製版プロセスにおいてデフォーカスなどのトラブルの原因となることがある。

【0034】

そこでウエハ製造工程においてはこれら裏面突起やエピクラウンを除去するためにウエハ研削装置でウエハ１０の表面を研削する工程が設けられることがある。しかしながら従来のウエハ研削装置はウエハ１０の片面を保持した状態で、保持した面と逆の面を研削するものであったため、ウエハ裏面１０ａの裏面突起とウエハ表面１０ｂのエピクラウンを除去するには、まず一方の面を研磨してからウエハ１０の表裏を逆にして他方の面を研削する必要があった。これに対し、実施の形態１に係る半導体製造装置１０１は裏面保持部がウエハ裏面１０ａの中央部に当接してウエハ１０を保持しながら第１研削部３によってウエハ裏面１０ａの外周部を研削するため、ウエハ表面１０ｂにおいて別の処理を同時に実施することが可能となる。そこでウエハ表面１０ｂを研削する第２研削部６を設けることによってウエハ表面１０ｂの外周部の研削の処理を同時に行うことが可能となり、従来の研削装置と比較しておおよそウエハ１０の片面の研削時間とウエハ１０を反転して再度搬入出する時間を削減することができ、スループットが向上する効果を奏する。

【0035】

＜実施の形態２＞
実施の形態１ではウエハ裏面１０ａの外周部に発生する裏面突起とウエハ表面１０ｂの外周部に発生するエピクラウンを表裏同時に研削することが可能な半導体製造装置１０１について記載した。実施の形態２ではウエハ表面１０ｂに発生するエピクラウンの研削をより容易に行うことが可能な半導体製造装置１０２について説明する。なお実施の形態１と同様な構成については説明を省略する。

【0036】

図８は半導体製造装置１０２の断面を示す断面図であり、実施の形態１における半導体製造装置１０１のＡ－Ａ断面に相当する位置の断面を示したものである。なお図８は半導体製造装置１０２を示すものであるが、本開示の構造、作用、効果に対する主要な構成のみを示したものであり、任意に構成される装置筐体、駆動部（モーター、シリンダー含む）などは図示していない。また図８は各構成の説明をわかりやすくするために、点線で示すウエハ１０が装置に載置され、保持された状態の半導体製造装置１０２を示している。

【0037】

半導体製造装置１０２が半導体製造装置１０１と異なる点はウエハ表面１０ｂを研削する第２研削部６の形状である。すなわち半導体製造装置１０１の第２研削部６はウエハ表面１０ｂに当接する面がウエハ表面１０ｂに平行な面であったのに対し、半導体製造装置１０２の第２研削部６は図８に示すようにウエハ表面１０ｂに当接する面がウエハ表面１０ｂと平行でなく傾きを有しており、さらに具体的には回転軸９から遠くなるにしたがって第２研削部６とウエハ表面１０ｂとの距離が近づく形状を有している。すなわち、第２研削部６は、平面視において回転軸９から遠くなるにしたがって、回転軸９の延在する方向において第２主面に近づく領域を有している。

【0038】

実施の形態２の効果について説明する。図８に示すように、ウエハ表面１０ｂの外周部に発生するエピクラウンはウエハ１０の外周端にごく近い領域を除き、ウエハ１０の中心から外周端に向かう方向において突起の高さが次第に大きくなっていく傾向がある。従ってエピクラウンを研削して除去するにはウエハ１０の外周端に近いほど多くの研削が必要となる。実施の形態２にかかる半導体製造装置１０２においては、第２研削部６のウエハ表面１０ｂに当接する面が回転軸９から外周に向かうにしたがってウエハ表面１０ｂに近づく傾斜を有しているため、ウエハ１０の外周端に近い部分ほど第２研削部６がより早くより強い圧力でウエハ表面１０ｂに当接し研削を行うことができる。その結果、より効率的に短時間でウエハ表面１０ｂのエピクラウンを除去することができるという効果を奏する。

【0039】

＜実施の形態３＞
実施の形態１ではウエハ裏面１０ａの外周部に発生する裏面突起とウエハ表面１０ｂの外周部に発生するエピクラウンを表裏同時に研削することが可能な半導体製造装置１０１について記載した。実施の形態３では裏面突起およびエピクラウンに加えてウエハ表面１０ｂに発生するエピ欠陥を同時に研削することが可能な半導体製造装置１０３について説明する。なお実施の形態１と同じ構成については説明を省略する。

【0040】

図９は半導体製造装置１０３の断面を示す断面図であり、実施の形態１における半導体製造装置１０１のＡ－Ａ断面に相当する位置の断面を示したものである。なお図９は半導体製造装置１０３を示すものであるが、本開示の構造、作用、効果に対する主要な構成のみを示したものであり、任意に構成される装置筐体、駆動部（モーター、シリンダー含む）などは図示していない。また図９は各構成の説明をわかりやすくするために、点線で示すウエハ１０が装置に載置され、保持された状態の半導体製造装置１０３を示している。

【0041】

半導体製造装置１０３が半導体製造装置１０１と異なる点はウエハ表面１０ｂを研削する第２研削部６および第２研削ステージ７の形状である。すなわち、半導体製造装置１０１の第２研削部６および第２研削ステージ７が中央部に第２くり抜き部８を有しているのに対し、半導体製造装置１０３の第２研削部６および第２研削ステージ７は中央部にくり抜いた部分を有さず、第２研削部６がウエハ表面１０ｂの全面に当接する構成となっている。

【0042】

ウエハ表面１０ｂにはエピタキシャル成長において、前述したエピクラウン以外にも突起や凹みなどの欠陥が発生することがある。これらをエピ欠陥と称する。エピ欠陥はウエハ表面１０ｂの主に外周部に発生するエピクラウンとは異なり、中央部も含めた全面に発生することがある。半導体製造装置１０３はウエハ表面１０ｂを研削する第２研削部６がくり抜き部を有さずにウエハ表面１０ｂの全面に対応する領域に設けられているため、第２研削部６が回転したときにウエハ表面１０ｂの中央部に発生したエピ欠陥についても研削することができるという効果を奏する。

【0043】

なお実施の形態１～３において第１研削部３のウエハ裏面１０ａに当接する面はウエハ１０と平行であったが、これに限定されず、実施の形態２における第２研削部６のようにウエハ１０に当接する面がウエハ１０に対して傾いている形状を有してもよい。回転軸９から遠ざかるに従ってウエハ裏面１０ａの突起１３が増加する、あるいは突起１３の高さが高くなるような場合には第２研削部６と同様に第１研削部３が回転軸９から遠くなるにしたがって第１研削部３とウエハ裏面１０ａとの距離が近づく形状とすることでより効率的に突起１３を研削除去することができる。

【0044】

実施の形態１～３において研削工程で突起物の研削完了の判定は、第１研削ステージ４の位置を検出する第１センサおよび第２研削ステージ７の位置を検出する第２センサを利用し、第１研削部３と第２研削部６との距離が突起物のない状態でのウエハ１０の板厚に等しくなることを検知することで行った。しかしこれには限定されず、例えば第１研削部３とウエハ裏面１０ａの突起物がない平坦部との距離および第２研削７とウエハ表面１０ｂの突起物がない平坦部との距離を計測する光学センサを別途設けて判定に利用してもよい。あるいは、例えば第１モーターおよび第２モーターに流れる電流値を制御部でモニターし、研削時の電流値の変化によって第１研削部３および第２研削部６にかかる負荷の変化を検知して突起物が除去されたことを判定してもよい。

【0045】

実施の形態１～３において第１研削ステージ４および第２研削ステージ７の回転速度、すなわち単位時間当たりの回転数は変更することができる。例えばウエハ表面１０ｂのエピクラウンはウエハ裏面１０ａに発生する裏面突起よりも研削除去しにくい場合があり、研削により多くの時間を要することがある。このようなときは第２研削部６の回転速度を第１研削部３の回転速度より大きくすることでウエハ表面１０ｂの研削時間を短縮し、スループットを向上させる効果を奏する。

【0046】

実施の形態１～３において第１研削部３は環状の形状を有していた。しかしこれに限定されず、例えば回転方向に対して環状に連続していない１つまたは複数のブロック状で第１研削ステージ４に配置されていてもよい。このようなブロック状で配置されていても第１研削ステージ４が回転することでウエハ裏面１０ａの外周部の所望する環状の領域に当接することができればよい。同様に第２研削部６についても実施の形態１、２では環状の形状、実施の形態３では円形を有していたが、回転方向に対して環状に連続していない１つまたは複数のブロック状で配置されていてもよい。

【0047】

実施の形態１～３において裏面保持部１は鉛直方向においてウエハ１０の下に配置されていた。従ってウエハ１０は鉛直方向においてウエハ表面１０ｂが上になり、ウエハ裏面１０ａが下になるように保持されていた。しかし逆に裏面保持部１は鉛直方向においてウエハ１０の上に配置し、ウエハ１０は鉛直方向においてウエハ表面１０ｂが下になり、ウエハ裏面１０ａが上になるように保持されていてもよい。この構成とすることにより、ウエハ１０を研削した際に研削で発生した研削くずが重力で下に落ちて第１研削ステージ４と裏面保持部１との間に入り込むことが低減され、第１研削ステージ４や裏面保持部１の動作不良を抑制する効果を奏する。

【0048】

実施の形態１～３においては、ウエハ１０は裏面保持部１によって保持され、第１研削部３および第２研削部６が回転することによってウエハ裏面１０ａおよびウエハ表面１０ｂを研削した。しかしこれとは逆に裏面保持部１によって保持されたウエハ１０が裏面保持部１とともに回転し、第１研削部３および第２研削部６が回転せずに固定されていてもよい。またウエハ１０が裏面保持部１とともに回転し、さらに第１研削部３および第２研削部６が回転してもその回転速度が異なっていればよい。これらは例えば装置の製作がしやすい構成とすればよい。

【0049】

実施の形態１～３においては、ウエハ表面１０ｂの裏面保持部がウエハ裏面１０ａの中央部に当接してウエハ１０を保持しながら第１研削部３によってウエハ裏面１０ａの外周部を研削するため、ウエハ表面１０ｂに面する側に第２研削部７を配置し、ウエハ表面１０ｂの研削を同時に行うことが可能となった。しかしウエハ表面１０ｂにおいて行う処理は研削に限定されない。例えばウエハ表面１０ｂに対面する位置にウエハ１０の洗浄手段であるエアブロー装置、洗浄水（洗浄液）スプレー等の洗浄処理機構を配置し、ウエハ裏面１０ａの研削時に同時にウエハ表面１０ｂの洗浄処理を実施することが可能となる構成であってもよい。

【0050】

本開示のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したによるものである。その要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。また各実施の形態は組み合わせすることが可能である。また、本開示の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

【0051】

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。

【0052】

（付記１）
平面視においてウエハの第１主面の中央部に当接し、前記ウエハを保持する第１主面保持部と、
平面視において前記ウエハの中心と重なって前記第１主面に垂直な方向に延びる回転軸を中心として回転し、前記第１主面の中央部を囲む領域である外周部に当接して前記第１主面の外周部を研削する第１研削部と、
を備えた半導体製造装置。
（付記２）
前記第１研削部は平面視において中央にくり抜いた領域である第１くり抜き部を有し、前記第１主面保持部が平面視において前記第１くり抜き部に重なって配置された付記１の半導体製造装置
（付記３）
前記回転軸を中心として回転し、前記第１主面の反対面である第２主面に当接して前記第２主面を研削する第２研削部を備えた付記１または付記２の半導体製造装置。
（付記４）
前記第２研削部は平面視において中央に、くり抜いた領域である第２くり抜き部または前記第２主面から遠ざかる方向に凹んだ領域である凹み部を有する付記３の半導体製造装置。
（付記５）
前記第２研削部は、平面視において前記回転軸から遠くなるにしたがって、前記回転軸の延在する方向において前記第２主面に近づく領域を有する付記３または付記４の半導体製造装置。
（付記６）
前記第２研削部は前記第２主面の全面に当接する付記３の半導体製造装置。
（付記７）
前記第２研削部が回転する方向は前記第１研削部が回転する方向と逆の方向である付記３～６のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
（付記８）
前記第２研削部の単位時間当たりの回転数は前記第１研削部の単位時間当たりの回転数より大きい付記３～７のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
（付記９）
前記第１主面保持部は真空吸着によって前記第１主面を吸着し前記ウエハを保持する付記１～８のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
（付記１０）
前記第１主面保持部は前記第１主面が前記第２主面に対して鉛直方向において下となるように前記ウエハを保持する付記１～９のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
（付記１１）
前記ウエハの端面に当接して前記ウエハを保持する端面保持部を備えた付記１～１０のいずれか１項に記載の半導体製造装置。

【符号の説明】

【0053】

１０１、１０２、１０３ 半導体製造装置、１ 裏面保持部、２ 端面保持部、３ 第１研削部、４ 第１研削ステージ、５ 第１くり抜き部、６ 第２研削部、７ 第２研削ステージ、８ 第２くり抜き部、９ 回転軸、１０ ウエハ、１０ａ ウエハ裏面、 １０ｂ ウエハ表面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】