特開 2024-167623 ウエーハ処理装置及びウエーハ処理方法

(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】P2024167623

(43)【公開日】2024-12-04

(54)【発明の名称】ウエーハ処理装置及びウエーハ処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20241127BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20241127BHJP

   B23Q 3/08 20060101ALI20241127BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

H01L21/304 631

B23Q3/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083828

(22)【出願日】2023-05-22

(71)【出願人】

【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】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】関家 一馬

【テーマコード（参考）】

3C016

5F057

5F131

【Ｆターム（参考）】

3C016DA01

5F057AA05

5F057BA15

5F057BB03

5F057BB07

5F057BB09

5F057BB12

5F057BC03

5F057BC06

5F057BC10

5F057CA15

5F057DA10

5F057DA11

5F057EB20

5F131AA02

5F131BA01

5F131CA09

5F131DA12

5F131EB04

5F131EB33

5F131EB36

5F131EB37

5F131FA14

(57)【要約】

【課題】サポート基板を用いずにウエーハを適切に処理することを可能にする。
【解決手段】ウエーハ処理装置１００は、表面にデバイス領域と、デバイス領域を囲繞する外周余剰領域と、を有するウエーハ１０を処理するウエーハ処理装置１００であって、外周余剰領域を表面側と裏面側とから挟持する保持部１１０と、保持部１１０を収容し、保持部１１０に保持されたウエーハ１０によって上室１２１と下室１２２とに区画される真空容器１２０と、上室１２１と下室１２２とを減圧するとともに、下室１２２を上室１２１に対して陽圧にして自重によるウエーハ１０の撓みを相殺する減圧ユニット１３０と、真空容器１２０内に配置され、ウエーハ１０に所定の処理をする処理ユニット１４０と、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面にデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域と、を有するウエーハを処理するウエーハ処理装置であって、
該外周余剰領域を表面側と裏面側とから挟持する保持部と、
該保持部を収容し、該保持部に保持されたウエーハによって上室と下室とに区画される真空容器と、
該上室と該下室とを減圧するとともに、該下室を該上室に対して陽圧にして自重によるウエーハの撓みを相殺する減圧ユニットと、
該真空容器内に配置され、ウエーハに所定の処理をする処理ユニットと、
を備えるウエーハ処理装置。

【請求項2】

該処理ユニットは、該デバイス領域に対応するウエーハの裏面側に金属膜を形成する請求項１に記載のウエーハ処理装置。

【請求項3】

該ウエーハは、該デバイス領域に凹部が形成され、該外周余剰領域に該凹部を囲繞する環状凸部が形成されている請求項１または２に記載のウエーハ処理装置。

【請求項4】

表面にデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域と、を有するウエーハを処理するウエーハ処理方法であって、
該外周余剰領域を表面側と裏面側とから挟持する保持部を有する真空容器を準備する真空容器準備ステップと、
該保持部によって該ウエーハを保持する保持ステップと、
該保持部に保持された該ウエーハによって、該真空容器を上室と下室とに区画する区画ステップと、
該上室と該下室とを減圧するとともに、該下室を該上室に対して陽圧にして、自重による該ウエーハの撓みを相殺する減圧ステップと、
該減圧ステップの後に、該真空容器に設置された処理ユニットによって該ウエーハに所定の処理をする処理ステップと、
を備えるウエーハ処理方法。

【請求項5】

該処理ステップは、該デバイス領域に対応する該ウエーハの裏面側に金属膜を形成する、請求項４に記載のウエーハ処理方法。

【請求項6】

該ウエーハは、該デバイス領域に凹部が形成され、該外周余剰領域に該凹部を囲繞する環状凸部が形成されている請求項４または５に記載のウエーハ処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエーハ処理装置及びウエーハ処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが表面側に複数形成されたウエーハは、ダイシング装置等を用いて個々のデバイスに分割される。特許文献１には、デバイス領域と該デバイス領域を囲む外周余剰領域とを表面に有する板状の被加工物の表面とは反対側の裏面を、スピンドルに装着された研削砥石で研削する研削方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－４４３１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ウエーハを薄化する研削工程の後工程においては、取り扱い性を向上させるため、ウエーハにサポート基板を貼り付けて処理をすることが一般的であったが、サポート基板を用いずにウエーハを適切に処理することが望まれている。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、サポート基板を用いずにウエーハを適切に処理することができるウエーハ処理装置及びウエーハ処理方法を提供することにある。

【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、本発明のウエーハ処理装置は、表面にデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域と、を有するウエーハを処理するウエーハ処理装置であって、該外周余剰領域を表面側と裏面側とから挟持する保持部と、該保持部を収容し、該保持部に保持されたウエーハによって上室と下室とに区画される真空容器と、該上室と該下室とを減圧するとともに、該下室を該上室に対して陽圧にして自重によるウエーハの撓みを相殺する減圧ユニットと、該真空容器内に配置され、ウエーハに所定の処理をする処理ユニットと、を備える。

【0007】

前記ウエーハ処理装置において、該処理ユニットは、該デバイス領域に対応するウエーハの裏面側に金属膜を形成してもよい。

【0008】

前記ウエーハ処理装置において、該ウエーハは、該デバイス領域に凹部が形成され、該外周余剰領域に該凹部を囲繞する環状凸部が形成されてもよい。

【0009】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のウエーハ処理方法は、表面にデバイス領域と、該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域と、を有するウエーハを処理するウエーハ処理方法であって、該外周余剰領域を表面側と裏面側とから挟持する保持部を有する真空容器を準備する真空容器準備ステップと、該保持部によって該ウエーハを保持する保持ステップと、該保持部に保持された該ウエーハによって、該真空容器を上室と下室とに区画する区画ステップと、該上室と該下室とを減圧するとともに、該下室を該上室に対して陽圧にして、自重による該ウエーハの撓みを相殺する減圧ステップと、該減圧ステップの後に、該真空容器に設置された処理ユニットによって該ウエーハに所定の処理をする処理ステップと、を備える。

【0010】

前記ウエーハ処理方法において、該処理ステップは、該デバイス領域に対応する該ウエーハの裏面側に金属膜を形成してもよい。

【0011】

前記ウエーハ処理方法において、該ウエーハは、該デバイス領域に凹部が形成され、該外周余剰領域に該凹部を囲繞する環状凸部が形成されてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本願発明は、サポート基板を用いずにウエーハを適切に処理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、ウエーハの表面の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示すウエーハの裏面の一例を示す斜視図である。

【図3】図３は、ウエーハの裏面を研削する研削ユニットの一例を示す斜視図である。

【図4】図４は、実施形態１に係るウエーハ処理装置の一例を示す構成図である。

【図5】図５は、ウエーハ処理方法の処理手順を示すフローチャートである。

【図6】図６は、実施形態２に係るウエーハ処理装置の一例を示す構成図である。

【図7】図７は、実施形態３に係るウエーハ処理装置の一例を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に係る実施形態につき、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］
実施形態１に係るウエーハ処理装置及びウエーハ処理方法を図面に基づいて説明する。図１は、ウエーハの表面の一例を示す斜視図である。図２は、図１に示すウエーハの裏面の一例を示す斜視図である。図３は、ウエーハの裏面を研削する研削ユニットの一例を示す斜視図である。

【0016】

図１及び図２に示すウエーハ１０は、シリコン（Ｓｉ）、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）または炭化ケイ素（ＳｉＣ）等を基板１１とする円板状の半導体ウエーハ、光デバイスウエーハ等のウエーハである。実施形態において、ウエーハ１０は、シリコンウエーハである場合について説明する。

【0017】

ウエーハ１０は、図１に示すように、基板１１の表面１３側にデバイス領域１５と、デバイス領域１５を囲繞する外周余剰領域１６と、を含む。デバイス領域１５は、基板１１の表面１３に格子状に設定された複数の分割予定ライン１７と、分割予定ライン１７によって区画された各領域に形成されたデバイス１８と、を有する。外周余剰領域１６は、全周に亘ってデバイス領域１５を囲繞し、かつデバイス１８が形成されていない領域である。デバイス１８は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、又はＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）又は半導体メモリ（半導体記憶装置）を含む。

【0018】

ウエーハ１０の裏面１４は、図２に示すように、中央に形成された円形の凹部１４－１と、凹部１４－１を囲繞する環状凸部１４－２とを有し、デバイス領域１５と外周余剰領域１６との間に段差１４－３が形成されている。また、ウエーハ１０の表面１３は、デバイス領域１５と外周余剰領域１６とに亘って同一平面に形成されている。なお、本実施形態では、ウエーハ１０は、裏面１４に凹部１４－１及び環状凸部１４－２を有する場合について説明するが、表面１３及び裏面１４の両方が平坦であってもよい。

【0019】

ウエーハ１０は、図３に示すように、周知の研削装置の研削ユニット３００によりデバイス領域１５の裏面１４が研削されて、図２に示すように、デバイス領域１５の裏面１４に凹部１４－１が形成され、外周余剰領域１６がデバイス領域１５よりも厚い環状凸部１４－２に形成された、所謂ＴＡＩＫＯ（登録商標）ウエーハである。

【0020】

凹部１４－１は、裏面１４のデバイス領域１５と厚み方向に重なる領域に形成され、環状凸部１４－２は、裏面１４の外周余剰領域１６と厚み方向に重なる領域に形成される。なお、本明細書では、裏面１４のデバイス領域１５と厚み方向に重なる領域を裏面１４のデバイス領域１５と記載し、裏面１４の外周余剰領域１６と厚み方向に重なる領域を裏面１４の外周余剰領域１６と記載する。

【0021】

研削ユニット３００は、保持テーブル４００に保持されたウエーハ１０の上方に露出した裏面１４の凹部１４－１の底面を研削する円板状の研削パッド３１０が装着されて、保持テーブル４００の保持面に保持されたウエーハ１０の凹部１４－１の底面を研削する。例えば、研削ユニット３００は、図示しないモータにより軸心回りに回転されるスピンドルの下端に研削パッド３１０を装着している。研削ユニット３００は、研削パッド３１０が鉛直方向と平行な軸心回りに回転されながら研削送りユニットにより研削パッド３１０が保持テーブル４００に所定の送り速度で近づけられることによって、ウエーハ１０の凹部１４－１の底面を研削する。本実施形態では、研削ユニット３００は、研削パッド３１０の外縁がウエーハ１０の凹部１４－１の底面の外縁に重なる位置と、凹部１４－１の底面の中心に重なる位置に亘って移動ユニットにより保持テーブル４００の径方向に移動されながらウエーハ１０の凹部１４－１の底面を研削する。

【0022】

研削によって薄化されたウエーハ１０の後工程での取り扱い性を向上するため、ウエーハ１０の中央のみを研削し、外周をそのまま残すことで、研削後のウエーハ１０の剛性をある程度に保つことができる。しかし、ウエーハ１０の径が大きくなると、外周を残して研削しても、ウエーハ１０の剛性が不足し、反りや撓みなどの変形が発生することがある。また、研削後のウエーハ１０は、薄化して剛性が十分でないと、撓む、反る等の変形が発生し、搬送やカセット収容時や後工程の処理において、破損する恐れがある。本実施形態では、サポート基板を用いずに研削後のウエーハ１０を適切に処理することができるウエーハ処理装置及びウエーハ処理方法を提供する。

【0023】

（ウエーハ処理装置）
図４は、実施形態１に係るウエーハ処理装置の一例を示す構成図である。図４に示すウエーハ処理装置１００は、表面１３にデバイス領域１５と、該デバイス領域１５を囲繞する外周余剰領域１６と、を有するウエーハ１０を処理する装置である。ウエーハ処理装置１００は、保持部１１０と、真空容器１２０と、減圧ユニット１３０と、処理ユニット１４０と、差圧計１５０と、を備える。

【0024】

保持部１１０は、真空容器１２０の内部に設けられ、ウエーハ１０の外周余剰領域１６を表面１３側と裏面１４側とから挟持する。保持部１１０は、支持部１１１と、押さえ部１１２と、を有する。支持部１１１は、鉛直方向における真空容器１２０の下方の内部を下室１２２として区画する部材である。支持部１１１は、ウエーハ１０の凹部１４－１の直径よりも大きく、環状凸部１４－２の外径よりも小さい円形の開口１１１－１を有する板状物である。本実施形態では、支持部１１１は、固定部１１１－２によって所定の高さに固定されている。支持部１１１は、ウエーハ１０を位置決めする位置決め部１１１－３を上面に有しており、位置決め部１１１－３がウエーハ１０の外周縁１２と接触した状態でウエーハ１０を支持する。

【0025】

押さえ部１１２は、支持部１１１が支持するウエーハ１０の環状凸部１４－２を上方から押さえるように、真空容器１２０の内部に設けられている。押さえ部１１２は、鉛直方向における真空容器１２０の上方の内部を上室１２１として区画する部材である。押さえ部１１２は、支持部１１１と同様に、ウエーハ１０の凹部１４－１の直径よりも大きく、環状凸部１４－２の外径よりも小さい円形の開口１１２－１を有する板状物である。押さえ部１１２は、開口１１２－１がウエーハ１０の凹部１４－１と連通するように位置付けられる。押さえ部１１２は、弾性材料からなるシール部材１１３が設けられており、ウエーハ１０を押さえることで、真空容器１２０の上室１２１を密閉する。また、保持部１１０は、支持部１１１と押さえ部１１２との間の空間を、真空容器１２０の下室１２２と連通させている。

【0026】

なお、保持部１１０の支持部１１１と押さえ部１１２とは、真空容器１２０の内部のいずれか一方で上室１２１と下室１２２とに区画できたらよいので、片方は空間を遮断する必要が無く、いずれか一方を、例えば１２０度間隔で３つなど、板状物を複数に分割して形成し、所定の間隔で配置する構成としてもよい。

【0027】

真空容器１２０は、保持部１１０を収容し、保持部１１０及び保持部１１０に保持されたウエーハ１０によって上室１２１と下室１２２とに区画される容器である。本実施形態では、真空容器１２０は、中空円柱状に形成されているが、これに限定されない。真空容器１２０は、真空ポンプ１３１により内部が吸引されることで、内部を真空状態に維持することが可能な構成になっている。

【0028】

減圧ユニット１３０は、真空容器１２０の上室１２１と下室１２２とを減圧するとともに、下室１２２を上室１２１に対して陽圧にして自重によるウエーハ１０の撓みを相殺する。陽圧とは、下室１２２の圧力を上室１２１の圧力よりも高い圧力にすることを意味する。ウエーハ１０の撓みを相殺する上室１２１と下室１２２との圧力差は、例えば、ウエーハ１０の撓みと相殺との関係の実験結果、シミュレーション結果等に基づいて、撓みを相殺する値が設定される。

【0029】

本実施形態では、減圧ユニット１３０は、真空容器１２０の上室１２１及び下室１２２と吸引管１３２を介して連通された真空ポンプ１３１を有し、真空ポンプ１３１により上室１２１及び下室１２２の内部の気体を吸引することで、真空容器１２０の内部を減圧する。減圧ユニット１３０は、真空ポンプ１３１と上室１２１との間の吸引管１３２に第１バルブ１３３、真空ポンプ１３１と下室１２２との間の吸引管１３２に第２バルブ１３４がそれぞれ設けられ、吸引管１３２の開閉を制御可能になっている。減圧ユニット１３０は、真空容器１２０の下室１２２と供給管１３６を介して連通されたエア供給源１３５を有し、エア供給源１３５により下室１２２の内部にエアを供給することで、下室１２２の内部の圧力を上昇させる。減圧ユニット１３０は、エア供給源１３５と下室１２２との間の供給管１３６に第３バルブ１３７が設けられ、供給管１３６の開閉が制御可能になっている。

【0030】

処理ユニット１４０は、真空容器１２０の内部に配置され、ウエーハ１０に所定の処理を行う。所定の処理は、例えば、ウエーハ１０の裏面１４の凹部１４－１に金属膜１４１を形成する処理、保護膜を形成する処理等を含む。本実施形態では、処理ユニット１４０は、ウエーハ１０の凹部１４－１と対向するように、真空容器１２０の上室１２１における天井に設けられている。処理ユニット１４０は、蒸着やスパッタリングにより金属膜１４１をウエーハ１０の裏面１４に形成するため構成を有する。例えば、処理ユニット１４０は、金属からなるスパッタ源が励磁部材に支持された状態で配設されており、このスパッタ源には高周波電源が連結されている。金属膜１４１は、チタン、ニッケル及び金のうち一以上の金属により構成された多層膜を含む。

【0031】

差圧計１５０は、真空容器１２０の上室１２１と下室１２２の気圧差を計測する。差圧計１５０は、上室１２１の内部の気圧及び下室１２２の内部の気圧を計測し、計測結果に基づいて気圧差を算出する。差圧計１５０は、算出した気圧差をウエーハ処理装置１００に供給する。ウエーハ処理装置１００は、差圧計１５０が計測した気圧差に基づいて、真空容器１２０の下室１２２を上室１２１に対して陽圧になるように、エア供給源１３５から下室１２２にエアを供給して下室１２２の圧力を上昇させて調整し、自重によるウエーハ１０の撓みを相殺する。

【0032】

以上、実施形態１に係るウエーハ処理装置１００の構成例について説明した。なお、図４を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、実施形態１に係るウエーハ処理装置１００の構成は係る例に限定されない。実施形態１に係るウエーハ処理装置１００の機能構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。

【0033】

（ウエーハ処理方法）
次に、実施形態１に係るウエーハ処理装置１００が実行するウエーハ処理方法１０００を説明する。図５は、ウエーハ処理方法の処理手順を示すフローチャートである。図５に示すように、実施形態１に係るウエーハ処理方法１０００は、真空容器準備ステップ１１００と、保持ステップ１２００と、区画ステップ１３００と、減圧ステップ１４００と、処理ステップ１５００と、を備える。ウエーハ処理方法１０００は、表面１３にデバイス領域１５と、該デバイス領域１５を囲繞する外周余剰領域１６と、を有するウエーハ１０を処理するウエーハ処理方法である。ウエーハ処理方法１０００は、ウエーハ処理装置１００によって実現される。

【0034】

まず、ウエーハ処理装置１００は、真空容器準備ステップ１１００を実行することで、図４に示すように、真空容器１２０の内部において、ウエーハ１０の外周余剰領域１６を表面１３側と裏面１４側とから挟持する保持部１１０を有する真空容器１２０を準備する。図４では、ウエーハ処理装置１００は、研削ユニット３００で研削したウエーハ１０を保持可能なように、保持部１１０を真空容器１２０に収容し、真空容器１２０を準備する。ウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０の準備が終了すると、ステップを図５に示す次の保持ステップ１２００に進める。

【0035】

ウエーハ処理装置１００は、保持ステップ１２００を実行することで、図４に示すように、真空容器１２０の保持部１１０によってウエーハ１０を保持する。図４では、ウエーハ処理装置１００は、ウエーハ１０の裏面１４が上方を向いた状態で、支持部１１１の位置決め部１１１－３にウエーハ１０の外周縁１２が接触するように、ウエーハ１０を支持部１１１に配置し、支持部１１１が支持するウエーハ１０の環状凸部１４－２を上方から押さえるように、支持部１１１と押さえ部１１２とで挟持する。これにより、ウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０の上室１２１において、処理ユニット１４０と保持部１１０が保持するウエーハ１０の裏面１４の凹部１４－１とが対向するように配置する。ウエーハ処理装置１００は、保持部１１０によってウエーハ１０を保持すると、ステップを図５に示す次の区画ステップ１３００に進める。

【0036】

ウエーハ処理装置１００は、区画ステップ１３００を実行することで、図４に示すように、真空容器１２０の保持部１１０に保持されたウエーハ１０によって、真空容器１２０を上室１２１と下室１２２とに区画する。ウエーハ処理装置１００は、区画ステップ１３００が終了すると、ステップを図５に示す次の減圧ステップ１４００に進める。

【0037】

ウエーハ処理装置１００は、減圧ステップ１４００を実行することで、図４に示すように、真空容器１２０の上室１２１と下室１２２とを減圧するとともに、下室１２２を上室１２１に対して陽圧にして、自重によるウエーハ１０の撓みを相殺する。例えば、ウエーハ処理装置１００は、第１バルブ１３３及び第２バルブ１３４を開状態に切り替え、真空ポンプ１３１を動作させることで、上室１２１及び下室１２２を減圧させる。この場合、ウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０の上室１２１と下室１２２の圧力差が大きいとウエーハ１０が破損するため、上室１２１及び下室１２２を同時に減圧する。ウエーハ処理装置１００は、第１バルブ１３３及び第２バルブ１３４を閉状態に切り替え、差圧計１５０が計測した気圧差に基づいて、真空容器１２０の下室１２２を上室１２１に対して陽圧になるように、第３バルブ１３７を開状態に切り替えてエア供給源１３５から下室１２２にエアを供給し、下室１２２の圧力を上昇させる。ウエーハ処理装置１００は、差圧計１５０が計測した気圧差に基づいて、真空容器１２０の下室１２２を上室１２１に対して陽圧になると、第３バルブ１３７を閉状態に切り替えてエア供給源１３５からのエアの供給を停止する。これにより、ウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０に収容したウエーハ１０の下方（表面１３側）をウエーハ１０の上方（裏面１４側）よりもわずかに陽圧にすることで、ウエーハ１０が圧力差によって真空容器１２０の内部の上方（上室１２１の方向）に押し上げられ、自重によってウエーハ１０が撓むことを抑制することができる。ウエーハ処理装置１００は、減圧ステップ１４００が終了すると、ステップを図５に示す次の処理ステップ１５００に進める。

【0038】

ウエーハ処理装置１００は、処理ステップ１５００を実行することで、図４に示すように、真空容器１２０に設置された処理ユニット１４０によってウエーハ１０に所定の処理をする。本実施形態では、ウエーハ処理装置１００は、処理ユニット１４０によって金属膜１４１をウエーハ１０の裏面１４の凹部１４－１に形成する。例えば、ウエーハ処理装置１００は、励磁部材によって磁化されたスパッタ源に高周波電源から高周波電力を加え、上室１２１にアルゴンガスを導入してプラズマを発生させ、プラズマ中のアルゴンイオンがスパッタ源に衝突して粒子がはじき出され、ウエーハ１０の裏面１４の凹部１４－１に堆積するように処理ユニット１４０を動作させることで、金属膜１４１が形成される。ウエーハ処理装置１００は、処理ステップ１５００の処理が終了すると、図５に示すウエーハ処理方法１０００を終了させる。

【0039】

例えば、ウエーハ処理装置１００が処理したウエーハ１０は、金属膜１４１が形成された裏面１４側を保持テーブルにおいて保持し、保持テーブルをアースに接続することにより、金属膜１４１を介してウエーハ１０をアースに接続する。そして、ウエーハ１０は、表面１３側のデバイス１８に対してプローブを接触させることにより、各デバイス１８の電気的特性が試験される。

【0040】

以上のように、ウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０の内部に収容した保持部１１０でウエーハ１０を保持すると、ウエーハ１０の下方の圧力をウエーハ１０の上方よりも陽圧にすることができる。これにより、ウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、ウエーハ１０が圧力差によって上方に押し上げられるので、自重によってウエーハ１０が撓むことを抑制することができる。その結果、ウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、サポート基板を用いずにウエーハ１０を適切に処理することができるので、ウエーハ１０の取り扱い性を向上させることができる。

【0041】

ウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、ウエーハ１０のデバイス領域１５に対応する裏面１４側に金属膜１４１を形成することができる。これにより、ウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、真空容器１２０の内部でウエーハ１０が自重によって撓まないので、薄型化したウエーハ１０に金属膜１４１を適切に形成することができる。

【0042】

ウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、ウエーハ１０のデバイス領域１５の裏面１４側に凹部１４－１が形成され、外周余剰領域１６に凹部１４－１を囲繞する環状凸部１４－２が形成されたウエーハ１０を真空容器１２０に収容しても、薄型化された凹部１４－１が自重によって撓むことを抑制することができる。これにより、ウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、平らな凹部１４－１に処理を行うことができるので、サポート基板を用いずにウエーハ１０を適切に処理することができる。

【0043】

［実施形態２］
実施形態２に係るウエーハ処理装置１００を図面に基づいて説明する。図６は、実施形態２に係るウエーハ処理装置の一例を示す構成図である。以下の説明では、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0044】

図６に示す実施形態２に係るウエーハ処理装置１００は、実施形態１と同様に、表面１３にデバイス領域１５と、該デバイス領域１５を囲繞する外周余剰領域１６と、を有するウエーハ１０を処理する装置である。ウエーハ処理装置１００は、保持部１１０と、真空容器１２０と、減圧ユニット１３０と、処理ユニット１４０と、差圧計１５０と、を備える。

【0045】

保持部１１０は、真空容器１２０の内部に設けられ、外周余剰領域１６を表面１３側と裏面１４側とから挟持する。保持部１１０は、支持部１１４と、押さえ部１１２と、を有する。支持部１１４は、内径がウエーハ１０の外径よりも小さな中空状の筒状部材で形成されている。本実施形態では、支持部１１４は、ウエーハ１０の裏面１４の凹部１４－１の内径と略同一の内径になっている。支持部１１４は、真空容器１２０の内部において、ウエーハ１０の凹部１４－１の下方のみを真空容器１２０の下室１２２－１として区画している。すなわち、実施形態２に係る真空容器１２０の下室１２２－１は、実施形態１に係る真空容器１２０の下室１２２よりも内部空間が狭くなっている。

【0046】

支持部１１４の外形は、ウエーハ１０の環状凸部１４－２の外径よりも大きく形成されており、ウエーハ１０を載置する載置部１１４－１を上端に有している。載置部１１４－１は、支持部１１４の内部の下室１２２－１を塞ぐように、上端にウエーハ１０を載置可能な段差として形成されている。支持部１１４は、載置部１１４－１に載置されたウエーハ１０と接触して下室１２２－１を封止するリング状のシール部材１１３を有している。

【0047】

押さえ部１１２は、支持部１１４が支持するウエーハ１０の環状凸部１４－２を上方から押さえるように、真空容器１２０の内部に設けられている。押さえ部１１２は、鉛直方向における真空容器１２０の上方の内部を上室１２１として区画する。押さえ部１１２は、ウエーハ１０の凹部１４－１の直径よりも大きく、環状凸部１４－２の外径よりも小さい円形の開口１１２－１を有する板状物である。押さえ部１１２は、開口１１２－１がウエーハ１０の凹部１４－１と連通するように位置付けられる。

【0048】

なお、実施形態２では、保持部１１０は、支持部１１４が下室１２２－１を区画するので、押さえ部１１２が真空容器１２０の内部空間を遮断する必要がなく、例えば、１２０度間隔等の３か所等でウエーハ１０の環状凸部１４－２を上方から押さえる複数の板部材で押さえ部１１２を形成してもよい。

【0049】

以上、実施形態２に係るウエーハ処理装置１００の構成例について説明した。なお、図６を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、実施形態２に係るウエーハ処理装置１００の構成は係る例に限定されない。実施形態２に係るウエーハ処理装置１００の機能構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。

【0050】

（実施形態２に係るウエーハ処理方法）
次に、実施形態２に係るウエーハ処理装置１００が実行するウエーハ処理方法１０００を説明する。実施形態２に係るウエーハ処理方法１０００は、実施形態１と同様に、図５に示した真空容器準備ステップ１１００、保持ステップ１２００、区画ステップ１３００、減圧ステップ１４００及び処理ステップ１５００を備える。

【0051】

まず、ウエーハ処理装置１００は、真空容器準備ステップ１１００を実行することで、図６に示すように、真空容器１２０の内部において、ウエーハ１０の外周余剰領域１６を表面１３側と裏面１４側とから挟持する保持部１１０を有する真空容器１２０を準備する。図６では、ウエーハ処理装置１００は、研削したウエーハ１０を保持可能なように、保持部１１０を真空容器１２０に収容し、真空容器１２０を準備する。ウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０の準備が終了すると、ステップを図５に示す次の保持ステップ１２００に進める。

【0052】

ウエーハ処理装置１００は、保持ステップ１２００を実行することで、図６に示すように、真空容器１２０の保持部１１０によってウエーハ１０を保持する。図６では、ウエーハ処理装置１００は、ウエーハ１０の裏面１４が上方を向いた状態で、支持部１１４の載置部１１４－１にウエーハ１０の外周縁１２が接触するように、ウエーハ１０を支持部１１４に配置し、支持部１１４が支持するウエーハ１０の環状凸部１４－２を上方から押さえるように、支持部１１４と押さえ部１１２とで挟持する。これにより、ウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０の上室１２１において、処理ユニット１４０と保持部１１０が保持するウエーハ１０の裏面１４の凹部１４－１とが対向するように配置する。ウエーハ処理装置１００は、保持部１１０によってウエーハ１０を保持すると、ステップを図５に示す次の区画ステップ１３００に進める。

【0053】

ウエーハ処理装置１００は、区画ステップ１３００を実行することで、図６に示すように、真空容器１２０の保持部１１０に保持されたウエーハ１０によって、真空容器１２０を上室１２１と下室１２２とに区画する。ウエーハ処理装置１００は、区画ステップ１３００が終了すると、ステップを図５に示す次の減圧ステップ１４００に進める。

【0054】

ウエーハ処理装置１００は、減圧ステップ１４００を実行することで、図６に示すように、真空容器１２０の上室１２１と下室１２２とを減圧するとともに、下室１２２を上室１２１に対して陽圧にして、自重によるウエーハ１０の撓みを相殺する。例えば、ウエーハ処理装置１００は、第１バルブ１３３及び第２バルブ１３４を開状態に切り替え、真空ポンプ１３１を動作させることで、上室１２１及び下室１２２を同時に減圧させる。ウエーハ処理装置１００は、第１バルブ１３３及び第２バルブ１３４を閉状態に切り替え、差圧計１５０が計測した気圧差に基づいて、真空容器１２０の下室１２２を上室１２１に対して陽圧になるように、第３バルブ１３７を開状態に切り替えてエア供給源１３５から下室１２２にエアを供給し、下室１２２の圧力を上昇させる。ウエーハ処理装置１００は、差圧計１５０が計測した気圧差に基づいて、真空容器１２０の下室１２２を上室１２１に対して陽圧になると、第３バルブ１３７を閉状態に切り替えてエア供給源１３５からのエアの供給を停止する。これにより、ウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０に収容したウエーハ１０の下方（表面１３側）をウエーハ１０の上方（裏面１４側）よりもわずかに陽圧にすることで、ウエーハ１０が圧力差によって真空容器１２０の内部の上方（上室１２１の方向）に押し上げられ、自重によってウエーハ１０が撓むことを抑制することができる。ウエーハ処理装置１００は、減圧ステップ１４００が終了すると、ステップを図５に示す次の処理ステップ１５００に進める。

【0055】

ウエーハ処理装置１００は、処理ステップ１５００を実行することで、図６に示すように、真空容器１２０に設置された処理ユニット１４０によってウエーハ１０に所定の処理をする。本実施形態では、ウエーハ処理装置１００は、処理ユニット１４０によって金属膜１４１をウエーハ１０の裏面１４の凹部１４－１に形成する。例えば、ウエーハ処理装置１００は、励磁部材によって磁化されたスパッタ源に高周波電源から高周波電力を加え、上室１２１にアルゴンガスを導入してプラズマを発生させ、プラズマ中のアルゴンイオンがスパッタ源に衝突して粒子がはじき出され、ウエーハ１０の裏面１４の凹部１４－１に堆積するように処理ユニット１４０を動作させることで、金属膜１４１が形成される。ウエーハ処理装置１００は、処理ステップ１５００の処理が終了すると、図５に示すウエーハ処理方法１０００を終了させる。

【0056】

以上のように、実施形態２に係るウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０の内部に収容した保持部１１０でウエーハ１０を保持すると、ウエーハ１０の下方の圧力をウエーハ１０の上方よりも陽圧にすることができる。これにより、ウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、ウエーハ１０が圧力差によって上方に押し上げられるので、自重によってウエーハ１０が撓むことを抑制することができる。また、ウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０の下室１２２－１が実施形態１よりも小さな空間であるため、ウエーハ１０の下方の圧力をウエーハ１０の上方よりも容易に陽圧にすることができる。その結果、ウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、サポート基板を用いずにウエーハ１０を適切に処理することができるので、ウエーハ１０の取り扱い性を向上させることができる。実施形態２に係るウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0057】

［実施形態３］
実施形態３に係るウエーハ処理装置１００を図面に基づいて説明する。図７は、実施形態３に係るウエーハ処理装置の一例を示す構成図である。図７に示す実施形態３に係るウエーハ処理装置１００は、実施形態１と同様に、表面１３にデバイス領域１５と、該デバイス領域１５を囲繞する外周余剰領域１６と、を有するウエーハ１０を処理する装置である。ウエーハ処理装置１００は、保持部１１０と、真空容器１２０と、減圧ユニット１３０と、処理ユニット１４０と、差圧計１５０と、を備える。

【0058】

保持部１１０は、真空容器１２０の内部に設けられ、ウエーハ１０の外周余剰領域１６を表面１３側と裏面１４側とから挟持する。実施形態３では、保持部１１０は、実施形態１と同一の構成となっており、ウエーハ１０の凹部１４－１が真空容器１２０の底部を向いた状態で、ウエーハ１０の環状凸部１４－２を挟持する点が実施形態１とは異なっている。

【0059】

処理ユニット１４０は、真空容器１２０の内部に配置され、ウエーハ１０に所定の処理を行う。実施形態３では、処理ユニット１４０は、ウエーハ１０の凹部１４－１と対向するように、真空容器１２０の下室１２２における底部に設けられている。処理ユニット１４０は、蒸着やスパッタリングにより金属膜１４１をウエーハ１０の裏面１４に形成するため構成を有する。例えば、処理ユニット１４０は、金属からなるスパッタ源が励磁部材に支持された状態で配設されており、このスパッタ源には高周波電源が連結されている。

【0060】

以上、実施形態３に係るウエーハ処理装置１００の構成例について説明した。なお、図７を用いて説明した上記の構成はあくまで一例であり、実施形態３に係るウエーハ処理装置１００の構成は係る例に限定されない。実施形態３に係るウエーハ処理装置１００の機能構成は、仕様や運用に応じて柔軟に変形可能である。

【0061】

（実施形態３に係るウエーハ処理方法）
次に、実施形態３に係るウエーハ処理装置１００が実行するウエーハ処理方法１０００を説明する。実施形態３に係るウエーハ処理方法１０００は、実施形態１と同様に、図５に示した真空容器準備ステップ１１００、保持ステップ１２００、区画ステップ１３００、減圧ステップ１４００及び処理ステップ１５００を備える。

【0062】

まず、ウエーハ処理装置１００は、真空容器準備ステップ１１００を実行することで、図７に示すように、真空容器１２０の内部において、ウエーハ１０の外周余剰領域１６を表面１３側と裏面１４側とから挟持する保持部１１０を有する真空容器１２０を準備する。図７では、ウエーハ処理装置１００は、研削したウエーハ１０を保持可能なように、保持部１１０を真空容器１２０に収容し、真空容器１２０を準備する。ウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０の準備が終了すると、ステップを図５に示す次の保持ステップ１２００に進める。

【0063】

ウエーハ処理装置１００は、保持ステップ１２００を実行することで、図７に示すように、真空容器１２０の保持部１１０によってウエーハ１０を保持する。図７では、ウエーハ処理装置１００は、ウエーハ１０の裏面１４が真空容器１２０の下方を向いた状態で、支持部１１１の位置決め部１１１－３にウエーハ１０の環状凸部１４－２の外周が接触するように、ウエーハ１０を支持部１１１に配置し、支持部１１１が支持するウエーハ１０の環状凸部１４－２の表面１３側を上方から押さえるように、支持部１１１と押さえ部１１２とで挟持する。これにより、ウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０の下室１２２において、底部の処理ユニット１４０と保持部１１０が保持するウエーハ１０の裏面１４の凹部１４－１とが対向するように配置する。ウエーハ処理装置１００は、保持部１１０によってウエーハ１０を保持すると、ステップを図５に示す次の区画ステップ１３００に進める。

【0064】

ウエーハ処理装置１００は、区画ステップ１３００を実行することで、図７に示すように、真空容器１２０の保持部１１０に保持されたウエーハ１０によって、真空容器１２０を上室１２１と下室１２２とに区画する。ウエーハ処理装置１００は、区画ステップ１３００が終了すると、ステップを図５に示す次の減圧ステップ１４００に進める。

【0065】

ウエーハ処理装置１００は、減圧ステップ１４００を実行することで、図７に示すように、真空容器１２０の上室１２１と下室１２２とを減圧するとともに、下室１２２を上室１２１に対して陽圧にして、自重によるウエーハ１０の撓みを相殺する。例えば、ウエーハ処理装置１００は、第１バルブ１３３及び第２バルブ１３４を開状態に切り替え、真空ポンプ１３１を動作させることで、上室１２１及び下室１２２を同時に減圧させる。ウエーハ処理装置１００は、第１バルブ１３３及び第２バルブ１３４を閉状態に切り替え、差圧計１５０が計測した気圧差に基づいて、真空容器１２０の下室１２２を上室１２１に対して陽圧になるように、第２バルブ１３４及び第３バルブ１３７を開状態に切り替えてエア供給源１３５から下室１２２にエアを供給し、下室１２２の圧力を上昇させる。ウエーハ処理装置１００は、差圧計１５０が計測した気圧差に基づいて、真空容器１２０の下室１２２を上室１２１に対して陽圧になると、第２バルブ１３４及び第３バルブ１３７を閉状態に切り替えてエア供給源１３５からのエアの供給を停止する。これにより、ウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０に収容したウエーハ１０の下方（裏面１４側）をウエーハ１０の上方（表面１３側）よりもわずかに陽圧にすることで、ウエーハ１０が圧力差によって真空容器１２０の内部の上方（上室１２１の方向）に押し上げられ、自重によってウエーハ１０が撓むことを抑制することができる。ウエーハ処理装置１００は、減圧ステップ１４００が終了すると、ステップを図５に示す次の処理ステップ１５００に進める。

【0066】

ウエーハ処理装置１００は、処理ステップ１５００を実行することで、図７に示すように、真空容器１２０の下室１２２に設置された処理ユニット１４０によってウエーハ１０に所定の処理をする。本実施形態では、ウエーハ処理装置１００は、処理ユニット１４０によって金属膜１４１をウエーハ１０の裏面１４の凹部１４－１に形成する。例えば、ウエーハ処理装置１００は、励磁部材によって磁化されたスパッタ源に高周波電源から高周波電力を加え、下室１２２にアルゴンガスを導入してプラズマを発生させ、プラズマ中のアルゴンイオンがスパッタ源に衝突して粒子がはじき出され、ウエーハ１０の裏面１４の凹部１４－１に堆積するように処理ユニット１４０を動作させることで、金属膜１４１が形成される。ウエーハ処理装置１００は、処理ステップ１５００の処理が終了すると、図５に示すウエーハ処理方法１０００を終了させる。

【0067】

以上のように、ウエーハ処理装置１００は、真空容器１２０の内部に収容した保持部１１０でウエーハ１０を保持すると、ウエーハ１０の下方の圧力をウエーハ１０の上方よりも陽圧にすることができる。これにより、ウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、ウエーハ１０が圧力差によって上方に押し上げられるので、自重によってウエーハ１０が撓むことを抑制することができる。その結果、ウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、サポート基板を用いずにウエーハ１０を適切に処理することができるので、ウエーハ１０の取り扱い性を向上させることができる。実施形態３に係るウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

【0068】

上述した実施形態では、ウエーハ処理方法１０００は、真空容器準備ステップ１１００、保持ステップ１２００、区画ステップ１３００、減圧ステップ１４００及び処理ステップ１５００を備える場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ウエーハ処理方法１０００は、ウエーハ１０の裏面１４に凹部１４－１及び環状凸部１４－２を研削ユニット３００で研削する研削ステップを真空容器準備ステップ１１００の前処理として追加してもよい。あるいは、ウエーハ処理方法１０００は、ウエーハ１０の裏面１４に凹部１４－１及び環状凸部１４－２を研削ユニット３００で研削する処理を真空容器準備ステップ１１００に含めてもよい。

【0069】

上述したウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、裏面１４に凹部１４－１及び環状凸部１４－２を有するウエーハ１０を処理する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、ウエーハ処理装置１００及びウエーハ処理方法１０００は、凹部１４－１及び環状凸部１４－２を有さず、自重によって撓む平板状のウエーハに対しても適用することで、本実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、上述したいずれの実施形態においても、位置決め部１１１－３の内径側にリング状のシール部材を固定することで、より確実に上室１２１と下室１２２とが区画される状態にしても良い。

【符号の説明】

【0070】

１０ ウエーハ
１１ 基板
１２ 外周縁
１３ 表面
１４ 裏面
１４－１ 凹部
１４－２ 環状凸部
１５ デバイス領域
１６ 外周余剰領域
１７ 分割予定ライン
１８ デバイス
１００ ウエーハ処理装置
１１０ 保持部
１１１ 支持部
１１１－１ 開口
１１１－２ 固定部
１１１－３ 位置決め部
１１２ 押さえ部
１１２－１ 開口
１２０ 真空容器
１２１ 上室
１２２ 下室
１３０ 減圧ユニット
１３１ 真空ポンプ
１３２ 吸引管
１３３ 第１バルブ
１３４ 第２バルブ
１３５ エア供給源
１３６ 供給管
１３７ 第３バルブ
１４０ 処理ユニット
１４１ 金属膜
１５０ 差圧計
３００ 研削ユニット
１０００ ウエーハ処理方法
１１００ 真空容器準備ステップ
１２００ 保持ステップ
１３００ 区画ステップ
１４００ 減圧ステップ
１５００ 処理ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】