DE112019006452T5 - Doppel-schleifverfahren - Google Patents

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DE112019006452T5
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Yoshinobu Nishimura
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Sumco Corp
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Abstract

Ein Doppelkopf-Schleifverfahren beinhaltet: einen ersten Schleifschritt des Durchführens eines Schleifens, bis eine Dicke eines ersten Wafers eine vorgegebene Dicke erreicht, während eine vorgegebene Menge eines Schleiffluids zur ersten und zweiten Hauptoberflächen des ersten Wafers geliefert wird, einen Nanotopographie-Messschritt des Messens einer Nanotopographie des ersten Wafers, und einen zweiten Schleifschritt des Anpassen, basierend auf einem Messergebnis in dem Nanotopographie-Messschritt, von Schleifbedingungen derart, dass eine Nanotopographie eines zweiten Wafers nahe Null wird, und des Durchführens von Schleifen, bis eine Dicke des zweiten Wafers die vorgegebene Dicke erreicht. Der zweite Schleifschritt beinhaltet ein Anpassen eines Verhältnisses zwischen einer Liefermenge des Schleiffluids zu einer ersten Hauptoberfläche des zweiten Wafers und einer Liefermenge des Schleiffluids zu einer zweiten Hauptoberfläche, während eine Gesamtliefermenge des Schleiffluids für den zweiten Schleifschritt beibehalten wird, um den zweiten Wafer zu schleifen.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Doppelkopf-Schleifverfahren.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Gemäß einem bekannten typischen Doppelkopf-Schleifverfahren wird ein zu schleifendes Objekt geschliffen, indem ein Schleiffluid an beide Hauptoberflächen des zu schleifenden Objekts geliefert wird, während das zu schleifende Objekt rotiert wird, und Schleifsteine eines Schleifrades in Kontakt mit jeder der beiden Hauptoberflächen, des zu schleifenden Objekts gebracht werden (siehe beispielsweise Patentliteratur 1). In dem Verfahren gemäß der Patentliteratur 1 wird mit einer Verringerung der Höhe der Schleifsteine eine Liefermenge des Schleiffluids verringert, um einen Aquaplaningeffekt zwischen dem zu schleifenden Objekt und den Schleifsteinen zu vermeiden, womit geschliffene Zustände von zu schleifenden Objekten gleichförmig gehalten werden.
  • ZITIERLISTE
  • PATENTLITERATUR
  • Patentliteratur 1: JP-2009-16842A
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • VON DER ERFIDNUNG ZU LÖSENDES PROBLEM / ZU LÖSENDE PROBLEME
  • Bei einem Verfahren wie in der Patentliteratur 1 ist es jedoch wahrscheinlich, dass eine Veränderung der Qualität wie einer Dicke aufgrund einer Veränderung einer Temperatur einer Bearbeitungsatmosphäre, welche sich aus einer Änderung einer Flussrate eines Schleiffluids ergibt, verursacht wird.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Doppelkopf-Schleifverfahren bereitzustellen, welches in der Lage ist, ein zu schleifendes Objekt mit einer günstigen Nanotopographie und einer gewünschten Dicke bereitzustellen.
  • MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS / DER PROBLEME
  • Ein Doppelkopf-Schleifverfahren, gemäß einem Aspekt der Erfindung, des Durchführens, unter Benutzung einer Doppelkopf-Schleifmaschine beinhaltend: einen Schleifer, welcher eingerichtet ist, ein Schleiffluid an beide Hauptoberflächen eines zu schleifenden Objekts zu liefern, während das zu schleifende Objekt rotiert wird, und Schleifsteine eines Schleifrades in Kontakt mit jeder der beiden Hauptoberflächen des schleifenden Objekts zu bringen, wodurch das zu schleifende Objekt geschliffen wird, und eine Dickenmesseinheit, welche eingerichtet ist, eine Dicke des zu schleifenden Objekts zu messen, eines Schleifens, bis die Dicke des zu schleifenden Objekts eine vorgegebene Dicke basierend auf einem Messergebnis der Dickenmesseinheit erreicht, wobei das Verfahren beinhaltet: einen ersten Schleifschritt des Durchführens eines Schleifens, bis eine Dicke eines ersten zu schleifenden Objekts die vorgegebene Dicke erreicht, während eine vorgegebene Menge des Schleiffluids an beide Hauptoberflächen des ersten zu schleifenden Objekts geliefert wird, einen Nanotopographie-Messschritt des Messens einer Nanotopographie des ersten zu schleifenden Objekts, und einen zweiten Schleifschritt eines Anpassens von Schleifbedingungen, basierend auf einem Messergebnis in dem Nanotopographie-Messschritt, so dass eine Nanotopographie eines zweiten zu schleifenden Objekts nahe Null wird, und eines Durchführens eines Schleifens, bis eine Dicke des zweiten zu schleifenden Objekts die vorgegebene Dicke erreicht, wobei der zweite Schleifschritt ein Anpassen eines Verhältnisses zwischen einer Liefermenge des Schleiffluids zu einer Hauptoberfläche des zweiten zu schleifenden Objekts und einer Menge der Lieferung des Schleiffluids an die andere Hauptoberfläche beinhaltet, während eine Gesamtliefermenge des Schleiffluids für den ersten Schleifschritt zum Schleifen des zweiten zu schleifenden Objekts beibehalten wird.
  • In dem Doppelkopf-Schleifverfahren ist es bevorzugt, dass die Dickenmesseinheit ein differenzielles Transformatorverschiebungsmessinstrument beinhaltet, welches ein Paar von Kontaktspitzen beinhaltet, welche eingerichtet sind, in Kontakt mit den jeweiligen Hauptoberflächen des zu schleifenden Objekts gebracht zu werden, wobei das differentielle Transformatorverschiebungsmessinstrument eingerichtet ist, die Dicke des zu schleifenden Objekts zu messen, indem ein Signal ausgegeben wird, welches einer Position jeder des Paares von Kontaktspitzen entspricht.
  • In dem Doppelkopf-Schleifverfahren ist es bevorzugt, dass in dem zweiten Schleifschritt das Verhältnis basierend auf dem Messergebnis des ersten zu schleifenden Objekts in dem Nanotopographie-Messschritt derart angepasst wird, dass bei dem zweiten zu schleifenden Objekt eine Liefermenge des Schleiffluids zu einer vertieften der Hauptoberflächen des ersten zu schleifenden Objekts größer wird als eine Menge der Lieferung des Schleiffluids an die andere Hauptoberfläche.
  • Gemäß der Erfindung wird ein zu schleifendes Objekt mit einer günstigen Nanotopographie und einer gewünschten Dicke erhalten.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch eine Doppelkopf-Schleifmaschine gemäß einer verwandten Technologie und einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    • 2 ist eine vergrößerte Teilansicht der Doppelkopf-Schleifmaschine.
    • 3 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems der Doppelkopf-Schleifmaschine.
    • 4 ist ein Graph, welche ein Ergebnis eines Experiments 1 zum Ableiten der Erfindung zeigt, das heißt eine Beziehung zwischen einer Liefermenge eines Schleiffluids zu jeder der ersten und zweiten Hauptoberfläche und einer Nanotopographie einer Wafermitte.
    • 5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen der Liefermenge des Schleiffluids zu jeder der ersten und zweiten Hauptoberfläche eines im Experiment 1 erhaltenen Wafer und einer Dicke der Wafermitte zeigt.
    • 6 ist ein Graph, der ein Ergebnis eines Experiments 2 zum Ableiten der Erfindung zeigt, das heißt eine Beziehung zwischen einer Messumgebungstemperatur und einem Messwert eines differenziellen Transformatorverschiebungmessinstruments.
    • 7 ist ein Graph, welcher ein Ergebnis eines Experiments 3 zum Ableiten der Erfindung zeigt, das heißt eine Beziehung zwischen einem Verhältnis der Lieferung des Schleiffluids zu jeder der ersten und zweiten Hauptoberfläche und der Nanotopographie der Wafermitte.
    • 8 ist ein Graph, der ein Ergebnis des Experiments 3 zeigt, das heißt eine Beziehung zwischen dem Verhältnis der Lieferung des Schleiffluids zu jeder der ersten und zweiten Hauptoberfläche und der Dicke der Wafermitte.
    • 9 ist ein Flussdiagramm eines Doppelkopf-Schleifverfahrens gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel.
  • BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS / VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Verwandte Technologie der Erfindung Als erstes wird eine verwandte Technologie der Erfindung beschrieben. Konfiguration einer Doppelkopf-Schleifmaschine Wie in 1 bis 3 gezeigt, beinhaltet eine Doppelkopf-Schleifmaschine 1 einen Schleifer 2, eine differenzielles Transformatorverschiebungsmessinstrument 3, welches als Dickenmesseinheit dient, eine Bearbeitungskammer 4 und eine Steuerung 5.
  • Der Schleifer 2 beinhaltet einen Trägerring 21, eine Waferrotationseinheit 22, ein erstes und ein zweites Schleifrad 23 und 24, eine erste und eine zweite Radrotationseinheit 25 und 26, eine erste und zweite Radvorschub/-rückzugseinheit 27 und 28 und eine Schleiffluidliefereinheit 29.
  • Der Trägerring 21, welcher in einer ringförmigen Form geformt ist, ist eingerichtet, einen Wafer W darin zu halten. Die Waferrotationeinheit 22 ist eingerichtet, von der Steuerung 5 gesteuert zu werden, um zu bewirken, dass der Trägerring 21 um eine Mitte des Wafers W rotiert.
  • Das erste und zweite Schleifrad 23 und 24 umfasst eine jeweilige Radbasis 23A bzw. 24A, im Wesentlichen in einer Scheibenform, und jeweilige Vielzahlen von Schleifsteinen 23B bzw. 24B, welche dann entlang von Oberflächen der Radbasis 23A bzw. 24A auf einer Seite in vorgegebenen Intervallen angeordnet sind. Schleiffluideinlässe 23C und 24C sind in der Mitte der jeweiligen Radbasis 23A bzw. 24A bereitgestellt und gehen durch beide Oberflächen der jeweiligen Radbasis 23A bzw. 24B hindurch.
  • Die erste und zweite Radrotationseinheit 25 und 26 umfasst eine jeweilige Spindel 25A bzw. 26A, welche eingerichtet sind, das erste bzw. zweite Schleifrad 23 und 24 an einem distalen Ende davon zu halten, und einen jeweiligen Rotationsmotor 25B bzw. 26B, die eingerichtet sind, durch die Steuerung 5 gesteuert zu werden, um die Spindeln 25A und 26A zu rotieren. Die erste Radrotationseinheit 25 ist bezüglich des Wafers W in 1 auf einer linken Seite bereitgestellt, und die zweite Radrotationseinheit 26 ist auf einer rechten Seite bereitgestellt.
  • Die erste und zweite Radvorschub/-rückzugseinheit 27 und 28 sind eingerichtet, durch die Steuerung 5 gesteuert zu werden, um zu bewirken, dass die erste und zweite Radrotationseinheit 25 und 26 bezüglich des Wafers W vorrücken bzw. sich zurück ziehen.
  • Die Schleiffluidliefereinheit 29 ist eingerichtet, von der Steuerung 5 gesteuert zu werden, um ein Schleiffluid durch die Schleiffluideinlässe 23C und 24C des ersten bzw. zweiten Schleifrads 23 bzw. 24 in das erste und zweites Schleifrad 23 und 24 zu liefern.
  • Das differentielle Transformatorverschiebungsmessinstrument 3 beinhaltet ein Paar von Signalausgabeeinheiten 31, Arme 23, welche sich von der jeweiligen Signalausgabeeinheiten 31 nach unten erstrecken, und Kontaktspitzen 33, die an distalen Enden der jeweiligen Arme 32 bereitgestellt sind. Das Paar von Kontaktspitzen 33 ist eingerichtet, in Kontakt mit einer jeweiligen ersten bzw. zweiten Hauptoberfläche W1 und W2 des Wafers W gebracht zu werden und sich entsprechend einer Dicke des Wafers W zu bewegen. Die Signalausgabeeinheiten 31 sind eingerichtet, Signale an die Steuerung 5 auszugeben, welche Positionen der jeweiligen Kontaktspitze 33 entsprechen.
  • Die Bearbeitungskammer 4, welche in einer Schachtelform ausgebildet ist, um es zu ermöglichen, dass zumindest der Wafer W, das erste und das zweite Schleifrad 23 und 24 und das differentielle Transformatorverschiebungsmessinstrument 3 darin angeordnet werden, ist eingerichtet, um zu verhindern, dass die Schleifflüssigkeit und Schleifstaub außerhalb der Bearbeitungskammer 4 verteilt wird.
  • Die Steuerung 5, welche mit einem nicht gezeigten Speicher verbunden ist, ist eingerichtet, ein Schleifen des Wafers W basierend auf verschiedenen, in dem Speicher gespeicherten Bedingungen durchzuführen.
  • Doppelkopf-Schleifverfahren der verwandten Technologie
  • Als nächstes wird eine Beschreibung eines Doppelkopf-Schleifverfahrens der verwandten Technologie unter Benutzung der oben beschriebenen Doppelkopf-Schleifmaschine 1 gegeben.
  • Als erstes steuert die Steuerung 5 in einem Zustand, in welchem das erste und zweite Schleifrad 23 und 24 an Positionen, welche in 1 durch durchgezogene Linien gezeigt sind, platziert sind, wobei die Kontaktspitzen 33 des differenziellen Transformatorverschiebungsmessinstruments 3 in Kontakt mit der entsprechenden ersten bzw. zweiten Hauptoberfläche W1 und W2 des Wafers W sind, die Waferrotationseinheit 22, die erste und die zweite Radrotationseinheit 25 und 26, die erste und zweite Radvorschub/-rückzugseinheit 27 und 28 und die Schleiffluidliefereinheit 29, um zu bewirken, dass das erste und zweite Schleifrad 23 und 24 gegen die erste und zweite Hauptoberfläche W1 und W2 des Wafers W wie in 1 durch gekettete doppelgestrichelte Linien jeweils gezeigt ist, gedrückt werden, während bewirkt wird, dass der Trägerring 21 und das erste und zweite Schleifrad 23 und 24 rotieren, wobei ein Schleiffluid in das erste und zweite Schleifrad 23 und 24 geliefert wird, wodurch der Wafer W geschliffen wird.
  • Zu dieser Zeit bewirkt, wie in 2 gezeigt, die Steuerung 3, dass sich der Wafer W und das zweite Schleifrad 24, gesehen von der linken Seite der Figur, im Uhrzeigersinn rotieren (rechte Rotationsrichtung) und bewirkt, dass das erste Schleifrad 23 im Gegenuhrzeigersinn rotiert (linke Rotationsrichtung). Zudem bewirkt die Steuerung, dass dieselbe Menge des Schleiffluids zu jeder der ersten Hauptoberfläche W1 und der zweiten Hauptoberfläche W2 geliefert wird. Es ist zu bemerken, dass die Rotationsrichtungen des ersten und zweiten Schleifrads 23 und 24 nicht auf die oben beschriebenen Richtungen beschränkt sind. Die Steuerung 5 handhabt dann die Dicke des Wafers W basierend auf einem von dem differenziellen Transformatorverschiebungsmessinstrument 3 ausgegebenen Signal und bewirkt in Antwort auf ein Bestimmen, dass der Wafer W zu einer im Voraus festgelegten vorgegebenen Dicke geschliffen wurde, dass das erste und zweite Schleifrad 23 und 24 von dem Wafer W getrennt werden, um das Schleifen zu beenden.
  • Wie die Erfindung abgeleitet wurde
  • Der Erfinder hat die folgenden Erkenntnisse als Ergebnis hingebungsvoller Studien erhalten.
  • Experiment 1
  • Als ein Ergebnis des Messens einer Nanotopographie des Wafers W, welche durch das oben beschriebene Doppelkopf-Schleifverfahren der verwandten Technologie erhalten wurde, wurde gezeigt, dass eine Mitte des Wafers W, wie von einer Seite der ersten Hauptoberfläche W1 gesehen, eine Wellenform in einer Vertiefungsrichtung aufweist. Es ist zu bemerken, dass Nanotopographie sich auf eine Welligkeit im Nanometerbereich bezieht, welche in einem Millimeterzyklus in einem Fall, in dem der Wafer ohne Ansaugen oder mit schwachem Ansaugen platziert wird, existiert, und ist in Ebenheit in einem breiten Sinne beinhaltet.
  • Der Erfinder bedachte eine Ursache des Auftretens eines derartigen Phänomens und spekulierte, dass ein kleiner Unterschied der Schleiffluidflussrate oder der Qualität zwischen den Schleifsteinen 23B und 24B, ein Zustand einer Oberfläche des Wafers W oder dergleichen zu einem Unterschied des Abriebs oder eines Zustands einer Schneidkante zwischen dem ersten und zweiten Schleifrad 23 und 24 mit einer, insbesondere in dem Mittenabschnitt des Wafers W merklichen Vorder-/Rückseitendifferenz der Bearbeitungszugabe, welche konstant in Kontakt mit dem ersten und zweiten Schleifrad 23 und 24 während des Schleifens war, führte, so dass ein Mittenabschnitt eine Tendenz aufweist, vertieft oder erhöht zu werden.
  • Dementsprechend führte der Erfinder als Ergebnis des Bedenkens unter der Annahme, dass die Nanotopographie des Wafers W möglicherweise durch Anpassen einer Liefermenge eines Schleiffluids verbessert werden könnte, das folgende Experiment durch.
  • Zuerst wurde die Doppelkopf-Schleifmaschine 1 (hergestellt durch KOYO MACHINE INDUSTRIES CO. LTD., Modell: DXSG320) vorbereitet. Das Doppelkopf-Schleifverfahren der oben beschriebenen verwandten Technologie wurde dann durchgeführt, wobei ein Schleiffluid mit 1,2l/min zu jeder der ersten Hauptoberflächen W1 und der zweiten Hauptoberflächen W2 geliefert wurde, wodurch der Wafer W mit einem Durchmesser von 300mm auf eine vorgegebene Dicke geschliffen wurde (experimentelles Beispiel 1-1). Weiterhin wurden zehn Wafer W unter denselben Bedingungen wie im experimentellen Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass die Liefermenge des Schleiffluids zu jeder der ersten Hauptoberflächen W1 und der zweiten Hauptoberflächen W2 1,5l/min (experimentelles Beispiel 1-2) oder 1,8l/min (experimentelles Beispiel 1-3) war, geschliffen.
  • Zehn Wafer W wurden durch jedes der Schleifverfahren der experimentellen Beispiele 1-1 bis 1-3 geschliffen, und die Nanotopographie der ersten Hauptoberflächen W1 wurde mit einer Nanotopographie Messmaschine (hergestellt durch Mizojiri Optical Co., Ltd., Modell: FP-300 U) gemessen. Die Nanotopographie wurde in diesem Fall durch Messen eines Profils einer Unebenheit eines Oberflächenprofils der ersten Hauptoberfläche W1 unter der Annahme, dass eine Position eines äußersten peripheren Abschnitt der ersten Hauptoberflächen W1 als Null nm definiert wurde, bestimmt. Die Nanotopographie einer Mitte der ersten Hauptoberflächen W1 wurde gemessen, Profildaten eines Querschnitts, welcher durch die Mitte des Wafers W hindurchgeht, wurden erfasst, und ein numerischer Wert eines Mittelabschnitts des Wafers W in dem Profil wurde als Bewertungsindex definiert. Es ist zu bemerken, dass ein Wert an dem äußersten peripheren Abschnitt als Referenz definiert ist (Null nm). Das Ergebnis ist in 4 gezeigt.
  • In 4 bedeutet ein Wert der Nanotopographie kleiner 0, dass die Mitte der ersten Hauptoberflächen W1 vertieft ist, und ein Wert, der 0 übertrifft, bedeutet, dass die Mitte hervorsteht. Weiter bedeutet eine Vergrößerung eines Absolutwertes der Nanotopographie ein Vergrößern eines Vertiefungsbetrags oder eines Hervorstehungsbetrags.
  • Wie in 4 gezeigt, wurde erfolgreich demonstriert, dass die Nanotopographie durch Anpassen der Liefermenge des Schleiffluids verändert wird.
  • Im Hinblick auf das obige wurde herausgefunden, dass die Nanotopographie des Wafers W möglicherweise verbessert werden kann, indem die Liefermenge des Schleiffluids an jede der ersten Hauptoberfläche W1 und der zweiten Hauptoberfläche W2 angepasst wird.
  • Experiment 2
  • Während er aus dem Ergebnis des oben beschriebenen Experiments 1 herausgefunden hat, dass die Nanotopographie des Wafers W durch Anpassen der Liefermenge des Schleiffluids möglicherweise verbessert werden kann, hat der Erfinder erfolgreich demonstriert, dass als ein Ergebnis des Messens einer Dicke der Mitte jedes der Wafer W der experimentellen Beispiele 1-1 und 1-3 das experimentelle Beispiel 1 -1 um ungefähr 1µm dicker ist als das experimentelle Beispiel 1-3, wie in 5 gezeigt.
  • Es ist nicht günstig, dass bewirkt wird, dass die Dicke sich von einer Zieldicke unterscheidet, selbst wenn die Nanotopographie des Wafers W verbessert werden kann. Dementsprechend führte der Erfinder als Ergebnis einer Betrachtung, unter der Annahme, dass eine Temperatur der Bearbeitungskammer 4 sich aufgrund der Anpassung der Liefermenge des Schleiffluids verändert hat und eine derartige Veränderung der Temperatur in einem Messfehler des differenziellen Transformatorverschiebungsmessinstruments 3 resultierte, welcher möglicherweise bewirkte, dass die Dicke des Wafers W unterschiedlich zu der Zieldicke war, das folgende Experiment durch.
  • Als erste wurde eine Beziehung zwischen einer Messumgebungstemperatur und einem Messwert des differenziellen Transformatorverschiebungsmessinstruments 3 untersucht. Das differentielle Transformatorverschiebungsmessinstrument 3 (hergestellt durch TOKYO SEIMITSU CO. LTD., Modell: PULCOM Serie) wurde vorbereitet, und ein Temperatursensor (hergestellt von T&D Corporation, Modell: TR-52i) wurde an ein Gehäuse von jeder der Signalausgabeeinheiten 31 des differenziellen Transformatorverschiebungsmessinstruments 3 angebracht. Die Dicke wurde mit einer Veränderung der Messumgebungstemperatur gemessen, wobei die Kontaktspitzen 33 in Kontakt mit dem Wafer W einer vorgegebene Dicke gebracht wurden. Das Messergebnis ist in 6 gezeigt. Wie in 6 dargestellt wurde gezeigt, dass der Messwert des differenziellen Transformatorverschiebungsmessinstruments 3 mit einem Anstieg der Umgebungstemperatur abnahm.
  • Im Hinblick auf das obige wird spekuliert, dass in einem Fall, in dem ein Schleifen durchgeführt wird, um durch Benutzung des differenziellen Transformatorverschiebungsmessinstruments 3 die gleiche Dicke zu erreichen, eine höhere Temperatur innerhalb der Bearbeitungskammer 4 ein Messergebnis bewirkt, welches angibt, dass der Wafer W den zu erhaltenden Zielwert in einem Stadium erreicht, zu der das Schleifen weniger fortgeschritten ist, was den Wafer W dicker macht.
  • Als nächstes wurde eine Beziehung zwischen der Liefermenge des Schleiffluids und der Temperatur innerhalb der Bearbeitungskammer 4 untersucht.
    Die Doppelkopf-Schleifmaschine 1 mit dem an jeder der Signalausgabeeinheiten 31 angebrachten oben beschriebenen Temperatursensor wurde vorbereitet, der Wafer W wurde unter den gleichen Bedingungen bezüglich der Liefermenge des Schleiffluids wie im oben beschriebenen experimentellen Beispiel 1-1 geschliffen, und eine Veränderung der Temperatur der Bearbeitungskammer 4 während des Schleifens wurde jede Sekunde gemessen (experimentelles Beispiel 2-1).
    Weiter wurde ein anderer Wafer W unter den gleichen Bedingungen wie im experimentellen Beispiel 2-1 geschliffen mit der Ausnahme, dass die Liefermenge des Schleiffluids die gleiche war wie im oben beschriebenen experimentellen Beispiel 1-3 ,und eine Änderung der Temperatur während des Schleifens wurde gemessen (experimentelles Beispiel 2-2).
    Tabelle 1 zeigt Durchschnittswerte der Messergebnisse.
    Wie in Tabelle 1 gezeigt war die Temperatur des experimentellen Beispiels 2-2 um näherungsweise 0,7 °C niedriger als diejenige des experimentellen Beispiels 2-1. Es wird angenommen, dass dies so ist, da eine Kühlleistung für den Wafer W während des Schleifens mit einer Vergrößerung der Menge des Schleiffluids verbessert wurde und dementsprechend die Temperatur der Bearbeitungskammer 4 in dem experimentellen Beispiel 2-2, dessen Liefermenge größer war, niedriger wurde.
  • Durchschnittstemp.
    Experimentelles Bsp. 2-1 (1,2 l/min) 24,5°C
    Experimentelles Bsp .2-2 (1,8 l/min) 23,8°C
  • Es wird von den Ergebnissen der 5 und Tabelle 1 angenommen, dass die Dicke des geschliffenen Wafers W mit einem Anstieg der Temperatur der Bearbeitungskammer 4 zunimmt, was mit der Spekulation basierend auf den oben beschriebenen Ergebnissen in 6 zusammenpasst. Im Hinblick auf das obige wurde erfolgreich demonstriert, dass die Anpassung der Liefermenge des Schleiffluids zu einem Messfehler des differenziellen Transformatorverschiebungsmessinstruments 3 führt, was bewirkt, dass die Dicke des geschliffenen Wafers W sich von dem Zielwert unterscheidet.
  • Experiment 3
  • Es wurde aus den Ergebnissen von Experiment 2 herausgefunden, dass die Nanotopographie des Wafers W möglicherweise durch Anpassen der Liefermenge des Schleiffluids zu jeder der ersten Hauptoberfläche W1 und der zweiten Hauptoberfläche W2 möglicherweise verbessert werden kann. Weiter wurde erfolgreich aus den Ergebnissen von Experiment 2 demonstriert, dass eine Anpassung der Liefermenge des Schleiffluids bewirkt, dass sich die Dicke des geschliffenen Wafers W von der Zieldicke unterscheidet. Als ein Ergebnis der Durchführung hingebungsvoller Studien im Hinblick auf die Ergebnisse der Experimente 1 und 2 führte der Erfinder das folgende Experiment unter der Annahme durch, dass der Wafer W mit einer gewünschten Dicke möglicherweise mit verbesserter Nanotopographie des Wafers W erhalten werden kann, indem ein Verhältnis zwischen der Liefermenge des Schleiffluids zu der ersten Hauptoberfläche W1 und der Liefermenge des Schleiffluids zu der zweiten Hauptoberfläche W2 angepasst wird, während eine Gesamtliefermenge des Schleiffluids zu der ersten und zweiten Hauptoberfläche W1 und W2 beibehalten wird.
  • Die gleiche Doppelkopf-Schleifmaschine 1 wie im Experiment 2 und der Wafer W, welcher eine Dicke von ungefähr 870µm und einen Durchmesser von 300mm aufweist, wurden vorbereitet. Dann wurden zehn Wafer W geschliffen, indem jede der Doppelkopf-Schleifverfahren durchgeführt wurden, welche hinsichtlich des Prozessinhalts die gleichen wie die oben beschriebene verwandte Technologie waren, basierend auf den in der unten stehenden Tabelle 2 gezeigten Bedingungen, und eine Änderung der Temperatur der Bearbeitungskammer 4 während des Schleifens wurde jede Sekunde gemessen (experimentelle Beispiele 3-1 bis 3-3). Das heißt, in den experimentellen Beispielen 3-1 bis 3-3 wurde die Gesamtliefermenge des Schleiffluids an die erste und zweite Hauptoberfläche W1 und W2 bei 2,8 l/min fixiert, und das Verhältnis der Liefermenge zu jeder der Hauptoberfläche W1 und der Hauptoberfläche W2 wurde angepasst.
  • Tabelle 2
    Experimentelles Bsp. 3-1 Experimentelles Bsp. 3-2 Experimentelles Bsp. 3-3
    Schleifwasserliefermenge zur ersten Hauptoberfläche 1,5 l/min 1,4 l/min 1,3 l/min
    Schleifwasserliefermenge zur zweiten Hauptoberfläche 1,3 l/min 1,4 l/min 1,5 l/min
    Gesamtschleifwasserliefermenge 2,8 l/min 2,8 l/min 2,8 l/min
    Körnung des Schleifsteins #2000
    Durchmesser des Schleifenrades 160 mm
    Rotationsgeschwindigkeit des Schleifrades 4000 U/min
    Rotationsgeschwindigkeit des Trägerrings 40 U/min
  • Die Tabelle 3 zeigt Durchschnittswerte der Messergebnisse der Temperatur innerhalb der Bearbeitungskammer 4. Wie in Tabelle 3 gezeigt, war eine maximale Temperaturdifferenz zwischen den experimentellen Beispielen 3-1 bis 3-3, 0,1°C und, dementsprechend, wurde gezeigt, dass sich die Temperatur innerhalb der Bearbeitungskammer 4 unabhängig von einer Änderung des Verhältnisses der Liefermenge zu jeder der ersten und zweiten Hauptoberfläche W1 und W2 kaum verändert, solange die gesamte Liefermenge des Schleiffluids die gleiche ist.
  • Schleifwasserliefermenge Durchschnittstemp.
    erste Hauptoberfläche zweite Hauptoberfläche gesamt
    Experimentelles Bsp. 3-1 1,5 l/min 1,3 l/min 2,8 l/min 22,9°C
    Experimentelles Bsp. 3-2 1,4 l/min 1,4 l/min 2,8 l/min 23,0°C
    Experimentelles Bsp. 3-3 1,3 l/min 1,5 l/min 2,8 l/min 23,0°C
  • Die 7 zeigt Berechnungsergebnisse der Nanotopographie bei der Mitte der ersten Hauptoberfläche W1 unter der Annahme, dass die Position des äußersten Randabschnitts der ersten Hauptoberfläche W1 als Null nm definiert ist. Wie in 7 dargestellt wurde gezeigt, dass die Nanotopographie durch Ändern des Verhältnisses der Liefermenge zu jeder der ersten und zweiten Hauptoberfläche W1 und W2 angepasst werden kann, obwohl die Gesamtliefermenge des Schleiffluids zu der ersten und zweiten Hauptoberfläche W1 oder W2 beibehalten wird. Insbesondere wurde demonstriert, dass die Nanotopographie nahe zu Null nm gebracht werden kann, indem das Verhältnis so angepasst wird, dass die Liefermenge des Schleiffluids zu einer vertieften Hauptoberfläche, der ersten Hauptoberfläche W1, die Liefermenge des Schleiffluids zu der anderen Hauptoberfläche, der zweiten Hauptoberfläche W2, übertrifft.
  • 8 zeigt eine Dicke in der Mitte des Wafers W und einen Durchschnittswert hiervon. Wie in 8 dargestellt wurde gezeigt, dass sich die Dicke des Wafers W unabhängig von einer Änderung des Verhältnisses der Liefermenge zu jeder der ersten und zweiten Hauptoberfläche W1 und W2 kaum verändert, solange die Gesamtliefermenge des Schleiffluids zu der ersten und zweiten Hauptoberfläche W1 und W2 die Gleiche ist.
  • Es wurde aus den Ergebnissen der 7 und 8 gezeigt, dass ein Wafer W mit einer gewünschten Dicke erhalten werden kann, wobei die Nanotopographie des Wafers W verbessert ist, indem das Verhältnis zwischen der Liefermenge des Schleiffluids zu der ersten Hauptoberfläche W1 und der Liefermenge des Schleiffluids zu der zweiten Hauptoberfläche W2 angepasst wird, während die gesamte Liefermenge des Schleiffluids zu der ersten und zweiten Hauptoberfläche W1 und W2 beibehalten wird.
  • Beispielhaftes Ausführungsbeispiel
  • Als nächstes wird eine Beschreibung eines Doppelkopf-Schleifverfahrens gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung gegeben. Zuerst werden die Doppelkopf-Schleifmaschine 1 der verwandten Technologie, ein erstes zu schleifendes Objekts (erster Wafer Wp ) und ein zweites zu schleifendes Objekt (zweiter Wafer Wt ) vorbereitet. Der erste Wafer Wt und der zweite Wafer Wp , welche hinsichtlich des Materials und der Form im Wesentlichen gleich sind, sind beispielsweise aus einem Siliziumeinkristallingot oder jeweils unterschiedlichen Siliziumeinkristallingots, welche unter den gleichen Fertigungsbedingungen gefertigt sind, geschnitten.
  • Dann führt die Steuerung 5, nachdem der erste Wafer Wt in den Trägerring 21 eingesetzt worden ist, ein Schleifen des ersten Wafers Wt wie in 9 gezeigt durch (Schritt S1: erster Schleifschritt ). Der erste Wafer Wt , welcher in dem ersten Schleifschritt benutzt wird, kann ein Dummywafer zum vorläufigen Schleifen oder ein Produktwafer einer vorherigen Fertigungspartie sein. In dem ersten Schleifschritt misst das differentielle Transformatorverschiebungsmessinstrument 3 eine Dicke des ersten Wafers Wt und gibt ein Signal entsprechend dem Messergebnis an die Steuerung 5 aus. In Antwort auf ein Bestimmen, basierend auf dem Signal von dem differenziellen Transformatorverschiebungsmessinstrument 3, dass die Dicke des ersten Wafers Wt als Ergebnis der Durchführung des Schleifens, während eine vorgegebene Menge eines Schleiffluids zu einer ersten und einer zweiten Hauptoberfläche W1 und W2 des ersten Wafers Wt geliefert wird, eine vorgegebene Dicke erreicht, beendet die Steuerung 5 das Schleifen. Während die Liefermengen des Schleiffluids an die erste und zweite Hauptoberfläche W1 und W2 während des ersten Schleifschritts die gleichen oder unterschiedlich sein können, wird die Gesamtliefermenge während des ersten Schleifschritts auf die Gleiche gesetzt wie die Gesamtliefermenge während eines später beschriebenen zweiten Schleifschritts.
  • Als nächstes misst eine Bedienperson eine Nanotopographie des ersten Wafers Wt mit einem nicht dargestellten Nanotopographie-Messgerät (Schritt S2: Nanotopographie-Messschritt).
    Anschließend führt die Steuerung ein Schleifen eines zweiten Wafers Wp durch, welcher in den Trägerring 21 eingesetzt ist (Schritt S3: zweiter Schleifschritt).
    In diesem zweiten Schleifschritt legt die Bedienperson als erstes Schleifbedingungen basierend auf einem Messergebnis aus dem Nanotopographie-Messschritt fest, um die Nanotopographie des zweiten Wafers Wp nahe 0 zu machen. Insbesondere legt die Bedienperson basierend auf der Nanotopographie an der Mitte des Wafers W ein Verhältnis zwischen der Liefermenge des Schleiffluids zu der ersten Hauptoberfläche W1 und der Liefermenge des Schleiffluids zu der zweiten Hauptoberfläche W2 fest, während die Gesamtliefermenge des Schleiffluids zu der ersten und zweiten Hauptoberfläche W1 und W2 beibehalten wird, so dass die Nanotopographie bei der Mitte des zweiten Wafers Wp nahe 0 wird.
  • Beispielsweise wurde erkannt, dass ein Vertiefungsmaß der ersten Hauptoberfläche W1 dazu neigt, mit einem Anstieg der Liefermenge zu der ersten Hauptoberfläche W1 geringer zu werden, und dementsprechend vergrößert die Bedienperson das Verhältnis der Liefermenge zu der ersten Hauptoberfläche W1 in einem Fall, in dem die Mitte der ersten Hauptoberfläche W1 des ersten Wafers Wt vertieft ist, während er das Verhältnis der Lieferung zu der ersten Hauptoberfläche W1 in einem Fall, in dem die Mitte der ersten Hauptoberfläche W1 herausragt, verringert. Umgekehrt erhöht die Bedienperson das Verhältnis für die zweite Hauptoberfläche W2 in einem Fall, in dem die Mitte der zweiten Hauptoberfläche W2 des ersten Wafers Wt vertieft ist, während er das Verhältnis für die zweite Hauptoberfläche W2 in einem Fall, in dem die Mitte der zweiten Hauptoberfläche W2 herausragt, verringert. Das heißt, das Verhältnis der Liefermenge zu der Hauptoberfläche mit einer vertieften Mitte muss nur angehoben werden. In diesem Fall ist es bezüglich des Verhältnisses der Lieferung des Schleiffluids vorteilhaft, dass ein Wert, welcher durch Teilen der Liefermenge, welche das höhere Verhältnis aufweist, durch die Liefermenge, welche das niedrige Verhältnis aufweist, 200% oder weniger ist. Beispielsweise ist es vorteilhaft, dass die Liefermenge, welche das höhere Verhältnis aufweist, 2l/min ist, und die hinsichtlich des Verhältnisses niedrigere Liefermenge 1l/min ist.
  • Weiterhin führt die Steuerung 5 basierend auf den Einstellungen durch die Bedienperson ein Schleifen des zweiten Wafers Wp unter den gleichen Schleifbedingungen wie in dem vorläufigen Schleifschritt durch, mit der Ausnahme des Verhältnisses der Lieferung des Schleiffluids zu jeder der ersten und zweiten Hauptoberfläche W1 und W2.
  • Arbeitsweise und Effekte des beispielhaften Ausführungsbeispiels
  • Bei dem oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsbeispielen wird in dem zweiten Schleifschritt das Verhältnis der Lieferung des Schleiffluids zu jeder der ersten und zweiten Hauptoberfläche W1 und W2, basierend auf der Nanotopographie des ersten Wafers Wt angepasst, während die Gesamtliefermenge des Schleiffluids zu der ersten und zweiten Hauptoberfläche W1 und W2 beibehalten wird. Somit kann durch Anpassen des Verhältnisses der Lieferung des Schleiffluids die Nanotopographie verbessert werden, und die Dicke des zweiten Wafers Wp kann durch Beibehalten der Gesamtliefermenge des Schleiffluids im Wesentlichen die gleiche sein, wie diejenige des ersten Wafers Wt . Daher kann der zweite Wafer Wp mit einer vorteilhaften Nanotopographie und einer gewünschten Dicke erhalten werden.
  • Insbesondere wird das Verhältnis der Lieferung verändert, während die Gesamtmenge der Lieferung des Schleiffluids beibehalten wird, was es ermöglicht, dass die Temperatur innerhalb der Bearbeitungskammer 4 zwischen dem ersten Schleifschritt und dem zweiten Schleifschritt im Wesentlichen die Gleiche ist. Dies ermöglicht es, dass die Dicke des Wafers W im Wesentlichen gleich dem Zielwert sowohl in dem ersten Schleifschritt als auch in dem zweiten Schleifschritt auch mit der Benutzung des differenziellen Transformatorverschiebungsmessinstruments 3 ist, welches bei manchen Umgebungstemperaturen einen Messfehler aufweisen würde. Wegen der hohen Messgenauigkeit des differenziellen Transformatorverschiebungsmessinstruments 3 kann der zweite Wafer Wp mit einer mit höherer Genauigkeit eingestellten Dicke erhalten werden.
  • Modifikationen
  • Es ist zu bemerken, dass die Erfindung nicht nur auf das oben beschriebene beispielhafte Ausführungsbeispiel begrenzt ist und modifiziert werden kann, hinsichtlich des Designs verändert werden kann, und dergleichen, und dies in einer Vielzahl von Arten, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
  • Beispielsweise kann das zu schleifende Objekt ein anderer Wafer als ein Silizium Wafer sein oder ein scheibenförmiges Objekt aus Keramik, Stein oder dergleichen kann statt des Wafers W geschliffen werden.
  • Der zweite Schleifschritt wird basierend auf den Einstellungen durch die Bedienperson durchgeführt, aber kann wie folgt durchgeführt werden.
    Als erstes wird Lieferungsverhältnisanpassungsinformation im Voraus in einem Speicher gespeichert, wobei die Lieferungsverhältnisanpassungsinformation angibt, wie sich die Nanotopographie als ein Ergebnis des Anpassens des Verhältnisses zwischen der Liefermenge des Schleiffluids zu der ersten Hauptoberfläche W1 und der Liefermenge des Schleiffluids zu der zweiten Hauptoberfläche W2 in einem Zustand, in dem die Gesamtliefermenge des Schleiffluids zu der ersten und zweiten Hauptoberfläche W1 und W2 bei einer vorgegebenen Menge gehalten wird, verändert. Beispielsweise wird die Lieferungsverhältnisanpassungsinformation, welche angibt, dass der Vertiefungsbetrag der ersten Hauptoberfläche W1 mit einem Anstieg des Verhältnisses der Liefermenge zu der ersten Hauptoberfläche W1 wie bei dem durch das Experiment 3 erhaltenen Ergebnis ansteigt, im Voraus gespeichert. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Lieferungsverhältnisanpassungsinformation, deren Inhalte mit Material, Größe und Zieldicke nach dem Schleifen des Wafers W, der Gesamtliefermenge des Schleiffluids oder einer Beziehung zwischen Rotationsrichtungen des Wafers W und dem ersten und zweiten Schleifrad 23 und 24 variiert, im Voraus gespeichert wird. Die Lieferungsverhältnisanpassungsinformation kann basierend auf einem Ergebnis eines Experiments unter Benutzung der Doppelkopf-Schleifmaschine 1 oder durch Simulation erzeugt werden.
    Dann kann die Steuerung 5 das Verhältnis der Liefermenge basierend auf der Nanotopographie des ersten Wafers Wt und der Lieferungsverhältnisanpassungsinformation anpassen, so dass die Nanotopographie des zweiten Wafers Wp nahe Null wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Doppelkopf-Schleifmaschine,
    2
    Schleifer,
    3
    differenzielles Transformatorverschiebungsmessinstrument (Dickenmesseinheit),
    23, 24
    erstes und zweites Schleifrad,
    23B, 24B
    Schleifsteine,
    33
    Kontaktspitze,
    W
    Wafer (zu schleifendes Objekt),
    Wt
    Erster Wafer (erstes zu schleifendes Objekt),
    Wp
    Zweiter Wafer (zweites zu schleifendes Objekt),
    W1
    Erste Hauptoberfläche (eine Hauptoberfläche),
    W2
    Zweite Hauptoberfläche (die andere Hauptoberfläche)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2009016842 A [0003]

Claims (3)

  1. Doppelkopf-Schleifverfahren des Durchführens, durch Benutzung einer Doppelkopf-Schleifmaschine, welche umfasst: einen Schleifer, welcher eingerichtet ist, ein Schleiffluid zu beiden Hauptoberflächen eines zu schleifenden Objekts zu liefern, während das zu schleifende Objekt rotiert wird, und Schleifsteine eines Schleifrades in Kontakt mit jeder von beiden Hauptoberflächen des schleifenden Objekts zu bringen, wodurch das zu schleifende Objekts geschliffen wird, und eine Dickenmesseinheit, welche eingerichtet ist, eine Dicke des zu schleifenden Objekts zu messen, eines Schleifens, bis die Dicke des zu schleifenden Objekts basierend auf einem Messergebnis der Dickenmesseinheit eine vorgegebene Dicke erreicht, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Schleifschritt des Durchführens eines Schleifens, bis eine Dicke eines ersten zu schleifenden Objekts die vorgegebene Dicke erreicht, während eine vorgegebene Menge des Schleiffluids zu beiden Hauptoberflächen des ersten zu schleifenden Objekts geliefert wird, einen Nanotopographie-Messschritt des Messens einer Nanotopographie des ersten zu schleifenden Objekts, und einen zweiten Schleifschritt des Anpassens von Schleifbedingungen, basierend auf einem Messergebnis in dem Nanotopographie-Messschritt, so dass eine Nanotopographie eines zweiten zu schleifenden Objekts nahe Null wird, und des Durchführens eines Schleifens, bis eine Dicke des zweiten zu schleifenden Objekts die vorgegebene Dicke erreicht, wobei der zweite Schleifschritt ein Anpassen eines Verhältnisses zwischen einer Liefermenge des Schleiffluids zu einer von Hauptoberflächen des zweiten zu schleifenden Objekts und einer Liefermenge des Schleiffluids zu der anderen Hauptoberfläche, während eine Gesamtliefermenge des Schleiffluids für den ersten Schleifschritt beibehalten wird, umfasst, um das zweite zu schleifende Objekte zu schleifen.
  2. Doppelkopf-Schleifverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Dickenmesseinheit ein differenzielles Transformatorverschiebungsmessinstrument umfassend ein Paar von Kontaktspitzen, welche eingerichtet sind, in Kontakt mit den jeweiligen Hauptoberflächen des zu schleifenden Objekts gebracht zu werden, umfasst, wobei das differentielle Transformatorverschiebungsmessinstrument eingerichtet ist, die Dicke des zu schleifenden Objekts zu messen, in dem ein Signal entsprechend einer Position jeder des Paares von Kontaktspitzen ausgegeben wird.
  3. Doppelkopf-Schleifverfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei in dem zweiten Schleifschritt das Verhältnis basierend auf dem Messergebnis des ersten zu schleifenden Objekts in dem Nanotopographie-Messschritt so angepasst wird, dass bei dem zweiten zu schleifenden Objekt eine Liefermenge des Schleiffluids zu einer Vertieften der Hauptoberflächen des ersten zu schleifenden Objekts größer wird als eine Liefermenge des Schleiffluids zu der anderen Hauptoberfläche.
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