【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク表面の研摩方法及び装置に係り、特にワーク（主として半導体ウェーハ）取付け台の回転振れや表面のうねり、ワーク自体のうねり等（マイクロメートルオーダ）が存在しても、わずかな切込み量（ナノメートルオーダ）で均一に研摩することができ、ウェーハに酸化膜等の被膜を作製したときにその外周部に生ずる不良被膜部分を化学的機械的研摩（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ）等の工程の前に、例えば１ｎｍという極く微量の厚みだけ正確に除去することができ、しかも極めて安価に提供することが可能なワーク表面の研摩方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウェーハ上に集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等を作り上げて行く工程においては、ウェーハ表面に酸化膜や窒化膜、アルミニウム膜等を作製したり、また除去したりする工程が多数存在する。
【０００３】種々の回路パターンを単に重ねて行くと、その上に作製した膜には、次第に大きなうねりや凹凸が形成され、薄膜形成時の段差部での被覆性の悪化から、配線層の断線によるオープン不良や、絶縁不良によるショート不良が発生したり、またリソグラフィ工程において、部分的に焦点が合わなくなって微細なパターンの正確な形成が難しくなる等の問題が起きるため、例えば工程が一段落したところで、ＣＭＰ等によって平坦化が行われる。
【０００４】しかしそれ以前に、上記の膜の作製の際には、汚れ、レジストの不均一、加工精度、気流等の種々の原因によって、ウェーハの外周部における平面度が阻害され、該外周部に不良被膜部分が発生してしまう。そのままＣＭＰを行って良質な膜が形成されている内側を平坦化しても、外周部の不良被膜部分は完全には平坦化されず一部残存するため、該外周部には微細なごみ等の不純物が付着し易くなる。
【０００５】外周部にごみ等が付着すると、後工程の熱処理等の際に舞い上がり、ウェーハ上に微小な間隔で作製された配線上にまたがるように落下して、ショート不良を起こすことがあるため、ＣＭＰ等の工程の前にウェーハ外周部の異常部分を除去することが必要であった。
【０００６】異常部分の除去は、例えば１００乃至５０００ｎｍ程度膜を除去することにより行われるが、従来はエッチングや強制研摩方法（完全な回転平面が出るように高精度に製作されかつ剛性を極めて高くしたチャックテーブルに強固にワークを固定してワークの表面を強制的に研摩する方法）により除去していた。
【０００７】しかしエッチングの場合には装置が高価であり、有毒なガス等を用いるため環境に悪いという欠点があった。
【０００８】また強制研摩方法では、例えば装置架台の剛性を剛体に近い位に高めているため、例えば１乃至３億円と高価であり、チャックテーブル表面を砥石により研摩して、チャックテーブルのぶれやうねりを除去してから、該チャックテーブルにウェーハを取り付けてウェーハの研摩を行うということが行われているが、ウェーハ自体にも例えば２乃至３μｍ程度のうねりや反りがあるため、強制的に研摩してしまうと、該うねりによって高くなっている部分は大きく削られ、低くなっている部分は研摩がほとんどされない等、ウェーハ外周部の異常部分の除去を精度よく行うことができないという欠点があった。
【０００９】なお本願出願人は、特許文献１から３に開示されているように、ワークに対して軽い押圧力で研摩できるように、研摩時に砥石が適宜退避するように構成した研摩装置について特許出願を行っている。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−２０７５８４号公報
【特許文献２】特開２０００−５２２１０号公報
【特許文献３】特開２０００−３１７７８７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、薄板状のワークをワーク取付け台に保持して回転させ、砥石を該ワークと直角に回転させ、かつ該砥石がワーク取付け台、ワークのマイクロメートルオーダの回転振れ及びうねりにならって適宜退避する程度の押圧力で砥石を弾性的にワーク表面に接触させて研摩を行うことによって、エッチングのような環境に悪い方法を用いたり、特別に高剛性かつ高精度に作り上げた数億円もするような装置を用いなくても、数千万円程度の装置を用いてナノメートルオーダの微細な研摩ができるようにすることである。
【００１２】また他の目的は、薄板状のワークを保持して回転させることが可能に構成されたワーク取付け台と、砥石が取り付けられ該砥石を回転可能に構成されたスピンドルと、該スピンドルが取り付けられ砥石をワークに接近又は離間させる方向にスピンドルを移動可能とするテーブルと、一端が該テーブルに接続されると共に他端が基台に固定され研摩時に砥石がワークの表面状態にならって適宜退避する程度の押圧力を与えるシリンダ装置と、該シリンダ装置を作動させる圧力調整器とを備えることによって、ワーク取付け台の回転振れや表面のうねり、ワーク自体のうねり等（マイクロメートルオーダ）が存在しても、わずかな切込み量（ナノメートルオーダ）で均一に研摩することができるようにすることであり、またこれによってワークに酸化膜等の被膜を作製したときにその外周部に生ずる不良被膜部分をＣＭＰ等の工程の前に、例えば１ｎｍという極く微量の厚みだけ正確に除去することができるようにすることである。
【００１３】更に他の目的は、上記構成において、砥石をワークに対して直角に取り付けることによって、砥石外周面を有効に使用してワーク表面を研摩し、効率的に例えばワーク外周部の不良被膜部分を除去できるようにすることであり、またこれによってワークに作り込まれる、例えばＩＣの歩留まりを向上させると共に、ナノメートル領域の研摩が可能な研摩装置を従来の１／１０程度の価格で提供できるようにすることである。
【００１４】また他の目的は、上記構成において、ピストンロッドが該テーブルに接続されると共にシリンダが基台に固定され主としてスピンドル及びテーブルからなる可動部分の重量を支える第１シリンダ装置と、該第１シリンダ装置と逆向きとなるようにピストンロッドがテーブルに接続されると共にシリンダが基台に固定され研摩時に砥石がワークの表面状態にならって適宜退避する程度の押圧力を与える第２シリンダ装置と、第１シリンダ装置及び第２シリンダ装置を夫々独立して作動させる２個の圧力調整器とを備えることによって、スピンドル等の可動部分の自重の支持と砥石に与える研摩力の調整とを容易にかつ正確に行うことができるようにすることである。
【００１５】更に他の目的は、上記構成において、一端が該テーブルに接続されると共に他端が基台に固定され主としてスピンドル及びテーブルからなる可動部分の重量を支えると共に研摩時に砥石がワークの表面状態にならって適宜退避する程度の押圧力を与える複動式のシリンダ装置と、該シリンダ装置の伸び側と縮み側に別々に接続され該シリンダ装置の伸び側と縮み側とを夫々独立して作動させる２個の圧力調整器とを備えることによって、より簡易な構成でありながらナノメートルオーダの切込み量での研摩を可能にすることである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
要するに本発明方法（請求項１）は、薄板状のワークをワーク取付け台に保持して回転させ、砥石を該ワークと直角に回転させ、かつ該砥石が前記ワーク取付け台、前記ワークのマイクロメートルオーダの回転振れ及びうねりにならって適宜退避する程度の押圧力で前記砥石を弾性的に前記ワーク表面に接触させて研摩を行い、ナノメートルオーダの極く微量の研摩をすること特徴とするものである。
【００１７】また本発明装置（請求項２）は、薄板状のワークを保持して回転させることが可能に構成されたワーク取付け台と、砥石が取り付けられ該砥石を回転可能に構成されたスピンドルと、該スピンドルが取り付けられ前記砥石を前記ワークに接近又は離間させる方向に前記スピンドルを移動可能とするテーブルと、一端が該テーブルに接続されると共に他端が基台に固定され研摩時に前記砥石が前記ワークの表面状態にならって適宜退避する程度の押圧力を与えるシリンダ装置と、該シリンダ装置を作動させる圧力調整器とを備え、ナノメートルオーダの極く微量の研摩ができるように構成したことを特徴とするものである。
【００１８】また本発明装置（請求項３）は、薄板状のワークを保持して回転させることが可能に構成されたワーク取付け台と、砥石が前記ワークに対して直角に取り付けられ該砥石を回転可能に構成されたスピンドルと、該スピンドルが取り付けられ前記砥石を前記ワークに接近又は離間させる方向に前記スピンドルを移動可能とするテーブルと、一端が該テーブルに接続されると共に他端が基台に固定され主として前記スピンドル及び前記テーブルからなる可動部分の重量を支えると共に研摩時に前記砥石が前記ワークの表面状態にならって適宜退避する程度の押圧力を与えるシリンダ装置と、該シリンダ装置を作動させる圧力調整器とを備え、ナノメートルオーダの極く微量の研摩ができるように構成したことを特徴とするものである。
【００１９】また本発明装置（請求項４）は、薄板状のワークを保持して回転させることが可能に構成されたワーク取付け台と、砥石が前記ワークに対して直角に取り付けられ該砥石を回転可能に構成されたスピンドルと、該スピンドルが取り付けられ前記砥石を前記ワークに接近又は離間させる方向に前記スピンドルを移動可能とするテーブルと、ピストンロッドが該テーブルに接続されると共にシリンダが基台に固定され主として前記スピンドル及び前記テーブルからなる可動部分の重量を支える第１シリンダ装置と、該第１シリンダ装置と逆向きとなるようにピストンロッドが前記テーブルに接続されると共にシリンダが前記基台に固定され研摩時に前記砥石が前記ワークの表面状態にならって適宜退避する程度の押圧力を与える第２シリンダ装置と、前記第１シリンダ装置及び前記第２シリンダ装置を夫々独立して作動させる２個の圧力調整器とを備え、ナノメートルオーダの極く微量の研摩ができるように構成したことを特徴とするものである。
【００２０】また本発明装置（請求項５）は、薄板状のワークを保持して回転させることが可能に構成されたワーク取付け台と、砥石が前記ワークに対して直角に取り付けられ該砥石を回転可能に構成されたスピンドルと、該スピンドルが取り付けられ前記砥石を前記ワークに接近又は離間させる方向に前記スピンドルを移動可能とするテーブルと、一端が該テーブルに接続されると共に他端が基台に固定され主として前記スピンドル及び前記テーブルからなる可動部分の重量を支えると共に研摩時に前記砥石が前記ワークの表面状態にならって適宜退避する程度の押圧力を与える複動式のシリンダ装置と、該シリンダ装置の伸び側と縮み側に別々に接続され該シリンダ装置の前記伸び側と前記縮み側とを夫々独立して作動させる２個の圧力調整器とを備え、ナノメートルオーダの極く微量の研摩ができるように構成したことを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。本発明の第１実施例に係るワーク表面の研摩装置１は、図１から図４において、ワーク取付け台２と、スピンドル３と、テーブル４と、第１シリンダ装置１１と、第２シリンダ装置１２と、圧力調整器５，７とを備えている。
【００２２】ワーク取付け台２は、図３に示すように、薄板状のワークの一例たるウェーハ６を保持して回転させることが可能に構成されたものであって、例えば吸着によりウェーハ６を水平に固定するようになっており、スピンドル３に対して接近又は離間する方向に移動可能に構成されている。
【００２３】スピンドル３は、図１から図４に示すように、砥石８がウェーハ６に対して直角に取り付けられ、該砥石８を回転可能に構成された、例えば電動モータにより作動するスピンドルであって、例えば上下に長い円筒部３ａの下端に水平のヘッド部３ｂを設けてなり、該ヘッド部３ｂに砥石８が取り付けられている。
【００２４】ウェーハ６はワーク取付け台２上で水平となっているので、砥石８をウェーハ６に対して直角とし、外周面がウェーハ表面６ａに当接するようにするために、砥石８はヘッド部３ｂにおいて水平な回転軸３ｄに、例えばねじ３４を用いて取り付けられている。
【００２５】スピンドル３の円筒部３ａの上端には、図５に示すように、配線３３を接続するためのコネクタ３ｃが設けられている。
【００２６】テーブル４は、スピンドル３が取り付けられ、砥石８をウェーハ６に接近又は離間させる方向にスピンドル３を移動可能とするものであって、スピンドル３は、固定ブロック９及び締付けねじ３５によって円筒部３ａをテーブル４に挾持固定されている。
【００２７】テーブル４は、例えば垂直に配置された基台１０にリニアガイド１３を介して砥石８をウェーハ６に接近又は離間させる方向、即ち上下方向に移動可能に構成されている。なお、装置の停止時にテーブル４が自重で脱落しないようにするために、適宜下降限界点を定めて、その場所にストッパ（図示せず）を取り付けるようにしてもよい。
【００２８】リニアガイド１３には、摺動抵抗が極力小さい、例えば流体圧軸受や、転がり抵抗を極力小さくしたボールガイド、ローラガイド等が用いられる。
【００２９】基台１０自身についても、図示しない直動機構によって上下動可能に構成されており、第１シリンダ装置１１等を作動させることなく、スピンドル３及びテーブル４等を上下方向に移動させて、研摩時と非研摩時で異なる砥石８の高さ位置を迅速に位置決めできるようになっている。
【００３０】第１シリンダ装置１１は、ピストンロッド１４がテーブル４に接続されると共に、シリンダ１５が基台１０に固定され、主としてスピンドル３及びテーブル４からなる可動部分の重量を支えるためのものであり、ピストンロッド１４はシリンダ１５に対してほとんど摩擦抵抗がないように構成されている。
【００３１】ピストンロッド１４は、テーブル４にねじ３６により固定されたブラケット１６に、例えば接続金具１８を介して接続され、シリンダ１５は基台１０上のブラケット１９に貫通し、ナット２０により固定されている。
【００３２】第１シリンダ装置１１はピストンロッド１４が押し出されたときにテーブル４が上昇するように上向きに取り付けられており、シリンダ１５の下端には、圧縮空気の取入れ口２１が設けられている。
【００３３】第２シリンダ装置１２は、第１シリンダ装置１１と逆向きとなるようにピストンロッド２２がテーブル４に接続されると共に、シリンダ２３が基台１０に固定され、研摩時に砥石８がウェーハ６の表面状態にならって適宜退避する程度の押圧力を与えるものである。
【００３４】ピストンロッド２２は、テーブル４にねじ３６により固定されたブラケット２４に、例えば接続金具２５を介して接続され、シリンダ２３は基台１０上のブラケット２６に貫通し、ナット２８により固定されている。
【００３５】第２シリンダ装置１２はピストンロッド２２が押し出されたときにテーブル４が下降するように下向きに取り付けられており、シリンダ２３の上端には、圧縮空気の取入れ口２９が設けられている。
【００３６】なお、ピストンロッド１４，２２とテーブル４との接続形態については、上記の構成及び図示の例に限られず、どのような接続形態を用いてもよい。
【００３７】圧力調整器５，７は、図８に示すように、第１シリンダ装置１１及び第２シリンダ装置１２を夫々独立して作動させる、例えば電空レギューレータであって、第１シリンダ装置１１及び第２シリンダ装置１２に対して夫々１個ずつ、計２個用いられている。
【００３８】圧力調整器５，７に対しては、図示しない制御装置からの制御信号線３０，３８と、圧縮空気の導入管３１が夫々接続され、独立して制御されるようになっている。第１シリンダ装置１１の取入れ口２１と圧力調整器５間、並びに第２シリンダ装置１２と圧力調整器７間は、圧縮空気の供給管３２，３９によって夫々独立して接続されている。
【００３９】本発明の第２実施例に係るワーク表面の研摩装置４０は、図５において、ワーク取付け台２と、スピンドル３と、テーブル４と、シリンダ装置４１と、圧力調整器５，７とを備えている。
【００４０】シリンダ装置４１は、一端の一例たるピストンロッド４２がテーブル４に接続されると共に、他端の一例たるシリンダ４３が基台１０に固定され、主としてスピンドル３及びテーブル４からなる可動部分の重量を支えると共に、研摩時に砥石８がワークの一例たるウェーハ６の表面状態にならって適宜退避する程度の押圧力を与える複動式のものである。
【００４１】ピストンロッド２２は、テーブル４に固定されたブラケット２４に、例えば接続金具２５を介して接続され、シリンダ２３は基台１０上のブラケット２６に貫通し、ナット２８により固定されている。
【００４２】図示の第２シリンダ装置１２は、ピストンロッド４２が押し出されたときにテーブル４が上昇するように上向きに取り付けられており、シリンダ４３の上端及び下端には、圧縮空気の取入れ口４４，４５が設けられている。なお、第２シリンダ装置１２は、複動式であるため、下向きに取り付けてもよい。
【００４３】取入れ口４４と圧力調整器７間、並びに取入れ口４５と圧力調整器５間は、圧縮空気の供給管３２によって夫々独立して接続されている。
【００４４】他の部分については、本発明の第１実施例と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】そして本発明方法（請求項１）は、薄板状のワークの一例たるウェーハ６をワーク取付け台２に保持して回転させ、砥石８を該ウェーハ６と直角に回転させ、かつ該砥石８がワーク取付け台２、ウェーハ６のマイクロメートルオーダの回転振れ及びうねりにならって適宜退避する程度の押圧力で砥石８を弾性的にワーク表面の一例たるウェーハ表面６ａに接触させて研摩を行い、ナノメートルオーダの極く微量の研摩をする方法である。
【００４６】本発明は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。まず本発明の第１実施例に係るワーク表面の研摩装置１の作用について説明すると、図８において、ウェーハ６はワーク取付け台２に取り付けられ、矢印Ｃ方向に回転している。基台１０を矢印Ｂ方向に下降させることにより、砥石８をウェーハ６に対し適度に接近させることができる。
【００４７】スピンドル３及びテーブル４等は、自然状態では自重により下降するので、ストッパ（図示せず）が設けられている場合には、該ストッパに当接し、ストッパがない場合には、第１シリンダ装置１１が最も縮んだ状態で停止している。
【００４８】砥石８をウェーハ６に軽く押圧してナノメータオーダの研摩を行うためには、まず第１シリンダ装置１１により、スピンドル３及びテーブル４等の自重を打ち消すためにこれらを支えてフローティング状態にする必要がある。
【００４９】そこで第１シリンダ装置１１においてスピンドル３及びテーブル４等の自重とほとんど同一の力が発生するように、図示しない制御装置から、制御信号線３０を通じて圧力調整器５に対して制御信号を送ると、該圧力調整器５が導入管３１から供給されている圧縮空気の圧力を制御信号で指示された通りに正確に調節するので、正確な圧力の圧縮空気が供給管３２を通じて第１シリンダ装置１１に供給される。
【００５０】すると第１シリンダ装置１１のピストンロッド１４が矢印Ａ方向に伸びて、スピンドル３及びテーブル４等が矢印Ａ方向に持ち上げられる。これによりスピンドル３及びテーブル４等の自重は打ち消され、いわば宙づりの状態となる。
【００５１】ここで第２シリンダ装置１２に適度な圧縮空気を供給すれば、その圧力に応じてピストンロッド２２が押し出され、その力が砥石８の押圧力となる。
【００５２】具体的には、図示しない制御装置から、制御信号線３８を通じて圧力調整器７に対して制御信号を送ると、該圧力調整器７が導入管３１から供給されている圧縮空気の圧力を制御信号で指示された通りに正確に調節するので、正確な圧力の圧縮空気が供給管３９を通じて第２シリンダ装置１２に供給される。
【００５３】すると第２シリンダ装置１２のピストンロッド２２が矢印Ｂ方向に伸びて、スピンドル３及びテーブル４等が矢印Ｂ方向に押し下げられ、これによって砥石８が矢印Ｂ方向に下降してウェーハ６に当接する。
【００５４】このとき第１シリンダ１１が縮められるが、該第１シリンダ装置１１に供給されている圧縮空気の圧力は変わらないので、スピンドル３及びテーブル４等の自重を支える力も変化することはない。従って第２シリンダ装置１２のピストンロッド２２を押し出す力がそのまま砥石８の研摩力となる。
【００５５】しかも第１シリンダ装置１１及び第２シリンダ装置１２は、シリンダ１５，２３に対するピストンロッド１４，２２の摺動抵抗がほとんどないため、非常に軽い研摩力を砥石８に与えることができ、図８及び図９に示すように、ワーク取付け台２の回転振れや表面のうねり、又はウェーハ６のうねりや反り等の誤差ｅ（いずれもマイクロメートルオーダ）が存在しても、該うねり等の形状にならうように砥石８が矢印Ａ及び矢印Ｂ方向に上下動する。
【００５６】即ち、砥石８がウェーハ６にならうようにフローティングすることで、ワーク取付け台２の回転精度やウェーハ６の平面度にマイクロメータオーダの誤差があっても、これを吸収してしまうことができ、これによってナノメートルオーダの加工が可能となる。
【００５７】従って砥石の高さ位置が固定された従来の強制研摩のように、ウェーハ６のうち盛り上がっている部分を研摩し過ぎることもなく、またウェーハ６の窪んでいる部分が研摩がされないということもなく、ウェーハ６の１回転当たり、例えば１ｎｍという極く微量の厚みだけ正確かつ均一に除去することが可能である。
【００５８】ウェーハ６がどのように研摩されるか説明すると、図６及び図７に示すように、ウェーハ６にＩＣを作り上げていく過程で、ウェーハ表面６ａに酸化膜や窒化膜、アルミニウム膜等（いずれも図示せず）を作製するが、これらの膜の作製の際には、汚れ、レジストの不均一、加工精度、気流等の種々の原因によって、ウェーハ６の外周部における平面度が阻害され、該外周部に不良被膜６ｂが発生する。
【００５９】本発明に係るワーク表面の研摩装置１を使用すると、図１０及び図１１に示すように、不良被膜６ｂのみを除去することが可能である。研摩速度は、例えば１１００ｍ／ｍｉｎであるが、第２シリンダ装置１２による押圧力の調節、砥石８の粒度の選択及び回転速度の調節等により、ウェーハ６の１回転あたりの研摩量（切込み）を、例えば１ｎｍにすることができる。
【００６０】図１２は、左から順にウェーハ６が１回転、２回転、３回転した場合の研摩量を表面粗さ波形５０で夫々例示したものであるが、１回転するごとに１ｎｍずつ深く研摩されて行くことがわかる。
【００６１】不良被膜６ｂの厚さは、例えば５０乃至５０００ｎｍ程度であるので、ウェーハ６を５０乃至５０００回転させればその不良被膜６ｂを正確に研摩し除去することができる。またウェーハ６の１回転あたりの研摩量（切込み）を、例えば２ｎｍにした場合には、ウェーハ６を２５乃至２５００回転させればよい。
【００６２】このようにワーク表面の研摩装置１は、ウェーハ６の１回転当たりの研摩量と総回転数を定めるだけで、ナノメートルオーダの研摩を正確に行うことができ、しかもワークテーブル４や図示しない架台等が強制的な研摩装置のように、特別に高剛性、高精度なものでなくても、その回転振れ等を吸収してしまうので、従来の強制的な研削装置の１／１０程度の価格で提供することができ、しかも従来の高価格な装置よりも高精度な加工が可能である。
【００６３】次に本発明の第２実施例に係るワーク表面の研摩装置４０の作用について説明すると、本装置は第１実施例において、第１シリンダ装置１１及び第２シリンダ装置１２を１本の複動式のシリンダ装置４１に置き換えたものであるので、研摩時における砥石８の動き等は第１実施例と同様である。従ってシリンダ装置４１の作用についてのみ説明する。シリンダ装置４１において、シリンダ４３に対するピストンロッド４２の摺動抵抗がほとんど存在しない（伸び側及び縮み側のいずれについても）ことは、第１実施例と同様である。
【００６４】図５において、砥石８をウェーハ６に軽く押圧してナノメータオーダの研摩を行うためには、まずシリンダ装置４１により、スピンドル３及びテーブル４等の自重を打ち消すためにこれらを支えてフローティング状態にする必要がある。
【００６５】そこでシリンダ装置４１においてスピンドル３及びテーブル４等の自重とほとんど同一の力が発生するように、図示しない制御装置から、制御信号線３０を通じて圧力調整器５に対して制御信号を送ると、該圧力調整器５が導入管３１から供給されている圧縮空気の圧力を制御信号で指示された通りに正確に調節するので、正確な圧力の圧縮空気が供給管３２を通じてシリンダ装置４１の下側の取入れ口４５に供給される。
【００６６】するとシリンダ装置４１のピストンロッド４２が押し出され、スピンドル３及びテーブル４等が持ち上げられる。これによりスピンドル３及びテーブル４等の自重は打ち消され、いわば宙づりの状態となる。
【００６７】ここでシリンダ装置４１の上側の取入れ口４４に適度な圧縮空気を供給すれば、その圧力に応じてピストンロッド４２が押し戻され、その力（縮み側の力と伸び側の力との差）が砥石８の押圧力となる。
【００６８】具体的には、図示しない制御装置から、制御信号線３８を通じて圧力調整器７に対して制御信号を送ると、該圧力調整器７が導入管３１から供給されている圧縮空気の圧力を制御信号で指示された通りに正確に調節するので、正確な圧力の圧縮空気が供給管３９を通じてシリンダ装置４１の上側の取入れ口４４に供給される。
【００６９】するとピストンロッド４２が縮み、スピンドル３及びテーブル４等が押し下げられ、これによって砥石８が下降してウェーハ６に当接する。シリンダ装置４１における縮み側の圧力は、伸び側の圧力よりも若干大きくする必要がある。その圧力差が押圧力となるからである。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は、上記のように薄板状のワークをワーク取付け台に保持して回転させ、砥石を該ワークと直角に回転させ、かつ該砥石がワーク取付け台、ワークのマイクロメートルオーダの回転振れ及びうねりにならって適宜退避する程度の押圧力で砥石を弾性的にワーク表面に接触させて研摩を行うようにしたので、エッチングのような環境に悪い方法を用いたり、特別に高剛性かつ高精度に作り上げた数億円もするような装置を用いなくても、数千万円程度の装置を用いてナノメートルオーダの微細な研摩ができる効果がある。
【００７１】また薄板状のワークを保持して回転させることが可能に構成されたワーク取付け台と、砥石が取り付けられ該砥石を回転可能に構成されたスピンドルと、該スピンドルが取り付けられ砥石をワークに接近又は離間させる方向にスピンドルを移動可能とするテーブルと、一端が該テーブルに接続されると共に他端が基台に固定され研摩時に砥石がワークの表面状態にならって適宜退避する程度の押圧力を与えるシリンダ装置と、該シリンダ装置を作動させる圧力調整器とを備えたので、ワーク取付け台の回転振れや表面のうねり、ワーク自体のうねり等（マイクロメートルオーダ）が存在しても、わずかな切込み量（ナノメートルオーダ）で均一に研摩することができる効果があり、またこの結果ワークに酸化膜等の被膜を作製したときにその外周部に生ずる不良被膜部分をＣＭＰ等の工程の前に、例えば１ｎｍという極く微量の厚みだけ正確に除去することができる効果が得られる。
【００７２】更に上記構成において、砥石をワークに対して直角に取り付けたので、砥石外周面を有効に使用してワーク表面を研摩し、効率的に例えばワーク外周部の不良被膜部分を除去できる効果があり、またこの結果ワークに作り込まれる、例えばＩＣの歩留まりを向上させると共に、ナノメートル領域の研摩が可能な研摩装置を従来の１／１０程度の価格で提供できる効果が得られる。
【００７３】また上記構成において、ピストンロッドが該テーブルに接続されると共にシリンダが基台に固定され主としてスピンドル及びテーブルからなる可動部分の重量を支える第１シリンダ装置と、該第１シリンダ装置と逆向きとなるようにピストンロッドがテーブルに接続されると共にシリンダが基台に固定され研摩時に砥石がワークの表面状態にならって適宜退避する程度の押圧力を与える第２シリンダ装置と、第１シリンダ装置及び第２シリンダ装置を夫々独立して作動させる２個の圧力調整器とを備えたので、スピンドル等の可動部分の自重の支持と砥石に与える研摩力の調整とを容易にかつ正確に行うことができる効果がある。
【００７４】更に上記構成において、一端が該テーブルに接続されると共に他端が基台に固定され主としてスピンドル及びテーブルからなる可動部分の重量を支えると共に研摩時に砥石がワークの表面状態にならって適宜退避する程度の押圧力を与える複動式のシリンダ装置と、該シリンダ装置の伸び側と縮み側に別々に接続され該シリンダ装置の伸び側と縮み側とを夫々独立して作動させる２個の圧力調整器とを備えたので、より簡易な構成でありながらナノメートルオーダの切込み量での研摩を可能にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１から図４及び図６から図１２は、本発明の第１実施例に係り、図１は、ワーク表面の研摩装置（ワーク取付け台を除く。）の斜視図である。
【図２】ワーク表面の研摩装置（ワーク取付け台を除く。）の平面図である。
【図３】ワーク表面の研摩装置の正面図である。
【図４】研摩時における砥石とワークとの接触状態を示す拡大側面図である。
【図５】本発明の第２実施例に係るワーク表面の研摩装置の斜視図である。
【図６】外周部に不良被膜部分が存在するワークの斜視図である。
【図７】不良被膜部分と砥石を示す拡大側面図である。
【図８】ワーク表面の研摩装置の作用を示す斜視図及び正面図である。
【図９】ワークのうねり、反り等にならうように砥石が上下動する状態を示す拡大正面図である。
【図１０】研摩により不良被膜部分が除去されたワークの斜視図である。
【図１１】不良被膜部分が除去されたワークと砥石の拡大側面図である。
【図１２】ワークが１回転するごとに、例えば１ｎｍずつ研摩がなされて行くことを示す線図である。
【符号の説明】
１ ワーク表面の研摩装置
２ ワーク取付け台
３ スピンドル
４ テーブル
５ 圧力調節器
６ ワークの一例たるウェーハ
６ａ ワーク表面の一例たるウェーハ表面
７ 圧力調節器
８ 砥石
１１ 第１シリンダ装置
１２ 第２シリンダ装置
４０ ワーク表面の研摩装置
４１ シリンダ装置
４２ 一端の一例たるピストンロッド
４３ 他端の一例たるシリンダ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for polishing a surface of a work, and in particular, even if there is a rotational runout of a work (mainly a semiconductor wafer) mount, a waviness of the surface, a waviness of the work itself (micrometer order), etc. It can be polished uniformly in an amount (on the order of nanometers), and a defective film portion formed on the outer peripheral portion when a film such as an oxide film is formed on a wafer is subjected to chemical mechanical polishing (CMP) or the like. The present invention relates to a method and an apparatus for polishing a workpiece surface, which can be accurately removed by a very small thickness of, for example, 1 nm before a process and can be provided at extremely low cost.
[0002]
[Prior art]
In a process of forming an integrated circuit (IC) or the like on a wafer, there are many processes for forming or removing an oxide film, a nitride film, an aluminum film, and the like on the wafer surface.
When various circuit patterns are simply superimposed, large undulations and irregularities are gradually formed on the film formed thereon, and the wiring layer is disconnected due to deterioration of the coverage at the step portion when the thin film is formed. Open failure due to insulation failure, short-circuit failure due to insulation failure occurs, and in the lithography process, there is a problem that it is difficult to accurately form a fine pattern due to partial defocusing. Incidentally, planarization is performed by CMP or the like.
However, before that, when producing the above-mentioned film, the flatness in the outer peripheral portion of the wafer is hindered by various causes such as dirt, non-uniform resist, processing accuracy, airflow, etc. Defective coating part occurs on the surface. Even if the inner side where a high quality film is formed is flattened by performing CMP as it is, the defective coating portion on the outer peripheral portion is not completely flattened but remains partially, so that impurities such as fine dust are present on the outer peripheral portion. Easily adheres.
If dust or the like adheres to the outer peripheral portion, the dust rises during a heat treatment or the like in a later step, and falls down so as to straddle a wiring formed at a minute interval on a wafer, which may cause a short circuit failure. It is necessary to remove the abnormal portion of the outer peripheral portion of the wafer before the steps such as CMP and CMP.
The removal of an abnormal portion is performed by removing a film of, for example, about 100 to 5000 nm. However, conventionally, etching or forced polishing is used (manufacture is performed with high accuracy so that a complete rotation plane is obtained, and rigidity is extremely high. (A method of firmly fixing the work to the chuck table and forcibly polishing the surface of the work).
However, in the case of etching, there is a disadvantage that the apparatus is expensive and the environment is bad because toxic gas or the like is used.
Further, in the forced polishing method, for example, since the rigidity of the apparatus base is increased to a level close to that of a rigid body, it is expensive, for example, 100 to 300 million yen, and the surface of the chuck table is polished with a grindstone to move the chuck table. After removing the waviness, the wafer is polished by attaching the wafer to the chuck table. However, the wafer itself also has waviness or warpage of, for example, about 2 to 3 μm. If it is polished, there is a disadvantage that it is not possible to remove the abnormal part of the outer peripheral part of the wafer with high accuracy, for example, the part raised by the undulation is largely shaved and the part lowered is not polished. Was.
As disclosed in Patent Documents 1 to 3, the applicant of the present invention has a patent on a polishing apparatus configured so that a grindstone is appropriately retracted during polishing so that a workpiece can be polished with a light pressing force. Filed.
[0010]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-207584
[Patent Document 2] JP-A-2000-52210
[Patent Document 3] JP-A-2000-317787
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art, and an object thereof is to hold a thin plate-shaped work on a work mounting table, rotate the work, and set the grindstone at right angles to the work. Etching by rotating and grinding the grinding wheel elastically with the work mounting table, pressing force enough to retract as needed following the rotational runout and undulation of the micrometer order of the work, and grinding. Without using a method that is bad for the environment like this, or using a device that costs hundreds of millions of yen specially made with high rigidity and high precision, using a device of about tens of millions of yen and Is to be able to perform abrasion.
Another object is to provide a work mounting table configured to hold and rotate a thin plate-shaped work, a spindle mounted with a grindstone and configured to rotate the grindstone, and a spindle configured to rotate the grindstone. A table which is attached and allows the spindle to move in a direction to move the grinding stone toward or away from the work, and one end is connected to the table and the other end is fixed to the base, and the grinding stone is appropriately grounded according to the surface state of the work during polishing. By providing a cylinder device that applies a pressing force to the extent of retreat, and a pressure regulator that operates the cylinder device, there is a rotational runout of the work mounting table, undulation of the surface, undulation of the work itself (micrometer order), and the like. Even so, it is necessary to enable uniform polishing with a small cutting depth (on the order of nanometers). To make it possible to accurately remove, for example, a very small thickness of, for example, 1 nm before forming a film such as an oxide film on a workpiece by a process such as CMP. It is.
Still another object of the present invention is to mount a grindstone at right angles to a work in the above-described configuration, thereby effectively using the grindstone outer peripheral surface to polish the work surface, thereby efficiently forming a defective coating on the work outer peripheral portion, for example. A part that can be removed, and by this, a polishing device capable of polishing in the nanometer range while improving the yield of ICs, for example, which is formed in a work, is provided at a price of about 1/10 of a conventional polishing apparatus. Is to be able to do it.
Another object of the present invention is to provide a first cylinder device in which the piston rod is connected to the table and the cylinder is fixed to the base to support the weight of a movable portion mainly composed of the spindle and the table. A second cylinder device in which a piston rod is connected to a table so as to be opposite to the one-cylinder device, and a cylinder is fixed to a base, and a pressing force is applied such that the grindstone retreats appropriately according to the surface state of the workpiece during polishing. And two pressure regulators for independently operating the first cylinder device and the second cylinder device, thereby facilitating the support of the weight of the movable portion such as the spindle and the adjustment of the grinding force applied to the grinding wheel. And to be able to do it accurately.
Still another object of the present invention is that, in the above configuration, one end is connected to the table and the other end is fixed to a base to support the weight of a movable portion mainly composed of a spindle and a table, and a grindstone is used for polishing the surface of a workpiece during polishing. A double-acting cylinder device that applies a pressing force to the extent that the cylinder device is appropriately retracted according to the state, and the extension side and the contraction side of the cylinder device that are separately connected to the extension side and the contraction side of the cylinder apparatus, respectively, are independent of each other. By providing two actuated pressure regulators, it is possible to perform polishing at a depth of the order of nanometers with a simpler configuration.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In short, according to the method of the present invention (claim 1), a thin plate-shaped work is held and rotated on a work mounting table, and a grindstone is rotated at right angles to the work. Polishing is performed by contacting the grindstone elastically with the surface of the work with a pressing force enough to retreat appropriately in accordance with the rotational runout and undulation of the order, and a very small amount of polishing on the order of nanometers. It is.
Further, the apparatus of the present invention (claim 2) comprises a work mounting table configured to hold and rotate a thin plate-shaped work, and a spindle mounted with a grindstone and configured to rotate the grindstone. A table on which the spindle is attached and the spindle can be moved in a direction to move the grindstone toward or away from the work, and one end connected to the table and the other end fixed to a base, and the grindstone is ground during polishing. Is provided with a cylinder device for applying a pressing force to the extent that the cylinder device is appropriately retracted in accordance with the surface state of the work, and a pressure regulator for operating the cylinder device, so that a very small amount of polishing on the order of nanometers can be performed. It is characterized by the following.
The apparatus according to the present invention (Claim 3) is characterized in that a work mounting table configured to be capable of holding and rotating a thin plate-shaped work, and a grindstone mounted at right angles to the work, and A spindle configured to be rotatable, a table to which the spindle is attached and the spindle is movable in a direction to move the grindstone toward or away from the work, and one end connected to the table and the other end being a base. And a cylinder device for supporting the weight of the movable portion mainly composed of the spindle and the table, and applying a pressing force such that the grindstone retreats appropriately according to the surface state of the workpiece during polishing, and operates the cylinder device. It is characterized by having a pressure regulator, and configured to be able to polish a very small amount of nanometer order.
The apparatus of the present invention (Claim 4) is characterized in that a work mounting table configured to be able to hold and rotate a thin plate-shaped work, and a grindstone mounted at right angles to the work, and A spindle configured to be rotatable, a table to which the spindle is attached, and the spindle to be movable in a direction for moving the grindstone toward or away from the work, a piston rod being connected to the table, and a cylinder being a base. A first cylinder device fixed to the main body and supporting the weight of a movable portion mainly composed of the spindle and the table; a piston rod is connected to the table so as to be opposite to the first cylinder device; And a pressing force to the extent that the grindstone appropriately retracts in accordance with the surface state of the work during polishing. It is provided with a Linder device, and two pressure regulators for independently operating the first cylinder device and the second cylinder device, and is configured to be capable of polishing a very small amount of nanometer order. It is assumed that.
Further, the apparatus of the present invention (Claim 5) is characterized in that a work mounting table configured to be able to hold and rotate a thin plate-like work, and a grindstone is mounted at a right angle to the work, and A spindle configured to be rotatable, a table to which the spindle is attached and the spindle is movable in a direction to move the grindstone toward or away from the work, and one end connected to the table and the other end being a base. A double-acting cylinder device which is fixed to the main body and which supports the weight of a movable portion mainly composed of the spindle and the table, and which applies a pressing force such that the grindstone retreats appropriately according to the surface state of the work during polishing, and the cylinder Two pressures which are separately connected to the extension side and the contraction side of the device, and operate the extension side and the contraction side of the cylinder device independently of each other; A Seiki and is characterized by being configured to allow polishing of trace amount of nanometer order.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. A work surface polishing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention includes a work mounting table 2, a spindle 3, a table 4, a first cylinder device 11, a second cylinder device 12 in FIGS. And pressure regulators 5 and 7.
As shown in FIG. 3, the work mount 2 is configured to hold and rotate a wafer 6 as an example of a thin plate-shaped work. , And is configured to be movable in a direction approaching or separating from the spindle 3.
As shown in FIGS. 1 to 4, the spindle 3 has a grinding wheel 8 mounted at a right angle to the wafer 6, and is configured to be rotatable. For example, a horizontal head portion 3b is provided at the lower end of a vertically long cylindrical portion 3a, and a grindstone 8 is attached to the head portion 3b.
Since the wafer 6 is horizontal on the work mount 2, the grindstone 8 is at a right angle to the wafer 6, and the grindstone 8 is attached to the head portion so that the outer peripheral surface is in contact with the wafer surface 6a. At 3b, it is attached to the horizontal rotating shaft 3d using, for example, screws 34.
As shown in FIG. 5, a connector 3c for connecting a wiring 33 is provided at the upper end of the cylindrical portion 3a of the spindle 3.
The table 4 has a spindle 3 mounted thereon, and is capable of moving the spindle 3 in a direction for moving the grindstone 8 toward or away from the wafer 6. The spindle 3 is fixed to a cylinder by a fixed block 9 and a tightening screw 35. The portion 3a is clamped and fixed to the table 4.
The table 4 is configured to be movable in a direction in which the grindstone 8 approaches or separates from the wafer 6 via a linear guide 13 on a vertically arranged base 10, for example, in a vertical direction. In order to prevent the table 4 from dropping under its own weight when the apparatus is stopped, a lower limit point may be appropriately determined, and a stopper (not shown) may be attached at that position.
As the linear guide 13, for example, a fluid pressure bearing, a ball guide, a roller guide, etc., having a rolling resistance as small as possible is used.
The base 10 itself is also configured to be vertically movable by a linear motion mechanism (not shown), and the spindle 3 and the table 4 are moved up and down without operating the first cylinder device 11 and the like. The height position of the grindstone 8 that is different during polishing and non-polishing can be quickly determined.
The first cylinder device 11 has a piston rod 14 connected to the table 4 and a cylinder 15 fixed to the base 10 to support the weight of a movable part mainly composed of the spindle 3 and the table 4. In addition, the piston rod 14 is configured so that there is almost no frictional resistance to the cylinder 15.
The piston rod 14 is connected to a bracket 16 fixed to the table 4 by screws 36, for example, via a connection fitting 18. The cylinder 15 penetrates a bracket 19 on the base 10 and is fixed by a nut 20. ing.
The first cylinder device 11 is mounted upward so that the table 4 rises when the piston rod 14 is pushed out, and a lower end of the cylinder 15 is provided with a compressed air intake 21. .
In the second cylinder device 12, the piston rod 22 is connected to the table 4 so as to be opposite to the first cylinder device 11, the cylinder 23 is fixed to the base 10, and the grindstone 8 In accordance with the surface condition of No. 6, a pressing force is applied so as to retreat as appropriate.
The piston rod 22 is connected to a bracket 24 fixed to the table 4 by screws 36, for example, via a connection fitting 25. The cylinder 23 penetrates the bracket 26 on the base 10 and is fixed by a nut 28. ing.
The second cylinder device 12 is mounted downward so that the table 4 is lowered when the piston rod 22 is pushed out, and an intake port 29 for compressed air is provided at the upper end of the cylinder 23. .
The connection between the piston rods 14 and 22 and the table 4 is not limited to the above-described configuration and the illustrated example, and any connection may be used.
As shown in FIG. 8, the pressure regulators 5 and 7 are, for example, electropneumatic regulators for independently operating the first cylinder device 11 and the second cylinder device 12, respectively. And one for each of the second cylinder device 12, a total of two.
Control signal lines 30 and 38 from a control device (not shown) and a compressed air introduction pipe 31 are connected to the pressure regulators 5 and 7, respectively, and are independently controlled. . The intake port 21 of the first cylinder device 11 and the pressure regulator 5 and the second cylinder device 12 and the pressure regulator 7 are independently connected by compressed air supply pipes 32 and 39, respectively.
In FIG. 5, a work surface polishing apparatus 40 according to a second embodiment of the present invention comprises a work mount 2, a spindle 3, a table 4, a cylinder device 41, pressure regulators 5, 7, and It has.
In the cylinder device 41, a piston rod 42 as an example of one end is connected to the table 4, and a cylinder 43 as an example of the other end is fixed to the base 10, and a movable portion mainly composed of the spindle 3 and the table 4 is provided. This is a double-acting type that supports the weight and applies a pressing force such that the grindstone 8 appropriately retreats according to the surface state of the wafer 6 as an example of a workpiece during polishing.
The piston rod 22 is connected to a bracket 24 fixed to the table 4 via, for example, a connection fitting 25, and the cylinder 23 penetrates a bracket 26 on the base 10 and is fixed by a nut 28.
The illustrated second cylinder device 12 is mounted upward so that the table 4 rises when the piston rod 42 is pushed out, and the upper end and the lower end of the cylinder 43 are provided with compressed air intakes 44. , 45 are provided. Since the second cylinder device 12 is a double-acting type, it may be mounted downward.
The intake port 44 and the pressure regulator 7 and the intake port 45 and the pressure regulator 5 are independently connected by a compressed air supply pipe 32.
The other parts are the same as those of the first embodiment of the present invention, and the same parts are denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof will not be repeated.
According to the method of the present invention (claim 1), the wafer 6 as an example of a thin plate-shaped work is held and rotated on the work mount 2, the grindstone 8 is rotated at right angles to the wafer 6, and the grindstone is rotated. Polishing is performed by bringing the grindstone 8 elastically into contact with the wafer surface 6a, which is an example of the work surface, with a pressing force such that the work 8 is retracted as appropriate following the rotational runout and undulation of the work mounting table 2 and the wafer 6 on the order of micrometers. This is a method of polishing a very small amount on the order of nanometers.
The present invention is configured as described above, and its operation will be described below. First, the operation of the work surface polishing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described. In FIG. 8, the wafer 6 is mounted on the work mount 2 and rotated in the direction of arrow C in FIG. By lowering the base 10 in the direction of arrow B, the grindstone 8 can be made to approach the wafer 6 appropriately.
In the natural state, the spindle 3, the table 4 and the like descend under their own weight. Therefore, when a stopper (not shown) is provided, the spindle 3 and the table 4 abut on the stopper. The cylinder device 11 is stopped in the most contracted state.
In order to perform the polishing on the order of nanometers by lightly pressing the grindstone 8 against the wafer 6, first, the first cylinder device 11 supports the spindle 3 and the table 4 in a floating state by supporting them so as to cancel their own weight. There is a need to.
Therefore, a control signal is sent from a control device (not shown) to the pressure regulator 5 through a control signal line 30 so that the first cylinder device 11 generates almost the same force as its own weight such as the spindle 3 and the table 4. When sent, the pressure regulator 5 accurately adjusts the pressure of the compressed air supplied from the introduction pipe 31 as instructed by the control signal. It is supplied to the device 11.
Then, the piston rod 14 of the first cylinder device 11 extends in the direction of arrow A, and the spindle 3 and the table 4 are lifted in the direction of arrow A. As a result, the own weight of the spindle 3, the table 4, and the like is cancelled, and a so-called suspended state is achieved.
When a suitable amount of compressed air is supplied to the second cylinder device 12, the piston rod 22 is pushed out according to the pressure, and the force becomes the pressing force of the grindstone 8.
Specifically, when a control device (not shown) sends a control signal to the pressure regulator 7 through a control signal line 38, the pressure regulator 7 controls the pressure of the compressed air supplied from the introduction pipe 31. Is precisely adjusted as instructed by the control signal, so that the compressed air of the correct pressure is supplied to the second cylinder device 12 through the supply pipe 39.
Then, the piston rod 22 of the second cylinder device 12 extends in the direction of arrow B, and the spindle 3 and the table 4 are pushed down in the direction of arrow B, whereby the grindstone 8 descends in the direction of arrow B and Abut.
At this time, the first cylinder 11 is contracted, but since the pressure of the compressed air supplied to the first cylinder device 11 does not change, the force supporting the own weight of the spindle 3 and the table 4 does not change. . Therefore, the force of pushing out the piston rod 22 of the second cylinder device 12 becomes the grinding force of the grindstone 8 as it is.
Further, since the first cylinder device 11 and the second cylinder device 12 have almost no sliding resistance of the piston rods 14 and 22 with respect to the cylinders 15 and 23, a very light grinding force can be applied to the grinding wheel 8. As shown in FIGS. 8 and 9, even if there is an error e (both on the order of micrometers) such as a rotational runout or surface undulation of the work mounting table 2 or a undulation or warpage of the wafer 6, the undulation or the like is present. The grindstone 8 moves up and down in the directions of arrows A and B so as to follow the shape.
That is, since the grindstone 8 floats so as to follow the wafer 6, even if there is a micrometer-order error in the rotational accuracy of the work mounting table 2 or the flatness of the wafer 6, it is absorbed. This enables processing on the order of nanometers.
Therefore, unlike the conventional forced polishing in which the height position of the grindstone is fixed, the raised portion of the wafer 6 is not excessively polished, and the concave portion of the wafer 6 is not polished. In addition, it is possible to accurately and uniformly remove only a very small thickness of, for example, 1 nm per rotation of the wafer 6.
To explain how the wafer 6 is polished, as shown in FIGS. 6 and 7, in the process of forming an IC on the wafer 6, an oxide film, a nitride film, an aluminum film or the like is formed on the wafer surface 6a. (Not shown), but the flatness of the outer peripheral portion of the wafer 6 is hindered by various causes such as contamination, non-uniform resist, processing accuracy, and air current. As a result, a defective coating 6b is generated on the outer peripheral portion.
When the work surface polishing apparatus 1 according to the present invention is used, it is possible to remove only the defective film 6b as shown in FIGS. The polishing speed is, for example, 1100 m / min, but the polishing amount (cut) per rotation of the wafer 6 can be reduced by adjusting the pressing force by the second cylinder device 12, selecting the particle size of the grindstone 8 and adjusting the rotation speed. , For example, 1 nm.
FIG. 12 shows the polishing amount when the wafer 6 makes one rotation, two rotations, and three rotations in order from the left, using a surface roughness waveform 50. You can see that it is going.
Since the thickness of the defective film 6b is, for example, about 50 to 5000 nm, the defective film 6b can be accurately polished and removed by rotating the wafer 6 by 50 to 5000 rotations. When the polishing amount (cut) per rotation of the wafer 6 is set to, for example, 2 nm, the wafer 6 may be rotated 25 to 2500 rotations.
As described above, the polishing apparatus 1 for the workpiece surface can accurately perform the polishing on the order of nanometers only by determining the polishing amount per rotation of the wafer 6 and the total number of rotations. Unlike a forced grinding apparatus, a stand (not shown) or the like, which is not particularly high rigidity and high precision, absorbs rotational runout and the like. It can be provided at a reasonable price, and can be processed with higher precision than conventional expensive devices.
Next, the operation of the work surface polishing apparatus 40 according to the second embodiment of the present invention will be described. This apparatus is different from the first embodiment in that the first cylinder device 11 and the second cylinder device 12 are connected by one. Since it is replaced by a double-acting cylinder device 41, the movement of the grindstone 8 during polishing is the same as in the first embodiment. Therefore, only the operation of the cylinder device 41 will be described. In the cylinder device 41, there is almost no sliding resistance of the piston rod 42 with respect to the cylinder 43 (on both the extension side and the contraction side) as in the first embodiment.
In FIG. 5, in order to grind the nanometer order by lightly pressing the grindstone 8 against the wafer 6, first, the cylinder device 41 supports the spindle 3 and the table 4 while supporting them to cancel their own weights. It needs to be in a state.
Then, a control signal is sent from a control device (not shown) to the pressure regulator 5 through the control signal line 30 so that the cylinder device 41 generates almost the same force as its own weight such as the spindle 3 and the table 4. Since the pressure regulator 5 accurately adjusts the pressure of the compressed air supplied from the introduction pipe 31 as instructed by the control signal, the compressed air having the correct pressure is supplied to the lower part of the cylinder device 41 through the supply pipe 32. Is supplied to the intake 45 on the side.
Then, the piston rod 42 of the cylinder device 41 is pushed out, and the spindle 3 and the table 4 are lifted. As a result, the own weight of the spindle 3, the table 4, and the like is cancelled, and a so-called suspended state is achieved.
If an appropriate amount of compressed air is supplied to the intake 44 on the upper side of the cylinder device 41, the piston rod 42 is pushed back in accordance with the pressure, and the force (the force on the contraction side and the force on the extension side) is reduced. Difference) is the pressing force of the grindstone 8.
Specifically, when a control device (not shown) sends a control signal to the pressure regulator 7 through a control signal line 38, the pressure regulator 7 controls the pressure of the compressed air supplied from the introduction pipe 31. Is precisely adjusted as instructed by the control signal, so that compressed air of the correct pressure is supplied to the upper intake 44 of the cylinder device 41 through the supply pipe 39.
Then, the piston rod 42 contracts, the spindle 3 and the table 4 are pushed down, whereby the grindstone 8 descends and comes into contact with the wafer 6. The compression-side pressure of the cylinder device 41 needs to be slightly larger than the extension-side pressure. This is because the pressure difference becomes the pressing force.
[0070]
【The invention's effect】
The present invention holds the work in the form of a thin plate as described above on the work mounting table and rotates it, rotates the grindstone at right angles to the work, and the grindstone is mounted on the work mounting table, the rotational runout of the micrometer order of the work and Polishing is performed by pressing the grindstone elastically against the work surface with a pressing force that is appropriate for evacuation following the undulation, so that a method that is bad for the environment such as etching is used, or special high rigidity and high precision are used. Even without using a device that costs several hundred million yen, fine polishing on the order of nanometers can be performed using a device of several hundred million yen.
Further, a work mounting table configured to hold and rotate a thin plate-shaped work, a spindle mounted with a grindstone and configured to rotate the grindstone, and a grindstone mounted with the spindle and mounted on the grindstone. A table that allows the spindle to move in a direction to approach or separate from the table, one end connected to the table, the other end fixed to the base, and a whetstone that retreats appropriately when the grinding wheel follows the surface state of the work during polishing. A cylinder device for applying pressure and a pressure regulator for operating the cylinder device are provided, so that even if there is a rotation runout of the work mounting base, undulation of the surface, undulation of the work itself (micrometer order), etc. It has the effect of being able to polish evenly with a small depth of cut (on the order of nanometers). As a defective film portion occurring on the outer peripheral portion prior to the step such as CMP, the effect that can be exactly removed thickness of the trace amount is obtained that e.g. 1nm when.
Further, in the above configuration, since the grindstone is mounted at a right angle to the work, the work surface is polished by effectively using the grindstone outer peripheral surface, so that, for example, a defective coating portion on the work outer peripheral portion can be efficiently removed. As a result, it is possible to obtain the effect of improving the yield of, for example, ICs formed in the work, and providing a polishing apparatus capable of polishing in the nanometer range at about 1/10 of the conventional price.
Further, in the above configuration, a first cylinder device in which a piston rod is connected to the table and a cylinder is fixed to the base to support a weight of a movable portion mainly composed of a spindle and a table; A second cylinder device in which a piston rod is connected to a table so as to be oriented, a cylinder is fixed to a base, and a pressing force is applied such that the grindstone retreats appropriately according to the surface state of the workpiece during polishing, and a first cylinder. Since two pressure regulators for independently operating the device and the second cylinder device are provided, it is possible to easily and accurately support the own weight of the movable portion such as the spindle and adjust the abrasive force applied to the grindstone. There are effects that can be.
Further, in the above configuration, one end is connected to the table and the other end is fixed to the base to support the weight of the movable portion mainly composed of the spindle and the table, and the grindstone is appropriately grounded to the surface state of the workpiece during polishing. A double-acting cylinder device that applies a pressing force to the extent that the cylinder device is retracted, and two cylinder devices that are separately connected to the extension side and the contraction side of the cylinder device and operate the extension side and the contraction side of the cylinder device independently of each other. With the provision of the pressure regulator, there is an effect that the polishing can be performed with a cutting amount on the order of nanometers while having a simpler configuration.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1 to 4 and FIGS. 6 to 12 relate to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a perspective view of a work surface polishing apparatus (excluding a work mount).
FIG. 2 is a plan view of a polishing apparatus (excluding a work mount) on a work surface.
FIG. 3 is a front view of a polishing apparatus for a work surface;
FIG. 4 is an enlarged side view showing a contact state between a grindstone and a workpiece during polishing.
FIG. 5 is a perspective view of a work surface polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of a work in which a defective coating portion exists on an outer peripheral portion.
FIG. 7 is an enlarged side view showing a defective coating portion and a grindstone.
8A and 8B are a perspective view and a front view showing an operation of a polishing apparatus for a work surface;
FIG. 9 is an enlarged front view showing a state in which the grindstone moves up and down so as to follow the undulation and warpage of the work.
FIG. 10 is a perspective view of a workpiece from which a defective film portion has been removed by polishing.
FIG. 11 is an enlarged side view of a work and a grindstone from which a defective coating portion has been removed.
FIG. 12 is a diagram showing that polishing is performed by, for example, 1 nm every time the work makes one rotation.
[Explanation of symbols]
1 Work surface polishing equipment
2 Work mount
3 spindle
4 tables
5 Pressure regulator
6 Wafer as an example of work
6a Wafer surface as an example of the work surface
7 Pressure regulator
8 Whetstone
11 First cylinder device
12 Second cylinder device
40 Work surface polishing equipment
41 cylinder device
42 Piston rod as one example of one end
43 Cylinder as an example of the other end
