JP2011211013A - Method for regenerating wafer with multilayer film/pattern - Google Patents
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Description
本発明は再生可能な多層膜・パターン付きウェーハからシリコンウェーハを再生させる再生方法に関するものであり、更に詳細には、テストウェーハや、リジェクトされたウェーハ、余剰の半導体ウェーハには、導電性、絶縁性、誘電性、抵抗性等を目的としたメタル膜、ノンメタル膜や、Low−k膜、有機膜、その他の膜や多層膜等の、多種多用な成膜が施されており、これらの再生可能な多層膜・パターン付きウェーハからシリコンウェーハを再生するための方法に関するものである。 The present invention relates to a method of reclaiming a silicon wafer from a recyclable multilayer film / patterned wafer. More specifically, the present invention relates to a test wafer, a rejected wafer, and a surplus semiconductor wafer that are conductive and insulated. Various film formation such as metal films, non-metal films, low-k films, organic films, other films and multilayer films for the purpose of properties, dielectric properties, resistance, etc., has been performed. The present invention relates to a method for reclaiming a silicon wafer from a possible multilayer film / patterned wafer.
従来、この種の再生が可能な多層膜・パターン付きウェーハの再生は、シリコン結晶体の高騰から、IC等の製造工程で一定の割合で発生する不良品及び余剰の多層膜・パターン付きウェーハのシリコン部分を再利用するために既に実施されており、例えば、半導体ウェーハ基板の表面被膜層を化学エッチングによる除去する工程、ウェーハ基板の一方の面を機械的加工により少量除去する工程、機械的加工によって生じた変質層を化学エッチングによる除去する工程、及びウェーハ基板の他方の面を鏡面研磨する工程を含むもの(特許文献1参照)や、ウェーハプロセスにより変更を受けた使用済シリコンウェーハの表面層を除去する工程と、表面層の除去されたシリコンウェーハに熱処理を施す工程と、熱処理を施されたシリコンウェーハの導電型及び抵抗率を測定する工程とを有するもの(特許文献2参照)や、CVD又はPVDによりシリコンウェーハ上に形成された薄膜層を研磨材の噴射により薄膜層を除去し、ついで研磨するもの(特許文献3参照)等が開示されている。
然し乍ら、前述の夫々開示されている再生可能な多層膜・パターン付きウェーハの再生方法及びそれらに用いる再生のための装置におけるケミカルエッチングで実施する場合、皮膜が単層膜で有れば比較的容易に除去できるものであるが、多層膜である場合、夫々の皮膜に適応するエッチング液に取り替えなければ成らず、多大の時間と手間暇がかかり、換えって高価なものとなり、サンドブラスト方法では、ノンメタル皮膜のような硬質の皮膜は除去できるものの、軟質のメタル被膜や有機被膜では殆ど除去できず、シリコンへのダメージも与えるものであり、又、レーザーによる加工では、シリコンに深いダメージを与えることとなり、再生ウェーハとしては使用できなくなるもので、夫々課題を有していた。 However, it is relatively easy if the film is a single layer film when it is carried out by chemical etching in the reclaimable multilayer film / patterned wafer reclamation method and the apparatus for regeneration used in each of the above-discussed disclosures. However, in the case of a multilayer film, it must be replaced with an etching solution suitable for each film, which takes a lot of time and labor, and becomes expensive instead. Hard film such as non-metal film can be removed, but soft metal film and organic film can hardly be removed, and damage to silicon is caused. Laser processing also causes deep damage to silicon. Thus, they cannot be used as recycled wafers, and each has a problem.
本発明は前記課題に鑑み、鋭意研鑽の結果、これらの課題を解決するもので、 多層膜・パターン付きウェーハの非研削面を下面に吸着するバキュームチャックと、バキュームチャックをユニバーサルジョイントを介装して接続したチャック用回転軸と、チャック用回転軸を機械的に接続させて回転させる回転軸用駆動源と、チャック用回転軸にベアリングを介装して接続したショックアブソーバー装置と、ショックアブソーバー装置を進退させるボールネジと、ボールネジを回動させるギヤードモーターと、バキュームチャックに対面して配設されたホーニング砥石と、ホーニング砥石を上面に配設した砥石プレートと、砥石プレートを回転させる砥石プレート回転軸と、を備えた研削装置を用いて、バキュームチャックに再生可能な前記多層膜・パターン付きウェーハの非研削面をチャックするステップと、チャック用回転軸を回転させて多層膜・パターン付きウェーハを回転させるステップと、砥石プレート回転軸を回転させて上面に配設したホーニング砥石を回転させるステップと、ショックアブソーバーを介装したボールネジを回動させて前記多層膜・パターン付きウェーハに前記ホーニング砥石を接触させて研削するステップと、を含むものである。 In view of the above-mentioned problems, the present invention solves these problems as a result of diligent research. A vacuum chuck that adsorbs the non-ground surface of a multilayer film / patterned wafer to the lower surface, and a vacuum chuck interposed with a universal joint. Connected chuck rotating shaft, rotating shaft drive source for rotating the chuck rotating shaft mechanically, a shock absorber device connected to the chuck rotating shaft via a bearing, and a shock absorber device A ball screw that moves the wheel back and forth, a geared motor that rotates the ball screw, a honing grindstone that faces the vacuum chuck, a grindstone plate that has the honing grindstone disposed on the top surface, and a grindstone plate rotation shaft that rotates the grindstone plate And a reclaimable vacuum chuck using a grinding device comprising Honing the chuck on the non-ground surface of the layer film / patterned wafer, rotating the chuck rotating shaft to rotate the multilayer film / patterned wafer, and rotating the grinding wheel plate rotating shaft. A step of rotating the grindstone, and a step of rotating the ball screw provided with a shock absorber to bring the honing grindstone into contact with the multilayer film / patterned wafer for grinding.
前述の如く構成した本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法におけるホーニング砥石は、砥石プレートの上面に多数の帯状を略放射状に等間隔でドーナツ状に配設されたダイヤモンド微粒子又はその他の砥石微粒子を含み、再生可能な多層膜・パターン付きウェーハの多層膜・パターンを研削するものであり、従来のケミカルエッチング方法での実施のように、多大の時間と手間暇がかかることもなく、サンドブラスト方法での実施のように、皮膜を問うことなく、シリコンへのダメージも与えることもなく、又、レーザー方法のように、シリコンに深いダメージを与えることとなく、所望の多層膜・パターンを高精度の研削加工ができるものであり、画期的で実用性の高い有効な発明である。 The honing grindstone in the method for regenerating a multilayer film / patterned wafer according to the present invention configured as described above is a diamond fine particle or other grindstone in which a large number of strips are arranged in a donut shape at substantially equal intervals on the upper surface of the grindstone plate. Sandblasting that contains fine particles and grinds the multilayer film and pattern of a reproducible multilayer film and patterned wafer, and does not take much time and labor as in the case of the conventional chemical etching method. As with the method, the desired multi-layer film / pattern can be increased without questioning the coating, without damaging the silicon, and without damaging the silicon as with the laser method. This is an effective invention that is capable of grinding with high precision and is epoch-making and highly practical.
以下、本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法の実施の形態を図面によって、具体的に説明すると、図1は本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法の実施例に用いる研削装置の概要正面図であり、図2は本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法の次実施例に用いる研削装置の概要正面図である。 The embodiment of the method for regenerating a multilayer film / patterned wafer according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a grinding apparatus used in the embodiment of the method for regenerating a multilayer film / patterned wafer according to the present invention. FIG. 2 is a schematic front view of a grinding apparatus used in the next embodiment of the multilayer film / patterned wafer recycling method of the present invention.
本発明は再生可能な多層膜・パターン付きウェーハWからシリコンウェーハを再生させる再生方法に関するものであり、更に詳細には、テストウェーハや、リジェクトされたウェーハ、余剰の半導体ウェーハには、導電性、絶縁性、誘電性、抵抗性等を目的としたメタル膜、ノンメタル膜や、Low−k膜、有機膜、パターン、その他の膜や多層膜等の、多種多用な成膜が施されており、これらの再生可能な多層膜・パターン付きウェーハからシリコンウェーハWを再生するための方法に関するものであり、多層膜・パターン付きウェーハWの非研削面を下面に吸着するバキュームチャック1と、該バキュームチャック1をユニバーサルジョイント2を介装して接続したチャック用回転軸3と、該チャック用回転軸3を機械的に接続させて回転させる回転軸用駆動源4と、前記チャック用回転軸3にベアリング5を介装して接続したショックアブソーバー装置6と、該ショックアブソーバー装置6を進退させるボールネジ7と、該ボールネジ7を回動させるギヤードモーター8と、前記バキュームチャック1に対面して配設されたホーニング砥石9と、該ホーニング砥石9を上面に配設した砥石プレート10と、該砥石プレート10を回転させる砥石プレート回転軸11と、を備えた研削装置を用いて、前記バキュームチャック1に再生可能な前記多層膜・パターン付きウェーハWの非研削面をチャックするステップと、前記チャック用回転軸3を回転させて前記多層膜・パターン付きウェーハWを回転させるステップと、前記砥石プレート回転軸11を回転させて上面に配設した前記ホーニング砥石9を回転させるステップと、前記ショックアブソーバー6を介装したボールネジ7を回動させて前記多層膜・パターン付きウェーハWに前記ホーニング砥石9を接触させて研削するステップと、を含むことを特徴とするものである。
The present invention relates to a regeneration method for regenerating a silicon wafer from a reproducible multilayer film / patterned wafer W, and more specifically, a test wafer, a rejected wafer, a surplus semiconductor wafer, a conductive material, Various types of film formation such as metal films, non-metal films, low-k films, organic films, patterns, other films and multilayer films for the purpose of insulation, dielectric properties, resistance, etc. have been performed. The present invention relates to a method for regenerating a silicon wafer W from a reproducible multilayer film / patterned wafer, a vacuum chuck 1 for adsorbing an unground surface of the multilayer film / patterned wafer W to the lower surface, and the vacuum chuck 1 is connected via a
即ち、本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法は、再生可能な多層膜・パターン付きウェーハWからシリコンウェーハを再生させるものであり、多層膜・パターン付きウェーハWに成膜、添加物の添加、プリント配線されたテストウェーハや、リジェクトされたウェーハ、余剰の多層膜・パターン付きウェーハWからシリコンウェーハを再生するものである。 That is, the method for regenerating a multilayer film / patterned wafer according to the present invention is to regenerate a silicon wafer from a recyclable multilayer film / patterned wafer W. A silicon wafer is regenerated from a test wafer that has been added and printed, a rejected wafer, and a surplus multilayer film / patterned wafer W.
そして、バキュームチャック1は、後述するチャック用回転軸3の下端にユニバーサルジョイント2を介装して固定されており、多層膜・パターン付きウェーハWの非研削面を図示しない真空源に接続されたバキューム手段によりバキューム吸着され上面にポーラスプレート1aを介装してチャックするものである。
The vacuum chuck 1 is fixed to the lower end of a
次に、ユニバーサルジョイント2は、バキュームチャック1と後述するチャック用回転軸3の間に介装されているもので、研削中の多層膜・パターン付きウェーハWの研削面を後述するホーニング砥石9と平行度を向上させると共に回転研削の際の調芯を図るものである。
Next, the
次いで、チャック用回転軸3は、後述する回転軸用駆動源4のモーターにより10〜200rpmで回転させ、下方はユニバーサルジョイント2を介装してバキュームチャック1と接続しており、上方は後述するベアリング5に接続させているものである。
Next, the
更に、回転軸用駆動源4は、モーターであり、チャック用回転軸3を回転させるもので、図示する実施例では、チャック用回転軸3に装備した回転軸側ホイール3aと、回転軸用駆動源4の駆動軸に装備したモーター側ホイール4aとをエンドレスベルト4bで接続させているものである。
Further, the rotation shaft drive source 4 is a motor that rotates the
更には、ベアリング5は、一方をチャック用回転軸3に固定すると共に、他方を後述するショックアブソーバー装置6のエアピストン6aに接続させているものである。
Further, one of the
そして、ショックアブソーバー装置6は、図1に図示する実施例では、エアシリンダー6bとエアピストン6aから成る空圧式のもので、電空レギュレーター6cにより下方への押圧力を付与しており、エアシリンダー6bとエアピストン6aのショックアブソーバー装置6により、チャック用回転軸3を昇降させることで、バキュームチャック1にバキューム吸着された多層膜・パターン付きウェーハWに一定の研削圧を付与すると共に研削中のショックや傾斜を吸収するものである。
In the embodiment shown in FIG. 1, the
次に、ボールネジ7は、螺孔を有した固定桟7aに螺合され、下端はショックアブソーバー装置6のエアシリンダー6bと接続させており、上端は後述するギヤードモーター8に機械的に接続され回動させることにより、ショックアブソーバー装置6とヘアリング5とチャック用回転軸3とバキュームチャック1とを昇降させて、バキューム吸着された多層膜・パターン付きウェーハWの研削の位置決めをするものである。
Next, the
更に、ギヤードモーター8は、ボールネジ7を回動させるためのものであり、ボールネジ7の回動によりバキュームチャック1に吸着した多層膜・パターン付きウェーハWの後述するホーニング砥石9による研削の位置決めをするものである。
Further, the geared
また、ホーニング砥石9は、バキュームチャック1に対面して配設されており、後述する砥石プレート10の上面に実施例では、多数の帯状を略放射状且つ略等間隔でドーナツ状に配設されたダイヤモンド微粒子を含むものである。
Further, the
更には、砥石プレート10は、後述する砥石プレート回転軸11の上端に回転可能に固定すると共に、上面にホーニング砥石9を配設しているものである。
Furthermore, the
次に、砥石プレート回転軸11は、図示しない駆動源のモーターにより50〜1000rpmで回転するもので、回転に伴って砥石プレート10も回転するものである。
Next, the grindstone
そして、ドレッシングプレート12は、ホーニング砥石9と対面させて配設させているもので、下面にドレッシングリング13を装着してホーニング砥石9をドレッシングするものである。
The
更に、ドレッシングプレート回転軸14は、下端にドレッシングプレート12を装着しており、図示しない駆動源により回転させると共に昇降させるもので、昇降させることにより下面に設けたドレッシングリング13をホーニング砥石9に接触させると共に、回転させることによりドレッシングリング13によりホーニング砥石9をドレッシングするものである。
Further, the dressing
尚、図2に図示する次実施例では、ショックアブソーバー装置6は、ボールネジ7側に備えたプレート6xとベアリング5側に備えたプレート6zの間にコイルスプリング6yを介装して一定圧の負荷をかけて研削すると共に、ショックを吸収させるものであり、他の部分は実施例と同じなので詳述を省略するものである。
In the next embodiment shown in FIG. 2, the
本発明の再生可能な多層膜・パターン付きウェーハの再生方法を実施する研削装置は前述のように構成されているものである。 The grinding apparatus for carrying out the method for reclaiming a reproducible multilayer film / patterned wafer of the present invention is configured as described above.
先ず、再生可能な多層膜・パターン付きウェーハをチャックするステップは、真空源を駆動させてバキュームチャック1をバキュームさせて円板状の再生可能な多層膜・パターン付きウェーハWの非研削面を吸着させるものである。 First, in the step of chucking the recyclable multilayer film / patterned wafer, the vacuum source 1 is driven to vacuum the vacuum chuck 1 to suck the non-ground surface of the disk-shaped recyclable multilayer film / patterned wafer W. It is something to be made.
次に、多層膜・パターン付きウェーハを回転させるステップでは、チャック用回転軸3を回転させることにより多層膜・パターン付きウェーハWを回転させるもので、ユニバーサルジョイント2は、多層膜・パターン付きウェーハWの回転の調芯をするもので、その回転数は10〜200rpmである。
Next, in the step of rotating the multilayer film / patterned wafer, the multilayer film / patterned wafer W is rotated by rotating the
次いで、ホーニング砥石を回転させるステップでは、砥石プレート回転軸11を回転させることによって、上面に配設した砥石プレート10が回転し、砥石プレート10が回転することにより、ホーニング砥石9が回転するものであり、その回転数は50〜1000rpmである。
Next, in the step of rotating the honing grindstone, the grindstone
更に、研削位置に位置決めするステップでは、ギヤードモーター8を駆動させることにより、ボールネジ7を回転させバキュームチャック1が降下することにより、多層膜・パターン付きウェーハWを研削位置に位置決めするもので、位置決め後はエアシリンダー4により定圧で研削するものである。
Further, in the step of positioning at the grinding position, the geared
また、次実施例においては、位置決め後はショックアブソーバー装置6のボールネジ7側に備えたプレート6xとベアリング5側に備えたプレート6zの間に介装したコイルスプリング6yにより一定圧で研削するものである。
In the following embodiment, after positioning, grinding is performed at a constant pressure by a coil spring 6y interposed between a
更には、ホーニング砥石により研削するステップは、ボールネジ7を回動させることによりチャック用回転軸3とバキュームチャック1とを降下させて位置決めをして、研削位置で多層膜・パターン付きウェーハWに定圧の負荷をかけホーニング砥石9により多層膜・パターン付きウェーハWの表面に積層されている不要部分である多層膜・パターン等の皮膜を設定された所定の研削代で研削するものである。
Further, in the step of grinding with the honing grindstone, the
そして、多層膜・パターン付きウェーハWの表面に積層されている不要部分である多層膜・パターン等の皮膜を研削すると共に、ドレッシングリング13を下端に装着したドレッシングプレート12をドレッシングプレート回転軸14の駆動により降下させて、ドレッシングリング13をホーニング砥石9に接触させると共に回転させて、研削中及び研削後のホーニング砥石9をドレッシングするものである。
Then, the coating film such as the multilayer film / pattern, which is an unnecessary portion laminated on the surface of the multilayer film / patterned wafer W, is ground, and the dressing
つまり、本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法は、バキュームチャック1に再生可能な多層膜・パターン付きウェーハWの非研削面をチャックして、積層形成された多層膜・パターン等の皮膜を研削するものであり、チャック用回転軸3を回転させると共にエアシリンダー4により定圧で降下させ、チャック用回転軸3を回転させるとバキュームチャック1が回転し、バキュームチャック1が回転すると下面に吸着した多層膜・パターン付きウェーハWも回転し、下方で回転する砥石プレート10の上面に配設されて多数のホーニング砥石9により多層膜・パターン付きウェーハWの不要部分である多層膜・パターンを研削するものである。
That is, the method for reclaiming a multilayer film / patterned wafer according to the present invention chucks the non-ground surface of the reproducible multilayer film / patterned wafer W on the vacuum chuck 1 to form a multilayer film / pattern film formed by lamination. When the
前述の如く構成した本発明の多層膜・パターン付きウェーハの再生方法におけるホーニング砥石は、砥石プレートの上面に多数の帯状を略放射状且つ略等間隔でドーナツ状に配設されたダイヤモンド微粒子を含むものであり、ホーニング砥石で再生可能な多層膜・パターン付きウェーハの多層膜・パターンを研削するもので、テストウェーハや、リジェクトされたウェーハ、余剰の半導体ウェーハには、導電性、絶縁性、誘電性、抵抗性等を目的としたメタル膜、ノンメタル膜や、Low−k膜、有機膜、パターン、その他の膜や多層膜等の、多種多用な多層膜・パターンが成膜が施されており、従来のケミカルエッチング方法での実施のように、多大の時間と手間暇がかかることもなく、サンドブラスト方法での実施のように、皮膜を問うことなく、シリコンへのダメージも与えることもなく、又、レーザー方法のように、シリコンに深いダメージを与えることとなく、所望の皮膜を高精度の研削加工ができる多層膜・パターン付きウェーハの再生方法を提供するものである。 The honing grindstone in the method for regenerating a multilayer film / patterned wafer of the present invention configured as described above includes diamond fine particles in which a large number of strips are arranged in a radial shape at substantially equal intervals in a donut shape on the upper surface of the grindstone plate. It is intended to grind multilayer film / pattern of multilayer film / patterned wafer that can be regenerated with a honing grindstone. For test wafer, rejected wafer, surplus semiconductor wafer, conductive, insulating, dielectric A wide variety of multilayer films and patterns such as metal films, non-metal films, low-k films, organic films, patterns, other films and multilayer films for the purpose of resistance, etc. have been formed, As with the conventional chemical etching method, it does not take a lot of time and labor, and the film is questioned as with the sandblasting method. Reproduction of multilayer film and patterned wafers that can grind the desired film with high precision without causing damage to silicon and without causing deep damage to silicon as in the laser method. A method is provided.
W 多層膜・パターン付きウェーハ
1 バキュームチャック
1a ポーラスプレート
2 ユニバーサルジョイント
3 チャック用回転軸
3a 回転軸側ホイール
4 回転軸用駆動源
4a モーター側ホイール
4b エンドレスベルト
5 ベアリング
6 ショックアブソーバー装置
6a エアピストン
6b エアシリンダー
6c 電空レギュレーター
6x プレート
6y コイルスプリング
6z プレート
7 ボールネジ
7a 固定桟
8 ギヤードモーター
9 ホーニング砥石
10 砥石プレート
11 砥石プレート回転軸
12 ドレッシングプレート
13 ドレッシングリング
14 ドレッシングプレート回転軸
W Multilayer film / patterned wafer 1
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JP2010078185A JP2011211013A (en) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | Method for regenerating wafer with multilayer film/pattern |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108172537A (en) * | 2017-12-19 | 2018-06-15 | 南京联信自动化科技有限公司 | A kind of film adsorbent equipment |
CN112201607A (en) * | 2020-10-12 | 2021-01-08 | 华海清科股份有限公司 | Wafer centering mechanism, wafer transmission device and wafer thinning equipment |
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2010
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