JP4503928B2 - 基板用研削装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶シリコンインゴットやゲルマニウムインゴットをスライスして得られた基板の片面または両面を研削し、スライスされた基板の反り、うねり、テ−パ−を無くした平坦な基板を与える研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インゴットをスライスして得られた基板の反り、うねり、テ−パ−を有するので基板の両面を片面づつ研削してこれら反り、うねり、テ−パ−を無くすことが行われている。研削された基板は次いで、ラップ加工またはポリシング加工あるいはエッチング加工され、更に平坦化される。
かかる基板の両面を片面づつ研削する方法として、研削された基板に吸着跡が残らないように、ポ−ラスセラミック製吸着チャックの表面に孔を穿った弾性シ−トを貼着し、この弾性シ−ト上にスライスされた基板を載せ、基板上面側よりスピンドルに軸承されたカップホイ−ル型研削砥石を押し圧し、前記吸着チャックとカップホイ−ル型研削砥石を摺動させて基板表面を研削する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、結晶インゴットをスライシングした基板をホルダの支持体上に固定した状態で基板両面とエッヂ部を研削する方法において、基板の第一面の研削中はホルダの支持体上にショアＡ硬度が５〜９９、特に好ましくは８０〜９０のポリウレタン弾性材を糊付けし、この弾性材上に基板を固定し、基板の第二面研削時は固い支持体を有する基板ホルダ上に固定して行なうことも提案されている。基板の第二面研削時は、第一面が平坦な基準面に研削されているのでもはや弾性的に変形することがないとの推測からである（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５９６４６４６号公報（第４欄２３行から第５欄１８行および図２、図３）。
【特許文献２】
特許第３０９７８４６号公報（特許請求の範囲の請求項１および図１）。
【０００５】
前記片面づつ粗研削された３００ｍｍ径の基板（ウエハ）としては、ウエハ９点の位置で厚みを測定した平坦度（ＴＶ９）が平均値で１．０μｍ以下、基板の反りの変化率（Warp Best Fit）が２．０μｍ以下、ウエハに吸着孔マ−クが無いこと、ウエハに研削焼けが見受けられ無いことなどが要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この弾性支持体と硬質支持体を用いる研削方法は、３００ｍｍ径基板の研削・平坦化においては中央部にへっこみが生じ、充分でないことが判明した。
【０００７】
次に、本発明者等は、ポ−ラスセラミックチャックと基板との間に弾性回復率が大きい弾性シ−ト基層と、この基層よりも大きい硬度を有し、かつ、低い弾性回復率を有する弾性シ−ト表面層との積層体を介在させることにより、基板直径が３００ｍｍ、４００ｍｍのインゴットスライス基板であっても、インゴットをスライスして得られた基板を研削して得られた基板の反りの変化率（Warp Best Fit）が２．０μｍ以下で、基板をチップ状に切断して得られたチップ厚みのバラツキ（ＳＢＩＲ）が２．０μｍ以下である研削基板を与えることを見出した。しかし、ナノトポグラフィで研削ウエハ表面を観察したところ、図６に示す研削ウエハの表面高さ分布のように研削ウエハ外周縁部が他場所よりリング状に盛り上がっている（いわゆる肩ダレ現象）ことが判明した。
本発明は、この研削ウエハ外周縁部リング状の盛り上りをより小さくすることができる基板用研削装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、インゴットをスライシングして得た基板を吸着チャック上に保持し、該基板上面側よりスピンドルに軸承されたカップホイ−ル型研削砥石を押し圧し、前記吸着チャックとカップホイ−ル型研削砥石を摺動させて基板表面を研削する装置であって、
前記吸着チャックの基板を吸着する面が、剛体製吸着板の表面に直径０．５〜２ｍｍの孔を穿った厚み２．０〜５ｍｍの弾性シ−トを貼着した構造となっており、この弾性シ−ト表面には基板の外周に似せて基板の外周から０．０５〜２ｍｍ幅大きい環状溝幅で深さが０．５〜３．０ｍｍの環状溝が設けられており、基板は該弾性シ−ト表面層上の前記環状溝内に載せられることを特徴とする、基板用研削装置を提供するものである。
【０００９】
弾性シ−トに溝が無いと、第１研削時に、吸着チャックにウエハを押し圧し、吸着させた際にウエハ外周辺の弾性シ−トの高さはウエハが押圧されている弾性シ−ト部分の高さより高いのでウエハ外周縁部がリング状に押し上げられた状態で研削されるため、研削ウエハの外周縁部にリング状の盛り上がりが見受けられる。本発明では、弾性シ−ト表面に基板の外周に似せて基板の外周よりは０．０５〜２ｍｍ幅大きく、深さが０．５〜３．０ｍｍの環状溝を設けることにより、ウエハの外周辺にかかる弾性シ−トの抗圧力を低減し、研削ウエハの外周縁部のリング状の盛り上がり高さを小さくすることができる。
【００１０】
請求項２の発明は、前記基板用研削装置において、基板を載せる弾性シ−トが、アスカ−Ｃ硬度５０〜７０、圧縮率５〜１５％、弾性回復率８０〜９２％、厚み１〜３ｍｍの弾性シ−ト基層（ａ）と、アスカ−Ｃ硬度８０〜９５、圧縮率０．１〜３％、弾性回復率５５〜７５％、厚み０．５〜２ｍｍの弾性シ−ト表面層（ｂ）を含む厚み２．０〜５ｍｍの積層体に直径０．５〜２ｍｍの孔を穿った積層弾性シ−トであって、かつ、基板の外周に似せて弾性シ−ト表面層（ｂ）には基板の外周から０．０５〜２ｍｍ幅大きい環状溝幅で深さが１．０〜３．０ｍｍの環状溝が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
弾性シ−トを積層構造とすることにより、単層構造の弾性シ−トと比較してスライスうねりをより低減でき、研削ウエハの面内バラツキＳＢＩＲが小さい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の研削装置の平面図、図２は図１における研削装置の研削砥石ユニットとインデックステ−ブルの関係を示す正面図、図３ａはウエハを載置した吸着チャック部分の斜視図、図３ｂはその吸着チャックの部分断面図、図４は弾性シ−トの斜視図、および図５は研削ウエハの表面高さ分布図である。
【００１３】
図１に示す研削装置１において、２は基台、３はコラムで、左右に一対の研削砥石ユニット４，４を備える。該コラムは基台上の後列中央部に位置する。
該一対の研削砥石ユニット４，４に相対向してそれぞれ２基のチャック機構５１，５２を備える第１インデックステ−ブル５と第２インデックステ−ブル５が前記コラムの左右に配置され、研削装置の後列を形成している。
第１インデックステ−ブル５と第２インデックステ−ブル５は、基台２を刳り貫いて基台の略同一水平面上に設けられる。
【００１４】
２基のチャック機構を備える第１インデックステ−ブルと第２インデックステ−ブル５，５は、それぞれ手前側にチャック機構洗浄機器５３を、後側に基板の厚みを測定する２点式インプロセスゲ−ジ５４を備える。２点式インプロセスゲ−ジ５４の触針子はチャック機構の表面と基板の表面に接触させ、両者の高さの差から基板の厚みを算出し、逐次制御装置に伝達する。
【００１５】
チャック機構洗浄機器５３は、環状のセラミック製リング５３ａと該セラミック製リングを回転駆動させるモ−タ５３ｂと洗浄水供給管５３ｃを備える。
インデックステ−ブル５，５の二基の吸着チャック機構５１，５２間は壁５５，５６で遮られている。
【００１６】
各々の吸着チャック機構５１，５２は、図２に示すようにモ−タＭ1で１８０度づつ回転される回転軸５７に軸承されている。
【００１７】
吸着チャック機構５１と５２は、図３ａおよび図３ｂに示すようにポ−ラスセラミック板、穿孔アルミニウム板等の剛体製吸着板５１ａの表面に厚み２．０〜５ｍｍの積層弾性シ−トに直径０．５〜２ｍｍの孔５１ｅを穿ち、表面に基板の外周に似せて基板の外周よりは０．０５〜２ｍｍ幅大きく、深さが０．５〜３．０ｍｍの環状溝５１ｆを設けた穿孔積層弾性シ−ト５１ｂを貼着した積層構造となっており、基板はこの穿孔積層弾性シ−ト５１ｂ上の環状溝５１ｆ内に載せられる。
【００１８】
穿孔積層弾性シ−ト５１ｂ，５２ｂは、アスカ−Ｃ硬度（ＪＩＳＫ−６３０１）５０〜７０、圧縮率（ＪＩＳ Ｌ−１０２１）５〜１５％、弾性回復率（ＪＩＳ Ｌ−１０２１）８０〜９２％、厚み（ＪＩＳ Ｋ−６５０５）１〜３ｍｍの弾性シ−ト基層（ａ）５１ｃと、アスカ−Ｃ硬度８０〜９５、圧縮率０．１〜３％、弾性回復率５５〜７５％、厚み０．５〜２ｍｍの弾性シ−ト表面層（ｂ）５１ｄを含む厚み２．０〜５ｍｍの積層体に直径０．５〜２ｍｍの孔５１ｅを穿ったものである。孔５１ｅは、穿孔積層弾性シ−トの全体に分散させて設けてもよいが、ワ−ク（ウエハ）の外周縁より２〜１０ｍｍの内側となる穿孔積層弾性シ−ト部分に設けるのが好ましい（図４参照）。孔５１ｅは、同心円上に複数穿つのが好ましい。穿孔積層弾性シ−トに設けられる吸着用孔５１ｅの数は、１００ｃｍ2当り１２〜５０個である。孔５１ｅは、２つの同心円上に設けてもよい。
【００１９】
穿孔積層弾性シ−トの弾性シ−ト基層（ａ）としては、ポリエステル・ポリイソシアネ−トウレタン、ポリエ−テル・ポリイソシアネ−トウレタン、アクリルウレタン等のポリウレタン樹脂発泡体製シ−ト、エチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン共重合ラバ−、水添化スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合ゴム、水添化スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合ゴム、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等の発泡体シ−トが用いられる。
例えば、かかるポリウレタン樹脂発泡体製シ−トは、ロデ−ル・ニッタ株式会社よりＳＵＢＡ４００の商品名、富士紡績株式会社よりＰＯＬＹＰＡＳ（登録商標）＃１９４、＃２１０、＃７０００のグレ−ド名で入手できる。
【００２０】
また、穿孔積層弾性シ−トの弾性シ−ト表面層（ｂ）としては、ポリエステル・ポリイソシアネ−トウレタン、ポリエ−テル・ポリイソシアネ−トウレタン、アクリルウレタン等のポリウレタン樹脂発泡体製シ−ト、ポリシリコン弾性シ−ト等が用いられる。
例えば、かかるポリウレタン樹脂発泡体製シ−トは、ロデ−ル・ニッタ株式会社よりＩＣ−１０００、ＳＵＢＡ８００の商品名で入手できる。
【００２１】
弾性シ−ト基層（ａ）と弾性シ−ト表面層（ｂ）との接着、穿孔積層弾性シ−ト５１ｂ，５２ｂと剛体製吸着板との接着は、ホットメルト接着剤、液状接着剤もしくは粘着剤を用いて行なわれる。なお、弾性シ−ト基層（ａ）と弾性シ−ト表面層（ｂ）との積層体は、ロデ−ル・ニッタ株式会社よりＩＣ−１４００の商品名で入手できる。
また、弾性シ−ト基層（ａ）５１ｃと弾性シ−ト表面層（ｂ）５１ｄとの積層を、２層型射出成形金型を用い、２層射出ウレタン発泡成形して発泡積層体を得てもよい。
ホットメルト接着剤としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンワックス、マレイン酸グラフト低密度ポリエチレンなどが、液状接着剤としては、溶剤型ポリウレタン接着剤、エポキシ樹脂接着剤、酢酸ビニル樹脂接着剤などが、粘着剤としては液状ブタジエン、石油樹脂、クマロインデン樹脂、アビエチン酸ロジン、テルペン・フェノ−ル共重合体などが挙げられる。ホットメルト接着剤と粘着剤は混合して使用されることもある。
【００２２】
剛体製吸着板５１ａの孔は、基部５８で直径２〜８ｍｍで、穿孔積層弾性シ−ト５１ｂと接する上方部で直径１〜２ｍｍで、穿孔積層弾性シ−トの孔５１ｅの径と同じか、それよりも大きい径である。
剛体製吸着板５１ａ，５２ａの孔の中心線は、穿孔積層弾性シ−トの孔５１ｅの中心線と略一致する。
【００２３】
剛体製吸着板５１ａ，５２ａの厚みは、１０〜５０ｍｍで十分である。剛体製吸着板５１ａ，５２ａは、ポ−ラスセラミック板に置き換えてもよく、ポ−ラスセラミック板の場合は、基部５８への穿孔は不要である。
【００２４】
弾性シ−ト基層（ａ）および弾性シ−ト表面層（ｂ）がそれぞれ発泡成形して得られた発泡ブロックを所望厚さにスライスして得られたものであるときは、穿孔積層弾性シ−トあるいは穿孔される前の積層弾性シ−トの平面を平滑にするために基板を研削する砥石を使用して研削するのが好ましい。
【００２５】
積層弾性シ−ト表面の環状溝５１ｆは、基板の外周に似せて基板の外周よりは０．０５〜２ｍｍ幅大きく、深さは０．５〜３．０ｍｍである。環状溝５１ｆは表面層５１ｄの途中の深さであっても、基層５１ｃの深さまで食い込んでいてもよい。また、環状溝５１ｆを２〜５本の複数としてもよい。
ワ−クの半径よりは３〜８ｍｍ小さい半径で前記環状溝５１ｆの内側近傍に１〜３本の環状スリット（切り目）５１ｇを設ける（図４参照）と、得られる加工ワ−クの肩ダレをより小さくすることができる。環状スリットは切り目が連続した円状でも、切り目が不連続なミシン目状であってもよい。
更に、積層弾性シ−ト５１ｂの表面には、加工基板の剥離を容易とするため、中心点を通る溝５１ｈを放射状に設けるのが好ましい。溝５１ｈは、幅０．０１〜０．５ｍｍ、深さ０．０５〜１ｍｍでよい。
【００２６】
吸着チャック機構５１，５２の弾性シ−ト表面層（ｂ）５１ｄ上、環状溝５１ｆ内に基板が載置されると、吸引孔５１ｅを真空ポンプ５９で吸引し、基板を吸着チャック機構の上に固定する。
各チャック機構５１，５２はモ−タＭ2で水平方向に回転される。
【００２７】
基台１上の中列には、前記コラム３の手前の中央部に基板の第２洗浄機構７を配置し、かつ、中列左側より第１インデックステ−ブル５の手前に第１洗浄機構６および第１ダブルア−ム搬送ロボット９を配置、および中列右側より第２インデックステ−ブル５手前に第３基板洗浄機構８、第２ダブルア−ム搬送ロボット１０を配置している。
【００２８】
各基板洗浄機構６，７，８は、仮置台６１，７１，８１、エア−シリンダ６３，７３，８３により前後に進退可能およびモ−タにより回転可能なブラシ６２，７２，８２を有する。各基板洗浄機構６，７，８は、必要により基板のセンタリング機構６４，７４，８４が付属される。
【００２９】
基台上の前列には、第１ダブルア−ム搬送ロボット９の手前に一対の基板収納カセット１１ａ，１１ｂおよび第２ダブルア−ム搬送ロボット１０の手前に一対の基板収納カセット１２ａ，１２ｂを配置してある。
【００３０】
研削砥石ユニット４，４は、図２に示されるようにカップホイ−ル型研削砥石４１をエア−スピンドル４２で軸承し、エア−スピンドルはビルトインモ−タ４３で回転される。４４はスピンドルケ−シング、４５は軸受、４６はＸ軸（左右）方向の傾斜調整ボルト、４６’はＹ軸（前後）方向の傾斜調整ボルト、Ｍはモ−タで傾斜ボルト４６を締めたり、緩めたりする。
４７はケ−シング４４を昇降機構４８に据え付ける取付部、４９は昇降機構を垂直方向に昇降可能とする凹状溝を有するレ−ルである。取付部下部には半球状凹部４７ａが設けられ、昇降機構４８の下部には前記半球状凹部４７ａに嵌合する半球状凸部４８ａが設けられ、半球状凹部４７ａと半球状凸部４８ａ間には０．０５〜０．１ｍｍの隙間が形成されている。
【００３１】
カップホイ−ル型研削砥石４１の砥石素材としては、ビトリファイドダイヤモンド砥石、レジンボンドダイヤモンド砥石、ビトリファイドＣＢＮ砥石などが使用される。吸着チャック５１，５２上でのウエハ第１研削では、砥石目番が６００〜１０００番の粗い目のカップホイ−ル型研削砥石が、吸着チャック５１’，５２’上でのウエハ第２研削では、砥石目番が１２００〜２４００番の細かい目のカップホイ−ル型研削砥石が用いられる。
【００３２】
傾斜調整ボルト４６，４６’をモ−タＭ、Ｍ’の駆動力で締めたり緩めたりすることにより昇降機構４８の下部の半球状凸部４８ａを中心に取付部下部の半球状凹部４７ａ前に設けた前記隙間を利用してスピンドル４２が傾斜する。４８ｂはボ−ルネジ、４８ｃは螺合体でＡＣサ−ボモ−タＭ3の駆動で昇降機構を上下させる。
【００３３】
かかる研削装置１を用いてインゴットをスライシングして得られた基板ｗの両面を研削する工程は次ぎのように行われる。
▲１▼収納カセット１１ａ内の基板を第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面を０．１９〜０．４９ＭＰａの純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
この間、第１インデックステ−ブル５は、回転軸５７を時計廻り方向に１８０度回転され、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５１はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄される。
【００３４】
▲２▼第１洗浄された基板を第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１インデックステ−ブル５の手前側の吸着チャック機構５２上に基板を載せた後、回転軸５７を時計廻り方向に１８０度回転する。ついで、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５１はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄される。
この間に収納カセット１１ａ内より新たな基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持され、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面を０．１９〜０．４９ＭＰａの純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
【００３５】
▲３▼回転軸５７を時計逆廻り方向に１８０度回転した後、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５２はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄され、第１洗浄された基板を第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１インデックステ−ブル５の手前側の吸着チャック機構５２上に載せる。
一方のチャック機構５１上の基板はモ−タＭ2により２００〜４０００ｒｐｍで回転せられ、ついで第１研削砥石ユニットのビルドインモ−タ４３によりカップホイ−ル型砥石を４００〜６０００ｒｐｍで回転させつつ昇降機構４８により第１研削砥石ユニットを下降させ、基板に当接させ、お互いに摺動させて基板の片面（Ａ面）を研削し、研削が終了したら第１研削砥石ユニットを上昇させる。この間に収納カセット１１ａ内より新たな基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持され、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面に純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
【００３６】
▲４▼第１インデックステ−ブルおよび第２インデックステ−ブルの回転軸５７を時計廻り方向に１８０度回転した後、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５２上の研削基板は第１ダブルア−ム搬送ロボット９のダ−ティなア−ムで把持され、第２洗浄機構の仮置台７１上に移送され、センタリング機構で中心位置合わせされた後、チャックされる面を第２ブラシスクラブ洗浄される。ついで手前側にきた吸着チャック機構５２はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄され、第１洗浄された基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１インデックステ−ブル５の手前側の吸着チャック機構５２上に載せられる。
他方の第２インデックステブル５手前側の吸着チャック機構５１はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄される。
一方、第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５１上の基板はモ−タＭ2により回転せられ、ついで第１研削砥石ユニットのカップホイ−ル型砥石を回転させつつ、昇降機構４８を下降させて砥石を基板に当接させ両者を摺合させて基板の片面（Ａ面）を研削した後、第１研削砥石ユニットを上昇させる。
この間に収納カセット１１ａ内より新たな基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持され、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面に純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
【００３７】
▲５▼第１インデックステ−ブル５および第２インデックステ−ブル５を１８０度時計逆廻り方向に回転させる。
第２洗浄機構の研削基板を第２ダブルア−ム搬送ロボット１０のダ−ティなア−ムで把持し、第２インデックステ−ブル５上の吸着チャック機構５２’上に研削面（Ａ面）が下向きに未研削面（Ｂ面）が砥石に対向するよう移送する。
一方、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５１上の研削基板は第１ダブルア−ム搬送ロボット９のダ−ティなア−ムで把持され、第２洗浄機構の仮置台７１上に移送され、センタリングされた後、チャックされる面を第２ブラシスクラブ洗浄される。
ついで手前側にきた第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５１はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄され、第１洗浄された基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１インデックステ−ブル５の手前側の吸着チャック機構５１上に載せられる。
その間、第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５２上の基板はモ−タＭ2により回転せられ、ついで第１研削砥石ユニットのカップホイ−ル型砥石を回転させつつ、昇降機構４８を下降させて砥石を基板に当接させ両者を摺合させて基板の片面（Ａ面）を研削した後、第１研削砥石ユニットを上昇させる。
また、この間に収納カセット１１ａ内より新たな基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持され、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面に純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
【００３８】
▲６▼第１インデックステ−ブル５および第２インデックステ−ブル５を１８０度時計廻り方向に回転させる。
第２洗浄機構７の研削基板を第２ダブルア−ム搬送ロボット１０のダ−ティなア−ムで把持し、第２インデックステ−ブル５上の吸着チャック機構５１上に未研削面（Ｂ面）が上向くように移送する。一方、第２インデックステ−ブル５上の吸着チャック機構５２上の基板はモ−タＭ2により回転せられ、ついで第２研削砥石ユニットのカップホイ−ル型砥石を回転させつつ、昇降機構４８を下降させて砥石を基板に当接させ両者を摺合させて基板の片面（Ｂ面）を研削した後、第２研削砥石ユニットを上昇させる。
一方、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５２上の研削基板は第１ダブルア−ム搬送ロボット９のダ−ティなア−ムで把持され、第２洗浄機構の仮置台７１上に移送され、チャックされる面を第２ブラシスクラブ洗浄される。
ついで手前側にきた第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５２はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄され、第１洗浄された基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１インデックステ−ブル５の手前側の吸着チャック機構５２上に載せられる。
その間、第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５１上の基板はモ−タＭ2により回転せられ、ついで第１研削砥石ユニットのカップホイ−ル型砥石を回転させつつ、昇降機構４８を下降させて砥石を基板に当接させ両者を摺合させて基板の片面（Ａ面）を研削した後、第１研削砥石ユニットを上昇させる。
また、この間に収納カセット１１ａ内より新たな基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持され、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面に純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
【００３９】
▲７▼第１インデックステ−ブル５および第２インデックステ−ブル５を１８０度時計逆廻り方向に回転させる。
第２インデックステ−ブル５上の吸着チャック機構５２’上の研削基板は、第２ダブルア−ム搬送ロボット１０のダ−ティなア−ムで把持され、第３洗浄機構８の仮置台８１に移送され、両面（Ａ面、Ｂ面）をブラシスクラブ洗浄され、ついでスピン乾燥後、第２ダブルア−ム搬送ロボット１０のクリ−ンなア−ムで把持され、第３洗浄機構８からアンロ−デヂィングカセット１２ｂに搬送・収納される。
ついで、第２インデックステ−ブル５上の吸着チャック機構５２’はチャック洗浄機構５３により洗浄され、第２洗浄機構７の研削基板を第２ダブルア−ム搬送ロボット１０のダ−ティなア−ムで把持し、第２インデックステ−ブル５上の吸着チャック機構５２上に未研削面（Ｂ面）が上向くように移送する。
【００４０】
一方、第２インデックステ−ブル５上のチャック機構５１’上の基板はモ−タＭ2により回転せられ、ついで第２研削砥石ユニットのカップホイ−ル型砥石を回転させつつ、昇降機構４８を下降させて砥石を基板に当接させ両者を摺り合させて基板の片面（Ｂ面）を研削した後、第２研削砥石ユニットを上昇させる。
その間、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５１上の研削基板は第１ダブルア−ム搬送ロボット９のダ−ティなア−ムで把持され、第２洗浄機構の仮置台７１上に移送され、チャックされる面を第２ブラシスクラブ洗浄される。
ついで、手前側にきた第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５１はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄され、第１洗浄された基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１インデックステ−ブル５の手前側の吸着チャック機構５１上に載せられる。
その間、第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５２上の基板はモ−タＭ2により回転せられ、ついで第１研削砥石ユニットのカップホイ−ル型砥石を回転させつつ、昇降機構４８を下降させて砥石を基板に当接させ両者を摺合させて基板の片面（Ａ面）を研削した後、第１研削砥石ユニットを上昇させる。
また、この間に収納カセット１１ａ内より新たな基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持され、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面に純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
【００４１】
以降、上記▲７▼の工程を連続して繰返し、基板の表裏面が研削された基板を連続生産する。
【００４２】
上記態様において、インデックステ−ブル５，５は、時計廻り方向に１８０度、ついで時計逆廻り方向に１８０度と交互に回転する方向を変えたが、インデックステ−ブル５，５を時計廻り方向に１８０度、１８０度と同一方向に回転するようにしてもよい。
また、第２インデックステ−ブル側の吸着チャック機構５１’，５２’の吸着板は、すでに片面が研削された基板を反転して研削するのであるから、弾性積層シ−トは無くても有ってもよい。
【００４３】
【実施例】
実施例１
積層弾性シ−トの弾性シ−ト基層（ａ）としてロデ−ル・ニッタ株式会社のポリウレタン発泡シ−ト ＳＵＢＡ４００（商品名：アスカＣ硬度６１、圧縮率８．０％、弾性回復率８８％、厚み１．２７ｍｍ）を、および弾性シ−ト表面層（ｂ）としてロデ−ル・ニッタ株式会社のポリウレタン発泡シ−ト ＩＣ−１０００（商品名：アスカＣ硬度９５、圧縮率１．０％、弾性回復率６１％、密度０．７３ｇ／ｃｍ３、厚み１．２７ｍｍ）を用い、溶剤型ポリエステル・ポリイソシアネ−トウレタン接着剤を用いて両者を積層接着し、ついで、得た積層体を打ち抜きプレス金型で直径３１０ｍｍに切り抜いた。さらに、内径３００ｍｍ、外径３０２ｍｍ、深さ１．５ｍｍの環状溝を積層体の弾性シ−ト表面層側から彫刻した。この積層体に１．０ｍｍ径の孔を中心より半径１４８ｍｍと１４２ｍｍの円周上に２列に多数穿孔した。
【００４４】
図１から図３に示される研削装置（第２インデックステ−ブル側の吸着チャック機構５１’，５２’の吸着板は、穿孔した積層弾性シ−トは無く、ポ−ラスセラミックチャック）を用い、第１インデックステ−ブル側の吸着チャック機構５１，５２の吸着板上に穿孔した弾性積層シ−トを載せ、吸着板をバキュ−ム吸引して穿孔弾性積層シ−トを固定し、ついで、吸着板を回転させつつ、回転しているカップホイ−ル型砥石を下降させ、穿孔弾性積層シ−トの弾性シ−ト基層（ａ）を１５μｍ研削し、表面を平坦化した。
【００４５】
次いで、カップホイ−ル型砥石を上昇させ、バキュ−ムを止めて穿孔弾性積層シ−トを取り出し、洗浄した後、穿孔弾性積層シ−トを前とは上下逆にして吸着板上に穿孔した弾性積層シ−トを載せ、吸着板を再びバキュ−ム吸引して穿孔弾性積層シ−トを固定し、ついで、吸着板を回転させつつ、回転しているカップホイ−ル型砥石を下降させ、穿孔弾性積層シ−トの弾性シ−ト表面層（ｂ）を１５μｍ研削し、表面を平坦化し、ついでカップホイ−ル型砥石を上昇させ、バキュ−ムを止めて穿孔弾性積層シ−トを取り出し、洗浄し、厚み２．５４ｍｍ、両面が平坦化された穿孔弾性積層シ−トを得た。
【００４６】
図１から図３に示される研削装置（第１インデックステ−ブル側の吸着チャック機構５１，５２の吸着板は、上記穿孔した積層弾性シ−トが弾性シ−ト表面層（ｂ）が上向きにポ−ラスセラミック板に接着され、第２インデックステ−ブル側の吸着チャック機構５１’，５２’の吸着板は、穿孔した積層弾性シ−トは無く、ポ−ラスセラミック板を用いた。シリコンインゴットをワイヤ−ソウでスライスした厚み約７５０μｍ、直径約３００ｍｍのシリコンウエハを吸着チャック上に載せ、片面づつ研削を行い、両面が研削された厚み６００μｍの加工シリコン基板を得た。
【００４７】
得た研削基板は、吸着マ−クおよび研削焼けはなく、第１研削面のWarp Best Fitは、７．２４μｍから７．５６μｍへとうねりが若干大きくなった。また、ＴＶ９の平均値は、１．０μｍ、ＳＢＩＲ（面内バラツキ）は、０．３８μｍであった。図５に研削基板の第１研削面の表面高さ分布を示す。
第２研削面のＴＶ９の平均値は０．７０μｍ、平坦度ＧＢＩＲは４３点測定で０．５６μｍ、表面粗さＲｍａｘ ６８ｎｍ、表面粗さＲａ平均 ３０ｎｍであり、研削焼けは無かった。
【００４８】
比較例１
第１研削の吸着気孔として、ポ−ラスセラミックチャック上に載せる弾性積層シ−トとして、環状溝を設けないものを用いる他は実施例１と同様にしてウエハの第１研削および第２研削を行った。
図４に研削基板の第１研削面の表面高さ分布を示す。
【００４９】
実施例２
穿孔積層弾性シ−トとして、半径１４８ｍｍの円周上に設けられた穿孔と、半径１４２ｍｍの円周上に設けられた穿孔との間に、深さが１．０ｍｍ、半径が１４４ｍｍの環状スリットと半径が１４６ｍｍの環状スリットを設けた穿孔積層弾性シ−トを用いる外は実施例１と同様にして３００ｍｍ径のワ−クの研削を行った。得られた加工ワ−クは実施例１で得たものよりも肩ダレの高さが４割減少していた。
【００５０】
【発明の効果】
図５と図６を比較して理解できるように、本発明の環状溝を有する弾性積層シ−トを載せた吸着チャックを用いて研削した基板は、環状溝を有しない弾性積層シ−トを載せた吸着チャックを用いて研削した基板と比較してスライスうねりがより減少するとともに、研削基板の外周縁部に形成されるリング状の突起高さも低くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の研削装置の平面図である。
【図２】 図１に示す研削装置の研削砥石ユニットと吸着チャック機構の関係を示す正面図である。
【図３】 図３ａは吸着チャック機構の斜視図であり、図３ｂは吸着チャック機構の部分断面図である。
【図４】 穿孔積層弾性シ−トの斜視図である。
【図５】 本発明の研削装置を用いて研削された基板の第１研削面の表面高さの分布図である。
【図６】 比較例１で得た研削基板の第１研削面の表面高さの分布図である。
【符号の説明】
１ 研削装置
４ カップホイ−ル型砥石
５，５ インデックステ−ブル
５１，５２ 吸着チャック機構
５１ｂ，５２ｂ 穿孔した積層弾性シ−ト
５１ｃ 弾性シ−ト基層（ａ）
５１ｄ 弾性シ−ト表面層（ｂ）
５１ｅ 穿孔
５１ｆ 環状溝
５１ｇ 環状スリット
【発明の属する技術分野】
本発明は、結晶シリコンインゴットやゲルマニウムインゴットをスライスして得られた基板の片面または両面を研削し、スライスされた基板の反り、うねり、テ−パ−を無くした平坦な基板を与える研削装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インゴットをスライスして得られた基板の反り、うねり、テ−パ−を有するので基板の両面を片面づつ研削してこれら反り、うねり、テ−パ−を無くすことが行われている。研削された基板は次いで、ラップ加工またはポリシング加工あるいはエッチング加工され、更に平坦化される。
かかる基板の両面を片面づつ研削する方法として、研削された基板に吸着跡が残らないように、ポ−ラスセラミック製吸着チャックの表面に孔を穿った弾性シ−トを貼着し、この弾性シ−ト上にスライスされた基板を載せ、基板上面側よりスピンドルに軸承されたカップホイ−ル型研削砥石を押し圧し、前記吸着チャックとカップホイ−ル型研削砥石を摺動させて基板表面を研削する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、結晶インゴットをスライシングした基板をホルダの支持体上に固定した状態で基板両面とエッヂ部を研削する方法において、基板の第一面の研削中はホルダの支持体上にショアＡ硬度が５〜９９、特に好ましくは８０〜９０のポリウレタン弾性材を糊付けし、この弾性材上に基板を固定し、基板の第二面研削時は固い支持体を有する基板ホルダ上に固定して行なうことも提案されている。基板の第二面研削時は、第一面が平坦な基準面に研削されているのでもはや弾性的に変形することがないとの推測からである（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第５９６４６４６号公報（第４欄２３行から第５欄１８行および図２、図３）。
【特許文献２】
特許第３０９７８４６号公報（特許請求の範囲の請求項１および図１）。
【０００５】
前記片面づつ粗研削された３００ｍｍ径の基板（ウエハ）としては、ウエハ９点の位置で厚みを測定した平坦度（ＴＶ９）が平均値で１．０μｍ以下、基板の反りの変化率（Warp Best Fit）が２．０μｍ以下、ウエハに吸着孔マ−クが無いこと、ウエハに研削焼けが見受けられ無いことなどが要求される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この弾性支持体と硬質支持体を用いる研削方法は、３００ｍｍ径基板の研削・平坦化においては中央部にへっこみが生じ、充分でないことが判明した。
【０００７】
次に、本発明者等は、ポ−ラスセラミックチャックと基板との間に弾性回復率が大きい弾性シ−ト基層と、この基層よりも大きい硬度を有し、かつ、低い弾性回復率を有する弾性シ−ト表面層との積層体を介在させることにより、基板直径が３００ｍｍ、４００ｍｍのインゴットスライス基板であっても、インゴットをスライスして得られた基板を研削して得られた基板の反りの変化率（Warp Best Fit）が２．０μｍ以下で、基板をチップ状に切断して得られたチップ厚みのバラツキ（ＳＢＩＲ）が２．０μｍ以下である研削基板を与えることを見出した。しかし、ナノトポグラフィで研削ウエハ表面を観察したところ、図６に示す研削ウエハの表面高さ分布のように研削ウエハ外周縁部が他場所よりリング状に盛り上がっている（いわゆる肩ダレ現象）ことが判明した。
本発明は、この研削ウエハ外周縁部リング状の盛り上りをより小さくすることができる基板用研削装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、インゴットをスライシングして得た基板を吸着チャック上に保持し、該基板上面側よりスピンドルに軸承されたカップホイ−ル型研削砥石を押し圧し、前記吸着チャックとカップホイ−ル型研削砥石を摺動させて基板表面を研削する装置であって、
前記吸着チャックの基板を吸着する面が、剛体製吸着板の表面に直径０．５〜２ｍｍの孔を穿った厚み２．０〜５ｍｍの弾性シ−トを貼着した構造となっており、この弾性シ−ト表面には基板の外周に似せて基板の外周から０．０５〜２ｍｍ幅大きい環状溝幅で深さが０．５〜３．０ｍｍの環状溝が設けられており、基板は該弾性シ−ト表面層上の前記環状溝内に載せられることを特徴とする、基板用研削装置を提供するものである。
【０００９】
弾性シ−トに溝が無いと、第１研削時に、吸着チャックにウエハを押し圧し、吸着させた際にウエハ外周辺の弾性シ−トの高さはウエハが押圧されている弾性シ−ト部分の高さより高いのでウエハ外周縁部がリング状に押し上げられた状態で研削されるため、研削ウエハの外周縁部にリング状の盛り上がりが見受けられる。本発明では、弾性シ−ト表面に基板の外周に似せて基板の外周よりは０．０５〜２ｍｍ幅大きく、深さが０．５〜３．０ｍｍの環状溝を設けることにより、ウエハの外周辺にかかる弾性シ−トの抗圧力を低減し、研削ウエハの外周縁部のリング状の盛り上がり高さを小さくすることができる。
【００１０】
請求項２の発明は、前記基板用研削装置において、基板を載せる弾性シ−トが、アスカ−Ｃ硬度５０〜７０、圧縮率５〜１５％、弾性回復率８０〜９２％、厚み１〜３ｍｍの弾性シ−ト基層（ａ）と、アスカ−Ｃ硬度８０〜９５、圧縮率０．１〜３％、弾性回復率５５〜７５％、厚み０．５〜２ｍｍの弾性シ−ト表面層（ｂ）を含む厚み２．０〜５ｍｍの積層体に直径０．５〜２ｍｍの孔を穿った積層弾性シ−トであって、かつ、基板の外周に似せて弾性シ−ト表面層（ｂ）には基板の外周から０．０５〜２ｍｍ幅大きい環状溝幅で深さが１．０〜３．０ｍｍの環状溝が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
弾性シ−トを積層構造とすることにより、単層構造の弾性シ−トと比較してスライスうねりをより低減でき、研削ウエハの面内バラツキＳＢＩＲが小さい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の研削装置の平面図、図２は図１における研削装置の研削砥石ユニットとインデックステ−ブルの関係を示す正面図、図３ａはウエハを載置した吸着チャック部分の斜視図、図３ｂはその吸着チャックの部分断面図、図４は弾性シ−トの斜視図、および図５は研削ウエハの表面高さ分布図である。
【００１３】
図１に示す研削装置１において、２は基台、３はコラムで、左右に一対の研削砥石ユニット４，４を備える。該コラムは基台上の後列中央部に位置する。
該一対の研削砥石ユニット４，４に相対向してそれぞれ２基のチャック機構５１，５２を備える第１インデックステ−ブル５と第２インデックステ−ブル５が前記コラムの左右に配置され、研削装置の後列を形成している。
第１インデックステ−ブル５と第２インデックステ−ブル５は、基台２を刳り貫いて基台の略同一水平面上に設けられる。
【００１４】
２基のチャック機構を備える第１インデックステ−ブルと第２インデックステ−ブル５，５は、それぞれ手前側にチャック機構洗浄機器５３を、後側に基板の厚みを測定する２点式インプロセスゲ−ジ５４を備える。２点式インプロセスゲ−ジ５４の触針子はチャック機構の表面と基板の表面に接触させ、両者の高さの差から基板の厚みを算出し、逐次制御装置に伝達する。
【００１５】
チャック機構洗浄機器５３は、環状のセラミック製リング５３ａと該セラミック製リングを回転駆動させるモ−タ５３ｂと洗浄水供給管５３ｃを備える。
インデックステ−ブル５，５の二基の吸着チャック機構５１，５２間は壁５５，５６で遮られている。
【００１６】
各々の吸着チャック機構５１，５２は、図２に示すようにモ−タＭ1で１８０度づつ回転される回転軸５７に軸承されている。
【００１７】
吸着チャック機構５１と５２は、図３ａおよび図３ｂに示すようにポ−ラスセラミック板、穿孔アルミニウム板等の剛体製吸着板５１ａの表面に厚み２．０〜５ｍｍの積層弾性シ−トに直径０．５〜２ｍｍの孔５１ｅを穿ち、表面に基板の外周に似せて基板の外周よりは０．０５〜２ｍｍ幅大きく、深さが０．５〜３．０ｍｍの環状溝５１ｆを設けた穿孔積層弾性シ−ト５１ｂを貼着した積層構造となっており、基板はこの穿孔積層弾性シ−ト５１ｂ上の環状溝５１ｆ内に載せられる。
【００１８】
穿孔積層弾性シ−ト５１ｂ，５２ｂは、アスカ−Ｃ硬度（ＪＩＳＫ−６３０１）５０〜７０、圧縮率（ＪＩＳ Ｌ−１０２１）５〜１５％、弾性回復率（ＪＩＳ Ｌ−１０２１）８０〜９２％、厚み（ＪＩＳ Ｋ−６５０５）１〜３ｍｍの弾性シ−ト基層（ａ）５１ｃと、アスカ−Ｃ硬度８０〜９５、圧縮率０．１〜３％、弾性回復率５５〜７５％、厚み０．５〜２ｍｍの弾性シ−ト表面層（ｂ）５１ｄを含む厚み２．０〜５ｍｍの積層体に直径０．５〜２ｍｍの孔５１ｅを穿ったものである。孔５１ｅは、穿孔積層弾性シ−トの全体に分散させて設けてもよいが、ワ−ク（ウエハ）の外周縁より２〜１０ｍｍの内側となる穿孔積層弾性シ−ト部分に設けるのが好ましい（図４参照）。孔５１ｅは、同心円上に複数穿つのが好ましい。穿孔積層弾性シ−トに設けられる吸着用孔５１ｅの数は、１００ｃｍ2当り１２〜５０個である。孔５１ｅは、２つの同心円上に設けてもよい。
【００１９】
穿孔積層弾性シ−トの弾性シ−ト基層（ａ）としては、ポリエステル・ポリイソシアネ−トウレタン、ポリエ−テル・ポリイソシアネ−トウレタン、アクリルウレタン等のポリウレタン樹脂発泡体製シ−ト、エチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン共重合ラバ−、水添化スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合ゴム、水添化スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合ゴム、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等の発泡体シ−トが用いられる。
例えば、かかるポリウレタン樹脂発泡体製シ−トは、ロデ−ル・ニッタ株式会社よりＳＵＢＡ４００の商品名、富士紡績株式会社よりＰＯＬＹＰＡＳ（登録商標）＃１９４、＃２１０、＃７０００のグレ−ド名で入手できる。
【００２０】
また、穿孔積層弾性シ−トの弾性シ−ト表面層（ｂ）としては、ポリエステル・ポリイソシアネ−トウレタン、ポリエ−テル・ポリイソシアネ−トウレタン、アクリルウレタン等のポリウレタン樹脂発泡体製シ−ト、ポリシリコン弾性シ−ト等が用いられる。
例えば、かかるポリウレタン樹脂発泡体製シ−トは、ロデ−ル・ニッタ株式会社よりＩＣ−１０００、ＳＵＢＡ８００の商品名で入手できる。
【００２１】
弾性シ−ト基層（ａ）と弾性シ−ト表面層（ｂ）との接着、穿孔積層弾性シ−ト５１ｂ，５２ｂと剛体製吸着板との接着は、ホットメルト接着剤、液状接着剤もしくは粘着剤を用いて行なわれる。なお、弾性シ−ト基層（ａ）と弾性シ−ト表面層（ｂ）との積層体は、ロデ−ル・ニッタ株式会社よりＩＣ−１４００の商品名で入手できる。
また、弾性シ−ト基層（ａ）５１ｃと弾性シ−ト表面層（ｂ）５１ｄとの積層を、２層型射出成形金型を用い、２層射出ウレタン発泡成形して発泡積層体を得てもよい。
ホットメルト接着剤としては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンワックス、マレイン酸グラフト低密度ポリエチレンなどが、液状接着剤としては、溶剤型ポリウレタン接着剤、エポキシ樹脂接着剤、酢酸ビニル樹脂接着剤などが、粘着剤としては液状ブタジエン、石油樹脂、クマロインデン樹脂、アビエチン酸ロジン、テルペン・フェノ−ル共重合体などが挙げられる。ホットメルト接着剤と粘着剤は混合して使用されることもある。
【００２２】
剛体製吸着板５１ａの孔は、基部５８で直径２〜８ｍｍで、穿孔積層弾性シ−ト５１ｂと接する上方部で直径１〜２ｍｍで、穿孔積層弾性シ−トの孔５１ｅの径と同じか、それよりも大きい径である。
剛体製吸着板５１ａ，５２ａの孔の中心線は、穿孔積層弾性シ−トの孔５１ｅの中心線と略一致する。
【００２３】
剛体製吸着板５１ａ，５２ａの厚みは、１０〜５０ｍｍで十分である。剛体製吸着板５１ａ，５２ａは、ポ−ラスセラミック板に置き換えてもよく、ポ−ラスセラミック板の場合は、基部５８への穿孔は不要である。
【００２４】
弾性シ−ト基層（ａ）および弾性シ−ト表面層（ｂ）がそれぞれ発泡成形して得られた発泡ブロックを所望厚さにスライスして得られたものであるときは、穿孔積層弾性シ−トあるいは穿孔される前の積層弾性シ−トの平面を平滑にするために基板を研削する砥石を使用して研削するのが好ましい。
【００２５】
積層弾性シ−ト表面の環状溝５１ｆは、基板の外周に似せて基板の外周よりは０．０５〜２ｍｍ幅大きく、深さは０．５〜３．０ｍｍである。環状溝５１ｆは表面層５１ｄの途中の深さであっても、基層５１ｃの深さまで食い込んでいてもよい。また、環状溝５１ｆを２〜５本の複数としてもよい。
ワ−クの半径よりは３〜８ｍｍ小さい半径で前記環状溝５１ｆの内側近傍に１〜３本の環状スリット（切り目）５１ｇを設ける（図４参照）と、得られる加工ワ−クの肩ダレをより小さくすることができる。環状スリットは切り目が連続した円状でも、切り目が不連続なミシン目状であってもよい。
更に、積層弾性シ−ト５１ｂの表面には、加工基板の剥離を容易とするため、中心点を通る溝５１ｈを放射状に設けるのが好ましい。溝５１ｈは、幅０．０１〜０．５ｍｍ、深さ０．０５〜１ｍｍでよい。
【００２６】
吸着チャック機構５１，５２の弾性シ−ト表面層（ｂ）５１ｄ上、環状溝５１ｆ内に基板が載置されると、吸引孔５１ｅを真空ポンプ５９で吸引し、基板を吸着チャック機構の上に固定する。
各チャック機構５１，５２はモ−タＭ2で水平方向に回転される。
【００２７】
基台１上の中列には、前記コラム３の手前の中央部に基板の第２洗浄機構７を配置し、かつ、中列左側より第１インデックステ−ブル５の手前に第１洗浄機構６および第１ダブルア−ム搬送ロボット９を配置、および中列右側より第２インデックステ−ブル５手前に第３基板洗浄機構８、第２ダブルア−ム搬送ロボット１０を配置している。
【００２８】
各基板洗浄機構６，７，８は、仮置台６１，７１，８１、エア−シリンダ６３，７３，８３により前後に進退可能およびモ−タにより回転可能なブラシ６２，７２，８２を有する。各基板洗浄機構６，７，８は、必要により基板のセンタリング機構６４，７４，８４が付属される。
【００２９】
基台上の前列には、第１ダブルア−ム搬送ロボット９の手前に一対の基板収納カセット１１ａ，１１ｂおよび第２ダブルア−ム搬送ロボット１０の手前に一対の基板収納カセット１２ａ，１２ｂを配置してある。
【００３０】
研削砥石ユニット４，４は、図２に示されるようにカップホイ−ル型研削砥石４１をエア−スピンドル４２で軸承し、エア−スピンドルはビルトインモ−タ４３で回転される。４４はスピンドルケ−シング、４５は軸受、４６はＸ軸（左右）方向の傾斜調整ボルト、４６’はＹ軸（前後）方向の傾斜調整ボルト、Ｍはモ−タで傾斜ボルト４６を締めたり、緩めたりする。
４７はケ−シング４４を昇降機構４８に据え付ける取付部、４９は昇降機構を垂直方向に昇降可能とする凹状溝を有するレ−ルである。取付部下部には半球状凹部４７ａが設けられ、昇降機構４８の下部には前記半球状凹部４７ａに嵌合する半球状凸部４８ａが設けられ、半球状凹部４７ａと半球状凸部４８ａ間には０．０５〜０．１ｍｍの隙間が形成されている。
【００３１】
カップホイ−ル型研削砥石４１の砥石素材としては、ビトリファイドダイヤモンド砥石、レジンボンドダイヤモンド砥石、ビトリファイドＣＢＮ砥石などが使用される。吸着チャック５１，５２上でのウエハ第１研削では、砥石目番が６００〜１０００番の粗い目のカップホイ−ル型研削砥石が、吸着チャック５１’，５２’上でのウエハ第２研削では、砥石目番が１２００〜２４００番の細かい目のカップホイ−ル型研削砥石が用いられる。
【００３２】
傾斜調整ボルト４６，４６’をモ−タＭ、Ｍ’の駆動力で締めたり緩めたりすることにより昇降機構４８の下部の半球状凸部４８ａを中心に取付部下部の半球状凹部４７ａ前に設けた前記隙間を利用してスピンドル４２が傾斜する。４８ｂはボ−ルネジ、４８ｃは螺合体でＡＣサ−ボモ−タＭ3の駆動で昇降機構を上下させる。
【００３３】
かかる研削装置１を用いてインゴットをスライシングして得られた基板ｗの両面を研削する工程は次ぎのように行われる。
▲１▼収納カセット１１ａ内の基板を第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面を０．１９〜０．４９ＭＰａの純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
この間、第１インデックステ−ブル５は、回転軸５７を時計廻り方向に１８０度回転され、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５１はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄される。
【００３４】
▲２▼第１洗浄された基板を第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１インデックステ−ブル５の手前側の吸着チャック機構５２上に基板を載せた後、回転軸５７を時計廻り方向に１８０度回転する。ついで、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５１はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄される。
この間に収納カセット１１ａ内より新たな基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持され、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面を０．１９〜０．４９ＭＰａの純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
【００３５】
▲３▼回転軸５７を時計逆廻り方向に１８０度回転した後、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５２はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄され、第１洗浄された基板を第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１インデックステ−ブル５の手前側の吸着チャック機構５２上に載せる。
一方のチャック機構５１上の基板はモ−タＭ2により２００〜４０００ｒｐｍで回転せられ、ついで第１研削砥石ユニットのビルドインモ−タ４３によりカップホイ−ル型砥石を４００〜６０００ｒｐｍで回転させつつ昇降機構４８により第１研削砥石ユニットを下降させ、基板に当接させ、お互いに摺動させて基板の片面（Ａ面）を研削し、研削が終了したら第１研削砥石ユニットを上昇させる。この間に収納カセット１１ａ内より新たな基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持され、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面に純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
【００３６】
▲４▼第１インデックステ−ブルおよび第２インデックステ−ブルの回転軸５７を時計廻り方向に１８０度回転した後、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５２上の研削基板は第１ダブルア−ム搬送ロボット９のダ−ティなア−ムで把持され、第２洗浄機構の仮置台７１上に移送され、センタリング機構で中心位置合わせされた後、チャックされる面を第２ブラシスクラブ洗浄される。ついで手前側にきた吸着チャック機構５２はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄され、第１洗浄された基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１インデックステ−ブル５の手前側の吸着チャック機構５２上に載せられる。
他方の第２インデックステブル５手前側の吸着チャック機構５１はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄される。
一方、第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５１上の基板はモ−タＭ2により回転せられ、ついで第１研削砥石ユニットのカップホイ−ル型砥石を回転させつつ、昇降機構４８を下降させて砥石を基板に当接させ両者を摺合させて基板の片面（Ａ面）を研削した後、第１研削砥石ユニットを上昇させる。
この間に収納カセット１１ａ内より新たな基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持され、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面に純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
【００３７】
▲５▼第１インデックステ−ブル５および第２インデックステ−ブル５を１８０度時計逆廻り方向に回転させる。
第２洗浄機構の研削基板を第２ダブルア−ム搬送ロボット１０のダ−ティなア−ムで把持し、第２インデックステ−ブル５上の吸着チャック機構５２’上に研削面（Ａ面）が下向きに未研削面（Ｂ面）が砥石に対向するよう移送する。
一方、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５１上の研削基板は第１ダブルア−ム搬送ロボット９のダ−ティなア−ムで把持され、第２洗浄機構の仮置台７１上に移送され、センタリングされた後、チャックされる面を第２ブラシスクラブ洗浄される。
ついで手前側にきた第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５１はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄され、第１洗浄された基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１インデックステ−ブル５の手前側の吸着チャック機構５１上に載せられる。
その間、第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５２上の基板はモ−タＭ2により回転せられ、ついで第１研削砥石ユニットのカップホイ−ル型砥石を回転させつつ、昇降機構４８を下降させて砥石を基板に当接させ両者を摺合させて基板の片面（Ａ面）を研削した後、第１研削砥石ユニットを上昇させる。
また、この間に収納カセット１１ａ内より新たな基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持され、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面に純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
【００３８】
▲６▼第１インデックステ−ブル５および第２インデックステ−ブル５を１８０度時計廻り方向に回転させる。
第２洗浄機構７の研削基板を第２ダブルア−ム搬送ロボット１０のダ−ティなア−ムで把持し、第２インデックステ−ブル５上の吸着チャック機構５１上に未研削面（Ｂ面）が上向くように移送する。一方、第２インデックステ−ブル５上の吸着チャック機構５２上の基板はモ−タＭ2により回転せられ、ついで第２研削砥石ユニットのカップホイ−ル型砥石を回転させつつ、昇降機構４８を下降させて砥石を基板に当接させ両者を摺合させて基板の片面（Ｂ面）を研削した後、第２研削砥石ユニットを上昇させる。
一方、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５２上の研削基板は第１ダブルア−ム搬送ロボット９のダ−ティなア−ムで把持され、第２洗浄機構の仮置台７１上に移送され、チャックされる面を第２ブラシスクラブ洗浄される。
ついで手前側にきた第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５２はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄され、第１洗浄された基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１インデックステ−ブル５の手前側の吸着チャック機構５２上に載せられる。
その間、第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５１上の基板はモ−タＭ2により回転せられ、ついで第１研削砥石ユニットのカップホイ−ル型砥石を回転させつつ、昇降機構４８を下降させて砥石を基板に当接させ両者を摺合させて基板の片面（Ａ面）を研削した後、第１研削砥石ユニットを上昇させる。
また、この間に収納カセット１１ａ内より新たな基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持され、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面に純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
【００３９】
▲７▼第１インデックステ−ブル５および第２インデックステ−ブル５を１８０度時計逆廻り方向に回転させる。
第２インデックステ−ブル５上の吸着チャック機構５２’上の研削基板は、第２ダブルア−ム搬送ロボット１０のダ−ティなア−ムで把持され、第３洗浄機構８の仮置台８１に移送され、両面（Ａ面、Ｂ面）をブラシスクラブ洗浄され、ついでスピン乾燥後、第２ダブルア−ム搬送ロボット１０のクリ−ンなア−ムで把持され、第３洗浄機構８からアンロ−デヂィングカセット１２ｂに搬送・収納される。
ついで、第２インデックステ−ブル５上の吸着チャック機構５２’はチャック洗浄機構５３により洗浄され、第２洗浄機構７の研削基板を第２ダブルア−ム搬送ロボット１０のダ−ティなア−ムで把持し、第２インデックステ−ブル５上の吸着チャック機構５２上に未研削面（Ｂ面）が上向くように移送する。
【００４０】
一方、第２インデックステ−ブル５上のチャック機構５１’上の基板はモ−タＭ2により回転せられ、ついで第２研削砥石ユニットのカップホイ−ル型砥石を回転させつつ、昇降機構４８を下降させて砥石を基板に当接させ両者を摺り合させて基板の片面（Ｂ面）を研削した後、第２研削砥石ユニットを上昇させる。
その間、第１インデックステ−ブル手前側の吸着チャック機構５１上の研削基板は第１ダブルア−ム搬送ロボット９のダ−ティなア−ムで把持され、第２洗浄機構の仮置台７１上に移送され、チャックされる面を第２ブラシスクラブ洗浄される。
ついで、手前側にきた第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５１はその吸着板をチャック洗浄機構５３により洗浄され、第１洗浄された基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持し、第１インデックステ−ブル５の手前側の吸着チャック機構５１上に載せられる。
その間、第１インデックステ−ブルの吸着チャック機構５２上の基板はモ−タＭ2により回転せられ、ついで第１研削砥石ユニットのカップホイ−ル型砥石を回転させつつ、昇降機構４８を下降させて砥石を基板に当接させ両者を摺合させて基板の片面（Ａ面）を研削した後、第１研削砥石ユニットを上昇させる。
また、この間に収納カセット１１ａ内より新たな基板が第１ダブルア−ム搬送ロボット９のクリ−ンなア−ムで把持され、第１洗浄機構６の仮置台６１上に基板を搬送し、センタリング機構６４で中央合わせし、ついで基板のチャックされる面に純水を吹き付けながらブラシスクラブ洗浄する。
【００４１】
以降、上記▲７▼の工程を連続して繰返し、基板の表裏面が研削された基板を連続生産する。
【００４２】
上記態様において、インデックステ−ブル５，５は、時計廻り方向に１８０度、ついで時計逆廻り方向に１８０度と交互に回転する方向を変えたが、インデックステ−ブル５，５を時計廻り方向に１８０度、１８０度と同一方向に回転するようにしてもよい。
また、第２インデックステ−ブル側の吸着チャック機構５１’，５２’の吸着板は、すでに片面が研削された基板を反転して研削するのであるから、弾性積層シ−トは無くても有ってもよい。
【００４３】
【実施例】
実施例１
積層弾性シ−トの弾性シ−ト基層（ａ）としてロデ−ル・ニッタ株式会社のポリウレタン発泡シ−ト ＳＵＢＡ４００（商品名：アスカＣ硬度６１、圧縮率８．０％、弾性回復率８８％、厚み１．２７ｍｍ）を、および弾性シ−ト表面層（ｂ）としてロデ−ル・ニッタ株式会社のポリウレタン発泡シ−ト ＩＣ−１０００（商品名：アスカＣ硬度９５、圧縮率１．０％、弾性回復率６１％、密度０．７３ｇ／ｃｍ３、厚み１．２７ｍｍ）を用い、溶剤型ポリエステル・ポリイソシアネ−トウレタン接着剤を用いて両者を積層接着し、ついで、得た積層体を打ち抜きプレス金型で直径３１０ｍｍに切り抜いた。さらに、内径３００ｍｍ、外径３０２ｍｍ、深さ１．５ｍｍの環状溝を積層体の弾性シ−ト表面層側から彫刻した。この積層体に１．０ｍｍ径の孔を中心より半径１４８ｍｍと１４２ｍｍの円周上に２列に多数穿孔した。
【００４４】
図１から図３に示される研削装置（第２インデックステ−ブル側の吸着チャック機構５１’，５２’の吸着板は、穿孔した積層弾性シ−トは無く、ポ−ラスセラミックチャック）を用い、第１インデックステ−ブル側の吸着チャック機構５１，５２の吸着板上に穿孔した弾性積層シ−トを載せ、吸着板をバキュ−ム吸引して穿孔弾性積層シ−トを固定し、ついで、吸着板を回転させつつ、回転しているカップホイ−ル型砥石を下降させ、穿孔弾性積層シ−トの弾性シ−ト基層（ａ）を１５μｍ研削し、表面を平坦化した。
【００４５】
次いで、カップホイ−ル型砥石を上昇させ、バキュ−ムを止めて穿孔弾性積層シ−トを取り出し、洗浄した後、穿孔弾性積層シ−トを前とは上下逆にして吸着板上に穿孔した弾性積層シ−トを載せ、吸着板を再びバキュ−ム吸引して穿孔弾性積層シ−トを固定し、ついで、吸着板を回転させつつ、回転しているカップホイ−ル型砥石を下降させ、穿孔弾性積層シ−トの弾性シ−ト表面層（ｂ）を１５μｍ研削し、表面を平坦化し、ついでカップホイ−ル型砥石を上昇させ、バキュ−ムを止めて穿孔弾性積層シ−トを取り出し、洗浄し、厚み２．５４ｍｍ、両面が平坦化された穿孔弾性積層シ−トを得た。
【００４６】
図１から図３に示される研削装置（第１インデックステ−ブル側の吸着チャック機構５１，５２の吸着板は、上記穿孔した積層弾性シ−トが弾性シ−ト表面層（ｂ）が上向きにポ−ラスセラミック板に接着され、第２インデックステ−ブル側の吸着チャック機構５１’，５２’の吸着板は、穿孔した積層弾性シ−トは無く、ポ−ラスセラミック板を用いた。シリコンインゴットをワイヤ−ソウでスライスした厚み約７５０μｍ、直径約３００ｍｍのシリコンウエハを吸着チャック上に載せ、片面づつ研削を行い、両面が研削された厚み６００μｍの加工シリコン基板を得た。
【００４７】
得た研削基板は、吸着マ−クおよび研削焼けはなく、第１研削面のWarp Best Fitは、７．２４μｍから７．５６μｍへとうねりが若干大きくなった。また、ＴＶ９の平均値は、１．０μｍ、ＳＢＩＲ（面内バラツキ）は、０．３８μｍであった。図５に研削基板の第１研削面の表面高さ分布を示す。
第２研削面のＴＶ９の平均値は０．７０μｍ、平坦度ＧＢＩＲは４３点測定で０．５６μｍ、表面粗さＲｍａｘ ６８ｎｍ、表面粗さＲａ平均 ３０ｎｍであり、研削焼けは無かった。
【００４８】
比較例１
第１研削の吸着気孔として、ポ−ラスセラミックチャック上に載せる弾性積層シ−トとして、環状溝を設けないものを用いる他は実施例１と同様にしてウエハの第１研削および第２研削を行った。
図４に研削基板の第１研削面の表面高さ分布を示す。
【００４９】
実施例２
穿孔積層弾性シ−トとして、半径１４８ｍｍの円周上に設けられた穿孔と、半径１４２ｍｍの円周上に設けられた穿孔との間に、深さが１．０ｍｍ、半径が１４４ｍｍの環状スリットと半径が１４６ｍｍの環状スリットを設けた穿孔積層弾性シ−トを用いる外は実施例１と同様にして３００ｍｍ径のワ−クの研削を行った。得られた加工ワ−クは実施例１で得たものよりも肩ダレの高さが４割減少していた。
【００５０】
【発明の効果】
図５と図６を比較して理解できるように、本発明の環状溝を有する弾性積層シ−トを載せた吸着チャックを用いて研削した基板は、環状溝を有しない弾性積層シ−トを載せた吸着チャックを用いて研削した基板と比較してスライスうねりがより減少するとともに、研削基板の外周縁部に形成されるリング状の突起高さも低くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の研削装置の平面図である。
【図２】 図１に示す研削装置の研削砥石ユニットと吸着チャック機構の関係を示す正面図である。
【図３】 図３ａは吸着チャック機構の斜視図であり、図３ｂは吸着チャック機構の部分断面図である。
【図４】 穿孔積層弾性シ−トの斜視図である。
【図５】 本発明の研削装置を用いて研削された基板の第１研削面の表面高さの分布図である。
【図６】 比較例１で得た研削基板の第１研削面の表面高さの分布図である。
【符号の説明】
１ 研削装置
４ カップホイ−ル型砥石
５，５ インデックステ−ブル
５１，５２ 吸着チャック機構
５１ｂ，５２ｂ 穿孔した積層弾性シ−ト
５１ｃ 弾性シ−ト基層（ａ）
５１ｄ 弾性シ−ト表面層（ｂ）
５１ｅ 穿孔
５１ｆ 環状溝
５１ｇ 環状スリット
Claims (2)
- インゴットをスライシングして得た基板を吸着チャック上に保持し、該基板上面側よりスピンドルに軸承されたカップホイ−ル型研削砥石を押し圧し、前記吸着チャックとカップホイ−ル型研削砥石を摺動させて基板表面を研削する装置であって、
前記吸着チャックの基板を吸着する面が、剛体製吸着板の表面に直径０．５〜２ｍｍの孔を穿った厚み２．０〜５ｍｍの弾性シ−トを貼着した構造となっており、この弾性シ−ト表面には基板の外周に似せて基板の外周から０．０５〜２ｍｍ幅大きい環状溝幅で深さが０．５〜３．０ｍｍの環状溝が設けられており、基板は該弾性シ−ト表面層上の前記環状溝内側に載せられることを特徴とする、基板用研削装置。 - 基板を載せる弾性シ−トが、アスカ−Ｃ硬度５０〜７０、圧縮率５〜１５％、弾性回復率８０〜９２％、厚み１〜３ｍｍの弾性シ−ト基層（ａ）と、アスカ−Ｃ硬度８０〜９５、圧縮率０．１〜３％、弾性回復率５５〜７５％、厚み０．５〜２ｍｍの弾性シ−ト表面層（ｂ）を含む厚み２．０〜５ｍｍの積層体に直径０．５〜２ｍｍの孔を穿った積層弾性シ−トであって、かつ、基板の外周に似せて弾性シ−ト表面層（ｂ）には基板の外周から０．０５〜２ｍｍ幅大きい環状溝幅で深さが０．５〜３．０ｍｍの環状溝が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の基板用研削装置。
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