JP4892201B2 - Method and apparatus for processing step of outer peripheral edge of bonded workpiece - Google Patents
Method and apparatus for processing step of outer peripheral edge of bonded workpiece Download PDFInfo
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Description
本発明は、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハをシリコン酸化膜等で電気的に絶縁分離させて少なくとも2枚貼り合わせた高耐圧IC用の貼合せワークの外周エッジ部の段差加工方法及び装置に係り、特に貼合せワークの回転面に対して砥石の回転面を直角にして基本的に貼合せワークの半径方向に研削することにより、砥石による貼合せワークの加工位置が常に変わる(トラバースする)ようにし、切屑が貼合せワークの外側へ逃げ易くすると共に、研削抵抗を小さくすることによって切屑による研削面の損傷で生ずる条痕や亀裂を防止し、また砥石による研削を下向き削り(貼合せワークの上側の1枚の表面中心から法線方向に砥石が下向きに接触して外周へ向けて研削部が移動する削り方を、本明細書では「下向き削り」と称する。)とすることにより貼合せワークを加工中に下方向へ押さえる力を働かせることにより貼合せが剥がれ難いようにし、これらの総合的な効果として、従来100μmが限度であった加工後の段差残し量を、その1/2の50μmまで薄くすることができるようにし、この加工後の段差部分を更に薄く加工するためのエッチング処理の時間を従来の1/2に短縮し、貼合せワークの上側のワークの薄膜加工、ひいてはSOI基板の生産能率を飛躍的に高めることができる画期的な貼合せワークの外周エッジ部の段差加工方法及び装置に関する。The present invention relates to a step processing method and apparatus for an outer peripheral edge portion of a bonding work for a high voltage IC in which a semiconductor wafer such as a silicon wafer is electrically insulated and separated by a silicon oxide film or the like and bonded together. by grinding in the radial direction essentially allowed laminating work especially in the right angles to the plane of rotation of the lamination was grindstone plane of the rotation of the workpiece, the machining position of the lamination by grinding work is constantly changing (traversing) so In addition to making it easier for chips to escape to the outside of the bonded workpiece, the grinding resistance is reduced to prevent streaks and cracks caused by damage to the ground surface due to chips, and grinding with a grindstone is shaved downward (of the bonded workpiece) The cutting method in which the grindstone moves downward in the normal direction from the center of the upper one surface and the grinding part moves toward the outer periphery is referred to as “downward cutting” in this specification. By making the bonding work difficult to peel off by applying a force to hold down the bonded workpiece during processing, as a comprehensive effect of these, the remaining amount of the step after processing, which was conventionally limited to 100 μm, The half of the thickness can be reduced to 50 μm, and the etching process time for processing the stepped portion after processing is further reduced to ½ that of the conventional work. The present invention relates to a step processing method and apparatus for an outer peripheral edge part of an epoch-making bonded workpiece capable of dramatically increasing the production efficiency of the SOI substrate and, in turn, the SOI substrate.
現在においては、図1から図4に示すように、シリコンウェーハ1(1A,1B)の基板(本願の貼合せワーク2)は、少なくとも2枚のシリコンウェーハ1A,1Bをシリコン酸化膜3で電気的に絶縁分離させて貼り合わせた高耐圧用IC用の基板、即ちSOI基板と呼ばれる貼合せワーク2が主流となっており、この貼合せワーク2では、上側の1枚のワークの一例たるシリコンウェーハ1Aのみを1μm程度まで最終的に薄膜加工するが、この薄膜加工に先立って、その外周エッジ部1aを幅数mmにわたってリング状に段差加工して、なるべく薄くしておくことが必須の条件となっている。
即ち、図5に示すように、貼合せワーク2の最上部、即ち上側の1枚のシリコンウェーハ1Aのみの外周エッジ部1aを幅数mmのリング状に段差加工し、更にこの外周エッジ部1aにエッチング処理を施して、1μm程度まで薄くしてから、その他の部分(中央部分)を研削加工して上側の1枚のシリコンウェーハ1Aのみを最終的に1μm程度まで薄膜加工してSOI基板が完成する。At present, as shown in FIGS. 1 to 4, the substrate (
That is, as shown in FIG. 5, the outermost edge portion 1a of the uppermost portion of the
図18から図22により従来の貼合せワーク2の外周エッジ部の段差加工方法及び装置について説明すると、図20に示すように、貼合せワーク2を吸着テーブル等のワーク取付け台4に固定し、矢印A方向に低速回転させておき、ダイヤモンド砥粒を含むカップ砥石等の砥石5(特許文献1参照)を貼合せワーク2の回転面と平行に砥石駆動装置(図示せず)により矢印B方向に高速回転させて貼合せワーク2の上側のシリコンウェーハ1Aの外周エッジ部1aに接触させ、砥石5又は貼合せワーク2のいずれかを、砥石駆動装置又はワーク取付け台駆動装置(図示せず)により接近させて砥石5による切込みを増して外周エッジ部1aを研削して該外周エッジ部1aのみが他の部分よりもリング状に薄くなるような段差加工を行っていた。18 to 22, the step processing method and apparatus for the peripheral edge portion of the conventional bonded
しかし、この方法では、砥石5の回転面5aが貼合せワーク2の回転面2aと平行であるため、研削が行われている外周エッジ部1aにおいては、図21に示すように、貼合せワーク2は矢印A方向に回転し、これに対して砥石5は矢印B方向に回転するため、両者の動きは逆方向となり、砥石5と貼合せワーク2との間に生ずる研削による切屑6は、矢印Aのように貼合せワーク2との摩擦により図中上から下に向かって押されて移動しようとするが、これを砥石5による上向きの摩擦力が矢印Bの如く上に押し上げようとする。この結果切屑6は上下いずれの方向にも動くことができずにこの部分に閉じ込められてしまい、研削の行われている外周エッジ部1a、即ち研削面8に常に相当量残留することとなり、研削が完了した貼合せワーク2の外周エッジ部1aには非常に好ましくない状痕1bや亀裂1cが発生し、チップや欠けが発生するのが避けられないという欠点があった。
またこのことは、砥石5の回転方向を逆方向(図21中反時計方向)としても、研削が行われている砥石5と貼合せワーク2の外周エッジ部1aとの間の研削面8は相当広いので、この研削面8に切屑6が相当量常に閉じ込められる点は同様であるので、大差ないものであった。However, in this method, since the rotating surface 5a of the
This also means that the
またこの従来の方法では、貼合せワーク2の回転面2aと砥石5の回転面5aとが平行であり、貼合せワーク2の基本的に円周方向の研削が行われるため、上側の1枚のシリコンウェーハ1Aのみにその回転を阻止しようとするトルクが砥石5から働くから、シリコンウェーハ1Aが下側のワークの一例たるシリコンウェーハ1Bから剥離しようとする力が常に働く。このためシリコンウェーハ1Aの外周エッジ部1aにおける剥離が発生し易いという欠点があった。In this conventional method, the rotating surface 2a of the
以上の結果、上記従来の段差加工方法及び装置では、加工後の外周エッジ部1aの段差残し量tは、100μmが限度であり、それ以上薄くすることは不可能であった。このため、この段差加工後、この部分をエッチング処理により1μm程度まで薄くするのであるが、これに要する時間が非常に長くかかり、またチップや欠けによる不良率も高いため、SOI基板の生産能率が非常に悪く、このことが、主流となって来たSOI基板の生産のネックとなっていた。As a result, in the conventional step processing method and apparatus described above, the step remaining amount t of the outer peripheral edge portion 1a after processing is limited to 100 μm and cannot be further reduced. For this reason, after this step processing, this portion is thinned to about 1 μm by etching, but it takes a very long time, and the defect rate due to chips and chips is high, so the production efficiency of the SOI substrate is high. This is very bad, and this has become a bottleneck in the production of SOI substrates that have become mainstream.
なお、砥石と通常の1枚のシリコンウェーハ等のワークの外周エッジ部の研削についての方法及び装置は、特許文献1その他本願出願人の出願において種々提案されているが、これらの構成は、その目的の対象となるワークが全く異なるので、別異の発明であって、参考までに公知特許文献として特許文献1を開示しておく。
本発明は、上記した従来技術の欠点をなくすためになされたものであって、その目的とするところは、少なくとも2枚貼り合わされ、貼合せ面に半導体酸化膜等で電気的絶縁分離が施された貼合せワークの最上部の1枚の外周エッジ部の板厚のみを薄くする段差加工を行うワークの外周エッジ部の段差加工装置において、貼合せワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台の駆動装置と、該貼合せワークの回転面に対して回転面が直角になるように研削する砥石と、該砥石の駆動装置とを備え、ワークをワーク取付け台及びその駆動装置により低速回転させながら、砥石を砥石駆動装置により高速回転させながら該貼合せワークに接触させて該砥石又は貼合せワークのいずれかを接近させて該砥石による切込みを次第に増大させ、貼合せワークの最上部の1枚のワークの外周エッジ部を、貼合せワークの1枚の表面側から法線方向に砥石を下向きに接触させて研削し、該砥石の接触面と反対側のもう1枚のワークをチャッキングしたまま2枚の前記ワークを前記砥石と前記ワーク取付け台で挟み込み、前記砥石の外周形状に合わせて円弧状に段差加工するように構成することによって、研削面が常に変化する(トラバースする)ようにして砥石と貼合せワークのとの間の研削面に生ずる切屑が研削面に閉じ込められることなく、常に順調にその半径方向に逃げるようにすることであり、またこれによって研削後の外周エッジ部に条痕や亀裂及びこれらに起因するチップや欠けが全く発生せず、非常にきれいな研削面が得られるようにすると共に、従来100μmが限度とされていた貼合せワークの外周エッジ部の段差残し量を一挙にその1/2の50μmまで可能とすることであり、またこれによってSOI基板のその後の薄膜加工であるエッチング処理に要する時間を従来の1/2に短縮することを可能とし、SOI基板の品質、歩留り及び生産能率の飛躍的な向上を図ることである。The present invention has been made in order to eliminate the above-described drawbacks of the prior art, and the object of the present invention is to bond at least two sheets, and to perform electrical insulation separation with a semiconductor oxide film or the like on the bonding surface. A workpiece mounting base configured to allow chucking of a bonded workpiece in a step machining apparatus for a peripheral edge portion of a workpiece for performing a step machining to reduce only the thickness of the outer peripheral edge portion of the uppermost one of the bonded workpieces When, the the workpiece mount of the drive unit, and a grinding wheel rotating surface is ground to at right angles to the plane of the rotation of the該貼combined work, and a drive device of the whetstone, the workpiece mount the workpiece and While rotating at a low speed by the driving device, the grindstone is brought into contact with the laminating work while being rotated at a high speed by the grindstone driving device, and either the grindstone or the laminating work is brought close to the incision by the grindstone. , And gradually grind the outer peripheral edge of the uppermost workpiece of the bonded workpiece by bringing the grinding stone into contact with the grinding stone downward in the normal direction from the surface side of the bonded workpiece. The two workpieces are sandwiched between the grindstone and the workpiece mounting base while the other workpiece on the opposite side of the surface is chucked, and stepped in an arc shape according to the outer peripheral shape of the grindstone. By this, the grinding surface always changes (traverses), so that chips generated on the grinding surface between the grindstone and the workpiece are not confined to the grinding surface, but always smoothly escape in the radial direction. As a result, no streak, cracks, chips or chips resulting from them are generated at the outer peripheral edge after grinding, and a very clean ground surface can be obtained. It is possible to make the remaining amount of the step at the outer peripheral edge part of the bonded work, which is limited to 100 μm, to half of 50 μm at a stroke, and this makes it possible to perform etching processing which is subsequent thin film processing of the SOI substrate. It is possible to reduce the time required to ½ of the conventional time, and to dramatically improve the quality, yield and production efficiency of the SOI substrate.
また他の目的は、上記構成に加えて、貼合せワークの回転面に対して砥石の回転面が直角になるようにかつ該回転面を該貼合せワークの半径方向から45度以内の角度傾斜させて配設された砥石を拘束回転させながら該貼合せワークに接触させて該砥石又は該貼合せワークのいずれかを接近させて該砥石による切込みを次第に増大させ、前記貼合せワークの最上部の1枚のワークの外周エッジ部をその半径方向から45度以内の角度傾斜した方向の研削により段差加工することによって、研削面における切屑の逃げの効率の最もよい方向の研削を可能とし、またこれによって研削による切屑の、出効率を高め、より平滑な研削面を得ると共に、条痕や亀裂の発生を極力防止し、貼合せワークの外周エッジ部の段差残し量50μmを達成することである。Another object of the present invention, in addition to the above structure, lamination angle within 45 degrees from the radial direction of the rotating surface該貼combined and the rotating surface as the plane of rotation at right angles to the grinding wheel with respect to the workpiece of the workpiece The grindstone arranged in an inclined manner is brought into contact with the laminating work while being constrained and rotated, and either the grindstone or the laminating work is brought close to gradually increase the incision by the grindstone. By grinding the outer peripheral edge portion of one upper workpiece by grinding in a direction inclined at an angle of 45 degrees or less from the radial direction, grinding in the direction with the best chip escape efficiency on the grinding surface is possible. In addition, this improves the chip removal efficiency by grinding, obtains a smoother ground surface, prevents streaking and cracks as much as possible, and achieves a step difference of 50 μm at the outer peripheral edge of the bonded workpiece. It is.
また他の目的は、上記段落0008の構成に加えて、貼合せワークの回転面に対して砥石の回転面が直角になるようにかつ該砥石による研削が貼合せワークの1枚の表面中心から外周方向に該砥石が下向きに接触する方向へ高速回転させながら該貼合せワークに接触させて該砥石又は該貼合せワークのいずれかを接近させて該砥石による切込みを次第に増大させ、前記貼合せワークの最上部の1枚のワークの外周エッジ部を、貼合せワークの1枚の表面側から法線方向に砥石を下向きに接触させて研削し、該砥石の接触面と反対側のもう1枚のワークをチャッキングしたまま2枚の前記ワークを前記砥石と前記ワーク取付け台で挟み込み、前記砥石の外周形状に合わせて円弧状に段差加工することによって、研削中に砥石から貼合せワークに対して下向きの押さえる力を作用させることであり、またこれによって研削される上側のワークが下側のワークから剥がれるのを防止し、SOI基板の不良率を低下させ、製品の歩留りを向上させることである。Another object of the present invention, in addition to the configuration of the paragraphs 0008, one of the surface center of the combined work bonded grinding by and whetstone as the plane of rotation of the grinding wheel with respect to the plane of rotation of the lamination work at right angles to While rotating at a high speed in a direction in which the grindstone contacts downward from the outer circumference, the grindstone or the laminating work is brought close to contact with the laminating work to gradually increase the incision by the grindstone. Grind the outer peripheral edge of the uppermost workpiece of the laminating workpiece by bringing the grindstone into a normal line direction from the surface side of the laminating workpiece in the normal direction. The two workpieces are sandwiched between the grindstone and the workpiece mounting base while one workpiece is chucked, and the workpiece is bonded from the grindstone during grinding by processing a step in an arc according to the outer peripheral shape of the grindstone. In In this way, the downward pressing force is applied, and the upper workpiece to be ground is prevented from peeling off from the lower workpiece, thereby reducing the defect rate of the SOI substrate and improving the product yield. It is.
また他の目的は、上記段落0008の構成に加えて、貼合せワークの回転面に対して回転面が直角になるように研削する複数の砥石と、該複数の砥石を同時に駆動する複数の砥石の駆動装置とを備え、貼合せワークをワーク取付け台及びワーク取付け台の駆動装置により低速回転させながら、複数の砥石を複数の砥石の駆動装置により高速回転させながら貼合せワークに接触させて該砥石又は貼合せワークのいずれかを接近させて該砥石による切込みを次第に増大させ、貼合せワークの最上部の1枚のワークの外周エッジ部を、貼合せワークの1枚の表面側から法線方向に砥石を下向きに接触させて研削し、該砥石の接触面と反対側のもう1枚のワークをチャッキングしたまま2枚の前記ワークを前記砥石と前記ワーク取付け台で挟み込み、前記砥石の外周形状に合わせて円弧状に複数箇所同時に段差加工するように構成することによって、貼合せワークが、例えば1/2、1/3又は1/4回転するだけで貼合せワーク1枚の外周エッジ部の段差加工が完了するようにすることであり、またこれによって砥石の数に反比例して1枚当たりの加工時間が短縮されるようにし、SOI基板の生産能率を従来例に比べ大幅に向上させることである。Another object of the present invention, in addition to the configuration of the paragraph 0008, and a plurality of grindstone for grinding to the plane of rotation at right angles to the plane of the rotation of the lamination work, the plurality of driving the grindstone of the plurality of simultaneously A grindstone drive device, and a plurality of grindstones are brought into contact with the pasted work while being rotated at a high speed by a plurality of grindstone drive devices while the work piece is rotated at a low speed by the work mount and the drive device for the work mount. Either the grindstone or the bonded workpiece is approached to gradually increase the incision by the grindstone, and the outer peripheral edge of the uppermost workpiece of the bonded workpiece is treated from the surface side of the bonded workpiece. contacting the grindstone down ground line direction, sandwiching two of said workpiece while chucking the other one of the workpiece opposite to the contact surface of the whetstone in the work mount and said grinding wheel, By configured to simultaneously step processing a plurality of locations in an arc shape to match the outer peripheral shape of the serial grindstone, lamination work, combined work one bonded only rotates for example 1 / 2,1 / 3 or 1/4 This is to complete the step processing of the outer peripheral edge portion, and to reduce the processing time per piece in inverse proportion to the number of grindstones, and to improve the production efficiency of SOI substrate compared to the conventional example It is to greatly improve.
また他の目的は、上記段落0009の構成に加えて、貼合せワークの回転面に対して砥石の回転面が直角になるようにかつ回転面を該貼合せワークの半径方向から45度以内の角度傾斜させて配設され同一の研削加工ができる複数の砥石を同時に高速回転させながら該貼合せワークに複数箇所で接触させて該砥石又は該貼合せワークのいずれかを接近させて該砥石による切込みを次第に増大させ、貼合せワークの最上部の1枚のワークの外周エッジ部をその半径方向から45度以内の角度傾斜した方向の研削により複数箇所を同時に段差加工することによって、貼合せワークの外周エッジ部の段差加工の能率を大幅に向上させながら、更に研削面における研削中の切屑の排出を最も効率よくすることであり、またこれによって研削面の非常にきれいなしかも従来例に比べて非常に小さい段差残し量を可能にし、SOI基板の品質と生産能率の向上を図ることである。Another object of the present invention, in addition to the configuration of the paragraphs 0009, within 45 degrees rotation surface and the rotating surface as the plane of rotation at right angles to the grinding wheel with respect to the lamination workpiece from the radial該貼combined work A plurality of grindstones that are disposed at an angle of the same angle and can be ground at the same time are simultaneously rotated at a high speed to bring the grindstone or the laminating work close to each other to bring the grindstone close to the grindstone. Bonding is performed by gradually increasing the depth of incision and grinding the outer peripheral edge of one workpiece at the top of the bonded workpieces at multiple points by grinding in a direction inclined at an angle of 45 degrees or less from the radial direction. While greatly improving the efficiency of step machining on the outer peripheral edge of the workpiece, it is also the most efficient chip discharge during grinding on the grinding surface, and this also makes the grinding surface extremely Reina addition allows very small step leaving amount as compared with the conventional example, it is possible to improve the quality and production efficiency of the SOI substrate.
要するに本発明方法(請求項1)は、少なくとも2枚貼り合わされ、貼合せ面に半導体酸化膜等で電気的絶縁分離が施された貼合せワークの最上部の1枚の外周エッジ部の板厚のみを薄くする段差加工を行う貼合せワークの外周エッジ部の段差加工方法において、前記貼合せワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台に前記貼合せワークを取り付けて低速回転させながら、該貼合せワークの回転面に対して砥石の回転面が直角になるように砥石を高速回転させながら該貼合せワークに接触させて該砥石又は該貼合せワークのいずれかを接近させて該砥石による切込みを次第に増大させ、前記貼合せワークの最上部の1枚のワークの外周エッジ部を、前記貼合せワークの1枚の表面側から法線方向に前記砥石を下向きに接触させて研削し、該砥石の接触面と反対側のもう1枚の前記ワークをチャッキングしたまま2枚の前記ワークを前記砥石と前記ワーク取付け台で挟み込み、前記砥石の外周形状に合わせて円弧状に段差加工することを特徴とするものである。In short, the method of the present invention (Claim 1) is a method in which at least two sheets are bonded together, and the thickness of one outer peripheral edge portion of the uppermost part of the bonded work in which the insulating surface is electrically insulated and separated by a semiconductor oxide film or the like on the bonded surface. In the step processing method of the outer peripheral edge portion of the bonded workpiece that performs the step processing to make only the thinning, while attaching the bonded workpiece to a workpiece mounting base configured to be chucked, the bonded workpiece is rotated at a low speed, lamination plane of rotation of the grinding wheel with respect to the plane of rotation of the workpiece is brought close to either the whetstone or該貼combined workpiece in contact with該貼combined workpiece while high speed rotation of the grinding wheel so that at right angles whetstone The incision by is gradually increased, and the outer peripheral edge of the uppermost workpiece of the bonded workpiece is brought into contact with the grindstone in the normal direction from the surface side of the bonded workpiece. Cutting to the other one of the workpiece opposite to the contact surface of the whetstone sandwiched two of said workpiece while chucked the work mount and said grinding wheel, arcuately to match the peripheral shape of the grinding wheel It is characterized by step processing.
また本発明方法(請求項2)は、少なくとも2枚貼り合わされ、貼合せ面に半導体酸化膜等で電気的絶縁分離が施された貼合せワークの最上部の1枚の外周エッジ部の板厚のみを薄くする段差加工を行う貼合せワークの外周エッジ部の段差加工方法において、前記貼合せワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台に前記貼合せワークを取り付けて低速回転させながら、該貼合せワークの回転面に対して砥石の回転面が直角になるようにかつ該砥石による研削が前記貼合せワークの1枚の表面中心から外周方向に該砥石が下向きに接触する方向へ高速回転させながら該貼合せワークに接触させて該砥石又は該貼合せワークのいずれかを接近させて該砥石による切込みを次第に増大させ、前記貼合せワークの最上部の1枚の貼合せワークの外周エッジ部を、前記貼合せワークの1枚の表面側から法線方向に前記砥石を下向きに接触させて研削し、該砥石の接触面と反対側のもう1枚の前記ワークをチャッキングしたまま2枚の前記ワークを前記砥石と前記ワーク取付け台で挟み込み、前記砥石の外周形状に合わせて円弧状に段差加工することを特徴とするものである。Further, the method of the present invention (Claim 2) is that the thickness of one outer peripheral edge portion of the uppermost part of the bonded workpiece in which at least two sheets are bonded and the bonded surface is electrically insulated and separated by a semiconductor oxide film or the like. In the step processing method of the outer peripheral edge portion of the bonded workpiece that performs the step processing to make only the thinning, while attaching the bonded workpiece to a workpiece mounting base configured to be chucked, the bonded workpiece is rotated at a low speed, laminating fast from one surface center of combined work bonded grinding the rotational surface of the grinding wheel with respect to the plane of rotation by way and whetstone at right angles to the workpiece in a direction whetstone in the outer peripheral direction is in contact with the downward The laminating workpiece is brought into contact with the laminating workpiece while rotating to bring either the grindstone or the laminating workpiece closer to gradually increase the incision by the grindstone. The outer peripheral edge of the workpiece is ground by bringing the grindstone into contact in the normal direction from the surface side of one of the bonded workpieces, and the other workpiece on the side opposite to the contact surface of the grindstone is chucked. The two workpieces are sandwiched between the grindstone and the workpiece mounting base while being king, and stepped in a circular arc shape according to the outer peripheral shape of the grindstone .
また本発明装置(請求項3)は、少なくとも2枚貼り合わされ、貼合せ面に半導体酸化膜等で電気的絶縁分離が施された貼合せワークの最上部の1枚の外周エッジ部の板厚のみを薄くする段差加工を行う貼合せワークの外周エッジ部の段差加工装置において、前記貼合せワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台の駆動装置と、該貼合せワークの回転面に対して回転面が直角になるように研削する砥石と、該砥石の駆動装置とを備え、前記貼合せワークを前記ワーク取付け台及びワーク取付け台の駆動装置により低速回転させながら、前記砥石を前記砥石の駆動装置により高速回転させながら前記貼合せワークに接触させて該砥石又は該貼合せワークのいずれかを接近させて該砥石による切込みを次第に増大させ、前記貼合せワークの最上部の1枚のワークの外周エッジ部を、前記貼合せワークの1枚の表面側から法線方向に前記砥石を下向きに接触させて研削し、該砥石の接触面と反対側のもう1枚の前記ワークをチャッキングしたまま2枚の前記ワークを前記砥石と前記ワーク取付け台で挟み込み、前記砥石の外周形状に合わせて円弧状に段差加工するように構成したことを特徴とするものである。The apparatus of the present invention (Claim 3) has a thickness of one outer peripheral edge part of the uppermost part of a bonded work in which at least two sheets are bonded and the insulating surface is electrically insulated and separated by a semiconductor oxide film or the like. In the step processing apparatus for the outer peripheral edge portion of the bonded workpiece that performs the step processing to make the thickness of the workpiece thinner, the workpiece mounting base configured to be able to chuck the bonded workpiece, the drive device for the workpiece mounting base, and the bonding a grindstone for grinding to the plane of rotation at right angles to the plane of the rotation of the workpiece, and a drive device for whetstone, rotating at low speed the lamination workpiece by said workpiece mounting table and the workpiece mount the drive unit However, the grindstone is rotated at a high speed by the grindstone driving device and brought into contact with the laminating work to bring either the grindstone or the laminating work close to each other, and the incision by the grindstone is gradually increased. And grinding the outer peripheral edge of the uppermost workpiece of the bonded workpiece by bringing the grinding stone into contact in the normal direction from the surface side of the one workpiece of the bonded workpiece, While the other workpiece on the opposite side of the surface is chucked, the two workpieces are sandwiched between the grindstone and the workpiece mounting base and stepped in an arc shape in accordance with the outer peripheral shape of the grindstone . It is characterized by this.
本発明は、上記のように、少なくとも2枚貼り合わされ、貼合せ面に半導体酸化膜等で電気的絶縁分離が施された貼合せワークの最上部の1枚の外周エッジ部の板厚のみを薄くする段差加工を行うワークの外周エッジ部の段差加工装置において、貼合せワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台の駆動装置と、該貼合せワークの回転面に対して回転面が直角になるように研削する砥石と、該砥石の駆動装置とを備え、ワークをワーク取付け台及びその駆動装置により低速回転させながら、砥石を砥石駆動装置により高速回転させながら該貼合せワークに接触させて該砥石又は貼合せワークのいずれかを接近させて該砥石による切込みを次第に増大させ、貼合せワークの最上部の1枚のワークの外周エッジ部を、貼合せワークの1枚の表面側から法線方向に砥石を下向きに接触させて研削し、該砥石の接触面と反対側のもう1枚のワークをチャッキングしたまま2枚の前記ワークを前記砥石と前記ワーク取付け台で挟み込み、前記砥石の外周形状に合わせて円弧状に段差加工するように構成したので、研削面が常に変化する(トラバースする)こととなるため砥石と貼合せワークのとの間の研削面に生ずる切屑が研削面に閉じ込められることなく、常に順調にその半径方向に逃げるようにすることができる効果があり、またこの結果研削後の外周エッジ部に条痕や亀裂及びこれらに起因するチップや欠けが全く発生せず、非常にきれいな研削面が得られると共に、従来100μmが限度とされていた貼合せワークの外周エッジ部の段差残し量を一挙にその1/2の50μmまで可能とすることができる効果があり、またこの結果SOI基板のその後の薄膜加工であるエッチング処理に要する時間を従来の1/2に短縮することが可能となり、SOI基板の品質、歩留り及び生産能率の飛躍的な向上を図ることができる効果がある。In the present invention, as described above, at least two sheets are bonded together, and only the thickness of the outer peripheral edge part of the uppermost part of the bonded work that is electrically insulated and separated by a semiconductor oxide film or the like on the bonded surface is obtained. In the step processing device at the outer peripheral edge portion of the workpiece for performing the step processing to be thinned, the workpiece mounting base configured to be able to chuck the bonded workpiece, the drive device for the workpiece mounting base, and the rotating surface of the bonded workpiece a grindstone for grinding so that the rotation plane is at right angles against, and a driving device for whetstone, while the low-speed rotation of the workpiece by the workpiece mount and a driving device, while a high speed by a grinding wheel driving device grindstone The outer peripheral edge of one workpiece at the top of the bonded workpiece is made to contact with the bonded workpiece to increase either the grindstone or the bonded workpiece and gradually increase the incision by the grindstone. It was ground in contact with the downward grindstone in the direction normal to the one surface side of the lamination work, two of the workpiece while chucking the other one of the workpiece opposite to the contact surface of the whetstone Since it is sandwiched between the grindstone and the work mounting base and processed to be stepped in an arc shape according to the outer peripheral shape of the grindstone , the grinding surface always changes (traverses). Chips generated on the grinding surface between them are not confined to the grinding surface, and can always escape smoothly in the radial direction.As a result, streaks and cracks are formed on the outer peripheral edge after grinding. In addition, there is no chip or chipping caused by these, and a very clean ground surface can be obtained. At the same time, the amount of remaining step at the outer peripheral edge of the bonded workpiece, which has been limited to 100 μm in the past, can be obtained. There is an effect that can be reduced to 50 μm, which is 1/2 of that, and as a result, the time required for the etching process, which is a subsequent thin film processing of the SOI substrate, can be shortened to 1/2 of the conventional substrate. There is an effect that the quality, the yield and the production efficiency can be dramatically improved.
また上記構成に加えて、貼合せワークの回転面に対して砥石の回転面が直角になるようにかつ該回転面を該貼合せワークの半径方向から45度以内の角度傾斜させて配設された砥石を高速回転させながら該貼合せワークに接触させて該砥石又は該貼合せワークのいずれかを接近せせて該砥石による切込みを次第に増大させ、前記貼合せワークの最上部の1枚のワークの外周エッジ部をその半径方向から45度以内の角度傾斜した方向の研削により段差加工するようにしたので、研削面における切屑の逃げの効率の最もよい方向の研削が可能となり、またこの結果研削による切屑の排出効率を高め、より平滑な研削面を得ることができると共に、条痕や亀裂の発生を極力防止し得、貼合せワークの外周エッジ部の段差残し量50μmを達成することができる効果がある。In addition to the above-described configuration, lamination work angle inclined allowed by arrangement of the plane of rotation of the grinding wheel with respect to the plane of rotation within 45 degrees and the rotating surface as at right angles to the radial該貼combined work The grindstone is brought into contact with the laminating work while rotating at a high speed to bring either the grindstone or the laminating work closer to gradually increase the incision by the grindstone, and the uppermost one of the laminating works since the outer peripheral edge portion of the workpiece so as to step processing by the angle direction inclined by grinding within 45 degrees from the radial direction, allows the best direction of the grinding efficiency of the escape of the chip in the ground surface, and this results The chip discharge efficiency by grinding can be increased, a smoother grinding surface can be obtained, the generation of streaks and cracks can be prevented as much as possible, and the step remaining amount of the outer peripheral edge of the bonded workpiece can be 50 μm. There is an effect that can be bet.
また上記段落0020の構成に加えて、貼合せワークの回転面に対して砥石の回転面が直角になるようにかつ該砥石による研削が貼合せワークの1枚の表面中心から外周方向に該砥石が下向きに接触する方向へ高速回転させながら該貼合せワークに接触させて該砥石又は該貼合せワークのいずれかを接近させて該砥石による切込みを次第に増大させ、貼合せワークの最上部の1枚のワークの外周エッジ部を、貼合せワークの1枚の表面側から法線方向に砥石を下向きに接触させて研削し、該砥石の接触面と反対側のもう1枚のワークをチャッキングしたまま2枚の前記ワークを前記砥石と前記ワーク取付け台で挟み込み、前記砥石の外周形状に合わせて円弧状に段差加工するようにしたので、研削中に砥石から貼合せワークに対して下向きの押さえる力を作用させることができ、またこの結果研削される上側のワークが下側のワークから剥がれるのを防止することができ、SOI基板の不良率を低下させ、製品の歩留りを向上させることができる効果がある。Further in addition to the preceding paragraph 0020, the in the outer peripheral direction from one surface center of combined work bonded grinding by and whetstone as the plane of rotation of the grinding wheel with respect to the plane of rotation of the lamination work at right angles to While rotating at a high speed in a direction in which the grindstone contacts downward, the grindstone or the laminating work is brought close to each other by bringing it into contact with the laminating work to gradually increase the incision by the grindstone. Grinding the outer peripheral edge of one workpiece by bringing the grinding stone into contact with the grinding stone in the normal direction from the surface side of one of the bonded workpieces, and chucking the other workpiece on the opposite side of the contact surface of the grinding stone Since the two workpieces are sandwiched between the grindstone and the workpiece mounting base while being king, and stepped in an arc shape in accordance with the outer peripheral shape of the grindstone, the grinding stone faces downward from the grindstone during grinding. of A holding force can be applied, and as a result, the upper workpiece to be ground can be prevented from peeling from the lower workpiece, the defect rate of the SOI substrate can be reduced, and the product yield can be improved. There is an effect that can be done.
また上記段落0020の構成に加えて、貼合せワークの回転面に対して回転面が直角になるように研削する複数の砥石と、該複数の砥石を同時に駆動する複数の駆動装置とを備え、貼合せワークをワーク取付け台及びワーク取付け台の駆動装置により低速回転させながら、複数の砥石を複数の砥石の駆動装置により高速回転させながら貼合せワークに接触させて該砥石又は貼合せワークのいずれかを接近させて該砥石による切込みを次第に増大させ、貼合せワークの最上部の1枚のワークの外周エッジ部を、貼合せワークの1枚の表面側から法線方向に砥石を下向きに接触させて研削し、該砥石の接触面と反対側のもう1枚のワークをチャッキングしたまま2枚の前記ワークを前記砥石と前記ワーク取付け台で挟み込み、前記砥石の外周形状に合わせて円弧状に複数箇所同時に段差加工するように構成したので、貼合せワークが例えば1/2、1/3又は1/4回転するだけで貼合せワーク1枚の外周エッジ部の段差加工が完了するようにすることができ、またこの結果砥石の数に反比例して1枚当たりの加工時間が短縮されることになり、SOI基板の生産能率を従来例に比べ大幅に向上させることができる効果がある。Further in addition to the preceding paragraph 0020, it includes a plurality of grinding wheel for grinding to the plane of rotation at right angles to the plane of the rotation of the lamination work, and a plurality of driving device for driving a grinding wheel of the plurality of simultaneously , While rotating the bonded workpiece at a low speed by the workpiece mounting table and the drive device of the workpiece mounting table, the plurality of grinding stones are brought into contact with the bonded workpiece while being rotated at a high speed by the driving device of the plurality of grinding stones. The cutting edge by the grindstone is gradually increased by approaching either of them, and the outer peripheral edge of the uppermost workpiece of the bonded workpiece is moved downward in the normal direction from the front surface side of the bonded workpiece. the contacted by grinding, sandwiched two of said workpiece while chucking the other one of the workpiece opposite to the contact surface of the whetstone in the work mount and the grinding wheel, the outer peripheral shape of the grinding wheel Since it is configured to simultaneously step processing a plurality of locations in an arc shape to fit, the step processing of just lamination work one circumferential edge lamination workpiece is rotated, for example, 1 / 2,1 / 3 or 1/4 As a result, the processing time per sheet is reduced in inverse proportion to the number of grindstones, and the production efficiency of the SOI substrate can be greatly improved as compared with the conventional example. effective.
また上記段落0021の構成に加えて、貼合せワークの回転面に対して砥石の回転面が直角になるようにかつ回転面を該貼合せワークの半径方向から45度以内の角度傾斜させて配設され同一の研削加工ができる複数の砥石を同時に高速回転させながら該貼合せワークに複数箇所で接触させて該砥石又は該貼合せワークのいずれかを接近させて該砥石による切込みを次第に増大させ、貼合せワークの最上部の1枚のワークの外周エッジ部をその半径方向から45度以内の角で傾斜した方向の研削により複数箇所を同時に段差加工するようにしたので、貼合せワークの外周エッジ部の段差加工の能率を大幅に向上させながら、更に研削面における研削中の切屑の排出を最も効率よくすることができ、またこの結果研削面の非常にきれいなしかも従来例に比べて非常に小さい段差残し量が可能となり、SOI基板の品質と生産能率の大幅な向上を図ることができる効果が得られる。Further in addition to the preceding paragraph 0021, with and rotating surface該貼combined by an angle inclined within 45 degrees from the radial direction of the workpiece to such plane of rotation of the grinding wheel with respect to the plane of rotation of the lamination work at right angles to A plurality of grindstones that can be arranged and subjected to the same grinding process are simultaneously rotated at a high speed to bring the laminating workpiece into contact with the laminating workpiece and bring either the grindstone or the laminating workpiece close to each other, and the incision by the grindstone is gradually increased. Since the outer peripheral edge of the uppermost workpiece of the bonded workpiece is processed in steps at a plurality of locations by grinding in a direction inclined at an angle within 45 degrees from the radial direction, While greatly improving the efficiency of step processing at the outer peripheral edge, it is possible to most efficiently discharge chips during grinding on the grinding surface, and as a result, the grinding surface may be very clean. Enables the amount leaving very small level difference compared to come example, the effect can be achieved significant improvement in quality and production efficiency of the SOI substrate can be obtained.
以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。図6において、本発明に係る貼合せワークの外周エッジ部の段差加工装置10は、少なくとも2枚貼り合わされ、貼合せ面に半導体酸化膜の一例たるシリコン酸化膜3等で電気的絶縁分離が施された貼合せワーク2の最上部の1枚(シリコンウェーハ1A)の外周エッジ部1aの板厚のみを薄くする段差加工を行うワークの外周エッジ部の段差加工装置であって、ワーク取付け台4と、該ワーク取付け台の駆動装置(図示せず)と、砥石15と、砥石の駆動装置11とを備えている。なお、貼合せワーク2については、すでに背景技術の欄で詳細に説明したので、ここではその説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. In FIG. 6, at least two
ワーク取付け台4は、貼合せワーク2をチャッキング可能に構成されており、通常は真空により貼合せワーク2を吸着する図示のような公知の吸着テーブルが使用されるが、ワーク取付け台4は、吸着テーブルに限定されるものではなく、例えば貼合せワーク2の外周を複数のローラ等で摩擦駆動する装置であってもよい。
また図示の実施例では、ワーク取付け台4は、水平配置の横型であるが、これに限定されるものではなく、垂直配置等の縦型であってもよい。The workpiece mounting base 4 is configured so that the bonded
Further, in the illustrated embodiment, the work mounting base 4 is a horizontal type of horizontal arrangement, but is not limited thereto, and may be a vertical type such as a vertical arrangement.
ワーク取付け台の駆動装置(図示せず)は、公知のサーボ機構を使用しており、ワーク取付け台4を矢印Aの如く数値制御して低速で一方向に回転させると共に、該ワーク取付け台を砥石15に対して接近又は離脱させるため、矢印C,D方向(Y軸方向制御)に水平移動させると共に、矢印E,F方向(Z軸方向制御)に上下動させることができるように構成されている。A workpiece mounting table drive device (not shown) uses a known servo mechanism, and numerically controls the workpiece mounting table 4 as shown by an arrow A to rotate it in one direction at a low speed. In order to approach or leave the
砥石15は、貼合せワーク2の回転面2aに対して回転面15aが直角になるように、即ち砥石15の回転軸となるスピンドル22が貼合せワーク2の回転面2aに略平行になるように配設されており、可動台18に取り付けられたモータ19の回転軸(図示せず)に固定されたプーリ20に巻き掛けられたベルト21により回転駆動されるスピンドル22により矢印G方向に、即ち貼合せワーク2に対して下向き削りが行われるべく高速回転するように構成されており、適宜な手段でスピンドル22に交換可能に固定されている。砥石15は、ダイヤモンド砥粒を含んでおり、通常粗研削に使用されるメタルボンド砥石が使用され、その外周角部15bには、1mm程度の半径の面取り(1R)が施されている。
なお、砥石15は、図6及び図7に示す実施例では、貼合せワーク2の完全な半径方向を向けて配設されているが、これはこの方向に限定されるものではなく、図6の位置から時計方向、即ち切削面8における砥石15の動きが貼合せワーク2の回転方向と逆方向とならないような45度の範囲で半径方向に対して傾斜して配設してもよい(図12参照)。
この傾斜角度の範囲を45度に限定したのは、45度を超えてあまり傾斜角度を大きくすると、研削面8の長さが長くなり、それだけ切屑6が研削面8内に止まる時間が長くなり、その結果切屑6の排出効率が低下するためである。
またこの傾斜角度が45度の範囲内であれば、研削面8に切屑6が止まる時間が短く、切屑6の排出効率を高く保つことができ、また砥石15の周速度と、貼合せワーク2の研削面8における周速度との相対運動により決まる相対的な研削方向を、貼合せワーク2の完全な半径方向とすることもでき、研削により研削面8に形成される研削線(砥石15により削られてできる線の集合体の意。以下本明細書において同じ。)が貼合せワーク2の完全な半径方向とすることができるためである。
またこの研削線を貼合せワーク2の半径方向に対して45度傾斜させることも可能となり、従来の経験からこのように各種のワークの半径方向に対して研削線が同一方向又はこれから45度の範囲で傾斜するような研削方法が非常によい結果を得ているからである。Grinding
In addition, in the Example shown in FIG.6 and FIG.7, although the
The range of the inclination angle is limited to 45 degrees. If the inclination angle is increased too much beyond 45 degrees, the length of the grinding
If the inclination angle is within a range of 45 degrees, the time for the
In addition, it is possible to incline this grinding line by 45 degrees with respect to the radial direction of the bonded
砥石の駆動装置11は、例えば上記可動台18、モータ19、プーリ20、ベルト21及びスピンドル22等で構成され、砥石15を、矢印I,Jの如く貼合せワーク2に接近又は離脱する方向(Y軸方向制御)に移動させると共に、矢印K,Lの如く上下方向(Z軸方向制御)にも移動させることができるように構成されている。The grindstone driving device 11 includes, for example, the movable table 18, the
また貼合せワーク2の上方には、砥石15と貼合せワーク2との間の研削面8に対して冷却水(クーラント)23を噴射するための冷却水噴射ノズル24が取り付けられている。A cooling
次に、図11及び図12に示す本発明の第2実施例について説明する。貼合せワークの段差加工装置10は、少なくとも2枚貼り合わされ、貼合せ面に半導体酸化膜の一例たるシリコン酸化膜3等で電気的絶縁分離が施された貼合せワーク2の最上部の1枚(シリコンウェーハ1A)の外周エッジ部1aの板厚のみを薄くする段差加工を行う貼合せワークの外周エッジ部の段差加工装置であって、貼合せワーク2をチャッキング可能に構成されたワーク取付け台4(第2実施例では図示を省略、第1実施例参照)と、該ワーク取付け台の駆動装置(図示せず)と、該貼合せワーク2の回転面2aに対して回転面15aが直角になるように研削する複数(図示の実施例では4個)の砥石15と、該複数の砥石15を同時に駆動する複数(図示の実施例では4台)の駆動装置の一例たるスピンドル22とを備えており、貼合せワーク2をワーク取付け台及びワーク取付け台の駆動装置により低速回転させながら、複数の砥石15を複数のスピンドル22により高速回転させながら貼合せワーク2に接触させて該砥石15又は貼合せワーク2のいずれかを接近させて該砥石15により切込みを次第に増大させ、貼合せワーク2の最上部の1枚のワーク(シリコンウェーハ1A)の外周エッジ部1aを基本的にその半径方向の研削により複数箇所同時に段差加工するように構成されている。Next, a second embodiment of the present invention shown in FIGS. 11 and 12 will be described. The step
次に、図12により図11の第2実施例の変形について説明すると、貼合せワークの外周エッジ部の段差加工装置10は、貼合せワーク2の回転面2aに対して砥石15の回転面15aが直角になるようにかつ回転面15aを貼合せワーク2の半径方向から45度以内の角度傾斜させて配設され同一の研削加工ができる複数(図示の実施例では4個)の砥石15を同時に高速回転させながら貼合せワーク2に複数箇所で接触させて該砥石15又は該貼合せワーク2のいずれかを接近させて砥石15による切込みを次第に増大させ、貼合せワーク2の最上部の1枚のワーク(シリコンウェーハ1A)の外周エッジ部2aをその半径方向から45度以内の角度傾斜した方向の研削により複数箇所を同時に段差加工するように構成されている。
砥石15の45度以内の傾斜は、図11の状態から砥石15を時計方向に45度以内傾斜させるのであって、反時計方向への傾斜ではない。これは砥石15の研削面8における移動方向が貼合せワーク2の移動方向に逆らわない方向とするためである。Next, a modification of the second embodiment of FIG. 11 will be described with reference to FIG. 12. The
The inclination of the
そして本発明方法(請求項1)は、少なくとも2枚貼り合わされ、貼合せ面に半導体酸化膜等で電気的絶縁分離が施された貼合せワーク2の最上部の1枚(シリコンウェーハ1A)の外周エッジ部1aの板厚のみを薄くする段差加工を行う貼合せワークの外周エッジ部の段差加工方法において、貼合せワーク2をチャッキング可能に構成されたワーク取付け台4に貼合せワーク2を取り付けて低速回転させながら、該貼合せワーク2の回転面2aに対して砥石15の回転面15aが直角になるように砥石15を高速回転させながら該貼合せワーク2に接触させて該砥石15又は該貼合せワーク2のいずれかを接近させて該砥石15による切込みを次第に増大させ、貼合せワーク2の最上部の1枚のワーク(シリコンウェーハ1A)の外周エッジ部1aを、貼合せワーク2の1枚の表面側から法線方向に砥石15を下向きに接触させて研削し、該砥石15の接触面と反対側のもう1枚のワーク(シリコンウェーハ1B)をチャッキングしたまま2枚のワーク2を砥石15とワーク取付け台4で挟み込み、砥石15の外周形状に合わせて円弧状に段差加工する方法である。The method of the present invention (Claim 1) is that at least two sheets are bonded together, and the uppermost sheet (
また本発明方法(請求項2)は、少なくとも2枚貼り合わされ、貼合せ面に半導体酸化膜等で電気的絶縁分離が施された貼合せワーク2の最上部の1枚(シリコンウェーハ1A)の外周エッジ部1aの板厚のみを薄くする段差加工を行う貼合せワークの外周エッジ部の段差加工方法において、貼合せワーク2をチャッキング可能に構成されたワーク取付け台4に貼合せワーク2を取り付けて低速回転させながら、該貼合せワーク2の回転面2aに対して砥石15の回転面15aが略直角になるようにかつ該回転面15aを該貼合せワーク2の半径方向から45度以内の角度傾斜させて配設された砥石15を高速回転させながら該貼合せワーク2に接触させて該砥石15又は該貼合せワーク2のいずれかを接近させて該砥石15による切込みを次第に増大させ、貼合せワーク2の最上部の1枚のワーク(シリコンウェーハ1A)の外周エッジ部1aをその半径方向から45度以内の角度傾斜した方向の研削により段差加工する方法てある。In addition, the method of the present invention (Claim 2) is a method of forming the uppermost sheet (
また本発明方法(請求項2)は、少なくとも2枚貼り合わされ、貼合せ面に半導体酸化膜等で電気的絶縁分離が施された貼合せワーク2の最上部の1枚(シリコンウェーハ1A)の外周エッジ部1aの板厚のみを薄くする段差加工を行う貼合せワークの外周エッジ部の段差加工方法において、貼合せワーク2をチャッキング可能に構成されたワーク取付け台4に貼合せワーク2を取り付けて低速回転させながら、該貼合せワーク2の回転面2aに対して砥石15の回転面15aが直角になるようにかつ該砥石15による研削が貼合せワーク2の1枚の表面中心から外周方向に該砥石15が下向きに接触する方向へ高速回転させながら該貼合せワーク2に接触させて該砥石15又は該貼合せワーク2のいずれかを接近させて該砥石15による切込みを次第に増大させ、貼合せワーク2の最上部の1枚の貼合せワーク(シリコンウェーハ1A)の外周エッジ部1aを、貼合せワーク2の1枚の表面側から法線方向に砥石15を下向きに接触させて研削し、該砥石15の接触面と反対側のもう1枚のワーク(シリコンウェーハ1B)をチャッキングしたまま2枚のワーク2を砥石15とワーク取付け台4で挟み込み、砥石15の外周形状に合わせて円弧状に段差加工する方法である。In addition, the method of the present invention (Claim 2 ) is a method for forming the uppermost sheet (
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。まず本発明の作用の概略を説明すると、図1に示すように、シリコンウェーハ1Aは、シリコン酸化膜3により電気的に絶縁されてシリコンウェーハ1Bと貼り合わされ、図2から図4に示すような貼合せワーク2が完成する。この際、図3及び図4に示すように、シリコンウェーハ1Aと、シリコンウェーハ1Bの外周は、かなり大きい円弧状の面取りが施され、かなり丸みを帯びた形状となっている。
そして段差加工が完了すると、図5に示すように、シリコンウェーハ1Aの外周エッジ部1aのみがリング状に薄くなった貼合せワーク2が完成する。本発明では、この外周エッジ部1aの段差残し量t(図16参照)を従来の1/2の50μmまで薄くすることが可能である。なお、シリコンウェーハ1Bには何らの加工も施されない。The present invention is configured as described above, and the operation thereof will be described below. First, the outline of the operation of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the
When the step processing is completed, as shown in FIG. 5, the bonded
次に、本発明の第1実施例の作用について、図6から図8及び図13から図17により詳細に説明する。図6において、貼合せワーク2は、ワーク取付け台4に真空吸引により吸着されて芯出しされて固定される。この状態では未だ砥石15は貼合せワーク2には接触しておらず、貼合せワーク2はワーク取付け台4と共に、低速(例えば1rpm程度)で矢印A方向に回転を開始する。Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 8 and FIGS. 13 to 17. FIG. In FIG. 6, the bonded
そこで、モータ19が回転し、プーリ20によりスピンドル22が回転し、これによって砥石15が矢印G方向に、即ち砥石15による研削が下向き削りとなるように、高速(例えば3000rpm程度)で回転を開始する。このとき冷却水噴射ノズル24から冷却水23が砥石15と貼合せワーク2との研削面8に噴射される。
砥石15の位置を固定した場合には、ワーク取付け台4が矢印Cの方向に移動して図6に示すように、外周エッジ部1aが砥石15の真下に来るように接近させ、更に矢印Eの如く上昇して、外周エッジ部1aが砥石15に接触すると同時に段差加工の研削が開始される。そして図8に示すように、砥石15の切込みを次第に増して、シリコンウェーハ1Aの外周エッジ部1aのみを砥石15の外周の形状に合わせて円弧状に薄く段差加工して行く。またワーク取付け台4の回転を除く動作を固定した場合には、砥石15の方が矢印Iの如く移動すると共に、矢印Kの如く下降して砥石15が貼合せワーク2に接触する。Therefore, the
When the position of the
このとき、図7に示すように、砥石15の回転面15aは、貼合せワーク2の回転面2aと直角に配設されており、また砥石15の回転面15aは貼合せワーク2の半径方向に略一致させてあるため、砥石16の研削面8側の外周は貼合せワーク2の半径方向外側に向かって常に高速で移動しており、また研削面8は貼合せワーク2の回転により刻々変化、即ちトラバースし、研削面8における切屑6の排出が、これらの作用があいまって極めて順調に行われる。この作用が図13から図15に詳細に図示されている。
切屑6は、砥石15の外周の研削面8における移動が、常にこれを貼合せワーク2の半径方向外側へ向かわせるものであるため、極めて順調に矢印Mの如く外部へ排出され、その排出効率が非常に高く、ほとんど研削面8に残留することがない。
このため、図17に示すように、貼合せワーク2のリング状の段差加工部、即ちシリコンウェーハ1Aの外周エッジ部1aの表面は非常にきれいに仕上がり、従来例に見られた条痕1bや亀裂1cは全く発生せず、またチップや欠けの発生も皆無である。
しかも図16に示す段差残し量tは、従来の限度であった100μmを一挙に1/2にする50μmまで薄くすることが可能である。At this time, as shown in FIG. 7, rotating surface 15a of the
Since the
For this reason, as shown in FIG. 17, the ring-shaped stepped portion of the bonded
Moreover, the step remaining amount t shown in FIG. 16 can be reduced to 50 μm, which is halved from 100 μm, which was the conventional limit.
また砥石15を矢印Gの如く下向きに回転させ、貼合せワーク2に対して下向き削りを行っているため、研削中常に砥石15からシリコンウェーハ1Aの外周エッジ部1aに対して押圧する力が作用するため、たとえ加工により薄くなっても、シリコンウェーハ1Aはシリコンウェーハ1Bから剥がれ難く、剥離するおそれがない。Further, since the
次に、図11及び図12に示す本発明の第2実施例の作用について説明する。まず図11の貼合せワークの外周エッジ部の段差加工装置10においては、砥石15が4個、90度間隔で配設されており、砥石15の回転面15aは貼合せワーク2の回転面2aに対して直角、かつ貼合せワーク2の半径方向に略一致させてあるので、個々の砥石の作用は第1実施例と変わらないが、この第2実施例では、4個の砥石15が同時に貼合せワーク2の4箇所を研削することができるため、貼合せワーク2は90度回転したところで加工が完了となるから、加工時間は単一の砥石15の場合に比べて1/4に短縮され、加工能率が4倍となる。Next, the operation of the second embodiment of the present invention shown in FIGS. 11 and 12 will be described. First, in the
図12の外周エッジ部の段差加工装置10においては、砥石15が4個配設されていることは図11と同一であるが、各砥石15は、その回転面15aが貼合せワーク2の半径方向から45度の範囲内で傾斜しているため、外周エッジ1aの研削線が傾斜角度ごとに異なることとなり、この研削線の向きを45度の範囲内で自由に設定することができる。
即ち、段差加工部の表面のきれいさ及び切屑6の排出効率が最も高い傾斜角度を選定することができ、最良の段差加工を行うことが可能となる。In the
That is, it is possible to select an inclination angle with the highest surface cleanness of the step processed portion and the highest chip discharge efficiency, and the best step processing can be performed.
1 シリコンウェーハ
1A 上側の1枚のシリコンウェーハ
1B 下側の1枚のシリコンウェーハ
1a 外周エッジ部
2 貼合せワーク
2a 回転面
3 半導体酸化膜の一例たるシリコン酸化膜
4 ワーク取付け台
10 貼合せワークの外周エッジ部の段差加工装置
11 砥石の駆動装置
15 砥石
15a 回転面DESCRIPTION OF
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