JPH0866850A - ワークの平面研削方法及び装置 - Google Patents
ワークの平面研削方法及び装置Info
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- JPH0866850A JPH0866850A JP6227291A JP22729194A JPH0866850A JP H0866850 A JPH0866850 A JP H0866850A JP 6227291 A JP6227291 A JP 6227291A JP 22729194 A JP22729194 A JP 22729194A JP H0866850 A JPH0866850 A JP H0866850A
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Abstract
工において、うねり、そりの修正又は改善が可能で、か
つ厚さバラツキのない半導体ウェーハを得ることがで
き、さらに従来よりも高精度のウェーハ加工を行なうこ
とができる上、加工工程の簡略化を図ることができ、加
工コストの低減を実現する。 【構成】 ワークの一方の面を平面研削装置の支持固定
手段に支持固定して該ワークの他方の面を平面研削する
方法であって、該ワークの一方の面を接着材料を介し
て、ベースプレートの上面に固定し、該ベースプレート
の下面を該支持固定手段に支持固定する。
Description
ックウェーハ、石英ウェーハ及び半導体ウェーハ(以下
単にウェーハということがある)等の平面研削方法及び
装置の改良に関する。
は、図6に示したごとく、円筒状の半導体インゴットを
ワイヤーソー、円形状内周刃等で薄板状に切断(スライ
シング)してウェーハとするスライシング工程Aと、ス
ライシングによって得られたウェーハの周辺部のカケを
防止するために周辺部の角部を除去する面取り工程B
と、面取り加工されたウェーハの厚さ、平坦度を整える
ために両面を研磨するラッピング工程Cと、ラッピング
処理されたウェーハの加工歪を除去するためにウェーハ
をエッチング液に浸漬して全面をエッチングするエッチ
ング工程Dと、エッチング処理されたウェーハの表面粗
さ及び平坦度を向上させるために片面又は両面を鏡面研
磨するポリッシング工程Eと、からなるものである。図
6に示した従来方法によって加工したウェーハの断面形
状を加工工程にしたがって図9に示した。同図におい
て、SWはスライシング工程終了直後のスライスウェー
ハ、LWはラッピング工程終了直後のラップウェーハ、
EWはエッチング工程終了直後のエッチングウェーハ及
びPWはポリッシング工程終了直後のポリッシュウェー
ハをそれぞれ示している。なお、図9におけるウェーハ
の凹凸はうねりを、ウェーハの弯曲はそりをそれぞれ強
調して示している。
はうねり、そりを含んだ形状をしている。これは、スラ
イシング時の切れ刃における切断抵抗の左右の微妙なア
ンバランスなどにより、必ずしも切れ刃が直進しないこ
とにより発生し、ウェーハ全体がおわん形あるいはS字
形になるような比較的周期の大きなものをそりと呼び、
数ミリ程度の小さい周期で凹凸が繰り返すものをうねり
と呼ぶ。スライシングにワイヤーソー及び円形状内周刃
を用いた場合、うねり及びそりがいずれも発生するが、
特にワイヤーソーを用いた場合うねりが発生しやすく問
題となる。また、スライシング直後のウェーハは加工歪
によるそりを持つ場合があり、このときはウェーハ表面
の軽微なエッチングが必要である。図6に示した現行の
一般的なウェーハ加工工程においては、ラッピング工程
Cがうねりを改善する働きをしている。しかし、そりに
関してはウェーハが容易に弾性変形してしまい修正は困
難であった(図9)。
るにつれ、その基板となる半導体ウェーハにもより高い
レベルの平坦度が求められてきている。この平坦度レベ
ルの高い高精度の形状のウェーハを得るためには、平面
研削加工を取り入れる必要がある。この平面研削加工を
取り入れる場合には、図7(スライシング工程A−平面
研削工程H−面取り工程B−ポリッシング工程E)又は
図8(スライシング工程A−面取り工程B−ラッピング
工程C−エッチング工程D−平面研削工程H−面取り工
程B2−ポリッシング工程E)に示した加工方法が適用
される。ここで、平面研削工程Hは、図12に示すよう
な公知の平面研削装置20を用いて行なわれる工程であ
る。図12において、22は研削砥石、24は支持固定
手段、Wはウェーハ等のワークを示す。
ング工程が省かれ、加工手順が簡略化されて工程的には
好適であるが、従来のウェーハ支持固定方式(例えば、
多孔質セラミックプレート等の硬質チャックテーブルに
ウェーハを真空吸着する方式)の平面研削装置を用いて
平面研削加工を行なうと、吸着時にウェーハが弾性変形
するため、うねり、そりがほとんど改善されないという
難点があった。
削加工は、例えば、図10に示すごとく、(イ)スライ
シング工程終了直後のウェーハSW〔図10(1)〕の
下面を真空チャック手段12にチャッキング固定するス
テップ〔図10(2)〕、(ロ)該固定されたウェーハ
SWの上面を平面研削するステップ〔図10(3)〕、
(ハ)該上面を平面研削されたウェーハを該真空チャッ
ク手段12から取り外すステップ(上面を平面研削され
たウェーハHW1のうねり、そりは解消されないままの
状態となっている)〔図10(4)〕、(ニ)該上面を
平面研削されたウェーハHW1の上下面を反転するステ
ップ〔図10(5)〕、(ホ)該反転されたウェーハH
W1の上面を真空チャッキング手段12にチャッキング
固定するステップ、〔図10(6)〕(ヘ)該固定され
たウェーハHW1の下面を平面研削するステップ〔図1
0(7)〕、(ト)該両面を平面研削されたウェーハH
W2を真空チャッキング手段12から取り外すステップ
(両面を平面研削されたウェーハHW2のうねり、そり
は解消されないままの状態となっている)〔図10
(8)〕、とから構成される。図10において、HW1
は片面平面研削ウェーハ、HW2は両面平面研削ウェー
ハを示す。その後、この両面を平面研削されたウェーハ
HW2はポリッシングされるが、図示したごとく、この
ポリッシングされたウェーハPWにもうねり、そりは残
存する〔図10(9)〕。このように、ウェーハのうね
り、そりは、従来の平面研削加工を単純に導入しても、
ポリッシング加工後においても残り、ウェーハの品質を
著しく損うので、図7及び図10に示した加工工程は実
用されるものではなかった。
方法として、図7及び図10以外に、図8に示したよう
なウェーハ加工方法が提案されている。この図8の加工
方法は、図6の従来方法において、エッチング工程D後
に平面研削工程Hと第2の面取り工程B2を追加したも
のである。図8の加工方法に従来の平面研削加工を適用
した場合を図11に示した。図11において、図10と
同一部材には同一符号を付けた。この図8及び図11に
示す加工方法は、ウェーハのうねりが解消される利点が
あるものの、工程数が増大し、加工コストの上昇を招く
不利があった。それ故、現在のウェーハの平面加工は、
ラッピング処理によって行なうのが通常であり、平面研
削盤を用いる平面研削加工は、厚さバラツキの少ないウ
ェーハを得ることができる利点を有するにもかかわら
ず、実際のウェーハ製造工程に導入することは難しかっ
た。
ているラッピング工程により、図9及び図11に示すご
とく、うねりは改善されるものの、そりの改善効果はあ
まり期待できず、そりに対する効果的な除去方法は従来
存在しなかった。
題点に鑑みなされたもので、うねり、そりの修正又は改
善が可能で、かつ厚さバラツキのないワークを得ること
ができ、さらに従来よりも高精度のワーク加工を行なう
ことができる上、加工工程の簡略化を図ることができ、
加工コストの低減を実現することのできるようにしたワ
ークの平面研削方法及び装置を提供することを目的とす
る。
に、本発明は、ワークの一方の面を平面研削装置の支持
固定手段に支持固定して該ワークの他方の面を平面研削
する方法であって、該ワークの一方の面を接着材料を介
して、ベースプレートの上面に固定し、該ベースプレー
トの下面を該支持固定手段に支持固定するようにしたも
のである。
らに具体的に言えば、(a)ワークの一方の面を接着材
料を介して、ベースプレートの上面に固定するステッ
プ、(b)該ベースプレートの下面を支持固定手段に支
持固定するステップ、(c)該支持固定されたワークの
他方の面を平面研削するステップ、(d)該ベースプレ
ートと該他方の面を平面研削されたワークを該支持固定
手段から取り外すステップ、(e)該他方の面を平面研
削されたワークを該ベースプレートから離脱するステッ
プ、(f)該他方の面を平面研削されたワークの上下を
反転させるステップ、(g)該他方の面を平面研削され
たワークの他方の面を該支持固定手段に支持固定するス
テップ、(h)該支持固定されたワークの一方の面を平
面研削するステップ、(i)該両面を平面研削されたワ
ークを該支持固定手段から取り外すステップ、から構成
されている。
剤、石膏又は氷等を用いることができる。ワークをベー
スプレートから離脱させた状態では、ワークの下面にこ
れらの接着材料が付着している。これらの接着材料は、
平面研削作業の邪魔となる場合には、それぞれの除去剤
によって除去すればよいし、氷であれば加熱溶解すれば
よいが、例えば石膏のような付着物の場合には、ワーク
の下面に付着したまま平面研削を行なうことも可能であ
る。上記ワークの支持固定手段としては真空チャック手
段を用いるのが好適であるが、機械的チャック手段、電
磁的チャック手段も用いることができる。
固定手段とを有する平面研削装置であり、平面研削すべ
きワークの一方の面をベースプレートの上面に接着材料
を介して固定し、該ワークと該ベースプレートとの接着
体を該ベースプレートの下面を介して該支持固定手段に
支持固定し、この状態で該ワークの他方の面を平面研削
するようにしたものである。
るスライシング工程と、スライシングされたワークを平
面研削する工程と、平面研削されたワークの面取りを行
なう工程と、面取りされたワークをポリッシングする工
程とからなるワークの平面加工方法において、平面研削
工程として上記した本発明の平面研削方法を適用するこ
とによって、ワークの平面加工を効率的に行なうことが
可能となる。特にスライシング工程にうねりの発生しや
すいワイヤーソーを用いた場合、本発明の平面研削方法
は好適であるが、円形状内周刃、バンドソーなどあらゆ
る切断手段を用いた場合にも適用できる。また、スライ
シング工程直後のワークに加工歪によるそりがある場合
は、平面研削工程の前にワーク表面のエッチングを行う
ことが好ましい。
溶融接着材料、例えば溶融ワックス、ホットメルト接着
剤等を供給する手段として、内部に溶融接着材料を貯蔵
する貯蔵タンクと、該貯蔵タンクに内圧を加える加圧手
段と、該貯蔵タンクから溶融接着材料を加圧輸送する配
管手段と、相対向して設けられた一対の上側加熱手段及
び下側加熱手段とを有する構成とし、ベースプレートを
該下側加熱手段上に載置し、ワークを該ベースプレート
上に載置するとともに該下側加熱手段及び上側加熱手段
により該ベースプレート及びワークを加熱した状態と
し、該加圧手段によって該貯蔵タンクに内圧を加えて溶
融接着材料を該配管手段を介して該ベースプレートとワ
ークとの間隙に供給するようにすれば、ベースプレート
とワークとの間に気泡を入れることなく、溶融接着材料
を供給し、接着することができる。なお、本発明でいう
ワークとしては、半導体ウェーハ等を例示することがで
きる。
ウェーハをうねり、そりのあるがままの状態で、即ち変
形させずに平面研削盤等の平面研削装置の加工台に固定
することを実現し、平坦性に優れたウェーハの平面研削
を行なうことを可能とした。具体的には、厚手で剛性の
あるベースプレートにワックス等の接着材料を介してウ
ェーハを固定し、それを平面研削盤に真空チャック手段
によりチャッキングする。うねり、そりのあるウェーハ
面とベースプレート面との隙間を接着材料の層が埋める
ため、ウェーハを変形させずに保持でき、平坦性に優れ
たウェーハ面を研削できる。次にこのウェーハの平坦面
を真空チャック手段によりチャッキングし、反対面を研
削すると、うねり及びそりがなく、厚さバラツキのない
ウェーハを製造することができる。
〜図5に基づいて説明する。図1〜図5において、図6
〜図12と同一又は類似部材は同一符号で示す。なお、
以下の実施例においては、ワークの好ましい例としてウ
ェーハについて記述する。
ーを用いてスライシング処理された原料ウェーハであ
る。該ウェーハSW〔図1(1)〕の上下面に示された
凹凸はうねりを強調して図示したものであり、また該ウ
ェーハSWの全体の弯曲形状はそりを強調して示したも
のである。該スライシング処理された原料ウェーハSW
の表面写真を図4に示す。
ス等の接着材料Yを介して、平坦なベースプレート14
の上面に固定される〔ステップ(a)、図1(2)〕。
該ベースプレート14は、厚手で剛性のある平坦なプレ
ートであることが必要である。なお、接着材料Yとして
は、ウェーハの接着機能を果すものであればいかなる材
質のものも使用でき、ワックスの他に、接着剤、石膏、
氷等をあげることができる。
スプレート14の下面を真空チャック手段12に支持固
定(チャッキング)する〔ステップ(b)、図1
(2)〕。この真空チャック手段12としては、例え
ば、図2に示した従来装置と同様の平面研削盤20の真
空チャック手段12をそのまま用いればよい。該ベース
プレート14を支持固定する手段としては真空チャック
手段12を例示したが 、その他の公知の支持固定手段
が適用可能なことは勿論である。
ングされたベースプレート14の上面に固定されたウェ
ーハSWの上面は、平面研削される〔ステップ(c)、
図1(3)〕。この平面研削は、例えば、図2に示した
平面研削盤20の平面研削手段、即ち研削砥石22を用
いて行なえばよい。上面を平面研削されたウェーハHW
1はベースプレート14とともに該真空チャック手段1
2から取り外される〔ステップ(d)、図1(3)〕。
ースプレート14から離脱される〔ステップ(e)、図
1(4)〕。このとき、該ウェーハHW1の下面には接
着材料Yが付着されたままであるから、この接着材料Y
を除去剤により除去する。氷であれば加熱溶解する。な
お、ウェーハHW1の下面の平面研削の際に邪魔になら
ない接着材料Y(例えば、石膏)であれば、平面研削時
に同時に研削除去されるので、その除去処理は不要であ
る。
上下面が反転せしめられる〔ステップ(f)、図1
(5)〕。
上面は真空チャック手段12にチャッキングされる〔ス
テップ(g)、図1(6)〕。
の下面は平面研削される〔ステップ(h)、図1
(7)〕。
は、該真空チャック手段12から取り外される〔ステッ
プ(i)、図1(8)〕。この両面を平面研削されたウ
ェーハHW2は、図10に示した従来の平面研削加工と
異なり、その両面のうねりは完全に修正され、厚さバラ
ツキもなく、さらにそりも修正した良好な形状となって
いる。該平面研削したウェーハHW2の表面写真を図5
に示す。うねり、そりが完全に除去されていることが確
認できる。この平面研削されたウェーハHW2は、さら
に面取り加工及びポリッシング加工される〔図1
(9)〕。
り及びそりがなく、厚さバラツキのないウェーハを平面
研削装置を用いて平面研削加工することができる。その
ため、従来のウェーハ加工工程において、ラッピング工
程を省略することが可能なことは勿論、場合によりエッ
チング工程の省略も可能となる。
接着にあたって、両者の接着を緊密にするためには、接
着材料中に気泡を含まないことが肝要である。気泡を伴
うことなく溶融接着材料、例えば溶融ワックス、ホット
メルト接着剤等を供給する装置の一例を図3に示して説
明する。
供給装置である。該装置30は、内部に溶融接着材料、
例えば溶融ワックス、ホットメルト接着剤等Yを貯蔵す
る貯蔵タンク34と、該貯蔵タンク34に内圧を加える
加圧手段、例えば加圧ライン36と、該貯蔵タンク34
から溶融接着材料Yを加圧輸送する配管手段38と、相
対向して設けられた一対の上側加熱手段、例えば上側ホ
ットプレート40及び下側加熱手段、例えば下側ホット
プレート42とを有している。該上側加熱手段40は、
支持部材44を介して開閉自在に回動可能とされてい
る。該下側加熱手段42上にベースプレート14及びウ
ェーハWを載置し、又取り除く場合には、開放し、溶融
接着材料Yの供給時には、図示したごとく閉じた状態と
する。46、46は該下側加熱42を支持する支持脚で
ある。
は次のように行う。まず、上側加熱手段40を開放して
ベースプレート14を下側加熱手段42上に載置し、つ
いでウェーハWを該ベースプレート14上に載置する。
そこで、該上側加熱手段40を閉じて、該ベースプレー
ト14を下側加熱手段42により、また該ウェーハWを
上側加熱手段40により、それぞれ加熱する。この状態
で、該加圧手段36によって該貯蔵タンク34に内圧を
加えて溶融接着材料Yを配管手段38を介して該ベース
プレート14とウェーハWとの間隙48に供給する。該
配管手段38の配管態様は、該間隙48に溶融接着材料
Yが供給されればよいもので特別の限定はないが、図示
の例では、該下側加熱手段42及びベースプレート14
の内部に配管手段38を挿通した場合を示した。この場
合、ベースプレート14には配管用の挿通孔50が開穿
されている。溶融接着材料Yの供給作業が終了したら、
該上側加熱手段40を開放して、該ベースプレート14
とウェーハWの接着した一体物を取り出せばよい。この
溶融接着材料供給装置30の使用により、ベースプレー
ト14とウェーハWとの間隙48に気泡を入れることな
く溶融接着材料Yを供給し、両者を緊密に接着すること
ができる。
方法の平面研削加工に本発明の平面研削加工を適用した
例について説明したが、本発明方法の特徴は、ウェーハ
等のワークの一方の面を接着材料を介してベースプレー
トの上面に固定し、このベースプレートの下面を支持固
定した状態でウェーハ等のワークの他方の面を平面研削
する点に存するものであり、この発明的特徴を包含する
いかなるワーク加工方法も本発明の技術的範囲に含まれ
ることはいうまでもない。
ねり、そりのあるウェーハ等のワークでも、そのうね
り、そりを修正でき、かつ厚さバラツキのない良好なワ
ークの平面研削を行なうことが可能となる。これによ
り、従来のラッピング工程に代わって平面研削工程を導
入することが可能となり、従来よりも高精度のワーク加
工を行なうことができる上、加工工程の簡略化を図るこ
とができ、加工コストの低減を実現できる利点がある。
す説明図である。
説明図である。
示す概略説明図である。
ハの表面を示す写真である。
面を示す写真である。
る。
1例を示す工程図である。
他の例を示す工程図である。
面形状の変化を工程順に示した説明図である。
断面形状の変化を工程具体図とともに示した説明図であ
る。
断面形状の変化を工程具体図とともに示した説明図であ
る。
る。
ーハの表面上に形成された微細なパターンを示す写真で
ある。
表面上に形成された微細なパターンを示す写真である。
Claims (12)
- 【請求項1】 ワークの一方の面を平面研削装置の支持
固定手段に支持固定して該ワークの他方の面を平面研削
する方法であって、該ワークの一方の面を接着材料を介
して、ベースプレートの上面に固定し、該ベースプレー
トの下面を該支持固定手段に支持固定することを特徴と
するワークの平面研削方法。 - 【請求項2】 (a)ワークの一方の面を接着材料を介
して、ベースプレートの上面に固定するステップ、
(b)該ベースプレートの下面を支持固定手段に支持固
定するステップ、(c)該支持固定されたワークの他方
の面を平面研削するステップ、(d)該ベースプレート
と該他方の面を平面研削されたワークを該支持固定手段
から取り外すステップ、(e)該他方の面を平面研削さ
れたワークを該ベースプレートから離脱するステップ、
(f)該他方の面を平面研削されたワークの上下を反転
させるステップ、(g)該他方の面を平面研削されたワ
ークの他方の面を該支持固定手段に支持固定するステッ
プ、(h)該支持固定されたワークの一方の面を平面研
削するステップ、(i)該両面を平面研削されたワーク
を該支持固定手段から取り外すステップ、からなるワー
クの平面研削方法。 - 【請求項3】 上記接着材料がワックス、接着剤、石膏
又は氷であることを特徴とする請求項1又は2記載のワ
ークの平面研削方法。 - 【請求項4】 上記支持固定手段が真空チャック手段で
あることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載
のワークの平面研削方法。 - 【請求項5】 原料インゴットをワークに切断するスラ
イシング工程と、スライシングされたワークを平面研削
する工程と、平面研削されたワークの面取りを行なう工
程と、面取りされたワークをポリッシングする工程とを
有し、上記平面研削工程として請求項1〜4のいずれか
1項に記載の方法を適用することを特徴とするワークの
加工方法。 - 【請求項6】 上記スライシング工程にワイヤーソーを
用いることを特徴とする請求項5記載の加工方法。 - 【請求項7】 上記スライシング工程と上記平面研削工
程の間に上記ワークをエッチングする工程を行うことを
特徴とする請求項5又は6記載の加工方法。 - 【請求項8】 上記ワークが半導体ウェーハであること
を特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項9】 平面研削手段と支持固定手段とを有する
平面研削装置であり、平面研削すべきワークの一方の面
をベースプレートの上面に接着材料を介して固定し、該
ワークと該ベースプレートとの接着体を該ベースプレー
トの下面を介して該支持固定手段に支持固定し、この状
態で該ワークの他方の面を平面研削するようにしたこと
を特徴とする平面研削装置。 - 【請求項10】 上記支持固定手段が真空チャック手段
であることを特徴とする請求項8記載の平面研削装置。 - 【請求項11】 内部に溶融接着材料を貯蔵する貯蔵タ
ンクと、該貯蔵タンクに内圧を加える加圧手段と、該貯
蔵タンクから溶融接着材料を加圧輸送する配管手段と、
相対向して設けられた一対の上側加熱手段及び下側加熱
手段とを有し、ベースプレートを該下側加熱手段上に載
置し、ワークを該ベースプレート上に載置するとともに
該下側加熱手段及び上側加熱手段により該ベースプレー
ト及びワークを加熱した状態とし、該加圧手段によって
該貯蔵タンクに内圧を加えて溶融接着材料を該配管手段
を介して該ベースプレートとワークとの間隙に供給する
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の方
法に用いられる溶融接着材料供給装置。 - 【請求項12】 上記ワークが半導体ウェーハであるこ
とを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項記載の装
置。
Priority Applications (5)
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JP6227291A JP3055401B2 (ja) | 1994-08-29 | 1994-08-29 | ワークの平面研削方法及び装置 |
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MYPI95002433A MY132081A (en) | 1994-08-29 | 1995-08-18 | Method and apparatus for surface-grinding of workpiece |
EP95305777A EP0699504B1 (en) | 1994-08-29 | 1995-08-18 | Method and apparatus for surface-grinding of workpiece |
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Applications Claiming Priority (1)
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JPH0866850A true JPH0866850A (ja) | 1996-03-12 |
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