JPH09309049A - 半導体ウエハの高精度研削方法 - Google Patents
半導体ウエハの高精度研削方法Info
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- JPH09309049A JPH09309049A JP12802696A JP12802696A JPH09309049A JP H09309049 A JPH09309049 A JP H09309049A JP 12802696 A JP12802696 A JP 12802696A JP 12802696 A JP12802696 A JP 12802696A JP H09309049 A JPH09309049 A JP H09309049A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い平坦度を得ることができる半導体ウエハ
の高精度研削方法を提供する。 【解決手段】 半導体ウエハ３をカップ型の研削ホイー
ル５で研削する半導体ウエハ３の高精度研削方法におい
て、研削ホイール５の砥粒層６の外周７を半導体ウエハ
３の回転中心Ｏに一致させて研削する。半導体ウエハ３
の中心部が周辺部とほぼ同じ温度に保たれるので、半導
体ウエハ３の中心部の熱膨脹が抑制され、研削後のウエ
ハ平坦度が向上する。
の高精度研削方法を提供する。 【解決手段】 半導体ウエハ３をカップ型の研削ホイー
ル５で研削する半導体ウエハ３の高精度研削方法におい
て、研削ホイール５の砥粒層６の外周７を半導体ウエハ
３の回転中心Ｏに一致させて研削する。半導体ウエハ３
の中心部が周辺部とほぼ同じ温度に保たれるので、半導
体ウエハ３の中心部の熱膨脹が抑制され、研削後のウエ
ハ平坦度が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、シリコンウエハ
などの半導体ウエハを高精度に研削する方法に関する。
などの半導体ウエハを高精度に研削する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウエハなどの半導体ウエハは、
高精度の厚み偏差が要求される。例えば２０ mm 四方の
セルに対する厚み偏差として、０．３μm 以下の高い精
度が求められるようになってきている。
高精度の厚み偏差が要求される。例えば２０ mm 四方の
セルに対する厚み偏差として、０．３μm 以下の高い精
度が求められるようになってきている。
【０００３】従来は、遊離砥粒方式の研磨加工により半
導体ウエハを加工していたが、このような高い加工精度
を研磨加工で得ることは困難になりつつある。これに替
わる加工技術として固定砥粒方式の研削加工に期待が高
まっている。研削加工では、装置精度を高め、これを半
導体ウエハに転写することで高精度な半導体ウエハを得
ることが可能である。半導体ウエハの研削加工では、ウ
エハを真空チャックに固定し、カップ型のダイヤモンド
研削ホイールを回転させながらウエハに切り込ませるイ
ンフィード研削方式が用いられることが多い。
導体ウエハを加工していたが、このような高い加工精度
を研磨加工で得ることは困難になりつつある。これに替
わる加工技術として固定砥粒方式の研削加工に期待が高
まっている。研削加工では、装置精度を高め、これを半
導体ウエハに転写することで高精度な半導体ウエハを得
ることが可能である。半導体ウエハの研削加工では、ウ
エハを真空チャックに固定し、カップ型のダイヤモンド
研削ホイールを回転させながらウエハに切り込ませるイ
ンフィード研削方式が用いられることが多い。
【０００４】図４は、従来の半導体ウエハの研削方法を
示す例である。図４のように、回転テーブル１に取り付
けた真空チャック２に半導体ウエハ３を保持し、カップ
型の研削ホイール５で半導体ウエハ３を研削する。回転
テーブル１は矢印Ａの方向に回転し、研削ホイールは矢
印Ｂの方向に回転する。
示す例である。図４のように、回転テーブル１に取り付
けた真空チャック２に半導体ウエハ３を保持し、カップ
型の研削ホイール５で半導体ウエハ３を研削する。回転
テーブル１は矢印Ａの方向に回転し、研削ホイールは矢
印Ｂの方向に回転する。
【０００５】従来は、半導体ウエハの中心部に研削残り
が生じないように、半導体ウエハ３の中心Ｏが砥粒層６
の幅の中央近傍に位置するようにして研削していた。た
とえば、砥粒層の幅が３ mm の場合には、半導体ウエハ
３の回転中心Ｏと研削ホイールの外周７との間の距離Ｌ
は、１〜１．５ mm 程度に設定していた。
が生じないように、半導体ウエハ３の中心Ｏが砥粒層６
の幅の中央近傍に位置するようにして研削していた。た
とえば、砥粒層の幅が３ mm の場合には、半導体ウエハ
３の回転中心Ｏと研削ホイールの外周７との間の距離Ｌ
は、１〜１．５ mm 程度に設定していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来は、
半導体ウエハの回転中心が砥粒層の幅の中央近傍に位置
しているために、半導体ウエハの表面に供給した研削液
がウエハの中心部に十分に行き渡らず、ウエハの中心近
傍が十分に冷却されていなかった。したがって、研削中
はウエハ中心部が周辺部分よりも高温となり、熱膨脹し
た状態で研削が行われることになる。
半導体ウエハの回転中心が砥粒層の幅の中央近傍に位置
しているために、半導体ウエハの表面に供給した研削液
がウエハの中心部に十分に行き渡らず、ウエハの中心近
傍が十分に冷却されていなかった。したがって、研削中
はウエハ中心部が周辺部分よりも高温となり、熱膨脹し
た状態で研削が行われることになる。
【０００７】このように熱膨脹した状態で平坦に研削さ
れるため、研削が終了してウエハ全面の温度が均一にな
ると、ウエハの中心部は収縮し、図５の断面図に示すよ
うに半導体ウエハの中心部が凹状にくぼむような形状と
なっていた。
れるため、研削が終了してウエハ全面の温度が均一にな
ると、ウエハの中心部は収縮し、図５の断面図に示すよ
うに半導体ウエハの中心部が凹状にくぼむような形状と
なっていた。
【０００８】本発明は、高い平坦度を得ることができる
半導体ウエハの高精度研削方法を提供するためのもので
ある。
半導体ウエハの高精度研削方法を提供するためのもので
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体ウエハの
高精度研削方法は、回転テーブルに保持した半導体ウエ
ハをカップ型研削ホイールで研削する半導体ウエハの高
精度研削方法において、研削ホイールの外周を半導体ウ
エハの回転中心に一致させて研削する。
高精度研削方法は、回転テーブルに保持した半導体ウエ
ハをカップ型研削ホイールで研削する半導体ウエハの高
精度研削方法において、研削ホイールの外周を半導体ウ
エハの回転中心に一致させて研削する。
【００１０】上記研削方法において、砥粒層の外周を真
円に加工した後、半導体ウエハを研削することが好まし
い。また、半導体ウエハの回転中心に対する、砥粒層の
外周位置を検出し、検出した外周位置に基づき回転テー
ブルを移動させ、砥粒層の外周を半導体ウエハの回転中
心に一致させ、半導体ウエハを研削するようにしてもよ
い。
円に加工した後、半導体ウエハを研削することが好まし
い。また、半導体ウエハの回転中心に対する、砥粒層の
外周位置を検出し、検出した外周位置に基づき回転テー
ブルを移動させ、砥粒層の外周を半導体ウエハの回転中
心に一致させ、半導体ウエハを研削するようにしてもよ
い。
【００１１】研削ホイールの砥粒層の外周が半導体ウエ
ハの回転中心に一致しているので、研削液を半導体ウエ
ハの全面にわたって供給することが可能で、半導体ウエ
ハの中心部が周辺部とほぼ同じ温度に保たれる。その結
果、半導体ウエハの中心部の熱膨脹が抑制され、研削後
のウエハ平坦度を向上させることができる。
ハの回転中心に一致しているので、研削液を半導体ウエ
ハの全面にわたって供給することが可能で、半導体ウエ
ハの中心部が周辺部とほぼ同じ温度に保たれる。その結
果、半導体ウエハの中心部の熱膨脹が抑制され、研削後
のウエハ平坦度を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１の例を用いて、本発明の研削
方法を説明する。図１において、研削ホイール５の砥粒
層６の外周７を、半導体ウエハ３の回転中心Ｏに一致さ
せるには、例えばロータリーテーブル１をＸ方向に往復
移動が可能なＸスライド（図示しない）に取り付け、Ｘ
スライドを数値制御などにより高精度で移動させる。こ
のとき、砥粒層６の外周７と半導体ウエハ３の回転中心
Ｏとの間の間隔Ｌ（図４参照）は、０μm 乃至４００μ
m とすることが望ましい。これ以上の値になると、研削
液がウエハ中心に供給されない液切れの状態になりやす
く、研削後にウエハ中心部が凹んだ状態になり易く、好
ましくない。
方法を説明する。図１において、研削ホイール５の砥粒
層６の外周７を、半導体ウエハ３の回転中心Ｏに一致さ
せるには、例えばロータリーテーブル１をＸ方向に往復
移動が可能なＸスライド（図示しない）に取り付け、Ｘ
スライドを数値制御などにより高精度で移動させる。こ
のとき、砥粒層６の外周７と半導体ウエハ３の回転中心
Ｏとの間の間隔Ｌ（図４参照）は、０μm 乃至４００μ
m とすることが望ましい。これ以上の値になると、研削
液がウエハ中心に供給されない液切れの状態になりやす
く、研削後にウエハ中心部が凹んだ状態になり易く、好
ましくない。
【００１３】間隔Ｌを上記範囲内に収めるために、砥粒
層６の外周を真円に加工しておくことが必要である。砥
粒層の外周を真円にするには、研削ホイールを研削装置
に取り付けた後に、砥粒層の外周面を研削加工または旋
削加工することが好ましい。なお、ここでいう真円と
は、砥粒層の任意の断面を取ったときに切り口に現れる
砥粒層の外周の真円度誤差が４００μm 以下となってい
る状態をいう。本発明では、砥粒層の外周の真円度の誤
差は２００μm 以内であることが望ましく、さらには１
００μm 以内とすることが好ましい。
層６の外周を真円に加工しておくことが必要である。砥
粒層の外周を真円にするには、研削ホイールを研削装置
に取り付けた後に、砥粒層の外周面を研削加工または旋
削加工することが好ましい。なお、ここでいう真円と
は、砥粒層の任意の断面を取ったときに切り口に現れる
砥粒層の外周の真円度誤差が４００μm 以下となってい
る状態をいう。本発明では、砥粒層の外周の真円度の誤
差は２００μm 以内であることが望ましく、さらには１
００μm 以内とすることが好ましい。
【００１４】また、半導体ウエハの回転中心に対する、
砥粒層の外周位置を検出し、検出した外周位置に基づき
回転テーブルを変位させ、砥粒層の外周位置を半導体ウ
エハの回転中心に一致させるようにしてもよい。
砥粒層の外周位置を検出し、検出した外周位置に基づき
回転テーブルを変位させ、砥粒層の外周位置を半導体ウ
エハの回転中心に一致させるようにしてもよい。
【００１５】外周位置の検出方法としては、不要なウエ
ハを用意して、図４の間隔Ｌがマイナス、すなわち、ウ
エハ中心部に研削されない部分が出来るようにウエハを
研削して、この未研削部分の直径を測定し、半径に相当
する量だけ回転テーブルを補正位置決めする方法や、Ｃ
ＣＤカメラで撮影した映像をコンピュータで画像処理
し、砥粒層の外周位置を求めて回転テーブルの位置をフ
ィードバック制御する方法などが考えられる。
ハを用意して、図４の間隔Ｌがマイナス、すなわち、ウ
エハ中心部に研削されない部分が出来るようにウエハを
研削して、この未研削部分の直径を測定し、半径に相当
する量だけ回転テーブルを補正位置決めする方法や、Ｃ
ＣＤカメラで撮影した映像をコンピュータで画像処理
し、砥粒層の外周位置を求めて回転テーブルの位置をフ
ィードバック制御する方法などが考えられる。
【００１６】
【実施例】図２は、この発明の研削方法を実施する研削
装置の一例を示している。研削装置１１は、コラム１
２、ベッド１５および制御装置３０からなる。コラム１
２には、回転可能な主軸１４を備えたＺスライド１３が
取り付けられている。Ｚスライド１３は、Ｄの矢印のよ
うに上下移動が可能になっている。研削ホイール５は、
Ｚスライド１３に内蔵された位置決めスケール（図示し
ない）からの信号に基づき、制御装置３０により切込み
位置が制御される。
装置の一例を示している。研削装置１１は、コラム１
２、ベッド１５および制御装置３０からなる。コラム１
２には、回転可能な主軸１４を備えたＺスライド１３が
取り付けられている。Ｚスライド１３は、Ｄの矢印のよ
うに上下移動が可能になっている。研削ホイール５は、
Ｚスライド１３に内蔵された位置決めスケール（図示し
ない）からの信号に基づき、制御装置３０により切込み
位置が制御される。
【００１７】ベッド１５には、Ｃの矢印のように左右に
移動可能なＸスライド１６が設けられている。Ｘスライ
ド１６には、回転可能なロータリーテーブル１および真
空チャック２が取り付けられている。Ｘスライド１６に
は位置決めスケールが内蔵されており、半導体ウエハ３
を保持するロータリーテーブル１を、数値制御により位
置決めできるようになっている。本実施例では、位置決
め分解能が１μm の制御系を採用している。
移動可能なＸスライド１６が設けられている。Ｘスライ
ド１６には、回転可能なロータリーテーブル１および真
空チャック２が取り付けられている。Ｘスライド１６に
は位置決めスケールが内蔵されており、半導体ウエハ３
を保持するロータリーテーブル１を、数値制御により位
置決めできるようになっている。本実施例では、位置決
め分解能が１μm の制御系を採用している。
【００１８】また、Ｘスライド１６は、研削ホイールの
砥粒層の外周の真円度を機上修正するための修正砥石軸
２０を備えている。この修正砥石軸２０に、修正砥石２
１を取付けて回転駆動しながら砥粒層の外周に切り込ま
せる。研削ホイール５およびロータリーテーブル１は、
それぞれモータ（図示しない）により例えば、Ａおよび
Ｂの矢印の方向に回転駆動される。
砥粒層の外周の真円度を機上修正するための修正砥石軸
２０を備えている。この修正砥石軸２０に、修正砥石２
１を取付けて回転駆動しながら砥粒層の外周に切り込ま
せる。研削ホイール５およびロータリーテーブル１は、
それぞれモータ（図示しない）により例えば、Ａおよび
Ｂの矢印の方向に回転駆動される。
【００１９】上記のように構成された装置において、ま
ず、最初のステップとして研削ホイールの砥粒層の外周
の真円度を機上修正する。本実施例では、粒度が２５０
０番のレジンボンドのダイヤモンドホイールを研削ホイ
ール５として使用した。砥粒層の外径は２００ mm 、幅
が３ mm のものを使用した。修正砥石としては、粒度１
４０番、外径５０ mm のＧＣ砥石を使用した。
ず、最初のステップとして研削ホイールの砥粒層の外周
の真円度を機上修正する。本実施例では、粒度が２５０
０番のレジンボンドのダイヤモンドホイールを研削ホイ
ール５として使用した。砥粒層の外径は２００ mm 、幅
が３ mm のものを使用した。修正砥石としては、粒度１
４０番、外径５０ mm のＧＣ砥石を使用した。
【００２０】修正加工時の研削ホイールの回転数は２０
０rpm 、修正砥石の回転数は８０００rpm とし、それぞ
れ図２に示す方向に回転させた。Ｘスライドを１０秒ご
とに１μm ステップで切り込ませた結果、研削ホイール
の砥粒層の外周の真円度は約１５μm であった。その時
の真円度の測定には電気マイクロを使用した。
０rpm 、修正砥石の回転数は８０００rpm とし、それぞ
れ図２に示す方向に回転させた。Ｘスライドを１０秒ご
とに１μm ステップで切り込ませた結果、研削ホイール
の砥粒層の外周の真円度は約１５μm であった。その時
の真円度の測定には電気マイクロを使用した。
【００２１】次のステップとして、ロータリーテーブル
１の位置を調整した。まず、不要なシリコンウエハを１
枚用意し、真空チャック２に吸引保持したのち、ロータ
リーテーブルを６０rpm で回転させた。研削ホイールも
３００rpm 程度で回転させながら、手動送りでＸスライ
ドを研削ホイールの下に移動させた。このとき、研削ホ
イールがウエハに切り込まないように、Ｚスライドを上
昇させておく。ウエハの中心Ｏと、砥粒層６の外周７と
の距離Ｍが正となるように、すなわち図４で示した距離
ＬがマイナスとなるようにＸスライドを移動させる。こ
の状態でＺスライドを下降させ、研削ホイールをウエハ
に切り込ませると、ウエハの中心部分にはＭを半径とす
る未研削部分が残る。
１の位置を調整した。まず、不要なシリコンウエハを１
枚用意し、真空チャック２に吸引保持したのち、ロータ
リーテーブルを６０rpm で回転させた。研削ホイールも
３００rpm 程度で回転させながら、手動送りでＸスライ
ドを研削ホイールの下に移動させた。このとき、研削ホ
イールがウエハに切り込まないように、Ｚスライドを上
昇させておく。ウエハの中心Ｏと、砥粒層６の外周７と
の距離Ｍが正となるように、すなわち図４で示した距離
ＬがマイナスとなるようにＸスライドを移動させる。こ
の状態でＺスライドを下降させ、研削ホイールをウエハ
に切り込ませると、ウエハの中心部分にはＭを半径とす
る未研削部分が残る。
【００２２】研削後にウエハを取り外し、未研削部分の
直径を測定し、これから半径を求めるとＭの値が分か
る。本実施例では、Ｍは６７３μm であった。このＭの
量だけ、Ｘスライドの移動量を補正すると、砥粒層の外
周７をウエハおよびロータリーテーブルの回転中心に一
致させることができる。
直径を測定し、これから半径を求めるとＭの値が分か
る。本実施例では、Ｍは６７３μm であった。このＭの
量だけ、Ｘスライドの移動量を補正すると、砥粒層の外
周７をウエハおよびロータリーテーブルの回転中心に一
致させることができる。
【００２３】上述のような準備を行った後、シリコンウ
エハを研削した。ウエハの研削条件は、主軸回転数を３
０００rpm 、ロータリーテーブルの回転数を２５０rpm
とし、研削ホイールの切込み速度を、粗１０μm ／分、
仕上げ１μm ／分とし、研削加工量は７μm に設定し、
研削液として純水を８リットル／分供給した。
エハを研削した。ウエハの研削条件は、主軸回転数を３
０００rpm 、ロータリーテーブルの回転数を２５０rpm
とし、研削ホイールの切込み速度を、粗１０μm ／分、
仕上げ１μm ／分とし、研削加工量は７μm に設定し、
研削液として純水を８リットル／分供給した。
【００２４】図３は、上記条件装置で研削したシリコン
ウエハの表面形状の測定結果例を示している。シリコン
ウエハの直径は、１５０ mm である。図に示すように、
平坦度は０．５５μm で中心部には特に凹みは認められ
なかった。
ウエハの表面形状の測定結果例を示している。シリコン
ウエハの直径は、１５０ mm である。図に示すように、
平坦度は０．５５μm で中心部には特に凹みは認められ
なかった。
【００２５】これに対して、従来の方法すなわち、図４
のＬを１．５ mm に設定して研削した場合は、図５のよ
うにウエハの中心部に約０．８μm の凹みが認められ、
高精度な加工は不可能であった。
のＬを１．５ mm に設定して研削した場合は、図５のよ
うにウエハの中心部に約０．８μm の凹みが認められ、
高精度な加工は不可能であった。
【００２６】
【発明の効果】本発明では、研削ホイールの砥粒層の外
周を半導体ウエハの回転中心に一致させて研削するた
め、半導体ウエハの中心部に凹みが生じることはない。
その結果、半導体ウエハを高い平坦度に加工することが
できる。
周を半導体ウエハの回転中心に一致させて研削するた
め、半導体ウエハの中心部に凹みが生じることはない。
その結果、半導体ウエハを高い平坦度に加工することが
できる。
【図１】本発明の研削方法を示す模式図である。
【図２】本発明の研削方法を実施する研削装置の一例を
示す装置構成図である。
示す装置構成図である。
【図３】本発明の研削方法で研削したシリコンウエハの
表面形状の測定例である。
表面形状の測定例である。
【図４】従来の研削方法を示す模式図である。
【図５】従来の研削方法で研削したシリコンウエハの表
面形状の測定例である。
面形状の測定例である。
１ ロータリーテーブル ２ 真空チャック ３ 半導体ウエハ ５ 研削ホイール ６ 砥粒層 ７ 砥粒層の外周 １１ 研削盤 １２ コラム １３ Ｚスライド １４ 主軸 １５ ベッド １６ Ｘスライド １８ 回転台 ２０ 修正砥石軸 ２１ 修正砥石 ３０ 制御装置
Claims (3)
- 【請求項１】 回転テーブルに保持した半導体ウエハを
カップ型研削ホイールで研削する半導体ウエハの高精度
研削において、砥粒層の外周を半導体ウエハの回転中心
に一致させて研削することを特徴とする半導体ウエハの
高精度研削方法。 - 【請求項２】 砥粒層の外周を真円に加工した後、半導
体ウエハを研削する請求項１記載の半導体ウエハの高精
度研削方法。 - 【請求項３】 半導体ウエハの回転中心に対する、砥粒
層の外周位置を検出し、検出した外周位置に基づき回転
テーブルを移動させ、砥粒層の外周を半導体ウエハの回
転中心に一致させ、半導体ウエハを研削する請求項１記
載の半導体ウエハの高精度研削方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12802696A JPH09309049A (ja) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | 半導体ウエハの高精度研削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12802696A JPH09309049A (ja) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | 半導体ウエハの高精度研削方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09309049A true JPH09309049A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=14974668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12802696A Withdrawn JPH09309049A (ja) | 1996-05-23 | 1996-05-23 | 半導体ウエハの高精度研削方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09309049A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100665783B1 (ko) * | 1998-11-26 | 2007-01-09 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 연마방법 |
| JP2007143192A (ja) * | 2004-03-15 | 2007-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波デバイスの製造方法 |
| JP2014004663A (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Disco Abrasive Syst Ltd | 被加工物の加工方法 |
-
1996
- 1996-05-23 JP JP12802696A patent/JPH09309049A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100665783B1 (ko) * | 1998-11-26 | 2007-01-09 | 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤 | 연마방법 |
| JP2007143192A (ja) * | 2004-03-15 | 2007-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 弾性表面波デバイスの製造方法 |
| JP4492623B2 (ja) * | 2004-03-15 | 2010-06-30 | パナソニック株式会社 | 弾性表面波デバイスの製造方法 |
| JP2014004663A (ja) * | 2012-06-26 | 2014-01-16 | Disco Abrasive Syst Ltd | 被加工物の加工方法 |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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