JPH0947947A - 研削装置、並びに研削方法、並びに半導体装置及び半導体基板の製造方法 - Google Patents

研削装置、並びに研削方法、並びに半導体装置及び半導体基板の製造方法

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JPH0947947A
JPH0947947A JP7200016A JP20001695A JPH0947947A JP H0947947 A JPH0947947 A JP H0947947A JP 7200016 A JP7200016 A JP 7200016A JP 20001695 A JP20001695 A JP 20001695A JP H0947947 A JPH0947947 A JP H0947947A
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thin film
grindstone
substrate
workpiece
grinding
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JP7200016A
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Toshiharu Kogure
利春 小槫
Katsura Tomotaki
桂 友瀧
Yoshikazu Kojima
芳和 小島
Jun Osanai
潤 小山内
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Seiko Seiki KK
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Seiko Seiki KK
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
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    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工変質層の発生が少ない研削装置、及び研
削方法を実現する。また、研磨剤による反応生成物の発
生のない、高精度に加工可能な半導体装置の製造方法、
及び非常に薄い単結晶半導体膜を有する基板の製造方法
を提供する。 【解決手段】 厚さが15〜20mmの円筒砥石を、回転
させながら水平方向に往復動させる。砥石の回転軸は往
復動方向に垂直である。工作物を回転させながら、砥石
の往復動に対し垂直な方向で移動させる。こうして砥石
と工作物を接触させ、砥石を工作物の表面に切り込むこ
とにより、研削が行われる。基板表面に形成された凹凸
パターンの上に薄膜を形成し、機械的研削だけで部分ご
とに走査させて研削して薄膜全面を平坦化する方法で、
半導体装置を形成する。第1の基板に単結晶半導体材料
からなる第2の基板を接着後、第2の基板を部分的な機
械的研削で基板全面を走査することにより、0.1μm
以下の加工変質層を全面に有する単結晶薄膜に加工す
る。その後、加工変質層をエッチング除去し、鏡面仕上
げを施して基板を完成させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、研削装置、研削方法、
半導体装置の製造方法、および半導体薄膜基板の製造方
法に係り、例えば、半導体ウエハの表面を研削する研削
装置、半導体ウエハの表面研削方法、基板表面やその表
面に形成された薄膜を平坦にする工程を用いて半導体装
置を製造する方法、半導体集積回路・半導体装置・表示
装置に用いられる非常に薄い半導体単結晶薄膜を有する
半導体薄膜基板の製造方法、に関する。
【0002】
【従来の技術】所定の工作物の表面加工をする場合、そ
の材質や形状、加工後に得ようとする表面状態等に応じ
て様々な加工装置および加工方法があるが、一般に、半
導体ウエハの表面加工を行う場合には、ラッピングが用
いられる。このラッピングでは、定盤と工作物である半
導体ウエハとの間に遊離砥粒を介し、両者を接触させな
がら定盤と工作物とを遊星運動させることで、半導体ウ
エハ表面を加工する。
【0003】他の加工方法としては、図6のように、カ
ップ砥石を用いた研削がある。この図に示すように、カ
ップ砥石による研削においては、カップ砥石11の外周
と半導体ウエハ12の回転中心とが略一致するように、
対向して配置される。そして、両者を矢印D、Eで示す
ようにそれぞれ反対方向に回転運動させながらカップ砥
石11を矢印F方向に切り込ませる。このようにして、
半導体ウエハ12の表面が加工される。
【0004】さらに、レンズや反射鏡等の曲面を加工す
る場合には、図7のように、極めて薄い砥石13を用い
て研削加工を行う。図7(B)に示すように、極薄砥石
13は、極めて薄い(2〜3mm)円盤状の砥石の外周面
をR形状に形成されたものである。この極薄砥石13と
工作物16を回転させ、図7(A)の矢印Gで示す方向
に砥石軸14を往復動させながら矢印H方向に切り込ま
せることで、工作物12の表面を加工する。この加工で
は、極薄砥石13が工作物12と点接触するため、曲面
加工を行うことができる。
【0005】一方、半導体装置の製造方法における新た
な平坦化技術としては化学機械研磨(CMP:chem
ical mechanical polising)
が注目されている。図9はCMP技術の概要を示すもの
で、半導体ウェハ研磨中の断面図である。シリコンウェ
ハ36は吸着盤35に支持されて矢印のように回転し、
研磨盤の表面の研磨布37と接触している。すなわち、
CMPは、研磨布37と研磨液中のコンパウンドによる
機械的加工と、研磨液に含まれる化学溶剤による化学エ
ッチングとにより、被研磨表面であるシリコンウェハ表
面にダメージを残さずに平坦面を得るプロセスである。
【0006】従って、被研磨対象により研磨液を選択す
る必要がある。CMPは、一般に、コロイダルシリカと
研磨布との機械的研磨によって、ウェハ表面に形成され
た反応生成物が除去され、化学反応が促進する、いわゆ
るメカノケミカル反応により加工を行っている。例え
ば、被研磨対象がシリコンの場合、以下の化学反応のよ
うに、研磨剤中の主成分であるNaOHとシリコン表面
層が反応生成物であるNa2 SiO3 層を作る。
【0007】Si+2NaOH+H2 O → Na2
iO3 +2H2 この反応生成物38をコロイダルシリカ(コンパウン
ド)と研磨布による機械的研磨により除去し、新たなシ
リコン表面を露出させることにより表面での化学反応が
継続されポリッシングが進んでいく。また、ウェハ表面
温度も摩擦熱により上昇するので、化学反応が加速す
る。
【0008】さらに、半導体薄膜基板の単結晶薄膜を形
成する方法としては、結晶基板上にガスを供給してエピ
タキシャル成長させる単結晶膜形成方法や、基板に厚い
半導体単結晶基板を互いに接着後、半導体単結晶基板を
研磨により薄膜化する方法も知られている。また、前述
した化学機械研磨(CMP)も半導体プロセスにおける
新たな平坦化技術として注目されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の研削装置、およ
びこれを用いた研削方法には、前述したいくつかの加工
方法があるが、これらには以下のような欠点がある。す
なわち、ラッピング加工では、工作物が半導体ウェハ等
の脆性材料である場合に、脆性破壊によって工作物表面
に無数の亀裂が生じ、深い加工変質層が残る。このた
め、従来では、ラッピング加工後、酸等によるエッチン
グ加工を行い加工変質層を除去しなければならない。
【0010】さらに、ラッピング加工により生じた亀裂
は深さが一定でないため、エッチング加工での加工変質
層の除去量を多くする必要があり、ラッピング加工で得
られた平面度を大きく崩してしまうこととなる。従っ
て、エッチング加工後に更にポリッシング加工等を行っ
て形状を修正しなければならず加工の能率が極めて悪
い。また、遊星運動を行うため、装置が大型化してしま
う。
【0011】また、図6のように、カップ砥石を用いた
研削では、カップ砥石11と半導体ウェハ等の工作物1
2との接触面積が大きいため加工負荷も大きい。従っ
て、形状精度を良くするために剛性を上げる必要があ
り、装置が大型化してしまう。また、カップ砥石11と
工作物12との接触面積が大きいと、1つの砥粒が工作
物と接触する時間が長くなるので、砥石1回転当たりの
砥粒への負荷が大きく、脱粒、摩減が起こりやすい。脱
粒した場合には、砥粒が工作物表面で引きずられるた
め、亀裂が入ることとなる。さらに、切り屑の排出性も
悪いため、切り屑が引きずられることによる亀裂も入っ
てしまう。
【0012】また、図7に示した極薄砥石13を用いた
加工では、砥石13と半導体ウェハ等の工作物12との
接触面積が小さいので、加工能率が非常に低い。また、
砥石と工作物とが点接触のため、図7(B)において一
点鎖線Pで示す砥石13の中心位置(加工点)と2点鎖
線Qで示す工作物の回転中心の位置とを非常に厳密に合
わせる必要がある。その一方、砥石13の中心位置と工
作物の回転中心とが若干ずれると、工作物の中心部分に
おいて削り残しが生じてしまう。
【0013】半導体装置の製造方法において、CMP加
工を半導体プロセスに適用した場合、次のような欠点が
あった。広い面積をCMP加工する場合、中央部がディ
ッシングという現象によりえぐれてしまう。そのため
に、例えば半導体薄膜基板の基板表面の凹凸が約0.5
μm程度生じてしまう。
【0014】CMP加工で使用される研磨剤は、NaO
H、KOH等のアルカリ溶液中にコロイド状のシリカな
どを含んだものであるために、ウェハ表面に研磨剤ある
いはその反応生成物が残ってしまう。この研磨剤または
反応生成物により、デバイス特性の劣化、または歩留り
の低下が生ずる。
【0015】CMP加工の場合、ウェハ全面加工である
ために加工終点の検出が難しく、膜厚制御を高精度に行
えない。化学的エッチングを行っているために、被研磨
対象により研磨剤を選択する必要がある。
【0016】半導体薄膜基板の製造方法において、エピ
タキシャル成長させる単結晶膜形成の場合には次の欠点
がある。下地の基板が結晶でなければならず、さらに、
エピタキシャル成長させる薄膜とほぼ同じ格子定数の基
板に限定されてしまう。
【0017】エピタキシャル成長させるために約100
0℃以上の高温が必要である。低温にすると結晶性が悪
くなってしまう。エピタキシャル成長のときに部分的に
異常成長するため基板全体を均一に形成できない。
【0018】さらに、CMP加工により半導体薄膜基板
を形成する場合には、前述の半導体装置の製造方法にC
MP加工を適用した場合と同様の欠点があった。
【0019】そこで、本発明は、上記課題を解決し、装
置の大型化や加工能率を低下を伴うことなく、加工変質
層の発生が少ない研削加工を行うことができる研削装
置、および、加工変質層の発生が少ない研削方法、およ
び半導体プロセスに適した加工方法を用いた半導体装置
の製造方法、および非常に薄く結晶性にすぐれた凹凸の
少ない半導体単結晶薄膜基板の製造方法を提供すること
を目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、研削装置においては、厚さが10mm以上の円筒砥石
と、この円筒砥石を回転させる砥石軸と、この砥石軸を
往復動させる砥石移動手段と、この砥石移動手段による
前記砥石軸の往復動方向と前記円筒砥石の回転軸方向に
垂直な方向を回転軸として円板形状の工作物を回転させ
る工作物主軸と、前記工作物と前記円筒砥石の少なくと
も一方を移動させることで前記円筒砥石を前記工作物に
切り込ませる切り込み手段を備えた構成とした。
【0021】また、研削方法においては、厚さが10mm
以上の円筒砥石を砥石軸を中心に回転させる工程と、円
板状の工作物を支持台にチャックする工程と、前記円筒
砥石の円周側面に前記工作物の表面を接触させる工程
と、前記支持台を回転することにより前記工作物を回転
させる工程と、前記工作物と前記円筒砥石との接触部を
前記工作物の表面に沿って2次元的に相対移動させるこ
とにより、前記工作物の表面を切り込む工程とからなる
研削方法とした。
【0022】また、半導体基板の製造方法においては、
半導体または絶縁体または薄膜を表面に形成した基板の
表面をフォトエッチング工程により表面を凹凸状になる
ようにパターニングする工程と、その形成された凹凸状
の基板表面に薄膜を形成して基板表面の凹部の位置の薄
膜の表面の高さが、基板表面の凸部の高さより高くする
工程と、その薄膜を少なくともその薄膜の凹部の高さま
で部分的加工を全薄膜表面に機械的手段だけで削る工程
とからなる製造方法とした。
【0023】また、半導体薄膜基板の製造方法において
は、第1の基板に単結晶半導体材料で形成された第2の
基板を接着する工程と、第2の基板を機械的手段により
半導体薄膜に加工する工程と、半導体薄膜の表面に形成
された加工変質層を除去するために半導体薄膜の表面を
0.05〜0.3μm除去する工程と、半導体薄膜の表
面の凹凸を平坦化する工程とからなる半導体薄膜の製造
方法とした。
【0024】
【作用】本発明による研削装置では、厚さ10mm以上の
円筒砥石が砥石軸によって回転され、砥石軸は砥石移動
手段によって往復動させる。工作物主軸は、この砥石移
動手段による前記砥石軸の往復動方向と前記円筒砥石の
回転軸方向とに垂直な方向に回転軸をとって円板形状の
工作物を回転させる。そして、切り込み手段が、前記工
作物と前記円筒砥石の少なくとも一方を移動させて、前
記円筒砥石を前記工作物に切り込ませることで、工作物
の研削が行われる。
【0025】さらに、本発明による研削方法によれば、
工作物と厚さが10mm以上の円筒砥石との接触部を工作
物の表面に沿って2次元的に相対移動させることによ
り、工作物の表面を切り込む工程により、加工負荷の低
減と加工効率の向上という相反する目的をバランスよく
実現できる。
【0026】さらに、本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、平坦化工程において、被加工対象の平面を機械
的手段だけで一部分ずつ連続的に削ることにより、被加
工対象物(すなわち、工作物)の全面を加工する。従っ
て、機械的手段で加工するため化学生成物が発生しな
い。また、被加工対象の物質にあまり依存せず削ること
ができる。さらに、工作物である基板全体(基板全面)
を同時に研削していないために、研削後の膜厚をモニタ
しながら加工できる。
【0027】また、本発明の半導体薄膜基板の製造方法
においても、平坦化工程において被加工対象の平面を一
部分ずつ連続的に機械的手段だけで削ることにより、被
加工対象物である工作物の全面を加工する。従って、化
学生成物が発生しない。また、被加工対象の物質にあま
り依存せず削ることができる。さらに、基板全体を同時
に研削していないために、研削後の膜厚をモニタしなが
ら加工できる。また、機械的負荷が小さいために加工変
質層の厚さを0.1μm程度にできる。
【0028】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図19を
参照して詳細に説明する。図1は、第1の実施例による
研削装置を表したものである。本発明による第1実施例
である研削装置1は、円板状の工作物3を回転させるた
めの工作物主軸4と、この工作物主軸4が固定された主
軸台5とを備えている。本実施例では、例えば、半導体
ウエハを工作物3として加工するようになっており、こ
の工作物3は、チャック9によって工作物主軸4に固定
されている。工作物主軸4は、モータ10によって回転
駆動されるようになっている。主軸台5は、ボールネジ
やボールネジを駆動するサーボモータ等の図示しない駆
動手段によって、図1においてX軸方向に移動されるよ
うになっている。
【0029】また、研削装置1は、円板状の薄い砥石6
と、この砥石6を軸Zを中心に回転させる砥石軸7と、
この砥石軸7が固定された砥石台8とを備えている。砥
石軸7は、図示しないモータによって回転駆動されるよ
うになっており、砥石台8は、ボールネジやサーボモー
タ等の図示しない駆動手段によって、X方向と直交する
Y軸方向に往復動されるようになっている。
【0030】図2は、砥石6と工作物3の位置関係を表
したものである。工作物3は、主軸台が図示しない移動
手段によってX軸の+方向に移動されることで、図2に
示すように、砥石6の外周面と接触する位置をとる。砥
石6は、その厚さ方向(Z軸方向)の中心線Rが、工作
物3の回転中心を示す線Sと距離Lだけずれた高さで回
転するようになっている。但し、距離Lは、砥石6の厚
さTの半分以下である。すなわち、L≦T/2である。
なお、砥石6は、中心線Rが線Sと一致する高さ(L=
0)に配設されていてもかまわない。
【0031】本実施例における砥石6の厚さTは、半導
体ウエハの1チップの大きさに相当する15〜20mmで
ある。但し、図1及び図2においては、比率的に実際よ
り厚く図示されている。次に、このように構成された実
施例の動作について説明する。
【0032】まず、モータ10によって工作物主軸4が
駆動されることで、工作物3が回転する。また、図示し
ないモータによって砥石軸7とともに砥石6が回転す
る。砥石台8はボールネジ等の図示しない駆動手段によ
ってY軸方向に往復動され、主軸台5は+X方向に図示
しない駆動手段によって移動される。これにより、往復
動している砥石6に、回転する工作物3が線接触し、+
X方向への主軸台5の移動量に応じた切り込み量で、工
作物3の表面が研削される。
【0033】本実施例では、工作物3は砥石6の厚みで
ある15〜20mmの幅で線接触によって研削されるた
め、例えばカップ砥石を用いた面接触による研削に比べ
て加工負荷が小さくなる。従って、装置剛性を小さくす
ることができるため、装置を小型化することができる。
その一方、従来の極薄砥石13を用いた点接触による研
削(図7参照)に比べると砥石と工作物との接触部分が
大きいため、加工の能率が良い。
【0034】通常、砥石6の幅(厚み)が10mm未満の
場合には加工能率が非常に悪くなり、20mmより大きい
場合には、加工負荷が増大し、装置の大型化等の問題が
生ずる。本実施例では、砥石6の幅を15〜20mmとし
たので、相反する加工負荷の低減と加工能率の向上とを
バランス良く実現させることができる。さらに、砥石6
の幅を半導体ウエハの1チップのサイズに相当するよう
にしたので、各チップの位置と砥石6の工作物3上にお
ける研削軌跡とを考慮することで、砥石6による研削跡
(溝)がチップ上に形成されない加工を行うことができ
る。
【0035】更に、工作物3と砥石6の接触部分が局所
的なため、砥石6の形状精度が加工精度にあまり影響し
ない。従って、幅の広い高硬度の円筒砥石では、その周
面を厳密に整形する必要があったが、本実施例の砥石6
では、そのような煩わしさを伴わずに、簡単に高精度の
平面度を得ることができる。
【0036】また、本実施例では、砥石6の砥粒1個当
たりの接触時間が短いため、切り屑の排出性が良く、切
り屑が引きずられることによる亀裂が発生しない。ま
た、従来のカップ砥石を用いた研削と比較して(図6参
照)、同じ切り込み量の場合、砥石6の砥粒の食い込み
角度が小さいため、砥石6と工作物3との干渉量を、延
性、脆性遷移点より容易に小さくすることができる。従
って、例えば脆性材料で構成された半導体ウエハのよう
な工作物を加工する場合でも、脆性破壊のない研削を行
うことができる。
【0037】本実施例では、砥石6の往復移動方向(Y
軸方向)と厚み方向(Z軸方向)とが垂直であるため、
図2に示すように砥石6の厚さ方向の位置が工作物3の
中心(線S)から若干(L≦T/2)ずれても工作物3
の中心部分で削り残しが生じることがない。従って、砥
石6の位置を厳密にしなくてもよいので、装置の組付け
が容易であり、このため、高硬度の砥石を用いることが
できる。
【0038】また、本実施例では、図2における線Rと
線Sで示すように、砥石6の中心位置が工作物3の回転
中心からずれているため、線Rと線Sとが一致する位置
に砥石32を配置した場合に比べ、加工幅が実質的に広
くなり、加工の能率が良い。(本発明においては、ウェ
ハをX軸方向に移動させ、砥石をZ軸方向に往復運動さ
せているが、切込と往復運動がウェハと砥石の間で相対
的に実現されていれば、どちらをどの方向に運動させて
もかまわない。)
【0039】次に、本発明による第2実施例の研削装置
について説明する。なお、第1実施例と同様の構成につ
いては同一の符号を付し、その詳細な説明は適宜省略す
ることとする。図3は、第2実施例による研削装置2を
表したものである。本実施例の研削装置2は、静止側に
固定されたスケール15を基準として砥石台8のY軸方
向の位置を測定する位置測定器16と、工作物主軸4の
回転角を検出するロータリーエンコーダ17とを備えて
いる。他の機械的構成は第1の実施例と同様である。
【0040】図4は、研削装置2の制御系の一部を表し
たものである。研削装置2は、各駆動部分の制御を行う
制御装置18を備えている。制御装置18は、位置測定
器16とロータリーエンコーダ17の測定値を基に後述
する演算処理を行う演算部19と、砥石6の径寸法や工
作物3の表面形状データ等を記憶する記憶部20とを備
えている。
【0041】工作物3の表面の形状データは、工作物3
の表面上に座標を取り、各座標位置における凹凸を測定
することで得られたデータである。測定は、チャック9
に取付けられる前に装置外の形状測定器(図示せず)に
よって行われ、この測定データが、入力部21から入力
されることで、記憶部20に格納される。
【0042】演算部19には、主軸台5をX軸方向に移
動させるモータ22の駆動を制御する駆動回路23が接
続されており、この駆動回路23に所定の信号を供給す
ることで、主軸台5の移動量、すなわち、砥石6による
工作物3への切り込み量を制御するようになっている。
【0043】また、演算部19は、位置測定器16やロ
ータリーエンコーダ17の検出信号等から、砥石6が接
触している工作物3上での座標位置を求め、記憶部20
に記憶された工作物3の形状データ等を基に、接触して
いる座標位置での形状に対応する切り込み量を駆動回路
23に指令するようになっている。
【0044】本実施例では、この記憶部20の形状デー
タを基にした演算部19による砥石6の切り込み制御に
よって、工作物3の形状修正を行うようになっている。
次に、このように構成された実施例の動作について説明
する。まず、工作物3を工作物主軸4に対して所定の角
度で取付ける。そして、第1の実施例と同様に、砥石6
や工作物3を回転させると共に、砥石台8をY軸方向に
往復動させる。
【0045】演算部19は、この時、記憶部20に記憶
された砥石6の径寸法のデータや位置測定器16の検出
信号から、工作物3と接触する砥石6の外周面の位置を
認識すると共に、ロータリーエンコーダ17の検出信号
と、工作物主軸4に対する工作物3の取付け角度とか
ら、工作物3の回転角度を認識する。
【0046】そして、演算部19は、認識した砥石6の
位置や、工作物3の角度、及び記憶部20に記憶された
工作物3上での座標情報とから、砥石6が接触する位置
が工作物3上のどの座標位置かを算出するようになって
いる。工作物3上における砥石6との接触位置が算出さ
れると、演算部19は、接触位置(座標)での形状デー
タを記憶部20から読み込む。この形状データが示す接
触位置での凹凸は、形状修正すべき量に対応しているた
め、演算部19は、この修正量としての形状データが示
す凹凸を、切り込み量として駆動回路23に指令する。
【0047】これにより、主軸台5は、砥石6との接触
位置での工作物3の凹凸に応じた距離だけX軸方向に移
動し、この移動量に対応して砥石6が工作物3に切り込
まれる。すなわち、砥石6との接触位置における工作物
3の形状が修正される。
【0048】本実施例では、演算部19が以上の処理を
順次工作物3の回転角度の変化や砥石6の位置変化に合
わせてリアルタイムに行うことで、工作物3の全面が形
状修正される。以上説明したように、本実施例では、砥
石6の円周方向のエラーや主軸台5のエラー等が修正で
きる。
【0049】なお、第2の実施例では、位置測定器16
によって砥石台8の位置を測定していたが、砥石台8を
Y軸方向に移動させるためのサーボモータ(図示せず)
にロータリエンコーダを取付けることで、砥石台8の位
置を測定してもよい。 なお、以上の各実施例では、砥
石6の回転軸の方向(Z軸方向)が砥石台8の往復動の
方向(Y軸方向)に対し垂直であったが、図5に示すよ
うに、砥石6の回転軸の方向を砥石台8の往復動方向に
とってもよい。
【0050】また、以上の各実施例では、主軸台5をボ
ールネジ等の図示しない駆動手段によって移動させるこ
とで、砥石6に対する切り込み動作を行っていたが、主
軸台5のスラスト軸受に、電磁石の磁力によって軸を浮
上保持する制御型の磁気軸受を使用し、磁気軸受による
軸支位置をX軸方向に変化させることで、切り込みを行
ってもよい。また、砥石軸7のラジアル軸受に制御型の
磁気軸受を用いて、軸支位置の変更により砥石6をX軸
方向に移動させることで、工作物3への切り込みを行っ
てもよい。
【0051】磁気軸受では、軸を0.01μm単位で微
小移動させることができるので、工作物主軸4あるいは
砥石軸7に磁気軸受を用いることで、非常に精密な切り
込み制御を行うことができ、簡単に延性モードの加工を
行うことができる。
【0052】本発明による研削方法については、前述し
た研削装置の各実施例において実質的に述べられている
ので詳細な説明は省略する。
【0053】以下、本発明による半導体装置の製造方法
の実施例を図面を用いて説明する。図8は、本発明によ
る半導体装置の製造方法を誘電体分離の半導体装置に適
用した第3の実施例を製造工程に沿って示した、半導体
装置の断面図である。まず、シリコン基板31の表面に
シリコン酸化膜32及び単結晶シリコン膜33が形成さ
れたSOI(Silicon On Insulato
r)基板を形成する。単結晶シリコン膜が3μm以上の
厚い膜厚の場合には、シリコン基板の表面を酸化してシ
リコン酸化膜を形成し、その表面に別のシリコン基板を
接着して研削することによりSOI基板を形成すること
ができる。
【0054】一般に、シリコン単結晶膜厚にかかわらず
膜厚バラツキを0.1μm以下にするためには特別な加
工方法にする必要がある。図10は研削状態を示す部分
拡大断面図である。ウェハ36をウェハ支持台39に固
定して回転する。次に厚みが1〜2cmの円板状の砥石
40を回転する。図中X軸方向に微小切込を行ない、図
中Y軸方向に往復運動させながら研削を行う。この研削
時に、砥石40とウェハ36は線接触している。また、
研削時には、冷却や研削くずの排出のために研削液を少
なくとも被加工対象と砥石との間に流すが、研削液は被
加工対象に対し化学的エッチング作用をしない性質のも
のである。具体的には水でもよい。即ち、本発明に用い
る研削方法は被加工対象を機械的手段だけで研削する。
さらに、砥石40は被加工対象のシリコンウェハに対し
て瞬間的に線接触状態にあり、線接触での部分研削をウ
ェハ回転運動と砥石テーブル(図示しない)の往復運動
でウェハ全体に走査することによりウェハ全体を研削す
る方法である。この方法によれば化学的エッチング作用
を持たない研削液を用いるので、当然ながら研削液によ
って化学反応物は生成しない。
【0055】さらにこの方法は円筒砥石による機械加工
なので、砥粒が研削する研削くずは、図15の76に示
す形状となる。この時、砥粒により加工された後の面7
7上で最も研削くずが薄くなる。このため被加工対象物
への加工ダメージが少ない。また、研削時、砥石幅の1
〜2cmでシリコンに線接触しているので、加工負荷が
小さく、機械系のたわみを少なくおさえられる。このた
め、設定した切込量と実際の切込量が一致するので、微
小切込を行うことにより、研削の寸法ばらつきを最小に
おさえることができる。このため、切込を0.05μm
以下で行えば寸法ばらつきを±0.05μm以下にでき
る。従って、非常に薄いSOI基板を形成できる。
【0056】次に、図8(b)のように、単結晶シリコ
ン膜33をパターニングしてシリコン酸化膜32を部分
的に表面に出す。単結晶シリコン膜33に設けられた窓
の幅は誘電体分離の分離幅になる。トランジスタを高密
度に集積するためには、単結晶シリコン膜を異方性エッ
チングで加工することにより分離幅(窓の幅)を小さく
することが望ましい。
【0057】次に、図8(c)のように、単結晶シリコ
ン膜の溝が完全に埋め込まれるように分離用絶縁膜34
を形成する。形成方法は完全に溝が埋められるようにス
テップカバリッジの良い減圧CVDまたはスピンコート
などの方法がよい。次にこの図8(c)の状態のウェハ
を機械的研削だけで平坦化する。この研削方法は図10
を基にして前述した方法と同様に、絶縁膜34を化学的
エッチング作用を用いずに研削加工する。特に、図10
の研削方法においては、ウェハと砥石とを線接触研削で
処理しているために、ウェハ周辺部は研削加工中に研削
状態と非研削状態とを支持台39の回転周期で繰り返し
て行う。従って、図10中の矢印のように例えば膜厚測
定用の光46をウェハ表面に照射し、その反射光の分析
により膜厚をモニタすることができる。モニタされた膜
厚は、砥石で直接研削している領域以外光ビームを走査
することにより測定できる。
【0058】このように、研削加工中に膜厚を同時にモ
ニタできるために、膜厚モニタ値が目標値に達した時に
研削を終了するように装置を構成することにより自動的
に研削加工を終了することもできる。膜厚検出用の反射
光の解析は支持台の回転周期及び単結晶シリコン膜のパ
ターン情報を含めて行うことにより膜厚のウェハ内分布
及び膜厚の時間変化をモニタすることができる。その場
合には、ビームの走査を支持台の回転周期と連動してい
ると解析しやすい。研削のエンドポイントを検出しなが
ら研削することにより高精度で平坦にできる。
【0059】図8(d)は図8(c)を単結晶シリコン
膜の表面まで研削した場合の断面図である。エンドポイ
ントは単結晶シリコン膜33の表面より深くエッチング
してもよい。本発明においては、研削方法が線接触の機
械的研削であるために、絶縁膜の中央部がえぐれるディ
ッシング現象は生じない。また、単結晶シリコン膜33
の上に絶縁膜34が存在する状態で研削を終了すること
もできる。本発明においては、加工終了をCMPの場合
の化学的エッチングによる被加工対象の選択比の利用で
はなく、機械的研削の時間制御だけの原理で行う。従っ
て、単結晶シリコン膜33の表面が現れる前の状態でも
制御して終了することができる。島状に分離用絶縁膜3
4で誘電体分離された単結晶シリコン膜33にキャリア
通路が形成されるようにトランジスタを形成することに
より半導体装置を形成することができる。
【0060】単結晶シリコン膜33へのトランジスタの
形成は一般的に単結晶シリコン膜33を島状に誘電体分
離した後の工程で行うが、図8(a)の状態で形成する
こともできる。図8(a)の状態でトランジスタを形成
する場合には、単結晶シリコン膜の上部に絶縁膜を形成
し、研削時には単結晶シリコン膜まで研削されないよう
にする必要がある。
【0061】図11は本発明の半導体装置製造方法を多
層配線の半導体装置に適用した第4の実施例を示す工程
順断面図である。図11(a)のように、基板41上に
一層目の配線42をパターニングする。次に、図11
(b)のように一層目の配線間の溝が完全に埋まるよう
に絶縁膜43を形成する。次に、図10に示したような
機械的研削だけで図11(c)のように絶縁膜43の表
面を平坦化する。本発明によれば、配線42の上の絶縁
膜43の膜厚をモニタしながら研削できるので図11
(c)のように配線42の上に絶縁膜43を残した状態
で研削を終了するように制御できる。次に、図11
(d)のように配線42の上部にコンタクトホールをレ
ジストマスク44を用いたフォトエッチング工程により
設ける。次に、図11(e)のように二層目の配線45
を形成する。さらに、この二層目の配線をパターニング
することにより多層配線を実現できる。
【0062】図12は、本発明の半導体装置製造方法を
化学的エッチングでは加工困難な配線のパターニングの
作製に適用した第5の実施例を示す半導体装置の製造工
程順の断面図である。図12(a)に示すように基板5
1の上に絶縁膜52の配線パターンを形成する。次に、
図12(b)のように配線材料となる金属膜53を形成
する。次に、図10に示したような機械的研削だけで図
12(c)のように平坦化する。この実施例は、配線材
料がCuのような化学エッチング加工が難しい場合に有
効である。この実施例においては、絶縁膜52を微細加
工することにより、高密度配線を実現できる。さらに、
配線材料が、Ta/Alなどのように金属の多層膜構造
においても有効である。一般に、多層膜を化学的手段で
エッチング加工する場合、その制御が難しくなるが、本
発明によれば、被加工対象に対して化学作用を用いない
機械的手段のみにより加工する方法であるために加工制
御が単純である。
【0063】図13は、本発明の半導体装置製造方法
を、PZT膜のような強誘電体膜を加工することによ
り、強誘電体素子を容易に製造する方法に適用した第6
の実施例を示す。まず、図13(a)のように強誘電体
素子の下地電極62を基板61の表面にパターニングす
る。次に図13(b)のように基板61の表面に絶縁膜
63を形成し、下地電極62の上を窓のあるパターンに
する。次に、図13(c)のようにPZTなどの強誘電
体膜64を形成する。次に、図13(d)のように強誘
電体膜64を機械的研削により平坦化して、絶縁膜63
の窓に強誘電体膜64を設けた構成に加工する。図13
(c)において形成される強誘電体64は、少なくとも
強誘電特性が充分生じる膜厚で形成する。一般的に、強
誘電体膜が厚い方が柱状に結晶が成長するので強誘電特
性がよくなる。
【0064】従って、まず図13(c)のように強誘電
体を厚く形成して結晶性を整えた後に研削し薄膜化する
ことにより、強誘電特性のよい薄膜強誘電体膜を得るこ
とができる。強誘電体膜の研磨後の膜厚も研削終了ポイ
ントを検出しながら研削することにより制御できる。図
13(d)のように基板表面を平坦化した後に、強誘電
体膜の上に上部電極65をパターニングすることにより
強誘電体コンデンサを形成することができる。
【0065】図14は、本発明の半導体装置製造方法
を、異なる二つの基板を接着して半導体装置を形成する
場合に適用した第7の実施例の半導体装置の工程順断面
図である。まず、第1の基板表面に凹凸を設ける。例え
ば、第1の基板71が単結晶シリコン基板である場合に
は、KOH液で異方性エッチングを行うことによりV形
状の溝を形成することができる。次に、凹凸を形成した
第1の基板71を熱酸化膜72及び多結晶シリコン膜7
3を減圧CVD法にて図7(b)の構造のように形成す
る。次に、図14(c)のように多結晶シリコン膜73
の表面を機械的研削だけにより平坦化する。この場合
も、他の実施例と同様に多結晶シリコン膜73の膜厚を
モニタしながら研磨する。次に、図14(d)のように
平坦化された多結晶シリコン膜の表面に第2の基板74
を接着させる。接着は500℃以上の高温で酸素雰囲気
中で行う。
【0066】次に、第1の基板71を前述した図10の
機械的研削によりV形状の先端が表面に出るまで、すな
わち図14(e)のようになるように研削する。この方
法により、単結晶シリコンが島状に誘電体分離された半
導体装置を形成することができる。半導体装置は、単結
晶シリコンの中または表面に形成されている。
【0067】図14(b)においては、被加工対象が多
結晶シリコン膜73だけの場合の実施例であるが、図1
0の研削方法を用いることにより、平坦化したい表面が
単一物質でない場合でも容易に平坦化できる。即ち、平
坦化面が複数の材質(例えばシリコン膜とシリコン酸化
膜)の膜で形成されている場合でも、その平坦面に他の
基板を接着することができる。
【0068】以下、本発明による半導体薄膜基板の製造
方法の実施例を図面を用いて説明する。図16は、本発
明の半導体薄膜基板の製造方法を示す第8の実施例にお
いて、製造工程に沿って半導体薄膜基板を説明する断面
図である。図16(a)のようにシリコン基板81の表
面を熱酸化してシリコン酸化膜82を表面に形成する。
次に、図16(b)のようにシリコン酸化膜の上に第2
の基板である単結晶シリコン基板83を接着する。50
0℃以上の高温に加熱することにより、接触面での原子
が互いに結合して接着強度が高くなる。次に、図16
(c)のように単結晶シリコン基板83を前述の図10
に基づく機械的手段により削り、単結晶シリコン基板8
3を単結晶シリコン薄膜84に加工する。この加工方法
によれば、前述の第3の実施例において説明したよう
に、単結晶シリコンの膜厚にかかわらず膜厚バラツキを
0.1μm以下、0.05μmにすることができる。
【0069】以上の機械的加工手段により薄膜化した単
結晶シリコン薄膜は、表面の凹凸が8インチの基板にお
いて約0.1μm程度まで平坦化できる。また、機械的
手段によって生ずる単結晶シリコン薄膜84の表面の加
工変質層85を0.1μm以下にできる。次に、HF+
NHO3 等のシリコンウェットエッチングにより加工変
質層85をエッチング除去する。さらに、シリコン薄膜
表面を鏡面状にするためにポリッシングすると、図16
(d)のようなSOI基板を得ることができる。
【0070】本実施例による半導体薄膜基板の製造方法
においては、加工変質層を0.1μm以下にできるため
に、加工変質層除去のためのシリコンエッチングがごく
僅かの量でよい。従って、単結晶シリコン薄膜の膜厚を
0.5μm以下に容易にできる。本発明によれば従来困
難であった0.05μm〜0.3μmのSOI基板を製
造することができる。条件を最適化することにより、
0.05μm〜0.1μmのSOI基板の製造が可能に
なる。加工変質層が0.05μm〜0.1μm程度と非
常に薄いダメ−ジ層で削ることができる。ポリッシング
工程でのシリコン膜厚の減少は非常に少ないので、図1
6(c)での加工変質層も含めた単結晶シリコン薄膜8
4の膜厚を、図16(d)の完成時の基板の薄膜膜厚に
対して加工変質層85の厚さ分考慮して厚く形成すれば
よい。
【0071】図17は、本発明による薄膜基板の製造方
法を工程順に沿ってわかりやすく示した、斜視図であ
る。二つの基板を接着後、図17(a)のように第二の
基板を薄膜化し、図17(b)のように加工変質層をシ
リコンウェットエッチングにより除去し、図17(c)
のようにポリッシングする。ポリッシング後、図17
(d)のようにシリコン薄膜の表面をごく僅かエッチン
グ除去して完成する。
【0072】図18は、本発明による薄膜基板の製造方
法において、第1の基板として絶縁体である石英基板を
適用した場合を表す、第9の実施例の製造工程順の基板
の断面図である。図18(a)のように石英基板91の
表面に単結晶シリコン基板92を熱接着する。その後、
図16と同様な工程を行ない、図18(b)に示すよう
に石英基板91の表面に0.2μm以下の非常に薄い膜
厚のシリコン単結晶を有する基板を得ることができる。
図18のような石英基板91の上に薄い単結晶シリコン
薄膜93を有した基板は、透明基板であるために表示装
置に適す。
【0073】図19は、本発明の第10の実施例の製造
工程順の基板を示す断面図である。図19(a)のよう
に、第1の基板として不純物濃度が1013atoms/cm3
下のN型単結晶シリコン基板94を用い、その上に、第
2の基板として不純物濃度が1018atoms/cm3 以上のP
型単結晶シリコン基板95を直接接着する。直接接着す
るためには、互いの表面の自然酸化膜を除去する必要が
ある。例えば、シリコン表面を水素で結合して行なう。
さらには、非常に高い真空雰囲気にて接着する。接着時
の加熱は600℃以下で行なう。非常に低温であるため
にP+ - 結合の不純物分布がステップ状に変化した分
布となる。次に、図16と同様にP+ 型基板を薄膜化し
て、図19(b)のように膜厚が0.1μm以下のP+
単結晶シリコン薄膜を有するPN型結合基板を形成する
ことができる。このような基板は、P+ 型シリコン膜を
0.1μmと非常に薄膜で形成することができるので高
効率のフォトダイオ−ドあるいは太陽電池等に適してい
る。
【0074】本発明を要約すると次のとおりである。 (1) 厚さが10mm以上の円筒砥石と、円筒砥石を回転
させる砥石軸と、砥石軸を往復動させる砥石移動手段
と、砥石移動手段による砥石軸の往復動方向と円筒砥石
の回転軸方向とに垂直な方向の回転軸をとって円板形状
の工作物を回転させる工作物主軸と、工作物と円筒砥石
の少なくとも一方を移動させることで、円筒砥石を工作
物に切り込ませる切り込み手段とを具備することを特徴
とする研削装置。 (2) 前記(1)の研削装置において、円筒砥石の回転軸
は、往復動方向に垂直である。 (3) 前記(2)の研削装置において、円筒砥石は、その
厚さの中心位置が工作物の回転中心から円筒砥石の厚さ
の半分以下の距離だけ円筒砥石の回転軸方向にずれて配
置されている。 (4) 前記(1)の研削装置において、切り込み手段は、
砥石軸と工作物主軸の少なくとも一方に設けられた制御
型の磁気軸受を備え、この磁気軸受によって軸支する位
置を変化させることで、円筒砥石を工作物に切り込ませ
る。 (5) 前記(1)の研削装置において、工作物表面の各部
における凹凸を示す形状データが記憶された形状記憶手
段と、工作物表面上における円筒砥石との接触位置を検
出する接触位置検出手段とを備え、切り込み手段は、形
状記憶手段に記憶された形状データから得られる、接触
位置検出手段で検出された接触位置における工作物表面
の凹凸に応じて、円筒砥石の切り込み量を制御する。 (6) 前記(5)の研削装置において、接触位置検出手段
は、工作物の回転角度と、往復動における円筒砥石の位
置とを測定することで、接触位置を検出する。
【0075】(7) 厚さが10mm以上の円筒砥石を砥石
軸を中心に回転させる工程と、円板状の工作物を支持台
にチャックする工程と、円筒砥石の円周側面に工作物の
表面を接触させる工程と、支持台を回転することにより
工作物を回転させる工程と、工作物と円筒砥石との接触
部を工作物の表面に沿って2次元的に相対移動させるこ
とにより、工作物の表面を切り込む工程とからなる研削
方法。
【0076】(8) 基板表面に第1の薄膜を形成する工
程と、第1の薄膜をフォトエッチング工程によりパター
ニングする工程と、基板表面に第2の薄膜をその凹部の
位置が第1の薄膜の凸部の位置に比べ高くなるように形
成する工程と、第2の薄膜を少なくとも第2の薄膜の凹
部の位置まで機械的手段により削る工程とからなる半導
体装置の製造方法。 (9) 前記(8)の半導体装置の製造方法において、第1
の薄膜を単結晶シリコン材料で形成し、第2の薄膜をト
ランジスタ分離用絶縁膜で形成し、第1の薄膜にトラン
ジスタを形成する工程を有する。 (10) 前記(8)の半導体装置の製造方法において、第
1の薄膜を配線を構成する第1の導電体膜で形成し、第
2の薄膜を配線間を電気的に分離するための絶縁膜で形
成し、第1の薄膜の上に形成された前記第2の薄膜にコ
ンタクトホールを形成する工程と、コンタクトホールを
介して第2の導電体膜を形成する工程とを有する。 (11) 前記(8)の半導体装置の製造方法において、第
2の薄膜を強誘電体膜で形成する。 (12) 第1の基板の表面に凹凸を形成する工程と、第
1の基板の表面に薄膜を形成し、薄膜の表面の凹部の位
置が第1の基板の表面の位置より高くするとともに、薄
膜を機械的手段だけにより薄膜の表面を平坦にする工程
と、平坦になった薄膜の上に第2の基板を接着する工程
とから成る半導体装置の製造方法。 (13) 前記(12)の半導体装置の製造方法において、
平坦になった前記薄膜の表面が異なる複数の材質で形成
されている。
【0077】(14) 第1の基板に単結晶半導体材料で
形成された第2の基板を接着する工程と、第2の基板を
機械的手段により半導体薄膜に加工する工程と、半導体
薄膜の表面に形成された加工変質層を除去するために半
導体薄膜の表面を0.05〜0.3μm除去する工程
と、半導体薄膜の表面の凹凸を平坦化する工程とから成
る半導体薄膜の製造方法。 (15) 前記(14)の半導体薄膜の製造方法におい
て、第1の基板が、半導体基板、絶縁体基板、または表
面に絶縁膜を有した半導体基板のうち、いずれか一つの
基板である。 (16) 前記(14)の半導体薄膜の製造方法において、
半導体薄膜に加工する工程において、半導体薄膜の膜厚
は0.5μm以下である。 (17) 前記(14)の半導体装置の製造方法において、
機械的手段が、第2の基板を第2の基板の表面に沿って
回転させる工程と、円板状の砥石を砥石の表面に沿って
回転させるとともに、第2の基板の回転面と砥石の回転
面とが互いに垂直に位置して砥石を第2の基板の表面に
点接触または線接触して相対的に往復走査することによ
り第2の基板の表面全体を削る工程と、から成る。
【0078】
【発明の効果】本発明の研削装置によれば、装置の大型
化や加工能率を低下を伴うことなく、加工変質層の発生
が少ない研削加工を行うことができる。また、本発明の
研削方法によれば加工変質層の発生が少ない研削加工が
実現できる。
【0079】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、半導体装置へのダメージを少なくして多層配線、
高密度配線、誘電体分離、強誘電体膜の微細パターンお
よびウェハ間接着構造を有する半導体装置を容易に実現
できる。また、本発明の半導体単結晶薄膜の製造方法に
よれば、0.3μm以下の薄膜の単結晶を下地の基板に
依存せずに、膜厚の精度高く平坦に製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による研削装置を示した
斜視図である。
【図2】同装置における砥石と工作物との接触部分を示
した説明図である。
【図3】本発明の第2の実施例による研削装置を示した
斜視図である。
【図4】同装置の制御系の一部を示したブロック図であ
る。
【図5】第1及び第2の実施例による研削装置の変形例
を示した図である。
【図6】従来の研削の一例を示した説明図である。
【図7】従来の研削の他例を示した説明図である。
【図8】本発明の第3の実施例である誘電体分離の半導
体装置の製造方法を示した工程順断面図である。
【図9】従来の化学的機械研磨の方法を示す研磨装置の
部分的断面図である。
【図10】本発明に適用する機械的研削方法を示す研削
装置の部分的断面図である。
【図11】本発明の第4の実施例である多層配線の半導
体装置の製造方法を示す工程順断面図である。
【図12】本発明の第5の実施例である異種金属配線の
半導体装置の製造方法を示す工程順断面図である。
【図13】本発明の第6の実施例である強誘電体コンデ
ンサの半導体装置の製造方法を示す工程順断面図であ
る。
【図14】本発明の第7の実施例であるウェハ接着構造
の半導体装置の製造方法を示す工程順断面図である。
【図15】本発明の、円筒砥石による機械加工の研削方
法を示す部分断面図である。
【図16】本発明の第8の実施例である半導体薄膜基板
の製造方法を示した工程順断面図である。
【図17】 本発明の第8の実施例である半導体薄膜基
板の製造方法を示した工程順斜視図である。
【図18】本発明の第9の実施例である半導体薄膜基板
の製造方法を示した工程順断面図である。
【図19】本発明の第10の実施例である半導体薄膜基
板の製造方法を示した工程順断面図である。
【符号の説明】 1、2 研削装置 3 工作物 4 工作物主軸 5 主軸台 6 砥石 7 砥石軸 31 シリコン基板 32 シリコン酸化膜 33 単結晶シリコン膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山内 潤 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコー電子工業株式会社内

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 厚さが10mm以上の円筒砥石と、 前記円筒砥石を回転させる砥石軸と、 前記砥石軸を往復動させる砥石移動手段と、 前記砥石移動手段による前記砥石軸の往復動方向と前記
    円筒砥石の回転軸方向とに垂直な方向の回転軸をとって
    円板形状の工作物を回転させる工作物主軸と、 前記工作物と前記円筒砥石の少なくとも一方を移動させ
    ることで、前記円筒砥石を前記工作物に切り込ませる切
    り込み手段とを具備することを特徴とする研削装置。
  2. 【請求項2】 前記円筒砥石の回転軸は、前記往復動方
    向に垂直であることを特徴とする請求項1記載の研削装
    置。
  3. 【請求項3】 前記円筒砥石は、その厚さの中心位置が
    前記工作物の回転中心から前記厚さの半分以下の距離だ
    け前記円筒砥石の回転軸方向にずれて配置されたことを
    特徴とする請求項2記載の研削装置。
  4. 【請求項4】 前記切り込み手段は、前記砥石軸と前記
    工作物主軸の少なくとも一方に設けられた制御型の磁気
    軸受を備え、この磁気軸受によって軸支する位置を変化
    させることで、前記円筒砥石を前記工作物に切り込ませ
    ることを特徴とする請求項1記載の研削装置。
  5. 【請求項5】 前記工作物表面の各部における凹凸を示
    す形状データが記憶された形状記憶手段と、 前記工作物表面上における前記円筒砥石との接触位置を
    検出する接触位置検出手段とを備え、 前記切り込み手段は、前記形状記憶手段に記憶された形
    状データから得られる、前記接触位置検出手段で検出さ
    れた接触位置における前記工作物表面の凹凸に応じて、
    前記円筒砥石の切り込み量を制御することを特徴とする
    請求項1記載の研削装置。
  6. 【請求項6】 前記接触位置検出手段は、前記工作物の
    回転角度と、前記往復動における前記円筒砥石の位置と
    を測定することで、前記接触位置を検出することを特徴
    とする請求項5記載の研削装置。
  7. 【請求項7】 厚さが10mm以上の円筒砥石を砥石軸を
    中心に回転させる工程と、 円板状の工作物を支持台にチャックする工程と、 前記円筒砥石の円周側面に前記工作物の表面を接触させ
    る工程と、 前記支持台を回転することにより前記工作物を回転させ
    る工程と、 前記工作物と前記円筒砥石との接触部を前記工作物の表
    面に沿って2次元的に相対移動させることにより、前記
    工作物の表面を切り込む工程とからなることを特徴とす
    る研削方法。
  8. 【請求項8】 基板表面に第1の薄膜を形成する工程
    と、前記第1の薄膜をフォトエッチング工程によりパタ
    ーニングする工程と、前記基板表面に第2の薄膜をその
    凹部の位置が前記第1の薄膜の凸部の位置に比べ高くな
    るように形成する工程と、 前記第2の薄膜を少なくとも前記第2の薄膜の凹部の位
    置まで機械的手段により削る工程とから成る半導体装置
    の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記第1の薄膜を単結晶シリコン材料で
    形成し、前記第2の薄膜をトランジスタ分離用絶縁膜で
    形成し、前記第1の薄膜にトランジスタを形成する工程
    とから成る請求項8記載の半導体装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記第1の薄膜を配線を構成する第1
    の導電体膜で形成し、前記第2の薄膜を配線間を電気的
    に分離するための絶縁膜で形成し、前記第1の薄膜の上
    に形成された前記第2の薄膜にコンタクトホールを形成
    する工程と、前記コンタクトホールを介して第2の導電
    体膜を形成する工程とから成る請求項8記載の半導体装
    置の製造方法。
  11. 【請求項11】 前記第2の薄膜を強誘電体膜で形成し
    たことを特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方
    法。
  12. 【請求項12】第1の基板の表面に凹凸を形成する工程
    と、前記第1の基板の表面に薄膜を形成し、前記薄膜の
    表面の凹部の位置が前記第1の基板の表面の位置より高
    くするとともに、前記薄膜を機械的手段だけにより前記
    薄膜の表面を平坦にする工程と、平坦になった前記薄膜
    の上に第2の基板を接着する工程とから成る半導体装置
    の製造方法。
  13. 【請求項13】 平坦になった前記薄膜の表面が異なる
    複数の材質で形成されていることを特徴とする請求項1
    2記載の半導体装置の製造方法。
  14. 【請求項14】 第1の基板に単結晶半導体材料で形成
    された第2の基板を接着する工程と、前記第2の基板を
    機械的手段により半導体薄膜に加工する工程と、前記半
    導体薄膜の表面に形成された加工変質層を除去するため
    に前記半導体薄膜の表面を0.05〜0.3μm除去す
    る工程と、前記半導体薄膜の表面の凹凸を平坦化する工
    程とから成る半導体薄膜の製造方法。
  15. 【請求項15】 前記第1の基板が、半導体基板、絶縁
    体基板、または表面に絶縁膜を有した半導体基板のう
    ち、いずれか一つの基板であることを特徴とする請求項
    14記載の半導体薄膜基板の製造方法。
  16. 【請求項16】 前記半導体薄膜に加工する工程におい
    て、前記半導体薄膜の膜厚が0.5μm以下であること
    を特徴とする請求項14記載の半導体薄膜基板の製造方
    法。
  17. 【請求項17】 前記機械的手段が、前記第2の基板を
    前記第2の基板の表面に沿って回転させる工程と、円板
    状の砥石を前記砥石の表面に沿って回転させるととも
    に、前記第2の基板の回転面と前記砥石の回転面とが互
    いに垂直に位置して前記砥石を前記第2の基板の表面に
    点接触または線接触して相対的に往復走査することによ
    り前記第2の基板の表面全体を削る工程と、から成るこ
    とを特徴とする請求項14記載の半導体薄膜基板の製造
    方法。
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