JPS58184727A - シリコンウェ−ハの面を研削する方法 - Google Patents

シリコンウェ−ハの面を研削する方法

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JPS58184727A
JPS58184727A JP57068161A JP6816182A JPS58184727A JP S58184727 A JPS58184727 A JP S58184727A JP 57068161 A JP57068161 A JP 57068161A JP 6816182 A JP6816182 A JP 6816182A JP S58184727 A JPS58184727 A JP S58184727A
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    • B24D7/00Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting otherwise than only by their periphery, e.g. by the front face; Bushings or mountings therefor
    • B24D7/02Wheels in one piece

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固形砥粒のブレードにより形成された研削面を
もって梨地面としたシリコンウェハなどの半導体材料と
、この半導体材料の梨地面処理装置に関するものである
一般に、半導体素子材料であるシリコンウェハは直径が
2インチから6インチ程度の薄い円板状をなし、表面は
鏡面処理がなされてrC,L8Iなどの素子を即設し、
裏面は梨地面処理がなされる。
従来、この梨地面処理には、研削後のシリコンウェハの
上面に、ラップ液を混合した砥粒な介在させ、上方から
ラップ板を軽く押しつけつつ指動させることによって、
研削方向をもたず、かつ表面がさらつく程度に削り取っ
て形成していた。このような遊離砥粒を用いる方法では
、シリコンウェハの表面研削という刃物による工程の途
中に全く異質なラッピング工程が入り込むため、研削工
程との一連の自動化ができず、作業性が悪く、しかもラ
ップ液を混合した遊離砥粒を使用するため、汚れがひど
く、面倒な洗浄工程が必要となるだけでなく、ICなど
の即設面にも悪影醤を与えていた。
本発明は上述のような従来の間1点を解決するためにな
されたもので、固形砥粒のブレードで研削することによ
り梨地面を形成するようにしたものである。この結果、
他の研削工程と一連の自動化かで舞、また、固形砥粒で
あるから汚れもないなどの効果がある。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に使用される研削用ブレード(1)を示
しており、ダイヤモンド、ボラゾン等の超砥料を電着方
法によりニッケ当ヂンドしたものをカップ状フランジ(
2)に固着してなるものである。さらに詳しくは、前記
フランジ(2)の端面のみを露出し、他を絶縁被覆した
状態でこのフランジ(2)をニッケルメッキ液中に浸漬
し、このニッケルメッキ液中に混在する超砥粒を攪拌浮
遊させ、自然落下時に堆積する超砥粒を、電気メツキ法
により析出したニッケルで結合してブレード(1)を形
成してなるものである。このときの超砥粒の粒径は例え
ば30〜40μm のものが使用され、ブレード(11
の厚さは300μm程度に形成される。またブレード(
1)の研削向に対する角度は略45度とされる。なお、
このブレード(11は、ニッケルポンドに限られるもの
でなく、レジンボンドその他の結合方法によるものであ
ってもよく、要するに固形砥0粒のブレードであればよ
い。
つぎに、以上のような固形砥粒のブレード(1)を用い
て梨地処理をする方法を説明する。
I81工程 第2図に示すように、テーブル(8)に設けたワーク吸
着台(3)の上に、アランダム系砥粒からなるドレッサ
ー(4)を吸着し、これを表面研削するような方法で前
記ブレード(1)をドレッシングする。このときのドレ
ッシング条件は例えばっぎのように設定する。
ドレッサー(1)はWA32ONB (ここに、WAは
ホワイトアランダム、320は粒度、Nは結合度、Bは
結合剤としてのレジンである。)からなる厚さ1簡、直
径3〜5インチの円板状のものを使用する。
また、ブレード(1)の回転速度を200Orpm (
一般研削速度の半分以下)、送り速度を150IIll
/mlイ、ドる。
7 第2工程 第3図に示すように梨地処理なすべきシリコンウェハ(
6)を第1工程と同様ワーク吸着台(3)の上に吸着し
て第1工程でドレッシングしたブレード(1)を用い表
面研削をする。すると、その研削面がそのまま梨地面と
なる。このときの研削条件は、第1工程と同様、ブレー
ド(1)の回転速度を200Orpm。
送り速度を1%O”/min s切込み深さくt、)は
約15μmとして冷却水′(5)を噴射しつつ研削する
。すると、研削面には方向性を有しない凹凸が形成され
、いわゆる梨地面となる。ちなみに、第5図(a ) 
(b)は従来方法による研削面の200倍の拡大正面図
と断面りあられれ、梨地面は形成されない。ところが、
本発明の第2工程直後の研削面は、第6図(aHb)に
られれているようにみえても正面図にあられれず、朋凸
に方向性のない梨地面が形成される。
第3工程 、第2工程で梨地面となるが、表面のストレスをなくす
必要があるときは、3〜5μmの化学エツチングをする
なお、前記実施例では、研削用ブレード(1)は、研削
面に対し略45度の角度を有する薄いブレードを使用し
たが、第4図のように、研削面に対し、略90度の角度
を有する厚いブレード(1)を使用することもで永るし
、その形状に限定されるものではない。
また、前記実施例における切込み深さく竜υ(會ハは前
記記載に限定されるものではなく、数μmから数百μm
まで可能である。さらに研削用ブレード(11の砥粒も
実施例に限られず数番から数千番まで可能である。
つぎに前記第1工程と第2工程で梨地処理方法をなすた
めの梨地処理装置(7)は、第7図のように構成される
。この第7図において、(8)は間欠回転するテーブル
で、このテーブル(8)上には、一定の中心角の間隔で
例えば30度間隔で12個の多孔質円板からなるワーク
吸着台(3)が設けられている。
これらのワーク吸着台(3)のうち、(3m)はワーク
(6)の供給位ffi、(3b)はワーク(6)の排出
位置である。
また、テーブル(8)の上部に゛は、第1軸ブレード(
1m)、第2軸ブレード(1b)、第3軸ブレード(l
c)が設けられる。これらの′wJ1、第2、第3軸ブ
レード(1a)(lb)(lc)のうち、%llジブレ
ードta)は荒研削用、第2軸ブレード(1b)は中研
削用、第3軸ブンード(1c)は梨地研削用である。
このような構成において、前記第1工程のドレッシング
をするには、テーブル(8)上の第1および第2軸ブレ
ード(1m)(tb)をテーブル(8)から外方へ逃が
し、I83軸ブレード(1c)のみテーブル(8)上に
残す。つぎに、ワーク吸着台(3)上にシリコンウェハ
(6)の代りに、このシリコンウェハ(6)と同一形状
のドレッサー(4)を1ないし複数個吸着させる。そし
て、テーブル(8)を1ないし複数回転させて第3軸ブ
レード(1c)をドレッシングする。
つぎに第2工程の梨地処理をするには、テーブル(8)
の上に第1、$2、第3軸ブレード(ta)(tb)(
1c)をセットし、供給位置(31)から順次シリコン
ウェハ(6)を供給する。そして第1軸ブレード(1m
)で荒研削を17、つぎに第2軸ブレード(lb)で中
研削をし、最後に第3軸ブレード(1c)で梨地面処理
をする。そして排出位iS′(3b)からとり出す。
本発明は上述のように、研削面がそのまま梨地面となる
ようにしたの・′1で、他の研削工程と一連の工程で梨
地面とすることができ、作業能率が格段に向上するとと
もに、汚れもなく他への悪影譬を悉くなくすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に使用したブレードの断面図、第2図は
本発明の装置で第1工程のドレッシングをしている状態
を示す断面図、第3図は本発明の装置で第2工程の梨地
面処理をしている状態な水門による装置の一実施例を示
す平面図である。 (1)・・・ブレード、(2)・・・カップ状フランジ
、(3)・・・ワーク吸着台、(4)・・・アランダム
系ドレッサー、(5)・・・冷却水、(6)・・・シリ
コンウェハ、、(71・・・梨地面処理装置、(8)・
・・テーブル。 特許出願人  株式会社 デ ィ ス コ第1図 87   図 手続補正書(自発) 1、・用件の表示 昭和51年 特 許願第068161号2 発明の名称
 半導体基板の面を研削すゐ方法3 補正をする者 事件との関係  特許出願人 4、代理人 訂  正   明     細    書明の名称 半導体基板の面を研削する方法 2、特許請求の範囲 (1)回転駆動される固定超砥粒製ブレードによって、
半導体基板の面を研削する方法にして;該半導体基板の
面を研削するのに先立って、固定アランダム系砥粒製ド
レッサによって該ブレードをドレッシングすることを特
徴とする方法。 該半導体基板の面を研削すゐ際には、該ブの回転軸線が
該半導体基板の面に対して略垂直になるように該ブレー
ドを配置して、該ブレ該半導体基板とを該ブレードの回
転軸線に略垂直な方向に相対的に移動せしめ、該ブなド
レッシングする際には、該半導体基板研削する際と実質
上同様に、該ブレードを軸線を中心として回転せしめな
がら該ブレ該ドレッサとを該ブレードの回転軸線に対垂
直な方向に相対的に移動せしめる、特許範囲111項記
載の方法。 (3)該ブレードは固定ダイヤモンド砥粒製である、特
許請求の範囲第1項又は$2項記載の方法。 (4)  該ブレードは回転駆動される支持部材の環状
自由端縁部に設けられている、特許請求の範囲第1項か
ら第3項までのいずれかに記載の方法。 (5)該ブレードは該支持部材の該環状自由端縁部の全
周に渡って延在する環形状である、特許請求の範囲第4
項記載の方法。 (6)該ブレードは電着によって該支持部材の該環状自
由端縁部に固着されている、特許請求の範囲$4項又は
第5項記載の方法。 (7)該ブレードの少なくとも自由端部は、該ブレード
の回転軸線に対して所定角度をなして半径方向外方及び
下方へ傾斜し・て延びている、特許請求の範囲第1項か
ら第6項までのいずれかに記載の方法。 (8)該半導体基板はシリコン製である、特許請111
1  覧 求の範凹@1項から第7項までのいずれかに記載の方法
。 λ 発明の詳細な説明 本発明は、半導体基板の面を研削する方法、更に詳しく
は半導体基板の面を研削して所Il東地面にせしめる方
法に関する。 周知の如く、半導体基板の製造においては、一般に、高
純度ンリコン等の半導体材料から成る略円柱状のインゴ
ットを生成し、次いでこのインゴットを適宜の厚さにス
ライスして多数枚O略同板状の半導体基板を生成する。 しかる後に、各半導体基板の両面を砥粒加工し、次いで
各半導体基板を適宜の混酸溶液に浸遺せしめてその両面
をエツチング処理し、そして更に各半導体基板の片面を
ポリッシングして鏡面にせしめゐ。かようにして製造さ
れた半導体基板の上記片面岬ち鋺面には印刷等によって
回路が施Iされるが、回路を施した後に半導体基板の他
面を更に砥粒加工することも少tc <ない。 而して、半導体基K・:の面の砥粒加工、殊に回路、・
:′ を施す前の半導体基板の両面の砥粒加工においては、砥
粒加工によって梨地面にせしめることが一般に重要であ
ると考えられている。一般C二、回転駆動される固定超
砥粒を用いて半導体基板の面を研削すると、研削された
面に相当顕著な所謂ソーマークが生成され、かかるソー
マークに起因して半導体基板に望ましくない方向性が生
ずゐ、そこで、従来は、遊離砥粒を用いる所謂ラッピン
グによって半導体基板の両面を砥粒加工していた。ラッ
ピングは、通常、半導体基板の両面とこれらに対向して
位置するラッピング板との間に遊離砥粒を含有したラッ
ピング液を介在せしめ、半導体基板とラッピング板とを
適宜の圧力で相互に押付けながら相対的に移動せしめる
ことによって遂行される。かようなラッピングによれば
、半導板基板の面をソーマークが実質上存在しない梨地
面にせしめることができる。 しかしながら、上記ラッピングには、(イ)固定砥粒を
用いる場合に比べて作業効率が相当低い、(ol  ラ
ッピング液によって半導体基板が汚染され、それ故にラ
ッピングの後に比較的煩雑な半導体基板洗浄及び乾燥工
程を遂行しなければならない、(1)  自動化が困難
でおる、という欠点乃至問題があゐ。 本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主
目的は、半導体基板を汚染する等の間層を生ぜしめるこ
となく、充分な作業効率で且つ容易に自動化可能な様式
で半導体基板の面を@削して、ソーマークが実質上皆無
或いは存在するとしても僅かである梨地面にせしめるこ
とができゐ、新規且つ優れた半導体基板の面を研削する
方法を提供することである。 本発明者は、鋭意研究及び実験を重ねた結果として、驚
くべきことに、従来は、回転駆動される固定超砥粒製ブ
レードを用いて半導体基板の面を研削すると、研削され
た面に必然的に相当顕著なソーマークが生成されると考
えられていた力1、ブレードによって半導体基板の面を
研削するの1=先立って、特定のドレッサ即ち固定アラ
ンダム系砥粒製ドレッサによってブレードをドレッシン
グすると、ソーマークを実質上生成せしめることなく或
いは生成されるとしても僅かにせしめて、半導体基板の
面をブレードによって充分良好l二梨地自に研削するこ
とができることを見出した。 即ち、本発明によれば、回転駆動される固定超砥粒製ブ
レードによって、半導体基板の面を研削する方法にして
;該半導体基板の面を研削するのに先立って、固定アラ
ンダム系砥粒製ドレッチによって該ブレードをドレッシ
ングすることを特徴とする方法が提供される。 以下、添付図面を参照して、更に詳細に説明する。 第1図は、本発明の方法に使用し得る研削ホイールの一
具体例を図示している。図示の研削ホイールは、円形基
部とこの基部の周縁から垂下する円筒形垂下部とを有す
る支持部材2を具備している。、支持部材2の基部の中
心部は適宜の方式によって回転軸に装着される。支持部
材20自由端縁部即ち垂下部には、ブレード1が設けら
れている。 このブレード1は、固定超竺省製であることが重要であ
る。超砥粒は、ボラゾン(立方晶窒化硼素)砥粒等でも
よいが天然又は合成ダイヤモンド砥粒であるのが好まし
い。熱硬化性樹脂結合剤を使用する所謂レジンボンド性
成いはその他のボンド法によって超砥粒を結合すること
によって形成し、次いで支持部材2の所定位置に固着す
ることもできるが、ニッケルイオンを含む電解液等を使
用するそれ自体は公知の電着法によって、支持部材20
所定位置に直接的に、超砥粒を結合してブレード−な形
成すると同時に固着する0が好都合である。 図示の具体例においては、支持部材2の垂下部の下面は
、半径方向外方及び下方へ傾斜せしめられている。そし
て、ブレード1は、支持部材2の垂下部の内面及び傾斜
下面に沿って延在する被固着部と、支持部材2の垂下部
の外面下端を越えて半径方向外方及び下方へ傾斜して延
びる自由端部とを有する。ブレード1の自由端部0傾斜
角度(即ち研削すべき面とブレード1の自由端部とが威
1.1 す角度)は、45度程度であるのが好都合である。 必ずしも必要なことではないが、ブレード1は、支持部
材2の垂下部の全周に渡って連続して延びる環形状であ
るのが好ましい。 第4図は、本発明の方法に使用し得る研削ホイールのも
う一つの具体例を図示している。第4図に図示する研削
ホイールにおいては、支持部材2の垂下7部の下面は、
回転軸線(即ち研削ホイールが装着される回転軸の中心
軸線)に対して実質上垂直に延びている。そして、支持
部材2の垂下部のかような下面に沿って延在する環状平
板形状のブレード1が設けられている。II!4図に図
示する研削ホイールの上述した意思外は、第1図に図示
する研削ホイールと実質上同一である。 本発明の方法においては、上述した研削ホイールのブレ
ード1によって半導体基板の面を研削するに先立って、
固定アランダム系砥粒製ドレッチによって研削ホイール
のブレード1をドレッシングすることが重要である。 第2図を参照して研削ホイールのブレード1をドレッシ
ングする様式の一例について説明すると、ドレッサ4は
、基台8とこの基台8上に位置する保持板3とを有する
それ自体は公知の保持具によって保持される。基台8に
は、その上面に凹部が形成されていると共に、この凹部
から下方に延びる通路が形成されている。保持板3は、
多孔性材料から形成された主部とこの主部の周縁に固定
された外側部とを有し、外侮部の下面を基台sO上面に
固着することによって基台8上に固定され、主部が上記
凹部な覆う。ドレン1)4は、保持板3上に載置されて
その主部を覆う、上記通路は真空源に接続され、従って
上記通路、凹部及び保持板3の主部を通して空気が吸引
され、がくして保持板3上にドレッサ4が吸着保持され
る。 ドレッサ4自体は、固定アランダム系砥粒製であること
、即ちホワイトアランダム(WA)砥粒の如きアランダ
ム系砥粒なレジンボンド法或いはその他のボンド法によ
って結合することによって形成されたものであることが
重要である。 研削ホイールは、その回転軸線がドレンf4の上面に対
して略垂直になるように配設され、回転軸に駆動連結さ
れた電動モータの如き駆動源(1!示していない)によ
って所要速度で回転駆動される。そして、例えば保持具
をI!21521において右方へ移動せしめることによ
って、研削ホイールの回転軸線に対して略垂直な方向、
従ってドレッサ4の上面に実質上平行な方向に、研削ホ
イールのブレード1とドレッサ4とが相対的に移動せし
められる。かくして、例えば数μ集乃至数百μ%程度で
よい研削深さ1.でドレッサ4が研削され、これによっ
てブレード1がドレッシングされる。 本発明の方法においては、上述したドレッシングの後に
、研削ホイールのドレッシングされたブレード1によっ
て半導体基板の面を研削する。 第3図は、研削ホイールのブレード1によって半導体基
板6の上面を研削する様式の一例を図示している。第2
図と第3図とを比較参照することによって容島に理解さ
れる如く、半導体基板6の上面の研削は、上述したドレ
ッシングと実質上同様な様式で遂行することができる。 即ち、高純度シリコンの如き適宜の半導体材料課の略円
板形状:・□ 、1: でよい半導体基板6は、その研削すべき面を上方に向け
て保持具の保持板3上に載1され、かくして保持板3上
に吸着保持される。研削ホイールは、その回転軸線が半
導体基板6の上面に対して略垂直になるように配設され
る。そして、研削ホイールが所要速度で回転駆動される
と共に、例えば保持具を第3図において右方へ移動せし
柘ることによって、研削ホイールの回転軸線に対して略
垂直な方向、従って半導体基板6の上面に実質上平行な
方向に、研削ホイールのブレードlと半導体基板6とが
相対的に移動せしめられる。かくして、研削深さt、で
半導体基板6の上面が研削される。 研削深さt、は必要に応じて例えば数μ皇乃至数百μm
に設定することができる。 第4図に図示する研削ホイールを使用する場合も、上述
した場合と同様にして、ブレードlをドレッシングし、
しかる後に半導体基板6の上面を研削することができる
。但し、第4図に図示する研削ホイールを使用する場合
には、ブレード1と半導体基板6との接触−積が比較的
大きいこと等に起因して、研削深さt、が数β畷に制限
される傾向がある。 上述した通りの本発明の方法によれば、後述する実施例
から明らかな通り、半導体基板60面を研削して、ソー
マークが実質上皆無或いは存在するとしても僅かである
充分良好な梨地面にせしめることができる。ブレード1
をドレッシングした後に半導体基板6の面の研削を多数
回(例えば1000回程度)繰返し遂行すると、次第に
研削した面にソーマークが現出してくる傾向があるが、
かかる場合にはブレード1を再びドレッシングすればよ
い。 次に、本発明の実施例及び比較例について述べる。 実施例 ニッケルイオンを含む電解液を使用する公知の電着法に
よって、第1図に図示する通りの形態の研削ホイールを
製作した。この際、ブレードを形成する超砥粒として、
U、S、メツシュ番号で400@つて粒径30乃至40
μm)の合成ダイヤモンド砥粒を用いた。製作した研削
ホイールにおけるブレードの自由端部の厚さは300μ
鴇、ブレードの自由端部の傾斜角度(即ち研削すべき面
とブレードの自由端部とが成す角度)は45度、ブレー
ドの自由端の外径は200■であった。 上記研削ホイールのブレードを第2図を参照して説明し
た通りの様式によってドレッシングした。 この際には、国際的に慣用されている表示法でWA32
GNB(即ち、U、S、メツシュ番号で320のホワイ
トアランダム砥粒な結合度Nでレジンボンドしたもの)
であり、厚さ1lIIIの円板状ドレッサを使用した。 ブレードを200Orpmの速度で回転せしめ、ドレッ
サを保持した保持具をIJ2図において右方へ150−
/m i nの速度で移動せしめた。研削深さtl(′
W&2図)は50μ−であり、研削域には冷却水を噴射
した。 上記ドレッシングの後に、第3図を参照して説明した通
りの様式によって、高純度シリコン製O略円板状の半導
体基板の片面を研削した。この際には、ブレードを20
0Orpmの速度で回転せしめ、半導体基板を保持した
保持具を第3図において右方へ150m/minの速度
で移動せしめた。研削深畜1、(第3図)は15μ亀で
あり、研削域には冷却水な噴射した。 第6図(1)及び伽)は、上記の通りにして研削した半
導体基板の片面を200倍に拡大して示す拡大平面図及
び拡大断面図である。第6図fa)及び(b)から明ら
かな如く、研削された半導体基板の片面は、ソーマーク
が実賃上存在しない梨地面であった。 比較例 実施例の研削ホイールと同一の研削ホイールのブレード
を、使用したドレッサがGC320Lv(即ち、tJ、
8.メツシュ番号で320のグリーンカーボランダム砥
粒な結合度りでビトリファイドボンドしたもの)である
こと以外は実施例と同様にしてドレッシングした。 しかる後に、実施例と同様にして、高純度シリコン製の
略円板状の半導体基板の片面を研削した。 $5図(i)及び(b)は、かくシ、て研削された半導
体101 基板の片面を200倍に拡大しで示す拡大平面図及び拡
大断面図である。$511X(al及び(blから明ら
かな如く、研削された半導体基板の片面は、顕著なソー
マークが存在する非梨地面であった。 4、図面の簡単な説明 第1図は、本発明の方法に使用し得る研削ホイールの一
具体例を示す断面図。 第2図は、本発明に従って、第1図の研削ホイールのブ
レードをドレッシングする様式の一例を示す部分断面図
。 第3図は、本発明に従って、ブレードがドレッシングさ
れた第1図の研削ホイールによって半導体基板の面を研
削する様式の一例を示す部分断面図。 第4図は、本発明の方法に使用し得る研削ホイールの他
の具体例を示す断面図。 $5図fa)及び(blは、比較例において研削された
半導体基板の面を200倍に拡大して示す拡大平面図及
び、拡大断面図。 第6図(1)及び(b)は、実施例において研削された
渣 半導体基板の面をic+o倍に拡大して示す拡大平面図
及び拡大断面図。 1・・・ブレード 2・・・支持部1 4・・・ドレッサ 6・・・半導体基板 特許出願人 株式会社 デ ィ ス コh゛ 代理人弁理士古澤俊で 。 1ン i−1:

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  固形砥粒の研削用ブレードを用いて研削した
    方向性を有しない凹凸からなる研削跡をもって梨地面と
    した半導体材料。
  2. (2)  テーブル上にセットされたアランダム系の砥
    粒からなるドレッサーと、固形砥粒の研削用ブレードと
    、前記ドレッサーを用い比較的遅い回転速度で前記研削
    用ブレードを研削してドレッシングする装置と、ドレッ
    シングされた前記研削用ブレードを用い、テーブル上に
    セットされた半導体材料を比較的遅い回転速度で研削し
    て半導体材料に方向性を有しない凹凸面を形成する装置
    とからなる半導体材料の梨地面処理装置。
  3. (3)  研削用ブレードは、超砥粒をメタルボンドし
    たものであって、研削面に対して略45度の角度を有す
    るものからなる特許請求の範囲第2項記載の半導体材料
    の梨地面処理装置。
  4. (4)  ドレッサーはホワイトアランダムをレジソボ
    ンドしたものからなる特許請求の範囲第2項記載の半導
    体材料の梨地面処理装置。
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