KR100227924B1

KR100227924B1 - 반도체 웨이퍼 제조방법, 그 방법에 사용되는 연삭방법 및 이에 사용되는 장치

Info

Publication number: KR100227924B1
Application number: KR1019960030028A
Authority: KR
Inventors: 후미히꼬 하세가와; 마꼬도 고바야시; 다메요시 히라노
Original assignee: 가이데 히사오; 도요 에이테크 가부시키가이샤; 와다 다다시; 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 1999-11-01
Also published as: MY132393A; TW328921B; KR970008393A; EP0755751A1; US5700179A

Abstract

본 발명은 얇은 원반상으로 절단하고 필요에 따라 모깍기한 웨이퍼를, 베어링에 의해 양단이 지지된 한쌍의 원통형 회전 연삭롤 사이에 삽통시켜 양면 동시 연삭으로 평탄화한 후, 그 평탄화한 웨이퍼를 일면 또는 양면 동시 연마하여 연마 웨이퍼를 제조함을 특징으로 하며, 이에 의해 종래에 행해지던 래핑 공정과 에칭공정을 생략하여 가공공정의 단축을 도모함과 동시에, 상기 연삭은 양면 동시 연삭이기 때문에 종래의 웨이퍼 보지를 위해 웨이퍼 진공흡착에 기인하는 절단마크의 전사나 왁스 마운트 방식과 같이 작업이 번잡함이 없이, 또는 배치식 연삭이 아닌 연속식 연삭을 행하는 것이 가능하며, 그 결과 가공마진의 변동이 생기지 않고 고정밀도의 평탄도와 안정된 두께를 갖는 연삭을 가능하게 한다.

Description

반도체 웨이퍼 제조방법, 그 방법에 사용되는 연삭방법 및 이에 사용되는 장치

제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 원통형 회전롤을 갖는 웨이퍼 양면연삭장치를 도시한 정면도.

제2도는 제1도의 측면도.

제3도는 제1도의 양면 연삭장치에 있어서 작업물 이송방향으로 크립피드(creep feed) 양면연삭 상태를 나타내는 작용도.

제4도는 제1도에서 웨이퍼 이송상태를 보여주는 IV-IV선 단면도.

제5도는 본 발명의 제2실시예에 관한 원통형 회전롤을 갖는 양면 연삭장치의 정면도.

제6도는 제5도의 웨이퍼 이송상태를 보여주는 IV-IV선 단면도.

제7도는 제5도 양면 연삭장치에 있어서 작업물 이송방향과 반대방향으로 양면연삭을 하는 상태를 나타내는 작용도.

제8도는 제5도의 양면연삭장치에 있어서의 원통형 연마면 재생기구의 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 연삭롤 12 : 백킹 롤(backing roll)

13 : 웨이퍼 14 : 운반체

17 : 센서 19,22 : 간격설정 기구

20 : 운반체 가이드 21 : 선형가이드

본 발명은 반도체 웨이퍼 제조방법, 그 방법이 이용되는 연삭방법과 장치에 관한 것이며, 보다 상세히는 반도체 재료로 되는 웨이퍼 가공공정의 슬라이스 공정, 모깍기(chamfering) 공정에 이어 행해지는 래핑(lapping) 및 에칭공정 대신 본 발명의 연삭공정을 도입함으로서 웨이퍼 가공공정의 단축 및 효율화를 도모한 반도체 웨이퍼 제조방법, 그 방법에 이용되는 연삭방법과 그 장치에 관한 것이다.

LSI 등 반도체 장치를 제조할 때 기초로 되는 반도체 웨이퍼(이하, 이를 제조하는 공정중에 있는 것은 단지 '웨이퍼'라 한다)는 높은 평탄성, 무가공 스트레인 및 낮은 표면거칠기가 요구된다.

종래부터 웨이퍼의 가공공정은 봉상의 반도체 단결정(예를들어 실리콘)을 두께 약 1000㎛의 원판상으로 절단하는 절단공정과, 절단된 웨이퍼의 외주연과 외주연에 접하는 상,하면의 가장자리를 연삭하는 모깍기 공정과, 절단시 생긴 표면불균일과 결정구조 불량 등을 기인하여 사용될 수 없는 표면층을 제거하는 래핑공정과, 웨이퍼 래핑가공후에 잔존하는 연삭입자로 오염된 파쇄층을 화학적으로 제거하는 에칭공정과, 에칭된 웨이퍼를 거울표면 웨이퍼로 가공처리하는 연마공정, 순으로 행해진다.

상기 래핑공정에서는 상대 운동을 하는 웨이퍼와 래핑기 사이에 연삭입자 및 가공액을 혼합한 슬러리를 넣고, 웨이퍼를 가압하면 연삭입자가 회전함으로서 웨이퍼 표면이 평탄하게 된다.

상기 가공공정을 표 1에 요약하였다.

[표 1]

상기 표 1에서 보는 바와같이, 종래의 래핑 및 에칭단계에서 양면에 대한 가공마진은 (50㎛+20㎛)×2=140㎛이다.

그러나 래핑 및 에칭단계는 배치 시스템으로 행해지기 때문에 가공시간이 많이 소요됨과 동시에 상기 가공마진이 각 배치마다 달라 반도체 웨이퍼의 수율 및 품질에 악영향을 끼칠 수가 있는 것이다.

따라서 상기 래핑 및 에칭을 중심으로 하는 공정을 단축하여 가공시간을 단축시키든지 혹은 배치시스템을 연속시스템으로 대체하여 가공마진 변동을 줄이고자 하는 것이 강하게 요구되어 왔다.

이를 위해 상기 래핑공정과 에칭공정 대신에 웨이퍼의 표면 연삭에 의해 가공공정을 단축시키고자 하는 시도가 있어 왔다.

웨이퍼를 연삭시키는데 통상 사용되는 수직형 연삭기는 웨이퍼의 전면을 연삭하는 단계와 후면을 연삭하는 단계의 2단계에 의해 웨이퍼 표면을 연삭하는데 사용된다. 이같은 수직형 연삭기에서는 진공흡착판을 갖는 진공흡착 시스템을 사용하여 웨이퍼를 보지하는데, 이같은 경우에는 피가공면과 반대측에 있는 이면측의 절단마크가 피가공면으로 전사된 상태에서 연삭되기 때문에 바람직하지 않는 것이다.

따라서 수직형 연삭기를 이용한 표면연삭에서는, 왁스 마운팅 시스템을 이용하여 상기 웨이퍼를 보지하나, 이 방법은 작업을 번잡스럽게 하고, 가공마진 변동이 생기 쉬운 것이다.

본 발명은 상기 문제점에 비추어 된 것으로써, 종래의 웨이퍼 가공공정의 래핑과 에칭공정 대신 웨이퍼 양면 연삭 공정에 의해 공정단축을 도모하고, 가공마진 변동의 감소 및 배치 처리 시스템을 연속처리시스템으로 전환시킬 수 있게 하는 반도체 웨이퍼 제조방법, 그 방법에 이용되는 연삭방법과 장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 보지(保持)가 간단하면서도 확실히 행해짐과 동시에 상기 연마공정의 전처리 공정으로서 높은 고정밀도의 평탄도 및 안정된 두께를 얻을 수 있는 연삭을 가능하게 하는 웨이퍼 연삭방법과 그 장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 이 같은 목적을 달성하기 위하여 얇은 원반상으로 절단하고 필요한 경우 모깍기한 웨이퍼를 베어링으로 양단이 지지된 한쌍의 원통형 연삭롤 사이에 통과시킴으로서 양면 동시 연삭시켜 평탄화한 후, 그 평탄화된 웨이퍼를 일면 또는 양면 연마하여 연마 웨이퍼를 얻는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 웨이퍼를 종래의 래핑 및 에칭공정의 2공정 대신 하나의 연삭공정으로 하기 때문에 전체적으로 공정을 단축시킬 수 있다.

또한, 상기 웨이퍼는 양면 동시 연삭되기 때문에 상기 웨이퍼를 종래와 같이 웨이퍼 흡착판을 이용한 진공흡착시스템이나 왁스 마운팅 시스템 같은 보지수단을 사용할 필요가 없으며, 이에 따라 진공흡착에 기인된 절단 마크 전사나 왁스 마운팅 시스템의 경우에서와 같은 번잡성 등의 문제점이 없는 것이다.

더욱이 웨이퍼 보지수단을 필요로 하지 않기 때문에 종래의 배치 연삭대신 연속식 연삭으로 쉽게 대체될 수 있어, 공정마진 변동이 없이 고평탄도의 안정한 두께를 얻을 수가 있게 된다.

양면 연삭후의 웨이퍼 연마단계는 다-단계의 기계적/화학적 복합 연마방법으로 수행되며, 여기서는 기계적 연마 작용과 에칭의 화학적 제어 작용을 복합시켜 이들의 상승 효과에 의거 정밀도가 높은 연마면을 고효율로 얻을 수가 있다.

여기서는 단면 연마 혹은 양면 연마가 가능하다.

상기 양면 동시 연삭 공정에서는, 필요에 따라 면깍기된 얇은 원반형태의 웨이퍼를 양단이 베어링에 의해 지지된 한쌍의 원통형 연삭롤에 통과시킴으로서 양면 동시연삭시켜 웨이퍼를 평탄화하며, 이 공정에서는 특히 웨이퍼의 연삭량이 많은 경우 웨이퍼를 협지한 상기 원통형 연삭롤이 휘게 되는 경우가 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 롤은 전체 길이에 걸쳐 각 원통형 연삭롤의 배면과 접촉되게 강성롤을 제공함으로서 이 강성롤의 접촉압력에 의해 웨이퍼 연삭동안 원통형 연삭롤이 휘는 것을 방지할 수가 있다(이하, 이 연삭방법을 '제1연삭방법' 이라 한다).

이와같이 연속양면 연삭이 가능하며, 이로 인해 고평탄도의 안정된 연삭두께가 확보된다.

이 경우, 상기 웨이퍼의 연삭방향을 웨이퍼의 이송방향과 동일한 방향으로 설정하여 연삭량이 큰 포워드 피드 연삭(forward feed grinding)을 행하는 것이 가능하며, 이에 의해 1-패스 연삭(즉, 일방향만의 연삭)으로 예정된 연삭두께를 얻을 수가 있다.

상기 원통형 연삭롤의 배면에 배치된 강성롤은 원통형 회전롤의 주속(周速)에 대하여 다른 주속으로 회전함으로서 상기 원통형 회전롤을 슬라이딩하게 하여 그 회전롤의 드레싱이나 크래쉬 툴링등과 같은 연삭표면 재생을 행할 수가 있다.

따라서 원통형 연삭롤의 배면에 강성롤(이하 '배면롤' 이라고도 한다)이 제공된 제1연삭공정에서는 고강성화가 가능하게 되며, 또한 상기 강성롤을 연삭휠의 연삭표면을 수정하는 수정기구로서 이용함으로서 연삭동안 보다 계속적인 툴링(tooling) 및 드레싱(dressing)이 가능하게 되어 이송기에 의해 이송되는 웨이퍼를 장기간 연속적으로 연마가능하게 된다.

또한, 포워드 피드(forward feed) 연삭에 의해 고정밀도의 양면연삭이 1-패스 동작으로 연속적으로 수행될 수 있는 것이다.

물론 상기 강성롤 없이도 웨이퍼를 연삭할 수가 있다.

이 경우는 얇은 원반 상으로 절단하고 필요에 따라 모깍기를 한 웨이퍼를 베어링에 의해 양단이 지지된 한쌍의 원통형 실린더 사이에 웨이퍼를 통과시켜 양면 동시 연삭을 행함으로서 웨이퍼를 평탄화 함과 동시에 상기 한쌍 원통형 연삭롤중 하나를 고정하고 다른 연삭롤을 고정된 하나의 연삭롤로 부터 떨어져서 향하게 이동가능하게 구성하고, 상기 웨이퍼의 연삭방향을 웨이퍼 이송방향과 반대방향으로 설정하여 어겐스트 피드 연삭(against-feed grinding)을 행하는 연삭방법을 포함한다(이하, 이같은 연삭방법을 '제2연삭방법'이라 한다).

이같은 어겐스트-피드 연삭방법은 비록 가공마진은 적어지나 강성롤(즉, 배면률)을 사용하지 않아도 원통형 연삭롤의 연삭시의 휨을 방지할 수가 있으며, 고정밀도의 평탄도 및 안정된 연삭두께를 확보할 수 있는 것이다.

또한, 이 연삭방법의 경우는 연삭롤 끼리의 슬라이딩으로 드레싱이나 크래쉬 툴링등의 연삭롤의 연삭면 재생을 행할 수가 있으며, 예를들면, 가동가능한 다른 회전 연삭롤을 고정된 하나의 회전연삭롤 주연면에 당접시킨 상태에서 상기 다른 회전연삭롤축 방향으로 이동시킴으로서 양회전 연삭롤의 연삭표면 재생을 비-연마시에 적절한 타이밍으로 행하도록 구성하는 것이 좋다.

따라서, 제2연삭방법에 있어서는 연삭마진을 작게 유지시킨 어겐스트-피드 연삭(연삭롤 회전방향이 작업물이동방향과 반대인 연삭)의 고속연속 양면 연삭이 가능하게 되며, 소정의 가공마진을 확보하기 위하여는 복수회 반복할 필요가 있으나, 상기한 바와같이 종래의 배치시스템의 래핑공정과 에칭공정의 2가지 공정을 양면 연삭 1공정으로 단축시킬 수가 있을 뿐만 아니라 가공마진(이 경우에는 전체 가공마진)의 저감과 균일화를 도모할 수가 있으며, 이에 의해 연삭효율 향상과 고정밀도 연삭이 가능하게 되는 것이다.

또한 상기 어느 웨이퍼 연삭방법에 있어서도 상기 원통형 연삭롤 사이의 간격보다 적은 두께를 갖는 벨트상 운반체에 의해 웨이퍼를 운반하는 상태에서 운반체를 통해 상기 한쌍의 원통형 회전롤 사이에 웨이퍼를 통과시켜 양면 동시 연삭을 행함으로서 연속적이고 자동으로 연삭을 용이하게 할 수가 있는 것이다.

또한, 상기 제1연삭방법에 대응하는 장치는, 얇은 원반상으로 절단하고 필요에 따라 모깍기 한 웨이퍼를 베어링에 의해 양단을 지지한 한쌍의 원통형 회전연삭롤 사이에 통과시켜 양면 동시 연삭에 의해 웨이퍼를 평탄화하는 웨이퍼 양면 동시 연삭장치로 되며, 상기 한쌍의 원통형 회전연삭롤 각각의 배면측에 그 원통형 회전연마롤 전 길이에 걸쳐 접촉하는 강성롤러를 배치한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연삭장치를 제안한다.

이 경우 바람직하게는 상기 한쌍의 원통형 회전연삭롤과 그 한쌍의 원통형 회전 연삭롤의 각각의 롤 배면에 배설된 1쌍의 강성롤러를 동일 연직면 내에 수평으로 설하는 것이 좋다.

또한, 원통형 회전연삭롤의 회전방향을 웨이퍼 이송방향과 동일하게 설정함으로써 상기한 포워드 피드 연삭이 가능하게 된다.

또한 상기 원통형 회전연삭롤의 배면 측에 배설한 강성롤러를, 원통형 회전연삭롤의 주속(周速)에 대하여 속도차이를 가지고 회전가능하게 구성함으로써 강성롤러에 의한 연삭롤의 연삭표면 재생을 가능하게 한다.

그리고 상기 제2연삭방법에 대응하는 장치로서, 얇은 원반상으로 전단하고 필요에 따라 모깍기를 한 웨이퍼를 베어링에 의해 양단 지지된 한쌍의 원통형 회전연삭롤 사이에 통과시켜 양면동시 연삭에 의해 웨이퍼를 평탄화하는 웨이퍼 양면 동시 연삭장치로 되며, 상기 한쌍의 원통형 회전연삭롤중 하나의 회전연삭롤을 고정하고, 다른 회전연삭롤을 하나의 회전연삭롤 측으로 향해 떨어져서 가동가능하게 구성함과 동시에, 원통형 회전 연삭롤의 회전방향을 웨이퍼의 이송방향과 반대방향으로 설정한 것을 특징으로 한다.

이 경우 상기 다른 회전연삭롤을, 상기 하나의 회전 연삭롤측으로 향하여 떨어져 가동가능하게 구성함과 동시에, 그 가동기구를 포함하여 상기 다른 회전연삭롤을, 연삭롤 축선 방향으로 가동가능하게 구성한 이동수단상에 탑재시킴으로서, 가동가능한 다른 회전연삭롤을 고정된 하나의 회전연삭롤의 주연면에 당접시킨 상태에서 상기 다른 회전연삭롤 축선방향으로 이동시킴으로서 양회전 연삭롤의 연삭면 재생을 비연마시에 적절한 타이밍으로 행할 수가 있다.

또한, 상기 어느 연삭장치에 있어서도, 회전연삭롤간의 간격보다 적은 두께를 갖고 웨이퍼를 감합 지지시키는 벨트상 운반체와, 상기 한쌍의 원통형 회전 연삭롤의 상류측 및 하류측 각각에 배치되어 상기 운반체를 회전연삭롤 축선과 직교하는 방향으로만 이동가능하게 위치된 운반체 가이드를 구비한 웨이퍼 연삭장치를 사용하면 연속연삭이 용이하게 행해질 수가 있다.

상기 어느 장치에서도 상기 한쌍의 원통형 회전 연삭롤 사이의 간격을 설정하는 간격설정 수단을 적어도 하나의 회전 연삭롤의 가동부측에 설치하여 고정밀도로 간격설정을 행하도록 하는 것이 좋다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

다만 본 실시예에 기재되어 있는 구성부품의 칫수, 형상, 그 상대적 위치등은 별도의 기재가 없는 한 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안되며 단지 예시적인 것에 지나지 않는다.

제1도에서, 베이스 1 상에 가설한 웨이퍼 양면 연삭장치는, 고강성을 지닌 한쌍의 원통형으로 된 원통형 회전 연삭롤 11A, 11B를 베어링 16A,16B에 의한 양단지지에 의해 동일한 연직면내의 수평으로 연장시켜 배설함과 동시에, 그 원통형 회전연삭롤 11A,11B를 구동부 18A,18B에 의해 각각 가변속도로 회전할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상측 원통형 회전연삭롤 11A의 상면측(배면측), 하측원통형 회전연삭롤 11B의 하면측(배면측)에 상기 연삭롤 11A 및 11B와 동일한 길이를 갖는 배면롤(backing roll)을 배설하고, 이들 배면롤을 베어링 15A, 15B에 의해 지지시킨다.

상기 배면롤 12A, 12B는 초경합금이나 강(鋼), 또는 표면을 세라믹 피복시킨 강체(剛體)로 구성되어 있다.

상기 베어링 15A와 16A는 각각 아암 8A, 9A의 자유단측에 지지되며, 따라서 상기 아암 8A, 9A의 타단은 좌우 양측에 입설된 하우징의 지지대 2A에 요동자재로 축지(7A)되어 있다.

상기 베어링 15B와 16B 역시 마찬가지로 각각 아암 8B, 9B의 자유단측에 지지되며, 그래서 그 아암 8B, 9B의 타단은 좌우양측에 입설된 하우징의 지지대 2A에 요동자재로 축지(7B)되어 있다.

그 결과 원통형 회전연삭롤 11A, 11B는 그 배면측에 배설된 동일길이의 배면롤 12A, 12B에 의해 축방향으로 균등한 압력이 가해질 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 제1 및 2도에 도시된 바와 같이, 원통형 회전 연삭롤 11A, 11B나 배면롤 12A, 12B는 양단이 지지되는 지지구조를 채용하면서도 정적으로 그리고 동적으로 고강성(固剛性)을 갖고 있어 깊은 연삭을 가능하게 한다.

한편, 상기 배면롤 12A, 12B 및 연삭롤 11A, 11B의 연직방향 배열은 제2도에 도시된 바와같이 그 축심을 동일 연직선 Z-Z상에 있도록 한다.

하우징 2의 천정 2B에는 연삭롤 11A, 11B 사이의 간격을 설정하기 위한 간격 설정기구 19가 설치되어 있으며, 그 선단을 배면롤 12A의 베어링 15A 상면에 당접시켜 배면롤 12A를 소정위치로 위치시켜 고정가능하게 구성함과 동시에, 연삭롤 11A, 11B 각각의 베어링 16A, 16B에 연삭롤 11A, 11B 사이의 간격을 검출하는 센서 17A, 17B를 설치하여, 상기 간격 설정기구 19에 의해 설정된 연삭롤 11A, 11B간의 간격, 다시 말해서 웨이퍼 13의 연삭두께를 정밀하게 검출가능하게 한다.

또한, 제3도 및 4도에 도시된 바와 같이 연삭롤 11A, 11B 사이에는 미연마 웨이퍼를 감합지지하는 벨트상의 운반체 14가 연삭롤 11A, 11B를 끼고, 그 양측에 각각 하나씩 배설된 롤러상 운반체 가이드 20에 의해, 연삭롤 축선과 직교하는 방향으로 화살표 방향으로 주행가능하게 배설되어 있어 가공물인 웨이퍼 13을 운반체 14를 통해 화살표 방향으로 주행시킴으로써, 가공물 이송방향 연삭에 의한 깊은 포워드 피드 연삭을 웨이퍼 양면에 대하여 동시에 행함으로서, 상기 운반체 14에 감합지지된 웨이퍼를 1-패스 연속 연삭시킬 수 있다.

이에 의하면, 상기 배면롤 12A, 12B가 배면측으로 부터 원통형 회전연삭롤과 동기회전함으로서 축선방향을 따라 균등압으로 보지되어 있기 때문에, 1-패스에 의한 깊은 연삭을 행하는 경우에도 연삭 압력에 대항하여 연삭롤의 휨변형이 생기지 않으며, 평탄도가 극히 높은 연삭이 가능하며, 연삭마진의 변화도 종래보다 감소되는 것이다.

그 결과, 종래의 래핑공정과 에칭공정의 2공정을 단축하여, 1공정의 연삭 공정으로도 두께의 평탄도가 높은 연삭을 가능하게 한다.

또한, 본 실시예에 의하면 이면 및 표면 각각에 행한 연삭가공을 동시에 할 수 있음과 동시에, 상기 한쌍의 원통형 회전연삭롤 사이에, 웨이퍼를 감합지지시킨 벨트상 운반체를 1-패스 방향으로 주행시키는 것만으로 연속양면 연삭을 가능하게 할 수가 있다.

또한, 상기 연삭에 사용되는 연삭롤은 연삭액의 유입이 촉진되며, 발생된 연삭편이 연삭 부위로 원활하게 반출시킬 수 있는 공간인 칩포켓을 가진 것을 사용하여, 연마액은 도시되지 않은 연마액 공급장치에 의해 수성저온 연삭액을 고압으로 다량 공급시킬 수 있는 구성으로 하고 있다.

또한, 가공물인 웨이퍼 13을 주행시키는 운반체 14의 주행에는 안정된 절삭이 가능하도록 강성이 큰 운반체 14를 이용한 이송기구를 이용하는 것이 좋다.

또한 장치 전체 구조도 대칭적인 기계구조로 하고, 열변형에 의한 스트레스 발생을 억누르는 구조로 하여, 진동 및 열스트레스에 의한 연삭 정밀도 저하를 방지하는 구성으로 하고 있다.

본 발명의 장치는 나아가 연삭면 재생기구를 가진다.

상기 제1실시예의 경우는 배면롤 12A, 12B가 원통형의 원통형 회전 연삭롤 11A, 11B의 배면측에 각각 배설하고 있기 때문에, 상기 배면롤 12A, 12B를 강제(鋼製) 원통롤로 하고, 브래킹(braking) 수단 6에 의해 그 롤에 제동을 걸므로서 원통형 회전 연삭롤 11과의 주속차이를 생성하고, 배면롤 12A, 12B를 원통형 회전 연삭롤 11의 주변면을 슬라이딩하는 크래시롤(crash roll)로 작동시켜, 연속적으로 툴링 및 드레싱 즉, 연삭롤의 연삭면 재생을 가능하게 한다.

상기 툴링 및 드레싱을 행하는 경우는 웨이퍼 13의 연삭장수를 카운트하고 소정장수마다 비연삭시에 소정시간 동안 배면롤을 크래시롤의 역할을 하게 할 수 있다.

선택적으로 1쌍의 원통형의 원통형 회전 연삭롤 11A, 11B를 상기 간격설정기구 19에 의해 배면롤 12A, 12B에 적당 압력으로 접촉시킬 수 있도록 간격설정을 하고, 웨이퍼 연삭간의 운반체 주행시에 그 롤에 제동을 걸어 회전연삭롤 11과의 주행속도 차이를 갖고 회전시켜 고속으로 단시간에 연마면의 재생이 가능하게 하여도 좋다.

제5도에는 배면롤 12A, 12B를 사용하지 않은 본 발명의 제2실시예의 구성이 도시되어 있다.

도시된 바와같이 제2실시예는 동일 연직면내에 상하수평으로 배설된 원통형 회전 연삭롤 11A, 11B로 되며, 상기 연삭롤 11A, 11B는 그 양단이 베어링 16A, 16B에 의해 지지되며, 구동부 18A, 18B에 의해 적절히 가변속도 회전시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 한쌍의 원통형 회전연삭롤의 상부 연삭롤 11A, 11B는 베어링 16A, 16B를 통해 하우징 천정 2B에 달려 있는 수직지지대 4에 의해 연직방향으로 확실히 위치 고정되게 배설되어 있다.

또한 하부 원통형 회전 연삭롤 11B는 연직방향으로 이동하는 간격설정기구 22A, 22B로 부터 상방에 설치되는 하부 수직지지대 5에 베어링 16B를 통하여 양단이 지지된 상태로 배설함과 동시에, 간격설정기구 22A, 22B를 연삭롤 축선상에 따라 연설하는 가이드 레일 21A 상에 따라 축선방향으로 이동가능하게 구성된 선형 가이드 21상에 배치되어 있다.

하부 수직지지대 5와 상부 수직지지대 4의 대향하는 양단에는 각각 간격센서 17A, 17B가 취부되어 있어, 상기 수직방향의 간격설정기구 22A, 22B에 의해 위치제어될 때 센서 17A, 17B에 의해 검출된 제어간격에 기하여 웨이퍼 13의 연삭간격을 정밀하게 확보할 수 있도록 함과 동시에, 선형가이드 21에 의해 하부 원통형 회전연삭롤 11B가 축선방향에 따라 좌우로 이동하고 제8도에 도시된 바와같이 연삭위치로 부터 후퇴가능하게 구성되어 있다.

제6도에서 웨이퍼 13은 상기 실시예와 마찬가지로 롤러 상의 운반체 가이드 20에 의해 연삭롤러 축선방향과 직교하는 방향에 따라 주행가능하게 가이드된 벨트상의 반송을 운반체 14에 의해 상기 연삭롤 11A, 11B 사이를 화살표 방향(연삭롤 축선방향과 직교하는 방향)으로 주행 가능하게 구성된다.

그 결과, 원통형 회전 연삭롤 11A, 11B 사이에 운반체 14를 통하여 웨이퍼 13을 통과시키면서 도시되지 않은 연마액 공급장치에 의해 연삭액을 고압으로 공급하여 웨이퍼의 양면 연삭을 행하는 구성을 갖는다.

제5도에 도시된 제2실시예는 제1실시예에 비하여 배면롤을 설치하지 않기 때문에 원통형 회전 연삭롤의 휨 강성이 낮아 연삭시에 큰 부하를 인가될 수가 없다.

그 때문에 제7도에 도시한 바와같이, 웨이퍼 13은 반(反)-가공물 이송방향 연삭(anti-work feed direction grinding)에 의해 연삭된다. 이 방법에서는 연삭마진이 약 0.1㎛-1㎛로 유지되며, 또한 웨이퍼 운반체 14는 고속으로 이동된다.

또한, 상기 배면롤을 갖지 않는 회전연삭롤의 연삭면 재생기구는 제8도에 도시된 바와같이, 간격설정기구 22A, 22B의 상승에 의해 한쌍의 원통형 회전연삭롤 11A, 11B을 적당 압력으로 접촉시킬 수 있도록 한 후, 그 연삭롤 11A, 11B가 주속차이를 갖도록, 예를들면 동일회전방향으로 회전시켜 가이드 레일 21A 상을 따라 선형 가이드 21에 의해 하측 원통형 회전연삭롤 11B를 좌우 축선방향으로 화살표 C로 표시한 스트로크 폭으로 왕복 요동시킴으로서 필요한 툴링 및 드레싱을 단시간에 고속으로 행할 수가 있는 것이다.

상기 연삭롤의 연삭면 재생은 웨이퍼의 연삭을 여러번 행할 때마다 적절히 행해진다.

앞서 기술한 바와 같이, 제1도 내지 제4도에 의한 본 발명의 제1실시예의 경우는 연속 연삭롤의 재생도 가능하며, 가공물 이송방향 연삭에 의해 깊이 연삭하는 포워드 피드 연삭에 의한 연삭이 가능하게 되고, 웨이퍼의 양면에 대하여 동시 연삭도 가능하며, 높은 정밀도의 평탄도를 양면에 부여하고, 두께 차이가 없는 품질이 안정된 웨이퍼를 얻을 수가 있는 것이다.

즉, 원(1)-패스로 종래의 래핑공정과 에칭공정의 2공정을 단축하여 단축 1공정으로 함과 동시에 표면과 이면 가공물을 일시에 행하는 연속양면 연삭이 가능할 뿐만 아니라, 가공효율과 함께 연속 연삭에 의한 제품 품질차이를 감소시킴으로써, 공정의 단축, 가공마진저감 등의 효과를 도모할 수가 있는 것이다.

Claims

얇은 원반상으로 절단하고, 필요에 따라 모깍기(chamfered)한 웨이퍼를, 베어링에 의해 양단이 지지된 1쌍의 원통형 회전 연삭롤 사이에 삽입통과시켜 양면동시 연마에 의해 평탄화한 후, 그 평탄화된 웨이퍼를 일면 또는 양면 동시 연마하여 연마웨이퍼를 제조함을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 제조방법.
얇은 원반상으로 절단하고, 필요에 따라 모깍기한 웨이퍼를, 베어링에 의해 양단이 지지된 한쌍의 원통형 회전 연삭롤 사이를 삽입통과시켜 양면 동시 연삭에 의해 웨이퍼를 평탄화하고, 상기 한쌍의 원통형 회전연삭롤 각각의 배면측에 그 원통형 회전연삭롤의 전체 길이에 걸쳐 접촉하는 강성(剛性)롤을 배치하고, 그 강성롤의 접촉압에 의해 웨이퍼 연삭시에 생기는 원통형 회전연삭롤의 휨을 방지함을 특징으로 하는 웨이퍼 연삭방법.
제2항에 있어서, 상기 웨이퍼의 연삭방향을 웨이퍼의 이송방향과 같은 방향으로 설치하여 포워드 피드 연삭(forward feed grinding)을 행함을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 원통형 회전연삭롤의 배면측에 배치된 강성롤러는 상기 원통형 회전연삭롤의 주속(周速)에 대하여 주속차이를 부여하여 회전함으로서 상기 원통형 회전연삭롤의 연삭면 재생을 행함을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 회전 연삭롤 사이의 간격보다 작은 두께를 갖는 벨트상 운반체에 상기 웨이퍼를 감합지지시킨 상태에서 운반체를 통해 상기 한쌍의 원통형 회전 연삭롤에 상기 웨이퍼를 삽입통과시켜 양면 동시 연삭을 행함을 특징으로 하는 방법.
얇은 원반상으로 절단하고 필요에 따라 모깍기를 한 웨이퍼를 베어링에 의해 양단이 지지된 한쌍의 원통형 회전 연삭롤 사이에 삽입통과시켜 양면동시 연삭으로 웨이퍼를 평탄화함과 동시에, 상기 한쌍의 원통형 회전연삭롤 가운데 하나의 연삭롤을 고정하고, 나머지 다른 연삭롤을 그 하나의 연삭롤측에 향하여 이접(離接)하는 방향으로 가동가능하게 구성하고, 또한 상기 웨이퍼의 연삭방향을 웨이퍼의 이송방향과 반대방향으로 설정하여, 어겐스트 피드 연삭(against-feed grinding)을 행함을 특징으로 하는 웨이퍼 연삭방법.
제6항에 있어서, 상기 가동가능한 다른 회전연삭롤을 상기 고정된 하나의 연삭롤 주변면에 당접시킴과 동시에, 상기 다른 회전연삭롤 축선방향으로 이동시킴으로서 양회전 연삭롤의 연삭면 재생을 비연삭시에 적절한 타이밍에서 행함을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 회전연삭롤 사이의 간격보다 적은 두께를 갖는 벨트상 운반체에 웨이퍼를 감합지지시킨 상태에서, 운반체를 통해 상기 한쌍의 원통형 회전 연삭롤 사이에 웨이퍼를 삽입통과시켜 양면동시 연삭을 행함을 특징으로 하는 방법.
얇은 원반상으로 절단하고 필요에 따라 모깍기를 한 웨이퍼를, 베어링에 의해 양단이 지지된 한쌍의 원통형 회전 연삭롤에 삽입통과시켜 양면 동시 연삭으로 웨이퍼를 평탄화하는 웨이퍼 양면 동시 연삭장치로 되며, 상기 한쌍의 원통형 회전 연삭롤 각각의 배면에 그 원통형 회전연삭롤 전 길이에 걸쳐 접촉하는 강성(剛性)롤을 배치시킨 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연삭장치.
제9항에 있어서, 상기 원통형 회전연삭롤의 회전방향을 웨이퍼의 이송방향과 같은 방향으로 설정한 것을 특징으로 하는 장치.
제9항에 있어서, 상기 한쌍의 원통형 회전연삭롤과 그 배면에 배치된 상기 강성롤은 동일 연직면내에 수평으로 설치되어진 것을 특징으로 하는 장치.
제9항에 있어서, 상기 원통형 회전연삭롤의 배면에 배치된 강성롤은 상기 원통형 회전연삭롤의 주속(周速)에 대하여 주속차이를 갖고 회전가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 장치.
제9항에 있어서, 상기 회전연삭롤 사이의 간격보다 적은 두께를 갖고 웨이퍼를 감합지지시키는 벨트상 운반체와, 상기 한쌍의 원통형 회전 연삭롤을 끼고 그 상류측과 하류측에 각각 배치되며, 상기 운반체를 회전 연삭롤축선과 직교하는 방향으로만 이동가능하게 위치 규제되는 운반체 가이드를 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
얇은 원반상으로 절단하고 필요에 따라 모깍기를 한 웨이퍼를, 베어링에 의해 양단이 지지된 한쌍의 원통형 회전 연삭롤 사이에 삽입통과시켜 양면 동시 연마로 웨이퍼를 평탄화하는 웨이퍼 양면 동시 연삭장치로 되며, 상기 한쌍의 원통형 회전연삭롤 가운데 하나의 회전 연삭롤을 고정하고 다른 회전연삭롤을 그 하나의 회전연삭롤측에 향하여 이접(離接)하는 방향으로 가동 가능하게 구성함과 동시에, 상기 회전 연삭롤의 회전방향을 웨이퍼 이송방향과 반대방향으로 설정한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 연삭장치.
제14항에 있어서, 상기 다른 회전 연삭롤을, 상기 하나의 회전연삭롤측으로 향하여 이접하는 방향으로 가동가능하게 구성함과 동시에, 그 가동기구를 포함하여 상기 다른 회전 연삭롤을 연삭롤 축선방향으로 이동가능하게 구성한 이동수단을 탑재시킨 것을 특징으로 하는 장치.
제14항에 있어서, 상기 회전연삭롤 사이의 간격보다 적은 두께를 갖고, 웨이퍼를 감합지지시키는 벨트상 운반체와, 상기 한쌍의 회전연삭롤을 끼고 그 상류측과 하류측에 각각 배치되며, 상기 운반체를 상기 회전 연삭롤 축선과 직교하는 방향으로만 이동가능하게 위치 규제시키는 운반체 가이드를 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
제14항에 있어서, 나아가 상기 한쌍의 원통형 회전연삭롤 사이의 간격을 설정하는 간격 설정수단을 최소 하나의 회전연삭롤의 가동부측에 설치한 것을 특징으로 하는 장치.