KR101276137B1 - 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법 및 숫돌의 홈 형상의수정방법 - Google Patents

반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법 및 숫돌의 홈 형상의수정방법 Download PDF

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신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼의 조(粗)연삭된 면취부를, 이 웨이퍼와 제2숫돌을 상대적으로 경사지게 하여 헤리컬 연삭하는 것에 의해 미세 연삭가공하는 방법에 있어서, 상하 비대칭 형상의 홈이 주위에 형성된 제1숫돌을 이용하여, 이 제1 숫돌의 홈으로 원반상의 트루어(truer)의 에지를 상대적으로 경사지지 않게 하여 연삭하는 것에 의해 이 트루어의 에지를 상기 제1숫돌의 상하 비대칭의 홈 형상으로 성형하고, 이 트루어와 제2숫돌을 상대적으로 경사지게 하여 이 제2숫돌을 헤리컬 연삭하는 것에 의해 이 제2숫돌의 주위에 홈을 형성하고, 이 제2숫돌의 주위에 형성된 홈 방향에 대하여 상기 반도체 웨이퍼를 상대적으로 경사지게 하여 이 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭에 의해 미세 연삭한다.
이것에 의해, 레진숫돌 등에 의해 반도체 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭할 때, 웨이퍼의 면취부를 상하 대칭적인 형상으로 면취가공할 수 있는 반도체 웨이퍼의 면취가공방법이 제공된다.
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Description

반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법 및 숫돌의 홈 형상의 수정방법{METHOD OF PROCESSING CHAMFERED PORTION OF SEMICONDUCTOR WAFER AND METHOD OF CORRECTING GROOVE SHAPE OF GRINDSTONE }
본 발명은 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼의 면취부를 헤리컬(helical) 연삭에 의해 미세(精, fine) 연삭가공하는 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등의 제작에 사용되는 실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼는, 핸들링에 의한 치핑을 방지하기 위하여, 에지(연부, 緣部)를 연삭하는 것으로 면취가공이 행해지고, 최근에는 디바이스 공정에서의 발진(發塵)대책으로서 연마에 의한 경면면취가공도 행해지고 있다.
그러나, 면취부의 가공 변형(歪)이 깊은 경우, 경면면취가공을 행하여도 변형이나 줄 무늬가 잔류하여, 발진의 원인이 된다.
그래서, 면취부의 가공변형을 저감시키는 방법으로서, 웨이퍼에 대하여 예를 들면 레진본드숫돌(레진숫돌)을 경사지게 하여 웨이퍼의 면취부를 연삭하는, 이른바 헤리컬 연삭을 행하는 방법이 있다(일본 특개평 5-152259호 공보 참조).
통상의 연삭에서는, 도 3(A)에 나타난 바와 같이 레진숫돌(13)의 회전축에 대하여웨이퍼(W)의 주면이 수직이 되는 상태로 면취부를 연삭하지만, 이 경우, 면취부에 는 도 3(B)에 나타난 바와 같이 원주 방향의 연삭자국(14)이 발생하기 쉽다.
한편, 헤리컬 연삭을 실시하는 경우에는, 도 4(A)에 나타난 바와 같이 웨이퍼(W)의 회전축에 대하여 레진숫돌(13)의 회전축이 경사진 상태로 웨이퍼(W)의 면취부를 연삭한다
이러한 헤리컬 연삭을 실시하면, 도 4(B)에 나타난 바와 같이 웨이퍼 (W)의 면취부에는 경사 방향으로 약한 연삭 자국(15)이 발생하지만, 웨이퍼(W)의 면취부와 숫돌 (13)이 면접촉하게 되어, 통상 연삭에 비하여 면취부의 표면거칠기가 개선되는 효과가 얻어진다.
그렇지만, 상기와 같이 레진숫돌을 이용하여 웨이퍼의 면취부의 헤리컬 연삭을 실시하면, 웨이퍼의 면취부의 저변형화 외에, 숫돌 라이프의 장수명화가 가능한 반면에, 웨이퍼의 면취부의 상하의 대칭성이 크게 무너진다고 하는 문제가 있었다.
특히 면취부의 연속가공을 실시하면 레진숫돌의 홈의 상하의 각도가 서서히 변화 한 결과, 웨이퍼의 면취부의 비대칭성이 한층 커지게 된다.
이상의 문제점을 감안하여, 본 발명은, 레진숫돌 등에 의해 반도체 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭할 때, 웨이퍼의 면취부를 상하 대칭(對稱)적인 형상으로 면취가공할 수 있는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법을 제공하는 것을 주 목적으로 한다.
본 발명에 의하면, 반도체 웨이퍼의 조(粗)연삭된 면취부를, 이 웨이퍼와 제2숫돌 (砥石)을 상대적으로 경사지게 하여 헤리컬 연삭하는 것에 의해 미세 연삭가공(精硏削加工)하는 방법에 있어서, 상하 비대칭 형상의 홈이 주위(周圍)에 형성된 제1숫돌을 이용하여, 이 제1 숫돌의 홈으로 원반상의 트루어(truer)의 에지를 상대적으로 경사지지 않게 하여 연삭하는 것에 의해 이 트루어의 에지를 상기 제1숫돌의 상하 비대칭(非對稱)의 홈 형상으로 성형(成形)하고, 이 트루어와 제2숫돌을 상대적으로 경사지게 하여 이 제2숫돌을 헤리컬 연삭하는 것에 의해 이 제2숫돌의 주위에 홈(溝)을 형성하고, 이 제2숫돌의 주위에 형성된 홈 방향에 대하여 상기 반도체 웨이퍼를 상대적으로 경사지게 하여 이 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭에 의해 미세 연삭하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법이 제공된다.
상하 비대칭 형상의 홈이 주위에 형성된 제1숫돌을 이용하여 에지를 성형한 트루어를 개입시켜 헤리컬 연삭에 의해 제2숫돌에 홈을 형성하면, 제2숫돌의 주위에 상하대략(略) 대칭형상의 홈을 형성할 수가 있다.
그리고, 이 제2숫돌을 이용하여 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭하면, 웨이퍼의 면취부를 상하 대략 대칭 형상으로 가공할 수가 있다.
이 경우, 상기 제1숫돌로서 메탈 숫돌을 이용하고, 상기 제2숫돌로서 레진숫돌을 이용할 수가 있다.
레진숫돌은 반도체 웨이퍼의 면취부의 미세 연삭에 적합하고, 또한, 메탈 숫돌은 레진숫돌보다 경질이며, 트루어의 가공에 적합하다.
이 경우, 상기 트루어와 제2숫돌을 상대적으로 경사지게 하여 이 제2숫돌을 헤리컬 연삭할 경우에 상기 트루어의 에지의 상하 비대칭의 형상을 제거하여, 상기 제2숫돌의 주위에 상하 대칭 형상의 홈이 형성되도록, 상기 제1숫돌의 홈의 상하의 각도를 결정하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 제1숫돌의 홈의 상하의 각도를 결정하고, 트루어를 개입시켜 제2숫돌을 헤리컬 연삭하면, 상하 대칭 형상에 가까운 홈을 보다 확실히 형성할 수가 있다.
상기 트루어로서 탄화규소로 이루어진 숫돌입자를 페놀 수지로 결합하여 성형된 것을 이용할 수 있다.
탄화규소로 이루어진 숫돌입자를 페놀 수지로 결합하여 성형한 트루어이면, 메탈 숫돌 등의 제1숫돌에 의해 적합하게 가공할 수 있고, 한편, 가공된 트루어를 이용하여 레진숫돌 등의 제2숫돌을 적합하게 가공할 수 있다.
상기 반도체 웨이퍼로서, 실리콘 웨이퍼를 가공하는 것이 바람직하다.
실리콘 웨이퍼는 반도체 디바이스 등의 제작에 가장 많이 사용되고 있고, 본 발명은 실리콘 웨이퍼의 면취부의 가공에 극히 유용하게 된다.
상기 제2숫돌을 이용한 헤리컬 연삭에 의한 미세 연삭 후의 반도체 웨이퍼의 면취부에 있어서의 상하의 각도의 목표치를, 22도로 할 수가 있다.
본 발명을 적용하면, 면취부의 상하의 각도가 일반적으로 목표가 되는 22도에 매우 근접하고, 상하가 대략 대칭형상이 되는 면취부로 가공할 수 있다.
또한, 상기 제2숫돌에 의해 반도체 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭에 의해 미세 연삭 가공하기 전에, 이 웨이퍼의 면취부가 상하 비대칭의 형상이 되도록 조연삭을 실시해도 좋다.
본 발명에서는 상하 대략 대칭 형상의 홈이 형성된 제2숫돌을 이용하여 웨이퍼의 헤리컬 연삭을 행할 수 있지만, 연속가공에 의해 제2숫돌의 홈 형상은 서서히 변화 한다.
그래서, 헤리컬 연삭 후의 웨이퍼의 면취부의 각도가 커지기 쉬운 쪽을 미리 각도가 작게 되도록 면취부를 조연삭해 두면, 헤리컬 연삭 후에는 보다 확실히 상하 대략 대칭이 되는 면취부로 가공할 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 면취부가 조연삭된 반도체 웨이퍼와 주위에 홈이 형성된 제2숫돌을 상대적으로 경사지게 하여, 이 제2숫돌의 홈으로 상기 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭하는 것에 의해 미세연삭 하는 경우에 상기 제2숫돌의 홈 형상을 수정 하는 방법으로서, 상하 비대칭 형상의 홈이 주위에 형성된 제1숫돌을 이용하여, 이 제1숫돌의 홈으로 원반상의 트루어의 에지를 연삭하는 것에 의해 이 트루어의 에지를 상기 제1숫돌의 상하 비대칭의 홈 형상으로 성형하고, 이 트루어와 제2숫돌을 상대적으로 경사지게 하여 이 제2숫돌을 헤리컬 연삭하는 것에 의해 이 제2숫돌의 홈 형상을 수정하는 것을 특징으로 하는 제2숫돌의 홈 형상의 수정방법이 제공된다.
제2숫돌을 이용하여 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭하여 연속가공하면, 제2숫돌의 연삭용의 홈이 마모되거나 막히는 등 하여 홈 형상이 서서히 변화한다.
그래서, 상하 비대칭 형상의 홈이 주위에 형성된 제1숫돌을 이용하여 트루어의 에지를 성형하고, 이 트루어를 개입시켜 헤리컬 연삭에 의해 제2숫돌의 홈 형상을 수정하면, 제2숫돌의 홈을 상하 대략 대칭 형상으로 재생할 수가 있다.
본 발명에서는, 반도체 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭할 때, 상하 비대칭 형상의 홈이 주위에 형성된 메탈 숫돌 등의 제1숫돌을 이용하여 트루어를 가공하고, 이 트루어를 이용한 헤리컬 연삭에 의해 레진숫돌 등의 제2숫돌의 주위에 상하 대략 대칭 형상이 되는 홈의 형성 또는 수정을 행한다. 그리고, 이 제2숫돌로 반도체 웨이퍼의 면취부의 헤리컬 연삭을 행하면, 웨이퍼의 면취부를 상하 대략 대칭이 되는 형상으로 가공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공 방법을 나타내는 플로우 도이다.
도 2는 본 발명에 의해 레진숫돌에 홈을 형성하는 순서를 나타내는 설명도이다.
도 3은 레진숫돌에 의해 반도체 웨이퍼의 면취부를 통상의 방법으로 연삭하는 상태(A)와 연삭 후의 웨이퍼의 면취부의 표면상태(B)를 나타내는 개략도이다.
도 4는 레진숫돌에 의해 반도체 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭하는 상태(A)와 연삭 후의 웨이퍼의 면취부의 표면상태(B)를 나타내는 개략도이다.
도 5는 종래의 방법에 의해 레진숫돌에 홈을 형성하는 순서를 나타내는 설명도이다.
도 6은 실시예 1의 레진숫돌을 이용하여 실리콘 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭한 후의 면취부의 형상을 나타내는 그래프로서, (A)는 상하의 각도, (B)는 단면의 폭이다.
도 7은 비교예 1의 레진숫돌을 이용하여 실리콘 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭한 후의 면취부의 형상을 나타내는 그래프로서, (A)는 상하의 각도, (B)는 단면의 폭 이다.
도 8은 트루잉 1회 당 가공된 실리콘 웨이퍼의 매수를 나타내는 그래프이다.
도 9는 1개의 레진숫돌로 가공할 수 있었던 실리콘 웨이퍼의 매수를 나타내는 그래프이다.
이하 첨부의 도면을 참조하면서, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명자는, 실리콘 웨이퍼의 면취부를 레진숫돌(제2숫돌)을 이용하여 헤리컬 연삭할 때, 웨이퍼의 면취부 형상이 상하 비대칭이 되는 원인에 대하여 조사를 행하였다.
종래, 예를 들면, 실리콘 웨이퍼의 면취부에 있어서의 상하의 각도가 모두 22도가 되도록 면취부를 가공하려고 하는 경우, 우선, 원기(原器)(제1숫돌)로서, 도 5(A)에 나타난 바와 같이, 상하의 각도가 각각 22도로 상하 대칭이 되는 홈(24)을 갖는 메탈 숫돌(21)을 제작한다.
그리고, 이 메탈 숫돌(21)의 상하 대칭 형상의 홈 (24)에 원반상의 트루어(22)를 수평하게 눌러 트루어(22)의 에지를 연삭한다[도 5(B)].
이것에 의해 트루어(22)의 에지는, 메탈 숫돌(21)의 홈 형상과 동등, 즉 22도의 각도로 상하 대칭 형상으로 성형된다.
그리고, 도 5(C)에 나타나 있는 바와 같은, 아직 연삭용의 홈이 형성되어 있지 않은 레진숫돌(23)을 헤리컬 면취기에 경사를 주어 취부함과 함께, 에지가 성형된 트루어(22a)를 흡착 테이블(26)로 유지하여 헤리컬 연삭을 행한다.
즉, 메탈 숫돌(21)의 홈 형상을, 트루어(22a)를 개입시켜 헤리컬 면취기상에서 레진숫돌(23)에 전사(轉寫)하면, 레진숫돌(23)의 주위에 웨이퍼의 면취부를 연삭하기 위한 홈을 형성할 수 있다.
그렇지만, 본 발명자의 조사에 의하면, 레진숫돌(23)에 대하여, 에지를 상하 대칭 형상으로 형성한 트루어(22a)를 이용하여 홈의 형성 또는 수정(트루잉)을 행하면, 레진숫돌에 경사가 부여되어 있기 때문에, 도 5(D)에 나타낸 바와 같이 트루어(22a)에 비틀림이 생겨 에지가 부상하는 현상이 생긴다.
그 상태로 홈의 형성이나 트루잉이 실시되기 때문에, 레진숫돌(23)의 홈(25)은 상하가 비대칭 형상으로 가공되어 버린다.
그리고, 이와 같이 레진숫돌(23)의 비대칭 형상의 홈(25)으로 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭하면, 면취부는 상하 비대칭 형상으로 가공되어 버리게 된다.
그래서 본 발명자는, 반도체 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭하는 경우라도, 면취부 형상을 상하 대칭으로 가공하는 방법에 대하여 예의 연구를 행하였다.
그 결과, 원기로서 홈 형상이 상하 비대칭이 되는 메탈 숫돌을 이용하여 트루어의 에지를 가공하고, 또한 이 상하 비대칭의 트루어를 이용하여 레진숫돌을 헤리컬 연삭하면, 레진숫돌의 주위에 상하 대략 대칭 형상이 되는 홈을 형성할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
그리고, 이 레진숫돌을 이용하여 반도체 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭에 의해 가공하면, 웨이퍼의 면취부를 상하 대략 대칭 형상으로 가공할 수 있다는 것을 발견하고, 본 발명의 완성에 이르렀다.
이하, 적합한 태양으로서 실리콘 웨이퍼의 면취부의 가공를 행하는 경우에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 의해 실리콘 웨이퍼의 면취부의 가공를 행하는 공정의 일례를 나타내는 플로우 도이며, 도 2는 레진숫돌에 홈을 형성하는 순서를 나타내는 설명도이다.
우선, 원기(제1숫돌)로서 상하 비대칭 형상의 홈(4)이 형성된 메탈 숫돌(1)을 준비한다[도 1(A), 도 2(A)].
이러한 메탈 숫돌(1)로서는, 예를 들면, Fe, Cr, Cu등의 금속분말 등을 주성분으로 하여, 다이아몬드 숫돌입자를 혼합하여 성형한 것을 적합하게 이용할 수 있다.
메탈 숫돌(1)의 비대칭의 홈 형상은, 이 홈(4)으로 연삭하여 성형되는 트루어의 에지의 형상에 반영되고, 또한, 그 트루어를 이용하여 레진숫돌(제2숫돌)을 헤리컬 연삭하는 것에 의해 형성되는 홈의 형상에 영향을 미치게 된다.
따라서, 메탈 숫돌의 홈(4)의 상하의 각도 θ1, θ2는, 레진숫돌의 홈 형상 등을 고려하여 결정하면 된다.
구체적으로는, 트루어와 레진숫돌을 상대적으로 경사지게 하여 레진숫돌을 연삭(헤리컬 연삭)할 경우에 트루어의 에지의 상하 비대칭 형상을 제거하여 레진숫돌의 주위에 상하 대칭 형상의 홈이 형성 되도록 메탈 숫돌(1)의 홈(4)의 상하의 각도
θ1,θ2를 결정하는 것이 바람직하다.
다음에, 메탈 숫돌(1)의 상하 비대칭 형상의 홈(4)으로 원반상의 트루어(2)의 에지를 상대적으로 경사지지 않게 연삭하여 메탈 숫돌(1)의 상하 비대칭의 홈 형상으로 성형한다[도 1(B), 도 2(B)].
트루어(2)의 재질은, 메탈 숫돌(1)에 의해 가공할 수가 있는 한편, 레진숫돌을 연삭할 수 있는 것을 채용한다.
예를 들면 탄화규소로 이루어지는 숫돌입자를, 필요에 따라 충전제 등도 가하여 페놀수지로 결합하고, 이것을 원반상의 트루어로 성형한 것을 적합하게 이용할 수 있다.
탄화규소와 페놀 수지로 구성된 트루어이면, 메탈 숫돌에 의해 적합하게 가공할 수있고, 또한, 레진숫돌의 홈의 형성이나 수정을 행하는 경우, 트루어의 마모를 적게 억제할 수가 있어 동일한 트루어를 이용하여 반복하여 레진숫돌의 홈을 트루잉 할 수 있다.
트루어의 에지를 가공하려면, 상하 비대칭 형상의 홈(4)이 형성된 메탈 숫돌(1)과 원반상의 트루어(2)를 함께 회전시킴과 동시에, 트루어(2)의 에지를 메탈 숫돌(1)의 홈(4)에 수평하게 대어 연삭한다.
이것에 의해, 트루어(2)의 에지에는 메탈 숫돌(1)의 상하 비대칭의 홈 형상이 전사 되게 된다.
다음에, 에지가 상하 비대칭의 형상으로 가공된 트루어(2a)를 이용하여 레진숫돌(3)의 주위에 홈(5)을 형성한다[도 2(C), (D)].
이 때, 트루어(2a)와 레진숫돌 (3)을 접선 방향으로 상대적으로 소정 각도 경사지게 하여 레진숫돌(3)을 연삭하여, 레진숫돌(3)의 주위에 홈(5)을 형성한다[도 1(C)].
레진숫돌(3)의 재질은 트루어에 의해 연삭하는 것으로 주위에 홈(5)을 형성할 수 있는 한편, 형성된 홈(5)에 의해서 실리콘 웨이퍼의 면취부를 미세연삭할 수 있는 것을 채용한다.
예를 들면, 페놀 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드수지, 폴리스티렌수지 또는 폴리에틸렌수지 등을 주성분으로 하고, 다이아몬드 숫돌입자나 입방정 질화붕소 숫돌입자를 혼합하여 성형한 것을 적합하게 이용할 수 있다.
레진숫돌(3)에 홈(5)을 형성하려면, 우선, 레진숫돌(3)을 헤리컬 면취기(미도시)에 소정의 경사각도로 취부함과 함께, 에지가 성형된 트루어(2a)를 헤리컬 면취기의 흡착 테이블(6)로 유지하여 헤리컬 연삭을 행한다.
또한, 트루어(2a)에 의해 레진숫돌(3)을 헤리컬 연삭하여 홈(5)를 형성할 때, 예를 들면 레진숫돌(3)에 형성되는 홈(5)의 상측의 각도가 작게 되는 경향이 있으면, 트루어(2a)의 에지(면취부)가 큰 각도 θ2로 형성되어 있는 측을 위로하여 레진숫돌 (3)을 헤리컬 연삭한다.
이와 같이 트루어(2a)를 이용하여 레진숫돌(3)의 헤리컬 연삭을 행하면, 트루어(2a)의 에지의 상하 비대칭 형상이 제거되어, 레진숫돌(3a)의 주위에 상하 대략 대칭 형상의 홈(5)을 형성할 수 있다[도 2(E)].
상기와 같은 공정을 거쳐 레진숫돌(3a)의 주위에 형성된 홈 방향에 대하여 실리콘 웨이퍼를 상대적으로 경사지게 하여 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭에 의해 미세 연삭한다[도 1(D)].
또한, 실리콘 웨이퍼는, 메탈 숫돌을 이용하여 에지를 미리 조 연삭하는 것에 의해 조면취하여 둔다.
웨이퍼의 면취부를 미리 조연삭해 두는 것에 의해, 레진숫돌(3a)를 이용한 헤리컬 연삭에 의해 면취부를 단시간에 미세 연삭할 수 있고, 또한, 레진숫돌의 라이프를 장기화할 수 있다.
그리고, 웨이퍼의 조연삭된 면취부를, 상하 대략 대칭 형상이 되는 홈(5)이 형성된 레진숫돌(3a)를 이용하여 헤리컬 연삭하면, 실리콘 웨이퍼는 경하여, 트루어와 같은 비틀림은 생기지 않기 때문에, 웨이퍼의 면취부에는 레진숫돌(3a)의 홈 형상이 반영되어 상하 대략 대칭 형상이 되는 면취부로 가공할 수 있다.
또한, 연속가공을 행하면 레진숫돌(3a)도 마모되거나 막혀 홈 형상이 변화하여, 상하의 대칭성이 서서히 무너지게 된다.
그래서, 레진숫돌(3a)의 홈 형상의 상하의 대칭성이 악화된 경우에는, 상기의 트루어(2a)를 이용하여 홈(5)를 형성하는 경우와 동일하게 적당히 헤리컬 연삭을 하면, 상하의 대칭성이 높은 홈 형상으로 수정(트루잉)할 수 있다.
또한, 레진숫돌(3a)에 의해 실리콘 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭에 의해 미세 연삭가공하기 전에, 웨이퍼의 면취부가 약간 상하 비대칭 형상이 되도록 조연삭을 행하여도 좋다.
웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭에 의해 연속가공했을 때, 예를 들면, 면취부의 상측의 각도가 커지는 경향이 있는 경우에는, 웨이퍼의 면취부의 상측의 각도가 작게 되도록 조연삭을 행하여 둔다.
특히 레진숫돌의 홈 형상의 변화에 따라, 웨이퍼의 면취부가 상하 비대칭의 형상이 되도록 조연삭을 행하여, 이것을 레진숫돌에 의한 헤리컬 연삭에 투입하면, 웨이퍼의 면취부 형상을 상하 대략 대칭으로 연속 가공할 수 있다.
이상과 같이 상하 대칭 형상의 홈이 형성된 메탈 숫돌(원기, 제1숫돌)을 이용하여트루어를 개입시켜 레진숫돌(제2숫돌)에 상하 대략 대칭 형상이 되는 홈을 형성하여, 조연삭된 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭하는 것으로 상하 대략 대칭 형상의 면취부로 가공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해 레진숫돌의 홈의 트루잉을 행하면, 1회당의 트루잉에 대하여가공할 수 있는 웨이퍼의 매수가 증가하는 것 외에, 레진숫돌의 라이프가 늘어나 1개의 레진숫돌로 가공할 수 있는 웨이퍼의 매수가 증가한다.
따라서, 반도체 웨이퍼의 제조에 있어서의 비용의 저감으로도 이어지게 된다.
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예에 대하여 설명한다.
(실시예 1)
원기로서, 상측이 22도, 하측이 21도의 각도로 이루어진 상하 비대칭 형상의 홈을 주위에 형성한 메탈 숫돌[주성분： 금속분말(Fe, Cr, Cu), 다이아몬드 숫돌입자]을 준비하였다.
이 메탈 숫돌의 홈으로 원반상의 트루어의 에지를 상대적으로 경사지지 않게 연삭 하는 것에 의해 메탈 숫돌의 홈 형상으로 성형하였다. 또한, 트루어의 구성은 하기 표 1과 같다.
구성물질 성분명 함유량(wt%)
숫돌입자 탄화규소 70%
결합제 페놀수지 28%
충전제 점토계 충전제 1%
기타 카본블랙 1%
상기와 같이 에지를 성형한 후의 트루어를 헤리컬 면취기의 흡착 테이블로 유지하여, 경사지게 취부해 있는 레진숫돌(주성분： 페놀수지, 다이아몬드 숫돌입자)의 주위를 헤리컬 연삭하는 것에 의해 레진숫돌의 주위에 홈을 형성하였다.
(비교예 1)
원기로서, 상하의 각도가 22도가 되는 상하 대칭 형상의 홈을 주위에 형성한 메탈 숫돌을 준비하였다.
이 메탈 숫돌의 홈으로 원반상의 트루어의 에지를 연삭하여 트루어의 에지를 메탈 숫돌의 홈 형상으로 성형하고, 또한 이 트루어를 이용하여 레진숫돌의 주위를 헤리컬 연삭하여 홈을 형성하였다.
또한, 메탈 숫돌, 트루어, 및 레진숫돌의 재질의 구성은 실시예 1의 것과 같다.
＜헤리컬 연삭 후의 웨이퍼의 면취부＞
쵸크랄스키법에 의해 육성한 실리콘 단결정 잉곳을 슬라이스 하여 얻은 실리콘 웨이퍼의 에지를 조면취하였다.
이 실리콘 웨이퍼를 상기 실시예 1의 레진숫돌을 구비한 헤리컬 면취기의 흡착 테이블로 유지하여, 레진숫돌의 주위에 형성한 홈으로 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭하는 것에 의해 미세 연삭하였다.
50매의 실리콘 웨이퍼에 대하여 상기와 같이 면취부의 헤리컬 연삭을 행하여, 연삭 후에 있어서의 각 웨이퍼의 면취부의 상하의 각도와 면취부의 선단의 폭을 측정하였다.
측정에는 코베르코 이연구사제의 면취형상측정기(에지 프로파일러)를 이용하였다.
도 6(A)는, 가공한 웨이퍼의 순번(順番)과 레진숫돌에 의한 미세 연삭후의 각 웨이퍼의 면취부에 있어서의 상하의 각도를 나타내고 있다.
웨이퍼의 면취부에 있어서의 각도는 상하 모두 목표치(22도)에 가까운 대략 대칭 형상이고, 상하의 각도 모두 ±1도 이내였다.
또한, 도 6(B)는, 면취부의 선단의 폭을 측정한 것으로서, 목표치(320㎛)의 전후로 다소 불규칙하지만, 평균적으로 목표치에 매우 근접하였다.
한편, 비교예 1에서 제작한 레진숫돌을 구비한 헤리컬 면취기에서도 동일하게 실리콘 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭하고, 연삭 후에 있어서의 각 웨이퍼의 면취부의 상하의 각도와 면취부의 선단의 폭을 측정하였다.
도 7(A)는, 가공한 웨이퍼의 순번과 레진숫돌에 의한 미세 연삭 후의 각 웨이퍼의 면취부에 있어서의 상하의 각도를 나타내고 있다.
면취부의 각도는 상하 모두 목표치(22도)로부터 크게 벗어나 있고, 특히 하측의 각도가 23도를 초과하고 있는 것이 대부분 이고, 면취부는 상하 비대칭의 형상으로 가공된 것을 알 수 있다.
또한, 면취부의 선단의 폭은, 도 7(B)에 나타나 있는 바와 같이 약 20매째 이후에서는 목표치(320㎛)보다 10㎛정도 작은 것이 대부분이었다.
＜트루잉 1회당의 가공 매수＞
상기 실시예 1과 비교예 1에서 제작한 레진숫돌을 각각 이용하여 실리콘 웨이퍼의 면취부의 연속가공을 실시하였다.
또한, 실리콘 웨이퍼의 면취부를 상하 비대칭이 되도록 조 연삭을 실시하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조건으로 실리콘 웨이퍼의 면취부의 연속가공도 행하였다(실시예 2).
또한, 연삭 능력의 저하에 수반하여, 소정의 외주면폭, 외주 각도, 외주 형상을 충족시키지 않게 되었을 때, 각 트루어를 이용하여 적절한 홈의 수정(트루잉)을 행하였다.
도 8은, 각 레진숫돌의 트루잉 1회당에 가공할 수 있었던 실리콘 웨이퍼의 매수를 나타내고 있다.
도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1, 2의 레진숫돌에서는, 트루잉 1회에 대하여 목표로 한 1000매를 넘는 실리콘 웨이퍼의 면취가공를 행할 수 있었다.
한편, 비교예 1의 레진숫돌에서는, 트루잉 1회에 대하여 600매 정도의 실리콘 웨이퍼의 면취가공 밖에 행할 수가 없었다.
＜레진숫돌의 라이프＞
실시예 1의 레진숫돌과 비교예 1의 레진숫돌을 각각 이용하여, 레진숫돌의 트루잉을 반복하여 실리콘 웨이퍼의 면취부의 연속 가공을 행하고, 마모에 의해 레진숫돌이 소정의 직경 이하가 되어 사용이 불가능하게 될 때까지 가공할 수 있었던 실리콘 웨이퍼의 매수를 도 9에 나타냈다.
도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 레진숫돌은, 비교예 1의 레진숫돌에 비하여 웨이퍼의 가공 매수가 약 25%높았다.
한편, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
상기 실시 형태는 단순한 예시이며, 본 발명의 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 레진숫돌을 소정의 각도로 경사지게 하여 헤리컬 연삭을 실시하는 경우에 대하여 설명하였지만, 웨이퍼와 레진숫돌, 및 트루어와 레진숫돌은 상대적으로 경사져 연삭되면 되고, 예를 들면 레진숫돌을 수직으로 유지하고, 웨이퍼를 경사지게 하여 헤리컬 연삭을 실시하는 경우에도 본 발명을 적용 할 수 있다.
또한, 헤리컬 연삭을 행하는 반도체 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼에 한정되지 않고, 다른 반도체 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 적합한 태양으로서, 제1숫돌로서 메탈 숫돌을, 제2 의 숫돌로서 레진숫돌을 이용하는 경우에 대하여 설명하였지만, 제1 및 제2숫돌은 이것들에 한정되지 않고, 제1숫돌에 의해 트루어를 가공하고, 트루어에 의해 제2숫돌에 홈을 가공하고, 제2숫돌의 홈에 의해 웨이퍼의 면취부를 미세 연삭할 수 있으면, 다른 재질의 숫돌을 이용하여도 좋다.

Claims (20)

  1. 반도체 웨이퍼의 조(粗)연삭된 면취부를, 이 웨이퍼와 제2숫돌을 상대적으로 경사지게 하여 헤리컬 연삭하는 것에 의해 미세 연삭가공하는 방법에 있어서, 상하 비대칭 형상의 홈이 주위에 형성된 제1숫돌을 이용하여, 이 제1 숫돌의 홈으로 원반상의 트루어(truer)의 에지를 상대적으로 경사지지 않게 하여 연삭하는 것에 의해 이 트루어의 에지를 상기 제1숫돌의 상하 비대칭의 홈 형상으로 성형하고, 이 트루어와 제2숫돌을 상대적으로 경사지게 하여 이 제2숫돌을 헤리컬 연삭하는 것에 의해 이 제2숫돌의 주위에 홈을 형성하고, 이 제2숫돌의 주위에 형성된 홈 방향에 대하여 상기 반도체 웨이퍼를 상대적으로 경사지게 하여 이 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭에 의해 미세 연삭하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1숫돌로서 메탈 숫돌을 이용하고, 상기 제2숫돌로서 레진숫돌을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 트루어와 제2숫돌을 상대적으로 경사지게 하여 이 제2숫돌을 헤리컬 연삭 할 때에 상기 트루어의 에지의 상하 비대칭의 형상을 제거하여 상기 제2숫돌의 주위에 상하 대칭 형상의 홈이 형성되도록, 상기 제1숫돌의 홈의 상하의 각도를 결정하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 트루어와 제2숫돌을 상대적으로 경사지게 하여 이 제2숫돌을 헤리컬 연삭 할 때에 상기 트루어의 에지의 상하 비대칭의 형상을 제거하여 상기 제2숫돌의 주위에 상하 대칭 형상의 홈이 형성되도록, 상기 제1숫돌의 홈의 상하의 각도를 결정하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 트루어로서, 탄화규소로 이루어진 숫돌입자를 페놀 수지로 결합하여 성형한 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 트루어로서, 탄화규소로 이루어진 숫돌입자를 페놀 수지로 결합하여 성형한 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 트루어로서, 탄화규소로 이루어진 숫돌입자를 페놀 수지로 결합하여 성형한 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 트루어로서, 탄화규소로 이루어진 숫돌입자를 페놀 수지로 결합하여 성형한 것을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼로서, 실리콘 웨이퍼를 가공하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  10. 제2항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼로서, 실리콘 웨이퍼를 가공하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  11. 제3항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼로서, 실리콘 웨이퍼를 가공하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  12. 제4항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼로서, 실리콘 웨이퍼를 가공하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  13. 제5항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼로서, 실리콘 웨이퍼를 가공하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  14. 제6항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼로서, 실리콘 웨이퍼를 가공하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  15. 제7항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼로서, 실리콘 웨이퍼를 가공하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  16. 제8항에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼로서, 실리콘 웨이퍼를 가공하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제2숫돌을 이용한 헤리컬 연삭에 의한 미세 연삭 후의 반도체 웨이퍼의 면취부에 있어서의 상측의 각도와 하측의 각도의 목표치를, 각각 22도로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  18. 제1항 내지 제16항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 제2숫돌에 의해 반도체 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭에 의해 미세 연삭 가공하기 전에, 이 웨이퍼의 면취부가 상하 비대칭의 형상이 되도록 조 연삭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제2숫돌에 의해 반도체 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭에 의해 미세 연삭 가공하기 전에, 이 웨이퍼의 면취부가 상하 비대칭의 형상이 되도록 조 연삭을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼의 면취부의 가공방법.
  20. 면취부가 조연삭된 반도체 웨이퍼와 주위에 홈이 형성된 제2숫돌을 상대적으로 경사지게 하여, 이 제2숫돌의 홈으로 상기 웨이퍼의 면취부를 헤리컬 연삭하는 것에 의해 미세연삭 하는 경우에 상기 제2숫돌의 홈 형상을 수정하는 방법으로서, 상하 비대칭 형상의 홈이 주위에 형성된 제1숫돌을 이용하여, 이 제1숫돌의 홈으로 원반상의 트루어의 에지를 연삭하는 것에 의해 이 트루어의 에지를 상기 제1숫돌의 상하 비대칭의 홈 형상으로 성형하여, 이 트루어와 제2숫돌을 상대적으로 경사지게 하여 이 제2숫돌을 헤리컬 연삭하는 것에 의해 이 제2숫돌의 홈 형상을 수정하는 것을 특징으로 하는 제2숫돌의 홈 형상의 수정방법.
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