KR20210089770A

KR20210089770A - 양두 연삭 방법

Info

Publication number: KR20210089770A
Application number: KR1020217018567A
Authority: KR
Inventors: 요시노부 니시무라
Original assignee: 가부시키가이샤 사무코
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2019-11-08
Publication date: 2021-07-16
Also published as: CN113396030A; WO2020137187A1; TWI702115B; JP2020104211A; TW202037456A; KR102517771B1; DE112019006452T5; JP7159861B2; CN113396030B

Abstract

양두 연삭 방법은, 제1 웨이퍼의 제1, 제2 주면에 소정량의 연삭액을 공급하면서, 제1 웨이퍼의 두께가 소정 두께가 될 때까지 연삭을 행하는 제1 연삭 공정과, 제1 웨이퍼의 나노토포그래피를 계측하는 나노토포그래피 계측 공정과, 나노토포그래피 계측 공정의 계측 결과에 기초하여, 제2 웨이퍼의 나노토포그래피가 0에 가까워지도록 연삭 조건을 조정하여, 제2 웨이퍼의 두께가 상기 소정 두께가 될 때까지 연삭을 행하는 제2 연삭 공정을 구비하고, 제2 연삭 공정은, 제1 연삭 공정에 있어서의 연삭액의 총 공급량을 유지하면서, 제2 웨이퍼의 제1 주면에 대한 연삭액의 공급량과 제2 주면에 대한 연삭액의 공급량의 비율을 조정하여, 제2 웨이퍼를 연삭한다.

Description

양두 연삭 방법

본 발명은, 양두(兩頭) 연삭 방법에 관한 것이다.

종래, 피연삭물을 회전시킴과 함께 당해 피연삭물의 양주면(兩主面)에 연삭액을 공급하고, 연삭휠의 지석(砥石)을 피연삭물의 양주면에 각각 맞닿게 함으로써, 피연삭물을 연삭하는 양두 연삭 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1에 기재된 방법은, 지석의 높이가 감소함에 따라, 연삭액의 공급량을 줄임으로써, 피연삭물과 지석의 사이의 하이드로 플레이닝 효과의 저감을 도모하고, 각 피연삭물의 연삭 상태를 일정하게 하고 있다.

일본공개특허공보 2009-16842호

그러나, 특허문헌 1과 같은 방법에서는, 연삭액의 유량의 변화에 따라 가공 분위기의 온도가 변화하여, 두께 등의 품질의 변동을 초래할 우려가 있다.

본 발명의 목적은, 나노토포그래피가 양호하고 또한 소망하는 두께의 피연삭물이 얻어지는 양두 연삭 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 양두 연삭 방법은, 피연삭물을 회전시킴과 함께 당해 피연삭물의 양주면에 연삭액을 공급하고, 연삭휠의 지석을 상기 피연삭물의 양주면에 각각 맞닿게 함으로써, 상기 피연삭물을 연삭하는 연삭 수단과, 상기 피연삭물의 두께를 계측하는 두께 계측 수단을 구비하는 양두 연삭 장치를 이용하여, 상기 두께 계측 수단의 계측 결과에 기초하여, 상기 피연삭물의 두께가 소정 두께가 될 때까지 연삭을 행하는 양두 연삭 방법으로서, 제1 피연삭물의 양주면에 소정량의 연삭액을 공급하면서, 상기 제1 피연삭물의 두께가 상기 소정 두께가 될 때까지 연삭을 행하는 제1 연삭 공정과, 상기 제1 피연삭물의 나노토포그래피를 계측하는 나노토포그래피 계측 공정과, 상기 나노토포그래피 계측 공정의 계측 결과에 기초하여, 제2 피연삭물의 나노토포그래피가 0에 가까워지도록 연삭 조건을 조정하여, 상기 제2 피연삭물의 두께가 상기 소정 두께가 될 때까지 연삭을 행하는 제2 연삭 공정을 구비하고, 상기 제2 연삭 공정은, 상기 제1 연삭 공정에 있어서의 연삭액의 총 공급량을 유지하면서, 상기 제2 피연삭물의 한쪽의 주면에 대한 연삭액의 공급량과 다른 한쪽의 주면에 대한 연삭액의 공급량의 비율을 조정하여, 상기 제2 피연삭물을 연삭하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 양두 연삭 방법에 있어서, 상기 두께 계측 수단으로서 상기 피연삭물의 양주면에 각각 접촉하는 한 쌍의 접촉자를 갖고, 당해 한 쌍의 접촉자의 위치에 따른 신호를 출력함으로써 상기 피연삭물의 두께를 계측하는 차동(差動) 트랜스형 변위계를 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 양두 연삭 방법에 있어서, 상기 제2 연삭 공정은, 상기 제1 피연삭물의 상기 나노토포그래피 계측 공정의 계측 결과에 기초하여, 상기 제2 피연삭물에 있어서의 상기 제1 피연삭물의 패여 있는 측의 주면에 대한 연삭액의 공급량을, 또 다른 한쪽의 주면에 대한 연삭액의 공급량보다도 많아지도록 상기 비율을 조정하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 나노토포그래피가 양호하고 또한 소망하는 두께의 피연삭물이 얻어진다.

도 1은 본 발명의 관련 기술 및 일 실시 형태에 따른 양두 연삭 장치의 개략도이다.
도 2는 상기 양두 연삭 장치의 부분 확대도이다.
도 3은 상기 양두 연삭 장치의 제어계의 블록도이다.
도 4는 본 발명을 도출하기 위한 실험 1의 결과이고, 제1, 제2 주면의 각각에 대한 연삭액의 공급량과 웨이퍼 중심의 나노토포그래피의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 상기 실험 1에서 얻어진 웨이퍼의 제1, 제2 주면의 각각에 대한 연삭액의 공급량과 웨이퍼 중심의 두께의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명을 도출하기 위한 실험 2의 결과이고, 차동 트랜스형 변위계의 계측 환경 온도와 계측값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명을 도출하기 위한 실험 3의 결과이고, 제1, 제2 주면의 각각에 대한 연삭액의 공급 비율과 웨이퍼 중심의 나노토포그래피의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 상기 실험 3의 결과이고, 제1, 제2 주면의 각각에 대한 연삭액의 공급 비율과 웨이퍼 중심의 두께의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는 상기 일 실시 형태에 따른 양두 연삭 방법의 플로우 차트이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

[본 발명의 관련 기술]

우선, 본 발명의 관련 기술을 설명한다.

〔양두 연삭 장치의 구성〕

도 1∼도 3에 나타내는 바와 같이, 양두 연삭 장치(1)는, 연삭 수단(2)과, 두께 계측 수단으로서의 차동 트랜스형 변위계(3)와, 가공실(4)과, 제어 수단(5)을 구비하고 있다.

연삭 수단(2)은, 캐리어 링(21)과, 웨이퍼 회전 수단(22)과, 제1, 제2 연삭휠(23, 24)과, 제1, 제2 휠 회전 수단(25, 26)과, 제1, 제2 휠 진퇴 수단(27, 28)과 연삭액 공급 수단(29)을 구비하고 있다.

캐리어 링(21)은, 원환 형상으로 형성되고, 그 내부에서 웨이퍼(W)를 보존유지(保持)한다.

웨이퍼 회전 수단(22)은, 제어 수단(5)에 의해 제어되고, 캐리어 링(21)을 웨이퍼(W)의 중심을 중심으로 하여 회전시킨다.

제1, 제2 연삭휠(23, 24)은, 대략 원판 형상의 휠 베이스(23A, 24A)와, 이 휠 베이스(23A, 24A)의 한면의 외연을 따라 소정 간격으로 형성된 복수의 지석(23B, 24B)을 구비하고 있다. 휠 베이스(23A, 24A)의 중앙에는, 당해 휠 베이스(23A, 24A)의 양면을 관통하는 연삭액 공급 구멍(23C, 24C)이 형성되어 있다.

제1, 제2 휠 회전 수단(25, 26)은, 선단에서 각각 제1, 제2 연삭휠(23, 24)을 보존유지하는 스핀들(25A, 26A)과, 제어 수단(5)에 의해 제어되고, 스핀들(25A, 26A)을 각각 회전시키는 회전용 모터(25B, 26B)를 구비하고 있다. 제1 휠 회전 수단(25)은, 웨이퍼(W)에 대하여 도 1에 있어서의 좌측에 형성되고, 제2 휠 회전 수단(26)은, 우측에 형성되어 있다.

제1, 제2 휠 진퇴 수단(27, 28)은, 제어 수단(5)에 의해 제어되고, 제1, 제2 휠 회전 수단(25, 26)을 웨이퍼(W)에 대하여 진퇴시킨다.

연삭액 공급 수단(29)은, 제어 수단(5)에 의해 제어되고, 제1, 제2 연삭휠(23, 24)의 연삭액 공급 구멍(23C, 24C)을 통하여, 제1, 제2 연삭휠(23, 24) 내에, 연삭액을 공급한다.

차동 트랜스형 변위계(3)는, 한 쌍의 신호 출력 수단(31)과, 각 신호 출력 수단(31)으로부터 하방으로 연장되는 아암(32)과, 각 아암(32)의 선단에 형성된 접촉자(33)를 구비하고 있다. 한 쌍의 접촉자(33)는, 각각 웨이퍼(W)의 제1, 제2 주면(W1, W2)에 접촉하고, 웨이퍼(W)의 두께에 따라서 이동하도록 형성되어 있다. 신호 출력 수단(31)은, 각 접촉자(33)의 위치에 따른 신호를 제어 수단(5)에 출력한다.

가공실(4)은, 적어도 웨이퍼(W)와, 제1, 제2 연삭휠(23, 24)과, 차동 트랜스형 변위계(3)을 내부에 배치 가능한 상자 형상으로 형성되어 있고, 연삭액이나 찌꺼기가 당해 가공실(4)의 외부로 비산하는 것을 방지한다.

제어 수단(5)은, 도시하지 않는 메모리에 접속되고, 메모리에 기억된 각종 조건에 기초하여, 웨이퍼(W)의 연삭을 행한다.

〔관련 기술의 양두 연삭 방법〕

다음으로, 전술한 양두 연삭 장치(1)를 이용한 관련 기술의 양두 연삭 방법에 대해서 설명한다.

우선, 도 1에 실선으로 나타내는 위치에 제1, 제2 연삭휠(23, 24)이 위치하고, 차동 트랜스형 변위계(3)의 각 접촉자(33)가 웨이퍼(W)의 제1, 제2 주면(W1, W2)에 접촉하고 있는 상태에 있어서, 제어 수단(5)은, 웨이퍼 회전 수단(22), 제1, 제2 휠 회전 수단(25, 26), 제1, 제2 휠 진퇴 수단(27, 28), 연삭액 공급 수단(29)을 제어하고, 도 1에 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 제1, 제2 주면(W1, W2)에 각각 제1, 제2 연삭휠(23, 24)을 눌러댐과 함께, 제1, 제2 연삭휠(23, 24) 내에 연삭액을 공급하고, 캐리어 링(21) 및 제1, 제2 연삭휠(23, 24)을 회전시킴으로써, 웨이퍼(W)를 연삭한다.

이 때, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제어 수단(5)은, 웨이퍼(W) 및 제2 연삭휠(24)을 동일(同) 도면의 좌측에서 보았을 때 시계 방향(우회전 방향)으로 회전시킴과 함께, 제1 연삭휠(23)을 시계 반대 방향(좌회전 방향)으로 회전시킨다. 또한, 제어 수단(5)은, 제1 주면(W1) 및 제2 주면(W2)에 동일한 양의 연삭액을 공급한다. 또한, 제1, 제2 연삭휠(23, 24)의 회전 방향은, 전술한 방향에 한정되지 않는다.

그리고, 제어 수단(5)은, 차동 트랜스형 변위계(3)로부터 출력되는 신호에 기초하여 웨이퍼(W)의 두께를 관리하고, 웨이퍼(W)가 미리 설정된 소정 두께까지 연삭되었다고 판단하면, 제1, 제2 연삭휠(23, 24)을 웨이퍼(W)로부터 떨어뜨려 연삭을 종료한다.

[본 발명을 도출하기에 이른 경위]

본 발명자는, 예의 연구를 거듭한 결과, 이하의 인식을 얻었다.

〔실험 1〕

전술한 관련 기술의 양두 연삭 방법에서 얻어진 웨이퍼(W)의 나노토포그래피를 계측한 결과, 제1 주면(W1)측에서 보았을 때 웨이퍼(W)의 중심이 패인 방향의 굴곡을 갖고 있는 것을 확인했다. 또한, 나노토포그래피란, 웨이퍼(W)를 비흡착 또는 약흡착으로 올려놓았을 때의 밀리미터 주기에 존재하는, 나노미터 레인지의 굴곡이고, 넓은 의미로는 평탄도에 포함된다.

본 발명자는, 이러한 현상의 발생 원인에 대해서 고찰하고, 연삭액 유량이나 지석(23B, 24B)의 품질의 근소한 차이나, 웨이퍼(W) 표면 상태 등에 의해, 제1, 제2 연삭휠(23, 24)의 마모나 잘림의 상태에 차이가 발생하고, 제1, 제2 연삭휠(23, 24)이 연삭 중에 상시 접하는 웨이퍼(W)의 중심부에 있어서, 표리 가공 여유분량 차이가 특히 현저하게 나타나, 중앙 부분에 패임 또는 볼록한 습성이 생기는 것이라고 추측했다.

그래서, 본 발명자는, 고찰을 행한 결과, 연삭액의 공급량을 조정함으로써, 웨이퍼(W)의 나노토포그래피를 개선할 수 있을 가능성이 있다고 생각하여, 이하의 실험을 행했다.

우선, 양두 연삭 장치(1)(코요키카이고교가부시키가이샤 제조 형식: DXSG320)를 준비했다. 그리고, 제1 주면(W1) 및 제2 주면(W2)에 1.2L/min씩의 연삭액을 공급하면서, 상기 관련 기술의 양두 연삭 방법을 실시하여, 직경이 300㎜인 웨이퍼(W)를 소정 두께가 될 때까지 연삭했다(실험예 1-1).

또한, 제1 주면(W1) 및 제2 주면(W2)에 대한 연삭액의 공급량을, 1.5L/min씩(실험예 1-2), 1.8L/min씩(실험예 1-3)으로 한 것 이외에는, 실험예 1과 동일한 조건으로 10매의 웨이퍼(W)를 연삭했다.

실험예 1-1∼1-3의 연삭 방법으로, 각각 10매씩의 웨이퍼(W)를 연삭하고, 나노토포그래피 계측기(가부시키가이샤 미조지리코우가쿠고교소 제조 형식: FT-300U)로 제1 주면(W1)의 나노토포그래피를 계측했다. 이 때의 나노토포그래피는, 제1 주면(W1)의 최외주부의 위치를 0㎚로 한 경우에 있어서의, 제1 주면(W1)의 표면 형상의 요철의 프로파일을 계측하는 것으로서, 제1 주면(W1)의 중심의 나노토포그래피를 계측하고, 웨이퍼(W)의 중심을 통과하는 크로스 섹션의 프로파일 데이터를 취득하고, 그 프로파일에 있어서의 웨이퍼(W)의 중앙부의 수치를 평가 지표로 했다. 또한, 최외주부의 값을 기준(0㎚)으로 한다. 그 결과를, 도 4에 나타낸다.

도 4에서는, 나노토포그래피의 값이 0 미만인 경우, 제1 주면(W1)의 중심이 패여 있는 것을 나타내고, 0을 초과하는 경우, 중심이 돌출되어 있는 것을 나타낸다. 또한, 나노토포그래피의 절댓값이 클수록, 패임량이나 돌출량이 큰 것을 나타낸다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 연삭액의 공급량을 조정함으로써, 나노토포그래피가 변화하는 것을 확인할 수 있었다.

이 점에서, 제1 주면(W1) 및 제2 주면(W2)에 대한 연삭액의 공급량을 조정함으로써, 웨이퍼(W)의 나노토포그래피를 개선할 수 있는 가능성이 있는 것을 인식했다.

〔실험 2〕

본 발명자는, 상기 실험 1의 결과로부터, 연삭액의 공급량을 조정함으로써 웨이퍼(W)의 나노토포그래피를 개선할 수 있을 가능성이 있는 것을 인식했지만, 실험예 1-1, 1-3의 웨이퍼(W)의 중심의 두께를 계측하면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 실험예 1-1의 쪽이 실험예 1-3보다도 1㎛ 정도 두꺼운 것을 확인할 수 있었다.

웨이퍼(W)의 나노토포그래피를 개선할 수 있어도, 두께가 목표값과 상이해져 버리는 것은 바람직하지 않다.

그래서, 본 발명자는, 고찰을 행한 결과, 연삭액의 공급량 조정에 의해 가공실(4)의 온도가 변화해 버려, 이 온도 변화에 수반하여 차동 트랜스형 변위계(3)의 계측 오차가 생긴 결과, 웨이퍼(W)의 두께가 목표값과 상이해져 버린 가능성이 있다고 생각하여, 이하의 실험을 행했다.

우선, 차동 트랜스형 변위계(3)의 계측 환경 온도와 계측값의 관계를 조사했다.

차동 트랜스형 변위계(3)(가부시키가이샤 도쿄세이미츠 제조 형식: PULCOM 시리즈)를 준비하고, 당해 차동 트랜스형 변위계(3)의 신호 출력 수단(31)의 케이스체에 온도 센서(T＆D사 제조 형식: TR-52i)를 부착했다. 소정 두께의 웨이퍼(W)에 접촉자(33)를 접촉시키고, 계측 환경 온도를 변화시키면서, 두께를 계측했다. 그 계측 결과를, 도 6에 나타낸다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 환경 온도가 올라갈수록 차동 트랜스형 변위계(3)의 계측값이 작아지는 것을 확인할 수 있었다.

이 점에서, 차동 트랜스형 변위계(3)을 이용하여 동일한 두께를 목표로 하여 연삭을 행하는 경우, 가공실(4) 내의 온도가 높을수록, 연삭이 진행되고 있지 않은 단계에서, 웨이퍼(W)가 목표값에 도달했다는 계측 결과가 얻어지기 때문에, 웨이퍼(W)가 두꺼워진다고 추정할 수 있다.

다음으로, 연삭액의 공급량과 가공실(4) 내의 온도의 관계를 조사했다.

상기 온도 센서를 신호 출력 수단(31)에 부착한 양두 연삭 장치(1)를 준비하고, 연삭액의 공급량을 상기 실험예 1-1과 동일하게 한 조건으로 웨이퍼(W)를 연삭하고, 연삭 중의 가공실(4)의 온도 변화를 1초마다 계측했다(실험예 2-1).

또한, 연삭액의 공급량을 상기 실험예 1-3과 동일하게 한 것 이외에는, 실험예 2-1과 동일한 조건으로 웨이퍼(W)를 연삭하고, 연삭 중의 온도 변화를 계측했다(실험예 2-2).

계측 결과의 평균값을 표 1에 나타낸다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 실험예 2-2의 온도가 실험예 2-1보다도 약 0.7℃ 낮아졌다. 이는, 연삭액이 많을수록, 연삭 시의 웨이퍼(W)의 냉각 효과가 높아져, 그 결과, 공급량이 많은 실험예 2-2에 있어서의 가공실(4)의 온도가 낮아졌다고 생각된다.

도 5와 표 1의 결과로부터, 가공실(4)의 온도가 높을수록, 연삭 후의 웨이퍼(W)가 두꺼워진다고 생각되고, 이는, 전술한 도 6의 결과에 기초하는 추정과 일치한다.

이 점에서, 연삭액의 공급량을 조정하면, 차동 트랜스형 변위계(3)의 계측 오차가 발생하여, 연삭 후의 웨이퍼(W)의 두께가 목표값과 상이해져 버리는 것을 확인할 수 있었다.

〔실험 3〕

실험 1의 결과로부터, 제1 주면(W1) 및 제2 주면(W2)에 대한 연삭액의 공급량을 조정함으로써, 웨이퍼(W)의 나노토포그래피를 개선할 수 있을 가능성이 있는 것을 인식했다. 또한, 실험 2의 결과로부터, 연삭액의 공급량을 조정하면, 연삭 후의 웨이퍼(W)의 두께가 목표값과 상이해져 버리는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명자는, 실험 1, 2의 결과를 입각하여, 예의 연구를 거듭한 결과, 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 연삭액의 총 공급량을 유지하면서, 제1 주면(W1)에 대한 연삭액의 공급량과 제2 주면(W2)에 대한 연삭액의 공급량의 비율을 조정함으로써, 웨이퍼(W)의 나노토포그래피를 개선하면서, 소망하는 두께의 웨이퍼(W)가 얻어지는 가능성이 있다고 생각하여, 이하의 실험을 행했다.

실험 2와 동일한 양두 연삭 장치(1)와, 두께가 약 870㎛ 또한 직경이 300㎜인 웨이퍼(W)를 준비했다. 그리고, 이하의 표 2에 나타내는 조건에 기초하여, 상기 관련 기술과 동일한 처리 내용의 양두 연삭 방법을 실시하여, 각각 10매씩의 웨이퍼(W)를 연삭함과 함께, 연삭 중의 가공실(4)의 온도 변화를 1초마다 계측했다(실험예 3-1∼3-3).

즉, 실험예 3-1∼3-3에서는, 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 연삭액의 총 공급량을 2.8L/min로 고정하고, 각 주면(W1), 주면(W2)에 대한 공급량의 비율을 조정했다.

표 3에, 가공실(4) 내의 온도의 계측 결과의 평균값을 나타낸다.

표 3에 나타내는 바와 같이, 실험예 3-1∼3-3의 최대 온도차는 0.1℃이고, 연삭액의 총 공급량이 동일하면, 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 공급량의 비율을 변경해도, 가공실(4) 내의 온도는 거의 변화하지 않는 것을 확인할 수 있었다.

도 7에, 제1 주면(W1)의 최외주부의 위치를 0㎚로 한 경우에 있어서의, 제1 주면(W1)의 중심의 나노토포그래피의 산출 결과를 나타낸다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 연삭액의 총 공급량을 유지한 채로도, 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 공급량의 비율을 변경함으로써, 나노토포그래피를 조정할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 패여 있는 측의 제1 주면(W1)에 대한 연삭액의 공급량을, 또 다른 한쪽의 제2 주면(W2)에 대한 연삭액의 공급량보다도 많아지도록 비율을 조정함으로써, 나노토포그래피를 0㎚에 근접시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

도 8에, 웨이퍼(W)의 중심의 두께와 그의 평균값을 나타낸다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 공급량의 비율을 변경해도, 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 연삭액의 총 공급량이 동일하면, 웨이퍼(W)의 두께가 거의 변하지 않는 것을 확인할 수 있었다.

도 7 및 도 8에 나타내는 결과로부터, 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 연삭액의 총 공급량을 유지하면서, 제1 주면(W1)에 대한 연삭액의 공급량과 제2 주면(W2)에 대한 연삭액의 공급량의 비율을 조정함으로써, 웨이퍼(W)의 나노토포그래피를 개선하면서, 소망하는 두께의 웨이퍼(W)가 얻어지는 것을 확인할 수 있었다.

[실시 형태]

다음으로, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 양두 연삭 방법에 대해서 설명한다.

우선, 관련 기술의 양두 연삭 장치(1)와, 제1 피연삭물로서의 제1 웨이퍼(W_t)와, 제2 피연삭물로서의 제2 웨이퍼(W_p)를 준비한다. 제1 웨이퍼(W_t)와 제2 웨이퍼(W_p)는, 재질, 형상이 거의 동일하고, 예를 들면, 1개의 실리콘 단결정 잉곳으로부터, 혹은, 동일한 제조 조건으로 제조된 상이한 실리콘 단결정 잉곳으로부터, 각각 잘려내어진 것이다.

그리고, 캐리어 링(21)에 제1 웨이퍼(W_t)가 세트된 후, 제어 수단(5)은, 도 9에 나타내는 바와 같이, 당해 제1 웨이퍼(W_t)의 연삭을 행한다(스텝 S1: 제1 연삭 공정). 제1 연삭 공정에서 이용하는 제1 웨이퍼(W_t)는, 예비 연삭용의 더미 웨이퍼라도 좋고, 전(前) 로트의 제품용 웨이퍼라도 좋다.

이 제1 연삭 공정에 있어서, 차동 트랜스형 변위계(3)는, 제1 웨이퍼(W_t)의 두께를 계측하고, 이 계측 결과에 따른 신호를 제어 수단(5)에 출력한다. 제어 수단(5)은, 제1 웨이퍼(W_t)의 제1, 제2 주면(W1, W2)에 소정량의 연삭액을 공급하면서, 차동 트랜스형 변위계(3)로부터의 신호에 기초하여 제1 웨이퍼(W_t)의 두께가 소정 두께까지 연삭되었다고 판단하면, 연삭을 종료한다. 이 제1 연삭 공정에 있어서의 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 연삭액의 공급량은, 동일해도 좋고, 상이해도 좋지만, 제1 연삭 공정에 있어서의 총 공급량이 후술하는 제2 연삭 공정에 있어서의 총 공급량과 동일하게 되도록 설정되어 있다.

다음으로, 작업자가 도시하지 않은 나노토포 계측기를 이용하여, 제1 웨이퍼(W_t)의 나노토포그래피를 계측한다(스텝 S2: 나노토포그래피 계측 공정).

그 후, 제어 수단(5)은, 캐리어 링(21)에 세트된 제2 웨이퍼(W_p)의 연삭을 행한다(스텝 S3: 제2 연삭 공정).

이 제2 연삭 공정에서는, 우선, 작업자는, 나노토포그래피 계측 공정에서의 계측 결과에 기초하여, 제2 웨이퍼(W_p)의 나노토포그래피가 0에 가까워지는 바와 같은 연삭 조건을 설정한다. 구체적으로는, 작업자는, 웨이퍼(W)의 중심의 나노토포그래피에 기초하여, 제2 웨이퍼(W_p)에 있어서의 중심의 나노토포그래피가 0에 가까워지도록, 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 연삭액의 총 공급량을 유지하면서, 제1 주면(W1)에 대한 연삭액의 공급량과 제2 주면(W2)에 대한 연삭액의 공급량의 비율을 설정한다.

예를 들면, 제1 주면(W1)에 대한 공급량의 비율을 높게 할수록, 제1 주면(W1)의 패임량이 작아진다는 경향을 알고 있고, 제1 웨이퍼(W_t)의 제1 주면(W1)의 중심이 패여 있는 경우, 작업자는, 제1 주면(W1)에 대한 공급량의 비율을 높게 하여, 제1 주면(W1)의 중심이 돌출되어 있는 경우, 제1 주면(W1)에 대한 공급량의 비율을 낮게 한다. 반대로 말하면, 제1 웨이퍼(W_t)의 제2 주면(W2)의 중심의 패여 있는 경우, 작업자는, 제2 주면(W2)에 대한 비율을 높게 하고, 제2 주면(W2)의 중심이 돌출되어 있는 경우, 제2 주면(W2)에 대한 비율을 낮게 한다. 즉, 중앙이 패여 있는 주면에 대한 공급량의 비율을 높게 하면 좋다. 이 때, 연삭액의 공급 비율은, 비율이 높은 쪽의 공급량을 낮은 쪽의 공급량으로 나눈 값이 200％ 이하가 되는 것이 바람직하고, 예를 들면, 비율이 높은 쪽의 공급량이 2L/min, 낮은 쪽의 공급량이 1L/min가 되는 것이 바람직하다.

그리고, 제어 수단(5)은, 작업자의 설정에 기초하여, 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 연삭액의 공급 비율 이외에는, 예비 연삭 공정과 동일한 연삭 조건으로, 제2 웨이퍼(W_p)의 연삭을 행한다.

[실시 형태의 작용 효과]

상기 실시 형태에 의하면, 제2 연삭 공정에 있어서, 제1 웨이퍼(W_t)의 나노토포그래피에 기초하여, 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 연삭액의 총 공급량을 유지하면서, 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 연삭액의 공급 비율을 조정한다. 이와 같이, 연삭액의 공급 비율을 조정함으로써, 나노토포그래피를 개선하면서, 연삭액의 총 공급량을 유지함으로써, 제2 웨이퍼(W_p)의 두께를 제1 웨이퍼(W_t)와 거의 동일하게 할 수 있다. 따라서, 나노토포그래피가 양호한 소망하는 두께의 제2 웨이퍼(W_p)를 얻을 수 있다.

특히, 연삭액의 총 공급량을 유지하면서, 공급 비율을 변경하기 때문에, 제1 연삭 공정과 제2 연삭 공정에 있어서의 가공실(4) 내의 온도를 거의 동일하게 할 수 있다. 이 때문에, 환경 온도에 의해 계측 오차가 생기는 차동 트랜스형 변위계(3)를 이용해도, 제1 연삭 공정과 제2 연삭 공정의 양쪽에 있어서, 웨이퍼(W)의 두께를 목표값과 거의 동일하게 할 수 있다. 차동 트랜스형 변위계(3)의 측정 정밀도는 높기 때문에, 보다 고정밀도로 두께가 조정된 제2 웨이퍼(W_p)를 얻을 수 있다.

[변형예]

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러 가지의 개량 그리고 설계의 변경 등이 가능하다.

예를 들면, 피연삭물로서는, 실리콘 이외의 웨이퍼라도 좋고, 세라믹스나 석재 등, 웨이퍼(W) 이외의 원판 형상의 것을 대상으로 해도 좋다.

작업자의 설정에 기초하여 제2 연삭 공정을 행했지만, 이하와 같이 해도 좋다.

우선, 메모리에, 제1, 제2 주면(W1, W2)에 대한 연삭액의 총 공급량을 소정량으로 유지한 상태에 있어서, 제1 주면(W1)에 대한 연삭액의 공급량과 제2 주면(W2)에 대한 연삭액의 공급량의 비율을 조정한 경우에, 나노토포그래피가 어떻게 변화하는지를 나타내는 공급 비율 조정 정보를 기억하게 한다. 예를 들면, 실험 3에서 얻어진 결과와 같이, 제1 주면(W1)에 대한 공급량의 비율을 높게 할수록, 제1 주면(W1)의 패임량이 작아진다는 공급 비율 조정 정보를 기억하게 한다. 이 때, 웨이퍼(W)의 재질이나 사이즈나 연삭 후의 목적 두께, 혹은, 연삭액의 총 공급량, 나아가서는, 웨이퍼(W)와 제1, 제2 연삭휠(23, 24)의 회전 방향의 관계마다, 내용이 상이한 공급 비율 조정 정보를 기억하게 하는 것이 바람직하다. 공급 비율 조정 정보는, 양두 연삭 장치(1)를 이용한 실험 결과에 기초하여 작성된 것이라도 좋고, 시뮬레이션으로 작성된 것이라도 좋다.

그리고, 제어 수단(5)이 제1 웨이퍼(W_t)의 나노토포그래피와 공급 비율 조정 정보에 기초하여, 제2 웨이퍼(W_p)의 나노토포그래피가 0에 가까워지는 바와 같은 공급량의 비율을 조정해도 좋다.

1 : 양두 연삭 장치
2 : 연삭 수단
3 : 차동 트랜스형 변위계(두께 계측 수단)
23, 24 : 제1, 제2 연삭휠
23B, 24B : 지석
33 : 접촉자
W : 웨이퍼(피연삭물)
W_t : 제1 웨이퍼(제1 피연삭물)
W_p : 제1 웨이퍼(제2 피연삭물)
W1 : 제1 주면(한쪽의 주면)
W2 : 제2 주면(다른 한쪽의 주면)

Claims

피연삭물을 회전시킴과 함께 당해 피연삭물의 양주면(兩主面)에 연삭액을 공급하고, 연삭휠의 지석을 상기 피연삭물의 양주면에 각각 맞닿게 함으로써, 상기 피연삭물을 연삭하는 연삭 수단과, 상기 피연삭물의 두께를 계측하는 두께 계측 수단을 구비하는 양두(兩頭) 연삭 장치를 이용하여, 상기 두께 계측 수단의 계측 결과에 기초하여, 상기 피연삭물의 두께가 소정 두께가 될 때까지 연삭을 행하는 양두 연삭 방법으로서,
제1 피연삭물의 양주면에 소정량의 연삭액을 공급하면서, 상기 제1 피연삭물의 두께가 상기 소정 두께가 될 때까지 연삭을 행하는 제1 연삭 공정과,
상기 제1 피연삭물의 나노토포그래피를 계측하는 나노토포그래피 계측 공정과,
상기 나노토포그래피 계측 공정의 계측 결과에 기초하여, 제2 피연삭물의 나노토포그래피가 0에 가까워지도록 연삭 조건을 조정하여, 상기 제2 피연삭물의 두께가 상기 소정 두께가 될 때까지 연삭을 행하는 제2 연삭 공정을 구비하고,
상기 제2 연삭 공정은, 상기 제1 연삭 공정에 있어서의 연삭액의 총 공급량을 유지하면서, 상기 제2 피연삭물의 한쪽의 주면에 대한 연삭액의 공급량과 다른 한쪽의 주면에 대한 연삭액의 공급량의 비율을 조정하여, 상기 제2 피연삭물을 연삭하는 것을 특징으로 하는 양두 연삭 방법.
제1항에 있어서,
상기 두께 계측 수단으로서, 상기 피연삭물의 양주면에 각각 접촉하는 한 쌍의 접촉자를 갖고, 당해 한 쌍의 접촉자의 위치에 따른 신호를 출력함으로써 상기 피연삭물의 두께를 계측하는 차동 트랜스형 변위계를 이용하는 것을 특징으로 하는 양두 연삭 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 연삭 공정은, 상기 제1 피연삭물의 상기 나노토포그래피 계측 공정의 계측 결과에 기초하여, 상기 제2 피연삭물에 있어서의 상기 제1 피연삭물의 패여 있는 측의 주면에 대한 연삭액의 공급량을, 또 다른 한쪽의 주면에 대한 연삭액의 공급량보다도 많아지도록 상기 비율을 조정하는 것을 특징으로 하는 양두 연삭 방법.