JPH0651251B2 - ウェハー製造方法、及びその製造装置 - Google Patents

ウェハー製造方法、及びその製造装置

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JPH0651251B2
JPH0651251B2 JP62293023A JP29302387A JPH0651251B2 JP H0651251 B2 JPH0651251 B2 JP H0651251B2 JP 62293023 A JP62293023 A JP 62293023A JP 29302387 A JP29302387 A JP 29302387A JP H0651251 B2 JPH0651251 B2 JP H0651251B2
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治 山本
勇夫 藤村
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06—Work-clamping means
    • B23Q3/08—Work-clamping means other than mechanically-actuated

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体材料の基板となるウエハーを、研磨
用回転円盤上に接着した後、研磨するウエハー製造方法
及びその製造装置に関する。
〔従来の技術〕
ウエハーの一方の面を研磨用回転円盤に、パラフィン等
のワックスを用いて接着し、他方の面をラッピング加工
または鏡面加工するウエハー研磨方法において、ウエハ
ーを平坦に研磨用回転円盤に接着することが重要であ
る。従来、ウエハーの接着に際しては、ウエハー或いは
研磨用回転円盤の一方にワックスを塗布し、ウエハーを
載置し、押さえ棒で研磨用回転円盤上に押さえつけた
り、さらに平行移動させたりして接着させた後、研磨加
工に供されていた。第8図(a)に示すように、反りを
有するウエハー2を、平坦状の吸着面1″を有する真空
チャック1で同図(b)に示すごとく真空ポンプ12で
吸着し、ワックス3を塗布した後、研磨用回転円盤上面
4に同図(C)に示すごとく押しつけて接着していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、研磨用回転円盤上にウエハーを接着させ
る際、ウエハーと円盤間に気泡を含んだり、またワック
スの厚みむらがあることにより、ウエハーの研磨面に凹
凸状態が残り、研磨段階でその凸状部が削り取られ、ウ
エハーは不均一な厚みとなる。また、一旦気泡を含むと
除去することは非常に困難であり、上記従来の方法で
は、ウエハーを研磨用回転円盤上に載置する際平坦状で
載置するため、単にウエハーを押しつけたり、平行移動
しただけではどうしてもこの問題を解決することができ
なかった。
そのため、本発明は、円盤上にウエハーを載せる際に気
泡を含まず、またワックスの厚みを均一にするように載
置でき、接着精度を向上させ、ウエハーを均一な膜厚と
できる製造方法、及びそのための装置を提供することを
目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記の目的を達成するために、ウエハーを強
制的に湾曲させ、該湾曲部の凸面部側から研磨用回転円
盤上に載置すると共に、該ウエハーを押さえつけつつ回
転させて接着させた後、研磨加工するものである。
ウエハーを強制的に湾曲させるには、凸状の吸着面、特
に球形形状の吸着面を有する真空チャックを使用し、該
吸着面にウエハーを吸着させて湾曲させるもので、円盤
上面にウエハーの湾曲部の凸面部側から載置すると共
に、スタンピング治具により、ウエハーを押さえつけつ
つ回転させて円盤上にウエハーを接着させた後、研磨加
工するものである。
また、そのためのウエハー製造装置は、凸状の吸着面を
有する真空チャックと、該真空チャックにウエハーを吸
着させて湾曲させる湾曲手段と、次いでウエハーの湾曲
部の凸面部側から研磨用回転円盤上に載置するウエハー
の載置手段と、該研磨用回転円盤上に載置したウエハー
を押さえつけつつ回転させ接着させるスタンピング治具
とからなることを特徴とするものである。
〔作用〕
ウエハーを研磨用回転円盤にワックスを用いて接着した
後、研磨するウエハー製造方法において、ウエハーを強
制的に湾曲させ、該湾曲部の凸面部側から研磨用回転円
盤上に載置し、接着させることにより、第3図に示すよ
うに、ウエハー2はウエハー自体の有する復元力で円盤
4上で平坦化する。この際、ウエハーの復元過程の中で
図中に示す矢印の方向へワックス、および気泡を押し出
す作用が働くので、ワックスの厚みの均一化が図れ、し
かもウエハーと円盤間に空気の巻き込みを防止できるの
で気泡を内蔵せずに接着できる。また、ウエハーを押さ
えつけつつ回転させて接着させると接着精度を向上でき
るので、ウエハーを均一な膜厚に研磨できる。
〔実施例〕
以下、図面に従って実施例を説明する。
第1図は本発明の真空チャックの側面図、および底面
図、第2図は本発明の真空チャックによりウエハーを吸
着した際の側面図、第3図は真空チャックによりウエハ
ーを円盤上に載置した際、ウエハーの復元力により円盤
上に接着する状態を示す図、第4図はウエハー反り量の
測定に使用したウエハー上の測定点を示す図、第5図は
ウエハーを手で貼付けたものと本発明の方法で貼付けた
ものの干渉縞方式による比較図、第6図はウエハーの貼
付け工程を示す説明図、第7図は本発明の接着装置側面
図を示す。
図中、1は真空チャック、1′は球状吸着面、1″は吸
着孔、2はウエハー、3はワックス、4は研磨用回転円
盤、5は反転アーム、6はスタンピング治具、7はスタ
ンピングシリンダー、8はウエハー回転用シリンダー、
9は固定部材、10は反転中心部、11は昇降シリンダ
ーを示す。
第1図(a)に示される本発明の真空チャック1は、テ
フロン等のポリマー製で軸中に真空ポンプへ連結された
空気通路を有し、吸着面1′は球形状に形成される。底
面は同図(b)に示されるように、吸着孔1″が同心円
状に穿設され、上記空気通路に連結されている。
この真空チャック1の吸着面に、ウエハー2を載置して
真空ポンプにより吸引すると、ウエハー2は吸引され、
第2図に示すようにウエハー2は真空チャック1の吸着
面の曲率に対応した円弧状に湾曲する。この際、真空チ
ャック1の吸着面の直径dとウエハーの直径Dの関係は D/4<d<D の範囲が望ましい。
また、第2図に示すxはウエハーの反り量を表す。ウエ
ハーの反り量は、第4図に示すように、ウエハー上に4
つの測定点、即ちオリフラ側を1、時計廻りに90゜ず
つ2、3、4を選び電気マイクロメーター検出器により
吸着前、吸着後の各測定点の反り量を測定し、その差を
計算して平均値をもとめた。その結果、反り量とウエハ
ーの直径との関係は、厚みが0.4〜0.6mmで、ウ
エハーの直径5cmの場合、反り量は20〜50μm、
同じく7.5cmの場合、30〜80μm、4インチの
場合、40〜100μmが望ましいことが判明した。反
り量をこの範囲より大きくするとウエハーが割れる可能
性があり、小さくすると本発明の効果を達成しえない。
ワックスは油脂ワックス、パラフィンワックスまたはそ
の混合したものを使用し、塗布するにはスピンコート等
の適宜手段を採用し、ウエハー面に塗布するか、または
研磨用回転円盤上に塗布してもよい。
次ぎに第3図に示すように、ウエハーを湾曲部の凸面部
側から研磨用回転円盤4に載置し、真空チャックの吸引
を止めると、ウエハー2はウエハー自体の有する復元力
で円盤4上で平坦化する。この際ワックスを適当な加熱
手段で軟化させておくことにより、ウエハーの復元過程
の中で第3図に示す矢印の方向へワックス、および気泡
を押し出す作用が働くので、ワックスの厚みの均一化が
図れ、しかもウエハーと円盤間に空気の巻き込みを防止
できるので気泡を内蔵せずに接着しうるものである。
円盤上にウエハーを載置する手段としては、例えば第6
図に示すように、反転式の真空チャックを使用するとよ
い。即ちウエハーの吸着手段として、真空チャック5の
吸着面が反転腕5端部上に上向きになるように設け、ワ
ックスを塗布したウエハー2を吸着させると共に、反転
腕を反転中心10を中心として反転させ、反転腕の他端
部側に配置された研磨用回転円盤4上に、ウエハーの湾
曲部の凸面部側から載置するものである。このような反
転チャックを使用することにより、ウエハーを確実に円
盤上に載置することができる。
こうして円盤上に接着されたウエハー2について更に接
着精度を高めるために、円盤4上に配置したスタンピン
グ治具6により、ウエハーを円盤上に押しつけつつ回転
させる。スタンピング治具6は、第7図に示すように、
スタンピングシリンダー7とスタンピング時にウエハー
を回転させるウエハー回転シリンダー8によって作動さ
れる。ウエハーとの接触面は、シリコンゴム等の耐油性
の弾性部材を使用し、その形状は円弧形状の凸面部とし
ておく。ウエハー回転シリンダー8によって、ウエハー
2は一方向の回転を、接着精度を向上させると共に、ウ
エハーの位置合わせの観点も含め、回転前の位置にまで
回転させるか、もしくは一定角度回転させた後、回転前
の位置にまで戻すようにする。好ましくは5〜90゜回
転させて回転前の位置に戻す方法を、1〜5回繰り返す
とよい。
次ぎに、反転チャックを使用したウエハーの接着工程を
説明すると、まず反転チャック1上にウエハー2を吸着
させた後、第6図に示すように、反転アーム5を180
゜反転させ、次いで昇降シリンダー11により反転部を
円盤4上にウエハーが接触するまで下降させ、ウエハー
の先端が円盤上に接触した段階でウエハーの吸引を止め
ると、ウエハーはその復元力で円盤上に平坦状に接着す
る。次いでウエハー上部より、スタンピング治具を下降
させ、ウエハーを円盤上に押しつけ、押しつけた状態で
ウエハー回転用シリンダーによりスタンピング治具を回
転させ、接着状態を完全なものとする。
以上、ウエハーの接着方法を説明したが、そのための装
置としては、第7図に示すように真空チャックからなる
ウエハー供給部、スタンピング治具からなるウエハー加
圧部、そして研磨用回転円盤から大きく構成されてい
る。
ウエハー供給部は、真空ポンプに連結された反転真空チ
ャックと、反転アームを180゜反転させる機構、次い
で反転アームに吸着されたウエハーを円盤上に接触する
まで下降させる昇降シリンダー11から構成されてい
る。またウエハー加圧部は、スタンピング治具と、スタ
ンピング治具を昇降させるスタンピングシリンダー7、
およびスタンピング治具によりウエハーを円盤上に押し
つけた段階で、スタンピング治具を一定角度回転させる
ウエハー回転シリンダー8とで構成され、全体は固定フ
レーム9に支持されている。
これらの諸機構の作動は、第6図に示した工程図に従っ
て、適宜の制御手段で順次制御することによって自動化
される。
〔発明の効果〕
このようにして円盤上に接着されたウエハーについて、
その貼付け精度を測定した。まず第5図(a)は、ウエ
ハーを手で円盤上に貼付けたもので、また同図(b)は
本発明の方法を使用して円盤上に貼付けたものを示し、
円盤上面からのウエハーの厚みを干渉縞方式で観察した
ものであるが、手で貼付けたものはニュートンリングが
急な等高線で多く観察され、その中心が凸状になってい
ることが観察される。それに対して本発明により円盤上
に貼付けたものは、それが見られず、極めて平坦状に円
盤上に接着していることが観察される。
また貼付け前のウエハーの全厚み変化(Total T
hickness Variation)と、本発明の
真空チャックを使用して円盤上に貼付けた状態で、ウエ
ハーと円盤面との平行度を干渉縞方式で測定することに
より得られる全厚み変化の両者の差より貼付け精度を測
定した。その結果、本発明の真空チャックにより円盤上
に接着してスタンプした段階で4〜6μmであった接着
精度が、スタンプしつつウエハーを15゜回転させ、次
いで始めの位置に戻す操作を2回繰り返すと1μm以下
の精度となり、完全に気泡は除去され、またワックスも
均一化されていた。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の真空チャックの側面図、および底面
図、第2図は本発明の真空チャックによりウエハーを吸
着した際の側面図、第3図は真空チャックによりウエハ
ーを円盤上に載置した際、ウエハーの復元力により円盤
上に接着する状態を示す図、第4図はウエハー反り量の
測定に使用したウエハー上の測定点を示す図、第5図は
ウエハーの手で貼付けたものと本発明の方法で貼付けた
ものの干渉縞方式による比較図、第6図はウエハーの貼
付け工程を示す説明図、第7図は本発明の製造装置側面
図、第8図は従来の真空チャックによるウエハー接着方
法の工程図を示す。 図中、1は真空チャック、1′は球状吸着面、1″は吸
着孔、2はウエハー、3はワックス、4は研磨用回転円
盤、5は反転アーム、6はスタンピング治具、7は押し
つけ用スタンピングシリンダー、8はウエハー回転用シ
リンダー、9は固定部材、10は反転中心部、11は昇
降シリンダー、12は真空源を示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウエハーを研磨用回転円盤にワックスを用
    いて接着し、次いで研磨加工するウエハー製造方法にお
    いて、ウエハーを強制的に湾曲させ、該湾曲部の凸面部
    側からウエハーを研磨用回転円盤上に載置すると共に、
    該ウエハーを押さえつけつつ回転させて接着させ、次い
    で研磨加工することを特徴とするウエハー製造方法。
  2. 【請求項2】ウエハーを研磨用回転円盤にワックスを用
    いて接着し、次いで研磨加工するウエハー製造方法にお
    いて、ウエハーを凸状の吸着面を有する真空チャックに
    より吸着させて湾曲させ、該湾曲部の凸面部側からウエ
    ハーを研磨用回転円盤上に載置すると共に、該ウエハー
    をスタンピング治具により押さえつけつつ回転させて接
    着させ、次いで研磨加工することを特徴とするウエハー
    製造方法。
  3. 【請求項3】ウエハーを研磨用回転円盤にワックスを用
    いて接着し、次いで研磨加工するウエハー製造装置にお
    いて、該接着手段が、凸状の吸着面を有する真空チャッ
    クと、該真空チャックにウエハーを吸着させて湾曲させ
    る湾曲手段と、次いでウエハーの湾曲部の凸面部側から
    研磨用回転円盤上に載置するウエハーの載置手段と、該
    研磨用回転円盤上に載置したウエハーを押さえつけつつ
    回転させて研磨用回転円盤上にウエハーを接着させるス
    タンピング治具とからなる特徴とするウエハー製造装
    置。
  4. 【請求項4】上記ウエハーの載置手段として、前記真空
    チャックを反転アーム端部上に上向きに設け、ウエハー
    を吸着させると共に、反転アームの他端部を中心として
    反転させ、反転アームの他端部側に配置された研磨用回
    転円盤上に、ウエハーの湾曲部の凸面部側から載置する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載のウエハー
    製造装置。
JP62293023A 1987-11-18 1987-11-18 ウェハー製造方法、及びその製造装置 Expired - Fee Related JPH0651251B2 (ja)

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