JPH09201750A - 平面研削装置 - Google Patents

平面研削装置

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JPH09201750A
JPH09201750A JP1044896A JP1044896A JPH09201750A JP H09201750 A JPH09201750 A JP H09201750A JP 1044896 A JP1044896 A JP 1044896A JP 1044896 A JP1044896 A JP 1044896A JP H09201750 A JPH09201750 A JP H09201750A
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  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 砥石の研削面の傾きの微調整が容易で、ウェ
ハのTTVを向上させることが可能な平面研削装置を提
供する。 【解決手段】 先端に研削砥石が取り付けられた砥石回
転軸と、該砥石回転軸に略平行な軸を有し、かつウェハ
をチャックするウェハチャックとを備える平面研削装置
であって、砥石10の研削面10a上において、砥石回
転軸の軸心上の点Oと、ウェハチャックの軸心上であっ
て砥石10の外周上に位置する点P2 と、研削面10a
上に投影されたウェハ24の外周と砥石10の外周との
間の交点P1 とにより研削面10a上規定されるA−
A’軸およびこれに直交するB−B’軸からなる直交座
標系の各々の座標軸を中心に砥石10の研削面10aを
それぞれ傾斜可能な傾斜手段を備えるものとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に用い
るウェハの平面を加工するのに好適な平面研削装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】VLSIの高集積化、高密度化および素
子が形成されるウェハの大口径化に伴い、ウェハは、そ
のTTV(トータルシックネスバリエーション)等の面
精度の向上が強く望まれている。なお、TTVとは、ウ
ェハを平らな吸着面に吸着させたときのウェハの高低差
をいう。ところで、酸化膜等の絶縁膜上の単結晶シリコ
ン層にトランジスタを形成するSOI(Silicon On Ins
ulation)技術は、優れた耐放射線特性、ラッチアップ特
性を有し、ショートチャンネル効果抑制にも適している
ことから、研究が進められてきた。特に、ウエハー張り
合わせを用いたSOI基板作製方法は、極めて欠陥の少
ないSOI層が得られることから、近年、最も注目され
ている技術の一つである。このSOI基板作製方法によ
って作製された基板は、張り合わせ後平面研削とポリッ
シュとによりSi層の薄膜化が達成されるが、薄膜化さ
れたSi層の厚みのバラツキは平面研削時のTTVによ
って決まるため、特に、加工物のTTVの向上が可能と
する平面研削装置の開発が強く望まれている。
【0003】ここで、従来の平面研削装置としては、例
えば、図3に示すように、先端にカップ状の砥石3を有
する砥石回転軸4と、該砥石回転軸4と平行な軸を有す
るチャックテーブル5とを具備しており、加工に際して
は、加工物6をチャックテーブル5にチャックさせ、砥
石3により研削後、チャックテーブル5から取り外し、
面精度測定後、砥石回転軸4等を調整するという工程を
繰り返しTTVを抑える方法をとっている。
【0004】しかし、このような平面研削装置による加
工方法では、砥石回転軸4の調整に膨大な時間がかか
り、研削時と測定時ではチャックテーブルが変わること
によりTTVに誤差が生じ、例えば直径6インチのウェ
ハでは2〜3μm以下に抑え込むのが難しいという問題
があった。
【0005】かかる問題を解決する平面研削装置とし
て、例えば図4に示すものがある。
【0006】図4において、支持部材14は、モータ1
5によって回転されるボルト16により、例えば、上下
左右の4か所で支柱17に取り付けられており、ボルト
16の締めつけ加減で砥石回転軸11の傾き角を微調整
することが可能となっている。
【0007】そして、チャックテーブル18と砥石ホル
ダ12を介して砥石10が取り付けられた砥石回転軸1
1とは、その軸間距離はほぼ砥石10の半径と等しくな
っている。
【0008】また、チャックテーブル18上に真空吸着
されたウェハ24は、砥石回転軸駆動モータ13により
砥石回転軸11を回転させることにより研削される。
【0009】このとき、チャックテーブル18は図に示
すように左右に移動可能となっており、その移動した位
置には静電容量型厚みセンサ19が設けられている。こ
の厚みセンサ19は、厚み測定装置、画像処理装置2
1、計算機22、モータ制御装置23よりなるフィード
バック手段に接続され、このフィードバック手段はモー
タ15に接続されている。
【0010】このように構成される平面研削装置におい
ては、研削後、厚みセンサ19によりウェハ全体の厚み
測定を行い、測定データを測定装置20および画像処理
装置21で処理してTTV値aを得る。
【0011】次いで、計算機22により前記TTV値a
を0とするような砥石回転軸11の傾斜角を算出し、モ
ータ制御装置を介してモータ15を駆動し、ボルト16
の締めつけ加減を調整する。
【0012】この動作を数回繰り返すことにより、TT
V値を抑え込むことが可能となるものである。
【0013】ところで、このような平面研削装置におけ
る砥石10とウェハ24との位置関係は、図5(a)に
示すようになっている。また、ウェハ24をチャックす
るチャックテーブル18の形状は、図5(b)に示すよ
うに、高さ4μm程度の円錐状となっており、これにウ
ェハ24が真空吸着されている。
【0014】そして、ウェハ24の研削時には、通常、
砥石10は、円弧P1,P2 の間においてのみウェハ24
の研削が行われるように、上記した砥石回転軸11の傾
きをボルト16の締めつけ加減で微調整が行われる。な
お、点P1 、P2 およびP3は砥石10の研削面上の点
であって、点P1 およびP3 は、砥石10の研削面上に
ウェハ24を重ね合わせたときに、砥石10の外周とウ
ェハ24の外周との交点であり、点P2 は、ウェハ24
の中心である。
【0015】すなわち、砥石10の研削を行う研削面の
水平面に対する傾きを微調整して、円弧P1,P2 の間に
おいてのみウェハ24と砥石10の研削面とが接触する
ようにして、一度円弧P1,P2 の間において研削された
部分が、チャックテーブル18の回転に伴い円弧P2,P
3 の間に達した際に再び研削されてしまうこと(二重研
削)を防止している。
【0016】したがって、砥石10の研削面の水平面に
対する傾きの微調整は、点P1 およびP2 のウェハ24
までの距離がそれぞれ等しくなるように調整されてい
る。
【0017】また、砥石10の研削面の傾きの微調整を
行うのは、上記した二重研削を防ぐためであるのと同時
に、研削面の傾きがウェハ24のTTV値に大きな影響
を与えることから必要である。このため、点P1 および
P2 のウェハ24までの相対距離を等しくすることに加
えて、点P3 のウェハ24まで相対距離の微調整を行う
必要がある。
【0018】例えば、図5における条件では、点P3 の
ウェハ24まで相対距離を、点P1のウェハ24までの
相対距離よりも7μm程度長くなるようにする必要があ
る。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
上記した砥石10の研削面の水平面に対する傾きの微調
整、すなわち点P1 ,P2 およびP3 のウェハ24まで
相対距離の微調整は、上記したモータ制御装置23を介
してモータ15を駆動し、ボルトの締めつけ加減を調整
することにより砥石回転軸10を傾斜させて行う。これ
は、近似的には、図5に示すように、砥石10の研削面
上に規定されるX−X’軸およびY−Y’軸を中心にし
て砥石10の研削面を傾斜させるのと同様である。
【0020】したがって、例えば点P1 ,P2 間の相対
距離関係をX−X’軸およびY−Y’軸を中心として調
整した後、点P1 ,P3 間の相対距離関係をX−X’軸
およびY−Y’軸を中心として調整を行うと、調整した
点P1 ,P2 間の相対距離関係が変化してしまうため、
再調整を繰り返す必要がある。このため、砥石10の研
削面の水平面に対する傾きの微調整に相当の時間を要す
るという問題があった。
【0021】さらに、傾きの微調整の精度が悪いためウ
ェハのTTVが悪化するという問題もあった。
【0022】本発明は、かかる問題に鑑みてなされたも
ので、砥石の研削面の傾きの微調整が容易で、ウェハの
TTVを向上させることが可能な平面研削装置を提供す
ることを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる平面研削
装置は、先端に研削砥石が取り付けられた砥石回転軸
と、該砥石回転軸に略平行な軸を有し、かつウェハをチ
ャックするチャックテーブルとを備える平面研削装置で
あって、前記砥石の研削面上において、前記砥石回転軸
の軸心上の点と、前記チャックテーブルの軸心上であっ
て前記砥石の外周上に位置する点と、前記研削面上に投
影された前記ウェハの外周と前記砥石の外周との間の2
つの交点のうちの一点とにより該研削面上規定される所
定の直交座標系の各々の座標軸を中心に前記砥石の研削
面をそれぞれ傾斜可能な傾斜手段を備えるものとした。
【0024】本発明にかかる平面研削装置では、まず、
砥石の研削面上において、砥石回転軸の軸心上の点(以
下、砥石回転軸心点とする。)、チャックテーブルの軸
心上であって砥石の外周上に位置する点(以下、チャッ
クテーブル軸心点とする。)および研削面上に投影され
たウェハの外周と砥石の外周との間の2つの交点のうち
の一点の3点によって研削面上に所定の直交座標系が規
定される。
【0025】そして、チャックテーブル軸心点のウェハ
までの距離と研削面上に投影されたウェハの外周と砥石
の外周との間の2つの交点のうちの一点のウェハまでの
距離との相対的な関係を調整可能な座標軸を中心に砥石
の研削面を傾斜させて両者の相対的関係を調整する。
【0026】次に、研削面上に投影されたウェハの外周
と砥石の外周との間の2つの交点のうちの他の点のウェ
ハまでの距離を前記座標軸に直交する座標軸を中心に砥
石の研削面を傾斜させて適宜調整する。
【0027】このとき、最初に調整された2点間の相対
的関係は、最後に調整されて研削面上に投影されたウェ
ハの外周と砥石の外周との間の2つの交点のうちの他の
点のウェハまでの距離に変更があったとしても維持され
る。
【0028】このため、砥石の研削面の水平面に対する
傾きの調整は1回で終了するため、短時間で行われるこ
とになる。
【0029】また、各々の軸を中心とした研削面の傾斜
によって互いの相対的な距離関係は影響を受けず、独立
して調整が可能であるため、砥石の研削面の傾きの微調
整の精度が悪化することがない。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明に係
る平面研削装置の実施形態を説明する。
【0031】図1は、本発明に係る平面研削装置の一実
施形態を説明するため補助説明図であって、図1におい
て、砥石10とウェハ24との位置関係は図4において
示した位置関係と同様である。
【0032】ここで、図に示す研削面10a上にA−
A’軸およびこれに直交するB−B’軸からなる直交座
標系は、砥石10の研削面10a上において、砥石回転
軸11の軸心上の点Oと、チャックテーブル18の軸心
上であって砥石10の外周上に位置する点P2 と、研削
面10a上に投影されたウェハ24の外周と砥石10の
外周との間の交点P1 とにより規定される。
【0033】すなわち、A−A’軸は、上記した研削面
10a上に投影されたウェハ24の外周と砥石10の外
周との間の交点P1 とチャックテーブル18の軸心上で
あって砥石10の外周上に位置する点P2 とを結ぶ線分
に平行な直線であるとともに、砥石回転軸11の軸心上
の点Oを通る軸である。
【0034】また、B−B’軸は、研削面10a上の軸
であってA−A’軸に直交するとともに、砥石回転軸1
1の軸心上の点Oを通る軸である。
【0035】そして、本発明に係る平面研削装置は、上
述したように規定される直交座標系のA−A’軸および
これに直交するB−B’軸を中心として研削面10aを
傾斜可能な傾斜手段を備えるものである。
【0036】ここで、上記の傾斜手段により、B−B’
軸を中心として研削面10aを傾斜させて、チャックテ
ーブル軸心点P2 のウェハ24までの距離と研削面10
a上に投影されたウェハ24の外周と砥石10の外周と
の間の交点P1 のウェハ24までの距離との相対的な関
係を調整する。
【0037】次に、研削面10a上に投影されたウェハ
24の外周と砥石10の外周との間の交点P3 のウェハ
24までの距離をB−B’軸に直交するA−A’軸を中
心に砥石10の研削面10aを傾斜させて適宜調整す
る。
【0038】このとき、最初に調整された2点P1,P2
間の相対的関係は、最後に調整されて、研削面上に投影
されたウェハ24の外周と砥石10の外周との間の交点
P3のウェハ24までの距離に変更があったとしても維
持される。
【0039】このため、砥石10の研削面10aの水平
面に対する傾きの調整は1回で終了するため、短時間で
行われることになる。
【0040】また、B−B’軸およびA−A’軸を中心
とした研削面10aの傾斜によって互いの相対的な距離
関係は影響を受けず、独立して調整が可能であるため、
砥石10の研削面の傾きの微調整の精度が悪化すること
がない。このため、ウェハ24の加工面のTTV値を向
上させることが可能となる。
【0041】なお、傾斜手段を実現するには、例えば図
4に示した平面研削装置において、支柱17の基準面に
B−B’軸が平行で、かつA−A’軸が垂直となるよう
に、ウェハ24と砥石10との位置関係を変更すればよ
い。
【0042】この場合に、ボルト16の締め付け加減を
適宜調節すれば、支柱17の基準面の三次元的な傾斜が
可能であり、このような構成とすれば、近似的に上記の
A−A’軸およびB−B’軸を中心として研削面10a
を傾斜することと同様となる。
【0043】次に、図2に示す平面研削装置は、砥石回
転軸11を保持する軸受に、高圧空気を流して、滑らか
な高速回転を実現するエアベアリング31を軸受に採用
したものである。
【0044】この平面研削装置において、砥石回転軸1
1は上端部は図示しないモータにより駆動されている。
【0045】この砥石回転軸11は上端部を矢印CC’
方向に移動させると、エアベアリング31を支点とし
て、研削面10aは、近似的に、E−E’軸を中心とし
て傾斜する。
【0046】したがって、図1において説明したA−
A’軸およびB−B’軸を図中の矢印CC’方向および
DD’方向に合わせることにより、図1において説明し
たのと同様に、研削面10aの傾きの微調整が可能とな
る。
【0047】なお、研削面10aの傾きの微調整は、例
えば、ボルト16の締め付け加減を適宜調節することに
より可能である。
【0048】ここで、上述した本発明に係る平面研削装
置を用いたSOI基板の製作方法の一例を簡単に説明す
る。
【0049】まず、あらかじめ段差を形成したSi基板
Aを、酸化膜、ポリSi膜を介して別のSi基板Bと張
り合わせる。その後Si基板Aの裏面からSi基板Aの
Si層が10μm程度になるまで本発明に係る平面研削
装置を用いて平面研削を行う。
【0050】そして、エチレンジアミン水溶液を研磨液
として用いた化学的研磨を行う。この化学的研磨は、エ
チレンジアミン水溶液とSiとの反応生成物を研磨布で
ふき取ることにより主に進行するため、酸化膜ストッパ
ーが露出した時点で研磨速度が著しく減少する。この結
果、当初に形成した段差に略等しい膜厚を有するSOI
基板が得られる。
【0051】このようにして製作されるSOI基板にお
いては、平面研削を行った後に、ウェハのTTVが向上
するため、要求されるSi層の膜厚精度の達成が容易と
なる。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る平面
研削装置によれば、砥石の研削面の傾きの微調整を容易
に行うことができ、微調整にかかる時間を大幅に短縮可
能となる。
【0053】また、微調整の精度が従来の平面研削装置
と比較して良好なものとすることが可能となり、この結
果、ウェハの加工面のTTV値を向上させることが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る平面研削装置を説明するための補
助説明図である。
【図2】本発明に係る平面研削装置の一実施形態を示す
説明図である。
【図3】従来の平面研削装置の一例を示す説明図であ
る。
【図4】従来の平面研削装置の他の例を示す説明図であ
る。
【図5】図4に示す平面研削装置における砥石とウェハ
との位置関係を示す説明図(図5(a))およびチャッ
クテーブルの断面形状を示す説明図(図5(b))であ
る。
【符号の説明】
10 砥石 10a 研削面 11 砥石回転軸 12 砥石ホルダ 13 砥石回転軸駆動モータ 14 支持部材 15 モータ 16 ボルト 17 支柱 18 チャックテーブル 19 厚みセンサ 20 厚み測定装置 21 画像処理装置 22 計算機 23 モータ制御装置 24 ウェハ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端に研削砥石が取り付けられた砥石回
    転軸と、該砥石回転軸に略平行な軸を有し、かつウェハ
    をチャックするチャックテーブルとを備える平面研削装
    置であって、 前記砥石の研削面上において、前記砥石回転軸の軸心上
    の点と、前記チャックテーブルの軸心上であって前記砥
    石の外周上に位置する点と、前記研削面上に投影された
    前記ウェハの外周と前記砥石の外周との間の2つの交点
    のうちの一点とにより該研削面上規定される所定の直交
    座標系の各々の座標軸を中心に前記砥石の研削面をそれ
    ぞれ傾斜可能な傾斜手段を備えた平面研削装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002200545A (ja) * 2000-12-27 2002-07-16 Disco Abrasive Syst Ltd 研削装置
JP2003025197A (ja) * 2001-07-13 2003-01-29 Waida Seisakusho:Kk 研削盤におけるワークと砥石との相対位置関係調節装置
CN117161867A (zh) * 2023-09-22 2023-12-05 北京中电科电子装备有限公司 一种晶圆减薄设备及其晶圆面型控制方法

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