JP2003236735A - Wafer grinding method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To remove warping of a wafer in a wafer grinding process because there is warping in an as-cut wafer formed into a thin piece by cutting single crystal ingot in parallel and warping of the wafer causes error when forming a pattern by photolithography. <P>SOLUTION: When a diameter of the wafer is D, warping defined by rising from a flat face at the center when the wafer is put on the flat face is Δ, the wafer is fixed to a plate by bringing a projecting face or a recessed face to the front, and a radius is R, a rotary grinding wheel in which radius of curvature satisfies 2α>max (8Δ/D<SP>2</SP>) is brought into contact so that a peripheral face of the grinding wheel comes to the vicinity of the center of the wafer and is inclined at a fixed inclination angle Θ=4ΔR/D<SP>2</SP>to 12ΔR/D<SP>2</SP>in the opposite direction to warping of the wafer to rotate the rotary grinding wheel and the plate in order to grind one face of the wafer, and it is turned over to bring the grinding wheel having a parallel face into contact with a wafer face in order to grind a face on the other side of the wafer. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はＧａＡｓウエハ、
ＩｎＰウエハ、Ｓｉウエハなど半導体ウエハの研削方法
に関する。半導体単結晶のインゴットはブリッジマン
法、チョクラルスキー法によって原料融液に種結晶を接
触させ徐々に種結晶側から冷却することによって製造さ
れる。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a GaAs wafer,
The present invention relates to a grinding method for semiconductor wafers such as InP wafers and Si wafers. The semiconductor single crystal ingot is manufactured by bringing the seed crystal into contact with the raw material melt and gradually cooling it from the seed crystal side by the Bridgman method or the Czochralski method.

【０００２】チョクラルスキー（引き上げ）法の場合
は、るつぼの原料融液に種結晶を漬けて回転させながら
引上げることによって円柱状の長い単結晶インゴットを
育成する。ＧａＡｓやＩｎＰのような３−５族の化合物
半導体の場合は、５族の高温時での解離圧が高いのでＢ
_２Ｏ_３によって覆い、不活性ガス（窒素、Ａｒ）で高圧
を掛けて５族の揮発を防ぐようになっている。それは液
体カプセル法とよぶ（ＬＥＣ；Liquid Encapsulated Cz
ochralski）。ドーパントを入れる場合、組成が軸線方
向に変化しないように二重るつぼを使うこともある。イ
ンゴットを回転させながら結晶成長する引き上げ法は円
柱形のインゴットを生成することができる。In the case of the Czochralski (pulling) method, a cylindrical long single crystal ingot is grown by immersing a seed crystal in a raw material melt of a crucible and pulling it while rotating. In the case of a 3-5 group compound semiconductor such as GaAs or InP, the dissociation pressure of the 5 group at high temperature is high, so B
_It is covered with ₂ O ₃ , and a high pressure is applied with an inert gas (nitrogen, Ar) to prevent the volatilization of Group V. It is called the liquid capsule method (LEC; Liquid Encapsulated Cz).
ochralski). When adding a dopant, a double crucible may be used so that the composition does not change in the axial direction. The pulling method of growing crystals while rotating the ingot can produce a cylindrical ingot.

【０００３】水平ブリッッジマン（Horizontal Bridgma
n）法の場合は、石英ボートに原料を入れ一方の端に種
結晶をおいて５族固体とともに石英管に入れ、ボートを
加熱して全体を融液にし種結晶側から冷却する。５族固
体は熱によって揮発し石英ボートにおいて固体表面から
５族が揮発するのを防止する。水平ブリッジマン法はボ
ートを用いるからインゴットの断面図は半楕円型にな
る。ＧａＡｓのＨＢ法の場合は＜１１１＞方向に成長さ
せて、（１００）面で切ることもある。その場合は切断
角が軸線に対し９０度でなくて５４．７度になる。Horizontal Bridgma
In the case of the method n), the raw material is put into a quartz boat, a seed crystal is placed at one end, and the raw material is put into a quartz tube together with a Group 5 solid, and the boat is heated so that the whole is melted and cooled from the seed crystal side. The Group 5 solid volatilizes by heat and prevents the Group 5 volatilization from the surface of the solid in the quartz boat. Since the horizontal Bridgman method uses a boat, the sectional view of the ingot becomes a semi-elliptical shape. In the case of the HB method of GaAs, it may be grown in the <111> direction and cut at the (100) plane. In that case, the cutting angle is 54.7 degrees instead of 90 degrees with respect to the axis.

【０００４】縦型のブリッジマン（ＶＢ）法がＧａＡｓ
の成長に用いられるようになってきた。これは縦の石英
管にＧａＡｓの原料を入れて上方で種結晶に接触させ、
加熱し原料融液とし種結晶の方から徐冷してゆく。これ
は石英管の内径によって形状が決まるので円柱形のイン
ゴットを得る事ができる。The vertical Bridgman (VB) method is GaAs
Has been used to grow. This is because the raw material of GaAs is put into a vertical quartz tube and brought into contact with the seed crystal above.
It is heated to form a raw material melt and gradually cooled from the seed crystal. Since the shape of this is determined by the inner diameter of the quartz tube, a cylindrical ingot can be obtained.

【０００５】ｎ型ドーパントを入れてｎ型のインゴット
を作ることが多いが、ｐ型ドーパントをドープしｐ型の
インゴットを製造することもできる。もちろん鉄族の原
子をドープして半絶縁性のＧａＡｓ、ＩｎＰのインゴッ
トを製造することもある。Although an n-type ingot is often made by adding an n-type dopant, it is also possible to manufacture a p-type ingot by doping with a p-type dopant. Of course, a semi-insulating GaAs or InP ingot may be manufactured by doping iron group atoms.

【０００６】長い単結晶のインゴットを成長させると円
周を研削（円筒研削）し正しい円柱状の結晶とする。Ｘ
線回折法によって正確な方位を決定し、オリエンテーシ
ョンフラットとなる表面部分を平面状に研削する。オリ
エンテーションフラットはウエハの方位や表裏の区別を
与えるものである。劈開面とすることが多いが劈開面で
なくてもよい。When a long single crystal ingot is grown, the circumference is ground (cylindrical grinding) to form a correct columnar crystal. X
The precise direction is determined by the line diffraction method, and the surface portion that becomes the orientation flat is ground into a flat surface. The orientation flat gives the orientation of the wafer and distinguishes between the front and back. In most cases, the cleavage plane is used, but the cleavage plane does not have to be the cleavage plane.

【０００７】円柱状のインゴットを内周刃スライサーや
ワイヤソーによって切断して薄い円板状の結晶にする。
内周刃スライサーというのは薄いリング状の内側に刃面
をもつブレードを回転させる装置である。接着材で支持
棒に張り付けたインゴットを刃の内周に接触させ、イン
ゴットと内周刃を相対移動させインゴットを薄片に切り
出す装置である。内周に刃があるのでインゴットとの接
触長さが直線の刃物の場合より長い。円弧状のソーマー
クが薄片の表面に付く。これはインゴットを一枚一枚薄
片に切ってゆく。[0007] A cylindrical ingot is cut by an inner peripheral blade slicer or a wire saw into thin disk-shaped crystals.
The inner peripheral blade slicer is a device that rotates a blade having a thin ring-shaped inner surface with a blade surface. In this device, an ingot attached to a support rod with an adhesive is brought into contact with the inner circumference of the blade, and the ingot and the inner circumference blade are relatively moved to cut the ingot into thin pieces. Since there is a blade on the inner circumference, the contact length with the ingot is longer than in the case of a straight blade. An arc-shaped saw mark is attached to the surface of the thin piece. This cuts each ingot into slices.

【０００８】ワイヤソーは多数本のワイヤがローラの溝
に案内されて平行な一定の経路を廻るようにした切断装
置である。ワイヤの数は幾らにでもできる。ウエハの厚
みｄに一定のマージンｍを加えた値にワイヤの間隔ｗ＝
ｄ＋ｍを決める。円形の単結晶インゴットを軸線に直角
な方向に一挙に切断しＭ枚の薄片を切り出すことができ
る。これは直線運動するワイヤで切断するから直線状の
ソーマークが薄片の表面に付く。平行な薄片を支持棒か
ら取り外すと多数の同じ厚みの粗面をもつ薄片が得られ
る。これをアズカットウエハとよぶ。A wire saw is a cutting device in which a large number of wires are guided by grooves of rollers so as to follow a certain parallel path. There can be any number of wires. The value of the wafer thickness d plus a certain margin m is the wire spacing w =
Determine d + m. A circular single crystal ingot can be cut at once in a direction perpendicular to the axis to cut out M thin pieces. Since this is cut with a wire that moves linearly, a linear saw mark is attached to the surface of the thin piece. Removal of the parallel flakes from the support bar results in a large number of flakes with the same thickness of rough surface. This is called an as-cut wafer.

【０００９】アズカットウエハは厚みがばらついており
表面はざらざらであるし加工変質層がある。外周部を面
取りして欠け、割れが起こりにくいようにする。さらに
平面研削して厚みを整える。その後、硬質研磨布によっ
て研磨して表面を平滑にする。さらに軟質研磨布によっ
て研磨してミラー状の平滑面とする。平滑面をもつウエ
ハをミラーウエハと呼ぶ。片面だけをミラーとする場合
もある。両面をミラーとすることもある。それぞれ片面
ミラー、両面ミラーという。そのあと寸法、表面状態、
反りなどの特性を検査して出荷する。つまりアズカット
ウエハからミラーウエハまでの工程はThe as-cut wafer has a variable thickness, its surface is rough and has a work-affected layer. Chamfer the outer periphery to prevent chipping and cracking. Further, the surface is ground to adjust the thickness. Then, the surface is smoothed by polishing with a hard polishing cloth. Further, it is polished with a soft polishing cloth to obtain a mirror-like smooth surface. A wafer having a smooth surface is called a mirror wafer. In some cases, only one side is a mirror. Sometimes both sides are mirrors. They are called single-sided mirror and double-sided mirror, respectively. After that, dimensions, surface condition,
Inspect the characteristics such as warpage before shipping. In other words, the process from as-cut wafer to mirror wafer

【００１０】１．面取り加工 ２．平面研削 ３．硬質研磨布研磨（一次研磨） ４．軟質研磨布研磨（二次研磨） ５．検査1. Chamfering 2. Surface grinding 3. Hard polishing cloth polishing (primary polishing) 4. Soft polishing cloth polishing (secondary polishing) 5. Inspection

【００１１】というようになる。研削と研磨は区別しな
ければならない。研削は厚みを所定の値に整えるための
ものである。固定砥粒を有する砥石を回転させてウエハ
を片面ずつあるいは両面一挙に削る。その速度は速くて
１００μｍ／分の程度である。[0011] Grinding and polishing must be distinguished. Grinding is for adjusting the thickness to a predetermined value. A grindstone having fixed abrasive grains is rotated to grind the wafer one by one or both sides at once. The speed is as high as 100 μm / min.

【００１２】両面を研磨する場合は、太陽歯車と外殻内
歯歯車の間で遊星運動するいくつかの穴を有する円盤状
のテンプレートの穴にウエハを入れ、回転定盤の上に載
せ、上から他の回転定盤で押さえ、定盤を回転させテン
プレートを回転させながら自転、公転の組み合わせでウ
エハの上下面を研磨する。In the case of polishing both sides, the wafer is put into a hole of a disk-shaped template which has some holes for planetary motion between the sun gear and the outer ring internal gear, placed on a rotary surface plate, and Then, the upper and lower surfaces of the wafer are polished by a combination of rotation and revolution while pressing with another rotating surface plate, rotating the surface plate and rotating the template.

【００１３】片面研磨の場合はウエハをヘッダにつけて
露出面だけを研削する。一次研磨は１〜２μｍ／分程度
の速度でウエハ面を削ってゆく。二次研削はその１／１
０程度の０．１μｍ〜０．２μｍ／分の速度である。In the case of single-side polishing, the wafer is attached to the header and only the exposed surface is ground. In the primary polishing, the wafer surface is ground at a speed of about 1 to 2 μm / minute. Secondary grinding is 1/1
The speed is about 0 to 0.1 μm to 0.2 μm / min.

【００１４】[0014]

【従来の技術】単結晶インゴットは高熱で原料融液を固
化してゆき、冷却する事によって製造するのであるから
強い内部歪がもともと内在する。ワイヤソーで切断して
も内周波スライサーで切断してもウエハには幾分の反り
がある。正確な平面の上にアズカットウエハを載せると
中心部が***していたり中心部分が低く窪みになってい
たりする。表面と裏面の区別がなければ平面に凸状に置
いたとき中心部の***Ｈによって反りを表現することが
できる。僅かな反りであるが、平面研削によっては反り
は減少せずそのまま保存されるようである。フォトリソ
グラフィによってウエハの表面にマスクを合わせパター
ンを描くのであるが、反りがあるとマスクと平行になら
ずパターン形成の誤差を生ずる。それでウエハは反りの
ない平面であることが望まれる。2. Description of the Related Art Since a single crystal ingot is manufactured by solidifying a raw material melt with high heat and cooling it, a strong internal strain is inherently present. There is some warpage in the wafer whether it is cut with a wire saw or an internal frequency slicer. When an as-cut wafer is placed on an accurate plane, the center part is raised or the center part is low and dented. If there is no distinction between the front surface and the back surface, the warp can be expressed by the bulge H at the center when the surface is convexly placed. Although it is a slight warpage, it seems that the surface polishing does not reduce the warpage and it is preserved as it is. A pattern is drawn by aligning a mask on the surface of the wafer by photolithography, but if there is a warp, it will not be parallel to the mask and an error in pattern formation will occur. Therefore, it is desired that the wafer be a flat surface without warping.

【００１５】図１はアズカットウエハの断面図を示す。
ウエハＷは凸面Ｂ、凹面Ｃ、周面Ｓを有する。ウエハの
表面、裏面は単結晶成長の向きを基準として定義するこ
とはできるが、ここでは表面裏面を区別する必要がな
い。それで凸面Ｂと凹面Ｃの区別をする。FIG. 1 shows a sectional view of an as-cut wafer.
The wafer W has a convex surface B, a concave surface C, and a peripheral surface S. The front surface and the back surface of the wafer can be defined with reference to the direction of single crystal growth, but here it is not necessary to distinguish between the front surface and the back surface. Therefore, the convex surface B and the concave surface C are distinguished.

【００１６】円形ウエハでなくても本発明は適用できる
が、円形ウエハが最も頻用されるからここでは円形ウエ
ハとして説明する。The present invention can be applied even if the wafer is not a circular wafer, but since a circular wafer is most frequently used, it will be described here as a circular wafer.

【００１７】ウエハＷの凸面Ｂの中心をＰとし、凹面Ｃ
の中心をＱとする。ウエハの中心軸線をｍとする。ｍは
点Ｐ、Ｑを通る直線である。ウエハを中心軸線ｍを通る
平面で切断した面に於いて凸面稜線の端点をＥ、Ｈとす
る。凹面稜線の端点をＦ、Ｇとする。反りがなければＥ
ＦＧＨは長方形である。反りがあるとＥＦＧＨは弓形と
なる。The center of the convex surface B of the wafer W is P, and the concave surface C is
Let Q be the center of. The central axis of the wafer is m. m is a straight line passing through the points P and Q. The end points of the convex ridgeline on the plane obtained by cutting the wafer along the plane passing through the central axis m are E and H. The end points of the concave ridge are F and G. E if there is no warp
FGH is rectangular. If there is a warp, the EFGH will have an arched shape.

【００１８】弓形といっても彎曲の大きいものもあれば
小さいものもある。彎曲を表現する必要がある。曲線Ｆ
ＱＧ、ＥＰＨの曲率によって定義するのが正確であろ
う。が、それは測定が難しく直感性を欠いたパラメータ
である。そこでここでは反りΔを中心部と周辺部の高さ
の差として定義しよう。There are some bows with large curvature and others with bow. It is necessary to express a curve. Curve F
It would be accurate to define it by the curvature of QG and EPH. However, it is a parameter that is difficult to measure and lacks intuition. Therefore, let us define the warpage Δ as the difference in height between the central part and the peripheral part.

【００１９】凹面の端点Ｆ、Ｇを結ぶ直線ＦＧと中心軸
線ｍとの交点をＪとする。凹面の中心Ｑと交点Ｊとの距
離Δを反りと呼ぶことにする。Δ＝ＱＪ。ここでは凸面
と凹面の区別をしているからΔもウエハ内で正負の別が
ありうる。凹面での反りは正となる。Let J be the intersection of a straight line FG connecting the end points F and G of the concave surface with the central axis m. The distance Δ between the center Q of the concave surface and the intersection J will be called warpage. Δ = QJ. Here, since the convex surface and the concave surface are distinguished from each other, Δ may be positive or negative within the wafer. The warp on the concave surface is positive.

【００２０】凸面での反りΔは負とする。それは凸面で
端点Ｅ、Ｈを結ぶ直線と中心Ｐを比較すると、ＰがＥＨ
線より外側へゆき偏差が負になるからである。The warp Δ on the convex surface is negative. It is a convex surface, and when the center P is compared with the straight line connecting the end points E and H, P is EH
This is because the deviation goes outward from the line and becomes negative.

【００２１】凸反りは負、凹反りは正の反りで表現する
ことにする。説明を厳密にするためここでは正負の区別
をする。以後、凸面をＢとしその端点をＥ、Ｈ、中心を
Ｐとし、凹面をＣとしその端点をＦ、Ｇ、中心をＱとす
るが、それはウエハの向きを直観的に分かりやすくする
ために付す記号にすぎない。研削によって表裏面が減っ
てくるからそのような点はなくなるのであるが、説明の
便宜上そのような点はなくならず研削とともに移動する
と考える。A convex warp will be expressed as a negative warp, and a concave warp will be expressed as a positive warp. In order to make the explanation strict, positive and negative are distinguished here. Hereinafter, the convex surface is B, the end points are E and H, the center is P, the concave surface is C, the end points are F and G, and the center is Q, which is added to make the orientation of the wafer intuitively easy to understand. It's just a sign. Although such a point disappears because the front and back surfaces are reduced by grinding, it is considered that such a point does not disappear and moves with grinding for convenience of explanation.

【００２２】図２は平面研削装置の概略を示す。図１の
ように自由状態でのウエハＷには反りΔがある。凸面Ｂ
を上に凹面Ｃを下にウエハＷを研磨プレート３に真空吸
着する。真空吸着するとウエハは平面になる。内部応力
よりも吸着力の方がずっと大きいからである。研磨プレ
ート３は回転する。ウエハの表面に平面砥石４を平行に
接触させる。砥石４は軸５があってその廻りに回転す
る。砥石面とウエハ面は平行である。砥石回転軸５はウ
エハＷの法線に平行である。片面研削によって表面Ｂの
一部分ｕが削り落とされる。FIG. 2 shows an outline of the surface grinding apparatus. As shown in FIG. 1, the wafer W in the free state has a warp Δ. Convex B
The wafer W is vacuum-sucked to the polishing plate 3 with the concave surface C on the top and the concave surface C on the bottom. The wafer is flattened by vacuum suction. This is because the attractive force is much larger than the internal stress. The polishing plate 3 rotates. A plane grindstone 4 is brought into contact with the surface of the wafer in parallel. The grindstone 4 has a shaft 5 and rotates around the shaft 5. The grindstone surface and the wafer surface are parallel. The grindstone rotation axis 5 is parallel to the normal line of the wafer W. A part u of the surface B is scraped off by the one-side grinding.

【００２３】初めのアズカットウエハの厚みｗはばらつ
きがある確率変数である。表面をｕだけ削るので厚みは
ｗ−ｕに減る。表面研削が終わり吸着を外すと図３のよ
うになる。自由状態に戻したので初めの反りが顕在化し
て表面側に凸に変形する。表面Ｂは凸に、裏面Ｃは凹に
なる。つまり凸面は凸面のまま凹面は凹面のままであ
る。断面ＥＦＧＨは依然として弓形である。研削代ｕだ
け減っているから、図３のＢ、Ｅ、Ｈは図１のものと同
じでないが便宜的に同じ符号をつかう。これを上下反転
して搬送する。裏面Ｃが上になり凹反りに見える。しか
し反りはなくならない。The thickness w of the initial as-cut wafer is a random variable with variations. Since the surface is shaved by u, the thickness is reduced to w-u. When surface grinding is completed and adsorption is removed, the result is as shown in FIG. Since it was returned to the free state, the first warp became apparent and deformed convexly to the surface side. The front surface B is convex and the back surface C is concave. That is, the convex surface remains convex and the concave surface remains concave. The cross section EFGH is still arcuate. Since the grinding allowance u is reduced, B, E, and H in FIG. 3 are not the same as those in FIG. 1, but the same reference numerals are used for convenience. This is inverted and conveyed. The back surface C is on the top and looks like a concave warp. However, the warp does not disappear.

【００２４】次に表面を真空吸着して逆面研削をする。
図５に示したように真空吸着したときは平坦になる。反
りの内部応力よりも吸着力が優越するからである。平面
をもつ砥石４を回転させて裏面を研削する。砥石面と裏
面はもともと平行である。研削代をｖとする。ウエハの
厚みはｗ−ｕ−ｖに減少する。この値が予め定められた
厚みｑに等しくなるようにする。研削は厚みを整えるた
めにするものであり、ｑ＝ｗ−ｕ−ｖとする工程であ
る。研削された部分ｖはウエハ面で均一厚みの部分であ
る。真空吸着を解除すると図６のようになる。削り代ｖ
だけ裏面が摩滅しており、裏面のＧ、Ｑ、Ｆ点は初めの
点と異なるが、ここでは同じ符号を使っている。自由状
態に戻すと反りが顕在化し上（裏面）に凸に変形する。
表裏が反対になっているが研削後のウエハは初め（図
１）とほぼ同じ反りを呈する。Next, the surface is vacuum-adsorbed and the reverse surface is ground.
As shown in FIG. 5, it becomes flat when vacuum suction is performed. This is because the adsorption force is superior to the internal stress of warpage. The back surface is ground by rotating the grindstone 4 having a flat surface. The grinding wheel surface and the back surface are originally parallel. Let v be the grinding allowance. The wafer thickness is reduced to w-u-v. This value is made equal to a predetermined thickness q. Grinding is for adjusting the thickness, and is a process of setting q = w−u−v. The ground portion v is a portion having a uniform thickness on the wafer surface. When the vacuum suction is released, the result is as shown in FIG. Cutting allowance v
However, the G, Q, and F points on the back surface are different from those at the beginning, but the same symbols are used here. When it is returned to the free state, the warp becomes apparent and the top (back surface) is deformed convexly.
Although the front and back surfaces are opposite, the wafer after grinding exhibits almost the same warpage as at the beginning (FIG. 1).

【００２５】ウエハを平面の状態にして平行砥石で研削
するので、削り代は平面であるが自由状態に戻ると元の
反りが顕在化するのである。図７は反りのあるアズカッ
トウエハを平行砥石で研削した場合の研削代ｕ、ｖと研
削後のウエハを示す。最外殻の線がアズカットウエハで
ある。斜線部分が研磨代である。中央の部分が研削後の
ウエハである。厚みｑは所定の範囲になっているが、凸
面も凹面も等しく平行に研削しているから研削後も同じ
反りが残る。そのような研削方法では反りを消すことは
できない。Since the wafer is flattened and ground by the parallel grindstone, the original warp becomes apparent when the cutting allowance is flat but returns to the free state. FIG. 7 shows grinding margins u and v when a warped as-cut wafer is ground by a parallel grindstone and the wafer after grinding. The outermost line is the as-cut wafer. The shaded portion is the polishing allowance. The central portion is the wafer after grinding. The thickness q is within a predetermined range, but since the convex surface and the concave surface are equally ground, the same warp remains after grinding. The warp cannot be eliminated by such a grinding method.

【００２６】[0026]

【発明が解決しようとする課題】反りのあるアズカット
ウエハを平坦なウエハにする研削方法を提供することが
本発明の目的である。研削によって反りが殆ど変わらな
いとすれば、反りのあるウエハを平坦にするには、凸側
の中心部を余計に研削し、凹側の周辺部を余分に研削す
ればよい筈である。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a grinding method for making a warped as-cut wafer into a flat wafer. Assuming that the warpage does not change much by grinding, in order to flatten a warped wafer, the central part on the convex side should be additionally ground and the peripheral part on the concave side should be additionally ground.

【００２７】ウエハの凸反り面をその反りと同じ曲率の
凸面をもつ砥石によって研削すれば凸面のウエハを平面
に直すことができるであろう。同じ曲率の凸面の砥石で
ウエハに凹面を研削すると自由状態では平面になる筈で
ある。If the convex warped surface of the wafer is ground with a grindstone having a convex surface having the same curvature as that of the warp, the convex wafer can be made flat. If the concave surface is ground on the wafer with a convex whetstone of the same curvature, it should become flat in the free state.

【００２８】ウエハ凹反り面をその反りと同じ曲率の凹
面をもつ砥石によって研削すれば凹面のウエハを平面に
直すことができるであろう。同じ曲率の凹面の砥石でウ
エハに凸面を研削すると自由状態では平面になる筈であ
る。If the wafer concave warp surface is ground with a grindstone having a concave surface having the same curvature as that of the warp, the concave wafer can be made flat. If the convex surface is ground on the wafer with a concave whetstone with the same curvature, it should become flat in the free state.

【００２９】しかしウエハの反りは様々である。曲面砥
石を製作して多様な反りのウエハを研削するという場合
多様な曲率の曲面砥石を多数製造し準備しなければなら
ない。そしてウエハごとに曲率の合致する最適の砥石を
選択して砥石を交換して研削するということが必要にな
る。それはあまりに煩雑なことである。研削コストをい
たずらに肥大させることであろう。それに平面でなく曲
面の砥石を正確に製造するのは難しくそれを多数枚揃え
るのは容易でない。However, the warp of the wafer varies. When a curved grindstone is manufactured to grind wafers having various warps, many curved grindstones having various curvatures must be manufactured and prepared. Then, it is necessary to select an optimum grindstone having the same curvature for each wafer and replace the grindstone to perform grinding. It's too complicated. It would unnecessarily increase the grinding cost. In addition, it is difficult to accurately manufacture a grindstone having a curved surface instead of a flat surface, and it is not easy to arrange many of them.

【００３０】[0030]

【課題を解決するための手段】本発明は、ウエハの直径
をＤ、反りをΔ、半径をＲとして、凸面あるいは凹面を
表にしてウエハをプレートに固定し、曲率が２α＞ｍａ
ｘ｛８Δ／Ｄ^２｝を満足する回転砥石をウエハの中心近
傍に砥石周縁をあわせ、ウエハの反りと反対の方向に一
定の傾斜角Θ＝４ΔＲ／Ｄ^２〜１２ΔＲ／Ｄ^２で傾斜さ
せて、回転砥石とプレートを回転させてウエハの片面を
研削し、ウエハを裏返して研磨するときは砥石面を平行
にしてウエハを研磨するようにする。また、 凹面を表
にしてウエハをプレートに固定する場合は、曲率が２α
＞ｍａｘ｛８Δ／Ｄ^２｝を満足しない回転砥石を砥石周
面がウエハの中心近傍に来るように接触させ、ウエハの
反りと反対の方向に一定の傾斜角Θ＝０〜４Δ／Ｄで連
続的に傾斜角を変えながら、回転砥石とプレートを回転
させてウエハの片面を研削し、ウエハを裏返して砥石面
を平行にして研磨する。According to the present invention, the diameter of the wafer is D, the warp is Δ, and the radius is R, and the wafer is fixed to the plate with the convex surface or the concave surface facing up, and the curvature is 2α> ma.
The grinding wheel satisfying x {8Δ / D ^2} together grindstone periphery near the center of the wafer, in the direction opposite to the warp of the wafer is inclined at a predetermined inclination angle ^{Θ = 4ΔR / D 2 ~12ΔR /} D 2 , The rotating grindstone and the plate are rotated to grind one side of the wafer, and when the wafer is turned upside down and polished, the grindstone surfaces are parallel to each other and the wafer is polished. When the wafer is fixed to the plate with the concave surface facing up, the curvature is 2α.
A rotating grindstone that does not satisfy> max {8Δ / D ² } is contacted so that the grindstone peripheral surface comes close to the center of the wafer, and continuous in the direction opposite to the warp of the wafer at a constant inclination angle Θ = 0 to 4Δ / D. While changing the inclination angle, the rotary grindstone and the plate are rotated to grind one side of the wafer, and the wafer is turned upside down and the grindstone surfaces are made parallel.

【００３１】初めの片面研磨において砥石軸をΘだけ傾
斜してウエハの中心から片一方の面を研削することによ
って反りを相補的に削り落とす。そのウエハは反り分だ
け削り落とされた凹型または凸型の断面形状となってい
る。裏返して残りの面を研削する場合は凹型、凸側の余
分の部分を除去することにより自由状態に戻すと平面で
あるウエハが得られるのである。In the first one-side polishing, the warp is complementarily scraped off by inclining the grindstone axis by Θ and grinding one surface from the center of the wafer. The wafer has a concave or convex cross-sectional shape, which is shaved off. In the case of turning over and grinding the remaining surface, a flat wafer can be obtained by returning to the free state by removing the concave portion and the extra portion on the convex side.

【００３２】[0032]

【発明の実施の形態】図１のように凸状に反りのある場
合は、図８のような装置で凸側面を研削する。凸反りウ
エハを研磨プレート３に真空チャック（吸着）する。凸
反りであったが吸着されたときは平面になる。砥石４は
その周辺がウエハの中心Ｐの近傍に来るようにし砥石面
を傾斜させる。砥石の傾きΘは内側を負、外側を正とし
て定義する。図８では負の傾斜角Θになるように砥石を
傾けている。砥石４は回転軸５によって支持されるが、
回転軸５を傾斜させて回転するのである。するとウエハ
の中心部Ｐが余分に削られ、周辺部Ｅ、Ｈはより少なく
削られる。削り代ｕは平板状でなく円錐状となる。削り
代円錐ｕの傾きは砥石面の傾きΘに近い。だからウエハ
は中心Ｐの凹んだ凹型になる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION When there is a convex warp as shown in FIG. 1, the convex side surface is ground with an apparatus as shown in FIG. The convex warped wafer is vacuum chucked (adsorbed) to the polishing plate 3. Although it was convexly warped, it becomes flat when adsorbed. The grindstone 4 is inclined so that the periphery thereof is near the center P of the wafer. The inclination Θ of the grindstone is defined as negative inside and positive outside. In FIG. 8, the grindstone is inclined so that the negative inclination angle Θ is obtained. The grindstone 4 is supported by the rotary shaft 5,
The rotating shaft 5 is tilted and rotated. Then, the central portion P of the wafer is excessively shaved and the peripheral portions E and H are shaved less. The cutting allowance u is not a flat plate shape but a conical shape. The inclination of the cutting allowance cone u is close to the inclination Θ of the grindstone surface. Therefore, the wafer has a concave shape with the center P depressed.

【００３３】ウエハをプレートから外すと、内部の応力
によって図９のように変形する。表面Ｂが凹型になって
いたが平坦面となる。図１のように上に凸であったウエ
ハを中心部を深く抉り取ったのであるから自由状態で平
坦になるのである。代わりに裏面Ｃが凹面になる。それ
は図１の裏面ＦＱＧの曲率を回復しただけのことであ
る。When the wafer is removed from the plate, the internal stress deforms as shown in FIG. Although the surface B was concave, it becomes a flat surface. Since the central portion of the wafer which is convex upward as shown in FIG. 1 is deeply hollowed out, it becomes flat in the free state. Instead, the back surface C becomes concave. That is, the curvature of the back surface FQG in FIG. 1 is only recovered.

【００３４】表面の研削が終わったのでひっくり返して
裏面を上にする。図１０はその状態を示す。裏面ＧＱＦ
は凹面でそれが上になる。表面ＥＰＨは平坦であったが
それが下面となる。Since the grinding of the front surface has been completed, turn over and turn the back surface up. FIG. 10 shows the state. Back GQF
Is concave and it is on top. The surface EPH was flat, but it became the lower surface.

【００３５】平坦面である表面Ｂを吸着する。上方に凹
型ＧＱＦの裏面Ｃが見える。回転軸の傾斜角を０度とす
る。平行面をもった砥石４によってウエハの裏面Ｃを研
削する。それが図１１の状態である。その場合は砥石の
周辺をウエハの中心に合わせる必要はなくて、ウエハ全
面に砥石が接触するようにしてもよい。図２、図５のよ
うな研削でもよい。凹型の削り代ｖが取り除かれる。裏
面の研削が終了すると、真空吸着を解除してウエハを取
り外す。図１２がその状態である。反りがなくて平面を
もつウエハとなる。The surface B, which is a flat surface, is adsorbed. The back surface C of the concave GQF can be seen above. The inclination angle of the rotation axis is 0 degree. The back surface C of the wafer is ground by the grindstone 4 having parallel surfaces. That is the state of FIG. In that case, it is not necessary to align the periphery of the grindstone with the center of the wafer, and the grindstone may contact the entire surface of the wafer. Grinding as shown in FIGS. 2 and 5 may be performed. The concave cutting allowance v is removed. When the backside grinding is completed, the vacuum suction is released and the wafer is removed. FIG. 12 shows the state. The wafer has a flat surface without warping.

【００３６】以上に説明したものは凸面を先に凹面を後
に研削するものである。その順序は反対にすることがで
きる。つまり凹面を先に凸面を後で研削することができ
る。その場合は砥石の傾斜は反対むきにする。傾斜角Θ
は正の値をとる（外向きに回転軸が傾斜する）。What has been described above is for grinding the convex surface first and the concave surface later. The order can be reversed. That is, the concave surface can be ground first and the convex surface can be ground later. In that case, the inclination of the grindstone should be opposite. Inclination angle Θ
Takes a positive value (the axis of rotation tilts outward).

【００３７】図１３のような凹反り面を先に研削する場
合は、図１４のように凸面Ｂをプレートに真空吸着す
る。砥石４を支持する回転軸５を外側へと傾ける。傾き
角Θは正である。砥石周辺部をウエハの中心Ｑの近傍に
合わせプレート３と砥石４を同時に回転させる。周辺部
が余分に削られる。削り代vは凹型となる。削られたウ
エハは凸円錐型となる。真空吸着を外すと自由状態とな
り、ウエハは図１５のようになる。凹面Ｃだったものが
平坦面となる。下面は凸型の面となる。これは図１３の
凸面Ｂと同じ彎曲である。それを上下反転する。図１６
のようになる。研磨プレートに真空吸着すると図１７の
ようになる。回転軸５の傾斜角Θを０度とし砥石面を平
行にしてウエハの凸面を研削する。この場合も砥石の周
辺部をウエハの中心に合わせる必要はない。二度目の研
削のときは砥石はウエハに全面接触しても一部接触でも
よいのである。When the concave warped surface as shown in FIG. 13 is ground first, the convex surface B is vacuum-sucked to the plate as shown in FIG. The rotating shaft 5 supporting the grindstone 4 is tilted outward. The tilt angle Θ is positive. The periphery of the grindstone is aligned with the vicinity of the center Q of the wafer, and the plate 3 and the grindstone 4 are simultaneously rotated. The peripheral part is cut off excessively. The cutting allowance v is concave. The ground wafer has a convex cone shape. When the vacuum suction is removed, the wafer becomes free and the wafer becomes as shown in FIG. The concave surface C becomes a flat surface. The lower surface becomes a convex surface. This is the same curve as the convex surface B in FIG. Flip it upside down. FIG.
become that way. FIG. 17 shows the result of vacuum adsorption on the polishing plate. The convex surface of the wafer is ground by setting the inclination angle Θ of the rotating shaft 5 to 0 degree and making the grindstone surfaces parallel. Also in this case, it is not necessary to align the peripheral portion of the grindstone with the center of the wafer. At the time of the second grinding, the grindstone may be in full contact with the wafer or in partial contact.

【００３８】それによって図１８のような両面が平坦な
ウエハを得る。本発明の方法は図１９に示すように、反
りのあるアズカットウエハを斜線のｕ、ｖのように研削
しているので最終的に平面のウエハを製造することがで
きるのである。As a result, a wafer whose both surfaces are flat as shown in FIG. 18 is obtained. According to the method of the present invention, as shown in FIG. 19, a warped as-cut wafer is ground as indicated by diagonal lines u and v, so that a flat wafer can be finally manufactured.

【００３９】［Ａ．凸反り面を凹面に研削する場合（図
８、図２０、図２１、図２２）］本発明は初めに凸反り
面を凹面に研削しても（図８）、凹反り面を凸面に研削
しても（図１４）よい。初めに図８に示した凸反り面を
凹面に研削する場合を説明する。凸反り面を凹面に研削
するため、平面砥石を使う。その研削面は尖った円錐で
なくて丸い凹球面である。どうして凹球面となるのかを
図２０〜図２２によって説明する。[A. Grinding a convex warp surface to a concave surface (FIGS. 8, 20, 21, and 22)] In the present invention, even if the convex warp surface is first ground to a concave surface (FIG. 8), the concave warp surface is ground to a convex surface. Alternatively (FIG. 14). First, the case of grinding the convex warped surface shown in FIG. 8 into a concave surface will be described. A flat grindstone is used to grind the convex warped surface into a concave surface. The grinding surface is not a sharp cone but a round concave spherical surface. The reason why it becomes a concave spherical surface will be described with reference to FIGS.

【００４０】凹面凸面と曲率の定義をする。図２０にお
いて凹反りのウエハを示す。ウエハ面をｘｙ面として法
線の方向をｚ軸とする。ウエハ中心を原点とする。ウエ
ハの半径方向の座標をｒとする。ウエハの反りを簡単に
二次関数A concave surface and a convex surface are defined as a curvature. FIG. 20 shows a wafer having a concave warp. Let the wafer surface be the xy plane and the direction of the normal line be the z axis. The center of the wafer is the origin. Let r be the coordinate in the radial direction of the wafer. Simple quadratic function for wafer warpage

【００４１】ｚ＝ａｒ^２ （１）Z = ar ² (1)

【００４２】によって近似する。中心でのウエハの反り
の曲率は２ａである。中心での曲率半径は１／２ａであ
る。ウエハの直径がＤであるから、ｒ＝Ｄ／２が周面を
表現する。そのときの周面の***が反りΔであるから、Is approximated by The curvature of the wafer warp at the center is 2a. The radius of curvature at the center is 1 / 2a. Since the diameter of the wafer is D, r = D / 2 represents the peripheral surface. Since the bump on the peripheral surface at that time is the warp Δ,

【００４３】 である。[0043] Is.

【００４４】 [0044]

【００４５】となるので反りの式（１）はTherefore, the warping formula (1) is

【００４６】 [0046]

【００４７】となる。それが反りΔとウエハの曲面の関
係を表現する式である。It becomes That is an expression expressing the relationship between the warp Δ and the curved surface of the wafer.

【００４８】図２１、図２２はウエハと傾斜砥石を表す
平面図と正面図である。直径Ｄの円ＰがウエハＷを表現
している。Ｐ点を座標の原点（０，０，０）とする。ウ
エハは吸着されているから平面である。21 and 22 are a plan view and a front view showing a wafer and an inclined grindstone. A circle P having a diameter D represents the wafer W. Point P is the origin of coordinates (0,0,0). The wafer is flat because it is adsorbed.

【００４９】中心Ｋを有する傾斜砥石が周縁点をウエハ
中心Ｐに合致するように傾斜して接触する。砥石面は平
坦面である。砥石の中心Ｋとウエハの中心Ｐを結ぶ直線
ＰＫを基線と呼ぶ。基線の方向にｘ軸をとる。ｙ軸はＰ
点での砥石の接線となる。砥石のＰＫの延長上の終端点
をＭとする。砥石の直径ＰＭはウエハの直径Ｄより大き
くても小さくてもよい。砥石の半径をＲとする。An inclined grindstone having a center K is inclined and brought into contact with the peripheral point so as to match the wafer center P. The grindstone surface is a flat surface. A straight line PK connecting the center K of the grindstone and the center P of the wafer is called a base line. Take the x-axis in the direction of the baseline. y axis is P
It becomes the tangent to the whetstone at the point. Let M be the end point on the extension of the PK of the grindstone. The diameter PM of the grindstone may be larger or smaller than the diameter D of the wafer. Let the radius of the grindstone be R.

【００５０】砥石はその法線がウエハ法線と平行でなく
Θだけ傾いている。砥石面がウエハ面とΘの角度をな
す。ウエハの中心Ｐに砥石の端周が接触しているから図
２２において、ＭＰＨはΘである。そのような平板の砥
石を軸廻りに回転させウエハも中心軸廻りに回転させて
ウエハを削る。ウエハ面に最初に接触するのは基線ＰＫ
に沿う領域ではない。基線ＰＫの部分はウエハに接触し
ない。砥石がウエハ側（左に）傾いているので砥石の稜
線が最初にウエハに接触する。砥石Ｋの稜線上に任意の
点Ｔ（ｘ，ｙ）をとる。これはウエハに接触する点であ
る。ウエハ中心Ｐから点Ｔまでの距離をｒとする。ウエ
ハの中心から半径ｒの点での中心点Ｐ（０，０，０）に
対する面の高さｚ（ｘ，ｙ）を与えるのはＴ点のウエハ
面からの高さである。The normal line of the grindstone is not parallel to the wafer normal line and is inclined by Θ. The grindstone surface makes an angle Θ with the wafer surface. Since the edge of the grindstone is in contact with the center P of the wafer, MPH is Θ in FIG. Such a flat plate grindstone is rotated about an axis and the wafer is also rotated about a central axis to grind the wafer. The first contact with the wafer surface is the baseline PK
The area is not along. The portion of the base line PK does not contact the wafer. Since the grindstone is tilted toward the wafer (to the left), the ridgeline of the grindstone contacts the wafer first. An arbitrary point T (x, y) is set on the ridgeline of the grindstone K. This is the point of contact with the wafer. The distance from the wafer center P to the point T is r. It is the height of the point T from the wafer surface that gives the height z (x, y) of the surface to the center point P (0,0,0) at the radius r from the center of the wafer.

【００５１】砥石面はＰ点から基線に沿ってΘの傾斜角
で傾いているのであるから砥石の上の任意の点（ｘ，
ｙ）の高さｚはｙによらない。Since the grindstone surface is tilted at an inclination angle of Θ from the point P along the base line, any point (x,
The height z of y) does not depend on y.

【００５２】ｚ（ｘ，ｙ）＝ｘｔａｎΘ （５）Z (x, y) = xtan Θ (5)

【００５３】である。これはウエハ中心点Ｐを基準とし
た砥石面の高さである。砥石の半径をＲとする。点Ｔ
（ｘ，ｙ）は砥石周辺の点であるから近似的にIt is This is the height of the grindstone surface with respect to the wafer center point P. Let the radius of the grindstone be R. Point T
(X, y) is a point around the grindstone, so approximately

【００５４】（ｘ−Ｒ）^２＋ｙ^２＝Ｒ^２ （６） となる。ウエハ中心からＴまでの距離ＰＴ＝ｒは、 (X-R) ² + y ² = R ² (6) The distance PT = r from the wafer center to T is

【００５５】である。（６）と（７）からＴのｙ座標を
消去してIt is Delete the y coordinate of T from (6) and (7)

【００５６】 [0056]

【００５７】周辺点Ｔのウエハ中心Ｐからの高さｚ
（ｘ，ｙ）は、（８）と（５）に代入して、Height z of the peripheral point T from the wafer center P
Substituting (x, y) into (8) and (5),

【００５８】 [0058]

【００５９】というようになる。高さｚは半径ｒの一次
関数でなく二次関数である。だから傾斜砥石によってウ
エハ上に得られる凹型の面は中心Ｐで尖った円錐形でな
い。そうではなくて（９）のような二次関数面となる。
ここでは凹円錐に対して凹球面と表現する。It becomes like this. The height z is not a linear function of the radius r but a quadratic function. Therefore, the concave surface obtained on the wafer by the inclined grindstone is not a conical shape that is sharp at the center P. Instead, it becomes a quadratic function surface as shown in (9).
Here, the concave cone is expressed as a concave spherical surface.

【００６０】ウエハの初めの反りは二次関数（４）によ
って表現される。平面砥石で得られるウエハ面上の凹球
面は（９）によって与えられる。（４）と（９）を等し
いとおけば、丁度厳密に凸反り分だけウエハの表面を研
削除去できるということになる。それはThe initial warp of the wafer is expressed by a quadratic function (4). The concave spherical surface on the wafer surface obtained with the flat grindstone is given by (9). If (4) and (9) are equal, it means that the surface of the wafer can be ground and removed exactly exactly by the amount of convex warp. that is

【００６１】 [0061]

【００６２】である。つまり傾斜角の正接をIt is So the tangent of the tilt angle

【００６３】 [0063]

【００６４】とすることによって、本来的なウエハの凸
反り部分を削り落とす事ができる。平板な砥石を使って
そのような二次曲面を創成することができるのである。
図８の凹球面の研削は以上のような条件によって達成さ
れる。しかし反りが研削によって影響を受けることもあ
るので、砥石の傾斜角ΘはBy adopting the above method, it is possible to scrape off the original convex warped portion of the wafer. It is possible to create such a quadric surface using a flat grindstone.
Grinding of the concave spherical surface in FIG. 8 is achieved under the above conditions. However, since the warp may be affected by grinding, the inclination angle Θ of the grindstone is

【００６５】 [0065]

【００６６】程度とする。ここで正接記号ｔａｎを取っ
たのはΔ／Ｄが小さいのでΘとその正接は殆ど等しいか
らである。The degree is set. Here, the tangent symbol tan is taken because Δ / D is small and thus Θ and its tangent are almost equal.

【００６７】［Ｂ．凹反り面を凸面に研削する場合（図
１４、図２１、図２３、図２４）］本発明は初めに凸反
り面を凹面に研削しても（図８）、凹反り面を凸面に研
削しても（図１４）よい。今度は凹反り面を凸型に研磨
する場合を示す。[B. Grinding a concave warp surface to a convex surface (FIGS. 14, 21, 23, and 24)] In the present invention, even if the convex warp surface is first ground to a concave surface (FIG. 8), the concave warp surface is ground to a convex surface. Alternatively (FIG. 14). Next, the case where the concave warped surface is polished into a convex shape is shown.

【００６８】凹反り面を凸面に研削するため図２３のよ
うな傾斜した平面砥石を使うと、初め砥石はＰ’Ｋ’
Ｍ’の位置にある。研磨が進み砥石がウエハの中心Ｐに
至ると砥石はＰＫＭのようになる。研削線は直線で研削
面は円錐形となる。傾斜角Θを一定に保持すると円錐面
を造形してしまう。曲面を形成することはできない。綺
麗な曲面とするためには傾斜角Θを少しずつ変えて研削
する必要がある。その場合Θの変域は０〜４Δ／Ｄとす
る。When an inclined plane grindstone as shown in FIG. 23 is used to grind a concave warp surface to a convex surface, the grindstone is initially P'K '.
It is in the M'position. When polishing progresses and the grindstone reaches the center P of the wafer, the grindstone becomes like a PKM. The grinding line is straight and the grinding surface is conical. If the inclination angle Θ is kept constant, a conical surface will be shaped. A curved surface cannot be formed. In order to obtain a clean curved surface, it is necessary to gradually change the inclination angle Θ and perform grinding. In that case, the variation range of Θ is 0 to 4Δ / D.

【００６９】凸面研削のために砥石をゆっくりと傾斜さ
せてゆくのが難しいという場合は、凹面研削と同じ手法
を用いることも可能である。凹面研削の場合砥石の稜線
がウエハに接触、基線は非接触であった。だから一つの
砥石によって曲面を研削できたのである。凸面研削の場
合も同様にできるが砥石が少し特殊な凹面砥石となる。
図２４にそれを示す。凹面砥石の曲率はどのウエハの凹
反りよりも大きいものとする。砥石面をWhen it is difficult to slowly incline the grindstone for the convex grinding, the same method as the concave grinding can be used. In the case of concave grinding, the ridgeline of the grindstone was in contact with the wafer and the base line was not in contact. Therefore, the curved surface could be ground with one whetstone. The same applies to the case of convex grinding, but the grindstone becomes a slightly special concave grindstone.
It is shown in FIG. It is assumed that the curvature of the concave grindstone is larger than that of any wafer. The whetstone surface

【００７０】ξ＝αρ２ （１３）Ξ = αρ 2 (13)

【００７１】によって表現したとする。ρは凹面砥石の
中心からの半径である。ξは凹面の中心からの***分で
あり、αは二次関数の曲率の半分である。ウエハの反り
を（１）式ｚ＝ａｒ^２によって表現しているので、砥石
の曲率２αはどのウエハの曲率２ａよりも大きいという
ことである。そのような大きい凹曲率をもつ砥石を選
ぶ。It is assumed that it is expressed by ρ is the radius from the center of the concave grindstone. ξ is the protrusion from the center of the concave surface, and α is half the curvature of the quadratic function. Since the warp of the wafer is expressed by the equation (1) z = ar ² , it means that the curvature 2α of the grindstone is larger than the curvature 2a of any wafer. Choose a grindstone with such a large concave curvature.

【００７２】α＞ｍａｘ｛ａ｝ （１４）Α> max {a} (14)

【００７３】ｍａｘ｛…｝というのは括弧の中のパラメ
ータの最大値ということを示している。ａ＝４Δ／Ｄ^２
であるから、砥石の曲率２αを与えるパラメータαは、Max {...} indicates the maximum value of the parameter in parentheses. a = 4Δ / D ²
Therefore, the parameter α that gives the curvature 2α of the grindstone is

【００７４】 [0074]

【００７５】というように全ての対象となるウエハの反
りΔを直径Ｄの２乗で割った値の４倍以上とすればよい
のである。曲率２αによって表現すれば、In this way, the warp Δ of all the target wafers should be at least four times the value obtained by dividing the warp Δ by the square of the diameter D. Expressed by the curvature 2α,

【００７６】 ということである。[0076] That's what it means.

【００７７】そのような凹型面をもつ砥石を用いると、
任意の凹反りを有するウエハを一つの砥石で傾斜角を一
定角に固定して凸曲面研削することができる。図２４に
そのような関係を示す。ＥＰＨはウエハの表面を表現す
る。ＰＵＭは曲面砥石の表面を表現する。砥石の周辺部
をウエハ中心Ｐに合致させる。砥石の稜線がウエハに接
触し、基線ＰＫＭはウエハに接触しない。稜線によって
ウエハの表面を削ってゆくことになる。平面図は図２１
と同様である。点Ｔが砥石の稜線上の任意の一点である
とする。これがウエハの頂点Ｐよりどれだけ下がるか、
ということである。それは先ほど述べた場合と同じで符
号が逆になるだけである。砥石の稜線上の点Ｔ（ｘ，
ｙ）の高さｚはWhen a grindstone having such a concave surface is used,
A wafer having an arbitrary concave warp can be subjected to convex curved surface grinding by fixing the inclination angle to a constant angle with one grindstone. FIG. 24 shows such a relationship. EPH represents the surface of the wafer. PUM represents the surface of a curved grindstone. The periphery of the grindstone is aligned with the wafer center P. The ridgeline of the grindstone contacts the wafer, and the baseline PKM does not contact the wafer. The ridgeline will scrape the surface of the wafer. The plan view is shown in FIG.
Is the same as. It is assumed that the point T is an arbitrary point on the ridgeline of the grindstone. How much this goes below the top P of the wafer,
That's what it means. It is the same as in the previous case, only the sign is reversed. Point T (x, on the ridgeline of the grindstone,
The height z of y) is

【００７８】 ｚ（ｘ，ｙ）＝−ｘｔａｎΘ （１７）[0078] z (x, y) = − xtan Θ (17)

【００７９】である。これはウエハ中心点Ｐを基準とし
た砥石面の高さである。砥石の半径をＲとする。点Ｔ
（ｘ，ｙ）は砥石稜線の点であるから近似的にIt is This is the height of the grindstone surface with respect to the wafer center point P. Let the radius of the grindstone be R. Point T
Since (x, y) is the point of the whetstone ridge line, approximately

【００８０】（ｘ−Ｒ）^２＋ｙ^２＝Ｒ^２ （１８）(X-R) ² + y ² = R ² (18)

【００８１】となる。ウエハ中心からＴまでの距離ＰＴ
＝ｒは、It becomes Distance PT from wafer center to T
= R is

【００８２】 [0082]

【００８３】である。（１７）と（１８）からＴのｙ座
標を消去してIt is Delete the y coordinate of T from (17) and (18)

【００８４】 [0084]

【００８５】周辺点Ｔのウエハ中心Ｐからの高さｚ
（ｘ，ｙ）は、Height z of the peripheral point T from the wafer center P
(X, y) is

【００８６】 [0086]

【００８７】というようになる。高さｚは半径ｒの一次
関数でなく二次関数である。だから傾斜砥石によってウ
エハ上に得られる凸型の面は中心Ｐで尖った円錐形でな
い。そうではなくて（２１）のような二次関数面とな
る。ここでは凸円錐に対して凸球面と表現する。It becomes like this. The height z is not a linear function of the radius r but a quadratic function. Therefore, the convex surface obtained on the wafer by the inclined grindstone is not a conical shape that is sharp at the center P. Instead, it becomes a quadratic function surface like (21). Here, the convex cone is expressed as a convex spherical surface.

【００８８】ウエハの初めの反りは二次関数（４）によ
って表現される。平面砥石で得られるウエハ面上の凸球
面は（２１）によって与えられる。（４）と（２１）を
等しいとおけば、丁度厳密に凹反り分だけウエハの表面
を研削除去できるということになる。それはThe initial warp of the wafer is expressed by a quadratic function (4). The convex spherical surface on the wafer surface obtained with the flat grindstone is given by (21). If (4) and (21) are equal, it means that the surface of the wafer can be ground and removed exactly exactly by the concave warp. that is

【００８９】 [0089]

【００９０】である。つまり傾斜角の正接をIt is So the tangent of the tilt angle

【００９１】 [0091]

【００９２】とすることによって、本来的なウエハの凹
反り部分を削り落とす事ができる。（２２）、（２３）
は（１０）、（１１）と同一である。しかし（１０）、
（１１）ではΘは正（ウエハ側へ傾斜している）、Δは
正（凹反り）である。（２２）、（２３）では、Θは負
（ウエハと反対側へ傾斜している）、Δは負（凸反り）
である。だからそのような関係は符号も含めて成立す
る。By doing so, the original concave warped portion of the wafer can be scraped off. (22), (23)
Is the same as (10) and (11). But (10),
In (11), Θ is positive (inclined to the wafer side), and Δ is positive (concave warp). In (22) and (23), Θ is negative (inclined to the side opposite to the wafer), and Δ is negative (convex warp).
Is. Therefore, such a relationship holds including the sign.

【００９３】平板な砥石を使ってそのような二次曲面を
創成することができるのである。図８の凹球面の研削は
以上のような条件によって達成される。しかし反りが研
削によって影響を受けることもあるので、砥石の傾斜角
Θ（負）はIt is possible to create such a quadric surface by using a flat grindstone. Grinding of the concave spherical surface in FIG. 8 is achieved under the above conditions. However, since the warp may be affected by grinding, the inclination angle Θ (negative) of the grindstone is

【００９４】 [0094]

【００９５】というように表現することができる。ここ
で正接記号ｔａｎを取ったのはΔ／Ｄが小さいのでΘと
その正接は殆ど等しいからである。凹反りの場合でも凸
反りの場合でもその条件をIt can be expressed as follows. Here, the tangent symbol tan is taken because Δ / D is small and thus Θ and its tangent are almost equal. Whether it is concave warp or convex warp

【００９６】 によって表現できる。[0096] Can be expressed by

【００９７】先述のように凸型ウエハ（Δ＜０）を研削
して凹型の削り代を生成する場合Ａは、砥石は曲率が０
（２α＝０）の平面の円形砥石を使うことができた。と
ころが凹型ウエハを研削して凸型の削り代を生成しよう
とする場合Ｂは強い凹型彎曲の砥石でなければならなか
った。その条件は（１６）の不等式によって与えられ
た。As described above, when a convex wafer (Δ <0) is ground to generate a concave cutting allowance, the grindstone has a curvature of 0.
A (2α = 0) plane circular whetstone could be used. However, when grinding a concave wafer to generate a convex cutting allowance, B had to be a grindstone with a strong concave curvature. The condition was given by the inequality in (16).

【００９８】 非対称性があるように見えるがかならずしもそうでな
い。[0098] It seems to have asymmetry, but not necessarily.

【００９９】Ａの場合、凸型ウエハであるから反りΔは
全て負である。平板の砥石は曲率２αが０であるから、
当然に（１６）の不等式をも満足している。ということ
は平板砥石に限らず、２αが負であって（１６）を満足
するようなやや凸型の砥石であってもよいという事であ
る。凸型ウエハを凹型に研削する場合、（１６）を満た
す凹面砥石、平面砥石、凸面砥石の３つのパターンの砥
石が可能だということである。In the case of A, since the wafer is a convex wafer, the warpage Δ is all negative. Since the flat stone has a curvature 2α of 0,
Naturally, the inequality (16) is also satisfied. This means that it is not limited to a flat plate grindstone, and may be a slightly convex grindstone in which 2α is negative and satisfies (16). This means that when grinding a convex wafer into a concave shape, three patterns of grindstones satisfying (16) are available: a concave grindstone, a flat grindstone, and a convex grindstone.

【０１００】Ａの場合でもＢの場合でも、ウエハの反り
Δの最大値の８倍をウエハ直径の二乗で割った値よりも
大きい曲率をもつ砥石を斜めにして研削すれば凹型研
削、凸型研削することができるのである。In both cases A and B, if a grindstone having a curvature larger than a value obtained by dividing 8 times the maximum value of the wafer warp Δ by the square of the wafer diameter is slanted and grinded, concave grinding or convex grinding is performed. It can be ground.

【０１０１】それ以下の曲率をもつ砥石の場合は、凹型
に削ることはできないが、砥石の回転軸の傾斜を少しず
つ変化させて凸型研削をすることはできる。In the case of a grindstone having a curvature smaller than that, it is not possible to grind it into a concave shape, but it is possible to perform convex grinding by gradually changing the inclination of the rotational axis of the grindstone.

【０１０２】[0102]

【発明の効果】本発明は、反りのあるウエハを反りとは
反対の方向に傾斜させた砥石によって片面を研削し、凹
型或いは凸型とし反転して平行砥石によって凹面、凸面
を削りとる。反りのあるアズカットウエハを両面傾斜研
削によって平面をもつ反りのないウエハとすることがで
きる。According to the present invention, a wafer having a warp is ground on one side by a grindstone tilted in the direction opposite to the warp to form a concave or convex shape, and the concave and convex surfaces are ground by a parallel grindstone. A warped as-cut wafer can be made into a wafer without a warp having a flat surface by double-sided inclined grinding.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】記号を定義するための上に凸の反りをもつアズ
カットウエハの断面図。凹面をＣ、凸面をＢとする。凹
面の中心をＱ、凸面の中心をＰ、凹面の周縁をＧ、Ｆ、
凸面の周縁をＨ、Ｅとする。中心線をｍとする。この定
義は上に凹の反りをもつアズカットウエハでも同じであ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view of an as-cut wafer having an upward convex warp for defining symbols. The concave surface is C and the convex surface is B. The center of the concave surface is Q, the center of the convex surface is P, the peripheral edge of the concave surface is G, F,
The edges of the convex surface are H and E. Let m be the center line. This definition is the same for an as-cut wafer having a concave warp.

【図２】凸反りウエハをプレートに吸着し、ウエハ面と
平行の面をもつ砥石とプレートを回転させてウエハの片
面を研削する従来法の工程を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing steps of a conventional method in which a convex warped wafer is attracted to a plate, a grindstone having a surface parallel to the wafer surface and the plate are rotated to grind one surface of the wafer.

【図３】片面研削のあとプレートから取り外したウエハ
は凸反りに戻ることを示すウエハの断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the wafer showing that the wafer removed from the plate after one-side grinding returns to convex warpage.

【図４】片面研削後のウエハを上下反転し上に凹反りと
したウエハの断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a wafer that has been subjected to one-side grinding and turned upside down so as to be warped upward.

【図５】凹反りウエハをプレートに吸着し、ウエハ面と
平行の面をもつ砥石と接触させ砥石とプレートを回転さ
せてウエハの残りの片面を研削する従来法の工程を示す
断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a step of a conventional method in which a concave warped wafer is attracted to a plate, brought into contact with a grindstone having a surface parallel to the wafer surface, and the grindstone and the plate are rotated to grind the remaining one surface of the wafer.

【図６】両面研削後のウエハをプレートから取り外した
ウエハは平坦ウエハとならず反りを有することを示す断
面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing that a wafer obtained by removing the wafer after double-side grinding from the plate does not become a flat wafer and has a warp.

【図７】平行砥石で削る従来法では、反りあるウエハの
反りに平行な削り代ｕ、ｖが表裏面にできるだけで、も
との反りが研削後のウエハに残る事を示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing that, in the conventional method of cutting with a parallel grindstone, only the cutting margins u and v parallel to the warp of a warped wafer can be formed on the front and back surfaces, and the original warp remains on the wafer after grinding.

【図８】凸反りウエハをプレートに吸着しウエハ法線に
対し内向きに傾斜した砥石を接触させ、砥石とプレート
を回転させてウエハの片面を凹型に研削する本発明の片
面研削工程を示す断面図。FIG. 8 shows a single-sided grinding step of the present invention in which a convex warped wafer is attracted to a plate, a whetstone inclined inwardly with respect to the wafer normal is brought into contact, and the whetstone and the plate are rotated to grind one side of the wafer into a concave shape. Sectional view.

【図９】片面研削のあとプレートから取り外したウエハ
は凸反りに戻るが、凹型に削った上面は平面になり裏面
が凹面になることを示すウエハの断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of the wafer showing that the wafer removed from the plate after single-side grinding returns to a convex warp, but the upper surface cut into a concave shape has a flat surface and the back surface has a concave surface.

【図１０】片面研削後のウエハを上下反転し上面が凹反
り下面が平面としたウエハの断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view of the wafer after the one-side grinding is turned upside down so that the upper surface is concave and the lower surface is flat.

【図１１】上面凹反りウエハをプレートに吸着しウエハ
面と平行の面をもつ砥石と接触させ砥石とプレートを回
転させてウエハの残りの片面を研削する本発明の逆面研
削工程を示す断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a reverse surface grinding step of the present invention in which a wafer having a concave upper surface is attracted to a plate and brought into contact with a grindstone having a surface parallel to the wafer surface, and the grindstone and the plate are rotated to grind the remaining one surface of the wafer. Fig.

【図１２】本発明の方法によって両面を研削したウエハ
をプレートから取り外したウエハは平坦ウエハとなるこ
とを示す断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view showing that a wafer obtained by removing a wafer whose both surfaces have been ground by the method of the present invention from a plate becomes a flat wafer.

【図１３】記号を定義するための上に凹である凹反りウ
エハの断面図。凹面をＣ、凸面をＢとする。凹面の中心
をＱ、凸面の中心をＰ、凹面の周縁をＧ、Ｆ、凸面の周
縁をＨ、Ｅとする。中心線をｍとする。FIG. 13 is a cross-sectional view of a concave warped wafer that is concave upward to define a symbol. The concave surface is C and the convex surface is B. The center of the concave surface is Q, the center of the convex surface is P, the peripheral edge of the concave surface is G, F, and the peripheral edge of the convex surface is H, E. Let m be the center line.

【図１４】凹反りウエハをプレートに吸着し、ウエハ法
線に対し外向きに傾斜した砥石を接触させ、砥石とプレ
ートを回転させてウエハの片面を凸型に研削する本発明
の片面研削工程を示す断面図。FIG. 14 is a single-side grinding step of the present invention in which a concave warped wafer is attracted to a plate, a whetstone inclined outward with respect to a wafer normal is brought into contact, and the whetstone and the plate are rotated to grind one side of the wafer into a convex shape. FIG.

【図１５】片面研削のあとプレートから取り外したウエ
ハは凹反りに戻るが、凸型に削った上面は平面になり裏
面が凸面になることを示すウエハの断面図。FIG. 15 is a cross-sectional view of the wafer showing that the wafer removed from the plate after the one-side grinding returns to the concave warp, but the upper surface of the convex shape is flat and the back surface is convex.

【図１６】片面研削後のウエハを上下反転し上面が凸反
り下面が平面としたウエハの断面図。FIG. 16 is a cross-sectional view of a wafer after the one-side grinding is turned upside down so that the upper surface is convex and the lower surface is flat.

【図１７】上面凸反りウエハをプレートに吸着し、ウエ
ハ面と平行の面をもつ砥石と接触させ砥石とプレートを
回転させてウエハの残りの片面を研削する本発明の逆面
研削工程を示す断面図。FIG. 17 shows a reverse surface grinding step of the present invention in which a wafer having a convex warp on the upper surface is attracted to a plate, brought into contact with a grindstone having a surface parallel to the wafer surface, and the grindstone and the plate are rotated to grind the remaining one surface of the wafer. Sectional view.

【図１８】本発明の方法によって両面を研削したウエハ
をプレートから取り外したウエハは平坦ウエハとなるこ
とを示す断面図。FIG. 18 is a cross-sectional view showing that a wafer whose both surfaces have been ground by the method of the present invention is removed from the plate to be a flat wafer.

【図１９】反りあるアズカットウエハを、凸面は凸型
に、凹面は凹型に削りとるから本発明は平面のウエハを
製造できることを示す断面図。斜線部分が削り代ｕ、ｖ
である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing that a flat wafer can be manufactured according to the present invention by cutting a warped as-cut wafer into a convex shape for a convex surface and a concave shape for a concave surface. The shading allowances are u and v
Is.

【図２０】周辺を含む平面から中心がウエハ側へそれた
ときに正の反りとし、平面からの中心のズレの高さΔを
反り量とする、ウエハの反りの定義を説明するための
図。FIG. 20 is a diagram for explaining the definition of the warp of the wafer, which is defined as a positive warp when the center deviates from the plane including the periphery toward the wafer side, and a height deviation Δ of the center from the plane is the warp amount. .

【図２１】直径Ｄのウエハの上面中心Ｐに周辺が接触す
るように平面回転砥石をウエハ反りと反対の方向斜めに
支持してウエハと砥石を回転させてウエハを削ると凹曲
面あるいは凸曲面の削り面が得られることを説明するた
めのウエハと砥石の概略平面図。FIG. 21 is a concave curved surface or a convex curved surface when the wafer and the grindstone are rotated by supporting the plane rotating grindstone diagonally in the direction opposite to the wafer warp so that the periphery comes into contact with the upper surface center P of the wafer having the diameter D. FIG. 3 is a schematic plan view of a wafer and a grindstone for explaining that a scraped surface of the above is obtained.

【図２２】直径Ｄのウエハの上面中心Ｐに周辺が接触す
るように平面回転砥石をウエハ反りと反対の方向斜めに
支持してウエハと砥石を回転させてウエハを削ると凹曲
面の削り面が得られることを説明するためのウエハと砥
石の概略正面図。FIG. 22 is a planed surface having a concave curved surface when the wafer and the grindstone are rotated by supporting the plane rotating grindstone diagonally in the direction opposite to the wafer warp so that the periphery comes into contact with the upper surface center P of the wafer having the diameter D. FIG. 3 is a schematic front view of a wafer and a grindstone for explaining that the above is obtained.

【図２３】直径Ｄのウエハの上面中心Ｐに周辺が対応す
るように平面回転砥石をウエハ反りと反対の方向斜めに
支持してウエハと砥石を回転させてウエハを削ると円錐
形の凸面の削り面が得られるが、滑らかな凸球面は形成
できないことを説明するためのウエハと砥石の概略正面
図。FIG. 23 is a perspective view showing a cone-shaped convex surface when the wafer and the grindstone are rotated by supporting the plane rotating grindstone diagonally in the direction opposite to the wafer warp so that the periphery corresponds to the center P of the upper surface of the wafer having the diameter D. A schematic front view of a wafer and a grindstone for explaining that a sharpened surface can be obtained, but a smooth convex spherical surface cannot be formed.

【図２４】直径Ｄのウエハの上面中心Ｐに周辺が対応す
るように凹面回転砥石をウエハ反りと反対の方向斜めに
支持してウエハと砥石を回転させてウエハを削ると凸球
面の削り面が得られることを説明するためのウエハと砥
石の概略正面図。FIG. 24 is a planospherical shaving surface when a concave rotating grindstone is supported obliquely in a direction opposite to the wafer warp so that the periphery corresponds to the center P of the upper surface of a wafer having a diameter D and the wafer and the grindstone are rotated to grind the wafer. FIG. 3 is a schematic front view of a wafer and a grindstone for explaining that the above is obtained.

【符号の説明】 Ｗ ウエハ Ｂ 凸面 Ｃ 凹面 Ｅ、Ｈ 凸面の周辺点 Ｆ、Ｇ 凹面の周辺点 Ｐ 凸面の中心点 Ｑ 凹面の中心点 Δ 反り（凹を正、凸を負と定義する） Ｄ ウエハの直径 Ｓ 周面 ｕ 凸面削り代 ｖ 凹面削り代 ３ プレート ４ 砥石 ５ 回転軸[Explanation of symbols] W wafer B convex C concave E, H Convex points around convex surface F, G Peripheral points of concave surface P Convex center point Center point of Q concave surface Δ Warp (concave is defined as positive and convex as negative) D Wafer diameter S circumference u Convex machining allowance v Concavity allowance 3 plates 4 whetstone 5 rotation axes

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 インゴットを切断して薄片とした反りの
あるアズカットウエハの厚みを整えるための研削であっ
て、ウエハの直径をＤ、平面にウエハを置いたときの中
心の平面からの***によって定義した反りをΔとし、凸
面あるいは凹面を表にしてウエハをプレートに固定し、
半径をＲとし曲率が２α＞ｍａｘ｛８Δ／Ｄ^２｝を満足
する回転砥石を、砥石周面がウエハの中心近傍に来るよ
うに接触させ、ウエハの反りと反対の方向に一定の傾斜
角Θ＝４ΔＲ／Ｄ^２〜１２ΔＲ／Ｄ^２で傾斜させて、回
転砥石とプレートを回転させてウエハの片面を研削し、
裏返して平行面をもつ砥石をウエハ面に接触させてもう
一方の面を研削するようにしたことを特徴とするウエハ
研削方法。1. Grinding for adjusting the thickness of a warped as-cut wafer having a warp formed by cutting an ingot into thin pieces, the diameter of the wafer being D, and the protrusion from the center plane when the wafer is placed on the plane. The warp defined by is Δ, and the convex surface or concave surface is faced and the wafer is fixed to the plate,
A rotating grindstone having a radius R and a curvature satisfying 2α> max {8Δ / D ² } is contacted so that the grindstone peripheral surface is near the center of the wafer, and a constant inclination angle Θ is formed in the direction opposite to the warp of the wafer. = 4ΔR ^/ D 2 is inclined at ~12ΔR / ^{D 2,} by rotating the grindstone and the plate is ground to one side of the wafer,
A wafer grinding method comprising turning over and bringing a grindstone having a parallel surface into contact with the wafer surface to grind the other surface. 【請求項２】 インゴットを切断して薄片とした反りの
あるアズカットウエハの厚みを整えるための研削であっ
て、ウエハの直径をＤ、平面にウエハを置いたときの中
心の平面からの***によって定義した反りをΔとし、凹
面を表にしてウエハをプレートに固定し、半径をＲとし
曲率が２α＞ｍａｘ｛８Δ／Ｄ^２｝を満足しない回転砥
石を、砥石周面がウエハの中心近傍に来るように接触さ
せ、ウエハの反りと反対の方向に一定の傾斜角Θ＝０〜
４Δ／Ｄで連続的に傾斜角を変えながら、回転砥石とプ
レートを回転させてウエハの片面を研削し、裏返して平
行面をもつ砥石をウエハ面に接触させてもう一方の面を
研削するようにしたことを特徴とするウエハ研削方法。2. Grinding for adjusting the thickness of a warped as-cut wafer having a warp formed by cutting an ingot into thin pieces, the diameter of the wafer being D, and a protrusion from the center plane when the wafer is placed on the plane. The warp defined by is set as Δ, the wafer is fixed to the plate with the concave surface as the table, the radius is set as R, and the radius of curvature is 2α> max {8Δ / D ² }. Contact so as to come to the surface of the wafer, and a constant inclination angle Θ = 0 to a direction opposite to the warp of the wafer.
While continuously changing the tilt angle at 4Δ / D, rotate the rotating grindstone and the plate to grind one side of the wafer, turn it over and bring the grindstone with parallel surfaces into contact with the wafer surface to grind the other side. A method for grinding a wafer, characterized in that