JPH106191A - 基板研削システム - Google Patents
基板研削システムInfo
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- JPH106191A JPH106191A JP16120996A JP16120996A JPH106191A JP H106191 A JPH106191 A JP H106191A JP 16120996 A JP16120996 A JP 16120996A JP 16120996 A JP16120996 A JP 16120996A JP H106191 A JPH106191 A JP H106191A
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- JP
- Japan
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- grinding
- data
- angle
- substrate
- shape
- Prior art date
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- Pending
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 研削加工精度に大きな影響を与える軸心角度
の調整作業が煩雑で時間のかかるものとなっていた。 【解決手段】 ウエハ5を保持するチャック部6と、チ
ャック部6に保持されたウエハ5を研削するための研削
砥石部7と、研削砥石部7をスピンドル軸8を介して回
転駆動する回転駆動部9と、スピンドル軸8の軸心角度
を調整する角度調整ボルト10とを有する研削加工部1を
備えた基板研削システムであり、角度調整ボルト10によ
り調整された軸心角度を計測する角度計測手段12と、同
軸心角度に対応する研削後の基板形状を測定する形状測
定部2と、角度計測手段12によって計測された軸心角度
の計測データと形状測定部12によって測定された研削後
の基板形状データとを順次記憶する記憶部16と、記憶部
16に記憶蓄積された軸心角度の計測データと研削後の基
板形状データとの相関から、所定の基板形状に対応する
軸心角度の設定データを算出する演算部15とを具備す
る。
の調整作業が煩雑で時間のかかるものとなっていた。 【解決手段】 ウエハ5を保持するチャック部6と、チ
ャック部6に保持されたウエハ5を研削するための研削
砥石部7と、研削砥石部7をスピンドル軸8を介して回
転駆動する回転駆動部9と、スピンドル軸8の軸心角度
を調整する角度調整ボルト10とを有する研削加工部1を
備えた基板研削システムであり、角度調整ボルト10によ
り調整された軸心角度を計測する角度計測手段12と、同
軸心角度に対応する研削後の基板形状を測定する形状測
定部2と、角度計測手段12によって計測された軸心角度
の計測データと形状測定部12によって測定された研削後
の基板形状データとを順次記憶する記憶部16と、記憶部
16に記憶蓄積された軸心角度の計測データと研削後の基
板形状データとの相関から、所定の基板形状に対応する
軸心角度の設定データを算出する演算部15とを具備す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被加工基板を研削
する基板研削システムに関するもので、特に、高い精度
が要求される半導体ウエハを研削する際に用いて好適な
ものである。
する基板研削システムに関するもので、特に、高い精度
が要求される半導体ウエハを研削する際に用いて好適な
ものである。
【0002】
【従来の技術】酸化膜のような絶縁膜上の単結晶シリコ
ン(Silicon on Insulator :SOI)層に形成されたト
ランジスタは、優れた耐放射線特性及びラッチアップ特
性を有し、さらにショートチャネル効果抑制にも優れた
効果を有している。特に、ウエハ張り合わせ技術を適用
したSOI基板の作製方法では極めて欠陥の少ないSO
I層が得られることから、このSOI層に形成されたト
ランジスタは優れた諸特性を有するものになる。このた
め、上記SOI基板の形成方法は、半導体装置の製造に
おいて近年最も注目されている技術の一つになってい
る。
ン(Silicon on Insulator :SOI)層に形成されたト
ランジスタは、優れた耐放射線特性及びラッチアップ特
性を有し、さらにショートチャネル効果抑制にも優れた
効果を有している。特に、ウエハ張り合わせ技術を適用
したSOI基板の作製方法では極めて欠陥の少ないSO
I層が得られることから、このSOI層に形成されたト
ランジスタは優れた諸特性を有するものになる。このた
め、上記SOI基板の形成方法は、半導体装置の製造に
おいて近年最も注目されている技術の一つになってい
る。
【0003】こうした張り合わせ技術を用いて薄膜SO
I基板を作製する方法としては、研磨ストッパー層を用
いた選択研磨法が知られている。この方法では、先ず図
4(a)に示すように、凹凸形状に形成されたシリコン
基板31の表面31aを酸化させることにより、シリコ
ン基板31の表面31aに酸化膜からなる研磨ストッパ
ー層32を形成する。次に、図4(b)に示すように、
研磨ストッパー層32上にポリシリコンからなる裏面ゲ
ート33を形成し、この裏面ゲート33を覆う状態で酸
化膜34及び平坦化ポリシリコン膜35を形成する。次
いで、平坦化ポリシリコン膜35上に、研磨基板となる
第2のシリコン基板36を張りつけて張り合わせ基板3
7を形成する。
I基板を作製する方法としては、研磨ストッパー層を用
いた選択研磨法が知られている。この方法では、先ず図
4(a)に示すように、凹凸形状に形成されたシリコン
基板31の表面31aを酸化させることにより、シリコ
ン基板31の表面31aに酸化膜からなる研磨ストッパ
ー層32を形成する。次に、図4(b)に示すように、
研磨ストッパー層32上にポリシリコンからなる裏面ゲ
ート33を形成し、この裏面ゲート33を覆う状態で酸
化膜34及び平坦化ポリシリコン膜35を形成する。次
いで、平坦化ポリシリコン膜35上に、研磨基板となる
第2のシリコン基板36を張りつけて張り合わせ基板3
7を形成する。
【0004】その後、上記シリコン基板31を裏面側か
ら薄膜化する。その場合は、先ず図5(a)に示すよう
に、研磨ストッパー層32上におけるシリコン基板31
の膜厚T1 が10μm程度になるまで、シリコン基板3
1をその裏面側から研削する。その後、化学的機械研磨
(CMP)法によって研削ダメージを除去した後、図5
(b)に示すように、0.05vol %程度のエチレジン
アミン水溶液のような一定濃度に保たれたアルカリ溶液
からなる研磨液を用いた化学的研磨によって、研磨面の
全域に研磨ストッパー層32の凸面(シリコン基板31
側の面でかつシリコン基板31の裏面側に近い面)32
aが露出するまでシリコン基板31を研磨する。
ら薄膜化する。その場合は、先ず図5(a)に示すよう
に、研磨ストッパー層32上におけるシリコン基板31
の膜厚T1 が10μm程度になるまで、シリコン基板3
1をその裏面側から研削する。その後、化学的機械研磨
(CMP)法によって研削ダメージを除去した後、図5
(b)に示すように、0.05vol %程度のエチレジン
アミン水溶液のような一定濃度に保たれたアルカリ溶液
からなる研磨液を用いた化学的研磨によって、研磨面の
全域に研磨ストッパー層32の凸面(シリコン基板31
側の面でかつシリコン基板31の裏面側に近い面)32
aが露出するまでシリコン基板31を研磨する。
【0005】その際、研磨速度の面内均一性を得るため
に、研磨面の全面にまんべんなく研磨液が供給されるだ
けの十分な量の研磨液を供給して研磨を行う。そして、
研磨ストッパー層32の凸面32a間にシリコン基板3
1の凸部分をSOI層30a,30bとして残す。この
化学的研磨は、主に研磨液とシリコンとの反応生成物を
研磨布で拭き取ることによって進行する。このため、研
磨ストップ層32が露出した領域の凸面32a間に形成
されるSOI層30a,30bの研磨速度は著しく減少
し、研磨ストップ層32が露出していない領域でのシリ
コン基板31の研磨が選択的に進行する。その結果、予
め形成した段差にほぼ等しい膜厚T2 を有するSOI基
板が得られる。
に、研磨面の全面にまんべんなく研磨液が供給されるだ
けの十分な量の研磨液を供給して研磨を行う。そして、
研磨ストッパー層32の凸面32a間にシリコン基板3
1の凸部分をSOI層30a,30bとして残す。この
化学的研磨は、主に研磨液とシリコンとの反応生成物を
研磨布で拭き取ることによって進行する。このため、研
磨ストップ層32が露出した領域の凸面32a間に形成
されるSOI層30a,30bの研磨速度は著しく減少
し、研磨ストップ層32が露出していない領域でのシリ
コン基板31の研磨が選択的に進行する。その結果、予
め形成した段差にほぼ等しい膜厚T2 を有するSOI基
板が得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで最近では、半
導体装置の高集積化及び高機能化に伴い、デバイス構造
の微細化が進行し、ゲート長0.1μmのデバイスを視
野にいれた開発が進められるようになっている。その結
果、SOI基板に要求される膜厚精度も30±4μm程
度となり、膜厚のばらつきに対するマージンも小さくな
っている。さらにウエハの大径化に伴い、上記選択研磨
における選択性(酸化膜ストッパー露出前後の研磨速度
比)のみに頼ったSOI基板の作製方法では、要求され
る膜厚精度の達成がきわめて困難な状況になっている。
そのため、今後要求される精度を満足するには、選択研
磨での研磨速度の面内均一性の向上は勿論、それ以前の
研削工程での精度向上も必須となっており、特に研削工
程では単純なTTV(Total Thickness Variation) 向上
のみならず、所望の基板形状を実現し得ることが重要な
テーマとなっている。
導体装置の高集積化及び高機能化に伴い、デバイス構造
の微細化が進行し、ゲート長0.1μmのデバイスを視
野にいれた開発が進められるようになっている。その結
果、SOI基板に要求される膜厚精度も30±4μm程
度となり、膜厚のばらつきに対するマージンも小さくな
っている。さらにウエハの大径化に伴い、上記選択研磨
における選択性(酸化膜ストッパー露出前後の研磨速度
比)のみに頼ったSOI基板の作製方法では、要求され
る膜厚精度の達成がきわめて困難な状況になっている。
そのため、今後要求される精度を満足するには、選択研
磨での研磨速度の面内均一性の向上は勿論、それ以前の
研削工程での精度向上も必須となっており、特に研削工
程では単純なTTV(Total Thickness Variation) 向上
のみならず、所望の基板形状を実現し得ることが重要な
テーマとなっている。
【0007】しかしながら従来の基板研削装置において
は、チャック部に保持された被加工基板を研削砥石部で
研削するにあたり、その研削砥石部を支持するスピンド
ル軸の軸心角度が研削精度や基板形状に大きな影響を与
えることから、スピンドル軸の軸心角度を調整する作業
が非常に面倒で時間のかかるものとなっていた。すなわ
ち従来では、経験上から予想される軸心角度で試し研削
を行い、その研削結果に基づいて軸心角度を再調整(補
正)するといった、いわゆる試行錯誤的な繰り返し調整
を必要とし、結果的に軸心角度の調整に長時間を要して
いた。
は、チャック部に保持された被加工基板を研削砥石部で
研削するにあたり、その研削砥石部を支持するスピンド
ル軸の軸心角度が研削精度や基板形状に大きな影響を与
えることから、スピンドル軸の軸心角度を調整する作業
が非常に面倒で時間のかかるものとなっていた。すなわ
ち従来では、経験上から予想される軸心角度で試し研削
を行い、その研削結果に基づいて軸心角度を再調整(補
正)するといった、いわゆる試行錯誤的な繰り返し調整
を必要とし、結果的に軸心角度の調整に長時間を要して
いた。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、被加工基板を保持するチ
ャック部と、このチャック部に保持された被加工基板を
研削するための研削砥石部と、この研削砥石部をスピン
ドル軸を介して回転駆動する回転駆動部と、スピンドル
軸の軸心角度を調整する調整手段とを有する研削加工部
を備えた基板研削システムであって、調整手段によって
調整された軸心角度を計測する角度計測手段と、調整手
段によって調整された軸心角度に対応する研削後の基板
形状を測定する形状測定手段と、角度計測手段によって
計測された軸心角度の計測データと形状測定手段によっ
て測定された研削後の基板形状データとを順次記憶する
記憶手段と、この記憶手段に記憶蓄積された軸心角度の
計測データと研削後の基板形状データとの相関から、所
定の基板形状に対応する軸心角度の設定データを算出す
る演算手段とを具備した構成を採用している。
成するためになされたもので、被加工基板を保持するチ
ャック部と、このチャック部に保持された被加工基板を
研削するための研削砥石部と、この研削砥石部をスピン
ドル軸を介して回転駆動する回転駆動部と、スピンドル
軸の軸心角度を調整する調整手段とを有する研削加工部
を備えた基板研削システムであって、調整手段によって
調整された軸心角度を計測する角度計測手段と、調整手
段によって調整された軸心角度に対応する研削後の基板
形状を測定する形状測定手段と、角度計測手段によって
計測された軸心角度の計測データと形状測定手段によっ
て測定された研削後の基板形状データとを順次記憶する
記憶手段と、この記憶手段に記憶蓄積された軸心角度の
計測データと研削後の基板形状データとの相関から、所
定の基板形状に対応する軸心角度の設定データを算出す
る演算手段とを具備した構成を採用している。
【0009】上記構成からなる基板研削システムでは、
研削加工を行うにあたって、調整手段により調整された
軸心角度が角度計測手段により計測され、その計測デー
タが記憶部に記憶される。また、調整手段により調整さ
れた軸心角度で実際に研削された基板の形状が形状測定
手段により測定され、これによって得られた基板形状デ
ータが上記計測データと一緒に記憶部に記憶される。こ
うして研削加工毎に軸心角度の計測データと研削後の基
板形状データとが記憶部に順次記憶され、これにより蓄
積された両データの相関から、所定の基板形状に対応す
る軸心角度の設定データが演算部にて算出される。した
がって、所望の基板形状を得るための調整作業として
は、いちいち試し研削等を行わなくても、その基板形状
に対応する軸心角度の設定データを演算部にて算出し、
その算出結果を基にして調整手段により軸心角度を調整
するだけで済むようになる。
研削加工を行うにあたって、調整手段により調整された
軸心角度が角度計測手段により計測され、その計測デー
タが記憶部に記憶される。また、調整手段により調整さ
れた軸心角度で実際に研削された基板の形状が形状測定
手段により測定され、これによって得られた基板形状デ
ータが上記計測データと一緒に記憶部に記憶される。こ
うして研削加工毎に軸心角度の計測データと研削後の基
板形状データとが記憶部に順次記憶され、これにより蓄
積された両データの相関から、所定の基板形状に対応す
る軸心角度の設定データが演算部にて算出される。した
がって、所望の基板形状を得るための調整作業として
は、いちいち試し研削等を行わなくても、その基板形状
に対応する軸心角度の設定データを演算部にて算出し、
その算出結果を基にして調整手段により軸心角度を調整
するだけで済むようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、例えば半導体ウエハの研削
システムとして適用した場合の本発明の実施の形態につ
き、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本発明
に係る基板研削システムの一実施形態を説明する概略構
成図である。図示した基板研削システムは、主として、
研削加工部1と、形状測定部2と、データ処理部3と、
データ表示部4とから構成されている。
システムとして適用した場合の本発明の実施の形態につ
き、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本発明
に係る基板研削システムの一実施形態を説明する概略構
成図である。図示した基板研削システムは、主として、
研削加工部1と、形状測定部2と、データ処理部3と、
データ表示部4とから構成されている。
【0011】研削加工部1は、被加工基板となる半導体
ウエハ(以下、ウエハと略称)5を保持するチャック部
6と、研削加工時にチャック部6の上方に対向配置され
る研削砥石部7と、この研磨砥石部7をスピンドル軸8
を介して回転駆動する回転駆動部9とを有している。こ
のうちチャック部6は、真空吸着によってウエハ5を保
持するもので、図示せぬ回転駆動手段によって回転可能
に支持されている。また研磨砥石部7は、上記スピンド
ル軸8の下端に連結された砥石保持プレート7aと、こ
の砥石保持プレート7aの下面周縁部に固着された砥石
群7bとから構成されている。
ウエハ(以下、ウエハと略称)5を保持するチャック部
6と、研削加工時にチャック部6の上方に対向配置され
る研削砥石部7と、この研磨砥石部7をスピンドル軸8
を介して回転駆動する回転駆動部9とを有している。こ
のうちチャック部6は、真空吸着によってウエハ5を保
持するもので、図示せぬ回転駆動手段によって回転可能
に支持されている。また研磨砥石部7は、上記スピンド
ル軸8の下端に連結された砥石保持プレート7aと、こ
の砥石保持プレート7aの下面周縁部に固着された砥石
群7bとから構成されている。
【0012】一方、回転駆動部9には、上記スピンドル
軸8の軸心角度を調整する手段として、水平2軸方向か
らそれぞれ角度調整ボルト10(図例では一個のみ表
示)が係合しており、これらの角度調整ボルト10を時
計又は反時計方向に回転させることでスピンドル軸8の
軸心角度を自在に可変し得る構成となっている。さら
に、各々の角度調整ボルト10の端部(頭部)にはボル
ト駆動部11が連結されている。このボルト駆動部11
は、角度調整ボルト10を回転させるためのもので、例
えば角度調整ボルト10の端部形状が六角形状の場合
は、これに嵌合する六角レンチ部とこの六角レンチ部を
回転させる回転駆動機構とから構成される。またボルト
駆動部11は、単に角度調整ボルト10を回転させる以
外にも、そのボルト位置、さらに詳しくは予め設定した
基準位置から角度調整ボルト10がいずれの方向にどの
程度回転したかを数値的に表示する表示機能を備えてい
る。
軸8の軸心角度を調整する手段として、水平2軸方向か
らそれぞれ角度調整ボルト10(図例では一個のみ表
示)が係合しており、これらの角度調整ボルト10を時
計又は反時計方向に回転させることでスピンドル軸8の
軸心角度を自在に可変し得る構成となっている。さら
に、各々の角度調整ボルト10の端部(頭部)にはボル
ト駆動部11が連結されている。このボルト駆動部11
は、角度調整ボルト10を回転させるためのもので、例
えば角度調整ボルト10の端部形状が六角形状の場合
は、これに嵌合する六角レンチ部とこの六角レンチ部を
回転させる回転駆動機構とから構成される。またボルト
駆動部11は、単に角度調整ボルト10を回転させる以
外にも、そのボルト位置、さらに詳しくは予め設定した
基準位置から角度調整ボルト10がいずれの方向にどの
程度回転したかを数値的に表示する表示機能を備えてい
る。
【0013】これに加えて本システムには、スピンドル
軸8の軸心角度を計測するための角度計測手段12が設
けられている。この角度計測手段12は、例えばマイク
ロゲージ等から成るもので、研削砥石部7の砥石面7c
とチャック部6のウエハチャック面(上面)6aとの間
の距離をポイント測定することにより、上記スピンドル
軸8の軸心角度を間接的に計測するものである。
軸8の軸心角度を計測するための角度計測手段12が設
けられている。この角度計測手段12は、例えばマイク
ロゲージ等から成るもので、研削砥石部7の砥石面7c
とチャック部6のウエハチャック面(上面)6aとの間
の距離をポイント測定することにより、上記スピンドル
軸8の軸心角度を間接的に計測するものである。
【0014】形状測定部2は、研削後のウエハ5の形状
(表面形状)を測定するためのもので、測定対象となる
ウエハ5を支持するウエハテーブル13と、このウエハ
テーブル13に支持されたウエハ5の表裏面に対向する
状態で配設された一対の測定プローブ14a,14bと
から構成されている。この形状測定部2では、ウエハテ
ーブル13とこれに支持されるウエハ5とが電気的に接
地(アース)され、その状態で一対の測定プローブ14
a,14bがウエハ5との間の静電容量を計測すること
で、ウエハ5の形状測定が行われるようになっている。
(表面形状)を測定するためのもので、測定対象となる
ウエハ5を支持するウエハテーブル13と、このウエハ
テーブル13に支持されたウエハ5の表裏面に対向する
状態で配設された一対の測定プローブ14a,14bと
から構成されている。この形状測定部2では、ウエハテ
ーブル13とこれに支持されるウエハ5とが電気的に接
地(アース)され、その状態で一対の測定プローブ14
a,14bがウエハ5との間の静電容量を計測すること
で、ウエハ5の形状測定が行われるようになっている。
【0015】なお、形状測定部2での具体的な測定手段
としては、ウエハ5の形状を精度良く測定できるもので
あれば、非接触方式、接触式のいずれの形態を採用して
もかまわない。
としては、ウエハ5の形状を精度良く測定できるもので
あれば、非接触方式、接触式のいずれの形態を採用して
もかまわない。
【0016】データ処理部3は、CPU、ROM、RA
M等によって構成されるもので、機能的には、所定の演
算処理を行う演算部15と、その演算処理に必要なデー
タを記憶する記憶部16とに大別される。このうち記憶
部16には、研削加工部1で研削加工を行うにあたっ
て、ボルド駆動部11から出力される角度調整ボルト1
0の位置データや、角度計測手段12から出力される軸
心角度の計測データ、さらには形状測定部2から出力さ
れる研削後のウエハ5の形状データ等が順次記憶され
る。これに対して演算部15では、研削加工の繰り返し
によって記憶部16に記憶蓄積された各々のデータの相
関から、所定のウエハ形状に対応する軸心角度の設定デ
ータを算出するとともに、所定の軸心角度に対応する角
度調整ボルト10の位置データを算出する。なお、記憶
部16へのデータ保存については、キーボード等の入力
機器を用いてマニュアル的に入力するようにしてもよ
い。
M等によって構成されるもので、機能的には、所定の演
算処理を行う演算部15と、その演算処理に必要なデー
タを記憶する記憶部16とに大別される。このうち記憶
部16には、研削加工部1で研削加工を行うにあたっ
て、ボルド駆動部11から出力される角度調整ボルト1
0の位置データや、角度計測手段12から出力される軸
心角度の計測データ、さらには形状測定部2から出力さ
れる研削後のウエハ5の形状データ等が順次記憶され
る。これに対して演算部15では、研削加工の繰り返し
によって記憶部16に記憶蓄積された各々のデータの相
関から、所定のウエハ形状に対応する軸心角度の設定デ
ータを算出するとともに、所定の軸心角度に対応する角
度調整ボルト10の位置データを算出する。なお、記憶
部16へのデータ保存については、キーボード等の入力
機器を用いてマニュアル的に入力するようにしてもよ
い。
【0017】データ表示部4は、データ処理部3から出
力された演算部15での演算結果を表示するもので、こ
こでは所定のウエハ形状に対応する軸心角度の設定デー
タと角度調整ボルト10の位置データとをそれぞれ表示
する。さらにデータ処理部3から出力されたデータのう
ち、角度調整ボルト10の位置データについては、デー
タ表示部4を経由してボルト駆動部11にも与えられ、
そのボルト駆動部11にて角度調整ボルト10の位置デ
ータに基づく回転動作が行われるようになっている。
力された演算部15での演算結果を表示するもので、こ
こでは所定のウエハ形状に対応する軸心角度の設定デー
タと角度調整ボルト10の位置データとをそれぞれ表示
する。さらにデータ処理部3から出力されたデータのう
ち、角度調整ボルト10の位置データについては、デー
タ表示部4を経由してボルト駆動部11にも与えられ、
そのボルト駆動部11にて角度調整ボルト10の位置デ
ータに基づく回転動作が行われるようになっている。
【0018】続いて、ウエハ研削の加工原理とともに、
本システムの動作機能について図2を参照しつつ説明す
る。なお、図2では研削加工時におけるウエハ5と研削
砥石部7との相対位置とともに、チャック部6の断面形
状を示している。先ず、研削対象となるウエハ5は、高
さ4μm程度の円錐形状をなすチャック面6aに真空吸
着され、この状態で図示せぬ回転駆動手段により図中A
方向に回転させられる。これに対して研削砥石部7は、
角度調整ボルト10によって調整されたスピンドル軸8
の軸心角度にしたがい、水平面に対して適当な面角度で
保持され、この状態で回転駆動部9の駆動によりスピン
ドル軸8とともに図中B方向に回転させられる。さらに
研削砥石部7の下降により該砥石群7bがウエハ5に接
触し、これによってウエハ5の全面が研削される。
本システムの動作機能について図2を参照しつつ説明す
る。なお、図2では研削加工時におけるウエハ5と研削
砥石部7との相対位置とともに、チャック部6の断面形
状を示している。先ず、研削対象となるウエハ5は、高
さ4μm程度の円錐形状をなすチャック面6aに真空吸
着され、この状態で図示せぬ回転駆動手段により図中A
方向に回転させられる。これに対して研削砥石部7は、
角度調整ボルト10によって調整されたスピンドル軸8
の軸心角度にしたがい、水平面に対して適当な面角度で
保持され、この状態で回転駆動部9の駆動によりスピン
ドル軸8とともに図中B方向に回転させられる。さらに
研削砥石部7の下降により該砥石群7bがウエハ5に接
触し、これによってウエハ5の全面が研削される。
【0019】このとき、実質的なウエハ5の研削は図中
の円弧P1 −P2 においてのみ行われ、それ以後の円弧
P2 −P3 においては研削が行われないように上記軸心
角度を調整する必要がある。その理由は、円弧P1 −P
2 において研削されたウエハ5の領域が、チャック部6
の回転動作に伴って円弧P2 −P3 に到達したときに再
度研削される、いわゆる二重研削を防止するためであ
る。ちなみに、二重研削が行われた場合は、ウエハ5の
形状コントロールがきわめて困難になる。
の円弧P1 −P2 においてのみ行われ、それ以後の円弧
P2 −P3 においては研削が行われないように上記軸心
角度を調整する必要がある。その理由は、円弧P1 −P
2 において研削されたウエハ5の領域が、チャック部6
の回転動作に伴って円弧P2 −P3 に到達したときに再
度研削される、いわゆる二重研削を防止するためであ
る。ちなみに、二重研削が行われた場合は、ウエハ5の
形状コントロールがきわめて困難になる。
【0020】そこで軸心角度の調整にあたっては、研削
砥石部7の中心(0点)を基点とした図中X軸とY軸の
双方からそれぞれ角度調整ボルト10の回転によりスピ
ンドル軸8の傾き、つまりチャック面6aに対する研削
砥石部7の面角度を調整し、その一方で、図中P1 ,P
2 ,P3 点を測定ポイントとして、チャック部6のチャ
ック面6aと研削砥石部7の砥石面7cとの間の距離を
角度計測手段12により計測する。
砥石部7の中心(0点)を基点とした図中X軸とY軸の
双方からそれぞれ角度調整ボルト10の回転によりスピ
ンドル軸8の傾き、つまりチャック面6aに対する研削
砥石部7の面角度を調整し、その一方で、図中P1 ,P
2 ,P3 点を測定ポイントとして、チャック部6のチャ
ック面6aと研削砥石部7の砥石面7cとの間の距離を
角度計測手段12により計測する。
【0021】ところで軸心角度の調整は、単に二重研削
を防止する目的にとどまらず、研削後のウエハ形状やT
TVに重大な影響を及ぼす。例えばTTVを最小に、す
なわち研削後のウエハ形状をフラットにするには、P1
−P2 におけるチャック面6aと砥石面7cとの距離を
均一に調整する必要がある。一方、P3 点におけるチャ
ック面6aからの砥石面7cの高さは、ウエハ5の半径
R1 、砥石群7bの円周半径R2 及びチャック面6aの
円錐高さZ0 により定まり、例えばR1 =100mm、
R2 =125mm、Z=4μmとした場合、P3 点での
砥石面7cの高さがP1 点でのそれよりも7μm程度高
いことが要求される。
を防止する目的にとどまらず、研削後のウエハ形状やT
TVに重大な影響を及ぼす。例えばTTVを最小に、す
なわち研削後のウエハ形状をフラットにするには、P1
−P2 におけるチャック面6aと砥石面7cとの距離を
均一に調整する必要がある。一方、P3 点におけるチャ
ック面6aからの砥石面7cの高さは、ウエハ5の半径
R1 、砥石群7bの円周半径R2 及びチャック面6aの
円錐高さZ0 により定まり、例えばR1 =100mm、
R2 =125mm、Z=4μmとした場合、P3 点での
砥石面7cの高さがP1 点でのそれよりも7μm程度高
いことが要求される。
【0022】そのため軸心角度の設定にあたっては、チ
ャック面6aを基準平面としたP1点での砥石面7cの
高さを0(零)として、それぞれP2 ,P3 点での砥石
面7cの相対高さを求め、P1 −P2 での高さ勾配がチ
ャック面6aの稜線にきちんと倣っているか否か、また
P1 点に対するP3 点での砥石面7cの相対高さが規定
の寸法になっているか否かを判断し、双方の条件を満足
した時点で最終的な軸心角度の設定がなされ、実際にウ
エハ5の研削加工が行われる。この研削加工に際して
は、最終的に設定された軸心角度の計測データが、その
時の角度調整ボルト10の位置データ(調整手段での軸
心角度の調整データ)とともにデータ処理部3に送ら
れ、そこで記憶部16に記憶される。
ャック面6aを基準平面としたP1点での砥石面7cの
高さを0(零)として、それぞれP2 ,P3 点での砥石
面7cの相対高さを求め、P1 −P2 での高さ勾配がチ
ャック面6aの稜線にきちんと倣っているか否か、また
P1 点に対するP3 点での砥石面7cの相対高さが規定
の寸法になっているか否かを判断し、双方の条件を満足
した時点で最終的な軸心角度の設定がなされ、実際にウ
エハ5の研削加工が行われる。この研削加工に際して
は、最終的に設定された軸心角度の計測データが、その
時の角度調整ボルト10の位置データ(調整手段での軸
心角度の調整データ)とともにデータ処理部3に送ら
れ、そこで記憶部16に記憶される。
【0023】その後、研削加工が終了したウエハ5は形
状測定部2に供給され、そこでウエハテーブル13に支
持されて、一対の測定プローブ14a,14bにより研
削後のウエハ形状が測定される。そして、これにより得
られたウエハ形状データがデータ処理部3に送られ、そ
こで上記軸心角度の計測データ、角度調整ボルト10の
位置データと一緒に記憶部16に記憶される。
状測定部2に供給され、そこでウエハテーブル13に支
持されて、一対の測定プローブ14a,14bにより研
削後のウエハ形状が測定される。そして、これにより得
られたウエハ形状データがデータ処理部3に送られ、そ
こで上記軸心角度の計測データ、角度調整ボルト10の
位置データと一緒に記憶部16に記憶される。
【0024】このように研削加工を行う毎に上記各デー
タを記憶部16に順次記憶し、これによってデータの蓄
積が十分に行われれば、それらの蓄積データを用いた演
算部15での演算処理、例えば多変量解析手法による角
度調整ボルト10の位置データと軸心角度の計測データ
との相関から、所定の基板形状に対応する軸心角度の設
定データが得られるとともに、軸心角度の計測データと
研削後のウエハ形状データとの相関から、所定の軸心角
度に対応する角度調整ボルト10の位置データが得られ
る。
タを記憶部16に順次記憶し、これによってデータの蓄
積が十分に行われれば、それらの蓄積データを用いた演
算部15での演算処理、例えば多変量解析手法による角
度調整ボルト10の位置データと軸心角度の計測データ
との相関から、所定の基板形状に対応する軸心角度の設
定データが得られるとともに、軸心角度の計測データと
研削後のウエハ形状データとの相関から、所定の軸心角
度に対応する角度調整ボルト10の位置データが得られ
る。
【0025】以下に、軸心角度の計測データと研削後の
ウエハ形状データとの相関解析例を示す。先ず、軸心角
度の計測データは、次の二つのデータX,Yで表され
る。 X:P1 点における砥石面高さを基準としたP2 点での
砥石面の相対高さ Y:P1 点における砥石面高さを基準としたP3 点での
砥石面の相対高さ 一方、研削後のウエハ形状を表現する関数として、ウエ
ハ最外周部での板厚とウエハ中心からの距離rにおける
板厚との差分Zを考える。このZは、上記X,Yの関数
として、次のように近似できる。 Z=a(r)X+b(r)Y+c(r) この近似式において、a(r,b(r),c(r)はr
のみに依存する係数であることから、同式はX−Y−Z
空間で一つの平面を表している。これに対して、上述の
測定データX,Yは同空間中の点として表されるため、
これらの点との距離の2乗の総和が最小となるように、
上記係数を定めてやればよい。
ウエハ形状データとの相関解析例を示す。先ず、軸心角
度の計測データは、次の二つのデータX,Yで表され
る。 X:P1 点における砥石面高さを基準としたP2 点での
砥石面の相対高さ Y:P1 点における砥石面高さを基準としたP3 点での
砥石面の相対高さ 一方、研削後のウエハ形状を表現する関数として、ウエ
ハ最外周部での板厚とウエハ中心からの距離rにおける
板厚との差分Zを考える。このZは、上記X,Yの関数
として、次のように近似できる。 Z=a(r)X+b(r)Y+c(r) この近似式において、a(r,b(r),c(r)はr
のみに依存する係数であることから、同式はX−Y−Z
空間で一つの平面を表している。これに対して、上述の
測定データX,Yは同空間中の点として表されるため、
これらの点との距離の2乗の総和が最小となるように、
上記係数を定めてやればよい。
【0026】ここで実際に12点の測定データから上述
の手法で解析してみたところ、次のような結果が得られ
た。r=0(ウエハ中心)では、 Z=0.79X−1.07(μm) r=R1 (ウエハ半径)/2では、 Z=0.55X−0.1Y−0.27(μm) 図3は、これらの解析式から算出されたZ値を横軸にと
り、実測されたZ値を縦軸にとって12点の測定データ
をプロットしたグラフであり、このうち図3(a)はr
=0の場合、図3(b)はr=R1 /2の場合を示して
いる。この図3から明らかなように、僅か12点の測定
データから解析したにもかかわらず、双方の値はよく一
致している。
の手法で解析してみたところ、次のような結果が得られ
た。r=0(ウエハ中心)では、 Z=0.79X−1.07(μm) r=R1 (ウエハ半径)/2では、 Z=0.55X−0.1Y−0.27(μm) 図3は、これらの解析式から算出されたZ値を横軸にと
り、実測されたZ値を縦軸にとって12点の測定データ
をプロットしたグラフであり、このうち図3(a)はr
=0の場合、図3(b)はr=R1 /2の場合を示して
いる。この図3から明らかなように、僅か12点の測定
データから解析したにもかかわらず、双方の値はよく一
致している。
【0027】このように本システムによれば、研磨加工
時における角度調整ボルト10の位置データ、軸心角度
の計測データ及び研磨加工後のウエハ形状データを記憶
部16に順次記憶し、この記憶部16に記憶蓄積された
各データの相関から、任意のウエハ形状に対応する軸心
角度の設定データと、任意の軸心角度に対応する角度調
整ボルト10の位置データとを演算部15で算出するた
め、研削加工にあたって所望のウエハ形状を得たい場合
には、そのウエハ形状に対応する軸心角度の設定データ
を演算部15で算出することにより、研削後のウエハ形
状やTTVに大きな影響を与える軸心角度の好適な設定
条件を即座に得ることができる。これにより作業者は、
角度計測手段12によって計測したデータが予め演算部
15で算出した軸心角度の設定データと一致するように
角度調整ボルト10を回転させるだけで済むようになる
ため、軸心角度の調整作業をきわめて短時間で終えるこ
とができる。
時における角度調整ボルト10の位置データ、軸心角度
の計測データ及び研磨加工後のウエハ形状データを記憶
部16に順次記憶し、この記憶部16に記憶蓄積された
各データの相関から、任意のウエハ形状に対応する軸心
角度の設定データと、任意の軸心角度に対応する角度調
整ボルト10の位置データとを演算部15で算出するた
め、研削加工にあたって所望のウエハ形状を得たい場合
には、そのウエハ形状に対応する軸心角度の設定データ
を演算部15で算出することにより、研削後のウエハ形
状やTTVに大きな影響を与える軸心角度の好適な設定
条件を即座に得ることができる。これにより作業者は、
角度計測手段12によって計測したデータが予め演算部
15で算出した軸心角度の設定データと一致するように
角度調整ボルト10を回転させるだけで済むようになる
ため、軸心角度の調整作業をきわめて短時間で終えるこ
とができる。
【0028】さらに、所望のウエハ形状に対応する軸心
角度の設定データから、これに対応する角度調整ボルト
10の位置データまでも演算部15で算出することによ
り、狙いとする軸心角度に調整するための適切な角度調
整ボルト10の位置データについても即座に得ることが
できる。これにより作業者としては、所望のウエハ形状
に対応した好適なボルト位置までも把握することができ
るため、軸心角度の調整にあたっては、上述のように把
握したボルト位置まで角度調整ボルト10を回転させる
だけで済むようになり、軸心角度の調整作業をより一層
短時間で終えることが可能となる。
角度の設定データから、これに対応する角度調整ボルト
10の位置データまでも演算部15で算出することによ
り、狙いとする軸心角度に調整するための適切な角度調
整ボルト10の位置データについても即座に得ることが
できる。これにより作業者としては、所望のウエハ形状
に対応した好適なボルト位置までも把握することができ
るため、軸心角度の調整にあたっては、上述のように把
握したボルト位置まで角度調整ボルト10を回転させる
だけで済むようになり、軸心角度の調整作業をより一層
短時間で終えることが可能となる。
【0029】こうした研削加工にあたっての作業結果
(角度調整ボルト10の位置データ、軸心角度の計測デ
ータ、研削後のウエハ形状データ)は、その都度、新た
な情報として記憶部16に蓄積されるため、演算部16
での解析精度は次第に向上していき、それにつれて研削
加工精度(ウエハ形状、TTV)も向上していく。した
がって、研磨加工部1における機構部品の寸法が摩耗等
により経時的に変化したとしても、これに起因する加工
精度のばらつきがシステム自体の学習機能によって解消
されるため、長期間にわたって高い加工精度を維持する
ことができる。
(角度調整ボルト10の位置データ、軸心角度の計測デ
ータ、研削後のウエハ形状データ)は、その都度、新た
な情報として記憶部16に蓄積されるため、演算部16
での解析精度は次第に向上していき、それにつれて研削
加工精度(ウエハ形状、TTV)も向上していく。した
がって、研磨加工部1における機構部品の寸法が摩耗等
により経時的に変化したとしても、これに起因する加工
精度のばらつきがシステム自体の学習機能によって解消
されるため、長期間にわたって高い加工精度を維持する
ことができる。
【0030】なお、ウエハ研削条件としては、スピンド
ル軸8の軸心角度以外にも、研削速度や周辺温度等が考
えられるが、他の研削条件については、各々の条件毎に
区分けして上記各データ(ボルト位置、軸心角度、研削
後のウエハ形状)を記憶部16に記憶し且つそれぞれの
条件毎に演算部16で演算処理(解析)するようにすれ
ばよい。
ル軸8の軸心角度以外にも、研削速度や周辺温度等が考
えられるが、他の研削条件については、各々の条件毎に
区分けして上記各データ(ボルト位置、軸心角度、研削
後のウエハ形状)を記憶部16に記憶し且つそれぞれの
条件毎に演算部16で演算処理(解析)するようにすれ
ばよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る基板
研削システムによれば、角度計測手段で計測した軸心角
度の計測データと形状測定手段で測定した研削後の基板
形状データとを順次記憶部に記憶し、これによって蓄積
された両データの相関から、所定の基板形状に対応する
軸心角度の設定データを演算手段で算出するようにした
ので、実際の研削加工にあたっては、従来のようにいち
いち試し研削等を行わなくても、所望の基板形状に対応
する軸心角度の設定データを演算部で算出し、その算出
結果を基に調整手段でスピンドル軸の軸心角度を調整す
るだけで済むようになる。これにより、研削加工部にお
ける軸心角度の調整時間を大幅に短縮できるとともに、
常に高い加工精度をもって被加工基板を研削することが
可能となる。その結果、半導体装置の製造工程、特に張
り合わせ技術を用いたSOI基板を作製にあたっては、
選択研磨前の研削工程においてTTVの向上が図られる
と同時に、所望の基板形状を実現することが可能とな
る。
研削システムによれば、角度計測手段で計測した軸心角
度の計測データと形状測定手段で測定した研削後の基板
形状データとを順次記憶部に記憶し、これによって蓄積
された両データの相関から、所定の基板形状に対応する
軸心角度の設定データを演算手段で算出するようにした
ので、実際の研削加工にあたっては、従来のようにいち
いち試し研削等を行わなくても、所望の基板形状に対応
する軸心角度の設定データを演算部で算出し、その算出
結果を基に調整手段でスピンドル軸の軸心角度を調整す
るだけで済むようになる。これにより、研削加工部にお
ける軸心角度の調整時間を大幅に短縮できるとともに、
常に高い加工精度をもって被加工基板を研削することが
可能となる。その結果、半導体装置の製造工程、特に張
り合わせ技術を用いたSOI基板を作製にあたっては、
選択研磨前の研削工程においてTTVの向上が図られる
と同時に、所望の基板形状を実現することが可能とな
る。
【図1】本発明に係る基板研削システムの一実施形態を
説明する概略構成図である。
説明する概略構成図である。
【図2】基板研削加工の原理を説明する図である。
【図3】実測値と解析値の関係を示す図である。
【図4】SOI基板の作製方法を説明する図(その1)
である。
である。
【図5】SOI基板の作製方法を説明する図(その2)
である。
である。
1 研削加工部 2 形状測定部 5 ウエハ
6 チャック部 7 研削砥石部 8 スピンドル軸 9 回転駆動
部 10 角度調整ボルト 11 ボルト駆動部 12
角度計測手段
6 チャック部 7 研削砥石部 8 スピンドル軸 9 回転駆動
部 10 角度調整ボルト 11 ボルト駆動部 12
角度計測手段
Claims (2)
- 【請求項1】 被加工基板を保持するチャック部と、こ
のチャック部に保持された被加工基板を研削するための
研削砥石部と、この研削砥石部をスピンドル軸を介して
回転駆動する回転駆動部と、前記スピンドル軸の軸心角
度を調整する調整手段とを有する研削加工部を備えた基
板研削システムであって、 前記調整手段によって調整された軸心角度を計測する角
度計測手段と、 前記調整手段によって調整された軸心角度に対応する研
削後の基板形状を測定する形状測定手段と、 前記角度計測手段によって計測された前記軸心角度の計
測データと前記形状測定手段によって測定された前記研
削後の基板形状データとを順次記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶蓄積された前記軸心角度の計測デー
タと前記研削後の基板形状データとの相関から、所定の
基板形状に対応する軸心角度の設定データを算出する演
算手段とを具備したことを特徴とする基板研削システ
ム。 - 【請求項2】 被加工基板を保持するチャック部と、こ
のチャック部に保持された被加工基板を研削するための
研削砥石部と、この研削砥石部をスピンドル軸を介して
回転駆動する回転駆動部と、前記スピンドル軸の軸心角
度を調整する調整手段とを有する研削加工部を備えた基
板研削システムであって、 前記調整手段での軸心角度の調整データとこれに対応す
る軸心角度の計測データとを順次記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶蓄積された前記軸心角度の調整デー
タと前記軸心角度の計測データとの相関から、所定の軸
心角度に対応する前記調整手段での調整データを算出す
る演算手段とを具備したことを特徴とする基板研削シス
テム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16120996A JPH106191A (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 基板研削システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16120996A JPH106191A (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 基板研削システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH106191A true JPH106191A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=15730685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16120996A Pending JPH106191A (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 基板研削システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH106191A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000131657A (ja) * | 1998-10-22 | 2000-05-12 | Essilor Internatl (Cie Gen Opt) | 光学レンズをトリミングする機械のためのブランク締付け装置 |
JP2009090389A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Disco Abrasive Syst Ltd | ウェーハの研削加工装置 |
JP2015205351A (ja) * | 2014-04-17 | 2015-11-19 | 株式会社ディスコ | 研削装置 |
-
1996
- 1996-06-21 JP JP16120996A patent/JPH106191A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000131657A (ja) * | 1998-10-22 | 2000-05-12 | Essilor Internatl (Cie Gen Opt) | 光学レンズをトリミングする機械のためのブランク締付け装置 |
JP4526140B2 (ja) * | 1998-10-22 | 2010-08-18 | エシロール アンテルナショナル コムパニー ジェネラル ドプテイク | 光学レンズをトリミングする機械のためのブランク締付け装置 |
JP2009090389A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Disco Abrasive Syst Ltd | ウェーハの研削加工装置 |
JP2015205351A (ja) * | 2014-04-17 | 2015-11-19 | 株式会社ディスコ | 研削装置 |
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