(57)【要約】【課題】ウェーハの粗さの面内均一性を向上させることができる平面研削用セグメント砥石を提供する。【解決手段】本平面研削用セグメント砥石は、回転円盤２と、少なくとも、この回転円盤２の表面に複数の砥石セグメント３ｓが一定間隔ｐ１を設けてリング状に配置されてなる第１の砥石列３と、この第１の砥石列３の内側に間隔ｇ１を有し、複数の砥石セグメント４ｓが一定間隔ｐ２を有して配置されてなる第２の砥石列４と、この第２の砥石列４の内側に間隔ｇ２を有して配置され、複数の砥石セグメント５ｓが一定間隔ｐ３を有して配置されてなる第３の砥石列５を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転円盤と、少なくとも、この回転円盤の表面に複数の砥石セグメントが一定間隔を設けてリング状に配置されてなる第１の砥石列と、この第１の砥石列の内側に間隔を有して配置されかつ、複数の砥石セグメントが一定間隔を有して配置されてなる第２の砥石列と、この第２の砥石列の内側に間隔を有して配置されかつ、複数の砥石セグメントが一定間隔を有して配置されてなる第３の砥石列を有することを特徴とする平面研削用セグメント砥石。
【請求項２】
回転円盤と、この回転円盤の表面に複数の扇形状の砥石セグメントが円周方向に間隔を設けて形成されており、前記砥石セグメントは、一定間隔を設けてリング状に配置されてなる第１の砥石列と、この第１の砥石列の内側に配置されている第２の砥石列と、この第２の砥石列の内側に間隔を有して配置されている第３の砥石列を有し、前記砥石列間には砥石溝部が形成されて、前記砥石セグメント間の円周方向に対する間隔は、外周から内周方向に向かって直線状に漸減する幅狭扇形状をなすことを特徴とする平面研削用セグメント砥石。
【請求項３】
前記第１の砥石列の半径と前記第３の砥石列の半径の差が、被研削物の半径の７／２０〜９／１０であることを特徴とする請求項１、２に記載の平面研削用セグメント砥石。
【請求項４】
前記第１の砥石列の半径と前記第３の砥石列の半径の差が、被研削物の半径の７／２０〜１３／２０であることを特徴とする請求項１、２に記載の平面研削用セグメント砥石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は平面研削用セグメント砥石に係り、特に複数の砥石セグメントを円周方向に一定間隔を設けてリング状に配置してなる砥石列を３列以上設けた平面研削用セグメント砥石に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体素子形成用基板として好適に用いられているシリコンウェーハ（以下、単にウェーハという）の製造過程のうち、ウェーハの高平坦化を目的として、片面、又は、両面の研削加工を行っている。従来、このような研削で用いられている研削用砥石（以下、セグメント砥石という）は回転円盤の外周に一列の砥石を配置して形成したものが一般的に知られている。
【０００３】
従来、このようなセグメント砥石を用いて研削する場合は、図５に示すように、ウェーハとセグメント砥石を約半径分位置をずらして接触させて、ウェーハと砥石を逆に回転させて、ウェーハ表面の研削を行う。この場合、ウェーハの中心部には、常にセグメント砥石が接触している状態であるため、研削面の粗さとしては非常に良好であるが、研削時の加工温度や砥石の加工時間などに起因して研削後のウェーハの中心が凹む現象が発生し易い。また、研削幅が狭いため、偏研削になり易い。さらに、ウェーハを回転させながら研削を行うため、ウェーハの中心から外周に向かって、研削時の砥石の存在割合が少なくなるため、中心から外周に向かって粗さが悪化する。このような粗さの悪化は後工程（研磨工程等）での加工取代量を増加させるため、生産性が低下する。
【０００４】
このような従来の砥石の問題点を解決するものとして、特許文献１に記載のセグメント砥石は砥石を内外に二列設け、内側砥石列の硬度を外周より高くすることにより研削幅を広く確保し研削の均一化を図ったものである。また、特許文献２に記載されたセグメントは二列の砥石列のうち、内側の砥石列の砥石間隔を外周砥石より広くし、ウェーハの中央を研削することにより、ウェーハ中央の凹みの低減を図っている。
【０００５】
しかし、特許文献１および特許文献２に記載の発明においては、ウェーハ外周部の粗さが改善されていないという問題を残す。
【特許文献１】特開２０００−３０１４６５号公報
【特許文献２】特開２００３−２５１５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題を解決し、ウェーハの粗さの面内均一性を図ることができる平面研削用セグメント砥石を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る平面研削用セグメント砥石は、回転円盤と、少なくとも、この回転円盤の表面に複数の砥石セグメントが一定間隔を設けてリング状に配置されてなる第１の砥石列と、この第１の砥石列の内側に間隔を有して配置されかつ、複数の砥石セグメントが一定間隔を有して配置されてなる第２の砥石列と、この第２の砥石列の内側に間隔を有して配置されかつ、複数の砥石セグメントが一定間隔を有して配置されてなる第３の砥石列を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る平面研削用セグメント砥石は、回転円盤と、この回転円盤の表面に複数の扇形状の砥石セグメントが円周方向に間隔を設けて形成されており、前記砥石セグメントは、一定間隔を設けてリング状に配置されてなる第１の砥石列と、この第１の砥石列の内側に配置されている第２の砥石列と、この第２の砥石列の内側に間隔を有して配置されている第３の砥石列を有し、前記砥石列間には砥石溝部が形成されて、前記砥石セグメント間の円周方向に対する間隔は、外周から内周方向に向かって直線状に漸減する幅狭扇形状をなすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る平面研削用セグメント砥石によれば、ウェーハ外周部における粗さの悪化を抑制し、ウェーハの粗さの面内均一性を図ることができる平面研削用セグメント砥石を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態に係る平面研削用セグメント砥石について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施形態に係る平面研削用セグメント砥石の概念図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係る平面研削用セグメント砥石１は、回転円盤２と、この回転円盤２の表面にリング状に配置されてなる第１の砥石列としての外側砥石列３と、この外側砥石列３の内側に間隔ｇ１を有して配置された第２の砥石列としての中間砥石列４と、この中間砥石列４の内側に間隔ｇ２を有して配置された第３の砥石列としての内側砥石列５を有している。
【００１３】
外側砥石列３は、複数の円弧状の砥石セグメント３ｓが円周方向に一定間隔ｐ１を設けてリング状に配置されてなり、中間砥石列４は、複数の円弧状の砥石セグメント４ｓが外側砥石列３の内周に間隔ｐ２を有して配置されてなり、さらに、内側砥石列５は、複数の円弧状の砥石セグメント５ｓが中間砥石列４の内周に間隔ｐ３を有して配置されてなっている。
【００１４】
上記外側砥石列３の半径ｒ１と内側砥石列５の半径ｒ２の差が、被研削物の半径の７／２０〜９／１０であるのが好ましい（上記外側砥石列３の半径ｒ１と内側砥石列５の半径ｒ２との差と、被研削物の半径との比について、以下に被研削物との半径比という）。１／４より小さいとウェーハ外周部における砥石の存在割合が少なくなるため、研削負荷が高くなり被研削物の外周部の粗さの改善効果を十分発揮できない。また、９／１０を超えると、外周部の粗さは改善されるものの、間隔ｇ１と、間隔ｇ２の幅が大きくなるため、ウェーハ半径方向の特定の位置に砥石が常に存在することになるため、その部分の研削量が増加して凹みが発生するため、平坦度が悪化してしまう。上記被研削物との半径比がより好ましくは、７／２０〜１３／２０である。この範囲とすることで、被研削物の外周部の粗さの改善効果があるとともに、研削時における平坦度が良化する効果も得ることができる。
【００１５】
また、間隔ｐ１は間隔ｐ２よりも広く、間隔ｐ２は間隔ｐ３よりも広く、すなわち複数の砥石セグメントの間隔は、外列のものから内列のものに向かって漸減するのが好ましい。ウェーハ中央を研削する第１の砥石列３の間隔ｐ１を広く確保することにより、ウェーハの中心部に、常に砥石が接触している状態を少なくすることで中央の凹みを改善し、また、砥石セグメントの間隔を外列のものから内列のものに向けて漸減させる、すなわち、ウェーハと砥石と接触する場合において、ウェーハ中央部から外周部に向かって、砥石セグメントの間隔を少なくさせることで、中央部とは逆に、砥石が接触している状態をより多くすることで、研削における粗さの向上をはかることができる。
【００１６】
このような構成とすることで研削加工時における冷却水を内側、中央、外側に位置する各砥石セグメントにそれぞれまんべんなく供給することができる。
【００１７】
次に本実施形態に係る平面研削用セグメント砥石を用いたウェーハの研削方法について説明する。
【００１８】
例えば、図２に示すような研削装置２１に本発明に係るセグメント砥石１を取り付け、図示しない保持手段によりウェーハＷを保持する。しかる後、セグメント砥石１とウェーハＷを逆方向に回転させ、ウェーハＷに冷却水を供給しながら、半導体ウェーハＷにセグメント砥石１を押し付けて、研削加工を行う。また、本発明に係る平面研削用セグメント砥石は、図２に示すような、片面研削に適するが、一般的な両面研削装置にも適用することができる。
【００１９】
この研削過程において、図３に示すように、３列の砥石列により、研削時のウェーハ外周部の砥石の存在割合を増加させて砥石の接触面積を確保し、砥石の一点にかかる仕事量をウェーハ外周部と内周部で均一化させるので、ウェーハ外周部の粗さが改善され、研削後のウェーハ表面粗さの均一化を図ることができる。
【００２０】
なお、上記実施形態の平面研削用セグメント砥石は、図１に示す構成に限らず、他の実施形態として、図４に示すように、回転円盤１２に、複数の扇形状の砥石セグメント１３が円周方向に間隔を設けて形成されており、上記砥石セグメント１３は、一定間隔を設けてリング状に配置されてなる第１の砥石列１４と、この第１の砥石列１４の内側に配置されている第２の砥石列１５と、この第２の砥石列１５の内側に間隔を有して配置されている第３の砥石列１６を有し、上記砥石列間には砥石溝部１７が形成されている。また、前記砥石セグメント間の円周方向に対する間隔Ｐは、外周から内周方向に向かって直線状に漸減する幅狭扇形状となっている。この構成とすることで、図１に示す構成と同様な作用、効果を得ることができる。
【実施例】
【００２１】
図１に示すような本発明に係る平面研削用セグメント砥石を用い、中間砥石列、内側砥石列の直径を変化させることにより、砥石列間の間隔を変化させ、直径２００ｍｍのシリコンウェーハの研削を行い、ウェーハ外周、ウェーハＲ／２およびウェーハ中央の粗さと、平坦度を測定して比較した。
【００２２】
結果を表１に示す。  
【表１】
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【００２３】
表１からわかるように実施例１から実施例４、すなわち、被研削物との半径比が７／２０から９／１０の範囲において、粗さの最大公差が比較例、参考例に比べて非常にすぐれている結果が得られた。特に、被研削物との半径比が７／２０から１３／２０の範囲においては、粗さの最大公差とともに、平坦度まで良化する効果があることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る平面研削用セグメント砥石の概念図。
【図２】本発明の一実施形態に係る平面研削用セグメント砥石を取り付けた片面研削装置の概念図。
【図３】本発明に係る平面研削用セグメント砥石を用いた被研削物の研削状態を示す概念図。
【図４】本発明の他の実施形態に係る平面研削用セグメント砥石の概念図。
【図５】従来の平面研削用セグメント砥石を用いた被研削物の研削状態を示す概念図。
【符号の説明】
【００２５】
１  平面研削用セグメント砥石
２  回転円盤
３  外側砥石列（第１の砥石列）
３ｓ  砥石セグメント
４  中間砥石列（第２の砥石列）
４ｓ  砥石セグメント
５  内側砥石列（第３の砥石列）
５ｓ  砥石セグメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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