(57)【要約】【課題】  ＴＴＶ値が０．１μｍ以下、面内均一性が３．０％以下の３Ｄ貫通電極半導体基板の提供。【解決手段】          カップホイール型研削砥石軸角度傾斜機構付き数値制御研削装置１を用いる従来の基板の平坦化研削加工プロセスの途中に、平坦化加工工程中に複数点測定した基板の厚み（ｔｉ）を数値制御装置のメモリー（ＲＯＭ）に送信し、演算部で算出したＴＴＶ値、面内均一性値を数値制御研削装置１にフィードバックした値を加味した砥石軸移動量および砥石軸傾斜角度変更の補正平坦化研削加工の工程を加える。【選択図】  図１
2015023113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップホイール型研削砥石軸傾斜可能な数値制御研削装置を用い、直動移動方式の非接触センサまたは複数本の非接触センサを基板の半径方向に並設した複数の変位センサを用いて研削加工されている途中の半導体装置の厚み（ｔｉ）を測定し、その値（ｔｉ）を数値制御装置のメモリー部に送信し、演算部でＴＴＶ曲線を作成、ＴＴＶ値を算出、面内均一性値を算出し、前記ＴＴＶ値および面内均一性値を前記メモリー部に記憶させながら数値制御装置より前記数値制御研削装置にフィードバックさせるカップホイール型研削砥石による半導体基板（ワーク）表面の平坦化加工を行う半導体基板の平坦化研削加工方法において、
平坦化研削加工の工程の間（途中）に、前記カップホイール型研削砥石軸の送り量を算出し、前記研削工程の間に前記カップホイール型研削砥石軸の送り量に対応する半導体基板の厚み（ｔ0）を予めメモリー部に格納したデータから抽出し、
前記平坦化加工の工程の間に実際の半導体基板の厚み（ｔｉ）を測定し、
前記平坦化加工の工程の間に、前記カップホイール型研削砥石軸の送り量に対応する半導体基板の厚み（ｔ0）と前記実際測定された半導体基板の厚み（ｔｉ）とを比較するとともに、前記カップホイール型研削砥石軸の前記送り量に対応する半導体基板の厚み（ｔ0）と前記実際測定された半導体基板の厚み（ｔｉ）との差が所望するＴＴＶ値範囲内に在るか否かを数値制御装置の判定部で判定する監視を行うとともに、演算部よりメモリー部に送信された面内均一性値が所望する面内均一性値に在るか否かも数値制御装置の判定部で判定する監視を行い、
判定されたＴＴＶ値、面内均一性値、および加工された半導体基板の厚み（ｔｅ）が所望の値の範囲内であるときは、半導体基板のカップホイール型研削砥石による平坦化研削加工を終了し、
判定されたＴＴＶ値および面内均一性値、および、研削加工された半導体基板の厚み（ｔｅ）の一つでも所望の範囲外であるときは、前記カップホイール型研削砥石軸の送り量およびカップホイール型研削砥石軸傾斜角度を変えて半導体基板のカップホイール型研削砥石による平坦化研削加工を、判定されるＴＴＶ値、面内均一性値、および、加工された半導体基板の厚み（ｔｅ）の全てが所望の範囲内となるまで続行する、
ことを特徴とする半導体基板の平坦化研削加工方法。
【請求項２】
カップホイール型研削砥石による半導体基板用平坦化加工中に前記カップホイール型研削砥石の半導体基板の表面研削加工に供されていない砥石刃先にこの砥石刃までの距離５〜２０ｍｍ位置にあるノズル噴出口より圧力３〜２０ＭＰａの洗浄水を噴射させて砥石刃に付着した電極研削屑、絶縁層研削屑、樹脂研削屑等の異物を洗い流す砥石刃洗浄を行うことを特徴とする、請求項１記載の半導体基板の平坦化研削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円板状半導体基板を研削加工して基板直径方向幅の肉厚変動分布である平坦度（ＴＴＶ）値が０．１μｍ以下、厚みのバラツキ度を示す面内均一性が３．０％以下の平坦化加工半導体基板を製造する方法に関する。本願発明の実施により得られた平坦化半導体基板は、トランジスター、キャパシタ、メモリーカード、変位センサ測定素子、撮像素子、等として携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ、カーナビゲーション、パソコン、ゲーム機、液晶テレビジョン、プリンター等に使用される。
【背景技術】
【０００２】
砥石軸をワークテーブル上の基板に対し傾斜可能な研削装置を用いてＴＴＶの優れた平坦化加工半導体基板を製造することは知られている。例えば、特公平１−５２１４８号公報（特許文献１）は、研削工具を先端に取り付けたスピンドルを回転自在に支持したスピンドルヘッドの中央部に球面の凹部が形成され、前記スピンドルヘッドは更に摺動部材に固定され、この摺動部材には球面のスピンドル傾斜用ジョイントが固定されており、前記スピンドルヘッドの凹部と球面結合されている。ワークテーブルの平面と直角に調整された後、前記摺動部材とスピンドルヘッドは相互にボルトにボルト固定された研削装置のスピンドル傾斜調整機構を開示する。
【０００３】
また、特開平４−２０１１７８号公報（特許文献２）は、保持機構でスピンドル軸を傾斜させて上方定盤（工具）を下方定盤（ワークテーブル）に対して非平行とし、ワークの外周側を俯角としワークの中心側を仰角としてワークを凸面に研磨加工した後、次いで、このワークの中心側を俯角としワークの外周側を仰角として凹面に研磨加工した後、保持機構でスピンドル軸を垂直保持させて上方定盤と下方定盤とを平行としてワーク表面を工具で平面に研磨加工する方法を開示する。
【０００４】
特開平８−１７０９１２号公報（特許文献３）は、下端に研削用砥石を備えたスピンドル軸の下方のロータリーテーブルへチャック機構を配設すると共に、該ロータリーテーブルの熱膨張の影響を受けない近傍の周辺部位へ独立して二点式インプロセスゲージを配設し、前記チャック機構の上面にバキューム吸着された半導体ウエハの最終仕上げ研削工程の計測方法及び研削方法であって、前記チャック機構の上面で半導体ウエハをバキューム吸着した状態で、該半導体ウエハの加工面の最凹部とチャック機構の上面との最凹部計測値を前記二点式インプロセスゲージを用いて計測すると共に、前記半導体ウエハの加工面の最凸部とチャック機構の上面との最凸部計測値を前記二点式インプロセスゲージを用いて計測し、前記最凸部計測値と最凹部計測値との計測値差を求め、該計測値差をチャック機構の上面と研削用砥石の下面とを限りなく平行状態に近づけて研削加工する最終仕上げ研削工程を実施すること特徴とする半導体ウエハの計測方法及び研削方法を提案する。
【０００５】
特許第３４７２７８４号特許明細書（特許文献４）は、水平面内で回転駆動される加工材料を、垂直方向に配置されたスピンドルヘッドの下部に取り付けられた砥石により研削する数値制御研削装置において、前記スピンドルヘッドと加工材料を垂直方向であるｚ軸方向に相対移動させる駆動手段と、前記スピンドルヘッドまたは加工材料を水平面内のｘ軸およびｙ軸の回りに回転させる傾動手段と、前記駆動手段および傾動手段を制御してスピンドルヘッドの送り量およびスピンドルヘッドと加工材料との相対的な傾きを研削の段階に応じて段階的または連続的に変化させる制御手段と、砥石の加工材料に対する加工開始点から加工終了点の間に位置する最深切り込み点の砥石中心からの方向と、前記加工開始点と加工終了点の加工材料からの高さの差とを入力パラメータとして、ｚ軸方向の送り量とｘ軸回りおよびｙ軸回りの回転量とを算出する手段と、角度計測手段とを備えた砥石
軸角度調整可能な数値制御研削装置を提案する。また、前記制御手段が、スピンドルヘッドの送り量およびスピンドルヘッドと加工材料との相対的な傾きを初めに大きく、次第に小さく制御する半導体基板の研削方法も提案する。
【０００６】
特開２００５−２２０５９号公報（特許文献５）は、被研削物（ワーク）を保持して回転駆動するターンテーブルと、カップホイール型研削砥石を取り付けて回転駆動する研削工具(砥石軸)とを具備し、前記ターンテーブルに保持した被研削物に研削工具の砥石を押し付けた状態で被研削物と研削工具とを相対運動させることにより被研削物の被研削面を平面状に研削する研削盤において、前記研削工具に、この研削工具の姿勢を制御する磁気軸受を設置し、前記研削工具の被研削物に対する相対的な姿勢を検出するセンサと、前記センサによって検出した検出データを用いて前記研削工具が予め設定した姿勢となるように前記磁気軸受を制御する姿勢制御手段とを具備し、前記センサは、前記磁気軸受の固定側部材と研削工具間の相対的位置の変位を複数箇所で検出する変位センサであることを特徴とする半導体基板用の研削装置を提案する。
【０００７】
さらに、特許第５１８４９１０号特許明細書（特許文献６）は、回転／直動可能な砥石軸に軸承されたカップホイール型砥石を静圧軸受と磁気軸受で回転および直動可能に支持した研削ヘッド、前記砥石軸を回転／直動させる回転／直動複合アクチュエータ、その砥石軸が垂直方向となるよう下面中央位置に研削ヘッドを固定した固定板、前記研削ヘッドの下方に設けたポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルが中空スピンドルにより軸承され、その中空スピンドルが静圧軸受により軸受けされるワークチャックロータリーテーブル機構であって、前記ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルの水平方向表面が前記砥石軸に軸承されたカップホイール型砥石の底面に平行となるように設けたワークチャックロータリーテーブル機構、および、前記砥石軸を垂直方向に備えさせた固定板下面の中心点に対し正三角形または二等辺三角形の頂点位置の三箇所に前記固定板を上下移動させるキネマカップリングとシリンダロッドを備える固定板昇降機構３基を備える基板の平面研削装置であって、前記固定板昇降機構が、ワークチャックロータリーテーブル機構の機枠ベース表面に固定された中央にボールネジが貫通する孔を有する断面Ｖ形状カップリング雌部材、中央にボールネジが貫通する孔を有し、前記カップリング雌部材のＶ凹部内面壁に嵌合する底部断面形状がＶ形状のカップリング雄部材、前記カップリング雌部材の貫通孔およびカップリング雌部材の貫通孔を鉛直線上に貫通して設置されるボールネジであって、下端をワークチャックロータリーテーブル機構の機枠ベースの底部で固定具により回転駆動可能により固定され、上端は研削ヘッドの固定板の下面で固定嵌合プレートにより回転駆動可能により固定され、ボールネジの上端側にボールネジ駆動モータとエンコーダとボールネジ螺合体が取り付けられたボールネジ、および、前記カップリング雌部材のＶ凹部と前記カップリング雄部材の底面とで構成される空所内にマイクロサーボモータの駆動により進退移動可能なボールネジの先端に取り付けられた楔、とで構成され、該楔と前記カップリング雄部材の底面の接触により固定板の高さ位置が決定可能である固定板高さ位置調整機構であることを特徴とする、基板の平面研削装置を提案する。
【０００８】
一方、特許第５２１９５６９号特許明細書（特許文献７）は、ウエハを保持して、ウエハを研削する研削手段と、研削手段を研削送りする送り手段とを備えたウエハ研削装置であって、
研削工程の間に、実際のウエハの厚さを測定する検出手段と、
前記研削工程の間に、前記研削手段の送り量を演算する演算部と、
前記研削工程の間に、前記研削手段の前記送り量に対応するウエハの厚さを、予め記憶したデータから抽出する導出部と、
前記研削工程の間に、前記導出部が抽出した前記ウエハの厚さと前記検出手段が測定した前記実際のウエハの厚さとを比較するとともに、前記導出部が抽出した前記ウエハの厚
さと前記実際のウエハ厚さとの差が所定範囲内に有るか否かを監視して、前記ウエハの前記裏面の加工良否を判定する加工良否判定部と、
を具備するウエハ研削装置を用い、
研削工程の間に、前記研削手段の送り量を算出し、
前記研削工程の間に、前記研削手段の前記送り量に対応するウエハの厚さを、予め格納したデータから抽出し、
前記研削工程の間に、実際のウエハの厚さを測定し、
前記研削工程の間に、前記研削手段の送り量に対応する前記ウエハの厚さと前記実際のウエハの厚さとを比較するとともに、前記研削手段の前記送り量に対応する前記ウエハの厚さと前記実際のウエハの厚さとの差が所定範囲内に有るか否かを監視して、前記ウエハの前記裏面の加工良否を判定する、
加工良否判定方法を提案する。
【０００９】
また、特許第４８７５４０９号特許明細書（特許文献８）は、測定範囲、感度、分解能も同種の２つの変位計Ａ，Ｂを用い、標準直定規に対してレバー式自律校正法で校正された変位計Ａ，Ｂの両方をピッチ距離ｐ間離して数値制御平面研削機械の前後方向に移動可能なツールテーブルに搭載された砥石頭に変位計Ａ，Ｂの列が左右方向に移動可能なワークテーブルの長手方向に向くよう距離ｐ離して支持し、次の工程を経て前記ワークテーブル上の被平面研削加工物の真直度Ｓａを測定し、
１）前記ワークテーブルおよび前記変位計Ａ，Ｂの相対的な移動により前記ワークテーブル上に固定された標準直定規表面と各変位計Ａ，Ｂプロ−ブ間の距離ＳA(Xi)，ＳB(Xi
＋ｐ)を検出し、メモリーで記録する。
２）演算部で両者の差｛ＳB(Xi＋ｐ)−ＳA(Xi)｝を演算し、被平面研削加工物の基準面と非接触型静電容量型変位計Ａのプローブ電極間の距離をZ0A、被平面研削加工物の基準
面と非接触型静電容量型変位計Ｂのプローブ電極間の距離Z0Bと仮定したときの距離Z0Bと距離Z0Aの差（Z0B−Z0A）としてメモリーに記憶する。
３）前記変位計Ａ，Ｂを用いて前記ワークテーブル上の被平面研削加工物表面と各変位計Ａ，Ｂのプローブ間の距離ｍ1(Xi)およびｍ2(Xi＋ｐ)を検出し、メモリーする。
４）これら検出値の差m2ｄ(Xi)＝〔ｍ2(Xi＋ｐ)−ｍ1(Xi)〕を演算し、メモリーする。
５）m2ｄ(Xi)/ｐを求める式に｛ＳB(Xi＋ｐ)−ＳA(Xi)｝を代入する演算を行い、このm2ｄ(Xi)/ｐを被平面研削加工物表面の高さ変位函数f(X)の微分値df(X)/dXとして近似させ、次式で表される微分値を検出されていった各値よりこの導関数を積分していくとともに、メモリーに記録する。
df(X)/dX≒〔ｆ(Xi＋ｐ)−ｆ(Xi)〕/ｐ＋｛ＳB(Xi＋ｐ)−ＳA(Xi)｝/ｐ
６）前式の導関数を積分した変位函数f(X)を、変位計Ａにより計測された被平面研削加工物表面の真直度変位グラフとして出力するか、そのf(X)値の最大ピ−ク値を被平面研削加工物の真直度Ｓａとして出力する。
ついで、
上記工程６）で出力されたｆ(Xi)の値と、工程１）で検出された変位計ＡのＳA(Xi)お
よび工程３）で検出されたｍ1(Xi)の値より走査運動誤差Ez(Xi)を次式で演算し、
Ez(Xi)＝ｍ1(Xi)−ｆ(Xi)＋ＳA(Xi)
この走査運動誤差Ez(Xi)を数値制御装置にメモリーし、
前記数値制御平面研削機械の左右方向に移動可能な前記ワークテーブル上に載置される前記被平面研削加工物と、前記砥石頭との相対的な動きにより砥石頭の砥石軸に回転自在に備えられた砥石車により前記被平面研削加工物表面をワークテーブル座標位置Xi位置で研削加工する際、前記被加工物の平面研削加工時の前記砥石車の上下方向移動距離を前記Ez(Xi)の昇降移動補正を成しながら平面研削加工を行うことを特徴とする、被平面研削加工物の平面研削方法を提案する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特公平１−５２１４８号公報
【特許文献２】特開平４−２０１１７８号公報
【特許文献３】特開平８−１７０９１２号公報
【特許文献４】特許第３４７２７８４号特許明細書
【特許文献５】特開２００５−２２０５９号公報
【特許文献６】特許第５１８４９１０号特許明細書
【特許文献７】特許第５２１９５６９号特許明細書
【特許文献８】特許第４８７５４０９号特許明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記特許文献１乃至特許文献６記載の工具（カップホイール型研削砥石または研磨パッド）軸傾斜可能な半導体基板用工作機械は、基板の平坦加工後に静電容量厚み測定計または非接触近赤外光センサを用いて平坦化半導体シリコン基板の平坦度（ＴＴＶ値）も０．２μｍの値を示すほどまで向上した。しかし、上記特許文献１乃至特許文献６記載の砥石軸傾斜可能な半導体基板用研削装置は、平坦化加工中の半導体基板の厚みの測定が半導体基板の回転中心点廻りの円周上であり、工具軸の半導体基板面に対する俯角を８８．０度から９０度に変化させて平坦化加工を行うため、平坦化加工された半導体基板の外周淵内側近くに山だれ現象が見受けられ、この山の存在がＴＴＶ０．２μｍ最良値となっている。よって、ＴＴＶ０．１μｍの平坦化加工された半導体基板を得るには、続いてＣＭＰ平坦化加工する工程が必要とされていた。また、直径が異なる銅電極柱がシリコン基盤に分散密度を変えて多数設けられた貫通電極基板を軸傾斜可能な数値制御研削装置を用いて平坦化加工した加工基板の厚みバラツキ度を示す面内均一性値は１０〜１５％、頭出しされた銅電極のシリコン基板面からの突出高さは、５０ｎｍから１８μｍと異なった値を示す。貫通電極半導体装置の製造メーカは、平坦化加工された貫通電極基板のＴＴＶ値を０．１μｍ以下、面内均一性を３％以下とすることを要望している。
【００１２】
本願発明者らは、上記特許文献７または特許文献８記載の先の平坦化研削加工された被研削物（ワーク）の物性値（厚みまたは真直度）を数値制御工作機械にフィードバックさせて新しい被研削物の平坦化加工を行うという方式を、上記工具軸傾斜可能な半導体基板用工作機械に応用することを鑑み、平坦化加工中の基板の径方向の厚みを直動移動方式の非接触センサで測定し、数値制御装置（ＣＰＵ）のメモリー部（ＲＯＭ）に記録させるとともに、数値制御装置の演算部でＴＴＶ曲線を算出し、そのＴＴＶ曲線をメモリー部に記録させ、数値制御工作機械にフィードバックさせて新しい半導体基板の平坦化加工を行うことを検討し、本発明に想着した。
【００１３】
本発明の目的は、ＴＴＶ値が０．１μｍ以下、面内均一性が３％以下の平坦化加工半導体基板が得られる半導体基板の平坦化加工方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１の発明は、カップホイール型研削砥石軸傾斜可能な数値制御研削装置を用い、直動移動方式の非接触センサまたは複数本の非接触センサを基板の半径方向に並設した複数の変位センサを用いて研削加工されている途中の半導体装置の厚み（ｔｉ）を測定し、その値（ｔｉ）を数値制御装置のメモリー部に送信し、演算部でＴＴＶ曲線を作成、ＴＴＶ値を算出、面内均一性値を算出し、前記ＴＴＶ値および面内均一性値を前記メモリー部に記憶させながら数値制御装置より前記数値制御研削装置にフィードバックさせるカップホイール型研削砥石による半導体基板（ワーク）表面の平坦化加工を行う半導体基板の平坦化研削加工方法において、
平坦化研削加工の工程の間（途中）に、前記カップホイール型研削砥石軸の送り量を算出し、前記研削工程の間に前記カップホイール型研削砥石軸の送り量に対応する半導体基板の厚み（ｔ0）を予めメモリー部に格納したデータから抽出し、
前記平坦化加工の工程の間に実際の半導体基板の厚み（ｔｉ）を測定し、
前記平坦化加工の工程の間に、前記カップホイール型研削砥石軸の送り量に対応する半導体基板の厚み（ｔ0）と前記実際測定された半導体基板の厚み（ｔｉ）とを比較するとともに、前記カップホイール型研削砥石軸の前記送り量に対応する半導体基板の厚み（ｔ0）と前記実際測定された半導体基板の厚み（ｔｉ）との差が所望するＴＴＶ値範囲内（
０．１μｍ以下）に在るか否かを数値制御装置の判定部で判定する監視を行うとともに、演算部よりメモリー部に送信された面内均一性値が所望する面内均一性値（３％以下）に在るか否かも数値制御装置の判定部で判定する監視を行い、
判定されたＴＴＶ値、面内均一性値、および加工された半導体基板の厚み（ｔｅ）が所望の厚み（Ｔｅ）範囲内であるときは、半導体基板のカップホイール型研削砥石による平坦化加工を終了し、
判定されたＴＴＶ値および面内均一性値、および、研削加工された半導体基板の厚み（ｔｅ）の一つでも所望の範囲外であるときは、前記カップホイール型研削砥石軸の送り量およびカップホイール型研削砥石軸傾斜角度を変えて半導体基板のカップホイール型研削砥石による平坦化研削加工を、判定されるＴＴＶ値、面内均一性値、および、加工された半導体基板の厚み（ｔｅ）の全てが所望の範囲内となるまで続行する、
ことを特徴とする半導体基板の平坦化研削加工方法を提供するものである。
【００１５】
請求項２の発明は、カップホイール型研削砥石による半導体基板用平坦化加工中に前記カップホイール型研削砥石の半導体基板の表面研削加工に供されていない砥石刃先にこの砥石刃までの距離５〜２０ｍｍ位置にあるノズル噴出口より圧力３〜２０ＭＰａの洗浄水を噴射させて砥石刃に付着した電極研削屑、絶縁層研削屑、樹脂研削屑等の異物を洗い流す砥石刃洗浄（加圧水ドレッシング）を行うことを特徴とする、請求項１記載の半導体基板の平坦化研削加工方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
半導体基板の半径方向の厚み測定を加えたフィードバック研削加工工程を従来の研削加工工程の途中に取り入れたことにより、ＴＴＶ値が０．１μｍ以下、面内均一性値が３．０％以下の平坦化研削加工半導体基板が得られる。また、カップホイール型研削砥石の加圧水ドレッシング工程を加えたことにより３Ｄ貫通電極半導体基板表面の配線金属（Ｃｕ，ＡＧ，Ａｌ）研削屑汚染（Smearing）問題が解消される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は半導体基板を平坦化加工している状態を示す数値制御研削装置の正面図である。
【図２】図２は半導体基板の平坦化加工手順を示すブロック図である。
【図３】図３はフィードバックされる半導体基板平坦化加工途中に作成される平坦化加工半導体基板のＴＴＶ曲線の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１８】
以下、図１および図２を用いて半導体基板（ワーク）ｗのカップホイール型研削砥石による平坦化加工方法を詳細に説明する。
【００１９】
実施例１
（１）．半導体基板ｗをカップホイール型研削砥石軸角度調整可能な研削装置１のポーラスセラミックチャックテーブル２ａ上に載置する。
【００２０】
（２）．数値制御装置のメモリー部（ＲＯＭ）に、研削前のワークの厚み（Ｔ０）、所望する平坦加工ワークの厚み（Ｔｅ）、カップホイール型研削砥石軸の送り量に対応する半導体基板の厚み（ｔ0）、所望する上限のＴＴＶ値（０．１μｍ）、所望する上限の面内均一値（３．０％）、変位センサの測定位置（ｉ）および測定点数を入力する。
【００２１】
カップホイール型研削砥石軸傾斜可能な数値制御半導体基板用平坦化加工装置１を用い
、直動移動方式の非接触変位センサ（近赤外光変位センサ）を用いて半導体装置の厚み（ｔｉ）を測定し、その値（ｔｉ）を数値制御装置のメモリー部（ＲＯＭ）に送信し、演算部でＴＴＶ値を算出するとともに、ＴＴＶ曲線を作成させて前記メモリー部に記憶させながらカップホイール型研削砥石３による半導体基板ｗ表面の平坦化研削加工を開始する。
【００２２】
具体的には、図１に示される数値制御半導体基板用平坦化加工装置１を用い、数値制御装置の記憶部（ＲＡＭ）に記憶されている研削加工プログラムからの指令に従ってカップホイール型研削砥石軸の送り量（砥石軸傾斜角度、カップホイール型研削砥石３のインフィード切り込み量、カップホイール型研削砥石３の砥石刃３ｇが半導体基板表面に接する位置座標）を変えながら半導体基板表面の平坦化研削加工を行う。砥石軸傾斜角度の変化は、従来通りの８８度開始、９０度（半導体基板の上面と砥石刃の下面が平行である）終了でよい。また、複数個（図１では３個）の非接触変位センサを半導体基板の半径方向に並べて設置してもよいし、直動移動方式の非接触変位センサ１個を半導体基板の半径方向に直線移動させて監視をおこなってもよい。
【００２３】
前記数値制御研削装置１は、基板チャック２ａを回転軸２ｂに軸承させた基板吸着チャック機構２、砥石軸３ｂに軸承された高い砥番のカップホイール型研削砥石３ａを備える砥石ヘッド３、該研削砥石の砥石刃先３ａｇを高圧ジェット洗浄するノズル４ａを備える洗浄液噴射装置４および貫通電極付きセラミック基板の貫通電極が形成されている面に研削液を供給する研削液供給ノズル５を備える。
【００２４】
前記カップホイール型研削砥石３は、砥粒素材として砥番＃３００〜＃１，２００のダイヤモンド、ｃＢＮ、ＳｉＣの砥粒を用いたビトリアイドボンド砥石、メタルボンド砥石、レジンボンド砥石などが利用できる。なかでも、ダイヤモンドビトリファイドボンドカップホイール型研削砥石が面平坦度仕上げ（面内均一性）および研削速度の面で優れる。
【００２５】
研削液供給ノズル５より供給される研削液としては、純水が一般であるが、半導体基板素材の種類（シリコン、ガラス、セラミック）および電極素材の金属（銅、アルミニウム、銀）によっては、純水以外のエタノールアミン水溶液、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、苛性カリ水溶液、酢酸、塩酸等の導電性水溶液、シリカ水分散液セリア水分散液、アルミナ水分散液なども利用してもよい。
【００２６】
洗浄液噴射装置４のノズル４ａより供給される洗浄液としては、上述の研削液を用いてもよいが、排水処理の面から純水が一般的である。洗浄水の砥石刃３ａｇへの噴射角度は、３〜２０度、好ましくは、５〜１８度の扇形状である。
【００２７】
洗浄液噴射装置４としては、旭サナック株式会社の精密高圧ジェット水洗浄機械“ＨＰＭＪ  ＡＦＳ５４００Ｓ”（商品名）が利用できる。
【００２８】
上記数値制御研削装置１のカップホイール型研削砥石研削砥石３ｇを用いて銅貫通電極が形成されたシリコン基板（ワーク）ｗの表面平坦化加工を行う銅貫通電極の頭出し研削加工作業は、回転軸２ｂを１００〜１５０ｍｉｎ−１回転させることによりワークを回転させ、高粒度カップホイール型研削砥石３ａの砥石軸３ｂを１，２００〜２，０００ｍｉｎ−１回転させながら３０μｍ／分の下降速度で下降させて、そのカップホイール型研削砥石の砥石刃先３ａｇを前記ワークｗ表面上で摺擦させて厚みを所望量（２〜５０μｍ）減少させるワークの仕上げ研削加工をするとともに、この研削加工中に前記カップホイール型研削砥石の半導体基板の表面研削加工に供されていないポーラスセラミックテーブル２ａ外領域部分の砥石刃先３ａｇにこの砥石刃までの距離５〜２０ｍｍ位置にあるノズル噴出口４ａより圧力３〜２０ＭＰａ、好ましくは、１０〜１２ＭＰａの洗浄水を噴射させて砥石刃に付着した銅電極研削屑、絶縁層研削屑、樹脂研削屑等を洗い流す砥石刃洗浄工程（加圧水ドレッシング）を行う。上記研削加工中、ワークの表面には研削液供給ノズル
５より研削液が１０〜２０リットル／分の割合で供給される。
【００２９】
（３）．上記半導体基板表面の平坦化研削加工の工程の間に、前記カップホイール型研削砥石軸３ａの送り量を数値制御装置（ＣＰＵ）の演算部で算出し、前記平坦化工程の間に前記カップホイール型研削砥石軸の送り量に対応する半導体基板の厚み（ｔ0）を予めメモ
リー部に格納したデータから抽出する。
【００３０】
（４）．前記平坦化研削加工の工程の間に実際の半導体基板の厚み（ｔｉ）を３本の近赤外光変位センサで同時に測定する。
【００３１】
（５）．また、前記平坦化加工の工程の間に、前記カップホイール型研削砥石軸の送り量に対応する半導体基板の厚み（ｔ0）と前記実際測定された半導体基板の厚み（ｔｉ）とを比較するとともに、前記カップホイール型研削砥石軸の前記送り量に対応する半導体基板の厚み（ｔ0）と前記実際測定された半導体基板の厚み（ｔｉ）との差の絶対値|ｔｉ−ｔ0|が所望するＴＴＶ値の範囲内（０．１μｍ以下）に在るか否かを数値制御装置の判定部で判定する監視を行うとともに、メモリー部に記憶された前記測定された半導体基板の厚み（ｔｉ）より厚みのバラツキを演算部で算出し、面内均一性値が所望する値内（３％以下）に在るか否かも数値制御装置の判定部で判定する監視を行う。
【００３２】
（６）．判定されたＴＴＶ値および面内均一性値および加工された半導体基板の厚み（ｔｅ）が所望の範囲（Ｔｅ）内であるときは、半導体基板のカップホイール型研削砥石による平坦化研削加工を終了する。
【００３３】
（７）．上記（５）工程で判定されたＴＴＶ値および面内均一性値および加工された半導体基板の厚み（ｔｅ）の一つでも所望の範囲外であるときは、前記カップホイール型研削砥石軸の送り量、砥石軸角度を変える前記（５）工程に戻り、半導体基板のカップホイール型研削砥石による平坦化研削加工を、判定されるＴＴＶ値および面内均一性値および加工された半導体基板の厚み（ｔｅ）の全てが所望の範囲内となるまで続行し、次いで、上記（６）工程終了に到る。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
図３に示す複数のＴＴＶ曲線から理解されるように、フィードバック平坦化研削加工の進展につれ、得られるＴＴＶ曲線は、最上部ＴＴＶ曲線から最下位部のＴＴＶ曲線へと変化する。この最下位部のＴＴＶ曲線はＴＴＶ０．０９４μｍ、面内均一性２．８％の平坦化研削加工された銅貫通電極半導体基板の物性を示すもので、基板外周縁近傍の山だれ減少が極めて小さくなっていることが理解される。よって、半導体装置製造メーカの要望を満たす平坦化加工された銅貫通電極半導体基板を提供できる。
【符号の説明】
【００３５】
１    研削装置
ｗ    銅貫通電極が形成されたシリコン基板（被研削物）
２    基板チャック機構
２ａ  バキュームチャックテーブル
２ｂ  バキュームチャックテーブルの回転軸
３    カップホイール型研削砥石
３ａｇ  カップホイール型研削砥石の砥石刃先
３ｂ  カップホイール型研削砥石軸
４    洗浄液噴射装置
４ａ  高圧ジェット洗浄するノズル
５    研削液供給ノズル
【図１】
2015023113.tif 000003
【図２】
2015023113.tif 000004
【図３】
2015023113.tif 000005