(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップ型砥石を用いた板状被加工物のインフィード型両面同時研削装置において、研削用スラリ（研削水）とは別に、両面同時研削中の板状被加工物の中心部を冷却する手段を具備し、該手段が、板状被加工物の両面の中心部に冷却液または圧縮気体を噴射させる手段であることを特徴とする両面同時研削装置。
【請求項２】
カップ型砥石を用いた板状被加工物のインフィード型両面同時研削装置において、カップ型砥石および／または板状被加工物を砥石幅以上の幅に揺動させる手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載した両面同時研削装置。
【請求項３】
前記カップ型砥石の形状が、砥石幅以上に偏心させた円形砥石または砥石幅以上に変形させた楕円形砥石であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載した両面同時研削装置。
【請求項４】
前記カップ型砥石の形状が、多角形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載した両面同時研削装置。
【請求項５】
前記カップ型砥石がセグメントの間隔を空けた櫛歯状であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載した両面同時研削装置。
【請求項６】
前記砥石のセグメントの全長が、砥石全周の３／４以下、１／４以上であることを特徴とする請求項５に記載した両面同時研削装置。
【請求項７】
カップ型砥石を用いたインフィード型の両面同時研削において、研削用スラリ（研削水）とは別に、板状被加工物の両面の中心部に冷却液または圧縮気体を噴射しながら、前記中心部を冷却しつつ研削することを特徴とする両面同時研削方法。
【請求項８】
カップ型砥石を用いたインフィード型の両面同時研削において、カップ型砥石および／または板状被加工物を砥石幅以上に揺動させながら研削することを特徴とする請求項７に記載した両面同時研削方法。
【請求項９】
砥石の形状が、砥石幅以上に偏心させた円形砥石または砥石幅以上に変形させた楕円形砥石である前記カップ型砥石を用いて研削することを特徴とする請求項７または請求項８に記載した両面同時研削方法。
【請求項１０】
砥石の形状が、多角形である前記カップ型砥石を用いて研削することを特徴とする請求項７または請求項８に記載した両面同時研削方法。
【請求項１１】
砥石がセグメントの間隔を空けた櫛歯状である前記カップ型砥石を用いて研削することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載した両面同時研削方法。
【請求項１２】
前記砥石のセグメントの全長が、砥石全周の３／４以下、１／４以上である前記カップ型砥石を用いて研削することを特徴とする請求項１１に記載した両面同時研削方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ、露光原版用石英基板等の板状被加工物の両面同時研削装置及び研削方法並びにこれに用いられるカップ型砥石に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から半導体ウェーハや石英基板等の板状被加工物の精密加工において平面研削が用いられている。平面研削では、片面研削または両面研削が行われる。両面研削でも、片面ずつ研削し、反転させもう一方の面を研削する方法や、同時に両面を研削する両面同時研削または両頭研削といわれる研削方法もある。
ウェーハの表面を同時に研削する両頭研削方式にも幾つかの方式があるが、２つの対になる円筒砥石の間にウェーハを通すことによって研削するクリープフィード研削や、一対のカップ型砥石を用い、砥石がウェーハ中心を通過するようにカップ型砥石とウェーハとが共に回転しながら研削するインフィード研削方式が主流である。
【０００３】
図８に例示した半導体ウエーハの研削に用いられるインフィード型両面同時研削装置１ａは、同方向に回転する一対のカップ型砥石２とワークＷを両面から支持する二対のワーク押えローラ４、ワークＷの円周を支持する４個のワークガイドローラ５とワークＷを砥石と反対方向に回転駆動する一対のワーク駆動ローラ３から構成されている。カップ型砥石２はカップ状基台２ａと砥石部２ｂと砥石回転軸２ｃから成り、砥石部２ｂの研削面には砥石セグメント（不図示）が接合されている。ワークＷとカップ型砥石２は所定の回転速度で回転される。研削用スラリは、通常、砥石回転軸２ｃの中心孔（不図示）から供給するか、砥石の外周または内側に掛け流すようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、上記インフィード型の研削方法がクリープフィード型に比べ高い平坦度が得られ易いという利点から一般的に用いられているが、この方法では、ウェーハ中心と砥石が常に接触することになりクーラント等によるウェーハ中心部の冷却効果が十分受けられない。そのため、ウェーハ中心部は熱膨張した状態で研削されていると考えられ、研削後の板状被加工物の形状は中心部が凹んだ形状となる。この凹みは研削の後工程では除去されにくいことから、一層の高平坦度を追求する上で、研削工程で解決すべき問題となっている。
【０００５】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、カップ型砥石を使用するインフィード型両面同時研削装置において、カップ型砥石が常に接触している板状被加工物の中心部の局所的な膨張を防ぎつつ研削し、両面が高平坦度な板状被加工物に加工することができる両面同時研削装置とカップ型砥石および研削方法を提供することを主たる目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に記載した発明は、カップ型砥石を用いた板状被加工物のインフィード型両面同時研削装置において、両面同時研削中の板状被加工物の中心部を冷却する手段を具備することを特徴とする両面同時研削装置である。
【０００７】
このように、板状被加工物（以下、ワークということがある）の両面の中心部を積極的に冷却する手段を設けた装置とすれば、研削中のワークの中心部は常に冷却されて局所的な熱膨張が抑制され、ワーク面内の膨張は均一となり、中心部の過度な研削が防止できるので研削後の中心部の凹んだ形状は除去され高平坦度を確保することができる両面同時研削装置となる。
【０００８】
この場合、本発明に記載したように、前記インフィード型両面同時研削装置において、中心部を冷却する手段を、板状被加工物の両面の中心部に水性または油性のクーラント等の冷却液または空気または窒素等の圧縮気体を噴射させる手段とすることができる。
【０００９】
このように、ワークの両面の中心部に冷却液または圧縮気体等の冷却媒体を噴射させる手段を設けた装置とすれば、容易にワーク中心部を冷却することができ、ワーク中心部の局所的な熱膨張を強制的に抑えることができる。従って、ワーク面内の膨張は平均化され、ワーク両面の全面を高平坦度に加工することができる装置となる。
【００１０】
そして、本発明に記載した発明は、カップ型砥石を用いた板状被加工物のインフィード型両面同時研削装置において、カップ型砥石および／または板状被加工物を砥石幅以上の幅に揺動させる手段を設けたことを特徴とする両面同時研削装置である。
【００１１】
このように、カップ型砥石および／または板状被加工物を砥石幅以上の幅に揺動させる手段を設けた装置とすれば、砥石がワーク中心部を通過しない状態を周期的に作り出すことができ、ワーク中心部との接触時間が短縮され、摩擦熱による高温化が抑制され、中心部の熱膨張が抑えられてワーク面内の膨張は平均化され、ワーク両面の全面を高平坦度に加工することができる装置となる。
【００１２】
さらに、本発明に記載した発明では、前記記載したカップ型砥石を用いた板状被加工物のインフィード型両面同時研削装置において、カップ型砥石および／または板状被加工物を砥石幅以上の幅に揺動させる手段を設けた。
【００１３】
このように、カップ型砥石および／またはワークを砥石幅以上の幅に揺動させる手段と、両面同時研削中のワークの中心部を冷却する手段あるいは中心部を冷却する手段としてワークの両面の中心部に冷却液または圧縮気体を噴射させる手段を併設した両面同時研削装置とすれば、砥石がワーク中心部を通過しない状態を周期的に作り出すことができ、ワーク中心部との接触時間が大幅に短縮され、摩擦熱による高温化が抑制されると共にクーラントが直接ワーク中心部に当たるようになって冷却効果が高まり、中心部の熱膨張が効果的に抑えられてワーク面内の膨張は平均化され、ワーク両面の全面を一層高平坦度に加工することができる装置となる。
【００１４】
次に、本発明に記載した発明は、インフィード型両面同時研削装置で使用するカップ型砥石であって、砥石の形状が、砥石幅以上に偏心させた円形砥石または砥石幅以上に変形させた楕円形砥石であることを特徴とするカップ型砥石である。
【００１５】
このように、カップ型砥石の形状を砥石幅以上に偏心させた円形砥石または砥石幅以上に変形させた楕円形砥石とすれば、円形砥石を機械的に揺動させるのと同様の軌跡を描いて揺動するので、砥石がワーク中心部を通過しない状態を周期的に作り出すことができ、ワーク中心部との接触時間が短縮され、摩擦熱による高温化が抑制され、中心部の熱膨張が抑えられてワーク面内の膨張は平均化され、ワーク両面の全面を高平坦度に加工することができるカップ型砥石となる。
【００１６】
そして、本発明に記載した発明は、インフィード型両面同時研削装置で使用するカップ型砥石であって、砥石の形状が、多角形であることを特徴とするカップ型砥石である。
このように、カップ型砥石の形状を、三角形、四角形、……多角形としても、前記楕円形砥石等と同様に揺動させるのと同じ効果が発揮され、ワーク両面の全面を高平坦度に加工することができるカップ型砥石となる。
【００１７】
さらに、本発明に記載した発明は、インフィード型両面同時研削装置で使用するカップ型砥石であって、砥石がセグメントの間隔を空けた櫛歯状であることを特徴とするカップ型砥石であって、この場合、本発明に記載したように、前記砥石のセグメントの全長が、砥石全周の３／４以下、１／４以上であることが望ましい。
【００１８】
このように、例えばカップ型砥石の円周上に空間部を全周の２５〜７５％程度設ければ、砥石を揺動させしなくても、砥石がワーク中心部を通過しない状態をほぼ連続的に作り出すことができ、ワーク中心部との接触時間が短縮され、摩擦熱による高温化が抑制され、中心部の熱膨張が抑えられてワーク面内の膨張は均一化され、ワーク面内の平坦度を高精度に加工することができるカップ型砥石となる。
【００１９】
ここで、本発明に記載した発明は、上記いずれかの装置において、カップ型砥石を上記いずれかのものとすることを特徴とする両面同時研削装置である。
このように、上記いずれかの装置において、上記いずれかのカップ型砥石を装着してワークを研削すれば、ワーク中心部の強制冷却と砥石またはワークの揺動により、ワーク中心部の熱膨張は一層抑制され研削後の中心部に凹部が形成されることなく、高平坦度の両面同時研削が可能な装置となる。
【００２０】
次に、本発明に記載した発明は、カップ型砥石を用いたインフィード型の両面同時研削において、板状被加工物の中心部を冷却しつつ研削することを特徴とする両面同時研削方法であり、この場合、上記のインフィード型の両面同時研削において、板状被加工物の両面の中心部に冷却液または圧縮気体を噴射しながら研削することを特徴とする両面同時研削方法である。
【００２１】
このように、ワークの両面の中心部に冷却液または圧縮気体を噴射する等して、常時ワーク中心部を集中的に冷却させれば、ワーク中心部の熱膨張を強制的に抑えることができるので、ワーク面内の膨張は平均化され、ワーク両面の全面を高平坦度に加工することができる。従って、研削工程における歩留り、生産性の向上を図ることができ、コストを改善することができる。
【００２２】
本発明に記載した発明は、カップ型砥石を用いたインフィード型の両面同時研削において、カップ型砥石および／または板状被加工物を砥石幅以上に揺動させながら研削する事を特徴とする両面同時研削方法である。
【００２３】
このように、カップ型砥石および／または板状被加工物を砥石幅以上の幅に揺動させながら研削すれば、砥石がワーク中心部を通過しない状態を周期的に作り出すことができ、ワーク中心部との接触時間が短縮され、また研削用スラリや冷却液または圧縮気体等の冷却媒体が空間部に入り込むことによって、中心部の摩擦熱による高温化が抑制され、熱膨張が抑えられてワーク面内の膨張は平均化され、ワーク両面の全面を高平坦度に加工することができる。
【００２４】
そして、本発明に記載した発明は、上記に記載したカップ型砥石を用いたインフィード型の両面同時研削において、カップ型砥石および／または板状被加工物を砥石幅以上に揺動させながら研削する両面同時研削方法である。
【００２５】
このように、カップ型砥石および／またはワークを砥石幅以上の幅に揺動させながら研削する方法に、両面同時研削中のワークの中心部を冷却する方法あるいは中心部を冷却する方法としてワークの両面の中心部に冷却液または圧縮気体を噴射させる方法を併用して両面同時研削を行えば、砥石がワーク中心部を通過しない状態を周期的に作り出すことができ、ワーク中心部との接触時間が大幅に短縮され、摩擦熱による高温化が抑制されると共にクーラントが直接ワーク中心部に当たるようになって冷却効果が高まり、中心部の局所的な熱膨張が抑えられてワーク面内の膨張は平均化され、ワーク両面の全面を一層高平坦度に加工することができる。
【００２６】
そして、本発明に記載した発明は、カップ型砥石を用いたインフィード型の両面同時研削において、上記のいずれかのカップ型砥石を用いて研削することを特徴とする両面同時研削方法である。
【００２７】
このように、上記いずれかのカップ型砥石を用いてワークを研削すれば、砥石の揺動あるいは砥石の空間部により、ワーク中心部と砥石の接触時間が短縮され発熱が減り、ワーク中心部の熱膨張は抑制され研削後の中心部に凹部が形成されることなく、高平坦度の両面同時研削が可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
前述のように板状被加工物の両面同時研削に際し、従来のインフィード型の両面同時研削方法では、ワーク中心と砥石が常に接触することになりクーラントによるウェーハ中心部の冷却効果が十分受けられない。そのため、ワーク中心部は熱膨張した状態で研削されることになり、研削後の形状は中心部が凹んだ形状となる。この凹みは研削の後工程では除去されにくいことから、高平坦度を求める上で、研削工程で解決すべき問題であった。
【００２９】
研削中の温度を正確に測定することは困難であるが、砥石とワークが接触する時に発生する熱量は恐らく８００℃以上の高温になると考えられる。ワークの中心部以外ではワークおよび砥石が回転しているため、研削で発生した熱はクーラント等で除去され易い。しかしワーク中心部は常に砥石が接触しているため、ワーク外周部から間接的に冷却されるものの、熱が蓄熱されやすく、研削中にかなりの高温になる。
【００３０】
一方、ワークが例えばシリコンウエーハである場合は、Ｓｉの熱膨張係数が２．６×１０-6／℃程度であり、ウエーハ厚さが８００μｍであれば１μｍの膨張をするには５００℃程度の温度差が必要となることが予想される。
実際に、研削中のウエーハ中心部の温度が何度になるかは測定できないが、このようなレベルの状態が起きる可能性が示唆された。
【００３１】
そこで、本発明者らは、これらの問題点を解決するために、カップ型砥石を使用するインフィード型両面同時研削装置の構造、カップ型砥石の構造、形状等を調査、検討した結果、カップ型砥石が常に接触しているワークの中心部を積極的に冷却して局所的な熱膨張を防ぎつつ研削すれば、ワークの中心部に凹部のない両面が高平坦度なワークに加工できることを見出し、諸条件を見極めて本発明を完成させた。
【００３２】
先ず、本発明のカップ型砥石を使用する研削装置を図面に基づいて説明する。ここで図１は本発明の一例として両面同時研削装置の構成概要を説明するための概略説明図である。
【００３３】
本発明のインフィード型両面同時研削装置は、ワーク例えば半導体ウェーハの両面を同時に研削する装置として構成され、図１に示すように、両面同時研削装置１は、同方向に回転する一対のカップ型砥石２とワークＷを両面から支持する二対のワーク押えローラ４、ワークＷの円周を支持する４個のワークガイドローラ５とワークＷを砥石と反対方向に回転駆動する一対のワーク駆動ローラ３から構成されている。カップ型砥石２はカップ状基台２ａと砥石部２ｂと砥石回転軸２ｃから成り、砥石部２ｂの研削面には砥石セグメント（不図示）が接合されている。本実施形態では、カップ型砥石の形状は、四角形としている。ワークＷとカップ型砥石２は所定の回転速度で回転される。そして、一対の冷却ノズル６をその先端をワークの中心部と砥石の接触部に向けて設けている。別にワークＷまたはカップ型砥石２を揺動させる揺動機構（不図示）を付設することもできる。研削用スラリは、通常、砥石回転軸２ｃの中心孔（不図示）から供給するか、砥石の内側に掛け流す。
【００３４】
次に、上記両面同時研削装置１によるワークＷの研削方法について説明する。ワークＷを装置にセットし、二対のワーク押えローラ４で両面を支持し、４個のワークガイドローラ５でワークＷの円周を支持し、ワーク駆動ローラ３でワークＷを回転させる。次に、一対のカップ型砥石２を回転させながら、ワークＷの両面から挟み込むようにして近づけ、砥石部２ｂの外周をワークＷに接触させ、ワークＷとカップ型砥石２を互いに反対方向に回転させて研削する。
そして、研削中は、一対の冷却ノズル６からワークＷの中心部と砥石２の接触部に向けて冷却液、圧縮気体等のクーラントを噴射してワークＷの中心部を直接冷却する。研削用スラリは、砥石回転軸２ｃの中心孔（不図示）から供給するか砥石の内側に掛け流す。別に設けたワークＷまたはカップ型砥石２を揺動させる揺動機構（不図示）を動かしてワークＷまたはカップ型砥石２を揺動させながら研削することもできる。
【００３５】
以上のような、本発明の実施形態では、冷却ノズルから冷却液、圧縮気体等のクーラントを直接ワークの中心部に噴射するので、ワーク中心部に対する冷却効果は十分挙がり、摩擦熱による中心部の高温化が抑制されて中心部の局所的な熱膨張が抑えられる。そしてワーク面内の膨張は平均化され、研削後の中心部に凹部が形成されることはなくなり、ワーク両面の全面を高平坦度に加工することができる。この場合、具体的にはワークの中心付近を中心に、ワークのＲ／２（Ｒ：ワークの半径）以内を積極的に冷却するようにすれば効果的である。
【００３６】
さらに、図２に示したように、ワークまたはカップ型砥石を揺動する揺動機構を付加した場合は、一層中心部の冷却作用が発揮され、ワーク両面の面内を高平坦度に加工することができる。
すなわち、ワークＷまたは砥石２を揺動してワークの中心部ｆから砥石２の砥石部２ｂを一定周期でズラすようにする。揺動の大きさ（揺動幅：ｅ）は、砥石幅ｄ以上とし、好ましくは砥石幅ｄの１．５〜２倍程度がよい。このようにすれば完全に砥石２がウェーハ中心ｆを通らない状態を作りだすことができる。
【００３７】
次に、本発明の実施形態として、カップ型砥石の構造、形状について図３ないし図７に基づいて説明する。
カップ型砥石の砥石部を変形させることにより、研削中に一定の割合でワークの中心部を通らないようにした。こうしたことにより、ワーク中心部との接触時間が大幅に短縮されると共に、周期的に中心部が露出するため、摩擦熱による高温化が抑制され、中心部の熱膨張が抑えられてワーク面内の膨張は平均化され、ワーク両面の全面を高平坦度に加工することができるようになった。
この変形したカップ型砥石を、前記冷却ノズル、揺動装置を備えた両面同時研削装置に取り付けて研削すれば、クーラントによる冷却効果が一層高まり、ワーク面内の膨張は均一化され、ワーク両面の全面を高平坦度に加工することができる。
【００３８】
まず、図３に示したような楕円形のカップ型砥石２を試作した。
８インチ（直径２００ｍｍ）ウェーハを研削する場合、楕円の長軸長は、ウエーハの半径である１００ｍｍ以上あればよく、例えばウェーハ直径よりやや小さい１５０ｍｍの大きさの砥石とすることができる。そして、砥石幅ｄを５ｍｍとした場合、短軸長は１４３ｍｍ程度とした楕円形の砥石とすることができる。
【００３９】
また、図４に三角形カップ型砥石を示した。直径２００ｍｍの円に内接する大きさの三角形の砥石を作製した。砥石中心から頂点までの最長長さｇと砥石中心から辺までの最短長さｈとの差が砥石幅ｄよりやや大きくなるようにした。砥石幅ｄを５ｍｍの連続した砥石（セグメント方式ではない砥石）とし、三角形の辺・頂点は適度にＲ（丸み）を持たせた。これは円に近づけることによって、回転時のバランスをとるためである。  この三角形の頂点がウェーハの中心部にくるように設定し、両頭研削を行ったところ、高平坦度のウエーハが得られた。
【００４０】
図５に示したように、直径２００ｍｍの円に内接する大きさの四角形のカップ型砥石２を試作した。砥石幅ｄを７ｍｍのセグメント方式で、四角形の周辺部を囲むように作製した。中心から頂点までの最長長さｇと中心から辺までの最短長さｈとの差が砥石幅ｄよりやや大きくなるようにした。四角形の辺・頂点は適度にＲ（丸み）を持たせた。
このとき、砥石中心からの最長長さｇは１００ｍｍ、最も近い位置は丸みの持たせ方によっても異なるが、最短長さｈは約７０ｍｍ〜９０ｍｍであり、その差は最小１０ｍｍはあり、砥石の幅ｄを７ｍｍとしてもｇ−ｈ＞ｄは成立し、砥石が十分にウェーハ中心部を通らない条件を作り出すことができる。
この四角形の頂点がウェーハの中心部にくるように設定し、両頭研削を行ったところ、高平坦度のウエーハが得られた。
【００４１】
図６に示したように、直径２００ｍｍの円に内接する大きさの八角形のカップ型砥石２を試作した。砥石幅ｄを３ｍｍのセグメント方式で、八角形の周辺部を囲むように作製した。このとき、八角形の各辺はほぼ直線状で、頂点には適度にＲ（まるみ）を持たせ、最長長さｇと最短長さｈとの差が砥石幅ｄよりやや大きくなるようにした。
このとき、砥石中心からの最長長さｇは１００ｍｍ、最短長さｈは、９３ｍｍであり、その差は７ｍｍあり、砥石の幅ｄを３ｍｍとしてもｇ−ｈ＞ｄは成立し、砥石が十分にウェーハ中心部を通らない条件を作り出すことができ、この部分に冷却液を積極的に供給すれば容易に除熱することができる。
この八角形の頂点がウェーハの中心部にくるように設定し、両面頭研削を行ったところ、高平坦度のウエーハが得られた。
【００４２】
以上三角形から八角形まで、いわゆる多角形に変形したカップ型砥石について説明したが、これらに共通した仕様は、次のようになる。
▲１▼これら変形カップ型砥石の砥石部は、セグメント式のものでも連続式のものでもかまわない。
▲２▼  いずれの砥石形状の場合でも、砥石の最長長さｇと最短長さｈの差が砥石幅ｄ以上あればよい。
▲３▼両面同時研削の場合、砥石の左右のバランスが均一である方が好ましく、特に砥石形状は、円形（真円）に近い方が、左右のバランス及び左右の同期が取り易く好ましい。従って、多角形、特に八角形程度にする方が多少の同期のズレが生じても左右のバランスのズレを吸収できる。但し、三角形等の砥石でも左右の同期をとるように設定すれば問題は無い。
上記、多角形の場合、砥石全体の直径や砥石幅などにより、砥石の最長長さｇと最短長さｈの関係は決まってしまうが、例えば、前記した楕円形砥石あるいは砥石幅以上に偏心させた円形砥石であればもっと自由にワーク中心部に接触する割合を調節することができる。
【００４３】
次に、図７に示したような、円形櫛歯状のカップ型砥石を試作した。砥石幅５ｍｍ、セグメントの長さ３０ｍｍの砥石セグメント７を３０ｍｍ間隔（空間部８）で直径２００ｍｍの円形砥石に接合した（砥石部の割合：５０％）。
このように真円の砥石を使用する場合、セグメント式の砥石を用い、セグメントの割合を実験的に求めた結果、砥石部を約３／４以下（つまり空間部を約１／４以上）にすることにより、円形砥石であってもワーク中心部の発熱を抑えられることがわかった。しかし砥石の割合を少なくし過ぎると研削能力が低下するため、砥石部は全体の約１／４以上存在することが好ましい。
また、回転中に十分に冷却して発熱を抑えるには、セグメント７の長さを１０〜５０ｍｍ程度とし、空間部８は広めにとる方が好ましい。
この円形櫛歯状砥石の外周がウェーハの中心部にくるように設定し、両面同時研削を行ったところ、高平坦度のウエーハが得られた。
【００４４】
以上詳述したように、本発明のように、ワークまたは砥石を揺動させる方法や、冷却液を中心部に噴射させる方法、変形カップ型砥石を使用し中心部の冷却を行う方法及びこれらの組合せにより、ウェーハの平坦度（中心部の凹み）は大きく改善され、片面で０．５μｍ以下に改善された。
【００４５】
【実施例】
以下、本発明の実施例と比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
（実施例１）
図１に示した両面同時研削装置に図７に示した円形櫛歯状のカップ型砥石を取り付けて、半導体シリコンウエーハの研削を行った。
シリコンウエーハは、インゴットよりワイヤーソーを用いスライスされた厚さ約８００μｍ、直径２００ｍｍ（８インチ）のものを使用した。
円形櫛歯状のカップ型砥石は、砥石幅５ｍｍ、セグメントの長さ３０ｍｍの砥石セグメントを約３０ｍｍ間隔（空間部）で直径２００ｍｍの円形砥石に接合した（砥石部の割合：約５０％）（砥石はビトリファイド＃２０００番）。
中心部を冷やすための冷却水は、温度２５℃のものを両面で１０Ｌ／ｍｉｎの流量で常時ウエーハ中心部と砥石の接触部に掛け流した。
その他の研削条件、つまり砥石の送り速度やウェーハ、砥石の回転速度は、ウェーハの面状態、平坦度などが最適になるように設定した。
本実施例では、砥石の送り速度を５０〜２００μｍ／ｍｉｎ、砥石回転数を１０００〜３０００ｒｐｍ、ワークの回転数を１０〜３０ｒｐｍ、スパークアウト１０〜２０ｓｅｃの範囲で行った。通常の研削スラリ（研削水）は砥石の中心位置より両面で１０Ｌ／ｍｉｎ掛けている。
この円形櫛歯状砥石の外周がウェーハの中心部にくるように設定し、両面同時研削を行ったところ、片面で凹みが０．３μｍ以下の高平坦度のウエーハが得られた。
すなわち、この実施例１では、全体で２０Ｌ／ｍｉｎの研削水及び冷却水をウエーハ両面にかけている。冷却液として冷却水を用いる場合は、本実施例では研削水と合わせて全体で２０〜３０Ｌ／ｍｉｎにすると冷却効果が十分にあった。
【００４６】
（実施例２）
次に、ワークＷを揺動させる機構を備えた図１に示す両面同時研削装置において、半導体シリコンウエーハの研削を行った。ウエーハは実施例１と同じものを用いた。
ワークを揺動させる機構（不図示）は、ワークの円周を保持している４個のワークガイドローラを上下方向に同時に移動可能にする機構を用いた。
カップ型砥石は、砥石幅３ｍｍのメタルボンド砥石（＃６００）で、直径２００ｍｍの円形状の砥石を用いた。その他の研削条件は実施例１と同様である。
そして、砥石の部分がウエーハの中心部にくるように設定した。揺動は、上記揺動機構により保持されたウエーハを上方向（ウエーハの中心と砥石の中心が離れる方向）に６ｍｍ動かし、また元の位置に戻る往復運動とし、１分間に１０〜６０回程度の周期で揺動させた。冷却用の冷却水は、温度２５℃のものを両面で５Ｌ／ｍｉｎの流量でウエーハ中心部に掛け流した。
この結果、片面での凹みが０．４μｍ以下の高平坦度のウエーハが得られた。
【００４７】
（実施例３）
砥石として、砥石幅が３ｍｍで６ｍｍ偏心させた直径２００ｍｍの円形砥石、砥石幅が３ｍｍであり、長軸長２００ｍｍ、短軸長１９０ｍｍの楕円砥石、砥石幅が３ｍｍであり、直径２００ｍｍの円に内接する砥石の形状が多角形（三角形、四角形、八角形）の砥石を用いて研削した。これらの砥石の頂点がウエーハの中心部に位置するように設定し、実施例１と同様の条件で研削した。
これらのどの砥石を用いても中心部を冷やす効果があり、ウエーハ中心部の凹みは片面で０．３μｍ以下の高平坦度ウエーハが得られた。
【００４８】
（比較例）
図８に示した両面同時研削装置を使用し、砥石の全周に砥石部を有する円形のカップ型砥石（ビトリファイド＃２０００番）を用い、ウエーハ中心部に冷却水を掛けなかった以外は、実施例１と同一条件で研削した。
その結果、図９に示したように、研削したウェーハの形状としてはウェーハのＲ／２（Ｒはウェーハの半径）付近から徐々に凹み始め、中心部分で深くなっている。この深さは片面で０．５μｍから１μｍ程度（両面で１μｍ〜２μｍ）のものであるが、このような凹みが形成されていると後工程、例えばエッチングや研磨によっても平坦な状態に回復させることができない。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００５０】
例えば、両面同時研削装置は、ワークを縦に保持する形式のものや、横に保持する形式のものがあるが、本発明は特にこれらの形式にとらわれるものではなく、どのような形式にも適用することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、板状被加工物の中心部に砥石が接触しない時に集中冷却することにより、中心部の局所的な膨張が無くなり、ワーク面内の熱膨張は均一となり、両面を同時に研削したワークは高平坦度を有するものとなり、中心部の凹みの形成を防止することができる。従って、板状被加工物の両面同時研削における歩留り、生産性の向上を図ることができると共にコストを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の両面同時研削装置の一例を示す概略説明図である。
（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図。
【図２】本発明のワークを揺動させた場合の作用説明図である。
【図３】本発明の楕円形のカップ型砥石の概略図である。
【図４】本発明の三角形のカップ型砥石の概略図である。
【図５】本発明の四角形のカップ型砥石の概略図である。
【図６】本発明の八角形のカップ型砥石の概略図である。
【図７】本発明の櫛歯状カップ型砥石の概略図である。
【図８】従来の両面同時研削装置のー例を示す概略説明図である。
（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）側面図。
【図９】従来の両面同時研削装置で研削した結果図である。
（ａ）ワークの縦断面図、（ｂ）ワークの拡大図。
【符号の説明】
１、１ａ…両面同時研削装置、２…カップ型砥石、２ａ…カップ状基台、
２ｂ…砥石部、２ｃ…砥石回転軸、３…ワーク駆動ローラ、
４…ワーク押えローラ、５…ワークガイドローラ、６…冷却ノズル、
７…砥石セグメント、８…空間部、
ｄ…砥石幅、ｅ…揺動幅、ｆ…ワーク中心、ｇ…砥石中心からの最長長さ、
ｈ…砥石中心からの最短長さ、
Ｗ…ワーク。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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