CN102355982A - 晶片的倒角加工方法 - Google Patents

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Abstract

在以往的晶片倒角加工中，虽然晶片周的倒角形状(截面形状)均匀，但在晶片制造的倒角工序处理中，均匀的倒角形状随圆周位置而产生了变化，所以，本发明提供一种对晶片制造的倒角工序处理中的变形进行了估计的晶片倒角加工方法。本发明的晶片的倒角加工方法使无槽砂轮接触在晶片的边缘(周端部)而对晶片进行倒角；其特征在于：将使上述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对移动而在晶片整周形成相同的截面形状的移动轨迹作为基准，为了相应于晶片旋转角度位置在Z轴或Y轴中的至少一轴方向上使晶片与砂轮的相对位置从上述基准轨迹位置变动地进行加工动作，使用压电致动器，相应于晶片的旋转角度位置形成不同的截面形状。

Description

晶片的倒角加工方法
技术领域
本发明涉及一种在由无槽旋转砂轮进行的晶片的倒角工序中使倒角形状在晶片周向及厚度方向变化的加工方法。
背景技术
在各种晶体晶片及其它半导体器件晶片等用作集成电路用基片的圆盘状薄板材，以及其它由包含金属材料的硬材料构成的圆盘状薄板材，例如由硅(Si)单晶体、砷化镓(GaAs)、水晶、石英、蓝宝石、铁氧体、碳化硅(SiC)等构成的圆盘状薄板材(将其简单地统称为晶片)的倒角加工中，使用由树脂系粘结剂将作为磨粒混入了的工业用金刚石固结而获得的粗加工用砂轮进行磨削，在此后的精加工中使用硅胶等进行研磨，形成具有规定形状和规定的表面粗糙度的周缘部。
在这些倒角加工中使用的晶片1如图1所示，刻设有用于表示周向的基准位置的V形或U形的切口1n。
另外，关于晶片1的边缘(周端部)1a，有时如图2所示那样将晶片1的边缘1a加工成由单一半径R1的圆弧1c平滑地将上斜面1au与下斜面1ad之间连接而获得的截面形状(整体上大体为三角形状)，该上斜面1au相对于上平面1su倾斜角度α1(约22°)，该下斜面1ad相对于下平面1sd倾斜角度α1(约22°)。
在该场合，将上斜面1au的水平长度称为“倒角宽度X1”，将下斜面1ad的水平长度称为“倒角宽度X2”。
另外，有时如图3所示那样，将晶片1的边缘1a加工成在上斜面1au、下斜面1ad、及形成边缘1a的端面的周端1b之间由2个圆弧即具有半径R2的圆弧1c、1c平滑地连接而获得的截面形状(梯形形状)，该上斜面1au相对于上平面1su倾斜角度α2，该下斜面1ad相对于下平面1sd倾斜角度α2。
在该场合，也将上斜面1au的水平长度称为“倒角宽度X1”，将下斜面1ad的水平长度称为“倒角宽度X2”，将周端1b的面宽的长度称为“倒角宽度X3”。
在这样的晶片倒角加工中，为了获得截面形状、截面形状精度，存在使用形成了具有应加工的晶片周端部的外形状的槽的带槽成形砂轮进行加工的场合(专利文献1、2)。
然而，在使用成形砂轮的场合，冷却剂难以进入到砂轮的槽的最深部，所以，砂轮容易受伤，另外，在边缘的周向残留条痕，存在面粗糙度容易变大的问题。
因此，提出了在晶片的倒角中使用包含研磨材料的橡胶轮作为砂轮的研磨方法及装置，特别是使用大直径的橡胶轮，能够使条痕进一步微细化(专利文献3)。
然而，即使按橡胶轮被固定的旋转轴的轴线平行于晶片的旋转方向的方式进行研磨，也在边缘的整周残存2到3个左右的小坑，达不到在整周为0个的程度。
为此，存在这样的加工方法(专利文献4)，即，使边缘处的研磨方向从面方向成为大致45°方向地根据橡胶轮的周速和晶片的周速计算出橡胶轮的旋转轴的必要倾斜角度α，使旋转轴倾斜成该必要倾斜角度地进行研磨。
另外，还存在这样的加工方法(专利文献5)，即，对于旋转的晶片，使2个圆片状的无槽砂轮接近晶片周端部的同一部位，由相对峙地配置的旋转的两无槽砂轮的加工面同时地对接近晶片周端部的同一部位的位置进行加工而成形。
现有技术文献
专利文献
[0009]
专利文献1：日本特开平06-262505号公报
专利文献2：日本特开平11-207584号公报
专利文献3：日本特开2000-052210号公报
专利文献4：日本特开2005-040877号公报
专利文献5：日本特开2008-177348号公报
现有技术的问题点
在这些以往的进行晶片倒角加工的方法中，已经得知，虽然晶片周的倒角形状(截面形状)均匀，但在晶片制造的后工序处理中，均匀的倒角形状随圆周位置而变化。
另外，随着半导体芯片的集成度提高，形成于晶片1上的集成电路的密度也变高，而且晶片1内的电路部分也扩展到周缘部，边缘1a中的没有形成电路的部分减少，电路形成部分迫近周端缘，晶片1的有效的利用有了进展，要求端缘部的废弃部分的极小化及端缘部的废弃率的最小化，从而需要端缘形状的缩小化及对厚度方向的对称形状的加工精度的高度化，希望用于该目的的加工方法的新的开发。
发明内容
发明要解决的问题
本发明就是鉴于现有技术的上述问题而作出的，用于解决该问题的技术课题在于，提供一种与晶片制造的后工序处理相应的晶片倒角加工方法，该晶片倒角加工方法提高晶片倒角加工中的截面形状精度，正确地形成必要的截面形状。
用于解决问题的方法
用于解决上述课题的本发明的晶片倒角加工方法的课题解决方法如下。
与上述晶片倒角加工方法相关的第1课题解决方法为这样一种倒角加工方法，该倒角加工方法在旋转台上对晶片进行定心并载置、并使该晶片旋转，使对所述旋转的晶片进行加工的无槽砂轮接触在晶片周端部(边缘)而对晶片进行倒角；其特征在于：
将使上述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对移动而在晶片整周形成相同的截面形状的移动轨迹作为基准，
为了相应于晶片旋转角度位置在Z轴或Y轴中的至少一轴方向上使晶片与砂轮的相对位置从上述基准轨迹位置变动地进行加工动作，使用压电致动器，相应于上述晶片的旋转角度位置形成不同的截面形状。
与上述晶片倒角加工方法相关的第2课题解决方法的特征在于：每隔上述晶片的旋转角45度使上述砂轮与晶片的相对位置关系交替地改变，形成2种不同的截面形状。
与上述晶片倒角加工方法相关的第3课题解决方法的特征在于：在每隔上述晶片的旋转角45度进行的上述砂轮与晶片的相对位置关系改变途中的旋转角度位置，连续地使晶片的截面形状变化。
与上述晶片倒角加工方法相关的第4课题解决方法的特征在于：每隔上述晶片的旋转角45度使上述砂轮与晶片的相对位置关系交替地改变，形成2种不同的晶片半径。
与上述晶片倒角加工方法相关的第5课题解决方法的特征在于：在每隔上述晶片的旋转角45度进行的上述砂轮与晶片的相对位置关系改变途中的旋转角度位置，连续地使晶片半径变化。
与上述晶片倒角加工方法相关的第6课题解决方法的特征在于：上述2种截面形状，在晶片前端斜面的倒角宽度保持固定的状态下，使晶片前端的圆弧的大小不同。
与上述晶片倒角加工方法相关的第7课题解决方法的特征在于：上述2种截面形状，在晶片前端斜面的倒角宽度和晶片前端部的直线长度保持固定的状态下，使晶片前端的曲线不同。
与上述晶片倒角加工方法相关的第8课题解决方法的特征在于：上述2种截面形状，在晶片前端斜面的倒角宽度保持固定的状态下，使晶片前端斜面的角度大小不同。
与上述晶片倒角加工方法相关的第9课题解决方法的特征在于：相对于以使上述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片前端形成所期望的截面形状的方式将砂轮与晶片接触的轨迹，
使圆弧或曲线从晶片前端直线部的开始位置错开规定的量，
一边随着从晶片前端远离而逐渐返回到原来的圆弧或曲线的轨迹一边进行加工。
与上述晶片倒角加工方法相关的第10课题解决方法的特征在于：使圆弧或曲线从上述晶片前端直线部的开始位置的错开量为随晶片旋转角而不同的错开量。
与上述晶片倒角加工方法相关的第11课题解决方法的特征在于：使上述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片前端加工所期望的截面形状后，
再次使砂轮与晶片前端直线部接触、并在Z轴及Y轴方向上相对地动作，使晶片前端直线部相对于原来的直线倾斜规定角度地进行加工。
另外，与上述晶片倒角加工方法相关的第12课题解决方法为这样一种倒角加工方法，该倒角加工方法在旋转台上对晶片进行定心并载置、并使该晶片旋转，使对所述旋转的晶片进行加工的无槽砂轮接触在晶片周端部而对晶片进行倒角；其特征在于：
相对于以使上述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片整周的前端形成相同的截面形状的方式将砂轮与晶片接触的轨迹，
使圆弧或曲线从晶片前端直线部的开始位置错开规定的量，
一边随着从晶片前端远离而逐渐返回到原来的圆弧或曲线的轨迹一边进行加工。
另外，与上述晶片倒角加工方法相关的第13课题解决方法为这样一种倒角加工方法，该倒角加工方法在旋转台上对晶片进行定心并载置、并使该晶片旋转，使对所述旋转的晶片进行加工的无槽砂轮接触在晶片周端部而对晶片进行倒角；其特征在于：
使上述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片整周的前端加工了相同的截面形状后，
再次使砂轮与晶片前端直线部接触、并在Z轴及Y轴方向上相对地动作，使晶片前端直线部相对于原来的直线倾斜规定角度地进行加工。
与上述晶片倒角加工方法相关的第14课题解决方法的特征在于：利用投影图像测定上述晶片的截面，以使晶片前端成为所期望的截面形状的方式决定砂轮与晶片在Z轴及Y轴方向的动作量。
发明的效果
按照与上述晶片倒角加工方法相关的第1课题解决方法，倒角加工方法在旋转台上对晶片进行定心并载置、并使该晶片旋转，使对所述旋转的晶片进行加工的无槽砂轮接触在晶片周端部而对晶片进行倒角；其中：
将使上述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对移动而在晶片整周形成相同的截面形状的移动轨迹作为基准，
为了相应于晶片旋转角度位置在Z轴或Y轴中的至少一轴方向上使晶片与砂轮的相对位置从上述基准轨迹位置变动地进行加工动作，使用压电致动器，相应于上述晶片的旋转角度位置形成不同的截面形状；
所以，在晶片制造工序及在晶片表面上制造半导体器件的工序中，倒角成预先对在倒角工序以后的后处理(化学处理、机械处理)工序中发生的倒角截面形状及晶片的变化进行了修正的晶片，从而能够以良好精度将最终晶片前端截面及半径形状制作成所期望的形状，改善后工序结束后的表面的平坦度、半导体器件的合格率等，并且能够根据上述基准轨迹位置容易地决定晶片与砂轮的相对的变动位置、量等，结果，容易相应于晶片的旋转角度位置形成不同的截面形状。
另外，将压电致动器用于使砂轮从上述基准轨迹位置脱离地进行加工的动作，从而特别是在相应于高速旋转的晶片1的旋转角度位置使截面形状变化的本发明的晶片倒角加工中，能够使该加工正确地跟踪。
按照与上述晶片倒角加工方法相关的第2课题解决方法，每隔晶片的旋转角45度使砂轮与晶片的相对位置关系交替地改变，形成2种不同的截面形状，所以，能够应对从晶片的晶体结构产生的8方向的不均匀性。
即，硅单晶体、化合物半导体晶体借助于金刚石结构晶体的切割面，成为在绕晶片中心每隔45度的方位化学、机械的性质不同的2各种晶面，其间具有连续地变化的性质，但可以获得对其进行修正的方法。
按照与上述晶片倒角加工方法相关的第3课题解决方法，在每隔晶片的旋转角45度进行的砂轮与晶片的相对位置关系改变途中的旋转角度位置，连续地使晶片的截面形状变化，所以，当应对从晶片的晶体结构产生的8方向的形状的不均匀性时，能够使得其改变位置处的形状的变化平滑。
按照与上述晶片倒角加工方法相关的第4课题解决方法，每隔晶片的旋转角45度使砂轮与晶片的相对位置关系交替地改变，形成2种不同的晶片半径，所以，能够应对从晶片的晶体结构产生的8方向的径向的不均匀性。
按照与上述晶片倒角加工方法相关的第5课题解决方法，在每隔晶片的旋转角45度进行的砂轮与晶片的相对位置关系改变途中的旋转角度位置，连续地使晶片半径变化，所以，当应对从晶片的晶体结构产生的8方向的形状的不均匀性时，能够使其改变位置处的半径的变化平滑。
按照与上述晶片倒角加工方法相关的第6课题解决方法，上述2种截面形状，在晶片前端斜面的倒角宽度保持固定的状态下，使晶片前端的圆弧的大小不同，从而能够应对从晶片的晶体结构产生的前端形状的不均匀性。
按照与上述晶片倒角加工方法相关的第7课题解决方法，上述2种截面形状，在晶片前端斜面的倒角宽度和晶片前端部的直线长度保持固定的状态下，使晶片前端的曲线不同，从而能够应对从晶片的晶体结构产生的前端形状的不均匀性。
按照与上述晶片倒角加工方法相关的第8课题解决方法，2种截面形状，在晶片前端斜面的倒角宽度保持固定的状态下，使晶片前端斜面的角度大小不同，从而能够应对从晶片的晶体结构产生的前端形状的不均匀性。
按照与上述晶片倒角加工方法相关的第9课题解决方法，相对于以使上述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片前端形成所期望的截面形状的方式将砂轮接触在晶片上的轨迹，
使圆弧或曲线从晶片前端直线部的开始位置错开规定的量，
一边随着从晶片前端远离而逐渐返回到原来的圆弧或曲线的轨迹一边进行加工，所以，为了应对在晶片的倒角工序中产生于装置或晶片中的机械的应变、变形，特别是在晶片厚度方向上的非对称形状等晶片截面形状不能加工成所期望的形状的场合，通过预先形成为估计了该变形的形状，在实施后工序后，能够形成为所期望的截面形状(例如晶片厚度方向上对称的形状)，能够改善后工序的精度、合格率(例如表面的平坦度、半导体器件的合格率等)。
另外，按照与上述晶片倒角加工方法相关的第10课题解决方法，使圆弧或曲线从晶上述片前端直线部的开始位置的错开量为随晶片旋转角而不同的错开量，所以，能够应对从晶片的晶体结构产生的由旋转角带来的前端形状的不均匀性。
按照与上述晶片倒角加工方法相关的第11课题解决方法，使上述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片前端加工所期望的截面形状后，
再次使砂轮与晶片前端直线部接触、并在Z轴及Y轴方向上相对地动作，使晶片前端直线部相对于原来的直线倾斜规定角度地进行加工，所以，为了应对在晶片的前端部发生的机械的应变、变形，特别是在晶片厚度方向上的非对称形状等晶片前端的截面形状不能加工成所期望的形状的场合，通过预先形成为估计了该变形的形状，在实施后工序后，能够形成为所期望的截面形状(例如晶片厚度方向上对称的形状)，能够改善后工序的精度、合格率(例如表面的平坦度、半导体器件的合格率等)。
按照与上述晶片倒角加工方法相关的第12课题解决方法，相对于以使上述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片整周前端形成相同的截面形状的方式将砂轮接触在晶片上的轨迹，
使圆弧或曲线从晶片前端直线部的开始位置错开规定的量，
一边随着从晶片前端远离而逐渐返回到原来的圆弧或曲线的轨迹一边进行加工，
所以，为了应对在晶片的倒角工序中产生于装置或晶片中的机械的应变、变形，特别是在晶片厚度方向上的非对称形状等晶片截面形状不能加工成所期望的形状的场合，通过预先形成为估计了该变形的形状，在实施后工序后，能够形成为所期望的截面形状(例如晶片厚度方向上对称的形状)，能够改善后工序的精度、合格率(例如表面的平坦度、半导体器件的合格率等)。
另外，按照与上述晶片倒角加工方法相关的第13课题解决方法，使上述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片整周的前端加工了相同的截面形状后，再次使砂轮与晶片前端直线部接触、并在Z轴及Y轴方向上相对地动作，使晶片前端直线部相对于原来的直线倾斜规定角度地进行加工，
所以，为了应对在晶片的前端部发生的机械的应变、变形，特别是在晶片厚度方向上的非对称形状等晶片截面形状不能加工成所期望的形状的场合，通过预先形成为估计了该变形的形状，在实施后工序后，能够形成为所期望的截面形状(例如晶片厚度方向上对称的形状)，能够改善后工序的精度、合格率(例如表面的平坦度、半导体器件的合格率等)。
另外，按照与上述晶片倒角加工方法相关的第14课题解决方法，利用投影图像测定上述晶片的截面，使晶片前端成为所期望的截面形状地决定砂轮与晶片在Z轴及Y轴方向的动作量，所以，具有即使不破坏晶片进行测定也能够测定截面形状的优点。另外，投影图像为非接触方式，所以，测定时间短，能够不使晶片受伤地进行测定。
附图说明
[0041]
图1为表示与本发明的加工方法相关的第1实施方式的晶片周端的加工状态的立体说明图。
图2为表示与本发明的加工方法相关的第1实施方式的晶片周端与圆盘形无槽砂轮的接触状态的放大局部剖面说明图。
图3为表示与本发明的加工方法相关的第1实施方式的与图2不同形状的晶片周端与圆盘形无槽砂轮的接触状态的放大局部剖面说明图。
图4为表示与本发明的加工方法相关的第1实施方式的轮廓加工时的圆盘形无槽砂轮的接触状态的放大局部剖面说明图。
图5为表示与本发明的加工方法相关的第1实施方式的轮廓加工时的相应于晶片位置偏移改变位置的圆盘形无槽砂轮的状态的放大局部剖面说明图。
图6为表示与本发明的加工方法相关的第1实施方式的圆盘形无槽砂轮形成的斜条痕的加工说明图。
图7为表示用于本发明的加工装置的正视图。
图8为表示用于本发明的加工装置的侧视图。
图9为表示用于本发明的加工装置的俯视图。
图10为表示用于本发明的加工装置的控制系统图。
图11为表示用于本发明的加工装置的控制系的一部分的框图。
图12为表示对晶片周端的上面侧进行加工时的砂轮的轨迹的加工说明图。
图13为表示对晶片周端的下面侧进行加工时的砂轮的轨迹的加工说明图。
图14为表示以往使用的带切口的晶片的俯视说明图。
图15为表示第1实施方式的形成了第一截面形状的带切口的晶片的俯视说明图。
图16为表示具有前端由在角部具有2个圆弧的垂直周面形成的边缘形状的晶片端部的局部剖视图。
图17为表示具有比图16更大地加工了角部的圆弧的边缘形状的晶片端部的局部剖视图。
图18为表示具有比图16更小地加工了角部的圆弧的边缘形状的晶片端部的局部剖视图。
图19为表示具有比图16更平缓地加工了角部的曲线的边缘形状的晶片端部的局部剖视图。
图20为表示具有比图16更急地加工了角部的曲线的边缘形状的晶片端部的局部剖视图。
图21为表示具有比图16更平缓地加工了晶片前端斜面的角度的曲线的边缘形状的晶片端部的局部剖视图。
图22为表示具有比图16更急地加工了晶片前端斜面的角度的边缘形状的晶片端部的局部剖视图。
图23为表示使圆弧或曲线从晶片前端直线部的开始位置错开规定的量地形成的晶片端部的局部剖视图。
图24为表示在倒角工序中没有晶片的变形时的晶片的局部剖视图。
图25为表示倒角工序中的晶片的变形的局部剖视图。
图26为表示在倒角工序结束后晶片的变形恢复了的状态的局部剖视图。
图27为表示相对于原来的直线倾斜规定的角度地加工了晶片前端直线部的晶片的局部剖视图。
图28为表示测定一使用与第4实施方式相关的投影图像的晶片倒角加工方法的立体图。
具体实施方式
下面，说明使用圆盘形无槽砂轮进行晶片倒角加工的一般方法。
晶片倒角加工方法，作为一例，如图1～6所示那样，使圆盘形无槽砂轮3、3的外周面与晶片1接触，在1个晶片1上同时地接触2个圆盘形无槽砂轮3、3进行倒角加工。
在设于工件安装台2的旋转台2a(参照图4)上同时地载置晶片1，由2个圆盘形无槽砂轮3、3同时地对随旋转台2a一起旋转的晶片1进行倒角加工。
2个圆盘形无槽砂轮3、3接触在周端1b的同一部位使相互面对的侧面靠近，相互对峙地配置，将旋转的两无槽砂轮3、3的周面作为加工面同心地抵接在晶片1上，对边缘(晶片1的)1a的接近的位置进行加工而成形(参照图1、图2及图4)。
在这里，2个无槽砂轮3、3按与晶片1的接触点处的加工方向相互成为相反方向的方式确定各无槽砂轮3、3的旋转方向，进行加工。
另外，各砂轮3、3根据加工的种类，另外，根据加工的晶片1的端部形状，存在同时朝相同方向移动的场合和分别朝不同方向移动的场合。
在对具有切口1n的晶片1进行加工的场合(参照图1)，在对晶片1的外径进行磨削而使其缩径的周端缩径加工中，将2个无槽砂轮3、3分别保持在一定的高度不变，使其接触在晶片1上进行加工(参照图2及图3)。
在该场合，当对边缘1a的截面形状由上下的斜面1au、1ad和周端1b处的单一的半径R1的圆弧1c形成的晶片1(三角形状截面)进行加工时，将2个圆盘形无槽砂轮3、3保持在相同高度进行加工(参照图2)。
另外，在对边缘1a的截面形状由上下的斜面1au、1ad、成为垂直面的周端1b、及在它们之间的具有相同的半径R2的分别连接到上下各角部而构成的圆弧1c、1c形成的晶片1(梯形形状截面)进行加工时，使2个圆盘形无槽砂轮3、3各个的高度不同，配置在将周端1b作为大致垂直面进行加工的那样的位置，分别保持着圆盘形无槽砂轮3、3的位置不变，使晶片1旋转而对周端进行加工(参照图3)。
在将边缘1a的截面形成为所期望的形状的轮廓加工中，使2个无槽砂轮3、3分别移动到边缘1a的各面，由各无槽砂轮3、3从上下夹入边缘1a的径向的相同部位，同时地对各个的面进行加工(参照图4及图5)。
在轮廓加工的场合，在边缘1a的截面形状为上下对称形的情形下，使2个圆盘形无槽砂轮3、3分别动作，在一方对晶片1的上侧加工时，另一方对晶片1的下侧进行加工，一边抑制晶片1的偏差或上下移动，一边对边缘1a的截面形状进行加工(参照图4、5)。
而且，通过使在与晶片1的接触点同时抵接的2个无槽砂轮3、3的旋转方向相反，能够抑制晶片1的偏差，还能够使加工的斜条痕1d、1e相互交叉，减小加工面的表面粗糙度，形成为精细的加工面，能够提高截面形状的加工精度(参照图6)。
下面，作为能够用于本发明的倒角加工方法的倒角加工装置的一例，说明图7～图11所示圆盘形无槽砂轮3、3的倒角加工装置10。
该倒角加工装置10使相互面对的侧面接近地配置2个圆盘形无槽砂轮3、3，并且将周面用作为加工面，按在它们分别与晶片1的接触点的中间位置使通过晶片1的中心的直线与两圆盘形无槽砂轮3、3的配置上的中心一致的方式形成，能够左右均等地进行磨削、研磨加工。
各圆盘形无槽砂轮3、3由具有砂轮驱动装置11a、11a的砂轮支承装置11、11支承，该砂轮支承装置11、11分别朝上下(Z)方向升降自如地由(带精密磨削用Z轴马达的)砂轮升降装置12、12支承，另外，各砂轮升降装置12、12按基准不移动的方式将固定侧构件确实地固定在基座13上，并且朝上下(Z)方向升降自如地对移动侧构件进行支承(图7、图10)。
工件支承装置15具有台座16、支承该台座16的台架17、进深方向移动体17b、17b及作为其驱动装置的(带Y轴马达的)进深方向移动装置17c、左右方向移动体17e、17e及作为其驱动装置的(带X轴马达的)左右方向移动装置17f；该台座16上设置了载置晶片1的旋转台2a和内装使该旋转台2a旋转的(带θ轴马达的)工件载置台旋转装置2b的工件安装台2；该进深方向移动体17b、17b载置在为了使该台架17朝进深(Y)方向进行直线移动而延伸设置的轨17a、17a上，朝进深方向进行直线移动；该左右方向移动体17e、17e对该轨17a、17a、进深方向移动体17b、17b及进深方向移动装置17c一起进行载置，并且被载置在为了朝左右(X)方向进行直线移动地延伸设置的轨17d、17d上，朝左右方向进行直线移动；使晶片1旋转，移动到设置了2个圆盘形无槽砂轮3、3的位置，从而能够进行倒角加工(图9、图10)。
在由该倒角加工装置10进行倒角加工时，即使在晶片1上由上下方向的变形、振动、偏差等产生位移，也能够按不随着圆盘形无槽砂轮3、3的动作相对地产生位置偏移的方式进行加工，为此，能够从各轨17a、17a与各轨17d、17d的中间位置在台座16的下端面与晶片侧升降装置支承构件33之间安装晶片侧升降装置34，该晶片侧升降装置34由多个(晶片侧升降用Z轴)压电致动器34a、...、34a构成，以晶片侧升降装置支承构件33为基准，与台座16一起朝上下方向移动。
用于控制这些各砂轮3、3、各砂轮驱动装置11a、11a、各升降装置12、12、34、各移动装置17c、17f等的加工时的动作的控制装置如图10的控制系统图所示那样，从设于控制箱19中的操作板19a输入初始值设定等，按基于该设定进行倒角加工的动作的控制的方式，从利用了微型计算机、个人电脑等控制设备的控制部19b，通过控制信号输出部19c向分别内装了设在加工装置主体侧的各控制部的砂轮升降装置12、12、晶片侧升降装置34、内装了使旋转台2a旋转的工件载置台旋转装置2b的工件安装台2、以及设置了进深方向移动装置17c、左右方向移动装置17f的台架17等，送出成为动作指示的控制信号。
控制箱19具有操作板19a、控制部19b、以及控制信号输出部19c；该操作板19a具有液晶监视器、键盘、PBS等，从输入部进行各控制装置的动作所需要的初始条件的设定，送出按照必要的控制程序进行的加工动作的指示，并且使得能够对该设定条件、加工条件、初始状态、动作状况等倒角加工所需要的条件、各装置的状态进行监控；该控制部19b按照被指定的设定条件设定使各圆盘形无槽砂轮3、3旋转的砂轮驱动装置11a、11a及砂轮升降装置12、12、晶片侧升降装置34、内装了工件载置台旋转装置2b的工件安装台2、以及设置了进深方向移动装置17c、左右方向移动装置17f的台架17等的动作条件，决定应送出的控制信号；该控制信号输出部19c接受从该控制部19b输出了的信号，送出为了进行被指示的动作所需要的控制信号。
在各控制装置中，如图11所示，具有晶片安放用控制装置9a、晶片加工用控制装置9b、晶片粗加工用控制装置9c、及切口精密加工用控制装置9d；该晶片安放用控制装置9a起动机械手Z轴马达、吸附臂R轴马达或装载机用致动器，从等候场所将晶片1移送到旋转台2a，使调准(θ轴、Y轴)马达动作，使偏心度明确，对该偏心度进行修正，从而使轴心对准，将晶片1与旋转台2a一起移动到加工位置进行对位，根据切口1n的位置确定加工初始的位置，根据需要为了外周端的精加工进行高速旋转，并且在加工后对表面进行清洗，然后使精加工后的晶片1换移到加工完毕晶片1的聚集位置；该晶片加工用控制装置9b集合了分别控制晶片旋转方向、左右方向(X轴方向)、进深方向(Y轴方向)、精加工用上下方向(Z轴方向)等的动作方向的控制装置；该晶片粗加工用控制装置9c集合了为了在晶片1的精密加工前进行粗加工而追加的、配置在(带磨削用Z轴马达的)砂轮上下方向移动装置8中的控制对象的装置(成形砂轮粗磨削用马达6a、杆状砂轮粗磨削用马达7a等)；该切口精密加工用控制装置9d集合了用于对决定晶片1的周上的基准位置的切口1n进行精密加工的各驱动装置的控制装置。
根据从控制信号输出部19c输出了的控制信号控制这些各控制装置9a～9d，起动必要的驱动装置W，分别与其它驱动装置协调进行动作地控制。
当使用该倒角加工装置10进行晶片1的倒角加工时，先从控制部19b通过控制信号输出部19c驱动晶片安放用控制装置9a，从一个一个堆积的晶片1或收容在盒中的晶片1、...、1取出1片晶片1，移动到旋转台2a上，再根据在来自控制部19b的指示下从控制信号输出部19c输出的控制信号，驱动进深方向移动装置(Y轴马达)17c，使载置了晶片1的旋转台2a从图8、9所示晶片准备位置移动到图7及图10所示晶片加工位置，在移动后进行周端的缩径加工。
在周端缩径加工时，根据在来自控制部19b的指示下从控制信号输出部19c输出的控制信号，驱动2个(带精密磨削用Z轴马达的)砂轮升降装置12、12，根据成为目标的周端的形状如图2或图3所示那样确定各圆盘形无槽砂轮3、3相对于晶片1的位置并进行配置，使晶片加工用控制装置9b的(带θ轴马达的)工件载置台旋转装置2b及各圆盘形无槽砂轮3的(带精密磨削用主轴马达的)砂轮驱动装置11a、11a一起起动，然后将各圆盘形无槽砂轮3、3的旋转调节为周端缩径加工时的转速，适当地控制晶片1的旋转和圆盘形无槽砂轮3、3的旋转，以良好精度进行磨削，接近必要的直径，然后切换成精密的研磨作业(无火花研磨)，使晶片1的边缘1a处的晶片直径与目标的形状一致地进行加工。
接着，进行轮廓加工。
当进行轮廓加工时，如图4、5所示那样，由各圆盘形无槽砂轮3、3分别夹住晶片1的上下各面，并且一边各自独立地调节处于上下位置的各圆盘形无槽砂轮3、3的相对位置一边进行加工。
进行相对的位置调节时，根据从控制信号输出部19c输出的精密加工用上侧砂轮的Z轴控制信号对精密加工用上侧砂轮的砂轮升降装置(精密磨削用上侧砂轮Z轴马达)12的动作进行调节，同时，根据从控制信号输出部19c输出的精密加工用下侧砂轮的Z轴控制信号对精密加工用下侧砂轮的砂轮升降装置(精密磨削用下侧砂轮Z轴马达)12的动作进行调节，由各圆盘形无槽砂轮3、3抑制由晶片1的变形、振动、偏差等导致的位置偏移，并且借助于各圆盘形无槽砂轮3、3的Z轴方向的位置调节，一边分别对上下两面进行位置修正，一边进行轮廓加工，同时，还根据从控制信号输出部19c输出的晶片侧升降用Z轴的控制信号调节由晶片侧升降装置34进行的升降动作，将上下两圆盘形无槽砂轮3、3与晶片1的上下方向的相对的位置保持固定，另外，将加工时的各圆盘形无槽砂轮3、3的旋转调节为轮廓加工时的转速，适当地控制晶片1的旋转和圆盘形无槽砂轮3、3的旋转，以良好的精度磨削边缘形状，接近必要的形状，然后切换为精密的研磨作业(无火花研磨)，使晶片1的边缘1a处的形状与目的的形状的尺寸一致地研磨，提高加工形状的精度。
第1实施方式
在本发明的晶片倒角加工方法中，由作为一例表示了的上述那样的加工装置10在旋转台2a上对晶片1进行定心和载置、并使该晶片旋转，将对所述旋转的晶片1进行加工的无槽砂轮3接触在晶片周端部1a上实施对晶片1进行倒角的倒角加工，但此时在本发明中，特别是将在晶片整周形成同一的截面形状时(图14、图16)的晶片1与砂轮3的移动轨迹作为基准，为了相应于晶片旋转角度位置在Z轴或Y轴中的至少1轴方向上使晶片1与砂轮3的相对位置从上述基准轨迹位置变动地进行加工的动作，使用压电致动器34a，相应于晶片1的旋转角度位置形成不同的截面形状。
在这里，上述基准使用在晶片整周形成同一的截面形状的场合的、关于使晶片1与砂轮3在Z轴及Y轴方向上相对地移动的移动轨迹的数据。
图12表示对晶片截面的上面侧进行加工时的砂轮3的相对的基准轨迹，图13表示对晶片截面的下面侧进行加工时的砂轮3的相对的基准轨迹。
在上面侧的加工中，从周端1b的曲面开始位置(U1)先以O1为中心按R3+r1的半径使砂轮3以圆弧状动作。一旦到达上斜面的开始位置U1′，接下来倾斜地平行移动到U1″，形成上斜面1au。
下面侧也同样，从周端1b的曲面开始位置(L1)，先以O2为中心按R4+r2的半径使砂轮3以圆弧状动作。一旦到达下斜面的开始位置L1′，接下来倾斜地平行移动到L1″，形成下斜面1ad。
图10为在晶片侧升降用Z轴上设置了压电致动器34a的例子，特别是在相应于高速旋转的晶片1的旋转角度位置使截面形状变化的本发明的晶片倒角加工中，能够正确地追踪该加工。
而且，为了维持厚度方向的截面形状的对称性，在将压电致动器34a设置在了晶片侧升降用Z轴上的场合，上面侧的截面形状和下面侧的截面形状分别进行加工。在将压电致动器设置在了晶片侧水平Y轴、砂轮侧升降Z轴上的场合，能够同时地对上面侧的截面形状和下面侧的截面形状进行加工。
然后，如图12所示那样，作为晶片1的旋转角度位置，按从晶片1的中心的角度分成8等份，每隔晶片1的旋转角45度交替地改变上述砂轮3与晶片1的相对的位置关系，从而能够形成2种不同的截面形状。
另外，在每隔上述晶片1的旋转角45度进行的上述砂轮3与晶片1的相对位置关系改变途中的旋转角度位置，连续地使晶片形状变化，从而重复进行平滑的改变。这样连续的形状由样条曲线、双曲线、正弦曲线、椭圆弧等曲线形成，另外，也可为在一部分包含了直线的形状。
在本实施方式中，作为每隔上述晶片的旋转角45度交替地改变上述砂轮与晶片的相对的位置关系而获得的截面形状，可以形成以下的各种形状。
第一截面形状相应于晶片的旋转角度位置形成2种不同的晶片半径。
在该场合，每隔晶片旋转角度45度在Y轴(根据需要还包含Z轴)方向上使砂轮1与砂轮3的相对位置从上述基准轨迹位置变动，形成与晶片的旋转角度位置相应的不同截面形状(A、B)。
结果，晶片1作为每隔旋转角度45度使半径变化了的状态，例如成为图15那样的平面形状的状态。在图15中，与这样的半径没有变化的图14的状态相比，夸张地表示了晶片的半径大小的差，实际上其差为5微米到50微米左右。
在该场合中，也最好在每隔上述晶片1的旋转角45度进行的上述砂轮3与晶片1的相对位置关系改变途中的旋转角度位置连续地使晶片半径变化。这样连续的形状由样条曲线、双曲线、正弦曲线、椭圆弧等曲线形成，另外，也可为在一部分包含了直线的形状。
第二截面形状保持晶片前端斜面的倒角宽度X1、X2为一定，使晶片前端的圆弧的半径大小不同。
即，相对于图16所示基准的截面形状，在图17、图18中，用实线描绘的晶片前端的圆弧的半径的大小不同。
第三截面形状将晶片前端斜面的倒角宽度X1、X2和晶片前端部的直线长度X3保持固定，使晶片前端的曲线不同。
相对于图16，图19、图20表示这样将倒角宽度X1、X2和晶片前端部的直线长度X3保持固定，使晶片前端的曲线不同地变化了的状态。作为曲线，形成样条曲线、双曲线、正弦曲线、椭圆弧等。
第四截面形状将晶片前端斜面的倒角宽度X1、X2保持固定，而使晶片前端斜面的角度大小不同。
相对于晶片前端斜面的角度的大小没有变化的图16，在图21、图22中，晶片前端斜面的角度大小发生变化，与此相随，周端1b的面宽X3也不同。
另外，在本发明中，当实施相应于晶片1的旋转角度位置形成上述各种不同的截面形状的倒角加工方法时，能够实施这样的晶片倒角加工，即，相对于使上述晶片1与砂轮3在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片前端分别形成所期望的截面形状地将砂轮3接触在晶片1上的轨迹，使圆弧或曲线从晶片前端直线部的开始位置错开规定的量，一边随着从晶片前端远离而逐渐返回到原来的圆弧或曲线的轨迹一边进行加工。
另外，在本发明中，当实施相应于晶片1的旋转角度位置形成上述各种不同的截面形状的倒角加工方法时，能够实施这样的晶片倒角加工，即，首先使上述晶片1与砂轮3在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片前端加工所期望的截面形状，在此后的工序中再次使砂轮3接触在晶片前端直线部，在Z轴及Y轴方向上相对地动作，使晶片前端直线部相对于原来的直线倾斜规定角度地进行加工。
第2实施方式
按照图23所示本发明的晶片倒角加工方法，作为第2实施方式，由上述那样的加工装置10，在旋转台2a上对晶片1进行定心和载置、并使该晶片旋转，将无槽砂轮3接触在晶片周端部1a上对晶片1进行倒角，此时，相对于使上述晶片1与砂轮3在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片整周的前端形成同一截面形状地将砂轮3接触在晶片1上的轨迹(双点划线部分)，使圆弧或曲线从晶片前端直线部的开始位置错开规定的量，一边随着从晶片前端远离而逐渐返回到原来的圆弧或曲线的轨迹一边进行加工(实线部)，由此在晶片整周的前端形成相同的截面形状。
通过形成为这样估计了倒角工序的变形的上下非对称(X3U＜X3L)的截面形状，能够使得在倒角工序结束后成为上下对称(X3′U＝X3′L)的截面形状(双点划线部分)。
第3实施方式
另外，可以得知，即使想形成图24的正常的截面形状，在倒角工序中也由来自砂轮3的压力使晶片1如图25那样变形，所以，如在该状态下垂直地对晶片前端直线部(周端1b)进行加工，则在上述倒角工序后晶片前端直线部复原时，如图26那样成为非对称的形状，不成为正常的截面形状。
因此，作为第3实施方式，由上述那样的加工装置10，在旋转台2a上对晶片1进行定心和载置、并使该晶片旋转，将无槽砂轮3接触在晶片周端部1a上对晶片1进行倒角，此时，使上述晶片1与砂轮3在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片前端加工所期望的截面形状，在此后的工序中如图27那样再次使砂轮3接触在晶片前端直线部，在Z轴及Y轴方向上相对地动作，使晶片前端直线部相对于原来的直线倾斜规定角度地进行加工。
通过这样估计倒角工序的变形，相对于原来的(垂直的)直线倾斜规定角度地加工晶片前端直线部(周端1b)，能够在倒角工序结束后成为上下对称的截面形状(图24)。
第4实施方式
按照本发明的晶片倒角加工方法，作为第4实施方式，在上述各实施方式中，利用投影图像测定晶片的各种截面，使晶片前端成为所期望的截面形状地决定砂轮与晶片的Z轴及Y轴方向的动作量。
作为获得该投影图像的方法，如图28所示，将来自照明器具50的平行光照射到旋转的晶片1的边缘1a附近，用CCD相机51受光，关于晶片1的整周获得用于形成所期望的截面形状的信息，决定砂轮3和晶片1的Z轴及Y轴的动作量。
附图标记说明
[0076]
1晶片
1a边缘(周端部)
1au上斜面
1ad下斜面
1b周端
1c圆弧
1d斜条痕
1e(反向的)斜条痕
1n切口
2工件安装台
2a旋转台
2b(带θ轴马达的)工件载置台旋转装置
3圆盘形无槽砂轮
8(带磨削用Z轴马达的)砂轮上下方向移动装置
9a晶片安放用控制装置
9b晶片加工用控制装置
9c晶片粗加工用控制装置
9d切口精密加工用控制装置
10倒角加工装置
11砂轮支承装置
11a(带精密磨削用主轴马达的)砂轮驱动装置
12(带精密磨削用Z轴马达的)砂轮升降装置
13基座
15工件支承装置
16台座
17台架
17a、17d轨
17b进深(Y)方向移动体
17c(带Y轴马达的)进深方向移动装置
17e左右(X)方向移动体
17f(带X轴马达的)左右方向移动装置
19控制箱
19a操作板
19b控制部
19c控制信号输出部
33晶片侧升降装置支承构件
34晶片侧升降装置
34a(晶片侧升降用Z轴)压电致动器
50照明器具
51CCD相机
R1、R2、R3、R4、r1、r2半径
W驱动装置
X1、X2、X3倒角宽度
X、Y、Z、θ(表示移动方向的)箭头
α1、α2角度
O1、O2中心
U1、L1轨迹

Claims (14)

1.一种晶片的倒角加工方法，在旋转台上对晶片进行定心并载置、使该晶片旋转，使对所述旋转的晶片进行加工的无槽砂轮接触在晶片周端部而对晶片进行倒角；其特征在于：
将使所述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对移动而在晶片整周形成相同的截面形状的移动轨迹作为基准，
为了相应于晶片旋转角度位置在Z轴或Y轴中的至少一轴方向上使晶片与砂轮的相对位置从所述基准轨迹位置变动地进行加工动作，使用压电致动器，相应于所述晶片的旋转角度位置形成不同的截面形状。
2.根据权利要求1所述的晶片的倒角加工方法，其特征在于：每隔所述晶片的旋转角45度使所述砂轮与晶片的相对位置关系交替地改变，形成2种不同的截面形状。
3.根据权利要求2所述的晶片的倒角加工方法，其特征在于：在每隔所述晶片的旋转角45度进行的所述砂轮与晶片的相对位置关系改变途中的旋转角度位置，连续地使晶片的截面形状变化。
4.根据权利要求1所述的晶片的倒角加工方法，其特征在于：每隔所述晶片的旋转角45度使所述砂轮与晶片的相对位置关系交替地改变，形成2种不同的晶片半径。
5.根据权利要求4所述的晶片的倒角加工方法，其特征在于：在每隔所述晶片的旋转角45度进行的所述砂轮与晶片的相对位置关系改变途中的旋转角度位置，连续地使晶片半径变化。
6.根据权利要求2或3所述的晶片的倒角加工方法，其特征在于：所述2种截面形状，在晶片前端斜面的倒角宽度固定的状态下，使晶片前端的圆弧的大小不同。
7.根据权利要求2或3所述的晶片的倒角加工方法，其特征在于：所述2种截面形状，在晶片前端斜面的倒角宽度和晶片前端部的直线长度固定的状态下，使晶片前端的曲线不同。
8.根据权利要求2或3所述的晶片的倒角加工方法，其特征在于：所述2种截面形状，在晶片前端斜面的倒角宽度固定的状态下，使晶片前端斜面的角度大小不同。
9.根据权利要求1～8中任何一项所述的晶片的倒角加工方法，其特征在于：相对于以使所述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片前端形成所期望的截面形状的方式将砂轮与晶片接触的轨迹，
使圆弧或曲线从晶片前端直线部的开始位置错开规定的量，
一边随着从晶片前端远离而逐渐返回到原来的圆弧或曲线的轨迹一边进行加工。
10.根据权利要求9所述的晶片的倒角加工方法，其特征在于：使圆弧或曲线从所述晶片前端直线部的开始位置的错开量为随晶片旋转角而不同的错开量。
11.根据权利要求1～10中任何一项所述的晶片的倒角加工方法，其特征在于：使所述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片前端加工所期望的截面形状后，
再次使砂轮与晶片前端直线部接触、并在Z轴及Y轴方向上相对地动作，使晶片前端直线部相对于原来的直线倾斜规定角度地进行加工。
12.一种晶片的倒角加工方法，在旋转台上对晶片进行定心并载置、使该晶片旋转，使对所述旋转的晶片进行加工的无槽砂轮接触在晶片周端部而对晶片进行倒角；其特征在于：
相对于以使所述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片整周的前端形成相同的截面形状的方式将砂轮与晶片接触的轨迹，
使圆弧或曲线从晶片前端直线部的开始位置错开规定的量，
一边随着从晶片前端远离而逐渐返回到原来的圆弧或曲线的轨迹一边进行加工。
13.一种晶片的倒角加工方法，在旋转台上对晶片进行定心并载置、使该晶片旋转，使对所述旋转的晶片进行加工的无槽砂轮接触在晶片周端部而对晶片进行倒角；其特征在于：
使所述晶片与砂轮在Z轴及Y轴方向上相对地动作而在晶片整周的前端加工了相同的截面形状后，
再次使砂轮与晶片前端直线部接触、并在Z轴及Y轴方向上相对地动作，使晶片前端直线部相对于原来的直线倾斜规定角度地进行加工。
14.根据权利要求1～13中任何一项所述的晶片的倒角加工方法，其特征在于：利用投影图像测定所述晶片的截面，以使晶片前端成为所期望的截面形状的方式决定砂轮与晶片在Z轴及Y轴方向的动作量。
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