JP2000117602A - ディスクまたはウェハのエッジを研削する方法および研削マシン - Google Patents

ディスクまたはウェハのエッジを研削する方法および研削マシン

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Michael George Pierse
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディスクまたはウェハのエッジを研削するた
めの研削マシンを提供する。 【解決手段】 研削マシンは、溝付きの研削といし(3
08)と、研削の前後にウェハを移送するための手段
と、ハウジング(332)とを含み、ハウジング(33
2)においては、ウェハ(340)が検査待ちで真空チ
ャック(336)上に置かれている。噴出口(338)
がハウジング内に突出し、チャック上のウェハの面およ
びエッジに水または空気を導く。次に移送手段がウェハ
を検査ステーションに転送する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は、研削および研磨マシン、なら
びに半導体装置の製造において用いるためのシリコンの
ウェハのようなディスク、およびコンピュータディスク
ドライブなどのための磁気メモリディスクを形成するた
めに堆積させる磁気材料の下のガラスまたはその他の脆
性材料のディスクを研削および研磨加工する方法に関す
る。
【0002】
【発明の背景】上記の目的のいずれかのためのディスク
を研削加工するときには、ディスクの外径を、高度に正
確にかつときには特定の断面形状となるように仕上げる
ことが重要である。メモリディスクの場合、円形の開口
部を再び正確に制御した直径および真円度を備えるよう
にすることが求められる。シリコンウェハの場合、後の
製造工程における位置合わせは、平坦部およびノッチの
形成といったようにディスクのまわりに位置合わせの工
夫を施すことを必要としている。
【0003】従来、エッジ研削および研磨マシンは、す
べての軸に対し線形の案内面を取入れている。循環転が
り素子軸受または空気軸受いずれを取入れた場合でも、
脆性材料を研削および研磨加工するときにはこのような
軸すべてに共通の欠点がある、すなわちこれら軸により
研削マシンと構成要素との間に著しい相対運動が生じ
る。このことは、通常は1つの線形軸をもう1つの線形
軸の上に積重ねることにより得られる研削といしの直交
運動を設ける必要性から生じる。この運動では、耐摩耗
性の研削といしを用いて摩耗による形状の損失を最小に
抑えることが必要であるが、こういったといしは、深い
損傷のある品質の劣った表面を生じさせる傾向がある。
【0004】シリコンウェハ加工物を研削加工するとき
には、研削中に生じる表面下の損傷の深さを最小にしな
ければならない、というのも、続いて行なわれる製造工
程において用いるためにはウェハを損傷ゼロで送らなけ
ればならないからである。表面下の損傷が生じたときに
は、研磨加工の前に酸性エッチングの後研削工程を行な
うことになる。どちらの工程にも費用がかかり、損傷が
少ないほど、必要とされる研磨時間は短くなる。
【0005】
【発明の概要】本発明のある局面に従って、研削中には
閉じて封止された囲いを形成する二部分のハウジング内
に研削といしおよび加工物を配置することができる。
【0006】好ましくは、ハウジングの部分をポリカー
ボネートなどの透明プラスチック材料から形成して研削
工程を見ることができるようにする。
【0007】好ましくは、ハウジングの2つの部分は膨
張式封止リングにより封止され、膨張式封止リングは、
位置決めするときに囲いを形成するように2つのハウジ
ング部分間の継ぎ目のまわりに延在する。
【0008】閉じて封止されたときに囲いを形成する二
部分からなる囲いを設け、少なくとも研削加工中は研削
といしおよび加工物がその囲いの中に含まれる場合は、
好ましくはこのハウジングの部分は案内面に取付けられ
研削といしが回転する際の軸に並列に移動可能であり、
そのため、ワークヘッドが1つのといし溝ともう1つの
といし溝との間で移動するときまたは移動して成形とい
しを研削といしと係合させるときに、封止を収縮させ再
膨張させなくてもワークヘッドが軸方向に移動できるよ
うにする。この特徴により研削のサイクルタイムが減少
する。
【0009】本発明の他の局面に従って、ウェハがまだ
回転している間にウェハの張出した縁に向けて洗浄液を
噴射するための手段を設けてもよい。このことにより、
ウェハがサポートプラテンから取外される際に研削の切
屑がウェハの後部で落ちることを防止する。
【0010】研削が封止された囲い内で行なわれる場
合、洗浄液の噴射は好ましくはこの囲い内に導入され、
囲いが閉じられている場合のみ動作可能である。
【0011】次に、添付の図面を参照して本発明を例示
として説明する。
【0012】
【詳細な説明】図1、2および3は、シリコンまたは同
様の材料の円形のディスク(ウェハ)をエッジ研削する
ためのマシンステーション全体の一部を絵画的に表わし
ている。加工物取扱い検査およびセンタリング設備もま
た、マシン全体の一部を形成しているが、これについて
は後の図面を参照して説明する。
【0013】図1から3に示したマシンは、制御キャビ
ネット10を含み、ここから、3つの振動吸収脚に支え
られた浮動プラットホーム14を支えるマシンベッド1
2が延在しており、3本の脚のうち1つは図1では16
で見ることができ、第2の部分18はベース領域22の
前の中央部に取付けられ図1では破線で示されており、
第3の部分は図3の20で見ることができる。
【0014】プラットホーム14はワークヘッド24を
支える一体化された支持構造またはベース22を含み、
ワークヘッド24はベース22の上面に取付けられた案
内面26に沿う軸方向に滑動可能でありかつスピンドル
ドライブモータ28および研削すべきウェハを支えるた
めの真空チャック30を含む。
【0015】エッジ研削は、図2では36で示されたウ
ェハ加工物のエッジと係合するための34といった多数
の環状の溝を含む研削といし32により行なわれる。
【0016】軸受アセンブリ38に設けられた研削とい
しスピンドル(図示せず)は電気モータ40によって回
転させる。
【0017】アイテム38および40は、包括的に42
で示されるサポートで支えられ、サポートは剛性の補強
プレート44の片側においてプラットホーム14の中心
線近くに取付けられており、プレート44はフランジを
通しベースに沿いプラットホーム14にボルト締めされ
上側の端部は別のフランジ46を通してマシンベース2
2に固定される。プレート44の役割は、ベース22に
関するプラットホーム14の剛性を増大させ、さもなけ
れば導入されるかもしれない横振動に抵抗することであ
る。
【0018】プレート44の反対側において等距離にあ
るのは第2のサポート48であり、サポート48は案内
面50を支え、案内面50の上にはノッチ研削スピンド
ルのための第2のスピンドルドライブ52が取付けられ
る。駆動装置54(図2参照)がスピンドルドライブ5
2の軸方向の動きを与える。スピンドルドライブ52は
環状のディスクの内径を研削するのにも使用できる。
【0019】ワークヘッドエッジ研削およびノッチ研削
スピンドルは、空気軸受において取付けられ、ワークヘ
ッドスピンドルの速度の範囲は一般に分速2から100
0回転であり、エッジ研削スピンドルの速度範囲は一般
に分速6000回転までであり、ノッチ研削スピンドル
の速度は一般に分速70,000回転までである。
【0020】ワークヘッドスピンドルにはチャック30
の後ろに、図2の56および58でもっともよくわかる
成形といしが取付けられる。図2の矢印60の方向にワ
ークヘッド24を導くことにより、加工物ディスク36
を研削といし32の34といったスロットの1つと係合
させることができ、矢印60の方向にさらに動かすこと
により、ディスク36は研削といしアセンブリの端の面
62を通過し、成形といし56または58が研削といし
32の適切な溝と係合する。
【0021】必要に応じて研削といしまたはノッチグラ
インダの横方向の動きは、サポート構造42および48
をプラットホーム14に関して適切に傾けることによっ
て可能になる。このために、構造42および48は双方
旋回するようにプラットホーム14の中央線近くに取付
けられ(後続の図面との関連で以下でより詳細に説明す
る)、2つのストップ64および66それぞれが(図3
参照)過剰に外向きに動くことを防止する。
【0022】本発明に従って、旋回は、プラットホーム
14の中央線近くの2本の並列する軸を中心とした旋回
運動を行なわせるフレクシャ(以下で説明する)により
与えられ、構造42は矢印68で示すような弧を描くこ
とができ、構造48は参照番号70で示すような弧を描
くことができる。
【0023】旋回運動を行なわせるための駆動手段につ
いては後続の図面を参照して説明する。
【0024】ベース22には透明なポリカーボネートの
直線で囲まれたハウジング72が取付けられ、このハウ
ジングを通して研削といしスピンドルが突出している。
ハウジング72の面の大きくほぼ楕円の開口部74によ
り、ワークヘッド24に取付けられた同様の形状の囲い
76は、上記のように矢印60の方向にワークヘッドを
適切に前進運動させたときに開口部74に入りこの開口
部を密封する。
【0025】囲い76のまわりの(またはその代わりと
して開口部74の内側の縁のまわりの)膨張式リングシ
ール78は、囲い76と開口部74との間に液状の密封
をもたらす。
【0026】ハウジング72は、ベース22に関し滑動
可能であり、ベローズシール80および82がスピンド
ルドライブ38および52との間に設けられるので、囲
い76と開口部74との間が封止された後、ハウジング
72は実際ワークヘッドアセンブリ24とともに軸方向
に移動する。ベローズの後ろには十分な隙間を設けてハ
ウジング72が矢印60の方向に延びる方向において移
動できるようにして、研削といしに溝が形成されるよう
にする。反対方向の動きもまたベローズ80および82
によって処理されるので閉じられたハウジング72はま
たワークヘッド24が矢印60と反対方向に動く際にワ
ークヘッドとともに動いて、ディスク36のエッジが3
4のような研削溝の1つと係合する。
【0027】ノズル84および86を通して加工物に冷
却液を噴霧し、必要な時に成形といしに同様の液を噴霧
するために同様のノズルを設ける。インタロックを設け
て、ハウジング72が囲い76によって閉じられかつ封
止されていない限り冷却液が噴射されないようにする。
【0028】研削動作が完了した後かつ液体で最終的な
洗浄を行なった後、ハウジング72を、エッジシール7
8を収縮させワークヘッド24を矢印60と反対方向に
図2に示した位置に向けて引込めることにより開放でき
る。次に、仕上げられた加工物36を取外して新たな加
工物を設置することができる。 [といし成形/目直し]初めに、加工物を取付ける前に
といし成形を行なうことができる。この場合、最初に3
6といった加工物をチャック30に取付けずにワークヘ
ッド24および囲い76を適切に移動させてハウジング
72を閉じる。といし成形は、溝34といった各溝が順
番に56または58といった適切な成形といしと係合す
るように、ワークヘッド24を軸方向に適切に動かしか
つサポート42を適切に横方向に動かすことによって行
なわれる。といし成形動作中冷却液が与えられる。
【0029】最初のといし成形後、上記のように封止7
8を解除することによりアセンブリを分離させることが
できる。加工物36を取付けた後、アセンブリを再び閉
じて上記のように研削を行なう。
【0030】一般的には、加工物を取除いた後かつ次の
加工物を設置する前の、マシンの動作不能時間中に溝の
再成形を行なう。しかしながら、加工物36のエッジ輪
郭検査がワークヘッド上でその場で行なわれるマシンの
開発にあたっては、加工物を適所に設けたまま再成形を
行なうことが好都合であろう。 [ノッチ形成]加工物のノッチ形成を行なう場合は、サ
ポート42を横方向に動かしてといしと加工物との係合
を切り離し、サポート48をその代わりに横方向に動か
して加工物36のエッジがノッチ形成スピンドル(図示
せず)により係合するようにする。ノッチ形成後、サポ
ート48を反対方向に移動させてこのスピンドルと加工
物との係合を解除する。 [研磨加工]代替例の装置では、といしスピンドルおよ
び溝が形成された研削といしに研磨といしを取付けても
よく、加工物のスピンドルを軸方向にシフトさせること
により、研磨といしは加工物36のエッジと係合でき
る。
【0031】ワークヘッド24を案内面26に沿いシフ
トさせるためのドライブは88に設けられる。
【0032】図3に示すように、排水管90は液体をハ
ウジング72から貯蔵タンク92に運び、ポンプ(図示
せず)を設けてこのタンクからの液体を循環させる。タ
ンクにまたはタンクとポンプとの間のラインにフィルタ
を与えてもよい。
【0033】制御ハウジング10は、テレビディスプレ
イ94およびキーボード96を含み、手持ち型制御ユニ
ット98が浮動リード線100を介して接続プラグ10
2に接続される。オペレータはユニット98を取外して
ユニット98を手に持ってマシンの方に歩いてゆき、適
切なボタンを押すことによってマシンを動作または停止
させることができる。ハウジング10は、制御信号およ
び電力をマシンのドライブに与えるため、かつマシンの
変換器、ならびにスイッチングおよびその他の位置/動
作/タッチなどの信号生成センサからの信号を受取るた
めのコンピュータに基づく制御システムを収容する。
【0034】コンピュータキーボードおよびディスプレ
イを用いて、最初にマシン機能をセットアップするた
め、かつスピンドルスピード、送り量、ストロークおよ
びイベントのシーケンスを決定するためのデータを投入
することができる。
【0035】クリーンルーム条件が必要とされるかもし
れないので、コンピュータスクリーンおよびキーボード
を含む制御ユニットのコーナーを除きマシン全体を、外
側の囲い内に収容することができる。図面においてはこ
の外側の囲いは示されていない。
【0036】ワークヘッドが滑動する案内面26に対し
ては予圧が与えられ、ワークヘッドはサーバモータによ
り駆動され、解像度の高い位置符号器を備えており、軸
運動補間中に円滑な運動をもたらす。
【0037】先に述べたように必要に応じて構造42ま
たは48を傾け支えている研削素子が加工物36のエッ
ジと係合するようにすることによって切り込みを研削す
ることができる。この運動は事実上線形的ではなく弓形
であるが、ハウジング10が収容する制御システムによ
って生成される制御信号によって対処可能である。
【0038】84および86のような噴出口を用いて研
削中に切削液を供給することができるが、上記またはそ
の他の噴出口を用いて、研削後ではあるがウェハがまだ
回転している間にウェハの突出した縁に向けて洗浄液を
直接噴出させることができる。こうすることによって、
研削の削り屑が、ウェハをチャックから取外す際にウェ
ハの裏面を落下することが防止される。 [研削工程]一般的には、エッジの研削は、プランジ研
削粗削り動作、およびタッチセンサが加工物ウェハとの
接触を検出するまで研削といしを迅速に前進させること
を含む第2のプランジ研削仕上げサイクルを用いた、2
段階の工程において行なわれる。接触の際の研削といし
の軸の位置を用いてといしの摩耗をモニタし、仕上げ切
削サイクルごとに取除かれる材料が確実に一定になるよ
うにする。ワークヘッドチャックに永久的に取付けられ
る金属結合ダイヤモンド成形といしを用いることによっ
て切削といしの形状は維持される。再成形工程を完全に
自動化させて、n番目のウェハごとに行なわれるように
プログラミング可能である。または、研削が施されたエ
ッジの輪郭が許容不能になったときごとに(ディスクエ
ッジの輪郭の光学検査により判断される)、または接触
ポイントがといしが過剰に摩耗していることを示すとき
に行なうことができる。 [減衰]望ましくない振動および結果として生じる研削
による損傷を最小に減じるために、研削マシンを構成す
る構造上の構成要素を、ポリマーコンクリートで少なく
とも部分的に、特にベース22およびベッド12の部分
にかつ所望であればプラットホーム14において充填す
る。 [サブアセンブリフレクシャの取付け]図4および5
は、ヒンジ運動によりといしの切り込みを行なうための
2つの構造42および48の取付け方法を示す。図4に
示すように、2つの構造42および48の内側の端部
は、フレクシャ(ストリップヒンジと呼ばれることがあ
る)によりプラットホーム14に接続され、フレクシャ
のうち2つは102および104で示される。図4に示
した2つと1列をなす2番目の対は、マシンベース22
のより近くで構造42および48の他方の端部に向けて
設けられる。
【0039】図5の拡大図に示すように、各フレクシャ
は金属プレートを含み、その中央領域は狭められており
フレクシャ102の場合は幅が減少した部分106が形
成されフレクシャ104の場合は108が形成される。
【0040】102の場合は110および112で示さ
れフレクシャ104の場合は114および116でそれ
ぞれ示される、各プレートの厚みのより大きな上側およ
び下側の領域は、フレクシャ102の場合は118およ
び120といったボルトにより一方では、構造42の一
体化された部分を形成するフランジ122にボルト締め
され、他方では自身が126および128などのボルト
によりプラットホーム14にボルト締めされる金属ブロ
ック124にボルト締めされる。
【0041】同様にしてフレクシャ104は、構造48
から延在しかつ構造48と一体化する部分を形成するフ
ランジ126に固定される。
【0042】金属ブロック124は各フレクシャのフラ
ンジ122および126ならびに幅が狭められた領域1
06および108から垂直方向において間隔がおかれて
おり、構造42または48はそれぞれ、構造をプラット
ホーム14から支持するフレクシャの幅が狭められた領
域106および108それぞれを中心として揺れ動くこ
とができる。
【0043】フレクシャ102および104により、図
5の矢印130および132で示すように構造は傾斜す
ることができるが、フレクシャは、その他の軸を中心と
したプラットホーム14に関する構造42および48の
いかなるその他の運動も容易にはさせない。結果とし
て、構造42および48のプラットホーム14に対する
結合は、幅の狭い部分の領域106および108などに
より生まれるヒンジ軸について以外のすべての方向にお
いて非常に強固である。 [サブアセンブリへの切り込みドライブ]構造42およ
び48の運動は、各構造とプラットホーム14およびマ
シンベース22の端部に取付けられた剛性のアセンブリ
との間に作用するカムおよび従動子装置によってもたら
される。このようなドライブの1つは、図4では構造4
2内に設けられたものとして示される。ここではカム1
34は、自身が軸受138および140において支えら
れるシャフト136によって支えられ、ねじれ固定継手
144を通して電気モータ142により駆動される。シ
ャフト(図示せず)において支えられる従動子146は
軸受148において支えられ150は構造142に取付
けられる。
【0044】カム134を含むドライブおよび軸受アセ
ンブリは、包括的に152で示される剛性の構造上の枠
組内で支持され、構造42の残り部分とは別にされて間
隔がおかれているため、構造42はカム134および従
動子146の運動によって導かれるようにアセンブリ1
52に関して運動することができる。
【0045】構造152と構造42との間に作用するば
ねにより戻りの力が与えられる。ユニット48は、図4
においては構造48の切り取られた領域において包括的
に示された構造154内に含まれる同様のアセンブリに
よって、同じ態様で駆動される。
【0046】簡潔にするために、戻りばねの詳細につい
ては構造48と関連付けて示しているが、これを構造4
2については行なっていない。ここではスラスト棒15
6をねじ切りされかつボルト締めされた端部158によ
って構造48の内側の構造上の構成要素160に固定
し、ばね162を構造154に形成された円筒形のくぼ
み164内に収容する。直径が減じられた端部領域16
6により、ばねがチャンバ164から出ることが防止さ
れ、スラスト棒156の外側の端部の拘束ワッシャ16
8がばねをとらえる。構造要素48が矢印170の方向
に動くことにより、ばねが収縮し、その復元力がアイテ
ム48を、カムの力が取除かれたときに、通常の直立位
置に戻す。
【0047】図6は、ユニット42の上端部を拡大して
示したものであり、同じ部分は同じ参照番号で示してい
る。 [カムドライブ]図7は、図4で一部断面を示したマシ
ンの端部の側面図であるが、縮尺は少し小さくしてあ
る。他の図面と同様、この図面でも一部を切り取って、
図4には示されていない、構造48に作用する包括的に
170で示されたカムドライブメカニズムを明らかにし
ている。拘束ワッシャ168はドライブメカニズムの側
部に示されている。
【0048】図7はまた、ユニット48のベースに取付
けられた2つのフレクシャを示し、外側のものは104
で示し、内側のものは172で示している。
【0049】上記のように各カムドライブ装置は、剛性
のハウジング152および154内で支えられており、
後者は図7ではよりはっきりと見ることができ、水平方
向の脚174によりベース22の端部から突出したプレ
ートにボルト締めされている。
【0050】図7ではまた、チャック178を駆動する
ためのモータ176が見えており、ここからノッチ研削
スピンドル180が突出している。モータ176は図1
について先に説明したようにハウジング52内で支えら
れており、ハウジング52は上記のように案内面50に
沿って滑動する。
【0051】図7は、ハウジング52をケース72内の
開口部に封止されるように取付けるベローズシール82
を示しており、ここからモータ176およびスピンドル
が突出している。 [加工物の転送]一般的には直径100、200または
300mm以上のシリコンの円形のプレート状のウェハ
の取扱いは、図8に示したロボット的な取扱い手段によ
って行なわれる。これは、ベース182と、包括的に1
84で示した構造的枠組とを含み、枠組はベースから上
向きに延在して包括的に186で示した線形の案内面に
対するサポートをもたらし、この案内面に沿い往復台1
88は矢印190の方向に滑動できる。第2のスライド
192が案内面186と直角をなしてハウジング188
から突出しており、滑動部材194はここに沿って矢印
196の方向に動くようにされている。アーム198が
ハウジング194から突出しており、ここに取付けられ
200で示したドライブは、アーム198を矢印202
の方向に運動させる。ドライブ200およびハウジング
188内のドライブのための電力は、線形のトラック1
86に装着された可撓性のセーフティハーネス206に
保持された複数通路を備えるアンビリカル204を介し
て与えられる。
【0052】アーム198の下側の端部は真空チャック
208であり、往復台188および200ならびにアー
ム198を適切に操縦することにより、真空の囲い20
8を、支持スリーブ212において直立するように保持
されているウェハ210の前で位置決め可能である。空
の支持スリーブも214で示されており、処理されたウ
ェハの受入準備が整っている。
【0053】ベース182はマシンベッド12の近くに
位置決めされ、このヘッドの一部は図8に示されてい
る。機械加工動作後、ハウジング72の2つの部分は図
1から3を参照して前述したように切り離され、これに
よって仕上げの済んだ加工物36がむき出しになりアー
ム198および真空チャック208によって取り上げる
ことができる。こうするために、図8の転送メカニズム
は、チャック208をワークヘッドのウェハに対向する
ように位置決めし仕上げの済んだウェハ36を回収して
空のスリーブ214に転送するように動作する。
【0054】さらに往復台194をスリーブ212の方
へと外に動かすことにより、チャック208をまだ研削
されていない加工物210の前に位置決めし、この加工
物を取り上げた後検査ステーションに転送し、その後前
のウェハ36の代わりに研削のために真空チャック30
に取付けるために研削マシンの動作環境に転送できる。
【0055】トラック216に複数のスリーブまたはカ
セットを設け、ここに設置されたすべての加工物を、順
番に取除き、センタリングし、研削し、検査し、かつも
とにもどすことができることがわかる。
【0056】上記のように全体的な囲いをこの装置に与
える場合、ベース182を含む転送メカニズムは、好ま
しくはこの囲い内に配置され、その開口部には自動閉鎖
ドアを設けて、洗浄されたウェハの挿入および除去が行
なえるようにする。 [ウェハのセンタリング]研削前および研削後の中間ス
テップとして、(好ましくは別のウェハの研削中)、各
ウェハを図9および10で示した検査装置に位置決め
し、ウェハの中心を決定して、研削のためにチャック3
0において正確に位置決めできるようにし、かつその
後、保管スリーブに戻す前に研削後のウェハのエッジの
輪郭を検査できるようにする。 [加工物検査]図9は、研削マシンおよび図8のロボッ
トウェハ取扱いシステムとの関連で検査装置が置かれて
いる場所を示す全体図である。前と同様同じ参照番号を
用いている。ロボットウェハ取扱いシステムについて
は、我々の同時係属中の特許出願GB−A−23166
37においてさらに詳しく説明されている。
【0057】この検査装置は、スタンド218を含みそ
の上にベース220および直立プレート222からなる
支持構造が位置している。三角形の補剛板224がプレ
ート222の後ろから延在し、222および224はど
ちらも226でプレート220に溶接される。
【0058】プレート222の直立方向の端部228か
ら間隔をおいて支持ブラケット230が設けられ、包括
的に232で示したランプおよび映写レンズ装置がブラ
ケット230の上端で支持される。レンズ236を有す
る第1のカメラ234がプレート222に取付けられ、
ランプ232により背面が照明されたディスク238の
エッジを見ることができるようにする。
【0059】図9で最もよくわかるように、モータ24
0はプレート222の後側に取付けられる。このモータ
は真空チャック(図示せず)を駆動し、このチャック
に、ロボットアーム198および真空チャック208に
より、これから検査するディスク238が配置される。
【0060】モータ240の回転によりウェハ238が
回転する。エッジがカメラレンズ236の視野と交差す
るようにウェハを位置決めすることにより、電気信号を
カメラ出力から得ることができ、信号はケーブル242
を介して、信号から得られたデータを処理するための信
号解析装置(図示せず)に送られる。
【0061】第2のカメラ244は、ディスク238の
エッジを接線方向に見るために支持プレートのエッジ2
28に取付けられ、エッジの輪郭についての情報が得ら
れる。ディスクエッジの背面はランプ246によって照
明され、カメラ244からの信号がケーブル248に沿
って与えられる。ランプ232および246のための電
力は必要に応じてケーブル250および252それぞれ
に沿って供給される。
【0062】コンピュータ254にはケーブル242お
よび248を介しカメラ234から信号が与えられ、コ
ンピュータは242および248に沿う戻り信号経路を
介しかつケーブル250および252を介して、カメラ
およびランプ232および246それぞれを制御する。
カメラ244の出力を必要に応じてモニタ256に表示
することができ、ウェハ238のエッジの輪郭は258
で、たとえば輪郭の側面についての理想的な角度を示す
コンピュータにより生成されたテンプレート260およ
び262とともに示される。 [加工物のセンタリング]これは、参照番号C403/
Wとした本願と同時に提出した我々の同時係属中の出願
において述べた技術を用い、図8から10のロボットウ
ェハ取扱いシステムを用い、かつ円形のウェハがカメラ
234の視野を通して回転する際に得られる、カメラか
らの信号を用いて行なわれる。 [ノッチおよび平坦部の表示]図11はモニタ256の
図であり、今回はウェハ238が載せられた真空チャッ
ク(図10には示さず)上でノッチが形成されたウェハ
が適所にあるときのカメラ234からの出力を表示する
ように設定されており、この場合ウェハを回転させてノ
ッチがカメラの視野に入るようにしている。ノッチは2
64で示されコンピュータにより生成されたテンプレー
ト(266および268で破線で示す)もまたノッチの
画像に重ね合せて表示され、ノッチの2つの側面に対し
て要求される角度を示す。さらなる2つのテンプレート
のラインが270および272で表示され、ノッチに入
る部分で要求される半径を示し、さらなるテンプレート
のライン274を表示してノッチの底で必要とされる半
径を示す。
【0063】図12は、モニタ256の同様の図であ
り、今回はカメラ234で見た場合の円形のウェハの平
坦な周縁領域の一方の端部を表示する。この図ではウェ
ハの表示は参照番号276で示され、平坦部は278で
示され、平坦部の端部で要求される半径はコンピュータ
により生成されたテンプレートライン280で描かれ
る。 [ウェハの厚みの測定]図13は、図10のアセンブリ
の後ろ側を示し、かつプレート222と、ドライブ28
6を介して真空チャック284を駆動するモータ240
とを示す。
【0064】噴出口292を備える液体ライン290
は、空気を噴出させてウェハ238のエッジを洗浄しか
つ乾燥させる役割を果たし、その流れはバルブ294に
より制御される。
【0065】重要なことは、ウェハ238をワークヘッ
ドの真空チャック30に載置する(図1および2参照)
前にその厚みを知って、適切な研削溝を正確にディスク
のエッジと係合させるのに必要なワークヘッドまたはワ
ークスピンドルの軸方向の移動量を、制御システム、お
よびワークヘッドまたはワークスピンドルを必要な距離
移動させるために生成される適切な駆動信号によって決
定できるようにすることである。この厚みはスピンドル
298が備えるプローブ296を用いて決定され、スピ
ンドルはガイド300および302において滑動可能で
あり、パイプライン304を介した空気圧で移動してウ
ェハ238の面と係合できる。固定されたホームポジシ
ョンから移動した距離が記される。
【0066】適所に置かれたウェハなしで同じように移
動距離の測定を行なうと、固定されたホームポジション
からチャック284の面までの距離が得られ、ウェハ2
38は適所にあるときその面に押しつけられているた
め、上記2つの距離の測定値の差がウェハの厚みと等し
くなる。
【0067】プローブによる移動距離は、正確な位置検
知エンコーダ、およびケーブル306に沿いコンピュー
タ254に与えられる信号により検知され、厚みの寸法
はモニタに(所望であれば)表示できる。
【0068】コンピュータ254がハウジング10内の
コンピュータをベースにした制御システム(図1参照)
の一部をなしてもよく、かつ/またはコンピュータ25
4が生成した信号が10のコンピュータベースの制御シ
ステムに与えられて、ワークヘッドまたはワークスピン
ドルアセンブリの軸方向の移動量を制御するために利用
できるようにしてもよい。 [複数研削といしアセンブリ]マシンの動作不能時間を
短縮するために、研削といしが、各々特定の目的を有す
る異なる研削といしをサンドイッチ状にしたものからな
るようにしてもよい。
【0069】このようなといしは図14の308で示さ
れ、4つのといし部分をサンドイッチ状にしたものが示
される。
【0070】一次といし310は円筒形の表面において
6つの研削溝を有する樹脂結合CBNといしであり、溝
の1つは312で示される。これは、仕上げの前に小さ
な物質のみを除去することが必要なウェハのエッジを研
削するために用いられるといし部分である。
【0071】といし部分314は、3つの溝を含むダイ
ヤモンドといしであり、溝の1つは参照番号316で示
される。この部分はウェハのエッジを仕上げ研削するた
めに使用される。
【0072】双方のといしの溝の数は、一般的には1か
ら10の範囲内で、何個でもよいことがわかるであろ
う。
【0073】といし部分318は、単一の溝320を備
える金属結合CBNまたはダイヤモンドといしであり、
このといしはより軟らかい樹脂結合といし310を利用
する前にウェハのエッジを大まかに研削するために使用
できる任意のといしである。
【0074】といし部分322は、といしスピンドルを
適切な速度で動かすことにより、といし部分314によ
る仕上げ後ウェハのエッジを研磨加工するために使用で
きる、典型的には酸化セリウムの任意のといしである。 [ノッチ研削といし]図15は、スピンドル326の端
部に取付けられたノッチ研削といし324をほぼ同じ縮
尺で示す。その「凹状の」環状の研削面は一般的にはダ
イヤモンドめっきされたものである。 [といし目直し手順]図16に示すように、目直し/成
形といしは、加工物/ウェハ36を取付ける真空チャッ
ク30と同じスピンドルに取付けられる。
【0075】一般に、目直し/成形といしは以下の2つ
の部分からなるアセンブリである。 (a) 図14のCBNといし部分310の溝を大まか
に研削するための金属結合ダイヤモンドといし328。
【0076】(b) さらに小さな直径のグリッドを取
入れ、図14のCBNといし部分310の312のよう
な溝を仕上げ研削するようにされた金属結合ダイヤモン
ドといし330。
【0077】図14の部分310のようなCBN研削と
いしは通常、312のような溝なしで供給され、新しい
CBNといし部分310を取付けた後、312のような
溝を形成する第1のステップが行なわれる。これは、図
16のといし328を用い次にといし330を用いて行
なわれる。
【0078】310の溝に摩耗が生じた後、といし33
0を用いて必要に応じて溝の目直しおよび再成形を行な
う。
【0079】どちらの成形といしも研削といし双方にア
クセスできる。従来、双方の成形といしを用いて、粗削
り(CBN)研削といしおよび仕上げ(ダイヤモンド)
研削といし双方を成形している。 [中間ウェハの保管]図17に示すように、図13の厚
みを測定するプローブの場所の下方に、上側が開放され
た直線で囲まれたハウジング332があり、この中へと
ウェハをアーム198によって下降させることができ
る。
【0080】このハウジングからスピンドル334およ
び真空チャック336が延在し、真空チャックの上でウ
ェハを配置および保持してウェハを回転させることがで
きる。スピンドル334に対する駆動は、たとえばモー
タ240によって行なうことができる。
【0081】ハウジング332には噴出口338が突出
し、噴出口を用いて水または空気といった流体を圧力を
かけて供給することができ、この噴出口はチャックに載
置されたウェハの面およびエッジ領域に方向付けられ
る。そのようなウェハの1つは340で示される。排水
管342は余分な流体を運び出す。
【0082】このハウジングおよび真空チャックが、エ
ッジの研削が済んでエッジ輪郭検査のために検査装置の
真空チャック284に配置されるのを待っているウェ
ハ、または検査が済んで図8の214のようなスリーブ
に戻されるのを待っているウェハのための便利な待機場
所を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】通常オペレータが占める位置から見た、本発明
を実施する研削マシンの縮尺率が正確でない斜視図であ
る。
【図2】オペレータが通常立つ側からの、図1に示した
マシンの縮尺率が正確でない側面図である。
【図3】図1および2に示したマシンの端面図である。
【図4】図3の端から見たサブアセンブリに取付けられ
たフレクシャを通したわずかに大きな縮尺の断面図であ
る。
【図5】図4で見えている2つのフレクシャの拡大図で
ある。
【図6】サブアセンブリのカムドライブおよび従動子な
らびにばねの搭載を示す、右上側の拡大断面図である。
【図7】図2に示されたマシンのサブアセンブリの端部
を拡大してかつ一部は断面で示した側面図である。
【図8】図3のマシンの端部の右側に取付けるようにさ
れた加工物搭載および取外しメカニズムを、一部見える
ようにした斜視図である。
【図9】図8の構成部品取扱い装置の反対側の斜視図で
あり、ディスク検査装置および図2に示したようなマシ
ンの右側の端部を示す。
【図10】図9に示したディスク検査装置の反対側の端
部の拡大した斜視図である。
【図11】カメラ234によって見たノッチを示すモニ
タスクリーンの図である。
【図12】カメラ234によって見たウェハエッジの平
坦部を示すモニタスクリーンの図である。
【図13】図10のアセンブリの後部の側面図であり、
モータおよび真空チャック間のドライブを示し、かつウ
ェハをワークヘッドに転送する前にウェハの厚みを決定
するために厚み測定プローブを位置決めできる場所を示
す。
【図14】図1以下に示したマシンにおいて使用できる
ような多重研削といしアセンブリの側面図である。
【図15】このマシンにおいて用いることができるよう
なノッチ研削といしの側面図である。
【図16】加工物真空チャックおよび目直しといしアセ
ンブリの側面図である。
【図17】中間ウェハ保管所としても機能する洗浄ステ
ーションの側面図である。
【符号の説明】
14 プラットホーム 24 ワークヘッド 30 真空チャック 32 研削といし 36 加工物 42 サポート 44 補強プレート 56 成形といし 332 ハウジング 336 真空チャック 338 噴出口 340 ウェハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フォークナー,ダーモット・ロバート イギリス、エム・ケイ・46 5・エイチ・ イー バッキンガムシャー、オルニー、フ ォックスヒル、97 (72)発明者 モーランツ,ポール・マーティン イギリス、エム・ケイ・16 8・イー・ア ール バッキンガムシャー、ニューポー ト・パグネル、ミル・ストリート、26 (72)発明者 ピアース,マイケル・ジョージ イギリス、エム・ケイ・40 3・ティ・ワ イ ベッドフォード、キャッスル・ロー ド、216 Fターム(参考) 3C034 AA01 BB01 BB27 BB73 CB01 3C047 GG09 3C049 AA03 AA11 AB01 AB08 AC04 CA01 CB01 CB03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溝付きの研削といしが取付けられた研削
    マシンを用いてディスクまたはウェハのエッジを研削す
    る方法であって、研削されたウェハのエッジの輪郭が研
    削後に検査され、検査待ちのウェハはハウジングにおい
    て真空チャックに置かれている、ディスクまたはウェハ
    のエッジを研削する方法。
  2. 【請求項2】 ハウジングは噴出口を含み、圧力をかけ
    られた流体がハウジング内のチャックにあるウェハに導
    かれる、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 ディスク状のウェハをエッジ研削するた
    めの研削マシンであって、 エッジ研削されるウェハを支える真空チャックワークヘ
    ッドと、 といし頭で支えられた溝付きの研削といしとを含み、研
    削といしは移動してウェハのエッジを溝に係合させ、さ
    らに、 研削の前後にウェハを取付けかつ外すための移送手段
    と、 研削後にウェハのエッジを検査するために、研削された
    ウェハが取付けられる第2の真空チャックを備える、検
    査ステーションと、 ワークヘッドと検査ステーションとの中間の第3の真空
    チャックを備えるハウジングとを含み、移送手段は研削
    後ハウジングの前記第3の真空チャックに取付けるため
    に研削されたウェハをハウジングに運び、さらに、 前記第3のチャックに取付けられたウェハの面およびエ
    ッジ領域に流体を導くために圧力をかけた流体が与えら
    れるハウジングにおける噴出口を含み、移送手段は、流
    体の噴射にさらされた後のウェハをハウジングから検査
    ステーションの前記第2の真空チャックに転送する役割
    を果たす、ディスク状のウェハをエッジ研削するための
    研削マシン。
  4. 【請求項4】 流体は水である、請求項3に記載の研削
    マシン。
  5. 【請求項5】 ハウジングから余剰の水を運び出すため
    の排水管が与えられる、請求項4に記載の研削マシン。
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