JP2000176805A - 半導体ウェーハの面取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の著しい大型化を招くことなく、略従来
通りの面取り制御方法および面取り精度でもって、スル
ープットを高めることができる半導体ウェーハの面取り
装置を提供する。 【解決手段】 各ウェーハ保持板１２，１３にシリコン
ウェーハＷを個別に吸着し、その後、回転中の面取り用
砥石１４の砥石作用面に、各ウェーハ外周部を相対的に
押し当てることで、２枚のシリコンウェーハＷを同時に
面取りする。これにより、装置の著しい大型化を招くこ
となく、しかも略従来通りの面取り制御方法、および、
略従来通りの面取り精度でもって、面取りのスループッ
トを高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体ウェーハの
面取り装置、詳しくは、１台の面取り装置で、複数枚の
半導体ウェーハを同時に面取りして、面取りのスループ
ットを高める半導体ウェーハの面取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スライス工程で、単結晶シリコンインゴ
ットからスライスされたシリコンウェーハは、次の面取
り工程で、面取り用砥石を有するウェーハ面取り装置に
より、ウェーハ外周部の面取りが行われる。なお、使用
される面取り用砥石は、円筒の外周面である砥石作用面
に、通常、＃６００〜＃１５００のダイヤモンド砥粒
を、メタル系の結合材により接着固定した砥粒部を有し
たものである。使用時には、これを砥石軸を中心に回転
して、この砥石作用面に、ウェーハ保持板に吸着保持さ
れたシリコンウェーハの外周部を１枚ずつ押し当てて研
削する。しかしながら、このように１台のウェーハ面取
り装置で、１枚のシリコンウェーハだけしか面取りでき
なければ、面取りのスループットが小さい。そこで、従
来の面取り装置として、互いに水平方向に所定距離だけ
離間した２枚のウェーハ保持板と、２個の面取り用砥石
とを具備したものが知られている。この従来装置では、
各ウェーハ保持板をそれぞれ水平方向に移動させ、各保
持板に吸着されたシリコンウェーハの外周部を、対応す
る面取り用砥石の研削作用面に押し当てて、２枚のシリ
コンウェーハを同時に面取りする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の面取り装置では、前述したように、それぞれ
水平移動される横並びのウェーハ保持板を２枚搭載して
いるので、シリコンウェーハを同時に２枚面取りでき、
そのスループットは高まる。しかしながら、ウェーハ保
持板が横並びになっているので、面取り装置が大型化す
るという問題点があった。なお、この問題は、次世代の
主力製品と目されているφ３００ｍｍの大口径シリコン
ウェーハの場合に、さらに顕著となる。これは、ウェー
ハの大口径化が、それを吸着保持するウェーハ保持板の
大判化を伴うためである。しかも、面取り時のウェーハ
保持板の移動制御は、それまでの１枚のシリコンウェー
ハを面取りする際に比べて、２枚分の複雑な制御が必要
であった。

【０００４】そこで、この発明者らは、ウェーハ保持板
を、それぞれの軸線が合致するように対配置して、シリ
コンウェーハを複数枚同時に研削するようにすれば、そ
れほど大幅な装置の大型を招かなくても、しかも略従来
通りの面取り制御方法と面取り精度でもって、面取りの
スループットを高められることに着目し、この発明を完
成するに至った。

【０００５】

【発明の目的】この発明は、装置の著しい大型化を招く
ことなく、略従来通りの面取り制御方法および面取り精
度でもって、スループットを高めることができる半導体
ウェーハの面取り装置を提供することを、その目的とし
ている。また、この発明は、設備コストの低減が図れる
半導体ウェーハの面取り装置を提供することを、その目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ウェーハ保持板に着脱可能に保持された半導体ウェ
ーハの外周部を、回転中の面取り用砥石の研削作用面に
押し当てて面取りする半導体ウェーハの面取り装置にお
いて、上記ウェーハ保持板が、互いの軸線同士を合致し
て対配置されている半導体ウェーハの面取り装置であ
る。ウェーハ保持板は、１対でも複数対でもよい。通
常、１枚のウェーハ保持板に１枚の半導体ウェーハが吸
着保持される。対配置される半導体ウェーハは、上下に
水平配置されていても、左右に垂直配置されていても、
斜め配置されていてもよい。

【０００７】また、ウェーハ保持板は回転タイプでも固
定タイプでもよい。回転タイプの場合には、各ウェーハ
保持板ごとに駆動部を配設してもよいし、１つの駆動部
により全部または複数枚のウェーハ保持板群を一括して
回転してもよい。さらに、これとは反対に、ウェーハ保
持板を固定し、その周りに沿って面取り用砥石を周回さ
せてもよい。面取りされる半導体ウェーハの品種は限定
されない。例えば、シリコンウェーハ，ガリウム砒素ウ
ェーハなどでもよい。また、半導体ウェーハの大きさ
も、例えば８インチウェーハ，３００ｍｍの大口径ウェ
ーハなど、限定されない。

【０００８】面取り用砥石は、１枚の半導体ウェーハに
対して１個ずつ配備してもよいし、対配置されたウェー
ハを、１個の砥石で同時に面取りしてもよい。また、面
取り砥石は、半導体ウェーハの外周部を面取りする通常
の面取り用砥石でもよいし、ノッチ用の面取り用砥石で
もよいし、オリエンテーションフラット部分を面取りす
るオリフラ用の面取り用砥石でもよい。さらに、ここで
いう相対的な押し当てとは、半導体ウェーハを面取り用
砥石側に押し当ててもよいし、反対に面取り用砥石を半
導体ウェーハの外周部に押し当ててもよい。また、両者
を移動させて互いに押し当ててもよい。面取り装置の制
御方法は、倣い制御でもよいし、近年の主流であるＮＣ
制御でもよい。

【０００９】請求項２に記載の発明は、上記面取り用砥
石の研削作用面には、それぞれ上記ウェーハ保持板に保
持された半導体ウェーハの外周部が押し当てられる一対
の平行な環状溝が刻設された請求項１に記載の半導体ウ
ェーハの面取り装置である。環状溝の溝幅、溝深さな
ど、その溝形状は限定されない。要は、２枚の半導体ウ
ェーハの外周部を同時に面取り加工することができる溝
であればよい。なお、この面取り工程が、例えばウェー
ハ外周面の研削、ウェーハ外周部表側法面の研削、ウェ
ーハ外周部裏側法面の研削という具合に、または、粗面
取りと仕上げ面取りという具合に、複数の部分工程に分
かれている場合は、各部分工程用の環状溝をひとまとめ
にしたものを、半導体ウェーハに対する１つの環状溝と
みなす。また、対配置された両ウェーハ保持板には、そ
れぞれが保持した半導体ウェーハの外周部を各環状溝に
押し当てるために、これらの保持板を面取り用砥石の軸
線方向へ移動させる移動部を設けてもよい。この場合、
１つの駆動部により両保持板を移動させたり、２つの駆
動部により個別に移動させてもよい。

【００１０】請求項３に記載の発明は、上記ウェーハ保
持板は、上記各環状溝の周りに、上記面取り用砥石の砥
石軸と直交する面に沿って、それぞれ複数枚ずつ放射線
状に配置されている請求項２に記載の半導体ウェーハの
面取り装置である。各環状溝の周りに放射配置されたウ
ェーハ保持板の数は複数枚であれば限定されない。例え
ば、２枚，３枚それ以上でもよい。ただし、必ず、２つ
の環状溝側の保持板間において、ウェーハ保持板同士が
対配置されていなければならない。

【００１１】

【作用】この発明によれば、各ウェーハ保持板に半導体
ウェーハを個別に吸着し、その後、回転中の面取り用砥
石の砥石作用面に、各ウェーハ外周部を相対的に押し当
てることで、２枚の半導体ウェーハを同時に面取りす
る。これにより、装置の著しい大型化を招くことなく、
しかも略従来通りの面取り制御方法、および、略従来通
りの面取り精度でもって、面取りのスループットを高め
ることができる。このスループットの効果は、例えば３
００ｍｍウェーハなどの大口径ウェーハの場合に顕著と
なる。

【００１２】特に、請求項２に記載の発明によれば、ウ
ェーハ保持板に保持された半導体ウェーハの外周部を、
それぞれ対応する環状溝に相対的に押し当てる。この
際、両ウェーハ保持板は互いの軸線同士が合致している
ので、従来通りの１個の面取り用砥石で、２枚の半導体
ウェーハの面取りが同時に行える。これにより、設備コ
ストの低減が図れる。

【００１３】また、請求項３に記載の発明によれば、各
ウェーハ保持板に半導体ウェーハを保持し、その後、面
取り用砥石の砥石軸と直交する面に沿って、それぞれの
環状溝に対して、複数枚ずつ半導体ウェーハの外周部
を、各々略均等な圧力で相対的に押し当てる。このと
き、一方の環状溝側に放射配置された複数枚のウェーハ
保持板と、他方の環状溝側に放射配置された複数枚のウ
ェーハ保持板とにおいて、それぞれの対向位置にあるウ
ェーハ保持板同士は、常に、互いの軸線が合致されてい
る。このように、１個の面取り用砥石で、複数対の半導
体ウェーハを同時に面取りすることができ、その結果、
より以上にスループットを高めることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例に係る半
導体ウェーハの面取り装置を、図面に基づいて説明す
る。まず、第１実施例を説明する。図１は、この発明の
第１実施例に係る半導体ウェーハの面取り装置の全体説
明図である。図２は、この発明の第１実施例に係る半導
体ウェーハの面取り装置によるウェーハ外周部の２枚同
時面取り中の説明図である。図３は、この発明の第１実
施例に係る半導体ウェーハの面取り装置によるウェーハ
ノッチ部の２枚同時面取り中の説明図である。図１にお
いて、１０はこの発明の第１実施例に係る半導体ウェー
ハの面取り装置（以下、単に面取り装置）であり、この
面取り装置１０は、シリコンウェーハＷのノッチ部の位
置を検出するアライメントテーブル１１と、２枚のシリ
コンウェーハＷの軸線ａ，ｂを、同軸的に保持する上下
一対のウェーハ保持板１２，１３と、シリコンウェーハ
Ｗの外周部を面取りする面取り用砥石１４と、シリコン
ウェーハＷのノッチ部を面取りするノッチ部用砥石１５
とを備えている。

【００１５】アライメントテーブル１１は、アライメン
ト用モータ２１により水平回転するテーブルであり、ノ
ッチアライメントステージＳ１に配備されている。な
お、このノッチアライメントステージＳ１には、ノッチ
部のウェーハ周方向の角度位置を検出する、周知のノッ
チ位置検出手段（図外）が設けられている。上記上側の
ウェーハ保持板１２と、下側のウェーハ保持板１３と
は、ワークステージＳ２のステージ内において、水平移
動および垂直移動可能に配設されている。なお、各ウェ
ーハ保持板１２，１３は互いに水平な板であり、それぞ
れのウェーハ吸着面が対面して配置されている。また、
両ウェーハ保持板１２，１３は、一対の回転モータ１
６，１７の出力軸の先端に固着されており、それぞれ個
別に、所定の回転速度で所定方向へ回転するように構成
されている。

【００１６】そして、このワークステージＳ２には、面
取り用砥石１４とノッチ部用砥石１５とが、互いに離間
して配設されている。図１および図２に示すように、前
者の面取り用砥石１４は、軸線方向を垂直方向に向けた
厚肉で大径なメタルボンド円柱砥石である（厚さ５〜３
０ｍｍ、φ１００〜２００ｍｍ）。この砥石１４の研削
作用面には、上下側のウェーハ保持板１２，１３に保持
されたシリコンウェーハＷの外周部が押し当てられる４
本の平行な第１〜第４の環状溝１４ａ〜１４ｄが刻設さ
れている。これらの溝のうち、最上段に配置された第１
の環状溝１４ａは、上側のシリコンウェーハＷの粗面取
り用（＃８００）であり、それより１段下の第２の環状
溝１４ｂは、上側のシリコンウェーハＷの仕上げ面取り
用（＃１５００）である。また、第３の環状溝１４ｃ
は、下側のシリコンウェーハＷの仕上げ面取り用（＃１
５００）であり、最下段の第４の環状溝１４ｄは、下側
のシリコンウェーハＷの粗面取り用（＃８００）であ
る。面取り用砥石１４は、面取り用モータ１８により例
えば４０００ｒｐｍで水平回転する。すなわち、面取り
用砥石１４は、第１の環状溝１４ａと第２の環状溝１４
ｂとの間、および第３の環状溝１４ｃと第４の環状溝１
４ｄとの間に砥粒層の界面がある３層構造となってい
る。

【００１７】次いで、図１および図３に示すように、後
者のノッチ部用砥石１５は、軸線方向を垂直方向に向け
た比較的厚肉で細いメタルボンド円柱砥石である（φ４
ｍｍ、＃８００〜＃１５００）。このノッチ部用砥石１
５の研削作用面にも、２本の平行な環状溝１５ａ，１５
ｂが刻設されている。上段側の第１の環状溝１５ａは、
上側のシリコンウェーハＷのノッチ部を面取りするため
の溝である。また、下側に配置された第２の環状溝１５
ｂは、下側のシリコンウェーハＷのノッチ部の面取り用
である。ノッチ部用砥石１５は、エア駆動のノッチ部面
取り用モータ１９によって、５００００〜１０００００
ｒｐｍで水平回転する。なお、図１において、２０は、
アライメントテーブル１１上のシリコンウェーハＷのエ
ッジ部を把持して、このシリコンウェーハＷを、このテ
ーブル１１上から、ウェーハ保持板１２，１３へと移載
するローダーアームである。

【００１８】次に、この第１実施例に係る半導体ウェー
ハの面取り装置１０を用いたシリコンウェーハＷの面取
り方法を説明する。図１に示すように、アライメントス
テージＳ１において、ノッチアライメントテーブル１１
上で２枚のシリコンウェーハＷのノッチ部のアライメン
トを順次行う。そして、アライメント終了後のウェーハ
Ｗは、その後、ローダーアーム２０により、上下側のウ
ェーハ保持板１２のウェーハ吸着面に、順次、吸着保持
される。続いて、図１，図２に示すように、回転モータ
１６，１７によりウェーハ保持板１２，１３を介して、
両シリコンウェーハＷを、ともに０．５〜１．０ｒｐｍ
で回転しながら面取り用砥石１４側へ移動させ、上下側
のウェーハＷの外周部を、第１の環状溝１４ａまたは第
４の環状溝１４ｂに同時に押し当てて粗面取りを行う。
その後、両ウェーハＷを所定長さだけ垂直方向近接側に
移動させて、間隔調整して、第２および第３の環状溝１
４ｂ，１４ｃに両ウェーハＷを同時に押し当てることに
より、各ウェーハ外周部の仕上げ面取りを行う。

【００１９】このように、同軸的に配置された両ウェー
ハ保持板１２，１３に吸着保持された上下両側のシリコ
ンウェーハＷを、面取り用砥石１４の砥石作用面に、各
ウェーハ外周部を相対的に押し当てることで、２枚のシ
リコンウェーハＷを同時に面取りする。これにより、面
取り装置１０の著しい大型化を招くことなく、しかも略
従来通りの面取り制御方法、および、略従来通りの面取
り精度でもって、面取りのスループットを高めることが
できる。また、この第１実施例では、面取り用砥石１４
の研削作用面に、上下段配置された環状溝１４ａ〜１４
ｄを刻設したので、上側用のシリコンウェーハＷ専用、
および下側用のシリコンウェーハＷ専用の面取り用砥石
１４およびそれぞれの回転モータが不要になる。よっ
て、面取り装置１０の設備コストの低減が図れる。

【００２０】ウェーハ外周部の面取りが終了した後は、
両シリコンウェーハＷを面取り用砥石１４から離反し、
進行方向を変更して、両ウェーハＷのノッチ部の面取り
作業を行う。すなわち、上下側のウェーハＷ間の距離を
調整後、各ウェーハＷのノッチ部を、５００００〜１０
００００ｒｐｍで回転中のノッチ部用砥石１５の両環状
溝１５ａ，１５ｂに同時に押し当てて、ノッチ部の面取
り作業を行う。これにより、ウェーハ外周部だけなくノ
ッチ部においても、両シリコンウェーハＷを同時に面取
りすることができる。

【００２１】次に、図４に基づいて、この発明の第２実
施例に係る半導体ウェーハの面取り装置を説明する。図
４は、この発明の第２実施例に係る半導体ウェーハの面
取り装置の要部平面図である。図４に示すように、この
発明の第２実施例の半導体ウェーハの面取り装置３０
は、ウェーハ保持板１２Ａ〜１２Ｃ，１３Ａ〜１３Ｃ
を、１個の面取り用砥石１４の最上段および最下段の環
状溝１４ａ，１４ｄの周りに、この砥石軸と直交する面
に沿って、それぞれ３枚ずつ放射線状に配置した例であ
る。

【００２２】もちろん、粗面取り後の仕上げ面取り時に
は、上下３対のシリコンウェーハＷは、各ウェーハ保持
板１２Ａ〜１２Ｃ，１３Ａ〜１３Ｃを、互いに平行状態
のまま、所定距離だけ近接させることで、仕上げ面取り
用の環状溝１４ｂ，１４ｃの周囲に放射線状に配置され
る。このように、１個の面取り用砥石１４で、３対のシ
リコンウェーハＷを同時に面取りすることができ、その
結果、より以上に面取りのスループットを高めることが
できる。

【００２３】

【発明の効果】この発明によれば、対配置された半導体
ウェーハの外周部を、面取り用砥石により、同時に面取
りするようにしたので、面取り装置の著しい大型化を招
くことなく、かつ略従来通りの面取り制御方法および面
取り精度でもって、面取りのスループットを高めること
ができる。

【００２４】特に、請求項２に記載の発明によれば、面
取り用砥石の研削作用面に、一対の平行な環状溝を刻設
したので、１個の面取り用砥石で、２枚の半導体ウェー
ハの面取りを同時に行うことができ、これにより設備コ
ストの低減を図ることができる。

【００２５】また、請求項３に記載の発明によれば、そ
れぞれの環状溝の溝周面に対して複数枚ずつ半導体ウェ
ーハの外周部を放射状に押し当てて面取りするので、１
個の面取り用砥石で、複数対の半導体ウェーハを同時に
面取りすることができ、これにより、面取りのスループ
ットをさらに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係る半導体ウェーハの
面取り装置の全体説明図である。

【図２】この発明の第１実施例に係る半導体ウェーハの
面取り装置によるウェーハ外周部の２枚同時面取り中の
説明図である。

【図３】この発明の第１実施例に係る半導体ウェーハの
面取り装置によるウェーハノッチ部の２枚同時面取り中
の説明図である。

【図４】この発明の第２実施例に係る半導体ウェーハの
面取り装置の要部平面図である。

【符号の説明】

１０，３０ 半導体ウェーハの面取り装置、 １２，１３ ウェーハ保持板、 １４ 面取り用砥石、 １４ａ〜１４ｄ 環状溝、 １５ ノッチ部用砥石（面取り用砥石）、 １５ａ，１５ｂ 環状溝、 ａ，ｂ 軸線。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェーハ保持板に着脱可能に保持された
   半導体ウェーハの外周部を、回転中の面取り用砥石の研
   削作用面に押し当てて面取りする半導体ウェーハの面取
   り装置において、 上記ウェーハ保持板が、互いの軸線同士を合致して対配
   置されている半導体ウェーハの面取り装置。
2. 【請求項２】 上記面取り用砥石の研削作用面には、そ
   れぞれ上記ウェーハ保持板に保持された半導体ウェーハ
   の外周部が押し当てられる一対の平行な環状溝が刻設さ
   れた請求項１に記載の半導体ウェーハの面取り装置。
3. 【請求項３】 上記ウェーハ保持板は、上記各環状溝の
   周りに、上記面取り用砥石の砥石軸と直交する面に沿っ
   て、それぞれ複数枚ずつ放射線状に配置されている請求
   項２に記載の半導体ウェーハの面取り装置。