JP2002018684A - 半導体ウェーハのノッチ研削装置及び半導体ウェーハ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハの面取りを行う際に条痕によ
ってウェーハが結晶方向に割れ難いノッチ研削装置、及
び、クラックが発生し難いノッチ溝を有する半導体ウェ
ーハを提供する。 【解決手段】 砥石台４０に回転自在に支持された円板
状の砥石５と、半導体ウェーハ１を砥石５の板面に対し
て斜めに交叉する面内で保持するワーク支持台５７と、
ウェーハ１の板面と平行な平面上において砥石５をウェ
ーハ１に接近又は離脱させるＹ軸方向に相対移動させる
Ｙ軸送り機構２０と、ウェーハ１の板面と平行な平面上
において砥石５をＹ軸方向と交叉するＸ軸方向に相対移
動させるＸ軸送り機構３０と、砥石５をウェーハ１の板
面に対して交叉するＺ軸方向に相対移動させる昇降機構
５０とを備え、砥石５及びウェーハ１を相対的に三軸方
向に移動させてウェーハ１のノッチ溝３の面取り加工を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円板状の砥石を用
いて半導体ウェーハのノッチ溝の研削及び面取り加工す
る半導体ウェーハのノッチ研削装置、及び、クラックが
発生し難いノッチ溝を有する半導体ウェーハに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体デバイスの製造工程に
おいては、半導体ウェーハの結晶方位を合わせ易くする
ために、ウェーハ周縁の一部を略Ｖ字形或いは円弧状に
切欠して成るノッチ溝が形成されている。略Ｖ字形のノ
ッチ溝は、ウェーハの限られた面積を効率良く活用で
き、位置決め精度に優れる等の利点から広く採用されて
いる。

【０００３】一方、半導体デバイスの製造工程において
は、当該半導体ウェーハの周縁が、同製造工程に用いら
れる装置の一部と接触することが少なくない。このよう
な接触は、時にダストを発生させたりクラックを生じさ
せたりすることがある。そこで、半導体ウェーハの周縁
またはノッチ溝に対しては、面取り加工を施しており、
今日ではそれが一般化されている。

【０００４】また、ノッチ溝を正確な寸法に加工するこ
とは、次工程の微細加工時の位置合わせ時間を短縮する
ことができるため、高精度の研削加工が要求されてい
る。

【０００５】このようなノッチ研削装置の一例が、特許
第２６１１８２９号公報に記載されている。このノッチ
研削装置について図２０を用いて説明する。

【０００６】図２０は前記特許公報に記載されたノッチ
研削装置の概念図である。ノッチ研削装置１００は、半
導体ウェーハ１０１を回転可能に保持するワークホルダ
１０２と、そのワークホルダ１０２を回転砥石１０７に
接近又は離脱させるためのＹ軸方向移動装置１０３を有
する。また、ノッチ溝１０６の面取りを行なうための円
板状砥石１０７を回転させるモータ１０８、及び、砥石
１０７をその回転軸線方向に移動させるＸ軸方向移動装
置１０４と、砥石１０７をウェーハ１０１に対して上下
方向に移動させるＺ軸方向移動装置１０５よりなる。

【０００７】このノッチ研削装置１００によってウェー
ハ１０１の面取りを行うには、Ｘ軸方向移動装置１０４
及びＹ軸方向移動装置１０３を駆動させ、回転砥石１０
７をノッチ溝１０６のＶ斜面に沿って移動させる。ま
た、Ｚ軸方向移動装置１０５を駆動させることにより、
ウェーハ１０１の上面方向から下面方向に亘ってノッチ
溝１０６を研削することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のノッチ研削装置
１００によると、円板状の回転砥石１０７とウェーハ１
０１とを夫々の面が互いに直交する位置に配設してい
る。

【０００９】しかし、ノッチ溝１０６はウェーハ１０１
の結晶方向を示すものであり、一般に結晶方向は、図１
９の矢印で示すようにウェーハ１０１の中心ＯＷとノッ
チ溝１０６を結んだ直線と平行な方向を向いて形成され
ている。

【００１０】この場合に、回転砥石１０７によりウェー
ハ１０１のノッチ溝１０６を研削すると、回転砥石１０
７の研削によりノッチ溝１０６の被研削部分には、条痕
１０９が形成される。この条痕１０９は、ウェーハ１０
１の結晶の方向と同方向に形成されるため、研削抵抗が
大きい場合等には条痕１０９に沿ってクラックが生じ、
ウェーハ１０１が結晶方向に割れてしまうことが考えら
れる。

【００１１】本出願に係る発明は、上記のような問題点
を解決するためになされたものであり、その目的とする
ところは、ウェーハの面取りを行う際に条痕によってウ
ェーハが結晶方向に割れ難いノッチ研削装置を提供する
ことにある。

【００１２】また、本出願に係る発明の他の目的は、ク
ラックが発生し難いノッチ溝を有する半導体ウェーハを
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係る第１の発明は、砥石台に回転自在に支
持された円板状の砥石と、半導体ウェーハを前記砥石の
板面に対して斜めに交叉する面内で保持するワーク支持
台と、前記半導体ウェーハの板面と平行或いは近似的に
平行な平面上において、前記砥石を前記半導体ウェーハ
に接近又は離脱させる第一の方向に相対移動させること
のできる第一の駆動装置と、前記半導体ウェーハの板面
と平行或いは近似的に平行な平面上において、前記砥石
を前記第一の方向と交叉する第二の方向に相対移動させ
ることのできる第二の駆動装置と、前記砥石を前記半導
体ウェーハの板面に対して交叉する第三の方向に相対移
動させることのできる第三の駆動装置とを備え、これら
第一、第二、第三の駆動装置により前記砥石及び前記半
導体ウェーハを相対的に三方向に移動させて前記半導体
ウェーハのノッチ溝の面取り加工を行うように構成した
ことを特徴とする半導体ウェーハのノッチ研削装置であ
る。

【００１４】また、本出願に係る第２の発明は、回転軸
に固定された円板状の砥石を回転させ、該砥石を半導体
ウェーハのノッチ溝に当接させることにより、前記ノッ
チ溝の面取りを行うノッチ研削装置において、前記半導
体ウェーハの板面と前記回転軸のなす角度が、３°〜１
２°であることを特徴とする半導体ウェーハのノッチ研
削装置である。

【００１５】更に、本出願に係る第３の発明は、ノッチ
溝の面取り加工が施された半導体ウェーハにおいて、前
記半導体ウェーハのノッチ溝には、前記面取り加工によ
り前記半導体ウェーハの結晶方向と斜めに交叉する方向
に条痕が形成されていることを特徴とする半導体ウェー
ハである。

【００１６】また、本出願に係る第４の発明は、砥石台
に回転自在に支持された円板状の砥石と、半導体ウェー
ハを前記砥石の板面に対して斜めに交叉する面内で保持
するワーク支持台と、前記半導体ウェーハの板面と平行
或いは近似的に平行な平面上において前記砥石を前記半
導体ウェーハに接近又は離脱させる第一の方向に相対移
動させることのできる第一の駆動装置と、前記半導体ウ
ェーハの板面と平行或いは近似的に平行な平面上におい
て前記砥石を前記第一の方向と交叉する第二の方向に相
対移動させることのできる第二の駆動装置と、前記砥石
を前記半導体ウェーハの板面に対して交叉する第三の方
向に相対移動させることのできる第三の駆動装置とを備
えたノッチ研削装置により研削されたノッチ溝を有し、
前記研削により前記ノッチ溝に形成される条痕の方向
が、前記半導体ウェーハの板面に対して傾斜しているこ
とを特徴とする半導体ウェーハである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本出願に係る発明の一実施
の形態を図１〜図２０に基づいて詳細に説明する。

【００１８】図５は、本実施の形態においてノッチ溝を
面取り加工しようとする前加工された半導体ウェーハ１
の平面図である。一般に半導体チップ等に用いられるウ
ェーハ１は、硬脆材料からなるインゴットをワイヤソー
により切断し、切断されたウェーハ１を研削盤やラップ
盤で所望の厚さに研削して製造される。

【００１９】ウェーハ１は略円板状の外観をなし、ウェ
ーハ１の外周は中心ＯＷを通り板圧方向に走る中心線を
中心として描かれる円形の外周部２を有する。この外周
部２の一部にＶ字形のノッチ溝３が設けてある。

【００２０】本実施の形態では、前加工されたウェーハ
１の板面の仕上げの有無、外周部２の面取りの有無は何
れであってもよい。また、図１７に示すようにノッチ溝
３の縁のノッチ溝面３ｆは、前加工においてはウェーハ
１の板面に対してほぼ垂直をなしている。

【００２１】図６に示すようにノッチ溝３は、Ｖ字形に
切り込まれていて直線状に形成されたＶ斜面３ａＬ，３
ａＲと、この左右両側のＶ斜面３ａＬ，３ａＲを滑らか
につないでいる溝底部３ｂと、ノッチ溝３が外周部２に
滑らかに推移するための左右の口部３ｃとを有する。上
記溝底部３ｂ及び口部３ｃは円弧形であるが、溝底部３
ｂはウェーハ１から見て外方に対して凹な曲線、口部３
ｃはウェーハ１から見て外方に対して凸な曲線であれば
良く、必ずしも円弧形である必要は無い。

【００２２】ウェーハ１は様々な大きさを取りうるが、
本実施の形態においては、直径約２００ｍｍ，厚さ約７
００〜９００μｍ程度の円板状であり、ノッチ溝３は左
右両側の口部３ｃ間の幅Ｆが３ｍｍ、ノッチ溝３の深さ
Ｈが１〜１．５ｍｍのものを用いて説明する。また、ノ
ッチ溝３の溝底３ｂの半径Ｒ１は０．９ｍｍ以上を必要
とし、ノッチ溝３の左右のＶ斜面３ａＬ及び３ａＲによ
って形成される角θは、９０〜９２°程度である。但
し、本発明は前記の寸法範囲に限定されるものではな
い。

【００２３】次に、図７を用いてウェーハ１を研削する
砥石５について説明する。図７は砥石及び砥石回転軸６
を、砥石５の板面に平行な方向から見た図である。砥石
５は円板状で、研削作用部の外周の母線は円弧部５ａを
なし、その円弧部５ａに滑らかに連なって砥石回転軸６
方向へ向かって次第に砥石幅を広げるように直線部５ｂ
を有し、直線部５ｂから平行板面の腹部５ｃへと滑らか
につらなる。ここで円弧部５ａは研削作用面となるもの
で、その半径Ｒ２はノッチ溝３の溝底部３ｂの半径Ｒ１
よりも小さい。また、両側の直線部５ｂのなす角度θ２
は、ノッチ溝３のＶ斜面３ａＬ，３ａＲのなす角θ１よ
りも小さい。

【００２４】次に、図３を用いて砥石５とウェーハ１の
位置関係について説明する。図３は、ウェーハ１を砥石
５によって研削している状態を、ウェーハ１の板面に平
行な方向で且つノッチ溝３を正面から見たものである。

【００２５】砥石５の砥石回転軸６は、ウェーハ１の板
面に対して角度αだけ傾いている。すなわち、砥石５の
平行板面である腹部５ｃとウェーハ１の板面とは、角度
αをもって交叉している。本実施の形態では、角度αは
５°である。砥石５の砥石回転軸６を傾ける角度αが小
さすぎる場合は、従来のノッチ研削装置と同様に、結晶
方向と平行に条痕が形成されるためクラックを生じる可
能性がある。逆に、砥石５の砥石回転軸６を傾ける角度
αが大きすぎる場合は、ノッチ溝３の一方のＶ斜面３ａ
Ｌを研削しているときに、砥石５が他方のＶ斜面３ａＲ
に接触して研削してしまうことになる。これらを考慮す
ると、砥石回転軸６とウェーハ１の板面がなす角度α
は、３°〜１２°程度の範囲内であることが望ましい。

【００２６】上記のようにウェーハ１の板面に対して砥
石回転軸６を傾けることにより、ウェーハ１のノッチ溝
３の面取り部にはウェーハ１の結晶方向と３°〜１２°
程度の角度をもって斜めに交叉する条痕が形成される。
また、この条痕の傾斜角度は、ノッチ溝３における割れ
やクラックの発生を防止するためには十分な角度であ
る。

【００２７】次に、本発明のノッチ研削装置の具体的な
実施の形態について図１，図２を用いて説明する。図１
はノッチ研削装置１１の側面図、図２はノッチ研削装置
１１の平面図である。図１に示すように、ベッド１２に
は、Ｙ軸送り機構２０及びＸ軸送り機構３０よりなるＸ
Ｙテーブルが備えられており、ＸＹテーブルの上には砥
石台４０が備えられている。

【００２８】Ｙ軸送り機構２０は、Ｙ軸スライドレール
２１とそのＹ軸スライドレール２１と嵌合するＹ軸ガイ
ド２２と、サドル２３と、Ｙ軸制御モータ２４及びＹ軸
送りねじ２５より構成される。Ｙ軸スライドレール２１
はベッド１２の上面に設けられており、Ｙ軸スライドレ
ール２１上にはサドル２３が載置されている。サドル２
３の底面にはＹ軸ガイド２２が固定されており、Ｙ軸ガ
イド２２はＹ軸スライドレール２１に沿って移動可能な
状態で嵌合している。

【００２９】図２に示すように、Ｙ軸制御モータ２４
は、ブラケット２８によってベッド１２に固定されてい
る。そのＹ軸制御モータ２４の回転軸線上にはＹ軸送り
ねじ２５が設けられており、Ｙ軸制御モータ２４の回転
によりＹ軸送りねじ２５が回転する。サドル２３には、
Ｙ軸送りねじ２５が捩じ込まれた状態のナット２６（図
１参照）が固定されており、Ｙ軸送りねじ２５が回転す
ることによってナット２６がＹ軸方向に送られて、サド
ル２３がＹ軸方向への移動を行う。このときサドル２３
は、図１に示すようにＹ軸ガイド２２によってＹ軸スラ
イドレール２１に沿って案内されて、Ｙ軸方向に移動す
る。

【００３０】また、図１に示すようにサドル２３の上に
は、更にＸ軸送り機構３０が備えられている。Ｘ軸送り
機構３０は、Ｘ軸スライドレール３１とそのＸ軸スライ
ドレール３１と嵌合するＸ軸ガイド３２と、砥石台４０
を支持するスライドテーブル３３と、Ｘ軸制御モータ３
４及びＸ軸送りねじ３５より構成される。Ｘ軸スライド
レール３１はサドル２３の上面に設けられており、Ｘ軸
スライドレール３１上にはスライドテーブル３３が載置
されている。スライドテーブル３３の底面にはＸ軸ガイ
ド３２が固定されており、Ｘ軸ガイド３２はＸ軸スライ
ドレール３１に沿って移動可能な状態で嵌合している。

【００３１】Ｘ軸制御モータ３４は、ブラケット３８に
よってサドル２３に固定されている。そのＸ軸制御モー
タ３４の回転軸線上にはＸ軸送りねじ３５が設けられて
おり、Ｘ軸制御モータ３４の回転によりＸ軸送りねじ３
５が回転する。スライドテーブル３３には、Ｘ軸送りね
じ３５に捩じ込まれた状態のナット（不図示）が固定さ
れており、Ｘ軸送りねじ３５が回転することによってナ
ットがＸ軸方向に送られて、スライドテーブル３３がＸ
軸方向への移動を行う。このときスライドテーブル３３
は、Ｘ軸ガイド３２によってＸ軸スライドレール３１に
沿って案内されて、Ｘ軸方向に移動する。

【００３２】図２に示すように、Ｘ軸スライドレール３
１とＹ軸スライドレール２１とは直交している。従っ
て、ノッチ溝３のＶ斜面３ａＬ，３ａＲ等の斜め方向の
研削を行う場合には、Ｘ軸方向の送りとＹ軸方向の送り
を合成して斜め方向の研削を行う。

【００３３】また、図１に示すように砥石台４０は、砥
石回転駆動用モータ１０と砥石回転軸６、そして、研削
用の砥石５からなる。砥石回転駆動用モータ１０はスラ
イドテーブル３３上に備えられており、モータの砥石回
転軸６線上には研削用の砥石５が取り付けられている。
砥石回転駆動用モータ１０は、その砥石回転軸６が、Ｘ
軸方向及びＹ軸方向によって形成されるＸＹ平面と角度
αをもって交わっている。また図２に示すように、本ノ
ッチ研削装置１１を上方から見た場合には、砥石回転軸
６はＸ軸方向と平行に配置されている。

【００３４】砥石５は円板状をなし、砥石回転軸６を含
む平面によって砥石５の断面をとると、砥石５の研削作
用面は少なくともノッチ溝３の溝底３ｂの曲率よりも小
さな曲率を有する円弧状をなしている。

【００３５】図１に示すように、ベッド１２には被研削
物であるウェーハ１を保持するワーク支持台５７が備え
られ、ワーク支持台５７はＺ軸方向に上下動させるため
の昇降機構５０に設けられている。昇降機構５０は、昇
降テーブル５３と、昇降テーブル５３を案内するＺ軸ス
ライドレール５１及びそのＺ軸スライドレール５１に嵌
合するＺ軸ガイド５２、そしてＺ軸制御モータ５４とＺ
軸送りねじ５５よりなる。Ｚ軸送りねじ５５は、Ｚ軸制
御モータ５４の回転軸線上に設けられており、Ｚ軸制御
モータ５４の回転によってＺ軸送りねじ５５が回転す
る。Ｚ軸制御モータ５４はブラケット５８によってベッ
ド１２に固定されている。

【００３６】昇降テーブル５３には、Ｚ軸送りねじ５５
に捩じ込まれた状態のナット５６が固定されており、Ｚ
軸送りねじ５５が回転することによってナット５６が上
方又は下方に移動し、昇降テーブル５３が昇降動作を行
う。昇降テーブル５３には上下方向に亘ってＺ軸スライ
ドレール５１が設けられており、そのＺ軸スライドレー
ル５１に沿って移動可能に嵌合しているＺ軸ガイド５２
がベッド１２に固定されている。昇降テーブル５３が上
下動を行う際には、Ｚ軸スライドレール５１がＺ軸ガイ
ド５２に案内されてスライドするため、昇降テーブル５
３はＺ軸スライドレール５１に沿って昇降動作を行う。

【００３７】上記において、Ｙ軸制御モータ２４，Ｘ軸
制御モータ３４，Ｚ軸制御モータ５４はそれぞれサーボ
モータであって、ＣＮＣ制御装置８によって制御され
る。

【００３８】ワーク支持台５７は昇降テーブル５３の上
に設けられており、昇降テーブル５３の昇降動作に伴っ
て、Ｚ軸方向への移動を行う。ワーク支持台５７上面に
は複数の穴が形成されており、その穴から空気を吸引す
ることによって、ウェーハ１がワーク支持台５７上に真
空吸着されて固定される。

【００３９】ウェーハ１はその板面が、Ｘ軸及びＹ軸に
よって形成されるＸＹ平面に平行になるように配置さ
れ、また、Ｚ軸はウェーハ１の板面と直交する方向に配
置されている。ウェーハ１は、そのノッチ溝３とウェー
ハ１の中心を結ぶ直線が、Ｙ軸と平行になる方向に配置
されて、ワーク支持台５７上に保持される。また、砥石
５の回転中心線（一点鎖線で示す）とウェーハ１の中心
線（Ｚ軸）は、くい違い交叉しており、本実施の形態で
は交叉角は９５°である。

【００４０】次に上記ノッチ研削装置１１によって、ノ
ッチ溝３の面取りを行う作業について説明する。

【００４１】始めに、板面研削が終わったウェーハ１を
ワーク支持台５７の上に置き、ウェーハ１のノッチ溝３
がＹ軸の方向を向くように位置合わせを行う。位置合わ
せは、図８に示すように、３本の位置決めピン４ａ，４
ｂによって行う。位置決めピン４ａ，４ｂを直線で結ぶ
と、ノッチ溝３に嵌り込むピン４ａを頂点として、残り
二本のピン４ｂが二等辺三角形の底辺の角に配置されて
いる。位置決めピン４ａ，４ｂは円柱形であって、ピン
４ａはウェーハ１に対してＶ斜面３ａＬ，３ａＲの直線
部で接する。

【００４２】まず、ワーク支持台５７上に載置されたウ
ェーハ１は、その外周部２を二本のピン４ｂによって支
持される。このウェーハ１をワーク支持台５７に載置す
る作業は、ロボットアーム等によって行われ、このとき
ノッチ溝３の方向はほぼＹ軸の方向を向くように配置さ
れる。そして、ウェーハ１の半径方向に沿って、外周か
ら中心に向かって位置決めピン４ａを挿入して、ノッチ
溝３の方向を正確にＹ軸方向と一致させる。

【００４３】ワーク支持台５７上に設けられた吸引用の
穴から真空吸引することにより、ウェーハ１をワーク支
持台５７上に真空吸着する。ウェーハ１がワーク支持台
５７上に吸着されウェーハ１が保持されたら、位置決め
ピン４ａを退避させる。

【００４４】そして、砥石回転駆動用モータ１０を起動
させて、砥石回転軸６に固定した砥石５を回転させる。
本実施の形態におけるノッチ研削装置１１は、先ず始め
に粗加工用砥石を用いて粗研削を行い、その後、仕上げ
加工用砥石を用いて仕上げ研削を行うものである。

【００４５】次に、砥石５のウェーハ１に対する工具軌
跡について説明する。

【００４６】本発明のノッチ研削装置１１は、ウェーハ
１の板面と平行な複数の平面内において、ノッチ溝３の
形状に合わせて砥石５が工具軌跡を描くことにより、面
取りを行うものである。

【００４７】図９は、ウェーハ１と砥石５の位置関係を
示すために、ウェーハ１の一端の縦断面を示した図であ
る。図９に示すように、砥石５の回転軸中心ＯをＯ１〜
Ｏ５とすると、砥石５は各中心Ｏ１〜Ｏ５がウェーハ１
の板面と平行な複数の平面上で工具軌跡を描くように移
動する。これは、図１に示すノッチ研削装置１１におい
て、Ｘ軸送り機構３０及びＹ軸送り機構２０を制御する
と共に、ウェーハ１を非回転状態でワーク支持台５７上
に吸着固定して行うものである。

【００４８】工具経路（工具軌跡）は、図７に示すよう
に砥石５の研削作用面である先端円弧部５ａの先端部
（点Ｔ）で代表すると、図１０に示す符号ＴＰ１〜ＴＰ
５のようになる。この工具経路を砥石５の中心（点Ｔを
通り砥石回転中心線に垂直な平面と、砥石回転中心線の
交点）で表す場合には、砥石５の砥石回転軸６がウェー
ハ１に対して５°傾いている分だけ、工具軌跡を補正す
る必要がある。以下の説明では、便宜上、砥石５の先端
部（点Ｔ）の工具経路を用いて説明する。

【００４９】何れの工具経路ＴＰ１〜ＴＰ５において
も、図６に示す左側の口部３ｃ，Ｖ斜面３ａＬ，溝底部
３ｂを通って、対称中心ＳＬに対して反対側に位置する
Ｖ斜面３ａＲ，右側の口部３ｃを夫々連続して面取りす
ることができる。また、面取りできる工具経路の両側に
は、エアカットを行う工具経路部ＴＰＡを有する。

【００５０】また図１０に示すように、このエアカット
工具経路部ＴＰＡの終端Ｏ１′〜Ｏ５′（工具経路ＴＰ
の終端でもある）においては、図１１の二点鎖線で示す
ように、砥石５とウェーハ１は離れている。この工具経
路部ＴＰＡの終端Ｏ１′〜Ｏ５′は、砥石中心Ｏ１〜Ｏ
５に夫々対応している。

【００５１】図６及び図１０を参照して、Ｘ軸送り機構
３０及びＹ軸送り機構２０の具体的な制御方法について
説明する。

【００５２】まず、砥石回転駆動用モータ１０を回転さ
せ、その砥石回転軸６に取り付けられた砥石５を回転さ
せる。ノッチ溝３の面取りは、粗加工及び仕上げ加工に
よって鏡面仕上げを行うため、始めは粗加工用砥石を用
いて研削を行う。

【００５３】そして、粗加工用砥石５の中心が左側のＯ
１′に配置されるように、Ｘ軸送り機構３０及びＹ軸送
り機構２０の制御を行う。砥石中心がＯ１′にある状態
では、未だ砥石５の研削作用面はウェーハ１には接触し
ていない状態である。

【００５４】次に、Ｙ軸送り機構２０のＹ軸制御モータ
２４を作動させ、砥石５の研削作用面がウェーハ１の左
側の口部３ｃに接触する位置まで移動させる。この状態
から砥石５によってウェーハが研削され始める。

【００５５】Ｘ軸送り機構３０及びＹ軸送り機構２０を
制御して、ノッチ溝３の口部３ｃがウェーハ１の外周部
２へと滑らかにつらなるように研削を行う。この口部３
ｃは、外周部２とノッチ溝３のＶ斜面３ａが連結する部
分であり、その後の半導体生産工程において製造装置と
の接触により粉塵が発生しやすい場所であるため、外周
部２と連続して極力滑らかに形成する必要がある。

【００５６】口部３ｃの面取りが終了すると今度は、Ｖ
斜面３ａＬの研削につながる。本ノッチ研削装置１１
は、Ｙ軸送り機構２０及びＸ軸送り機構３０による送り
を合成することにより、Ｖ斜面３ａＬと同方向に平行に
砥石５を送ることができる。このときは、Ｙ軸制御モー
タ２４とＸ軸制御モータ３４の回転速度比は一定であ
る。

【００５７】そして、Ｖ斜面３ａＬの直線部の研削が終
了すると、今度は溝底部３ｂの研削につながる。この溝
底部３ｂはＲ１の曲率を持つ円弧状であるため、砥石５
をＸ軸及びＹ軸の送りの合成によってＲ１の曲率を描く
ように送り移動を行う。

【００５８】溝底部３ｂの研削が終了すると、今度は右
側のＶ斜面３ａＲの直線部の研削につながる。右側のＶ
斜面３ａＲの研削は、Ｙ軸送り機構２０及びＸ軸送り機
構３０による送りを合成することによって行う。

【００５９】その後、Ｘ軸送り機構３０及びＹ軸送り機
構２０を制御することにより、外周部２との連結部であ
る口部３ｃを滑らかに研削し、口部３ｃの研削が終了し
たら、右側の終端部Ｏ１′へと砥石５を移動させ、ウェ
ーハ１から砥石５を離れさせる。

【００６０】以上の制御をＴＰ２〜ＴＰ５についても同
様に行うことにより、ウェーハ１の面取りを行うことが
できる。このとき、研削作業時間を極力短くするため
に、図１０に示すようにＴＰ２はＴＰ１とは反対の方向
から研削を行う。同様に、ＴＰ３はＴＰ２とは反対の方
向から、ＴＰ４はＴＰ３とは反対の方向から、ＴＰ５は
ＴＰ４とは反対の方向から研削を行う。このように制御
することにより、工具軌跡が短くなり、作業時間が短縮
される。

【００６１】次に、砥石５が研削作業を行っている場合
と、ウェーハ１から離れている場合の位置関係について
図１２を用いて説明する。図１２はウェーハ１の一端の
縦断面を示す図であり、砥石中心がＯ１にあるときがウ
ェーハ１の研削作業を行っている場合を示し、Ｏ１′に
あるときがウェーハ１から離れている状態を示してい
る。図１０の矢印のようにＸ軸送り機構３０，Ｙ軸送り
機構２０を制御して工具経路ＴＰ１に沿って砥石５を送
る場合について説明する。まず始めに左側のエアカット
工具経路部ＴＰＡを通り、砥石５の研削作用面がウェー
ハ１に接触すると、図１２に示すようにノッチ溝３の縁
に沿って断面線を施した部分のストックＳ１が除去さ
れ、面取りＣ１が形成される。そして、右側のエアカッ
ト工具経路部ＴＰＡに入り、図１０に示す右側の終端Ｏ
１′に砥石中心が達すると、砥石５は図１２の二点鎖線
で示すようにウェーハ１と離れて位置することになる。

【００６２】ここで昇降機構５０のＺ軸制御モータ５４
を制御してウェーハ１を上昇させると共に、Ｙ軸送り機
構２０を制御してスライドテーブル３３をウェーハ１か
ら離れる方向に後退させる。ウェーハ１の上昇量は、図
１２に示すように砥石中心Ｏ１，Ｏ２又はＯ１′，Ｏ
２′のＺ方向差△Ｚ１であり、スライドテーブル３３の
後退量は、夫々平面図で示されている図１０の工具経路
ＴＰ１，ＴＰ２のＹ方向差△Ｙ１である。

【００６３】次に、Ｘ軸送り機構３０及びＹ軸送り機構
２０を上記ＴＰ１の場合と反対方向に制御して、工具経
路ＴＰ２に沿って図１０の矢印のように砥石５を左方へ
送ると、図１３に示すようにノッチ溝３の縁に沿って断
面線を施した部分のストックＳ２が除去され、面取りＣ
２が形成される。そして、図１０において砥石中心が左
側の終端Ｏ２′に達すると、砥石５は図１３の二点鎖線
で示すようにウェーハ１と離れて位置することになる。

【００６４】昇降機構５０のＺ軸制御モータ５４を制御
してウェーハ１を上昇させると共に、Ｙ軸送り機構２０
を制御してスライドテーブル３３を後退させる。ウェー
ハ１の上昇量は図１３に示すように砥石中心Ｏ２，Ｏ３
又はＯ２′，Ｏ３′のＺ方向差△Ｚ２であり、スライド
テーブル３３の後退量は夫々平面図で示されている図１
０の工具経路ＴＰ２，ＴＰ３のＹ方向差△Ｙ２である。

【００６５】ここでＸ軸送り機構３０，Ｙ軸送り機構２
０を制御して工具経路ＴＰ３に沿って図１０の矢印のよ
うに砥石５を右方へ送ると、ノッチ溝３の縁に沿って図
１４に示すように断面線を施した部分のストックＳ３が
除去され、面取りＣ３が形成される。そして、図１０に
おいて砥石中心が右側の終端Ｏ３′に達すると、砥石５
は図１４の二点鎖線で示すようにウェーハ１と離れ、中
心がＯ３′に位置することになる。

【００６６】そして、昇降機構５０のＺ軸制御モータ５
４を制御してウェーハ１を上昇させると共に、Ｙ軸送り
機構２０を制御して、今度はスライドテーブル３３を前
進させる。ウェーハ１の上昇量は図１４に示すように、
砥石中心Ｏ３，Ｏ４又はＯ３′，Ｏ４′のＺ方向差△Ｚ
３であり、スライドテーブル３３の前進量は、夫々平面
図で示されている図１０の工具経路ＴＰ２，ＴＰ３のＹ
方向差△Ｙ３である。

【００６７】今度は、Ｘ軸送り機構３０及びＹ軸送り機
構２０を制御して、工具経路ＴＰ４に沿って図１０の矢
印のように左方へ送ると、ノッチ溝３の縁に沿って図１
５に示すように断面線を施した部分のストックＳ４が除
去され、面取りＣ４が形成される。そして、図１０にお
いて砥石中心が左側の終端Ｏ３′に達すると、砥石５は
図１５の二点鎖線で示すように中心がＯ４′に位置する
ことになる。

【００６８】ここで、Ｙ軸送り機構２０と昇降機構５０
を制御してウェーハ１を上昇すると共にスライドテーブ
ル３３を前進させる。ウェーハ１の上昇量は、図１５に
示すように砥石中心Ｏ４，Ｏ５又はＯ４′，Ｏ５′のＺ
方向差△Ｚ４であり、スライドテーブル３３の前進量
は、夫々平面図で示されている図１０の工具経路ＴＰ
４，ＴＰ５のＹ方向差△Ｙ４である。

【００６９】Ｘ軸送り機構３０及びＹ軸送り機構２０を
制御して、図１０に示す工具経路ＴＰ５に沿って矢印の
ように右方へ送ると、ノッチ溝３の縁に沿って図１６に
示すように断面線を施した部分のストックＳ５が除去さ
れ、面取りＣ５が形成される。そして、図１０において
砥石中心が右側の終端Ｏ５′に達すると、砥石５は図１
６の二点鎖線で示すように、その中心がＯ５′に位置す
ることになる。Ｙ軸送り機構２０を制御してスライドテ
ーブル３３を後退させる。

【００７０】上記のように粗加工用砥石による面取りが
終わったら、今度は仕上げ加工用砥石によって同様に面
取りを行う。なお、仕上げ加工用砥石による面取りにつ
いては、粗加工用砥石による面取りと同様であるため、
説明を省略する。

【００７１】仕上げ加工が終了したら、Ｘ軸送り機構３
０及びＹ軸送り機構２０と昇降機構５０を制御してウェ
ーハ１を上昇させると共に、スライドテーブル３３を後
退させる。このときウェーハ１は、ウェーハ１の交換可
能な位置まで上昇する。

【００７２】上記研削が終了したウェーハ１のノッチ溝
３には、図４に示すような条痕７が形成される。本ノッ
チ研削装置は、砥石回転軸６をウェーハ１の板面に対し
て５°傾けているため、砥石５の研削により形成される
条痕７が、図４に示すようにウェーハ１の結晶方向に対
して５°傾いた状態となる。このように、条痕７の方向
を傾けることにより、ウェーハ１にクラックが入りやす
い結晶方向に条痕７が入るのを避け、ウェーハ１の割れ
を防止することができる。

【００７３】上記工程によるノッチ溝３の研削による面
取り方法においては、面取りは多角形状であり、本例で
は５角形である。そして、ウェーハ１の上下面において
ほぼ対称な形状に面取りを施している。試算によれば、
ノッチ溝３の縁に垂直な法面で切った各面取りＣ１〜Ｃ
５の各辺に接する曲線と、面取りＣ１〜Ｃ５間の夫々の
角部との距離は最大１２μｍである。また、９角形にす
ると各面取りＣ１〜Ｃ９の辺に接する曲線と、面取りＣ
１〜Ｃ９間の夫々の角部との距離は最大２μｍである。
従って、ノッチ溝３の後工程として行われるバフ等によ
るポリッシングにより面取りで角部を丸める時間は、本
例で１ｍｉｎ程度であり、従来に比較して後工程時間が
極端に短縮された。

【００７４】この面取りは、５角形よりも７角形、７角
形よりも９角形というように、多角形になるほど面取り
の断面形状は滑らかになり円弧状に近くなる。ウェーハ
１のノッチ溝３の面取りにおいては、少なくとも５角形
以上であることが望ましい。

【００７５】また、本実施の形態においては、レジノイ
ドボンドの砥石を用いて鏡面研削条件を得ることができ
るため、Ｒｍａｘ０．１μｍ程度の面粗度を得ることが
できる。これによってチッピングやクラッキング等の発
生がなくなる。また、大径砥石を用いることが可能なた
め、鏡面仕上げに必要とされる軟かい砥石を用いた場合
でも、砥石研削作用面の形状の維持が比較的容易であ
る。

【００７６】上記における工具経路は一例を示すもの
で、例えば、面取りＣ１→Ｃ５→Ｃ４→Ｃ２→Ｃ３のよ
うな順序を採用してもよい。また、切り込みは一回を示
したが複数回に分けて切り込んでもよい。また、各工具
経路ＴＰ１とＴＰ５、ＴＰ２とＴＰ４を同一としたが、
工具経路ＴＰ１とＴＰ５、ＴＰ２とＴＰ４は夫々異なっ
ていても良い。

【００７７】なお、本実施の形態においては、ウェーハ
１をワーク支持台５７上に吸着固定し、ワーク支持台５
７が回転しない構造を示しているが、本発明はこれらに
限られるものではなく、ワーク支持台５７は回転可能な
構造であっても良い。こうすることにより、例えば１枚
のウェーハ１に複数個のノッチ溝３が形成されているよ
うな場合には、ウェーハ１をワーク支持台５７に位置決
め吸着させた後、ワーク支持台５７の回転によって各ノ
ッチ溝３を順次加工位置に割出して、複数個のノッチ溝
３の面取り加工を順次行うことができるものである。更
に、ウェーハ１の外周部２のエッジに当接するように砥
石５を配置して、ウェーハ１を回転させることにより、
ノッチ溝３の面取り加工のみならず、ウェーハ１の外周
エッジの面取り加工も行えるものである。

【００７８】図１７は面取り加工前のウェーハ１の斜視
図、図１８は上述の面取り加工後におけるウェーハのノ
ッチ溝の斜視図である。図１７においては、ノッチ溝面
３ｆは板面にほぼ垂直であり、略直角の角部を有するの
に対して、図１８に示すウェーハ１においては、ノッチ
溝３には面取りが施されており、角部は緩やかな鈍角を
描く。そのため、接触によるウェーハ１の欠けを防ぐこ
とができ、粉塵の発生を防止することができる。

【００７９】また、ウェーハ１に対して研削作用により
生じた条痕７の方向が結晶方向に対して斜め方向、即
ち、ウェーハ１の板面に対して斜め方向であるため、ウ
ェーハ１にはクラックが発生し難くなる。

【００８０】なお、本実施の形態においては、ウェーハ
１の板面と砥石５の板面の交叉角αを５°として、くい
違い交叉するようにしたが、交叉角αは５°に限定され
るものではない。また、スライドテーブル３３がＸ軸方
向及びＹ軸方向に移動する構成にしているが、スライド
テーブル３３の代わりにワーク支持台５７が移動する構
成にしても良い。更に、ワーク支持台５７ではなく、ス
ライドテーブル３３がＺ軸方向に昇降する構成にしても
良い。すなわち、砥石５とウェーハ１が相互に相対的に
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動可能な構成であれ
ば良い。

【００８１】また、本実施の形態においては、Ｚ軸の方
向は、Ｘ軸及びＹ軸によって形成されるＸＹ平面に垂直
であるが、必ずしも垂直である必要はなく、ＸＹ平面に
交叉する方向（ＸＹ平面と平行でない方向）であれば良
い。

【００８２】以上の通り、本出願に係る発明は、砥石台
４０に回転自在に支持された円板状の砥石５と、半導体
ウェーハ１を砥石５の板面に対して斜めに交叉する面内
で保持するワーク支持台５７と、半導体ウェーハ１の板
面と平行或いは近似的に平行な平面上において砥石５を
半導体ウェーハ１に接近又は離脱させるＹ軸方向に相対
移動させることのできるＹ軸送り機構２０と、半導体ウ
ェーハ１の板面と平行或いは近似的に平行な平面上にお
いて砥石５をＹ軸方向と交叉するＸ軸方向に相対移動さ
せることのできるＸ軸送り機構３０と、砥石５を半導体
ウェーハ１の板面に対して交叉するＺ軸方向に相対移動
させることのできる昇降機構５０とを備えた半導体ウェ
ーハのノッチ研削装置１１である。そして、これらＸ軸
送り機構３０，Ｙ軸送り機構２０，昇降機構５０により
砥石５及び半導体ウェーハ１を相対的に三軸方向に移動
させて半導体ウェーハ１のノッチ溝３の面取り加工を行
うように構成している。

【００８３】また、本出願に係る他の発明は、砥石回転
軸６に固定された円板状の砥石５を回転させ、砥石５を
半導体ウェーハ１のノッチ溝３に当接させることによ
り、ノッチ溝３の面取りを行うノッチ研削装置におい
て、半導体ウェーハ１の板面と砥石回転軸６のなす角度
が、３°〜１２°であることを特徴とする半導体ウェー
ハのノッチ研削装置１１である。

【００８４】更に、本出願に係る他の発明は、ノッチ溝
３の面取り加工が施された半導体ウェーハ１であって、
半導体ウェーハ１のノッチ溝３には、面取り加工により
半導体ウェーハ１の結晶方向と斜めに交叉する方向に条
痕７が形成されたものである。

【００８５】更にまた、本出願に係る他の発明は、半導
体ウェーハのノッチ研削装置１１により研削されたノッ
チ溝３を有し、研削によりノッチ溝３に形成される条痕
７の方向が、半導体ウェーハ１の板面に対して傾斜して
いる半導体ウェーハ１である。

【００８６】

【発明の効果】本ノッチ研削装置は、砥石回転軸をウェ
ーハの板面に対して傾けているため、砥石の研削により
形成される条痕が、ウェーハの結晶方向に対して傾いた
状態となる。このように、条痕の方向を傾けることによ
り、ウェーハにクラックが入りやすい結晶方向に条痕が
入るのを避け、ウェーハの割れを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のノッチ研削装置の側面図である。

【図２】本発明のノッチ研削装置を上方から見た平面図
である。

【図３】砥石回転軸とウェーハ板面との傾きの関係を示
す側面図である。

【図４】結晶方向と条痕の方向の関係を示すウェーハの
斜視図である。

【図５】面取り加工を行う前のウェーハの平面図であ
る。

【図６】面取り加工を行う前のウェーハのノッチ溝の形
状を示す平面図である。

【図７】ウェーハと砥石の関係を示す平面図である。

【図８】ウェーハを位置決めピンにより位置決めする様
子を示す平面図である。

【図９】ウェーハのノッチ溝の面取り形状を示し、ノッ
チ溝の縁に対して法面で切った断面図である。

【図１０】砥石の工具軌跡を示す平面図である。

【図１１】工具移動経路の垂直断面図である。

【図１２】面取り工程を示す垂直断面図である。

【図１３】面取り工程を示す垂直断面図である。

【図１４】面取り工程を示す垂直断面図である。

【図１５】面取り工程を示す垂直断面図である。

【図１６】面取り工程を示す垂直断面図である。

【図１７】面取り加工を施す前のノッチ溝の斜視図であ
る。

【図１８】面取り加工を施した後のノッチ溝の斜視図で
ある。

【図１９】結晶方向と条痕の方向の関係を示す従来のウ
ェーハの斜視図である。

【図２０】従来のノッチ溝研削装置を示す概念図であ
る。

【符号の説明】

ＯＷ…ウェーハの中心 Ｏ（Ｏ１〜Ｏ５）…砥石中心 Ｏ１′〜Ｏ５′…終端 θ１…ノッチ溝の直線部のなす角 θ２…砥石の直線部のなす角 ＴＰ１〜ＴＰ５…工具経路 ＴＰＡ…エアカット工具経路部 １…ウェーハ ２…外周部 ３…ノッチ溝 ３ａＬ，３ａＲ…Ｖ斜面 ３ｂ…溝底部
３ｃ…口部 ３ｆ…ノッチ溝面 ４ａ，４ｂ…ピン ５…砥石 ５ａ…円弧部 ５ｂ…直線部 ５ｃ…腹部 ６…砥石回転軸 ７…条痕 ８…ＣＮＣ制御装置 １０…砥石回転駆動用モータ １１…ノッチ研削装置 １２…ベッド ２０…Ｙ軸送り機構 ２１…Ｙ軸スライドレール ２２…Ｙ軸ガイド ２３…サドル ２４…Ｙ軸制御モータ ２５…Ｙ軸送りねじ ２６…ナット ２８…ブラケット ３０…Ｘ軸送り機構 ３１…Ｘ軸スライドレール ３２…Ｘ軸ガイド ３３…スライドテーブル ３４…Ｘ軸制御モータ ３５…Ｘ軸送りねじ ３８…ブラケット ４０…砥石台 ５０…昇降機構 ５１…Ｚ軸スライドレール ５２…Ｚ軸ガイド ５３…昇降テーブル ５４…Ｚ軸制御モータ ５５…Ｚ軸送りねじ ５６…ナット ５７…ワーク支持台 ５８…ブラケット Ｃ１〜Ｃ５…面取り △Ｚ１，△Ｚ２，△Ｚ３，△Ｚ４…Ｚ方向差 △Ｙ１，△Ｙ２，△Ｙ３，△Ｙ４…Ｙ方向差 １００…ノッチ研削装置 １０１…ウェーハ １０２…ワークホルダ １０３…Ｙ軸方向移動装置 １０４…Ｘ軸方向移動装置 １０５…Ｚ軸方向移動装置 １０６…ノッチ溝 １０７…砥石 １０８…モータ １０９…条痕。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥山 哲雄 神奈川県横須賀市神明町１番地 株式会社 日平トヤマ技術センター内 (72)発明者 高田 道浩 神奈川県横須賀市神明町１番地 株式会社 日平トヤマ技術センター内 (72)発明者 和田 豊尚 神奈川県横須賀市神明町１番地 株式会社 日平トヤマ技術センター内 Ｆターム(参考） 3C049 AA03 AA11 AA13 AB01 AB04 AB06 CA01 CA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砥石台に回転自在に支持された円板状の
   砥石と、 半導体ウェーハを前記砥石の板面に対して斜めに交叉す
   る面内で保持するワーク支持台と、 前記半導体ウェーハの板面と平行或いは近似的に平行な
   平面上において、前記砥石を前記半導体ウェーハに接近
   又は離脱させる第一の方向に相対移動させることのでき
   る第一の駆動装置と、 前記半導体ウェーハの板面と平行或いは近似的に平行な
   平面上において、前記砥石を前記第一の方向と交叉する
   第二の方向に相対移動させることのできる第二の駆動装
   置と、 前記砥石を前記半導体ウェーハの板面に対して交叉する
   第三の方向に相対移動させることのできる第三の駆動装
   置とを備え、 これら第一、第二、第三の駆動装置により前記砥石及び
   前記半導体ウェーハを相対的に三方向に移動させて前記
   半導体ウェーハのノッチ溝の面取り加工を行うように構
   成したことを特徴とする半導体ウェーハのノッチ研削装
   置。
2. 【請求項２】 回転軸に固定された円板状の砥石を回転
   させ、該砥石を半導体ウェーハのノッチ溝に当接させる
   ことにより、前記ノッチ溝の面取りを行うノッチ研削装
   置において、 前記半導体ウェーハの板面と前記回転軸のなす角度が、
   ３°〜１２°であることを特徴とする半導体ウェーハの
   ノッチ研削装置。
3. 【請求項３】 ノッチ溝の面取り加工が施された半導体
   ウェーハにおいて、 前記半導体ウェーハのノッチ溝には、前記面取り加工に
   より前記半導体ウェーハの結晶方向と斜めに交叉する方
   向に条痕が形成されていることを特徴とする半導体ウェ
   ーハ。
4. 【請求項４】 砥石台に回転自在に支持された円板状の
   砥石と、半導体ウェーハを前記砥石の板面に対して斜め
   に交叉する面内で保持するワーク支持台と、前記半導体
   ウェーハの板面と平行或いは近似的に平行な平面上にお
   いて前記砥石を前記半導体ウェーハに接近又は離脱させ
   る第一の方向に相対移動させることのできる第一の駆動
   装置と、前記半導体ウェーハの板面と平行或いは近似的
   に平行な平面上において前記砥石を前記第一の方向と交
   叉する第二の方向に相対移動させることのできる第二の
   駆動装置と、前記砥石を前記半導体ウェーハの板面に対
   して交叉する第三の方向に相対移動させることのできる
   第三の駆動装置とを備えたノッチ研削装置により研削さ
   れたノッチ溝を有し、 前記研削により前記ノッチ溝に形成される条痕の方向
   が、前記半導体ウェーハの板面に対して傾斜しているこ
   とを特徴とする半導体ウェーハ。