JP2003218078A

JP2003218078A - ウェーハの加工装置

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Publication number: JP2003218078A
Application number: JP2002009520A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Saida; 国広斎田; Shiro Murai; 史朗村井; Tetsuo Okuyama; 哲雄奥山; Tomoyuki Kawazu; 知之河津
Original assignee: Nippei Toyama Corp
Current assignee: Nippei Toyama Corp
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2003-07-31

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ランダムな方向の条痕を持つウェーハの加工
装置を提供する。【解決手段】研削工具またはポリシング工具からなる
ウェーハの被加工面を加工する加工工具と、偏心ウェイ
ト４１，４２、電磁石または超音波振動子からなり加工
工具に振動を与える振動発生体と、振動発生体と外側フ
レーム２０との間に介在し外部へ振動が伝搬するのを遮
断する振動吸収体２３とを備えてなることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はウェーハの加工装置
に関し、特に加工工具に対して振動を与え仕上げ面に微
細な不規則性の条痕を与えることが可能なウェーハの加
工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウェーハの製造工程において、イ
ンゴットからスライスされた各半導体ウェーハは、通
常、両面が研削加工された後、少なくとも片面が鏡面に
ポリシング加工され、７００μｍ程度の厚さに形成され
る。研削加工は、まず、半導体ウェーハの片面を荒砥石
などを用いて荒削りし、荒砥石による荒削りがすんだ
ら、その面を仕上げ砥石によって研削して仕上げ処理を
行なう。そして、各半導体ウェーハは、鏡面に仕上げら
れた片面にＩＣ回路が形成され、その後、多数のチップ
にダイシングされる。

【０００３】ここで、前記チップとして、ＩＣカード等
に組み込み可能な厚さ１００μｍ以下の極薄肉のチップ
を製造する場合、一般には、多数のチップにダイシング
される前のＩＣ回路が形成された半導体ウェーハに対
し、ＩＣ回路が形成されていない他の片面を再度研削加
工して１００μｍ以下の極薄肉の半導体ウェーハに仕上
げるバックグラインド加工が行なわれている。このバッ
クグラインド加工は、通常、ＩＣ回路が形成された半導
体ウェーハの片面に保護フィルムを貼付して行なわれ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術により半導体ウェーハの仕上げ面には、顕微
鏡で見ると明らかだが，砥石の砥粒による条痕が規則的
に無数形成されており、これがために半導体ウェーハが
条痕に沿って割れ易いという問題があった。そこで、本
発明の目的は、ランダムな方向の条痕を持つウェーハの
加工装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明における請求項１に係るウェーハの加工装置は、ウェ
ーハの被加工面を加工する加工工具と、この加工工具に
連結された振動発生体と、この振動発生体に連結された
振動吸収体とを備えてなること、を特徴とするものであ
る。請求項２に記載の発明によれば、前記加工工具は、
研削砥石である。請求項３に記載の発明によれば、前記
加工工具はポリシング工具である。請求項４に記載の発
明によれば、前記振動発生体は偏心ウェイトである。請
求項５に記載の発明によれば、前記振動発生体は電磁石
である。請求項６に記載の発明によれば、前記振動発生
体は超音波振動素子である。請求項７に係るウェーハの
加工装置は、テーパシヤンクを持つ工具ホルダと、この
工具ホルダの先端面に接合された振動吸収体と、この振
動吸収体に接合された振動発生体と、この振動発生体の
先端面に接合された加工工具とを備えている。

【０００６】本発明によれば、加工工具によって作られ
るウェーハの条痕がランダム状態に形成されるので、半
導体ウェーハが割れ難くなるという利点を有する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明による半導体ウェーハ
の加工装置の一実施形態を図面を参照して説明する。図
１は本発明による半導体ウェーハの加工装置の下半分を
示した縦断面図である。図２は同装置の上半分を示した
縦断面図である。図１に示すように、回転テーブル１の
中心には、スピンドルシャフト２が固着され、スピンド
ルシャフト２は、上部ベアリング３と下部ベアリング４
とを介して支持台５に対して鉛直軸回りを回転可能に支
承されている。

【０００８】前記スピンドルシャフト２の下端部には、
プーリ伝動機構を構成する従動プーリ６が固定されてい
る。そして、固定した前記支持台５には駆動モータ７が
取り付けられ、この駆動モータ７の出力軸にはプーリ伝
動機構を構成する駆動プーリ８が固着され、この駆動プ
ーリ８と前記従動プーリ６との間には、伝動ベルト９が
掛け回されている。したがって、スピンドルシャフト２
は駆動モータによって０〜３００ｒ．ｐ．ｍ．程度で回
転駆動される。

【０００９】前記スピンドルシャフト２の中心には、軸
線方向に沿って負圧通路１０が形成され、この負圧通路
１０の下端は、図示を省略した真空ポンプ等の負圧源に
接続されている。前記回転テーブル１内には、前記負圧
通路１０と連通するように複数の吸引孔１１が形成され
ている。また、回転テーブル１の上面には、円形の凹部
１２が同心に形成されており、この円形の凹部１２に吸
着パッド１３が一体に嵌合されている。この吸着パッド
１３は、半導体ウェーハＷＨの全面を均等に吸着するた
めに多孔質セラミックスにより構成されており、吸着パ
ッド１３の上面にサイズの異なる種々の半導体ウェーハ
ＷＨの全面を載置できるように構成されている。前記吸
引孔１１は吸着パッド１３の下面に開口している。

【００１０】次に砥石側の構成について説明する。図２
において、符号１５は回転スピンドルを示し、この回転
スピンドル１５のの先端には、テーパ形状を有する取付
け孔からなる工具取付け部１６が形成されている．この
工具取付部１６の上方位置には、ドローバー１７および
ボール１８からなる周知のプルスタッドクランプ機構が
設けられている。そして、回転スピンドル１５は、軸方
向（図２の上下方向）に送り移動可能に構成されてい
る。

【００１１】また、前記工具取付け部１６には、テ−パ
シャンク１９ａとスピンドル１５の先端面に当接する拘
束面１９ｂを持つ工具ホルダ１９が自動工具交換可能に
取り付けられている。前記工具ホルダ１９の下端面に
は、外側フレーム２０がボルト２１によって固着されて
おり、この内側には内側フレーム２２が配置され、前記
外側フレーム２０と内側フレーム２２とは４個の振動吸
収体２３によって連結されている．本発明の一実施例に
よれば、この振動吸収体２３は防振ゴムによって構成さ
れている。本実施例によれば、この外側フレーム２０と
内側フレーム２２は矩形状の枠体としたが、本発明はこ
れに限られるものではなく円形状のリングとしてもよ
い。

【００１２】前記内側フレーム２２内には、対をなす第
１の回転軸２４と第２の回転軸２５が配置され、第１の
回転軸２４は、ブラケット２６に対して上下のベアリン
グ２７，２８によって回転可能に支承されている。

【００１３】一方、前記第２の回転軸２５は、ブラケッ
ト２６に対して上下のベアリング２９，３０によって回
転可能に支承されている。前記第１の回転軸２４には駆
動ギヤ３１が固着され、この駆動ギヤ３１は第２の回転
軸２５上の従動ギヤ３２とかみ合っている。

【００１４】前記第１の回転軸２４には、エアモータ３
３が接続され、このエアモータ３３には、エアチューブ
３４が接続され、このエアチューブ３４の先端は工具ホ
ルダ１９内に形成された空気通路３５に接続され、空気
通路３５の他端はハウジング３６内に形成された空気通
路３７と接続され、この空気通路３７の他端は圧縮空気
源（図示省略）に接続されている。

【００１５】一方、前記内側フレーム２２の下端面に
は、砥石台３８がボルト３９によって固定され、その下
端面には、ポリシング工具４０が固着されている。ま
た、前記第１の回転軸２４の軸上には半円形の偏心ウェ
イト４１が固定されている。同様に、前記第２の回転軸
２５の軸上にも半円形の偏心ウェイト４２が固着されて
いる。図示の例では、２つの偏心ウェイト４１および４
２は同じ位相位置に固定されているが、本発明はこれに
限られるものではなく、偏心ウエイト４１および４２を
互いに１８０°ずらせて配置してもよい。この場合に
は、回転軸２４と回転軸２５の中心間の距離の中心回り
の振動作用が働き、砥石に対してねじり振動を与えるこ
とができる。

【００１６】本発明は前記のように構成されているか
ら、前記回転スピンドル１５が回転すると、これに伴っ
て、外側フレーム２０および内側フレーム２２が回転
し、ポリシング工具４０が回転する。

【００１７】この間に、エアモータ３３によって第１の
回転軸２４が偏心ウェイト４１と共に回転し、この回転
は、ギヤ３１および３２を介して第２の回転軸２５に伝
えられ、偏心ウェイト４２を回転させる。

【００１８】すると、２つの偏心ウェイト４１および４
２が回転軸２４および２５を回転軸の軸線に直交する面
内の振動を惹起する。この振動は，砥石台３８に伝達さ
れ、最終的にはポリシング工具４０に回転と共に半径面
内の振動を発生させる。

【００１９】一方、駆動モータ７が回転すると、駆動プ
ーリ８の回転は、伝動ベルト９を介して従動プーリ６を
回転させ、スピンドルシャフト２を回転させ、回転テー
ブル１を回転させる。したがって、加工すべき半導体ウ
ェーハＷＨは、回転テーブル１と共に回転する。この間
に負圧通路１０を介して真空引きされ、加工すべき半導
体ウェーハＷＨは、回転テーブル１上に吸着保持され
る。

【００２０】このようにして、ポリシング工具４０は、
回転と同時に半径面内で振動を起こし、被加工面に不規
則性の微細な条痕を残す。その結果、鏡面加工後の半導
体ウェーハＷＨが割れにくくなるなどの効果を奏する。
なお、図２において、符号４３は回転スピンドル１５の
先端に直接取り付けられた砥石台を示し、この砥石台４
３には砥石チップ４４が取り付けられている。

【００２１】本発明の実施形態において、振動発生体と
して偏心ウェイトを使用したが、本発明はこれに限られ
るものではなく、電磁石を使ってもよいし、あるいは超
音波振動素子を使ってもよい。電磁石を使う場合には、
回転スピンドル１５を固定し、回転テーブル１のみを回
転させてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、加工工具に対して回転運動と同時に回転軸線
に対して直交する面内の振動を発生させるようにしたか
ら、見かけ上の研削速度を上げることができ、しかも、
ウェーハの加工面に不規則性の微細な条痕を残すことが
でき、ウェーハを割れにくくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による半導体ウェーハの加工装置の一
実施形態の下半分を示した縦断面図である。

【図２】同半導体ウェーハの加工装置の上半分を示し
た縦断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿って切断して示した横断
面図である。

【符号の説明】

１回転テーブル２スピンドルシャフト５支持台ＷＨ半導体ウェーハ１５回転スピンドル４０ポリシング工具４１偏心ウェイト４２偏心ウェイト

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者河津知之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） 3C043 BB00 CC02 DD02 3C058 AA02 AA11 AA16 CB01 DA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェーハの被加工面を加工する加工工具
と、この加工工具に連結された振動発生体と、この振動
発生体に連結された振動吸収体とを備えてなること、を
特徴とするウェーハの加工装置。
【請求項２】前記加工工具が研削砥石であること、を
特徴とするウェーハの加工装置。
【請求項３】前記加工工具がポリシング工具であるこ
と、を特徴とするウェーハの加工装置。
【請求項４】前記振動発生体が偏心ウェイトであるこ
と、を特徴とするウェーハの加工装置。
【請求項５】前記振動発生体が電磁石であること、を
特徴とするウェーハの加工装置。
【請求項６】前記振動発生体が超音波振動素子である
こと、を特徴とするウェーハの加工装置。
【請求項７】テーパシヤンクを持つ工具ホルダと、こ
の工具ホルダの先端面に接合された振動吸収体と、この
振動吸収体に接合された振動発生体と、この振動発生体
の先端面に接合された加工工具とを備えてなること、を
特徴とするウェーハの加工装置。