JP2007061978A - ウェーハ面取り砥石のツルーイング方法及びウェーハ面取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
効率的なウェーハ面取り砥石のツルーイング方法及びウェーハ面取り装置を提供する。
【解決手段】
回転するウェーハテーブル３４に載置されたウェーハＷの外周部を、回転する砥石により所定の形状に加工する面取り装置１０において、外周精研削砥石５５へのツルーイングの際、ツルアー４１の端部を、Ｙテーブル２８とＺテーブル３１とによりウェーハＷ外周部の面取り形状に相当する軌道上を移動させてツルーイングを行なうことにより、ツルアー４１の交換を行うことなく、あらゆる形状の面取り用溝を外周精研削砥石５５に形成する効率的な面取り砥石のツルーイングが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置や電子部品等の材料となるウェーハの面取りを行なうウェーハ面取り砥石のツルーイング方法、及びツルーイング砥石を備えたウェーハ面取り装置に関するものである。

半導体装置や電子部品等の素材となるシリコン等のウェーハは、インゴットの状態から内周刃やワイヤーソー等のスライシング装置でスライスされた後、その周縁の割れや欠け等を防止するために外周部に面取り加工が施される。

面取り加工に使用される面取り装置には、外周部、ノッチ部等を加工する各種の砥石が複数取り付けられている。これらの砥石のいくつかは、装置に取り付けた後に加工を行なう為の溝を形成する必要があり、面取り装置には溝を形成する為のツルーイング砥石が備えられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−３４７９０１号公報

しかし、特許文献１に記載されたようなウェーハ面取り装置では、ツルーイング砥石の取替え作業が困難であり、面取り加工を希望するウェーハの先端形状や、面取り角度、コーナーＲ、又は面幅などの面取り形状が変わり新たなツルーイング砥石へ変更する必要が出た場合には、多大な手間と時間が必要であった。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、ウェーハのサイズや加工形状に変更があっても、面取り加工用の溝を形成するツルーイング砥石の変更の必要が無い、効率的なウェーハ面取り砥石のツルーイング方法及びウェーハ面取り装置を提供することを目的としている。

本発明は前記目的を達成するために、ウェーハを保持して回転するウェーハテーブルと、前記ウェーハの外周部を面取りする砥石と、前記ウェーハテーブルを前記砥石に対して相対的に移動させる移動手段と、前記砥石に対して前記ウェーハの外周部を面取りする為の溝を形成するツルーイング砥石とを備えたウェーハ面取り装置を用い、前記ツルーイング砥石を前記ウェーハテーブルの回転軸上に取付け、前記ツルーイング砥石を回転させながら、前記ツルーイング砥石の端部を前記ウェーハ外周部の面取り形状に相当する軌道上に沿って前記移動手段により前記砥石に対して相対的に移動させて、前記溝の形成を行なうことを特徴としている。

また、本発明は、前記発明において、前記ツルーイング砥石を、前記ウェーハテーブル下部に設けたこと、前記ツルーイング砥石は、前記ウェーハの先端形状よりも薄いこと、前記ツルーイング砥石の端部は、前記ウェーハの面取り角度よりも小さい角度に面取りされていること、及び前記ツルーイング砥石は、メタルボンド砥石であることも特徴としている。

本発明によれば、面取り加工を希望するウェーハよりも先端形状が薄く、面取り加工を希望するウェーハの面取り角度よりも小さい角度に端部が形成されたツルーイング砥石により砥石のツルーイングが行なわれる。ツルーイングの際には、ツルーイング砥石の端部が希望する面取り形状に相当する軌跡上に沿って移動手段により移動してツルーイングが行なわれる。

これにより、あらゆる面取り形状にも対応可能であり、ウェーハの先端形状や、端面の角度、コーナーＲ、又は面幅などの面取り形状が変わっても、ツルーイング砥石を変更することなくツルーイングを行なうことができる。よって、ツルーイング砥石の交換の手間が解消され、ツルーイングにかかる時間が短縮されるため、効率的なウェーハ面取り砥石のツルーイングを行なうことが可能となる。

以上説明したように、本発明のウェーハ面取り砥石のツルーイング方法及びウェーハ面取り装置によれば、あらゆる面取り形状に対応可能であり、ツルーイング砥石の交換の手間が解消され、効率的なウェーハ面取り砥石のツルーイングを行なうことが可能となる。

以下添付図面に従って本発明に係るウェーハ面取り砥石のツルーイング方法及びウェーハ面取り装置の好ましい実施の形態について詳説する。

はじめに、本発明に係るウェーハ面取り装置について説明する。図１は、面取り装置の主要部を示す正面図である。面取り装置１０は、ウェーハ送りユニット２０、砥石回転ユニット５０、図示しないウェーハ供給／収納部、ウェーハ洗浄／乾燥部、ウェーハ搬送手段、及び面取り装置各部の動作を制御するコントローラ等から構成されている。

ウェーハ送りユニット２０は、本体ベース１１上に載置されたＸ軸ベース２１、２本のＸ軸ガイドレール２２、２２、４個のＸ軸リニアガイド２３、２３、…、ボールスクリュー及びステッピングモータから成るＸ軸駆動手段２５によって図のＸ方向に移動されるＸテーブル２４を有している。

Ｘテーブル２４には、２本のＹ軸ガイドレール２６、２６、４個のＹ軸リニアガイド２７、２７、…、図示しないボールスクリュー及びステッピングモータから成るＹ軸駆動手段によって図のＹ方向に移動されるＹテーブル２８が組込まれている。

Ｙテーブル２８には、２本のＺ軸ガイドレール２９、２９と図示しない４個のＺ軸リニアガイドによって案内され、ボールスクリュー及びステッピングモータから成るＺ軸駆動手段３０によって図のＺ方向に移動されるＺテーブル３１が組込まれている。

Ｚテーブル３１には、θ軸モータ３２、θスピンドル３３が組込まれ、θスピンドル３３にはウェーハＷを吸着載置するウェーハテーブル（載置台）３４が取り付けられており、ウェーハテーブル３４はウェーハテーブル回転軸心ＣＷを中心として図のθ方向に回転される。

また、ウェーハテーブル３４の下部には、ウェーハＷの周縁を仕上げ面取りする砥石のツルーイングに用いるツルーイング砥石４１（以下ツルアー４１と称する）が、ウェーハテーブル回転軸心ＣＷと同心に取り付けられている。ウェーハテーブル３４の上面は、図示しない真空源と連通する吸着面になっており、面取り加工されるウェーハＷが載置されて吸着固定される。

このウェーハ送りユニット２０によって、ウェーハＷ及びツルアー４１は図のθ方向に回転されるとともに、Ｘ、Ｙ、及びＺ方向に移動される。

砥石回転ユニット５０は、複数の外周粗研削用溝が形成された外周加工砥石５２が取り付けられ、図示しない外周砥石モータによって軸心ＣＨを中心に回転駆動される外周砥石スピンドル５１、外周加工砥石５２の上方に取付けられた外周精研スピンドル５４及び外周精研モータ５６、ノッチ粗研スピンドル６０及びノッチ粗研モータ６２、ノッチ精研スピンドル５７及びノッチ精研モータ５９を有している。

外周精研スピンドル５４は、回転軸がウェーハＷの接線方向（図１に示すＸ軸方向）に向かって（本実施例においては８度）傾斜している。外周精研スピンドル５４にはウェーハＷの外周を仕上げ研削する面取り用砥石である外周精研削砥石５５が取付けられている。

ノッチ粗研スピンドル６０にはノッチ粗研削砥石６１が、またノッチ精研スピンドル５７には、ノッチ部を仕上げ研削する面取り砥石であるノッチ精研削砥石５８が取付けられている。

外周加工砥石５２は、ダイヤモンド砥粒のメタルボンド砥石で、粒度＃８００である。外周精研削砥石５５は、直径５０ｍｍのダイヤモンド砥粒のレジンボンド砥石で、粒度＃３０００が用いられている。また、ノッチ粗研削砥石６１は直径１．８ｍｍ〜２．４ｍｍの小径で、ダイヤモンド砥粒のメタルボンド砥石、粒度＃８００が用いられ、ノッチ精研削砥石５８は、直径１．８ｍｍ〜２．４ｍｍの小径で、ダイヤモンド砥粒のレジンボンド砥石、粒度＃４０００が用いられている。

外周砥石スピンドル５１は、ボールベアリングを用いたビルトインモータ駆動のスピンドルで、回転速度８，０００ｒｐｍで回転される。また、外周精研スピンドル５４はエアーベアリングを用いたビルトインモータ駆動のスピンドルで、回転速度３５，０００ｒｐｍで回転される。

ノッチ粗研スピンドル６０は、エアーベアリングを用いたエアータービン駆動のスピンドルで、回転速度８０，０００ｒｐｍで回転され、ノッチ精研スピンドル５７はエアーベアリングを用いたビルトインモータ駆動のスピンドルで、回転速度１５０，０００ｒｐｍで回転される。

図２は、ウェーハテーブル３４に取付けられたツルアー４１を表わしている。ツルアー４１は、ダイヤモンド砥粒をニッケル等の金属で結合したメタルボンド砥石が用いられ、加工されるウェーハＷと同等以下の外径を有する円形形状であり、ウェーハＷの先端形状よりも薄く、端部が面取り加工を希望するウェーハＷの面取り角度よりも小さい角度に形成されている。

ツルアー４１は、ウェーハテーブル３４に取り付けられているので、図１のＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に移動される。

これにより、ツルアー４１は、ウェーハＷの面取り形状が変更されても、端部が変更された面取り形状に相当する軌道上に沿って移動することが可能であり、仕上げ面取りを行なう各砥石を変更された形状にツルーイングすることができる。更に、ツルアー４１にはメタルボンド砥石が使用されるため、砥石のライフが長くなる。

面取り装置１０のその他の構成部分については、一般的によく知られた機構であるため、詳細な説明は省力する。

次に、本発明に係るツルーイング方法について説明する。図３は外周精研削砥石５５へツルーイングを行なう状態を示した正面図、図４はツルーイングが行なわれている面取り用溝部の断面拡大図である。

ツルーイングでは、まずツルアー４１を用いてウェーハＷ外周部用と、オリフラ部用との面取り加工用溝を、回転軸がウェーハＷの接線方向に８度傾斜した外周精研削砥石５５に形成する。この工程では、初めにＺテーブル３１がＺ軸駆動手段３０によって移動され、図３（ａ）に示すように、ツルアー４１の高さが外周精研削砥石５５の面取り加工用溝形成位置に位置決めされる。

外周精研削砥石５５の面取り加工用溝形成では、まずツルアー４１が高速回転されるとともにＹ方向に移動され、外周精研削砥石５５がゆっくりと回転して、外周部用溝５５ａの形状が研削される。

このとき、ツルアー４１の端部は、図４に示されるように、Ｙテーブル２８とＺテーブル３１との移動量を制御しながら２つのテーブルを同時に移動させることにより、ウェーハＷ外周部の面取り形状に相当する軌道上に沿って移動する。これにより、外周部用溝５５ａはウェーハＷの希望する面取り形状に形成される。

外周部用溝５５ａの形成加工が終了すると、ツルアー４１がＹ方向に戻され、Ｚテーブル３１の移動によりツルアー４１の高さが外周精研削砥石５５のオリフラ部用溝形成位置に位置決めされる。位置決め後、ツルアー４１が高速回転されるとともにＹ方向に移動し、図３（ｂ）に示すように、外周精研削砥石５５のオリフラ部用溝形成位置に切り込みオリフラ部用溝５５ｂが形成される。

このとき、ツルアー４１の端部は、Ｘテーブル２４が所定量往復移動を行ないウェーハＷのオリフラ部と同方向に直線状に移動するとともに、外周部用溝５５ａの形成時と同様に、Ｙテーブル２８とＺテーブル３１との移動量を制御しながら２つのテーブルを同時に移動させることにより、ウェーハＷのオリフラ部の面取り形状に相当する軌道上に沿って移動する。これにより、外周精研削砥石５５に形成されるオリフラ部用溝５５ｂは、ウェーハＷに直線状に形成されているオリフラ部の面取り加工に適した溝形状となる。

オリフラ部用溝５５ｂの形成加工が終了するとツルアー４１がＹ方向に戻され、外周精研削砥石５５のツルーイングが終了する。

外周精研削砥石５５のツルーイングが終了すると、図５（ａ）に示すように、Ｘテーブル２４、Ｙテーブル２８、及びＺテーブル３１が移動することにより、ツルアー４１がノッチ精研削砥石５８の加工位置まで移動されてノッチ精研削砥石５８のツルーイングが行なわれる。

ノッチ精研削砥石５８の面取り加工用溝形成では、ツルアー４１が高速回転されるとともにＹ方向に移動され、ノッチ精研削砥石５８がゆっくりと回転してノッチ部用の溝形状が研削される。

このとき、ツルアー４１の端部は、図５（ｂ）に示されるように、Ｙテーブル２８とＺテーブル３１との移動量を制御しながら２つのテーブルを同時に移動させることにより、ウェーハＷノッチ部の面取り形状に相当する軌道上に沿って移動する。これにより、ノッチ部用の溝形状は、ウェーハＷの希望する面取り形状に形成される。

ノッチ部用の溝形状のツルーイングが終了するとツルアー４１がＹ方向に戻され、ノッチ精研削砥石５８のツルーイングが終了する。

以上、説明したように、本発明に係わるウェーハ面取り砥石のツルーイング方法及びウェーハ面取り装置によれば、あらゆる面取り形状に対応可能であり、ウェーハの先端形状や、面取り角度、コーナーＲ、又は面幅などの面取り形状が変わっても、ツルーイング砥石を変更する必要がなくなる。これにより、ツルーイング砥石の交換の手間が解消され、ツルーイングにかかる時間が短縮されるため、効率的なウェーハ面取り砥石のツルーイングを行なうことが可能となる。

なお、本実施の形態では、回転軸を所定角度傾斜させた面取り用砥石のツルーイングについて説明したが、本発明はこれに限らず、回転軸を傾斜しない面取り用砥石のツルーイングにも好適に利用可能である。

また、各砥石の材質、寸法、粒度、及び回転数などを特定した形で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ツルアー４１で面取り加工用の砥石へ面取り加工用溝形状を製作することが出来れば、種々の材質、寸法、粒度、及び回転数等、もしくはツルーイング専用装置、及びツルーイング専用機構などに適応させることが可能である。

本発明に係わるウェーハ面取り装置の主要部を示す正面図。 ウェーハテーブル周りの拡大図。 外周精研削砥石へツルーイングを行なう状態を示した正面図。 ツルーイングが行なわれている面取り用溝部の断面拡大図。 ノッチ精研削砥石へツルーイングを行なう状態を示した正面図と正面拡大図。

符号の説明

１０…面取り装置，２４…Ｘテーブル，２８…Ｙテーブル，３３…θスピンドル，３４…ウェーハテーブル，４１…ツルアー（ツルーイング砥石），５２…外周加工砥石，５４…外周精研スピンドル，５５…外周精研削砥石（面取り用砥石），５５ａ…外周部用溝，５５ｂ…オリフラ部用溝，５８…ノッチ精研削砥石，６１…ノッチ粗研削砥石，Ｗ…ウェーハ

Claims (6)

1. ウェーハを保持して回転するウェーハテーブルと、
   前記ウェーハの外周部を面取りする砥石と、
   前記ウェーハテーブルを前記砥石に対して相対的に移動させる移動手段と、
   前記砥石に対して前記ウェーハの外周部を面取りする為の溝を形成するツルーイング砥石とを備えたウェーハ面取り装置を用い、
   前記ツルーイング砥石を前記ウェーハテーブルの回転軸上に取付け、前記ツルーイング砥石を回転させながら、前記ツルーイング砥石の端部を前記ウェーハ外周部の面取り形状に相当する軌道上に沿って前記移動手段により前記砥石に対して相対的に移動させて、前記溝の形成を行なうことを特徴とするウェーハ面取り砥石のツルーイング方法。
2. 前記ツルーイング砥石を、前記ウェーハテーブル下部に設けたことを特徴とする請求項１に記載のウェーハ面取り砥石のツルーイング方法。
3. 前記ツルーイング砥石の先端形状は、前記ウェーハの先端形状よりも薄いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウェーハ面取り砥石のツルーイング方法。
4. 前記ツルーイング砥石の端部は、前記ウェーハの面取り角度よりも小さい角度に面取りされていることを特徴とする請求項１、２、又は３のうちいずれか１項に記載のウェーハ面取り砥石のツルーイング方法。
5. 前記ツルーイング砥石は、メタルボンド砥石であることを特徴とする請求項１、２、３、又は４のうちいずれか１項に記載のウェーハ面取り砥石のツルーイング方法。
6. ウェーハを保持して回転するウェーハテーブルと、
   前記ウェーハの外周部を研削する砥石と、
   前記ウェーハテーブルの下部に設けられ、前記砥石に対して前記ウェーハの外周部を研削するための溝を形成する前記ウェーハの先端形状よりも薄く、前記ウェーハの面取り角度よりも小さい角度に面取りされているツルーイング砥石と、
   前記ウェーハ外周部の面取り形状に相当する軌道に沿って、前記ツルーイング砥石を前記砥石に対して相対的に移動させる移動手段とを有することを特徴とするウェーハ面取り装置。

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