JP2008226897A - ウェーハ面取り装置、及びウェーハ面取り方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハの洗浄時間を短縮し、効率的で高品質な面取り加工を可能にするウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法を提供すること。
【解決手段】ウェーハＷの一端を入れることが可能な開口部２Ａが形成されているケース２により砥石の周囲を囲い、開口部２Ａの前にノズル６により液体３を平面状に噴射して砥石の設けられているケース２の内部と、ウェーハＷがウェーハテーブルに保持されているケース２の外部とを隔離しながらウェーハＷの外周面を切削する。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体装置や電子部品等の素材となるウェーハの外周部に面取り加工を行なうウェーハ面取り装置とウェーハ面取り方法に関する。

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は、ウェーハ外周部を研削する外周部用砥石や、方位の基準位置となるＶ字状のノッチ部を研削するノッチ部用砥石等の各種砥石が複数取り付けられ、これらの砥石をスピンドルにより高速に回転させて加工を行なう。加工の際には、ウェーハを回転するウェーハテーブル上に吸着載置し、Ｘガイド、Ｙガイド、及びＺガイドの各ガイド軸によりウェーハと砥石とを相対的に移動させ、砥石に形成された面取り用の溝へウェーハ外周部を当てることにより面取り加工を行う。

図３に面取り装置の従来例を示す。図３は従来の面取り装置の側面図である。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サーボモータから成る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サーボモータから成る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。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、または面取り加工を行う砥石をツルーイングするツルーイング砥石Ｔ（以下、ツルアーと称する）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。

外周精研削砥石５５、ノッチ粗研削砥石６１、及びノッチ精研削砥石５８は、ロータリー６３が回転することにより、それぞれ加工位置へ移動する。

外周精研削砥石５５とノッチ精研削砥石５８とは、ウェーハテーブル３４上面に載置されたツルアーＴ、またはウェーハテーブル下部に取り付けられたツルアーＴによりツルーイングされ外周精研削用溝が形成される。

このような面取り装置としては例えば、特許文献１に記載されるウェーハ面取り装置が提案されている。
特開２００５−１５３０８５号公報

説明した通り、半導体装置や電子部品等の素材となるウェーハは、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、各種砥石により外周部に面取り加工されて製造される。

そのため、面取り加工を行っている最中のウェーハ表面全体には研削時に発生する削りカス、砥石の破片、または微細な削りカスを含んだ霧状の水などが大量に付着することとなる。このような汚れがウェーハ表面に残留したままでは、後の製造工程において多大な問題が発生するため、面取り加工後のウェーハは汚れが残留しないように入念な洗浄が行われている。しかし、近年大型化するウェーハの洗浄ではより長い時間を要することとなり、ウェーハ面取り加工の効率化を図る上での大きな問題となってきている。

本発明は、このような問題に対して成されたものであり、面取り加工を行う際にウェーハ表面に付着する汚れを減少させ、ウェーハの洗浄時間を短縮し、効率的で高品質な面取り加工を可能にするウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法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の研削を行なう回転する砥石と、前記ウェーハテーブルに保持された前記ウェーハの一端を内部に位置させるための開口部が設けられた前記砥石の周囲を囲うケースと、前記開口部を閉塞するように流体を噴射するノズルと、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、前記流体を介して前記ウェーハの一端を前記ケースの内部に位置させるとともに前記砥石に接触させる移動手段と、を備えたことを特徴としている。また、本発明では、前記流体は水であることも特徴としている。

本発明によれば、面取り装置に備えられた砥石は、砥石と接触させるウェーハの一端を入れることが可能である開口部が設けられたケースで囲われている。砥石が設けられているケースの内部と、ウェーハテーブルにウェーハが保持されているケースの外部とは、開口部の前にノズルより噴射される平面状の水等の流体により隔離される。面取り加工を行うウェーハは、液体により塞がれた開口部より砥石に接近して加工位置まで移動し、ウェーハの一部のみケース内に入って面取り加工が行われる。

これにより、ウェーハと砥石が接触して研削が行われている加工部は、ケースで囲われるとともに、開口部が液体で塞がれるので、研削時に発生する削りカスや砥石の破片はケース内に留まる。よって、研削時に発生した削りカスや砥石の破片等の汚れは、ケース内に入ったウェーハの一端にしか付着せず、大幅にウェーハ表面に付着する汚れを減少させ、ウェーハの洗浄時間を短縮し、効率的で高品質な面取り加工を可能にする。

以上説明したように、本発明のウェーハ面取り装置、及びウェーハ面取り方法によれば、加工部が隔離された状態で面取り加工が行われ、面取り加工を行う際にウェーハ表面に付着する汚れを減少させることにより、ウェーハの洗浄時間を短縮し、効率的で高品質な面取り加工を可能にする。

以下、添付図面に従って本発明に係るウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法の好ましい実施の形態について詳説する。

まず初めに、本発明に係わる面取り装置の構成について説明する。図１は面取り装置の全体上面図である。

面取り装置１は、移動手段としてのウェーハ送りユニット４、砥石回転ユニット５、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４は、本体ベース１１上に載置されたＺ軸ベース７１、２本のＺ軸ガイドレール７２、７２、４個のＺ軸リニアガイド７３、７３、…、ボールスクリュー及びサーボモータから成るＺ軸駆動手段７５によって図のＺ方向に移動されるＺテーブル７４を有している。

Ｚテーブル７４には、２本のＹ軸ガイドレール７６、７６、４個のＹ軸リニアガイド７７、７７、…、図示しないボールスクリュー及びサーボモータから成る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７８が組込まれている。

Ｙテーブル７８には、２本のＸ軸ガイドレール７９、７９と図示しない４個のＸ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サーボモータから成るＸ軸駆動手段４０によって図のＸ方向に移動されるＸテーブル４１が組込まれている。

Ｘテーブル４１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は回転軸心ＣＷを中心として図のθ方向に回転される。

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、または面取り加工を行う砥石をツルーイングするツルーイング砥石Ｔ（以下、ツルアーと称する）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４によって、ウェーハＷ及びツルアーＴ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５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、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。

外周精研削砥石５５、ノッチ粗研削砥石６１、及びノッチ精研削砥石５８は、ロータリー６３が回転することにより、それぞれ加工位置へ移動する。

外周精研削砥石５５、ノッチ粗研削砥石６１、ノッチ精研削砥石５８、及び外周加工砥石５２の周囲は開口部２Ａが設けられたケース２により囲われている。開口部２Ａの前には、不図示のノズルより、上部から水等の流体３が平面状に所定の圧力をかけて噴射されてケース２内部とウェーハ送りユニット４が備えられたケース２外部とを隔離している。

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３６，０００ｒｐｍ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。

面取り装置１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、本発明に係るウェーハ面取り方法について説明する。図２は外周加工砥石５２によりウェーハＷの面取り加工を行っている状態を示した側面図である。

図１に示すように、面取り装置１は、移動手段としてのウェーハ送りユニット４、砥石回転ユニット５、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。

面取り装置１では、最初に外周精研削砥石５５やノッチ精研削砥石５８に対して、ウェーハＷの加工を行なう為の溝を形成するツルーイングが行なわれる。ツルーイングではまず、ウェーハテーブル３４へ外周部に所望の面取り形状が形成されたツルアーＴを吸着載置する。

吸着載置されたツルアーＴは、ウェーハ送りユニット４により外周精研削砥石５５、ノッチ精研削砥石５８のいずれかの砥石の加工用溝形成位置へ合わせられる。加工用溝形成位置に合わせられたツルアーＴは、回転するとともにケース２内で回転する外周精研削砥石５５、ノッチ精研削砥石５８のいずれかに、開口部２ＡよりツルアーＴの一端を入れて接近しツルーイングを行う。

このとき、図２に示されるように、ケース２の開口部２Ａの前にはノズル６より水等の流体３が平面状に噴射され、ケース２の内部と外部とが隔離される。ツルアーＴは、流体３を越えて外周精研削砥石５５、ノッチ精研削砥石５８のいずれかに接近しツルーイングを行う。ツルーイングにより生じた砥石の破片や屑などは流体３によりケース２の外部へ浮遊することがない。

ツルーイングが終了した後、ウェーハテーブル３４へウェーハＷを載置して面取り加工が開始される。

面取り加工では、ウェーハ送りユニット４によりウェーハＷのＸ方向位置が外周加工砥石５２、外周精研削砥石５５、ノッチ精研削砥石５８、及びノッチ粗研削砥石６１のいずれかの砥石に形成された加工用の溝形状の位置に合わせられる。加工用溝形状の位置に合わせられたウェーハＷは、回転するとともにＹ方向に移動してケース２内で回転する各砥石に開口部２ＡよりウェーハＷの一端を入れて接近する。

このとき、図２に示すように、外周加工砥石５２、外周精研削砥石５５、ノッチ精研削砥石５８、及びノッチ粗研削砥石６１の周囲を囲うケース２の開口部２Ａの前にはノズル６より水等の流体３が平面状に噴射され、ケース２の内部と外部とが隔離される。ウェーハＷは、流体３を越えて外周加工砥石５２、外周精研削砥石５５、ノッチ精研削砥石５８、及びノッチ粗研削砥石６１のいずれかの砥石に接近し、この状態のままウェーハＷの外周部、ノッチ部、オリフラ部等が各砥石により加工されていく。

これにより、ウェーハＷと各種砥石が接触して面取り加工が行われているケース２内部の加工部で生じた削りカス、砥石の破片、または微細な削りカスを含んだ霧状の水などの汚れ物質Ｄは、流体３に防がれてケース２の外部へ浮遊することがなく、ケース２の外部に位置するウェーハＷの表面には汚れ物質Ｄが付着しない。

以上、説明したように、本発明に係わるウェーハ面取り装置、及びウェーハ面取り方法によれば、ウェーハと砥石が接触して研削が行われている加工部は、ケースで囲われるとともに、開口部が液体で塞がれるので、研削時に発生する削りカスや砥石の破片はケース内に留まる。よって、研削時に発生した削りカスや砥石の破片等の汚れは、ケース内に入ったウェーハの一端にしか付着せず、大幅にウェーハ表面に付着する汚れを減少させ、ウェーハの洗浄時間を短縮し、効率的で高品質な面取り加工を可能にする。

なお、本実施の形態では各砥石の材質、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、種々の材質、寸法、粒度、及び回転数等で加工を行う面取り装置に適応させることが可能である。

また、本実施の形態では、ウェーハは垂直方向に直立する形態で保持されているが、平面方向に水平に向けて保持される形態でも、面取り加工中に開口部が流体で閉塞されれば同様に実施可能である。

本発明に係わる面取り装置の全体上面図。 ウェーハの面取り加工を行っている状態を示した側面図。 従来の面取り装置の全体正面図。

符号の説明

１、１０…面取り装置，２…ケース，２Ａ…開口部，３…流体，４、２０…ウェーハ送りユニット，５、５０…砥石回転ユニット，６…ノズル，２４、７４…Ｘテーブル，２８、７８…Ｙテーブル，３３…θスピンドル，３４…ウェーハテーブル，５２…外周加工砥石，５５…外周精研削砥石，５８…ノッチ精研削砥石，６１…ノッチ粗研削砥石，Ｗ…ウェーハ

Claims (3)

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の研削を行なう回転する砥石と、
   前記ウェーハテーブルに保持された前記ウェーハの一端を内部に位置させるための開口部が設けられた前記砥石の周囲を囲うケースと、
   前記開口部を閉塞するように流体を噴射するノズルと、
   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、前記流体を介して前記ウェーハの一端を前記ケースの内部に位置させるとともに前記砥石に接触させる移動手段と、を備えたことを特徴とするウェーハ面取り装置。
2. 前記流体は水であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ面取り装置。
3. ウェーハテーブル上に保持されて回転するウェーハの外周部に回転する砥石を接触させて前記ウェーハの外周面を切削するウェーハ面取り装置におけるウェーハ面取り方法において、
   前記砥石の周囲を囲うケースに形成された開口部をノズルより噴射された液体で閉塞し、前記液体を介して前記ウェーハテーブルに保持されたウェーハの一端を前記ケース内部に位置させながら前記ウェーハの外周面を前記砥石により切削するウェーハ面取り方法。

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