JP2009142913A - ウェハーのベベル加工法とホイール型回転砥石 - Google Patents

Abstract

【課題】サファイア等の難加工性材料で構成されるウェハーのベベル加工を行ってもホイール型回転砥石の寿命が短縮され難いベベル加工法を提供する。
【解決手段】断面略コ字形状の環状研削溝10を有するホイール型回転砥石20を高速回転させ、ウェハー30外周面を環状研削溝に接触させながらウェハーを低速回転させてウェハー外周部31とエッジ部32を加工するウェハーのベベル加工法であって、上記ホイール型回転砥石の環状研削溝が環状の平坦底面部22とこの底面部から外方へ伸びる環状の上下斜面部21とで構成され、上記平坦底面部の幅寸法がウェハー厚さの２倍以上に設定されていると共に、平坦底面部における幅方向上側の領域と下側の領域をそれぞれ重複させることなく個別に用いてウェハー外周部を加工することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、環状研削溝を有するホイール型回転砥石を高速回転させると共に、ウェハー外周面を上記環状研削溝に接触させながらウェハーを低速回転させてウェハー外周部とエッジ部を加工するウェハーのベベル加工法に係り、特に、サファイアやシリコンカーバイド等難加工性材料で構成されるウェハーのベベル加工に適した改良法に関するものである。

ウェハーのベベル加工法は、図２に示すように外周面に環状研削溝１０を有するホイール型回転砥石（ダイヤモンド砥石若しくはダイヤモンドホイールとも称する）２０を高速回転させると共に、ウェハー３０外周面を上記環状研削溝１０に接触させながらウェハー３０を低速回転させてウェハー３０の外周部３１とエッジ部３２を研削加工する方法が知られている（特許文献１参照）。図２中、符号ａはウェハー３０の移動方向を示している。

ところで、従来のホイール型回転砥石は、円盤状のホイール型台金と、このホイール型台金の外周面に設けられたダイヤモンド砥石層と、ダイヤモンド砥石層表面に設けられた複数の上記環状研削溝１０とでその主要部が構成されている。また、ホイール型回転砥石２０には、図３（Ａ）に示すように環状研削溝１０の断面形状が略Ｕ字形状になっているＲタイプと、図３（Ｂ）に示すように環状研削溝１０の断面形状が略コ字形状になっているＴタイプの２種類が存在する。

そして、断面略Ｕ字形状を有するＲタイプのホイール型回転砥石２０においては、図３（Ａ）に示すようにウェハー３０の上下エッジ部３２を同時に研削してそれぞれベベル形状に加工できるため生産性に優れる利点を有している。しかし、環状研削溝１０の同じ位置を使い続けることになるため一つの溝の寿命が短くなってしまう問題があった。他方、断面略コ字形状を有するＴタイプのホイール型回転砥石２０においては、図３（Ｂ）に示すようにウェハー３０の上下エッジ部３２と外周部３１をそれぞれ２〜５ステップ（ホイール型回転砥石２０とウェハー３０を上下方向へ相対移動させて上下エッジ部３２と外周部３１を研削する）で加工する必要があるため工程数が増加する問題が存在した。但し、図３（Ｂ）に示すように環状研削溝１０における上下斜面部２１の複数位置を使用してベベル加工ができるため、一つの溝の処理数を増やすことができる利点を有している。
特開２００６−２４８４０号公報

ところで、従来のＲタイプおよびＴタイプのホイール型回転砥石を用いてサファイアやシリコンカーバイド等難加工性材料で構成されるウェハーのベベル加工を行った場合、これ等材料は非常に硬い物質であるため一般的な材料で構成されるウェハーのベベル加工に較べ一つの溝の寿命が極端に短くなり、ベベル形状の不良が発生して不良率が増加し、かつ、ホイール型回転砥石の寿命も通常より短くなる問題が存在した。また、この問題に起因してホイール型回転砥石を頻繁に交換しなければならなくなるため、製造コストが割高となる問題があった。

本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、難加工性材料で構成されるウェハーのベベル加工を行っても、ホイール型回転砥石の寿命が短縮され難いベベル加工法を提供し、合わせてこの方法に用いられるホイール型回転砥石を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明者等が従来のベベル加工法におけるホイール型回転砥石の劣化について検討した結果、以下のような技術的知見を得るに至った。

まず、断面略Ｕ字形状を有するＲタイプのホイール型回転砥石を用いた場合、上述したように環状研削溝の同じ位置を使い続けることになるため、回転砥石の劣化が急速に進み、ウェハーにおけるベベル形状の悪化に影響する。他方、断面略コ字形状を有するＴタイプのホイール型回転砥石を用いた場合でも、ウェハーの外周部加工時における研削量が、ウェハーの上下エッジ部加工時における研削量より多いため、回転砥石における環状研削溝の平坦底面部が急激に劣化し、これに起因して溝を変更しなければならないことが確認された。

これ等のことから、サファイアやシリコンカーバイド等難加工性材料で構成されるウェハーのベベル加工においては、Ｒタイプのホイール型回転砥石よりＴタイプのホイール型回転砥石が適していることを見出し、かつ、Ｔタイプのホイール型回転砥石における寿命は環状研削溝の平坦底面部に依存することを見出した。

本発明はこのような技術的検討を経て完成されている。

すなわち、請求項１に係る発明は、
断面略コ字形状の環状研削溝を外周面に複数有するホイール型回転砥石を高速回転させると共に、難加工性材料で構成されるウェハー外周面を上記環状研削溝に接触させながらウェハーを低速回転させてウェハー外周部とエッジ部を加工するウェハーのベベル加工法において、
上記ホイール型回転砥石の環状研削溝が環状の平坦底面部とこの底面部から外方へ伸びる環状の上下斜面部とで構成され、上記平坦底面部の幅寸法がウェハー厚さの２倍以上に設定されていると共に、平坦底面部における幅方向上側の領域と下側の領域をそれぞれ重複させることなく個別に用いてウェハー外周部を加工することを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、
請求項１に記載のベベル加工法に用いられるホイール型回転砥石において、
断面略コ字形状の環状研削溝が環状の平坦底面部とこの底面部から外方へ伸びる環状の上下斜面部とで構成され、かつ、平坦底面部の幅寸法がウェハー厚さの２倍以上２．１倍以下に設定されていることを特徴とする。

本発明に係るウェハーのベベル加工法によれば、
ホイール型回転砥石の環状研削溝が環状の平坦底面部とこの底面部から外方へ伸びる環状の上下斜面部とで構成され、上記平坦底面部の幅寸法がウェハー厚さの２倍以上に設定されていると共に、平坦底面部における幅方向上側の領域と下側の領域をそれぞれ重複させることなく個別に用いてウェハー外周部を加工することを特徴としている。

そして、上記環状研削溝の平坦底面部における幅方向上側の領域と下側の領域をそれぞれ重複させることなく個別に用いてウェハー外周部を加工するため、従来法に係るウェハーのベベル加工と比較して上記平坦底面部の寿命を延長させることが可能となる。

従って、サファイアやシリコンカーバイド等難加工性材料で構成されるウェハーのベベル加工を行う場合においてもウェハーのベベル形状を安定化でき、かつ、従来法よりホイール型回転砥石の寿命も延ばすことができるため、不良率が低減して歩留率が改善され、工数の削減と消耗品の削減も可能となって製造コストの低減が図れる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

まず、本発明に係るウェハーのベベル加工法は、上述したように断面略コ字形状の環状研削溝を有するＴタイプのホイール型回転砥石を適用し、かつ、上記環状研削溝における平坦底面部の幅寸法がウェハー厚さの２倍以上に設定されていると共に、平坦底面部における幅方向上側の領域と下側の領域をそれぞれ重複させることなく個別に用いてウェハー外周部を加工することを特徴としている。

そして、本発明に係るウェハーのベベル加工法においては、断面略コ字形状の環状研削溝１０を有するＴタイプのホイール型回転砥石２０が適用されているため、図１（Ａ）に示すように上記環状研削溝１０における上下斜面部２１の複数位置を使用してウェハー３０の上下エッジ部３２をベベル加工することにより、一溝当たりの処理枚数を大幅に増加させることが可能となる。

但し、Ｔタイプのホイール型回転砥石２０を適用した場合でも、上述したようにウェハー３０の外周部３１加工（ウェハーの外径調整加工）時における研削量が、上下エッジ部３２加工（ウェハーの斜面加工）時における研削量より多いため、上記環状研削溝１０における上下斜面部２１の劣化と較べて平坦底面部２２の劣化の方が早くなる。

そこで、本発明に係るウェハーのベベル加工法では、上記環状研削溝１０における平坦底面部２２の幅寸法をウェハー３０厚さの２倍以上（好ましくは２倍以上２．１倍以下）に設定し、図１（Ｂ）に示すように上記平坦底面部２２における幅方向上側の領域と下側の領域をそれぞれ重複させることなく個別に用いられるようにしてウェハー３０の外周部３１を加工している。尚、従来のベベル加工法と較べて平坦底面部２２の幅寸法を広くしていることから、その分、ホイール型回転砥石２０の環状研削溝１０の数が減少するが、一つの環状研削溝１０の処理量が従来の２倍になるため、ホイール型回転砥石２０全体として１．７倍の処理が可能となっている。

ここで、上記平坦底面部２２の幅寸法がウェハー３０厚さの２倍未満であると、ウェハー３０の外径調整加工時に加工部分で重なりが生ずる（すなわち、平坦底面部２２における幅方向上側の領域と下側の領域が部分的に重複して利用される）ため、部分的な加工異常（ウェハーの形状異常）が発生することになる。

他方、上記平坦底面部２２の幅寸法がウェハー３０厚さの２．１倍を越えて広くなり過ぎた場合、ホイール型回転砥石２０のサイズが決まっている関係上、環状研削溝１０の数が大幅に減少して処理数の低減に繋がる。

このため、上記環状研削溝１０における平坦底面部２２の幅寸法は、好ましくは２倍以上２．１倍以下とするとよい。

以下、本発明の実施例について具体的に説明する。

環状研削溝における平坦底面部の幅寸法がサファイアウェハー厚さの２．１倍に設定され、かつ、上記環状研削溝を６個有するＴタイプのホイール型回転砥石を用いてサファイアウェハーのベベル加工を行った。

また、各環状研削溝については、平坦底面部における幅方向上側の領域と下側の領域の２箇所を使用し、上下斜面部においては上下各２箇所（合計４箇所）を使用した。

これにより、部分的な形状異常や未加工等の不具合なしに、各環状研削溝にてサファイアウェハー９００枚以上のベベル加工を行うことが可能となり、１つのホイール型回転砥石にて、合計５４００枚のサファイアウェハーのベベル加工が可能となった。

本発明に係るウェハーのベベル加工法によれば、環状研削溝の平坦底面部における幅方向上側の領域と下側の領域をそれぞれ重複させることなく個別に用いてウェハー外周部を加工するため、従来法に係るウェハーのベベル加工と比較し上記平坦底面部の寿命を延長させることが可能となる。このため、サファイアやシリコンカーバイド等難加工性材料で構成されるウェハーのベベル加工に適用される産業上の利用可能性を有している。

図１（Ａ）は本発明に係るベベル加工法によりウェハーの上下エッジ部をベベル加工している状態を示す説明図、図１（Ｂ）は本発明に係るベベル加工法によりウェハーの外周部をベベル加工している状態を示す説明図。 従来法に係るウェハーのベベル加工法を示す説明図。 図３（Ａ）はＲタイプのホイール型回転砥石が適用された従来法に係るウェハーのベベル加工法を示す説明図、図３（Ｂ）はＴタイプのホイール型回転砥石が適用された従来法に係るウェハーのベベル加工法を示す説明図。

符号の説明

１０ 環状研削溝
２０ ホイール型回転砥石
２１ 上下斜面部
２２ 平坦底面部
３０ ウェハー
３１ ウェハーの外周部
３２ ウェハーの上下エッジ部

Claims (2)

1. 断面略コ字形状の環状研削溝を外周面に複数有するホイール型回転砥石を高速回転させると共に、難加工性材料で構成されるウェハー外周面を上記環状研削溝に接触させながらウェハーを低速回転させてウェハー外周部とエッジ部を加工するウェハーのベベル加工法において、
   上記ホイール型回転砥石の環状研削溝が環状の平坦底面部とこの底面部から外方へ伸びる環状の上下斜面部とで構成され、上記平坦底面部の幅寸法がウェハー厚さの２倍以上に設定されていると共に、平坦底面部における幅方向上側の領域と下側の領域をそれぞれ重複させることなく個別に用いてウェハー外周部を加工することを特徴とするウェハーのベベル加工法。
2. 請求項１に記載のベベル加工法に用いられるホイール型回転砥石において、
   断面略コ字形状の環状研削溝が環状の平坦底面部とこの底面部から外方へ伸びる環状の上下斜面部とで構成され、かつ、平坦底面部の幅寸法がウェハー厚さの２倍以上２．１倍以下に設定されていることを特徴とするホイール型回転砥石。

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