JP2011235406A - ウェーハの面取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の加工テーブルで並行してウェーハを面取り加工し、スループットを向上させるとともに、砥石の総数を抑えて装置全体のコストやサイズを低減させ、維持管理も容易であるウェーハの面取り装置を提供する。
【解決手段】ウェーハ１を戴置する複数の加工テーブル２と、上記ウェーハ１の周縁部を面取りするための複数種類の加工工程にそれぞれ対応した異なる加工特性を有する複数の砥石３、４、５、６と、上記各砥石３、４、５、６をそれぞれ上記加工テーブル２間で移動させる砥石移動手段とを有し、上記各砥石３、４、５、６が、それぞれ一つの加工テーブル２に接近してウェーハ１を面取り加工し、次いで他の加工テーブルに順次移動して加工することを繰り返すことにより、複数の上記ウェーハ１、…１を上記複数の砥石３、４、５、６が同時並行して面取りする。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体素子の素材となるシリコン等のウェーハの外周の面取り加工を行うウェーハ面取り装置に関する。

各種結晶ウェーハその他の半導体デバイスウェーハ等の集積回路用基板として用いられる円盤状薄板材、その他金属材料を含む硬い材料からなる円盤状薄板材、例えばシリコン（Ｓｉ）単結晶、ガリュウム砒素（ＧａＡｓ）、水晶、石英、サファイヤ、フェライト、炭化珪素（ＳｉＣ）等からなるもの（これらを総称して単にウェーハという）は、インゴットの状態からスライシングマシンにて薄く切り出された後、エッジ（周縁部）を砥石で研削され、所定の形状と所定の表面粗さに面取り加工される。

このような面取り加工がなされるウェーハ１には、図１３に示すように、周方向の基準位置を示すためのＶ字形又はＵ字形のノッチ１ｎが刻設されており、これも面取り加工される。

ウェーハ１のエッジ１ａについては、図１４に示すように、上平面に対して角度α１（約２２°）だけ傾斜した上斜面１ａｕと、下平面に対し角度α１（約２２°）だけ傾斜した下斜面１ａｄと、これらの間を滑らかに接続する半径Ｒ１の円弧１ｃとからなる断面形状（全体としてほぼ三角形状）に加工する場合がある。
この場合、上斜面１ａｕの水平長さを「面取り幅Ｘ１」と呼び、下斜面１ａｄの水平長さを「面取り幅Ｘ２」と呼ぶ。
また、図１５に示すように、ウェーハ１のエッジ１ａを、上平面に対して角度α２だけ傾斜した上斜面１ａｕと、下平面に対して角度α２だけ傾斜した下斜面１ａｄと、エッジ１ａの端面を形成する垂直な周端面１ｂと、同じ半径Ｒ２を有する２つの円弧であって上斜面１ａｕと周端面１ｂとの間および下斜面１ａｄと周端面１ｂとの間を滑らかに接続する円弧１ｃ，１ｃとからなる断面形状（ほぼ台形形状）に加工する場合がある。
この場合も、上斜面１ａｕの水平長さを「面取り幅Ｘ１」、下斜面１ａｄの水平長さを「面取り幅Ｘ２」、周端１ｂの面幅の長さを「面取り幅Ｘ３」とそれぞれ呼ぶ。

従来の面取り装置には、ウェーハ１を戴置する１つの加工テーブル４１とウェーハ１を面取り加工するための砥石４２、４３とを有する１つの加工部４０が設けられていた（図１６、１７参照）。
また、この面取り装置には、この加工部４０のほかに、加工前のウェーハ１を格納する２つのカセット１２と、加工前にウェーハ１の厚さを測定するとともにウェーハ１の中心とノッチ１ｎの方向（ウェーハの円周方向）とを設定する前設定部４５と、加工したウェーハ１を洗浄する洗浄部４７と、加工したウェーハの形状寸法を測定する後測定部５０と、加工の完了したウェーハ１を格納するカセット１３とが設けられていた。

この面取り装置では、ウェーハ１を乗せて搬送できる搬入アーム４８によってカセット１２から取り出されたウェーハ１は、前設定部４５へ搬送され、厚さを測定および円周方向を概略設定される。次いで、ウェーハ１は搬入アーム４８によって加工テーブル４１の上方まで搬送され、搬入アーム４８から加工搬送部４４に受け渡される。この加工搬送部４４は、２つのローラと１つの位置決め駒でウェーハ１を挟んで支持し、上下移動が可能で、ウェーハ１の中心と加工テーブル４１の中心とを一致させ、ウェーハ１の円周方向位置を正確に位置決めして加工テーブル４１に戴置する。

加工部４０には、ウェーハ１の円周部のエッジ１ａを研削する砥石４２と、ノッチ１ｎを研削する砥石４３とを有していた。加工部４０には、エッジ用砥石４２とノッチ用砥石４３とのそれぞれにつき、粗研用と精研用との２種類を備えるようにしてもよい。ウェーハ１は、加工テーブル４１に負圧等で吸着固定され、加工テーブル４１に伴って回転するとともに、回転する砥石４２を押し当てられてエッジ１ａを面取り加工される。
また、加工テーブル４１を静止させた状態でウェーハ１のノッチ１ｎに砥石４３が押し当てられ、面取り加工される。

加工済みのウェーハ１は、４つのローラを有する洗浄搬送部４６に挟持されて加工テーブル４１から洗浄部４７へ搬送され、洗浄部４７にて洗浄される。次いで、ウェーハ１は洗浄搬送部４６によって洗浄部４７から後測定部５０へ搬送される。後測定部５０で形状寸法を測定されたウェーハ１は、搬出アーム４９に乗せられてカセット１３に搬送され、収納される。

このような従来のウェーハの面取り装置の中では、カセット１２からウェーハ１を取り出す時間、加工前にウェーハ１の円周位置を設定する時間、ウェーハ１を加工部４０で面取り加工する時間、加工したウェーハ１を洗浄する時間、洗浄したウェーハ１の形状寸法を測定する時間、カセット１３に加工したウェーハ１を格納する時間を比較すると、一般に面取り加工の時間が最も長くなっていた。
よって、ウェーハの面取り装置のスループット（単位時間あたりの処理量）は、面取り加工の時間の長さに影響されていた。

そのため、特許文献１には、複数の加工部を設けてスループットを向上させたウェーハの面取り装置が記載されている。図１６、図１７は、特許文献１の図１および図２を引用したものである。
この面取り装置は複数の加工部４０を有し、各加工部４０に、加工テーブル４１と、加工特性（ウェーハの加工箇所や粗さ等）の異なる砥石４２、４３のユニットとをそれぞれ備えている。
また、加工搬送部４４は前設定部４５から各加工部４０にウェーハ１を供給できる可動範囲を有し、同様に洗浄搬送部４６も、各加工部４０から洗浄部４７にウェーハ１を搬送できる可動範囲を有している。
その他の構成においては、前記従来の面取り装置と概ね同様である。

この面取り装置では、前設定部４５で厚さを測定され円周方向位置を概略設定されたウェーハ１は、搬入アーム４８と加工搬送部４４によって加工部４０に搬送され、面取り加工される。加工部４０で前のウェーハ１が面取り加工されている間に前設定部４５での測定および設定が完了した次のウェーハ１は、搬入アーム４８と加工搬送部４４とによって別の加工部４０に搬入され、面取り加工される。
このように、特許文献１の面取り装置では、複数の加工部４０に順次ウェーハ１を供給し、複数の加工部４０で同時並行してウェーハ１を面取り加工し、加工の完了したウェーハ１を順次洗浄部４７へ搬送することによって、スループットを大きくすることができた。

また、他の面取り装置として、一枚のウェーハに対し、要求されるウェーハ断面形状と一致する溝を刻設してある総形砥石で粗研削した後、回転する円盤状のレジンボンド砥石またはゴム砥石で精研削して、面取り精度と表面粗さを改善したものがあった（特許文献２、特許文献３）。

特開平８−１５０５５１号公報 特開２００１−３００８３７号公報 特開２００８−１７７３４８号公報

しかし、特許文献１の面取り装置では、複数の加工部４０を設置し、それぞれの加工部４０に複数種類の砥石４２、４３を一組ずつ設けていたため、一つの面取り装置で、加工部４０の数に砥石４２、４３の種類を乗じた数の砥石および砥石位置を精密移動させる装置を設ける必要があり、装置のコストとサイズが大きなものとなっていた。
また、面取り装置全体で同一加工特性の砥石（たとえば砥石４２）を複数有していたため、同一加工特性の砥石４２の間で摩耗度合いに差が出た場合にはウェーハ１の品質にばらつきを生じることとなり、加えて、複数の砥石４２を管理する手間がかかっていた。たとえば、一つの砥石４２を交換する場合には、他の加工部４０の同一加工特性の砥石４２との間で面取り精度にばらつきが出ないように、直径や面取り幅等の加工仕上げ寸法を入力する制御部の設定を調整する必要があった。
さらに、砥石４２、４３を回転させるスピンドルモータは、一旦面取り加工を開始すると、通常、砥石４２、４３がウェーハ１を加工していない間も稼動させ続けておくため、加工部４０を増やした分だけ電力と冷却水を浪費する量が増大し、ランニングコストの増加を招いていた。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、複数の加工テーブルで並行してウェーハを面取り加工し、スループットを向上させるとともに、砥石の総数を抑えて装置全体のコストやサイズを低減させ、維持管理も容易であるウェーハの面取り装置を提供することを課題とする。
また、他の課題は、一枚のウェーハを面取り加工する際に、面取り加工前の処理、面取り加工、面取り加工後の処理のほとんどを一つの加工テーブルおよびその近傍で行うことができて、装置全体のコストやサイズを低減させることのできるウェーハの面取り装置を提供することにある。

本発明において、上記課題が解決される手段は以下の通りである。
第１の発明に係るウェーハの面取り装置は、ウェーハを戴置する複数の加工テーブルと、上記ウェーハの周縁部を面取りするための複数種類の加工工程にそれぞれ対応した異なる加工特性を有する複数の砥石と、上記各砥石をそれぞれ上記加工テーブル間で移動させる砥石移動手段とを有し、上記各砥石が、それぞれ一つの加工テーブルに接近してウェーハを面取り加工し、次いで他の加工テーブルに順次移動して加工することを繰り返すことにより、複数の上記ウェーハを上記複数の砥石が同時並行して面取りすることを特徴とする。

第２の発明に係るウェーハの面取り装置は、上記砥石移動手段が、上記加工テーブルに戴置された上記ウェーハを面取りする際に、上記加工テーブル間の移動方向に上記砥石の位置を精密移動させることを特徴とする。

第３の発明に係るウェーハの面取り装置は、ウェーハを戴置する複数の加工テーブルと、上記ウェーハの周端面を面取りする砥石と、上記ウェーハの面取り前にウェーハの形状または戴置位置を検出するためにそれぞれ異なる測定対象を測定する１以上の加工前センサーと、上記加工前センサーを上記加工テーブル間で移動させる加工前センサー移動手段とを有して、上記加工前センサーが、上記ウェーハを各加工テーブルの上方に保持した位置または各加工テーブルに戴置した位置で上記ウェーハの形状または戴置位置を検出することを特徴とする。
加工前センサーの測定対象としては、例えば、ウェーハの直径、厚み、中心位置、ノッチ位置などをあげることができる。
面取り装置が上記加工前センサーを複数有する場合には、各加工前センサーごとに上記加工前センサー移動手段を設けてもよく、いくつかの加工前センサーを１つの加工前センサー移動手段によって移動するユニットとして形成してもよい。

第４の発明に係るウェーハの面取り装置は、ウェーハを戴置する複数の加工テーブルと、上記ウェーハの周端面を面取りするための砥石と、上記ウェーハの面取り後にウェーハの形状を検出するためにそれぞれ異なる測定対象を測定する１以上の加工後センサーと、上記加工後センサーを上記加工テーブル間で移動させる加工後センサー移動手段とを有して、上記加工後センサーが、上記ウェーハを各加工テーブルの上方に保持した位置または各加工テーブルに戴置した位置で上記ウェーハの形状を測定することを特徴とする。
面取り装置が上記加工後センサーを複数有する場合には、各加工後センサーごとに上記加工後センサー移動手段を設けてもよく、また、いくつかの加工後センサーを一体化して１つの加工後センサー移動手段によって移動するように形成してもよい。

第５の発明に係るウェーハの面取り装置は、ウェーハを戴置する複数の加工テーブルと、上記ウェーハの周端面を面取りするための砥石と、上記ウェーハの面取り後にウェーハを洗浄するウェーハ洗浄機構と、洗浄後に上記ウェーハを乾燥させるウェーハ乾燥機構と、上記ウェーハ洗浄機構およびウェーハ乾燥機構を上記加工テーブル間で移動させる後処理機構移動手段とを有して、上記ウェーハ洗浄機構またはウェーハ乾燥機構が、上記ウェーハを各加工テーブルの上方に保持した位置または各加工テーブルに戴置した位置で上記ウェーハを洗浄または乾燥することを特徴とする。
このような面取り装置では、ウェーハ洗浄機構とウェーハ乾燥機構とに各別の後処理機構移動手段を設けてもよく、また、ウェーハ洗浄機構およびウェーハ乾燥機構が１つの後処理機構移動手段によって移動するユニットとして形成してもよい。

第６の発明は、上記ウェーハを上記加工テーブルの上方に保持して上記ウェーハ洗浄機構によって洗浄すると同時に上記加工テーブルを洗浄し、次いで上記ウェーハ乾燥機構によってウェーハを乾燥させると同時に上記加工テーブルを乾燥させることを特徴とする。

第７の発明は、上記加工前センサー、上記加工後センサー、上記ウェーハ洗浄機構、または上記ウェーハ乾燥機構のいずれかを、面取り加工の前後に上記ウェーハを格納するカセットと上記各加工テーブルとの間で上記ウェーハを搬送するアームに設けたことを特徴とする。

第８の発明は、上記複数の加工テーブルが直線状に配置されることを特徴とする。

第９の発明は、上記砥石移動手段、上記加工前センサー移動手段、上記加工後センサー移動手段、または上記後処理機構移動手段のいずれかの移動方向に対し水平直交方向に上記加工テーブルを移動させる加工テーブル接近離間手段と、上記加工テーブルを回転させる加工テーブル回転手段とを設けたことを特徴とする。

第１の発明によれば、ウェーハを戴置する複数の加工テーブルと、上記ウェーハの周縁部を面取りするための複数種類の加工工程にそれぞれ対応した異なる加工特性を有する複数の砥石と、上記各砥石をそれぞれ上記加工テーブル間で移動させる砥石移動手段とを有し、上記各砥石が、それぞれ一つの加工テーブルに接近してウェーハを面取り加工し、次いで他の加工テーブルに順次移動して加工することを繰り返すことにより、複数の上記ウェーハを上記複数の砥石が同時並行して面取りすることにより、面取り装置のスループットを高めることができる。また、面取り装置全体の砥石の数を抑えられるため、砥石のコストを低減することができるとともに砥石の管理負担を軽減することができる。
また、面取り装置では、ウェーハを面取り加工していない遊びの時間にも砥石を回転させ続け、スピンドルモータに冷却水を使用する必要があるが、第１の発明にかかる面取り装置では、砥石の数が抑えられるとともに各砥石の遊びの時間が少なくなるため、電力および冷却水の浪費を低減させることができる。

第２の発明によれば、上記砥石移動手段が、上記加工テーブルに戴置された上記ウェーハを面取りする際に、上記加工テーブル間の移動方向に上記砥石の位置を精密移動させることにより、１つの砥石移動手段で加工テーブル間の大きな移動とウェーハの面取り加工時の精密な移動とを兼ねることができて、面取り装置における砥石移動手段のコストを低減することができる。

第３の発明によれば、上記ウェーハの面取り前にウェーハの形状または戴置位置を検出するためにそれぞれ異なる測定対象を測定する１以上の加工前センサーと、上記加工前センサーを上記加工テーブル間で移動させる加工前センサー移動手段とを有して、上記加工前センサーが、上記ウェーハを各加工テーブルの上方に保持した位置または各加工テーブルに戴置した位置で上記ウェーハの形状または戴置位置を検出することにより、面取り前の測定のために独立のスペースを設ける必要がないため、面取り装置を省スペース化するとともに、ウェーハの移動にかかる時間を省略してスループットを向上させることができる。

第４の発明によれば、上記ウェーハの面取り後にウェーハの形状を検出するためにそれぞれ異なる測定対象を測定する１以上の加工後センサーと、上記加工後センサーを上記加工テーブル間で移動させる加工後センサー移動手段とを有して、上記加工後センサーが、上記ウェーハを各加工テーブルの上方に保持した位置または各加工テーブルに戴置した位置で上記ウェーハの形状を測定することにより、面取り後の測定のために独立のスペースを設ける必要がないため、面取り装置を省スペース化するとともに、ウェーハの移動にかかる時間を省略してスループットを向上させることができる。

第５の発明によれば、上記ウェーハの面取り後にウェーハを洗浄するウェーハ洗浄機構と、洗浄後に上記ウェーハを乾燥させるウェーハ乾燥機構と、上記ウェーハ洗浄機構およびウェーハ乾燥機構を上記加工テーブル間で移動させる後処理機構移動手段とを有して、上記ウェーハ洗浄機構またはウェーハ乾燥機構が、上記ウェーハを各加工テーブルの上方に保持した位置または各加工テーブルに戴置した位置で上記ウェーハを洗浄または乾燥することにより、洗浄および乾燥のための独立のスペースを設ける必要がないため、面取り装置を省スペース化するとともに、ウェーハの移動にかかる時間を省略してスループットを向上させることができる。また、洗浄前にウェーハを加工テーブル付近から移動させる必要がないため、移動により汚れを周囲に撒き散らすことがない。

第６の発明によれば、上記ウェーハを上記加工テーブルの上方に保持して上記ウェーハ洗浄機構によって洗浄すると同時に上記加工テーブルを洗浄し、次いで上記ウェーハ乾燥機構によってウェーハを乾燥させると同時に上記加工テーブルを乾燥させることにより、加工テーブルの洗浄および乾燥のために特別の時間を設ける必要がなく、十分な洗浄および乾燥の時間が確保できるとともに面取り加工装置のスループットを向上させることができる。

第７の発明によれば、上記加工前センサー、上記加工後センサー、上記ウェーハ洗浄機構、または上記ウェーハ乾燥機構のいずれかを、面取り加工の前後に上記ウェーハを格納するカセットと上記各加工テーブルとの間で上記ウェーハを搬送するアームに設けたことにより、このアームが、加工前センサー移動手段、加工後センサー移動手段、または後処理機構移動手段の役割を兼ね、面取り装置全体のコストを低減するとともに省スペース化することができる。

第８の発明によれば、上記複数の加工テーブルが直線状に配置されることにより、デッドスペースの少ない面取り装置とすることができる。

第９の発明によれば、上記砥石移動手段、上記加工前センサー移動手段、上記加工後センサー移動手段、または上記後処理機構移動手段のいずれかの移動方向に対し水平直交方向に上記加工テーブルを移動させる加工テーブル接近離間手段と、上記加工テーブルを回転させる加工テーブル回転手段とを設けたことにより、必要に応じて加工テーブルを砥石等に接近離間させ、所望の断面形状となるようにウェーハの面取り加工を行うとともに、加工テーブルを回転させて、ウェーハのエッジの全周およびノッチを面取りすることができる。

本発明の実施形態に係るウェーハの面取り装置を示す平面説明図である。 同面取り装置を示す正面説明図である。 搬入アームを示す図であり、（ａ）は平面説明図、（ｂ）は正面説明図である。 エッジ粗研砥石を用いた面取り加工を示す側方説明図である。 エッジ粗研砥石およびノッチ粗研砥石の粗研砥石支持装置を示す斜視説明図である。 エッジ精研砥石を用いた面取り加工を示す斜視拡大図である。 エッジ精研砥石の砥石支持装置を示す正面図である。 エッジ精研砥石の砥石支持装置を示す側方図である。 エッジ精研砥石を用いた他の面取り加工を示す正面説明図である。 ノッチ精研砥石の砥石支持装置を示す斜視図である。 搬出アームを示す図であり、（ａ）は平面説明図、（ｂ）は正面説明図である。 面取り装置でウェーハを面取りする際のタイミングチャートである。 ウェーハの平面形状を示す図である。 面取り加工によるウェーハの断面形状を示す図である。 面取り加工による他のウェーハの断面形状を示す図である。 特許文献１の面取り装置を示す平面説明図である。 特許文献１の面取り装置を示す斜視説明図である。

以下、本発明の実施形態に係るウェーハの面取り装置について、図面に基づいて説明する。
図１に示すように、この面取り装置は、ウェーハ１を戴置する複数の加工テーブル２を有し、また、複数の面取り工程にそれぞれ対応した異なる加工特性（粗さやウェーハの加工箇所など）を有する複数の砥石３、４、５、６を有するものであって、各砥石３、４、５、６が加工テーブル２の間で移動可能であることを特徴とする。
また同様に、面取り加工の前後にウェーハ１の測定、洗浄および乾燥を行うセンサー７、８、９、洗浄機構１０、乾燥機構１１が、加工テーブル２の間で移動可能であることを特徴とする。
以下で詳述する。

この面取り装置は、図１に示すように、未加工のウェーハ１を格納しておく２つのカセット１２、１２と、ウェーハ１を戴置して面取り加工する４台の加工テーブル２（２Ａ〜２Ｄ）と、加工済みのウェーハ１を格納しておく２つのカセット１３、１３とを有する。
また、面取り装置には、ウェーハ１を搬送するために、ウェーハ１をカセット１２から取り出しあるいはカセット１３に格納するカセットアーム１４と、このカセットアーム１４からウェーハ１を受け取って各加工テーブル２に戴置する搬入アーム１５と、加工されたウェーハ１を加工テーブル２からカセットアーム１４に受け渡す搬出アーム１６とが設けられている。
ウェーハ１の面取り加工のために、この面取り装置は、エッジ１ａの粗研用の総形砥石３と、エッジ１ａのコンタリング加工（精研）用の一対の円盤砥石４ａ、４ａと、ノッチ１ｎの粗研用の総形砥石５と、ノッチ１ｎの精研用の砥石６とを有している。

図１に示すように、４台の加工テーブル２は、略一直線上に直列に配置されている。以下、この並びの方向をＸ軸方向という。
図２に示すように、加工テーブル２の上部には、ウェーハ１が戴置されるステージ１７が設けられている。このステージ１７はウェーハ１よりも小径に形成され、戴置されたウェーハ１を負圧によって固定する吸着チャックを有している。
また、図２、図７に示すように、加工テーブル２には、モータを用いた加工テーブル回転機構１８が設けられ、ウェーハ１の面取り加工の際にステージ１７を回転させて、ウェーハ１のエッジ１ａを全周に亘って面取り加工できるようになっている。さらに、加工テーブル２は、レールまたはボールねじ等で構成される加工テーブル接近離間機構１９によって、Ｘ軸と直交する水平な方向（以下、Ｙ軸方向という）に移動が可能であり、ウェーハ１を上記各砥石３、４、５、６と接近離間させて面取り加工することができる。

図１に示すように、未加工のウェーハ１を格納しておくカセット１２および加工済みのウェーハ１を格納しておくカセット１３も、Ｘ軸方向に沿って配置されている。
カセット１２、１３の列と加工テーブル２の列の間には、カセットアーム１４が設けられている。このカセットアーム１４は、ウェーハ１を乗せて搬送する略Ｙ字状のアーム部１４ａを有している。さらに、カセットアーム１４には、図２に示すように、Ｘ軸方向に移動するためのカセットアームＸ軸移動機構２０が設けられるとともに、アーム部１４ａをＹ軸方向に移動するためのカセットアームＹ軸移動機構２１、昇降させるカセットアーム昇降機構２２および水平に旋回させるカセットアーム旋回機構２３が設けられている。

搬入アーム１５は、図２、図３に示すように、加工テーブル２近傍の天井側から吊るされて、水平方向にアーム部１５ａを突設しており、このアーム部１５ａの先端には、負圧によって上方からウェーハを吸着する吸着チャック１５ｂが設けられ、ウェーハ１を保持することができる。吸着チャック１５ｂの直上にはダイレクトドライブモータ１５ｃが設けられ、保持したウェーハ１を円周方向に回転させて、後述のように測定および戴置することができる。
搬入アーム１５には、Ｘ軸方向に移動するための搬入アーム移動機構２４（図２）およびアーム部１５ａを昇降させる搬入アーム昇降機構（図示せず）が設けられており、カセットアーム１４から各加工テーブル２への未加工のウェーハ１の受け渡しを行うことができる。

また、搬入アーム１５には、アーム部１５ａと略同じ高さに、上下一対でウェーハ１の直径（図１３中Ｄ）または半径（同Ｒ）、中心、ノッチ１ｎの位置を測定するアラインメントセンサー７が設けられている（図２ではアラインメントセンサー７を省略している）。
図３に示すように、アラインメントセンサー７は搬入アーム１５に対し旋回可能に取り付けられるため、ウェーハ１を吸着チャック１５ｂと吸着または取り外しする際にはアラインメントセンサー７が接触しないように逃がすことができ、搬入アーム１５がウェーハ１を保持した状態でアラインメントセンサー７をウェーハ１の上下に旋回させてウェーハ１を測定できる。また、搬入アーム１５に対してアラインメントセンサー７を昇降させるアラインメントセンサー昇降機構（図示せず）が設けられ、ウェーハ１の測定に際してアラインメントセンサー７の高さを調整することができる。
搬入アーム１５は、アラインメントセンサー７の測定結果から設定したウェーハ１の円周方向の戴置角度に基づいて、ウェーハ１を回転させて所望の戴置角度で加工テーブル２に戴置する。このとき、ウェーハ１の中心と加工テーブル２のステージ１７の中心が一致するようにする。

さらに搬入アーム１５には、アーム部１５ａよりも下方に、上下一対の厚さセンサー８を設けており、ウェーハ１を加工テーブル２に戴置した後にウェーハ１の上面および下面の高さを測定し、その差からウェーハ１の厚さを検出する。
なお、厚さセンサー８は、搬入アーム１５がウェーハ１を保持した状態でウェーハ１の厚さを測定するように構成してもよい。

エッジ粗研砥石３は、図４、図５に示すように、ウェーハ１の要求される断面形状と一致する溝を周端面に刻設してある水平な総形砥石であって、加工テーブル２と互いに逆向きに異なる回転速度で回転させたまま、加工テーブル接近離間機構１９によって加工テーブル２をＹ軸方向に移動させて、ウェーハ１のエッジ１ａを砥石溝に押し付けて、エッジ１ａの粗研を行う。
ノッチ粗研砥石５は、図５に示すように、エッジ粗研砥石３と同様にウェーハ１の要求される断面形状と一致する溝を周端面に刻設してある総形砥石であって、エッジ粗研砥石３と同じ向きに回転させたまま、加工テーブル接近離間機構１９による加工テーブル２のＹ軸方向移動と、後述の粗研砥石移動機構２７によるノッチ粗研砥石のＸ軸方向移動とを用いて、ノッチ１ｎの形状に沿わせて粗研を行う。
図２、図５に示すように、エッジ粗研砥石３およびノッチ粗研砥石５は、一つの砥石支持装置２６に取り付けられて、ウェーハ１を面取り加工する。また、砥石支持装置２６は面取り装置の側壁２９上部に取り付けられ、Ｘ軸方向に移動するための粗研砥石移動機構２７および昇降するための粗研砥石昇降機構２８を有している。一例として、粗研砥石移動機構２７は、側壁２９に取り付けられるＸ軸方向のねじ軸と砥石支持装置２６に取り付けられるナットとからなるボールねじを用いて、サーボモータを駆動力として構成することができる。同様に、粗研砥石昇降機構２８も、ボールねじを用いて構成することができる。

エッジ精研砥石４は、図６に示すように、近傍で盤面を対向させた一対の垂直な円盤状の砥石４ａ、４ａからなり、それぞれを垂直かつ互いに逆向きに回転させて、水平に回転するウェーハ１に押し付けることで、エッジ１ａの精密な面取り加工を行う。
このため、図２、図７、図８に示すように、エッジ精研砥石４は砥石支持装置３０に支持され、各砥石４ａ、４ａは砥石を回転させるスピンドルモータを介して砥石支持装置３０に取り付けられている。また、砥石支持装置３０全体を昇降させる支持装置昇降機構３１を設けるとともに、各砥石４ａ、４ａを各別に昇降させるエッジ精研砥石昇降機構３２、３２を設けており、各砥石４ａ、４ａを同じ高さに維持してウェーハ１のエッジ１ａを面取り加工する（図６）こともできるが、各砥石４ａ、４ａの高さを異ならせて、ウェーハ１を上下から挟むようにして上斜面１ａｕおよび下斜面１ａｄの面取り加工をすることもできる（図９）。
また、図２に示すように、エッジ精研砥石４を取り付ける砥石支持装置３０は面取り装置の側壁２９下部に組み付けられ、Ｘ軸方向に移動するためのエッジ精研砥石移動機構３３を有している。一例として、エッジ精研砥石移動機構３３は、側壁２９に取り付けられるＸ軸方向のねじ軸と砥石支持装置３０に取り付けられるナットとからなるボールねじを用いて、サーボモータを駆動力として構成することができる。

ノッチ精研砥石６は、図１０に示すように、研摩材を含んだゴムで形成された薄い円盤状の砥石であって、垂直に設置され、垂直方向に回転させたまま、加工テーブル接近離間機構１９による加工テーブル２のＹ軸方向移動と、後述のノッチ精研砥石移動機構３５によるノッチ精研砥石６のＸ軸方向移動とを用いて、ノッチ１ｎの形状に沿わせて精密な研削を行う。
図１０に示すように、ノッチ精研砥石６は砥石支持装置３４に支持され、砥石を回転させるスピンドルモータの回転を先端部３４ａで変換することで、垂直方向に回転するように取り付けられている。
また、図２、図１０に示すように、ノッチ精研砥石６を取り付ける砥石支持装置３４は、加工テーブル２とカセット１２、１３との間に設置される面取り装置の中壁３７下部に取り付けられ、Ｘ軸方向に移動するためのノッチ精研砥石移動機構３５および昇降するためのノッチ精研砥石昇降機構３６を有している。一例として、ノッチ精研砥石移動機構３５は、中壁３７に取り付けられるＸ軸方向のねじ軸と砥石支持装置３４に取り付けられるナットとからなるボールねじを用いて、サーボモータを駆動力として構成することができる。同様に、ノッチ精研砥石昇降機構３６も、ボールねじを用いて構成することができる。

図２、図１１に示すように、搬出アーム１６は、加工テーブル２近傍で側壁２９側の天井側から吊るされて、水平方向にアーム部１６ａを突設しており、このアーム部１６ａの先端には、負圧によって上方からウェーハを吸着する吸着チャック１６ｂが設けられ、ウェーハ１を保持することができる。吸着チャック１６ｂの直上にはダイレクトドライブモータ１６ｃが設けられ、保持したウェーハ１を円周方向に回転させて、後述のように洗浄、乾燥および測定することができる。
搬出アーム１６には、Ｘ軸方向に移動するための搬出アーム移動機構３８、アーム部１６ａを昇降させる搬出アーム昇降機構（図示せず）およびアーム部１６ａを旋回させる搬出アーム旋回機構（図示せず）が設けられており、各加工テーブル２からカセットアーム１４への加工済みのウェーハ１の受け渡しを行うことができる。

また、図１１に示すように、搬出アーム１６は、洗浄液を放出する上下３つの水ノズル１０ａ、１０ｂ、１０ｃからなる洗浄機構１０と、乾燥風を放出する上下３つのエアーノズル１１ａ、１１ｂ、１１ｃからなる乾燥機構１１とを備えている。搬出アーム１６のアーム部１６ａでウェーハ１を保持した場合、上段の水ノズル１０ａおよびエアーノズル１１ａはウェーハ１より上位で下方に傾斜して設置され、ウェーハ１の上面を洗浄し、乾燥させる。中段の水ノズル１０ｂおよびエアーノズル１１ｂはウェーハ１より下位で上方に傾斜して設置され、ウェーハ１の下面を洗浄し、乾燥させる。下段の水ノズル１０ｃおよびエアーノズル１１ｃは下方に傾斜して設置され、加工テーブル２のステージ１７を洗浄し、乾燥させる。
本実施例では、ウェーハ１を加工テーブル２の上方に保持して、ウェーハ１の洗浄および乾燥を行いながら、加工テーブル２のステージ１７の洗浄および乾燥を行えるように洗浄機構１０と乾燥機構１１とを構成したが、ウェーハ１を加工テーブル２に戴置した状態でウェーハ１の洗浄および乾燥を行うように構成してもよい。

さらに、搬出アーム１６には、上下一対の部材からなりウェーハ１の半径、ノッチ１ｎの形状を測定する加工後センサー９が設けられている。加工後センサー９は上側の部材からレーザーを照射し、下側の部材で受容するレーザーがウェーハ１に遮られることで、ウェーハ１の周端面１ｂおよびノッチ１ｎの形状を測定して、ウェーハ１の中心との距離からウェーハ１の半径を検出する。
加工後センサー９は搬出アーム１６に対し旋回可能に取り付けられるため、ウェーハ１の形状を測定するには、まず、搬出アーム１６がウェーハ１を保持した状態で加工後センサー９をウェーハ１の真上から逃がす。次いで、アーム部１６ａの高さを加工後センサー９の高さに上昇させ、加工後センサー９を旋回させてウェーハ１の上下に配置し、ウェーハ１の形状を測定できる。また、加工後センサー９は、洗浄機構１０または乾燥機構１１の上方に設けてあり、ウェーハ１の洗浄または乾燥の際に汚れないようになっている。このほかに、ウェーハ１を加工テーブル２に戴置した状態で、加工後センサー９がウェーハ１の形状を測定するように構成してもよい。
また、必要に応じて、加工後センサー９にカメラを搭載し、エッジ１ａの面取り幅Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３やチッピング（欠け）の有無を測定できるようにしてもよい。

次に、この面取り装置におけるウェーハ１の面取り工程および各部の制御について説明する。
この面取り装置では、１台の加工テーブル２につき第一工程、第二工程、第三工程、第四工程を順に繰り返すことにより、４台の加工テーブル２で効率的にウェーハ１を面取り加工することができる。

第一工程では、加工テーブル２に加工済みのウェーハ１がある場合には搬出アーム１６がこれを吸着して加工テーブル２上方で回転させながらウェーハ１および加工テーブル２を洗浄し、乾燥させ、加工後センサー９でウェーハ１の形状を測定し（図１１参照）、搬出アーム１６からカセットアーム１４へウェーハ１を受け渡し、カセット１３に格納する（図２参照）。次いで、カセットアーム１４によりカセット１２から未加工のウェーハ１を取り出し、搬入アーム１５がこれを受け取り（図２参照）、アラインメントセンサー７の測定に基づいた正しい戴置位置で加工テーブル２に戴置し、厚さセンサー８でウェーハ１の厚さを測定する（図３参照）。

第二工程では、粗研砥石移動機構２７により砥石支持装置２６をＸ軸方向に加工テーブル２の位置まで移動させ、加工テーブル接近離間機構１９により加工テーブル２を砥石支持装置２６に接近させ、エッジ粗研砥石３でウェーハ１のエッジ１ａを面取り加工し、次いでノッチ粗研砥石５でノッチ１ｎを面取り加工する（図５参照）。
面取り加工において、ウェーハ１に対するエッジ粗研砥石３またはノッチ粗研砥石５の位置をＸ軸方向に移動させながら精密加工するときには、粗研砥石移動機構２７によって精密に移動させることができる。

第三工程では、エッジ精研砥石移動機構３３により砥石支持装置３０をＸ軸方向に加工テーブル２の位置まで移動させ、加工テーブル接近離間機構１９により加工テーブル２を砥石支持装置３０に接近させ、エッジ精研砥石４でウェーハ１のエッジ１ａを面取り加工する（図６、図７参照）。
面取り加工において、ウェーハ１に対するエッジ精研砥石４の位置をＸ軸方向に移動させながら精密加工するときには、エッジ精研砥石移動機構３３によって精密に移動させることができる。

第四工程では、ノッチ精研砥石移動機構３５により砥石支持装置３４をＸ軸方向に加工テーブル２の位置まで移動させ、加工テーブル接近離間機構１９により加工テーブル２を砥石支持装置３４に接近させ、ノッチ精研砥石６でウェーハ１のノッチ１ｎを面取り加工する（図１０参照）。
面取り加工において、ウェーハ１に対するノッチ精研砥石６の位置をＸ軸方向に移動させながら精密加工するときには、ノッチ精研砥石移動機構３５によって精密に移動させることができる。
この面取り装置においては、第一工程、第二工程、第三工程、第四工程の施工時間がいずれも８０〜１２０秒程となり、施工時間のばらつきが少なくなる。

図１２は、面取り装置でウェーハ１の面取り加工を行うタイミングチャートである。図１２中、縦方向は各加工テーブル２を、横方向は経過時間を表している。
以下では、４台の加工テーブル２を、加工テーブル２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄとして区別する。
この面取り装置で、全ての加工テーブル２でウェーハ１が戴置されていない状態から面取り加工を開始すると、まず、加工テーブル２Ａにおいて、第一工程の後半工程、すなわちカセット１２のウェーハ１を取り出してから加工テーブル２Ａ上で厚さを測定するまでの工程が行われる（ｔ１）。

それが完了すると、次に、加工テーブル２Ａで第二工程が行われると同時に、加工テーブル２Ｂで第一工程の後半工程が行われる（ｔ２）。
加工テーブル２Ａ，２Ｂの動作がともに完了すると、次に、加工テーブル２Ａで第三工程が行われると同時に、加工テーブル２Ｂで第二工程が行われ、加工テーブル２Ｃで第一工程の後半工程が行われる（ｔ３）。

加工テーブル２Ａ〜２Ｃの動作が全て完了すると、次に、加工テーブル２Ａで第四工程が行われると同時に、加工テーブル２Ｂで第三工程が行われ、加工テーブル２Ｃで第二工程が行われ、加工テーブル２Ｄで第一工程の後半工程が行われる（ｔ４）。
全ての加工テーブル２Ａ〜２Ｄで動作が完了すると、次に、加工テーブル２Ａでは第一工程の全工程が行われて、ウェーハ１の面取り加工に伴う全工程を終了し、新たなウェーハ１の面取り加工を開始する。同時に、加工テーブル２Ｂで第四工程が行われ、加工テーブル２Ｃで第三工程が行われ、加工テーブル２Ｄで第二工程が行われる（ｔ５）。

その後も各加工テーブル２で第一工程から第四工程までが順に繰り返され、各加工テーブル２では、砥石等によって異なる工程が同時並行して行われる。
各砥石３、４、５、６、搬入アーム１５および搬出アーム１６は、それぞれ一つの加工テーブル２に接近してウェーハ１を加工または処理し、次いで他の加工テーブル２に順次移動して加工または処理することを繰り返すことになる。その加工テーブル２間の移動においては、砥石支持装置２６と砥石支持装置３０、ならびに搬入アーム１５と搬出アーム１６とがすれ違うことがあるが、その際にはそれぞれの昇降機構によって高さを異ならせ、これらが接触することなくすれ違えるようにする（図２）。

このような面取り装置では、ウェーハ１の面取りにおける複数種類の加工工程（第一工程から第四工程）にそれぞれ対応する複数の砥石３、４、５、６、センサー７、８、９、洗浄機構１０および乾燥機構１１に、それぞれを加工テーブル２間で移動させる移動機構を設けたことにより、複数の加工テーブル２で異なる加工工程を同時並行して行うことができ、面取り装置のスループットを高めることができる。また、面取り装置全体における砥石、センサー、洗浄機構および乾燥機構の数が抑えられるため、面取り装置のコストを低減するとともに砥石の管理負担を軽減することができる。

また、粗研砥石移動機構２７、エッジ精研砥石移動機構３３、ノッチ精研砥石移動機構３５にボールねじ等を用いることで、各砥石３、４、５、６を加工テーブル２間（Ｘ軸方向）で移動させるとともに、面取り加工の際に各砥石３、４、５、６をＸ軸方向に精密移動できるようにしたので、面取り装置全体における砥石の精密移動用機械のコストを節減することができる。

また、センサー７、８、９、洗浄機構１０および乾燥機構１１が、ウェーハ１を各加工テーブル２の上方に保持した位置または各加工テーブル２に戴置した位置で、測定、洗浄および乾燥を行うことにより、ウェーハ１の面取り加工に伴う全工程を１台の加工テーブル２の付近で行うことができ、測定、洗浄および乾燥のための独立のスペースを設ける必要がないため、面取り装置を省スペース化するとともに、面取り加工に伴う第一工程の時間を短縮してスループットを向上させることができる。

特に、搬出アーム１６がウェーハ１を加工テーブル２の上方に保持して、洗浄機構１０によってウェーハ１を洗浄すると同時に加工テーブル２を洗浄し、次いで乾燥機構１１によってウェーハ１を乾燥すると同時に加工テーブル２を乾燥させることにより、第一工程にかかる時間を一層短縮して、面取り加工装置のスループットを向上させることができる。

また、未加工のウェーハ１をカセット１２から各加工テーブル２へ搬送する搬入アーム１５にアラインメントセンサー７および厚さセンサー８を設けるとともに、加工済みのウェーハ１を各加工テーブル２からカセット１３へ搬送する搬出アーム１６に加工後センサー９、洗浄機構１０および乾燥機構１１を設けたことにより、各センサー７、８、９、洗浄機構１０および乾燥機構１１のＸ軸方向の移動用機械を独立に設ける必要がなく、面取り装置全体のコストを低減するとともに省スペース化することができる。

また、４台の加工テーブル２を直線状に配置したため、（環状に配置される場合等に比較して）デッドスペースが小さく、面取り装置を省スペース化することができる。
また、各加工テーブル２に、加工テーブル接近離間機構１９と加工テーブル回転機構１８とを設けたことにより、必要に応じて加工テーブル２を砥石３、４、５、６に接近離間させ、要求される断面形状に面取り加工するとともに、加工テーブル２を回転させて、ウェーハ１のエッジ１ａの全周およびノッチ１ｎを面取りすることができる。

１ ウェーハ
１ａ エッジ
１ｂ 周端面
１ｎ ノッチ
２ 加工テーブル
３ （エッジ粗研）砥石
４ （エッジ精研）砥石
４ａ （円盤）砥石
５ （ノッチ粗研）砥石
６ （ノッチ精研）砥石
７ （アラインメント）センサー
８ （厚さ）センサー
９ （加工後）センサー
１０ 洗浄機構
１０ａ〜ｃ 水ノズル
１１ 乾燥機構
１１ａ〜ｃ エアーノズル
１２ カセット
１３ カセット
１４ カセットアーム
１４ａ アーム部
１５ 搬入アーム
１５ａ アーム部
１５ｂ 吸着チャック
１５ｃ ダイレクトドライブモータ
１６ 搬出アーム
１６ａ アーム部
１６ｂ 吸着チャック
１６ｃ ダイレクトドライブモータ
１７ ステージ
１８ 加工テーブル回転機構
１９ 加工テーブル接近離間機構
２０ カセットアームＸ軸移動機構
２１ カセットアームＹ軸移動機構
２２ カセットアーム昇降機構
２３ カセットアーム旋回機構
２４ 搬入アーム移動機構
２６ 砥石支持装置
２７ 粗研砥石移動機構
２８ 粗研砥石昇降機構
３０ 砥石支持装置
３１ 支持装置昇降機構
３２ エッジ精研砥石昇降機構
３３ エッジ精研砥石移動機構
３４ 砥石支持装置
３５ ノッチ精研砥石移動機構
３６ ノッチ精研砥石昇降機構
３８ 搬出アーム移動機構
４０ 加工部
４１ 加工テーブル
４２ 砥石
４３ 砥石
４５ 前設定部
４７ 洗浄部
Ｘ、Ｙ 水平方向

Claims (9)

1. ウェーハを戴置する複数の加工テーブルと、
   上記ウェーハの周縁部を面取りするための複数種類の加工工程にそれぞれ対応した異なる加工特性を有する複数の砥石と、
   上記各砥石をそれぞれ上記加工テーブル間で移動させる砥石移動手段とを有し、
   上記各砥石が、それぞれ一つの加工テーブルに接近してウェーハを面取り加工し、次いで他の加工テーブルに順次移動して加工することを繰り返すことにより、
   複数の上記ウェーハを上記複数の砥石が同時並行して面取りすることを特徴とするウェーハの面取り装置。
2. 上記砥石移動手段が、上記加工テーブルに戴置された上記ウェーハを面取りする際に、上記加工テーブル間の移動方向に上記砥石の位置を精密移動させることを特徴とする請求項１記載のウェーハの面取り装置。
3. ウェーハを戴置する複数の加工テーブルと、
   上記ウェーハの周端面を面取りする砥石と、
   上記ウェーハの面取り前にウェーハの形状または戴置位置を検出するためにそれぞれ異なる測定対象を測定する１以上の加工前センサーと、
   上記加工前センサーを上記加工テーブル間で移動させる加工前センサー移動手段とを有して、
   上記加工前センサーが、上記ウェーハを各加工テーブルの上方に保持した位置または各加工テーブルに戴置した位置で上記ウェーハの形状または戴置位置を検出することを特徴とするウェーハの面取り装置。
4. ウェーハを戴置する複数の加工テーブルと、
   上記ウェーハの周端面を面取りするための砥石と、
   上記ウェーハの面取り後にウェーハの形状を検出するためにそれぞれ異なる測定対象を測定する１以上の加工後センサーと、
   上記加工後センサーを上記加工テーブル間で移動させる加工後センサー移動手段とを有して、
   上記加工後センサーが、上記ウェーハを各加工テーブルの上方に保持した位置または各加工テーブルに戴置した位置で上記ウェーハの形状を測定することを特徴とするウェーハの面取り装置。
5. ウェーハを戴置する複数の加工テーブルと、
   上記ウェーハの周端面を面取りするための砥石と、
   上記ウェーハの面取り後にウェーハを洗浄するウェーハ洗浄機構と、
   洗浄後に上記ウェーハを乾燥させるウェーハ乾燥機構と、
   上記ウェーハ洗浄機構およびウェーハ乾燥機構を上記加工テーブル間で移動させる後処理機構移動手段とを有して、
   上記ウェーハ洗浄機構またはウェーハ乾燥機構が、上記ウェーハを各加工テーブルの上方に保持した位置または各加工テーブルに戴置した位置で上記ウェーハを洗浄または乾燥することを特徴とするウェーハの面取り装置。
6. 上記ウェーハを上記加工テーブルの上方に保持して上記ウェーハ洗浄機構によって洗浄すると同時に上記加工テーブルを洗浄し、次いで上記ウェーハ乾燥機構によってウェーハを乾燥させると同時に上記加工テーブルを乾燥させることを特徴とする請求項５記載のウェーハの面取り装置。
7. 上記加工前センサー、上記加工後センサー、上記ウェーハ洗浄機構、または上記ウェーハ乾燥機構のいずれかを、面取り加工の前後に上記ウェーハを格納するカセットと上記各加工テーブルとの間で上記ウェーハを搬送するアームに設けたことを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載のウェーハの面取り装置。
8. 上記複数の加工テーブルが直線状に配置されることを特徴とすることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のウェーハの面取り装置。
9. 上記砥石移動手段、上記加工前センサー移動手段、上記加工後センサー移動手段、または上記後処理機構移動手段のいずれかの移動方向に対し水平直交方向に上記加工テーブルを移動させる加工テーブル接近離間手段と、
   上記加工テーブルを回転させる加工テーブル回転手段とを設けたことを特徴とするウェーハの面取り装置。

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