JP2020075314A

JP2020075314A - ウェーハの面取り加工装置

Info

Publication number: JP2020075314A
Application number: JP2018209526A
Authority: JP
Inventors: 圭古本; Kei Furumoto
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2020-05-21
Anticipated expiration: 2038-11-07
Also published as: JP7351611B2

Abstract

【課題】面取り装置において、ツルーイング砥石の凸み形状の修正等を行うことで加工生産性が低下することを防ぐ。【解決手段】ウェーハエッジに面取り砥石６３の外側面の凹み６３ａを接触させ面取りする手段６と、面取り砥石６３外側面に凹み６３ａを形成させるツルーイング手段７と、面取り手段６とツルーイング手段７とをＸ軸方向に相対移動させる手段１５とを備え、面取り手段６は、ウェーハより厚い面取り砥石６３と、面取り砥石６３を回転させＺ軸方向に延在する第１スピンドル６１と、を備え、ツルーイング手段７は、面取り砥石６３より薄い又は外周先端が尖った円板状ツルーイング砥石７０と、第１スピンドル６１に平行な第２スピンドル７２と、を備え、第１スピンドル６１に対し第２スピンドル７２をＹ軸方向側に所定角度傾け、Ｘ軸移動手段１５で面取り砥石６３とツルーイング砥石７０とを接近させ、面取り砥石６３外側面に凹み６３ａを形成するウェーハ面取り装置１。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェーハの面取り加工装置に関する。

半導体ウェーハの製造工程において平坦面を備えるウェーハを製造する場合には、例えば、シリコン等の原材料からなる円柱状のインゴットをワイヤーソー等で薄くスライスして、円板状のウェーハを得る。そして、スライスしたウェーハのエッジの欠けや割れの発生を防止するために、エッジの面取り加工を行っている。
即ち、例えば、特許文献１、２、又は３に開示されているように、外周側面にＶ字またはＵ字の凹みが形成されウェーハの厚みより厚い円板状の面取り砥石を用い、回転する面取り砥石の凹みにウェーハのエッジを接触させて面取り加工を行っている。

特開平０８−０９０４０１号公報特開平１１−３４７９０１号公報特開２００５−１５３０８５号公報

面取り砥石は、樹脂で砥粒を接着したレジンボンド砥石が用いられ、ウェーハＷに面取り砥石が接触した際の砥粒の衝撃をやわらげている。しかし、レジンボンド砥石は、摩耗しやすく外周側面の凹み形状が崩れやすい。そして、面取り砥石の凹み形状が崩れることでウェーハエッジを正常に面取りできなくなるという問題がある。そのため、定期的にツルーイング砥石で面取り砥石の凹み形状を修正する必要がある。なお、面取り砥石をメタルボンド砥石にすると磨耗し難く凹み形状が変形しにくいが、メタルボンドが硬いのでウェーハに接触する砥粒の衝撃により、ウェーハにチッピングが多く発生するため適していない。

面取り砥石の外周側面に凹みを形成する、又は外周側面に形成された凹み形状の修正を行うツルーイング砥石は、面取り砥石を研削しても磨耗し難いメタルボンド砥石が用いられ、その外周側面には面取りしたウェーハの断面と相似形の凸み形状が周状に形成されており、凸み形状が面取り砥石に転写されることで面取り砥石に凹みが形成される。

しかし、ツルーイング砥石も磨耗するため凸み形状が変形して、面取り砥石の凹みの形成、又は凹みの形状修正ができなくなる。よって、ツルーイング砥石の交換、またはツルーイング砥石の凸み形状の修正を行うために、面取り加工装置を停止させる必要が生じて面取り加工の生産性が下がるという問題がある。

よって、ウェーハの面取り加工装置においては、ツルーイング砥石の交換、またはツルーイング砥石の凸み形状の修正を行うことで面取り加工の生産性が下がるという事態を生じさせないようにするという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、ウェーハを保持するウェーハ径より小さい直径の保持面を有し該保持面の中心を軸に回転自在な保持手段と、該保持手段が保持したウェーハのエッジに回転自在な面取り砥石の外側面の凹みを接触させ該エッジを面取り加工する面取り加工手段と、を備えたウェーハの面取り加工装置であって、該面取り砥石の外側面に凹みを形成させるツルーイング手段と、該面取り加工手段と該ツルーイング手段とを該保持面に平行なＸ軸方向に相対的に移動させるＸ軸移動手段とを備え、該面取り加工手段は、ウェーハの厚みより厚い円板状の該面取り砥石と、該面取り砥石を先端に装着し回転させ該保持面に垂直なＺ軸方向に延在する第１のスピンドルと、を備え、該ツルーイング手段は、該面取り砥石より厚みが薄い又は外周先端が尖った円板状のツルーイング砥石と、該第１のスピンドルに平行に延在する第２のスピンドルと、を備え、該第１のスピンドルに対して該第２のスピンドルを該Ｘ軸方向と該Ｚ軸方向とに直交するＹ軸方向側に所定の角度傾け、該Ｘ軸移動手段で該面取り砥石と該ツルーイング砥石とを相対的に接近する方向に移動させ、該面取り砥石の外側面に該凹みを形成する、ウェーハの面取り加工装置である。

本発明に係るウェーハの面取り加工装置は、前記第１のスピンドルに対する前記第２のスピンドルの傾き角度を変更する角度変更手段を備えると好ましい。

本発明に係るウェーハの面取り加工装置は、前記面取り砥石の前記凹みの形状を測定する凹み形状測定センサと、面取りがなされたウェーハのエッジの断面の凸み形状を記憶する凸み形状記憶部と、前記Ｚ軸方向に前記面取り加工手段と前記ツルーイング手段とを相対的に移動させるＺ軸移動手段と、該凸み形状記憶部が記憶した凸み形状に対し、該凹み形状測定センサが測定した凹みの形状が合体するように、該凹み形成時に前記角度変更手段と前記Ｘ軸移動手段と該Ｚ軸移動手段とを制御する制御手段と、を備えると好ましい。

本発明に係るウェーハの面取り加工装置は、ウェーハを保持するウェーハ径より小さい直径の保持面を有し保持面の中心を軸に回転自在な保持手段と、保持手段が保持したウェーハのエッジに回転自在な面取り砥石の外側面の凹みを接触させエッジを面取り加工する面取り加工手段と、面取り砥石の外側面に凹みを形成させるツルーイング手段と、面取り加工手段とツルーイング手段とを保持面に平行なＸ軸方向に相対的に移動させるＸ軸移動手段とを備え、面取り加工手段は、ウェーハの厚みより厚い円板状の面取り砥石と、面取り砥石を先端に装着し回転させ保持面に垂直なＺ軸方向に延在する第１のスピンドルと、を備え、ツルーイング手段は、面取り砥石より厚みが薄い又は外周先端が尖った円板状のツルーイング砥石（即ち、従来よりも薄いツルーイング砥石）と、第１のスピンドルに平行に延在する第２のスピンドルと、を備え、第１のスピンドルに対して第２のスピンドルをＸ軸方向とＺ軸方向とに直交するＹ軸方向側に所定の角度傾け、Ｘ軸移動手段で面取り砥石とツルーイング砥石とを相対的に接近する方向に移動させ、面取り砥石の外側面に凹み（略Ｕ字状の凹み）を形成することで、ツルーイング砥石が磨耗した場合であってもツルーイング砥石の上記角度を変えることで、面取り砥石の外側面に略Ｕ字状の凹みを形成可能となる。したがって、ツルーイング砥石のドレッシングや頻繁な交換が不要となるため、上記作業のために面取り加工装置を停止させる必要が無くなりウェーハの面取り加工の生産性が下がるという事態を生じさせない。

本発明に係るウェーハの面取り加工装置は、第１のスピンドルに対する第２のスピンドルの傾き角度を変更する角度変更手段を備えることで、第１のスピンドルに対して第２のスピンドルをＸ軸方向とＺ軸方向とに直交するＹ軸方向側に所定の角度傾けることがより容易になる。

本発明に係るウェーハの面取り加工装置は、面取り砥石の凹みの形状を測定する凹み形状測定センサと、面取りがなされたウェーハのエッジの断面の凸み形状を記憶する凸み形状記憶部と、Ｚ軸方向に面取り加工手段とツルーイング手段とを相対的に移動させるＺ軸移動手段と、凸み形状記憶部が記憶したウェーハの凸み形状に対し、凹み形状測定センサが測定した面取り砥石の凹みの形状が合体するように、該凹み形成時に角度変更手段とＸ軸移動手段とＺ軸移動手段とを制御する制御手段と、を備えることで、該凹みの形状を常に所望の形状にすることが可能となる。

図１（Ａ）は、ウェーハの面取り加工装置の一例をＹ軸方向から見た正面図である。図１（Ｂ）は、ウェーハの面取り加工装置の一例をＸ軸方向から見た側面図である。ツルーイング砥石の寸法の一例を示す断面図である。図３（Ａ）は、ウェーハの面取り加工装置の別例をＹ軸方向から見た正面図である。図３（Ｂ）は、ウェーハの面取り加工装置の別例をＸ軸方向から見た側面図である。面取り砥石の凹みに円弧形状部を形成している状態を説明する模式的な断面図である。面取り砥石の凹みに直線テーパ部を形成している状態を説明する模式的な断面図である。

（実施形態１）
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すウェーハＷの面取り加工装置１は、ウェーハＷを保持するウェーハ径より小さい直径の保持面３０ａを有し保持面３０ａの中心を軸にＺ軸方向（鉛直方向）に回転自在な保持手段３０と、保持手段３０が保持したウェーハＷのエッジＷｄに回転自在な面取り砥石６３の外側面の凹み６３ａを接触させエッジＷｄを面取り加工する面取り加工手段６と、を備えている。そして、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、面取り加工装置１の上記各構成要素は、例えば面取り加工装置１の直方体状の筐体１０内部に収容されており、筐体１０内部が加工室となる。

ウェーハＷは、例えば、デバイスが形成されていない１枚の大径ウェーハをコアドリルでくり抜いて製造された円形の小径ウェーハであるが、これに限定されるものではない。ウェーハＷは、例えば、円柱状のシリコンインゴットからワイヤーソーでスライスして製造された円形のウェーハ等であってもよい。

保持手段３０は、例えば、円柱状の外形を備えており、例えば、その上端部から中間部が筐体１０内に回転可能に収容されており、下端部が筐体１０の底板から外部に突出している。保持手段３０の内部には、吸引路３００がＺ軸方向に延びるように形成されており、吸引路３００の上端は保持手段３０の上面である保持面３０ａで開口している。保持面３０ａは、水平面（Ｘ軸Ｙ軸平面）に略平行な平坦面である。吸引路３００の下端側は、保持手段３０の内部において径方向外側に向かって曲がり保持手段３０の外周面で開口している。

例えば、筐体１０の底面にはブラケット１８０を介して、筐体１０と同程度の長さの平板状の載置棚１８１が取り付けられている。載置棚１８１には、外形が板状で内部に軸受け３１０を備える支持手段３１が取り付けられており、支持手段３１は保持手段３０をＺ軸方向（鉛直方向）の軸心周りに回転可能に支持している。

保持手段３０の下端部は、ロータリージョイント３３により囲繞されており、吸引路３００の下端側はロータリージョイント３３を介してエジェクターや真空発生装置等の吸引源３９に連通している。ロータリージョイント３３は、吸引源３９が生み出す吸引力を回転する保持手段３０の吸引路３００に遺漏無く伝達させる役割を果たしている。
保持手段３０の下端部には、モータ３５の図示しないシャフトが連結されており、モータ３５によって保持手段３０はＺ軸方向の軸心周りに回転可能となっている。

保持手段３０の上方には、エアシリンダ又は電動シリンダからなるウェーハ固定手段３４が配設されている。ウェーハ固定手段３４は、例えば、内部に図示しないピストンを備えＺ軸方向に延在するシリンダチューブ３４０と、シリンダチューブ３４０に挿入され上端がピストンに取り付けられたピストンロッド３４１と、を備えている。ピストンロッド３４１のウェーハＷに接触する下端面は平滑に仕上げられており、また、ウェーハＷを傷付けないように下端面の端部（稜線）には面取りが施されていてもよい。

筐体１０内には、＋Ｘ方向側から順に、上記保持手段３０と、面取り砥石６３を備える面取り加工手段６と、面取り砥石６３の外側面に凹み６３ａを形成させるツルーイング手段７とが並んで配設されている。

筐体１０内には、面取り加工手段６とツルーイング手段７とを保持手段３０の保持面３０ａに平行なＸ軸方向に相対的に移動させるＸ軸移動手段１５が配設されている。Ｘ軸移動手段１５は、筐体１０の内壁面に固定されたベース１５９と、ベース１５９上にＸ軸方向と平行に設けられた水平ボールネジ１５０と、Ｘ軸方向に延在する一対の水平移動用のガイドレール１５１と、水平ボールネジ１５０を回転駆動するモータ１５２と、内部のナットが水平ボールネジ１５０に螺合し側面がガイドレール１５１に摺接する可動板１５３と、を備えている。そして、モータ１５２が水平ボールネジ１５０を回動することにより、可動板１５３にＺ軸移動手段１７（図１（Ａ）には一部のみ図示）を介して固定された面取り加工手段６がガイドレール１５１にガイドされてＸ軸方向に移動する構成となっている。

図１（Ｂ）に示すＺ軸移動手段１７は、Ｚ軸方向に面取り加工手段６とツルーイング手段７とを相対的に移動させる。即ち、Ｚ軸移動手段１７は、可動板１５３の上下に固定された一対の支持板１７９と、Ｚ軸方向と平行になるように一対の支持板１７９により支持される鉛直ボールネジ１７０と、鉛直ボールネジ１７０を回転駆動するモータ１７２と、Ｚ軸方向に延在するガイドレール１７１と、内部のナットが鉛直ボールネジ１７０に螺合し側面がガイドレール１７１に摺接する可動部材１７３と、を備えている。そして、モータ１７２の駆動により鉛直ボールネジ１７０が回動することにより、面取り加工手段６を支持する可動部材１７３がガイドレール１７１にガイドされてＺ軸方向に移動する構成となっている。
なお、ツルーイング手段７がＺ軸移動手段によってＺ軸方向に往復移動可能であってもよいし、面取り加工装置１はＺ軸移動手段１７を備えず、ツルーイング砥石７０と面取り砥石６３との相対的な高さ関係が固定されている構成であってもよい。

面取り加工手段６は、ウェーハＷの厚みより厚い円板状の面取り砥石６３と、面取り砥石６３を先端（下端）に装着し回転させ保持手段３０の保持面３０ａに垂直なＺ軸方向に延在する第１のスピンドル６１と、を少なくとも備えている。
第１のスピンドル６１は、例えば、内部にエアベアリング機構を備え外形が円柱状のハウジング６２によって回転可能に支持されている。第１のスピンドル６１にはモータ６４が連結されており、第１のスピンドル６１はモータ６４によってＺ軸方向の軸心周りに回転可能となっている。ハウジング６２は、可動部材１７３にその外側面が固定されている。

面取り砥石６３は、例えば、中央に円形の開口が形成された環状のワッシャー型の砥石であり、ダイヤモンド砥粒等が適宜のレジンボンドで固定されて形成されている。そして、面取り砥石６３は、支持フランジ６３１と固定フランジ６３２とによって上下方向から挟持された状態で第１のスピンドル６１に固定されている。面取り砥石６３の外側面の全周には凹み６３ａが形成されている。該凹み６３ａは断面は略円弧状（略Ｕ字状）、より、厳密には図１（Ａ）に拡大して示すように、直線テーパ部６３ｂと円弧形状部６３ｃとが組み合わされた形状であると好ましい。例えば、凹み６３ａの最大幅は３００μｍに設定される。
なお、面取り砥石６３は、円形状の台金（ハブ）と台金の外周側に形成された切り刃とを備えるハブタイプのものであってもよい。

ツルーイング手段７は、例えば、外周先端が尖った円板状のツルーイング砥石７０と、第１のスピンドル６１に平行にＺ軸方向に延在する第２のスピンドル７２と、を少なくとも備えている。
第２のスピンドル７２は、例えば、その上端部から中間部が筐体１０内に回転可能に収容されており、下端部が筐体１０の底板から外部に突出している。また、第２のスピンドル７２の下端部には、ツルーイングモータ７３が連結されており、ツルーイングモータ７３によって第２のスピンドル７２が回転駆動される。

ツルーイング砥石７０は、例えば、中央に円形の開口７００（図２参照）が形成された環状のワッシャー型の砥石であり、ダイヤモンド砥粒等が適宜のメタルボンドで固定されて形成されている。図２においてツルーイング砥石７０の寸法の一例を示す。例えば、ツルーイング砥石７０は、その先端断面形状がＶ字状となり、先端の傾斜角度が２０度となっており、その直径が５８ｍｍで開口７００の直径が４０ｍｍとなっている。また、その最大厚みが１ｍｍ、先端部の厚みが面取り砥石６３より薄い１５０μｍに設定されており、従来のツルーイング砥石よりも薄くなっている。なお、ツルーイング砥石７０の先端部の厚みは、１００μｍ〜２００μｍであると好ましい。

そして、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ツルーイング砥石７０は、支持フランジ７１１と固定フランジ７１２とによって上下方向から挟持された状態で第２のスピンドル７２に固定されている。ツルーイング砥石７０は、上記例に限定されるものではなく、一様な厚み（例えば、厚み１５０μｍ）の環状のワッシャー型の砥石であってもよい。

図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、載置棚１８１には、外形が板状で内部に軸受け７４０を備える支持部材７４が取り付けられており、支持部材７４は第２のスピンドル７２を回転可能に支持している。

載置棚１８１の上面と支持部材７４の下面との間には、剛性を備える材質で形成され所定の傾斜面を備えるテーパシム２０が上下から挟まれるようにして配設されている。例えばテーパシムの傾斜面の傾斜角は２度となっている。そして、テーパシム２０によって、第１のスピンドル６１に対して第２のスピンドル７２がＸ軸方向とＺ軸方向とに直交する−Ｙ方向側に所定の角度（例えば、２度）傾けられた状態になっている。テーパシム２０は、載置棚１８１から取り外し可能となっており、例えば傾斜角１度の傾斜面を備える別のテーパシム等と交換可能である。

以下に、上記図１（Ａ）、（Ｂ）に示す面取り加工装置１によってウェーハＷのエッジＷｄを面取り加工する場合の、面取り加工装置１の動作について説明する。
まず、面取り砥石６３の外側面に所望の凹み６３ａを形成する。即ち、ツルーイングモータ７３により、第１のスピンドル６１に対して−Ｙ方向側に所定の角度（例えば、２度）傾けられた第２のスピンドル７２が回転駆動されるのに伴って、ツルーイング砥石７０も回転する。

また、モータ６４により第１のスピンドル６１が回転駆動されるのに伴って、面取り砥石６３もＺ軸方向の軸心周りに回転する。さらに、Ｘ軸移動手段１５によって面取り加工手段６が−Ｘ方向に所定の送り速度で送られ、回転する面取り砥石６３の外側面が回転するツルーイング砥石７０の先端に当接することで、外側面全周の凹み６３ａの形成が行われる。

面取り砥石６３の外側面に所望の凹み６３ａを形成した後、Ｘ軸移動手段１５によって面取り加工手段６が＋Ｘ方向に所定の送り速度で送られ、ツルーイング砥石７０から離間すると共に、回転する面取り砥石６３の外側面に形成された凹み６３ａがウェーハＷのエッジＷｄに当接して面取り加工が施される。面取り加工中は、ウェーハＷが保持手段３０上でずれてしまわないように、保持手段３０の保持面３０ａに吸引保持されたウェーハＷに向かってウェーハ固定手段３４のピストンロッド３４１が下降して、ピストンロッド３４１によってウェーハＷが保持面３０ａに押し付けられる。さらに、ウェーハＷを保持する保持手段３０がＺ軸方向の軸心周りに回転するのに伴ってウェーハＷが回転するため、面取り砥石６３の凹み６３ａの形状がウェーハＷのエッジＷｄ全周に転写されるように面取り加工が行われる。
そして、ウェーハＷのエッジＷｄが所定時間面取りされた後、Ｘ軸移動手段１５によって面取り加工手段６が−Ｘ方向に送られ、ウェーハＷのエッジＷｄから離間することで、該ウェーハＷに対する面取り加工が終了する。

面取り加工が施されたウェーハＷが保持手段３０の保持面３０ａから搬出され、新たなウェーハＷが保持面３０ａに載置され吸引保持される。そして、Ｘ軸移動手段１５によって面取り加工手段６が＋Ｘ方向に所定の送り速度で送られ、同様にウェーハＷのエッジＷｄの面取り加工が行われていく。
上記のようなウェーハＷに対するエッジＷｄの面取り加工を、１枚又は複数枚のウェーハＷに施していくことで、面取り砥石６３は磨耗していき凹み６３ａの形状が変化する。したがって、１枚又は複数枚のウェーハＷに対する面取り加工が実施された後、適宜のタイミングで、Ｘ軸移動手段１５によって面取り加工手段６が−Ｘ方向に所定の送り速度で送られ、回転する面取り砥石６３の外側面が回転するツルーイング砥石７０の先端に当接することで、外側面全周の凹み６３ａの整形が行われる。

上記のようなツルーイング砥石７０による面取り砥石６３の凹み６３ａの整形や形成が行われることで、ツルーイング砥石７０も磨耗していく。ここで、本発明に係るウェーハの面取り加工装置１においては、磨耗したツルーイング砥石７０の上記角度（例えば、２度）を、テーパシム２０を別の傾斜角度の傾斜面を備えるテーパシムに交換することで、面取り砥石６３の外側面に所望の略Ｕ字状の凹み６３ａを形成可能となる。したがって、ツルーイング砥石７０の時間の掛かるドレッシングや交換が不要となるため、上記作業のために面取り加工装置１を停止させる必要が無い。したがって、ウェーハＷの面取り加工の生産性が下がるという事態を生じさせない。

（実施形態２）
図３（Ａ）、（Ｂ）に示す面取り加工装置１Ａは、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す面取り加工装置１の構成要素の一部を変更したものである。以下に、面取り加工装置１Ａと面取り加工装置１との相違部分について詳しく説明する。

面取り加工装置１Ａにおいては、ツルーイング手段７の第２のスピンドル７２を支持する支持部材７４の下面と載置棚１８１の上面との間にはゴム板又はスプリング等の変形可能な変形部材７５がかまされている。

本発明に係るウェーハの面取り加工装置１Ａは、第１のスピンドル６１に対する第２のスピンドル７２の傾き角度を変更する図３（Ｂ）に示す角度変更手段２１を備えている。角度変更手段２１は、載置棚１８１の上面と支持部材７４の下面との間に挟まれて、Ｙ軸方向において変形部材７５に対向している。

角度変更手段２１は、例えば、載置棚１８１の上面に固定され所定の傾斜面（上面）を備える下側テーパシム２１１を備えている。下側テーパシム２１１の傾斜面（上面）には、Ｙ軸方向に延びるガイド溝２１１ａが形成されている。ガイド溝２１１ａ内には、水平ボールネジ２１２がＹ軸方向に延びるように延在しており、該水平ボールネジ２１２には柱状の可動部材２１３がその内部に備えたナットにより螺合している。水平ボールネジ２１２の後端側（＋Ｙ方向側）には、モータ２１４が連結されており、モータ２１４で回転駆動される水平ボールネジ２１２の回転方向に応じてガイド溝２１１ａに沿って可動部材２１３がＹ軸方向に往復移動する。

下側テーパシム２１１の上方には、所定の傾斜面（下面）を備える上側テーパシム２１５が配設されており、上側テーパシム２１５の傾斜面は下側テーパシム２１１の傾斜面と対向している。上側テーパシム２１５の傾斜面には嵌合孔２１５ａが形成されており、可動部材２１３が嵌合孔２１５ａに嵌合している。したがって、可動部材２１３がＹ軸方向に往復移動するのに伴って、上側テーパシム２１５は、その傾斜面が下側テーパシム２１１の傾斜面に沿うようにしてＹ軸方向に移動していき、支持部材７４に接触している上面の高さ位置も変化する。
そして、上側テーパシム２１５の高さ位置が変化するのに伴って、変形部材７５が変形しつつ支持部材７４の傾きが変化し、支持部材７４によって支持される第２のスピンドル７２のＺ軸方向からＹ軸方向における角度も変化する。

図３（Ｂ）に示すように、例えば、筐体１０内には面取り砥石６３の凹み６３ａの形状を測定する凹み形状測定センサ１６が配設されている。凹み形状測定センサ１６は、例えば、測定光を照射して面取り砥石６３の凹み６３ａの断面の形状（略Ｕ字形状）の最大幅等を測定する。

図３（Ｂ）に示すように、面取り加工装置１Ａは、装置の各構成要素の制御を行う制御手段９を備えている。ＣＰＵ等からなる制御手段９は、少なくとも、Ｘ軸移動手段１５のモータ１５２、Ｚ軸移動手段１７のモータ１７２、凹み形状測定センサ１６、及び角度変更手段２１のモータ２１４に電気的に接続されている。

制御手段９はメモリ等の記憶媒体を備えており、該記憶媒体は、所望の面取りがなされたウェーハＷのエッジＷｄの断面の凸み形状を記憶する凸み形状記憶部９１として働く。

以下に、上記図３（Ａ）、（Ｂ）に示す面取り加工装置１ＡによってウェーハＷのエッジＷｄを面取り加工する場合の、面取り加工装置１Ａの動作について説明する。
まず、面取り砥石６３の外側面に所望の凹み６３ａを形成する。即ち、ツルーイングモータ７３により、第１のスピンドル６１に対して角度変更手段２１によって−Ｙ方向側に所定の角度（例えば、１度）傾けられた第２のスピンドル７２が回転駆動されるのに伴って、ツルーイング砥石７０も回転する。

ここで、図４に示すように、Ｚ軸移動手段１７（図３（Ｂ）参照）によって所定の昇降速度で面取り加工手段６が昇降することで、面取り加工手段６に対して相対的に昇降するツルーイング砥石７０によって凹み６３ａの円弧形状部６３ｃが形成される。

面取り砥石６３に円弧形状部６３ｃが形成された後、図３（Ｂ）に示す角度変更手段２１によって第１のスピンドル６１に対する第２のスピンドル７２の傾き角度が−Ｙ方向側に所定の角度（例えば、２度）傾けられる。即ち、該傾き角度が１度から２度まで大きくなる。
そして、図５に示すように、回転するツルーイング砥石７０によって凹み６３ａの直線テーパ部６３ｂが形成される。

面取り砥石６３の外側面に図５に示す直線テーパ部６３ｂと円弧形状部６３ｃとを備える所望の凹み６３ａを形成した後、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すＸ軸移動手段１５によって面取り加工手段６が＋Ｘ方向に所定の送り速度で送られ、ツルーイング砥石７０から離間すると共に、回転する面取り砥石６３の外側面に形成された凹み６３ａがウェーハＷのエッジＷｄに当接して面取り加工が施される。面取り加工中は、ウェーハ固定手段３４のピストンロッド３４１によってウェーハＷが保持面３０ａに押し付けられる。さらに、ウェーハＷを保持する保持手段３０がＺ軸方向の軸心周りに回転するのに伴ってウェーハＷが回転するため、面取り砥石６３の凹み６３ａの形状がウェーハＷのエッジＷｄ全周に転写されるように面取り加工が行われる。なお、凹み６３ａを直線テーパ部６３ｂと円弧形状部６３ｃとを備えるものとすることで、ウェーハＷのエッジＷｄを、まず直線テーパ部６３ｂで削った後に円弧形状部６３ｃに合わせるように削ることができる。そのため、エッジＷｄが急激に削られることが無くなり、エッジＷｄの割れ等が発生しないようになる。
そして、ウェーハＷのエッジＷｄが所定時間面取りされた後、Ｘ軸移動手段１５によって面取り加工手段６が−Ｘ方向に送られ、ウェーハＷのエッジＷｄから離間することで、該ウェーハＷに対する面取り加工が終了する。

面取り加工が施されたウェーハＷが保持手段３０の保持面３０ａから搬出され、新たなウェーハＷが保持面３０ａに載置され吸引保持される。そして、Ｘ軸移動手段１５によって面取り加工手段６が＋Ｘ方向に所定の送り速度で送られ、同様にウェーハＷのエッジＷｄの面取り加工が行われていく。
ここで、例えば、所望の面取りがなされ保持手段３０から搬出されたウェーハＷのエッジＷｄの断面の適切な凸み形状が、作業者又は面取り加工装置１Ａに備える図示しない撮像手段等によって測定される。そして、制御手段９の凸み形状記憶部９１にウェーハＷのエッジＷｄの断面の凸み形状についての情報が入力されて、凸み形状記憶部９１がウェーハＷのエッジＷｄの断面の凸み形状を記憶する。

上記のようなウェーハＷに対するエッジＷｄの面取り加工を、１枚又は複数枚のウェーハＷに施していくことで、図３（Ａ）、（Ｂ）に示す面取り砥石６３は磨耗していき凹み６３ａの形状が変化する。また、ツルーイング砥石７０も凹み６３ａの整形を繰り返し行うことで磨耗する。そこで、１枚又は複数枚のウェーハＷに対する面取り加工が実施された後、適宜のタイミングで、Ｘ軸移動手段１５によって面取り加工手段６が−Ｘ方向に所定の送り速度で送られ、図３（Ｂ）に示す凹み形状測定センサ１６によって面取り砥石６３の凹み６３ａの形状が測定され、凹み形状測定センサ１６から制御手段９に対して測定情報が送信される。

Ｘ軸移動手段１５によって面取り加工手段６がさらに−Ｘ方向に所定の送り速度で送られ、回転する面取り砥石６３の外側面が回転するツルーイング砥石７０の先端に当接することで、外側面全周の凹み６３ａの整形が行われる。ここで、図３（Ｂ）に示す凸み形状記憶部９１が記憶したウェーハＷのエッジＷｄの断面の適切な凸み形状に対し、凹み形状測定センサ１６が測定した凹み６３ａの形状が合体するように、凹み６３ａ形成時に角度変更手段２１とＸ軸移動手段１５とＺ軸移動手段１７とが、凹み形状測定センサ１６から測定情報を受信した制御手段９によって制御される。

例えば、Ｘ軸移動手段１５のモータ１５２、Ｚ軸移動手段１７のモータ１７２、及び角度変更手段２１のモータ２１４が、図示しないパルス発振器から供給される駆動パルスによって動作するパルスモータである場合には、制御手段９が、モータ１５２、モータ１７２、又はモータ２１４に供給される駆動パルス数をカウントすることで、Ｘ軸移動手段１５により移動される面取り加工手段６の位置、Ｚ軸移動手段１７により移動される面取り加工手段６の高さ位置、及び角度変更手段２１により変更される第１のスピンドル６１に対する第２のスピンドル７２の傾き角度を把握して、例えば、磨耗したツルーイング砥石７０によって凹み６３ａに円弧形状部６３ｃ及び直線テーパ部６３ｂが形成されるように各構成要素の位置制御等が行われる。

なお、Ｘ軸移動手段１５のモータ１５２、Ｚ軸移動手段１７のモータ１７２、及び角度変更手段２１のモータ２１４をサーボモータとし、サーボモータにロータリエンコーダが接続された構成としてもよい。ロータリエンコーダは、サーボアンプとしての機能も有する制御手段９に接続されており、制御手段９からサーボモータに対して動作信号が供給された後、エンコーダ信号（サーボモータの回転数）を制御手段９に対して出力する。制御手段９は受け取ったエンコーダ信号により、Ｘ軸移動手段１５により移動される面取り加工手段６の位置、Ｚ軸移動手段１７により移動される面取り加工手段６の高さ位置、及び角度変更手段２１により変更される第１のスピンドル６１に対する第２のスピンドル７２の傾き角度を把握して、例えば、ツルーイング砥石７０によって凹み６３ａに円弧形状部６３ｃ及び直線テーパ部６３ｂが形成されるように各構成要素の位置制御等が行われる。

上記制御手段９による制御が行われつつ、回転する面取り砥石６３の外側面が回転するツルーイング砥石７０の先端に当接することで、外側面全周の凹み６３ａの整形が行われる。
上記のようなツルーイング砥石７０による面取り砥石６３の凹み６３ａの整形や形成が行われることで、ツルーイング砥石７０も磨耗していく。ここで、本発明に係るウェーハの面取り加工装置１Ａにおいては、磨耗したツルーイング砥石７０の上記角度を角度変更手段２１で変更することで、面取り砥石６３の外側面に所望の略Ｕ字状の凹み６３ａを形成可能となる。したがって、ツルーイング砥石７０の時間の掛かるドレッシングや交換が不要となるため、上記作業のために面取り加工装置１Ａを停止させる必要が無い。したがって、ウェーハＷの面取り加工の生産性が下がるという事態を生じさせない。

本発明に係るウェーハの面取り加工装置１Ａは、第１のスピンドル６１に対する第２のスピンドル７２の傾き角度を変更する角度変更手段２１を備えることで、第１のスピンドル６１に対して第２のスピンドル７２をＸ軸方向とＺ軸方向とに直交するＹ軸方向側に所定の角度傾けることがより容易になる。

本発明に係るウェーハの面取り加工装置１Ａは、面取り砥石６３の凹み６３ａの形状を測定する凹み形状測定センサ１６と、面取りがなされたウェーハＷのエッジＷｄの断面の凸み形状を記憶する凸み形状記憶部９１と、Ｚ軸方向に面取り加工手段６とツルーイング手段７とを相対的に移動させるＺ軸移動手段１７と、凸み形状記憶部９１が記憶したウェーハＷの凸み形状に対し、凹み形状測定センサ１６が測定した面取り砥石６３の凹み６３ａの形状が合体するように、凹み６３ａ形成時に角度変更手段２１とＸ軸移動手段１５とＺ軸移動手段１７とを制御する制御手段９と、を備えることで、ツルーイング砥石７０が磨耗した場合等においても凹み６３ａの形状を常に所望の形状にすることが可能となる。

本発明に係るウェーハの面取り加工装置は上述の実施形態１、２に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、添付図面に図示されているウェーハの面取り加工装置１、１Ａの各構成要素の外形や大きさ等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。

例えば、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すウェーハの面取り加工装置１Ａの筐体１０内に、ツルーイング砥石７０の直径を測定する直径測定手段（光センサ等）を配設する。また、制御手段９に該直径測定手段が測定した直径から図３（Ｂ）に示す角度変更手段２１の適切な角度を算出する算出手段を含むものとする。そして、角度変更手段２１による第１のスピンドル６１に対する第２のスピンドル７２の傾き角度の変更を、該算出手段により算出された角度に基づいて行うものとしてもよい。

Ｗ：ウェーハＷｄ：ウェーハのエッジ
１：面取り加工装置１０：筐体
１５：Ｘ軸移動手段１５９：ベース１５０：水平ボールネジ１５１：一対のガイドレール１５２：モータ１５３：可動板
１７：Ｚ軸移動手段１７９：一対の支持板１７０：鉛直ボールネジ１７１：ガイドレール１７２：モータ１７３：可動部材
１８０：ブラケット１８１：載置棚
３０：保持手段３００：吸引路３０ａ：保持面３３：ロータリージョイント
３９：吸引源３５：モータ
３４：ウェーハ固定手段３４１：ピストンロッド
６：面取り加工手段６１：第１のスピンドル６３：面取り砥石６２：ハウジング６４：モータ
６３：面取り砥石６３ａ：面取り砥石の凹み
７：ツルーイング手段７０：ツルーイング砥石７２：第２のスピンドル７３：ツルーイングモータ７４：支持手段
２０：テーパシム
１Ａ：面取り加工装置７４：支持手段７５：変形部材
２１：角度変更手段２１１：下側テーパシム２１１ａ：ガイド溝２１３：可動部材２１４：モータ２１５：上側テーパシム
１６：凹み形状測定センサ
９：制御手段９１：凸み形状記憶部

Claims

ウェーハを保持するウェーハ径より小さい直径の保持面を有し該保持面の中心を軸に回転自在な保持手段と、該保持手段が保持したウェーハのエッジに回転自在な面取り砥石の外側面の凹みを接触させ該エッジを面取り加工する面取り加工手段と、を備えたウェーハの面取り加工装置であって、
該面取り砥石の外側面に凹みを形成させるツルーイング手段と、該面取り加工手段と該ツルーイング手段とを該保持面に平行なＸ軸方向に相対的に移動させるＸ軸移動手段とを備え、
該面取り加工手段は、ウェーハの厚みより厚い円板状の該面取り砥石と、該面取り砥石を先端に装着し回転させ該保持面に垂直なＺ軸方向に延在する第１のスピンドルと、を備え、
該ツルーイング手段は、該面取り砥石より厚みが薄い又は外周先端が尖った円板状のツルーイング砥石と、該第１のスピンドルに平行に延在する第２のスピンドルと、を備え、
該第１のスピンドルに対して該第２のスピンドルを該Ｘ軸方向と該Ｚ軸方向とに直交するＹ軸方向側に所定の角度傾け、該Ｘ軸移動手段で該面取り砥石と該ツルーイング砥石とを相対的に接近する方向に移動させ、該面取り砥石の外側面に該凹みを形成する、ウェーハの面取り加工装置。
前記第１のスピンドルに対する前記第２のスピンドルの傾き角度を変更する角度変更手段を備える、請求項１記載のウェーハの面取り加工装置。
前記面取り砥石の前記凹みの形状を測定する凹み形状測定センサと、面取りがなされたウェーハのエッジの断面の凸み形状を記憶する凸み形状記憶部と、前記Ｚ軸方向に前記面取り加工手段と前記ツルーイング手段とを相対的に移動させるＺ軸移動手段と、
該凸み形状記憶部が記憶した凸み形状に対し、該凹み形状測定センサが測定した凹みの形状が合体するように、該凹み形成時に前記角度変更手段と前記Ｘ軸移動手段と該Ｚ軸移動手段とを制御する制御手段と、を備えた請求項２記載のウェーハの面取り加工装置。