JP2571477B2 - ウエーハのノッチ部面取り装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエーハをその
主面に垂直な中心軸の回りに回転させながらノッチ部の
面取り加工を行うウエーハのノッチ部面取り装置に関
し、特にその面取り加工に際し、倣い機構を有する装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体ウエーハ等のウエーハ
には、ホトリソグラフィーの適用上、露光装置において
その方位を合わせ易くするために、このウエーハの外周
部の一部を直線状に研削してオリエンテーションフラッ
ト（以下、ＯＦという）が形成されている。

【０００３】ところが、このＯＦを設けるために多くの
除去部分が発生してしまい、特に直径の大きなウエーハ
では、この除去部分が相当な面積となって歩留りが著し
く低下することになる。これにより、高価な半導体ウエ
ーハを効率的に利用することができないという問題が指
摘されている。

【０００４】そこで、ウエーハを歩留りよく活用するた
めに、このウエーハの外周部に略Ｖ字状や略円弧状等の
形状を有するノッチ部を形成することが行われている。
特に、Ｖ字状のノッチ部は、位置決め精度に優れる等の
利点から広範に採用されている。この場合、ウエーハ
は、デバイス製造工程等においてライン上を何回も搬送
されるため、ウエーハの外周において、同製造工程に用
いられる装置の一部と接触し外周部位の欠けやチップが
発生してこれによりデバイスの特性劣化等を招来してし
まうため、従来からウエーハの外周部位に面取り加工が
施されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ノ
ッチ部を有するウエーハでは、従来このノッチ部の寸法
がウエーハ外周長と比較して小さいため、面取り加工を
必要としなかった。しかしながら、半導体集積回路素子
の集積度が向上するに及んでデバイス製造工程において
前記ノッチ部を硬質のピンに係合させてウエーハの位置
決めをする際に、前記ノッチ部に欠けが発生するという
問題があり、特にシャープエッジの除去加工が困難なた
め、これにより粉塵の発生が多くなるとともに、欠け等
を防止することができないという問題が無視できないよ
うになった。

【０００６】本発明は、この種の問題に鑑みなされたも
のであり、ノッチ部のシャープエッジ等に対しても容易
にかつ確実に面取り加工を施すことができ、このノッチ
部の面取り加工作業を効率的に遂行することが可能な、
しかも構成の簡単なウエーハのノッチ部面取り装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、回転する円板状砥石と、ウエーハの面
を前記砥石の面と交差するように配置させるウエーハ保
持機構と、前記ウエーハのノッチ部の被研削面を砥石の
研削面に対して連続的に位置決めして研削するために、
前記ウエーハをその主面に垂直な中心軸の回りに所定の
角度範囲で回転可能な第１駆動機構と、前記砥石とウエ
ーハとを、前記砥石の半径方向に相対的に進退移動させ
る第２駆動機構と、砥石とウエーハとを、前記ウエーハ
の板厚方向に相対的に進退移動させる第３駆動機構と、
前記ノッチ部と砥石とを相対的に案内して前記ノッチ部
の円周方向および／または板厚方向の面取り加工を行う
ための倣い機構とを備えることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記の本発明に係るウエーハのノッチ部面取り
装置では、第１乃至第３駆動機構が駆動されて砥石とウ
エーハとが、倣い機構を介して互いに近接または離間す
る方向に相対的に移動しながら、前記ウエーハが所定の
角度範囲で回転される。このため、倣い機構の案内作用
下にノッチ部の被研削面を砥石の研削面に対して連続的
にしかも正確に位置決めすることができ、このノッチ部
の円周方向および／または板厚方向の面取り加工を高精
度にかつ効率的に遂行することが可能になる。

【０００９】倣い機構においては、ウエーハのノッチ部
の面取り形状はもちろん、ノッチ部のＶ字形または円形
等の平面形状について任意の形状寸法の基準板並びに案
内面を選択できる。また、この基準板及び砥石と同一径
を有する円板はいずれも硬質の金属で精密加工ができ
る。本発明は、既にノッチ加工がなされ、その内周が面
取りされていないウエーハノッチ部の面取り加工方法、
装置を対象としているが、全くノッチ加工されていない
ウエーハを加工して面取り加工されたノッチ部を有する
ウエーハとすることもできる。

【００１０】

【実施例】本発明に係るウエーハのノッチ部面取り装置
について実施例を挙げ、添付の図面を参照して説明す
る。

【００１１】図１において、参照符号１０は、本実施例
に係るノッチ部面取り装置を示す。このノッチ部面取り
装置１０は、ウエーハ１２を所定の姿勢で保持するウエ
ーハ保持機構１４と、このウエーハ１２をその主面に垂
直な中心軸の回り（矢印θ方向）に所定の角度範囲で回
転させる第１駆動機構１５と、円板状の砥石１６を、そ
の面が前記ウエーハ１２の面と交差（実施例では、直
交）するように装着する回転駆動機構１８と、前記砥石
１６とウエーハ１２とを、前記砥石１６の半径方向（矢
印Ｘ方向）に相対的に進退移動させるために前記ウエー
ハ保持機構１４に設けられた第２駆動機構２０と、砥石
１６とウエーハ１２とを、前記ウエーハ１２の板厚方向
（矢印Ｚ方向）に相対的に進退移動させるために前記回
転駆動機構１８に設けられた第３駆動機構２２と、前記
ウエーハ１２のノッチ部２４と砥石１６とを相対的に案
内して前記ノッチ部２４の円周方向および／または板厚
方向の面取り加工を行うための倣い機構２６とを備え
る。倣い機構２６は、面取り加工されるウエーハノッチ
部を有する基準板５４と、その面取り部曲面状案内面５
５に、その外周端を当接しつつ案内される円板５６とか
らなる。

【００１２】ウエーハ保持機構１４は、基台２８を備
え、この基台２８に筒状部３０が設けられ、この筒状部
３０に回転台３２が配置されるとともに、この回転台３
２の上端面に図示しない真空ポンプに連通してウエーハ
１２を吸着するための複数の吸引穴３４が形成される。
第１駆動機構１５は、サーボモータであるパルスモータ
３６を備え、このパルスモータ３６に送りねじ３８が連
結されるとともに、この送りねじ３８が回転台３２に同
軸的に係合している。

【００１３】第２駆動機構２０は、パルスモータ４０を
備え、このパルスモータ４０の回転軸に連結された送り
ねじ４２が、ウエーハ保持機構１４に係合している。回
転駆動機構１８は、電動モータ４４を備え、この電動モ
ータ４４の回転軸４６に砥石１６が回転自在に固定され
る。この回転駆動機構１８に第３駆動機構２２を構成す
るパルスモータ４８に連結された送りねじ５０が係合す
る。

【００１４】倣い機構２６は、ウエーハ１２に対応した
略円板状を有するとともに、ノッチ部２４に対応する溝
部５２が形成された基準板５４と、砥石１６に対応した
形状を有するとともに、位置調整可能な円板５６とを備
える。この基準板５４は、ウエーハ１２の板厚方向（矢
印Ｚ方向）に沿って曲面状の案内面５５を有している
（図２参照）。基準板５４が、回転台３２に着脱自在に
設けられる一方、円板５６が、砥石１６と平行して回転
駆動機構１８に着脱自在に固定され、この基準板５４と
円板５６との形状を選択することにより、種々の形状の
異なるノッチ部２４に対応することができる。倣い機構
２６においては、上記円板５６が任意の板厚方向及び基
準板５４の任意の回転角において、常に互いにその一部
で接触を保つよう不図示のスプリングまたは錘りを用い
て例えば第２駆動機構２０の駆動方向Ｘ方向に、不図示
のガイドに沿ってウエーハ保持機構１４の基台２８を一
定方向へ圧力をかける。

【００１５】次に、このように構成されるノッチ部面取
り装置１０の動作について説明する。まず円板状のウエ
ーハ１２が、ウエーハ保持機構１４を構成する回転台３
２上に配置され、図示しない真空ポンプの作用下に吸引
穴３４を介してこの回転台３２に吸着される。ここで、
図示しない位置決め手段等を介してウエーハ１２の角度
位置が調整され、あるいは基準板５４の角度位置が調整
されて、このウエーハ１２のノッチ部２４が、この基準
板５４の溝部５２に対応して位置決めされる。そして、
ウエーハ１２のノッチ部２４と砥石１６とが、それぞれ
の面を互いに直交して所定の位置に配置された後に、第
１駆動機構１５乃至第３駆動機構２２が選択的に、ある
いは同期的に駆動制御される。

【００１６】このとき、第２駆動機構は、Ｘ方向のウエ
ーハ１２と、砥石１６との相対的位置の調整に用いられ
るが、倣い機構による本発明のノッチ面取り加工におい
ては、図示しないスプリングまたは錘り及び図示しない
ガイド機構により、基台２８をＸ方向において、常に基
準板５４のノッチ面曲面状案内面５５に、円板５６の外
周端の一部が圧接しつつ接触を保ち、矢印Ｘ方向に移動
する。第１駆動機構１５により、パルスモータ３６の作
動下に送りねじ３８を介して回転台３２が矢印θ方向に
所定の回転速度で回転され、一方、電動モータ４４の駆
動作下に回転軸４６を介して砥石１６が回転される。従
って、ウエーハ１２と回転する砥石１６とが、相対的に
近接または離間する方向に移動しながら、このウエーハ
１２が矢印θ方向に回転されて、ウエーハ１２のノッチ
部２４の角部１２ａの一部円周方向に面取り加工が施さ
れる（図２参照）。

【００１７】ノッチ部２４の角部２４ａの一部内周長さ
方向に面取り加工を行いながら、図２に示すように、砥
石１６がこの角部２４ａに沿って矢印方向に比較的低速
で移動される。すなわち、第３駆動機構２２を構成する
パルスモータ４８に駆動信号が導出されると、このパル
スモータ４８を介して送りねじ５０が所定方向に回転さ
れ、この送りねじ５０に係合している回転駆動機構１８
が、矢印Ｚ₁ 方向にゆっくりと移動する。これと同時に
倣い機構２６によって、基準板５４の曲面状案内面５５
に沿って、円板５６の外周端が当接しつつ、両者の位置
関係を調節するため、砥石１６とウエーハ１２とが相対
的に矢印Ｘ₁に移動され、この砥石１６が角部２４ａに
対応して位置決めされる。従って、上述したように、角
部２４ａの一部内周長さ方向の面取り加工が終了した後
に、この角部２４ａの他部内周長さ方向の面取り加工が
連続的に行われる。

【００１８】このようにして、砥石１６が、角部２４ａ
を所定の間隔ずつ連続的に研削加工を行うことにより、
この角部２４ａが、前記砥石１６の形状に対応する僅か
に凹面を形成するよう加工されることがなく、平面状あ
るいは板厚方向の断面が外方に若干Ｒをもった曲面形状
に好適に研削されることになる。ここで、面取り部を平
面状にするかあるいはウエーハ板厚方向の断面が外方に
Ｒのある曲面状にするかは倣い機構の設定形状を選択す
ることにより任意に設定できる。

【００１９】次に、ウエーハ１２の周面部２４ｂおよび
角部２４ｃを、同様に所定の間隔で複数回にわたって連
続的に研削加工する。ここで、ウエーハ１２の主平面に
垂直な外周側周面部２４ｂの加工中は、砥石１６が矢印
Ｚ２方向に移動される一方、角部２４ｃの加工中は、砥
石１６とウエーハ１２とが、矢印Ｘ２，Ｚ３方向に相対
移動される。これによって、ウエーハ１２の円周方向と
板厚方向との面取り加工が、連続的にかつ効率的に遂行
されるという効果が得られる。

【００２０】この場合、本実施例では、ウエーハ１２を
保持する回転台３２と回転駆動機構１８とに、倣い機構
２６を構成する基準板５４と円板５６とが設けられてい
る。従って、この基準板５４と円板５６との案内作用下
にウエーハ１２と砥石１６とを正確にかつ容易に位置決
めすることができ、簡単な構成でこのウエーハ１２の面
取り作業を効率的に遂行することが可能になるという効
果が得られる。

【００２１】特に、ウエーハ１２の面と砥石１６の面と
が直交するように配置されるとともに、倣い機構２６を
構成する基準板５４にノッチ部２４の形状に対応する溝
部５２が形成されている。このため、基準板５４の溝部
５２に円板５６を係合させるだけで、ウエーハ１２の寸
法に比べて相当に小さなノッチ部２４の被研削面を、砥
石１６の研削面に対して連続的にかつ正確に位置決めす
ることができ、このノッチ部２４の面取り加工が一挙に
簡素化し、しかも高精度に行うことができるという利点
が得られる。

【００２２】さらに、ノッチ部２４を面取りした後に
は、図３に示すように、角部Ａ乃至Ｄ（図中、二点鎖線
参照）が形成されてこの角部Ａ乃至Ｄで欠けやチップが
発生し易いが、本実施例では、基準板５４が、ウエーハ
１２の板厚方向に沿って曲面状の案内面５５を有してい
る。これによって、複雑な制御を行う必要がなく、極め
て簡単に角部Ａ乃至ＤにＲ（図中、実線参照）を設ける
ことが可能になる。

【００２３】また、本実施例では、ノッチ部２４の内周
長さ方向に面取り加工を行いながら、砥石１６をウエー
ハ１２の板厚方向（矢印Ｚ方向）に移動させて、このノ
ッチ部２４全体の面取り作業を行う場合について説明し
たが、逆に前記ノッチ部２４の板厚方向の面取りを行い
ながら、砥石１６とウエーハ１２とをこのウエーハ１２
の内周長さ方向に移動させて面取り作業を行うことがで
きる。

【００２４】すなわち、倣い機構２６と第３駆動機構２
２の駆動制御により、ウエーハ１２を矢印Ｘ方向に移動
させながら砥石１６を矢印Ｚ方向に移動させて、ノッチ
部２４の板厚方向の一部に面取り加工を行うとともに、
パルスモータ３６を比較的低速で回転駆動させてこのウ
エーハ１２をその中心軸の回り（矢印θ方向）にゆっく
りと回転させる。これにより、砥石１６は、ノッチ部２
４の板厚方向に面取りしながらこのノッチ部２４の円周
方向に連続して面取り作業を行うことが可能になる。

【００２５】図４には、この他の倣い機構２６ａが示さ
れており、ウエーハ１２の所定倍の寸法に選択された基
準板５４ａと、砥石１６の所定倍の寸法に選択された円
板５６ａとを備える。この基準板５４ａと円板５６ａと
の移動状態は、図示しない検出器を介して動作縮小器６
０に入力され、この情報に基づいて第１駆動機構１５乃
至第３駆動機構２２が駆動制御される。

【００２６】このように、ウエーハ１２の所定倍の寸法
を有する基準板５４ａを用いることにより、特に相当に
小さなノッチ部２４に対応する溝部５２ａを拡大して基
準板５４ａに形成することができ、この溝部５４ａを高
精度に設けることが可能になる。従って、拡大された基
準板５４ａと円板５６ａとを備えた倣い機構２６ａを介
してウエーハ１２と砥石１６とを一層正確に案内するこ
とができ、このウエーハ１２のノッチ部２４を高精度に
面取り加工し得るという効果がある。

【００２７】

【発明の効果】本発明に係るウエーハのノッチ部面取り
装置によれば、以下の効果が得られる。第１乃至第３駆
動機構が駆動されて砥石とウエーハとが、倣い機構の案
内作用下に互いに近接または離間する方向に相対的に移
動しながら、前記ウエーハがその中心軸の回りに所定の
角度範囲で回転されるため、ノッチ部の被研削面を砥石
の研削面に対して連続的にかつ正確に位置決めすること
ができる。このため、倣い機構を設けるという簡単な構
成で、寸法の小さなノッチ部の円周方向および／または
板厚方向の面取り加工を高精度にかつ効率的に遂行する
ことが可能になる。さらに、倣い機構を構成する基準板
に曲面状の案内面を形成することにより、ノッチ部の板
厚方向に面取り加工を施すとともに、その面取りされた
角部を滑らかに加工して欠け等の発生を阻止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るウエーハのノッチ部面取
り装置の斜視説明図である。

【図２】ノッチ部の板厚方向の面取り加工作業の説明図
である。

【図３】ノッチ部の面取り加工後の説明図である。

【図４】他の倣い機構の説明図である。

【符号の説明】

１０ ノッチ部面取り装置 １２ ウエーハ １４ ウエーハ保持機構 １５ 駆動機構 １６ 砥石 １８ 回転駆動機構 ２０，２２ 駆動機構 ２４ ノッチ部 ２６，２６ａ 倣い機構 ３２ 回転台 ３６，４０，４８ パルスモータ ５２，５２ａ 溝部 ５４，５４ａ 基準板 ５５ 曲面状案内面

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する円板状砥石と、ウエーハの面を
   前記砥石の面と交差するように配置させるウエーハ保持
   機構と、前記ウエーハのノッチ部の被研削面を砥石の研
   削面に対して連続的に位置決めして研削するために、前
   記ウエーハをその主面に垂直な中心軸の回りに所定の角
   度範囲で回転可能な第１駆動機構と、前記砥石とウエー
   ハとを、前記砥石の半径方向に相対的に進退移動させる
   第２駆動機構と、砥石とウエーハとを、前記ウエーハの
   板厚方向に相対的に進退移動させる第３駆動機構と、前
   記ノッチ部と砥石とを相対的に案内して前記ノッチ部の
   円周方向および／または板厚方向の面取り加工を行うた
   めの倣い機構とを備えることを特徴とするウエーハのノ
   ッチ部面取り装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の装置において、倣い機構
   は、少なくともウエーハのノッチ部に対応した形状を有
   する基準板と、砥石に対応した形状を有するとともに、
   位置調整可能な円板とを備えることを特徴とするウエー
   ハのノッチ部面取り装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の装置において、基準板
   は、ウエーハの板厚方向に沿って曲面状の案内面を有す
   ることを特徴とするウエーハのノッチ部面取り装置。