JP3040968B2 - ドレッサー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ等の周縁
部に形成したノッチ部の鏡面加工を行うノッチ部の研磨
手段などをドレッシングするドレッサーに関する。

【０００２】

【本発明の技術的背景】従来、ウエハの周縁部には、オ
リエンテーションフラットや略Ｖ字形や略円弧状のノッ
チ部を形成することが行われており、特に近年では、ウ
エハの大口径化に伴い歩留の向上等を目的に広範に採用
されている。

【０００３】図５の（Ａ）に示すように、前記Ｖ字形ノ
ッチ部１０ａが形成されたウエハ１０は、エッジのチッ
ピング防止やエピタキシャル成長時のクラウン防止等の
ために、エッジの上下両隅に面取り部１０ｂ及び１０ｃ
が形成されている。この面取りした際のエッジの加工歪
み層の残留を除去するために、ドラム状の鏡面加工手段
を前記面取り部１０ｂ及び１０ｃに当接させて鏡面加工
を行う鏡面加工装置が提案されている（例えば、特開平
１ー２７４９５８号公報等）。

【０００４】一方、前記ノッチ部１０ａが形成されたウ
エハ１０は、このノッチ部１０ａの寸法がウエハ１０の
外周長に比較して極めて小さいため、前記ドラム状の鏡
面加工手段を用いてノッチ部１０ａの鏡面加工を行うに
は困難を伴っていた。そこで、ノッチ部を効率良く鏡面
加工し、しかも歩留を向上できるノッチ部鏡面加工装置
や研磨手段をドレッシングするためのドレッサーの開発
が切望されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ノッチ部の
鏡面加工作業を行う研磨手段のドレッサーを提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のドレッサーは、
回転可能なリング状のマウントの外周に形成した溝に研
磨手段をドレッシングするダイヤモンド粒を設けてな
り、ドレッサーの回転により研磨手段をドレッシングす
る。

【０００７】

【実施例】図１には、本発明ノッチ部の鏡面加工装置の
正面を示している。図１において、１はモータ、２はモ
ータ１に連結されたプーリ、３は伝達ベルト、４は伝達
ベルト３と連結したプーリで、該プーリ４は主軸台５を
貫通して保持されたスピンドル６に連結されている。該
スピンドル６の他端には、後述するノッチ部表面を回転
しながら鏡面加工する円盤状鏡面加工手段である研磨デ
ィスク８が同心的に固定されている。９ａ及び９ｂは主
軸台５上に設けた金属性のモータ固定板で、該モータ固
定板９ａ上に前記モータ１が固定されている。該モータ
固定板９ａと９ｂとの間及び前記主軸台５と固定板９ｂ
との間には、モータ１の回転振動が主軸台５に伝達され
るのを防止するために、振動吸収体９ｃ及び９ｄを、例
えば防振ゴムを介在させている。

【０００８】１０はノッチ１０ａが形成された半導体ウ
エハ（図５）で、該ウエハ１０は、ブラケット１１に後
述するように回動可能に設けられたウエハチャックテー
ブル１２上に前記研磨ディスク８と交差、特に直交する
ように配置される。該ウエハチャックテーブル１２の上
面には、ウエハ１０をチャックするバキュームチャック
手段１２ｂが形成されている。

【０００９】１３は主軸台取付架台であって、スライド
手段１４を介して基台１５に載置されている。さらに前
記基台１５には前記ブラケット１１が固定されている。

【００１０】前記主軸台取付架台１３の下面には、紙面
垂直方向にスライドするスライドテーブル１４ａが固定
されており、該スライドテーブル１４ａは、スライドレ
ールを構成するスライドベッド１４ｂに載っている。更
に前記スライド手段１４は、リニアモーションベアリン
グ１４ｃを備え、摩擦抵抗を小さくしてスムーズに直線
運動を行うようになされている。

【００１１】１６は、前記基台１５に固定されたブラケ
ット１７に回転可能に取り付けられた滑車であって、該
滑車１６にはワイヤー１８が掛けられており、該ワイヤ
ー１８の一端にウェイト１９が吊設され、前記ワイヤー
１８の他端は前記主軸台取付架台１３の上面に設けた突
起（図示せず）に縛られている。前記ウェイト１９とワ
イヤー１８による引張荷重によって、前記主軸台５は紙
面前方に前記スライド手段１４によって移動し、その結
果、前記スピンドル６に固定された研磨ディスク８がウ
エハ１０のノッチ部に所定の押圧力で当接するようにな
されている。２０は鏡面加工時に前記研磨ディスク８が
回転してスラリーが飛散するのを防止するスラリー飛散
防止カバーである。

【００１２】次に、前記研磨ディスク８について説明す
る。図１及び図２に示すように、研磨ディスク８は、研
磨布保持リング７ａを備え、該研磨布保持リング７ａの
周囲を囲むように研磨布７が取り付けられている。さら
に、研磨布７及び研磨布保持リング７ａを両側から挟む
ように円盤状挟持部材８ａ及び８ｂを研磨布保持リング
７ａにねじ８ｃ等で固定する。

【００１３】あるいは、前記研磨ディスク８は、リング
状をなした厚手の研磨布７を保持するリング７ａの外周
に装着し、その後円盤状挟持部材８ａ及び８ｂによりネ
ジ８ｃを介して挟持した構成としても良い。この厚手の
研磨布を用いる場合には、研磨布７は、積層をなした複
数枚の研磨布から成るものであっても良い。

【００１４】前記円盤状挟持部材８ａ、８ｂ及び研磨布
保持リング７ａは、スピンドル取り付けフランジ２１に
穴付ボルト２２にて固定され、前記スピンドル６の端部
は前記スピンドル取り付けフランジ２１に中心軸が一致
するように連結されている。

【００１５】前記研磨布保持リング７ａ及び円盤状挟持
部材８ａ、８ｂは、ステンレスで形成し、また研磨布７
として、半導体ウエハの表面の鏡面加工に通常用いる研
磨布を使用する。例えば、高品質の不織布基材に樹脂処
理を施した研磨布、ポリウレタン樹脂からなる研磨布を
用いのが好適である。また、研磨ディスクの他の構成と
して、前記保持リング７ａの周縁部に研磨布７を両面接
着テープにて貼付しても良い。

【００１６】ところで、半導体ウエハ１０の周縁部は、
図５の（Ａ）に示すように、その両隅が所定角度θで面
取り１０ｂ及び１０ｃされている。通常ノッチ部１０ａ
の両隅も図５の（Ｂ）、図５の（Ｃ）及び図５の（Ｄ）
に示すように、所定角度θ、例えば１１度、２２度等の
角度で面取りしてノッチ面取り部及びが形成されて
いる。そのため、本発明ウエハノッチ部の鏡面加工装置
において、前記ウエハチャックテーブル１２を所定角度
上下に回動させて半導体ウエハ１０を所定角度傾斜さ
せ、前記面取り部及びも鏡面加工できるように構成
されている。

【００１７】以下、前記ウエハ１０を傾斜させるための
前記ウエハチャックテーブル１２の傾斜機構を図３及び
図４に基づいて説明する。図３及び図４において、前記
ウエハチャックテーブル１２を支持するブラケット１
１、１１側のウエハチャックテーブル両端部において、
回動の支点となるピン２３、２３の頭部２３ａ、２３ａ
にウエハチャックテーブル１２が固定されている。

【００１８】一方、前記ウエハチャックテーブル１２の
下面には、その中心にバキュームチューブ２５が接続さ
れた回動板２４が固定されており、該回動板２４の両側
にＬ字状連結部材２６、２６がボルト等で固着されてい
る。

【００１９】さらに、前記ブラケット１１には前記ピン
２３、２３の中心２３ｂを中心とする円弧状スリット２
７が形成されており、該円弧状スリット２７を通して締
め付け手段２８、例えば六角ボルトが前記Ｌ字状部材２
６と螺合するするように設けられている。そして、前記
回動板２４を前記ピン２３を支点として回転させるに
は、前記六角ボルト２８を手動で緩めて前記円弧状スリ
ット２７に沿って六角ボルト２８をスライドさせる。

【００２０】そして、前記回動板２４を水平位置に保持
するために、前記六角ボルト２８の締め付け位置を前記
スリット２７の中央に位置するように設定する。このよ
うにすれば、六角ボルト２８を前記スリット２７の中央
から上方又は下方にスライドさせると、前記回動板２４
と連動して前記バキュームチャックテーブル１２は前記
ピン２３を支点として上下に傾き、その結果、半導体ウ
エハ１０も上下に所定角度傾くことになる。

【００２１】この際、半導体ウエハ１０が所定角度傾い
ても、ノッチ部１０ａ（図５）の鏡面加工箇所が常に前
記研磨ディスク８の回転中心８ｃに向かって当接するよ
うに前記ピン２３の回転中心２３ｂの位置を設定する。
このようにすると、図４に示すように、前記スライド手
段１４（図１）により前記研磨ディスク８の回転中心８
ｃは、前記ピン２３の回転中心２３ｂに向けて移動する
ように構成されているので、研磨布７の弾性作用により
研磨布７が沈み込んだ際でも、これに応じて研磨ディス
ク８が移動するので、研磨布７に対して常にその法線方
向からノッチ部の鏡面加工箇所が押圧されることにな
り、均一な鏡面加工面が得られる。また、前記面取り部
、及び非面取り部の鏡面加工を行う際、鏡面加工
箇所に変更があっても、変更の度にノッチ部１０ａまた
は前記研磨ディスク８の上下方向の位置補正を行わなく
て済み、容易に鏡面加工を行うことができる。

【００２２】このように半導体ウエハ１０の傾きを調節
することによって、そのノッチ面取り部、の鏡面加
工を容易に行うことが可能となる。

【００２３】ここで、前記ノッチ面取り部及びの鏡
面加工を行う際の半導体ウエハ１０の傾斜角度の一例に
ついて説明する。前記上下両隅が２２度の角度で面取り
された半導体ウエハのノッチ面取り部及びを鏡面加
工する場合、研磨布７の弾性作用を考慮し、半導体ウエ
ハ１０の加工傾斜角度が約４５度になるように前記六角
ボルト２８を上下にスライドさせて固定し、非ノッチ面
取り部を鏡面加工する際は、前記六角ボルト２８を前
記スリット２７の中央位置で固定する。

【００２４】前記半導体ウエハ１０の加工傾斜角度は前
記角度にこだわることなく、研磨布７の固さに応じて水
平〜７９度の間でウエハの加工傾斜角度を調節すれば良
い。図４に示すスリット２７では、最大４５度の加工傾
斜角度までにしか調節できないが、加工傾斜角度を増す
場合は、前記ブラケット１１の面積を広げて前記スリッ
ト２７を延長して形成すれば良い。

【００２５】特に、固い研磨布を用いる場合は、前記ス
リット２７を延長して加工傾斜角度を約７９度にするの
が好適であった。また、鏡面加工角度の調節を連続して
行うために、前記六角ボルト２８をスライドさせるアク
チュエータを設けて、鏡面加工角度を徐々に変化させて
も良いし、それぞれの鏡面加工箇所、、で停止さ
せて鏡面加工しても良い。

【００２６】次に、前記研磨ディスク８の回転速度は、
一例として前記ウェイト１９（図１）の重さを４５０ｇ
として５２８ｒｐｍを採用したが、加工時間、ウェイト
１９の荷重に応じて変更する。ウェイト１９の重さ、す
なわち押付力の大きさは、加工条件によって相違する
が、通常はウエハチャックテーブル１２によるウエハ１
０の保持力とのバランスや研磨布の強度、硬さを考慮し
て設定する。

【００２７】また、前記研磨ディスク８の回転方向は、
前記、では、図５の（Ｄ）に示すように反時計方向
に、では、時計方向に回転させるのが好適である。

【００２８】以下、前記構成を備えるノッチ部鏡面加工
装置によってウエハ１０のノッチ部１０ａの鏡面加工方
法を説明する。前記面取りされたノッチ部１０ａを備え
たウエハ１０を前記ウエハチャックテーブル１２上に、
バキュームチャック手段１２ｂにて水平に吸着、保持さ
せた後、スラリーの供給を開始する。次に前記研磨ディ
スク８の回転を開始し、所定回転速度に達したら、前記
主軸台取り付け架台１３をスライドさせて研磨布７をノ
ッチ部１０ａに当接する。この状態でノッチ部１０ａの
前記非面取り部の鏡面加工を行う。

【００２９】この非面取り部の鏡面加工後、前記研磨
ディスク８の回転を止めて、前記六角ボルト２８を操作
して、前記回動台２４を所定角度上向き又は下向きに傾
斜させて再び研磨ディスク８を回転させ、前記ノッチ面
取り部または（図５）の鏡面加工を行う。かくし
て、ノッチ部表面全体の鏡面加工を行うことにより、ノ
ッチ部表面全体が均等に鏡面研磨されることになる。

【００３０】次に、他の実施例を図６、図７及び図８に
基づいて説明する。この実施例は、前記実施例１におい
て、前記スライド手段１４で移動される主軸台取付架台
１３上に設けられた研磨ディスク８及び駆動手段を別の
構成に変更したものである。以下、鏡面加工手段として
帯状の鏡面加工手段を用いた例について説明する。図
６、図７の（Ａ）及び図８において、３０は研磨ベルト
であって、該研磨ベルト３０は、駆動プーリ３１と従動
プーリ３２とに掛けられ、適切な張りがかかるようにな
っている。

【００３１】前記駆動プーリ３１の伝動軸３３は、前記
実施例１におけるスピンドル６に連結されて回転し、従
動プーリ３２及び伝動軸３４と協同して前記研磨ベルト
３０を上方または下方に移動させる。そして前記駆動プ
ーリ３１と従動プーリ３２によって、前記スライド手段
１４（図１）によってスライドする方向と直交する方向
に前記研磨ベルト３０を走らせるようになっている。

【００３２】前記研磨ベルト３０は、図７の（Ａ）に拡
大して示すように、半導体ウエハ１０のノッチ形状に対
応した形状をなしており、ロデール社製のＳｕｂａ４０
０やポリウレタン樹脂等の材質により形成されている。
また、ウエハ１０は前記駆動プーリ３１と従動プーリ３
２とのほぼ中央で研磨ベルト３０に当接するように置か
れる。そして、前記実施例１と同様のウエハチャックテ
ーブル１２に保持され、さらにウエハ１０を上下に傾斜
するために、実施例１のウエハ傾斜手段をそのまま採用
することができる。

【００３３】前記ウエハ１０と前記研磨ベルト３０が当
接する際、研磨ベルト３０がウエハ１０と離間する方向
に逃げてしまうのを防止するために、図８に示すよう
に、ベルト押さえ部材３５をノッチ部の鏡面加工部分と
接離するようにバネ等の付勢手段により前後に移動し、
また、研磨ベルト３０と連動して回転できるように設け
られている。

【００３４】前記ベルト押さえ部材３５の一例を、図８
の（Ａ）のＡーＡ’断面図として図８の（Ｂ）に示して
いる。該ベルト押さえ部材３５の外周の厚さ方向のほぼ
中間に、研磨ベルト３０が遊嵌できるベルト押さえ溝３
６が形成されており、研磨ベルト３０に連動して回転す
る。このようなベルト押さえ部材３５で研磨ベルト３０
をウエハ１０のノッチ部に押し付けることにより、押し
付ける力をウエハ１０の中心に向けることが可能とな
り、前記実施例１と同様の効果を奏することができる。

【００３５】次に、前記研磨ベルト３０及び研磨ベルト
押え部材３５に代えて、図７の（Ｂ）に示すように帯状
の研磨テープを用いて実施することもできる。図７の
（Ｂ）において、３０ａは帯状の研磨テープ、３５ａは
円形の研磨テープ押え部材である。前記研磨テープ押え
部材３５ａは、その外周の厚さ方向のほぼ中間部にウエ
ハのノッチ形状に対応させた凸形状のテープ押え部３６
ａが外周に形成されており、前記帯状の研磨テープ３０
ａに連動して回転させる。このような研磨テープ押え部
材３５ａで帯状の研磨テープ３０ａをウエハ１０のノッ
チ部に押し付けることにより、ノッチ部に研磨テープ３
０ａが当接するので、やはり前記実施例１と同様の効果
を奏することができる。

【００３６】次に、前記研磨ディスク、研磨ベルトは、
その使用前においてノッチ形状に対応した形状に成形を
行う必要があり、また長時間使用した後にはドレッシン
グ（形直し）を行う必要がある。

【００３７】以下、成形又はドレッシング手段を備えた
本発明実施例について、図９〜図１０に基づいて説明す
る。図９には、前記研磨ディスク８の研磨布７を成形又
はドレッシングするためのダイヤモンド工具としてダイ
ヤモンド回転ドレッサー４０を使用した加工装置の例を
示している。図９において、回転ドレッサー４０として
外周に所定形状になるように緻密にダイヤモンド４０ａ
を付着したドレッサーを使用する。図１０の（Ａ）に示
すように、回転ドレッサー４０は、ダイヤモンド粒を溝
の表面に燒結メタルボンドで保持して形成したものや、
ダイヤモンド４０ａを溝の表面に電着法にて形成したも
のを使用する。

【００３８】前記回転ドレッサー４０において、ダイヤ
モンド４０ａはマウント４１の外周に形成した前記溝の
表面に設けられるが、図１０の（Ｂ）及び（Ｃ）に示す
ように、ダイヤモンドが保持される溝４２の形状とし
て、ウエハ形状（ウエハＶノッチ又はＵノッチ）に対応
する形状が望ましく、例として溝４２を形成する対向す
る一対の傾斜部の交差角度βを９０度又は１１０度に形
成するのが好適である。前記一対の傾斜部の交差角度β
は、前記角度にこだわることなく、研磨布７の硬さに応
じて７０度〜１３０度の間で適宜対応できる角度であれ
ば良い。前記２種類の回転ドレッサーを用意しておけ
ば、前記ウエハノッチ部にフィットした形状に研磨布７
をドレッシングすることができる。

【００３９】このように構成した回転ドレッサー４０を
ドレッサー回転軸４３に同軸に固定し、コ字状軸受４４
にて軸支する。前記ドレッサー回転軸４３は、モータ４
６を載置するモータ取り付け台４５と一体に形成された
Ｌ字状連結部材４７の一方の側板４７ａを貫通するモー
タ回転軸４６ａにカップリング４８を介して結合されて
おり、前記モータ４６の回転により前記回転ドレッサー
４０が回転するようになされている。

【００４０】前記Ｌ字状連結部材４７の他方の側板４７
ｂの前面には、前記コ字状軸受４４が固定されている。
さらに、前記他方の側板４７ｂの裏面には、ガイド突起
（図示せず）が形成されており、前記回転ドレッサー４
０を上下させるリニアガイドを構成する。

【００４１】さらに、図９において、５０は前記主軸台
５の上部又は紙面後方９０度までの所定位置に固定され
たハウジングであって、該ハウジング５０の内面には前
記ガイド突起をガイドするリニアガイド溝４９、４９が
形成されている。前記ハウジング５０の上部には空気又
は油圧シリンダ５１が取り付けられており、該シリンダ
５１と前記コ字状軸受４４はロッド５２にて連結されて
いる。そして、前記シリンダ５１を作動させることによ
って、前記Ｌ字状連結部材４７が前記リニアガイド溝４
９、４９に沿って上下動し、これに伴って前記回転ドレ
ッサー４０、モータ４６も同時に上下動する。前記上下
動による回転ドレッサー４０の下降量は、図示しない棒
マイクロメータ等で調整できるようにしても良い。

【００４２】前記Ｌ字状連結部材４７が前記リニアガイ
ド溝４９、４９をスライドして降下すると、前記回転ド
レッサー４０の溝部４２（図１０）に前記研磨ディスク
８の研磨布７が嵌り込んで所定圧で当接する。この状態
で前記モータ４６にて回転ドレッサー４０を回転させな
がら研磨布７のドレッシングを行う。

【００４３】前記のように主軸台５に回転ドレッサー４
０を連動させたから、前記研磨ディスク８でウエハノッ
チ部の鏡面加工を行いながら、同時に前記回転ドレッサ
ー４０にて研磨布７のドレッシングを行うことができ
る。ドレッシングの必要がない時は、前記シリンダ５１
を作動させて回転ドレッサー４０上昇させ、研磨布７と
回転ドレッサー４０を離しておけば良い。

【００４４】前記したように回転ドレッサー４０が上下
動するように前記主軸台５にハウジング５０を連結しな
くても、加工装置の他の部材例えばモータ１等の邪魔に
ならない主軸台上の位置であれば、前記主軸台５の任意
の周囲位置にハウジング５０を固定して実施することが
できる。このように、主軸台５の頂部から９０度の周方
向位置内にハウジング５０を取り付けると、主軸台２の
頂部にハウジング５０を取り付けて回転ドレッサー４０
を上下動させる以外に、任意の周方向から回転ドレッサ
ー４０を研磨布７に当接させてドレッシングを行うこと
ができる。

【００４５】以上、前記各実施例は、ウエハを傾けてノ
ッチ面取り部の鏡面加工を行うものであるが、ウエハを
傾ける代わりに、研磨ディスクや研磨ベルトをノッチ面
取り部に当接するように移動させて実施することも可能
である。またウェイト１９を固定の重さとすることな
く、複数の分割されたウェイトを積み重ねて取り付け、
必要に応じて加除することによりウェイトの重さを変え
て、研磨布のノッチへの押圧力を調整する。また、前記
ウェイトを含む荷重手段に代えて、流体シリンダーで前
記主軸台取付架台１３を付勢しても良い。

【００４６】

【発明の効果】本発明ノッチ部鏡面加工装置によれば、
研磨ディスクの回転中心に向けてノッチ部の鏡面加工箇
所を押圧当接させることができ、さらに、前記加工傾斜
角度、円盤状鏡面加工手段の回転速度、回転方向、荷重
手段の荷重を任意に調節することができるため、容易に
ノッチ部の鏡面加工が可能な、しかも歩留を向上させた
ノッチ部鏡面加工装置を提供できる。

【００４７】また、研磨ベルト、研磨テープの採用によ
り加工装置の機構が簡単になるとともに、ウエハの種類
に応じて、鏡面加工手段を研磨ディスクにするか研磨ベ
ルトにするか、その交換も容易に行うことが可能なウエ
ハノッチ部の鏡面加工装置を提供することができる。さ
らに、回転ドレッサーを付属させることにより、鏡面加
工中又は鏡面加工を停止させて任意時に研磨布のドレッ
シングを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ノッチ部鏡面加工装置の要部正面図であ
る。

【図２】本発明実施例におけるウエハチャックテーブル
及びノッチ部鏡面加工手段の要部平面図である。

【図３】本発明実施例におけるウエハ傾斜機構の要部正
面図である。

【図４】本発明実施例におけるウエハ傾斜機構の要部側
面図である。

【図５】ウエハノッチ部及びウエハノッチ部を鏡面加工
する際の説明図である。

【図６】本発明の他の実施例の要部正面図である。

【図７】本発明の他の実施例に使用する研磨ベルト、研
磨テープを示す図である。

【図８】研磨ベルト押さえ部材の説明図である。

【図９】回転ドレッサーを付属させた本発明の他の実施
例の要部正面図である。

【図１０】本発明に使用する回転ドレッサーの説明図で
ある。

【符号の説明】

５・・主軸台 ６・・スピンドル ７・・研磨布 ８・
・研磨ディスク １０・・ウエハ １２・・ウエハチャックテーブル １
４・・スライド手段 ２４・・ウエハを傾斜させる回動板 ２７・・スリット
３０・・研磨ベルト ３０ａ 研磨テープ ３５・・研磨ベルト押さえ部材 ３５ａ・・研磨テープ押え部材 ４０・・回転ドレッサ
ー

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 53/047 B24B 53/00 H01L 21/304 622 B24B 9/00 601

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能なリング状のマウントの外周に
   形成され、その交差角度が研磨手段の硬さに応じて７０
   度乃至１３０度である一対の傾斜部から成る溝を備え、 前記溝の表面に、研磨手段をドレッシングするダイヤモ
   ンド粒を付着してなることを特徴とするドレッサー。