JPH02292164A - 半導体ウエーハの面取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野コ 本発明は半導体ウェーハのエッジ部を回転砥石で研削し
て面取りを行う半導体ウエー八の面取り装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の半導体ウェーハの面取り装置は、砥石の外周面
に第４図または第５図に示すような略Ｖ字状または略Ｕ
字状の断面形状の溝２ａ，２ｂが形成されており、砥石
を回転させながら矢印方向へ移動させることにより、半
導体ウェーハ１０（７１エッジ部の面取りが行われる。

第５図に示す■〜■はこの移動の順番を示す。両断面と
も、底部に半径Ｒ．，　Ｒ．の円弧Ａ＋Ｂ＋，＾Ｊｓを
有し、開口端Ｅ１、Ｅ＊とこの円弧の一端Ｂ＋、８ｍと
が直線で結ばれた形状となっている。例えば、半導体ウ
ェーハ１０の厚さ０．６〜０．７−に対し、円弧の半径
Ｒ１、Ｒ，は０．２５ｇ＋ｍ、溝の奥行きＤ＋、Ｄｔは
ｌ■鵡、溝の開口幅１．、ｆ，はそれぞれ１．１６ｍｍ
、６■霞、側面の傾斜角θは２２°である。

この面取りの際、研削能力を維持するために、陰極ブロ
ックをこの溝に接近させ、導電性砥石を陽極とし、両極
間に電解液を流しながら直流電圧を印加することにより
、砥石の電解ドレッシングが可能である。

［発明が解決しようとする諜題］ しかし、電解ドレッシングは砥石の溝の面に沿って均一
に行われず、第４、５図中の一点鎖線で示す如く、溝の
底側部での電解ドレッシングが著しくなり、面取り形状
が一点鎖線で示す如く変形する。この場合、例えば半導
体ウェーハｌＯの鏡面にホトレジストを披着すると、こ
の段状部で盛り上がり、面取りの傾斜が小さい場合には
マスクの接近が妨げられる。あるいはかかる段状部が形
成されなくても、半導体ウェーハの面取り部の形状が不
揃いとなる。したがって、このような変形前に砥石を取
り換える必要がある。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、砥石の溝の形状を
長期間にわたって初期の形状に保持することができる半
導体ウェーハの而取り装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本発明に係る半導体ウエー
八の而取り装置では、円周面を有するコアと、該コアの
該円周面に固着され、外周面に回転対象な面取り用溝が
形成されたリング状導電性砥石と、該コアをその中心線
の回りに回転させる手段と、該溝に向かい合う表面の形
状が該溝の表面と略同一形状であり、該溝に接近して挿
入される陰極ブロックと、該溝と該陰極ブロックとの向
かい合う表面間に電解液を流す手段と、該砥石と該陰極
ブロックとの間に直流電圧を印加する手段とを有し、該
溝の表面の断面形状は、底側部又は底部に０．４ａ―以
上の曲率半径の曲線部を有しこの曲線郎が滑らかに側郎
に接続したものとなっている。

この溝のさらに具体的な断面形状は、例えば、第２図に
示すような略Ｖ字状又は第３図に示すような略Ｕ字状で
ある。

陰極ブロックの材料としては、成型が容易でありかつ電
解液に対し耐薬品性があるもの、特にグラフγイトが好
ましい。

［作用］ このような断面形状゛の溝を有する砥石では、陰極ブロ
ックの先端側部又は先端部の断面形状がなだらかとなり
、電解電流の集中が緩和される結果、砥石の底側部又は
底部の電解作用が特に大きくなることがなく、長期間に
わたって好ましい初期の断面形状を維持することができ
る。

研削作業及び電解ドレッシングの繰り返しによって、砥
石刃先が消耗するため、陰極ブロックの形状微修正が必
要となるが、グラファイトで陰極ブロックを形成した場
合には、グラファイトの加工容易性によりこの微修正が
良好に行われる。

［実施例〕 以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。

（１）第ｌ実施例 第Ｉ図は半導体ウェーハの面取り装置の概略構成を示す
。

クランプ装置１２は一対のクランプディスク１２ａ％　
＋２ｂを備えており、半導体ウェーハ１０は、下方の回
転自在なクランプディスク１２ａ上に同心にａ置された
後、上昇されてランプディスク＋２ｂに押し付けられ、
クランプディスクｌ２ｂが回転駆動されて一体的に回転
される。

一方、コアディスクＩ４の上下両面には、サイドディス
ク１６、＋８が同心に固着されている。

サイドディスクｌ６、ｌ８の半径は同一であり、コアデ
ィスク１４の半径よりも大きく、コアディスク１４の周
而部にはリング状の溝が形成されている。この溝に、リ
ング状の面取り用砥石２０が固着されている。この砥石
２０の結合剤は導電性であり、鋳鉄ボンド又は鋳鉄ファ
イバーボンドが好ましい。また、砥石２０の砥粒は例え
ば１２．０００の高番手砥粒である。砥石２０の外周面
には、回転対称なリング状の溝２０ａが形成されている
。

この溝２０ａの表面は、コアディスク１４の中心線に垂
直な対称面を有しており、その対称図形の一方側は、第
２図に示す如く、底部に半径Ｒ，の円弧ＡＩＢ＋を有し
、この円弧Ａ．Ｂ．と側部の略直線Ｅ．Ｃ，とを曲線Ｂ
．Ｃ．が滑らかに接続している。また、開口部には半径
Ｒ４の円弧Ｅ，Ｆ＋を有している。

半導体ウエー八の面取りは、曲線Ｂ．Ｃ．部と円弧＾Ｉ
Ｂ１部で加工されるので、開口部の半径Ｒ４は、本発明
と直接的には無関係であるが、電解ドレッシングのとき
にこの開口部で集中的な電解除去が行われないようにす
るために、Ｒ，＞Ｒ，、好ましくはＲ．＝　１．５〜２
．ＳＲ．とする。

略直線Ｃ＋Ｅ＋の傾斜角θ及び奥行きＤ，は第４図に示
すものと同一である。

第！図において、コアディスク１４、サイドディスク！
６及びｌ８は、ロークリシャフト２２の一端部に同心に
固着され、このロークリシャフト２２は不図示のモータ
により回転される。

砥石２０の研削能力を持続させるために、研削中におい
て、電解ドレッシングが行われる。

すなわら、溝２０ａに対向して陰極ブロック２４が配置
されている。この陰極ブロック２４の表面形状はＷｉｔ
　２　０　ａの表面形状と略同一である。隘極ブロック
２４は、カーボン又はグラファイトのような導電性かつ
成形容易な材料で、砥石２０のｔｔｌ　２　０　ａに押
付成形される。陰極ブロック２４は絶縁性の陰極ブロッ
クホルダ２６に嵌合保持され、陰極ブロックホルダ２６
は逆Ｌ字状のアーム２８の一端に固着され、アーム２８
の他端は接離機構３０、昇降機構３２を介して固定台３
４の一端郎に取り付けられている。接離機構３０，昇降
機構３２には、それぞれこれらを操作するためのマイク
ロメータヘッド３０ａ，３２ａが取り付けられており、
マイクロメータヘッド３０ａ，３２ａを回転させると、
陰極ブロック２４は第ｌ図左右方向、Ｌ下方向へと移動
される。

陰極ブロック２４は配線を介して直流パルス電源３６の
マイナス端子に接続されている。一方、固定された絶縁
性の支持棒３８の下端に陽極ブロック４０が取り付けら
れ、この陽極ブロック４０が導電性のサイドディスクｌ
６に接触している。陽極ブロック４０は直流パルス電源
３６のプラス端子に接続されている。したがって、陰極
ブロック２４と砥石２０との間隙にパルス電界が形成さ
れる。

陰極ブロック２４と陰極ブロックホルダ２６には複数本
の孔４１が穿設され、これらが共通に供給管４２に連通
されており、電解液が供給管４２に供給されて陰極ブロ
ック２４と砥石２０との間隙に流される。この電界液は
、導電性（抵抗率２ＸＩＯ１４０ｃｓ程度）を存する水
溶性研削液、例えば市販されているノリタケクールＡＦ
Ｇ−１１（ノリタケ株式会社製）あるいは、水溶性ケミ
カルソリューション　ジジンソンＪＣ−７０７（ノョン
ソン株式会社製）などを２０〜５０倍に希釈したもので
あり、冷却液としての機能も果たす。

一方、砥石２０に対し、陰極ブロック２４と直径方向反
対側にノズル４４が配置されており、接触するシリコン
ウェーハ１０と砥石２０とにこのノズル４４から研削液
が噴射される。この検索液は前記電界液と同一の液を用
いることができる．上記構成において、砥石２０と陰極
ブロック２４との間隔を０．１〜σ．７ａｍに調整し、
ロータリシャフト２２を例えば１２００〜１５００ｒａ
ｐ羨で回転させながらロークリシャフト２２と固定台３
４とを一体的に第１図左方へ移動させる．そして、第２
図に示す如《シリコンウェーハＩＯを砥石２０の溝２ｏ
ａに接触させてそのエッジを研削し、ロータリシャフト
２２の左方向への移動を停止させて、シリコンウェーハ
１０を例えば５０ｓｅｃ／ｒｅｖ．で回転させることに
より、シリコンウェーハ１０の全周の面取りを行う。

（２）試験例 上記装置を用い、第４図に示す断面形状の砥石及び第２
図に示す断面形状の砥石２０を用いて面取りを行ったと
ころ、前者の砥石ではシリコンウェーハ！０を５０枚程
度面取りすると第４図一点鎖線で示す如く溝の底部が段
状となったが、後者の砥石２０では５０枚面取りしても
溝２０ａの段面影状には変化が認められず、３００枚程
度で前者の５０枚のときと同程度の段郎が形成された。

ただし、溝の形状を決定する寸法は、厚さ（１．６ｍ園
、直径１２５ｍｍのシリコンウェーハに対し、第２、４
図において、 Ｒ＋＝　０．５ｍｍ　　　　Ｒｓ＝　０．５ｍｍ　　　
Ｒ４＝　１．０ｍｍＤ＋＝　　１．０ｓｍ　　　　　　
　　Ｄｓ＝　　１．３＊＊　　　　　　Ｌ＝　　１．１
６１１θ＝２２゜　　　　　　　　　　　　であった。

なお、Ｒ．を０．４ｍｓにして同様の試験を行っても本
発明の効果が得られた。

（３）第２実施例 第３図は、第５図に対応した第２実施例の砥石の溝２０
ｂの断面形状を示す。他の点は第１実施例と同一である
。この溝２０ｂの形状は、底面が開口端面に平行な直線
であり、側部が、底部の半径Ｒ，の円弧＾ｔＬとを有し
、この円弧Ａｌｔと側部の略直線ＥｔＦｔとを曲線Ｂ＊
Ｃ＊が滑らかに接続し、開口部には半径Ｒ．の円弧Ｅｔ
Ｆｔを有する形状である。半径Ｒｓ−　Ｒ＊、曲線＾Ｊ
＊ＣｔＥ＊Ｆｍの形状、略直ＩＣ，Ｅ，の傾斜角θ及び
溝の奥行きＤ４は第５図に示すものと同一である。半径
Ｒ．は上記同様に、好ましくは半径Ｒ，の１．５〜２．
５倍である。

このｉｌｌｌ２０ｂの作用効果は第２図に示す溝２０ａ
の作用効果と同一であるのでその説明を省略する。

〔発明の効果〕

本発明に係る半導体ウェーハの面取り装置では、回転砥
石の外周面の断面形状が、底側部又は底部に曲率半径０
．４一以上の曲線部を存しこの曲線部が滑らかに側郎に
接続したものとなっているので、底側部又は底部の電解
作用が特に太き《なることがなく、長期間にわたって好
ましい初期の断面形状を維持することができるという優
れた効果を奏し、砥石の交換を頻繁に行う必要がなくな
り作業効串の向上及び半導体ウェーハの製造コスト低減
に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は半導体ウエー八の面取り装置の概略構成図、 第２図は第１図に示す溝２０ｍの拡大断面図である。 第３図は第２実施例の砥石の溝の形状を示す断面図であ
る。 第４図及び第５図はそれぞれ第２図及び第３図に対応し
た従来の砥石の溝の形状を示す断面図である。 ０：シリコンウェーハ ２・クランプ装置 ４：コアディスク ６、ｌ８：サイドディスク Ｏ：砥石 ２：ロータリシャフト ４：陰極ブロック ６：陰極ブロックホルダ ８：アーム ６：直流パルス電源 ０；陽極ブロック ２：７１！解液供給管 ４：研削嫂用ノズル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、円周面を有するコア（１４）と、 該コア（１４）の該円周面に固着され、外周面に回転対
   象な面取り用溝（２０ａ、２０ｂ）が形成されたリング
   状導電性砥石（２０）と、 該コア（１４）をその中心線の回りに回転させる手段と
   、 該溝（２０ａ、２０ｂ）に向かい合う表面の形状が該溝
   の表面と略同一形状であり、該溝に接近して挿入される
   陰極ブロック（２４）と、 該溝（２０ａ、２０ｂ）と該陰極ブロック（２４）との
   向かい合う表面間に電解液を流す手段と、 該砥石（２０）と該陰極ブロック（２４）との間に直流
   電圧を印加する手段とを有し、 該溝（２０ａ、２０ｂ）の表面の断面形状は、底側部又
   は底部に０．４ｍｍ以上の曲率半径（Ｒ＿３、Ｒ＿５）
   の曲線部（Ａ＿１Ｂ＿１、Ａ＿２Ｂ＿２）を有しこの曲
   線部が滑らかに側部に接続していることを特徴とする半
   導体ウェーハの面取り装置。 ２）、前記溝の断面形状は略Ｖ字状であることを特徴と
   する請求項１記載の装置。 ３）、前記溝の断面形状は略Ｕ字状であることを特徴と
   する請求項１記載の装置。 ４）、前記陰極ブロック（２４）はグラファイト又はカ
   ーボンで形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の装置。