JPH05345266A

JPH05345266A - 研削方法及び研削装置用の刃

Info

Publication number: JPH05345266A
Application number: JP15531392A
Authority: JP
Inventors: Koichi Okada; 耕一岡田; Toshifumi Hashiguchi; 敏文橋口
Original assignee: Kyushu Fujitsu Electronics Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Kyushu Fujitsu Electronics Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-06-15
Filing date: 1992-06-15
Publication date: 1993-12-27

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体ウェーハの研削方法及び半導体ウェー
ハの研削装置用の刃に関し、砥石の交換時に稼働率を低
下させない半導体ウェーハの研削方法及び半導体ウェー
ハの研削装置用の刃を提供する。【構成】試料４７はテーブル４６に載置されＣ₂方向
に搬送される。駆動手段３３はブレード３０を回転駆動
し、ブレード３０には第１のチップ３２ａが試料４７に
当接するようテーブル４６に対向し所定距離離間して設
けられている。またブレード３０には、搬送方向Ｃ₂に
対し第１のチップ３２ａよりも前方に、テーブル４６に
対して該所定距離より短い距離だけ離間して第１のチッ
プ３２ａよりも微細な研削の可能な第２のチップ３２ｂ
が設けられている。試料４７は第１のチップ３２ａによ
り研削された後、第２のチップ３２ｂにより更に研削さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は研削方法及び研削装置用
の刃に係り、特に半導体ウェーハの研削方法及び半導体
ウェーハの研削装置用の刃に関する。

【０００２】現在、半導体の製造工程において、一定の
粒径の工業用ダイアモンドをボンドメタル等で固めて構
成したチップをブレードに接着した砥石を高速で回転さ
せてＳi,ＧａＡｓ等のウェーハに対し一定の高さで当接
させて研削し、ウェーハを所定の厚さ及び表面粗さに加
工する半導体ウェーハの研削方法及び研削装置用の刃が
使用されている。

【０００３】一般に半導体ウェーハの研削装置はチップ
の粗さの異なる複数種類の砥石を有しており、ウェーハ
の研削加工はたとえば次のように行われる。まず初めに
ウェーハを粒径の粗い砥石で数百μｍ研削し、次に粒径
の比較的細かい砥石で数十μｍ研削し、最後に粒径の更
に細かい砥石で数μｍ研削し、加工する。

【０００４】しかしながら、近年、半導体装置の需要増
大に対応するために、各種半導体製造装置を効率良く稼
働させてより効率的に半導体装置を製造することが求め
られている。このような状況において、半導体ウェーハ
の研削方法及び研削装置用の刃についても高稼働率とす
ることのできるものが要望されている。

【０００５】

【従来の技術】図６は従来のウェーハの研削装置の一例
を一部透視して示す示す斜視図、図７は従来のウェーハ
の研削装置の構成の一例を示す平面図である。以下、両
図について説明する。

【０００６】キャリア・ステージ１には、ウェーハを収
納したキャリア２が載置される。反転アーム３によりウ
ェーハが吸着されてキャリア２から取り出され、裏表反
転されてオリエンテーション・フランジ（以下、オリフ
ラと称する）合わせステージ４に載置される。そして、
オリフラ合わせステージ４上で、ウェーハの中心位置と
オリフラの位置とが合わされる。

【０００７】研削装置の中心部には図中反時計回り方向
（矢印Ｃ₁方向）に低速で回転駆動される円形平板状の
ターン・テーブル（テーブル）５が配設されており、タ
ーン・テーブル５の上には、ウェーハを吸着して固定す
るよう構成されたウェーハ・テーブル６が、等間隔で配
設されている。ローデイング・アーム７は、オリフラ合
わせステージ４上のウェーハを吸着してウェーハ・テー
ブル６上に載置する。

【０００８】ターン・テーブル５の上部には、砥石（ブ
レード）９，１０，１１がターン・テーブル５に対向し
て配設されている。各砥石はターン・テーブル５に略垂
直な円筒状のスピンドル（駆動手段）１２，１３，１４
に固着され、お椀の縁状形状の各砥石の台座１５，１
６，１７の下端面には工業用ダイアモンド(Di)の粒がメ
タルボンドにより環状に固着されている。

【０００９】各砥石に配設されたDiの粒径は、（砥石９
に配設されたDiの粒径）＞（砥石１０に配設されたDiの
粒径）＞（砥石１１に配設されたDiの粒径）とされてい
る。

【００１０】これにより、各砥石はターン・テーブル５
に略平行に高速で回転駆動され、ターン・テーブル５が
１回転する間に、ウェーハは初めに砥石９で数百μｍ粗
削りされ、次に砥石１０で数十μｍ細削りされ、最後に
最も細かい砥石１１で数μｍ研削されて仕上げられ、所
定の厚さ及び表面粗さに加工される。

【００１１】加工されたウェーハ・テーブル６上のウェ
ーハは、アン・ローデイング・アーム８に吸着されて測
定ステージ１８上に載置される。測定ステージ１８上で
はウェーハの表面粗さ及び厚さが測定される。所定の値
より大きいウェーハは再度アン・ローデイング・アーム
８に吸着されてウェーハ・テーブル５上に載置され、所
定の値となるよう上記の加工が行われる。

【００１２】所定の表面粗さ及び厚さに加工されたウェ
ーハは反転アーム１９により吸着されて表裏反転され、
キャリア・ステージ２０に載置されているキャリア２１
に収納される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
の研削装置によれば、夫々独立した粗削り用、細削り
用、仕上げ用の３種類の砥石が必要であり、また砥石を
高速回転駆動するスピンドル機構も３軸必要となる。こ
のため、装置が大型で高価なものになる欠点があった。

【００１４】また、スピンドル機構が１軸でも故障した
場合、あるいは砥石が１種類でも磨耗した場合に装置全
体が稼働出来ず、稼働できるように復帰させるのに長時
間を必要とし、装置の稼働率が低下する問題があった。

【００１５】例えば、砥石を交換した場合に通常は暖気
運転を行い、砥石の研磨を行い、さらに砥石とターン・
テーブルとの面精度確認を行う。これらの作業時間とし
ては砥石１個につき約３時間を必要とし、仮に砥石３個
を交換すれば約７時間を要する。また、面精度確認を行
えない場合にはウェーハ・テーブルを研削して砥石との
平行を出すか、スピンドル軸の角度調整を行う必要が生
じる。この場合の作業時間としては１０時間以上にもお
よぶ。

【００１６】上記の点に鑑み本発明では、砥石の交換時
に稼働率が低下することのない研削方法及び研削装置用
の刃を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明では以下のとおり構成した。

【００１８】すなわち、テーブルに載置された試料を該
テーブルにより搬送し、駆動手段に着脱自在に固着され
て該駆動手段により試料の搬送方向と略平行方向に駆動
されるブレードに該テーブルに対向して該テーブルと所
定距離離間して設けられた第１のチップを搬送される該
試料に当接させて該試料を研削し、該試料の搬送方向に
対し該第１のチップよりも前方に該テーブルに対して該
所定距離よりも短い距離だけ離間して該ブレードに設け
られ、該第１のチップよりも微細な研削加工の可能な第
２のチップを、搬送される該試料に当接させて該試料を
更に研削するよう構成することにより解決される。

【００１９】

【作用】上記構成の本発明によれば、テーブルにより搬
送される試料は、初めに第１のチップに当接して第１の
チップにより研削され、更に、第１のチップよりも試料
の搬送方向前方に設けられた第１のチップよりも微細な
研削加工の可能な第２のチップにより、第１のチップと
テーブルとの離間距離と、第２のチップとテーブルとの
離間距離との差の距離だけ研削されるよう作用する。

【００２０】

【実施例】図１は本発明の第１実施例の要部の構成図で
あり、砥石の断面を示す図である。

【００２１】砥石（ブレード）３０は、平坦な環状の環
部３１ａと、図示のとおり環部３１ａの外側端部より下
方に「Ｖ」の字を反転させた断面形状に突出する環状の
アウターホイール３１ｂ、インナーホイール３１ｃと、
アウターホイール３１ｂ、インナーホイール３１ｃに夫
々固着されたチップ（第１のチップ）３２ａ、チップ
（第２のチップ）３２ｂとから構成されている。

【００２２】アウターホイール３１ｂ、インナーホイー
ル３１ｃの各突出長は、アウターホイール３１ｂの突出
長がインナーホイール３１ｃのそれよりもｄだけ小さく
構成されている。

【００２３】チップ３２ａ、３２ｂは夫々一定の粒径と
された工業用ダイアモンドがメタル・ボンドによってア
ウターホイール３１ｂ、インナーホイール３１ｃに環状
に接着される構成であり、チップ３２ａは粒径の粗いダ
イアモンドにより形成された粗研削用のチップ、チップ
３２ｂは粒径の細かいダイアモンドにより形成された仕
上げ研削用のチップである。

【００２４】チップ３２ａ、３２ｂの図中下端面はｄだ
け段差を持つよう構成されている。上記の砥石３０（以
下、複数チップ砥石３０と称する）は、図示しないモー
タによりＹ軸を回転軸として回転駆動されるスピンドル
（駆動手段）３３に、ボルト３４によって着脱自在に固
着されている。これにより、チップ３２ａ、３２ｂはＹ
軸に垂直な面を回転面として回転駆動される。

【００２５】なお、アウターホイール３１ｂ、インナー
ホイール３１ｃとスピンドル３３には連通した水路３５
が形成されており、ウェーハ（試料）の冷却洗浄用の洗
浄水が水路３５よりウェーハに注がれるよう構成されて
いる。

【００２６】図２は本発明の第１実施例の構成を示す平
面図、図３は本発明の第１実施例の動作を説明する二面
図であり、図３（Ａ）は図２中矢印III 方向からの要部
の側面図、図３（Ｂ）は要部の平面図である。

【００２７】図２において、キャリア・ステージ４１に
は、ウェーハを収納したキャリア４２が載置される。ウ
ェーハ搬送ロボット４３によりウェーハが吸着されてキ
ャリア４２から取り出され、オリフラ合わせステージ４
４に載置される。そして、オリフラ合わせステージ４４
上で、ウェーハの中心位置とオリフラの位置とが合わさ
れる。

【００２８】ウェーハ搬送ロボット４３の後方には、図
中反時計回り方向（矢印Ｃ₂方向）に低速で回転駆動さ
れる円形平板状のターン・テーブル（テーブル）４５が
配設されており、ターン・テーブル４５の上面には、ウ
ェーハを吸着して固定するよう構成されたウェーハ・テ
ーブル４６が、等間隔で３個配設されている。ウェーハ
搬送ロボット４３は、オリフラ合わせステージ４４上の
ウェーハを搬送してウェーハ・テーブル４６上に載置す
る。

【００２９】ターン・テーブル４５の上部には、前述し
た複数チップ砥石３０がターン・テーブル４５に略平行
に対向して配設されており、複数チップ砥石３０はスピ
ンドル３３によりターン・テーブル４５に略平行で矢印
Ｃ₃方向に回転駆動される。

【００３０】複数チップ砥石３０は、ウェーハ・テーブ
ル４６に吸着されたウェーハ４７がターン・テーブル４
５により搬送されると、ウェーハ４７の上面が複数チッ
プ砥石３０に当接して所定の厚さに研削されるような高
さに配設されている。

【００３１】すなわち、図３（Ａ）に示すとおり、ウェ
ーハ４７が矢印Ｃ₂方向に搬送されると、初めにウェー
ハ４７はアウターホイール３１ｂに固着された粗研削用
のチップ３２ａによりｄ₁だけ研削される。

【００３２】更にウェーハ４７が搬送され続けると、ウ
ェーハ４７は図中右側をチップ３２ａにより研削され続
けると同時に、チップ３２ａにより研削された部分をイ
ンナーホイール３１ｃに固着された仕上げ研削用のチッ
プ３２ｂによって更にｄだけ研削される。

【００３３】以上のように、所定の段差ｄと適当な間隔
で配設された異なる粗さのチップ３２ａ、３２ｂを１つ
のスピンドル３３で一体的に駆動することにより、ウェ
ーハ４７を粗研削から仕上げ研削まで研削加工し、所定
の厚さ及び表面粗さのウェーハを得ることができる。

【００３４】加工が終了したウェーハ・テーブル４６上
のウェーハは、ウェーハ搬送ロボット４３に搬送されて
測定ステージ４８上に載置される。測定ステージ４８上
ではウェーハの表面粗さ及び厚さが測定される。所定の
値より大きいウェーハは再度ウェーハ搬送ロボット４３
に搬送されてウェーハ・テーブル４６上に載置され、所
定の値となるよう上記の加工が行われる。

【００３５】所定の表面粗さ及び厚さに加工されたウェ
ーハは、ウェーハ搬送ロボット４３により搬送され、キ
ャリア・ステージ５０に載置されているキャリア５１に
収納される。

【００３６】本実施例によれば、１軸のスピンドル機構
構成した装置により研削するためターン・テーブルを小
型化でき、装置の小型化、低コスト化が容易である。ま
た、２種類の異なる粗さのチップを有する砥石を一体的
に構成しているので、砥石の交換は１個行えば良く、３
軸のスピンドル機構で夫々異なる砥石を駆動する従来の
装置による研削方法と比べて砥石の交換時の作業時間を
短縮できるため、稼働率の低下を大幅に抑えることが可
能である。

【００３７】図４は本発明の第２実施例の構成を示す平
面図である。同図中、図７と同一構成部分には同一符号
を付し、説明は省略する。

【００３８】図４に示す研削装置は、図７に示した研削
装置において、スピンドル１２，１３，１４より砥石
９、１０、１１を取り外し、各スピンドルに前記複数チ
ップ砥石３０と同一構成の複数チップ砥石（ブレード）
３６、３７、３８を夫々装着した構成である。

【００３９】本実施例では、通常、スピンドル１３，１
４は複数チップ砥石３７、３８がウェーハ（試料）２７
に当接しない高さとされ、スピンドル１３，１４は駆動
されない。そして、スピンドル１２のみが複数チップ砥
石３６がウェーハ２７に当接して研削加工可能な高さと
されており、スピンドル１２のみが駆動される。

【００４０】本実施例によれば、スピンドル１２が故障
した場合に、たとえばスピンドル１３を複数チップ砥石
３７がウェーハ２７に当接するようターン・テーブル５
に対して高さ調整し、速やかにスピンドル１３を回転駆
動して装置をほぼ連続稼働させることが可能である。ま
た、いずれかの複数チップ砥石を定期交換する場合に
も、同様にして他のスピンドルを駆動することにより稼
働停止時間を短くすることができる。

【００４１】更に本実施例によれば、従来の研削装置の
砥石を複数チップ砥石に交換することにより、新しい装
置を用意することなく上記の効果を得ることができる。

【００４２】ところで、一般に、チップの幅寸法が等し
ければ粗研削用のチップに比べて仕上げ研削用のチップ
のほうが磨耗が速く進むことが知られている。そこで、
スピンドル１２に粗研削用のチップを有する砥石を配設
し、スピンドル１３，１４には仕上げ研削用のチップを
有する砥石を配設することが考えられる。

【００４３】上記の構成において、通常はたとえばスピ
ンドル１２とスピンドル１３を駆動して装置を稼働さ
せ、スピンドル１３が駆動する砥石の仕上げ研削用のチ
ップが磨耗した場合に、スピンドル１３の駆動を停止し
てスピンドル１４を駆動するよう切り替えることによ
り、装置の稼働をほとんど停止させずにスピンドル１３
が駆動する砥石を交換することができる。

【００４４】更に、図５のように砥石（ブレード）３９
を構成することにより、アウタホイール３１ｂに配設さ
れる粗研削用のチップ３２ａと、インナホイール３１ｃ
に配設される仕上げ粗研削用のチップ（第２のチップ）
３２ｃの磨耗速度を略同一にすることが考えられる。

【００４５】すなわち、チップ３２ｃはチップ３２ａの
ダイアモンド粒の粒径よりも細かい粒径で、チップ３２
ｂのダイアモンド粒の粒径と同一粒径のダイアモンド粒
により構成され、図５において横方向の幅寸法を、チッ
プ３２ａよりも大とされている。このように、ウェーハ
との当接面積を不均一として、磨耗速度が略同一となる
よう構成している。

【００４６】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、試料はテー
ブルに搬送されて第１のチップにより研削された後に、
第１のチップよりも微細な研削加工の可能な第２のチッ
プにより更に研削されるので、粗研削から仕上げ研削ま
でを連続して研削作業を効率的に行うことができる特長
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の要部の構成図である。

【図２】本発明の第１実施例の構成を示す平面図であ
る。

【図３】本発明の第１実施例の動作を説明する二面図で
ある。

【図４】本発明の第２実施例の構成を示す平面図であ
る。

【図５】本発明の第３実施例の要部の構成図である。

【図６】従来のウェーハの研削装置の一例を一部透視し
て示す斜視図である。

【図７】従来のウェーハの研削装置の構成を示す平面図
である。

【符号の説明】

５、４５ターン・テーブル（テーブル）１２、１３、１４、３３スピンドル（駆動手段）２７、４７ウェーハ（試料）３１ブレード３２ａチップ（第１のチップ）３２ｂ、３２ｃチップ（第２のチップ）９，１０，１１，３０，３６，３７，３８，３９砥石
（ブレード）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】テーブル（５、４５）に載置された試料
（２７、４７）を該テーブル（５、４５）により搬送
し、駆動手段（１２、１３、１４、３３）に着脱自在に固着
されて該駆動手段（１２、１３、１４、３３）により該
試料（２７、４７）の搬送方向（Ｃ₁,Ｃ₂)と略平行方向
に駆動されるブレード（３０，３６，３７，３９）に該
テーブル（５、４５）に対向して該テーブル（５、４
５）と所定距離離間して設けられた第１のチップ（３２
ａ）を搬送される該試料（２７、４７）に当接させて該
試料（２７、４７）を研削し、該試料（２７、４７）の搬送方向（Ｃ₁,Ｃ₂)に対し該第
１のチップ（３２ａ）よりも前方に該テーブル（５、４
５）に対して該所定距離よりも短い距離だけ離間して該
ブレード（３０，３６，３７，３９）に設けられ、該第
１のチップ（３２ａ）よりも微細な研削加工の可能な第
２のチップ（３２ｂ、３２ｃ）を、搬送される該試料
（２７、４７）に当接させて該試料（２７、４７）を更
に研削することを特徴とする研削方法。
【請求項２】前記第２のチップ（３２ｃ）の前記搬送
方向寸法は、前記第１のチップ（３２ａ）の前記搬送方
向寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の研
削方法。
【請求項３】前記駆動手段（３３）及び前記ブレード
（３０）を夫々１だけ具備したことを特徴とする請求項
１記載の研削方法。
【請求項４】前記駆動手段（３３）及び前記ブレード
（３０）を夫々１だけ具備したことを特徴とする請求項
２記載の研削方法。
【請求項５】前記第１のチップ（３２ａ）と、前記第１のチップ（３２ａ）よりも微細な研削加工の可
能な前記第２のチップ（３２ｂ、３２ｃ）と、前記第１のチップ（３２ａ）及び前記第２のチップ（３
２ｂ、３２ｃ）を一体的に支持する前記ブレード（３
０，３６，３７，３９）とを具備したことを特徴とする
研削装置用の刃。