JPH07171749A

JPH07171749A - ウェーハ外周部の研磨装置

Info

Publication number: JPH07171749A
Application number: JP34491993A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Hasegawa; 文彦長谷川; Tatsuo Otani; 辰夫大谷; Yasuyoshi Kuroda; 泰嘉黒田; Koichiro Ichikawa; 浩一郎市川; Yasuo Inada; 安雄稲田
Original assignee: Fujikoshi Machinery Corp; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Fujikoshi Machinery Corp; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 1995-07-11

Abstract

(57)【要約】【目的】良好な研磨を安定して行える、ウェーハ外周
部の研磨装置を提供することを目的とする。【構成】テープの繰出し用リールと、テープの巻取り
用リールと、この両リールが内部に着脱可能に設置され
る回転ドラムと、回転ドラムおよび巻取り用リールを回
転させるモータとを備え、両リールは、当該両リールの
軸が前記回転ドラムの回転軸と平行になるように、当該
ドラム回転軸に直交する一の平面内に並設され、さら
に、回転ドラムの外周部には、両リールが並設されてい
るのと同一平面内より、当該ドラム回転軸に平行する方
向に延びるテープ用スリットが形成され、このテープ用
スリットの利用により、両リールに巻き掛けられるテー
プの途中部分が、回転ドラムの外周面にその円周方向に
沿ってほぼ一回り巻回されるように構成され、一方、ウ
ェーハ保持機構は、ウェーハの主面がドラム回転軸に直
交するよう配設することによって、そのウェーハの外周
部をテープに圧接させ得るように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハ外周部の研磨
装置に関するもので、さらに詳しくは、ウェーハ外周の
面取り部を研磨するための研磨装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】シリコン単結晶ウェーハあるいは化合物
半導体ウェーハなど（以下ウェーハと言う）において
は、その外周部を研削加工することによって、面取り部
を形成することが行われている。このようにウェーハに
面取り部を形成した場合には、ハンドリング時あるいは
位置合わせ時において、その面取り部からの割れや欠け
は防止することができるものの、微粉の発生は防止でき
ない。そのため、この微粉に起因して半導体デバイスの
製造の歩留りおよび信頼性の低下を招く危険性がある。
そこで、従来、ウェーハの面取り後に、その面取り部を
研磨することが行われている。

【０００３】ところで、この研磨にあっては、回転する
研磨バフをウェーハの面取り部へ押し付けることによっ
て研磨を行っており、その際に、アルカリ液中にコロイ
ダルシリカ等を分散させた研磨剤（遊離砥粒）を研磨部
に供給している。

【０００４】ところが、研磨剤を研磨部に供給する場
合、研磨部以外（例えばウェーハの表面および裏面）に
も研磨剤がかかってしまい、アルカリの蝕刻作用によっ
て、該部分に傷が付いてしまう。この傷は、研磨剤を洗
浄するための洗浄工程では取り去ることができない。そ
れでも、ウェーハの表面の傷は、その後に行われる鏡面
研磨によって取り除かれるので問題ないが、ウェーハの
裏面に残された傷は、製品としてそのまま残り、これが
新たな微粉の発生源となり、これによって半導体デバイ
ス製造時の歩留りや、半導体デバイスの特性が劣化して
しまうなどの不都合が生じる。

【０００５】そこで、近年、研磨剤を用いずに研磨する
研磨装置として、固定砥粒を担持させたテープを用い
て、ウェーハの面取り部を研磨する装置が考えられてい
る。この装置では、アルカリを含む研磨剤を用いないた
め、ウェーハ裏面の傷の問題は生じない。しかし、固定
砥粒を担持させたテープでは、遊離砥粒研磨とは異なり
砥粒が加工作用面にて入れ替わることがないので、テー
プの同一面を繰り返し使うと、固定砥粒のすり減りや目
詰りを生じてしまう。したがって、面取り部を効率的に
研磨するためには、次々にテープの新面を面取り部に当
ててゆく必要がある。そのために、固定砥粒を担持させ
たテープを用いる研磨装置では、繰出し用リールによっ
てテープの新面を繰り出し、この繰り出した新面によっ
て研磨を行い、使用済み部分を順次に巻取り用リールに
よって巻き取るなどの工夫がなされている。

【０００６】図６には、この研磨装置の概略が示されて
いる。この研磨装置１０は、ウェーハＷを保持するウェ
ーハ保持手段１１と、テープ１４を繰り出す繰出し用リ
ール１２と、テープ１４の使用済み部分を巻き取る巻取
り用リール１３とを備えている。この装置１０では、繰
出し用リール１２によってテープ１４を繰り出し、この
繰り出したテープ１４の新面によって研磨を行い、使用
済み部分を順次に巻取り用リール１３によって巻き取る
ようになっており、この研磨中、テープ１４自体を幅方
向に小さく揺動させるとともに、ウェーハ保持手段１１
に保持されたウェーハＷを回転させて、ウェーハＷの面
取り部とテープ間に相対速度を与えている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この研
磨装置においては下記のような問題があった。

【０００８】テープ１４によって研磨を行う場合、テー
プ１４の新面繰出し速度と、研磨部における面取り部と
テープ１４間の相対速度とが、良好な研磨を行う上での
重要な要素となる。前記研磨装置１０では、テープ１４
の巻取り速度は任意に変えられ、したがって、テープ１
４の新面繰出し速度が変えられはするものの、テープ１
４の幅方向の利用は、テープ幅方向振動によるため、全
面の有効利用が困難であるとともに、相対速度を得るた
めにウェーハＷを高速で回転させると、その回転軸に対
するウェーハＷの偏心に起因する振動の発生が懸念され
る一方、オリフラ部角部の過剰研磨が行われるおそれが
ある。

【０００９】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、良好な研磨を安定して行える、ウェーハ外周部の研
磨装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の研磨装置は、ウ
ェーハ保持機構によって保持されたウェーハの外周部
を、表面に固定砥粒が担持されたテープによって研磨す
るための研磨装置であって、前記テープが巻回保持され
当該テープを繰り出しする繰出し用リールと、この繰出
し用リールから繰り出される前記テープを巻き取る巻取
り用リールと、この両リールが内部に着脱可能に設置さ
れる回転ドラムと、前記回転ドラムを回転させる第１の
モータと、前記巻取り用リールを回転させる第２のモー
タとを備え、前記両リールは、当該両リールの軸が前記
回転ドラムの回転軸（ドラム回転軸）と平行になるよう
に、当該ドラム回転軸に直交する一の平面内に並設さ
れ、さらに、前記回転ドラムの外周部には、前記両リー
ルが並設されているのと同一平面内より、当該ドラム回
転軸に平行する方向に延びるテープ用スリットが形成さ
れ、このテープ用スリットの利用により、前記両リール
に巻き掛けられる前記テープの途中部分が、前記回転ド
ラムの外周面にその円周方向に沿ってほぼ一回り巻回さ
れるように構成され、一方、前記ウェーハ保持機構は、
前記ウェーハの主面が前記ドラム回転軸に直交するよう
配設することによって、そのウェーハの外周部を前記テ
ープに圧接させ得るように構成されている。また、前記
研磨装置において、前記回転ドラムの外周面にその円周
方向に沿ってゴム帯を付設し、このゴム帯部分に前記テ
ープが巻回されるようにするとともに、前記ウェーハに
対して前記回転ドラムを前記ドラム回転軸の軸方向に、
少なくともテープ幅の分だけ相対的に移動させる移動手
段を設けるものである。

【００１１】

【作用】上記した手段によって、回転ドラムに巻き掛け
られたテープは、回転ドラムの回転によって、ウェーハ
の外周部に対し相対的に移動され、回転ドラムが一回り
する間は、テープの新面が次々に繰り出されたと同様に
なる。また、その間、回転ドラムをドラム回転軸の軸方
向にウェーハに対して相対的に移動させるようにすれ
ば、回転ドラムに一回り分として巻回されたテープの全
幅が、ウェーハの外周部を研磨するためのテープの新面
として利用されることになる。また、回転ドラムの回転
によって、十分に、面取り部とテープ間の相対速度が得
られるので、良好な研磨が安定して行えることになる。

【００１２】また、繰出し用リールと巻取り用リールと
が、ドラム回転軸に直交する一の面内に設けられている
ため、それらリールの取付け・取外しが簡単に行えるこ
とになる。

【００１３】

【実施例】以下、図面に基づいて、本発明の実施例に係
る研磨装置について説明する。

【００１４】図１には実施例の研磨装置の外観斜視図が
示されている。この研磨装置１は、回転ドラム２と、こ
の回転ドラム２内に設置される繰出し用リール３および
巻取り用リール４と、回転ドラム２を回転駆動するモー
タ（第１のモータ）５と、巻取り用リール４を回転駆動
するモータ（第２のモータ）６とを備えている。そし
て、繰出し用リール３から繰り出されるテープ７は、回
転ドラム２の外周面にその円周方向に沿ってほぼ一回り
巻回された後、巻取り用リール４で巻き取られるように
なっている。なお、回転ドラム２の外周面にはその円周
方向に沿ってゴム帯９が焼き付けられている。このゴム
帯９は、テープ７へウェーハＷを圧接させる際にクッシ
ョンとして機能し、ウェーハＷとテープ７の接触面積を
大きくする働きをする。また、図示はしないが、この研
磨装置１は、回転ドラム２をテープ幅の分だけ上下動さ
せるための昇降装置（移動手段）を有している。

【００１５】ここで、テープ７について説明すれば、図
４に示すように、このテープ７は、例えば、テープ基材
７０の上に接着剤７１を介して固定砥粒７２を接着した
ものであり、固定砥粒７２の形成面が外側になるように
繰出し用リール３に巻回される。なお、このテープ７と
しては、図示はしないが、テープ基材の上に固定砥粒を
混ぜた塗料を塗布した型のものを用いることもできる。

【００１６】次に、図１〜図３に示す回転ドラム２につ
いて説明すれば、この回転ドラム２は、片側に底板２０
ａが付いた筒体２０と、この筒体２０の開口を閉塞する
蓋体２１とによって構成されている。このうち筒体２０
の底板２０ａは、モータ５の駆動軸（ドラム回転軸）５
ａに取り付けられている。また、この筒体２０の下側に
は、他のモータ６が付設され、このモータ６の駆動軸６
ａは、筒体２０の底板２０ａを貫通し、筒体２０の内側
に延びている。そして、この駆動軸６ａに、巻取り用リ
ール４がセットできるようになっている。また、筒体２
０の底板２０ａには、軸２４が立設され、この軸２４
に、繰出し用リール３がセットできるようになってい
る。

【００１７】また、筒体２０の外周部には、その上端ま
で達するテープ用スリット２５が形成されている。そし
て、このテープ用スリット２５からテープ７が導出・導
入できるようになっている。また、筒体２０の内部に
は、テンションローラ２６および押え用ローラ２７が付
設されている。そして、このテンションローラ２６ある
いは押え用ローラ２７の回転数をカウントすることによ
って、テープ７の送り量が制御できるようになってい
る。

【００１８】一方、図１および図３で示すウェーハ保持
機構８について説明すれば、このウェーハ保持機構８
は、ウェーハＷを真空吸着する吸着盤８０と、この吸着
盤８０に支持されたウェーハＷを回転させるモータ（図
示せず）と、これら吸着盤８０およびモータを支持する
ステージ８１を動作させるエアシリンダ８２とを備えて
いる。これら吸着盤８０、モータ、ステージ８１および
エアシリンダ８２は平面形状が「Ｔ」字状に形成された
フレーム８３に取り付けられている。このフレーム８３
の中央には、ステージ８１が、回転ドラム２に対して接
近・離反する方向に摺動可能に取り付けられている。ま
た、フレーム８３の「Ｔ」字の両翼先端部は起立してお
り、その起立部の一方が軸受け８４に、他方がモータ８
５に連結されている。なお、軸受け８４とモータ８５の
軸８６は、ほぼ、ウェーハＷの面取り部とテープ７の接
点に接する接線上に存在する。このようなウェーハ保持
機構８によれば、ウェーハ外周部をテープ７に確実に所
定の圧力で押し付けることができる。

【００１９】次に、本実施例の研磨装置１の使用方法を
説明する。

【００２０】まず、筒体２０から蓋体２１を外してお
き、筒体２０に、テープ７が巻回された繰出し用リール
３と空の巻取り用リール４をセットする。そして、繰出
し用リール３に巻回されているテープ７の先を筒体２０
のテープ用スリット２５から引き出し、回転ドラム２に
ほぼ一回り巻回した後に、筒体２０のテープ用スリット
２５を通して巻取り用リール４に取り付ける。次いで、
筒体２０に蓋体２１を取り付け、モータ６を駆動させて
テープ７の弛みを取る。また、ウェーハ外周部の研磨を
開始するにあたっては、図示しない昇降装置によって、
予め、回転ドラム２の位置を、（例えば）テープ７の上
端部がウェーハ外周部に圧接されるように、最下降位置
にしておく。

【００２１】一方、ウェーハ保持機構８の吸着盤８０に
はウェーハＷをほぼ同心状に吸着させ、エアシリンダ８
２によって、ウェーハＷの面取り部を、回転ドラム２の
外周面に巻かれたテープ７に接触させる。この接触にあ
たっては、エアシリンダ８２のエア圧力を調節すること
によって、接触圧を自由に制御できることになる。エア
シリンダ８２の代わりに、油圧シリンダを用いた場合も
同様の効果を得ることができる。なお、この接触にあた
っては、モータ５の駆動により回転ドラム２を、また図
示しないモータの駆動によりウェーハＷを回転させてお
くことが好ましい。

【００２２】このようにしてテープ７に面取り部を接触
させて研磨を行う。この場合、図３に示すようにモータ
８５によって軸８６を中心にウェーハＷを傾動させると
ともに、ウェーハＷの面取り部の研磨部分をそのウェー
ハＷの円周方向へ移動させるため、ウェーハＷを回転さ
せておく。

【００２３】そして、ウェーハＷの外周部の研磨加工を
開始するとともに、図示しない昇降装置によって、回転
ドラム２を上昇させて、テープ７の研磨部をテープ７の
幅方向に移行させ、テープ７の幅方向の新しい部分でも
ってウェーハＷの外周部の研磨を行う。図５の斜線部分
のある単位の幅が１枚のウェーハＷの外周部の研磨に必
要とされるテープ幅である。このようにして、テープ７
の同一面で複数枚のウェーハＷを研磨すれば、テープ７
の幅方向を有効に利用することができる。そして、テー
プ７の幅方向全体を使い切ったら、再び、回転ドラム２
自体を昇降装置により降下させ、かつモータ６を駆動さ
せて、テープ７を一回り分移動させて新面を出す。その
後は、上記と同様にして研磨を行う。

【００２４】このように構成された研磨装置１によれ
ば、研磨加工中に回転ドラム２がウェーハＷに対し、軸
方向に移動するので、テープ７の全長および全幅に亘っ
て新面が次々に繰り出されたと同様になるとともに、回
転ドラム２の回転によって、十分に、面取り部とテープ
間の相対速度が得られることになる。したがって、良好
な研磨が安定して行えることになる。

【００２５】また、繰出し用リール３と巻取り用リール
４とが、ドラム回転軸に直交する一の面内に設けられて
いるため、それらリール３，４の取付け・取外しが簡単
に行えることになる。

【００２６】以上、本発明者がなした実施例について説
明したが、本発明は、かかる実施例に限定されず、その
要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能であ
ることは言うまでもない。

【００２７】例えば、前記実施例では、モータ８５によ
りウェーハＷ側を回転ドラム２の周面に対して傾けるよ
うにしたが、回転ドラム２をウェーハＷ側の接触部で傾
けるようにしても良い。

【００２８】また、前記実施例では、テープ７の幅方向
を有効利用するために、回転ドラム２を上下動させるた
めの昇降装置を設けたが、それの代わりに、ウェーハ保
持機構８を昇降させる昇降装置を設けるようにしても良
い。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、回転ドラムに巻き掛け
られたテープは、回転ドラムの回転によって、ウェーハ
の外周部に対し相対的に移動され、回転ドラムが一回り
する間は、テープの新面が次々に繰り出されたと同様に
なる。また、その間、回転ドラムをドラム回転軸の軸方
向にウェーハに対して相対的に移動させるようにすれ
ば、回転ドラムに一回り分として巻回されたテープの全
幅が、ウェーハの外周部を研磨するためのテープの新面
として利用されることになる。また、回転ドラムの回転
によって、十分に、面取り部とテープ間の相対速度が得
られるので、良好な研磨が安定して行えることになる。
また、繰出し用リールと巻取り用リールとが、ドラム回
転軸に直交する一の面内に設けられているため、それら
リールの取付け・取外しが簡単に行えることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る研磨装置の構成部分を説
明する斜視図である。

【図２】本発明の実施例に係る研磨装置の回転ドラムの
蓋体を取り除いた状態の平面図である。

【図３】本発明の実施例に係る研磨装置の構成を説明す
るための縦断面図である。

【図４】本発明の実施例に係るテープの概略構成図であ
る。

【図５】本発明の実施例に係るテープの使用方法の一例
を示す図である。

【図６】従来の研磨装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１研磨装置２回転ドラム３繰出し用リール４巻取り用リール５，６モータ７テープＷウェーハ

フロントページの続き (72)発明者大谷辰夫福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地信越半導体株式会社半導体白河研究所内 (72)発明者黒田泰嘉福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地信越半導体株式会社半導体白河研究所内 (72)発明者市川浩一郎長野県長野市松代町清野1650番地不二越機械工業株式会社内 (72)発明者稲田安雄長野県長野市松代町清野1650番地不二越機械工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェーハ保持機構によって保持されたウ
ェーハの外周部を、表面に固定砥粒が担持されたテープ
によって研磨するための研磨装置であって、前記テープ
が巻回保持され当該テープを繰り出しする繰出し用リー
ルと、この繰出し用リールから繰り出される前記テープ
を巻き取る巻取り用リールと、この両リールが内部に着
脱可能に設置される回転ドラムと、前記回転ドラムを回
転させる第１のモータと、前記巻取り用リールを回転さ
せる第２のモータとを備え、前記両リールは、当該両リ
ールの軸が前記回転ドラムの回転軸（ドラム回転軸）と
平行になるように、当該ドラム回転軸に直交する一の平
面内に並設され、さらに、前記回転ドラムの外周部に
は、前記両リールが並設されているのと同一平面内よ
り、当該ドラム回転軸に平行する方向に延びるテープ用
スリットが形成され、このテープ用スリットの利用によ
り、前記両リールに巻き掛けられる前記テープの途中部
分が、前記回転ドラムの外周面にその円周方向に沿って
ほぼ一回り巻回されるように構成され、一方、前記ウェ
ーハ保持機構は、前記ウェーハの主面が前記ドラム回転
軸に直交するよう配設することによって、そのウェーハ
の外周部を前記テープに圧接させ得るように構成されて
いることを特徴とする、ウェーハ外周部の研磨装置。
【請求項２】前記回転ドラムの外周面にはその円周方
向に沿ってゴム帯が付設され、このゴム帯部分に前記テ
ープが巻回されるようになっているとともに、前記ウェ
ーハに対して前記回転ドラムを前記ドラム回転軸の軸方
向に、少なくともテープ幅の分だけ相対的に移動させる
移動手段が設けられていることを特徴とする請求項１記
載のウェーハ外周部の研磨装置。