JPH07314304A - ウエハの鏡面加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウエハの面取部を容易に鏡面加工することの
できる簡単な構成の鏡面加工装置を得る。 【構成】 面取り加工されたウエハ1 を保持して軸線の
回りに回転させるチャックテーブル17と、軸線の回りに
回転自在且つ軸線方向に移動自在に配設された研磨ドラ
ム32と、該研磨ドラム32を直線的に移動させてチャック
テーブル17に保持されたウエハ1 の面取部に接離させる
スライド手段と、該スライド手段を付勢して上記研磨ド
ラム32とウエハ1 との間に所要の当接力を発生させるウ
エイト38とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハの周縁部
の面取部分を鏡面加工するための鏡面加工装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、シリコンウエハなどの半導体ウ
エハは、エッジのチッピング防止やエピタキシャル成長
時のクラウン防止などのために、通常その周縁部が面取
り加工される。上記面取り加工は、ダイヤモンド砥石で
研削することにより行われるが、その研削後に加工歪層
が残り易く、このような加工歪層が残っていると、デバ
イスプロセスにおいて熱処理を繰り返したときに結晶欠
陥が発生することがある。そこで、通常は、上記加工歪
層をエッチングにより除去するようにしているが、エッ
チング処理した表面は、波状あるいはうろこ状の凹凸と
なって汚れが残り易く、このような汚れが面取部に少し
でも残っていると、デバイスプロセスにおいてウエハ全
体にその汚れが拡散し、該ウエハの特性を劣化させるこ
とになる。従って、ウエハの精度向上を図るためには、
上記面取部の汚れを除去することが非常に重要であり、
特に、LSI の高集積化が進む現在では、上記汚れを除去
する必要性は大きい。而して、このようなウエハにおけ
る面取部の汚れは、該面取部を鏡面加工することによっ
て除去することができるが、従来、ウエハの面取部を鏡
面加工する装置は知られておらず、このような装置の出
現が望まれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ウエ
ハにおける面取部を容易に鏡面加工することのできる簡
単な構成の鏡面加工装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、外周部を面取り加工された円板
形のウエハを保持して該ウエハの軸線の回りに回転させ
るチャックテーブルと、円筒状をなすドラム部材の外周
面に研磨布を貼着することにより構成され、自身の軸線
の回りに回転自在且つ軸線方向に移動自在に配設された
研磨ドラムと、上記研磨ドラムとチャックテーブルに保
持されたウエハの面取部とを接離させるための直線的に
移動するスライド手段と、上記スライド手段に吊設さ
れ、上記研磨ドラムとウエハとの間に所要の当接力を発
生させるウエイトと、を備えてなるウエハの鏡面加工装
置が提供される。

【０００５】

【作用】ウエハがチャックテーブル上に供給されると、
該ウエハはチャック手段によってテーブル上に保持さ
れ、軸線の回りに回転せしめられる。そして、回転する
研磨ドラムが上記ウエハの面取部に当接して、該研磨ド
ラムにより面取部の鏡面加工が行われる。このとき、研
磨ドラムを軸線方向に移動させてウエハとの当接位置を
変えることにより、該研磨ドラムの偏摩耗が防止され
る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。第１図に示す鏡面加工装置は、ウエハ1 の
加工から供給及び取り出しまでを自動化したものであっ
て、表裏両面共に周縁部を面取り加工されたウエハ1
（第４図参照）の外周部を鏡面加工する加工部2 と、該
加工部2 に未加工ウエハを供給するローダー部3 と、加
工部2 から加工済ウエハ1 を取り出すアンローダー部4
と、これら各部2,3,4 を所定のプログラムに従って自動
制御する制御手段（図示せず）とによって構成されてい
る。

【０００７】上記加工部2 は、ウエハ1 の表面及び裏面
の面取部1a,1b （第４図参照）を鏡面加工する第１及び
第２の２つの面取部加工機構6,7 と、ウエハ1 の周側面
1c（第４図参照）を鏡面加工する周側面加工機構8 と、
上記第１及び第２の面取部加工機構6,7 間にあって第１
の面取部加工機構6 で加工されたウエハ1 を表裏反転さ
せて第２の面取部加工機構7 に供給するウエハ反転機構
9 と、第２の面取部加工機構7 と周側面加工機構8 と間
にあって第２の面取部加工機構7 からのウエハ1 を周側
面加工機構8 に供給する搬送アーム10とで構成されてお
り、それらの具体的構成は次の通りである。

【０００８】まず、互いに同一構成を有する第１及び第
２の面取部加工機構6,7 について説明すると、第２図に
おいて、機台13上に設けられた軸受部材14には、ヒンジ
15によってテーブル支持部材16が傾斜角度を調節自在に
支持され、このテーブル支持部材16上に、ウエハ1 を保
持するチャックテーブル17が傾斜する軸線の回りに回転
自在に支持されており、該チャックテーブル17の駆動軸
17a は、タイミングプーリ18及びタイミングベルトを介
してモータ等の駆動源20に連結され、例えば１〜10rpm
程度の低速度で駆動されるようになっている。そして、
該チャックテーブル17の上面には、ウエハ1 をバキュウ
ムチャックするチャック手段が設けられ、このチャック
手段が、駆動軸17a 中を貫通する吸引管21を通じて図示
しない吸引ポンプに連結されている。

【０００９】また、上記機台13上には、上記チャックテ
ーブル17に保持されたウエハ1 の面取部に研磨ドラム32
を接離させるためのスライド手段が設けられている。こ
のスライド手段は、スライドレール23に沿ってシリンダ
24により摺動されるスライドテーブル25を有しており、
このスライドテーブル25には、摺動部分にエアを介在さ
せることによって摺動抵抗を小さくしたエアスライド機
構26を介して研磨ドラム取付部材27がチャックテーブル
17の方向に移動自在に取り付けられ、該研磨ドラム取付
部材27の先端には、螺子棒28を駆動することによって該
螺子棒28に螺合されたブラケット29を案内杆30に沿って
昇降させる昇降用モーター31が取り付けられており、該
ブラケット29には、ウエハ1 の面取部1a,1b を鏡面加工
する研磨ドラム32が鉛直な軸線の回りに回転自在に支持
されると共に、該研磨ドラム32を駆動するためのドラム
駆動用モーター33が取り付けられている。上記研磨ドラ
ム32は、円筒形のドラム部材の外面に研磨布を貼着した
ものである。

【００１０】そして、加工時に上記研磨ドラム32をウエ
ハ1 の面取部1a,1b に一定の力で当接させるため、上記
スライドテーブル25には２つのプーリ35,36 が取り付け
られ、これらのプーリ35,36 に、一端を研磨ドラム取付
部材27の突起27a に係止されたロープ37が巻き掛けられ
ると共に、該ロープ37の他端にウエイト38が吊設されて
おり、これによって、上記スライドテーブル25がシリン
ダ24の作動によりチャックテーブル17の方へ前進したと
きに、それがストロークエンドに到達する直前に研磨ド
ラム32がウエハ1 に当接して、研磨ドラム取付部材27が
ウエイト38を引き上げながらスライドテーブル25に対し
て相対的に後退するように構成され、このとき研磨ドラ
ム取付部材27に作用するウエイト38の重力によって上記
当接力が発生するようになっている。この当接力の大き
さは、加工条件によって相違するが、通常は、チャック
テーブル17によるウエハ1 の保持力とのバランスや研磨
布の強度等を考慮し、適当な力に設定される。

【００１１】また、図示はしていないが、上記研磨ドラ
ム32がウエハ1 に接触する部分には、化学研磨剤の供給
ノズルが設けられ、加工時に該ノズルから化学研磨剤が
供給されるようになっている。

【００１２】次に、上記周側面加工機構8 は、第３図に
示すように、チャックテーブル47が機台13に固定のテー
ブル支持部材46によって鉛直な軸線の回りに回転するよ
うに支持されており、従ってその駆動源50が機台13に固
定され、タイミングプーリ48a,48b 及びタイミングベル
ト49によって該駆動源50とチャックテーブル47の駆動軸
47a とが連結されている以外は、上記面取部加工機構6,
7 のものと実質的に同一であるから、同一部分に面取部
加工機構6,7 のものに30を加えた符合を付してその説明
は省略する。

【００１３】ウエハ反転機構9 は、第１図に示すよう
に、チャックテーブル17上にあるウエハ1 の両側面を旋
回アーム70の先端の爪の間に挟持させ、その状態で該旋
回アーム70をモータ72で軸線の回りに180 度回転させる
ことによって該ウエハ1 を反転させ、次のチャックテー
ブル17に供給するようになっている。また、搬送アーム
10は、その先端に吸着手段75を備え、この吸着手段75で
ウエハ1 を吸着保持して搬送するものである。

【００１４】さらに、加工部2 に未加工ウエハ1 を供給
する上記ローダー部3 は、シリンダ80により順次送られ
て来るキャリヤ81から、多段状に収納されたウエハ1 を
一枚ずつ取り出し、それを位置決めガイド83に当接する
供給位置まで搬送するコンベヤ82と、先端に吸着手段を
備え、上記供給位置にあるウエハ1 を吸着して第１の面
取部加工機構6 のチャックテーブル17に供給する搬送ア
ーム84とで構成されている。

【００１５】一方、アンローダー部4 は、第１図及び第
５図に示すように、先端に設けられた吸着手段89によっ
て周側面加工機構8 のチャックテーブル47上にあるウエ
ハを取り出す搬送アーム88と、該搬送アーム88からのウ
エハ1 を受け取る受け取りコンベヤ90と、該受け取りコ
ンベヤ90からのウエハ1 を純水等の洗浄液を噴射しなが
ら洗浄ブラシ92によって洗浄する洗浄手段91と、洗浄さ
れたウエハ1 を位置決めガイド94に当接する取出位置ま
で搬送する搬出コンベヤ93と、取出位置にあるウエハ1
をキャリヤ96に順次収納する取出アーム95とで構成され
ており、上記キャリヤ96は、ウエハ1 を収納される毎に
順次下降し、該ウエハ1 を水槽97中に浸漬させて乾燥を
防止するようになっている。

【００１６】次に、上記構成を有する鏡面加工装置の作
用について説明する。搬送アーム84によってローダー部
3 からウエハ1 が第１の面取部加工機構6 のチャックテ
ーブル17上に供給されると、該ウエハ1 はチャック手段
によって該チャックテーブル17上に吸着、保持され、該
チャックテーブル17は傾斜する軸線の回りで回転を開始
する。同時に、研磨ドラム32も回転を開始する。このと
き、チャックテーブル17の傾斜角度は、ウエハ1 の面取
り角θ（第４図参照）に合わせて調整されていることは
言うまでもない。

【００１７】続いて、シリンダ24の作動によりスライド
テーブル25が前進し、第２図に鎖線で示すように研磨ド
ラム32がウエハ1 の面取部1aに当接し、該面取部1aの鏡
面加工が行われる。このとき研磨ドラム32を面取部1aに
押し付ける力は、ウエイト38によって生じる。即ち、ス
ライドテーブル25が前進してストロークエンドに到達す
る直前に上記研磨ドラム32がウエハ1 に当接し、取付部
材27がウエイト38を引き上げながらエアスライド機構26
によりスライドテーブル25に対して相対的に後退するた
め、このとき取付部材27に作用するウエイト38の重力に
応じた作用力によって研磨ドラム32が面取部1aに押し付
けられることになる。

【００１８】而してこのように、研磨ドラム32をウエハ
に押し付けるに当り、取付部材27をエアスライド機構26
によって支持させる方式は、ウエハが円形でない場合、
例えばその側面にオリエンテーションフラットが１つま
たは複数形成されている場合でも、該ウエハに倣って研
磨ドラム32を確実に当接させることができ、従って、ウ
エハの形状に拘らずその鏡面加工を可能にする。また、
上記研磨ドラム32がウエハ1 に当接する直前には、それ
らの当接部にノズルを通じて化学研磨剤が供給され、該
化学研磨剤の供給下において上記鏡面加工が行われる。

【００１９】上記鏡面加工中に、研磨ドラム32が一部分
でウエハと当接することによって偏摩耗するのを防止す
るため、モータ49によって該研磨ドラム32をゆっくりと
上下動させてもよく、あるいは、一つのウエハ1 の加工
中は該研磨ドラム32を上下方向には停止させておき、ウ
エハ1 を交換する毎に少しづつ上昇または下降させてウ
エハとの当接位置を変えるようにしてもよい。

【００２０】かくして第１の面取部加工機構6 による一
方の面取部1aの鏡面加工が終ると、ウエハ1 は、ウエハ
反転機構9 により表裏反転されて第２の面取部加工機構
7 のチャックテーブル17上に供給され、この第２の面取
部加工機構7 によって上記第１の面取部加工機構6 の場
合と同様にして面取部1bが鏡面加工される。次に、２つ
の面取部1a,1b が鏡面加工されたウヘハ1 は、搬送アー
ム10によって周側面加工機構8 におけるチャックテーブ
ル47上に供給され、上記面取部加工機構6,7 の場合と同
様にしてその周側面1cが鏡面加工される。

【００２１】そして、２つの面取部1a,1b 及び周側面1c
の鏡面加工が終了したウエハ1 は、アンローダー部4 に
おける搬送アーム88によって受け取りコンベヤ90上に載
置され、その搬送途中で純水等の洗浄液を噴射されなが
ら洗浄ブラシ92によって洗浄されたあと、搬出コンベヤ
93に受け渡されて位置決めガイド94に当接する取出位置
まで送られ、取出アーム95により取り出されてキャリヤ
96に収納され、該キャリヤ96の下降によって水槽97中に
浸漬される。

【００２２】なお、上記説明では、１枚のウエハの鏡面
加工が終了するまでの工程を述べたが、各加工部には次
々に新しいウエハが供給され、それらが各加工部におい
て一斉に所定の鏡面加工を施されるものであることは言
うまでもない。

【００２３】

【発明の効果】このように、本発明によれば、ウエハの
面取部を研磨ドラムで簡単且つ確実に鏡面研磨すること
ができ、しかも、これらの研磨ドラムとウエハの面取部
とをスライド手段による直線的な移動によって接離自在
とすると共に、それらをウエイトの付勢力により所要の
力で当接させるようにしたので、上記研磨ドラムとウエ
ハの面取部とを、それらの相対角度を変えることなく、
常に一定の当接力で平行に当接させることができ、この
ため、面取部全面を確実且つ均一に鏡面研磨することが
可能となり、ウエハとの相対角度や当接力が変化するこ
とによる研磨むらを確実に防止して、高精度の研磨を行
うことができる。従って、例えば、径の異なるウエハを
鏡面研磨する場合や、ウエハが位置ずれした状態でチャ
ックテーブルに保持されている場合、外周の一部に直線
部（オリエンテーションフラット）を有するウエハを研
磨する場合等において、ウエハと研磨ドラムとの相対的
な位置関係が変化した場合であっても、研磨ドラムを一
定の当接力で面取部に平行に当接させることが可能とな
って、むらのない研磨を行うことができる。しかも、上
記研磨ドラムとウエハとを、ウエイトの付勢力で相互に
当接させるようにしたことにより、その当接力をウエイ
トの増減によって簡単に調節することができるばかりで
なく、付勢手段としてばねを使用する場合のような、ば
ね力の劣化に伴う付勢力の低下や、伸縮長さの変化によ
る当接力の変化、シリンダを使用する場合のような過加
圧によるウエハの破損、といった不都合を確実になくす
ことができる。また、研磨加工時に、研磨ドラムを軸線
方向に移動させてウエハとの当接位置を変えるようにし
たことにより、研磨ドラムの偏摩耗を防止して均質な加
工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図である。

【図２】図１における要部拡大正面図である。

【図３】図１における要部拡大正面図である。

【図４】ウエハの側面図である。

【図５】アンローダー部の構成を概略的に示す正面図で
ある。

【符号の説明】

1 ウエハ 1a,1b 面取部 17 チャックテーブル 32 研磨ドラム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周部を面取り加工された円板形のウエハ
   を保持して該ウエハの軸線の回りに回転させるチャック
   テーブル、 円筒状をなすドラム部材の外周面に研磨布を貼着するこ
   とにより構成され、自身の軸線の回りに回転自在且つ軸
   線方向に移動自在に配設された研磨ドラム、 上記研磨ドラムとチャックテーブルに保持されたウエハ
   の面取部とを接離させるための直線的に移動するスライ
   ド手段、 上記スライド手段に吊設され、上記研磨ドラムとウエハ
   との間に所要の当接力を発生させるウエイト、を備えて
   なることを特徴とするウエハの鏡面加工装置。