JPH0740214A

JPH0740214A - ウェーハ外周部の研磨装置

Info

Publication number: JPH0740214A
Application number: JP20720393A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Hasegawa; 文彦長谷川; Tatsuo Otani; 辰夫大谷; Koichiro Ichikawa; 浩一郎市川; Yoshio Nakamura; 由夫中村
Original assignee: Fujikoshi Machinery Corp; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Fujikoshi Machinery Corp; Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1993-07-29
Publication date: 1995-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】ウェーハ外周の面取り部を効率良く研磨する
ことが可能な研磨装置を提供する。【構成】ウェーハの外周部に対応した曲率で、かつ、
面取り部の断面形状に相当する溝を有する弧状研磨部を
内面に持ち、当該弧状研磨部同士が対向するように配置
された一対のバフと、このバフ同士を接近・離反させる
シリンダ装置と、前記ウェーハを真空吸引するための真
空吸引装置と、この真空吸引装置の吸引部を保持し当該
吸引部で吸引された前記ウェーハを前記一対のバフの間
の空間まで搬送する搬送装置と、吸引した前記ウェーハ
を回転させる回転装置と、少なくとも前記吸引部を前記
ウェーハの主面に対して平行な任意の方向に遊動させ得
る機構とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バフによってウェーハ
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】

【従来技術】シリコン単結晶ウェーハあるいは化合物半
導体単結晶ウェーハなど（以下ウェーハと言う）を用い
て半導体デバイスを製造する場合、幾度となく、ウェー
ハを搬送したり位置決めしたりする必要があるが、この
場合、ウェーハの外周部が角張っていると、その部分に
割れや欠けが生じたりしてウェーハ製品としての品質上
の問題がある。そこで、ウェーハ外周部の角部分を除去
するための面取りが行われている。しかし、面取りを行
った場合にあっても、その表面は比較的粗く、ウェーハ
の搬送・位置合わせの際に微粒を生じ、半導体デバイス
製造時における歩留りを著しく低下させてしまうおそれ
があるので、ウェーハ外周の面取り部をさらに研磨する
ことが行われている。

【０００３】図８〜図１０には従来用いられてきた研磨
装置におけるバフの代表例が示されている。このうち図
８に示すバフ１は、円筒状で軸１ａを中心に回転可能に
構成され、バフ１外周の研磨部にウェーハＷの外周部を
押し付けることによって、ウェーハの面取り部を研磨す
るようになっている。このバフ１における研磨では、面
取り部全体を研磨するために、ウェーハＷを、バフ１と
の接触部を中心にして上下に傾動させることが必要であ
る。図９に示すバフ２は、同じく円筒状で軸２ａを中心
に回転可能に構成され、バフ１外周の研磨溝（研磨部）
２ｂにウェーハＷの外周部を臨ませて押し付けることに
よって、ウェーハＷの面取り部を研磨するようになって
いる。このバフ２における研磨では、研磨溝２ｂの縦断
面形状がウェーハＷの面取り部の縦断面形状と相補的
（嵌合的）関係を持つように構成されているため、ウェ
ーハＷを、バフ２との接触部を中心にして上下に傾動さ
せずとも、面取り部全体を研磨することができる。図１
０に示すバフ３は、円板状で軸３ａを中心に回転可能に
構成され、バフ３の主表面をなす研磨部にウェーハＷの
外周部を押し付けることによって、ウェーハＷの面取り
部を研磨するようになっている。このバフ３における研
磨では、面取り部全体を研磨するために、ウェーハＷ
を、バフ３との接触部を中心にして上下に傾動させるこ
とが必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８〜
図１０に示すバフにあっては、バフとウェーハＷとの接
触がウェーハＷの円周方向で見るといずれも点接触（実
際にはバフの多少の撓みがあるので完全には点接触には
ならない）となっており、接触面積が小さくなっている
ため、面取り部の全周面を研磨しようとする時、その作
業効率は悪く、研磨時間が長くかかるという不具合があ
った。その結果、この研磨工程が、ウェーハ製造時のス
ループットの向上を阻害し、加工コストを上昇させる原
因となっていた。

【０００５】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、ウェーハ外周部を効率良く研磨可能な研磨装置を提
供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の研磨装置は、面
取り部を有するウェーハの外周部をバフによって研磨す
るように構成されたウェーハ外周部の研磨装置におい
て、前記ウェーハの外周部に対応した曲率で、かつ、前
記面取り部の断面形状に相当する溝を有する弧状研磨部
を内面に持ち、当該弧状研磨部同士が対向するように配
置された一対のバフと、このバフ同士を接近・離反させ
るシリンダ装置と、前記ウェーハを真空吸引するための
真空吸引装置と、この真空吸引装置の吸引部を保持し当
該吸引部で吸引された前記ウェーハを前記一対のバフの
間の空間まで搬送する搬送装置と、吸引した前記ウェー
ハを回転させる回転装置と、少なくとも前記吸引部を前
記ウェーハの主面に対して平行な任意の方向に遊動させ
得る機構とを備え、前記一対のバフの溝同士の間で前記
ウェーハを挟持しつつその面取り部を研磨するように構
成されているものである。

【０００７】

【作用】上記した手段によれば、真空吸引装置による吸
引によってウェーハが吸引部に真空吸引され、この真空
吸引されたウェーハは搬送装置によって一対のバフの間
に搬送される。ここで、シリンダ装置が働き、バフ同士
が接近し、一対のバフの溝同士の間でウェーハが挟持さ
れる。この状態では、バフの弧状研磨部とウェーハとの
接触が幅広い範囲で行われる。そして、この状態で、回
転装置によってウェーハが回転され、ウェーハの外周部
の研磨が行われる。その後、シリンダ装置によってバフ
同士が離反し、搬送装置によってウェーハが取り出され
る。このようにすれば、ウェーハの外周部を効率良く研
磨でき、半導体デバイス製造のスループットの向上を図
ることができる。また、シリンダ装置によってウェーハ
の挟持圧力を一定に保つことによって、均一な研磨を行
うことができる。さらに、搬送装置を備えているので、
研磨工程が自動化されることになり、さらなるスループ
ットの向上が図れることになる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の研磨装置について説明する。

【０００９】図１には実施例の研磨装置が示されてい
る。この研磨装置１０は、ウェーハＷの外周部を研磨す
るための一対のバフ１１，１２を備えている。各バフ１
１，１２は弧状に構成され、バフ１１，１２内面には弧
状研磨溝（弧状研磨部）１１ａ，１２ｂが形成されてい
る。この弧状研磨溝１１ａ，１２ａは、ウェーハＷ外周
部を受容できるように、ウェーハＷの外周部と対応した
形状となっている。具体的には、ウェーハＷの外周部に
は、図２に示すように、面取り部Ｃが形成されているの
で、図３に示すように、弧状研磨溝１１ａ，１２ａもそ
の面取り部Ｃと対応する形状となっている。この場合、
バフ１１，１２が研磨の際に多少撓むので、弧状研磨溝
１１ａ，１２ａは面取り部Ｃに完全に対応していなくて
も良い。また、一対のバフ１１，１２のうち一方のバフ
１２は固定となっており、他方のバフ１１はエアシリン
ダ装置１３のピストン１３ａ先端に取り付けられてい
る。そして、エアシリンダ装置１３によってバフ１１は
バフ１２に対して接近・離反し、バフ１１がバフ１２に
対して接近した際には、ウェーハＷを弧状研磨溝１１
ａ，１２ａにて挟持できるようになっている。。

【００１０】また、この研磨装置１０は、ウェーハＷを
真空吸引するための真空吸引装置１４を備えており、こ
の真空吸引装置１４は真空ポンプ（図示せず）によって
ウェーハＷを真空吸引するように構成されている。この
真空吸引装置１４における吸引部１４ａは搬送装置１５
に保持されている。

【００１１】搬送装置１５は、２つのリンク１６ａ，１
６ｂから構成された搬送アーム１６と、この搬送アーム
１６を回動動作させるためのモータ１７，１８と、搬送
アーム１６全体を昇降させるための昇降装置（図示せ
ず）とから構成されている。このうちモータ１７はリン
ク１６ａを回動動作させるためのものであり、モータ１
８は、リンク１６ａとは独立に、リンク１６ｂを回転動
作させるためのものである。なお、前記吸引部１４ａは
搬送アーム１６先端部（リンク１６ｂ先端部）に取り付
けられている。

【００１２】また、前記吸引部１４ａ内には、前記ウェ
ーハＷを回転させるための回転装置としてモータ１９が
組み込まれている。

【００１３】次に、このように構成された研磨装置１０
の動作を図４〜図７を用いて説明する。

【００１４】搬送装置１５におけるモータ１７，１８が
作動してリンク１６ａ，１６ｂが回動し、図４（ａ），
（ｂ）に示すストッカ２０に保持されているウェーハＷ
の上方まで吸引部１４ａが導かれる。ここで、昇降装置
が作動して搬送アーム１６が下降し、吸引部１４ａがウ
ェーハＷの主面に当接する。そして、真空吸引装置１４
が作動して真空吸引動作が始まり、図４（ａ），（ｂ）
に示すように、ウェーハＷが吸引部１４ａに真空吸引さ
れる。次いで、昇降装置が作動して搬送アーム１６が上
昇した後、搬送装置１５におけるモータ１７，１８が作
動してリンク１６ａ，１６ｂが回動し、吸引部１４ａに
保持されているウェーハＷはバフ１１，１２間の空間に
導かれる。ここで、昇降装置が作動して搬送アーム１６
が下降し、図５（ａ），（ｂ）に示すように、ウェーハ
Ｗの外周部とバフ１１，１２の弧状研磨溝１１ａ，１２
ａの高さが合致させられる。次いで、エアシリンダ装置
１３が作動し、バフ１１がバフ１２に対して接近させら
れ、バフ１１，１２の弧状研磨溝１１ａ，１２ａとの間
でウェーハＷが挟持される。その後、回転装置１９が作
動し、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ウェーハＷの
外周部が研磨される。その際、例えばアルカリ液中にコ
ロイダルシリカを分散させた研磨剤がウェーハＷの外周
部へ供給される。そして、ウェーハＷの外周部の研磨が
終了すると、エアシリンダ装置１３が作動し、図７
（ａ），（ｂ）に示すように、今度は、バフ１１がバフ
１２に対して離反させられる。その後、昇降装置が作動
して搬送アーム１６が上昇した後、搬送装置１５におけ
るモータ１７，１８が作動してリンク１６ａ，１６ｂが
回動し、ウェーハＷは別のストッカ２１まで搬送され
る。

【００１５】以上のように構成された研磨装置１０によ
れば、ウェーハＷの外周部の幅広い部分にバフ１１，１
２が同時に当接することになるので、ウェーハＷを回転
させることによって迅速に研磨が行え、ウェーハ製造時
のスループットの向上が図れることになる。また、バフ
１１にエアシリンダ装置１３によって圧力を作用させて
いるので、そのエア圧力を一定に保つことによって、バ
フ１１，１２の弧状研磨溝１１ａ，１２ａとの間でウェ
ーハＷが常に均一な圧力で挟持される。その結果、良好
な研磨が行えることになる。なお、必要に応じて、研磨
時のエア圧力を制御する方式を採用することもできる。

【００１６】また、搬送装置１５を備えているので、研
磨工程が自動化されることになり、さらなるスループッ
トの向上が図れることになる。

【００１７】以上、本発明の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るものではな
く、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能
である。

【００１８】前記実施例では、リンク１６ｂをリンク１
６ａに対して独立動作させるためにモータ１８を設置し
たが、必ずしもモータ１８は必要でなく、要は、バフ１
１，１２間の空間において、ウェーハＷ表面と平行な面
内で吸引部１４ａを遊動できれば良い。そのためには、
リンク１６ａ，１６ｂの間に単にばねを掛け渡すように
しても良い。但し、この場合には、吸引部１４ａにてウ
ェーハＷの中央を吸引することが困難となるので、ウェ
ーハＷの吸引の際の位置決め機構が別途必要となる。

【００１９】また、前記実施例では、搬送装置１５の構
成要素として、２つのリンク１６ａ，１６ｂからなる搬
送アーム１６を用いたが、リンク以外の機構からなる搬
送装置を用いても良い。

【００２０】さらに、前記実施例では、シリンダ装置と
してエアシリンダ装置１３を用いたが、油圧シリンダ装
置を用いても良いことは勿論である。

【００２１】

【発明の効果】以上に述べたごとく、本発明によれば、
ウェーハの外周部に対応した曲率で、かつ、面取り部の
断面形状に相当する溝を有する弧状研磨部を内面に持
ち、当該弧状研磨部同士が対向するように配置された一
対のバフによって研磨を行っているので、ウェーハ外周
部を効率良く研磨でき、ウェーハ製造時のスループット
の向上を図ることができる。また、シリンダ装置によっ
てバフ同士を接近させて、そのバフ間にウェーハを挟持
するようにしているため、シリンダ装置の流体圧力を一
定に保つことによって、均一な研磨を行うことができ
る。さらに、搬送装置を備えているので、研磨工程が自
動化されることになり、さらなるスループットの向上が
図れることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の研磨装置の斜視図である。

【図２】ウェーハの面取り部を示す図である。

【図３】バフの弧状研磨溝を示す図である。

【図４】図１の研磨装置の動作状態を示す概略図であ
る。

【図５】図１の研磨装置の動作状態を示す概略図であ
る。

【図６】図１の研磨装置の動作状態を示す概略図であ
る。

【図７】図１の研磨装置の動作状態を示す概略平面図で
ある。

【図８】従来の研磨装置におけるバフの斜視図である。

【図９】従来の研磨装置におけるバフの斜視図である。

【図１０】従来の研磨装置におけるバフの斜視図であ
る。

【符号の説明】

Ｃ面取り部Ｗウェーハ１０研磨装置１１，１２バフ１１ａ，１２ａ弧状研磨溝（弧状研磨部）１３シリンダ装置１４真空吸引装置１４ａ吸引部１５搬送装置１９回転装置

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者中村由夫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】面取り部を有するウェーハの外周部をバ
フによって研磨するように構成されたウェーハ外周部の
研磨装置において、前記ウェーハの外周部に対応した曲
率で、かつ、前記面取り部の断面形状に相当する溝を有
する弧状研磨部を内面に持ち、当該弧状研磨部同士が対
向するように配置された一対のバフと、このバフ同士を
接近・離反させるシリンダ装置と、前記ウェーハを真空
吸引するための真空吸引装置と、この真空吸引装置の吸
引部を保持し当該吸引部で吸引された前記ウェーハを前
記一対のバフの間の空間まで搬送する搬送装置と、吸引
した前記ウェーハを回転させる回転装置と、少なくとも
前記吸引部を前記ウェーハの主面に対して平行な任意の
方向に遊動させ得る機構とを備え、前記一対のバフの溝
同士の間で前記ウェーハを挟持しつつその面取り部を研
磨す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。