JPS59224250A - 研削方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、主として半導体ウェーハの周縁部のベベリン
グに用いられる研削方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に、半導体ウェーハ（以下、たんにウェーハと呼ぶ
。）の周縁部をベベリングするには、大別して、二つの
方法が用いられている。その−っは、第１図に示す倣い
方式であって、所定形状に成形された研削砥石（１）に
よりウェーハ（２）を倣いモデル（３）に当接している
ローラ（４）を介して、外径研削、下側ベベリング加工
、上側ベベリング加工の順に研削を行い、倣いモデル（
３）と同一断面形状に仕上げるものである。ところで、
この倣い方式は、ウェーハ（２）は、支持体（５ａ）、
　（５ｂ）により上下から挟圧されるので、ウェーハ（
２）の破損を招きやすい。

また、ぺ・ベリング時の研削砥石（１）の切込み方向が
研削砥石（１）の回転軸方向であるので、ウエーノ刈２
）表面に対するベベル角が小さい場合、ウエーノ・（２
）に変形が生じやすく、形状精度が劣化するとともに、
ウェーハ（２）が割れやすくなる。さらに、研削砥石（
１）の同じ位置を常に使用するため、局部的な砥石摩耗
が起りやすく、砥石寿命が短くなる。一方、他の一つの
ベベリング方法は、第２図に示す総形方式であって、支
持体（６）に真空吸着されたウェーハ（７）に総形の研
削砥石（８）を定圧で押し付けて所要のベベル形状に研
削するものである。しかし、総形方式は、定圧で押し付
けるウエーノ・（７）の自己倣い方式であることと、及
び研削砥石（８）が中門であることＫより、高い形状精
度を得ることができない。しかも、研削砥石（８）の同
一位置を常に使用することにより、砥石の摩耗が著しく
、砥石寿命が短くなる欠点をもっている。

〔発明の目的〕

−本発明は、上記事情を藪酌してなされたもので、ベベ
ル角が小さくても、高精度かつ信頼性の高いベベリング
加工を行うことのできる研削方法を提供することを目的
とする。

〔発明の概安〕

左右対称位置に保持され回転駆動されている一対の被加
工物のそれぞれの片側の周縁部を、回転軸が上記一対の
被加工物の左右対称面に直交し両端部に研削作用面を有
する研削砥石によシ研削してベベリング加工するもので
ある。この場合、研削作用面の傾斜角度を変えるか、又
は被加工物の回転軸を上記左右対称面に対して直交する
方向から研削砥石側に傾斜させることにより被加工物周
縁部に形成されるベベル角を調節する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳述する。

第３図は、本実施例の研削方法に用いられる研削装置を
示す、もので、基台（９）上には、一対の加工物回転駆
動機構（１０ａ）、　（１０ｂ）が左右対称位置に設け
られている。そして、これら加工物ｕ軟部動機構（１０
ａ）、　（１０ｂ）の側方には、砥石台送り機構Ｕυが
設置されている。上記２個の加工物回転駆動機構（１０
ａ）、　（１０ｂ）は、全く同一構造であるので、片側
の加工物回転駆動機構（１０ａ）について述べると、送
りテープ、ｕ（１２ａ）は、矢印θｊ方向に進退自在に
設けられている。この送シテーブル（１２ａ）の後端部
には、係合板（１４ａ）が立設されている。さらに、基
台（９）上の送シテーブル（１２ａ）の後方位置には、
モータ（１５ａ）が固設されている。このモータ（１５
ａ）の回転軸（１６ａ）の中途部分け、基台（９）に固
定された軸支体（１７ａ）によυ軸支されている。そし
て、回転軸（１６ａ）の先端は、カップリング（１８ａ
）を介して、係合板（１４ａ）に螺挿された送シねじ（
１９ａ）に連結され、回転軸（１６ａ）の正逆回転によ
り送りテーブル（１２ａ）を矢印０鵠方向に進退させる
ようになっている。さらに、送υテーブル（１２ａ）に
は、スピンドル（２０ａ）が軸受体（２１ａ）により、
軸線（２２ａ）が矢印（１３）方向と平行になるように
軸支されている。上記スピンドル（２０ａ）の加工物回
転駆動機構（１０ｂ）側の一端部には、ウエーノ・鏑を
真空吸着する吸着面（２４ａ）が形成されている。この
吸着面（２４ａ）には、第４図に示すように、同心円状
溝（２５ａ）・・・及び放射状溝（２６ａ）・・・が刻
設されている。

また、スピンドル（２０ａ）には、貫通孔（２７ａ　）
が同軸に穿設され、一端が吸着面（２４ａ）側に開口し
ている。一方、スピンドル（２０ａ）の他端部には、ロ
ークリジヨイント（２８ａ）が連結されている。そして
、貫通孔（２７ａ）の他端は、このロータリジヨイント
（２８ａ　）側に開口し、このロータリジヨイント（２
８ａ）及びこのロータリジヨイント（２８ａ）に接続さ
れた排気管（２９ａ）を介しそ図示せぬ真空源に接続さ
れている。しかして、送りテーブル（１２ａ）上には、
モータ（３Ｏａ）がその回転軸（３１ａ）が軸線（２２
ａ　）と平行になるように設置されている。この回転軸
（ａＸａ）の先端には、ブーＩＪ　（３２ａ）が増刊は
うしている。一方、スピンドル（２０ａ）のロータリジ
ヨイント（２８ａ）と軸受体（２１ａ）との間にもプー
リ（３３ａ）が環装されていて、これらグーＩＪ（３２
ａ）。

なっている。他方、加工物回転駆動機構（１０ｔｊ）は
、加工物回転駆動機構（ＸＯａ）と全く同一構造である
ので、加工物回転駆動機構（ｉｏａ）のａ系列番号に対
して、ｂ系列の番号を付して詳細な説明を省略する。た
だ、加工物回転駆動機構（１０ｂ）は、スピンド＃　（
２０ｂ）　Ｏ軸線（２２ｂ）が、スピンドル（２０ａ）
の軸線（２２ａ）と一致するように、かつ加工物回転駆
動機構（１０ａ）と左右対称関係となるように基台（９
）上に配設されている。つぎに、砥石台送り機構００は
、矢印（１３１方向に直交する矢印０５）方向に進退自
在に砥石台０６）が設けられている。この砥石台（ト）
上には、モータ０′７）が固定されている。このモータ
０７）の回転軸（至）の軸線は、基台（９）の上面に平
行な同一平面上にあり、かつ軸ＩＮ　（２２ａ）、　（
２２ｂ）と平行になるように設けられている。そして、
回転軸（至）の先端には、円盤状の研削砥石６１が取着
されている。

この研削砥石ｃ３９は、第４図に示すように、テーパ角
が角度θ＋（０〜２２度）の両テーバ形に形成されてい
る。また、砥石台弼上には、係合板（４０が立設−され
ている。さらに、砥石台弼をはさんで加工物回転駆動機
構（１０ａ）、　（１０ｂ）とは反対側の基台（９）上
には、モータ（４Ｉ）が固定されている。このモータ（
４カの回転軸（４２１は、その中途部分が基台（９）に
固定された軸支体（４３）に軸支されている。この回転
軸（１２１の先端は、カップリング（４４）を介して送
υねじ（４５）が連結されている。しかして、この送り
ねじ（４′９は、上記軸支体顛に螺挿され、回転軸（４
２の正逆回転により砥石台（７）に固定された研削砥石
Ｃ３１を加工物回転駆動機構、（１０ａ）、　（１０ｂ
’）に対して前進、後退させるようになっている。

つぎに、上記構成の研削装置を用いた本実施例の研削方
法について説明する。

まず、図示せぬ真空源を作動させて円板状のウェーハ（
ＺＬ（２３１をスピンドル（２０ａ）、　（２０ｂ）の
吸着面（２４ａ）、　（２４ｂ）に真空吸着させる。こ
のとき、図示せぬ心出し装置を用いてウェーハｒ）３１
　、２３１がスピンド＃　（２０ａ）、　（２０ｂ）と
同軸となるように心出しする。

つぎに、モータ（３０ａ）、　（３０ｂ）を起動してス
ピンドル（２０ａ）、　（２０ｂ）を例えば１００ｒ、
・ｐ、ｍ、で回転させるとともに、モータ（１５ａ）、
　（１５ｂ）を起動して、送りテーブル（１２ａ）、　
（１２ｂ）を移動させ、ベベル角θ、に形成された研削
砥石（３９の研削作用面（３９ａ）、　（３９ｂ）が同
時に、スピンドル（２０ａ）、　（２０ｂ）に保持され
た２個のウェーハ（ハ）、（ハ）のそれぞれの片側の周
縁部を研削できるあらかじめ決められた所定位置に位置
決めする。つまり、ウェーハ（ハ）、ｃ！３１の左右対
称面上に研削砥石ｃ３１）がくるように設定する。この
とき、ウェーハＣ（ｌ、（２３１は、各々等量ずつ研削
加工されるように、研削砥石艷の厚さ方向の中心点を通
り、かつ研削砥石Ｃ３１の軸線に直交する面が上記ウェ
ーハ（至）、のの左右対称面上にあるように設定する。

ついで、モータ０ηを超勤して研削砥石６Ｉを周速３０
〜９０ｍ／秒で回転させるとともに、モータ（４カを起
動して、砥石１台（至）をウェーハ（至）、（至）に対
して前進させ、研削砥石Ｃ１ｌをウェーハａ３１．ω多
に切込ます。すると、ウェーハＯ１（至）は、それぞれ
片面ずつベベリング加工される。しかして、ウェーノー
の。

（ハ）が所定のベベリング量だけ研削され所要のベベル
面が形成されると、モータ（４υを逆転して砥石台ＯＩ
を後退させ、研削砥石Ｃ３ｃＪを原位置に復帰させる。

ついで、真空源による吸引を解除して、スピンド／Ｌ；
（２０ａ）に保持されているウェーノ・（２）を堰除き
（このウェーハｃ３の吸着面（２４ａ）側の面は、すで
に前の加工によシベベル成形されているものとする。）
、スピンドル（２０ｂ）に保持されているウェーハ＠（
このウェーハ（至）の吸着面（２４ｂ）側の［Ｉｌｌは
、ベベリング加工されていない。）を平行移動させて、
スピンドル（２０，’ｌ　）の吸着面（２４ａ）に真空
教本−させる。ついで、スピンドル（２０ｂ）の吸Ｍ　
而（２４ｂ）に、両面ともベベリング加工されていない
新たなウェーハ（２３１を真空吸着させる。それから、
前と同様の手順でスピンドル（２０ａ）、　（２０ｂ）
に保持されているウェーハ（ハ）、＠をベベリング加工
し、スピンドル（２０ａ）に保持されているウェーハ（
ハ）を回収し、スピンドル（２０ｂ）に保持されている
ウェーハ（ハ）をスピンドル（２０ａ）　Ｋ移す。この
ような作業を繰返して行いウェーハ＠・・・のベベリン
グ加工を連続的に行う。

かくて、本実施例の研削方法は、第５図に示すように、
研削力Ｆ１の軸方向分力Ｆｓｌが、スピンドル（２０ａ
）、、（２０ｂ）　ノ軸線（２２ａ）、　（２２ｂ）方
向に作用するので、ウェーハ（ハ）、ｅ３１の保持が安
定し、保持されているウェーハ屯、い３）の破損がなく
なり、加工の信頼性が向上する。また、両面同時加工で
あるので、研削力Ｆ１の軸方自分ＦＳ１が研削砥石Ｌ３
鵠に対して左右打消し合う方向に作用し、かつ単位時間
当りの負荷が軽減されるので、形状精度とシわけベベル
角が小さい場合の形状精度が向上する。さらに、研削砥
石（３優の研削作用面（３９ａ）、　（３９ｂ）全体を
使用するので、砥石寿命が向上する。また、研削砥石Ｃ
３１は、中凸であるので、成形が容易かつ安価である。

さらにまた、形状寸法精度は、送りテーブル（１２ａ）
、　（１２ｂ）の位置のみで決定されるので、装置の制
御が容易である。

つぎに、第６図は他の実施例における研削方法に用いら
れる研削装置を示している。この研削装置は、前記実施
例における研削装置とほぼ同一構成であるので、同一部
分には同一記号を付して詳細な説明を省略する。ただ、
構成上において前記実施例の研削装置とは異なる点は、
軸受体（２１ａ）。

−（ｚ、ｔｂ）及びモータ（３０ａ）、　（３０ｂ）が
、送りテーブル（１２ａ）、　（１２ｂ）でなく、それ
ぞれ回転テープ／ｌ／　（４５ａ）。

に回転自任かつ図示せぬロック機構により任意の回転位
置で固定できるように載設されている。これら回転テー
ブル（４６ａ）、（４６ｂ）の回転中心を結ぶ直線は、
研削砥石０ａが取着されている回転軸□□□）の軸線と
平行になるように設定されている。また、前記実施例と
同様に、スピンドル（２０ａ）、　（２０ｂ）の軸線（
２２ａ）、　（２２ｂ）及び研削砥石Ｃ３９１が取着さ
れている回転軸０８）の軸線は、基台（９）の上面に平
行な同一平面上にあるように設定されている。上記研削
研石（３６は、前記実施例の研削砥石Ｃ３！Ｉｌｌと異
なり、平形又は両へこみ形である。

しかして、上記構成の研削装置を用いた研削方法につい
て述べると、各加工物回転駆動機構（１０ａ）。

（ｉｏｂ）の回転テープ＃　（４６８）、　（４６ｂ）
を回転させ、スピンド＃　（２０ａ）、　（２０ｂ）の
軸線（２２ａ）、　（２２ｂ）が、送シねじ０９ａ）、
　（１９ｂ）の軸線（４７８）、　（４７ｂ）に対して
、角度θ２（０〜２２度）傾くように回転させ、固１定
する（第６図参照）。しかして、前記実施例と同様にし
て、ウェーノ・（ハ）、Ｃ３）をスピンドル（２０ａ）
。

（２０ｂ）の吸着面（２４ａ）、　（２４ｂ）に真空吸
着させる。

しかして、モータ（１５ａ）、　（１５ｂ）を起動して
、送りテーブル（１２ａ）、　（１２ｂ）を、スピンド
ル（２０ａ）、　（２０ｂ）に保持されているウェーハ
（ハ）、　（２３１がＣ７図に示すように研削砥石０１
により等量ずつ同時加工される位置、つまシウエーハ（
２３１、（２３１の左右対称面上に研削砥石ｅｌｌの厚
さ方向の中心を通り、この研削砥石ＯＩの軸線に直交す
る面がのるように位置決めする。

ついで、モータ（３０ａ）、　（３０ｂ）を起動させて
スピンドル（２０ａ）、　（２０ｂ）を回転させると同
時に、モータＣ３？）、（４１）を起動して研削砥石ｅ
ｌ！Ｊを回転させながら砥石台（ト）をウェーハ（２，
’：Ｊ’ｌｌに対して前進させる。す／′す ると、研削砥石０４の研削作用面（３９ａ）、　（３９
ｂ）　ｕ、ウェーハ（２３１，（ハ）の周縁部に切込み
、ベベリング加工が同時かつ等量ずつ行われる（第７図
参照）。

しかして、ウェーハ（２’（＋　、　Ｃ２＋（ｌが所定
のベベリング量だけ研削されると、モータ０１）を逆転
して砥石台（３１を後退させ、研削砥石０窃を原付１に
復帰させる。

しかして、ウェーハ（２３１，ａｌｌの着脱は、前記実
施例と同様にして行う。

この実施例の研削方法も前記実施例と同様に、研削砥石
ａ６の研削力Ｆ２の軸方向分力ＦＳ２が小さく、かつ両
面加工であるから研削力Ｆ２の軸方向分力Ｆｓ２が研削
砥石０靴対して左右打消し合う方向に作用し、単位時間
当りの負荷が軽減されるので、非宮に薄いウェーハ及び
ベベル角度の小さいウェーノ・（例えば１〜１１度）で
も、ウェーノ・を破１ｉすることなく、亮精度で加工す
ることができる。しかも、前記実施例と同様に、研削力
Ｆ２の軸方向分力が、スピンド＃　（２０ａ）、　（２
０ｂ）の軸線（２２ａ）、　（２２ｂ）方向に作用する
ので、ウェーノー２３１．（２３＋の保持が安定し、加
工中の破損を未然に防止できる。さらに、研削砥石Ｇ１
の研削作用面（３９ａ）、　（３ｃ＋ｂ）全体を使用す
るので、砥石寿命が向上する。また、研削砥石Ｇ■は、
平形又は両へこみ形の汎用のもので足りるので、峙、製
のｄ要がなく、工具価格が低減する。さらにまた、ウェ
ー７’ｔ　＆３＋　、　ｃ！３１の形状寸法精度は、送
りテーブル（１２ａ）、　（１２ｂ）の位置のみで決定
されるので、装置の制御が容易である。

なお、上記二つの実施例においては、スピンド＃　（２
０ａ）、　（２０ｂ）　ＦＣ保持されているつｘ　−ハ
ｐ　、　ｆ２３に対して、研削砥石翰、翰を移動させて
いるが、砥石台（ト）側を固定し、加工物回転駆動機構
（１０ａ）。

（］Ｏｂ）を一つのテーブル上に載設し、このテーブル
を矢印（ハ）方向に進退させるようにしてベベリング加
工してもよい。また、被加工物としては、半導体ウェー
ハに限ることなく、円板状のものであるならば何でもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明の研削方法は、研削砥石の研削力の軸方向の分力
が小さく、かつ研削砥石の両面を用いる加工であるので
、研削力の軸方向分力が研削砥石に対して左右打河〜し
合う方向に作用し、単位時間当シの９荷が軽菖されるの
で、ウェーハの保持が安定し非常に薄いウェーハ及びベ
ベル角度の小さいウェーハでも、ウェーハを破損するこ
となく、高精度で加工することができる。さらに、本発
明においては研削研石の研阿作川面全体を使うことがで
きるので、砥石寿命が向上する。しかも、複雑形状の研
削砥石を用いる必要がなく、汎用形状の研削砥石で足シ
るので、工具価格が低減する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のベベリング方法を説明するだ
めの図、第３図は本発明の一実施例の研削方法に用いら
れる研削装置の平面図、第４図は第３図の要部拡大、図
、第５図は本発明の一実施例において発生する研削力の
説明図、第６図は本発明の他の実施例の研削方法に用い
られる研削装置の平面図、第７゛図は第６図の要部拡大
図、第８図は本発明の他の実施例において発生する研削
力の説明図である。 （ハ）：ウエーハ（被加工物） Ｃ１１，Ｃ３！Ｊ　：研削砥石 代理人　弁理士　　則　近　憩　佑 （ほか１名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の円板状被加工物を左右対称位置に保持して
   回転させる方法と、両端部に研削作用面を有させる方法
   と、上記一対の被加工物と上記研削砥石とを上記左右、
   対称面に沿って相対的に移動させ上記一対の被加工物の
   それぞれの片側の周縁部を上記研削作用面により同時に
   研削することによりベベル面を形成する方法とを具備す
   ることを特徴とする研削方法。
2. （２）ベベル面の形成は、研削作用面が左右対称面に対
   して傾斜している研削砥石によシ、かつ一対の被加工物
   の回転軸を上記左右対称面に対して直交させて行うこと
   を特徴とする特許請求の範囲第、１項記載３の研削方法
   。
3. （３）ベベル面の形成は、研削作用面が左右対称面に対
   して平行な研削砥石により、かつ一対の被加工物の回転
   軸を上記左右対称面に直交する方向から上記研削砥石側
   に傾斜させて行うことを特徴とする特許請求の範囲俯１
   項記載の研削方法。