JPS60155358A - 半導体ウエ−ハの表面を研削する方法及び装置 - 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】 本発明は、半導体ウェーハの表面を研削する方法及び装
置、更に詳しくは、研削ホイールを回転せしめると共に
研削ホイールと半導体ウェー八とを相対的に移動せしめ
て半導体ウェーハの表面を研削する方法及び装置に関す
る。

周知の如く、半導体デバイスの製造においては、半導体
ウェーハの表面を研削して半導体ウェーハの厚さを所要
値にせしめることが必要である。そして、従来、半導体
ウェーハの表面の研削は、遊離砥粒を使用するラッピン
グ乃至ポリッシングにヨッテ遂行していた。しかしなが
ら、ラッピング乃至ポリッシングによる半導体ウェ−ハ
の表面の研削には、０）遊離砥粒によって半導体ウェー
ハ及びその周辺雰囲気が汚染される、←）生産性が低い
、（ハ）自動化が困難である、等の問題乃至欠点が存在
する。

そこで、近時においては、上記問題乃至欠点を解決する
研削方法及び装置として、例えば特開昭５６−１５２５
６２号公報及び特開昭５７−１５６１５７号公報に開示
されでいる如く、天然又は合成ダイヤモンドは粒或いは
立方晶窒化硼素砥粒の如き超砥粒であるのが一般的であ
る砥粒を結合することによって形成される研削ブレード
を有する研削ホイールを使用する方法及び装置が提案さ
れ実用に供されるようになってきた。かような方法及び
装置においては、上記研削ホイールと共に、半導体ウェ
ーハを保持するための保持テーブルが使用される。表面
を研削すべき半導体ウェーハは、上記保持テーブル上に
載置されてそこに保持される。そして、上記研削ホイー
ルがその中心軸線を中心として回転せしめられると共に
、上記保持テーブル上に載置された半導体ウェーハの表
面に対して実質上平行な所定方向に、上記保持テーブル
と上記研削ホイールとが相対的に移動せしめられ、かく
して回転せしめられている上記研削ホイールが上記保持
テーブルに保持された半導体ウェーハの表面に作用せし
められてこれ全研削する。

然るに、上記研削ホイールを使用する従来の方法及び装
置には、次の通りの問題が存在することが判明した。即
ち、近時においては、所謂化合物半導体ウェーハ、特に
ＧａＡｓ製ウェーハが注目され実用に供されるようにな
ってきたが、特にかような半導体ウェーハの表面研削に
おいては、充分に満足し得る結果を得ることができず、
研削面粗さが比較的大きい、或いは研削面に所謂むしれ
現象が生ずる、等の許容し得ない問題が発生することが
判明した。また、当莱者には周知の如く、通常のＳｔ製
ウェーハにおいては、径が約１５ｃｒｎ（釣６１ｎｃｈ
　）或いは約２０　ｃｍ　（約８ｉｎｃｈ）である大径
のものが実用に供されるようになってきたが、かような
大径のＳｔ製ウェーハ、特に約２゜ｃｒｎ（約８１ｎｃ
ｈ　）乃至それよシ大径のＳｔ製ウェ−ハの表面研削に
おいても、上記問題と同様な問題が発生する傾向がある
ことが判明した。

本発明は、かかる事実に鑑みてなされたものであυ、そ
の主目的は、上記研削ホイールを使用して半導体ウェー
ッ・の表面を研削する方法及び装置を改良して、上記の
通りの問題を解決することである。

本発明者は、上記研削ホイールを使用して半導体ウェー
ハの表面を研削する方法及び装置について鋭意検討及び
実験の結果、驚くべきことに、研削方向、即ち保持テー
ブル上に保持された半導体ウェーハと研削ホイールとの
相対的移動方向に対する半導体ウェーハにおける結晶方
位の相対的関係が、イ１１１削結果に相当大きな影響を
及ばずことを見出した。即ち、従来は、半導体ウェーハ
の結晶方位を全く考慮することなく半導体ウェーッＳを
上記保持テーブル上に載置し、従って半導体ウェーハの
結晶方位と研削方向との相対的関係を全く考慮すること
なく、半導体ウェーハの表面を研削していたが、半導体
ウェーハの結晶方位が上記保持テーブルに関して所定方
向になるように、半導体ウェーハの角度位置を規制して
半導体ウェーハを上記保持テーブル上に載置し、かくし
て上記研削ホイールによる半導体ウェーハの表面の研削
方向を半導体ウェーハの結晶方位に対して所定関係にせ
しめると、研削結果か大幅に向上せしめられ、かくして
上記の通りの問題を解決することができることを見出し
た。

従って、本発明によれば、半導体ウェーハを保持テーブ
ル上に載置してそこに保持すること、研削ホイールを、
その中心軸線を中心として回転せしめること、及び 該保持テーブル上に保持された半導体ウェーハの表面に
対して実質上平行な所定方向に、該保持テーブルと該研
削ホイールとを相対的に移動せしめ、回転せしめられて
いる該研削ホイールを該保持テーブル上に保持された半
導体ウェー／１の表面に作用せしめてこれを研削する方
法において；半導体ウェーハの結晶方位が該保持テーブ
ルに関して所定方向になるように、半導体ウェーッ１の
角度位置を規制して半導体ウェー７１を該保持テーブル
上に載置し、かくして該研削ホイールによる半導体ウェ
ーッ・の表面の研削方向を半導体ウェーハの該結晶方位
に対して所定１３ソ係にせしめる、ことを特徴とする方
法か提供される。

更に、本発明によれば、半導体ウェー７１を保持するた
めの少なくとも１個の保持テーブルを含む支持基台と、
回転自在に装着された支持軸及び該支持軸に装着された
研削ホイールを含み、且つ該支持基台に対向して配設さ
れた少なくとも１個の研削ホイール組立体と、表面を研
削すべき半導体ウェーハを該保持テーブル上に載置する
ための半導体ウェーハ搬入手段と、表面が研削された半
導体ウェーハを該保持テーブル上から取出すための半導
体ウェーハ搬出手段とを具備し、該支持軸を回転駆動せ
しめて該研削ホイールｒ回転せしめると共に、該保持テ
ーブル上に保持された半導体ウェーハの表面に対して実
質上平行な所定方向に該支持基台と該研削ホイール組立
体とｒ相対的に移動せしめて、回転せしめられている該
研削ホイールを該保持テーブル上に保持されている半導
体ウェーハの表面に作用せしめてこれを研削する装置に
おいて： 該半導体ウェーハ搬入手段は、半導体ウェーッ・の結晶
方位が該保持テーブルに関して所定方向になるように半
導体ウェーハの角度位１ｆｉ’に規制して、半導体ウェ
ーハを該保持テーブル上に載置する、ことを特徴とする
装置が提供される。

以下、添例図面を参照して更に詳細に説明する。

本発明に従って改良された装置の一具体例を簡略化して
図示している第１図を参照して説明すると、図示の装置
は、支持基台２と、研削ホイール組立体４Ａ、４Ｂ及び
４Ｃと、半導体ウェーハ搬入手段６と、半導体ウェーハ
搬出手段８と全具備している。

８１４１図と共に第２図を参照して説明すると、図示の
支持基台２は、笑質上鉛直に処ひる（第１図において紙
面に対して実グＡ上垂直に延びる）中心軸線１０を中心
として回転自在に装着された円盤形状である。そして、
この支持基台２には、少なくとも１個、図示の場合には
周方向に等間隔を置いて１２個の保持テーブル１２が配
設されている。

上記中心軸線ｌＯから保持テーブル１２の各々までの径
方向距離は実質上同一にせしめられている、のが好都合
である。支持基台２は、適宜の伝動機構（図示していな
い）を介して電動モータの如き駆動源１４に駆動連結さ
れておシ、矢印１６で示す方向に回転駆動され、かくし
て、上記保持テーブル１２の各々は１点鎖線１８で示す
円形移動径路を通して矢印１６で示す方向に移動せしめ
られる。保持テーブル１２の各々自体の構成については
、後に言及する。

第１図及び第２図を参照して説明を続けると、研削ホイ
ール組立体４Ａ、４Ｂ及び４Ｃは、上記支持基台２に対
向してその上方に配設されている。

研削ホイール組立体は１個又は２個或いは４個以上でも
よいが、図示の具体例においては、３個の研削ホイール
組立体４Ａ、４Ｂ及び４Ｃが上記支持基台２の回転方向
１６、従って上記保持テーブル１２の円形移動径路１８
の方向に間隔を置いて配設されている。上記支持基台２
の中心軸線１０から研削ホイール組立体４Ａ、４Ｂ及び
４Ｃの各々までの径方向距離は実質上同一にせしめられ
ているのが好都合である。研削ホイール組立体４Ａ。

４Ｂ及び４Ｃの各々は、上下方向の位置調竪自在に且つ
略鉛直に延びる中心軸線を中心として回転自在に装着さ
れた支持軸２０Ａ　、２０Ｂ及び２０Ｃと、かかる支持
軸２ＯＡ、２０Ｂ及び２０Ｃの下端に着脱自在に装着さ
れた研削ホイール２２Ａ。

２２Ｂ及び２２Ｃｉ含んでいる。支持軸２０Ａ。

２０Ｂ及び２０Ｃは、適宜の伝！１ｉＪＩ機構（図示し
ていない）を介して電動モータの如き駆動源２４に駆動
連結されておシ、矢印２６で示す方向に高速で回転駆動
される。研削ホイール２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃは、天
然又は合成ダイヤモンド砥粒或いは立方晶窒化（１１１
１１素の如き超砥粒を電着又はその他の方法によって結
合することによって形成された環形状であるのが好都合
である研削ブレード２８人。

２８Ｂ及び２８Ｃを有する。

第１図を参照して説明を続けると、その一部のみを図示
する半導体ウェーハ搬入手段６は、上記支持基台２の矢
印１６で示す方向への回転にＦＩｒ要の通シに同期して
、表面を研削すべき半導体ウェーハＷを搬送し、番号３
０で示す載置域において上記支持基台２の保持テーブル
１２上に半導体ウェーハＷを所畏通シに載置する。かか
る半導体ウェーハ搬入手段６の構成及び作用については
、後に更に詳述する。

半導体ウェーハ搬出手段８は、番号３２で示す取出域に
おいて上記支持基台２の保持テーブル１２上から、表面
が研削された半導体ウェーハＷを取出す。かかる半導体
ウェーハ搬出手段８は周知の形態のものでよく、図示の
具体例においては、静止支持枠体３４と、第１図に２点
鎖線で示す吸着位置と第１図に実線で示す離脱位置との
間を旋回動自在に且つ昇降動自在に上記支持枠体３４に
装着された搬送アーム３６と、この搬送アーム３６の先
端部下面に設けられた真壁吸着部３８とを含んでいる。

上記搬送アーム３６は、適宜の伝動機構（図示していな
い）を介して電動モータの如き適宜のｍ　ｍＩＩ源３７
及び３９に駆動連結されておシ、上記支持基台２の矢印
１６で示す方向への回転に所要の通シに同期せしめられ
て上記吸着位置と上記離脱位置との間を往復旋回動せし
められ、そしてまた上記吸着位置及び上記離脱位置にお
いて適宜に昇降動せしめられる。上記真空吸着部３８は
、真空ポンプ又はエゼクタの如き吸引源４０に選択的に
連通せしめられる。上記搬送アーム３６が上記吸着位置
にせしめられて幾分下降せしめられると、真空吸着部３
８が吸引源４０に連通せしめられ、かくして上記支持基
台２の保持テーブル１２上に位置している半導体ウェー
ハＷが真空吸着部３８に吸着される。次いで、搬送アー
ム３６が幾分上昇せしめられて上記吸着位置から上記離
脱位置まで旋回動せしめられ、かくして保持テーブル１
２上から上記離脱位置まで半導体ウェーハＷが搬出され
る。搬送アーム３６が上記離脱位置にせしめられて幾分
下降せしめられると、真空吸着部３８が吸引源４０から
切離され、かくして吸着されていた半導体ウェーハＷが
離脱されて下方に位置ブーる受部４２上に載置される。

しかる後に、搬送アーム３６は、幾分上昇せしめられ、
次いで上記吸着位置に戻される。受部４２上に載置され
た半導体ウェーハＷは、適宜の洗浄手段（図ボしていな
い）によって洗浄され、これによって研削屑が除去され
る。しかる後に、ベルトコンベヤ機構等から構成するこ
とができる適宜の移送手段（図示していない）によって
受部４２から半導体ウェーハＷが搬送され、例えば、そ
れ自体は周知の形態でよい収納カセット（図示していな
い）内に収　・納される。

上述した通９の装置においては、矢印１６で示す方向に
回転される支持基台２の回転に応じて、次の通シの作用
が順次に遂行される。最初に、番号４４で示す洗浄域に
おいて、それ自体は公知の形態でよい適宜の洗浄手段（
図示していない）によって保持テーブル１２０表面が洗
浄される（これによって、保持テーブル１２０表面から
研削屑が除去される。次いで、上記載置域３ｏにおいて
、半導体ウェーハ搬入手段６によって、半導体ウェーハ
Ｗが研削すべき表面を上方に向けた状態で保持テーブル
１２上に載置される。後の説明から明らかになる如く、
保持テーブル１２は通気性を有する真空吸着域を有し、
かがる真空吸着域を上記吸引源４０に連通せしめること
によって、保持テーブル１２上に載置された半導体ウェ
ーハＷはそこに吸着保持される。かくして、半導体ウェ
ーハＷは、保持テーブル１２に付随して、その表面に実
質上平行に所定の方向、即ち保持テーブル１２０円形移
動径路１８に沿った矢印１６で示す方向に移動せしめら
れる。しかる後に、番号４６で示す第１の研削域におい
て、研削ホイール組立体４Ａにおける回転せしめられて
いる研削ホイール２２Ａの研削ブレード２８Ａが半導体
ウェーハＷの表面に作用してこれを研削し、次いで、番
号４８で示す第２の研削域において、研削ホイール組立
体４Ｂにおける回転せしめられている研削ホイール２２
Ｂの研削ブレード２８Ｂが半導体ウェーハＷの表面に作
用してこれを更に研削し、そして更に、番号５０で示す
第３の研削域において、研削ホイール組立体４Ｃにおけ
る回転せしめられている研削ホイール２２Ｃの研削ブレ
ード２８Ｃが半導体ウェーハＷの表面に作用してこれを
更に研削する。研削方向、即ち保持テーブル１２の円形
移動径路１８に沿った矢印１６で示す方向に見て順次に
位置する研削ホイール組立体４Ａ、４Ｂ及び４Ｃの研削
ブレード２８Ａ　、２８Ｂ及び２８Ｃは、研削方向に見
て下流側に位置するものほど粒度の小さい砥粒から形成
されておシ（従って、研削ブレード２８Ｂにおける砥粒
の粒度は研削ブレード２８Ａにおける砥粒の粒度よシ小
さく、研削ブレード２８Ｃにおける砥粒の粒度は研削ブ
レード２８Ｂｋ−おける砥粒の粒度より小さく）、かく
して研削方向に見て下流（１！ｌに向って半導体ウェー
ハＷの表面の研削粗さが漸次低減せしめられているのが
好都合である。半導体ウェーハＷの表面の研削深さも、
研削方向に見て下流側に向って漸次低減せしめられてい
るのが好都合である。上記第３の研削域５０を通過する
と、保持テーブル１２の上記真空吸着域は、水の如き液
体の給液源５２（第２図）に連通され、保持テーブル１
２上に流出する液体によって、保持テーブル１２上の半
導体ウェーハＷが浮上せしめられる。そして、上記取出
域３２において、半導体ウェーハ搬出手段８によって、
保持テーブル１２上から表面が研削された半導体ウェー
ハＷが取出される。

図示の装置における上述した通ｐの構成及び作用は、本
発明によって改良された装置における新規な特徴をなす
ものではなく、本発明が適用される装置の一例を示すに
すぎず、それ故に、図示の装置における上述した通りの
構成及び作用についての詳細は、本明細語においては省
略する。

而して、上述した通シの装置における半導体ウェーハＷ
の表面の研削において、従来は、半導体ウェーハＷの表
面の研削方向、従って研削ホイール組立体４Ａ、４Ｂ及
び４Ｃに対する保持テーブル１２の移動方向、即ち円形
移動径路１８に沿った矢印１６で示す方向と、半導体ウ
ェーハＷにおける結晶方位との相対関係に全く考慮を払
っていなかった。換言すれば、上記載置域３０において
保持テーブル１２上に半導体ウェー／ＳＷを載置する際
に、半導体ウェーハＷの結晶方位を全く考慮することな
く、保持テーブル１２上における半導体ウェーハＷの結
晶方位を特定すること−なく保持テーブル１２上に半導
体ウェーッ・Ｗを載置し、従って半導体ウェーハＷの表
面の研削方向と半導体ウェーハＷの結晶方位とを特定す
ることなく研削を遂行していた。

然るに、本発明者が鋭意検討及び災験を１ねたところ、
驚くべきことに、上記研削方向と上記結晶方位との相対
的関係が異なると、研削結果にかなシ顕著な相異が生成
され、従来において生成されていたところの不充分な研
削面粗さ、或いは研削面における所謂むしれ現象の発生
は、上記研削方向と上記結晶方位との相対的関係に起因
するところが少なくないことが判明した。そして、かか
る事実の認識に基き、本発明者は、満足し得る良好な研
削結果を得るためには、上記研削方向と上記結晶方位と
の相対的関係を特定することが重要であることを見出し
た。

上述した通シの装置においては、上記研削方向は研削ホ
イール組立体４Ａ、４Ｂ及び４Ｃに対する保持テーブル
１２の移動方向であシ、従って保持テーブル１２の円形
移動径路１８に沿った矢印１６で示す方向に特定されて
おシ、保持テーブル１２上に保持された半導体ウェーハ
Ｗに対する研削ホイール組立体４Ａ、４Ｂ及び４Ｃの各
々による研削方向は実質上同一である。従って、上記載
置域３０において保持テーブル１２上に半導体ウェーハ
Ｗを載置する際に、半導体ウニ・−ハＷにおける結晶方
位に関して半導体ウェーハＷの角度位置を規制して、半
導体ウェーハＷの結晶方位が保ｂ°テーブル１２に関し
゛Ｃ所定方向になるようにせしめれば、研削ホイール組
立体４Ａ、４１３及び４Ｃの各々による半導体ウェーッ
・Ｗの表面の研削方向を実質上同一にせしめて、半導体
ウェーッ・Ｗの結晶方位と研削方向との相対的関係を所
要通シに特定することができる。

他方、当業者には周知の如く、半導体ウェーッ１Ｗにお
いては、一般に、結晶方位に関してＰ）ｒ定角度位置に
配置された変形部か周縁に形成されている。かかる鼓形
部の典型例としては、第３図に図示する如く、半導体ウ
ェーッ・Ｗの周縁に形成された平坦部５２（一般に「オ
リエンテーションフラット」と称されている）を挙げる
ことができる。

更に１だ、近時においては、上記変形部として、第４図
に図示する如く周縁にＶ字状等のノツチ５４を形成した
半導体ウェーハＷも出現している。かよう外次第である
ので、半導体ウェーッ・Ｗにおけ上記変形部（平坦部５
２又はノツチ５４等）を基準とすることによって、結晶
方位に関して半導体ウェーハＷの角度位置を充分容易に
特定位置に規制することができる。

半導体ウェーハＷの結晶方位と研削方向との最適な相対
関係は、半導体ウェーハＷの材質等によって異なるので
、複数枚のダミーウェーハを使用して実際に研削実験を
遂行して最コ＾な相対的関係を決定することが望ましい
。ちなみに、本発明者が第１図及び第２図に図示する通
シの形態の装置を使用してＧａＡｓ製ウェーハの表面の
研削実験を遂行したところ、次の通シであった。ウェー
ハの結晶方向と研削方向との相対的関係を考慮すること
なく、従って両者の関係を任意にせしめて１０枚のＧａ
Ａｓ製ウェーハの表面を研削したところ、１０枚のＧａ
Ａｓ製ウェーハの全てにおいて研削面粗さは２乃至４μ
ｎ１であり、研削面にはむしれ現象が生じていた。一方
、第１図において１点鎖線で示す円弧に沿った矢印１６
で示す方向である研削方向に対するＧａＡｓ製ウェーハ
の結晶方位を、５度毎に変えて遂行したダミー実験から
めた最適な特定関係にせしめて１０枚のＧａＡｓ製ウェ
ーハの表面を研削したところ、研削面粗さは約０．２μ
ｍであり、研削面にむしれ現象は生じていなかった。

第１図に図示する装置における半導体ウェーッ・搬入手
段６は、第３図に図示する形態の半導体ウェーハＷ１即
ち結晶方位に関してＱｉ定角度位置に配置された平坦部
５２が周縁に形成されている形態の半導体ウェーハＷを
、上記平坦部５２に基いて所要角度位置に規制して支持
基台２の保持テーブル１２上に自動的に載置することが
できるように構成されている。

第５図を参照して説明すると、図示の半導体ウェーハ搬
入手段６は、収納カセット６０．送給手段６２．角度位
置規制手段６４．転送手段６６を含んでいる。そして、
上記転送手段６６は、第１の転送機構６８１回転式角度
調整手段７０及び第２の転送機構７２から構成されてい
る。

収納カセット６０は鉛直方向（第５図において紙面に垂
直な方向）に間隔を置いて配設された複数枚の載置プレ
ート７４を有し、かかる載置プレート７４の各々の上面
に半導体ウェーハＷが載置されている。載置プレート７
４の各々は、略Ｈ形状であシ、前側中央部には略矩形の
比較的大きな切欠き７６が存在している。上記収納カセ
ット６０は、それ自体は周知の形態でよいカセット昇降
機構（図示していない）に装填され、そして後に言及す
る如く、収納カセット６０内の半導体ウェーハＷが全て
送出されるまで、収納カセット６０からの半導体ウェー
ハＷの送給毎に所定距離（即ち、載置プレート７４の上
下方向間隔に対応した距離）下降せしめられる。収納カ
セット６０内の半導体ウェーハＷが全て送出されると、
収納カセット６０は初期位置まで上昇され、半導体ウェ
ーハＷを収納した次の収納カセット６０と交換される。

上記送給手段６２は、上記収納カセット６０から半導体
ウェーハＷを１枚づつ送出して、番号７８で示す位置イ
」け領域に送給する。図示の送給手段６２は、ベルトコ
ンベヤ機構から構成されている。

即ち、図示の送給手段６２は、第５図において左右方向
に間隔を１Δいて配設され実質上水平に延びる一対の回
転軸８０及び８２と、かかる回転軸８０及び８２の各々
に夫々の軸紛方向に間隔を置いて固定されたグー！Ｊ８
４ａ及び８４ｂ並びに８６ａ及び８６ｂと、上記プーリ
８４ａ及び８６ａに巻掛けられた無端搬送ベル）８８ａ
並びに上記ブーＩＪ　８４　ｂ及び８６ｂに巻掛けられ
た無端搬送ベルト８８ｂとから構成されている。上記回
転軸８２は、適宜の作動機構（図示していない）を介し
て電動モータの如き駆動源９０に駆動連結されている。

駆動源９０は、選択的に付勢されて上記回転軸８２を第
５図において下方から見て反時計方向に回転駆動し、か
くして上記無端搬送ベル）　８８ａ及び８８ｂを矢印９
２で示す方向に駆動する。而して、第５図に明確に図示
する如く、ベルトコンベヤ機構から構成された送給手段
６２の上流端部は、上記収納カセット６０の載置プレー
ト７４における切欠き７６内に位置しておシ、特定の載
置プレート７４上に載置されている半導体ウェーハＷの
下面は、上記切欠き７６を介して送給手段６２の無端搬
送ベル）８８ａ及び８８ｂの上方走行部に接触せしめら
れている。従って、無端搬送ベルト８８ａ及び８８ｂが
矢印９２で示ず方向に駆動されると、特定の載置プレー
ト７４上に載置されている半導体ウェーハＷが無端搬送
ベル）８８ａ及び８８ｂの作用によって収納カセット６
０から送出されて搬送される。無端搬送ベル）８８ａ及
び８８ｂのＭＭが停止されると、収納カセット６０が上
記所定距離下降せしめられ、かくしてすぐ上方に位置す
る次の載置プレート７４上に載置されている半導体ウェ
ーハＷの下面が無端搬送ベルト８８ａ及び８８ｂの上方
走行部に接触せしめられる。上記無端搬送ベル）８８ａ
及び８８ｂの両側（８Ｂ　５図において上側及び下側）
には、収納カセット６０から送出されて搬送される半導
体ウェーハＷを案内するための静止案内部１ｆＡ’　９
４　ａ及び９４ｂが配設されているのが好都合である。

かかる静止案内部月９４ａ及び９４ｂは、半導体ウェー
ハＷの径の変更に応じて両者間の間隔を調整し得るよう
に装着されているのが好ましい。

上述した位置付は領域７８には、上記角度位置規制手段
６４が設けられている。図示の具体例においては、第３
図に図示する形態の半導体ウェーハＷ１即ち結晶方位に
関して所定角度位置に配設された平坦部５２が周縁に形
成されている形態の半導体ウェーハＷが取扱われ、上記
角度位置規制手段６４は、上記送給手段６２によって送
給された半導体ウェーハＷをその平坦部５２に基いて所
定角度位置にせしめる。第５図と共に第６図を参照して
説明すると、図示の角度位置規制手段６４は、静止支持
枠体９６を含んでいる。この支持枠体９６は、半導体ウ
ェーハＷの径の褒史に対処し得るように、適宜の支持手
段（図示していない）によって第５図及び第６図におい
て左右方向に位置調整自在に装着されているのが好まし
い。支持枠体９６には、実質上鉛直に上方に突出する一
対のローラ９８ａ及び９８ｂが回転自在に装着されてい
る。第６図に明確に図示する如く、かかるー対のローラ
９８ａ及び９８ｂは、上記送給手段６２における無端搬
送ベル）８８ａ及び８８ｂの上方走行部を越えて上方に
突出している。一対のローラ９８ａ及び９８ｂは、適宜
の伝動機構（図示していない）を介して上記駆動源９０
（即ち上記送給手段６２における回転軸８２が駆動連結
されているところの駆動源９０）に駆動連結されておシ
、駆動源９０が付勢されると第５図において時計方向に
回転せしめられる。上記支持枠体９６にれ、更に、第５
図において上記一対のローラ９８ａ及び９８ｂの上方に
位置する停止片１００が固定されている。

上述した角度位置規制手段６４の作用を要約して説ツ」
すると、次の通シである。上記収納カセット６０内にお
いては半導体ウェーハＷは任意の角度位置にあシ、その
平坦部５２は種々の方向を向いている。従って、半導体
ウェーハＷはその平坦部５２を種々の方向に向けた状態
で上記送給手段６２によって上記位置付は領域７８に送
給される。

而して、上記位置付は領域７８まで半導体ウェーハＷが
送給されると、半導体ウェーハＷの周縁が上記一対のロ
ーラ９８ａ及び９８ｂに当接せしめられ、かくして半導
体ウェーハＷが更に前進することが阻止されると共に、
上記送給手段６２の送給作用によって半導体ウェーハＷ
の周縁が一対のローラ９８ａ及び９８ｂに押付けられる
。この時、一対のローラ９８ａ及び９８ｂは第５図にお
いて時計方向に回転せしめられている故に、一対のロー
ラ９８ａ及び９８ｂから半導体ウェーハＷにこれを第５
図において反時計方向に回転せ゛しめんとする力が伝え
られる。かくして、半導体ウェーハＷは、第５図に２点
鎖線で示す如く、その平坦部５２が一対のローラ９８ａ
及び９８ｂと共に上記停止片１００に当接する所定角度
位置１で回転せしめられる。そして、この所定角度位置
になると、停止片１００の拘束作用によシ半導体ウェー
／〜Ｗの更なる回転が阻止される。かくして、平坦部５
２を任意の方向に向けて送給された半導体ウェーハＷは
、角度位置規制手段６４によって自動的に所定角度位置
、即ち第５図に２点鎖線で示す如く送給手段６２による
送給方向に見て平坦部５２が最前方に位置する角度位置
に規制される。送給手段６２と共に角度位置規制手段６
４の一対のローラ９８ａ及び９８ｂを駆動するための上
記駆動源９０は、半導体ウェーハＷを収納カセット６０
内から位置付は領域７８まで送給し、次いでこの位置付
は領域７８において半導体ウェーハＷを所定角度位置に
位置付けるに充分な時間だけ付勢された後に除勢される
。

上記の通シにして位置付は領域７８に送給され所定角度
位置に規制された半導体ウェーハＷは、全体を番号６６
で示す上記転送手段によって、位置付は領域７８から上
記支持基台２の保持テーブル１２上に転送される。図示
の具体例においては、上述した如く、転送手段６６は、
第１の転送機構６８、回転式角度調整手段７０及び第２
の転送機構７２を含んでいる。

第５図及び第６図を参照して説明すると、第１の転送機
構６８は、反転アーム１０２を含んでいる。この反転ア
ーム１０２の一端部は、実質上水平に延び且つ回転自在
に装着されている支持軸１０４に固定されている。反転
アーム１０２の自由端には、真空吸着部１０６が設けら
れている。

上記支持軸１０４は、適宜の伝動機構（図示していない
）を介して電動モータの如き駆動源１０８に駆動連結さ
れておシ、上記反転アーノ・１ｏ２は、選択的に正転及
び逆転される駆動源１０８によって、第５図及び第６図
に実線で示す吸着位置と第５図及び第６図に２点鎖線で
示す離脱位置との間を往復旋回動せしめられる。反転ア
ーム１０２の自由端に設けられている上記真空吸着部１
０６は、上記吸引源４０に選択的に連通せしめられる。

かかる真空吸着部１０６は、上記吸着位置においては上
方を向いていて、上記位置付は領域７８内で且つ上記送
給手段６２における無端搬送ベルト８８ａ及び８８ｂの
上方走行部よシも若干下方に位置し、一方、上記離脱位
置においては下方を向いていて、回転式角度調整手段７
０における回転台１１０（この回転台１１０については
後に更に言及する）の上面に対向して位置する。かよう
な第１の転送機構６８は、上記位置付は領域７８におい
て上記角度位置規制手段６４による角度位置規制作用が
完了するまでは上記吸着位置に位置付けられている。そ
して、上記角度位置規制手段６４による角度位置規制作
用が完了し上記駆動源９０が除勢されると、真空吸着部
１０６が吸引源４０に連通せしめられ、かくして位置伺
は領域７８に存在する半導体ウェーハＷが真を吸着部１
０６に吸着される。同時に、上記駆動源１０８が正転さ
れて、反転アーム１０２が上記吸着位置から第６図にお
いて反時計方向に上記離脱位置まで旋回せしめられ、か
くして半導体ウェーハＷが位置付は領域７８から上記回
転台１１０の上面まで表裏を反転して搬送される。次い
て、真空吸着部１０６が吸引源４０から切離され、かく
して半導体ウェーハＷが真空吸着部１０６から離脱され
て回転台１１０上に載置される。しかる後に、反転アー
ム１０２は上記離脱位置から上記吸着位置へ戻される。

回転式角度調整手段７０における上記回転台１１０は、
実質上鉛直に延びる軸線を中心として回転自在に装着さ
れていると共に、適宜の伝動機構（図示していない）を
介してパルスモータであるのが好ましい駆動源１１２（
第６図）に駆動連結されている。実質上水平な回転台１
１０の表面上には、そこに載置される半導体ウェーハＷ
の自由な移動を拘束するための複数個（図示の場合は６
個）の拘束爪１１４が周方向に間隔を置いて配設されて
いる。かような拘束爪１１４の各々は、半導体ウェーハ
Ｗの径の変更に対処し得るように、回転台１１０の表面
に形成された半径方向に延びる溝１１６に半径方向の位
Ｍ調整自在に装着されているのが好都合である。かよう
な回転式角度調整手段７０においては、上記第１の転送
機構６８によって回転台１１０上に半導体ウェーハＷが
載置された後、駆動源１１２が付勢されて回転台１１０
及びその上に＊置された半導体ウェーハＷが所要角度回
転せしめられる。かくして、上記位置付は領域７８にお
いて所定角度位置に規制された半導体ウェーッ・Ｗの角
度位置が適宜に調整され、回転台１１０から第２の転送
機構７２（この第２の転送機構７２については後に更に
言及する）によって上記支持基台２の保持テーブル１２
上に半導体ウェーハＷを転送した時に、保持テーブル１
２の移動方向、従って研削方向に対して半導体ウェーハ
Ｗの角度位置、従ってその結晶方位が所要の関係になる
ようにせしめられる。勿論、保持テーブル１２の移動方
向に対して半導体ウェーッ１Ｗの角度位置をＱｉ’ｆＮ
の関係にせしめるために、回転式角度調整手段７０にお
いて半導体ウェーッ・Ｗの角度位置を調整する必をがな
い場合には、駆動源１１２を付勢する必要はなく、特定
の種類の半導体ウェーハＷのみを取扱う場合には回転式
角度調整手段７０を省略することもできる。

上記第２の転送機構７２は、静止支持枠体１１７と、第
５図に２点鎖線で示す吸着位置と第５図に実線で示す離
脱位置との間を旋回動自在に上記支持枠体１１６に装着
された搬送アーム１１８と、この搬送アーム１１８の先
端部下面に設けられた真空吸着部１２０とを含んでいる
。上記搬送アーム１１８は、適宜の作動機構（図示して
いない）を介して電動モータの如き適宜の駆動源１２２
及び１２４に駆動連結されておシ、上記支持基台２の矢
印１６で示す方向への回転に所要の通りに同期せしめら
れて上記吸着位置と上記離脱位置との間を往後旋回動せ
しめられ、そしてまた上記吸着位置及び上記離脱位置に
おいて適宜に昇降動せしめられる。上記真空吸着部１２
０は、上記吸引源４０に選択的に連通せしめられる。上
記回転式角度調整手段７０における半導体ウェーハＷの
角度位置の調整が冗了すると、上記吸着位置にある搬送
アーム１１８が幾分下降せしめられ、次いで真空吸着部
１２０が吸引ｍ４０に連通せしめられる。

かくして、上記回転式角度調整手段７ｏの回転台１１０
上の半導体ウェーハＷが真空吸着部１２０に吸着される
。次に、搬送アーム１１８が幾分上昇せしめられ、上記
吸着位置から上記離脱位置まで旋回動せしめられる。次
いで、搬送アーム１１８が幾分下降せしめられ、真空吸
着部１２０が吸引源４０から切離され、かくして吸着さ
れていた半導体ウェーハＷが離脱されて下方に位置する
支持基台２の保持テーブル１２上に載置される。しかる
後に、搬送アーム１１８は幾分上昇せしめられ、上記離
脱位置から上記吸着位置に戻される。

本発明に従って改良された図示の装置においては、上述
した通υの半導体ウェーハ搬入手段６によって、支持基
台２の保持テーブル１２上に半導体ウェーハＷがＱｉ定
角度位置で載置されることに関連して、保持テーブル１
２自体にも改良が施されている。

第７図を参照して説明すると、図示の具体例における保
持テーブル１２の各々は、多孔質セラミックスの如き通
気性拐料から形成された主部１２６と非通気性Ｉ料から
形成され上記主部１２６を囲繞する周縁部１２８とから
構成されている。通気性拐料から形成されている上記主
部１２６は、支持基台２に配設されている適宜の吸引路
（図示していない）を介して上記吸引源４０（第１図及
び第２図）に連通せしめられ、かくして保持テーブル１
２上に載置された半導体ウェーハＷが吸着される。従っ
て、上記主部１２６は、真空吸着域を規定する。而して
、本発明に従って改良された図示の保持テーブル１２に
おいては、真空吸着域を規定する上記主部１２６は、そ
こに載置される半導体ウェーハＷの形状と実仙上同−形
状にせしめられている。図示の具体例においては、第３
図に図示する形態の半導体ウェーハＷ１即ち周縁に平坦
部５２が形成されている形態の半導体ウェーハＷが取扱
われる故に、上記主部１２６は、第３図に図示する形態
の半導体ウェーハＷと実質上同一の平面形状であって、
周縁に平坦部１３０を有する。上記半導体ウェーハ搬入
手段６によって保持テーブル１２上に載置される半導体
ウェーハＷは、その平坦部５２が上記主部１２６の平坦
部１３０に合致した角度位置で上記主部１２６上に載置
され、かくして半導体ウェーハＷの実質上全体によって
上記主部１２６の実賀上全域即ち真空吸着域が覆われる
。従って、半導体ウェーハＷはその実質上全体に渡って
充分均一に吸収作用を受けて確実に吸着される。第４図
に図示する如く周縁にＶ字状等のノツチ５４か形成され
ている形態の半導体ウェーハＷを取扱う場合には、勿論
、上記主部１２６の平面形状はかかる半導体ウェーハＷ
の形態と実質上同一のものに変更することができる。

上記保持テーブル１２に関しては、次の事実が注目され
るべきである。即ち、従来においては、半導体ウェーハ
Ｗは特定の角度位置に規吏１ｊされることなく任意の角
度位置で、従ってその平坦部５２（又はノツチ５４）を
任意の方向に向けて、保持テーブル１２上に載置されて
いた。そこで、第７図に２点鎖線１３２で図示する如く
、半導体ウェーハＷの平坦部５２（又はノツチ５４）に
内接する円形領域又はそれよシも若干小さい円形領域の
みを通気性材料から成る真空吸着域とし、その外側領域
は非通気性材料から形成し、かくして半導体ウェーハＷ
が任意の角度位置で載置されても必らず真空吸着域の全
てが半導体ウェーハＷによって覆われるようにせしめて
いた（容易に理解される如く、真空吸着域の一部が半導
体ウェーハＷによって覆われない状態が発生すると、吸
引源４０として高能力のものが必要になシ、また高能力
の吸引源４０を使用しても充分強固に半導体ウェーハＷ
を吸着することが相当困難である）。然るに、上記の通
シの従来の構成においては、容易に理解される如く、半
導体ウェーハＷの周縁領域は真空吸着されず、それ故に
研削時に半導体ウェーハＷの周縁領域が若干浮上がる傾
向が存在し、これに起因して半導体ウェーハＷの研削結
果が低下するという問題が生じていた。

以上、添付図面を参照して本発明に従って構成された方
法及び装置の一具体例について詳細に説明したが、本発
明はかかる具体例に限定されるものではなく、本発明の
範囲から逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能で
あることは勿論である。

例えば、図示の具体例においては、収納カセット６０か
ら位置付は領域７８に送給された半導体ウェーハＷを、
第１の転送機構６８によって表裏を反転した後に保持テ
ーブル１２上に載置しているが、所望ならば、収納カセ
ット６０において半導体ウェーハＷを既に研削すべき表
面を上方にせしめた状態にしておき、表裏を反転するこ
となく保持テーブル１２上に載置することもできる。

また、図示の具体例においては、位置付は領域７８にお
いて角度位置規制手段６４によって半導体ウェーハＷを
／ｌ？定角度位置に機械的に規制し、次いで回転式角度
調整手段７０によって更に半導体ウェーハＷの角度位置
を調整しているが、所望ならば、例えば、上記角度位置
規制手段６４を省略すると共に、上記回転式角度調整手
段７ｏに半導体ウニ〜ハＷの平坦部５２（又はノツチ５
４）を検出するための光電式等の検出器を付設し、上記
検出器による半導体ウェーハＷの角度位置の検出に基い
て上記回転式角度調整手段７ｏのみにおいて半導体ウェ
ーハＷの角度位置を所要通りに設定することもできる。

更にまた、回転式角度調整手段７ｏにおける回転台１１
０を回転せしめて半導体ウェーハＷの角度位置を調整す
ることに代えて、例えば、第２の転送機構７２（又は第
１の転送機構６８）における真空吸着部１２０（又は１
ｏ６）を搬送アーム１１８（又は反転アーム１ｏ２）に
対して回転自在にせしめ、第２の転送機４４７２（又は
第１の転送機構６８）によって半導体ウェーハＷを転送
する際に真空吸着部１２ｏ（又は１ｏ６）を所要角度回
転せしめて、半導体ウェーハＷの回転角度を調整するこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って改良された装置の一具体例を
示す簡略平面図。 第２図は、第１図の装置における支持基台及び研削ホイ
ール組立体を示す簡略側面図。 第３図及び第４図は、夫々、半導体ウェーハを示す平面
図。 第５図は、第１図の装置における半導体ウェーハ搬入手
段を示す簡単部分平面図。 第６図は、第５図に示す半導体ウェーハ搬入手段の一部
を示す簡略部分側面図。 第７図は、第１図の装置における保持テーブルを示す部
分平面図。 ２・・・支持基台 ４Ａ、４Ｂ及び４Ｃ・・・研削ホイール組立体６・・・
半導体ウェーハ搬入手段 ８・・・半導体ウェーハ搬出手段 １２・・・保持テーブル ２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｃ・・・研削ホイール２８Ａ、
２８Ｂ及び２８Ｃ・・・研削ブレード６２・・・送給手
段 ６４・・・角度位置規制手段 ６８・・・第１の転送機構 ７０・・・回転式角度調整手段 ７２・・・第２の転送機構 ７８・・・位置付は領域 Ｗ　・・・半導体ウェーハ 特許出願人　株式会社ディスコ 代理人　弁理士　小　野　尚　純 第２図 ９乙 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体ウェーハを保持テーブル上に載置してそこに
   保持すること、 研削ホイールを、その中心軸線を中心として回転せしめ
   ること、及び 該保持テーブル上に保持された半導体ウェーハの表向に
   対して実質上平行なり丁定方向に、該保持テーブルと該
   研削ホイールとを相対的に移動せしめ、回転せしめられ
   ている該研削ホイールを該保持テーブル上に保持された
   半導体ウェーハの表面に作用せしめてこれを研削する方
   法において； 半導体ウェーハの結晶方位が該保持テーブルに関して所
   定方向になるように、半導体ウェーハの角度位置を規制
   して半導体ウェーハを該保持テーブル上に載置し、かく
   して該研削ホイールによる半導体ウェーハの表面の研削
   方向を半導体ウェーハの該結晶方位に対して所定関係に
   せしめる、ことを特徴とする方法。 ２、半導体ウェーハの周縁には、該結晶方位に関して所
   定角反位置に配置された変形部が形成されておシ、該変
   形部に基いそ半導体ウェーハの角度位置を特徴する特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ３、複数個の研削ホイールを配設し、該複数個の研削ホ
   イールを順次に半導体ウェーハの表面に作用せしめて半
   導体ウェーハの表面を研削し、この際、該軸数個の研削
   ホイールの各／、に対する該保持テーブルの相対的移動
   方向を実質上同一にせしめ、かくして該複数個の研削ホ
   イールの各々による半導体ウェーハの表面の研削方向を
   実〃土同−にせしめる、Ｑ！ｉ、許諸求の範囲第１項又
   は第２項のいずれかに記載の方法。 ４、該研削ホイールの各々は、超砥粒を結合することに
   よって形成された研削ブレードを有し、半導体ウェーハ
   の表面に後に作用せしめられる研削ホイールの研削ブレ
   ードにおける超砥粒の粒度は、半導体ウェーハの表面に
   先に作用せしめられる研削ホイールの研削ブレードにお
   ける超砥粒の粒度よシ小さい、特許請求の範囲第３項記
   載の方法。 ５、半導体ウェーハを保持するための少なくとも１個の
   保持テーブルを含む支持基台と、回転自在に装着された
   支持軸及び該支持軸に装着された研削ホイールを含み、
   且つ該支持基台に対向して配設された少なくとも１個の
   研削ホイール組立体と、表面を研削すべき半導体ウェー
   ハを該保持テーブル上に載置するための半導体ウェーハ
   搬入手段と、表面が研削された半導体ウェーハを該保持
   テーブル上から取出すための半導体ウェーハ搬出手段と
   を具備し、該支持軸を回転駆動せしめて該研削ホイール
   を回転せしめると共に、該保持テーブル上に保持された
   半導体ウェーハの表面に対して実質上平行な所定方向に
   該支持基台と該研削ホイール組立体とを相対的に移動せ
   しめて、回転せしめられている該研削ホイールを該保持
   テーブル上に保持されている半導体ウェーハの表面に作
   用せしめてこれ管研削する装置において： 該半導体ウェーハ搬入手段は、半導体ウェーハの結晶方
   位が該保持テーブルに関して所定方向になるように半導
   体ウェーハの角度位置を規１Ｉｌｌ　ｔ、て、半導体ウ
   ェーハを該保持テーブル上に載置する、ことを特徴とす
   る装置。 ６、半導体ウェーハの周縁には、該結晶方位に関して所
   定位置に配置された変形部が形成されておシ、該半導体
   ウェーハ搬入装置は、半導体ウニ〜ハを位置付は領域に
   送給する送給手段と、該位置付は領域に送給された半導
   体ウェーハ・を該変形部に基いて所定角度位置にせしめ
   る角度位置規制手段と、該所定角度位置にせしめられた
   半導体ウェーハを該位置付は領域から該保持テーブル上
   に転送する転送手段とを含む、特許請求の範囲第５項記
   載の装置。 ７、該転送手段は、保持した半導体ウェーハを回転せし
   めて該保持テーブルに関する半導体ウェーハの角度位置
   を調整する回転式角度位置調整手段を含む、特許請求の
   範囲第６項記載の装置。 ８、該回転式角度位置調整手段は、回転自在に装着され
   た回転台及び該回転台を回転せしめるための駆動源から
   成シ、該転送手段は、該位置付は領域から該回転台上に
   半導体ウェーハを転送する第１の転送機構及び該回転台
   の表面から該保持テーブル上に半導体ウェーハを転送す
   る第２の転送機構を含む、特許請求の範囲第７項記載の
   装置。 ９、半導体ウェーハの周縁には、該結晶方位に関して所
   定位置に配置された変形部が形成されてお９、該保持テ
   ーブルは、通気性材料から形成され且つ半導体ウェーハ
   の形状に実質上合致した真空吸着域を有する、特許請求
   の範囲第５項記載の装置。 １０、該支持基台は、その中心軸線を中心として回転自
   在に装着された円盤形状であシ、該支持基台には、周方
   向に間隔を置いて且つ該中心軸線から夾角上等距離を置
   いて該保持テーブルが複数個配設されておシ、該支持基
   台を回転せしめることによって該支持基台と該研削ホイ
   ール組立体との相対的移動が生成せしめられる、特許請
   求の範囲第５項乃至第９項のいずれかに記載の装置。 １１、該支持基台の回転方向に間隔を置いて且つ該支持
   基台の該中心軸線から実質上等距離を置いて該研削ホイ
   ール組立体が複数個配設されている、特許請求の範囲第
   １０項記載の装置。 １２、該研削ホイール組立体の各々の研削ホイールは、
   超砥粒を結合することによって形成された研削ブレード
   を有し、研削方向に見て下流側に位置する研削ホイール
   の研削ブレードにおける超砥粒の粒度は、研削方向に見
   て上流側に位置する研削ホイールの研削ブレードにおけ
   る超砥粒の粒度よシ小さい、特許請求の範囲第１１項記
   載の装置。