TWI600496B - 晶圓的倒角加工方法、晶圓的倒角加工裝置及磨石角度調整輔助具 - Google Patents

晶圓的倒角加工方法、晶圓的倒角加工裝置及磨石角度調整輔助具 Download PDF

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Description

晶圓的倒角加工方法、晶圓的倒角加工裝置及磨石角度調整輔助具
本發明係關於一種對作為半導體裝置之材料的晶圓、或安裝有半導體裝置的晶圓之周端部進行加工的方法或裝置。
在被使用作為各種結晶晶圓以及其他半導體裝置晶圓等之積體電路用基板的圓盤狀薄板材、由包含其他金屬材料之較硬材料所構成的圓盤狀薄板材、例如由矽(Si)單晶、鎵砷(GaAs)、水晶、石英、藍寶石、肥粒鐵、碳化矽(SiC)等所構成之物(將此等簡單地統稱為晶圓)的倒角加工中，為了要獲得剖面形狀或剖面形狀精度，而有使用附溝槽造型磨石進行加工者，該附溝槽造型磨石係具有形成應加工的晶圓周端部之外形狀的溝槽(專利文獻1、2)。
但是，在使用造型磨石的情況時，由於冷卻劑不易進入磨石之溝槽的最深部，所以磨石容易受傷，又在邊緣之圓周方向殘留有條痕而有表面粗度容易變大的問題點。
因此，有提案一種將含有研磨材之橡膠輪作為磨石而用於晶圓之倒角的研磨方法及裝置，藉由使用特大直徑的橡膠輪，可以進行條痕之更細微化(專利文獻3)。
再者，有以下之加工方法：其係使二個圓盤狀之無溝槽磨石接近晶圓周端部之同一部位而配置，且使其與旋轉的晶圓相對地接近離開，藉此而利用旋轉的二個無溝槽磨石之加工面來同時加工已接近晶圓周端部之同一部位的位置並予以成形(專利文獻4)。
又，有時在將裝置化之晶圓進行薄化時以周端部不成為容易缺口之形狀的方式，進行預先加工。
其他，有時也會對重疊複數片TSV貫通電極晶圓等之晶圓並已裝置化的晶圓之直徑進行縮小加工。
[專利文獻]
(專利文獻1)日本特開平06-262505號公報
(專利文獻2)日本特開平11-207584號公報
(專利文獻3)日本特開2000-052210號公報
(專利文獻4)日本特開2008-177348號公報
如第1圖所示，在專利文獻4所記載的習知之晶圓的倒角加工裝置中，係為了進行定中心並載置於未圖示之旋轉工作台的晶圓1之邊緣(周端部)1a的倒角加工，而使得二個圓盤形無溝槽磨石3、3以彼此平行接近的方式所配置。
如第1圖所示，在晶圓1，係刻設用以顯示圓周方向之基準位置的V字形或U字形之凹槽(notch)1n。
晶圓1係藉由旋轉工作台而朝向θ方向旋轉，並且二個圓盤形無溝槽磨石3、3，係如第1圖之箭頭所示般地彼此朝向相反方向旋轉並接觸到晶圓1之邊緣1a而進行倒角加工。
二個圓盤形無溝槽磨石3、3與旋轉的晶圓1係能以彼此接近及離開的方式，相對地調整Y方向之位置。
在此，如第20圖(a)所示，二個圓盤形無溝槽磨石3、3係彼此配置於附近，並且以各自的寬度方向之中心線L、L彼此成為平行的方式所配置，而用於晶圓的倒角加工。
在使用新的圓盤形無溝槽磨石3來加工晶圓1時，係在加工前，藉由與晶圓1相同的厚度、相同的直徑之薄圓盤形磨石(整形器51)，來研磨初期的圓盤形無溝槽磨石3之前端面的直線部以進行轉印與晶圓1相同的直徑之圓弧形狀的整形(truing)。
但是，由於是如前述將二個圓盤形無溝槽磨石3、3以彼此平行之方式所配置，所以在整形(truing)中，要花時間將磨石3朝向厚度方向深度研磨成如第20圖(b)之形狀。
例如，如第21圖(a)及(b)所示，在習知之倒角加工裝置中為了使用二個寬度5mm之圓盤形無溝槽磨石3來加工ψ 450mm之晶圓1而對該磨石3進行整形的情況，當使圓盤形無溝槽磨石3之前端接觸到與晶圓1同形狀的整形器51時，初期狀態的圓盤形無溝槽磨石3與整形 器51之寬度方向外側的最大間隙亦會成為約61μm(0.061mm)。
又，如第21圖(c)及(d)所示，在習知之倒角加工裝置中為了使用二個寬度7.5mm之圓盤形無溝槽磨石3來加工ψ 450mm之晶圓1而對該磨石3進行整形的情況，當使圓盤形無溝槽磨石3之前端接觸到與晶圓1同形狀的整形器51時，初期狀態的圓盤形無溝槽磨石3與整形器51之寬度方向外側的最大間隙亦會成為約134μm(0.134mm)。
另外，由於第21圖中的整形器51係與晶圓1相同的形狀，所以在不對初期狀態的圓盤形無溝槽磨石3進行整形(truing)而開始進行晶圓1之加工的情況，第21圖(b)及(d)所示之最大間隙，係成為初期狀態的圓盤形無溝槽磨石3與晶圓1之最大間隙。
並且，就晶圓1之邊緣(周端部)1a的加工而言，係如第2圖所示，有以下的情況：將晶圓1之邊緣1a，加工成對上平面1su傾斜達角度α 1(約22°)的上斜面1au、對下平面1sd傾斜達角度α 1(約22°)的下斜面1ad、以及藉由單一之半徑R1的圓弧1c平滑地連結此等之間的剖面形狀(整體大致為三角形狀)。
在此情況，將上斜面1au之水平長度稱為「倒角寬度X1」，將下斜面1ad之水平長度稱為「倒角寬度X2」。
又，如第3圖所示，有以下的情況：將晶圓1之邊緣1a，加工成在對上平面1su傾斜達角度α 2的上斜面1au、和對下平面1sd傾斜達角度α 2的下斜面1ad、 和形成邊緣1a之端面的周端1b之間藉由二個圓弧即具有相同之半徑R2的圓弧1c、1c平滑地連結的剖面形狀(梯形形狀)。
在此情況，亦分別將上斜面1au之水平長度稱為「倒角寬度X1」，將下斜面1ad之水平長度稱為「倒角寬度X2」，將周端1b之面寬的長度稱為「倒角寬度X3」。
第12圖及第13圖係顯示用以對晶圓1之周端部上側及下側同時進行取輪廓(contouring)加工的圓盤形無溝槽磨石3之移動軌跡。如第12圖所示，在晶圓1之上面側的加工中，係從周端1b之曲面開始位置(U1)起，首先以O1為中心而以R2+r1之半徑使圓盤形無溝槽磨石3進行圓弧狀動作。若到達上斜面之開始位置U1’之後，其次使其傾斜地平行移動至U1’’以形成上斜面1au。如第13圖所示，晶圓1之下面側亦同樣地，從周端1b之曲面開始位置(L1)起，首先以O2為中心而以R2+r2之半徑使圓盤形無溝槽磨石3進行圓弧狀動作。若到達上斜面之開始位置L1’之後，其次使其傾斜地平行移動至L1’’以形成下斜面1ad。在進行第2圖之取輪廓加工時亦成為大致同樣的動作。
即便是在如前述之方式加工晶圓之剖面形狀以形成上斜面1au、下斜面1ad、圓弧1c的取輪廓加工中，亦會因平行地配置二個磨石3、3而使得圓盤形無溝槽磨石3、3之前端面的曲率變得陡峭(第20圖(b))，且即便加大磨石寬度，該磨石3與上斜面1au、下平面1sd、圓弧1c之接 觸長度亦不會變大，而是要花時間將晶圓進行取輪廓加工成預定之剖面形狀。
又，在晶圓1之縮徑加工時和將晶圓加工成預定之剖面形狀的取輪廓加工時，由於在圓盤形無溝槽磨石之寬度內的晶圓所接觸之位置的偏移較大，所以即便加大磨石之寬度，與晶圓之接觸長度亦不會變大，而是要花時間於加工上。
另外，習知在晶圓1之縮徑加工時，圓盤形無溝槽磨石3對晶圓1之相對的上下位置係如第2圖及第3圖之方式固定。
再者，在加工直徑較小之晶圓的情況，由於晶圓之圓周的曲率較大，所以當對圓盤形無溝槽磨石3進行整形(truing)時，各磨石就如第20圖(b)所示地成為朝向寬度方向偏移的形狀，且形成在接近晶圓之中心的部位磨損大、在遠離晶圓之中心的部位磨損小的陡峭之曲面。結果，磨石的壽命變短，並且晶圓的倒角形狀之精度亦降低。
尤其是，在加工時晶圓與圓盤形無溝槽磨石之左右方向的相對位置對準有些許偏移之類的情況，上述的問題亦會變得非常大。
又，如第16圖所示，在習知之晶圓的倒角加工方法中，當使用二個杯形無溝槽磨石4、4來對晶圓1進行倒角加工時，亦使二個杯形無溝槽磨石4、4以彼此平行地接近的方式所配置。
晶圓1係藉由旋轉工作台而朝向θ方向旋轉，並且，二個杯形無溝槽磨石4、4，係以第16圖之箭頭所示地彼此朝向相同之方向旋轉並接觸到晶圓1之邊緣1a而進行倒角加工。二個杯形無溝槽磨石4、4與旋轉的晶圓1係能以彼此接近及離開的方式，相對地調整Y方向之位置。
在此，如第22圖所示，由於二個杯形無溝槽磨石4、4之圓筒的接觸端面4a、4a之寬度方向的中心線L、L以成為平行之方式所配置，所以其與晶圓1之接觸長度會變短，而有花時間於倒角加工上，並且磨石之磨損發生偏差的問題。
本發明係為了解決上述問題點而開發完成者，在使用二個無溝槽磨石之晶圓的倒角加工方法中，其課題在於縮短花在無溝槽磨石的整形(truing)時間。又，其課題在於加大無溝槽磨石與晶圓之接觸長度，且縮短晶圓之縮徑加工和將晶圓加工成預定之剖面形狀的取輪廓加工所需的時間。
再者，其課題在於提供一種能夠進行如前述之晶圓的倒角加工方法的晶圓之倒角加工裝置、以及用於該倒角加工裝置的磨石角度調整用輔助器。
在本發明中，用以解決上述課題的手段係如同以下所述。
第1發明係一種將晶圓定中心並載置於旋轉工作台上，且使之進行旋轉，並使加工該旋轉的晶圓之二個無溝槽磨石接觸到晶圓周端部以對晶圓之直徑或剖面形狀進行倒角之晶圓的倒角加工方法，其特徵係為：使上述二個無溝槽磨石之寬度方向的中心線，朝向被載置於上述旋轉工作台上的上述晶圓之旋轉軸側彼此接近而配置，並使其接觸到上述晶圓。
第2發明係在第1發明中，進一步特徵為：將上述二個無溝槽磨石，以各自的寬度方向之中心線在上述晶圓之旋轉軸上彼此交叉的方式來配置。
第3發明係在第1發明中，進一步特徵為：上述二個無溝槽磨石係分別為，形成圓盤形並繞圓心之軸而旋轉，並且以外周面接觸到上述晶圓的圓盤形無溝槽磨石。
第4發明係在第3發明中，進一步特徵為：以上述二個圓盤形無溝槽磨石之半徑方向的厚度之磨損可能範圍的平均值為基準半徑，基於被加工的晶圓之直徑、二個圓盤形無溝槽磨石之上述基準半徑、二個圓盤形無溝槽磨石之初期半徑、二個圓盤形無溝槽磨石之寬度、以及二個圓盤形無溝槽磨石間之最小間隙，來決定二個圓盤形無溝槽磨石之朝向。
第5發明係在第1發明中，進一步特徵為：上述二個無溝槽磨石係分別為，形成杯形並繞軸而旋轉，並且以杯形之圓筒的端面接觸到上述晶圓的杯形無溝槽磨 石。
第6發明係在第5發明中，進一步特徵為：以上述二個杯形無溝槽磨石中之圓筒的高度方向之磨損可能範圍的平均值為基準高度，基於被加工的晶圓之直徑、二個杯形無溝槽磨石之上述基準高度、二個杯形無溝槽磨石之初期高度、二個杯形無溝槽磨石之圓筒的寬度、以及二個杯形無溝槽磨石間之最小間隙，來決定二個杯形無溝槽磨石之朝向。
第7發明係一種晶圓的倒角加工裝置，其特徵為係具有：旋轉工作台，使被定中心而載置的晶圓旋轉；二個無溝槽磨石，為了對被載置於上述旋轉工作台並被旋轉的上述晶圓之周緣部進行倒角，而將寬度方向之中心線以朝向被載置於上述旋轉工作台上的上述晶圓之旋轉軸側的方式彼此接近而配置；以及移動裝置，使被載置於上述旋轉工作台上並被旋轉的晶圓及上述二個無溝槽磨石相對地接近離開。
第8發明係在第7發明中，進一步特徵為具有：能夠調整上述二個無溝槽磨石之水平面內之保持角度的角度調整裝置。
第9發明係一種磨石角度調整用輔助具，其特徵係為：以能夠裝卸之方式形成於應安裝第8發明中之晶圓的倒角加工裝置之上述二個無溝槽磨石的部位，且形成作為上述二個無溝槽磨石之保持角度之基準的預定斜面。
依據第1發明，使上述二個無溝槽磨石之寬度方向的中心線，朝向被載置於上述旋轉工作台上的上述晶圓之旋轉軸側彼此接近而配置，並使其接觸到上述晶圓，藉此可以縮短無溝槽磨石之整形(truing)所需之時間。再者，在晶圓的取輪廓加工中，由於可以在無溝槽磨石之寬度內縮小晶圓所接觸的位置之偏移，所以藉由加長晶圓與無溝槽磨石之接觸長度就可以縮短取輪廓加工所需的時間。
又，由於被整形(truing)後的無溝槽磨石之磨損大致左右對稱，且比磨損之偏差較小，所以即便是在晶圓周端的剖面形狀之加工中，上斜面、下平面、圓弧與無溝槽磨石之曲率的差亦會變小，可以加長無溝槽磨石與晶圓之接觸長度，且可以在短時間內對晶圓進行取輪廓加工，而提高產能(throughput)。
依據第2發明，將上述二個無溝槽磨石，以各自的寬度方向之中心線在上述晶圓之旋轉軸上彼此交叉的方式來配置，藉此可以將無溝槽磨石與晶圓之接觸長度形成為最長，並且可以將無溝槽磨石之磨損的偏差形成為最小，可以在短時間內進行晶圓之縮徑加工及取輪廓加工。又，無溝槽磨石之整形(truing)所需的時間，亦可以形成為最短。
依據第3發明，上述二個無溝槽磨石，係分別為形成圓盤形並繞圓心之軸而旋轉，並且以外周面接 觸到上述晶圓的圓盤形無溝槽磨石，藉此可以使用二個圓盤形無溝槽磨石，來使晶圓之縮徑加工及取輪廓加工所需的時間縮短化，且提高產能，並且可以使圓盤形無溝槽磨石之壽命長期化。
依據第4發明，以上述二個圓盤形無溝槽磨石之半徑方向的厚度之磨損可能範圍的平均值為基準半徑，且基於被加工的晶圓之直徑、二個圓盤形無溝槽磨石之上述基準半徑、二個圓盤形無溝槽磨石之初期半徑、二個圓盤形無溝槽磨石之寬度、以及二個圓盤形無溝槽磨石間之最小間隙，來決定二個圓盤形無溝槽磨石之朝向，藉此可以按照圓盤形無溝槽磨石之形狀及晶圓之形狀，而適當地設定二個圓盤形無溝槽磨石之配置(離開彼此平行之狀態的傾斜角度)。
依據第5發明，上述二個無溝槽磨石，係分別為形成杯形並繞軸而旋轉，並且以杯形之圓筒的端面接觸到上述晶圓的杯形無溝槽磨石，藉此可以使用二個杯形無溝槽磨石，來使晶圓之縮徑加工及取輪廓加工所需的時間縮短化，且提高產能，並且可以使杯形無溝槽磨石之壽命長期化。
依據第6發明，以上述二個杯形無溝槽磨石中之圓筒的高度方向之磨損可能範圍的平均值為基準高度，且基於被加工的晶圓之直徑、二個杯形無溝槽磨石之上述基準高度、二個杯形無溝槽磨石之初期高度、二個杯形無溝槽磨石之圓筒的寬度、以及二個杯形無溝槽磨石間 之最小間隙，來決定二個杯形無溝槽磨石之朝向，藉此可以按照杯形無溝槽磨石之形狀及晶圓之形狀，而適當地設定二個杯形無溝槽磨石之配置(離開彼此平行之狀態的傾斜角度)。
依據第7發明，晶圓的倒角加工裝置，係具有：旋轉工作台，使定中心並載置的晶圓旋轉；二個無溝槽磨石，為了對被載置於上述旋轉工作台並使旋轉的上述晶圓之周緣部進行倒角，而將寬度方向之中心線以朝向被載置於上述旋轉工作台上的上述晶圓之旋轉軸側的方式彼此接近而配置；以及移動裝置，使被載置於上述旋轉工作台上並使旋轉的晶圓及上述二個無溝槽磨石相對地接近離開；藉此在晶圓之縮徑加工及取輪廓加工中，可以加長無溝槽磨石與晶圓之接觸長度，並可以在短時間內進行晶圓之縮徑加工及取輪廓加工，而可以提高產能。
在加大無溝槽磨石之寬度的情況，可以更進一步加長與晶圓之接觸長度，且可以更進一步在短時間內進行晶圓之縮徑加工及取輪廓加工，而可以提高產能。
又，由於伴隨晶圓之倒角加工而帶來的各無溝槽磨石之磨損大致左右對稱，且磨損之偏差較小，所以即便是在晶圓周端的剖面形狀之加工中，上斜面、下平面、圓弧與無溝槽磨石之曲率的差亦會變小，且可以加長無溝槽磨石與晶圓之接觸長度，藉此可以在短時間內加工晶圓，而提高產能。
再者，在使用圓盤形無溝槽磨石的習知之倒角加工裝 置中，為了延遲磨石之磨損以延長其壽命，雖然只能加大磨石之半徑，但是當加大圓盤形無溝槽磨石之半徑時就需要收容磨石的巨大空間。相對於此，藉由傾斜地配置無溝槽磨石，則加大無溝槽磨石之寬度，不用加大圓盤形無溝槽磨石之半徑，就能夠延長其壽命，且可以削減磨石交換之工時，並且可以縮短晶圓之加工時間。
依據第8發明，具有：能夠調整上述二個無溝槽磨石之水平面內之保持角度的角度調整裝置，藉此可以任意調整上述無溝槽磨石之寬度方向的保持角度。
因此，即便二個無溝槽磨石之形狀或晶圓之形狀有所變更，亦可以使二個無溝槽磨石，彼此配置於附近且將各自之寬度方向的中心線以朝向被載置於上述旋轉工作台上的上述晶圓之旋轉軸側的方式所配置，並使其接觸到晶圓。
依據第9發明，藉由形成：以能夠裝卸之方式形成於應安裝晶圓的倒角加工裝置之上述二個無溝槽磨石的部位，且形成作為上述二個無溝槽磨石之保持角度之基準的預定斜面之磨石角度調整用輔助具，則即便在變更晶圓之形狀或無溝槽磨石之形狀時，亦可以在短時間內輕易地調整磨石之保持角度。
1‧‧‧晶圓
1a‧‧‧邊緣(周端部)
1ad‧‧‧下斜面
1au‧‧‧上斜面
1b‧‧‧周端
1c‧‧‧圓弧
1d‧‧‧斜條痕
1e‧‧‧(逆向之)斜條痕
1n‧‧‧凹槽
1sd‧‧‧下平面
1su‧‧‧上平面
2‧‧‧工件安裝台
2a‧‧‧旋轉工作台
2b‧‧‧(附θ軸馬達)工件載置工作台旋轉裝置
3‧‧‧(圓盤形無溝槽)磨石
4‧‧‧(杯形無溝槽)磨石
4a‧‧‧(接觸)端面
6a‧‧‧造型磨石粗研削用馬達
7a‧‧‧棒狀磨石粗研削用馬達
8‧‧‧(附粗研削用Z軸馬達)磨石上下方向移動裝置
9a‧‧‧晶圓設定用控制裝置
9b‧‧‧晶圓加工用控制裝置
9c‧‧‧晶圓粗加工用控制裝置
9d‧‧‧凹槽精密加工用控制裝置
10‧‧‧倒角加工裝置
11‧‧‧磨石支撐裝置
11a‧‧‧(附精密研削用心軸馬達)磨石驅動裝置
12‧‧‧(附精密研削用Z軸馬達)磨石升降裝置
13‧‧‧基台
15‧‧‧工件支撐裝置
16‧‧‧台座
17‧‧‧架台
17a、17d‧‧‧軌道
17b‧‧‧深度(Y)方向移動體
17c‧‧‧(附Y軸馬達)深度方向移動裝置
17e‧‧‧左右方向移動體
17f‧‧‧(附X軸馬達)左右方向移動裝置
19‧‧‧控制箱
19a‧‧‧操作面板
19b‧‧‧控制部
19c‧‧‧控制信號輸出部
33‧‧‧晶圓側升降裝置支撐構件
34‧‧‧晶圓側升降裝置
34a‧‧‧(晶圓側升降用Z軸)壓電致動器
35‧‧‧角度調整裝置
35a‧‧‧上側板
35b‧‧‧下側板
35c‧‧‧轉動軸構件
36‧‧‧磨石角度調整用輔助具
36a‧‧‧斜面
36b‧‧‧(裝卸用)孔
37‧‧‧測微計
42‧‧‧上下方向變更裝置
51‧‧‧整形器
a‧‧‧(二個無溝槽磨石間之)最小間隙
b‧‧‧(圓盤形或杯形)無溝槽磨石之寬度
D‧‧‧晶圓之直徑
hg‧‧‧杯形無溝槽磨石之基準高度
h0‧‧‧杯形無溝槽磨石之初期高度
L‧‧‧(磨石之)寬度方向的中心線
R1、R2‧‧‧半徑
r0‧‧‧圓盤形無溝槽磨石之初期半徑
rg‧‧‧圓盤形無溝槽磨石之基準半徑
S‧‧‧(晶圓1之)旋轉軸
X1、X2、X3‧‧‧倒角寬度
X、Y、Z‧‧‧移動方向
α 1、α 2‧‧‧角度
第1圖係顯示使用圓盤形無溝槽磨石的習知之晶圓的倒角加工裝置中之晶圓周端之加工狀態的立體說明圖。
第2圖係顯示晶圓周端與圓盤形無溝槽磨石之接觸狀 態的放大局部剖面說明圖。
第3圖係顯示形狀與第2圖不同的晶圓周端與圓盤形無溝槽磨石之接觸狀態的放大局部剖面說明圖。
第4圖係顯示本發明之加工方法的實施形態中之取輪廓加工時的圓盤形無溝槽磨石之接觸狀態的放大局部剖面說明圖。
第5圖係顯示第4圖的實施形態中之取輪廓加工時之按照晶圓位置偏移而使位置變化的圓盤形無溝槽磨石之狀態的放大局部剖面說明圖。
第6圖係顯示第4圖的實施形態中之圓盤形無溝槽磨石所形成的斜條痕的加工說明圖。
第7圖係顯示本發明之晶圓的倒角加工裝置之前視圖。
第8圖係顯示第7圖的倒角加工裝置之側視圖。
第9圖係顯示第7圖的倒角加工裝置之俯視圖。
第10圖係第7圖的倒角加工裝置之控制系統圖。
第11圖係顯示第7圖的倒角加工裝置之控制系統之一部分的方塊圖。
第12圖係顯示加工晶圓周端之上面側時的磨石之軌跡的加工說明圖。
第13圖係顯示加工晶圓周端之下面側時的磨石之軌跡的加工說明圖。
第14圖(a)係顯示本發明的倒角加工方法之實施例中的二個圓盤形無溝槽磨石之配置的俯視說明圖，(b)係顯示 該磨石之磨損的說明圖。
第15圖(a)係顯示使用寬度7.5mm之二個圓盤形無溝槽磨石的本發明之實施例的說明圖，(b)為(a)中M1部之放大圖，(c)係顯示使用寬度10mm之二個圓盤形無溝槽磨石的本發明之實施例的說明圖，(d)為(c)中M2部之放大圖。
第16圖係顯示使用杯形無溝槽磨石的習知之倒角加工裝置中的晶圓周端之加工狀態的立體說明圖。
第17圖係顯示使用二個杯形無溝槽磨石的本發明之另一實施形態中的二個杯形無溝槽磨石之配置的俯視說明圖。
第18圖係顯示本發明之晶圓的倒角加工裝置之角度調整裝置的立體說明圖及局部剖面圖。
第19圖係顯示本發明的磨石角度調整用輔助具之使用狀態的說明圖。
第20圖(a)係顯示習知的加工方法之實施形態中的二個圓盤形無溝槽磨石之配置的俯視說明圖，(b)係顯示該磨石之磨損的說明圖。
第21圖(a)係顯示使用寬度5mm之圓盤形無溝槽磨石的習知例之說明圖，(b)為(a)中M3部之放大圖，(c)係顯示使用寬度7.5mm之圓盤形無溝槽磨石的習知例之說明圖，(d)為(c)中M4部之放大圖。
第22圖係顯示使用二個杯形無溝槽磨石的習知加工方法之實施形態中的磨石之配置的俯視說明圖。
第23圖係在本發明的倒角加工方法之實施形態中，用 以求出圓盤形無溝槽磨石之配置(離開彼此平行之狀態的傾斜角度)的說明圖。
<晶圓的倒角加工方法>
以下，就本發明實施形態之晶圓的倒角加工方法加以說明。
晶圓的倒角加工方法，作為一例可如第1圖至第6圖所示，使被形成圓盤狀的圓盤形無溝槽磨石3、3之外周面與晶圓1接觸，且二個圓盤形無溝槽磨石3、3同時接觸到1個晶圓1而進行倒角加工。
在本發明之實施形態中，係在被設置於工件安裝台2的旋轉工作台2a(參照第4圖)同心地載置晶圓1，且藉由二個圓盤形無溝槽磨石3、3對與旋轉工作台2a一同旋轉的晶圓1同時進行倒角加工。
二個圓盤形無溝槽磨石3、3，係接近周端1b之同一部位，使彼此相對向的側面接近而配置，以旋轉的二個圓盤形無溝槽磨石3、3之周面為加工面而同時抵接於晶圓1，同時加工邊緣(晶圓1之周端部)1a所接近之位置並予以成形(參照第1圖、第2圖及第4圖)。
在此，二個圓盤形無溝槽磨石3、3，係如第1圖、第4圖之箭頭所示，以其與晶圓1之接觸點的加工方向彼此成為相反方向的方式，一邊彼此朝向相反方向旋轉一邊抵接於晶圓1。
另外，二個圓盤形無溝槽磨石3、3，係有藉由倒角加 工之種類或是藉由進行倒角加工的晶圓1之端部的形狀，同時朝向同一方向旋轉的情況；以及如第4圖般地朝向相反方向旋轉的情況。
又，二個圓盤形無溝槽磨石3、3，係有藉由倒角加工之種類或是藉由進行倒角加工的晶圓1之端部的形狀，同時朝向同一方向移動的情況(第1圖)；以及個別朝向不同之方向移動的情況(第4圖)。
在對具有凹槽1n之晶圓1進行加工的情況(參照第1圖)，在研削晶圓1之外徑而縮徑的周端縮徑加工中，係在將二個圓盤形無溝槽磨石3、3分別保持於一定高度的狀態下使其接觸到晶圓1並進行加工(參照第2圖及第3圖)。
在此情況，在對邊緣1a之剖面形狀由上下之斜面1au、1ad、和周端1b為單一之半徑R1的圓弧1c所形成的晶圓1(剖面三角形狀)進行加工時，係將二個圓盤形無溝槽磨石3、3保持於相同的高度來加工(參照第2圖)。
又，在對邊緣1a之剖面形狀由上下之斜面1au、1ad、和成為垂直面之周端1b、和分別連接於在此等之間具有相同之半徑R2的上下各角部而成的圓弧1c、1c所形成的晶圓1(剖面梯形形狀)進行加工的取輪廓加工時，係使二個圓盤形無溝槽磨石3、3之各自的高度互為不同，並配置於如周端1b被加工為大致垂直之表面的位置，且在分別保持圓盤形無溝槽磨石3、3之位置的狀態下使晶圓1旋轉以加工周端(參照第3圖)。
在將邊緣1a之剖面形成為預定之形狀的取輪廓加工中，係使二個圓盤形無溝槽磨石3、3之各個個別移動至邊緣1a之各表面，且藉由各圓盤形無溝槽磨石3、3從上下夾入邊緣1a之徑向的同一部位，以同時加工各自的表面(參照第4圖及第5圖)。
在取輪廓加工的情況，邊緣1a之剖面形狀為上下對稱形的情況，係使二個圓盤形無溝槽磨石3、3個別動作，當其中一方加工晶圓1之上側時另一方就加工晶圓1之下側，且一邊抑制晶圓1之猛移(thrashing)或是上下動一邊加工邊緣1a之剖面形狀(參照第4圖、第5圖)。
另外，藉由使在與晶圓1之接觸點中同時抵接的二個無溝槽磨石3、3之旋轉方向彼此相反，而可以抑制晶圓1之猛移，進而可以使得加工之斜條痕1d、1e彼此交叉而將加工面之表面粗糙度形成小且精細者，且可以提高剖面形狀之加工精度(第6圖)。
又，在使二個圓盤形無溝槽磨石3、3接觸到晶圓1時，如第14圖(a)所示，二個圓盤形無溝槽磨石3、3之各自的寬度方向之中心線L、L，係以在旋轉的晶圓1之旋轉軸S上彼此交叉的方式傾斜所配置。
另外，將圓盤形無溝槽磨石3、3中的半徑方向且水平之方向、即被預定其與晶圓1接觸而磨損之方向稱為厚度方向，且將與該厚度方向垂直交叉的水平之方向稱為寬度方向。
在本實施形態中，雖然是將二個圓盤形無 溝槽磨石3、3，以各自寬度方向之中心線L、L，在旋轉的晶圓1之旋轉軸S上彼此交叉的方式傾斜，但是上述二條中心線L、L並不需要正確地在晶圓1之旋轉軸S上交叉，只要比以二個圓盤形無溝槽磨石3、3之寬度方向的中心線L、L，彼此成為平行之方式所配置的狀態(參照第1圖、第20圖)還更傾斜於晶圓1之旋轉軸S側即可。
為了決定用以將二個圓盤形無溝槽磨石3、3之寬度方向的中心線L、L朝向晶圓1之旋轉軸S的傾斜角度(離開彼此平行之位置的傾斜)P°，首先使用二個圓盤形無溝槽磨石3、3之基準半徑rg及其初期半徑r0、被加工的晶圓1之直徑D、二個圓盤形無溝槽磨石3、3之寬度b、以及二個圓盤形無溝槽磨石3、3間之最小間隙a(參照第23圖)。
在此，所謂二個圓盤形無溝槽磨石3、3之基準半徑rg，係指圓盤形無溝槽磨石3之半徑方向(厚度方向)的磨損範圍之平均值(中央值)。
作為磨損範圍之平均值，係可以使用磨石3之初期的最大半徑r0與因磨損而即將交換前的最小半徑之平均的長度。又，作為磨損範圍之平均值，亦可以將圓盤形無溝槽磨石3視為對被捲成螺旋狀之晶圓1進行研磨的較薄之層的集合，且計算碰到將該層展開成直線狀時之中央的位置，而使用直至該位置的半徑。
晶圓1之直徑D，亦可使用加工前之直徑與加工後之預定之直徑的其中一個。在本實施形態中，係使 用加工後之預定的直徑。
所謂圓盤形無溝槽磨石3之寬度b，係指圓盤形無溝槽磨石3之寬度方向長度。
所謂二個圓盤形無溝槽磨石3、3間之最小間隙a，係指在無溝槽磨石3之初期的最大半徑時之接近晶圓1之側的圓盤形無溝槽磨石3、3間之最小距離，在本實施形態中長度係成為大致0.5mm。
二個圓盤形無溝槽磨石3、3之傾斜角度(離開彼此平行之位置的傾斜)P°，係能使用圓盤形無溝槽磨石3、3之基準半徑rg(mm)、其初期半徑r0(mm)、晶圓1之直徑D(mm)、圓盤形無溝槽磨石3之寬度b(mm)、以及二個圓盤形無溝槽磨石3、3間之最小間隙a(mm)，而以下述加以求得。
如第23圖所示，在圓盤形無溝槽磨石3從初期半徑r0磨損至基準半徑rg時，成為D/2tanP°=b/2+(r0-rg)tanP°+a/2cosP°。當對此進行整理時，P°就能由以下數式決定。
P°=sin-1((-B+(B2-4AC)1/2)/2A)
但是，其中，為
A=(D-2r0+2rg)2+b2
B=-2a(D-2r0+2rg)
C=a2-b2
在本實施形態之晶圓的倒角加工方法中， 係使二個圓盤形無溝槽磨石3、3，以彼此配置於附近、且將各自之寬度方向的中心線L、L比平行地配置的位置，還更朝向被載置於旋轉工作台2a上的晶圓1之旋轉軸S側的方式彼此傾斜而接觸到晶圓1。藉此，圓盤形無溝槽磨石3之整形(truing)後的形狀，將如第14圖(b)所示地成為左右(寬度方向)對稱且研磨量較小者。因此，在晶圓1之加工前，可以縮短將初期的圓盤形無溝槽磨石3、3之前端面整形(truing)成與晶圓1相同直徑的圓弧狀之時間。
例如，如第15圖(a)及(b)般，在本實施形態之倒角加工方法中使用二個寬度7.5mm之圓盤形無溝槽磨石3，並將圓盤形無溝槽磨石3、3之寬度方向的中心線L從平行之狀態分別逐1.018°朝向旋轉軸S側傾斜，且為了加工ψ 450mm之晶圓1而對圓盤形無溝槽磨石3進行整形的情況，當使圓盤形無溝槽磨石3之前端接觸到與晶圓1同形狀的整形器51時就可以將初期狀態的圓盤形無溝槽磨石3與整形器51之寬度方向兩端的最大間隙減低至約31μm(0.031mm)。
又，如第15圖(c)及(d)般，在本實施形態之倒角加工方法中使用二個寬度10mm之圓盤形無溝槽磨石，並將圓盤形無溝槽磨石3、3之寬度方向的中心線L從平行之狀態分別逐1.337°朝向旋轉軸S側傾斜，且為了加工ψ 450mm之晶圓1而對圓盤形無溝槽磨石3進行整形的情況，當使圓盤形無溝槽磨石3之前端接觸到與晶圓1同形狀的整形器51時就可以將初期狀態的圓盤形無溝槽磨石3與整形器 51之寬度方向兩端的最大間隙減低至約56μm(0.056mm)。
另外，由於第15圖中的整形器51係與晶圓1相同的形狀，所以在不對初期狀態的圓盤形無溝槽磨石3進行整形(truing)而開始進行晶圓1之加工的情況，第15圖(b)及(d)所示的最大間隙，係成為初期狀態的圓盤形無溝槽磨石3與晶圓1之最大間隙。
又，由於在晶圓1之縮徑加工及取輪廓加工中，可以比彼此平行配置磨石的情況還更加長圓盤形無溝槽磨石3、3與晶圓1之接觸長度，所以可以在短時間內進行晶圓1之縮徑加工及取輪廓加工，並可以提高產能。
在加大二個圓盤形無溝槽磨石3、3之寬度的情況，可以更進一步加長與晶圓1之接觸長度，且可以更進一步在短時間內進行晶圓1之縮徑加工及取輪廓加工，而可以提高產能。
又，如本實施形態般，藉由相對於平行之狀態呈傾斜地配置二個圓盤形無溝槽磨石3、3，則不用加大從各圓盤形無溝槽磨石3之旋轉中心起算的半徑就可以加大圓盤形無溝槽磨石3之寬度，且與加大從圓盤形無溝槽磨石3之旋轉中心起算的半徑之情況比較，不用加大二個圓盤形無溝槽磨石所佔的空間就可以充分地繞近被倒角的晶圓之下側。
再者，在習知之方法中，雖然為了延遲圓盤形無溝槽磨石之磨損以延長其壽命而只有加大磨石之半徑，但是當加大圓盤形無溝槽磨石之半徑時將需要巨大的空間。相對 於此，在本實施形態中，藉由傾斜地配置圓盤形無溝槽磨石3，則加大圓盤形無溝槽磨石3之寬度，並不用加大圓盤形無溝槽磨石之半徑就可以延長其壽命，並且可以縮短晶圓之加工時間。
又，如第14圖(b)所示，由於伴隨晶圓1之倒角加工而帶來的二個圓盤形無溝槽磨石3、3之磨損左右(寬度方向)對稱，且磨損之偏差較小，所以即便是在晶圓之邊緣1a的取輪廓加工中，上斜面1au、下平面1sd、圓弧1c與無溝槽磨石3、3之曲率的差亦會變小。因而，可以加長圓盤形無溝槽磨石3、3與晶圓1之接觸長度，且可以在短時間內加工晶圓1，而提高產能。
再者，在習知之方法中，使用圓盤形無溝槽磨石的情況，雖然是為了延遲磨石之磨損以延長期壽命而只有加大磨石之半徑，但是當加大圓盤形無溝槽磨石之半徑時就需要巨大的空間。相對於此，藉由傾斜地配置無溝槽磨石3，則可以加大無溝槽磨石之寬度以延長其壽命削減磨石交換之工時，並且可以縮短晶圓之加工時間。
<另一實施形態>
在上述之實施形態中，雖然是使用二個圓盤形無溝槽磨石3、3來對晶圓1進行倒角，但是亦可使用如第16圖所示之二個杯形無溝槽磨石4、4來取代之。
如第16圖、第17圖所示，杯形無溝槽磨石4、4，係形成圓筒形，且一邊繞軸旋轉一邊以圓筒之端面4a、4a接觸到晶圓1，而研磨晶圓1。
較佳是以其與晶圓1之接觸點的加工方向彼此成為相反方向之方式，使二個杯形無溝槽磨石4、4朝向相同之方向旋轉。
即便是在使用杯形無溝槽磨石4、4的情況，在研削晶圓1之外徑而縮徑的周端縮徑加工中，亦是在使二個杯形無溝槽磨石4、4分別保持於一定高度的狀態下接觸到晶圓1並進行加工。
又，當進行形成剖面形狀的取輪廓加工或凹槽1n之加工時，係按照需要，使二個杯形無溝槽磨石4、4朝向相同之方向移動以使其接觸到晶圓1，或是使二個杯形無溝槽磨石4、4個別移動並從上下夾入晶圓1，以同時加工各自的表面。
為了在進行該取輪廓加工時使二個杯形無溝槽磨石4、4之接觸端面4a、4a接觸到晶圓1之上斜面1au、下斜面1ad，而在使用杯形無溝槽磨石4、4的倒角加工裝置，係設置有使杯形無溝槽磨石4、4繞寬度方向之軸的軸周圍旋轉並調整上下方向之角度的上下方向變更裝置42、42(與第16圖所示之習知裝置同樣)。
再者，當使二個杯形無溝槽磨石4、4接觸到晶圓1時，係如第17圖所示，以各自之寬度方向的中心線L、L，在旋轉的晶圓1之旋轉軸上彼此交叉的方式，傾斜地配置二個無溝槽磨石4、4。
另外，將杯形無溝槽磨石4、4中的軸心之方向、即被預定其與晶圓1接觸而磨損之方向稱為厚度方向，且將與 該厚度方向垂直交叉的水平之方向稱為寬度方向。
在該另一實施形態中，雖然是將二個無溝槽磨石4、4，以各自寬度方向之中心線L、L在旋轉的晶圓1之旋轉軸S上彼此交叉的方式傾斜，但是上述二條中心線L、L並不需要正確地在晶圓1之旋轉軸S上交叉，只要比以二個無溝槽磨石4、4之寬度方向的中心線L、L成為平行之方式所配置的狀態還更朝晶圓1之旋轉軸S側傾斜即可。
另外，所謂杯形無溝槽磨石4、4之寬度方向的中心線L、L，並非只與圓筒之軸心一致的線，而是指通過杯形無溝槽磨石4之中能夠與晶圓1一度接觸的部分之寬度方向中央的線，且與杯形無溝槽磨石4之各自的圓筒之軸心呈平行的線(參照第17圖)。
為了決定用以將二個杯形無溝槽磨石4、4之寬度方向的中心線L、L朝向晶圓1之旋轉軸S的傾斜角度Q°，首先使用二個杯形無溝槽磨石4、4之基準高度hg及其初期高度h0、被加工的晶圓1之直徑D、二個杯形無溝槽磨石4、4之寬度b、以及二個杯形無溝槽磨石4、4間之最小間隙a。
作為二個杯形無溝槽磨石4、4之基準高度hg，係可以使用杯形無溝槽磨石4之厚度方向的磨損範圍之平均值(中央值)，換句話說，磨石4之初期的最大高度h0與因磨損而即將交換前的最小高度之平均的長度。
晶圓1之直徑D，亦可使用加工前之直徑與 加工後之預定之直徑的其中一個。在本實施形態中，係使用加工後之預定的直徑。
所謂杯形無溝槽磨石4、4之寬度b，係指杯形無溝槽磨石4、4能夠一度接觸到晶圓1之部分的寬度方向長度，且亦可使用杯形無溝槽磨石4、4之圓筒的周壁之板厚作為近似值。
所謂二個杯形無溝槽磨石4、4間之最小間隙a，係指在初期的最大高度時之接近晶圓1之側的磨石4、4間之最小距離，在本實施形態中長度係成為大致0.5mm。
使用杯形無溝槽磨石4、4之圓筒的基準高度hg(mm)、其初期高度h0(mm)、晶圓1之直徑D(mm)、杯形無溝槽磨石3之圓筒的寬度b(mm)、以及二個杯形無溝槽磨石4、4間之最小間隙a(mm)，二個杯形無溝槽磨石4、4之傾斜角度(離開彼此平行之位置的傾斜)Q°，係與圓盤形無溝槽磨石之情況(第23圖)同樣，能藉由以下數式而決定。
Q°=sin-1((-B+(B2-4AC)1/2)/2A)
但是，其中，為
A=(D-2h0+2hg)2+b2
B=-2a(D-2h0+2hg)
C=a2-b2
在該另一實施形態之晶圓1的倒角加工方法中，係使二個杯形無溝槽磨石4、4，以彼此配置於附近、且將各自之寬度方向的中心線L、L比平行地配置的位置， 還更朝向被載置於旋轉工作台2a上的晶圓1之旋轉軸S側的方式彼此傾斜地配置而接觸到晶圓1。藉此，由於可以將杯形無溝槽磨石4、4與晶圓1之接觸長度，形成比彼此平行地配置磨石的情況還更為長，所以可以在短時間內進行晶圓1之縮晶加工及取輪廓加工，並可以更進一步提高產能。
又，杯形無溝槽磨石4之整形(truing)後的形狀，將如第17圖所示地成為左右(寬度方向)對稱且研磨量較小者。因此，可以縮短磨石4之整形(truing)所需的時間。
在加大二個杯形無溝槽磨石4、4之寬度的情況，可以更進一步加長與晶圓1之接觸長度，且可以更進一步在短時間內進行晶圓1之縮徑加工及取輪廓加工，而可以提高產能。
又，在使用杯形無溝槽磨石4、4的情況，雖然為了延遲磨石之磨損以延長其壽命而只有加大磨石4、4之高度，但是當加大杯形無溝槽磨石4、4之高度時將需要巨大的空間。相對於此，藉由傾斜地配置杯形無溝槽磨石4，則可以加大杯形無溝槽磨石4之寬度(杯形無溝槽磨石4、4之圓筒的板厚)以延長其壽命削減磨石交換之工時，並且可以縮短晶圓之加工時間。
<晶圓的倒角加工裝置>
其次，說明使用第7圖至第11圖及第18圖所示之二個圓盤形無溝槽磨石3、3的倒角加工裝置10，作為可以使用於本發明之倒角加工方法的倒角加工裝置之一例。
該倒角加工裝置10，係將二個圓盤形無溝槽磨石3、3，以接近彼此對向之側面的方式所配置，並且使用圓周面作為加工面。在加工晶圓1時，係以二個圓盤形無溝槽磨石3、3之寬度方向的中心線L、L在晶圓1之旋轉軸S上彼此交叉的方式而傾斜地配置(參照第14圖)，且可以左右均等地進行研削、研磨。
各圓盤形無溝槽磨石3、3，係藉由具備有磨石驅動裝置11a、11a的磨石支撐裝置11、11而個別地支撐。該磨石支撐裝置11、11係以個別朝向上下(Z)方向升降自如的方式，個別地由(附精密研削用Z軸馬達)磨石升降裝置12、12所支撐。再者，各磨石升降裝置12、12，係將固定側構件以基準不失準之方式確實地固定於基台13，且將移動側構件朝向上下(Z)方向升降自如地支撐(第7圖、第10圖)。
又，如第18圖所示，該倒角加工裝置10，係在各磨石支撐裝置11、11，具備能夠將各圓盤形無溝槽磨石3、3左右對稱或個別地朝向水平方向轉動的角度調整裝置35、35。
該角度調整裝置35，係形成磨石支撐裝置11之中間高度，且將被固定於磨石支撐裝置11本體側的上側板35a、和被固定於圓盤形無溝槽磨石3側的下側板35b，夾介朝向垂直方向延伸的轉動軸構件35c而連結所成。
下側板35b，係相對於上側板35a，能夠繞轉動軸構件35c之軸轉動，藉此可以自由地調整圓盤形無溝槽磨石3 之水平面內的保持角度。亦即，相對於被固定在磨石支撐裝置11本體側的上側板35a，使被固定於圓盤形無溝槽磨石3側的下側板35b繞旋轉軸構件35c之軸轉動，並可以用手動來調整圓盤形無溝槽磨石3之水平面內的保持角度。
另外，圓盤形無溝槽磨石3之所謂「調整水平面內之保持角度」，係只要使圓盤形無溝槽磨石3之中心線L朝向晶圓1之旋轉軸S側旋轉即可，而沒有必要使其如轉動軸構件35c般正確地繞朝向上下方向延伸之軸的軸周圍旋轉。亦即，使圓盤形無溝槽磨石3繞朝向厚度方向延伸之軸的軸周圍旋轉的裝置、或是繞朝向寬度方向延伸之軸的軸周圍旋轉的裝置，雖然未包含於角度調整裝置35中，但是使其繞斜向之軸的軸周圍旋轉的裝置則包含於角度調整裝置35中。
如第18圖所示，倒角加工裝置10，雖然具有使圓盤形無溝槽磨石3繞朝向寬度方向延伸之軸的軸周圍旋轉的磨石驅動裝置11a，但是此並非角度調整裝置，而是在進行邊緣1a加工時使圓盤形無溝槽磨石3旋轉者。
又，在使用第16圖所示之杯形無溝槽磨石4的倒角加工裝置中，雖然具有使杯形無溝槽磨石4繞朝向使其旋轉的寬度方向延伸之軸的軸周圍旋轉的磨石驅動裝置11a，但是此並非角度調整裝置，而是在進行邊緣1a加工時使杯形無溝槽磨石4旋轉者。又，使杯形無溝槽磨石4繞朝向寬度方向延伸之軸的軸周圍旋轉的上下方向變更裝置 42，亦非為角度調整裝置，而是在進行取輪廓加工時以使杯形無溝槽磨石4接觸到上斜面1au、下斜面1ad的方式用以調整上下方向之角度者。
在對晶圓1進行倒角加工時，係藉由角度調整裝置35、35，將各自之寬度方向的中心線L、L以比平行位置還更朝向被載置於旋轉工作台2a上的晶圓1之旋轉軸S側的方式彼此傾斜，以使二個圓盤形無溝槽磨石3、3接觸到晶圓1。
在第7圖中，被倒角加工的晶圓1係定中心並載置於旋轉工作台2a上。旋轉工作台2a，係安裝在內置有(附θ軸馬達)工件載置工作台旋轉裝置2b的工件安裝台2。並且，工件安裝台2係以能夠旋轉之方式設置於台座16上。因而，定中心並載置於旋轉工作台2a上的晶圓1，係能藉由被內置於工件安裝台2的工作台旋轉裝置2b，而對台座16旋轉。
台座16係由架台17所支撐。架台17，係被導引至朝向深度(Y)方向(第7圖中與紙面垂直的方向)延設的一對軌道17a、17a並被支撐於能夠朝向深度方向直線移動的一對深度方向移動體17b、17b上。並且，(附Y軸馬達)深度方向移動裝置17c(第9圖所圖示)設置於一對軌道17a、17a上，藉由該(附Y軸馬達)深度方向移動裝置17c，架台17係能朝向深度方向(第7圖中與紙面垂直的方向)直線移動。
再者，在與上述深度(Y)方向正交的左右(X)方向，係延設有一對軌道17d、17d。在該一對軌道17d、17d，係以 能夠導引的方式支撐有一對左右方向移動體17e、17e。用以使架台17朝向深度方向移動的一對軌道17a、17a、深度方向移動體17b、17b及深度方向移動裝置17c，係被集中載置於一對左右方向移動體17e、17e上。並且，(附X軸馬達)左右方向移動裝置17f設置於一對軌道17d、17d上，藉由該(附X軸馬達)左右方向移動裝置17f，架台17係能朝向左右(X)方向直線移動。一對軌道17d、17d係由晶圓側升降裝置支撐構件33所支撐。
工件支撐裝置15，係指將台座16、架台17、深度方向移動裝置17c、及左右方向移動裝置17c予以集中者。
藉由如此之構成，若依據本實施形態，則可以將應被倒角加工的晶圓1移動至設置有二個圓盤形無溝槽磨石3、3的位置，並且可以一邊使晶圓1相對於二個圓盤形無溝槽磨石3、3接近離開一邊進行晶圓1之倒角加工。
由於晶圓1與二個圓盤形無溝槽磨石3、3，只要可以在Y方向相對地接近離開即可，所以亦可與本實施形態相反，以能夠將磨石支撐裝置11、11等朝向Y方向移動的方式，使二個圓盤形無溝槽磨石3、3相對於載置有晶圓1的旋轉工作台2接近離開。
另外，為了在藉由倒角加工裝置10進行倒角加工時即便在晶圓1發生因上下方向之變形、震動、猛移等所引起的位移，仍不會發生二個圓盤形無溝槽磨石3、3與晶圓1之相對的上下方向之位置偏移，而如第8圖所示，在從各軌道17a、17a與各軌道17d、17d之中間位 置至台座16的下端面與晶圓側升降裝置支撐構件33之間，係設置有由複數個(晶圓側升降用Z軸)壓電致動器34a、…、34a所構成的晶圓側升降裝置34。因而，能以可以針對台座16以晶圓側升降裝置支撐構件33為基準而使晶圓1朝向上下方向移動的方式所構成。
用以控制此等各磨石3、3、各磨石驅動裝置11a、11a、各升降裝置12、12、34、各移動裝置17c、17f等加工時的動作之控制裝置，係顯示於第10圖之控制系統圖中。在第10圖中，控制箱(control box)19，係從輸入部進行各控制裝置之動作所需的初期條件之設定，且輸出按照需要之控制順序而進行的加工動作之指示者，且其具備操作面板19a、控制部19b及控制信號輸出部19c。
操作面板19a，係具備液晶監視器(LCD監視器)、鍵盤、按鈕開關(PBS)等，並從輸入部進行各控制裝置之動作所需的初期條件之設定，且輸出按照需要之控制順序而進行的加工動作之指示，並且以可以監視該設定條件、加工條件、初期狀態或動作狀況等之倒角加工所需的條件或各裝置之狀態的方式所構成。控制部19b，係按照依操作面板19a而指定的設定條件，來決定應設定使各圓盤形無溝槽磨石3、3旋轉的磨石驅動裝置11a、11a及磨石升降裝置12、12、晶圓側升降裝置34、內置有工件載置工作台旋轉裝置2b的工件安裝台2、設置有深度方向移動裝置17c或左右方向移動裝置17f的架台17等之動作條件並予以送出的控制信號。控制信號輸出部19c，係接受 從控制部19b輸出的信號，並將為了進行被指示之動作而所需的控制信號送出至倒角加工裝置10本體側之控制裝置。
倒角加工裝置10本體側之控制裝置係顯示於第11圖中。控制裝置，係由晶圓設定用控制裝置9a、晶圓加工用控制裝置9b、晶圓粗加工用控制裝置9c、及凹槽精密加工用控制裝置9d所構成。晶圓設定用控制裝置9a，係啟動機器人Z軸馬達、吸附臂R軸馬達或是裝載機(loader)用致動器以將晶圓1從待機場所移送至旋轉工作台2a，且使對準(θ軸、Y軸)馬達動作以明確偏心度，藉由修正該偏心度而對準軸心者。再者，晶圓設定用控制裝置9a，係將晶圓1移動至每一旋轉工作台2a之加工位置並對準位置，且從凹槽1n之位置決定加工初期之位置，按照需要對外周端之精細加工用進行高速旋轉，並且在加工後洗淨表面之後，控制將精細加工後的晶圓1改移至加工完晶圓1之聚集位置的動作。晶圓加工用控制裝置9b，係將個別地控制晶圓旋轉方向、左右方向(X軸方向)、深度方向(Y軸方向)、精細加工用上下方向(Z軸方向)等之動作方向的控制裝置予以集中者。晶圓粗加工用控制裝置9c，係將被配設於供晶圓1之精密加工前所進行之粗加工用而追加的(附粗研削用Z軸馬達)磨石上下方向移動裝置8(參照第8圖)之控制對象的裝置(造型磨石粗研削用馬達6a、棒狀磨石粗研削用馬達7a等)予以集中者。凹槽精密加工用控制裝置9d，係將用以對決定晶圓1之圓周上的基準位置之凹 槽1n進行精密加工的各驅動裝置之控制裝置予以集中者。
基於從控制信號輸出部19c輸出之控制信號來控制此等之各控制裝置9a至9d，並啟動需要的驅動裝置W，各自以與其他的驅動裝置調和地動作的方式進行控制。
在使用該倒角加工裝置10而進行晶圓1之倒角加工時，首先從控制部19b透過控制信號輸出部19c來驅動晶圓設定用控制裝置9a，從個別被堆疊的晶圓1或是被收納於卡匣(cassette)內的晶圓1、…、1取出一片晶圓1並移至旋轉工作台2a上，進而藉由按照來自控制部19b之指示而從控制信號輸出部19c輸出的控制信號來驅動深度方向移動裝置(Y軸馬達)17c，並將載置有晶圓1的旋轉工作台2a從第8圖、第9圖所示之晶圓準備位置移動至第7圖所示之晶圓加工位置，且在移動後進行周端之縮徑加工。
在周端縮徑加工時，藉由按照來自控制部19b之指示從控制信號輸出部19c輸出的控制信號，來驅動二個(附精密研削用Z軸馬達)磨石升降裝置12、12，並藉由作為目標的周端之形狀如第2圖或第3圖所示地決定各圓盤形無溝槽磨石3、3對晶圓1之位置並予以配置，且一同啟動晶圓加工用控制裝置9b之(附θ軸馬達)工件載置工作台旋轉裝置2b及各圓盤形無溝槽磨石3之(附精密研削用心軸馬達)磨石驅動裝置11a、11a，然後將各圓盤形無溝槽磨石3之旋轉調節為周端縮徑加工時的旋轉數，且適當地控制晶圓1之旋轉和圓盤形無溝槽磨石3、3之旋 轉，以精度佳地研削，在接近必要之直徑之後切換成精密的研磨作業(拋光(spark out))以配合以晶圓1之邊緣1a中的晶圓直徑為目的之形狀的方式進行加工。
接著，進行取輪廓加工。
在取輪廓加工時，係如第4圖、第5圖所示，藉由各圓盤形無溝槽磨石3、3分別包夾晶圓1之上下各表面，並且將位於上下之各圓盤形無溝槽磨石3、3各獨立地一邊調節相對位置一邊進行加工。
在相對的位置之調節中，係進行以下動作：藉由從控制信號輸出部19c輸出的精密加工用上側磨石之Z軸控制信號來調節精密加工用上側磨石之磨石升降裝置(精密研削用上側磨石Z軸馬達)12的動作，同時，藉由從控制信號輸出部19c輸出的精密加工用下側磨石之Z軸控制信號來調節精密加工用下側磨石之磨石升降裝置(精密研削用下側磨石Z軸馬達)12的動作，藉由各圓盤形無溝槽磨石3、3來抑制因晶圓1之變形、震動、猛移等所引起的位置偏移，並且藉由各圓盤形無溝槽磨石3、3之Z軸方向的位置調節，來一邊對上下兩面個別地進行位置校正一邊進行取輪廓加工，進而同時藉由從控制信號輸出部19c輸出的晶圓側升降用Z軸之控制信號來調節取決於晶圓側升降裝置34之升降動作，將上下兩圓盤形無溝槽磨石3、3與晶圓1的上下方向之相對的位置維持於一定，又將加工時的各圓盤形無溝槽磨石3、3之旋轉調節為取輪廓加工時之旋轉數，適當地控制晶圓1之旋轉和圓盤形無溝槽磨石3、 3之旋轉，精度佳地研削邊緣形狀，在接近需要之形狀之後切換成精密的研磨作業(拋光)，以配合以晶圓1之邊緣1a的形狀為目的之形狀的尺寸之方式進行研磨，藉此提高加工形狀之精度。
藉由如前述能夠高速且精密地加工晶圓1之邊緣1a，就可以縮短加工時間，且可以提高作業效率並且減少各圓盤形無溝槽磨石3、3之磨損，而可以延長磨石壽命。
又，當以各圓盤形無溝槽磨石3、3對晶圓1之接觸點的加工方向彼此成為相反方向之方式來決定各圓盤形無溝槽磨石3、3之旋轉方向時，就可以抑制容易在邊緣1a之周邊部發生的猛移，在研削、研磨時朝向斜方向刻設的條痕被其中一方之磨石刻設之後，重複地刻設有由另一方之磨石所引起的逆向之斜條痕，加工部位成為條痕之交叉的表面，將加工面之表面粗糙度形成為更精細，藉此可以提高表面粗糙度，即便是厚度較薄之晶圓1或邊緣1a中的剖面斜面角度之較小的形狀亦可以精度佳地加工被要求的剖面形狀。
當藉由按照來自控制部19b之指示而從控制信號輸出部19c輸出的控制信號，將晶圓加工用控制裝置9b之工件載置工作台旋轉裝置(θ軸馬達)2b之旋轉方向，於每次加工一片晶圓1時切換成相反方向，並進行新的晶圓1之加工時，各圓盤形無溝槽磨石3、3之磨損就變得均勻，且壽命變長，由於使用磨損均勻的磨石進行加工 所以可以維持較高之加工精度。
藉由按照控制部19b之指示而從控制信號輸出部19c輸出的控制信號，來啟動晶圓加工用控制裝置9b之各精密加工用(上側或下側)磨石之磨石升降裝置(Z軸馬達)12、12，並調節各圓盤形無溝槽磨石3、3之上下位置，並且調節取決於加工側升降裝置(加工側升降用Z軸馬達)14之升降動作，以將上下兩圓盤形無溝槽磨石3、3之相對於晶圓1的上下方向之相對的位置維持於一定，藉此可以始終控制二個圓盤形無溝槽磨石3、3與已發生擺動或是位置偏移的晶圓1之邊緣1a的相對位置成為相同，並可以正確地進行倒角加工，且以較高之加工精度成形邊緣1a。
在本發明之實施形態中雖然是形成凹槽1n作為晶圓1之圓周方向(θ方向)的位置之基準，但是有時會形成直線狀的定向平面(orientation flat)來取代凹槽1n。
在此情況，藉由按照控制部19b之指示從控制信號輸出部19c輸出的控制信號，來啟動晶圓加工用控制裝置9b之左右方向移動裝置(X軸馬達)17f，並將各圓盤形無溝槽磨石3、3抵接於作為晶圓1之定向平面的端緣，且按照由左右方向移動裝置(X軸馬達)17f所驅動的左右方向移動體17e、17e之動作方向來將晶圓1朝向X軸方向直線地往復移動，藉此可以將定向平面加工成預定之形狀，且可以藉由同一加工裝置進行邊緣1a之成形加工及精細加工與定向平面之成形加工及精細加工的雙方，而可以提高晶圓加 工之作業效率並且提高裝置之運轉率。
再者，在習知之方法中，在使用圓盤形無溝槽磨石3、3的情況時，雖然是為了延遲磨石之磨損以延長其壽命而只有加大磨石之半徑，但是當加大圓盤形無溝槽磨石3、3之半徑時就需要巨大的空間。相對於此，藉由傾斜地配置無溝槽磨石3、3，則可以加大無溝槽磨石之寬度以延長其壽命削減磨石交換之工時，並且亦可以縮短晶圓之加工時間。
<磨石角度調整用輔助具>
在上述之倒角加工裝置10中，為了將二個圓盤形無溝槽磨石3、3傾斜地保持於由二個圓盤形無溝槽磨石3、3之基準半徑rg(mm)、二個圓盤形無溝槽磨石3、3之初期半徑r0、晶圓1之直徑D(mm)、二個圓盤形無溝槽磨石3、3之寬度b(mm)、以及磨石3、3間之最小間隙a(mm)所決定的預定之傾斜角度P°，而可以使用二個磨石角度調整用輔助具36。
如第19圖所示，二個磨石角度調整用輔助具36，係形成大致圓盤狀的構件，且在圓周面形成有預定之斜面36a。
在二個磨石角度調整用輔助具36、36，係穿設有用以裝卸於應安裝倒角加工裝置10之各磨石支撐裝置11的各圓盤形無溝槽磨石3、3之軸支部分的孔36b。
為了使用二個磨石角度調整用輔助具36、36來調整圓盤形無溝槽磨石3、3之保持角度，首先將各自之磨石角度 調整用輔助具36、36安裝於磨石支撐裝置11、11之軸支部分。
然後，使角度調整裝置35、35旋轉，並以二個磨石角度調整用輔助具36、36之斜面36a、36a的最靠近晶圓1側的部分並排成一直線狀的方式進行調整。此時，二個磨石角度調整用輔助具36、36之斜面36a、36a的最靠近晶圓1側的部分是否已並排成一直線，係藉由電測微計37而測定，且進行正確調整。
在調整二個磨石角度調整用輔助具36、36之斜面36a、36a的最靠近晶圓1側的部分並排成一直線狀之後，當從各磨石支撐裝置11、11卸下各磨石角度調整用輔助具36、36，且將各圓盤形無溝槽磨石3、3安裝於各磨石支撐裝置11、11時，二個圓盤形無溝槽磨石3、3，就能保持於各自之寬度方向的中心線L、L在晶圓1之旋轉軸S上彼此交叉的角度。
由於前述之磨石角度調整用輔助具36，係具有：具有一定之厚度及寬度的圓盤形無溝槽磨石3；以及與和一定之半徑的晶圓1之組合對應的預定之斜面36a，所以只要無溝槽磨石3與晶圓1之組合有變化，就有必要準備與之對應的其他的磨石角度調整輔助具36。
在使用晶圓的倒角加工裝置10進行晶圓1之倒角加工中，變更晶圓1或是圓盤形無溝槽磨石3之其中一方的形狀時，每次都有必要以二個圓盤形無溝槽磨石3、3之各自的寬度方向之中心線L、L在晶圓1之旋轉軸 S上彼此交叉的方式，調整磨石3、3之保持角度。
但是，即便是在藉由使用該磨石角度調整用輔助具36、36，來變更晶圓1或是圓盤形無溝槽磨石3、3時，亦可以在短時間內輕易地調整磨石3、3之保持角度。
即便是使用二個杯形無溝槽磨石4、4的倒角加工裝置中，亦可以藉由使用具有同樣之斜面的磨石角度調整用輔助具，而輕易地調整二個杯形無溝槽磨石4、4之保持角度。
1‧‧‧晶圓
1a‧‧‧邊緣(周端部)
1n‧‧‧凹槽
3‧‧‧(圓盤形無溝槽)磨石
L‧‧‧(磨石之)寬度方向的中心線

Claims (9)

  1. 一種晶圓的倒角加工方法，係將晶圓定中心並載置於旋轉工作台上，且使之進行旋轉，並使加工該旋轉的晶圓之二個無溝槽磨石接觸到晶圓周端部以對晶圓之直徑或剖面形狀進行倒角者，其中：使上述二個無溝槽磨石之寬度方向的中心線，比以彼此成為平行之方式所配置的狀態還更朝向被載置於上述旋轉工作台上的上述晶圓之旋轉軸側彼此接近而配置，並使其接觸到上述晶圓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓的倒角加工方法，其中，將上述二個無溝槽磨石，以各自的寬度方向之中心線在上述晶圓之旋轉軸上彼此交叉的方式來配置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓的倒角加工方法，其中，上述二個無溝槽磨石係分別為，形成圓盤形並繞圓心之軸而旋轉，並且以外周面接觸到上述晶圓的圓盤形無溝槽磨石。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之晶圓的倒角加工方法，其中，以上述二個圓盤形無溝槽磨石之半徑方向的厚度之磨損可能範圍的平均值為基準半徑，基於被加工的晶圓之直徑、二個圓盤形無溝槽磨石之上述基準半徑、二個圓盤形無溝槽磨石之初期半徑、二個圓盤形無溝槽磨石之寬度、以及二個圓盤形無溝槽磨石間之最小間隙，來決定二個圓盤形無溝槽 磨石之朝向。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之晶圓的倒角加工方法，其中，上述二個無溝槽磨石係分別為，形成杯形並繞軸而旋轉，並且以杯形之圓筒的端面接觸到上述晶圓的杯形無溝槽磨石。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之晶圓的倒角加工方法，其中，以上述二個杯形無溝槽磨石中之圓筒的高度方向之磨損可能範圍的平均值為基準高度，基於被加工的晶圓之直徑、二個杯形無溝槽磨石之上述基準高度、二個杯形無溝槽磨石之初期高度、二個杯形無溝槽磨石之圓筒的寬度、以及二個杯形無溝槽磨石間之最小間隙，來決定二個杯形無溝槽磨石之朝向。
  7. 一種晶圓的倒角加工裝置，係具有：旋轉工作台，使被定中心而載置的晶圓旋轉；二個無溝槽磨石，為了對被載置於上述旋轉工作台並被旋轉的上述晶圓之周緣部進行倒角，而將寬度方向之中心線彼此接近而配置成比以彼此成為平行之方式所配置的狀態還更朝向被載置於上述旋轉工作台上的上述晶圓之旋轉軸側；以及移動裝置，使被載置於上述旋轉工作台上並被旋轉的晶圓及上述二個無溝槽磨石相對地接近離開。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之晶圓的倒角加工裝置，其具有：能夠調整上述二個無溝槽磨石之水平面內之 保持角度的角度調整裝置。
  9. 一種磨石角度調整用輔助具，係以能夠裝卸之方式形成於應安裝申請專利範圍第8項所記載之晶圓的倒角加工裝置之上述二個無溝槽磨石的部位，且形成作為上述二個無溝槽磨石之保持角度之基準的預定斜面。
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