(57)【要約】【課題】  ツルアーの劣化を防ぎ、面取り加工用砥石への形状転写効率を向上させるウェーハ面取り砥石のツルーイング方法及びウェーハ面取り装置を提供すること。【解決手段】  低速で回転するツルアー４１を、低速で回転する外周精研削砥石５５に対して所定の切り込み深さに切り込める位置で外周精研削砥石５５の接線方向に移動させ、外周精研削砥石５５に対して面取り加工用溝５５ａを形成することにより、ツルアー４１の回転速度を抑え、外周精研削砥石５５への形状転写効率を向上させる【選択図】図１
2008023690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハを保持して回転するウェーハテーブルと、
前記ウェーハの外周部を面取りする砥石と、
前記ウェーハテーブルを前記砥石に対して相対的に移動させる移動手段と、
前記砥石に対して前記ウェーハの外周部を面取りする為の溝を形成するツルーイング砥石とを備えたウェーハ面取り装置を用い、
前記ツルーイング砥石は、前記砥石に対して所定の切り込み深さに切り込める位置で該砥石の接線方向に移動することにより、該砥石に対して前記溝を形成することを特徴とするウェーハ面取り砥石のツルーイング方法。
【請求項２】
前記ツルーイング砥石はグリーンカーバイト砥石であることを特徴とする請求項１に記載のウェーハ面取り砥石のツルーイング方法。
【請求項３】
前記砥石はレジンボンド砥石であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウェーハ面取り砥石のツルーイング方法。
【請求項４】
ウェーハを保持して回転するウェーハテーブルと、
前記ウェーハの外周部を面取りする砥石と、
前記ウェーハテーブルを前記砥石に対して相対的に移動させる移動手段と、
前記砥石に対して所定の切り込み深さに切り込める位置で該砥石の接線方向に移動することにより前記ウェーハの外周部を面取りする為の溝を該砥石に形成するツルーイング砥石とを備えたウェーハ面取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や電子部品等の材料となるウェーハの面取りを行なうウェーハ面取り砥石のツルーイング方法、及びツルーイング砥石を備えたウェーハ面取り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や電子部品等の素材となるシリコン等のウェーハは、インゴットの状態から内周刃やワイヤーソー等のスライシング装置でスライスされた後、その周縁の割れや欠け等を防止するために外周部に面取り加工が施される。面取り加工に使用される面取り装置は、ウェーハ外周部を研削する外周部用砥石や、方位の基準位置となるＶ字状のノッチ部を研削するノッチ部用砥石等の各種砥石が複数取り付けられ、これらの砥石をスピンドルにより高速に回転させて加工を行なう。
【０００３】
加工の際には、ウェーハを回転するウェーハテーブル上に吸着載置し、Ｘガイド、Ｙガイド、及びＺガイドの各ガイド軸によりウェーハと砥石とを相対的に移動させ、砥石に形成された面取り用の溝へウェーハ外周部を当てることにより面取り加工を行う。
【０００４】
これらの砥石に形成された面取り用の溝は、砥石を面取り装置に装着した後に形成され、面取り装置には溝を形成するためのツルーイング砥石が備えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
このような面取り装置では、まずダイヤモンド砥粒を含むメタルボンド砥石により形成された高速に回転するマスター砥石のマスター溝から、グリーンカーバイト砥粒（以下、ＧＣ砥粒と称する）により形成された低速で回転するツルーイング砥石（以下、ツルアーと称する）の外周部へ、所望のウェーハ外周形状を転写する。ツルアーに転写された外周形状は、ダイヤモンド砥粒を含むレジンボンド砥石により形成された面取り加工用砥石へ転写される。面取り加工用砥石への溝形状の転写は、高速に回転するツルアーと低速で回転する面取り加工用砥石とが、それぞれの回転中心を結ぶ直線上を移動し、ツルアーが面取り用砥石に切り込むことにより転写される。
【特許文献１】特開平１１−３４７９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されたような面取り装置でツルーイングを行った場合、ツルアーは通常１ｍｍ〜２ｍｍ程度の厚さしかなく、面取り加工用砥石のツルーイング時の研削抵抗に耐えられず、ツルーイング中に座屈してしまう場合がある。また、転写の回数を重ねるごとにツルーイング面が磨耗してしまい、マスター砥石から転写された形状を正しく面取り加工用砥石へ転写できなくなる。また、転写効率を向上させるためには、移動回数を増やし、時間をかけたツルーイングが必要となるため、装置のダウンタイムが長くなってしまう。
【０００７】
更には、ツルアーはウェーハテーブルを回転させる軸と同じ軸に装着されているが、ウェーハ面取り時の高分解能、低速度回転とツルーイング時の高速度回転の両方を一つのモータで実現することは困難であり、５００から８００ｒｐｍの高速度回転による発熱で回転軸が熱膨張してしまい、ウェーハの面取り幅精度等が著しく狂う問題も発生する。
【０００８】
本発明はこのような問題に対してなされたものであり、ツルアーの回転速度を抑えるとともに、ツルアーの劣化を防ぎ、面取り加工用砥石への形状転写効率を向上させるウェーハ面取り砥石のツルーイング方法及びウェーハ面取り装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は前記目的を達成するために、ウェーハを保持して回転するウェーハテーブルと、前記ウェーハの外周部を面取りする砥石と、前記ウェーハテーブルを前記砥石に対して相対的に移動させる移動手段と、前記砥石に対して前記ウェーハの外周部を面取りする為の溝を形成するツルーイング砥石とを備えたウェーハ面取り装置を用い、前記ツルーイング砥石は、前記砥石に対して所定の切り込み深さに切り込める位置で該砥石の接線方向に移動することにより、該砥石に対して前記溝を形成することを特徴としている。
【００１０】
また、前記ツルーイング砥石はグリーンカーバイト砥石であることと、前記砥石はレジンボンド砥石であることも特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、メタルボンド砥石により形成されたマスター砥石から、ＧＣ砥石により形成されたツルアーに転写された所望の面取り加工用溝形状が、レジンボンド砥石により形成された面取り加工用砥石に転写される。
【００１２】
ツルアーから面取り加工用砥石への転写の際には、ツルアーは０以上１５０μｍ以下の所定の切り込み深さに切り込める位置まで面取り加工用砥石の近傍へ移動し、１０から２００ｒｐｍのツルアー直径に応じた回転速度（例えば、φ２００ｍｍツルアーで１４０ｒｐｍ）で回転しながら、面取り加工用砥石の接線方向に移動することによりクリープフィード研削で面取り加工用砥石へ溝形状を転写する。ツルアーが面取り加工用砥石の接線方向へ移動する際には、ツルーイング開始時、ツルーイング中、及びツルーイング終了時でツルアーの移動速度は可変であって、転写効率が最適となるように速度を変化させる。
【００１３】
これにより、ツルアーが低速度回転するので、回転軸の熱膨張が抑えられ、ウェーハの面取り幅精度が向上する。また、低速度回転でツルアーの砥粒の食いつきが良くなるため、切削効率が上がり、ツルアーの劣化が抑えられ、面取り加工用砥石への形状転写効率を向上させる。更に、形状転写効率が向上するため、従来手法よりも短い時間でツルーイングが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、ウェーハ面取り砥石のツルーイング方法及びウェーハ面取り装置によれば、ツルアーの回転速度を抑えるとともに、ツルアーの劣化を防ぎ、面取り加工用砥石への形状転写効率を向上させ、短時間で精度の高いツルーイングを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面に従って本発明に係るウェーハ面取り砥石のツルーイング方法及びウェーハ面取り装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１６】
まず初めに、本発明に係わる面取り装置の構成について説明する。図１は、面取り装置の全体正面図である。
【００１７】
最初に、本発明に係るウェーハ面取り装置の構成について説明する。図１は、面取り装置の主要部を示す正面図である。面取り装置１０は、ウェーハ送りユニット２０、砥石回転ユニット５０、図示しないウェーハ供給／収納部、ウェーハ洗浄／乾燥部、ウェーハ搬送手段、及び面取り装置各部の動作を制御するコントローラ等から構成されている。
【００１８】
ウェーハ送りユニット２０は、本体ベース１１上に載置されたＸ軸ベース２１、２本のＸ軸ガイドレール２２、２２、４個のＸ軸リニアガイド２３、２３、…、ボールスクリュー及びＡＣサーボモータから成るＸ軸駆動手段２５によって図のＸ方向に移動されるＸテーブル２４を有している。
【００１９】
Ｘテーブル２４には、２本のＹ軸ガイドレール２６、２６、４個のＹ軸リニアガイド２７、２７、…、図示しないボールスクリュー及びＡＣサーボモータから成るＹ軸駆動手段によって図のＹ方向に移動されるＹテーブル２８が組込まれている。
【００２０】
Ｙテーブル２８には、２本のＺ軸ガイドレール２９、２９と図示しない４個のＺ軸リニアガイドによって案内され、ボールスクリュー及びＡＣサーボモータから成るＺ軸駆動手段３０によって図のＺ方向に移動されるＺテーブル３１が組込まれている。
【００２１】
Ｚテーブル３１には、θ軸モータ３２、θスピンドル３３が組込まれ、θスピンドル３３にはウェーハＷを吸着載置するウェーハテーブル３４が取り付けられており、ウェーハテーブル３４はウェーハテーブル回転軸心ＣＷを中心として図のθ方向に回転される。
【００２２】
また、ウェーハテーブル３４の下部には、ウェーハＷの周縁を仕上げ面取りする砥石のツルーイングに用いるツルーイング砥石４１（以下ツルアー４１と称する）が、ウェーハテーブル回転軸心ＣＷと同心に取り付けられている。
【００２３】
このウェーハ送りユニット２０によって、ウェーハＷ及びツルアー４１は図のθ方向に回転されるとともに、Ｘ、Ｙ、及びＺ方向に移動される。
【００２４】
砥石回転ユニット５０は、外周加工砥石５２、図示しない外周砥石モータによって軸心ＣＨを中心に回転駆動されるボールベアリングを用いたビルトインモータ駆動の外周砥石スピンドル５１が設けられている。
【００２５】
更に、砥石回転ユニット５０には、外周加工砥石５２の上方に配置されたターンテーブル５３に取付けられた、エアーベアリングを用いたビルトインモータ駆動の外周精研スピンドル５４、外周精研モータ５６、エアーベアリングを用いたエアータービン駆動のノッチ粗研スピンドル６０、ノッチ粗研モータ６２、エアーベアリングを用いたビルトインモータ駆動のノッチ精研スピンドル５７、及びノッチ精研モータ５９を有している。
【００２６】
外周精研スピンドル５４は、回転軸がウェーハＷの接線方向（図１に示すＸ軸方向）に向かって傾斜（本実施例においては８度）している。
【００２７】
外周精研スピンドル５４にはウェーハＷの外周を仕上げ研削する面取り用砥石である外周精研削砥石５５が取付けられている。
【００２８】
ノッチ粗研スピンドル６０にはノッチ粗研削砥石６１が、またノッチ精研スピンドル５７には、ノッチ部を仕上げ研削する面取り砥石であるノッチ精研削砥石５８が取付けられている。ノッチ精研削砥石５８は、任意の方向に所定量傾斜させることができるように保持されている。
【００２９】
外周精研削砥石５５、ノッチ精研削砥石５８、及びノッチ粗研削砥石６１はターンテーブル５３の回転によって夫々加工位置に位置付けられる。
【００３０】
図２は、ウェーハテーブル３４に取付けられたツルアー４１を表わしている。ツルアー４１は、図２に示すように、ウェーハテーブル３４の下部にウェーハテーブル回転軸心ＣＷと同心で取付けられ、θ軸モータ３２によってθ回転される。また、ウェーハテーブル３４の上面は、図示しない真空源と連通する吸着面になっており、面取り加工されるウェーハＷが載置されて吸着固定される。
【００３１】
図３は、外周加工砥石５２の構成を表わしたものである。外周加工砥石５２は２段構成になっており、下段はツルアー４１の外周形状を形成するマスター溝５２ａを有するマスター砥石５２Ａで、上段はウェーハＷの外周粗研削用溝５２ｂが形成された外周粗研削砥石５２Ｂになっている。
【００３２】
なお、図３においては説明を簡略にするため、各砥石に夫々１個の溝が記載されているが、実際には摩耗による溝形状の変形に対処するため、各砥石には夫々複数個の溝が形成されている。
【００３３】
ツルアー４１は、加工されるウェーハＷと同等以下の外径と厚さの円盤状グリーンカーバイト砥石（以下、ＧＣ砥石と称する）により形成されている。
【００３４】
また、マスター砥石５２ＡはウェーハＷと同等以下の外径のダイヤモンド砥粒のメタルボンド砥石により形成されている。外周粗研削砥石５２Ｂは、マスター砥石５２Ａと同様の径を持つダイヤモンド砥粒のメタルボンド砥石であり、マスター砥石５２Ａよりも粒度が荒くなっている。
【００３５】
外周精研削砥石５５は、直径５０ｍｍ程度以下のダイヤモンド砥粒のレジンボンド砥石により形成されている。
【００３６】
また、ノッチ粗研削砥石６１は直径１．８ｍｍ〜２．４ｍｍの小径で、ダイヤモンド砥粒のメタルボンド砥石、ノッチ精研削砥石５８は、直径１．８ｍｍ〜２．４ｍｍの小径で、ダイヤモンド砥粒のレジンボンド砥石により形成されている。
【００３７】
面取り装置１０のその他の構成部分については、一般的によく知られた機構であるため、詳細な説明は省力する。
【００３８】
次に、本発明に係るウェーハ面取り砥石のツルーイング方法について説明する。図４はツルアー４１への面取り形状転写を示した正面図、図５はツルーイング開始前の状態を示した斜視図、図６はツルーイング中の状態を示した斜視図、図７はツルアーの動きを示した上面図である。
【００３９】
面取り装置１０は、最初にマスター砥石５２Ａでツルアー４１の外周に面取り加工を行うことにより、ツルアー４１の外周部にマスター溝５２ａの形状を転写する。ツルアー４１への形状転写では、Ｚテーブル３１がＺ軸駆動手段３０によって移動され、図４（ａ）に示すように、ツルアー４１の高さがマスター砥石５２Ａのマスター溝５２ａと一致する高さに位置決めされる。
【００４０】
次いでＹテーブル２８がマスター砥石５２Ａに向かって移動され、図４（ｂ）に示すように、Ｙテーブル２８のＹ方向の移動によって、ツルアー４１の外周部がマスター砥石５２Ａのマスター溝５２ａ内に切り込まれ、ウェーハテーブル３４がθ軸モータ３２によってゆっくりと１回転することにより、ツルアー４１の外周部が面取りされ、ツルアー４１の外周部にマスター溝５２ａの形状が転写される。
【００４１】
次に、図４（ｃ）に示すように、ツルアー４１はマスター砥石５２Ａから離れる方向に移動され、マスター砥石５２Ａのマスター溝５２ａの断面形状からツルアー４１の外周部の断面形状への転写が終了する。
【００４２】
次に、外周部にマスター溝５２ａの断面形状が転写されたツルアー４１を用いて、図５に示す、回転軸がウェーハＷの接線方向に８度傾斜した外周精研削砥石５５のツルーイングを行う。
【００４３】
外周精研削砥石５５のツルーイングでは、先ずＺテーブル３１が移動することにより、ツルアー４１の高さが外周精研削砥石５５の外周部用溝形成位置と同じ高さに合わせられる。
【００４４】
同じ高さに合わせられたツルアー４１は、Ｘテーブル２４、Ｙテーブル２８が移動することにより、図７（Ｓ）に示すように、外周精研削砥石５５へ切り込む深さｋだけ外周精研削砥石５５へ寄った外周精研削砥石５５の近傍へ位置づけられる。
【００４５】
この状態でツルアー４１は図７に示す矢印Ａ、または矢印Ｂ方向へ回転を開始する。それにともない外周精研削砥石５５が矢印Ｃ方向へ低速度で回転（例えば、φ５０ｍｍの外周精研削砥石５５の場合、通常面取り加工時の回転速度３６０００ｒｐｍに対し、８４００ｒｐｍの速度）を開始し、ツルアー４１は矢印Ｄ方向へ移動する。これにより、図６に示されるように、外周精研削砥石５５へは面取り加工用溝５５ａが形成される。
【００４６】
このとき、ツルアー４１の回転速度は毎分１０ｒｐｍから２００ｒｐｍ程度の低速度で回転される。図７（Ｓ）位置から矢印Ｄ方向へ移動を始めた外周精研削砥石５５は、図７（Ｓ）から（Ｍ）へと移動し、最終的に（Ｅ）の位置まで平行に移動する。
【００４７】
移動する際には、（Ｓ）位置、（Ｍ）位置、（Ｅ）位置でのツルアー４１の移動速度は可変であって、転写効率が最適となるように速度を変化させる。例えば、（Ｓ）位置では高速に移動し、外周精研削砥石５５へ接触する直前は移動速度を低速に変え、（Ｍ）位置で再び移動速度を高速に変え（Ｅ）位置まで移動する。
【００４８】
これにより、外周精研削砥石５５へクリープフィード研削で面取り加工用溝５５ａの形状が高い転写効率で転写され、ツルーイングが終了する。
【００４９】
ツルーイングはノッチ精研削砥石５８に対しても同様の方法により実施される。全ての砥石のツルーイングが終了した後、面取り装置１０は、ウェーハテーブル３４上にウェーハＷを載置して面取り加工を開始する。
【００５０】
以上、説明したように、本発明に係わるウェーハ面取り砥石のツルーイング方法及びウェーハ面取り装置によれば、クリープフィード研削による砥石のツルーイングでツルアーの回転速度が抑えられ、ウェーハテーブルを回転させる回転軸の発熱を防ぎ、回転軸の熱膨張を防止する。これにより、高い精度のウェーハの加工を可能とする。また、加工用砥石へのＧＣ砥粒により形成されたツルアーの食いつきが良くなり、ツルアーの磨耗が減り、面取り加工用砥石への形状転写効率が向上するため、ツルーイング時間を短縮するとともにツルアーの劣化も防ぐこととなる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、外周精研削砥石５５は８度傾斜しているが、本発明はそれに限らず、傾斜をしていない外周精研削砥石でも好適に実施可能である。
【００５２】
また、本実施の形態では面取り装置でのツルーイングについて説明しているが、本発明はそれに限らず、砥石とツルアーを取り付けてツルーイングのみを行うツルーイング専用装置においても実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係わる面取り装置の全体正面図。
【図２】ウェーハテーブル周りの拡大図。
【図３】外周加工砥石を示した側面図。
【図４】ツルーイング砥石への面取り形状転写を示した正面図。
【図５】ツルーイング開始前の状態を示した斜視図。
【図６】ツルーイング中の状態を示した斜視図。
【図７】ツルアーの動きを示した上面図。
【符号の説明】
【００５４】
１０…面取り装置，２４…Ｘテーブル，２８…Ｙテーブル，３３…θスピンドル，３４…ウェーハテーブル，４１…ツルアー（ツルーイング砥石），５２…外周加工砥石，５４…外周精研スピンドル，５５…外周精研削砥石（面取り用砥石），５８…ノッチ精研削砥石（面取り用砥石），Ｗ…ウェーハ
【図１】
2008023690.tif 000003
【図２】
2008023690.tif 000004
【図３】
2008023690.tif 000005
【図４】
2008023690.tif 000006
【図５】
2008023690.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008023690.tif 000009