(57)【要約】【課題】  面取り用砥石の研削用溝底部に砥石の回転を利用して十分な研削水を供給し、面取り加工の加工品質を向上させるとともに、砥石の寿命を延ばし製造コストを低減させるウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法を提供すること。【解決手段】  砥石中心部１６から外周粗研削用溝１５底部に向って放物線状の研削水流路１７が内部に形成された外周加工砥石３へ、回転ジョイント１３を介して接続された配管１４より研削水を供給し、外周加工砥石３を回転させることで研削水流路１７に遠心力を発生させて研削水を吸引するとともに外周粗研削用溝１５底部の研削水噴射口１８より研削水を噴射する。【選択図】図１
2009142927.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、
中心部から外周部に形成された研削用溝底部に向って放物線状の研削水流路が内部に形成された前記ウェーハの外周部の研削を行なう回転する砥石と、
前記砥石を回転させるスピンドルと、
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、
前記砥石の中心部に研削水を供給する研削水供給路と、を備えたことを特徴とするウェーハ面取り装置。
【請求項２】
前記砥石の研削水流路は、該砥石の回転方向に向かって凸形状の放物線形状であって、該砥石の回転により前記研削水供給路より中心部に供給された研削水を吸引することを特徴とする請求項１に記載のウェーハ面取り装置。
【請求項３】
ウェーハを保持して回転するウェーハテーブルと、中心部から外周部に形成された研削用溝底部に向って放物線状の研削水流路が内部に形成された前記ウェーハの外周部の研削を行なう回転する砥石と、前記砥石を回転させるスピンドルと、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、前記砥石の中心部に研削水を供給する研削水供給路と、を備えたウェーハ面取り装置によるウェーハ面取り方法において、
前記砥石の中心部へ前記研削水供給路より研削水を供給し、前記砥石を前記スピンドルによって回転させることにより、供給された研削水を前記研削水流路で吸引して前記ウェーハと前記砥石が接触する前記研削用溝底部へ供給しながら前記ウェーハ外周部の研削を行なうことを特徴とするウェーハ面取り方法。
【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素材となるウェーハの外周部に面取り加工を行なうウェーハ面取り装置とウェーハ面取り方法に関する。
【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。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。
【０００３】
図６に面取り装置の従来例を示す。図６は従来の面取り装置の側面図である。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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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ステッピングモータから成る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。
【０００７】
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。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。  このウェーハ送りユニット２０によって、ウェーハＷ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。
【０００８】
砥石回転ユニット５０は、複数の外周粗研削用溝が形成された外周加工砥石５２が取り付けられ、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外周砥石スピンドル５１、外周加工砥石５２の上方に取付けられた外周精研スピンドル５４及び外周精研モータ５６、ノッチ粗研スピンドル６０及びノッチ粗研モータ６２、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。
【０００９】
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。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。
【００１０】
外周精研削砥石５５、ノッチ粗研削砥石６１、及びノッチ精研削砥石５８は、ロータリー６３が回転することにより、それぞれ加工位置へ移動する。
【００１１】
このような面取り装置としては例えば、特許文献１に記載されるウェーハ面取り装置が提案されている。
【００１２】
このようなウェーハ面取り装置において、外周加工砥石５２、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の各砥石でウェーハＷの面取り加工を行う際には、各砥石とウェーハＷが接触する研削用溝の底部に向けて冷却や潤滑等の目的で純水等の研削水がノズルより噴射されて供給されている。
【特許文献１】特開２００５−１５３０８５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、面取り加工を行う砥石は非常に高速で回転されており、研削用溝はウェーハＷの厚さと同程度の幅と狭く、ノズルによりに噴射された研削水ははじかれてウェーハＷと砥石が接触する研削用溝底部まで十分に届かない問題が発生する。このような状態のまま面取り加工されたウェーハＷの外周部には割れや欠け、焼付けが発生し、品質を著しく低下させるばかりか、砥石の寿命を低下させ製造コストを増大させる。
【００１４】
本願発明はこのような問題に対してなされたものであり、面取り用砥石の研削用溝底部に砥石の回転を利用して十分な研削水を供給し、面取り加工の加工品質を向上させるとともに、砥石の寿命を延ばし製造コストを低減させるウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法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】
【００１５】
本発明は前記目的を達成するために、本発明のウェーハ面取り装置は、ウェーハを保持して回転するウェーハテーブルと、中心部から外周部に形成された研削用溝底部に向って放物線状の研削水流路が内部に形成された前記ウェーハの外周部の研削を行なう回転する砥石と、前記砥石を回転させるスピンドルと、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、前記砥石の中心部に研削水を供給する研削水供給路と、を備えたことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は上記発明において、前記砥石の研削水流路は、該砥石の回転方向に向かって凸形状の放物線形状であって、該砥石の回転により前記研削水供給路より中心部に供給された研削水を吸引することを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、回転するウェーハテーブルに保持されたウェーハの外周部をスピンドルにより回転する砥石で研削するウェーハ面取り装置には、中心部から外周部に形成された研削用溝底部に向かって放物線状の研削水流路が内部に形成された砥石が備えられている。砥石の中心部には研削水供給路が接続されている。
【００１８】
研削水供給路から供給された研削水は、砥石の回転方向に向かって凸形状の放物線形状に砥石内部に形成された研削水流路に発生する遠心力により吸引される。吸引された研削水は研削水流路を通り砥石外周部に形成されたウェーハ外周部の面取り加工を行う研削用溝の底部から噴射され、砥石の回転速度がより高速になったとしてもウェーハと研削用溝が接触する加工点で十分な研削水供給される。
【００１９】
これにより、面取り加工の加工品質が向上されるとともに、砥石の寿命も延びて製造コストが低減され、高品質で低コストな面取り加工が実現される。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明のウェーハ面取り装置、及びウェーハ面取り方法によれば、砥石中心部に供給された研削水が放物線状の研削水流路により吸引されて研削用溝の底部へ供給される。これにより、高品質で低コストな面取り加工を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面に従って本発明に係るウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２２】
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。
【００２３】
面取り装置１は、移動手段としてのウェーハ送りユニット２０、砥石回転ユニット２、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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ステッピングモータから成る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。
【００２７】
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。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。このウェーハ送りユニット２０によって、ウェーハＷ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。
【００２８】
砥石回転ユニット２は、外周砥石スピンドル５１に取り付けられた外周加工砥石３を備え、外周加工砥石３の上方に設けられたロータリー７には、外周精研スピンドル４及び外周精研モータ５６、ノッチ粗研スピンドル５及びノッチ粗研モータ６２、ノッチ精研スピンドル６及びノッチ精研モータ５９がそれぞれの加工位置へ移動可能に備えられている。
【００２９】
外周精研スピンドル４、ノッチ粗研スピンドル５、ノッチ精研スピンドル６の先端には、それぞれ外周精研削砥石８、ノッチ粗研削砥石９、ノッチ精研削砥石１２が取り付けられている。
【００３０】
外周加工砥石３及びロータリー７の上部には、それぞれ回転ジョイント１３が取り付けられ、研削水供給路としての配管１４が接続されている。配管１４には不図示の流量調節機構が備えられている。これにより回転する外周加工砥石３及びロータリー７の中心部に配管１４より回転ジョイント１３を介して研削水が供給される。ロータリー７中心部に供給された研削水はロータリー７内部を通り、外周精研スピンドル４に供給され、更に供給された研削水は先端に取り付けられた外周精研削砥石８へ供給される。
【００３１】
外周加工砥石３は、図２に示すように、ウェーハＷの外周部を粗研磨する複数の外周粗研削用溝１５（図２においては複数の研削用溝の１つのみを図示する）が形成された砥石であって、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外周砥石スピンドル５１によって回転する。
【００３２】
外周加工砥石３としては、例えばダイヤモンド砥粒のメタルボンド砥石で、粒度＃８００の物が使用される。外周砥石スピンドル５１としては、例えばボールベアリングを用いたビルトインモータ駆動のスピンドルが用いられ、回転速度８，０００ｒｐｍで回転される。
【００３３】
外周加工砥石３の内部には、外周加工砥石３の砥石中心部１６から外周粗研削用溝１５の底部に向って研削水流路１７、１７・・・が複数等間隔で形成され、外周粗研削用溝１５の底部に研削水噴射口１８、１８・・・が等間隔で複数形成されている。
【００３４】
研削水流路１７は、図３の外周加工砥石３の断面図に示すように、外周加工砥石３の回転方向である矢印θに向って凸形状の放物線形状を成し、外周加工砥石３が回転することにより遠心力を生じ、配管１４より回転ジョイント１３を介して外周加工砥石３の砥石中心部１６に供給された研削水を吸引する。研削水流路１７に吸引された研削水は、研削水流路１７を通り切削水噴射口１８より噴射されて外周粗研削用溝１５底部に供給される。
【００３５】
これにより、外周加工砥石３の回転が高速になったとしても、外周粗研削用溝１５の底部とウェーハＷとが接触する加工点に十分な研削水が供給され、面取り加工の加工品質を向上されるとともに砥石の寿命も延ばすことが可能となる。
【００３６】
なお、研削水流路１７は、図４の外周加工砥石３Ａの断面図に示すように、外周加工砥石３Ａの回転方向である矢印θ方向に凸形状に放物線形状を成す幅の広い研削水流路１７Ａに対し、複数の幅の狭い研削水流路１７Ｂが形成された形状であっても好適に実施可能である。
【００３７】
続いて、外周精研スピンドル４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８が取付けられている。外周精研スピンドル４としては、例えばエアーベアリングを用いたビルトインモータ駆動のスピンドルが用いられ、回転速度３６，０００ｒｐｍで回転される。
【００３８】
外周精研削砥石８は、レジンボンドまたはゴム等の弾性材料により砥粒が保持されることにより形成された弾性砥石である。外周精研削砥石５５としては、例えば直径５０ｍｍのダイヤモンド砥粒のレジンボンド砥石で、粒度＃３０００が用いられている。
【００３９】
外周精研削砥石８の内部には、図５の外周精研削砥石８の斜視図に示すように、外周加工砥石３同様に回転方向に凸形状の放物線形状である研削水流路８Ａが砥石中心部８Ｂから外周精研削用溝８Ｃの底部に向かって形成されている。
【００４０】
外周精研スピンドル４のシャフト４Ａは中空構造であって、ロータリー７より供給された研削水はシャフト４Ａ内部を通り外周精研削砥石８の砥石中心部８Ｂへ供給され、外周精研削砥石８が回転する際に研削水流路８Ａの放物線形状により生じる遠心力で研削水流路８Ａへ吸引され研削水噴射口８Ｄより噴射される。
【００４１】
これにより、外周精研削砥石８の回転が高速になったとしても、外周精研削用溝８Ｃの底部とウェーハＷとが接触する加工点に十分な研削水が供給され、面取り加工の加工品質を向上されるとともに砥石の寿命も延ばすことが可能となる。
【００４２】
続いて、ノッチ粗研スピンドル５にはウェーハＷのノッチ部を粗研磨するノッチ粗研削砥石９が取り付けられている。ノッチ粗研スピンドル５としては、例えばエアーベアリングを用いたエアータービン駆動のスピンドルが用いられ、回転速度８０，０００ｒｐｍで回転される。また、ノッチ粗研削砥石９としては、例えば直径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、粒度＃８００が用いられる。
【００４３】
ノッチ精研スピンドル６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１２が取付けられている。ノッチ精研スピンドル６としては、エアーベアリングを用いたビルトインモータ駆動のスピンドルが用いられ、回転速度１５０，０００ｒｐｍで回転される。ノッチ精研削砥石１２としては、例えば直径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、粒度＃４０００が用いられている。
【００４４】
面取り装置１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。
【００４５】
次に、本発明に係るウェーハ面取り方法について説明する。図１に示すように、面取り装置１は、移動手段としてのウェーハ送りユニット２０、砥石回転ユニット２、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。
【００４６】
面取り装置１では、まず外周加工砥石３によりウェーハＷの外周が粗研削される。ウェーハＷの外周が粗研削では、Ｘテーブル２４、Ｙテーブル２８、及びＺテーブル３１の各テーブルが移動してウェーハテーブル３４に吸着載置されたウェーハＷの外周部が外周加工砥石３に形成されている外周粗研削用溝１５に合わせられる。
【００４７】
外周粗研削が開始されると外周加工砥石３に接続された配管１４に備えられた流量調節機構が作動して研削水が外周加工砥石３に供給されて外周加工砥石３が回転を開始するとともに、ウェーハテーブル３４も回転を開始する。この状態で外周加工砥石３とウェーハテーブル３４が接近し、外周粗研削用溝１５とウェーハＷとが接触してウェーハＷの外周が粗研削されていく。このとき、外周加工砥石３の内部には、図２に示すように回転方向に向かって凸形状の放物線形状を成す研削水流路１７が形成されているため、砥石中心部１６へ供給された研削水は研削水流路１７へ吸引されて研削水噴射口１８より外周粗研削用溝１５底部に噴射される。
【００４８】
これにより、外周加工砥石３の回転が高速になったとしても、高速なほど遠心力を得て外周粗研削用溝１５の底部とウェーハＷとが接触する加工点に十分な研削水が供給され、面取り加工の加工品質を向上されるとともに砥石の寿命も延ばすことが可能となる。
【００４９】
続いて、ウェーハＷの外周粗研削が終了すると、Ｘテーブル２４、Ｙテーブル２８、及びＺテーブル３１の各テーブルが移動してウェーハＷが、図５に示す外周精研削砥石８の外周精研削用溝８Ｃに合わせられ、ウェーハＷの外周精研削が開始される。
【００５０】
外周精研削が開始されるとロータリー７に接続された配管１４に備えられた流量調節機構が作動して研削水がロータリー７及び外周精研スピンドル４を介して外周精研削砥石８に供給され、外周精研削砥石８が回転を開始する。外周精研削砥石８が回転を開始するとともに、ウェーハテーブル３４も回転を開始する。この状態で外周精研削砥石８とウェーハテーブル３４が接近し、外周精研削用溝８ＣとウェーハＷとが接触してウェーハＷの外周が精研削されていく。このとき、外周精研削砥石８の内部には、図５に示すように回転方向に向かって凸形状の放物線形状を成す研削水流路８Ａが形成されているため、砥石中心部８Ｂへ供給された研削水は研削水流路８Ａへ吸引されて研削水噴射口８Ｄより外周精研削用溝８Ｃ底部に噴射される。
【００５１】
これにより、外周精研削砥石８の回転が高速になったとしても、外周精研削用溝８Ｃの底部とウェーハＷとが接触する加工点に十分な研削水が供給され、面取り加工の加工品質を向上されるとともに砥石の寿命も延ばすことが可能となる。
【００５２】
続いてウェーハＷの外周精研削が終了すると、Ｙテーブル２８が戻されてウェーハＷが外周精研削砥石８から離れる。続いて、ロータリー７が回転してノッチ粗研削砥石９がノッチを加工する位置まで移動するとともに、Ｚテーブル３１によりウェーハＷがノッチ粗研削砥石９の加工位置までＺ方向に移動してノッチ粗研削砥石９によりノッチの粗研削を開始する。
【００５３】
続いて、ノッチ粗研削砥石９による加工終了後、ロータリー７が回転し、ノッチ精研削砥石１２が加工する位置まで移動し、ノッチ精研削砥石１２によるノッチの精研削を開始される。精研削終了後は、ウェーハテーブル３４よりウェーハＷが搬出されて不図示のカセットへ収納される。
【００５４】
以上、説明したように、本発明に係わるウェーハ面取り装置、及びウェーハ面取り方によれば、砥石中心部に供給された研削水が放物線状の研削水流路により吸引されて研削用溝の底部へ供給され、ウェーハと研削用溝の底部とが接触する加工点に十分な研削水が供給され、面取り加工の加工品質を向上されるとともに砥石の寿命も延ばすことが可能となる。これにより、高品質で低コストな面取り加工を可能にする。
【００５５】
なお、本実施の形態ではノッチ粗研削砥石９及びノッチ精研削砥石１２内部に研削水流路は設けられてはいないが、ノッチ粗研削砥石９及びノッチ精研削砥石１２内部に外周加工砥石３及び外周精研削砥石８と同様の研削水流路を備え、ノッチ部を研削する際にノッチ粗研削砥石９及びノッチ精研削砥石１２に形成された研削用溝底部より研削水を噴射しながらノッチ部を研削する形態であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係わる面取り装置の全体正面図。
【図２】外周加工砥石の斜視図。
【図３】外周加工砥石の断面図。
【図４】外周加工砥石の別の実施の形態を示した断面図。
【図５】外周精研削砥石の斜視図。
【図６】外周加工砥石の断面図。
【符号の説明】
【００５７】
１、１０…面取り装置，２、５０…砥石回転ユニット，３、５２…外周加工砥石，４、５４…外周精研スピンドル，５、６０…ノッチ粗研スピンドル，６、５７…ノッチ精研スピンドル，７…ロータリー，８、５５…外周精研削砥石，９、６１…ノッチ粗研削砥石，１２、５８…ノッチ精研削砥石，１３…回転ジョイント，１４…配管（研削水供給路），１５…外周粗研削用溝，１６、８Ｂ…砥石中心部，１７、８Ａ…研削水流路，１８、８Ｄ…研削水噴射口，２０…ウェーハ送りユニット，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，Ｗ…ウェーハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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