JPH02180554A - 半導体ウェーハのノッチ研削方法及び装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、半導体ウェーハのノツチ研削方法及び装置に
係り、特に回転する円板状の砥石をその回転軸の軸線方
向（Ｘ方向）に移動させ、半導体ウェーハを砥石に接近
させ又はこれから離脱させる方向（Ｙ方向）に移動させ
ると共に、該砥石を上記Ｘ方向及びＹ方向と直交するＸ
方向に移動させて半導体ウェーハのノツチの円周方向及
び板厚方向の面取加工を同時に能率よく行うことができ
、かつ板厚方向の面取りの大きさを任意に変更すること
ができる半導体ウェーハのノツチ研削方法及び装置に関
する。

従来の技術 半導体ウェーハ等のウェーハは、薄い円板状の半導体の
総称であり、通常第６図に示す如く円柱状に精製された
単体結晶母材から円板状に切り出され、その−表面は鏡
面研摩され、種々の半導体素子がその表面上にエツチン
グ法等により形成されるものである。半導体ウェーハで
は、例えばその寸法は、直径１０〜４００龍φ、厚さ２
００　ｔｔ信〜１０鰭の薄い円板状のものであり、円周
方向の方位を容易に合わせ易くするため、外周部の一部
を直線状に研削したオリエンチーシリンフラット（ＯＦ
）又は略Ｖ字形状のノツチを形成する。

一方、半導体ウェーハの表面に微細な加工を行う際に問
題となるのは、半導体ウェーハの表面や外周面から発゛
生ずるゴミであり、半導体ウェーハの外周面がシャープ
であると粉塵の発生が矛くなる。そこでオリエンテーシ
ョンフラット又はノツチと外周面との接続面、特にオリ
エンテーションフラット又はノツチの板厚方向のシャー
プエツジをなくすことは粉塵の発生を防止する上で有効
な手段となる。

また、オリエンテーションフラット又はノツチを正確な
寸法に加工することは、次工程の微細加工時の位置合せ
時間を短縮することができるので、高精度の研削加工が
要求される。

従来、略Ｖ字形状のノツチのシャープエツジ除去加工が
困難であるため、該加工の比較的容易なオリエンテーシ
ョンフラットが多く用いられていたが、該オリエンテー
ションフラットは欠落部分を多くとらなければならず、
高価な半導体ウェーハを有効に利用できない欠点があっ
た。

ノツチの研削方法として、従来化学研摩法又は総量カッ
タ法が採用されていた。化学研摩法は、第６図に示す如
く円柱状の母材１からから円板状に切り出した半導体ウ
ェーハ２をエツチング液に浸漬してエツジ部２ａを化学
的に除去するものであるが、第７図に示す如く、エツジ
部２ａだけでなくエツチング液に浸漬した部分２ｂの全
体が浸食されて薄くなるので、ウェーハの平面度が悪く
なり、次工程の微細加工に悪影響を及ぼす欠点があった
。また、この方法による加工量は掻くわずかで、ＩＬｓ
Ｉ等の加工をする時に問題となるサブミクロン単位のゴ
ミの発生を防止するには不十分な加工しかできない欠点
があった。

また総量カッタ法においては、ノツチ２Ｃの形状と同一
形状のカッタを作成してノツチ２Ｃを研削するため、ノ
ツチ２Ｃの形状が変更されると、その都度カッタを作成
しなければならず、また該カッタの形状は研削に伴なっ
て変ってしまい、ある程度使用したカッタは新しいカン
タに交換しなければならず、経済的に高価につく上に、
段取り作業に多くの工数を要する欠点があった。またＶ
字形のノツチ２Ｃとウェーハ２の外周部２ｄとの１大読
点の面取加工と、該ノツチ２Ｃの板厚方向の面取加工を
１個の砥石で加工することができないため、通常板厚方
向の面取加工のみ行い、次工程の微細加工を実施してい
るが、未加工の円周方向のエツジ部２ａからの粉塵の発
生があるため、導線部の断線等の重大な影響を半導体素
子に与えてしまう欠点があった。

目　　的 本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされ
たものであって、その目的とするところはミ回転する円
板状砥石をその回転軸線方向に移動させながら、該砥石
と直交する位置に保持した半導体ウェーハを該砥石に接
近又は離脱する方向に移動させることにより、相対的に
略Ｖ字形のノツチの外形形状に沿わせるように砥石を移
動させ、該ノツチを研削することにより、従来加工の困
難であった部分についても次工程で微細加工を施す半導
体ウェーハの面の平面度を良好な状態に保ったまま、粉
塵の発生を防止するに十分な面取加工を行うことができ
るようにすることである。また他の目的は、ノツチの形
状が変更されても、砥石の交換を不要とすることで、段
取り作業のない能率のよい研削作業を行うことができる
ようにすることである。更に他の目的は、ノツチの円周
方向と板厚方向の面取加工を１個の大きな径の砥石で同
時に加工できるようにして作業能率を向上させると共に
、エツジ部からの粉塵の発生を防止し、半導体ウェーハ
に形成される半導体素子の特性に悪影舌を与えるのを防
止することである。

構成 要するに本発明方法（請求項１）は、回転する円板上の
砥石と該砥石で研削する半導体ウェー八とを夫々の面が
互いに直交する位置に配設し、前記砥石をその回転軸の
軸線方向（Ｘ方向）に移動させ、前記半導体ウェーハを
前記砥石に接近させ又はこれから離脱させる方向（Ｙ方
向）に移動させると共に、前記砥石を前記軸線方向（Ｘ
方向）及び前記接近又は離脱させる方向（Ｙ方向）と直
交する方向（Ｚ方向）に移動させて前記半導体ウェーハ
の前記ノツチの円周方向及び板厚方向の面取加工を行う
ことを特徴とするものである。

また本発明装置（請求項２）は、移動台上に回動自在に
配設された円板状の砥石と、前記移動台を該砥石の回転
軸の軸線方向（Ｘ方向）に移動させる第１の駆動装置と
、前記移動台を前記軸線方向（Ｘ方向）及び前記砥石で
研削する半導体ウェー八に該砥石を接近させ又はこれか
ら離脱させる方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｚ方向）
に移動させる第２の駆動装置と、前記半導体ウェー八を
前記砥石の面に直交する面内で回転可能に保持するワー
クホルダと、該ワークホルダ上の前記半導体ウェー八を
回転駆動する第３の駆動装置と、該ワークホルダを前記
砥石に接近させ又はこれから離脱させる方向（Ｙ方向）
に移動させる第４の駆動装置とを備え、これらの第１、
第２、第３及び第４の駆動装置により前記砥石及び前記
半導体ウェーハを相対的に３軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）
に移動させて前記半導体ウェーハのノツチの円周方向及
び板厚方向の面取加工を行うように構成したことを特徴
とするものである。

以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。本発
明に係る半導体ウェーハのノツチ研削装置３は、円板状
の砥石４と、砥石の回転駆動機構５と、該回転駆動機構
を積載する基台６と、第１の駆動装置８と、第２の駆動
装置９と、ワークホルダ１０と、第３の駆動装置１１と
、第４の駆動装置１２とを備えている。

砥石４は、金剛砂を固めて成形した砥石本体４ａの周囲
にダイヤモンドの砥粒４ｂをメタルや電着で固めて形成
したものであって、回転軸１３にナツト１４により取り
外し可能に固定されている。

砥石４の回転駆動機構５は、砥石４を電動モータ１５で
一方向に回転させるものであって、該電動モータ１５の
回転軸１３に固定した砥石４を例えば矢印Ａ方向に回転
させるようになっている。

基台６は、案内台１６及び移動台１９とから構成されて
おり、案内台１６上をこれに形成したアリ溝１８に案内
された移動台１９が一直線上を摺動移動できるようにな
っている。

第１の駆動装置８は、アリ溝１８により案内された移動
台１９を砥石４の回転軸１３の軸線方向（Ｘ方向）に移
動させるようにしたものであって、例えばＤＣサーボモ
ータ２０の回転軸２０ａに形成した送りねじ２１が移動
台１９に形成されためねじ２２に回転可能に螺着されて
いる。

第２の駆動装置９は、砥石４をＺ方向に移動させるため
のものであって、案内台１６に固着した送りナツト２３
に回転可能に螺着された送りねじ２４に回転軸２５ａを
直結したＤＣサーボモータ２５として構成しである。

ワークホルダ１０は、第１図から第３図に示すように、
複数個、例えば４個のエア吸引穴１０ａがその上面１０
ｂに形成されており、該エア吸引穴１０ａは真空ポンプ
（図示せず）に連通接続されており、該真空ポンプの作
動によりエアがエア吸引穴１０ａから吸引されて半導体
ウェー八２を吸着するように構成されている。また上面
１０ｂには半径方向に直交した一対の溝１０ｃ及び円周
方向の同心状の溝１０ｄが形成されている。更にワーク
ホルダ１０は移動台２６に固定された支持円筒２８によ
り回動自在に支持されており、第３の駆動袋Ｍ１１によ
りワークホルダ１０に吸着されたウェーハ２をゆっ（り
と回動させるように構成されている。

第４の駆動装置１２は、ワークホルダｌＯを砥石４に接
近させ又はこれから離脱させるものであって第１及び第
２の駆動装置８，９と同様にＤＣサーボモータ２９の回
転軸２９ａに固着した送りねじ３０と、これに螺着され
た移動台２６に配設した送りナツト３Ｆとから構成され
、送りねじ３０を正逆回転させることによって、移動台
２６をＹ方向に往復動させることができるようになって
いる。

そして第１、第２、第３及び第４の駆動装置８９．１１
及び１２は操作盤３３を備えた制御装置３２に電気的に
接続されている。

そして本発明に係る方法は、回転する円板状の砥石４と
該砥石で研削する半導体ウェーハ２とを夫々の面が互い
に直交する位置に配設し、砥石４をその回転軸１３の軸
線方向（Ｘ方向）に移動させ、半導体ウェーハ２を砥石
４に接近させ又はこれから離脱させる方向（Ｙ方向）に
移動させると共に、砥石４を軸線方向（Ｘ方向）及び上
記接近又は離脱させる方向（Ｙ方向）と直交する方向（
Ｘ方向）に移動させて半導体ウェーハ２のノツチ２Ｃの
円周方向及び板厚方向の面取加工を行う方法である。

作、　用 本発明は、上記のように構成されており、以下その作用
について説明する。第１図、第２図及び第６図を参照し
て、円柱状の母材ｌに略Ｖ字形のノツチｌａをその軸線
方向にわたって加工したものを円板状に切断、分離した
半導体ウェーハ２をワークホルダ１０の上面１０ｂに載
せ、図示しない真空ポンプを作動させる。該真空ポンプ
は吸引穴１０ａより空気を吸引するので半導体ウェーハ
２は、ワークホルダ１０に吸引固定されている。

制御装置３２の指令により、第３の駆動装置１１を作動
させてワークホルダ１０、即ち半導体ウェーハ２をゆっ
くりと矢印θ方向に回転させ、ノツチ２Ｃが砥石４に正
しく対向したことを図示しない検出装置で検出し、駆動
装置１］の作動を停止させる。

また、ＤＣサーボモータ２５を回転させて基台６を送り
ねじ２４及び送りナツト２３の作用によって矢印ｚ、ｚ
’方向に上下させて第４図に示す如（、半導体ウェーハ
２の板厚方向の略中央部と砥石４の回転軸１３の軸心１
３ａとを一致させる。

このときの砥石４と半導体ウェーハ２との位置は、第３
図に示す如（離れた位置関係にあり、半導体ウェーハ２
は、まだ加工されない。ここでＤＣサーボモータ２９を
作動させて送りねじ３０を矢印Ｂ方向に回転させると、
移動台２６は矢印Ｙ方向に移動して、砥石４に接近し、
回転している砥石４と半導体ウェーハ２とが接触する。

砥石４と半導体ウェーハ２とが接触してから予め定めら
れた距離分移動台２６をさらに矢印Ｙ方向に第４の駆動
装置１２を作動させて送り、半導体ウェーハ２を加工す
る。そしてＤＣサーボモータ２０をゆっくりと回転させ
て回転駆動装置５を配、設した移動台１９をアリ溝１８
に沿って矢印Ｘ又はＸ′力方向移動させて砥石４を第３
図における仮想線の位置に移動ｆｉＬＸだけ移動させる
と共に、ＤＣサーボモータ２５も作動させて基台６を朱
−印Ｚ又はＺ′力方向第４図に示す移動量ＬＺだけ移動
させる。そして３ｇ＞（方向及びＸ方向移動量を刻々と
制御装置３２に伝達して、■字形のノツチ２Ｃの形状に
沿って加工するために移動台２６の移動すべき距離を予
め制御装置３２に記憶させた演算式に従って演算し、演
算結果に従ってＤＣサーボモータ２９を回転させる。

上述した如く、Ｘ、Ｙ及びＸ方向の３軸方向の制御を行
うことで、砥石４と半導体ウェーハ２とを相対的に第３
図に示す半導体ウェーハ２の円周方向には、ノツチ２Ｃ
の形状に沿って、また第４図に示す板厚方向には矢印Ｃ
方向に、即ちＹ方向にはＬＹ、からＬＹ、＋まで相対的
に移動させて面取加工を行うので、円周方向はノツチ２
Ｃと外周部２ｄとの接続点２ｅに、またノツチ２ｃの谷
部２「には小さな円弧形状、例えば０．２〜２．５Ｒの
面取加工ｒが、また板厚方向では第５図に示す如く、エ
ツジ部２ａに小さな円弧形状の面取加工を同時に行うこ
とができる。半導体ウェーハ２の半径Ｒ，は例えばｌＯ
〜４００龍であり、ノツチの谷部２ｆまでの半径Ｒ２は
例えば８〜３９４■−である。

また、ノツチ２ｃの角度αは製品によって異なり、５０
″〜１５０６の角度が用いられるが、角度αの値が変っ
ても、該角度を操作盤３３から入力するだけで、砥石４
を交換することなく面取加工を行うことができる。また
面取の大きさも砥石４を変えることなく任意に選択し加
工することができる。

なお、上記実施例においては、制御はＸ、Ｙ及びＺ方向
の制御を同時に行うものとして説明したが、制御はｘ、
ｙ及びＺ方向の制御を同時に行うものに限定されるもの
ではなく、ＤＣサーボモータ２５の回転を停止させ、Ｚ
方向の移動を行わず、ＤＣサーボモータ２０及び２９の
みを作動させ、即ちＸ方向及びＹ方向の２軸方向の制御
により、相対的にノツチ２ｃの形状に沿ってノツチ２ｃ
の外周方向の研削を行い、次いでＤＣサーボモータ２５
のみを作動させて矢印Ｚ又はＺ′方向にわずかに移動さ
せ、再びＤＣサーボモータ２ｏ及び２９でＸ方向及びＹ
方向の２方向制御によりノツチ２ｃの板厚方向の面取加
工を順次行うようにしたものであってもよい。この場合
の板厚方向の面取の形状はいわゆるＣ面取加工となる。

また、本発明の方法によればノツチ２ｃの円周方向及び
板厚方向のエツジをすべて研削するので、母材ｌのノツ
チ１ａの加工で発生した加工ひずみ層を除去することも
できる。

効果 本発明は、上記のように回転する円板状の砥石をその回
転軸線方向に移動させながら、該砥石と直交する位置に
保持した半導体ウェーハを該砥石に接近又は離脱する方
向に移動させることにより、相対的に略Ｖ字形のノツチ
外形形状に沿うように砥石を移動させてノツチを研削す
るようにしたので、半導体ウェーハの平面度を良好な状
態に保持したまま、従来加工の困難であった部分につい
ても粉塵の発生を防止するのに十分な大きさの面取加工
を行うことができると共に、ノツチの形状が変更されて
も、砥石の交換が不要となり、段取り作業のなし、１能
率のよい研削作業を行い得る効果がある。また面取の大
きさ、ノツチの形状を、砥石・を変更することなく、任
意に変えることができる効果がある。更にはノツチの円
周方向と板厚方向の面取加工を１個の大きな径の砥石で
同時に加工できるようにしたので、作業能率を向上させ
ることができると共に、エツジ部からの粉塵の発生を防
止し得、半導体ウェーハに形成される半導体素子の特性
に悪影響を与えることがないようにすることができる効
果がある

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は本発明の実施例に係り、第１図は半
導体ウェーハ及び半導体ウェーハのノツチ研削装置の斜
視図、第２図は研削装置の要部平面図、第３図は半導体
ウェーハの円周方向の面取加工状態を示す要部拡大平面
図、第４図は半導体ウェーハの板厚方向の面取加工状態
を示す要部拡大部分縦断面側面図、第５図は板厚方向の
面取加工が施された半導体ウェーハの部分拡大縦断面図
、第６図は母材から切断、作成される半導体ウェーハの
状態を示す斜視図、第７図は従来例に係る化学研摩法に
よる面取加工のブレの状態を示す要部拡大縦断面図であ
る。 ２は半導体ウェーハ、２Ｃはノツチ、３は半導体ウェー
ハの面取加工装置、４は砥石、８は第１の駆動装置、９
は第２の駆動装置、１０はワークホルダ、１１は第３の
駆動装置、１２は第４の駆動装置、１３は回転軸、１９
は移動台である。 特許出願人　　　エムチック株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　回転する円板上の砥石と該砥石で研削する半導体ウ
   ェーハとを夫々の面が互いに直交する位置に配設し、前
   記砥石をその回転軸の軸線方向（Ｘ方向）に移動させ、
   前記半導体ウェーハを前記砥石に接近させ又はこれから
   離脱させる方向（Ｙ方向）に移動させると共に、前記砥
   石を前記軸線方向（Ｘ方向）及び前記接近又は離脱させ
   る方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｚ方向）に移動させ
   て前記半導体ウェーハの前記ノッチの円周方向及び板厚
   方向の面取加工を行うことを特徴とする半導体ウェーハ
   のノッチ研削方法。 ２　移動台上に回動自在に配設された円板状の砥石と、
   前記移動台を該砥石の回転軸の軸線方向（Ｘ方向）に移
   動させる第１の駆動装置と、前記移動台を前記軸線方向
   （Ｘ方向）及び前記砥石で研削する半導体ウェーハに該
   砥石を接近させ又はこれから離脱させる方向（Ｙ方向）
   に直交する方向（Ｚ方向）に移動させる第２の駆動装置
   と、前記半導体ウェーハを前記砥石の面に直交する面内
   で回転可能に保持するワークホルダと、該ワークホルダ
   上の前記半導体ウェーハを回転駆動する第３の駆動装置
   と、該ワークホルダを前記砥石に接近させ又はこれから
   離脱させる方向（Ｙ方向）に移動させる第４の駆動装置
   とを備え、これらの第１、第２、第３及び第４の駆動装
   置により前記砥石及び前記半導体ウェーハを相対的に３
   軸方向（Ｘ、Ｙ、２方向）に移動させて前記半導体ウェ
   ーハのノッチの円周方向及び板厚方向の面取加工を行う
   ように構成したことを特徴とする半導体ウェーハのノッ
   チ研削装置。