JPH1190801A

JPH1190801A - ウェハの両面加工方法及び装置

Info

Publication number: JPH1190801A
Application number: JP9254907A
Authority: JP
Inventors: Tameyoshi Hirano; 爲義平野
Original assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Current assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 1999-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ウェハの両面を効率よくかつ高精度で加工す
る。【解決手段】ウェハＷの両面を同時に研削するための
方法及び装置。ウェハＷをその表裏両側から一対の研削
用砥石３０で挟み込むとともに、ウェハＷの外周部に３
つ以上のローラ１６，２６を径方向外側から押し当てて
ウェハＷを保持する。駆動ローラ１６を回転駆動するこ
とによりウェハＷを回転させながら、研削用砥石３０に
よりウェハ両面を同時研削する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体等からなる
ウェハの両面を加工するための方法及び装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シリコンをはじめとする半導体
等からなるウェハの表面は、高い平坦度をもった円滑な
面に仕上げる必要がある。従来、このような仕上げ加工
を行う手段として、まずウェハ表面をラッピング加工し
て高平坦度を得、このラッピングによってウェハ表面に
生じた破砕層や砥粒に汚染された表層をエッチングによ
って化学的に除去し、その後鏡面研磨により表面を円滑
な面にする方法が一般に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記ラッピング加工工
程は、完全なバッチシステムで進められるため、ウェハ
セット及びウェハリセットのための時間が長くなり、ま
た加工しろがバッチ毎にバラツキやすいという欠点があ
る。さらに、ラップ剤を使用するため、作業性及び作業
環境が悪化するといった欠点がある。

【０００４】このような欠点を解消する手段として、上
記ラッピングに代え、ウェハの表面を平面研削すること
が考えられるが、例えばウェハの一方の面を吸着保持し
ながら他方の面を研削する方法を行うと、ウェハの両面
を同時に加工することができず、加工時間の大幅な短縮
は望めない。また、ウェハの吸着によって同ウェハに吸
着側面形状に応じた弾性変形を生じさせた状態で研削を
するので、その研削後、吸着を止めて応力を解消させる
とウェハの表面に模様が発生し、高い平坦度が得られな
くなる不都合もある。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑み、ウェハ
の両面を効率よくかつ高精度で加工することができる方
法及び装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、一対の研削用砥石をそれぞれ
ウェハの両面に同時に接触させてこれら研削用砥石の間
にウェハを挟み込むとともに、このウェハの外周面に３
つ以上のローラの外周面を径方向外側から押し当て、こ
れらローラのうちの少なくとも１つを駆動ローラとして
回転駆動することにより上記ウェハを回転させながら上
記両研削用砥石によりウェハの両面を同時に研削するウ
ェハの両面加工方法であり、また、一対の研削用砥石を
それぞれウェハの両面に同時に接触した状態でウェハを
挟み込む一対の研削用砥石と、ウェハの外周面に径方向
外側から押し当てられる３つ以上のローラと、これらロ
ーラのうちの少なくとも１つを駆動ローラとして回転駆
動することにより上記ウェハを回転させる駆動手段とを
備え、このウェハの回転中に上記両研削用砥石によりウ
ェハの両面が同時に研削されるように構成したウェハの
両面加工装置である。

【０００７】これらの方法及び装置によれば、ウェハの
両面を同時に研削加工することによって、加工時間を大
幅に短縮することが可能である。また、ウェハを吸着保
持しながら研削加工する方法のように、ウェハに大きな
応力を発生させながら研削加工するものではないので、
ウェハを加工して解放した後も、好適な加工面を維持す
ることができる。

【０００８】さらに、ウェハの外周面に４つ以上のロー
ラの外周面を径方向外側から押し当て、これらローラの
うちの少なくとも２つを駆動ローラとして同じ方向に同
じ周速で同時に回転駆動する（すなわち駆動ローラを２
つ以上備えるようにする）ことにより、ウェハの周方向
一部にフラット面や切欠等の非円弧部分が存在する場合
でも、この非円弧部分と１つの駆動ローラとが非接触状
態になっている時に他の駆動ローラによってウェハの回
転駆動を良好に続けることができ、かつ、ウェハの良好
な保持も続けることができる。

【０００９】また、上記装置において、上記各ローラの
外周面に上記ウェハのエッジが嵌まり込む形状の周溝を
形成すれば、ウェハ厚み方向へのウェハの動きも規制で
き、ウェハへの各ローラの押付け力を軽くしながら、ク
ランプ部材からウェハ厚み方向へのウェハの脱落をより
確実に防止できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
〜図４に基づいて説明する。

【００１１】図２〜図４に示すウェハ加工装置は、ベッ
ド１０を備え、このベッド上には左右一対の駆動モータ
１２が設置されている。各駆動モータ１２の出力軸１４
は上を向いており、この出力軸１４の上端に駆動ローラ
１６が固定されている。そして、両駆動モータ１２が同
時に作動することにより、両駆動ローラ１６が同じ向き
に同じ周速で同時に回転駆動されるようになっている。

【００１２】なお、このように両駆動ローラ１６を同時
駆動する場合において、必ずしも駆動ローラ１６と同数
の駆動モータ１２を具備しなくてもよく、歯車機構や巻
掛け伝動機構等を用いることにより、単一の駆動源で複
数の駆動ローラ１６を回転駆動することも可能である。

【００１３】上記ベッド１０上において、両駆動モータ
１２に対向する位置には移動台２２が設置されている。
この移動台２２は、上記駆動モータ１２に対して接離す
る方向に移動可能となるようにベッド１０上に設置さ
れ、送り駆動モータ２０及び図略の送り機構によって上
記方向に送り駆動されるように構成されている（図２及
び図３の実線及び二点鎖線参照）。

【００１４】上記移動台２２には、左右一対の回転軸２
４が直立状態で回転可能に保持されている。各回転軸２
４の上端には従動ローラ２６が固定され、これら従動ロ
ーラ２６の位置は、上記各駆動ローラ１６に対向する位
置であって、これら駆動ローラ１６と同じ高さ位置に設
定されている。そして、上記移動台２２が所定位置（図
１〜図３の実線位置）に到達した状態で、４つのローラ
１６，２６が加工対象であるウェハＷの外周面に同時に
接触できるように（すなわち４つのローラ１６，２６が
同一円周上に並ぶように）、各ローラ１６，２６の配設
位置が設定されている。

【００１５】上記各ローラ１６（２６）の中段位置に
は、図４に示すような略Ｖ字状の断面形状をもつ周溝１
８（２８）が全周にわたって形成されている。なお、こ
れらローラ１６，２６の具体的な材質は自由に設定が可
能であるが、柔らかくてウェハＷを傷めにくく、しかも
ウェハＷとの摩擦係数が高い材料、例えばゴム等が好適
である。

【００１６】一方、ウェハＷの外周部の周方向一部に
は、結晶方位の基準であるオリエンテーションフラット
面２が形成され、このオリエンテーションフラット面２
及びウェハＷの外周部に面取り加工が施されることによ
り、同図に示すようなテーパー面４が表裏両面に形成さ
れている。そして、このようなテーパー面４をもつウェ
ハＷの外周部が上記周溝１８（２８）に嵌まり込むこと
により、その高さ位置（加工位置）にウェハＷが保持さ
れるように、周溝１８（２８）の断面形状が設定されて
いる。

【００１７】上記両駆動モータ１２と移動台２２との間
の位置には、上下一対の研削用砥石３０が配設されてい
る。これらの研削用砥石３０は、円筒状をなし、両駆動
モータ１２の並び方向と平行な回転軸３２の周囲に固定
されている。各回転軸３２の両端は、図略の砥石送り装
置により昇降可能に支持され、図３に示すように両研削
用砥石３０の周面が上記加工位置におけるウェハＷの表
裏面に接触する位置（同図実線位置）とウェハＷの表裏
面から上下に離間する位置（同図二点鎖線位置）との間
で昇降できるようになっている。また、各回転軸３２に
は図略の砥石駆動モータが連結され、これら砥石駆動モ
ータによって各回転軸３２及び研削用砥石３０が所定方
向（図３の矢印方向）に回転駆動されるようになってい
る。

【００１８】この装置によれば、例えば次の方法によ
り、ウェハＷの両面を加工することができる。

【００１９】初期状態として、図２及び図３の二点
鎖線に示すように、移動台２２を最後端位置まで後退さ
せるとともに、両研削用砥石３０を上下に大きく離間さ
せておく。すなわち、移動台２２及び両研削用砥石３０
をウェハＷの加工位置から退避させておく。

【００２０】スライシング装置により切り出された
後に外周部を面取りされたウェハＷを図略のクランパで
つかんで水平状態に保持し、そのエッジ（外周部）の片
側を両駆動ローラ１６の周溝１８に側方から同時に嵌め
込む（加工位置へのセット）。

【００２１】送りモータ２０を作動させることによ
り移動台２２を駆動モータ１２側に近づけ、両従動ロー
ラ２６がウェハＷの外周面に当接した時点、より具体的
には、両従動ローラ２６の周溝２８にウェハＷの外周部
が嵌まり込んだ時点で、移動台２２の送りを止める。こ
れにより、ウェハＷの外周面に対して４つのローラ１
６，２６が同時にウェハ径方向外側から押し当てられた
状態となる。

【００２２】両研削用砥石３０を近づけてウェハＷ
の表裏両面に同時に接触させるとともに、クランパによ
るウェハＷの把持を解除させる。

【００２３】図略の砥石駆動モータによって両研削
用砥石３０を回転駆動するとともに、両駆動モータ１２
を同時に作動させて両駆動ローラ１６を同じ方向に同じ
周速で回転駆動する。これにより、従動ローラ２６の回
転を伴いながらウェハＷがその中心点回りに回転する。
このウェハＷの回転と研削用砥石２４の回転駆動とが同
時に行われることにより、ウェハＷの両面研削が進めら
れる。加工後は、前記〜と逆の動作を行い、クラン
パによってウェハＷを加工位置から取り出す。

【００２４】以上のように、この方法及び装置では、ウ
ェハＷの外周面にその径方向外側から複数のローラ１
６，２６を押し当て、このウェハＷを上下の研削用砥石
３０で挟んだ状態で駆動ローラ１６を回転駆動してウェ
ハＷを回転させるようにしたものであるので、ウェハＷ
を良好に保持しながら、その両面を一度に研削加工する
ことができ、これによって加工時間を大幅に短縮するこ
とができる。しかも、ウェハＷの保持はこれにローラ１
６，２６を軽く押し当てるだけでよく、ウェハＷの片面
を吸着保持しながら研削加工する方法のように、加工中
のウェハＷに大きな応力を生じさせることもないので、
加工後にウェハＷの表面に不良が生じるといった不都合
もない。

【００２５】特に、この実施の形態では、ローラ１６，
２６に周溝を形成してこれにウェハＷの外周部を嵌め込
んだ状態でウェハＷの保持をしており、ウェハＷをその
厚み方向からも拘束できるようにしているので、周溝１
８，２８がない場合に較べ、ウェハＷへのローラ１６，
２６の押し当て力をさらに軽減しながらウェハＷの脱落
を確実に防止することが可能となっている。

【００２６】なお、ウェハＷの外周形状が完全な円であ
れば、少なくとも３つのローラを具備してそのうちの少
なくとも１つのローラを回転駆動すれば、ウェハＷを回
転させることが可能であるが、上記実施の形態では、ウ
ェハＷを保持するために４つのローラ１６，２６を具備
し、そのうちの２つの駆動ローラ１６を回転駆動するよ
うにしているので、ウェハＷの周方向一部に図示のよう
なオリエンテーションフラット面２や小さい切欠といっ
た非円弧部分が存在する場合でも、その非円弧部分と一
方の駆動ローラ１６とが非接触状態になっている時に他
の駆動ローラ１６で良好なウェハＷの回転駆動を続ける
ことができ、また、他の３つのローラによってウェハＷ
の保持を良好に継続することが可能となっている。５つ
以上のローラを具備する場合や、３つ以上のローラを回
転駆動する場合にも同様の効果が得られることはいうま
でもない。

【００２７】ローラの形状についても、全ローラが同形
である必要はなく、各ローラの径が異なっていてもよ
い。また、上記のように複数の駆動ローラ１６を同時駆
動する場合でも、駆動ローラ１６が全て同径でなくても
よく、そのローラ径が大きいほど回転駆動速度を小さく
して全駆動ローラの周速が同一になるようにすればよ
い。

【００２８】第２の実施の形態を図５及び図６に示す。
この実施の形態では、両駆動モータ１２間に上下一対の
研削用砥石４０が配されている。各研削用砥石４０は円
板状をなし、垂直軸４２回りに回転する円盤４４の内側
面（上側の円盤４４では下側面、下側の円盤４４では上
側面）に固定されている。そして、両研削用砥石４０が
ウェハＷの表裏両面に接触した状態で、上記円盤４４と
一体に研削用砥石４０がその周方向に回転駆動されるこ
とにより、ウェハ両面の研削加工が進められるようにな
っている。

【００２９】このように、本発明では研削用砥石４０の
具体的な形状を問わず、ウェハＷの表裏両面に同時接触
が可能であり、かつ、その接触状態で研削加工が可能な
ものであれば、広く適用が可能である。

【００３０】また、上記駆動ローラ１６の駆動だけでは
ウェハＷを回転させるための駆動力が足りない場合に
は、例えば第３の実施の形態として図７に示すように、
ウェハＷをその厚み方向両側から挟む一対の補助駆動ロ
ーラ５０を付加し、これら補助ローラ５０の回転駆動に
よってウェハＷの回転駆動を補助するようにしてもよ
い。この場合、補助ローラ５０の材質も、各ローラ１
６，２６の材質と同様、柔らかくてウェハＷとの摩擦係
数が高いゴム等にするのが、より好ましい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明は、一対の研削用砥
石をそれぞれウェハの両面に同時に接触させてこれら研
削用砥石の間にウェハを挟み込むとともに、このウェハ
の外周面に３つ以上のローラの外周面を径方向外側から
押し当て、これらローラのうちの少なくとも１つを駆動
ローラとして回転駆動することにより上記ウェハを回転
させながら上記両研削用砥石によりウェハの両面を同時
に研削するものであるので、従来に比べて加工時間を大
幅に短縮でき、しかもウェハ両面を高い平坦度をもつ面
に加工できる効果がある。

【００３２】さらに、ウェハの外周面に４つ以上のロー
ラの外周面を径方向外側から押し当て、これらローラの
うちの少なくとも２つを駆動ローラとして同じ方向に同
じ周速で同時に回転駆動するようにしたものでは、ウェ
ハの周方向一部に非円弧部分が存在する場合でも良好な
ウェハの保持及び回転駆動ができる効果がある。

【００３３】また、上記装置において、上記各ローラの
外周面に上記ウェハのエッジが嵌まり込む形状の周溝を
形成したものでは、ウェハへの各ローラの押付け力を軽
くしながら、クランプ部材からウェハ厚み方向へのウェ
ハの脱落をより確実に防止できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるウェハ加工
装置の斜視図である。

【図２】図１に示すウェハ加工装置の平面図である。

【図３】図１に示すウェハ加工装置の正面図である。

【図４】上記ウェハ加工装置における各ローラの周溝に
ウェハの外周部が嵌まり込んでいる状態を示す断面正面
図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態にかかるウェハ加工
装置の斜視図である。

【図６】図５に示すウェハ加工装置の平面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態にかかるウェハ加工
装置の斜視図である。

【符号の説明】

１２駆動モータ（駆動手段）１６駆動ローラ１８，２８周溝２６従動ローラ３０研削用砥石

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェハの両面を同時に研削加工するため
の方法であって、一対の研削用砥石をそれぞれウェハの
両面に同時に接触させてこれら研削用砥石の間にウェハ
を挟み込むとともに、このウェハの外周面に３つ以上の
ローラの外周面を径方向外側から押し当て、これらロー
ラのうちの少なくとも１つを駆動ローラとして回転駆動
することにより上記ウェハを回転させながら上記両研削
用砥石によりウェハの両面を同時に研削することを特徴
とするウェハの両面加工方法。
【請求項２】請求項１記載のウェハの両面加工方法に
おいて、上記ウェハの外周面に４つ以上のローラの外周
面を径方向外側から押し当て、これらローラのうちの少
なくとも２つを駆動ローラとして同じ方向に同じ周速で
同時に回転駆動することを特徴とするウェハの両面加工
方法。
【請求項３】ウェハの両面を同時に研削加工するため
の装置であって、一対の研削用砥石をそれぞれウェハの
両面に同時に接触した状態でウェハを挟み込む一対の研
削用砥石と、ウェハの外周面に径方向外側から押し当て
られる３つ以上のローラと、これらローラのうちの少な
くとも１つを駆動ローラとして回転駆動することにより
上記ウェハを回転させる駆動手段とを備え、このウェハ
の回転中に上記両研削用砥石によりウェハの両面が同時
に研削されるように構成したことを特徴とするウェハの
両面加工装置。
【請求項４】請求項３記載のウェハの両面加工装置に
おいて、ウェハの外周面に径方向外側から押し当てられ
る４つ以上のローラを備え、これらローラのうちの少な
くとも２つを駆動ローラとして同じ方向に同じ周速で同
時に回転駆動するように上記駆動手段を構成したことを
特徴とするウェハの両面加工装置。
【請求項５】請求項３または４記載のウェハの両面加
工装置において、上記各ローラの外周面に上記ウェハの
エッジが嵌まり込む形状の周溝を形成したことを特徴と
するウェハの両面加工装置。