JP3801780B2 - ツルーイング工具及びツルーイング工具付きウェーハ面取り装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はツルーイング工具及びツルーイング工具付きウェーハ面取り装置に係り、特にウェーハ面取り装置の砥石（外周、ノッチ）をツルーイングするツルーイング工具及びツルーイング工具付きウェーハ面取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高脆性材料であるシリコン等のウェーハを面取り加工する砥石には、その結合材としてメタル又はレジンが主に使用されている。
メタルボンド砥石は砥粒保持力が高いというメリットがあるが、公差を厳しく作成しても、砥石をスピンドルに取り付ける際に砥石の中心とスピンドルの中心とを正確に合わせることが困難であるため、外周に振れが生じるという欠点がある。
【０００３】
一方、レジンボンド砥石は、砥粒保持力が高くはないが、砥石をスピンドルに取り付けた後、ツルーイングを実行して砥石の溝（面取り加工用の溝）を新たに作成することで、振れの発生を抑制することができるというメリットがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、面取り装置でレジンボンド砥石をツルーイングする場合には、別途ツルーイング機構が必要となり、そのツルーイング機構を面取り装置に装備すると、面取り装置全体が大型かつ複雑化するという欠点があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡単な機構で砥石のツルーイングを行うことができるツルーイング工具及びツルーイング工具付きウェーハ面取り装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、ウェーハテーブルに保持されて回転するウェーハの周縁を回転する砥石の外周に形成された台形状の溝に押し当てて前記ウェーハの周縁を面取り加工するウェーハ面取り装置の前記砥石をツルーイングするツルーイング工具において、 前記ツルーイング工具は、前記溝の上側のテーパ面に押し当てられて、前記溝の上側のテーパ面をツルーイングする面と、前記溝の下側のテーパ面に押し当てられて、前記溝の下側のテーパ面をツルーイングする面とを備えたツルーイング砥石が円盤状に形成された基材の外周部に固着されてなり、前記ウェーハテーブルの同軸上に装着し、回転させながら前記ツルーイング砥石を前記砥石に形成された台形状の溝の上側のテーパ面と下側のテーパ面とに個別に押し当てて、前記砥石をツルーイングすることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、ツルーイング工具をウェーハテーブルの同軸上に装着し、ウェーハテーブルと砥石とを回転させて相対的に近づけることにより、砥石の外周にツルーイング工具の外周部を接触させて砥石をツルーイングする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るツルーイング工具及びツルーイング工具付き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。
図１、図２は、それぞれ本発明が適用されたウェーハ面取り装置の構成を示す側面図と平面図である。また、図３、図４は、それぞれ図１のＡ−Ａ断面図とＢ−Ｂ断面図である。
【０００８】
図１及び図２に示すように、本実施の形態のウェーハ面取り装置４０は、主としてウェーハ送りユニット４２、外周加工ユニット４４及びノッチ加工ユニット４６から構成されている。
まず、ウェーハ送りユニット４２の構成について説明する。図１及び図３に示すように、水平に配設されたベースプレート５０上には、一対のＹ軸ガイドレール５２、５２が所定の間隔をもって敷設されている。この一対のＹ軸ガイドレール５２、５２上にはＹ軸リニアガイド５４、５４、…を介してＹ軸テーブル５６がスライド自在に支持されている。
【０００９】
Ｙ軸テーブル５６の下面にはナット部材５８が固着されており、該ナット部材５８は前記一対のＹ軸ガイドレール５２、５２の間に配設されたＹ軸ボールネジ６０に螺合されている。Ｙ軸ボールネジ６０は、その両端部が前記ベースプレート５０上に配設された軸受部材６２、６２に回動自在に支持されており、その一方端には一方の軸受部材６２に設けられたＹ軸モータ６４の出力軸が連結されている。Ｙ軸ボールネジ６０は、このＹ軸モータ６４を駆動することにより回動し、この結果、前記Ｙ軸テーブル５６がＹ軸ガイドレール５２、５２に沿って水平にスライド移動する。なお、以下、このＹ軸テーブル５６がスライドする方向をＹ軸方向とする。
【００１０】
前記Ｙ軸テーブル５６上には、図２及び図４に示すように、前記一対のＹ軸ガイドレール５２、５２と直交するように一対のＸ軸ガイドレール６６、６６が敷設されている。この一対のＸ軸ガイドレール６６、６６上にはＸ軸リニアガイド６８、６８、…を介してＸ軸テーブル７０がスライド自在に支持されている。
Ｘ軸テーブル７０の下面にはナット部材７２が固着されており、該ナット部材７２は前記一対のＸ軸ガイドレール６６、６６の間に配設されたＸ軸ボールネジ７４に螺合されている。Ｘ軸ボールネジ７４は、その両端部が前記Ｘ軸テーブル７０上に配設された軸受部材７６、７６に回動自在に支持されており、その一方端には一方の軸受部材７６に設けられたＸ軸モータ７８の出力軸が連結されている。Ｘ軸ボールネジ７４は、このＸ軸モータ７８を駆動することにより回動し、この結果、前記Ｘ軸テーブル７０がＸ軸ガイドレール６６、６６に沿って水平にスライド移動する。なお、以下、このＸ軸テーブル７０がスライドする方向をＸ軸方向とする。
【００１１】
前記Ｘ軸テーブル７０上には、図２及び図３に示すように、垂直にＺ軸ベース８０が立設されており、該Ｚ軸ベース８０には一対のＺ軸ガイドレール８２、８２が所定の間隔をもって敷設されている。この一対のＺ軸ガイドレール８２、８２にはＺ軸リニアガイド８４、８４を介してＺ軸テーブル８６がスライド自在に支持されている。
【００１２】
Ｚ軸テーブル８６の側面にはナット部材８８が固着されており、該ナット部材８８は前記一対のＺ軸ガイドレール８２、８２の間に配設されたＺ軸ボールネジ９０に螺合されている。Ｚ軸ボールネジ９０は、その両端部が前記Ｚ軸ベース８０に配設された軸受部材９２、９２に回動自在に支持されており、その下端部には下側の軸受部材９２に設けられたＺ軸モータ９４の出力軸が連結されている。Ｚ軸ボールネジ９０は、このＺ軸モータ９４を駆動することにより回動し、この結果、前記Ｚ軸テーブル８６がＺ軸ガイドレール８２、８２に沿って垂直にスライド移動する。なお、以下、このＺ軸テーブル８６がスライドする方向をＺ軸方向とする。
【００１３】
前記Ｚ軸テーブル８６上にはθ軸モータ９６が垂直に設置されている。このθ軸モータ９６の出力軸にはθ軸シャフト９８が連結されており、このθ軸シャフト９８にウェーハテーブル１００とツルアー（ツルーイング工具）１０とが装着されている。
ウェーハテーブル１００は、面取り加工するウェーハＷを真空吸着によって保持し、前記θ軸モータ９６を駆動することにより回転する。
【００１４】
ツルアー１０は、後述する砥石（外周加工砥石１０８、ノッチ加工砥石１２２）のツルーイングを実施するためのものであり、図５に示すように、円盤状に形成された基材１２の外周部にツルーイング砥石１４が一体的に固着されて構成されている。ツルーイング砥石１４は、その断面形状が砥石に要求される溝形状と同じ形状に形成されており、このツルーイング砥石１４を回転させながら砥石の外周に押し当てることにより、その砥石の外周に所定の溝が形成される。なお、本実施の形態のツルーイング砥石１４は、その断面形状が三角形状に形成されている。
【００１５】
また、ツルアー１０は、前記θ軸シャフト９８に対して着脱自在に設けられており、磨耗した場合は交換できるようにされている。そして、θ軸シャフト９８に装着されたツルアー１０は、前記θ軸モータ９６を駆動することにより、前記ウェーハテーブル１００と共に回転する。
以上のように構成されたウェーハ送りユニット４２において、ウェーハテーブル１００及びツルアー１０は、Ｙ軸モータ６４を駆動することによりＹ軸方向に沿って水平にスライド移動し、Ｘ軸モータ７８を駆動することによりＸ軸方向に沿って水平にスライド移動する。そして、Ｚ軸モータ９４を駆動することによりＺ軸方向に沿って垂直にスライド移動し、θ軸モータ９６を駆動することによりθ軸回りに回転する。
【００１６】
次に、外周加工ユニット４４の構成について説明する。図１、図２及び図６に示すように、前記ベースプレート５０上には垂直に架台１０２が設置されている。架台１０２上には外周モータ１０４が垂直に設置されており、この外周モータ１０４の出力軸には外周スピンドル１０６が連結されている。ウェーハＷの外周を面取り加工する外周加工砥石１０８は、この外周スピンドル１０６に装着される。そして、装着された外周加工砥石１０８は、前記外周モータ１０４を駆動することにより回転する。
【００１７】
ここで、この外周加工砥石１０８は、その外周面上にウェーハＷに要求される面取り形状と同じ形状の溝１０８ａ、１０８ｂが２段形成されており、この溝１０８ａ、１０８ｂにウェーハＷの周縁を押し当てることにより、ウェーハＷの周縁が面取り加工される（総形砥石）。
外周加工ユニット４４は以上のように構成される。なお、以下、この外周加工ユニット４４の外周加工砥石１０８の回転中心Ｏを通りＹ軸ガイドレール５２、５２と平行な直線を『Ｙ軸』とし、外周加工砥石１０８の回転中心Ｏを通りＸ軸ガイドレール６６、６６と平行な直線を『Ｘ軸』とする。そして、外周加工砥石１０８の回転軸を『Ｚ軸』とする。
【００１８】
次に、ノッチ加工ユニット４６の構成について説明する。図１、図２及び図６に示すように、前記架台１０２の側部には前記外周加工砥石１０８の回転軸（Ｚ軸）に沿って支柱１１０が垂直に配設されている。この支柱１１０の下端部は前記架台１０２の側面に支持されており、その上端部には水平な梁部１１０Ａが一体成形されている。梁部１０２Ａの先端には、一対の軸受部材１１２、１１２が配設されており、該軸受部材１１２、１１２にピン１１４を介してアーム１１６が揺動自在に支持されている。
【００１９】
アーム１１６の先端にはノッチモータ１１８が支持されており、該ノッチモータ１１８の出力軸にはノッチスピンドル１２０が連結されている。ウェーハＷに形成されたノッチを面取り加工するノッチ加工砥石１２２は、このノッチスピンドル１２０に装着される。そして、装着されたノッチ加工砥石１２２はノッチモータ１１８を駆動することにより回転する。
【００２０】
なお、前記アーム１１６は図示しないロック手段によって固定できるように支持されている。そして、このロック手段によって固定することにより、アーム１１６は、図１又は図６に示すように水平に保持され、この状態において、ノッチ加工砥石１２２はＹ軸上に位置する。
また、詳しくは図示されていないが、このノッチ加工砥石１２２の外周にも前記外周加工砥石１０８と同様にウェーハＷに要求される面取り形状と同じ形状の溝が２段形成されている。
【００２１】
次に、前記のごとく構成されたウェーハ面取り装置４０の作用について説明する。
まず、前記ウェーハ面取り装置４０によるウェーハＷの面取り方法について説明する。なお、ここではノッチ付きのウェーハＷを面取り加工する場合について説明する。
【００２２】
初期状態において、ウェーハテーブル１００は、その回転軸θがＹ軸上に位置するととともに、外周加工砥石１０８の軸芯（Ｚ軸）から所定距離離れた位置に位置している。また、外周加工砥石１０８に対して所定高さの位置に位置している。以下、このウェーハテーブル１００の位置をウェーハテーブル１００の『原点位置』とする。
【００２３】
まず、ウェーハＷを図示しない搬送装置によってウェーハテーブル１００上に位置決めして載置し、吸着保持する。この際、ウェーハＷは、その中心ＯW がウェーハテーブル１００の回転軸θと一致するように載置し、また、そのノッチＮＯがＹ軸上に位置するように載置して吸着保持する。
以上のようにしてウェーハテーブル１００上に吸着保持されたウェーハＷは、図７（ａ）に示すように、その中心ＯW がＹ軸上に位置するとともに、外周加工砥石１０８から所定距離離れた位置に位置する。また、外周加工砥石１０８の下側の溝１０８ａと同じ高さに位置する。このウェーハＷの位置をウェーハＷの『外周加工位置』とする。
【００２４】
図７（ａ）〜（ｄ）には、ウェーハＷの円形部Ｃを面取り加工する手順が示されている。
まず、外周モータ１０４とθ軸モータ９６が駆動され、外周加工砥石１０８とウェーハテーブル１００が共に同方向に高速回転する。
外周加工砥石１０８とウェーハテーブル１００の回転が安定したところで、次に、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ウェーハＷがＹ軸上を外周加工砥石１０８に向かって送られる。ここで、このウェーハＷの送り速度は、ウェーハＷが外周加工砥石１０８に接触する直前で減速され、その後、ウェーハＷは外周加工砥石１０８に向かってゆっくりとしたスピードで送られる。
【００２５】
外周加工砥石１０８に向かって送られたウェーハＷは、図７（ｂ）に示すように、その周縁が外周加工砥石１０８の溝１０８ａに接触する。この接触後もウェーハＷは外周加工砥石１０８に向けてゆっくりと送られ、この結果、ウェーハＷの円形部Ｃが外周加工砥石１０８に微小量ずつ研削されて面取り加工される。
図７（ｃ）に示すように、外周加工砥石１０８とウェーハテーブル１００との軸間距離が所定距離Ｌに達すると、Ｙ軸モータ６４の駆動が停止される。停止後、Ｙ軸モータ６４は逆方向に駆動され、これにより、図７（ｄ）に示すように、ウェーハＷがＹ軸上を外周加工砥石１０８から離れる方向に移動し、外周加工位置に復帰する。ウェーハＷが外周加工位置に復帰すると、θ軸モータ９６及び外周モータ１０４の駆動が停止され、ウェーハテーブル１００及び外周加工砥石１０８の回転が停止される。
【００２６】
以上により、ウェーハＷの円形部Ｃの面取り加工が終了する。次いで、ウェーハＷのノッチＮＯの面取り加工が行われる。
外周加工位置に復帰したウェーハＷは、図７（ｄ）に示すように、そのノッチＮＯがＹ軸上に位置している。この状態からＺ軸モータ９４が駆動され、ウェーハテーブル１００がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、ウェーハＷがノッチ加工砥石１２２の下側の溝と同じ高さの位置に位置する。次に、Ｘ軸モータ７８が駆動され、ウェーハＷがＸ軸方向に所定量移動する。この結果、図８（ａ）に示すように、ウェーハＷに形成されたノッチＮＯのコーナーＮＲがＹ軸上に位置する。以下、このウェーハＷの位置をウェーハＷの『ノッチ加工位置』とする。
【００２７】
ノッチ加工位置にウェーハＷが位置すると、次に、ノッチモータ１１８が駆動され、ノッチ加工砥石１２２が高速回転する。これと同時にＹ軸モータ６４が駆動され、ウェーハＷがノッチ加工砥石１２２に向かって移動する。
ウェーハＷが所定距離移動するとＹ軸モータ６４の駆動は停止され、この結果、図８（ｂ）に示すように、ウェーハＷのノッチコーナーＮＲがノッチ加工砥石１２２の溝に当接する。そして、この当接と同時にＸ軸モータ７８及びＹ軸モータ６４が同時に駆動され、ウェーハＷにＸ軸方向及びＹ軸方向の送りが与えられる。このウェーハＷの送りは、ノッチコーナーＮＲの形状に沿って与えられ、この結果、ノッチコーナーＮＲが常にノッチ加工砥石１２２に当接して、ノッチコーナーＮＲが面取り加工される。
【００２８】
ノッチコーナーＮＲの面取りが終了すると、ウェーハＷに対して連続してＸ軸方向及びＹ軸方向の送りが与えられ、ノッチＮＯの面取りが行われる。すなわち、図８（ｃ）に示すように、ノッチＮＯが常にノッチ加工砥石１２２に当接するように、ノッチＮＯの形状に沿ってウェーハＷに送りが与えられる。同図の場合、ノッチＮＯはＶ字状に形成されているので、このＶ字状のノッチＮＯの形状に沿ってＶ字を描くようにウェーハＷに送りが与えられる。この結果、Ｖ字状に形成されたノッチＮＯが面取り加工される。
【００２９】
ノッチＮＯの面取りが終了すると、図９（ｄ）に示すように、ノッチ加工砥石１２２とウェーハＷとの接触点が他方側のノッチコーナーＮＲに達する。そして、この接触点が他方側のノッチコーナーＮＲに達すると、連続的にノッチコーナーＮＲの面取りが行われる。すなわち、ウェーハＷにＸ軸方向の送りとＹ軸方向の送りが与えられ、ノッチコーナーＮＲが常にノッチ加工砥石１２２に当接するように、ノッチコーナーＮＲの形状に沿ってウェーハＷに送りが与えられる。この結果、ウェーハＷのノッチコーナーＮＲが面取り加工される。
【００３０】
他方側のノッチコーナーＮＲの面取りが終了すると、ウェーハＷの送りは、一時停止される。そして、この状態から上記と逆の操作によってウェーハＷに送りが与えられ、逆方向に向けてノッチコーナーＮＲ、ノッチＮＯ及び他方側のノッチコーナーＮＲの面取りが行われる。
以上の操作を複数回繰り返すことにより、ノッチＮＯ及びノッチコーナーＮＲの面取り加工がなされる。
【００３１】
ノッチＮＯ及びノッチコーナーＮＲの面取りが終了すると、ウェーハＷはノッチの面取りを開始した位置、すなわち、図８（ｂ）に示す位置で停止する。そして、その停止後、ノッチ加工砥石１２２から離れる方向に向かって所定量移動し、図８（ａ）に示すノッチ加工位置に復帰する。
ウェーハＷがノッチ加工位置に復帰すると、ウェーハテーブル１００は、Ｘ軸方向に沿って所定量移動するとともにＺ軸方向に沿って所定量移動し、原点位置に復帰する。一方、これと同時にノッチモータ１１８の駆動も停止され、ノッチ加工砥石１２２の回転が停止する。
【００３２】
以上の一連工程でウェーハＷの円形部Ｃ、ノッチＮＯ及びノッチコーナーＮＲの面取り加工が終了する。ウェーハテーブル１００が原点位置に復帰すると、ウェーハＷの吸着が解除され、図示しない搬送装置によってウェーハＷが取り上げられ、そのまま次工程に搬送されてゆく。
次に、前記ウェーハ面取り装置４０に備えられたツルアー１０による外周加工砥石１０８のツルーイング方法について説明する。
【００３３】
初期状態において、ウェーハテーブル１００は、その回転軸θがＹ軸上に位置するとともに、外周加工砥石１０８の軸芯（Ｚ軸）から所定距離離れた位置に位置している。また、外周加工砥石１０８に対して所定高さの位置に位置している（原点位置）。
まず、オペレータが外周スピンドル１０６に外周加工砥石１０８を装着するとともに、ノッチスピンドル１２０にノッチ加工砥石１２２を装着する。なお、このとき、外周加工砥石１０８とノッチ加工砥石１２２にはツルーイングが可能なレジンボンド砥石等を使用する。
【００３４】
外周加工砥石１０８とノッチ加工砥石１２２の装着が終了すると、オペレータはウェーハ面取り装置４０にツルーイングの実施命令を出す。この実施命令を受けたウェーハ面取り装置４０の制御部（図示せず）は、次のように、外周加工砥石１０８とノッチ加工砥石１２２のツルーイングを実施する。
まず、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ツルアー１０がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、図９（ａ）に示すように、ツルアー１０が外周加工砥石１０８の下側の溝１０８ａと同じ高さの位置に位置する。以下、このツルアー１０の位置をツルアー１０の『第１外周溝ツルーイング位置』とする。
【００３５】
次に、外周モータ１０４とθ軸モータ９６が駆動され、外周加工砥石１０８とツルアー１０が共に同方向に高速回転を開始する。なお、この時、ツルアー１０の回転に伴ってウェーハテーブル１００も回転する。
外周加工砥石１０８とツルアー１０の回転が安定したところで、次に、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ツルアー１０がＹ軸上を外周加工砥石１０８に向かって移動する。
【００３６】
外周加工砥石１０８に向かって移動したツルアー１０は、外周加工砥石１０８に接触する直前で減速し、そのままゆっくりとしたスピードで移動して外周加工砥石１０８の溝１０８ａに当接する。この当接後もツルアー１０は、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８に向かってゆっくりと移動し、この結果、外周加工砥石１０８の溝１０８ａがツルーイング砥石１４に微小量ずつ研削されてツルーイングされる。
【００３７】
ツルアー１０は、図９（ｂ）に示すように、外周加工砥石１０８との軸間距離が所定距離Ｌに達すると停止する。そして、その停止後、図９（ｃ）に示すように、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８から離れる方向に移動して第１外周溝ツルーイング位置に復帰する。
以上により、外周加工砥石１０８の下側の溝１０８ａのツルーイングが終了する。次いで、外周加工砥石１０８の上側の溝１０８ｂのツルーイングが行われる。
【００３８】
ツルアー１０が第１外周溝ツルーイング位置に復帰すると、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ツルアー１０がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、ツルアー１０が外周加工砥石１０８の上側の溝１０８ｂと同じ高さの位置に位置する。以下、このツルアー１０の位置をツルアー１０の第２外周溝ツルーイング位置とする。
【００３９】
次に、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ツルアー１０がＹ軸上を外周加工砥石１０８に向かって移動する。
外周加工砥石１０８に向かって移動したツルアー１０は、外周加工砥石１０８に接触する直前で減速し、そのままゆっくりとしたスピードで移動して外周加工砥石１０８の溝１０８ｂに当接する。この当接後もツルアー１０は、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８に向かってゆっくりと移動し、この結果、外周加工砥石１０８の溝１０８ｂがツルーイング砥石１４に微小量ずつ研削されてツルーイングされる。
【００４０】
ツルアー１０は、外周加工砥石１０８との軸間距離が所定距離Ｌに達すると停止し、その停止後、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８から離れる方向に移動して第２外周溝ツルーイング位置に復帰する。ツルアー１０が第２外周溝ツルーイング位置に復帰すると、外周モータ１０４の駆動が停止され、外周加工砥石１０８の回転が停止する。
【００４１】
以上一連の工程で外周加工砥石１０８のツルーイングは終了する。次いで、ノッチ加工砥石１２２のツルーイングが実施される。
まず、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ツルアー１０がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、ツルアー１０がノッチ加工砥石１２２の下側の溝と同じ高さの位置に位置する。以下、このツルアー１０の位置をツルアー１０の『第１ノッチ溝ツルーイング位置』とする。
【００４２】
次に、ノッチモータ１１８が駆動され、ノッチ加工砥石１２２がウェーハテーブル１００と同方向に高速回転を開始する。
ノッチ加工砥石１２２とツルアー１０の回転が安定したところで、次に、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ツルアー１０がＹ軸上をノッチ加工砥石１２２に向かって移動する。
【００４３】
ノッチ加工砥石１２２に向かって移動したツルアー１０は、ノッチ加工砥石１２２に接触する直前で減速し、そのままゆっくりとしたスピードで移動してノッチ加工砥石１２２の溝に当接する。この当接後もツルアー１０は、Ｙ軸上をノッチ加工砥石１２２に向かってゆっくりと移動し、この結果、ノッチ加工砥石１２２の溝がツルーイング砥石１４に微小量ずつ研削されてツルーイングされる。
【００４４】
ツルアー１０は、ノッチ加工砥石１２２との軸間距離が所定距離に達すると停止する。そして、その停止後、Ｙ軸上をノッチ加工砥石１２２から離れる方向に移動して第１ノッチ溝ツルーイング位置に復帰する。
以上により、ノッチ加工砥石１２２の下側の溝のツルーイングが終了する。次いで、ノッチ加工砥石１２２の上側の溝のツルーイングが行われる。
【００４５】
ツルアー１０が第１ノッチ溝ツルーイング位置に復帰すると、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ツルアー１０がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、ツルアー１０がノッチ加工砥石１２２の上側の溝１０８ｂと同じ高さの位置に位置する。以下、このツルアー１０の位置をツルアー１０の第２ノッチ溝ツルーイング位置とする。
【００４６】
次に、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ツルアー１０がＹ軸上をノッチ加工砥石１２２に向かって移動する。
ノッチ加工砥石１２２に向かって移動したツルアー１０は、ノッチ加工砥石１２２に接触する直前で減速し、そのままゆっくりとしたスピードで移動してノッチ加工砥石１２２の溝に当接する。この当接後もツルアー１０は、Ｙ軸上をノッチ加工砥石１２２に向かってゆっくりと移動し、この結果、ノッチ加工砥石１２２の溝がツルーイング砥石１４に微小量ずつ研削されてツルーイングされる。
【００４７】
ツルアー１０は、ノッチ加工砥石１２２との軸間距離が所定距離に達すると停止し、その停止後、Ｙ軸上をノッチ加工砥石１２２から離れる方向に移動して第２ノッチ溝ツルーイング位置に復帰する。
ツルアー１０が第２ノッチ溝ツルーイング位置に復帰すると、ノッチモータ１１８とθ軸モータ９６の駆動が停止され、ツルアー１０とノッチ加工砥石１２２の回転が停止する。そして、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ウェーハテーブル１００がＺ軸方向に沿って所定量移動し、原点位置に復帰する。
【００４８】
以上一連の工程で外周加工砥石１０８とノッチ加工砥石１２２のツルーイングが終了する。このようにツルーイングが実施された外周加工砥石の溝１０８ａ、１０８ｂとノッチ加工砥石１２２の溝は真円となるため、高速回転させても振れが発生せず、加工面の精度を向上させることができる。
このように、本実施の形態のウェーハ面取り装置４０では、ウェーハテーブル１００の回転軸にツルアー１０を装着することにより、別途大掛かりな機構を用いなくても簡単に外周加工砥石１０８及びノッチ加工砥石１２２のツルーイングを実施することができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、あらかじめ溝が形成された外周加工砥石１０８とノッチ加工砥石１２２をツルーイングする例で説明したが、外周加工砥石１０８とノッチ加工砥石１２２の溝はツルーイングによって形成するようにしてもよい。以下に、このツルアー１０による溝の形成方法について説明する。
まず、オペレータが外周スピンドル１０６に外周加工砥石１０８を装着する。ここで、外周スピンドル１０６に装着する外周加工砥石１０８は、図１０（ａ）に示すように、外周に溝が形成されていないものを装着する。
【００５０】
外周加工砥石１０８の装着が終了すると、オペレータはウェーハ面取り装置４０にツルーイングの実施命令を出し、ツルーイングが実施される。
まず、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ツルアー１０がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、図１０（ａ）に示すように、ツルアー１０が所定の第１溝形成位置に位置する。この第１溝形成位置は、外周加工砥石１０８に形成する二段の溝のうち下側の溝１０８ａと同じ高さの位置である。
【００５１】
次に、外周モータ１０４とθ軸モータ９６が駆動され、外周加工砥石１０８とツルアー１０が共に同方向に高速回転を開始する。そして、外周加工砥石１０８とツルアー１０の回転が安定したところで、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ツルアー１０がＹ軸上を外周加工砥石１０８に向かって移動する。
外周加工砥石１０８に向かって移動したツルアー１０は、外周加工砥石１０８に接触する直前で減速し、そのままゆっくりとしたスピードで移動して外周加工砥石１０８の溝１０８ａに当接する。この当接後もツルアー１０は、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８に向かってゆっくりと移動し、この結果、図１０（ｂ）に示すように、外周加工砥石１０８の外周面がツルーイング砥石１４に微小量ずつ研削されて溝１０８ｂが形成される。
【００５２】
ツルアー１０は、図１０（ｂ）に示すように、外周加工砥石１０８との軸間距離が所定距離Ｌに達すると停止する。そして、その停止後、図１０（ｃ）に示すように、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８から離れる方向に移動して第１溝形成位置に復帰する。
以上により、外周加工砥石１０８の下側の溝１０８ａが形成される。次いで、外周加工砥石１０８の上側の溝１０８ｂの形成が行われる。
【００５３】
ツルアー１０が第１溝形成位置に復帰すると、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ツルアー１０がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、ツルアー１０が所定の第２溝形成位置に位置する。この第２溝形成位置は、外周加工砥石１０８に形成する上側の溝１０８ｂと同じ高さの位置である。
次に、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ツルアー１０がＹ軸上を外周加工砥石１０８に向かって移動する。そして、外周加工砥石１０８に向かって移動したツルアー１０は、外周加工砥石１０８に接触する直前で減速し、そのままゆっくりとしたスピードで移動して外周加工砥石１０８の外周面に当接する。この当接後もツルアー１０は、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８に向かってゆっくりと移動し、この結果、外周加工砥石１０８の外周面がツルーイング砥石１４に微小量ずつ研削されて溝１０８ｂが形成される。
【００５４】
ツルアー１０は、外周加工砥石１０８との軸間距離が所定距離Ｌに達すると停止し、その停止後、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８から離れる方向に移動して第２溝形成位置に復帰する。
以上により、外周加工砥石１０８の下側の溝１０８ａのツルーイングが終了する。ツルアー１０が第２溝形成位置に復帰すると、外周モータ１０４とθ軸モータ９６の駆動が停止され、ツルアー１０と外周加工砥石１０８の回転が停止する。そして、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ウェーハテーブル１００がＺ軸方向に沿って所定量移動し、原点位置に復帰する。
【００５５】
以上の工程で外周加工砥石１０８の溝１０８ａ、１０８ｂの形成が終了する。このように形成された外周加工砥石１０８の溝１０８ａ、１０８ｂは真円となるため、外周加工砥石１０８を高速回転させても振れが発生せず、加工面の精度を向上させることができる。
このように、本実施の形態のウェーハ面取り装置４０では、ツルーイングにより外周加工砥石１０８の溝１０８ａ、１０８ｂの形成も行うことができる。同様にして、ノッチ加工砥石１２２の溝の形成も行うことができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、スピンドルに装着した砥石をツルーイングすることによって真円にする例で説明したが、本実施の形態のツルアー１０は、使用により型崩れを起こした砥石をツルーイングする場合にも有効に利用することができる。
また、本実施の形態では、ツルアー１０はθ軸シャフト９８に装着する構成とされているが、ツルアー１０の設置位置はこの位置に限られるものではない。すなわち、ウェーハテーブル１００と共に回転し、移動する構成であればよく、ウェーハテーブル１００に装着してもよいし、また、ウェーハテーブル１００で吸着保持することにより、装着する構成としてもよい。
【００５７】
また、本実施の形態のウェーハ面取り装置４０では、ウェーハテーブル１００側を移動させることにより、ツルアー１０を外周加工砥石１０８に接触させてツルーイングを実施するように構成されているが、外周加工砥石１０８側を移動させることにより、外周加工砥石１０８にツルアー１０を接触させてツルーイングを実施するように構成してもよいし、また、双方を移動させてツルーイングを実施するように構成してもよい。
【００５８】
さらに、本実施の形態では、ウェーハＷに要求される面取り形状と同じ形状の溝１０８ａ、１０８ｂが形成された外周加工砥石（総形砥石）をツルーイングする例で説明したが、本実施の形態のツルアー１０は、図１１に示すように、外周に台形状の溝１３０Ａが形成された砥石１３０をツルーイングする場合にも適用することができる。この場合ツルーイングは、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、溝１３０Ａの上下に形成されているテーパ面１３０ａ、１３０ｂにツルアー１０のツルーイング砥石１４を押し当てて実施する。
【００５９】
また、本実施の形態のツルアー１０は、そのツルーイング砥石１４の形状が断面三角形状に形成されているが、ツルーイング砥石１４の形状は、この形状に限られるものではなく、ツルーイングの対象となる砥石の溝形状に合わせて適宜変更して使用する。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウェーハ面取り装置のウェーハテーブルの同軸上に装着するだけで、別途大掛かりな機構を用いなくても簡単に砥石をツルーイングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ウェーハ面取り装置の構成を示す側面図
【図２】ウェーハ面取り装置の構成を示す平面図
【図３】図１のＡ−Ａ断面図
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図
【図５】ツルアーの構成を示す正面部分断面図
【図６】外周加工ユニットとノッチ加工ユニットの構成を示す正面図
【図７】ノッチ付きウェーハの円形部の面取り方法の説明図
【図８】ノッチ付きウェーハのノッチ及びノッチコーナーの面取り方法の説明図
【図９】砥石のツルーイング方法の説明図
【図１０】砥石のツルーイング方法の説明図
【図１１】他の実施の形態の砥石のツルーイング方法の説明図
【符号の説明】
１０…ツルアー（ツルーイング工具）
１２…基材
１４…ツルーイング砥石
４０…ウェーハ面取り装置
４２…ウェーハ送りユニット
４４…外周加工ユニット
４６…ノッチ加工ユニット
５６…Ｙ軸テーブル
６４…Ｙ軸モータ
７０…Ｘ軸テーブル
７８…Ｘ軸モータ
８６…Ｚ軸テーブル
９６…θ軸モータ
１００…ウェーハテーブル
１０４…外周モータ
１０８…外周加工砥石
Ｗ…ウェーハ
【発明の属する技術分野】
本発明はツルーイング工具及びツルーイング工具付きウェーハ面取り装置に係り、特にウェーハ面取り装置の砥石（外周、ノッチ）をツルーイングするツルーイング工具及びツルーイング工具付きウェーハ面取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高脆性材料であるシリコン等のウェーハを面取り加工する砥石には、その結合材としてメタル又はレジンが主に使用されている。
メタルボンド砥石は砥粒保持力が高いというメリットがあるが、公差を厳しく作成しても、砥石をスピンドルに取り付ける際に砥石の中心とスピンドルの中心とを正確に合わせることが困難であるため、外周に振れが生じるという欠点がある。
【０００３】
一方、レジンボンド砥石は、砥粒保持力が高くはないが、砥石をスピンドルに取り付けた後、ツルーイングを実行して砥石の溝（面取り加工用の溝）を新たに作成することで、振れの発生を抑制することができるというメリットがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、面取り装置でレジンボンド砥石をツルーイングする場合には、別途ツルーイング機構が必要となり、そのツルーイング機構を面取り装置に装備すると、面取り装置全体が大型かつ複雑化するという欠点があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡単な機構で砥石のツルーイングを行うことができるツルーイング工具及びツルーイング工具付きウェーハ面取り装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、ウェーハテーブルに保持されて回転するウェーハの周縁を回転する砥石の外周に形成された台形状の溝に押し当てて前記ウェーハの周縁を面取り加工するウェーハ面取り装置の前記砥石をツルーイングするツルーイング工具において、 前記ツルーイング工具は、前記溝の上側のテーパ面に押し当てられて、前記溝の上側のテーパ面をツルーイングする面と、前記溝の下側のテーパ面に押し当てられて、前記溝の下側のテーパ面をツルーイングする面とを備えたツルーイング砥石が円盤状に形成された基材の外周部に固着されてなり、前記ウェーハテーブルの同軸上に装着し、回転させながら前記ツルーイング砥石を前記砥石に形成された台形状の溝の上側のテーパ面と下側のテーパ面とに個別に押し当てて、前記砥石をツルーイングすることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、ツルーイング工具をウェーハテーブルの同軸上に装着し、ウェーハテーブルと砥石とを回転させて相対的に近づけることにより、砥石の外周にツルーイング工具の外周部を接触させて砥石をツルーイングする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るツルーイング工具及びツルーイング工具付き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。
図１、図２は、それぞれ本発明が適用されたウェーハ面取り装置の構成を示す側面図と平面図である。また、図３、図４は、それぞれ図１のＡ−Ａ断面図とＢ−Ｂ断面図である。
【０００８】
図１及び図２に示すように、本実施の形態のウェーハ面取り装置４０は、主としてウェーハ送りユニット４２、外周加工ユニット４４及びノッチ加工ユニット４６から構成されている。
まず、ウェーハ送りユニット４２の構成について説明する。図１及び図３に示すように、水平に配設されたベースプレート５０上には、一対のＹ軸ガイドレール５２、５２が所定の間隔をもって敷設されている。この一対のＹ軸ガイドレール５２、５２上にはＹ軸リニアガイド５４、５４、…を介してＹ軸テーブル５６がスライド自在に支持されている。
【０００９】
Ｙ軸テーブル５６の下面にはナット部材５８が固着されており、該ナット部材５８は前記一対のＹ軸ガイドレール５２、５２の間に配設されたＹ軸ボールネジ６０に螺合されている。Ｙ軸ボールネジ６０は、その両端部が前記ベースプレート５０上に配設された軸受部材６２、６２に回動自在に支持されており、その一方端には一方の軸受部材６２に設けられたＹ軸モータ６４の出力軸が連結されている。Ｙ軸ボールネジ６０は、このＹ軸モータ６４を駆動することにより回動し、この結果、前記Ｙ軸テーブル５６がＹ軸ガイドレール５２、５２に沿って水平にスライド移動する。なお、以下、このＹ軸テーブル５６がスライドする方向をＹ軸方向とする。
【００１０】
前記Ｙ軸テーブル５６上には、図２及び図４に示すように、前記一対のＹ軸ガイドレール５２、５２と直交するように一対のＸ軸ガイドレール６６、６６が敷設されている。この一対のＸ軸ガイドレール６６、６６上にはＸ軸リニアガイド６８、６８、…を介してＸ軸テーブル７０がスライド自在に支持されている。
Ｘ軸テーブル７０の下面にはナット部材７２が固着されており、該ナット部材７２は前記一対のＸ軸ガイドレール６６、６６の間に配設されたＸ軸ボールネジ７４に螺合されている。Ｘ軸ボールネジ７４は、その両端部が前記Ｘ軸テーブル７０上に配設された軸受部材７６、７６に回動自在に支持されており、その一方端には一方の軸受部材７６に設けられたＸ軸モータ７８の出力軸が連結されている。Ｘ軸ボールネジ７４は、このＸ軸モータ７８を駆動することにより回動し、この結果、前記Ｘ軸テーブル７０がＸ軸ガイドレール６６、６６に沿って水平にスライド移動する。なお、以下、このＸ軸テーブル７０がスライドする方向をＸ軸方向とする。
【００１１】
前記Ｘ軸テーブル７０上には、図２及び図３に示すように、垂直にＺ軸ベース８０が立設されており、該Ｚ軸ベース８０には一対のＺ軸ガイドレール８２、８２が所定の間隔をもって敷設されている。この一対のＺ軸ガイドレール８２、８２にはＺ軸リニアガイド８４、８４を介してＺ軸テーブル８６がスライド自在に支持されている。
【００１２】
Ｚ軸テーブル８６の側面にはナット部材８８が固着されており、該ナット部材８８は前記一対のＺ軸ガイドレール８２、８２の間に配設されたＺ軸ボールネジ９０に螺合されている。Ｚ軸ボールネジ９０は、その両端部が前記Ｚ軸ベース８０に配設された軸受部材９２、９２に回動自在に支持されており、その下端部には下側の軸受部材９２に設けられたＺ軸モータ９４の出力軸が連結されている。Ｚ軸ボールネジ９０は、このＺ軸モータ９４を駆動することにより回動し、この結果、前記Ｚ軸テーブル８６がＺ軸ガイドレール８２、８２に沿って垂直にスライド移動する。なお、以下、このＺ軸テーブル８６がスライドする方向をＺ軸方向とする。
【００１３】
前記Ｚ軸テーブル８６上にはθ軸モータ９６が垂直に設置されている。このθ軸モータ９６の出力軸にはθ軸シャフト９８が連結されており、このθ軸シャフト９８にウェーハテーブル１００とツルアー（ツルーイング工具）１０とが装着されている。
ウェーハテーブル１００は、面取り加工するウェーハＷを真空吸着によって保持し、前記θ軸モータ９６を駆動することにより回転する。
【００１４】
ツルアー１０は、後述する砥石（外周加工砥石１０８、ノッチ加工砥石１２２）のツルーイングを実施するためのものであり、図５に示すように、円盤状に形成された基材１２の外周部にツルーイング砥石１４が一体的に固着されて構成されている。ツルーイング砥石１４は、その断面形状が砥石に要求される溝形状と同じ形状に形成されており、このツルーイング砥石１４を回転させながら砥石の外周に押し当てることにより、その砥石の外周に所定の溝が形成される。なお、本実施の形態のツルーイング砥石１４は、その断面形状が三角形状に形成されている。
【００１５】
また、ツルアー１０は、前記θ軸シャフト９８に対して着脱自在に設けられており、磨耗した場合は交換できるようにされている。そして、θ軸シャフト９８に装着されたツルアー１０は、前記θ軸モータ９６を駆動することにより、前記ウェーハテーブル１００と共に回転する。
以上のように構成されたウェーハ送りユニット４２において、ウェーハテーブル１００及びツルアー１０は、Ｙ軸モータ６４を駆動することによりＹ軸方向に沿って水平にスライド移動し、Ｘ軸モータ７８を駆動することによりＸ軸方向に沿って水平にスライド移動する。そして、Ｚ軸モータ９４を駆動することによりＺ軸方向に沿って垂直にスライド移動し、θ軸モータ９６を駆動することによりθ軸回りに回転する。
【００１６】
次に、外周加工ユニット４４の構成について説明する。図１、図２及び図６に示すように、前記ベースプレート５０上には垂直に架台１０２が設置されている。架台１０２上には外周モータ１０４が垂直に設置されており、この外周モータ１０４の出力軸には外周スピンドル１０６が連結されている。ウェーハＷの外周を面取り加工する外周加工砥石１０８は、この外周スピンドル１０６に装着される。そして、装着された外周加工砥石１０８は、前記外周モータ１０４を駆動することにより回転する。
【００１７】
ここで、この外周加工砥石１０８は、その外周面上にウェーハＷに要求される面取り形状と同じ形状の溝１０８ａ、１０８ｂが２段形成されており、この溝１０８ａ、１０８ｂにウェーハＷの周縁を押し当てることにより、ウェーハＷの周縁が面取り加工される（総形砥石）。
外周加工ユニット４４は以上のように構成される。なお、以下、この外周加工ユニット４４の外周加工砥石１０８の回転中心Ｏを通りＹ軸ガイドレール５２、５２と平行な直線を『Ｙ軸』とし、外周加工砥石１０８の回転中心Ｏを通りＸ軸ガイドレール６６、６６と平行な直線を『Ｘ軸』とする。そして、外周加工砥石１０８の回転軸を『Ｚ軸』とする。
【００１８】
次に、ノッチ加工ユニット４６の構成について説明する。図１、図２及び図６に示すように、前記架台１０２の側部には前記外周加工砥石１０８の回転軸（Ｚ軸）に沿って支柱１１０が垂直に配設されている。この支柱１１０の下端部は前記架台１０２の側面に支持されており、その上端部には水平な梁部１１０Ａが一体成形されている。梁部１０２Ａの先端には、一対の軸受部材１１２、１１２が配設されており、該軸受部材１１２、１１２にピン１１４を介してアーム１１６が揺動自在に支持されている。
【００１９】
アーム１１６の先端にはノッチモータ１１８が支持されており、該ノッチモータ１１８の出力軸にはノッチスピンドル１２０が連結されている。ウェーハＷに形成されたノッチを面取り加工するノッチ加工砥石１２２は、このノッチスピンドル１２０に装着される。そして、装着されたノッチ加工砥石１２２はノッチモータ１１８を駆動することにより回転する。
【００２０】
なお、前記アーム１１６は図示しないロック手段によって固定できるように支持されている。そして、このロック手段によって固定することにより、アーム１１６は、図１又は図６に示すように水平に保持され、この状態において、ノッチ加工砥石１２２はＹ軸上に位置する。
また、詳しくは図示されていないが、このノッチ加工砥石１２２の外周にも前記外周加工砥石１０８と同様にウェーハＷに要求される面取り形状と同じ形状の溝が２段形成されている。
【００２１】
次に、前記のごとく構成されたウェーハ面取り装置４０の作用について説明する。
まず、前記ウェーハ面取り装置４０によるウェーハＷの面取り方法について説明する。なお、ここではノッチ付きのウェーハＷを面取り加工する場合について説明する。
【００２２】
初期状態において、ウェーハテーブル１００は、その回転軸θがＹ軸上に位置するととともに、外周加工砥石１０８の軸芯（Ｚ軸）から所定距離離れた位置に位置している。また、外周加工砥石１０８に対して所定高さの位置に位置している。以下、このウェーハテーブル１００の位置をウェーハテーブル１００の『原点位置』とする。
【００２３】
まず、ウェーハＷを図示しない搬送装置によってウェーハテーブル１００上に位置決めして載置し、吸着保持する。この際、ウェーハＷは、その中心ＯW がウェーハテーブル１００の回転軸θと一致するように載置し、また、そのノッチＮＯがＹ軸上に位置するように載置して吸着保持する。
以上のようにしてウェーハテーブル１００上に吸着保持されたウェーハＷは、図７（ａ）に示すように、その中心ＯW がＹ軸上に位置するとともに、外周加工砥石１０８から所定距離離れた位置に位置する。また、外周加工砥石１０８の下側の溝１０８ａと同じ高さに位置する。このウェーハＷの位置をウェーハＷの『外周加工位置』とする。
【００２４】
図７（ａ）〜（ｄ）には、ウェーハＷの円形部Ｃを面取り加工する手順が示されている。
まず、外周モータ１０４とθ軸モータ９６が駆動され、外周加工砥石１０８とウェーハテーブル１００が共に同方向に高速回転する。
外周加工砥石１０８とウェーハテーブル１００の回転が安定したところで、次に、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ウェーハＷがＹ軸上を外周加工砥石１０８に向かって送られる。ここで、このウェーハＷの送り速度は、ウェーハＷが外周加工砥石１０８に接触する直前で減速され、その後、ウェーハＷは外周加工砥石１０８に向かってゆっくりとしたスピードで送られる。
【００２５】
外周加工砥石１０８に向かって送られたウェーハＷは、図７（ｂ）に示すように、その周縁が外周加工砥石１０８の溝１０８ａに接触する。この接触後もウェーハＷは外周加工砥石１０８に向けてゆっくりと送られ、この結果、ウェーハＷの円形部Ｃが外周加工砥石１０８に微小量ずつ研削されて面取り加工される。
図７（ｃ）に示すように、外周加工砥石１０８とウェーハテーブル１００との軸間距離が所定距離Ｌに達すると、Ｙ軸モータ６４の駆動が停止される。停止後、Ｙ軸モータ６４は逆方向に駆動され、これにより、図７（ｄ）に示すように、ウェーハＷがＹ軸上を外周加工砥石１０８から離れる方向に移動し、外周加工位置に復帰する。ウェーハＷが外周加工位置に復帰すると、θ軸モータ９６及び外周モータ１０４の駆動が停止され、ウェーハテーブル１００及び外周加工砥石１０８の回転が停止される。
【００２６】
以上により、ウェーハＷの円形部Ｃの面取り加工が終了する。次いで、ウェーハＷのノッチＮＯの面取り加工が行われる。
外周加工位置に復帰したウェーハＷは、図７（ｄ）に示すように、そのノッチＮＯがＹ軸上に位置している。この状態からＺ軸モータ９４が駆動され、ウェーハテーブル１００がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、ウェーハＷがノッチ加工砥石１２２の下側の溝と同じ高さの位置に位置する。次に、Ｘ軸モータ７８が駆動され、ウェーハＷがＸ軸方向に所定量移動する。この結果、図８（ａ）に示すように、ウェーハＷに形成されたノッチＮＯのコーナーＮＲがＹ軸上に位置する。以下、このウェーハＷの位置をウェーハＷの『ノッチ加工位置』とする。
【００２７】
ノッチ加工位置にウェーハＷが位置すると、次に、ノッチモータ１１８が駆動され、ノッチ加工砥石１２２が高速回転する。これと同時にＹ軸モータ６４が駆動され、ウェーハＷがノッチ加工砥石１２２に向かって移動する。
ウェーハＷが所定距離移動するとＹ軸モータ６４の駆動は停止され、この結果、図８（ｂ）に示すように、ウェーハＷのノッチコーナーＮＲがノッチ加工砥石１２２の溝に当接する。そして、この当接と同時にＸ軸モータ７８及びＹ軸モータ６４が同時に駆動され、ウェーハＷにＸ軸方向及びＹ軸方向の送りが与えられる。このウェーハＷの送りは、ノッチコーナーＮＲの形状に沿って与えられ、この結果、ノッチコーナーＮＲが常にノッチ加工砥石１２２に当接して、ノッチコーナーＮＲが面取り加工される。
【００２８】
ノッチコーナーＮＲの面取りが終了すると、ウェーハＷに対して連続してＸ軸方向及びＹ軸方向の送りが与えられ、ノッチＮＯの面取りが行われる。すなわち、図８（ｃ）に示すように、ノッチＮＯが常にノッチ加工砥石１２２に当接するように、ノッチＮＯの形状に沿ってウェーハＷに送りが与えられる。同図の場合、ノッチＮＯはＶ字状に形成されているので、このＶ字状のノッチＮＯの形状に沿ってＶ字を描くようにウェーハＷに送りが与えられる。この結果、Ｖ字状に形成されたノッチＮＯが面取り加工される。
【００２９】
ノッチＮＯの面取りが終了すると、図９（ｄ）に示すように、ノッチ加工砥石１２２とウェーハＷとの接触点が他方側のノッチコーナーＮＲに達する。そして、この接触点が他方側のノッチコーナーＮＲに達すると、連続的にノッチコーナーＮＲの面取りが行われる。すなわち、ウェーハＷにＸ軸方向の送りとＹ軸方向の送りが与えられ、ノッチコーナーＮＲが常にノッチ加工砥石１２２に当接するように、ノッチコーナーＮＲの形状に沿ってウェーハＷに送りが与えられる。この結果、ウェーハＷのノッチコーナーＮＲが面取り加工される。
【００３０】
他方側のノッチコーナーＮＲの面取りが終了すると、ウェーハＷの送りは、一時停止される。そして、この状態から上記と逆の操作によってウェーハＷに送りが与えられ、逆方向に向けてノッチコーナーＮＲ、ノッチＮＯ及び他方側のノッチコーナーＮＲの面取りが行われる。
以上の操作を複数回繰り返すことにより、ノッチＮＯ及びノッチコーナーＮＲの面取り加工がなされる。
【００３１】
ノッチＮＯ及びノッチコーナーＮＲの面取りが終了すると、ウェーハＷはノッチの面取りを開始した位置、すなわち、図８（ｂ）に示す位置で停止する。そして、その停止後、ノッチ加工砥石１２２から離れる方向に向かって所定量移動し、図８（ａ）に示すノッチ加工位置に復帰する。
ウェーハＷがノッチ加工位置に復帰すると、ウェーハテーブル１００は、Ｘ軸方向に沿って所定量移動するとともにＺ軸方向に沿って所定量移動し、原点位置に復帰する。一方、これと同時にノッチモータ１１８の駆動も停止され、ノッチ加工砥石１２２の回転が停止する。
【００３２】
以上の一連工程でウェーハＷの円形部Ｃ、ノッチＮＯ及びノッチコーナーＮＲの面取り加工が終了する。ウェーハテーブル１００が原点位置に復帰すると、ウェーハＷの吸着が解除され、図示しない搬送装置によってウェーハＷが取り上げられ、そのまま次工程に搬送されてゆく。
次に、前記ウェーハ面取り装置４０に備えられたツルアー１０による外周加工砥石１０８のツルーイング方法について説明する。
【００３３】
初期状態において、ウェーハテーブル１００は、その回転軸θがＹ軸上に位置するとともに、外周加工砥石１０８の軸芯（Ｚ軸）から所定距離離れた位置に位置している。また、外周加工砥石１０８に対して所定高さの位置に位置している（原点位置）。
まず、オペレータが外周スピンドル１０６に外周加工砥石１０８を装着するとともに、ノッチスピンドル１２０にノッチ加工砥石１２２を装着する。なお、このとき、外周加工砥石１０８とノッチ加工砥石１２２にはツルーイングが可能なレジンボンド砥石等を使用する。
【００３４】
外周加工砥石１０８とノッチ加工砥石１２２の装着が終了すると、オペレータはウェーハ面取り装置４０にツルーイングの実施命令を出す。この実施命令を受けたウェーハ面取り装置４０の制御部（図示せず）は、次のように、外周加工砥石１０８とノッチ加工砥石１２２のツルーイングを実施する。
まず、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ツルアー１０がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、図９（ａ）に示すように、ツルアー１０が外周加工砥石１０８の下側の溝１０８ａと同じ高さの位置に位置する。以下、このツルアー１０の位置をツルアー１０の『第１外周溝ツルーイング位置』とする。
【００３５】
次に、外周モータ１０４とθ軸モータ９６が駆動され、外周加工砥石１０８とツルアー１０が共に同方向に高速回転を開始する。なお、この時、ツルアー１０の回転に伴ってウェーハテーブル１００も回転する。
外周加工砥石１０８とツルアー１０の回転が安定したところで、次に、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ツルアー１０がＹ軸上を外周加工砥石１０８に向かって移動する。
【００３６】
外周加工砥石１０８に向かって移動したツルアー１０は、外周加工砥石１０８に接触する直前で減速し、そのままゆっくりとしたスピードで移動して外周加工砥石１０８の溝１０８ａに当接する。この当接後もツルアー１０は、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８に向かってゆっくりと移動し、この結果、外周加工砥石１０８の溝１０８ａがツルーイング砥石１４に微小量ずつ研削されてツルーイングされる。
【００３７】
ツルアー１０は、図９（ｂ）に示すように、外周加工砥石１０８との軸間距離が所定距離Ｌに達すると停止する。そして、その停止後、図９（ｃ）に示すように、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８から離れる方向に移動して第１外周溝ツルーイング位置に復帰する。
以上により、外周加工砥石１０８の下側の溝１０８ａのツルーイングが終了する。次いで、外周加工砥石１０８の上側の溝１０８ｂのツルーイングが行われる。
【００３８】
ツルアー１０が第１外周溝ツルーイング位置に復帰すると、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ツルアー１０がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、ツルアー１０が外周加工砥石１０８の上側の溝１０８ｂと同じ高さの位置に位置する。以下、このツルアー１０の位置をツルアー１０の第２外周溝ツルーイング位置とする。
【００３９】
次に、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ツルアー１０がＹ軸上を外周加工砥石１０８に向かって移動する。
外周加工砥石１０８に向かって移動したツルアー１０は、外周加工砥石１０８に接触する直前で減速し、そのままゆっくりとしたスピードで移動して外周加工砥石１０８の溝１０８ｂに当接する。この当接後もツルアー１０は、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８に向かってゆっくりと移動し、この結果、外周加工砥石１０８の溝１０８ｂがツルーイング砥石１４に微小量ずつ研削されてツルーイングされる。
【００４０】
ツルアー１０は、外周加工砥石１０８との軸間距離が所定距離Ｌに達すると停止し、その停止後、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８から離れる方向に移動して第２外周溝ツルーイング位置に復帰する。ツルアー１０が第２外周溝ツルーイング位置に復帰すると、外周モータ１０４の駆動が停止され、外周加工砥石１０８の回転が停止する。
【００４１】
以上一連の工程で外周加工砥石１０８のツルーイングは終了する。次いで、ノッチ加工砥石１２２のツルーイングが実施される。
まず、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ツルアー１０がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、ツルアー１０がノッチ加工砥石１２２の下側の溝と同じ高さの位置に位置する。以下、このツルアー１０の位置をツルアー１０の『第１ノッチ溝ツルーイング位置』とする。
【００４２】
次に、ノッチモータ１１８が駆動され、ノッチ加工砥石１２２がウェーハテーブル１００と同方向に高速回転を開始する。
ノッチ加工砥石１２２とツルアー１０の回転が安定したところで、次に、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ツルアー１０がＹ軸上をノッチ加工砥石１２２に向かって移動する。
【００４３】
ノッチ加工砥石１２２に向かって移動したツルアー１０は、ノッチ加工砥石１２２に接触する直前で減速し、そのままゆっくりとしたスピードで移動してノッチ加工砥石１２２の溝に当接する。この当接後もツルアー１０は、Ｙ軸上をノッチ加工砥石１２２に向かってゆっくりと移動し、この結果、ノッチ加工砥石１２２の溝がツルーイング砥石１４に微小量ずつ研削されてツルーイングされる。
【００４４】
ツルアー１０は、ノッチ加工砥石１２２との軸間距離が所定距離に達すると停止する。そして、その停止後、Ｙ軸上をノッチ加工砥石１２２から離れる方向に移動して第１ノッチ溝ツルーイング位置に復帰する。
以上により、ノッチ加工砥石１２２の下側の溝のツルーイングが終了する。次いで、ノッチ加工砥石１２２の上側の溝のツルーイングが行われる。
【００４５】
ツルアー１０が第１ノッチ溝ツルーイング位置に復帰すると、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ツルアー１０がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、ツルアー１０がノッチ加工砥石１２２の上側の溝１０８ｂと同じ高さの位置に位置する。以下、このツルアー１０の位置をツルアー１０の第２ノッチ溝ツルーイング位置とする。
【００４６】
次に、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ツルアー１０がＹ軸上をノッチ加工砥石１２２に向かって移動する。
ノッチ加工砥石１２２に向かって移動したツルアー１０は、ノッチ加工砥石１２２に接触する直前で減速し、そのままゆっくりとしたスピードで移動してノッチ加工砥石１２２の溝に当接する。この当接後もツルアー１０は、Ｙ軸上をノッチ加工砥石１２２に向かってゆっくりと移動し、この結果、ノッチ加工砥石１２２の溝がツルーイング砥石１４に微小量ずつ研削されてツルーイングされる。
【００４７】
ツルアー１０は、ノッチ加工砥石１２２との軸間距離が所定距離に達すると停止し、その停止後、Ｙ軸上をノッチ加工砥石１２２から離れる方向に移動して第２ノッチ溝ツルーイング位置に復帰する。
ツルアー１０が第２ノッチ溝ツルーイング位置に復帰すると、ノッチモータ１１８とθ軸モータ９６の駆動が停止され、ツルアー１０とノッチ加工砥石１２２の回転が停止する。そして、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ウェーハテーブル１００がＺ軸方向に沿って所定量移動し、原点位置に復帰する。
【００４８】
以上一連の工程で外周加工砥石１０８とノッチ加工砥石１２２のツルーイングが終了する。このようにツルーイングが実施された外周加工砥石の溝１０８ａ、１０８ｂとノッチ加工砥石１２２の溝は真円となるため、高速回転させても振れが発生せず、加工面の精度を向上させることができる。
このように、本実施の形態のウェーハ面取り装置４０では、ウェーハテーブル１００の回転軸にツルアー１０を装着することにより、別途大掛かりな機構を用いなくても簡単に外周加工砥石１０８及びノッチ加工砥石１２２のツルーイングを実施することができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、あらかじめ溝が形成された外周加工砥石１０８とノッチ加工砥石１２２をツルーイングする例で説明したが、外周加工砥石１０８とノッチ加工砥石１２２の溝はツルーイングによって形成するようにしてもよい。以下に、このツルアー１０による溝の形成方法について説明する。
まず、オペレータが外周スピンドル１０６に外周加工砥石１０８を装着する。ここで、外周スピンドル１０６に装着する外周加工砥石１０８は、図１０（ａ）に示すように、外周に溝が形成されていないものを装着する。
【００５０】
外周加工砥石１０８の装着が終了すると、オペレータはウェーハ面取り装置４０にツルーイングの実施命令を出し、ツルーイングが実施される。
まず、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ツルアー１０がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、図１０（ａ）に示すように、ツルアー１０が所定の第１溝形成位置に位置する。この第１溝形成位置は、外周加工砥石１０８に形成する二段の溝のうち下側の溝１０８ａと同じ高さの位置である。
【００５１】
次に、外周モータ１０４とθ軸モータ９６が駆動され、外周加工砥石１０８とツルアー１０が共に同方向に高速回転を開始する。そして、外周加工砥石１０８とツルアー１０の回転が安定したところで、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ツルアー１０がＹ軸上を外周加工砥石１０８に向かって移動する。
外周加工砥石１０８に向かって移動したツルアー１０は、外周加工砥石１０８に接触する直前で減速し、そのままゆっくりとしたスピードで移動して外周加工砥石１０８の溝１０８ａに当接する。この当接後もツルアー１０は、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８に向かってゆっくりと移動し、この結果、図１０（ｂ）に示すように、外周加工砥石１０８の外周面がツルーイング砥石１４に微小量ずつ研削されて溝１０８ｂが形成される。
【００５２】
ツルアー１０は、図１０（ｂ）に示すように、外周加工砥石１０８との軸間距離が所定距離Ｌに達すると停止する。そして、その停止後、図１０（ｃ）に示すように、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８から離れる方向に移動して第１溝形成位置に復帰する。
以上により、外周加工砥石１０８の下側の溝１０８ａが形成される。次いで、外周加工砥石１０８の上側の溝１０８ｂの形成が行われる。
【００５３】
ツルアー１０が第１溝形成位置に復帰すると、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ツルアー１０がＺ軸方向に沿って所定量移動する。この結果、ツルアー１０が所定の第２溝形成位置に位置する。この第２溝形成位置は、外周加工砥石１０８に形成する上側の溝１０８ｂと同じ高さの位置である。
次に、Ｙ軸モータ６４が駆動され、ツルアー１０がＹ軸上を外周加工砥石１０８に向かって移動する。そして、外周加工砥石１０８に向かって移動したツルアー１０は、外周加工砥石１０８に接触する直前で減速し、そのままゆっくりとしたスピードで移動して外周加工砥石１０８の外周面に当接する。この当接後もツルアー１０は、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８に向かってゆっくりと移動し、この結果、外周加工砥石１０８の外周面がツルーイング砥石１４に微小量ずつ研削されて溝１０８ｂが形成される。
【００５４】
ツルアー１０は、外周加工砥石１０８との軸間距離が所定距離Ｌに達すると停止し、その停止後、Ｙ軸上を外周加工砥石１０８から離れる方向に移動して第２溝形成位置に復帰する。
以上により、外周加工砥石１０８の下側の溝１０８ａのツルーイングが終了する。ツルアー１０が第２溝形成位置に復帰すると、外周モータ１０４とθ軸モータ９６の駆動が停止され、ツルアー１０と外周加工砥石１０８の回転が停止する。そして、Ｚ軸モータ９４が駆動され、ウェーハテーブル１００がＺ軸方向に沿って所定量移動し、原点位置に復帰する。
【００５５】
以上の工程で外周加工砥石１０８の溝１０８ａ、１０８ｂの形成が終了する。このように形成された外周加工砥石１０８の溝１０８ａ、１０８ｂは真円となるため、外周加工砥石１０８を高速回転させても振れが発生せず、加工面の精度を向上させることができる。
このように、本実施の形態のウェーハ面取り装置４０では、ツルーイングにより外周加工砥石１０８の溝１０８ａ、１０８ｂの形成も行うことができる。同様にして、ノッチ加工砥石１２２の溝の形成も行うことができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、スピンドルに装着した砥石をツルーイングすることによって真円にする例で説明したが、本実施の形態のツルアー１０は、使用により型崩れを起こした砥石をツルーイングする場合にも有効に利用することができる。
また、本実施の形態では、ツルアー１０はθ軸シャフト９８に装着する構成とされているが、ツルアー１０の設置位置はこの位置に限られるものではない。すなわち、ウェーハテーブル１００と共に回転し、移動する構成であればよく、ウェーハテーブル１００に装着してもよいし、また、ウェーハテーブル１００で吸着保持することにより、装着する構成としてもよい。
【００５７】
また、本実施の形態のウェーハ面取り装置４０では、ウェーハテーブル１００側を移動させることにより、ツルアー１０を外周加工砥石１０８に接触させてツルーイングを実施するように構成されているが、外周加工砥石１０８側を移動させることにより、外周加工砥石１０８にツルアー１０を接触させてツルーイングを実施するように構成してもよいし、また、双方を移動させてツルーイングを実施するように構成してもよい。
【００５８】
さらに、本実施の形態では、ウェーハＷに要求される面取り形状と同じ形状の溝１０８ａ、１０８ｂが形成された外周加工砥石（総形砥石）をツルーイングする例で説明したが、本実施の形態のツルアー１０は、図１１に示すように、外周に台形状の溝１３０Ａが形成された砥石１３０をツルーイングする場合にも適用することができる。この場合ツルーイングは、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、溝１３０Ａの上下に形成されているテーパ面１３０ａ、１３０ｂにツルアー１０のツルーイング砥石１４を押し当てて実施する。
【００５９】
また、本実施の形態のツルアー１０は、そのツルーイング砥石１４の形状が断面三角形状に形成されているが、ツルーイング砥石１４の形状は、この形状に限られるものではなく、ツルーイングの対象となる砥石の溝形状に合わせて適宜変更して使用する。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウェーハ面取り装置のウェーハテーブルの同軸上に装着するだけで、別途大掛かりな機構を用いなくても簡単に砥石をツルーイングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ウェーハ面取り装置の構成を示す側面図
【図２】ウェーハ面取り装置の構成を示す平面図
【図３】図１のＡ−Ａ断面図
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図
【図５】ツルアーの構成を示す正面部分断面図
【図６】外周加工ユニットとノッチ加工ユニットの構成を示す正面図
【図７】ノッチ付きウェーハの円形部の面取り方法の説明図
【図８】ノッチ付きウェーハのノッチ及びノッチコーナーの面取り方法の説明図
【図９】砥石のツルーイング方法の説明図
【図１０】砥石のツルーイング方法の説明図
【図１１】他の実施の形態の砥石のツルーイング方法の説明図
【符号の説明】
１０…ツルアー（ツルーイング工具）
１２…基材
１４…ツルーイング砥石
４０…ウェーハ面取り装置
４２…ウェーハ送りユニット
４４…外周加工ユニット
４６…ノッチ加工ユニット
５６…Ｙ軸テーブル
６４…Ｙ軸モータ
７０…Ｘ軸テーブル
７８…Ｘ軸モータ
８６…Ｚ軸テーブル
９６…θ軸モータ
１００…ウェーハテーブル
１０４…外周モータ
１０８…外周加工砥石
Ｗ…ウェーハ
Claims (4)
- ウェーハテーブルに保持されて回転するウェーハの周縁を回転する砥石の外周に形成された台形状の溝に押し当てて前記ウェーハの周縁を面取り加工するウェーハ面取り装置の前記砥石をツルーイングするツルーイング工具において、
前記ツルーイング工具は、前記溝の上側のテーパ面に押し当てられて、前記溝の上側のテーパ面をツルーイングする面と、前記溝の下側のテーパ面に押し当てられて、前記溝の下側のテーパ面をツルーイングする面とを備えたツルーイング砥石が円盤状に形成された基材の外周部に固着されてなり、
前記ウェーハテーブルの同軸上に装着し、回転させながら前記ツルーイング砥石を前記砥石に形成された台形状の溝の上側のテーパ面と下側のテーパ面とに個別に押し当てて、前記砥石をツルーイングすることを特徴とするツルーイング工具。 - 前記ツルーイング工具は、前記ウェーハテーブルで吸着保持することにより、前記ウェーハテーブルの同軸上に装着されることを特徴とする請求項１記載のツルーイング工具。
- 前記ツルーイング工具は、前記ウェーハテーブルの回転軸に装着されることを特徴とする請求項１記載のツルーイング工具。
- ウェーハテーブルに保持されて回転するウェーハと回転する砥石を相対的に近づけ、前記砥石の外周に形成された台形状の溝に前記ウェーハの周縁を当接させて前記ウェーハの周縁を面取り加工するウェーハ面取り装置において、
前記ウェーハテーブルは、同軸上にツルーイング工具を備え、
前記ツルーイング工具は、前記溝の上側のテーパ面に押し当てられて、前記溝の上側のテーパ面をツルーイングする面と、前記溝の下側のテーパ面に押し当てられて、前記溝の下側のテーパ面をツルーイングする面とを備えたツルーイング砥石が円盤状に形成された基材の外周部に固着されてなり、
前記ウェーハテーブルを回転させながら、前記ツルーイング工具の前記ツルーイング砥石を前記砥石の溝の上側のテーパ面と下側のテーパ面とに個別に押し当てて、前記砥石をツルーイングすることを特徴とするツルーイング工具付きウェーハ面取り装置。
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-
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