JP4128343B2

JP4128343B2 - ウェーハ・ノッチ研磨機およびウェーハの配向ノッチ研磨方法

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Publication number: JP4128343B2
Application number: JP2001234925A
Authority: JP
Inventors: イー、ステイアー、ジュニアロバート; イー、ステイアー、ザサードロバート
Original assignee: アクレーテクユーエスエー、インコーポレイテッド
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: EP1179389B1; JP2005252288A; JP2002093755A; EP1179389A3; EP1179389A2; DE60123532T2; DE60123532D1; US6306016B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェーハの配向ノッチを研磨するためのウェーハ・ノッチ研磨機および研磨方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、半導体チップの製造には、例えばシリコン・ウェーハのような各種形式のウェーハが使用されている。典型的には、中実円筒インゴットをスライスして個々のウェーハを得ている。一旦切断すると、ウェーハはさまざまな方法で処理され、特に所定の輪郭の周縁を与えるために処理される。そのために各種形式の研削機および研磨機が使用されている。
【０００３】
周知のように、インゴットはその結晶構造の配向に便宜を与える溝を備え、得たウェーハ周縁にノッチを有する。このノッチは、ウェーハを半導体チップにさらに処理するための基準点として作用する。
【０００４】
ウェーハを半導体チップに処理するとき、ウェーハの周縁での小さな表面下クラックまたは割れは、ウェーハのかなりの部分が半導体チップの製造に使用できなくなるような程度でウェーハ内部へ移行する傾向を有することが見い出された。それ故に、ウェーハの周縁を研磨する理由は、そのようなクラックまたは割れを防止することである。しかしながら、ウェーハの周縁を研磨することに伴う１つの問題点は、ノッチを研磨することが必要なことである。今日まで、使用できる技術は扱い難かったり、全く使用できなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の１つの目的は、ウェーハのノッチを研磨する比較的単純な研磨機を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、単純で経済的な方法でシリコン・ウェーハの配向ノッチを研磨できるようにすることである。
【０００７】
本発明の他の目的は、独立ユニット、またはウェーハ研削および研磨機の１ステーションとして使用できるウェーハ・ノッチ研磨機を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、周縁ノッチのあるウェーハを保持するためのチャックと、一つの共通平面内で２つの互いに直角な方向に前記チャックを移動させる手段と、ブロックを備えた研磨ユニットと、前記共通平面に対して平行な軸線のまわりに前記ブロックを枢動させる手段とを具備し、前記ブロックに研磨テープがクランプされていて、前記ウェーハが研磨のための位置にきたときに前記ブロックの先端が研磨テープと共に周縁ノッチ内に位置することができるようになっており、前記研磨ユニットは、前記共通平面に対して垂直な一平面内で、前記ブロックの枢動に応じて前記共通平面に対して垂直な軸線とその軸線に対して角度を有する軸線とに沿って該ブロックを移動させることによって該ブロックを研磨テープと共に周縁ノッチ内で振動させる手段を有しており、また、前記チャックには前記ウェーハと前記ブロックとの間の負荷を感知するための感知手段が備えられていることを特徴とするウェーハ・ノッチの研磨機を提供する。
また、本発明は、共通平面に保持されたウェーハの周縁ノッチの研磨方法であって、ブロックに研磨テープをクランプし、前記共通平面内で互いに直角な２つの方向にウェーハを移動させて、ブロックの先端を研磨テープと共に前記周縁ノッチ内に位置させ、前記周縁ノッチ内へ前記ブロックを位置させている間に前記ブロック上の負荷を測定し、その後研磨テープを保持するブロックを前記共通平面に対して平行な軸線のまわりに枢動させながら、該ブロックを前記共通平面に対して直角な平面内で該共通平面に対して直角な軸線およびその軸線に対して角度を有する軸線に沿って移動させることによって前記ノッチ内で該ブロックを研磨テープと共に振動させ、かつウェーハを前記２つの方向に移動させることを特徴とする方法を提供する。
【０００９】
研磨ユニットは、研磨テープからなる研磨媒体をウェーハに対して移動させてその研磨媒体がノッチ内のウェーハの周縁ならびにノッチ内のウェーハの両側面を研磨できるようにするように構成される。ノッチ内のウェーハの横断面形状に応じて、研磨ユニットは研磨作動時にノッチ外形に追従するようにプログラムされる。特に、ウェーハに対する２つの角度位置の間を移動するときに研磨媒体を振動させる手段を研磨ユニットは含む。研磨媒体の振動はノッチ内のウェーハの露出面の研磨を行う。
【００１０】
１つの実施例で、研磨媒体は弾性的な支持部材の丸められたノーズ表面に取り付けられた研磨テープとされ、特に、適当手段によって支持部材のノーズ表面に供給されてその周囲をまわる長い研磨テープとされ、テープの新しい面を研磨に使用できるようにされる。例えばこの手段は、研磨テープを支持部材へ供給するためにチャックが移動する共通平面と平行な軸線上に配置された供給リールと、支持部材から研磨テープを巻き取るためにその平面と平行な軸線上に配置された巻き取りリールとを含む。さらに、丸められたノーズ表面はウェーハのノッチのＲ部分よりも小さな半径の前方部分を有する。
【００１１】
ウェーハのノッチ内で研磨媒体を移動させるために、支持部材がウェーハの一方の表面に角度を有して配置された第１の位置と、支持部材がウェーハの他方の表面に角度を有して配置された第２の位置との間で、共通平面に平行な軸線のまわりに支持部材を枢動させるための手段を研磨ユニットは有する。
【００１２】
研磨ユニットは間隔を隔てて平行な状態に配置された複数の研磨媒体を有するように構成できる。このようにして、粗い等級から微細な等級までの異なるグリット等級の研磨媒体を使用できる。そのためには、ノッチ研磨作業を制御するためにウェーハを取り付けるチャックは１つの研磨媒体から他の研磨媒体へと横方向に位置を割り出して移動される。
【００１３】
本発明のこれらおよび他の目的は、添付図面に関連した以下の詳細な説明によってさらに明白となるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜図４を参照すれば、本発明の方法により、配向ノッチ１１を備えたウェーハ１０は弾性支持部材１３のまわりに配置された研磨テープ１２とされた研磨媒体によって研磨作業を行われる。研磨作業の間、図２および図３に示すようにウェーハ１０は固定平面、例えば水平面に保持され、以下に説明する理由のためにその平面内を互いに直角な２つの方向へ移動される。
【００１５】
図１および図４に示すように、研磨テープ１２はウェーハ１０の配向ノッチ１１内を、ウェーハ１０の平面に直角な軸線に沿って、また図２および図３に示すようにウェーハ１０の平面に直角な平面内で角度を有して移動される。また図示したように、弾性支持部材１３は丸められノーズ表面１４を有し、そのまわりにテープ１２が取り付けられる。さらに、この丸められたノーズ表面１４はウェーハ１０の配向ノッチ１１のＲ部分よりも小さな半径の前方部分を有する。従って研磨作業時に、ウェーハ１０はその平面内をＸ，Ｙ方向へ移動して、研磨テープ１２が配向ノッチ１１の周面の全てを研磨できるようにする。
【００１６】
図２および図３に示すように、支持部材および研磨テープは、ウェーハ１０の一方の表面に角度を有して研磨テープが配置された第１の位置、およびウェーハ１０の反対側の表面に角度を有して研磨テープが配置された第２の位置の間で、ウェーハ１０の平面に平行な軸線のまわりに枢動される。このように、ウェーハ１０の平面に直角な平面内で配向ノッチ１１の周面が研磨されるだけでなく、配向ノッチ１１のすべての面取り部分も研磨できる。
【００１７】
研磨作業時には、支持部材１３はさまざまな位置の間を枢動し、その間支持部材１３自体の長手方向（すなわち、支持部材１３自体の上下方向であって、例えば、図２においては支持部材１３の上下に付記した一対の矢印の方向であり、図１では矢印の方向である。更に、後述する図１２の実線で示された状態では上下方向である）に振動される。このように、穏やかな研磨作用が配向ノッチ１１の露出面に対して実施される。
【００１８】
図５を参照すれば、同じ符号は上述と同じ部品を指しており、粗い等級から微細な等級までの異なるグリット寸法をそれぞれ有する複数の研磨テープ１２が研磨作業に使用できる。図示するように、ウェーハ１０は研磨テープから研磨テープ１２へと順次に移動されるか、幾つかの研磨テープだけに向けて移動されることができる。
【００１９】
図６を参照すれば、ウェーハ・ノッチの研磨機１５は単独ユニットとして構成されるか、または２０００年１月２８日付けで出願された関連特許出願ＵＳＳＮ第０９／４９１８１２号に記載されているような周縁研磨機または他の処理機器に組み込まれるユニットとして構成できる。
【００２０】
研磨機１５は周縁ノッチ１１のあるウェーハ１０を保持するチャック１６を含む。例えば、ウェーハ１０が水平面内に取り付けられるようにチャック１６が配置される。
【００２１】
図１０を参照すれば、機械１５は共通平面、すなわち見られるように水平面における互いに直角な２つの方向にチャック１６を移動させる手段も有する。この手段１７は以下にさらに説明する。
【００２２】
図６に示すように、機械１５は複数の研磨媒体１９（例えば４つ）のうちの選ばれた１つを、例えば図１に示すようにウェーハ１０の平面に直角な軸線に沿って、また図２および図３に示すようにウェーハ１０の平面に直角な平面内で角度を有して、ウェーハ１０のノッチ１１内へ移動させる研磨ユニット１８も使用する。
【００２３】
研磨ユニット１８は研磨テープ１９の取り付け構造２０と、その取り付け構造２０へテープ１９を供給するテープ供給および取り外し手段２１とを含む。取り付け構造２０は、ウェーハ１０の平面に対して平行な軸線のまわりにブロック４１を枢動させる手段になっている。
【００２４】
図６および図１１に示すように、取り付け構造２０はタブ２２に取り付けられ、それにはウェーハ１０を保持するチャック１６も取り付けられる。取り付け構造２０は主部分２３を含み、主部分はタブ２２を横断してその内部を延在し、水平軸線２４（図８および図１１を参照）のまわりに枢動させるように反対側に取り付けられる。
【００２５】
図１１に示すように、主部分２３の一端は分岐され、ボルト２６で枢動シャフト２５にクランプされて一緒に枢動するようになされる。シャフト２５は軸受支持２７を通され、ボール軸受などで回転可能に取り付けられる。シャフト２５は枢動駆動組立体（図示せず）に連結され、これによりシャフトは適当なコンピュータ駆動装置（図示せず）でプログラムしたように前後に振動できるようにされる。主部分２３の反対端は一対の脚部２９を有しており、各々の脚部は分岐され、ボルト２６で枢動シャフトまたはピン３０にクランプ止めされ、適当な軸受により第２の軸受支持３２に回転可能に取り付けられる。
【００２６】
主部分２３を枢動可能に支持する２つの軸受支持２７，３２は適当な方法で主支持部材３３に固定され、主支持部材はタブ２２を横断して延在し、タブ１２の基部に対して図示していない方法で静止状態に固定される。
【００２７】
図１１を参照すれば、ガイド・プレート３４が複数のボルト３５で主部分２３の下面に固定され、また分岐部分およびクランプ止めねじ３６でそれぞれの枢動シャフト２５，３０に連結される。ガイド・プレート３４は一対のバー部材３７を各側に担持しており、これらのバー部材は適当なボルト３８でガイド・プレートに固定されている。各バー部材３７は上面に複数の凹部３９を含み、各凹部は以下に説明する目的のためにばね４０を受け入れる。
【００２８】
ガイド・プレート３４は中間面積部分に４つの垂直なスロットを有し、４つのブロック４１を垂直方向にスライド可能な状態で受け入れる。図１４および図１５を参照すれば、各ブロック４１は２つの実質的にＵ形状の半体ブロック４２で形成され、これらの半体ブロックは一対のクランプねじ４３により背部を対面させて固定される。各半体ブロック４２は外面に長方形の凹部４４を有し、図１２に示すようにガイド・プレート３４を受け入れる。
【００２９】
図１４および図１５に示すように、半体ブロック４２を一緒にキー止めすると共にその間に研磨テープ１９をガイドするために、一対のキー４５が各半体ブロック４２の頂部および底部のスロットに備えられる。各半体ブロック４２はまた折り重ねられた弾性的な空気チューブ４７の長さを受け入れるために半体ブロック４２に対面した凹部４６も含み、このチューブは適当な空気圧供給源など（図示せず）に連結される。図１４に示すように、空気チューブ４７は下方へ延在するために折り重ねられる前にブロック４１の頂部の近くまで延在する。チューブ４７の終端はいずれかの適当な方法、例えばプラグ（図示せず）によってシールされる。
【００３０】
各ブロック４１はまた一対の端部キャップ４８を有し、その一方は半体ブロック４２の頂部を包囲し、他方は半体ブロック４２の底部を包囲する。図１４に示すように、下側端部キャップ４８はスロット４９を備えており、弾性的な空気チューブ４７はこのスロットを通る。各端部キャップ４８は、図１５に示すように、一対のねじ５０によるなどの方法でそれぞれの半体ブロック４２に固定される。各端部キャップ４８はまた、柔軟な弾性チューブ５２を受け入れるために内壁にノッチ５１を備えている。典型的に、チューブ５２、または等価ローラーが端部キャップ４８のノッチ５１内で自由回転できるように取り付けられる。
【００３１】
各ブロック４２は、研磨テープ１９が柔軟な弾性チューブ５２の外面上にループを形成されるように構成され、研磨テープ１９の２つの端部は空気チューブ４７の長さの間、および２つの半体ブロック４２の間に配置される。この取り付けは、テープ１９がいずれかの方向へ容易に引っ張られて、研磨テープ１９の新しい部分を柔軟な弾性チューブ５２上に位置させることができるようになされる。しかしながら、圧力供給源から得られるような内部圧力の作用のもとに弾性空気チューブ４７が膨張すると、研磨テープ１９の２つの端部はチューブ４７の２つの部分の間にクランプされ、テープ１９のさらなる動きは許されなくなる。
【００３２】
図７および図１２に概略的に示すように、ブロック４１の柔軟な弾性チューブ５２は、ウェーハ１０がノッチ１１の研磨のための位置へ運ばれたときに、そのウェーハ１０のノッチ１１の中へ移動するように位置される。
【００３３】
図１１、図１２および図１３を参照すれば、研磨ユニット１８はまた研磨時にブロック４１を振動させる手段５４を備えている。
【００３４】
図１１に示すように、ブロック４１を振動させる手段５４はモーター５５を含み、モーターは取り付けブロック５６を経て適当なねじで主部分２３に取り付けられる。これにより、モーター５５は主部分２３が枢動するときにその主部分２３と一緒に移動する。モーター５５はカム・シャフト５７を含み、このカム・シャフトは主部分２３を通り、４つのブロック４１の位置の上を延在する。このカム・シャフト５７はブロック４１の位置と一致する凹部５８（図１３参照）を備えている。さらに、各々の連続する凹部５８は、次からカム・シャフト５７の反対側に配置される。すなわち、カム・シャフト５７は一対の凹部５８を一方の側に有し、１８０゜離れて反対側に一対の凹部を有する。図１３に示すように、各凹部５８はボール軸受５９を受け入れ、特にボール軸受５９の内側レース・リング６０を受け入れる。各ボール軸受５９の外側レース・リング６１はそれぞれのブロック４１の上側端部キャップ４８と接触して配置される。
【００３５】
図１１、図１２および図１３に示すように、細長いキー６２が内側レース・リング６０内に配置され、一対の固定ねじ６３でカム・シャフト５７に固定される。キー６２および固定ねじ６３はボール軸受５９をカム・シャフト５７にオフセットすなわち偏心状態で固定する作用を果たす。従って、カム・シャフト５７が回転されると、ボール軸受５９の内側レース・リング６０はカム・シャフト５７と共に偏心してカム・シャフト５７の軸線のまわりに回転する。この結果、カムとして作用する軸受５９は、その軸受５９が接触しているブロック４１をばね４０の押圧力に抗してガイド・プレート３４内で下方へ移動させる。ばね４０は、ブロック４１の下側端部キャップ４８を支持しており、ばね４０の作用力でブロック４１がガイド・プレート３４内を上方へ向かって移動し、振動できるようにしている。
【００３６】
図１１に示すように、カム・シャフト５７は軸受６４内に回転可能に取り付けられており、軸受６４は主部分２３に固定された取り付けブロック６５に保持されている。
【００３７】
モーター５５の作動により、カム・シャフト５７は回転して４つの軸受５９をカムとして作用させ、ブロック４１をガイド・プレート２３内で上下に移動させる。ボール軸受５９の構造は、ばね４０によって与えられた弾性的な取り付けにより、２つのブロック４１が下方へ移動するときに他の２つのブロックは上方へ移動するように構成される。
【００３８】
図１２を参照すれば、ブロック４１の各弾性チューブ５２はウェーハ１０のノッチ１１内に嵌り込む丸められたノーズ表面として作用する。さらに、チューブ５２の弾性は、ウェーハ１０と研磨テープ１９との間の接触時の圧力の僅かな逸脱を許容する。そのために、弾性チューブ５２はノッチ１１の半径よりも小さい半径とされる。
【００３９】
図１０を参照すれば、取り付け構造２０は枢動シャフト２５，３０（図８および図１１参照）の軸線上で枢動し、点線で示すようにウェーハ１０の頂面に対して角度を有してブロック４１が配置された第１の位置と、同様に点線で示すようにウェーハ１０の反対底面に角度を有してブロック４１が配置された第２の位置との間を移動する。典型的には、ブロック４１の各々の端部位置がウェーハ１０の平面と１０゜の内角を形成する。
【００４０】
図６を参照すれば、研磨テープ１９をそれぞれのブロック４１に導く手段２１は複数の供給リール６６、すなわち研磨テープ１９をそれぞれのブロック４１へ供給する４つのリールと、４つの巻き取りリール６７とを含む。図示するように、４つの供給リール６６はウェーハの平面に平行な共通軸線上に取り付けられる。同様に、４つの巻き取りリール６７はウェーハ１０の平面と平行な共通軸線上に取り付けられる。従って、各テープ１９はまず水平面内を供給リール６６から繰り出された後、それぞれのブロック４１を通過するために垂直平面となるように捩られる。同様に、各テープ１９は巻き取りリール６７へ送り戻されるとき、水平面となるように捩られる。
【００４１】
図９を参照すれば、供給リール６６および巻き取りリール６７は共通のカートリッジ６８に取り付けられ、このカートリッジはスライド軸受６９に取り付けられて、水平面内をタブ２２に向かって、またその反対方向へ軸受レール７０に沿って移動するようになされる。カートリッジ６８の移動は空気シリンダ式アクチュエータ構造７１で行われる。
【００４２】
カートリッジ６８が固定的な「ホーム」位置から移動する目的は、研磨されるウェーハ１０の上面および底面に対する角度位置の間をブロック４１が移動できるようにするために、テープ１９に必要な弛み許容して形成するためである。すなわち、ブロック４１がウェーハ１０の平面に直角な位置からウェーハ１０の平面に対する角度位置へ移動するとき、カートリッジ６８は「ホーム」位置からタブ２２へ前進移動し、テープ１９が引き伸ばされることを防止する。逆に、ブロックがウェーハの平面に直角な「ホーム」位置へ戻るように移動するとき、カートリッジ６８はタブ２２から離れる方向へ後退移動する。
【００４３】
ブロック４１が静止されているときにカートリッジ６８は固定的な「ホーム」位置に保持され、テープ供給リール６６から研磨テープ１９の新しい部分がブロック４１へ送られるときにウェーハ１０の平面に直角に保持される。テープに弛みがあれば、カートリッジ６８はタブ２２から離れる方向へ移動して、テープの弛みを解消し、各テープの新しい部分を均等な位置となす。
【００４４】
また図９に示すように、テープが弛んだときは常に供給リール６６に対して適当な位置で研磨テープ１９のその長さを収納し保持するために、テープ閉じ込めおよび固定機構６９（すなわち、クランプ手段）がカートリッジ６８に取り付けられる。図示するように、固定機構６９は空気シリンダ式アクチュエータ７０を使用しており、このアクチュエータはセットをなす４つのローラー７２を同様な静止ローラー７２’のセットと接触させ、これによりテープ１９がローラー７２，７２’の各対の間にしっかりと保持されるようにする。さらに、複数の固定的な隔壁７２''がテープ１９の間で、外方へ向かうテープの外縁に沿って位置決めされ、テープ１９を横方向に収納するようになす。すなわち、ローラー７２，７２’はテープ１９を垂直方向に収納してクランプし、これに対して隔壁７２''はテープ１９を水平方向に引き離して整列させた状態を保持する。このように、閉じ込めおよび固定機構６９はテープ１９が供給リール６６から不用意に引き出されることを防止し、またはテープ１９が弛んだときに供給リール６６に対する位置の滑り出しを防止する。
【００４５】
閉じ込めおよび固定機構６９はテープ１９が空気チューブ４７でブロック４１内に固定された後（すなわち、保持された後）、またカートリッジ６８が弛んだテープ１９へ移動する前に、作動される。
【００４６】
図１０を参照すれば、チャック１６はウェーハ１０を真空圧で所定位置に保持するように適当に構成される。さらに、チャック１６は移動させる手段１７によってウェーハ１０の平面内の２つの方向、例えば研磨ユニット１８のブロック４１へ向かうＸ方向、およびそのＸ方向に直角なＹ方向へ移動するように取り付けられる。チャック１６の移動は適当な中央処理ユニットで制御され、また研磨作業を遂行できるように研磨ブロック４１の移動と連動される。
【００４７】
チャック１６はまたウェーハ１０がブロック４１上の研磨テープ１９と接触するように最初に運ばれた位置を検出するために検出手段即ち感知手段７３を備えている。これに関して、検出手段７３はウェーハ１０が研磨ユニット１８に接触する位置とは反対側の位置にてチャック１６に取り付けられ、研磨ユニット１８へ向かうチャック１６のさらなる移動に対する抵抗即ち負荷の増大を検出する。
【００４８】
図示するように、検出手段７３は研磨ユニット１８の反対側でチャック１６の移動手段１７に固定されるブラケット７４を含む。ブラケット７４は分岐されて脚７５，７６を形成し、各脚は対面状態でねじ込まれたセットねじ７７，７８を有する。取り付けプレート７９はまたチャック１６に固定され、一対のロードセル８０を担持する。各ロードセル８０はブラケット７４の反対側に配置される（図７参照）。さらに、ストライク・バー８１が一対のロードセル８０に固定されてそれを連結し、ブラケット７４の２つの脚７５，７６の間を通過する。使用において、内部に配置されたセットねじ７７は所定位置に不変に位置決めされる一方、露出したセットねじ７８はセットねじ７７，７８の間にストライク・バー８１を軽くクランプするために使用される。
【００４９】
チャック１６は線形ローラー・スライド軸受８２によりｘ−ｙ移動手段１７に取り付けられる。これは、ロードセル８０によって検出された接触力に対する軸受の最小限の摩擦液力によってチャック１６の最大限の支持を保証する。
【００５０】
ブロック４１上の研磨テープ１９に対してウェーハ１０を移動させるために手段１７がチャック１６を移動させるとき、調整セットねじ７８はストライク・バー８１に対して押圧される。ウェーハ１０が研磨テープ１９に接触したとき、接触力はロードセル８０を経て送り戻され、ロードセル８０は対応する信号を中央処理ユニットに発する。
【００５１】
研磨テープ１９に対するウェーハ１０の接触を検出することは、研磨作業を最適化するためにテープ圧力を制御するだけでなく、チャック１６のｘ−ｙ移動を行う手段１７の「ホーム」位置に対して４つのブロック４１の中心線位置を位置決めするための予備的な較正ツールとしても重要である。この較正は、非常に希ではあるが、ブロック４１が保守のために交換または修理されたときは常に必然的に行われる。各ウェーハの処理で第１のブロック４１にノッチ１１を芯出しするために、較正は必要である。
【００５２】
機械１５の中央処理ユニットはテープ供給手段２１のカートリッジ６８、ウェーハ１０を保持するチャック１６、およびブロック４１をウェーハ１０のまわりに枢動させる枢動組立体を制御し、連動させるために作用する。この中央処理ユニットは、ガイド・プレート３４内でブロック４１を振動させるカム・シャフト５７を回転させるモーター５５も制御する。
【００５３】
作動において、研磨ユニット１８はまず研磨作業の開始に備えてブロック４１内に研磨テープ１９が位置されて、設定される。その後ウェーハ１０が適当な供給装置によって自動的に、または手操作でチャック１６上に配置され、その後チャック１６が研磨ユニット１８（図６）に向かって移動される。典型的に、ウェーハ１０は研磨ユニット１８へ向かって移動され、ウェーハ１０のノッチ１１を研磨ユニット１８の研磨ブロック４１に対して位置決めする。
【００５４】
ウェーハ１０が第１の研磨ブロック４１のテープ１９と接触されるとき、検出手段７３（図１０）はその接触を検出し、対応する信号を中央処理ユニット（図示せず）へ発する。この信号に応じて、チャック１６は停止され、またはウェーハ１０へ向かって、または離れる方向へ移動されて、研磨作業に望ましい接触力となるように研磨テープ１９に対するウェーハ１０を位置決めする。ウェーハ１０がテープ１９に接触したとき、テープ１９の後方の弾性チューブ５２はすべての衝撃を吸収する。
【００５５】
その後、中央処理ユニット（図示せず）は、ウェーハ１０と接触しているブロック４１に振動運動を与えて、研磨作業を開始する。さらに、中央処理ユニットはブロック４１に対してｘ，ｙ方向のそれぞれにおいてウェーハ１０に小さな移動を与え、テープ１９がウェーハ１０（図４）のノッチ１１の輪郭研磨を可能にさせる。
【００５６】
中央処理ユニットはまたブロック４１に枢動運動、例えば図１０に示される上側の点線位置の運動を与える。この運動の間、ブロック４１はカム・シャフト５７の作用で振動を継続し、ウェーハのノッチ１１の上面は研磨される。再び述べるが、ウェーハ１０はブロック４１に対して僅かにｘ，ｙ方向に移動されて研磨作業を向上させることができる。さらに、カートリッジ６８はタブ２２および研磨ユニット１８へ向けて移動され、研磨テープ１９の引き伸ばしを防止する。
【００５７】
その後、ブロック４１は図１０に示す下側の点線位置へ枢動され、研磨作業を完了する。このとき、カートリッジ６８は研磨ユニット１８から離れる方向へ移動され、研磨テープ１９に弛みが生じるのを回避し、その後ブロック４１がウェーハ１０の平面よりも下方へ枢動するときに研磨ユニット１８へ向けて移動される。
【００５８】
その後、チャック１６は研磨ユニット１８から離れる方向へ移動され、ウェーハ１０のノッチ１１を次のブロック４１（図６）に割り出して整列させる。機械部材の同じ動作がその後繰り返されて、他の研磨作業が実行されるが、異なるグリッド寸法の第２の研磨テープ１９で行われる。ウェーハ１０の割り出しは、所望される研磨作用が得られるまで繰り返される。その後チャック１６は研磨ユニット１８から離れる方向へ移動され、ウェーハ１０は他の処理作業へ移動される。
【００５９】
その後、研磨テープ１９の部分が再使用できなければ、研磨テープ１９の新しい部分がブロック４１へ移動される。このとき、固定機構６９’（図９）が作動されて研磨テープ１９を解放し、テープ１９は新しい表面を与えるのに十分なだけ増分的に供給リール６６から繰り出される。つぎに、各ブロック４１の空気チューブ４７への圧縮空気の供給が終了され、テープ１９がクランプ解除される（図１５）。その後各々に対する中央処理ユニットにより巻き取りリール６７は適当なモーター（図示せず）で割り出され、所定量のテープ１９を巻き取る。このとき、各テープ１９はそれぞれのブロック４１を通ってスライドし、弾性チューブ５２上に新しい研磨面を与える。その後、空気チューブ４７が再び膨張されて研磨テープ１９を所定位置にクランプし、固定機構６９’が作動されて研磨テープ１９を再びクランプする。
【００６０】
このように、本発明は経済的な方法でウェーハのノッチを研磨するのに使用できる比較的単純な機械を提供する。さらに、本発明はウェーハのノッチを研磨するのに単独で使用でき、またはウェーハの全周縁を研磨する一層複雑な機械に組み込むことができる機械を提供する。
【００６１】
この機械はまた、ウェーハのノッチの研磨以外の他の使用形式に適用できる。例えば、この機械はウェーハの全周縁を研磨するのに使用でき、またはこの機械はウェーハの周縁から材料ビードを除去するのに使用できる。例えば、ウェーハが処理されて１以上の材料層を有する場合、そのようなウェーハの縁が機械にかけられて、ウェーハの縁の全ての材料ビードを研磨することができる。
【００６２】
また、この機械は研磨テープを振動させた状態で基板の片側から反対側へそのテープを枢動できるので、いずれの基板の縁においても反対両側の面を研削および研磨するのに使用できる。同様に、基板の形状に応じて、１本のテープだけでなく、複数のテープが基板に接触され得る。例えば、基板が真っ直ぐまたは輪郭付けられた縁を有する場合、２以上のテープを縁に接触させて研磨または研削作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によりウェーハのノッチ内に研磨テープを保持する支持部材の概略図を示す。
【図２】本発明による研磨作業時のウェーハの上面に対する研磨テープの角度位置を概略的に示す。
【図３】本発明によるウェーハの下面に対する異なる角度位置に保持された研磨テープの図を概略的に示す。
【図４】図１の研磨テープおよび研磨作業時のウェーハのノッチ内に位置する支持部材の図を概略的に示す。
【図５】ウェーハのノッチを連続的に研磨する複数の研磨テープのための複数の支持部材を概略的に示す。
【図６】本発明による４つの研磨テープを使用したウェーハ・ノッチの研磨機の平面図を示す。
【図７】図６の機械に研磨テープを取り付けるのに使用される研磨ユニットのブロック列の拡大平面図を示す。
【図８】図７の線８−８に沿う断面図を示す。
【図９】本発明による研磨ユニットのブロックに研磨テープを供給し、また巻き取る手段の側面図を示す。
【図１０】研磨作業時にウェーハを所定位置に保持するチャック横断面図を示す。
【図１１】研磨ユニットのテープ保持ブロックの取り付け構造の後面図を示す。
【図１２】研磨テープを振動させる手段の部分的な横断面図を示す。
【図１３】図１２の振動手段の拡大図を示す。
【図１４】本発明によるブロックに研磨テープを取り付ける構造の側面図を示す。
【図１５】図１４の線１５−１５に沿う図を示す。
【符号の説明】
１０ウェーハ
１１ノッチ
１２，１９研磨テープ
１３弾性支持部材
１４，５２ノーズ表面
１５ウェーハ・ノッチの研磨機
１６チャック
１７移動手段
１８研磨ユニット
１９研磨テープ
２０取り付け構造
２２タブ
２３主部分
２５シャフト
２７軸受支持
４０ばね
４１ブロック
４２半体ブロック
５２チューブ
５４手段
５５モーター
５６取り付けブロック
５７カム・シャフト
５９ボール軸受
６５取り付けブロック
６６供給リール
６７巻き取りリール

Claims

周縁ノッチ（１１）のあるウェーハ（１０）を保持するためのチャック（１６）と、一つの共通平面内で２つの互いに直角な方向に前記チャック（１６）を移動させる手段（１７）と、ブロック（４１）を備えた研磨ユニット（１８）と、前記共通平面に対して平行な軸線のまわりに前記ブロック（４１）を枢動させる手段（２０）とを具備し、前記ブロック（４１）に研磨テープ（１２，１９）がクランプされていて、前記ウェーハ（１０）が研磨のための位置にきたときに前記ブロック（４１）の先端が研磨テープ（１２，１９）と共に周縁ノッチ（１１）内に位置することができるようになっており、前記研磨ユニット（１８）は、前記共通平面に対して垂直な一平面内で、前記ブロック（４１）の枢動に応じて前記共通平面に対して垂直な軸線とその軸線に対して角度を有する軸線とに沿って該ブロック（４１）を移動させることによって該ブロック（４１）を研磨テープ（１２，１９）と共に周縁ノッチ（１１）内で振動させる手段（５４）を有しており、また、前記チャック（１６）には前記ウェーハ（１０）と前記ブロック（４１）との間の負荷を感知するための感知手段（７３）が備えられていることを特徴とするウェーハ・ノッチの研磨機。
前記研磨ユニット（１８）の前記ブロック（４１）が、間隔を開けて平行状態に配置された複数のブロック（４１）であることを特徴とする請求項１に記載されたウェーハ・ノッチの研磨機。
共通平面に保持されたウェーハ（１０）の周縁ノッチ（１１）の研磨方法であって、ブロック（４１）に研磨テープ（１２，１９）をクランプし、前記共通平面内で互いに直角な２つの方向にウェーハ（１０）を移動させて、ブロック（４１）の先端を研磨テープ（１２，１９）と共に前記周縁ノッチ（１１）内に位置させ、前記周縁ノッチ（１１）内へ前記ブロック（４１）を位置させている間に前記ブロック（４１）上の負荷を測定し、その後研磨テープ（１２，１９）を保持するブロック（４１）を前記共通平面に対して平行な軸線のまわりに枢動させながら、該ブロック（４１）を前記共通平面に対して直角な平面内で該共通平面に対して直角な軸線およびその軸線に対して角度を有する軸線に沿って移動させることによって前記ノッチ（１１）内で該ブロック（４１）を研磨テープ（１２，１９）と共に振動させ、かつウェーハ（１０）を前記２つの方向に移動させることを特徴とする方法。
前記ブロック（４１）の先端に弾性チューブ（５２）が設けられ、前記研磨テープ（１２，１９）が該弾性チューブ（５２）の外面をまわるループを形成していることを特徴とする請求項１または２に記載されたウェーハ・ノッチの研磨機。