特許 7024039 面取り加工装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-14

(45)【発行日】2022-02-22

(54)【発明の名称】面取り加工装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 9/00 20060101AFI20220215BHJP

   B24B 55/02 20060101ALI20220215BHJP

   B24B 53/00 20060101ALI20220215BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20220215BHJP

【ＦＩ】

B24B9/00 601G

B24B55/02 Z

B24B53/00 Z

H01L21/304 601B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020184143

(22)【出願日】2020-11-04

(62)【分割の表示】P 2016047717の分割

【原出願日】2016-03-11

(65)【公開番号】P2021014012

(43)【公開日】2021-02-12

【審査請求日】2020-11-04

(73)【特許権者】

【識別番号】000151494

【氏名又は名称】株式会社東京精密

(74)【代理人】

【識別番号】100163533

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 義信

(72)【発明者】

【氏名】岸下 真一

【審査官】須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０５１０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１７７３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０４８７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１９８０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１１－００６４６６０（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２４５３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０３０１１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ９／００

Ｂ２４Ｂ５５／０２

Ｂ２４Ｂ５３／００

Ｈ０１Ｌ２１／３０４；２１／４６３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状の被加工材の端面をヘリカル研削する面取り加工装置において、
前記被加工材の外周を研削する上研削砥石及び下研削砥石を備え、
前記被加工材に当接するように、前記上研削砥石は下端部分に傾斜面を有し、前記下研削砥石は上端部分に傾斜面を有し、
前記上研削砥石と前記下研削砥石とは回転軸が略同芯となるように配置され、
前記上研削砥石と前記下研削砥石とは回転方向が反対回転となるようにそれぞれ駆動されることを特徴とする面取り加工装置。

【請求項2】

前記上研削砥石と前記下研削砥石とで前記被加工材を加工する研削溝が形成され、
前記下研削砥石は、前記上研削砥石に対して前記被加工材の厚さより小さい隙間を持って配置されていることを特徴とする請求項１に記載の面取り加工装置。

【請求項3】

前記隙間は、前記研削溝の回転軸方向における中央に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の面取り加工装置。

【請求項4】

前記隙間は０.１～１ｍｍとされたことを特徴とする請求項２又は３に記載の面取り加工装置。

【請求項5】

前記上研削砥石と前記下研削砥石の回転軸は、前記被加工材の外周の接線方向に３～１５°傾いていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の面取り加工装置。

【請求項6】

前記上研削砥石は左回転、前記下研削砥石は右回転とし、前記上研削砥石へのクーラント液は前記被加工材の上側から、前記下研削砥石へのクーラント液は前記被加工材の下側から供給されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の面取り加工装置。

【請求項7】

前記クーラント液は、前記上研削砥石及び前記下研削砥石の回転方向に沿って流入されることを特徴とする請求項６に記載の面取り加工装置。

【請求項8】

前記上研削砥石及び前記下研削砥石は逆回転されてツルーイングされることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の面取り加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シリコン、サファイア、化合物、ガラス等の様々な素材、特に半導体ウェーハ、ガラスパネル等の板状被加工材の端面における高精度な面取り加工装置に関し、特に板状被加工材に対して砥石を傾ける研削に好適である。

【背景技術】

【0002】

近年、ウェーハの品質向上の要求が強く、ウェーハ端面（エッジ部）の加工状態が重要視され、半導体デバイス等の作製に使用されるシリコンウェーハ等の半導体ウェーハは、ハンドリングによるチッピングを防止するため、縁部を研削することで面取り加工が行われ、研磨による鏡面面取り加工が行われている。つまり、半導体製造工程において、ウェーハ製造からデバイス製造に至るまで、エッジ特性の品質改善は必要不可欠なプロセスとなっている。

【0003】

シリコン等は固くてもろく、ウェーハの端面がスライシング時の鋭利なままでは、続く処理工程での搬送や位置合わせなどの取り扱い時に容易に割れたり欠けたりして、断片がウェーハ表面を傷つけたり汚染したりする。これを防ぐため、切り出されたウェーハの端面をダイヤモンドでコートされた面取り砥石で面取りする。

【0004】

また、スマートフォンやタブレットの薄型化、軽量化のガラス基板にマスキング印刷、センサー電極形成を形成し、その後に切断することが行われ、面取りの加工品質、加工面粗さ、マイクロクラックの発生などがガラス基板の端面強度に直接影響する。

【0005】

さらに、通常の研削ではレジン砥石の回転軸に対してウェーハの主面が垂直となる状態で面取り部を研削するが、この場合、面取り部には円周方向の研削痕が発生し易い。そこで、ウェーハに対して例えばレジンボンド砥石（レジン砥石）を傾けてウェーハの面取り部を研削する、いわゆるヘリカル研削を行うことが知られている。

【0006】

特に、面取り面の粗さ精度を改善すると共に研摩効率を低下させないため、半導体ウェーハの周縁を研磨する半導体ウェーハの面取り方法に於いて、砥石の回転軸を半導体ウェーハ外周の接線方向に傾けて半導体ウェーハの周縁を研磨することにより、砥石の砥粒運動方向を半導体ウェーハの研磨面に対して傾斜させることが知られ、特許文献１に記載されている。つまり、ヘリカル研削を行うと、通常研削に比べ面取り部の加工歪みを低減させるだけでなく、ウェーハの面取り部と砥石とが面接触となり、接触領域が増えて面取り部の表面粗さが改善される効果が得られる。

【0007】

また、ヘリカル研削による面取り加工の場合、接触長が長いため加工ポイントにクーラント液が届きにくく、ウェーハ及び砥石の冷却と研削屑の除去洗浄というクーラント液の効果を達成することが困難であった。そこで、効率のよいクーラント液の供給を可能にするため、供給されたクーラント液がウェーハ表面で表面内側から外周に向けて広がって研削位置に到達するように、ウェーハの表面内側にクーラント液を供給するクーラントノズルを設けることが知られ、特許文献２に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開平５－１５２２５９号公報

【文献】特開２００７－４８７８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上記従来技術において、ヘリカル研削によれば表面粗さが改善されるが、接触領域が増えてウェーハに対して抵抗力が大きくなったこと、例えば砥石の回転軸を下方に傾ければ、その分力によって、面取り加工時にウェーハが中心から先端に架けて曲げ変形し、つまり先端がだれることがあった。そして、曲げ変形が加工面の形状精度に影響を与え、より高精度な加工を行う上での障害となっていた。

【0010】

また、クーラント液の供給を単に、特許文献２に記載のように行っても、砥石の回転によって、クーラント液の流入及び滞留性が損なわれること、切屑の排出が悪くなること、により表面粗さの劣化のみならず砥石の寿命を短くする恐れがあった。

【0011】

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ヘリカル研削による面取り加工時に生じる被加工材の曲げ変形を無くし、加工精度を向上させると共に、クーラント液の流入及び滞留性、切屑の排出性を良くして表面粗さの向上、砥石の劣化を改善することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するため、本発明は、板状の被加工材の端面をヘリカル研削する面取り加工装置において、前記被加工材の外周を研削する上研削砥石及び下研削砥石を備え、前記被加工材に当接するように、前記上研削砥石は下端部分に傾斜面を有し、前記下研削砥石は上端部分に傾斜面を有し、前記上研削砥石と前記下研削砥石とは回転軸が略同芯となるように配置されたものである。

【0013】

さらに、上記において、前記上研削砥石と前記下研削砥石とで前記被加工材を加工する研削溝が形成され、前記下研削砥石は、前記上研削砥石に対して前記被加工材の厚さより小さい隙間を持って配置されていることが望ましい。

【0014】

さらに、上記において、前記隙間は、前記研削溝の回転軸方向における中央に設けられたことが望ましい。

【0015】

さらに、上記において、前記隙間は０.１～１ｍｍとされたことが望ましい。

【0016】

さらに、上記において、前記上研削砥石と前記下研削砥石の回転軸は、前記被加工材の外周の接線方向に３～１５°傾いていることが望ましい。

【0017】

さらに、上記において、前記上研削砥石は左回転、前記下研削砥石は右回転とし、前記上研削砥石へのクーラント液は前記被加工材の上側から、前記下研削砥石へのクーラント液は前記被加工材の下側から供給されることが望ましい。

【0018】

さらに、上記のものにおいて、前記クーラント液は、前記上研削砥石及び前記下研削砥石の回転方向に沿って流入されることが望ましい。

【0019】

さらに、上記のものにおいて、前記上研削砥石及び前記下研削砥石は逆回転されてツルーイングされることが望ましい。

【0020】

さらに、上記のものにおいて、厚さ方向の軸に対して回転軸を傾け、被加工材の端面に垂直方向より押し付けて当接する上研削砥石（上外周精研削砥石）と、上研削砥石の下方に回転軸の方向に隙間を有するように配置され、上研削砥石に対して回転方向が逆となる下研削砥石（下外周精研削砥石）と、を備えても良い。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、加工時に生じる被加工材の曲げ変形を無くし、加工精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態に係る面取り装置の主要部を示す正面図

【図2】一実施形態における外周精研スピンドル部の一部を拡大した側面図

【図3】一実施形態における全体の主要部を示す平面図

【図4】一実施形態における加工部の構成を示す平面図

【図5】一実施形態における外周精研スピンドル部の加工中の状態を示す側面図

【図6】一実施形態におけるクーラントノズルを説明する平面図

【図7】従来技術による加工後のウェーハＷの形状を示す断面図

【図8】一実施形態における加工後のウェーハＷの形状を示す断面図

【図9】一実施形態におけるツルーイング動作を示す側面図

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る面取り装置の主要部を示す正面図である。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。

【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ステッピングモータから成るＸ軸駆動機構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ステッピングモータから成るＹ軸駆動機構によって図の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軸駆動機構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（板状の被加工材）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。

【0028】

また、ウェーハテーブル３４の下部には、ウェーハＷの周縁を仕上げ面取りする砥石のツルーイングに用いるツルーイング砥石４１（以下ツルアー４１と称する）が、ウェーハテーブル回転軸心ＣＷと同芯に取り付けられている。

【0029】

このウェーハ送りユニット２０によって、ウェーハＷ及びツルアー４１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。

【0030】

砥石回転ユニット５０は、外周粗研削砥石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を中心に回転駆動される外周砥石スピンドル５１、上方に配置されたターンテーブル５３に取り付けられた上外周精研スピンドル５４及び上外周精研モータ５６を有している。同じくターンテーブル５３に下固定枠５９（図１では、一部切り欠いて図示）を介して下外周精研スピンドル５７及び下外周精研モータ（図示せず）が設けられている。

【0031】

上外周精研スピンドル５４及び下外周精研スピンドル５７は、ウェーハＷの回転軸に対して回転軸が３～１５°、望ましくは６～１０°傾斜させた状態でウェーハＷの外周面取りの仕上げ加工を行う。これにより、ヘリカル研削が行われ、ウェーハＷの面取り部には斜め方向に弱い研削痕が発生するものの、通常研削に比べ面取り部の表面粗さが改善される効果が得られる。

【0032】

図２は、外周精研スピンドル部の一部を拡大した側面図であり、上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上外周精研削砥石（上研削砥石）５５－１が取り付けられ、同様に、下外周精研スピンドル５７には下外周精研削砥石（下研削砥石）５５－２が上外周精研削砥石５５－１に対してウェーハＷの厚さより小さい０.１～１ｍｍ程度の隙間を持って回転軸が略同芯となるように取付けられる。

【0033】

また、上外周精研削砥石５５－１と下外周精研削砥石５５－２とは回転方向が逆回転、つまり反対回転となるように上外周精研スピンドル５４、下外周精研スピンドル５７でそれぞれ駆動される。ウェーハＷを加工するための研削溝は、上外周精研削砥石５５－１と下外周精研削砥石５５－２とで形成される。隙間は、その研削溝の回転軸方向における略中央に設けられる。

【0034】

ウェーハ加工プロセスは、スライス→面取り→ラップ→エッチング→ドナーキラー→精面取りの順で行われ、工程間には汚れを取り除くため、各種洗浄が用いられる。シリコン等は固くてもろく、ウェーハの端面がスライシング時の鋭利なままでは、続く処理工程での搬送や位置合わせなどの取り扱い時に容易に割れたり欠けたりして、断片がウェーハ表面を傷つけたり汚染したりする。これを防ぐため、面取り工程では切り出されたウェーハの端面をダイヤモンドでコートされた面取り砥石で面取りする。

【0035】

面取り工程は、ラッピング工程の後に行なわれることもある。この時、バラツキのある外周の直径を合わせ、オリエンテーションフラット（ＯＦ）の幅の長さを合わせることや、ノッチと呼ばれる微少な切り欠きの寸法を合わせることも含まれる。

【0036】

図３は、面取り装置１０全体の主要部を示す平面図であり、供給回収部は、面取り加工するウェーハＷをウェーハカセット７０から供給すると共に、面取り加工されたウェーハをウェーハカセット７０に回収する。この動作は供給回収ロボット４０で行われる。ウェーハカセット７０はカセットテーブル７１にセットされ、面取り加工するウェーハが多数枚収納されている。供給回収ロボット４０はウェーハカセット７０からウェーハＷを１枚ずつ取り出したり、面取り加工されたウェーハをウェーハカセット７０に収納したり、する。

【0037】

供給回収ロボット４０は３軸回転型の搬送アーム８０を備えており、搬送アーム８０は、その上面部に図示しない吸着パッドを備えている。搬送アーム８０は、吸着パッドでウェーハの裏面を真空吸着してウェーハＷを保持する。すなわち、この供給回収ロボット４０の搬送アーム８０は、ウェーハＷを保持した状態で前後、昇降移動、及び旋回することができ、この動作を組み合わせることによりウェーハの搬送を行う。

【0038】

面取り装置１０は正面部に配置されており、ウェーハＷの外周面取りの全加工、すなわち、粗加工から仕上げ加工までを行う。この面取り装置１０はウェーハ送りユニット２０、砥石回転ユニット５０から構成されている。

【0039】

図４は、加工部の構成を示す平面図であり、加工開始前の待機状態では、ウェーハテーブル３４に保持されるウェーハＷは、その中心がウェーハテーブル３４の回転軸と一致するように配置される。このとき、ウェーハＷのＯＦ部は所定方向を向くように配置される。

【0040】

また、外周粗研削砥石５２及び外周精研削砥石５５を構成する上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２は、ウェーハＷからそれぞれ所定距離離れた位置に位置している。具体的には、外周粗研削砥石５２の回転中心はウェーハＷの回転中心に対してＹ軸方向に所定距離だけ離れた位置に配置され、かつ上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２の回転中心はウェーハＷに対してＸ軸方向に所定距離離れた位置に配置される。

【0041】

まず始めに、アライメント動作が行われる。このアライメント動作では、ウェーハテーブル３４に保持されたウェーハＷと外周粗研削砥石５２及び外周精研削砥石５５との上下方向（Ｚ軸方向）について相対的な位置関係が調整される。

【0042】

アライメント動作が完了したら、外周砥石スピンドル５１が駆動される。次に、外周粗研削砥石５２による研削（粗加工）を開始する。具体的には、外周粗研削装置６２のＹ軸モータ（図示せず）が駆動され、外周砥石スピンドル５１がＹ軸方向に沿ってウェーハテーブル３４に向かって送られる。

【0043】

外周粗研削砥石５２は、直径２００ｍｍのダイヤモンド砥粒のメタルボンド砥石で、粒度＃８００である。また、外周砥石スピンドル５１は、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で、回転速度８，０００ｒｐｍで回転される。

【0044】

ウェーハテーブル３４に向かって外周砥石スピンドル５１が送られると、ウェーハＷの外周が外周粗研削砥石５２に形成された外周粗研削用の研削溝に接触し、ウェーハＷの外周部が外周粗研削砥石５２により研削されて、ウェーハＷの外周面取りの粗加工が開始される。

【0045】

外周粗研削砥石５２による粗加工が開始された後、ウェーハテーブル３４に保持されたウェーハＷが一定速度で矢印方向に回転を開始する。この回転角度、つまり加工点が直線部となるＯＦ部に至ると、外周砥石スピンドル５１をＹ方向、ウェーハテーブル３４に向かう送り量を多くすると共に、外周砥石スピンドル５１をＸ方向に直線移動させ直線部を加工する。その後、直線部の加工を終了すると、再び、ウェーハテーブル３４に保持された板状のウェーハＷを一定速度で矢印方向に回転させ、残りの円形部を研削して外周粗研削砥石５２による粗加工を終了する。

【0046】

次に、外周精研削砥石５５である上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２による仕上げ加工が同様に行われる。上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２は、ダイヤモンド砥粒のレジンボンド砥石が適している。また、上外周精研スピンドル５４及び下外周精研スピンドル５７は、同芯とされ、その回転軸をウェーハテーブル３４の回転軸に対してウェーハＷの外周の接線方向に３～１５°、望ましくは６～１０°、つまり、ウェーハＷの面に垂直な方向に対して傾斜させた状態でウェーハＷの外周面取りの仕上げ加工が行われる。

【0047】

さらに、上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２は、一組となって、面取り用加工溝はツルアー４１によって形成される。また、上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２は同じ材料で、例えば、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｕ等の金属粉等を主成分とし、ダイヤモンド砥粒を混ぜて成形したものが用いられる。その材質は、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン樹脂又はポリエチレン樹脂等を主成分とし、ダイヤモンド砥粒や立方晶窒化ホウ素砥粒を混ぜて成形したものが望ましい。

【0048】

また、上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２は、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が用いられる。上外周精研スピンドル５４及び下外周精研スピンドル５７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で、回転速度３５，０００ｒｐｍで回転される。

【0049】

ツルアー４１の材質は、外周粗研削砥石５２によって加工することができる一方、上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２を研削することができるものを採用する。例えば炭化珪素からなる砥粒を、必要に応じて充填剤等も加えてフェノール樹脂で結合し、これを円盤状のツルアー４１に成形したものが望ましい。また、ツルアー４１は、加工されるウェーハＷと同等以下の外径であり、同厚の円盤状ＧＣ（Ｇｒｅｅｎ ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ）砥石、又はＷＡ（Ｗｈｉｔｅ ｆｕｓｅｄ ａｌｕｍｉｎａ）砥石でも良く、砥石の粒度は＃３２０程度が良い。

【0050】

また、研削砥石は、ポーラスな表面を有する面取り砥石素材に飽和脂肪酸溶液と共に潤滑剤を供給し、表面を乾燥させて潤滑剤含浸砥石とし、この潤滑剤を含む砥石を研削時に水冷却で使用することが望ましい。

【0051】

図５は、外周精研スピンドル部の加工中の状態を示す側面図であり、上外周精研スピンドル５４及び下外周精研スピンドル５７の回転方向と力、クーラント液の流入、滞留、切屑の排出の関係を示している。上外周精研スピンドル５４は左回転（矢印Ａが示す方向図面視左から右へ回転）し、ウェーハＷの回転軸に対して時計方向に傾斜、図で左から右に下方に傾斜しているので、ウェーハＷに対して矢印Ａのように力が加わる。ウェーハＷは中央が保持され、外周は自由端となっているので、分力により下に曲げられるようになる。一方、下外周精研スピンドル５７は、右回転（矢印Ｂが示す方向図面視右から左へ回転）し図で右から左に上方に傾斜しているので、ウェーハＷに対して矢印Ｂのように力が加わる。

【0052】

上外周精研削砥石５５－１及び下外周精研削砥石５５－２との隙間は回転軸方向に中央で対称となっているので、ウェーハＷと上外周精研削砥石５５－１及び下外周精研削砥石５５－２との接触面積は等しくなる。したがって、それぞれの研削抵抗がつり合い、ウェーハＷを曲げるような力を生じない。これにより、ウェーハＷが中心から先端に架けて曲げ変形することがなく、曲げ変形による加工面の形状精度に影響を与えることがない。

【0053】

矢印Ｃ、Ｄは、クーラント液の流入方向を示し、ウェーハＷの上側は、上外周精研削砥石５５－１の回転方向、半時計方向に沿って、図５で左側からウェーハＷの外周から中心に向かって流入させる。下側は、下外周精研削砥石５５－２の回転方向、時計方向に沿って右側からウェーハＷの外周から中心に向かって流入させる。

【0054】

図６は、外周精研削砥石５５でウェーハＷの外周を面取り研削するときのクーラントノズルを説明する平面図であり、ウェーハテーブル３４（図１）の近傍にクーラントノズル７１Ａ、７１Ｂを設けた例である。クーラントノズル７１ＡはウェーハＷの上面内側にクーラント液９１Ａを供給する。供給されたクーラント液９１Ａは噴射力と上外周精研削砥石５５－１の回転による遠心力によって研削ポイントに到達する。また、クーラントノズル７１ＢはウェーハＷの下面内側に図示しないクーラント液を供給する。供給されたこのクーラント液は噴射力と下外周精研削砥石５５－２の回転による遠心力によって研削ポイントに到達する。

【0055】

図６ではクーラントノズル７１Ａ、７１Ｂの噴射口を研削ポイントに近づけているが、上外周精研削砥石５５－１と下外周精研削砥石５５－２の回転方向は逆となっているので、必ずしも研削ポイントに近づける必要はない。そして、両側から流入されたクーラント液は、上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２の回転に伴って、それぞれ加速されるが、ウェーハＷの中心付近の加工ポイントでぶつかり合い流入速度が弱められる。したがって、クーラント液は、加工ポイントで滞留し、ウェーハＷと上外周精研削砥石５５－１及び下外周精研削砥石５５－２を十分冷却し、隙間から流出していく。また、研削に伴う研削屑は、クーラント液の流入、流出とともに隙間より排出、除去され、クーラント液の効果を促進してヘリカル研削の効果を高め、加工品質の向上を図ることができる。

【0056】

以上により、砥石の切削点へ潤滑剤が確実に供給されて切削点温度を所定温度以下にすることができる。また、冷却液を水とすれば冷却液による環境汚染を防止できる。さらにウェーハ面取り装置では、砥石に潤滑剤を含浸させれば、長期にわたり潤滑剤を切削点に供給可能であり、そのうえ冷却液を水として低温かつ環境に配慮した加工が可能となる。さらに、研削屑が隙間から排出されるので加工面に落下することがなく、加工面に研削屑等によるキズ、引っ掻きによる条痕を生じることがない。

【0057】

さらに、ウェーハＷを固定するウェーハテーブル３４の大きさは、固定及び研削抵抗を考慮して決めなければならないが、上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２を逆回転としたことにより、ウェーハＷの変形や撓み、歪などの加工精度への影響を避けると共に、上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２を柔らかいレジンボンド砥石とすることで、その振れ等の衝撃を緩和することができる。

【0058】

さらに、通常、外周精研削砥石５５の傾斜角度があまりに大きいと、研削抵抗の増大、端面における上下角部の欠け、キズなどの点で好ましくないが、上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２の回転を逆回転とすることで、この点でも有利である。

【0059】

なお、上外周精研削砥石５５－１と下外周精研削砥石５５－２との回転軸は、略同芯としたが、必ずしも正確な同芯である必要はなく、回転数、ウェーハＷ及び研削砥石の材質、ヘリカル研削のために傾けた角度などの加工条件により、適宜ずらすことでも良い。また、同様に、それぞれの回転数も正確に一致させる必要はなく、どちらか一方の回転数を仕上がり状態、精度、クーラント液の流入状態、ヘリカル研削のために傾けた角度などの加工条件により小さくしても良い。

【0060】

図７は、従来技術による加工後のウェーハＷの形状を示す断面図であり、通常の外周精研削砥石５５で加工した切り込み位置でのウェーハＷの形状を示し、厚さが７４０μｍで上面Ａ１が３４０μｍ、Ｂ１が３００μｍ、θ１が４３°に対して下面Ａ２が２５０μｍ、Ｂ２が１９０μｍ、θ２が４０°と言うように、ウェーハＷが下方に曲げられることで面取り加工部の対称性が崩れていた。

【0061】

図８は、一実施形態における加工後のウェーハＷの形状を示す断面図であり、図７に対して、外周精研削砥石５５を上下に分離して上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２として逆回転させた場合のウェーハＷの形状を示す。厚さが７４０μｍで上面Ａ１が２９０μｍ、Ｂ１が２６０μｍ、θ１が４４°に対して、下面Ａ２が２９０μｍ、Ｂ２が２４０μｍ、θ２が４２°と言うように、面取り加工部の対称性が改善され、精度が向上している。

【0062】

図９は、ツルーイング動作を示した側面図であり、ウェーハテーブル３４の下部にウェーハテーブル回転軸心と同芯で取付けられ、ウェーハテーブル３４で回転される。ツルーイング動作は、最初にマスター砥石（図示せず）でツルアー４１の外周に面取り加工を行う。この加工においては、マスター砥石が回転速度８，０００ｒｐｍで回転されている。この状態でＺテーブル３１がＺ軸駆動機構３０によって移動され、ツルアー４１の高さがマスター砥石のマスター溝に一致する高さに位置決めされる。

【0063】

ツルアー４１の外周部が面取りされ、ツルアー４１の外周部にマスター溝の形状が転写される。マスター砥石のマスター溝の断面形状からツルアー４１の外周部の断面形状への転写が終了する。外周部にマスター溝の断面形状が転写されたツルアー４１を用いて、回転軸がウェーハＷの接線方向に傾斜した上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２を形成する。外周精研削砥石５５に形成される研削溝は、ウェーハＷの外径Ｄと同等の外径を有するツルーイング砥石で形成したものと同等となる。

【0064】

ツルーイング動作も上外周精研削砥石５５－１、下外周精研削砥石５５－２は逆回転させるので、外周研削のときと同様に、曲げ変形による加工面の形状精度に対する影響を受けず、研削屑も隙間から排出されるので、より正確な形状転写が行われる。

【符号の説明】

【0065】

Ｗ…ウェーハ、ガラスパネル（被加工材）、１０…面取り装置、１１…本体ベース、２０…ウェーハ送りユニット、２１…Ｘ軸ベース、２２…Ｘ軸ガイドレール、２３…Ｘ軸リニアガイド、２４…Ｘテーブル、２５…Ｘ軸駆動機構、２６…Ｙ軸ガイドレール、２７…Ｙ軸リニアガイド、２８…Ｙテーブル、２９…Ｚ軸ガイドレール、３０…Ｚ軸駆動機構、３１…Ｚテーブル、３２…θ軸モータ、３３…θスピンドル、３４…ウェーハテーブル、４０…供給回収ロボット、４１…ツルアー、５０…砥石回転ユニット、５１…外周砥石スピンドル、５２…外周粗研削砥石、５３…ターンテーブル、５４…上外周精研スピンドル、５５…外周精研削砥石、５５－１…上外周精研削砥石（上研削砥石）、５５－２…下外周精研削砥石（下研削砥石）、５６…上外周精研モータ、５７…下外周精研スピンドル、５９…下固定枠、６２…外周粗研削装置、７０…ウェーハカセット、７１…カセットテーブル、７１Ａ、７１Ｂ…クーラントノズル、８０…搬送アーム、９１Ａ…クーラント液

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】