特許 7158702 面取り研削装置

(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】2022-10-14

(45)【発行日】2022-10-24

(54)【発明の名称】面取り研削装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 9/00 20060101AFI20221017BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20221017BHJP

【ＦＩ】

B24B9/00 601H

H01L21/304 601B

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2018092658

(22)【出願日】2018-05-14

(65)【公開番号】P2019198899

(43)【公開日】2019-11-21

【審査請求日】2021-04-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000212566

【氏名又は名称】中村留精密工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114074

【弁理士】

【氏名又は名称】大谷 嘉一

(72)【発明者】

【氏名】岩瀬 比宇麻

【審査官】山内 康明

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３４５７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１１１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０３３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３３０７８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】欧州特許出願公開第００９６２２８２（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ ９／００

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外径１０～３００ｍｍで厚み２００～８００μｍの 円盤状のワークを載置及び回転制御する回転テーブルと、
前記ワークの周端部に接触させて面取り研削を行うための砥石を備え、
前記砥石の回転軸と前記回転テーブルの回転軸が平行に配置されているとともに、前記砥石とワークとの相対的な移動軌跡は水平方向のＸ軸制御、上下方向のＺ軸及びＺ軸廻りのＣ軸制御され、
前記ワークは周端部が前記回転テーブルの外周端部から所定の寸法だけオーバーハングさせた状態で当該回転テーブルに載置してあり、前記砥石の相対的移動軌跡はワークの面取り形状に合せてＮＣプログラム制御され、前記ワークの周端部が回転テーブルの外周端部からオーバーハングしているオーバーハング量Ｈが、前記ワークの厚みＴｍｍに対して５×Ｔｍｍ以内であり、
前記砥石の外形形状は円盤状であって、
その周端部断面形状は曲率半径Ｒからなる凸形状であり、
前記曲率半径Ｒは前記オーバーハング量Ｈの１／２以下であることを特徴とする面取り研削装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は半導体デバイスに用いられているウエハ等の円盤状の形状をしたワークの周端部を面取り加工するための研削装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ウエハ等として用いられる基板は、シリコン，炭化ケイ素等の脆性材料であり、端部がシャープエッジのままでは取り扱い時に割れたり、欠けたりする恐れやウエハの表面を傷つける恐れがある。
そこで、円盤状の周端部の面取り加工が必要となる。
そこで従来は、例えば図４に示すように回転テーブル２にワーク１を芯出しした状態に載置するとともに、砥石取付装置３に取り付ける砥石１００の外周面に溝部１０１を形成し、この溝形状にならわせるようにワーク１の周端部を接触させることで面取り加工が行われていた。
しかし、この方法では砥石の溝形状が摩耗により変形すると、それに合せてワークの面取り形状が変化してしまう技術的課題があった。
また、ワークの面取り形状はワークの材質，大きさ等や用途等に応じて各種形状のものが要求されており、それに対応できる面取り加工装置が要求されている。
特許文献１には、ウエハと砥石とを相対的にＺ軸方向，Ｙ軸方向に移動制御させたウエハの面取り加工方法を開示する。
しかし、同公報に開示する面取り加工方法は、ウエハの回転軸方向と砥石の回転軸方向とが直交しているため砥石径が大きくなると、装置が大きくなるだけでなく、ウエハにびびり振動が発生しやすく面取り品質に大きな影響を与える恐れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－２４７２７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、面取り形状の設定自由度が高く、加工品質に優れ、コンパクトな面取り研削装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係る面取り研削装置は、円盤状のワークを載置及び回転制御する回転テーブルと、前記ワークの周端部に接触させて面取り研削を行うための砥石を備え、前記砥石の回転軸と前記回転テーブルの回転軸が平行に配置されているとともに、前記砥石とワークとの相対的な移動軌跡は水平方向のＸ軸制御、上下方向のＺ軸及びＺ軸廻りのＣ軸制御され、前記ワークは周端部が前記回転テーブルの外周端部から所定の寸法だけオーバーハングさせた状態で当該回転テーブルに載置してあり、前記砥石の相対的移動軌跡はワークの面取り形状に合せてＮＣプログラム制御されていることを特徴とする。

【0006】

ここで、砥石の相対的移動軌跡とは、砥石をワークの周端部に接触させながら、所定の面取り形状に創成するために移動する軌跡をいい、この動きがＮＣプログラム制御されている。

【0007】

本発明においては、前記ワークの周端部が回転テーブルの外周端部からオーバーハングしているオーバーハング量Ｈが、前記ワークの厚みＴｍｍに対して１０×Ｔｍｍ以内であるのが好ましい。
ウエハとしてはφ１０～３００ｍｍのものが使用され、厚みは２００～８００μｍのものがウエハの大きさに合せて採用されている。
このように、うすい円盤状のワークにあっては、回転テーブルの載置面の外周端部から突出するオーバーハング量Ｈが大きくなり過ぎると、面取り研削時のワークの安定性が低下する。
そこで、ワークの厚みＴｍｍに対してオーバーハング量Ｈを１０×Ｔｍｍ以内にするのがよい。
好ましくはオーバーハング量Ｈが５×Ｔｍｍ以内である。

【0008】

本発明に係る面取り研削装置は、砥石の回転軸が回転テーブルの回転軸と平行になるように配置され、ワークの周端部の面取り形状が所定の形状に創成されるようにワークの周端部の上面側と下面側との間をＮＣプログラムにより位置制御されながら移動する。
そこで本発明においては、前記砥石の外形形状は円盤状であって、その周端部断面形状は曲率半径Ｒからなる凸形状であり、前記曲率半径Ｒは前記オーバーハング量Ｈの１／２以下であるのが好ましい。
ここで、砥石の周端部の断面形状を曲率半径Ｒからなる凸形状と表現したのは、凸形状を半円形状に限定するものではなく、凸面であれば自由曲面でもよく、凸面の形状の曲率を曲率半径Ｒで表現すると、そのＨ×１／２以下であることをいう。
このようにすると砥石がワークの下面側の面取り加工を行う際に砥石の先端が回転テーブルの外周壁（外周面）に干渉するのを防ぐことができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明においては、砥石とワークとの相対位置をＮＣプログラムでＸ軸，Ｚ軸，Ｃ軸の移動量を同期制御しているので、要求される各種面取り形状に合せてワークの周端部の下面側あるいは上面側を研削することができる。
これにより砥石の摩耗量に合せて移動量を補正することもでき、面取り品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る面取り研削装置の構成例を示し、（ａ）は回転テーブルと砥石取付装置の位置関係を示し、（ｂ）は砥石の移動軌跡の例を示す。

【図2】（ａ）は砥石の例を示し（ｂ）は部分拡大図を示す。

【図3】（ａ），（ｂ）は面取り形状と砥石の移動軌跡の関係を示す。

【図4】従来の面取り研削装置の例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明に係る面取り研削装置の構成例を以下、図に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すように、円板状のワーク１を芯出しした状態で載置する回転テーブル２を有する。
ワークを回転テーブル２に載置し保持するための手段に制限はないが、例えば吸引保持する例がある。
ワーク１はＺ軸廻り回転速度Ｗ_１に制御されている。
これに対して、砥石１０を装着し回転テーブル２の回転軸と平行なＺ軸廻りの回転速度Ｗ_２にて回転制御するための砥石取付装置３を有する。
砥石１０は砥石取付装置３の図示を省略した移動制御機構により、ワーク１と水平方向のＸ軸，上下方向のＺ軸，Ｚ軸廻りのＣ軸が制御されている。
砥石３の移動軌跡は、ＮＣプログラムにより制御されており、その例を図１（ｂ）に示す。
ワーク１の周端部１ａは回転テーブル２の外周面（外周壁）２ａから外側にオーバーハング量Ｈｍｍだけオーバーハングさせた状態で、この回転テーブル２にワーク１が芯出しされた状態で載置されている。
これに対して図２に示すように、砥石１０の外形は円盤状になっているとともに、本実施例は粗砥石１３，細砥石１２，仕上げ砥石１１の３種のメタルボンドダイヤモンドホイールの例となっている。
このような砥石を用いると、面取り形状の研削創成からみがき仕上げまでを連続的に行うことができる。

【0012】

各砥石の周端部の断面形状は、曲率半径Ｒの凸形状になっている。
この曲率変形Ｒは図１（ｂ）に示すように、回転テーブル２の外周面（外周壁）２ａと干渉しないようにオーバーハング量Ｈの１／２以下になっている。
本実施例においては、ワークの厚みＴ＝０．７ｍｍ，オーバーハング量Ｈ＝３．０ｍｍ，曲率半径Ｒ＝１．５ｍｍの例となっている。
ワーク１の回転速度Ｗ_１と砥石１０の回転速度Ｗ_２との速度差にて、ワークの周端部が面取り研削される。

【0013】

図１（ｂ）にて、砥石１０の砥先の動きを２点鎖線で示し、曲率半径Ｒの中心部の動きを１点鎖線で示す。
このような移動軌跡を砥石１０がたどることでワーク１の周端部には、下面側の面取り面１ｄ，先端部の面取り面１ｃ，上面側の面取り面１ｂが形成される。
これにより例えば、図３に示すようにワークの素材のエッジ部の研削領域１ｅを除去するように砥石１０の砥先が矢印で示すように移動することで、下側の面取り面１ｄと上側の面取り面１ｂとで、研削代を自由に変化させることもできる。
また、面取り形状を創成する手順は、ワークの周端部の上面側から下面側に向けて移動制御してもよい。
また、砥石の移動量は摩耗量に合せてＮＣプログラム上にて補正することもできる。
図３に示したように上面側の面取り面１ｂと、下面側の面取り面１ｄとで形状が相違する場合には、ワーク１の上面側と下面側とを交互に逆にセットすることで、砥石摩耗の均一化を図ることもできる。

【符号の説明】

【0014】

１ ワーク
２ 回転テーブル
３ 砥石取付装置
１０ 砥石

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】