JP7046670B2 - Chamfering system and truing equipment used for it - Google Patents
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Description
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、特に半導体ウエーハ、ガラスパネル等のウエーハ外周部の面取りを行うウエーハ面取り機を複数有する面取り加工システム及びそれに用いられるツルーイング装置に関し、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。 The present invention particularly relates to a chamfering system having a plurality of wafer chamfering machines for chamfering various materials such as silicon, sapphire, compounds, and glass, particularly a wafer outer peripheral portion such as a semiconductor wafer and a glass panel, and a truing device used thereof. It is suitable for grinding by tilting the grindstone with respect to the plate-shaped workpiece.
近年、ウエーハの品質向上の要求が強く、ウエーハ端面(エッジ部)の加工状態が重要視されている。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エーハは、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、ウエ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。 In recent years, there has been a strong demand for improving the quality of wafers, and the processing state of the end face (edge portion) of the wafer has been regarded as important. Semiconductor wafers such as silicon wafers used for manufacturing semiconductor devices and the like are chamfered by grinding the edges and mirror chamfered by polishing in order to prevent chipping due to handling. That is, in the semiconductor manufacturing process, quality improvement of edge characteristics is an indispensable process from wafer manufacturing to device manufacturing.
シリコン等は固くてもろく、ウエ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、断片がウエーハ表面を傷つけたり汚染したりする。これを防ぐため、切り出されたウエ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。 Silicone is hard and brittle, and if the end face of the wafer remains sharp during slicing, it will easily crack or chip during handling such as transportation and alignment in the subsequent processing process, and the fragments will damage or contaminate the wafer surface. Or something. To prevent this, the end face of the cut wafer is chamfered with a diamond-coated chamfering wheel.
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ている。また、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。 In addition, masking printing and sensor electrode formation are performed on a thin and lightweight glass substrate of smartphones and tablets, and then cutting is performed. In addition, the processing quality of chamfering, the roughness of the processed surface, the generation of microcracks, etc. directly affect the end face strength of the glass substrate.
さらに、通常の研削ではレジン砥石の回転軸に対してウエ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、ウエーハに対して例えばレジンボンド砥石(レジン砥石)を傾けてウエ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。 Further, in normal grinding, the chamfered portion is ground in a state where the main surface of the wafer is perpendicular to the rotation axis of the resin grindstone, but in this case, grinding marks in the circumferential direction are likely to occur in the chamfered portion. Therefore, it is known to perform so-called helical grinding in which, for example, a resin bond grindstone (resin grindstone) is tilted with respect to the wafer to grind the chamfered portion of the wafer.
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、半導体ウエーハの周縁を研磨する半導体ウエーハの面取り方法において、砥石の回転軸を半導体ウエーハ外周の接線方向に傾けて半導体ウエ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エ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、2に記載されている。
In particular, in order to improve the roughness accuracy of the chamfered surface and not reduce the polishing efficiency, in the chamfering method of the semiconductor wafer for polishing the peripheral edge of the semiconductor wafer, the rotation axis of the grindstone is tilted in the tangential direction of the outer periphery of the semiconductor wafer. It is known that by polishing the peripheral edge, the direction of movement of the abrasive grains of the grindstone is inclined with respect to the polished surface of the semiconductor wafer, which is described in
また、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、ウエ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。 In addition, when helical grinding is performed, not only the processing distortion of the chamfered portion is reduced as compared with normal grinding, but also the chamfered portion of the wafer and the grindstone are in surface contact, the contact area is increased, and the surface roughness of the chamfered portion is improved. The effect is obtained.
また、ウエーハ面取り機は量産ラインで採用されているが、通常1台で2~12カセットに収納されたウエーハの加工が行われる。そのため、1台のウエーハ面取り機は二つのウエーハ加工が可能で、研削砥石の回転軸を2軸設けた2軸面取り機とされることが多い。さらに、実際の量産ラインでは、ウエーハ面取り機が複数台設置され、研削部が50軸に至る加工を行う面取り加工システムとされていることもある。 Wafer chamfering machines are used in mass production lines, but usually one wafer is used to process wafers stored in 2 to 12 cassettes. Therefore, one wafer chamfering machine can perform two wafer machining, and is often a biaxial chamfering machine provided with two rotation axes of a grinding wheel. Further, in an actual mass production line, a plurality of wafer chamfering machines are installed, and the grinding unit may be a chamfering processing system for processing up to 50 axes.
さらに、ウエーハ面取り機で面取り加工するウエーハには所定の規格があり、ウエーハ面取り機は、その規格に合致するように加工条件を設定してウエーハの面取り加工を行うようにしている。通常は面取り加工されたウエーハの外形を測定して、規格通りにウエーハが面取り加工されているかが検査される。 Further, there is a predetermined standard for the wafer to be chamfered by the wafer chamfering machine, and the wafer chamfering machine sets the processing conditions so as to meet the standard and chamfers the wafer. Normally, the outer shape of the chamfered wafer is measured to inspect whether the wafer is chamfered according to the standard.
上記従来技術において、特許文献1、2に記載のものは、各ウエーハ面取り機において、ヘリカル研削を行う砥石のツルーイングを行っている。つまり、マスター砥石のマスター溝の断面形状から各ウエーハ面取り機に設けられたツルアーの外周部の断面形状へ転写し、転写されたツルアーを用いて、回転軸がウエーハWの接線方向に傾斜した砥石の溝形状を形成している。
In the above-mentioned prior art, those described in
したがって、ウエーハ面取り機が複数台設置された場合、正確にそれぞれの加工条件を設定した場合であっても、各ウエーハ面取り機において常に同じ形状のウエーハが面取り加工されるとは限らず、研削砥石の回転軸の傾き、磨耗具合、研削液の供給具合等により、厳密には異なる形状として加工される場合がある。 Therefore, when multiple wafer chamfering machines are installed, even if each machining condition is set accurately, the wafers of the same shape are not always chamfered in each wafer chamfering machine, and the grinding wheel is used. Strictly speaking, it may be processed into a different shape depending on the inclination of the rotating shaft, the degree of wear, the degree of supply of the grinding fluid, and the like.
具体的には、研削砥石の回転軸の傾き角度が各ウエーハ面取り機で異なると、ウエーハ端面の断面形状の対称性が異なる恐れがあった。そして、それを防ぐためには、加工後の検査工程で各ウエーハ面取り機の加工条件、特に研削砥石の回転軸の調整を行う必要があった。
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ウエーハ面取り機が複数台設置された場合、各ウエーハ面取り機の加工条件、特に研削砥石の回転軸の設定が異なったとしても、各ウエーハ面取り機で加工されたウエーハ端面の形状精度が所定範囲に入るようにして、全体で総合的に管理することにある。
Specifically, if the inclination angle of the rotation axis of the grinding wheel is different for each wafer chamfering machine, the symmetry of the cross-sectional shape of the wafer end face may be different. In order to prevent this, it is necessary to adjust the processing conditions of each wafer chamfering machine, particularly the rotation axis of the grinding wheel, in the inspection process after processing.
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and when a plurality of wafer chamfering machines are installed, even if the processing conditions of each wafer chamfering machine, particularly the setting of the rotation axis of the grinding wheel, are different, each wafer is used. The shape accuracy of the wafer end face processed by the chamfering machine is set within a predetermined range, and the overall control is performed.
特に、ヘリカル研削において、回転軸によるウエーハ端面の断面形状への影響を少なくして、多数の面取り加工を行う場合であっても、均一な品質を保ち、調整工程を減らして高い生産性を維持することにある。 In particular, in helical grinding, the influence of the rotating shaft on the cross-sectional shape of the wafer end face is reduced, and even when a large number of chamfering processes are performed, uniform quality is maintained, adjustment steps are reduced, and high productivity is maintained. To do.
上記目的を達成するため、本発明は、研削砥石を用いてウエーハ外周部の面取りを行うウエーハ面取り機を複数有する面取り加工システムにおいて、前記ウエーハ面取り機が複数台設置されたウエーハ面取りラインと、それぞれの前記ウエーハ面取り機で加工された前記ウエーハの端面形状を測定するウエーハ形状測定機と、前記ウエーハ形状測定機で測定された値から前記研削砥石の修正要否を判定するコントローラと、複数のマスター溝が設けられたマスター砥石を設け、前記マスター溝によって前記研削砥石の研削溝を形成可能とした砥石加工機と、を備え、前記コントローラは前記ウエーハ形状測定機で測定された値に基づいて複数の前記マスター溝からいずれかの前記マスター溝を決定し、前記砥石加工機は前記コントローラによって決定された前記マスター溝を用いて前記研削溝を形成するものである。 In order to achieve the above object, the present invention is a chamfering system having a plurality of waha chamfering machines for chamfering the outer peripheral portion of the waha using a grinding wheel, the waha chamfering line in which a plurality of the waha chamfering machines are installed, respectively. A waha shape measuring machine that measures the end face shape of the waha processed by the waha chamfering machine, a controller that determines whether or not the grinding wheel needs to be corrected from the values measured by the waha shape measuring machine, and a plurality of masters. A master grindstone provided with a groove is provided, and a grindstone processing machine capable of forming a grinding groove of the grinding wheel by the master groove is provided. The master groove is determined from the master groove, and the grindstone processing machine forms the grinding groove using the master groove determined by the controller.
さらに、上記において、前記コントローラは、前記ウエーハ形状測定機で測定された値を砥石形状データとして変換し、該砥石形状データと基準値との差に基づいて複数の前記マスター溝からいずれかの前記マスター溝の決定を行うことが望ましい。 Further, in the above, the controller converts the value measured by the wafer shape measuring machine into the grindstone shape data, and based on the difference between the grindstone shape data and the reference value, any one of the master grooves is used. It is desirable to make a master groove determination.
さらに、上記において、前記コントローラは、前記ウエーハ形状測定機で測定された値を前記研削砥石の回転軸の傾きと基準値との差を示す軸間差データとして変換し、該軸間差データに基づいて複数の前記マスター溝からいずれかの前記マスター溝の決定を行うことが望ましい。 Further, in the above, the controller converts the value measured by the wafer shape measuring machine into the inter-axis difference data indicating the difference between the inclination of the rotation axis of the grinding wheel and the reference value, and converts it into the inter-axis difference data. Based on this, it is desirable to determine one of the master grooves from the plurality of master grooves.
さらに、上記において、前記砥石加工機は、前記ウエーハ面取りラインにおけるそれぞれの前記ウエーハ面取り機で共通して用いることが可能とされたことが望ましい。 Further, in the above, it is desirable that the grindstone processing machine can be commonly used by each of the wafer chamfering machines in the wafer chamfering line.
さらに、上記において、前記ウエーハ面取りラインに設置された全ての前記ウエーハ面取り機に対して前記ウエーハ形状測定機で前記ウエーハの端面形状を測定し、前記コントローラによって、前記マスター溝を決定し、前記砥石加工機によって決定された前記マスター溝を用いて前記研削溝を形成することが望ましい。 Further, in the above, the end face shape of the wafer is measured by the wafer shape measuring machine for all the wafer chamfering machines installed in the wafer chamfering line, the master groove is determined by the controller, and the grindstone is determined. It is desirable to form the grinding groove using the master groove determined by the processing machine.
さらに、上記において、前記ウエーハ面取り機のそれぞれに対して決定した前記マスター溝をデータベース化して前記コントローラに記憶することが望ましい。 Further, in the above, it is desirable to create a database of the master grooves determined for each of the wafer chamfering machines and store them in the controller.
さらに、上記のものにおいて、所定の時間又は所定の前記ウエーハの加工枚数毎に前記ウエーハ形状測定機で前記ウエーハの端面形状を測定し、前記コントローラによって、前記マスター溝を決定し、前記砥石加工機によって決定された前記マスター溝を用いて前記研削溝を形成することが望ましい。 Further, in the above, the end face shape of the wafer is measured by the wafer shape measuring machine for a predetermined time or for each predetermined number of processed wafers, the master groove is determined by the controller, and the grindstone processing machine is used. It is desirable to form the grinding groove using the master groove determined by.
さらに、上記のものにおいて、前記ウエーハ面取りラインで前記ウエーハの総加工枚数が所定値に達したとき、前記ウエーハ形状測定機で前記ウエーハの端面形状を測定し、前記コントローラによって、前記マスター溝を決定し、前記砥石加工機によって決定された前記マスター溝を用いて前記研削溝を形成することが望ましい。 Further, in the above, when the total number of processed wafers reaches a predetermined value on the wafer chamfering line, the shape of the end face of the wafer is measured by the wafer shape measuring machine, and the master groove is determined by the controller. It is desirable to form the grinding groove using the master groove determined by the grindstone processing machine.
さらに、本発明は、ウエーハを面取りする研削砥石をツルーイング加工して研削溝を形成するツルーイング装置において、前記ウエーハの端面形状を測定した値から前記研削砥石の修正要否を判定するコントローラと、複数のマスター溝が設けられたマスター砥石を設け、前記マスター溝によって前記研削溝を形成可能とした砥石加工機と、を備え、前記コントローラは前記ウエーハの端面形状を測定した値に基づいて複数の前記マスター溝からいずれかの前記マスター溝を決定し、前記砥石加工機は前記コントローラによって決定された前記マスター溝を用いて前記研削溝を形成するものである。 Further, the present invention comprises a controller for determining whether or not the grinding wheel needs to be modified from a value obtained by measuring the end face shape of the waha in a growing device for forming a grinding groove by growing the grinding wheel for chamfering the waiha. A master grindstone provided with the master groove of the above is provided, and a grindstone processing machine capable of forming the grinding groove by the master groove is provided. Any of the master grooves is determined from the master groove, and the grindstone processing machine forms the grinding groove using the master groove determined by the controller.
また、上記のものにおいて、外周部に前記マスター溝の形状が転写されるツルアーと、該ツルアーを用いて、前記研削溝を形成することが望ましい。 Further, in the above, it is desirable to form the grinding groove by using the turret to which the shape of the master groove is transferred to the outer peripheral portion and the turret.
本発明によれば、それぞれのウエーハ面取り機で加工されたウエーハの端面形状を測定し、その値から研削砥石の修正要否を判定するコントローラを備え、複数のマスター溝を設けた砥石加工機からいずれかのマスター溝を決定する。そして、決定されたマスター溝を用いて研削砥石の研削溝を形成するので、研削砥石の回転軸の設定が各ウエーハ面取り機で異なったとしても、ウエーハの形状精度が所定範囲に入るようにすることができる。したがって、多数の面取り加工を行う場合であっても、均一な品質を保ち、調整工程を減らして高い生産性を維持できる。 According to the present invention, a grindstone processing machine provided with a plurality of master grooves is provided with a controller that measures the end face shape of the wafer processed by each wafer chamfering machine and determines whether or not the grinding wheel needs to be corrected from the value. Determine one of the master grooves. Then, since the grinding groove of the grinding wheel is formed using the determined master groove, the shape accuracy of the wafer is within a predetermined range even if the setting of the rotation axis of the grinding wheel is different for each wafer chamfering machine. be able to. Therefore, even when a large number of chamfering processes are performed, uniform quality can be maintained, adjustment steps can be reduced, and high productivity can be maintained.
以下、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加工システムの構成を示すブロック図である。1は、ウエーハ面取り機10が複数台設置されたウエーハ面取りラインである。ウエーハ面取りライン1は、研削砥石55(図2)をそれぞれ2軸、AB、CD、EFとして設けたウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…とされている。2はウエーハ形状測定機であり、ウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…で加工されウエーハWの端面形状などを測定する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a chamfering processing system according to an embodiment of the present invention.
3は、ツルーイング装置であり、コントローラ3-1、砥石加工機3-2を有している。ツルーイング装置3は、ウエーハ形状測定機2で測定した結果が入力され、砥石形状データとして変換する。変換された砥石形状データによってコントローラ3-1で研削砥石の修正要否を判定し、砥石形状データと基準値との差に基づいて研削砥石55(図2)を修正するためのマスター溝群143(図8、9)のいずれかのマスター溝143-1…を決定する。決定されたマスター溝143-1…を用いて、砥石加工機3-2で研削砥石55(図2)をツルーイング加工して研削砥石55(図2)の研削溝を形成する。
Reference numeral 3 denotes a truing device, which has a controller 3-1 and a grindstone processing machine 3-2. The truthing device 3 inputs the result measured by the wafer
図2は、ウエーハ面取り機の主要部を示す正面図である。ウエーハ面取り機10は、ウエーハ送りユニット20、砥石回転ユニット50、図示しないウエーハ供給/収納部、ウエーハ洗浄/乾燥部、ウエーハ搬送手段、及びウエーハ面取り機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。
FIG. 2 is a front view showing a main part of the wafer chamfering machine. The
ウエーハ送りユニット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。
The
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が組み込まれている。
The X table 24 is moved in the Y direction in the figure by a Y-axis drive mechanism including two Y-axis guide rails 26, 26, four Y-axis
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が組み込まれている。
The Y table 28 is guided by two Z-axis guide rails 29 and 29 and four Z-axis linear guides (not shown), and is moved in the Z direction in the figure by a Z-
Zテーブル31には、θ軸モータ32、θスピンドル33が組み込まれ、θスピンドル33にはウエーハW(板状の被加工材)を吸着載置するウェーハテーブル34が取り付けられている。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。
A θ-
このウエーハ送りユニット20によって、ウエーハW及びツルアー41は図のθ方向に回転されると共に、X、Y、及びZ方向に移動される。
By the
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に取り付けられた外周精研スピンドル54及び外周精研モータ56を有している
In the
図3は、研削砥石55の部分を拡大した側面図であり、外周精研スピンドル54にはウエーハWの外周を仕上げ研削する面取り用砥石である研削砥石55が取り付けられる。外周精研スピンドル54は、ウエーハWの回転軸Rに対して3~20度傾斜させた状態でウエーハ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、ウエーハ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。
FIG. 3 is an enlarged side view of the portion of the
ウエ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、ウエ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、断片がウエ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エ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。 The wafer processing process is performed in the order of slicing → chamfering → wrapping → etching → donor killer → fine chamfering, and various cleanings are used to remove stains between the processes. Silicone is hard and brittle, and if the end face of the wafer remains sharp during slicing, it will easily crack or chip during handling such as transportation and alignment in the subsequent processing process, and the fragments will damage or contaminate the wafer surface. Or something. In order to prevent this, in the chamfering process, the end face of the cut wafer is chamfered with a chamfering grindstone coated with diamond.
研削砥石55は、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。
As the
また、研削砥石55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。外周精研スピンドル54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。
The grinding
図4は、研削砥石55とウエーハWとの関係を示す断面図であり、回転軸Rを傾けた状態である。研削砥石55の研削溝は、上面斜面55u、中央部55C、下面斜面55dとされ、上面斜面55uは被加工材であるウエーハWの上面、下面斜面55dは下面との接触領域となる。加工されたウエーハWの上部及び下部となる上下両端(Tu、Tdの領域)は、中央部Cと比べて条痕が斜面の分、異なる向きの条痕となる。そして、ヘリカル研削の効果が十分に得られ、中央部と遜色なく加工歪み、表面粗さが改善される。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the relationship between the
図5は、加工後のウエーハWの形状を示す断面図である。回転軸Rの傾きは、基準値が例えば15度とされていても、厳密には図1におけるウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…毎に異なる、つまり軸間差を持って設定される。また、回転軸Rの傾きがウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…で同じとしても、回転軸Rに対する研削砥石55の傾き、形状が異なる。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the shape of the wafer W after processing. Strictly speaking, the inclination of the rotation axis R differs for each wafer chamfering machine 10-1, 10-2, 10-3 ... In FIG. 1, even if the reference value is set to 15 degrees, that is, there is a difference between the axes. Is set. Further, even if the inclination of the rotating shaft R is the same for the wafer chamfering machines 10-1, 10-2, 10-3, etc., the inclination and shape of the
回転軸Rに対する研削砥石55の傾きも軸間差とみなすことができる。さらに、軸間差以外にもウエーハWを固定するウェーハテーブル34の傾き、ウエーハWの固定状態、研削抵抗、磨耗具合、研削液の供給具合等のウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…の号機毎の違いにより、加工面の形状精度に影響を与える。
The inclination of the
図5は、加工後のウエーハWの形状を示す断面図の一例であり、図5(a)は、厚さが740μmで上面A1が290μm、B1が260μm、θ1が44度に対して、下面A2が290μm、B2が240μm、θ2が42度で加工された例である。回転軸Rの軸間差などによって、A1、B1、θ1、A2、B2、θ2の値がウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…の号機毎に異なって加工される。 FIG. 5 is an example of a cross-sectional view showing the shape of the wafer W after processing. FIG. 5 (a) shows a thickness of 740 μm, an upper surface A1 of 290 μm, a B1 of 260 μm, and a θ1 of 44 degrees, while the lower surface thereof. This is an example in which A2 is processed at 290 μm, B2 is processed at 240 μm, and θ2 is processed at 42 degrees. The values of A1, B1, θ1, A2, B2, and θ2 are processed differently for each wafer chamfering machine 10-1, 10-2, 10-3, etc. due to the difference between the axes of the rotating shaft R and the like.
また、図5(b)は、加工後のウエーハWの形状を示す断面図の一例であり、厚さが740μmで上面A1が340μm、B1が300μm、θ1が43度に対して下面A2が250μm、B2が190μm、θ2が40度と言うように、面取り加工部の対称性が崩れて加工される場合もある。上記のことから、ウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…の号機毎に諸条件、特に回転軸の傾きの調整が重要であった。 Further, FIG. 5B is an example of a cross-sectional view showing the shape of the wafer W after processing. The thickness is 740 μm, the upper surface A1 is 340 μm, B1 is 300 μm, θ1 is 43 degrees, and the lower surface A2 is 250 μm. , B2 is 190 μm, θ2 is 40 degrees, and the symmetry of the chamfered portion may be broken. From the above, it was important to adjust various conditions, especially the inclination of the rotating shaft, for each of the wafer chamfering machines 10-1, 10-2, 10-3 ....
図6は、ウエーハ面取り機10が複数台設置されたウエーハ面取りラインにおけるウエーハの形状精度の管理及び修正方法を示すフローチャートであり、特に、研削砥石の回転軸の軸間差によるウエーハWの形状への影響を修正するものである。図1のブロック図も参照して説明する。
FIG. 6 is a flowchart showing a method of managing and correcting the shape accuracy of the wafer in the wafer chamfering line in which a plurality of
ステップ1では、各ウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…で加工されたウエーハWを取り出し、ウエーハ形状測定機2でウエーハWの端面形状などを測定する。測定されたデータをツルーイング装置3のコントローラ3-1へ入力する。
In
コントローラ3-1では、ステップ2として、図5のようなデータに基づいて砥石形状データ、特に砥石形状データの一つである回転軸Rの傾きを示す軸データ、あるいは回転軸Rの傾きと基準値との差を示す軸間差データとして変換する。ステップ3では、ステップ2で求められた値、軸間差データより研削砥石55の形状を修正する、つまりツルーイングの要否を判定する。
In the controller 3-1 as
図7は、ツルーイング装置3の砥石加工機3-2で行うツルーイングの動作を示した側面図である。ウエーハWの周縁を仕上げ面取りする研削砥石55のツルーイングに用いるツルーイング砥石141(以下ツルアー141と称する)が砥石加工機3-2のマスタテーブル134に取り付けられ、マスタモータ(図示せず)で回転される。砥石加工機3-2は、全てのウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…に用いられる研削砥石55のツルーイングを行うことが可能とされている。
FIG. 7 is a side view showing the operation of the truing performed by the grindstone processing machine 3-2 of the truing device 3. The trueuing grindstone 141 (hereinafter referred to as the truer 141) used for the trueuing of the
図8は、砥石加工機3-2に設けられるマスター砥石142の断面図である。研削砥石55のツルーイングに先立って、ツルアー141の外周部をマスター砥石142で加工し、ツルアー141の外周部にマスター砥石142の外周に設けられたマスター溝群143のうちいずれかの形状が転写される。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
図9は、マスター溝群143を示す断面図であり、マスター溝143-1、143-2、…143-8と言うように、複数の溝が軸間差データに対応して設けられる。例えば、図3で示した回転軸Rの傾きの基準値が15度である場合、マスター溝143-1は15.0度に対応した形状、マスター溝143-2は15.5度、マスター溝143-3は16.0度、マスター溝143-4は16.5度、マスター溝143-5は17.0度、マスター溝143-6は14.5度、マスター溝143-7は14.0度、マスター溝143-8は13.5度と言うように、基準値が15度に対してプラス及びマイナスとなるように修正範囲に設定されている。基準値が18度の場合も同様である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the
ステップ4では、ステップ3でツルーイング要と判定されたウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…に対して砥石形状データ、特に砥石形状データと基準値との差を軸間差とし、研削砥石55の修正用としてマスター溝143-1、143-2、…143-8のいずれかが適しているかを決定する。
In step 4, the difference between the grindstone shape data, particularly the grindstone shape data and the reference value is used as the inter-axis difference for the wafer chamfering machines 10-1, 10-2, 10-3 ... , It is determined whether any of the master grooves 143-1, 143-2, ... 143-8 is suitable for modifying the grinding
ステップ5では、ステップ4で決定されたマスター溝でツルアー141の外周部を加工して決定されたマスター溝の断面形状からツルアー141の外周部の断面形状へ転写する。そして、外周部に決定されたマスター溝の断面形状が転写されたツルアー141を用いて、研削砥石55の研削溝を形成する。この加工においては、マスター砥石142が回転速度8,000rpmで回転され、図7のZ方向にツルアー141が移動して決定されたマスター溝の選択が行われる。
In step 5, the outer peripheral portion of the
砥石加工機3-2は、ウエーハ面取り機10が複数台設置されたウエーハ面取りラインで共通して用いることが可能とされるように加工条件が決められている。したがって、共通化された砥石加工機3-2によって各ウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…の研削砥石55(図2)をツルーイング加工するので、各ウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…における個々の加工条件、特に研削砥石の回転軸の設定に依存しない。さらに、各ウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…によって異なる加工条件による形状精度に対する影響を受けず、より正確で均一な品質を持った形状で転写が行われる。
Machining conditions are determined so that the grindstone processing machine 3-2 can be commonly used in a wafer chamfering line in which a plurality of
ツルアー141の材質は、マスター砥石142によって加工することができる一方、研削砥石55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141に成形したものが望ましい。
As the material of the
また、ツルアー141は、加工されるウエーハ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。 Further, the truer 141 has an outer diameter equal to or smaller than that of the wafer W to be processed, and may be a disk-shaped GC (Green silicon carbide) grindstone or a WA (White fused aluminum) grindstone having the same thickness, and the grain size of the grindstone is # 320. The degree is good.
ステップ6では、ステップ5で研削溝が形成された研削砥石55を用いてウエーハWを加工する。加工されたウエーハWは、ステップ1へ戻って再び端面形状などが測定される。なお、ステップ1の形状測定は、ウエーハ面取り機10が複数台設置されたウエーハ面取りラインが設置された初期には、ステップ1の形状測定を全てのウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…で加工されたウエーハWに対して行い、ステップ1からステップ6までの工程を行うことが望ましい。
In step 6, the wafer W is machined using the
また、この時ステップ4において、ウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…の各号機に対してマスター溝143-1、143-2、…143-8のいずれかを決定したかをデータベース化してコントローラ3-1に記憶しておく。これにより、研削砥石の修正工程に要する時間が短縮されると共に、品質の管理が容易となる。 At this time, in step 4, which of the master grooves 143-1, 143-2, ... 143-8 was determined for each of the wafer chamfering machines 10-1, 10-2, 10-3 ... Is made into a database and stored in the controller 3-1. This shortens the time required for the repairing process of the grinding wheel and facilitates quality control.
図10に、ツルーイングした研削砥石55(図7)で加工したウエーハWの形状角度を実際に測定したツルーイングテスト結果を示す。テストでは、マスター溝群143(図8)のマスター溝は溝1~溝5の五種類とし、ウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…は、4機、それぞれ加工軸が2軸で、合計A~Hの8軸で行った。図10で縦軸がマスター溝である溝1~溝5、横軸が各加工軸A~Hである。なお、溝1は17.6度、溝2は17.8度、溝3は18.0度、溝4は18.2度、溝5は18.4度とした。また、図3で示した回転軸Rの傾きの基準値が18度としている。そして、加工軸毎に溝1~溝5でウエーハWを加工して形状を測定した結果である。
FIG. 10 shows the results of a true wing test in which the shape angle of the wafer W processed by the true grooving grindstone 55 (FIG. 7) was actually measured. In the test, there are five types of master grooves in the master groove group 143 (FIG. 8),
各加工軸で溝1~溝5のうち目標形状である18.0度となるものを選択することが最適となる。図10から分かるように、加工軸Aは溝2、加工軸Bは溝3、加工軸Cは溝4(あるいは溝5)、加工軸Dは溝3、加工軸Eは溝1、加工軸Fは溝2、加工軸Gは溝2、加工軸Hは溝2が最適となる。したがって、このテスト例では、各加工軸と最適な溝との関係をデータベース化してコントローラ3-1(図1)に記憶しておく。
It is optimal to select a
ウエーハ面取りラインが設置され、生産が行われているときは、適宜、あるいは所定の時間又は所定のウエーハWの加工枚数毎にステップ1の形状測定をウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…で加工されたウエーハWに対して行う。
When a wafer chamfering line is installed and production is being performed, the shape of
この時は全てのウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…に対して総時間が所定の時間又はウエーハWの総加工枚数が所定値に達したとき、としたり、ウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…のうちいずれかが、所定の時間又は所定のウエーハWの加工枚数に達したとき、としたりすれば良い。 At this time, when the total time reaches a predetermined time for all the wafer chamfering machines 10-1, 10-2, 10-3, etc. or the total number of processed wafers W reaches a predetermined value, the wafer chamfering machine is used. When any one of 10-1, 10-2, 10-3, and the like reaches a predetermined time or a predetermined number of wafers to be processed, it may be set.
ただし、ウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…のうちいずれかが、所定の時間又は所定のウエーハWの加工枚数に達したときは、その時点でそのウエーハ面取り機の号機だけステップ1を行うことが、その時点で全てのウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…に対してステップ1を行うことよりも生産性を落とすことがなく、効率が良い。
However, when any one of the wafer chamfering machines 10-1, 10-2, 10-3, etc. reaches the specified number of wafers to be processed for a predetermined time or a predetermined number of wafers W, only the number of the wafer chamfering machine is reached at that time. Performing
いずれにしても、ステップ1からステップ6を個別のウエーハ面取り機10-1、10-2、10-3…の号機毎に行うのでなく、コントローラ3-1、砥石加工機3-2を有したツルーイング装置3を専用に設ける。これにより、集中して各ウエーハ面取り機の加工条件の違いを修正するので、量産ライン全体でウエーハの形状精度を総合的に管理することができる。なお、研削砥石55の回転軸を傾けるヘリカル研削を行うことで説明したが、回転軸を傾けない通常の端面研削においても、ステップ1からステップ6と同様の修正を行えば、同様に量産ライン全体でウエーハの形状精度を総合的に管理し、品質の均一化を図ることができる。
In any case, instead of performing
W…ウエーハ、R…回転軸、1…ウエーハ面取りライン、2…ウエーハ形状測定機、3…ツルーイング装置、3-1…コントローラ、3-2…砥石加工機、10、10-1、10-2、10-3…ウエーハ面取り機、11…本体ベース、20…ウエーハ送りユニット、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、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…外周精研スピンドル、55…研削砥石、55u…上面斜面、55C…中央部、55d…下面斜面、56…外周精研モータ、141…ツルーイング砥石(ツルアー)、134…マスタテーブル、142…マスター砥石、143…マスター溝群、143-1、143-2、143-3、143-4、143-5、143-6、143-7、143-8…マスター溝 W ... Weha, R ... Rotating shaft, 1 ... Weha chamfering line, 2 ... Weha shape measuring machine, 3 ... Truing device, 3-1 ... Controller, 3-2 ... Grinding machine, 10, 10-1, 10-2 10,-3 ... Weha chamfering machine, 11 ... Main body base, 20 ... Waha feed unit, 21 ... X-axis base, 22 ... X-axis guide rail, 23 ... X-axis linear guide, 24 ... X-table, 25 ... X-axis drive Mechanism, 26 ... Y-axis guide rail, 27 ... Y-axis linear guide, 28 ... Y table, 29 ... Z-axis guide rail, 30 ... Z-axis drive mechanism, 31 ... Z table, 32 ... θ-axis motor, 33 ... θ spindle , 34 ... Wafer table, 41 ... Truer, 50 ... Grinding wheel rotation unit, 51 ... Outer peripheral grind spindle, 52 ... Outer peripheral coarse grinding grind, 53 ... Turntable, 54 ... Outer peripheral fine grinding spindle, 55 ... Grinding grind, 55u ... Top slope , 55C ... Central part, 55d ... Bottom slope, 56 ... Outer circumference fine research motor, 141 ... Truing grindstone (truer), 134 ... Master table, 142 ... Master grindstone, 143 ... Master groove group, 143-1, 143-2, 143-3, 143-4, 143-5, 143-6, 143-7, 143-8 ... Master groove
Claims (10)
前記ウエーハ面取り機が複数台設置されたウエーハ面取りラインと、
それぞれの前記ウエーハ面取り機で加工された前記ウエーハの端面形状を測定するウエーハ形状測定機と、
前記ウエーハ形状測定機で測定された値から前記研削砥石の修正要否を判定するコントローラと、
複数のマスター溝が設けられたマスター砥石を設け、前記マスター溝によって前記研削砥石の研削溝を形成可能とした砥石加工機と、
を備え、前記コントローラは前記ウエーハ形状測定機で測定された値に基づいて複数の前記マスター溝からいずれかの前記マスター溝を決定し、前記砥石加工機は前記コントローラによって決定された前記マスター溝を用いて前記研削溝を形成することを特徴とする面取り加工システム。 In a chamfering system having a plurality of wafer chamfering machines for chamfering the outer peripheral portion of a wafer using a grinding wheel.
The wafer chamfering line where multiple wafer chamfering machines are installed, and
A wafer shape measuring machine that measures the end face shape of the wafer processed by each wafer chamfering machine, and a wafer shape measuring machine.
A controller that determines whether or not the grinding wheel needs to be modified from the values measured by the wafer shape measuring machine, and
A grindstone processing machine in which a master grindstone provided with a plurality of master grooves is provided and the grindstone can form a grindstone of the grindstone by the master groove.
The controller determines one of the master grooves from a plurality of the master grooves based on the value measured by the wafer shape measuring machine, and the grindstone processing machine determines the master groove determined by the controller. A chamfering system characterized in that the grinding groove is formed by using.
前記ウエーハの端面形状を測定した値から前記研削砥石の修正要否を判定するコントローラと、
複数のマスター溝が設けられたマスター砥石を設け、前記マスター溝によって前記研削溝を形成可能とした砥石加工機と、
を備え、前記コントローラは前記ウエーハの端面形状を測定した値に基づいて複数の前記マスター溝からいずれかの前記マスター溝を決定し、前記砥石加工機は前記コントローラによって決定された前記マスター溝を用いて前記研削溝を形成することを特徴とするツルーイング装置。 In a truing device that forms a grinding groove by truing a grinding wheel that chamfers a wafer.
A controller that determines whether or not the grinding wheel needs to be modified from the measured value of the end face shape of the wafer, and
A grindstone processing machine in which a master grindstone provided with a plurality of master grooves is provided and the grinding groove can be formed by the master grooves.
The controller determines one of the master grooves from a plurality of the master grooves based on the measured value of the end face shape of the wafer, and the grindstone processing machine uses the master groove determined by the controller. A trueing device characterized by forming the grinding groove.
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