晶圆的倒角加工方法和装置以及磨具角度调整用工具的制作方法
【专利摘要】本发明提供晶圆的倒角加工方法和装置以及磨具角度调整用工具，在使用2个无槽磨具的晶圆的倒角加工方法中，缩短无槽磨具的整形（修整）所花费的时间。此外，增大无槽磨具与晶圆的接触长度，缩短晶圆的缩径加工和将晶圆加工成希望的截面形状的轮廓加工所需的时间。晶圆的倒角加工方法是将晶圆（1）定心地载置在旋转台上，并使其旋转，使加工该旋转的晶圆的2个无槽磨具（3、3）与晶圆周端部（1a）接触而对晶圆（1）的直径或截面形状进行倒角的倒角加工方法，其特征在于，使上述2个无槽磨具（3、3）以其宽度方向的中心线（L、L）朝向被载置在上述旋转台上的上述晶圆（1）的旋转轴线（S）侧互相接近的方式配置，并与上述晶圆（1）接触。
【专利说明】晶圆的倒角加工方法和装置以及磨具角度调整用工具
【技术领域】
[0001]本发明涉及对成为半导体器件的材料的晶圆、安装有半导体器件的晶圆的周端部进行加工的方法和装置。
【背景技术】
[0002]在作为各种结晶晶圆及其它的半导体器件晶圆等的集成电路用基板而使用的圆盘状薄板材、其它的由含有金属材料的硬质材料形成的圆盘状薄板材、例如由硅(Si)单晶、砷化镓(GaAs)、水晶、石英、蓝宝石、铁氧体、碳化硅(SiC)等形成的圆盘状薄板材(简单地将它们统称为晶圆)的倒角加工中，有以下的技术方案，即，为了获得截面形状、截面形状精度，使用具有形成有要加工的晶圆周端部的外形形状的槽的带槽的成形磨具而进行加工(专利文献1、2)。
[0003]可是，在使用成形磨具的情况下，由于冷却剂难以进入到磨具的槽的最深部，所以存在以下的问题点，即，磨具容易损伤，此外在棱边的圆周方向上残留条痕，表面粗糙度容易变大。
[0004]因此，对于晶圆的倒角，提出有将含有研磨材的橡胶轮用作磨具的研磨方法和装置，通过使用直径特别大的橡胶轮，能够进行条痕的更细微化(专利文献3)。
[0005]另外，有以下的加工方法，即，通过将两个圆盘状的无槽磨具与晶圆周端部的同一部位接近地配置，并与旋转的晶圆相对地接近、远离，从而利用旋转的两无槽磨具的加工面同时加工与晶圆周端部的同一部位接近的位置而成形的加工方法(专利文献4)。
[0006]此外，在使器件化了的晶圆变薄时，有时为了防止成为周端部容易缺欠的形状，预先进行加工。
[0007]除此之外，还有以下的情况，S卩，对重叠多张TSV贯穿电极晶圆等晶圆而器件化了的晶圆的直径进行缩小加工。
[0008]专利文献1:日本特开平06 - 262505号公报
[0009]专利文献2:日本特开平11 - 207584号公报
[0010]专利文献3:日本特开2000 - 052210号公报
[0011]专利文献4:日本特开2008 - 177348号公报
[0012]在专利文献4记载的以往的晶圆的倒角加工装置中，如图1所示，为了进行定心地载置于未图示的旋转台的晶圆I的棱边(周端部)Ia的倒角加工，2个圆盘形无槽磨具3、3互相平行接近地配置。
[0013]在晶圆I上，如图1所示，刻设有用于表示周向的基准位置的V字形或U字形的凹Π In。
[0014]晶圆I利用旋转台沿Θ方向而旋转，并且2个圆盘形无槽磨具3、3如图1中以箭头标记所示那样，向互相相反方向旋转，与晶圆I的棱边Ia接触并进行倒角加工。
[0015]相对地调整Y方向的位置，以使2个圆盘形无槽磨具3、3和旋转的晶圆I互相接近以及远离。[0016]在这里，如图20 Ca)所示，2个圆盘形无槽磨具3、3互相接近地配置，并且各自的宽度方向的中心线L、L被配置成互相平行，用于晶圆的倒角加工。
[0017]在使用新的圆盘形无槽磨具3而对晶圆进行加工I时，在加工前，利用与晶圆I相同厚度、相同直径的薄圆盘形磨具(仿形修整工具51),研磨初始的圆盘形无槽磨具3的顶端面的直线部，并进行复制与晶圆I相同直径的圆弧形状的整形(修整)。
[0018]但是，由于将2个圆盘形无槽磨具3、3这样地互相平行配置，所以在整形(修整)中，像图20 (b)的形状那样在厚度方向上较深地研磨磨具3花费时间。
[0019]例如，如图21 (a)、(b)那样，在以往的倒角加工装置中，为了使用2个宽度5mm的圆盘形无槽磨具3,对450mm的晶圆I进行加工,在修整该磨具3的情况下,在使圆盘形无槽磨具3的顶端同与晶圆I相同形状的仿形修整工具51接触时，初始状态的圆盘形无槽磨具3与仿形修整工具51的宽度方向外侧的最大间隙约为61 ii m (0.061mm)。
[0020]此外，如图21 (c)、(d)那样，在以往的倒角加工装置中，为了使用2个宽度7.5mm的圆盘形无槽磨具3,对450mm的晶圆I进行加工,在修整该磨具3的情况下,在使圆盘形无槽磨具3的顶端同与晶圆I相同形状的仿形修整工具51接触时，初始状态的圆盘形无槽磨具3与仿形修整工具51的宽度方向外侧的最大间隙约为134 iim (0.134mm)。
[0021]另外，因为图21中的仿形修整工具51是与晶圆I相同形状，所以在不对初始状态的圆盘形无槽磨具3进行整形(修整)就开始晶圆I的加工的情况下，图21 (b)、(d)所示的最大间隙成为初始状态的圆盘形无槽磨具3与晶圆I的最大间隙。
[0022]并且，关于晶圆I的棱边(周端部)Ia的加工，如图2所示，有时加工成以下的截面形状(作为整体为大致三角形形状)，即，利用单一的半径Rl的圆弧Ic将使晶圆I的棱边Ia相对于上平面Isu倾斜角度a I (约22° )而成的上斜面Iau和使晶圆I的棱边Ia相对于下平面Isd倾斜角度al (约22° )而成的下斜面Iad之间圆滑地连结而成的截面形状。
[0023]在该情况下，将上斜面Iau的水平长度称为“倒角宽度XI”，将下斜面Iad的水平长度称为“倒角宽度X2”。
[0024]此外，如图3所示，有时加工成以下的截面形状(梯形形状)，即，在使晶圆I的棱边Ia相对于上平面Isu倾斜角度a 2而成的上斜面lau、使晶圆I的棱边Ia相对于下平面Isd倾斜角度a 2而成的下斜面lad、和形成棱边Ia的端面的周端Ib之间,利用2个圆弧即具有相同的半径R2的圆弧lc、lc，圆滑地连结而成的截面形状。
[0025]在该情况下，也将上斜面Iau的水平长度称为“倒角宽度XI”，将下斜面Iad的水平长度称为“倒角宽度X2”，将周端Ib的面宽度的长度称为“倒角宽度X3”。
[0026]图12和图13表示用于对晶圆I的周端部上侧和下侧同时进行轮廓加工的圆盘形无槽磨具3的移动轨迹。在晶圆I的上表面侧的加工中，如图12所示，从周端Ib的曲面开始位置(Ul)起，首先将01作为中心以R2 + rl的半径使圆盘形无槽磨具3呈圆弧状动作。一旦到达至上斜面的开始位置Ul ’，则接下来倾斜地平行移动直到U1，，，形成上斜面lau。如图13所示，晶圆I的下表面侧也同样地，从周端Ib的曲面开始位置(LI)起，首先将02作为中心以R2 + r2的半径使圆盘形无槽磨具3呈圆弧状动作。一旦到达至上斜面的开始位置LI’，则接下来倾斜地平行移动直到LI’’，形成下斜面lad。图2的轮廓加工时也成为大致同样的动作。
[0027]即使在这样地加工晶圆的截面形状而形成上斜面lau、下斜面lad、圆弧Ic的轮廓加工中，由于平行地配置2个磨具3、3，所以圆盘形无槽磨具3、3的顶端面的曲率变得急剧(图20(b))，即使增大磨具宽度，该磨具3与上斜面lau、下平面IscU圆弧Ic的接触长度也不会变大，为了将晶圆轮廓加工成希望的截面形状花费时间。
[0028]此外，在晶圆I的缩径加工时和将晶圆加工成希望的截面形状的轮廓加工时，因为圆盘形无槽磨具的宽度内的晶圆所接触的位置的偏离较大，所以即使增大磨具的宽度，与晶圆的接触长度也不会变大，加工花费时间。
[0029]另外，以往，在晶圆I的缩径加工时，圆盘形无槽磨具3相对于晶圆I的相对的上下位置如图2和图3那样地被固定。
[0030]另外，在加工直径比较小的晶圆的情况下，由于晶圆的圆周的曲率大，所以若对圆盘形无槽磨具3进行整形(修整)，则各磨具如图20 (b)所示那样成为在宽度方向上偏置的形状，会形成在接近晶圆的中心的部位磨损大，且在远离晶圆的中心的部位磨损小的急剧的曲面。其结果，磨具的寿命缩短并且晶圆的倒角形状的精度也降低。
[0031]特别是在加工之际，即使在晶圆与圆盘形无槽磨具的左右方向的相对位置对合稍微偏离的情况下，上述的问题也会变得非常明显。
[0032]此外，在以往的晶圆的倒角加工方法中，如图16所示，在用2个杯形无槽磨具4、4对晶圆I进行倒角加工时，2个杯形无槽磨具4、4也互相平行接近地配置。
[0033]晶圆I利用旋转台沿Θ方向旋转，并且2个杯形无槽磨具4、4如图16中以箭头标记所示那样，向互相相同的方向旋转，与晶圆I的棱边Ia接触并进行倒角加工。相对地调整Y方向的位置，以使2个杯形无槽磨具4、4和旋转的晶圆I互相接近以及远离。
[0034]在这里，如图22所示，由于2个杯形无槽磨具4、4的圆筒的接触端面4a、4a的宽度方向的中心线L、L被配置成平行，所以存在以下的问题，S卩，与晶圆I的接触长度变短，倒角加工花费时间，并且磨具产生偏磨。
【发明内容】
[0035]本发明是为了解决上述问题点而提出的，以在使用2个无槽磨具的晶圆的倒角加工方法中，缩短无槽磨具的整形(修整)所花费的时间为课题。此外，以增大无槽磨具与晶圆的接触长度，并缩短晶圆的缩径加工和将晶圆加工成希望的截面形状的轮廓加工所需的时间为课题。
[0036]还以提供能够实现这样的晶圆的倒角加工方法的晶圆的倒角加工装置、和用于该倒角加工装置的磨具角度调整用工具为课题。
[0037]在本发明中，解决上述课题的手段如下。
[0038]第I技术方案，一种晶圆的倒角加工方法，是将晶圆定心地载置在旋转台上，并使其旋转，使加工该旋转的晶圆的2个无槽磨具与晶圆周端部接触而对晶圆的直径或截面形状进行倒角的倒角加工方法，其特征在于，使上述2个无槽磨具以其宽度方向的中心线朝向被载置在上述旋转台上的上述晶圆的旋转轴线侧的方式互相接近地配置，并与上述晶圆接触。
[0039]第2技术方案是根据第I技术方案所述的晶圆的倒角加工方法，其特征在于，将上述2个无槽磨具配置成，各自的宽度方向的中心线在上述晶圆的旋转轴线上互相交叉。
[0040]第3技术方案是根据第I技术方案所述的晶圆的倒角加工方法，其特征在于，上述2个无槽磨具各自是形成为圆盘形，绕圆心的轴线旋转，并且以外周面与上述晶圆接触的圆盘形无槽磨具。
[0041]第4技术方案是根据第3技术方案所述的晶圆的倒角加工方法，其特征在于，将上述2个圆盘形无槽磨具的半径方向的厚度的可磨损范围的平均值作为基准半径，基于要被加工的晶圆的直径、2个圆盘形无槽磨具的上述基准半径、2个圆盘形无槽磨具的初始半径、2个圆盘形无槽磨具的宽度、和2个圆盘体形无槽磨具之间的最小间隙,决定2个圆盘形无槽磨具的朝向。
[0042]第5技术方案是根据第I技术方案所述的晶圆的倒角加工方法，其特征在于，上述2个无槽磨具各自是形成为杯形，绕轴线旋转，并且以杯形的圆筒的端面与上述晶圆接触的杯形无槽磨具。
[0043]第6技术方案是根据第5技术方案所述的晶圆的倒角加工方法，其特征在于，将上述2个杯形无槽磨具的圆筒的高度方向的可磨损范围的平均值作为基准高度，基于要被加工的晶圆的直径、2个杯形无槽磨具的上述基准高度、2个杯形无槽磨具的初始高度、2个杯形无槽磨具的圆筒的宽度、和2个杯形无槽磨具之间的最小间隙，决定2个杯形无槽磨具的朝向。
[0044]第7技术方案，一种晶圆的倒角加工装置，其特征在于，该晶圆的倒角加工装置具有:旋转台，使定心地被载置在该旋转台上的晶圆旋转；2个无槽磨具，为了对被载置在上述旋转台上而旋转的上述晶圆的周缘部进行倒角，以宽度方向的中心线朝向被载置在上述旋转台上的上述晶圆的旋转轴线侧的方式互相接近地配置；以及移动装置，使被载置在上述旋转台上而旋转的晶圆和上述2个无槽磨具相对地接近、远离。
[0045]第8技术方案是根据第7技术方案所述的晶圆的倒角加工装置，其特征在于，该晶圆的倒角加工装置具有能够调整上述2个无槽磨具的水平面内的保持角度的角度调整装置。
[0046]第9技术方案，一种磨具角度调整用工具，其特征在于，该磨具角度调整用工具能够装卸地形成在第8技术方案的晶圆的倒角加工装置的应安装上述2个无槽磨具的部位，形成有成为上述2个无槽磨具的保持角度的基准的规定的锥形面。
[0047]根据第I技术方案，通过使上述2个无槽磨具以其宽度方向的中心线朝向被载置在上述旋转台上的上述晶圆的旋转轴线侧的方式互相接近地配置，并与上述晶圆接触，能够缩短无槽磨具的整形(修整)所需的时间。另外，在晶圆的轮廓加工中，因为能够减小无槽磨具的宽度内的晶圆所接触的位置的偏离，所以能够通过延长晶圆与无槽磨具的接触长度而缩短轮廓加工所需的时间。
[0048]此外，由于被整形(修整)了的无槽磨具的磨损是大致左右对称且比偏磨小的形态，所以在晶圆周端的截面形状的加工中，上斜面、下平面、圆弧和无槽磨具的曲率之差也变小，能够延长无槽磨具与晶圆的接触长度，能够以短时间对晶圆进行轮廓加工，处理量提闻。
[0049]根据第2技术方案，通过将上述2个无槽磨具配置成，各自的宽度方向的中心线在上述晶圆的旋转轴线上互相交叉，能够使无槽磨具与晶圆的接触长度最长，并且能够使无槽磨具的偏磨最小，能够以短时间进行晶圆的缩径加工和轮廓加工。此外，无槽磨具的整形(修整)所需的时间也能够成为最短。[0050]根据第3技术方案，通过上述2个无槽磨具各自是形成为圆盘形，绕圆心的轴线旋转，并且以外周面与上述晶圆接触的圆盘形无槽磨具，能够使用2个圆盘形无槽磨具来缩短晶圆的缩径加工和轮廓加工所需的时间，使处理量提高，并且延长圆盘形无槽磨具的寿命。
[0051]根据第4技术方案，通过将上述2个圆盘形无槽磨具的半径方向的厚度的可磨损范围的平均值作为基准半径，基于要被加工的晶圆的直径、2个圆盘形无槽磨具的上述基准半径、2个圆盘形无槽磨具的初始半径、2个圆盘形无槽磨具的宽度、和2个圆盘体形无槽磨具之间的最小间隙，决定2个圆盘形无槽磨具的朝向，能够根据圆盘形无槽磨具的形状和晶圆的形状，适当地设定2个圆盘形无槽磨具的配置(从互相平行的状态起的倾斜角度)。
[0052]根据第5技术方案，通过上述2个无槽磨具各自是形成为杯形，绕轴线旋转，并且以杯形的圆筒的端面与上述晶圆接触的杯形无槽磨具，能够使用2个杯形无槽磨具来缩短晶圆的缩径加工和轮廓加工所需的时间，使处理量提高，并且延长杯形无槽磨具的寿命。
[0053]根据第6技术方案，通过将上述2个杯形无槽磨具的圆筒的高度方向的可磨损范围的平均值作为基准高度，基于要被加工的晶圆的直径、2个杯形无槽磨具的上述基准高度、2个杯形无槽磨具的初始高度、2个杯形无槽磨具的圆筒的宽度、和2个杯形无槽磨具之间的最小间隙，决定2个杯形无槽磨具的朝向，能够根据杯形无槽磨具的形状和晶圆的形状，适当地设定2个杯形无槽磨具的配置(从互相平行的状态起的倾斜角度)。
[0054]根据第7技术方案，通过晶圆的倒角加工装置具有:旋转台，使定心地被载置在该旋转台上的晶圆旋转；2个无槽磨具，为了对被载置在上述旋转台上而旋转的上述晶圆的周缘部进行倒角，以宽度方向的中心线朝向被载置在上述旋转台上的上述晶圆的旋转轴线侧的方式互相接近地配置；以及移动装置，使被载置在上述旋转台上而旋转的晶圆和上述2个无槽磨具相对地接近、远离，在晶圆的缩径加工和轮廓加工中，能够延长无槽磨具与晶圆的接触长度，能够以短时间进行晶圆的缩径加工和轮廓加工，能够提高处理量。
[0055]在增大无槽磨具的宽度的情况下，能够进一步延长与晶圆的接触长度，能够以更短时间进行晶圆的缩径加工和轮廓加工，能够提高处理量。
[0056]此外，由于各无槽磨具随着晶圆的倒角加工的磨损是大致左右对称且偏磨也小的形态，所以在晶圆周端的截面形状的加工中，上斜面、下平面、圆弧和无槽磨具的曲率之差也变小，能够延长无槽磨具与晶圆的接触长度，能够以短时间加工晶圆，处理量提高。
[0057]另外，在使用圆盘形无槽磨具的以往的倒角加工装置中，为了推迟磨具的磨损而延长其寿命，只有增大磨具的半径，然而若增大圆盘形无槽磨具的半径，则需要收容磨具的巨大的空间。相对于此，通过将无槽磨具倾斜地配置，能够增大无槽磨具的宽度，不增大圆盘形无槽磨具的半径地延长其寿命，削减磨具更换的工时，并且还能够缩短晶圆的加工时间。
[0058]根据第8技术方案，通过晶圆的倒角加工装置具有能够调整上述2个无槽磨具的水平面内的保持角度的角度调整装置，能够任意地调整上述无槽磨具的宽度方向的保持角度。
[0059]因此，即使2个无槽磨具的形状和晶圆的形状产生变更，通过将2个无槽磨具以互相接近且使各自的宽度方向的中心线朝向被载置在上述旋转台上的上述晶圆的旋转轴线侧的方式配置，也能够与晶圆接触。[0060]根据第9技术方案，通过具有能够装卸地形成在第8技术方案的晶圆的倒角加工装置的应安装上述2个无槽磨具的部位，且形成有成为上述2个无槽磨具的保持角度的基准的规定的锥形面的磨具角度调整用工具，在变更晶圆的形状或无槽磨具的形状时，也能够以短时间容易地调整磨具的保持角度。
【专利附图】
【附图说明】
[0061]图1是表示使用了圆盘形无槽磨具的以往的晶圆的倒角加工装置中的晶圆周端的加工状态的立体说明图。
[0062]图2是表示晶圆周端与圆盘形无槽磨具的接触状态的放大部分截面说明图。
[0063]图3是表示与图2不同形状的晶圆周端与圆盘形无槽磨具的接触状态的放大部分截面说明图。
[0064]图4是表示本发明的加工方法的实施方式的轮廓加工时的圆盘形无槽磨具的接触状态的放大部分截面说明图。
[0065]图5是表示根据该实施方式的轮廓加工时的晶圆位置偏离而使位置变化的圆盘形无槽磨具的状态的放大部分截面说明图。
[0066]图6是表示该实施方式的圆盘形无槽磨具所形成的斜条痕的加工说明图。
[0067]图7是表示本发明的晶圆的倒角加工装置的主视图。
[0068]图8是表示该倒角加工装置的侧视图。
[0069]图9是表示该倒角加工装置的俯视图。
[0070]图10是该倒角加工装置的控制系统图。
[0071]图11是表示该倒角加工装置的控制系的一部分的框图。
[0072]图12是表示加工晶圆周端的上表面侧时的磨具的轨迹的加工说明图。
[0073]图13是表示加工晶圆周端的下表面侧时的磨具的轨迹的加工说明图。
[0074]图14 Ca)是表示本发明的倒角加工方法的实施方式的2个圆盘形无槽磨具的配置的俯视说明图，(b)是表示该磨具的磨损的说明图。
[0075]图15 Ca)是表示使用了宽度7.5mm的2个圆盘形无槽磨具的本发明的实施例的说明图，(b)是(a)中Ml部的放大图，(c)是表示使用了宽度IOmm的2个圆盘形无槽磨具的本发明的实施例的说明图，Cd)是(c)中M2部的放大图。
[0076]图16是表示使用了杯形无槽磨具的以往的倒角加工装置中的晶圆周端的加工状态的立体说明图。
[0077]图17是表示使用了 2个杯形无槽磨具的本发明的另一实施方式的、2个杯形无槽磨具的配置的俯视说明图。
[0078]图18是表示本发明的晶圆的倒角加工装置的角度调整装置的立体说明图和局部首1J视图。
[0079]图19是表示本发明的磨具角度调整用工具的使用方式的说明图。
[0080]图20 Ca)是表示以往的加工方法的实施方式的2个圆盘形无槽磨具的配置的俯视说明图，(b)是表示该磨具的磨损的说明图。
[0081]图21 (a)是表示使用了宽度5mm的圆盘形无槽磨具的以往的例子的说明图，(b)是(a)中M3部的放大图，(c)是表示使用了宽度7.5mm的圆盘形无槽磨具的以往的例子的说明图，(d)是(c)中M4部的放大图。
[0082]图22是表示使用了 2个杯形无槽磨具的以往的加工方法的实施方式的磨具的配置的俯视说明图。
[0083]图23是在本发明的倒角加工方法的实施方式中，用于求出圆盘形无槽磨具的配置(从互相平行的状态起的倾斜角度)的说明图。
[0084]附图标记的说明
[0085]1、晶圆；la、棱边、周端部；lsu、上平面；lsd、下平面；lau、上斜面；lad、下斜面；lb、周端；lc、圆弧；ld、斜条痕；le、(相反方向的)斜条痕；ln、凹口 ；2、工件安装台；2a、旋转台；2b、(带有0轴马达的)工件载置台旋转装置；3、(圆盘形无槽)磨具；4、(杯形无槽)磨具；4a、(接触)端面；6a、成形磨具粗研削用马达；7a、棒状磨具粗研削用马达；8、(带粗研削用Z轴马达的)磨具上下方向移动装置；9a、晶圆安装用控制装置；％、晶圆加工用控制装置；9c、晶圆粗加工用控制装置；9d、凹口精密加工用控制装置；10、倒角加工装置；11、磨具支承装置；lla、(带精密研削用主轴马达的)磨具驱动装置；12、(带精密研削用Z轴马达的)磨具升降装置；13、基台；15、工件支承装置；16、台座；17、架台；17a、17d、轨道；17b、进深(Y)方向移动体；17c、(带Y轴马达的)进深方向移动装置；17e、左右方向移动体；17f、(带X轴马达的)左右方向移动装置；19、控制箱；19a、操作面板；1%、控制部；19c、控制信号输出部；33、晶圆侧升降装置支承构件；34、晶圆侧升降装置；34a、(晶圆侧升降用Z轴)压电致动器；35、角度调整装置；35a、上侧板；35b、下侧板；35c、转动轴构件；36、磨具角度调整用工具；36a、锥形面；36b、(装卸用)孔；37、测微计；42、上下方向变更装置；51、仿形修整工具；R1、R2、半径;a 1、a 2、角度；X1、X2、X3、倒角宽度；X、Y、Z、0、移动方向；S、(晶圆I的)旋转轴线；L、(磨具的)宽度方向的中心线；rg、圆盘形无槽磨具的基准半径；r0、圆盘形无槽磨具的初始半径；hg、杯形无槽磨具的基准高度；h0、杯形无槽磨具的初始高度；D、晶圆的直径；b、(圆盘形或杯形)无槽磨具的宽度；a、(2个无槽磨具间的)最小间隙。
【具体实施方式】
[0086][晶圆的倒角加工方法]
[0087]以下，说明本发明的实施方式的晶圆的倒角加工方法。
[0088]晶圆的倒角加工方法作为一个例子如图1?6所示，使形成为圆盘状的圆盘形无槽磨具3、3的外周面与晶圆I接触，相对于I个晶圆I同时接触2个圆盘形无槽磨具3、3而进行倒角加工。
[0089]在本发明的实施方式中，将晶圆I在设于工件安装台2的旋转台2a (参照图4)上同心地载置，并利用2个圆盘形无槽磨具3、3，对随着旋转台2a—起旋转的晶圆I同时进行倒角加工。
[0090]2个圆盘形无槽磨具3、3接近于周端Ib的同一部位，并使互相相向的侧面接近地配置，将旋转的两无槽磨具3、3的周面作为加工面与晶圆I同时抵接，同时加工棱边(晶圆I的周端部)Ia的接近的位置而成形(参照图1、图2和图4)。
[0091]在这里，2个无槽磨具3、3如在图1、图4中以箭头标记所示，以与晶圆I的接触点处的加工方向互相成为相反方向的方式,一边互相向相反方向旋转一边与晶圆I抵接。
[0092]另外，2个圆盘形无槽磨具3、3根据倒角加工的种类或要进行倒角加工的晶圆I的端部的形状，有同时向同一方向旋转的情况和像图4那样向相反方向旋转的情况。
[0093]此外，2个圆盘形无槽磨具3、3根据倒角加工的种类或要进行倒角加工的晶圆I的端部的形状，有同时向同一方向移动的情况(图1)和分别向不同方向移动的情况(图4)。
[0094]在加工具有凹口 In的晶圆I的情况下(参照图1)，在研削晶圆I的外径而缩径的周端缩径加工中，在将2个圆盘形无槽磨具3、3各自保持为一定的高度的状态下使其与晶圆I接触而进行加工(参照图2和图3)。
[0095]在该情况下，在加工棱边Ia的截面形状由上下的斜面lau、lad和在周端Ib具有单一的半径Rl的圆弧Ic形成的晶圆I (截面三角形形状)时，将2个圆盘形无槽磨具3、3保持为相同的高度地进行加工(参照图2)。
[0096]此外，在加工棱边Ia的截面形状由上下的斜面lau、lad、成为垂直面的周端lb、和分别与在上下的斜面lau、lad和周端Ib之间具有相同的半径R2的上下各角部连接而成的圆弧lc、lc形成的晶圆I (截面梯形形状)的轮廓加工时，使2个圆盘形无槽磨具3、3的各自的高度不同，周端Ib被配置在作为大致垂直的面而被加工那样的位置，在分别保持圆盘形无槽磨具3、3的位置的状态下使晶圆旋转I地加工周端(参照图3)。
[0097]在将棱边Ia的截面形成为希望的形状的轮廓加工中，使2个圆盘形无槽磨具3、3中的每一个分别移动到棱边Ia的各面，利用各圆盘形无槽磨具3、3从上下夹持棱边Ia的直径方向的同一部位，同时加工各自的面(参照图4和图5)。
[0098]在轮廓加工的情况下且棱边Ia的截面形状为上下对称形的情况下，使2个圆盘形无槽磨具3、3分别地动作，一方加工晶圆I的上侧时另一方加工晶圆I的下侧，一边抑制晶圆I的抖动或上下运动，一边加工棱边Ia的截面形状(参照图4、图5)。
[0099]另外，通过使在与圆I的接触点同时抵接的2个无槽磨具3、3的旋转方向互相相反，能够抑制晶圆I的抖动，并且通过加工的斜条痕ld、le互相交叉而能够减小加工面的表面粗糙度，成为精细的表面，并能够提高截面形状的加工精度。
[0100]此外，在使2个圆盘形无槽磨具3、3与晶圆I接触时，如图14 (a)所示，以2个无槽磨具3、3的各自的宽度方向的中心线L、L在旋转的晶圆I的旋转轴线S上互相交叉的方式倾斜地配置。
[0101]另外，将圆盘形无槽磨具3、3的半径方向且水平的方向，即预定与晶圆I接触而磨损的方向称为厚度方向，且将与该厚度方向垂直地交叉的水平的方向称为宽度方向。
[0102]在本实施方式中，使2个圆盘形无槽磨具3、3以各自宽度方向的中心线L、L在旋转的晶圆I的旋转轴线S上互相交叉的方式倾斜，然而无需使上述2根中心线L、L准确地在晶圆I的旋转轴线S上交叉，只要2个无槽磨具3、3的宽度方向的中心线L、L比互相平行地配置的状态(参照图1、图20)向晶圆I的旋转轴线S侧倾斜即可。
[0103]为了决定用于使2个圆盘形无槽磨具3、3的宽度方向的中心线L、L朝向晶圆I的旋转轴线S的倾斜角度(从互相平行位置起的倾斜)P°，首先，使用2个圆盘形无槽磨具3、3的基准半径rg及其初始半径rO、要被加工的晶圆I的直径D、2个圆盘形无槽磨具3、3的宽度b、和2个圆盘形无槽磨具3、3之间的最小间隙a (参照图23)。
[0104]在这里，所谓2个圆盘形无槽磨具3、3的基准半径rg，是指圆盘形无槽磨具3的半径方向(厚度方向)的磨损范围的平均值(中值)。
[0105]作为磨损范围的平均值，能够使用磨具3的初始的最大半径rO和由磨损造成的即将更换之前的最小半径的平均的长度。此外，作为磨损范围的平均值，也能够使用以下的半径，即，捕捉研磨呈涡状卷绕有圆盘形无槽磨具3的晶圆I的薄层的集合，并计算将该层呈直线状展开时的位于中央的位置，到该位置为止的半径。
[0106]晶圆I的直径D也可以使用加工前的直径和加工后的希望的直径中的任一直径。在本实施方式中，使用加工后的希望的直径。
[0107]所谓圆盘形无槽磨具3的宽度b，是指圆盘形无槽磨具3的宽度方向长度。
[0108]所谓2个圆盘形无槽磨具3、3之间的最小间隙a,是无槽磨具3的初始的最大半径时的、接近晶圆I侧的圆盘形无槽磨具3、3间的最小距离，在本实施方式中，长度约为0.Smnin
[0109]使用圆盘形无槽磨具3、3的基准半径rg (mm)、其初始半径r0 (mm)、晶圆I的直径D (mm)、圆盘形无槽磨具3的宽度b (mm)和2个圆盘形无槽磨具3、3之间的最小间隙a(mm)，2个圆盘形无槽磨具3、3的倾斜角度(从互相平行的位置起的倾斜)P。像以下那样被求出。
[0110]如图23所示，圆盘形无槽磨具3在从初始半径rO磨损到基准半径rg时,成为
[0111]D / 2tanP° = b / 2 + CrO — rg) tanP° + a / 2cosP°。
[0112]将其进行整理，P°由下式决定。
[0113]P。=sin —1 ((—B + (B2 — 4AC) 1 z 2) / 2A)
[0114]其中，在这里，
[0115]A = (D — 2r0 + 2rg) 2 + b2
[0116]B = — 2a (D — 2r0 + 2rg)
[0117]C = a2 — b2。
[0118]在本实施方式的晶圆的倒角加工方法中，使2个圆盘形无槽磨具3、3以互相接近且使各自的宽度方向的中心线L、L比平行地配置的位置朝向被载置在旋转台2a上的晶圆I的旋转轴线S侧的方式互相倾斜地与晶圆I接触。由此，圆盘形无槽磨具3的整形(修整)后的形状像图14 (b)那样成为左右(宽度方向)对称且研磨量小的形状。因此，能够在晶圆
I的加工前缩短将初始的圆盘形无槽磨具3、3的顶端面整形(修整)为与晶圆I相同的直径的圆弧状的时间。
[0119]例如，如图15 (a)、(b)那样，在本实施方式的倒角加工方法中使用2个宽度7.5mm的圆盘形无槽磨具3，使圆盘形无槽磨具3、3的宽度方向的中心线L从平行的状态起分别向旋转轴线S侧各倾斜1.018° ,为了加工Φ 450mm的晶圆I而对圆盘形无槽磨具3进行修整的情况下，能够将在使圆盘形无槽磨具3的顶端同与晶圆I相同形状的仿形修整工具51接触时初始状态的圆盘形无槽磨具3与仿形修整工具51的宽度方向两端的最大间隙降低到约 31 μ m (0.031mm)。
[0120]此外，如图15 (C)、(d)那样，在本实施方式的倒角加工方法中使用2个宽度IOmm的圆盘形无槽磨具，使圆盘形无槽磨具3、3的宽度方向的中心线L从平行的状态起分别向旋转轴线S侧各倾斜1.337°，为了加工Φ 450mm的晶圆I而对圆盘形无槽磨具3进行修整的情况下，能够将在使圆盘形无槽磨具3的顶端同与晶圆I相同形状的仿形修整工具51接触时初始状态的圆盘形无槽磨具3与仿形修整工具51的宽度方向两端的最大间隙降低到约 56 μ m (0.056mm)。[0121]另外，因为图15中的仿形修整工具51是与晶圆I相同形状，所以不对初始状态的圆盘形无槽磨具3进行整形(修整)就开始晶圆I的加工的情况下，图15 (b)、(d)所示的最大间隙成为初始状态的圆盘形无槽磨具3与晶圆I的最大间隙。
[0122]此外，在晶圆I的缩径加工和轮廓加工中，因为能够使圆盘形无槽磨具3、3与晶圆I的接触长度比互相平行地配置磨具的情况长，所以能够以短时间进行晶圆I的缩径加工和轮廓加工，能够提高处理量。
[0123]在增大2个圆盘形无槽磨具3、3的宽度的情况下，能够进一步延长与晶圆I的接触长度，能够以更短时间进行晶圆I的缩径加工和轮廓加工，能够提高处理量。
[0124]此外，如本实施方式那样，通过将2个圆盘形无槽磨具3、3相对于平行的状态倾斜地配置，不增大自各圆盘形无槽磨具3的旋转中心起的半径就能够增大圆盘形无槽磨具3的宽度，与增大自各圆盘形无槽磨具3的旋转中心起的半径的情况相比较，不增大2个圆盘形无槽磨具所占的空间就能够充分地绕入到要被倒角的晶圆的下侧。
[0125]另外，在以往的方法中，为了推迟圆盘形无槽磨具的磨损而延长其寿命，只有增大磨具的半径，然而若增大圆盘形无槽磨具的半径，则需要巨大的空间。相对于此，在本实施方式中，通过倾斜地配置圆盘形无槽磨具3，增大圆盘形无槽磨具3的宽度，从而不增大圆盘形无槽磨具的半径就能够延长其寿命，并且也能够缩短晶圆的加工时间。
[0126]此外，如图14 (b)所示，由于随着晶圆I的倒角加工的两圆盘形无槽磨具3、3的磨损成为左右(宽度方向)对称且磨偏也小的形态，所以在晶圆的棱边Ia的轮廓加工中，也能够减小上斜面lau、下平面lsd、圆弧Ic和无槽磨具3、3的曲率之差。因而，能够延长圆盘形无槽磨具3、3与晶圆I的接触长度，能够以短时间加工晶圆1，能够提高处理量。
[0127]另外，在以往的方法中，在使用圆盘形无槽磨具的情况下，为了推迟磨具的磨损而延长其寿命，只有增大磨具的半径，然而若增大圆盘形无槽磨具的半径，则需要巨大的空间。相对于此，通过倾斜地配置无槽磨具3，能够增大无槽磨具的宽度而延长其寿命，并削减磨具更换的工时，并且还能够缩短晶圆的加工时间。
[0128][另一实施方式]
[0129]在上述的实施方式中，用2个圆盘形的无槽磨具3、3对晶圆I进行倒角，但是也可以取而代之，用图16所示那样的2个杯形无槽磨具4、4。
[0130]如图16、17所示，杯形无槽磨具4、4形成为圆筒状，一边绕轴线旋转一边以圆筒的端面4a、4a与晶圆I接触，研磨晶圆I。
[0131]优选的是，以与晶圆I的接触点处的加工方向成为互相相反方向的方式，使2个杯形无槽磨具4、4向相同的方向旋转。
[0132]即使在使用杯形无槽磨具4、4的情况下，在通过研削晶圆I的外径而进行缩径的周端缩径加工中，也在将2个杯形无槽磨具4、4各自保持为一定的高度的状态下使其与晶圆I接触而进行加工。
[0133]此外，在形成截面形状的轮廓加工、凹口 In的加工时，根据需要，使2个杯形无槽磨具4、4向相同的方向移动并与晶圆I接触，或者使2个杯形无槽磨具4、4分别移动而从上下夹持晶圆I地对各自的面同时进行加工。
[0134]在该轮廓加工时，为了使2个杯形无槽磨具4、4的接触端面4a、4a与晶圆I的上斜面lau、下斜面Iad接触,在使用杯形无槽磨具4、4的倒角加工装置中，设有使杯形无槽磨具4、4绕宽度方向的轴的轴线旋转而调整上下方向的角度的上下方向变更装置42、42 (与图16所示的以往装置相同)。
[0135]另外，在使2个杯形无槽磨具4、4与晶圆I接触时，如图17所示，将2个无槽磨具
4、4以各自的宽度方向的中心线L、L在旋转的晶圆I的旋转轴线上互相交叉的方式倾斜地配置。
[0136]另外，将杯形无槽磨具4、4的轴心的方向、即，预定与晶圆I接触而磨损的方向称为厚度方向，将与该厚度方向垂直地交叉的水平的方向称为宽度方向。
[0137]在该另一实施方式中，也使2个无槽磨具4、4以各自的宽度方向的中心线L、L在旋转的晶圆I的旋转轴线S上互相交叉的方式倾斜，然而无需使上述2根中心线L、L准确地在晶圆I的旋转轴线S上交叉，只要2个无槽磨具4、4的宽度方向的中心线L、L比平行地配置的状态向晶圆I的旋转轴线S侧倾斜即可。
[0138]另外，所谓杯形无槽磨具4、4的宽度方向的中心线L、L，不是与圆筒的轴心一致的线，是指杯形无槽磨具4中的、通过可与晶圆I同时接触的部分的宽度方向中央的线，且是与杯形无槽磨具4的各自的圆筒的轴芯平行的线(参照图17)。
[0139]为了决定用于使2个杯形无槽磨具4、4的宽度方向的中心线L、L朝向晶圆I的旋转轴线S的倾斜角度Q°，首先，使用2个杯形无槽磨具4、4的基准高度hg及初始高度h0、要被加工的晶圆I的直径D、2个杯形无槽磨具4、4的宽度b、和2个杯形无槽磨具4、4之间的最小间隙a。
[0140]作为2个杯形无槽磨具4、4的基准高度hg,能够使用杯形无槽磨具4的厚度方向的磨损范围的平均值(中值)，即，磨具4的初始的最大高度h0和因磨损造成的即将更换之前的最小高度的平均的长度。
[0141]晶圆I的直径D也可以使用加工前的直径和加工后的希望的直径中的任一直径。在本实施方式中，使用加工后的希望的直径。
[0142]所谓杯形无槽磨具4、4的宽度b，是杯形无槽磨具4、4可同时与晶圆I接触的部分的宽度方向长度，作为近似值而使用杯形无槽磨具4、4的圆筒的周壁的板厚。
[0143]所谓2个杯形无槽磨具4、4之间的最小间隙a，是初始的最大高度时的、接近晶圆I侧的磨具4、4间的最小距离，在本实施方式中长度约为0.5mm。
[0144]使用杯形无槽磨具4、4的圆筒的基准高度hg (mm)、其初始高度h0 (mm)、晶圆I的直径D (mm)、杯形无槽磨具4的圆筒的宽度b (mm)、和2个杯形无槽磨具4、4之间的最小间隙a (mm)，2个杯形无槽磨具4、4的倾斜角度(从互相平行的位置起的倾斜)Q°与圆盘形无槽磨具的情况(图23)相同，由下式决定。
[0145]Q° =sin —1 (( - B + (B2 - 4AC) 1 7 2) / 2A)
[0146]其中，在这里，
[0147]A = (D - 2h0 + 2hg) 2 + b2
[0148]B =—2a (D — 2h0 + 2hg)
[0149]C = a2 — b2。
[0150]在该另一实施方式的晶圆I的倒角加工方法中，使2个杯形无槽磨具4、4以互相接近且使各自的宽度方向的中心线L、L比平行地配置的位置朝向被载置在旋转台2a上的晶圆I的旋转轴线S侧的方式互相倾斜地与晶圆I接触。由此，能够使杯形无槽磨具4、4与晶圆I的接触长度与互相平行地配置磨具的情况下相比变长，所以能够以短时间进行晶圆I的缩径加工和轮廓加工，能够提高处理量。
[0151 ] 此外，杯形无槽磨具4的整形(修整)后的形状像图17那样成为左右(宽度方向)对称且研磨量小的形状。因此，能够缩短磨具4的整形(修整)所需的时间。
[0152]在增大了 2个杯形无槽磨具4、4的宽度的情况下，能够进一步延长与晶圆I的接触长度，能够以更短时间进行晶圆I的缩径加工和轮廓加工，能够进一步提高处理量。
[0153]此外，在使用杯形无槽磨具4、4的情况下，为了推迟磨具的磨损而延长其寿命，只有增大磨具4、4的高度，然而若增大杯形无槽磨具4、4的高度大，则需要巨大的空间。相对于此，通过将杯形无槽磨具4倾斜地配置，能够增大杯形无槽磨具4的宽度(杯形无槽磨具
4、4的圆筒的板厚)而延长其寿命，并削减磨具更换的工时，并且还能够缩短晶圆的加工时间。
[0154][晶圆的倒角加工装置]
[0155]接着，作为在本发明的倒角加工方法中能够使用的倒角加工装置的一个例子，说明使用了图7?图11和图18所示的2个圆盘形无槽磨具3、3的倒角加工装置10。
[0156]该倒角加工装置10将2个圆盘形无槽磨具3、3以互相相向的侧面接近的方式配置，并且将周面作为工面而使用。在加工晶圆I时，能够以2个圆盘形无槽磨具3、3的宽度方向的中心线L、L在晶圆I的旋转轴线S上互相交叉的方式倾斜地配置(参照图14)，并使研削、研磨左右均匀。
[0157]各圆盘形无槽磨具3、3由具备磨具驱动装置IlaUla的磨具支承装置11、11分别支承。该磨具支承装置11、11以分别向上下(Z)方向升降自如的方式分别由(带精密研削用Z轴马达的)磨具升降装置12、12支承。另外，各磨具升降装置12、12将固定侧构件可靠地固定在基台13上，使得基准不偏移，将移动侧构件支承成向上下(Z)方向升降自如(图7、图 10)。
[0158]此外，如图18所示，该倒角加工装置10在各磨具支承装置11、11上具备使各圆盘形无槽磨具3、3左右对称地或分别地沿水平方向能够转动的角度调整装置35、35。
[0159]该角度调整装置35形成在磨具支承装置11的中间高度，借助沿铅垂方向延伸的转动轴构件35c,将固定于磨具支承装置11本体侧的上侧板35a和固定于圆盘形无槽磨具3侧的下侧板35b连结而成。
[0160]下侧板35b相对于上侧板35a能够绕转动轴构件35c的轴线转动，由此,能够自由地调整圆盘形无槽磨具3在水平面内的保持角度。即，能够使固定于圆盘形无槽磨具3侧的下侧板35b相对于固定于磨具支承装置11本体侧的上侧板35a，绕旋转轴构件35c的轴线转动，以手动调整圆盘形无槽磨具3的水平面内的保持角度。
[0161]另外，所谓圆盘形无槽磨具3的“调整在水平面内的保持角度”，只要使圆盘形无槽磨具3的中心线L向晶圆I的旋转轴线S侧旋转即可，无需如转动轴构件35c那样，准确地绕沿上下方向延伸的轴的轴线旋转。即，使圆盘形无槽磨具3绕沿厚度方向延伸的轴的轴线旋转的装置、使圆盘形无槽磨具3绕沿宽度方向延伸的轴的轴线旋转的装置不包含于角度调整装置35中，但是使圆盘形无槽磨具3绕倾斜的轴的轴线旋转的装置包含于角度调整装置35中。
[0162]如图18所示，倒角加工装置10具有使圆盘形无槽磨具3绕沿宽度方向延伸的轴的轴线旋转的磨具驱动装置11a，但是其不是角度调整装置，是在加工棱边Ia时使圆盘形无槽磨具3旋转的装置。
[0163]此外，在使用图16所示的杯形无槽磨具4的倒角加工装置中，具有使杯形无槽磨具4旋转的、绕沿厚度方向延伸的轴的轴线旋转的磨具驱动装置11a，但是其不是角度调整装置，是在加工棱边Ia时使杯形无槽磨具4旋转的装置。此外，使杯形无槽磨具4绕沿宽度方向延伸的轴的轴线旋转的上下方向变更装置42也不是角度调整装置，是在轮廓加工时为了使杯形无槽磨具4与上斜面lau、下斜面Iad接触而调整上下方向的角度的装置。
[0164]在对晶圆I进行倒角加工时，利用角度调整装置35、35，使2个圆盘形无槽磨具3、3以各自的宽度方向的中心线L、L比平行位置朝向载置在旋转台2a上的晶圆I的旋转轴线S侧的方式互相倾斜地与晶圆I接触。
[0165]在图7中，要被倒角加工的晶圆I定心地被载置在旋转台2a上。旋转台2a安装于内置有(带有e轴马达的)工件载置台旋转装置2b的工件安装台2。并且，工件安装台2能够旋转地被设置在台座16上。因而，定心地被载置在旋转台2a上的晶圆I利用内置于工件安装台2的台旋转装置2b，相对于台座16旋转。
[0166]台座16由架台17支承。架台17被支承在一对进深方向移动体17b、17b上，该一对进深方向移动体17b、17b由向进深(Y)方向(在图7中与纸面垂直的方向)延伸设置的一对轨道17a、17a引导，向进深方向能够直线移动。并且，(带Y轴马达的)进深方向移动装置17c (图9图示)设于一对轨道17a、17a上，利用该进深方向移动装置17c，架台17向进深方向(在图7中与纸面垂直的方向)直线移动。
[0167]另外，在与上述进深(Y)方向正交的左右(X)方向上，延伸设置有一对轨道17d、17d。在该一对轨道17d、17d上能够引导地支承有一对左右方向移动体17e、17e。用于使架台17沿进深方向移动的一对轨道17a、17a、进深方向移动体17b、17b和进深方向移动装置17c集中地被载置在一对左右方向移动体17e、17e上。并且，(带X轴马达的)左右方向移动装置17f设在一对轨道17d、17d上，利用该左右方向移动装置17f，架台17向左右(X)方向直线移动。一对轨道17d、17d由晶圆`侧升降装置支承构件33支承。
[0168]工件支承装置15是指将台座16、架台17、进深方向移动装置17c和左右方向移动装置17f集中起来的装置。
[0169]通过这样的结构，根据本实施方式，将要被倒角加工的晶圆I移动到设有2个圆盘形无槽磨具3、3的位置，并且能够一边使晶圆I相对于2个圆盘形无槽磨具3、3接近、远离一边进行晶圆I的倒角加工。
[0170]因为晶圆I和2个圆盘形无槽磨具3、3只要能够在Y方向上相对地接近、远离即可，所以也可以与本实施方式相反地，通过使磨具支承装置11、11等能够沿Y方向移动，使2个圆盘形无槽磨具3、3相对于载置有晶圆I的旋转台2a接近、远离。
[0171]另外，在倒角加工装置10所进行的倒角加工时，即使在晶圆I上因上下方向的变形、振动、抖动等而产生了位移，为了防止产生2个圆盘形无槽磨具3、3与晶圆I的相对的上下方向的位置偏离，如图8所示，从各轨道17a、17a和各轨道17d、17d的中间位置起，在台座16的下端面与晶圆侧升降装置支承构件33之间，设有由多个(晶圆侧升降用Z轴)压电致动器34a、……34a构成的晶圆侧升降装置34。因而，能够以晶圆侧升降装置支承构件33为基准使晶圆I连同台座16为沿上下方向移动。[0172]用于控制上述各磨具3、3、各磨具驱动装置lla、lla、各升降装置12、12、34、各移动装置17c、17f等的加工时的动作的控制装置被表示在图10的控制系统图中。在图10中，控制箱19是从输入部进行各控制装置的动作所必要的初始条件的设定，并根据必要的控制顺序输出要进行的加工动作的指示的装置，包括操作面板19a、控制部19b和控制信号输出部19c。
[0173]操作面板19a包括液晶监视器(IXD监视器)、键盘、按钮开关(PBS)等，从输入部进行各控制装置的动作所必要的初始条件的设定，并根据必要的控制顺序输出要进行的加工动作的指示，并且能够监视其设定条件、加工条件、初始状态、动作状况等倒角加工所必要的条件和各装置的状态。控制部1%根据由操作面板19a所指定了的设定条件，设定使各圆盘形无槽磨具3、3旋转的磨具驱动装置IlaUla及磨具升降装置12、12、晶圆侧升降装置34、内置有工件载置台旋转装置2b的工件安装台2、设有进深方向移动装置17c和左右方向移动装置17f的架台17等的动作条件，并规定应送出的控制信号。控制信号输出部19c接受从控制部1%输出的信号，并向倒角加工装置10本体侧的控制装置送出为了进行被指示的动作而所必要的控制信号。 [0174]倒角加工装置10本体侧的控制装置被表示在图11。控制装置由晶圆安装用控制装置9a、晶圆加工用控制装置％、晶圆粗加工用控制装置9c和凹口精密加工用控制装置9d构成。晶圆安装用控制装置9a起动机器人Z轴马达、吸附臂R轴马达或装载机用致动器，将晶圆I从待命场所移送到旋转台2a，使对准(Θ轴、Y轴)马达动作而确定偏心度，通过修改该偏心度而使轴心对合。另外，晶圆安装用控制装置9a使晶圆I连同旋转台2a移动到加工位置并进行位置对合，从凹口 In的位置起规定加工初始的位置，根据需要，对于外周端的精加工用进行高速旋转，并且在加工后清洗表面之后，控制使精加工了的晶圆I向加工完成晶圆I的堆积位置的转移的动作。晶圆加工用控制装置％将分别控制晶圆旋转方向、左右方向(X轴方向)、进深方向(Y轴方向)、精加工用上下方向(Z轴方向)等的动作方向的控制装置集中起来。晶圆粗加工用控制装置9c将配设于(带粗研削用Z轴马达的)磨具上下方向移动装置8 (参照图8)的控制对象的装置(成形磨具粗研削用马达6a、棒状磨具粗研削用马达7a等)集中起来，该(带粗研削用Z轴马达的)磨具上下方向移动装置8是在晶圆I精密加工前进行的粗加工用所追加的。凹口精密加工用控制装置9d将用于对规定晶圆I的周上的基准位置的凹口 In进行精密加工的各驱动装置的控制装置集中起来。
[0175]基于从控制信号输出部19c输出的控制信号来控制这些各控制装置9a~9d，使必要的驱动装置W起动，并进行控制，使各自与其他的驱动装置协调地动作。
[0176]在使用该倒角加工装置10而进行晶圆I的倒角加工时，首先，由控制部19b经由控制信号输出部19c驱动晶圆安装用控制装置9a，从各个被堆积的晶圆I或被收纳于盒的晶圆1、……、1中取出I张晶圆1，转移到旋转台2a上，并且根据来自控制部19b的指示，利用从控制信号输出部19c输出的控制信号，驱动进深方向移动装置(Y轴马达)17c，将载置有晶圆I的旋转台2a从图8、9所示的晶圆准备位置移动到图7所示的晶圆加工位置，移动后进行周端的缩径加工。
[0177]在周端缩径加工时，根据来自控制部19b的指示，利用从控制信号输出部19c输出的控制信号，驱动2个(带精密研削用Z轴马达的)磨具升降装置12、12，根据作为目标的周端的形状，如图2或图3所示，规定各圆盘形无槽磨具3、3相对于晶圆I的位置地配置，使晶圆加工用控制装置9b的(带0轴马达的)工件载置台旋转装置2b和各圆盘形无槽磨具3的(带精密研削用主轴马达的)磨具驱动装置IlaUla —起起动，并且将各圆盘形无槽磨具3、3的旋转调节成周端缩径加工时的转速，通过适当地控制晶圆I的旋转和圆盘形无槽磨具3、3的旋转，高精度地进行研削，在接近必要的直径之后，切换为精密的研磨作业(无火花磨削)，加工成与以晶圆I的棱边Ia的晶圆直径为目标的形状相符。
[0178]接着，进行轮廓加工。
[0179]在轮廓加工时，如图4、5所示，由各圆盘形无槽磨具3、3分别夹持晶圆I的上下各面，并且一边分别独立地调节位于上下的各圆盘形无槽磨具3、3的相对位置一边进行加工。
[0180]在相对的位置的调节中，利用从控制信号输出部19c输出的精密加工用上侧磨具的Z轴控制信号，调节精密加工用上侧磨具的磨具升降装置(精密研削用上侧磨具Z轴马达)12的动作，同时利用从控制信号输出部19c输出的精密加工用下侧磨具的Z轴控制信号，调节精密加工用下侧磨具的磨具升降装置(精密研削用下侧磨具Z轴马达)12的动作，利用各圆盘形无槽磨具3、3抑制因晶圆I的变形、振动、抖动等造成的位置偏离，并且通过各圆盘形无槽磨具3、3的Z轴方向的位置调节，一边对上下两面分别进行位置校正一边进行轮廓加工，而且同时，利用从控制信号输出部19c输出的晶圆侧升降用Z轴的控制信号，调节由晶圆侧升降装置34带来的升降动作，将上下两圆盘形无槽磨具3、3与晶圆I的上下方向的相对位置保持为一定，此外，将加工时的各圆盘形无槽磨具3、3的旋转调节成轮廓加工时的转速，适当地控制晶圆I的旋转和圆盘形无槽磨具3、3的旋转，精度高地研削棱边形状，从接近必要的形状起切换为精密的研磨作业(无火花磨削)，研磨成与以晶圆I的棱边Ia的形状为目的的形状的尺寸相符，提高加工形状的精度。
[0181]这样，通过能够高速且精密地加工晶圆I的棱边la，能够缩短加工时间，提高工件效率，并且能够减少各圆盘形无槽磨具3、3的磨损，能够延长磨具寿命。
[0182]此外，若以各圆盘形无槽磨具3、3的向晶圆I的接触点的加工方向成为互相相反方向的方式规定各圆盘形无槽磨具3、3的旋转方向，则抑制容易产生于棱边Ia的周边部的抖动，研削、研磨时利用一方的磨具刻设了向斜方向刻设的条痕后，重复该操作，利用另一方的磨具，刻设相反方向的斜条痕，加工部位成为条痕交叉的面，使加工面的表面粗糙度变得更精细，能够提高表面粗糙度，即使是厚度薄的晶圆I和棱边Ia的截面斜面角度小的形状之后,也能够高精度地加工所要求的截面形状。
[0183]若根据来自控制部19b的指示，利用从控制信号输出部19c输出的控制信号，每加工I张晶圆1，将晶圆加工用控制装置％的工件载置台旋转装置(9轴马达)2b的旋转方向切换成相反方向，进行新的晶圆I的加工，则各圆盘形无槽磨具3、3的磨损变得均匀，寿命变长，由于用均匀磨损的磨具进行加工，所以能够维持高的加工精度。
[0184]根据来自控制部19b的指示，利用从控制信号输出部19c输出的控制信号，起动晶圆加工用控制装置9b的各精密加工用(上侧或下侧)磨具的磨具升降装置(Z轴马达)12、12，调节各圆盘形无槽磨具3、3的上下位置，并且调节由加工侧升降装置(加工侧升降用Z轴马达)14带来的升降动作，通过将上下两圆盘形无槽磨具3、3相对于晶圆I的上下方向的相对的位置保持一定，能够进行控制，以使2个圆盘形无槽磨具3、3和产生了振动或位置偏离的晶圆I的棱边Ia的相对位置始终相同，能够准确地进行倒角加工，能够以高的加工精度成形棱边la。
[0185]在本发明的实施方式中，作为晶圆I的周向(Θ方向)的位置的基准而形成了凹口In，然而有时代替凹口 In，形成直线状的定位平坦部。
[0186]在该情况下，根据来自控制部19b的指示，利用从控制信号输出部19c输出的控制信号，起动晶圆加工用控制装置9b的左右方向移动装置(X轴马达)17f，使各圆盘形无槽磨具3、3与成为晶圆I的定位平坦部的端缘抵接，根据由左右方向移动装置(X轴马达)17f驱动的左右移动体17e、17e的动作方向，使晶圆I沿X轴方向呈直线状地往返运动，从而能够将定位平坦部加工成规定的形状，能够利用同一加工装置，实现棱边Ia的成形加工及精加工和定位平坦部的成形加工及精加工这两方，能够提高晶圆加工的作业效率并且提高装置的工作效率。
[0187]另外，在以往的方法中，在使用圆盘形无槽磨具3、3的情况下，为了推迟圆盘形无槽磨具的磨损而延长其寿命，只有增大磨具的半径，然而若增大圆盘形无槽磨具3、3的半径，则需要巨大的空间。相对于此，通过将无槽磨具3、3倾斜地配置，能够增大无槽磨具的宽度而延长其寿命，削减磨具更换的工时，并且还能够缩短晶圆的加工时间。
[0188][磨具角度调整用工具]
[0189]在上述的倒角加工装置10中，为了以规定的倾斜角度P。倾斜地保持2个圆盘形无槽磨具3，能够使用2个磨具角度调整用工具36，该规定的倾斜角度P。由2个圆盘形无槽磨具3、3的基准半径rg (mm)、2个圆盘形无槽磨具3、3的初始半径rO、晶圆I的直径D(mm)、2个圆盘形无槽磨具3的宽度b (mm)、和磨具3、3间的最小间隙a (mm)决定。
[0190]2个磨具角度调整用工具36如图19所示，是形成为大致圆盘状的构件，且在周面形成有规定的锥形面36a。
[0191]在2个磨具角度调整用工具36、36上贯穿设置有孔36b，该孔36b用于2个磨具角度调整用工具36、36相对于倒角加工装置10的各磨具支承装置11的应安装各圆盘形无槽磨具3、3的轴支承部分装卸。
[0192]为了用2个磨具角度调整用工具36、36调整圆盘形无槽磨具3、的保持角度，首先，将各自的磨具角度调整用工具36、36安装在磨具支承装置11、11的轴支承部分。
[0193]然后，使角度调整装置35、35旋转，进行调整，以使2个磨具角度调整用工具36、36的锥形面36a、36a的最靠晶圆I侧的部分呈一条直线状排列。此时，由电测微计37测量2个磨具角度调整用工具6、36的锥形面36a、36a的最靠晶圆I侧的部分是否呈一条直线状排列，并准确地调整。
[0194]在调整成2个磨具角度调整用工具的36、36的锥形面36a、36a的最靠晶圆I侧的部分呈一条直线状排列之后，从各磨具支承装置11、11卸下各磨具角度调整用工具36、36，将各圆盘状无槽磨具3、3安装到各磨具支承装置11、11上时，2个圆盘状无槽磨具3、3被保持成各自的宽度方向的中心线L、L在晶圆I的旋转轴线S上互相交叉的角度。
[0195]由于这样的磨具角度调整用工具36具有与具有一定的厚度及宽度的圆盘形无槽磨具3和一定的半径的晶圆I的组合相对应的规定的锥形面36a，所以若无槽磨具3和晶圆I的组合变化，则需要准备与其相对应的另一磨具角度调整用工具36。
[0196]在用晶圆的倒角加工装置10对晶圆I进行倒角加工时，在变更晶圆I或圆盘状无槽磨具3的任一方的形状时，每次都需要调整磨具3、的保持角度，以使2个圆盘状无槽磨具3、3的各自的宽度方向的中心线L、L在晶圆I的旋转轴线S上互相交叉。
[0197]但是，通过使用该磨具角度调整用工具36、36，在变更晶圆I或圆盘状无槽磨具3、3时，也能够以短时间容易地调整磨具3、3的保持角度。
[0198]即使是使用2个杯形无槽磨具4、4的倒角加工装置，通过使用具有同样的锥形面的磨具角度调整用工具，也能够容易地调整2个杯形无槽磨具4、4的保持角度。
【权利要求】
1.一种晶圆的倒角加工方法，是将晶圆定心地载置在旋转台上，并使其旋转，使加工该旋转的晶圆的2个无槽磨具与晶圆周端部接触而对晶圆的直径或截面形状进行倒角的倒角加工方法，其特征在于， 使上述2个无槽磨具以其宽度方向的中心线朝向被载置在上述旋转台上的上述晶圆的旋转轴线侧的方式互相接近地配置，并与上述晶圆接触。
2.根据权利要求1所述的晶圆的倒角加工方法，其特征在于， 将上述2个无槽磨具配置成，各自的宽度方向的中心线在上述晶圆的旋转轴线上互相交叉。
3.根据权利要求1所述的晶圆的倒角加工方法，其特征在于， 上述2个无槽磨具各自是形成为圆盘形，绕圆心的轴线旋转，并且以外周面与上述晶圆接触的圆盘形无槽磨具。
4.根据权利要求3所述的晶圆的倒角加工方法，其特征在于， 将上述2个圆盘形无槽磨具的半径方向的厚度的可磨损范围的平均值作为基准半径， 基于要被加工的晶圆的直径、2个圆盘形无槽磨具的上述基准半径、2个圆盘形无槽磨具的初始半径、2个圆盘形无槽磨具的宽度、和2个圆盘体形无槽磨具之间的最小间隙，决定2个圆盘形无槽磨具的朝向。
5.根据权利要求1所述的晶圆的倒角加工方法，其特征在于， 上述2个无槽磨具各自是形成为杯形，绕轴线旋转，并且以杯形的圆筒的端面与上述晶圆接触的杯形无槽磨具。
6.根据权利要求5所述的晶圆的倒角加工方法，其特征在于， 将上述2个杯形无槽磨具的圆筒的高度方向的可磨损范围的平均值作为基准高度， 基于要被加工的晶圆的直径、2个杯形无槽磨具的上述基准高度、2个杯形无槽磨具的初始高度、2个杯形无槽磨具的圆筒的宽度、和2个杯形无槽磨具之间的最小间隙，决定2个杯形无槽磨具的朝向。
7.一种晶圆的倒角加工装置，其特征在于， 该晶圆的倒角加工装置具有: 旋转台，使定心地被载置在该旋转台上的晶圆旋转； 2个无槽磨具，为了对被载置在上述旋转台上而旋转的上述晶圆的周缘部进行倒角，以宽度方向的中心线朝向被载置在上述旋转台上的上述晶圆的旋转轴线侧的方式互相接近地配置；以及 移动装置，使被载置在上述旋转台上而旋转的晶圆和上述2个无槽磨具相对地接近、远离。
8.根据权利要求7所述的晶圆的倒角加工装置，其特征在于， 该晶圆的倒角加工装置具有能够调整上述2个无槽磨具的水平面内的保持角度的角度调整装置。
9.一种磨具角度调整用工具，其特征在于， 该磨具角度调整用工具能够装卸地形成在权利要求8所述的晶圆的倒角加工装置的应安装上述2个无槽磨具的部位， 形成有成为上述2个无槽磨具的保持角度的基准的规定的锥形面。
【文档编号】B24B41/00GK103586751SQ201310302643
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年7月16日 优先权日:2012年8月13日
【发明者】片山一郎 申请人:日商·大都电子股份有限公司