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Die
Erfindung befaßt
sich mit einem Verfahren zum Abrichten einer Anfasscheibe und einer
Anfasvorrichtung, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf
ein Verfahren zum Abrichten einer Anfasscheibe, welche Wafer (Halbleiterscheiben
bzw. Halbleiterplättchen)
für eine
Halbleitereinrichtung, eine elektronische Komponente oder dergleichen, anfast
und eine Anfasvorrichtung.
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Metall
oder Harz wird hauptsächlich
als ein Bindemittel für
eine Schleifscheibe zum Ausführen einer
Anfasbearbeitung an einem Wafer aus Silizium oder dergleichen eingesetzt,
bei dem es sich um ein Material handelt, das sehr brüchig ist.
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Eine
Schleifscheibe mit Metallbindung hat den Vorteil, daß die Schleifkörner mit
hoher Kraftgehalten sind, aber es ist schwierig, den Mittelpunkt
einer Schleifscheibe und den Mittelpunkt einer Spindel genau auszurichten,
wenn die Schleifscheibe an der Spindel angebracht ist, und zwar
selbst dann, wenn enge Toleranzen eingehalten werden. Die Schleifscheibe
mit Metallbindung hat daher den Nachteil, daß man am Außenumfang leicht Rundlauffehler
hat.
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Andererseits
hat eine Schleifscheibe mit Harzbindung keine so starke Haftkraft
für die
Schleifkörner,
aber sie hat den Vorteil, daß man
das Auftreten von einem Rundlauffehler dadurch vermeiden kann, daß man eine
Ausnehmung an der Schleifscheibe (eine Ausnehmung für die Anfasbearbeitung)
neu dadurch erzeugen kann, daß man
das Abrichten durchführt,
nachdem die Schleifscheibe an der Spindel angebracht ist.
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Wenn
jedoch die Schleifscheibe mit Harzbindung mit einer Anfaseinrichtung
abgerichtet wird, benötigt
man zusätzlich
eine Abrichteinrichtung, und daher ergibt sich der Nachteil, daß die gesamte
Anfaseinrichtung große
Abmessungen bekommt, und kompliziert wird, da die Abrichteinrichtung
mit der Anfaseinrichtung verbunden ist.
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Es
wurde ein Abrichtwerkzeug und eine Waferanfaseinrichtung vorgeschlagen,
welche ein Abrichtwerkzeug hat, welche das Abrichten der Schleifscheibe
mit Hilfe einer einfachen Einrichtung gestattet, wie einer Kompensationseinrichtung
für derartige Nachteile
(siehe hierzu veröffentlichte
japanische Patentanmeldung No. 11-347901).
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Wenn
man bei diesem Abrichtwerkzeug und der Waferanfaseinrichtung mit
dem Abrichtwerkzeug das Abrichtwerkzeug derart einsetzt, daß die Abrichtscheibe,
welche eine vorbestimmte Form hat, fest an einem Außenumfangsteil
eines Basismaterials angebracht wird, welche scheibenförmig ausgestaltet
ist, dieses Abrichtwerkzeug auf derselben Achse wie der Wafertisch
angeordnet ist, und der Wafertisch und die Schleifscheibe relativ
nahe beieinander eine Drehbewegung ausführen, wodurch ein Außenumfangsteil
des Abrichtwerkzeugs in Kontakt mit dem Außenumfang der Schleifscheibe
zum Abrichten der Schleifscheibe gebracht wird.
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Bei
dem Abrichtverfahren nach der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung
No. 11-347901 hat das Abrichtwerkzeug ein Außenumfangsteil, welches eine
vorbestimmte Form hat, und welches auf derselben Achse wie der Wafertisch
angeordnet ist. Wenn jedoch das Abrichtwerkzeug aufgebraucht ist, und
eine Deformation erfährt,
oder wenn die Anfasform des Wafers sich ändert, muß wiederum ein neues Abrichtwerkzeug
montiert werden.
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Jedes
mal wenn ein neues Abrichtwerkzeug montiert wird, muß das Abrichtwerkzeug
bezüglich der
Drehachse zentriert ausgerichtet werden, und somit verbringt geschultes
Personal sehr viel Zeit zum Auswechseln der Abricht-Werkzeuge.
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Die
Erfindung wurde unter Berücksichtigung der
vorstehend genannten Umstände
geschaffen und zielt darauf, ein Abrichtverfahren und eine Anfasvorrichtung
bereitzustellen, welche auf einfache Weise die Formen der Ausnehmungen
der Anfasscheibe abrichten kann, welche bei einer Vorrichtung zum
Anfasen eines scheibenähnlichen
Gegenstands mit einer gewünschten
Gestalt eingesetzt wird.
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Nach
der Erfindung wird hierzu ein Abrichtverfahren für eine Anfasscheibe zur Durchführung der
Anfasbearbeitung an einem Umfangsrand eines scheibenförmigen Gegenstands
bereitgestellt, welche sich dadurch auszeichnet, daß es die
Schritte umfaßt,
gemäß denen
die Anfasbearbeitung an einer Abrichtscheibe mit einer Muster- bzw.
Bezugsscheibe (Masterscheibe) durchgeführt wird, welche eine gewünschte Ausnehmungsgestalt
hat, und eine Umfangsrandgestalt der Abrichtscheibe mit einer gewünschten
angefasten Form versieht, und daß die Ausnehmungsform der Masterscheibe
auf die Anfasscheibe dadurch übertragen
wird, daß man
eine Ausnehmungsbearbeitung oder eine abtragende Bearbeitung an
der Anfasscheibe mit der angefasten Abrichtscheibe durchführt, um
die Nut mit der gewünschten
Gestalt an der Anfasscheibe auszubilden.
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Gemäß dem Abrichtverfahren
für die
Anfasscheibe nach der Erfindung wird die Ausnehmung an der Anfasscheibe
dadurch ausgebildet, daß die
Ausnehmungsgestalt der Masterscheibe auf den Außenumfang der Abrichtscheibe übertragen
wird, und die Außenumfangsgestalt
der Abrichtscheibe auf die Anfasscheibe übertragen wird, so daß man eine
Ausnehmung mit einer gewünschten
Gestalt auf einfache Weise mit hoher Präzision an der Anfasscheibe
ausbilden kann. Wenn die Abrichtscheibe aufgebraucht ist und Verformungen
auftreten, kann man die Abrichtscheibe leicht reparieren.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung wird eine GC-(Siliziumcarbid im Rohzustand)-Scheibe
oder eine WA- (weiße
Aluminiumoxidschmelz)-Scheibe für
die Abrichtscheibe eingesetzt, so daß man gemäß einem weiteren Merkmal mit
diamantbesetzte Schleifscheibe mit Metallbindung oder einer Schleifscheibe
in elektroplatierter Form mit Diamanten als Masterschleifscheibe
einsetzen kann, und eine Scheibe mit Diamanten- und Harzbindung
als Anfasschleifscheibe bzw. Anfasscheibe einsetzen kann. Zusätzlich zeichnet
sich die Anfasscheibe dadurch aus, daß sie abgerichtet ist und eine
Schleifscheibe für
eine abschließende Schleifbearbeitung
bilden kann.
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Gemäß der Erfindung
ist die Anfasscheibe eine Anfasscheibe zur abschließenden Schleifbearbeitung
und eine diamantenbesetzte Scheibe mit Harzbindung, so daß diese
Scheibe eine ausgezeichnete Scheibenqualität hat, so daß man sehr
gut bearbeitete Endflächen
erhält.
Aufgrund der Scheibe mit Harzbindung läßt sich das Abrichten mit einer
Abrichtscheibe einer GC-Scheibe oder einer WA-Scheibe durchführen, und
da die Abrichtscheibe eine GC-Scheibe oder eine WA-Scheibe ist,
läßt sich
die Abrichtscheibe auf einfache Weise mittels der Masterscheibe
ausbilden, welche von einer diamantenbesetzten Scheibe mit Metallbindung
oder einer diamantenbesetzten elektroplattierten Scheibe gebildet wird.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal nach der Erfindung läßt sich eine Formversatzgröße berücksichtigen,
die bei der Übertragung
der Ausnehmungsform auftritt, wobei die Formversatzgröße sich in
der Gestalt der Ausnehmung an der Masterscheibe niederschlägt.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal nach der Erfindung erkennt man bei der Übertragung
der Ausnehmungsgestalt der Masterscheibe auf die Anfasscheibe über die
Abrichtscheibe die übertragene Formversatzgröße, welche
aufgrund eines Rundlauffehlers, einer Ablenkung oder dergleichen,
bei den jeweiligen Scheiben auftritt, im vorhinein bei der Gestalt
der Ausnehmung an der Masterscheibe, und daher ist die Ausnehmungsgestalt
der Anfasscheibe mit hoher Präzision
ausgelegt.
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Wenn
bei der Erfindung die Anfasbearbeitung auf der Abrichtscheibe mit
der Masterscheibe durchgeführt
wird, und eine Querschnittsgestalt der Ausnehmung, welche auf der
Masterscheibe ausgebildet ist, als eine Querschnittsgestalt des
Umfangsrandes der Abrichtscheibe übertragen wird, werden die
Masterscheibe und die Abrichtscheibe relativ bewegt, um eine übertragene
Gestalt durch eine vorbestimmte Größe abzuändern. Ferner wird erreicht, daß dann,
wenn die Ausnehmungsbearbeitung an der Anfasscheibe mittels der
Abrichtscheibe durchgeführt
wird, die Ausnehmungsgestalt der Masterscheibe auf die Anfasscheibe übertragen
wird, wobei die Abrichtscheibe und die Anfasscheibe relativ zueinander
bewegt werden, um eine Übertragungsgestalt
mit einer vorbestimmten Größe abzuändern.
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Hierbei
wird ein Korrekturvorgang für
die übertragene
Gestalt bei der Übertragung
von der Masterscheibe auf die Abrichtscheibe und bei der Übertragung
von der Abrichtscheibe auf die Anfasscheibe vorgenommen, und somit
erhält
man eine Gestalt einer Ausnehmung, welche ausgehend von der Ausnehmungsgestalt
der Masterscheibe von einer gewünschten
Ausnehmungsgestalt abgeändert wurde.
Folglich läßt sich
die Anfasbearbeitung derart vornehmen, daß die endgültige angefaste Gestalt des
scheibenähnlichen
Gegenstands eine gewünschte
Gestalt annimmt.
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Ferner
wird vorzugsweise bei der Erfindung ein Schritt vorgesehen, bei
dem die Anfasbearbeitung am Umfangsrand des scheibenähnlichen
Gegenstands unter Einsatz der abgerichteten Anfasscheibe durchgeführt wird,
die Querschnittsgestalt des Umfangsrandes des scheibenähnlichen
Gegenstands nach der Bearbeitung bemessen wird, und eine Bewegungsgröße der Relativbewegung
nach Maßgabe
eines Messwerts für
die Querschnittsgestalt korrigiert wird.
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Hierbei
wird die Querschnittsgestalt des Umfangsrandes des angefasten, scheibenähnlichen
Gegenstands vermessen, und der Wert wird zurückgeführt zu der Korrekturbearbeitung
für die übertragene Gestalt.
Somit läßt sich
die An fasbearbeitung an dem scheibenähnlichen Gegenstand auf eine
genaue Querschnittsgestalt vornehmen.
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Eine
Anfasvorrichtung nach der Erfindung ist eine Anfasvorrichtung zur
Durchführung
der Anfasbearbeitung an einem Umfangsrand eines scheibenähnlichen
Gegenstands und zeichnet sich dadurch aus, daß eine Masterscheibe vorgesehen
ist, die auf derselben Achse wie eine Außenumfangsgrobschleifscheibe
vorgesehen ist, die zum Grobanfasen des Umfangsrandes des scheibenähnlichen
Gegenstands dient, und eine gewünschte
Ausnehmungsgestalt hat, ferner eine Abrichtscheibe auf derselben Achse
wie die eine Drehachse eines Aufspanntisches vorgesehen ist, welcher
sich mit dem auf dem Aufspanntisch angebrachten scheibenähnlichen
Gegenstand dreht, und eine Feinschleifscheibe vorgesehen ist, welche
eine Abschlußanfasung
am Umfangsrand des scheibenähnlichen
Gegenstands vornimmt. Ferner zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus,
daß die
Anfasbearbeitung an der Abrichtscheibe mit der Masterscheibe durchgeführt wird,
und die Umfangsrandgestalt der Abrichtscheibe zu einer gewünschten
angefasten Gestalt ausgebildet wird, die Ausnehmungsgestalt der
Masterscheibe auf die Feinschleifscheibe dadurch übertragen
wird, daß eine
Ausnehmungsbearbeitung von der Feinschleifscheibe mit der angefasten
Abrichtscheibe durchgeführt
wird, um ein Abrichten zur Ausbildung der Ausnehmung mit einer gewünschten
Gestalt an der Feinschleifscheibe vorzunehmen, und daß die Abschlußanfasung
des Umfangsrandes des scheibenähnlichen
Gegenstands mit der abgerichteten Feinschleifscheibe durchgeführt wird.
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Bei
der Anfasvorrichtung nach der Erfindung wird die Ausnehmung auf
der Anfasscheibe durch die Übertragung
der Ausnehmungsgestalt der Masterscheibe übertragen, welche auf derselben
Achse wie die Außenumfangsgrobschleifscheibe
auf dem Außenumfang
der Abrichtscheibe vorgesehen ist, welche auf derselben Achse wie
die Drehachse des Aufspanntisches vorgesehen ist, so daß die Außenumfangsgestalt
der Abrichtscheibe auf die Anfasscheibe übertragen wird, und sich somit
die Ausnehmung mit einer gewünschten
Gestalt auf einfache Weise an der Anfasscheibe bei der Überarbeitung
mit hoher Genauigkeit ausbilden läßt. Selbst wenn die Abrichtscheibe
verbraucht ist und eine De formation auftritt, kann die Abrichtscheibe
auf einfache Weise an der Maschine repariert werden.
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Die
Anfasvorrichtung nach der Erfindung umfaßt ferner eine Steuereinrichtung
zum relativen Bewegen der Masterscheibe und der Abrichtscheibe, um
die übertragene
Gestalt um eine vorbestimmte Größe zu verändern, wenn
die Anfasbearbeitung auf der Abrichtscheibe mit der Masterscheibe
durchgeführt
wird, und die Querschnittsgestalt der Ausnehmung, welche auf der
Masterscheibe ausgebildet ist, wird auf die Querschnittsgestalt
des Umfangsrandes der Abrichtscheibe übertragen. Hierbei ist eine
Steuereinrichtung vorgesehen, welche die Abrichtscheibe und die
Feinschleifscheibe relativ bewegt, um die übertragene Gestalt um eine
vorbestimmte Größe zu verändern, wenn
die Ausnehmungsbearbeitung an der Feinschleifscheibe mit der Abrichtscheibe
erfolgt, und die Ausnehmungsgestalt der Masterscheibe auf die Feinschleifscheibe übertragen
wird.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal nach der Erfindung läßt sich der Korrekturvorgang
für die übertragene
Gestalt bei der Übertragung
auf die Abrichtscheibe von der Masterscheibe und bei der Übertragung
von der Abrichtscheibe auf die Anfasscheibe vornehmen, und somit
kann man eine Ausnehmungsgestalt erhalten; die ausgehend von der
Ausnehmungsgestalt der Masterscheibe zu einer gewünschten
Ausnehmungsgestalt verändert
ist. Folglich läßt sich
die Anfasbearbeitung derart ausführen, daß die abschließend angefaste
Gestalt eines scheibenähnlichen
Gegenstandes eine gewünschte
Gestalt hat.
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Die
Anfasvorrichtung nach der Erfindung ist ferner vorzugsweise derart
ausgelegt, daß sie
eine Messmaschine zum Messen der Querschnittsgestalt des Umfangsrandes
des scheibenähnlichen
Gegenstands nach der Anfasbearbeitung umfaßt, und daß die Steuereinrichtung die
Bewegungsgröße der Relativbewegung
nach Maßgabe
eines Messwerts für
die Querschnittsgestalt korrigiert. Bei dieser Auslegungsform wird
die Querschnittsgestalt des Umfangsrandes des angefasten, scheibenähnlichen
Gegenstands vermessen, und der Wert wird zu dem Korrekturvorgang
für die übertragene
Gestalt zurückgeführt, so
daß es möglich wird,
eine Anfasbearbeitung an dem scheibenähnlichen Gegenstand mit einer
genauen Querschnittsgestalt vorzunehmen.
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Wie
zuvor angegeben ist, lassen sich mit dem Abrichtverfahren für eine Anfasscheibe
und eine Anfasvorrichtung nach der Erfindung die Ausnehmungen auf
der Anfasscheibe durch Übertragen
der Ausnehmungsgestalt der Masterscheibe auf den Außenumfang
der Abrichtscheibe ausbilden, und dadurch, daß die Außenumfangsgestalt der Abrichtscheibe
auf die Anfasscheibe übertragen
wird, kann man eine Ausnehmung mit einer gewünschten Gestalt auf einfache
Weise an der Anfasscheibe mit hoher Präzision ausbilden. Selbst wenn
die Abrichtscheibe aufgebraucht ist und eine Verformung auftritt,
läßt sich
die Abrichtscheibe auf einfache Weise reparieren.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung. Darin gilt:
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1 ist
eine Vorderansicht zur Verdeutlichung einer Anfasvorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung;
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2 ist
eine vergrößerte Ansicht
von der Umgebung eines Wafertisches;
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3 ist
ein schematisches Diagramm zur Verdeutlichung einer Außenumfangsbearbeitungsscheibe;
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4A bis 4C sind
schematische Ansichten zur Verdeutlichung eines Abrichtverfahrens
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung;
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5A bis 5C sind
schematische Ansichten zur Verdeutlichung eines Abrichtverfahrens
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung;
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6A und 6B sind
schematische Ansichten zur Verdeutlichung von weiteren Abrichtvorgängen;
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7 ist
eine Schnittansicht zur Verdeutlichung eines angefasten Querschnitts
eines Wafers;
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8 ist
eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung eines Abrichtkorrekturvorgangs;
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9 ist
eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung eines weiteren Abrichtkorrekturvorgangs;
und
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10 ist
eine schematische Ansicht zur Verdeutlichung einer Meßeinrichtung
für die
angefaste Gestalt.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
eines Verfahrens zum Abrichten einer Anfasscheibe und einer Anfaseinrichtung
nach der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
näher erläutert. In
den Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche Teile mit denselben
Bezugszeichen versehen.
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Zuerst
wird eine Anfasvorrichtung für
einen Wafer (scheibenförmiges
Gebilde bzw. scheibenähnlicher
Gegenstand) erläutert,
welche bei dem Abrichtverfahren nach der Erfindung zum Einsatz kommt. 1 ist
eine Vorderansicht zur Verdeutlichung der Hauptteile einer Anfasvorrichtung.
Eine Anfasvorrichtung 10 umfaßt eine Waferzufuhreinrichtung 20,
eine Scheibendreheinheit 50, eine Waferzufuhr/-aufnahmeeinheit,
eine Waferreinigungs/-trockeneinheit und eine Wafertransporteinrichtung,
welche nicht gezeigt sind. Ferner ist eine Steuereinrichtung 15 vorgesehen,
welche nachstehend noch näher
gezeigt und erläutert
wird, und die einen Arbeitsablauf der jeweiligen Einheit der Anfasvorrichtung
und dergleichen steuert.
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Die
Waferzufuhreinheit 20 hat einen X-Tisch 24, welcher
nach der Zeichnung in die X-Richtung mittels einer X-Achsbasis 21 bewegt
wird, welche auf einem Grundgestell 11 angeordnet ist.
Hierzu sind zwei X-Achsführungsschienen 22 und 22,
vier X-Achslinearführungen 23, 23,
..., und eine X-Achsantriebseinrichtung 25 vorgesehen,
welche eine Kugelumlaufspindel und einen Schrittmotor umfaßt.
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Ein
Y-Tisch 28 wird in Y-Richtung in der Zeichnung mittels
zwei Y-Achsführungsschienen 26 und 26,
vier Y-Achslinearführungen 27, 27,
..., und einer Y-Achsantriebseinrichtung bewegt, welche eine Kugelumlaufspindel
und einen Schrittmotor (beide nicht gezeigt) umfaßt. Dieser
Y-Tisch 28 ist in dem X-Tisch 24 vorgesehen.
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Ein
Z-Tisch 31, welcher mit Hilfe von zwei Z-Achsführungsschienen 29 und 29,
und vier Z-Achslinearführungen
geführt
ist, welche in der Zeichnung nicht gezeigt sind, und in der Zeichnung
in Z-Richtung mit Hilfe einer Z-Achsantriebseinrichtung 30 bewegt
wird, welche eine Kugelumlaufspindel und einen Schrittmotor umfaßt, ist
in dem Y-Tisch 28 vorgesehen.
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Ein θ-Achsmotor 32 und
eine θ-Spindel 33 sind
in dem Z-Tisch 31 vorgesehen, und ein Wafertisch (Aufspanntisch) 34,
auf welchem der Wafer W angebracht ist, bei dem es sich um einen
scheibenähnlichen
Gegenstand handelt, ist mittels Saugwirkung an der θ-Spindel 33 gehalten.
Der Wafertisch 34 führt
eine Drehbewegung in θ-Richtung
in der Zeichnung um eine Wafertisch-Drehachse CW aus.
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Eine
Abrichtscheibe 41 (welche nachstehend als Abrichteinrichtung 41 bezeichnet
wird), welche zum Abrichten der Scheibe eingesetzt wird, welche
die Abschlußanfasbearbeitung
am Umfangsrand des Wafers W vornimmt, ist an einem unteren Teil des
Wafertisches 34 axial zu der Wafertischdrehachse CW angeordnet.
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Der
Wafer W und die Abrichteinrichtung 41 werden in θ-Richtung
in der Zeichnung gedreht, und bewegen sich in X-, Y- und Z-Richtung
mittels der Waferzufuhreinheit 20.
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Die
Scheibendreheinheit 50 hat eine Außenumfangsscheibenspindel 51,
an der eine Außenumfangsbearbeitungsscheibe 52 angebracht
ist, und die um eine Achse CH mittels eines Umfangsscheibenmotors
(nicht gezeigt) drehangetrieben ist. Ferner hat diese Einheit 50 eine
Außenumfangsfeinschleifspindel 54 und
einen Außenumfangsfeinschleifmotor 56, welcher
an einem Drehtisch 53 angebracht ist, der oberhalb der
Außenumfangsbearbeitungsscheibe 52 angeordnet
ist. Ferner sind eine Ausnehmungsgrobschleifspindel 60 und
ein Ausnehmungsgrobschleifmotor 62 und eine Ausnehmungsfeinschleifspindel 57 und
ein Ausnehmungsfeinschleifmotor 59 vorgesehen.
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Eine
Außenumfangsfeinschleifscheibe 55, bei
der es sich um eine Anfasscheibe zur Ausführung einer abschließenden Schleifbearbeitung
am Außenumfang
des Wafers W handelt, ist an der Außenumfangsfeinschleifspindel 54 angebracht.
Eine Ausnehmungsgrobschleifscheibe 51 ist an der Ausnehmungsgrobschleifspindel 60 angebracht,
und eine Ausnehmungsfeinschleifscheibe 58 ist an der Ausnehmungsfeinschleifspindel 57 angebracht,
wobei diese Ausnehmungsfeinschleifscheibe 58 eine Anfasscheibe
zur Ausführung
der abschließenden Schleifbearbeitung
eines ausgenommenen Teils dient.
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Die
Außenumfangsfeinschleifscheibe 55,
die Ausnehmungsfeinschleifscheibe 58 und die Ausnehmungsgrobschleifscheibe 61 sind
an zugeordneten Arbeitspositionen durch ein Verdrehen des Drehtisches 53 positioniert.
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2 zeigt
die Abrichteinrichtung 41, welche an dem Wafertisch 34 angebracht
ist. Die Abrichteinrichtung 41 ist an dem unteren Teil
des Wafertisches 34 koaxial zu der Wafertischdrehachse
CW angebracht und wird in θ-Richtung
mittels des θ-Achsmotors 32 in
Drehung versetzt, wie dies in 2 gezeigt ist.
Die obere Fläche
des Wafertisches 34 ist eine Saugfläche, welche in kommunizierender
Verbindung mit einer Vakuumquelle (nicht gezeigt) steht, und der
Wa fer W, an welchem eine Anfasbearbeitung durchzuführen ist,
befindet sich auf der oberen Fläche
des Wafertisches 34 und ist mittels Saugwirkung festgehalten.
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3 zeigt
eine Auslegungsform einer Außenumfangsbearbeitungsscheibe 52.
Die Außenumfangsbearbeitungsscheibe 52 hat
einen dreistufigen Aufbau. Ein am weitesten unten liegendes Teil
ist eine Masterscheibe (Muster- bzw. Bezugsscheibe) 52A,
welche eine Masterausnehmung 52a hat, welche eine Außenumfangsgestalt
einer Abrichteinrichtung 41 bildet, und ein mittlerer Teil
ist eine Außenumfangsgrobschleifscheibe 52A,
an der eine Außenumfangsgrobschleifausnehmung 52b für den Wafer W
ausgebildet ist. Ein zu oberst liegendes Teil ist eine Ausrichtabflachung
und wird von einer ebenen Ausrichtfeinschleifscheibe 52D gebildet,
bei der es sich um eine Anfasscheibe handelt, an der eine Orientierungsabflachung
und eine Orientierungsabflachungsfeinschleifausnehmung 52d für den Wafer
W ausgebildet sind. Mittels diesem Teil werden die Orientierungsabflachung
und die Ecke der Orientierungsabflachung abschließend zur
Endbearbeitung geschliffen.
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Obgleich
bei jedem der Scheiben nach 3 eine Ausnehmung
dargestellt ist, was aus Vereinfachungsgründen der Fall ist, ist tatsächlich eine
Mehrzahl von Ausnehmungen an jeder der Scheiben ausgebildet, um
die Deformation der Ausnehmungsgestalt infolge des Abriebs auszugleichen.
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Bei
dieser bevorzugten Ausführungsform wird
für die
Abrichteinrichtung 41 eine scheibenförmige GC-Scheibe mit im wesentlichen
dem gleichen Durchmesser und der gleichen Dicke wie der Wafer W
eingesetzt, welcher hiermit zu bearbeiten ist, und die Korngröße der Schleifscheibe
beläuft
sich auf #320.
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Die
Masterscheibe 52A ist eine metallgebundene Scheibe und
hat Schleifkörner
mit einem Durchmesser von 202 mm und hat eine Korngröße von #600.
Die Außenumfangsgrobschleifscheibe 52B ist eine
metallgebundene Scheibe mit Diamantschleifkorn mit einem Durchmesser
von 202 mm und hat eine Korngröße von #800. Die Orientierungsabflachung-
und Orientierungsabflachungseck- Feinschleifscheibe 52D ist
eine harzgebundene Scheibe mit Diamantschleifkorn mit einem Durchmesser
von 202 mm und einer Korngröße von #3.000.
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Die
Außenumfangsfeinschleifscheibe 55 ist eine
harzgebundene Scheibe mit Diamantschleifkorn mit einem Durchmesser
von 50 mm und einer Korngröße von #3.000.
Für die
Ausnehmungsgrobschleifscheibe 61 wird eine harzgebundene
Schleifscheibe mit Diamantschleifkorn eingesetzt, welche einen kleineren
Durchmesser, beispielsweise einen Durchmesser von 1,8 mm bis 2,4
mm hat, sowie eine Korngröße von #800.
Für die
Ausnehmungsfeinschleifscheibe 58 wird eine harzgebundene
Schleifscheibe mit Diamantschleifkorn eingesetzt, welche einen kleinen
Durchmesser, beispielsweise einen Durchmesser von 1,8 mm bis 2,4
mm hat, und eine Korngröße von #4.000.
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Die
Außenumfangsschleifspindel 51 ist
eine Spindel, welche mittels eines eingebauten Motors unter Einsatz
eines Kugellagers angetrieben wird, und eine Drehbewegung mit einer
Drehzahl von 8.000/min ausführt.
Die Außenumfangsfeinschleifspindel 54 ist
eine Spindel, welche mittels eines eingebauten Motors unter Einsatz
eines Luftlagers angetrieben wird, und eine Drehbewegung mit einer Drehzahl
von 35.000 1/min ausführt.
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Die
Ausnehmungsgrobschleifspindel 60 ist eine Spindel, welche
mittels einer Luftturbine unter Einsatz eines Luftlagers angetrieben
wird und eine Drehbewegung mit einer Drehzahl von 80.000 1/min ausführt. Die
Ausnehmungsfeinschleifspindel 57 ist eine Spindel, welche
mit einem eingebauten Motor unter Einsatz eines Luftlagers angetrieben
wird, und eine Drehbewegung mit einer Drehzahl von 150.000 1/min
ausführt.
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Die
nähere
Erläuterung
der weiteren Bauteile der Anfasvorrichtung 10 wird weggelassen,
da es sich hierbei um an sich bekannte Einzelheiten handelt.
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Nunmehr
soll ein Abrichtverfahren nach der Erfindung näher erläutert werden. Zu allererst
erfolgt eine Anfasbearbeitung an dem Außenumfang der Abrichteinrichtung 41 mit
der Masterscheibe 52A. Bei dieser Bearbeitung dreht sich
die Masterscheibe 52A mit einer Drehzahl von 8.000 1/min.
Der Z-Tisch 31 wird mittels der Z-Achsantriebseinrichtung 30 in
diesem Zustand bewegt, und die Höhe
der Abrichteinrichtung 41 ist in einer Höhe unter
Zuordnung zu der Masterausnehmung 52a der Masterscheibe 52A positioniert.
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Dann
wird der Y-Tisch 28 in Richtung auf die Masterscheibe 51A bewegt. 4A zeigt diesen Zustand. Durch die Bewegung
des Y-Tisches 28 in Y-Richtung wird das Außenumfangsteil
der Abrichteinrichtung 41 in die Masterausnehmung 52a der
Materscheibe 52A eingeschnitten, und der Wafertisch 34 führt langsam
eine Drehbewegung mittels des θ-Achsmotors 32 aus,
wodurch das Außenumfangsteil
der Abrichteinrichtung 41 angefast wird, und die Form der
Masterausnehmung 52a auf das Außenumfangsteil der Abrichteinrichtung 41 übertragen
wird.
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4B zeigt diesen Zustand. Wie dann in 4C gezeigt ist, wird die Abrichteinrichtung 41 in Richtung
von der Masterscheibe 52A weg bewegt, und die Übertragung
von der Querschnittsgestalt der Masterausnehmung 52a der
Masterscheibe 52A auf die Querschnittsgestalt des äußeren Umfangsteils der
Abrichteinrichtung 41 ist abgeschlossen.
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Unter
Einsatz der Abrichteinrichtung 41, an deren äußeren Umfangsteil
die Querschnittsgestalt der Masterausnehmung 52a übertragen
worden ist, wird die Feinschleifausnehmung 52d auf der
Orientierungsabflachung und der Orientierungsabflachungsecke mit
Hilfe der Feinschleifscheibe 52d ausgebildet. Bei diesem
Verfahrensschritt wird der Z-Tisch 31 mittels der Z-Achsantriebseinrichtung 30 zuerst
bewegt, und die Höhe
der Abrichteinrichtung 41 wird an die Ausnehmungsausbildungsposition
der Orientierungsabflachung und der Orientierungsabflachungsecke
der Feinschleifscheibe 52D positioniert, wie dies in 5A gezeigt ist.
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Dann
wird die Abrichteinrichtung 41 mit hoher Geschwindigkeit
gedreht und in Y-Richtung bewegt, und die Orientierungsabflachung
und die Orientierungsabflachungsecke werden mittels der Feinschleifscheibe 52d eingeschnitten.
Die Orientierungsabflachung und die Orientierungsabflachungsecke
mit der Feinschleifscheibe 52d führt langsam eine Drehbewegung
aus, wodurch die Feinschleifausnehmung 42d ausgebildet
wird. Dann wird die Abrichteinrichtung 41 in Y-Richtung
zurück
bewegt, und die Ausbildungsbearbeitung für die Feinschleifausnehmung 52d auf
der Orientierungsabflachung und der Feinschleifscheibe 52d mit
der Orientierungsabflachungsecke ist abgeschlossen.
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Die
Querschnittsgestalt der Masterausnehmung 52a der Masterscheibe 52A wird
auf das Außenumfangsteil
der Abrichteinrichtung 41 übertragen und wird auf die
Feinschleifscheibe 52D mit der Orientierungsabflachung
und der Orientierungsabflachungsecke von der Abrichteinrichtung 41 übertragen,
wobei die Querschnittsgestalt der Masterausnehmung 52a der
Masterscheibe 52A auf die Feinschleifausnehmung 52d der
Orientierungsabflachung und der Orientierungsabflachungsecke der Feinschleifscheibe 52D übertragen
wird.
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Bei
der Ausbildung der Feinschleifausnehmung auf dem Außenumfang
der Feinschleifscheibe 55 wird die Querschnittsgestalt
der Masterausnehmung 52a der Masterscheibe 52A mittels
der Übertragung über die
Abrichteinrichtung 41 ausgebildet, sowie die Feinschleifausnehmung 52d der
Orientierungsabflachung und der Orientierungsabflachungsecke der
Feinschleifscheibe 52D.
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Die
Ausbildung der Feinschleifausnehmung auf der Ausnehmungsfeinschleifscheibe 58 erfolgt auf
genau die gleiche Weise, und die Querschnittsgestalt der Masterausnehmung 52a der
Masterscheibe 52A wird durch die Übertragung mittels der Abrichteinrichtung 41 ausgebildet.
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Das
Abschlussschleifen der Anfasbearbeitung an dem Wafer W wird dadurch
vorgenommen, daß die
Außenumfangsfeinschleifscheibe 55,
die Orientierungsabflachung- und die Orientierungsabflachungseck-Feinschleifscheibe 52D oder
die Ausnehmungsfeinschleifscheibe 58 eingesetzt wird, welche auf
die vorstehend beschriebene Weise abgerichtet ist.
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Wie
zuvor beschrieben worden ist, wird die Querschnittsgestalt der Masterausnehmung 52a der Masterschleifscheibe 52A auf
das Außenumfangsteil der
Abrichteinrichtung 41 übertragen,
und die Feinschleifscheibe wird unter Einsatz der Abrichteinrichtung 41 abgerichtet.
Daher sind Arbeiten zum Zentrieren mit hoher Präzision von der Abrichteinrichtung 41 und
der Feinschleifscheibe bezüglich
der jeweiligen Drehachse nicht erforderlich, und das Abrichten kann
mit denselben Verfahrensschritten wie die Anfasbearbeitung am Wafer
W ausgeführt
werden. Somit läßt sich
ein hochgenaues Abrichten auf einfache Weise an der Maschine vornehmen.
Es ist nicht erforderlich, daß man
eine groß bemessene
Abrichteinrichtung in der Anfasvorrichtung 10 vorsieht.
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Bei
der zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsform erfolgen die Erläuterungen
beispielsweise im Zusammenhang mit dem Abrichten des Formschleifens,
aber die Erfindung kann auch beim Abrichten einer üblichen,
mit Ausnehmungen versehenen Schleifscheibe eingesetzt werden. Wie insbesondere
in 6A gezeigt ist, wird die obere Seitenfläche 52e der
Ausnehmung mittels der Abrichteinrichtung 41 zuerst abgerichtet,
dann wird entsprechend 6B ein Ausnehmungsgrund 52f bei einer
Absenkbewegung der Abrichteinrichtung 41 im Anschluß daran
ausgebildet, und schließlich
wird eine untere Seitenfläche 52g der
Ausnehmung abgerichtet, wodurch die Seitenflächengestalt der Masterausnehmung 52a auf
die obere Seitenfläche 52e und die
untere Seitenfläche 52g übertragen
werden kann.
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Nunmehr
wird die Korrektur der Abrichtform näher erläutert. Bei der Anfasbearbeitung
an dem Wafer W werden eine Länge
X3 des linearen Abschnitts der Seitenfläche des Wafers W und die Abmessung
der Krümmungsradien
R1 und R2 des Verbindungsabschnitts des linearen Abschnitts der
Seitenfläche
und die geneigten Anfasabschnitte nach 7 im allgemeinen
als wesentlich erachtet.
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Die
Masterausnehmung 52a der zuvor beschriebenen Masterscheibe 52A ist
genau bearbeitet, indem man auf zeitaufwendige Weise eine Maschine
mit elektrischer Entladung oder dergleichen einsetzt, aber zum Zeitpunkt
der Übertragung
auf die Abrichteinrichtung 41 von der Masterschleifscheibe 52A und zum
Zeitpunkt der Übertragung
auf die Feinschleifscheibe von der Abrichteinrichtung 41 kann
die Gestalt der Masterausnehmung 52a der Masterscheibe 52A nicht
auf die Feinschleifscheibe auf genaue Weise übertragen werden, was auf einen
Rundlauffehler oder eine Auslenkung an der Abrichteinrichtung 41 und
den jeweiligen Schleifscheiben zurückzuführen ist.
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Folglich
wird bei dem Abrichtverfahren gemäß der bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung eine Übertragungsversetzungsgröße, welche infolge
des Rundlauffehlers oder der Auslenkung der Abrichteinrichtung 41 und
der jeweiligen Schleifscheiben auftritt, zuvor gemessen, und die
Masterausnehmung 52a der Masterscheibe 52A ist
unter Berücksichtigung
der Übertragungsversetzungsgröße ausgelegt.
Hierdurch läßt sich
eine vorbestimmte Ausnehmungsgestalt an der Feinschleifscheibe ausbilden.
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Bei
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
wird die Abrichtkorrekturbearbeitung nach 8 in der
Steuereinrichtung 15 programmiert, und es wird eine Abrichtkorrekturbearbeitung
zum Zeitpunkt des Abrichtens ausgeführt. Wenn beispielsweise die
Länge X3
des linearen Abschnitts der Seitenfläche klein wird, wenn die Übertragung
auf die Abrichteinrichtung 41 von der Masterausnehmung 52a der
Masterscheibe 52A vorgenommen wird, schreitet die Abrichteinrichtung 41 in
Richtung der Mitte der Masterausnehmung 52a zuerst (1)
ein, die Abrichteinrichtung 41 wird um ½ der Korrekturgröße von X3 angehoben
und eingeschnitten (2), und schließlich wird die Abrichteinrichtung 41 von
der ersten Höhe um ½ der Korrekturgröße von X3
abgesenkt und eingeschnitten (3), wie dies in 8 gezeigt
ist. Durch einen solchen Korrekturvorgang kann die Übertragung
erfolgen, wenn X3 klein ist.
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Wenn
beispielsweise X3, R1 und R2 groß sind und wenn die Übertragungsabrichtung
an der Feinschleifscheibe ausgehend von der Abrichteinrichtung 41 vorgenommen
wird, bewegt sich nach dem Einschneiden der Abrichteinrichtung 41 in
die Feinschleifscheibe die Abrichteinrichtung 41 in Richtung
nach oben und vergrößert X3
um ½ der
Korrekturgröße von X3
(1), und dann wird R1 durch die Bewegung der Abrichteinrichtung 41 in
Nachbehandlungsrichtung größer gemacht,
während
dem sich die Abrichteinrichtung 41 nach oben bewegt, wie
dies in 9 gezeigt ist. Dann wird die
Abrichteinrichtung 41 nach unten um ½ der Korrekturgröße von X3
ausgehend von der Position, an der die Abrichteinrichtung 41 zuerst
in die Feinschleifscheibe einschneidet (3) nach unten bewegt, und
schließlich
wird R2 dadurch groß gemacht,
daß die
Abrichteinrichtung 41 in Nachbearbeitungsrichtung bewegt
wird, während
dem sich die Abrichteinrichtung 41 nach unten bewegt.
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Durch
Ausführen
einer solchen Korrekturbearbeitung können X3, R1 und R2 in großem Maße abgerichtet
werden.
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Bei
dieser weiteren bevorzugten Ausführungsform
läßt sich
nicht nur eine Korrekturübertragungsversetzungsgröße vornehmen,
sondern sie ist auch für
den Fall geeignet, bei dem die Anfasgestalt sich infolge einer Änderung
der Art des Wafers W ändert,
wenn man diesen Korrekturvorgang vornimmt, vorausgesetzt, daß die Änderungsgröße nicht
zu groß ist.
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10 ist
ein Diagramm zur Verdeutlichung einer Meßeinrichtung (Messmaschine) 70,
die an der Anfaseinrichtung 10 vorgesehen ist und den Anfaszustand
des Wafers W vermisst. Die Meßeinrichtung 70 umfaßt einen
Messtisch 71, welcher zusammen mit dem darauf angebrachten
Wafer W eine Drehbewegung ausführt,
eine CCD-Kamera (für
die obere Fläche) 72,
welche an dem Umfangsrand des Wafers W angeordnet ist, und ein Bild
von der Anfasgestalt aufnimmt, eine CCD-Kamera (für die Unterseite) 73, eine
CCD-Kamera (für
die Seitenfläche) 74,
eine LED-Ausleuchteinrichtung 75, eine Bildverarbeitungseinheit 76,
einen Monitor 77 und dergleichen.
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Die
Umfangsrandabschnittbilder des Wafers W, welche mittels der CCD-Kamera (für die obere Fläche) 72,
die CCD-Kamera (für
die Unterseite) 73, die CCD-Kamera (für die Seitenfläche) 74 werden
einer Signalverarbeitung in der Bildbearbeitungseinheit 76 unterzogen
und an die Steuereinrichtung übertragen.
Die Anfasgestaltabmessungen werden arithmetisch ermittelt.
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Die
Steuereinrichtung 15 kann den Abrichtkorrekturvorgang nach
Maßgabe
der Anfasgestaltabmessung des Wafers W steuern, welche man mit Hilfe
der Meßeinrichtung 70 erhält, und
somit kann ein optimales Abrichten auf die gewünschte Anfasgestalt erfolgen,
was auf einfache Weise an der Maschine ausgeführt werden kann.
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Die
Umfangsrandabschnittsgestalt der Abrichteinrichtung 41,
für die
die Anfasbearbeitung mittels der Masterscheibe 52A durchgeführt wird,
wird mit der Meßeinrichtung
(Messmaschine) ausgemessen, und der Anfaskorrekturvorgang der Abrichteinrichtung 41 läßt sich
nach Maßgabe
der erhaltenen Messdaten steuern.
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Nachdem
eine vorbestimmte Anzahl von Anfasbearbeitungen ausgeführt worden
ist, kann eine optimale Abrichtung auf automatische Weise erfolgen,
und daher wird die vorteilhafte Anfasbearbeitung immer vorgenommen.
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Bei
der zuvor angegebenen bevorzugten Ausführungsform erfolgte die Erläuterung
im Zusammenhang mit den Materialien, den Abmessungen, den Korngrößen, der
Drehzahl und dergleichen von der Abrichteinrichtung 41 und
den jeweiligen spezifiziert angegebenen Schleifscheiben, obgleich
die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist, vorausgesetzt, daß die Ausnehmungsgestalt
der Masterausnehmung 52a der Masterscheibe 52A auf
die Abrichteinrichtung 41 übertragen werden kann und auch
die Schleifscheibe zur Bearbeitung von der Abrichteinrichtung 41 übertragen
werden kann. Bei der Erfindung können
unterschiedliche Materialien, Abmessungen, Korngrößen, Drehzahlen
und dergleichen vorgesehen werden.