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Dokumentenidentifikation DE69304498T2 03.04.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0601748
Titel Maschine zum Kantenscheifen von Halbleiterplatten
Anmelder Shin-Etsu Handotai Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Hasegawa, Fumihiko, Shin-Etsu Handotai Co. Ltd., Nishi-shirakawa-gun, Fukushima-ken, JP;
Ohtani, Tatsuo, Shin-Etsu Handotai Co. Ltd., Nishi-shirakawa-gun, Fukushima-ken, JP;
Kuroda, Yasuyoshi, Shin-Etsu Handotai Co. Ltd., Nishi-shirakawa-gun, Fukushima-ken, JP
Vertreter Patentanwälte Dr. P. Weinhold und Partner, 80803 München
DE-Aktenzeichen 69304498
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 26.11.1993
EP-Aktenzeichen 933094450
EP-Offenlegungsdatum 15.06.1994
EP date of grant 04.09.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.04.1997
IPC-Hauptklasse B24B 9/06
IPC-Nebenklasse B24B 49/16   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abschrägen der Kante einer Haibleiterscheibe (im folgenden als Wafer bezeichnet) mittels Schleifen.

Figur 17 zeigt eine Draufsicht auf eine Grundstruktur einer bekannten Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers. Ein Beispiel einer Maschine dieser Art ist in EP-A-0 457 364 offenbart. Die Grundstruktur der bekannten Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers umfaßt einen Arm 1 mit einem auf ein Gelenk 102 montierten Zwischenstück, eine an ein Ende des Arms 101 drehend montierte zylindrische Schleifscheibe 103, einen Pneumatikzylinder 109 mit einer mit der Seite des anderen Endes des Arms 101 in Kontakt stehenden Kolbenstange zum Andrücken der Schleifscheibe 103 gegen den Rand eines Wafer W sowie eine Haltedrehplatte 110, die in der Nähe der Schleifscheibe 103 angeordnet ist und der Wafer W an Ort und Stelle festhält.

Während des Betriebs dreht in Figur 17 eine (nicht dargestellte) Antriebsvorrichtung die Schleifscheibe mit hoher Drehzahl dem Uhrzeiger entgegengesetzt, der Pneumatikzylinder 109 drückt gleichzeitig das andere Ende des Arms 101 mittels einer eingestellten Kraft F in Pfeilrichtung F, und die Haltedrehplatte 110 wird in Figur 17 bei geringer Drehzahl dem Uhrzeiger entgegengesetzt gedreht. Auf diese Weise wird die Schleifscheibe 103 durch einen Kontaktdruck auf die Kante der Wafer W gedrückt und die Kante des Wafer W wird abgeschrägt.

Wie in Figur 5 dargestellt, umfaßt der Rand des Wafer W im allgemeinen einen Ausrichtabschnitt W1, einen runden Kantenabschnitt W2 sowie abgerundete Verbindungsabschnitte W3 zwischen dem Ausrichtabschnitt W1 und dem runden Kantenabschnitt W2. Da die Krümmungshalbmesser R1 (=∞), R2 und R3 des Ausrichtabschnitts W1, des runden Kantenabschnitts W2 und des abgerundeten Verbindungsabschnitts W3 einen Beziehungsausdruck R&sub3;< R&sub2;< R&sub1; haben, haben die Bereiche C1, C2 und C3 der Kontaktpunkte zwischen der Schleifscheibe 103 und dem Ausrichtabschnitt W1, dem runden Kantenabschnitt W2 bzw. dem abgerundeten Verbindungsabschnitt W3 einen Beziehungsausdruck C1< C2< C3.

Drückt daher der Pneumatikzylinder 109 die Seite des anderen Endes des Arms 101 mit der festgesetzten Kraft F, dann werden die Kontaktdrücke &sub1;, &sub2; und &sub3;, die auf dem Ausrichtabschnitt W1, dem runden Kantenabschnitt W2 und dem abgerundeten Verbindungsabschnitt W3 erzeugt werden, entsprechend den Krümmungshalbmessern R1, R2 und R3 reduziert (d.h. &sub1;< &sub2;< &sub3;). Insbesondere erhalten die abgerundeten Verbindungsabschnitte W3 einen exzessiven Kontaktdruck, so daß die Kanten der abgerundeten Verbindungsabschnitte W3 einen anomal starken Griff auf die Schleifscheibe 103 haben, um die abgerundeten Verbindungsabschnitte anomal schleifen oder abschrägen.

Die Kraft F des pneumatischen Zylinders 109 muß also so gering sein, daß die abgerundeten Verbindungsabschnitte W3 nicht den abnormal starken Griff auf die Schleifscheibe 103 erhalten. Dies verringert die Produktivität beim Abschrägen der Waferkante.

Da die Kontaktdrücke &sub1;, &sub2; und &sub3; auf dem Ausrichtabschnitt W1, dem runden Kantenabschnitt W2 und dem abgerundeten Verbindungsabschnitt W3 unterschiedlich sind, kann die bekannte Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers keine optimale einheitliche Schleifqenauigkeit gegenüber der Kante des Wafers W haben.

Da das Abschrägen der Kanten von zahlreichen Wafern W eine Formnut 103a in der Schleifscheibe 103 zum Abschrägen der Kante des Wafers W verschleißt, so daß der Abschnitt der Formnut 103a verschlechtert oder verformt wird, d.h. einen permanenten Betrag an Ermüdung auf den Abschnitt der Formnut 103 erzeugt, muß zu gegebener Zeit eine neue Formnut hergestellt werden.

Üblicherweise gibt es zwei Verfahren zur Herstellung der Formnut in der Schleifscheibe. Bei einem ersten Verfahren wird die Schleifscheibe 103 von der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers abgenommen und dann mit einer starken Drehbank bearbeitet, so daß eine neue Formnut 103a geschaffen wird. Bei einem zweiten in Figur 18 dargestellten Verfahren weist eine Drehwelle 110R der Waferhalteplatte 110 eine normalerweise installierte sich radial erstreckende Schneidevorrichtung 131 auf, und die Schneidevorrichtung 131 wird vertikal bewegt und erzeugt die Formnut 103a in der Schleifscheibe 103 wenn erforderlich.

Bei dem ersten Verfahren ist das Befestigen und Abnehmen der Schleifscheibe an und von der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers umständlich, und die Genauigkeit des Einbaus der Schleifscheibe 103 stellt ein Problem dar. Bei dem zweiten Verfahren erzeugt die Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers die Formnut 103a während die Drehwelle 130 die Schleifscheibe 103 normalerweise aufgesetzt hat, so daß die Genauigkeit des Einbaus der Schleifscheibe 103 auf der Drehwelle kein Problem darstellt. Die Schneidevorrichtung 131 ist jedoch wegen der normalerweise eingebauten Schneidevorrichtung 131 auf der Drehwelle 130 während des Waferkantenabschrägens normalerweise einem ein Schleifmaterial enthaltenden Schlamm 113 ausgesetzt, so daß die Schneidevorrichtung 131 aus speziellem Schutzmaterial, beispielsweise einem teuren und schwer erhältlichen Keramikmaterial hergestellt sein muß. Die Arten verfügbarer Schneidevorrichtungen sind daher beschränkt.

Nach der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers

einen Rahmen,

einen drehbar an den Rahmen montierten Tisch zum Halten des Wafers,

eine drehantreibbar an den Rahmen gegenüber dem Tisch angebrachte Schleifscheibe mit einer Formnut zum Abschrägen der Kante des Wafers sowie

an dem Rahmen vorgesehene Andruckmittel zum Andrücken der Schleifscheibe an die Kante des Wafers und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin

einen Sensor zum Erfassen zumindest des Ausrichtabschnitts des auf dem Tisch gehaltenen Wafers und Erzeugen eines entsprechenden die Lage des Wafers anzeigenden Signals und

Steuermittel zum Steuern der Andruckmittel, um in den Bereichen von Ausrichtabschnitt, rundem Kantenabschnitt und abgerundeten Verbindungsabschnitten jeweils unterschiedliche Kräfte zwischen Schleifscheibe und Wafer zur Anwendung zu bringen, umfaßt.

Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung bietet optimale Abschrägungsgenauigkeit gegenüber der Waferkante und erhöht die Produktivität des Verfahrens zum Abschrägen der Kante eines Wafers.

Die Kräfte können eine erste Kraft umfassen, mit welcher die Andruckmittel die Schleifscheibe an den Ausrichtabschnitt andrücken, eine zweite Kraft, mit welcher die Andruckmittel die Schleifscheibe an den runden Kantenabschnitt andrücken, sowie eine dritte Kraft, mit welcher die Andruckmittel die Schleifscheibe an die abgerundeten Verbindungsabschnitte andrücken. Die erste, zweite und dritte Kraft haben eine solche Beziehung, daß die erste Kraft die größte ist, die zweite eine mittlere ist und die dritte Kraft die kleinste ist.

Die Steuermittel können die Kräfte derart steuern, daß der Anpreßdruck an einem Punkt der Abschrägung zwischen der Kantenfläche der Formnut und der Kante des Wafers über der Kante des Wafers im wesentlichen gleich ist. Die Vorrichtung schrägt also den Ausrichtabschnitt, den runden Kantenabschnitt und die abgerundeten Verbindungsabschnitte mit dem im wesentlichen gleichen Anpreßdruck einheitlich ab und gewährleistet eine optimale Genauigkeit des Abschrägens der Kante eines Wafers gegenüber der Waferkante, so daß die Produktivität des Abschrägens erhöht wird.

Die Andruckmittel können einen Pneumatikzylinder umfassen, die Steuermittel können eine Pneumatik-Steuer-Schaltung und eine elektronische zentralverarbeitungseinheit enthalten. Die Pneumatik-Steuer-Schaltung umfaßt eine Druckluftquelle und ein magnetisch betätigtes Ventil. Das magnetisch betätigte Ventil verändert den Druck der von der Druckluftquelle dem Pneumatikzylinder zugeführten Druckluft auf drei verschiedene Drücke entsprechend den Drücken, die von der elektronischen Zentralverarbeitungseinheit gesteuert werden.

Der Sensor kann einen Photosensor mit einem lichtaussendenden und einem lichtempfangenden Element aufweisen, welche einander gegenüberliegend durch den von dem Tisch festgehaltenen Wafer angeordnet sind.

Der Photosensor kann relativ zu dem Tisch derart positioniert sein, daß die Querschnittsfläche eines von dem lichtempfangenden Element empfangenen am größten ist, wenn die Mitte des Ausrichtabschnitts einen von dem lichtaussendenden Element ausgesandten Lichtstrahl passiert. Die erzeugten Signale haben der Querschnittsfläche proportionale Spannungen.

Die Schleifscheibe kann drehbar an einem Tragarm befestigt sein, wobei der Tragarm an den Rahmen angelenkt ist, und das Andruckmittel kann einen Druckschieber aufweisen, welcher gegen das der Schleifscheibe gegenüberliegende Ende des Tragarms drückt. Alternativ kann der Tisch drehbar an einem Tragarm befestigt sein, wobei der Tragarm an den Rahmen angelenkt ist und wobei die Andruckmittel einen Druckschieber aufweisen, der gegen das dem Tisch gegenüberliegende Ende des Tragarms drückt.

Die Vorrichtung kann auch eine Nut-Schneide-Anordnung aufweisen, die abnehmbar auf dem Tisch gehalten wird und die Formnut herstellen kann,

einen Riegel zum Verhindern des Drehens des Tisches wenn die Nut-schneide-Anordnung die Formnut herstellt, sowie

einen an den Rahmen befestigten Stopper zum Stoppen der Drehbewegung des Tragarms, wobei der Stopper zusammen mit dem Druckschieber die Nut-Schneide-Anordnung relativ zu der Schleifscheibe ausrichtet.

Dies schafft eine Vorrichtung zur einfachen und exakten Herstellung einer Formnut in der Schleifscheibe zum Abschrägen der Waferkante, die die Genauigkeit des Einbaus der Schleifscheibe nicht einschränkt und keine Maßnahmen zur Berücksichtigung des Schleifschlamms erforderlich macht.

In diesem Fall kann die Vorrichtung weiterhin eine Rückstellfeder aufweisen, um den Tragarm in eine Drehrichtung zu drängen, in welcher der von dem Tisch gehalterte Wafer und die Schleifscheibe relativ voneinander weg bewegt werden, wobei der Stopper gegenüber dem Druckschieber angeordnet und in der Richtung des Druckschiebers bewegbar ist und der Stopper eine Gegenkraft zu der von dem Druckschieber ausgeübten erzeugt.

Es sollen nun spezielle Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben werden, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird.

Figur 1 zeigt ein pneumatisches Schaltbild einer Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers nach der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers in der Richtung eines Pfeils X in Figur 1.

Figur 3 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers in der Richtung eines Pfeils Y in der Figur 1.

Figur 4 zeigt ein Steuerungsdiagramm, das die Veränderungen in einer Andruckkraft F mit der Zeit veranschaulicht.

Figur 5 zeigt eine Draufsicht auf einer Wafer.

Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers mit einer Schneide- Anordnung zur Erzeugung einer Formnut in einer Schleifscheibe.

Figur 7 zeigt einen Aufriß der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers nach Figur 6 von vorn.

Figur 8 zeigt einen Aufriß der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers nach Figur 6 von rechts in der Richtung eines Pfeils A in Figur 6.

Figur 9 zeigt einen Aufriß der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers nach Figur 6 von links, der einen Zustand während des Abschrägens der Waferkante darstellt.

Figur 10 zeigt den Aufriß der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers von links, der einen Zustand während des Polierens der äußeren zylindrischen Fläche der Schleifscheibe darstellt.

Figur 11 zeigt den Aufriß der Vorrichtung zum Abschrgen der Kante eines Wafers von links, der die Vollendung des Polierens der äußeren zylindrischen Fläche der Schleifscheibe darstellt.

Figur 12 zeigt den Aufriß der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers von links, der einen Zustand während der Herstellung von Formnuten in der äußeren zylindrischen Fläche der Schleifscheibe darstellt.

Figur 13 zeigt eine Unteransicht einer Nut-Schneide- Anordnung.

Figur 14 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 13.

Figur 15 zeigt eine Ansicht in der Richtung eines Pfeils C in Figur 14.

Figur 16 zeigt ein Steuerungsdiagramm, das die Veränderungen der Höhe der Schleifscheibe und der dem Pneumatikzylinder zugeführten Druckluft mit der Zeit veranschaulicht.

Figur 17 zeigt eine Draufsicht auf eine Grundstruktur einer bekannten Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers.

Figur 18 zeigt einen Seitenaufriß einer Grundstruktur einer bekannten Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers mit einer Schneide-Anordnung zur Herstellung von Formnuten in der Schleifscheibe.

Die Figuren 1 bis 4 zeigen eine Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers. Figur 1 zeigt eine Pneumatikschaltung einer Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers. Figur 2 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers in der Richtung eines Pfeils X in Figur 1 und Figur 3 zeigt eine Ansicht der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers in der Richtung eines Pfeils Y in Figur 1. Figur 4 ist ein Steuerungsdiagramm, das die Veränderungen der Andruckkraft F mit der Zeit veranschaulicht.

In den Figuren 1 bis 3 ist mit 1 ein Tragarm bezeichnet. Ein Zwischenstück des Tragarms 1 ist auf ein Gelenk 2 montiert, das an einen (nicht dargestellten) Rahmen der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers befestigt ist. Am vorderen Ende des Tragarms 1 ist eine vertikale Drehwelle 4 vorgesehen. Die Drehwelle 4 hat eine eingebaute zylindrische Schleifscheibe 3 aus Urethanschaum. Wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, weist die äußere zylindrische Fläche der Schleifscheibe 3 eine ringförmige Formnut 3a auf. Während der Erneuerung der Formnut 3a in der Schleifscheibe 3 kann die Schleifscheibe 3 auf der Drehwelle 4 bleiben oder von der Drehwelle genommen werden.

Wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt, erstreckt sich das obere Ende der Drehwelle 4 durch den Tragarm 1 und weist eine an ihn befestigte Rolle 5 auf. Auf dem rückseitigen Ende des Tragarms 1 ist eine Motor 6 befestigt. Ein Riemen 8 wird zwischen die Rollen 5 und 7 gespannt und läuft über die Ränder der Rollen 5 und 7. Ein Pneumatikzylinder 9 ist gegen eine Seitenrandfläche des rückwärtigen Endes des Tragarms 1 gerichtet angeordnet, um den Tragarm 1 in Figur 1 entgegen dem Uhrzeiger zu drehen. Ein Kolben 9b des Pneumatikzylinders 9 trennt das Innere eines Zylinders 9a in Kammern S1 und S2. Das Vorderende einer an den Kolben 9b befestigten Kolbenstange 9c steht, wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, mit der Seitenrandfläche des Tragarms 1 in Kontakt.

Wie am besten in Figur 2 dargestellt, ist ein Haltetisch 10 nahe der Schleifscheibe 3 und drehbar horizontal angeordnet. Die obere Fläche des Haltetisches 10 hält einen Wafer W, dessen Kante abgeschrägt werden soll, fest. Eine (nicht dargestellte) Antriebsvorrichtung dreht den Haltetisch 10.

Wie in Figur 2 gezeigt, ist ein Photosensor 11, der den Ausrichtabschnitt W1 des Wafers W (siehe Figur 5) erfaßt, nahe des Haltetisches 10 angeordnet. Der Photosensor 11 umfaßt ein lichtaussendendes Element 11a sowie ein lichtempfangendes Element 11b, die jeweils einander gegenüber durch den Wafer W angeordnet sind. Das lichtempfangende Element 11b empfängt einen Lichtstrahl vom lichtaussendenden Element 11a und erzeugt ein Erfassungssignal mit einer der Lichtintensität proportionalen Spannung.

Bewegt sich der runde Kantenabschnitt W2 des Wafers W (siehe Figur 5) durch den Photosensor 11 dann unterbricht der runde Kantenabschnitt W2 den Lichtstrahl vom lichtaussendenden Element 11a vollständig. Bewegt sich andererseits der Ausrichtabschnitt W1 durch den Photosensor 11, dann erreicht ein Teil oder das gesamte Licht vom lichtaussendenden Element 11a das lichtempfangende Element 11b, so daß der Photosensor 11 den Ausrichtabschnitt W1 erfaßt. Macht die Mitte des Ausrichtabschnitts W1 den Durchgang des Lichts vom lichtaussendenden Element 11a zum lichtempfangenden Element 11b möglich, dann erzeugt der Photosensor 11 ein Erfassungssignal der Peakspannung.

Eine Steuervorrichtung 20 aus einer elektronischen Zentralverarbeitungsarbeit (CPU empfängt das Erfassungssignal vom Photosensor 11 und bestimmt die Mitte des Ausrichtabschnitts W1 aus der Peakspannung des Erfassungssignals. Die Bestimmung der Mitte des Ausrichtabschnitts W1 bestimmt die Positionen des Ausrichtabschnitts W1, des runden Kantenabschnitts W2 und der runden Verbindungsabschnitte W3 (siehe Figur 5), da die Abmessungen des Ausrichtabschnitts W1 der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers bekannt sind.

Der Photosensor 11 erfaßt die Ausrichtabschnitt W1, den runden Kantenabschnitt W2 und die runden Verbindungsabschnitte W3 sehr genau, und die Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers enthält eine Steuervorrichtung, die einen der dem pneumatischen Zylinder 9 auf Grund des Erfassungssignals vom Photosensor 11 zugeführten pneumatischen Drücke P1, P2 und P3 (P1> P2> P3) entsprechend auswählt. Wie in Figur 1 dargestellt umfaßt die Steuervorrichtung eine Pneumatik-Steuer-Schaltung und die Zentralverarbeitungseinheit CPU 20.

Die Pneumatik-Steuer-Schaltung 30 umfaßt eine Bezugsdruckl eitung LO, die mit einem Verdichterraum eines (nicht dargestellten) Drucklufterzeugers kommuniziert. Die Bezugsdruckleitung LO weist drei parallele Paare, ein Drucksteuerventil V1 und ein mit dem Drucksteuerventil V1 in Reihe geschaltetes magnetisch betätigbares Ventil MV1, ein Drucksteuerventil V2 und ein mit dem Drucksteuerventil V2 in Reihe geschaltetes magnetisch betätigbares Ventil MV2 sowie ein Drucksteuerventil V3 und ein mit dem Drucksteuerventil V3 in Reihe geschaltetes magnetisch betätigbares Ventil MV3, auf. Das Drucksteuerventil V1 reduziert den Bezugsdruck P0 auf den Druck P1. Das Drucksteuerventil V2 reduziert den Bezugsdruck P0 auf den Druck P2. Das Drucksteuerventil V3 reduziert den Bezugsdruck P0 auf den Druck P3. Die magnetisch betätigbaren Ventile MV1, MV2 und MV3 stellen ein Dreistellungs-Dreiweg-Ventil dar, das unter der Steuerung der Zentralverarbeitungseinheit CPU 20 zwischen den Stellungen a, b und c schaltet. Befinden sich die magnetisch betätigbaren Ventile MV1, MV2 und MV3 in der Stellung a, dann wird der Kammer S2 des Pneumatik-zylinders 9 durch die Unterdruckleitungen L1, L2 und L3 Druckluft der Drücke P1, P2 und P3 zugeführt. Befinden sich die magnetisch betätigbaren Ventile MV1, MV2 und MV3 in der Stellung b (d.h. den Nullstellungen), dann unterbrechen die magnetisch betätigbaren Ventile MV1, MV2 und MV3 die Durchgänge (d.h. Zuführungen und Ableitungen) der Druckluft der Drücke P1, P2 und P3. Befinden sich die magnetisch betätigbaren Ventile MV1, MV2 und MV3 in der Stellung c, dann ermöglichen es die magnetisch betätigbaren Ventile MV1, MV2 und MV3, daß die Druckluft aus der Kammer S2 des Pneumatikzylinders 9 in die Atmosphäre entweichen kann.

Eine Druckleitung L4 ist mit der Kammer S1 des Pneumatikzylinders 9 und mit der Bezugsdruckleitung L0 oder der Atmosphäre verbunden. Die Druckleitung L4 weist ein zwischengeschaltetes magnetisch betätigbares Ventil MV4 auf. Das magnetisch betätigbare Ventil MV4 ist ein durch die Zentralverarbeitungseinheit CPU 20 gesteuertes Zweistellungs-Zweiwegeventil. Befindet sich das magnetisch betätigbare Ventil MV4 in der Stellung a, dann wird der Druck P0 von der Bezugsdruckleitung L0 zur Kammer S1 des Pneumatikzylinders 9 geleitet. Befindet sich das magnetisch betätigbare Ventil MV4 andererseits in der Stellung b, dann wird die Luft aus der Kammer S1 an die Atmosphäre abgegeben.

Im folgenden soll der Betrieb der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers nach der beschriebenen Ausführungsform dargelegt werden.

Die Drehwelle 4 und die Schleifscheibe 3 werden in Figur 1 mit hoher Geschwindigkeit im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Andererseits hält der Haltetisch 10 den Wafer W fest, der Photosensor 11 hat die Stellungen des Ausrichtabschnitts W1, des runden Kantenabschnitts W2 und der abgerundeten Verbindsungsabschnitte W3 erfaßt, und die Zentralverarbeitungsarbeit CPU 20 hat die Daten dieser Stellungen gespeichert. Der Motor 6 wird bewegt, um mittels Rolle 7, Riemen 8 und Rolle 5 ein Drehmoment auf die Drehwelle 4 zu übertragen. Die (nicht dargestellte) Antriebsvorrichtung rotiert in Figur 1 den Haltetisch 10 und den Wafer W entgegen dem Uhrzeiger.

Drückt der Pneumatikzylinder 9 auf die Kolbenstange 9c, um die Seitenrandfläche des hinteren Endes des Tragarms 1 mittels Kraft F in Richtung des Pfeils F zu bewegen, dann empfängt der Tragarm 1 ein entgegen dem Uhrzeiger gerichtetes Moment um das Gelenk 2, um die Schleifscheibe 3 durch den Kontaktdruck gegen die Kante des Wafer W zu drücken, so die Kantenfläche der Formnut 3a in der Schleifscheibe 3 die Kante des Wafers W abschrägt. Beim praktischen Abschrägen der Waferkante führt die Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers einen Schlamm zu, der ein der abgeschrägten Kante des Wafers W ein Poliermaterial zuführt.

Die Zentralverarbeitungseinheit CPU 20 schaltet zwischen den vom Pneumatikzylinder 9 ausgeübten pneumatischen Drücken P1, P2 und P3 auf Grund der Erfassungssignale vom Photosensor 11, um zwischen den Kräften F1, F2 und F3, die den Beziehungsausdruck F1> F2> F3 haben und auf den Tragarm 1 (siehe Figur 4) so ausgeübt werden, daß die drei Kontaktdrücke &sub1;, &sub2; und &sub3; auf dem Ausrichtabschnitt W1, dem runden Kantenabschnitt W2 und den abgerundeten Verbindungsabschnitten W3 im wesentlichen gleich sind.

Im einzelnen schrägt die Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers, wie in Figur 5 dargestellt, die Kante des Wafers im Uhrzeigersinn von Punkt A auf dem runden Kantentabschnitt W2 von Figur 5 ab. Da ein Abschrägungspunkt auf der runden Kante W2 liegt verursacht zunächst die Zentralverarbeitungseinheit CPU 20, daß das magnetisch betätigbare Ventil MV2 die Stellung a einnimmt und die magnetisch betätigbaren Ventile MV1, MV3 und MV4 die Stellungen b einnehmen. Dadurch reduziert das Drucksteuerventil V2 den Bezugsdruck P0 von der Bezugsdruckleitung L0 auf den Zwischendruck P2 zwischen P1 und P3. Der Druck P2 wird durch die Unterdruckleitung L2 der Kammer S2 des Pneumatikzylinders 9 zugeführt, um die Kolbenstange 9c aus dem Zylinder 9a zu bewegen. Gleichzeitig wird durch die Druckleitung L4 Luft von der Kammer S1 des Pneumatikzylinders 9 an die Atmosphäre abgegeben.

Die Kolbenstange 9c wird herausbewegt, um die Seitenrandfläche des Vorderendes des Tragarms 1 durch die Zwischenkraft F2 zwischen den Kräften F1 und F3, wie in Figur 4 dargestellt, zu beaufschlagen. Die Schleifscheibe 3 wird durch den Kontaktdruck &sub2; auf den runden Kantenabschnitt W2 gedrückt, so daß der runde Kantenabschnitt W2 mittels Schleifen abgeschrägt wird.

Wird der Haltetisch 10 gedreht, um den Abschrägungspunkt auf einen abgerundeten Verbindungsabschnitt W3 zu übertragen, dann schaltet die Zentralverarbeitungseinheit CPU 20 die Position des magnetisch betätigbaren Ventus MV3 in die Stellung und die Position des magnetisch betätigbaren Ventus MV2 in die Stellung b und veranlaßt, daß die anderen magnetisch betätigbaren Ventile MV3 und MV4 die stellungen b einnehmen. Auf diese Weise reduziert das Drucksteuerventii V3 den Bezugsdruck P0 aus der Bezugsdruckleitung L0 auf den niedrigsten Druck P3. Der Druck P3 wird über die Niederuckleitung L3 der Kammer S2 des Pneumatikzylinders 9 zugeführt, um die Kolbenstange 9c aus dem Druckluftzylinder 9a zu bewegen. Gleichzeitig wird über die Druckleitung L4 Luft aus der Kammer S1 des Pneumatikzylinders 9 in die Atmosphäre entlassen.

Die Kolbenstange 9c wird nach außen bewegt, um durch die ge ringste Kraft F3 der in Figur 4 gezeigten Drücke F1, F2 und F3 einen Druck auf die Seitenrandfläche des vorderen Endes des Tragarms auszuüben. Die Schleifscheibe 3 wird durch den Kontaktdruck &sub3; auf den abgerundeten Verbindungsabschnitt W3 gedrückt, damit die Kante des abgerundeten Verbindungsabschnitts abgeschrägt wird.

Wird der Haltetisch 10 dann gedreht, um den Abschrägungspunkt auf den Ausrichtungsabschnitt W1 zu übertragen, dann schaltet die Zentralverarbeitungseinheit CPU 20 die Position des magnetisch betätigbaren Ventus MV1 auf die Stellung a und die Position des magnetisch betätigbaren Ventus MV3 in die Stellung b und veranlaßt, die die anderen magnetisch betätigbaren Ventile MV2 und MV die Stellungen b einnehmen. Das Drucksteuerventil V1 reduziert dann den Bezugsdruck P0 von der Bezugs druckleitung L0 auf den höchsten Druck P1 der reduzierten Drücke P1, P2 und P3. Der Druck P1 wird über die Druckleitung L1 der Kammer S2 des Pneumatikzylinders 9 zugeführt, um die Kolbenstange nach außen zu bewegen. Gleichzeitig wird über die Druckleitung L4 Druckluft aus der Kammer S1 des Pneumatikzylinders 9 in die Atmosphäre entlassen.

Die Kolbenstange 9c wird nach außen bewegt, um einen Druck auf die Seitenrandfläche des hinteren Endes des Tragarms 1 durch die größte Kraft F1 der Kräfte F1, F2 und F3, wie in Figur 4 dargestellt, auszuüben. Die Schleifscheibe wird dann durch den Kontaktdruck &sub1; auf den Ausrichtungsabschnitt W1 gedrückt, um die Kante des Ausrichtungsabschnitts W1 abzuschrägen.

Der Haltetisch 10 wird anschließend gedreht, um den Abschrägungspunkt auf den abgerundeten Verbindungsabschnitt W3 zu übertragen. Die Schleifscheibe 3 wird dann durch den Kontaktdruck 3 auf den anderen abgerundeten Verbindungsabschnitt gedrückt, um den anderen abgerundeten Verbindungsabschnitt abzuschrägen. Der Haltetisch 10 wird dann weiterhin gedreht, um den Abschrägungspunkt wiederum auf den runden Kantenabschnitt W2 zu übertragen. Der Tragarm 1 wird durch die Kraft F2 auf die oben beschriebene Weise gedreht. Die Schleifscheibe 3 durch die den Kontaktdruck &sub2; auf den runden Kantenabschnitt W2 gedrückt, um den runden Kantenabschnitt abzuschrägen. Wird der Haltetisch 10 weitergedreht, so daß der Abschrägungspunkt zum Punkt A zurückkehrt, dann beendet die Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers die Abschrägung der Kante des Wafers W.

Schrägt beispielsweise die Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers die Kante des Wafers W mit einem Durchmesser von 8 Zoll mittels Schleifscheibe 3 mit einem Radius 150 mm ab und sind die entsprechenden Krümmungshalbmesser R1, R2 und R3 des Ausrichtungsabschnitts W1 ∞, 100 mm bzw. 5 mm, die Verhältnisse zwischen den Kräften F1, F2 und F3 werden so gewählt, daß sie 30:13:1 betragen, so daß die Kontaktdrücke &sub1;, &sub2; und &sub3; im wesentlichen gleich sind.

Auf diese Weise schrägt die Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers den Ausrichtungsabschnitt W1, den runden Kantenabschnitt W2 und die abgerundeten Verbindungsabschnitte W3 durch die im wesentlichen gleichen Kontaktdrücke einheitlich ab und gewährleistet eine optimale Abschrägungsgenauigkeit der Waferkanten über der Kante der Wafer W, wodurch die Produktivität des Abschrägens heraufgesetzt wird.

Die beschriebene Ausführungsform hat eine solche Struktur, daß sie die Schleifscheibe 3 auf den Wafer W zu bewegt, um die Kante des Wafers W abzuschrägen. Eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jedoch eine solche Struktur aufweisen, daß der Wafer W, wie im folgenden beschrieben, gegen die Schleifscheibe 3 bewegt wird.

Wie oben beschrieben, kann die Formnut entweder durch Abnehmen der Schleifscheibe von der Vorrichtung oder während die Schleifscheibe auf der Vorrichtung verbleibt ausgeformt werden.

Die Figuren 6 bis 16 zeigen eine Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers mit einer Schneideanordnung zur Herstellung einer Formnut in einer Schleifscheibe während sie auf der Vorrichtung verbleibt. Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers. Figur 7 zeigt einen Aufriß der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers nach Figur 6 von vorn. Figur 8 zeigt einen Aufriß der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers nach Figur 6 von rechts in der Richtung eines Pfeils A in Figur 6. Figur 9 zeigt einen Aufriß der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers nach Figur 6 von links, der einen Zustand während des Abschrägens der Waferkante darstellt.

In den Figuren 6 bis 9 ist mit 41 ein Tragarm dargestellt. Ein Mittelstück des Tragarms 41 ist an ein Gelenk 43 montiert, das an das vordere Ende einer sich von einem feststehenden Rahmen der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers erstreckenden Trägerstange 42 befestigt ist. Auf das vordere Ende des Tragarms 41 ist oben ein Elektromotor 44 montiert und auf die Unterseite ein drehbarer Haltetisch 45, der durch den Motor 44 gedreht wird. Eine (nicht dargestellte) Vakuumquelle liefert an die Unterseite des Haltetisches 45 einen negativen Druck. Die Unterseite des Haltetisches 45 hält den Wafer W oder eine Nut-Schneide-Vorrichtung 54 (siehe beispielsweise die Figuren 7 und 10).

An eine Kraftabgabewelle 48 einer Antriebsvorrichtung 47 in der Nähe des Haltetisches 45 wird eine zylindrische Schleifscheibe 46 aus Urethanschaum befestigt. Wie in Figur 9 dargestellt, weist die äußere Zylinderfläche der Schleifscheibe 46 sieben vertikal angeordnete ringförmige Formnuten 46a zum Abschrägen der Waferkante auf. Jede der Formnuten 46a hat einen Querschnitt, der dem Querschnitt der abzuschrägenden Kante des Wafers W entspricht. Die Schleifscheibe 46 wird, wenn die Formnuten 46a in der Schleifscheibe 46 erneuert werden, nicht von der Außenwelle entfernt. Die Antriebsvorrichtung 47 dreht die Schleifscheibe 46 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit und bewegt die Schleifscheibe 46 vertikal.

Eine Kolbenstange 49a eines Pneumatikzylinders 49, der an den Rahmen der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers montiert ist, übt auf die Seitenrandfläche des hinteren Endes des Tragarms 41 einen Druck aus. Das hintere Ende des Tragarms 41 ist mit einem Ende einer Rückstellfeder 50 in der Form einer Zugfeder verbunden, so daß der Tragarm 41 ständig in eine Richtung gedrängt wird, in der der Wafer von der Schleifscheibe 46 (d.h. in Figur 6 im Uhrzeigersinn) fortbewegt wird. Der Pneumatikzylinder 49 bewegt die Kolbenstange 49a, um den Tragarm in Figur 6 entgegen dem Uhrzeiger um das Gelenk 43 zu drehen und, wie in Figur 9 dargestellt, während des Abschrägens der Waferkante den von dem Haltetisch 45 gehaltenen Wafer W mit einer vorbestimmten Kraft auf die Schleifscheibe 46 zu drücken. Der Pneumatikzylinder 49 hat im wesentlichen die gleiche Struktur wie der oben beschriebene Pneumatikzylinder 9. Das heißt, der Pneumatikzylinder kann drei Ausgangsdrücke haben, die den drei Ausgangsdrücken P1, P2 und P3 beim Abschrägen der Waferkante entsprechen.

Gegenüber dem Pneumatikzylinder 49, auf der anderen Seite des Tragarms 41, ist ein Stopper 51 in der Form eines Pneumatikzylinders mit einer Kolbenstange 51a an den Rahmen der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers befestigt, um die Spitze eines mit hartmetallbeschichteten Werkzeugs 54b einer Nut-Schneide-Anordnung relativ zu der äußeren Zylinderfläche der Schleifscheibe zu positionieren. Die Kolbenstange 51a des Stoppers 51 ist mit der Kolbenstange 49a des Pneumatikzylinders 49 ausgerichtet. Wirkt also der Stopper 51 wie in Figur 6 dargestellt, dann ist der Tragarm im rechten Winkel zur Achse der Trägerstange 42 starr exakt positioniert.

Beim Abschrägen der Kante des Wafers W dreht die Antriebsvorrichtung 47 die Schleifscheibe 46 mit hoher Drehzahl. Andererseits wird der Haltetisch 45 durch den Motor 44 mit geringer Drehzahl gedreht und erhält gleichzeitig den negativen Druck, so daß der Haltetisch 45 den Wafer W bei der niedrigen Drehzahl dreht während er den Wafer W festhält. Hat der Pneumatikzylinder 49 die gleiche Struktur wie der Pneumatikzylinder 9, dann bewegt in diesem Zustand der Pneumatikzylinder 49 die Kolbenstange 49a um vorbestimmte Abstände, um die Seitenrand fläche des hinteren Endes des Tragarms 41 mit den Kräften zu beaufschlagen, die den Kräften F1, F2 und F3 entsprechen, um den Tragarm gegen die Kraft der Rückstellfeder 50, in Figur 6 entgegen dem Urzeiger, um das Gelenk 43 zu drehen. Die Kante des auf dem Haltetisch 45 gehaltenen Wafers W wird auf die Kantenfläche einer der Formnuten 46a in der Schieifscheibe 46 gedrückt während der Motor 44 den Haltetisch 45 mit niedriger Drehzahl dreht.

Wird die Kante des Wafers W auf die Kantenfläche einer der Formnuten 46a gedrückt und führt eine Düse 52 einen ein Schleifmittel enthaltenden Schlamm 53 dem Punkt des Abschrägens der Kante des Wafers W zu, dann bewirken ein relatives Schleifen zwischen der Kante des Wafers W und der Kantenfläche der einen Formnut 46a sowie die Schleifwirkung des Schlamms 53 zusammen das Abschrägen der Kante des Wafers W.

Das Abschrägen der Kanten mehrerer Wafer W erzeugt eine ständige Veranlagung zur Ermüdung in den Kantenflächen der Formnuten 46a, so daß die Form des Querschnitts jeder einzelnen Formnut 46a von der vorgegebenen Form des Querschnitts der Kante des Wafers W abzuweichen beginnt. Wenn die Formnuten 46a versagen, dann erneuert, wie in Figur 12 dargestellt, die Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers die Formnuten 46 in der Schleifscheibe 46 mit Hilfe der Nut-Schneide- Anordnung 54.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 10 bis 12 soll das Verfahren zur Erneuerung der Formnuten 46a in der Schleifscheibe 46 im folgenden beschrieben werden. Während der Erneuerung der Formnuten unterbricht die Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers das Abschrägen der Kante des Wafers W und die Zufuhr des Schlamms 54 durch die Düse 52.

Der Waferhaltetisch (Wafersaugtisch) 45 saugt die Nut-Schneide-Anordnung 54 an, während die Kraftabgabewelle 48 der Antriebsvorrichtung 47 die Schleifscheibe trägt. Wie in den Figuren 6 und 7 dargestellt, verhindert ein Sperranschlag 55, der mittels Nieten 56 an das vordere Ende des Tragarms 41 befestigt ist, die Drehung des Haltetisches während der Erneuerung der Formnuten 46a. Wie am besten in Figur 6 dargestellt, paßt eine rechteckige Öffnung 55a im vorderen Ende des Sperranschlags 55 in ein rechteckiges Endstück der Kraftabgabewelle 44a des Motors 44, so daß die Drehung der Kraftabgabewelle 44a des Motors 44 und somit des Haltetisches 45 gesperrt ist.

Im folgenden soll die Nut-Schneide-Anordnung unter Bezugnahme auf die Figuren 13 - 15 beschrieben werden. Figur 13 zeigt eine Unteransicht der Nut-Schneide-An-ordnung 54. Figur 14 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 13. Figur 15 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeils C in Figur 14.

Wie im besten in Figur 13 dargestellt, umfaßt die Nut-Schneide-Anordnung 54 eine Scheibe 54a, die vom Haltetisch 45 gehalten wird, einen Halter 54a-1, der sich von der Unterseite der Scheibe 54a erstreckt, ein in eine Nut 54a-2, die im Halter 54a-1 definiert ist, eingepaßtes hartmetallbeschichtetes Werkzeug 54b, sowie eine Abdeckung 54a-3, die die Unterseite des hartmetallbeschichteten Werkzeugs 54b bedeckt und mit den Nieten 57 an die Unterseite des Halters befestigt ist. Wie am besten in Figur 13 dargestellt, erstreckt sich die Spitze des hartmetailbeschichteten Werkzeugs 54b radial vom Rand der Scheibe 54a.

Bewegt der Pneumatikzylinder 49 die Kolbenstange 49a, damit der Tragarm 49 in Figur 6 entgegen dem Uhrzeiger um das Gelenk 43 gedreht wird, bis die Seite des hinteren Endes des Tragarms 41 an den Stopper 51 stößt, dann greift das hartmetallbeschichtete Werkzeug 54b bis zu einer vorbestimmten Tiefe (d.h. einer Tiefe, in der das hartmetallbeschichtete Werkzeug 54b die alte Formnut 46a vollständig abschleifen kann) an. Zu diesem Zeitpunkt bewegt die Antriebsvorrichtung 47, wie in den Figuren 10 und 11 dargestellt, die Schleifscheibe 3 nach oben, so daß das hartmetallbeschichtete Werkzeug 54b die Außenflächenschicht der Schleifscheibe 46 um die vorbestimmte Tiefe abschleift, so daß die äußere zylindrische Fläche 46b vom oberen bis zum unteren Rand der Schleifscheibe 46 allmählich glatt wird. Die Kolbenstange 51a des Stoppers positioniert die Spitze des hartmetallbeschichteten Werkzeugs 54b exakt relativ zur Schleifscheibe 46 (d.h. bietet eine genaue Abschleiftiefe auf der Schleifscheibe 46).

Ein Steuerungsdiagramm von Figur 16 veranschaulicht diesen Arbeitsgang. Das heißt, Figur 16 zeigt eine graphische Darstellung der Veränderungen der Höhe H der Schleifscheibe 46 und der dem Pneumatikzylinder 49 zugeführten Druckluft mit der Zeit. Beim Glätten der äußeren Zylinderfläche der Schleifscheibe 46 wird auf den Pneumatikzylinder 49 ein fester Druck PA ausgeübt, und die Antriebsvorrichtung 47 bewegt die Schleifscheibe 46 mit einer vorgegebenen Drehzahl um einen Höhenunterschied ΔH zwischen der unteren Grenze und der oberen Grenze der Bewegung der Schleifscheibe 46 bis der Glättungsvorgang beendet ist. Der Druck PA ist so hoch, daß der Pneumatikzylinder 49 zusammen mit dem Stopper 51 die Nut-Schneide- Anordnung 54 relativ zum Schleifstein 46 genau positioniert und starr fixiert. Auf diese Art wird durch die Nut-Schneide- Anordnung 54 die äußere Zylinderfläche der Schleifscheibe genau geglättet.

Hat, wie in Figur 11 dargestellt, die Antriebsvorrichtung 47 die Schleifscheibe 46 bis zur oberen Grenze der Bewegung der Schleifscheibe 46 bewegt, um das Unterteil der Schleifscheibe 46 von dem hartmetallbeschichteten Werkzeug 54b zu entfernen, dann beendet

das hartmetallbeschichtete Werkzeug 54b das Abschleifen der alten Formnuten 46a von der Schleifscheibe 46, damit die gesamte äußere Zylinderfläche der Schleifscheibe 46 geglättet, d.h. die äußere Zylinderfläche der Schleifscheibe 46 erneuert werden kann.

Nach Beendigung des Glättens stellt die Vorrichtung zum Abschrägen der Kanten eines Wafers die Ausübung des Drucks PA auf den Pneumatikzylinder 49, wie in Figur 16 dargestellt, ein. Die Rückstellfeder 50 dreht dann den Tragarm 41 in Figur 6 im Uhrzeigersinn um das Gelenk 43. Die Antriebsvorrichtung 47 hebt dann die Schleifscheibe 46 bis zum unteren Anschlag der Bewegung der Schleifscheibe 46 an (siehe Figur 16).

Die Antriebsvorrichtung 47 hebt dann die Schleifscheibe 46 um einen vorgegebenen Höhenunterschied Δh (siehe Figur 16) an, und der Stopper 51 zieht gleichzeitig eine Stange 51a um einen vorgegebenen Abstand ein. Der Pneumatikzylinder 49 erhält dann wiederum den Druck PA, wie in Figur 16 dargestellt, um den Tragarm 41 in Figur 6 dem Uhrzeiger entgegengesetzt um einen vorgegebenen Winkelabstand zu drehen. Das hartmetallbeschichtete Werkzeug 54b greift dann in eine vorgegebene Tiefe in die Schleifscheibe 46 ein und erzeugt am unteren Ende der Schleifscheibe 46, wenn die Antriebsvorrichtung 47, wie in Figur 12 dargestellt, die Schleifscheibe dreht, eine neue erste Formnut 46A mit vorgegebenem Querschnitt und vorgegebener Größe auf der erneuerten äußeren Zylinderfläche 46b der Schleifscheibe 46.

Nach Beendigung des Herstellungsvorgangs der ersten Formnut 46A in der äußeren Zylinderfläche der Schleifscheibe 46 stellt die Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers die Ausübung des Drucks PA auf den Pneumatikzylinder 49 ein. Die Rückstellfeder dreht dann den Tragarm 41 in Figur 6 im Uhrzeigersinn um das Gelenk 43, um das hartmetallbeschichtete Werkzeug 54b von der Schleifscheibe zu entfernen. Die Antriebsvorrichtung 47 bewegt dann die Schleifscheibe um den vorgegebenen Höhenunterschied Δh. Der Pneumatikzylinder empfängt dann den Druck PA. Das hartmetallbeschichtete Werkzeug 54b erzeugt über der ersten Formnut 46A eine zweite neue Formnut 46A.

Das Wiederholen der Nutausformung führt somit zu einer Vielzahl von neuen axial zur Schleifscheibe 46 angeordneten ring förmigen Formnuten 46A (beispielsweise sieben). Diese neuen Formnuten 46A dienen dazu, die Kante des Wafers W abzuschrägen.

Wenn die Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers die Formnuten in der Schleifscheibe 46 Original herstellt oder erneuert, dann braucht die Schleifscheibe 46 nicht von der Kraftabgabewelle 48 der Antriebsvorrichtung 47 entfernt zu werden, so daß der Vorgang der Nutausformung die Genauigkeit der Einstellung der Schieifscheibe 46 gegenüber der Kraftabgabewelle 48 der Antriebsvorrichtung 47 nicht negativ beeinflußt. Außerdem stoppt der Stopper 51 die Drehung des Tragarms 41 so genau, daß das hartmetalibeschichtete Werkzeug 54b so genau positioniert werden kann, daß die Eingriffs-tiefe des hartmetallbeschichteten Werkzeugs 54 in die Schleifscheibe 46 genau bestimmt werden kann. Dadurch wird eine exakte Ausformung der Formnuten 46a gewährleistet.

Der Haltetisch 45 hält die Nut-Schneide-Anordnung 54 nur dann an ihrer Stelle, wenn die Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers die Formnuten in der Schleifscheibe 46 ausformt, so daß die Nut-Schneide-Anordnung 54 nicht dem Polierschlamm 53 ausgesetzt wird. Mit Hilfe der Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers wird also das Ergreifen von Maßnahmen gegen den Schlamm 53 und zum Einsatz einer Nut-Schneidevorrichtung aus teurem Material vermieden.

Außerdem kann der Haltetisch 45 die Nut-Schneide-Anordnung 54 auf im wesentliche gleiche Art festhalten und installieren, wie der Haltetisch 45 den Wafer W hält, so daß die Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers die Formnuten 46A in der Schleifscheibe 46 leicht und wirksam erzeugen kann.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zum Abschrägen der Kante eines Wafers (W), wobei die Kante einen runden Kantenabschnitt (W2) mit einem Krümmungsradius, einen von dem runden Kantenabschnitt (W2) getrennten abgeflachten Ausrichtabschnitt (W1) mit unendlichem Krümmungsradius und abgerundete Verbindungsabschnitte (W3) aufweist, deren Krümmungsradien jeweils kleiner sind als die Krümmungsradien von rundem Kantenabschnitt (W2) und Ausrichtabschnitt (W1), und wobei die Vorrichtung einen Rahmen, einen drehbar an dem Rahmen angeordneten Tisch (10) zum Halten des Wafers (W), eine drehantreibbar an dem Rahmen gegenüber dem Tisch (10) angebrachte Schleifscheibe (3) mit einer Formnut (3a) zum Abschrägen der Kante des Wafers (W) sowie an dem Rahmen vorgesehene Andruckmittel (9) zum Andrücken der Schleifscheibe (3) an die Kante des Wafers (W) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (11) zum Erfassen zumindest des Ausrichtabschnitts (W1) des Wafers (W) und Erzeugen eines entsprechenden, die Lage des Wafers (W) anzeigenden Signals vorgesehen ist und daß Steuermittel (20,30) zum Steuern der Andruckmittel (9) vorgesehen sind, um in den Bereichen von Ausrichtabschnitt (W1), rundem Kantenabschnitt (W2) und abgerundeten Verbindungsabschnitten (W3) jeweils unterschiedliche Kräfte zwischen Schleifscheibe (3) und Wafer (W) zur Anwendung zu bringen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (20,30) die Andruckmittel (9) derart steuern, daß der Anpreßdruck zwischen der Schleifscheibe (3) und dem Wafer (W) an allen Punkten entlang der Kante des Wafers (W) im wesentlichen gleich ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels der Andruckmittel (9) zur Anwendung gebrachten Kräfte eine erste Kraft (F1), mit welcher die Andruckmittel (9) die Schleifscheibe (3) an den Ausrichtabschnitt (W1) andrücken, eine zweite Kraft (F2), mit welcher die Andruckmittel (9) die Schleifscheibe (3) an den runden Kantenabschnitt (W2) andrücken, und eine dritte Kraft (F3) aufweisen, mit welcher die Andruckmittel (9) die Schleifscheibe (3) an die abgerundeten Verbindungsabschnitte (W3) andrücken, wobei die zweite Kraft (F2) größer ist als die dritte Kraft (F3) und wobei die erste Kraft (F1) größer ist als die zweite Kraft (F2).

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckmittel (9) einen pneumatischen Zylinder aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (20,30) aus einer elektronischen Zentralverarbeitungseinheit (CPU, 20) und einer Pneumatik-Steuer-Schaltung (30) bestehen, wobei die Pneumatik- Steuer-Schaltung (30) eine Druckluftquelle (Po) und ein magnetisch betätigbares Ventil (V) derart aufweisen, daß über das magnetisch betätigbare Ventil (V) der Druck der von der Druckluftquelle (Po) dem Pneumatikzylinder zugeführten Druckluft von der Zentralverarbeitungseinheit (20) steuerbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifscheibe (3) drehbar an einem Tragarm (1) befestigt ist, der drehbar an dem Rahmen angelenkt ist, und daß die Andruckmittel (9) einen Druckschieber aufweisen, welcher gegen das der Schleifscheibe (3) gegenüberliegende Ende des Tragarms (1) drückt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (10) drehbar an einem Tragarm (41) befestigt ist, der drehbar an dem Rahmen angelenkt ist, und daß die Andruckmittel (9) einen Druckschieber aufweisen, welcher gegen das dem Tisch (10) gegenüberliegende Ende des Tragarms (41) drückt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Herstellen der Formnut (3a) abnehmbar auf dem Tisch (10) halterbare Nut-Schneide-Anordnung (54), ein Riegel (55) zum Verhindern des Drehens des Tisches (10) beim Herstellen der Formnut (3a) mittels der Nut- Schneide-Anordnung (54) und ein an dem Rahmen befestigter Stopper (51) zum Stoppen der Drehbewegung des Tragarms (1; 41) vorgesehen sind, wobei der Stopper (51) zusammen mit dem Druckschieber die Nut-Schneide-Anordnung (54) relativ zu der Schleifscheibe (3) ausrichtet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellfeder (50) vorgesehen ist, um den Tragarm (1; 41) in eine Drehrichtung zu drängen, in welcher der von dem Tisch (10) gehalterte Wafer (W) und die Schleifscheibe (3) relativ voneinander weg bewegt werden, und daß der Stopper (51) gegenüber dem Druckschieber (9) angeordnet und in der Richtung des Druckschiebers (9) bewegbar ist, wobei der Stopper (51) eine Gegenkraft zu der von dem Druckschieber ausgeübten Kraft erzeugt.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (11) einen Photosensor mit einem lichtaussendenden und einem lichtempfangenden Element aufweist, welche einander gegenüberliegend und auf gegenüberliegenden Seiten des Wafers (W) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Photosensor (11) relativ zu dem Tisch (10) derart positioniert ist, daß die Querschnittsfläche eines von dem lichtempfangenden Element empfangenen Lichtstrahls am größten ist, wenn die Mitte des Ausrichtabschnitts (W1) des Wafers (W) einen von dem lichtaussendenden Element ausgesandten Lichtstrahl passiert, wobei die von dem Sensor (11) erzeugten Signale zu der Querschnittsfläche des auf das lichtempfangende Element einfallenden Lichts proportionale Spannungen haben.







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