JP2003071715A

JP2003071715A - 研磨装置

Info

Publication number: JP2003071715A
Application number: JP2001269443A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nakagawa; 正幸中川
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2003-03-12

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨面に面焼けを発生させることなく被加工
物を均一な厚さに研磨することができる研磨装置を提供
する。【解決手段】被加工物を保持するチャックテーブル
と、該チャックテーブルに保持された被加工物を研磨す
るための研磨工具を備えた研磨ユニットと、該研磨ユニ
ットを進退せしめる研磨ユニット送り機構と、チャック
テーブルを研磨域に移動するとともに該研磨域において
チャックテーブルを往復動せしめるチャックテーブル機
構とを具備する研磨装置であって、チャックテーブルに
作用する荷重を検出する荷重検出手段と、該荷重検出手
段からの検出信号に基づいて研磨ユニット送り機構およ
びチャックテーブル機構を制御する制御手段とを具備し
ている。制御手段は、荷重検出手段によって検出された
荷重が所定の上限値より高い場合にはチャックテーブル
機構の移動速度を所定量減速せしめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チャックテーブル
に保持された半導体ウエーハ等の被加工物を研磨する研
磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイス製造工程においては、略
円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列さ
れたストリートと呼ばれる切断ラインによって多数の矩
形領域を区画し、該矩形領域の各々に半導体回路を形成
する。このように多数の半導体回路が形成された半導体
ウエーハをストリートに沿って分離することにより、個
々の半導体チップを形成する。半導体チップの小型化お
よび軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハをスト
リートに沿って切断して個々の矩形領域を分離するのに
先立って、半導体ウエーハの裏面を研磨して所定の厚さ
に形成している。このような半導体ウエーハの裏面を研
磨する研磨装置は、被加工物を載置する載置面を備えた
チャックテーブルと、該チャックテーブルの載置面上に
載置されている被加工物を研磨するための研磨工具を備
えた研磨ユニットと、該研磨ユニットを該チャックテー
ブルの載置面と垂直な方向に移動せしめる研磨ユニット
送り機構とを具備している。このような研磨装置におい
ては、研磨ユニットを所定の送り速度で被加工物である
半導体ウエーハの裏面に押し当てて研磨を遂行するが、
研磨能力と研磨ユニットの送り速度の関係で加工面が面
焼けしたり、損傷することがある。

【０００３】上述した問題を解消するものとして本出願
人は、被加工物を研磨する際に生ずる研磨抵抗値を検出
する研磨抵抗値検出手段を備え、該研磨抵抗値検出手段
によって検出された研磨抵抗値に基づいて研磨ユニット
の送りを制御し、研磨抵抗値を所定範囲に維持するよう
にした研磨装置を特開２００１−１３８２１９として提
案した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】而して、特に、研磨工
具としてフエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固
定したフエルト砥石を用い、乾式で研磨を遂行する研磨
装置においては、被加工物と研磨工具との摩擦熱を放出
するために、被加工物を保持したチャックテーブルを研
磨工具に対して往復動する構成とし、研磨抵抗値即ち研
磨負荷が所定の範囲内に納まるように研磨ユニットの送
りを制御すると、次の問題が生ずる。即ち、上記研磨装
置は、被加工物を保持したチャックテーブルを２００ｒ
ｐｍ程度で回転しつつ、５０００ｒｐｍ程度で回転する
研磨工具に対して被加工物の外周部から回転中心を僅か
に越えた領域まで５０ｍｍ／分程度の移動速度で往復動
することによって被加工物を研磨する。しかるに、被加
工物の厚さが不均一で研磨面に凹凸がある場合には、研
磨工具が凸部にさしかかると研磨負荷が大きくなるた
め、研磨負荷を所定範囲にしようとして研磨ユニットが
後退せしめられることから、研磨工具が被加工物の凹凸
に沿って倣い昇降するので、被加工物を均一な厚さに研
磨することができない。このような問題を解消するため
に研磨負荷が大きくなっても研磨ユニットを後退させる
ことなく研磨作業を遂行すると、被加工物と研磨工具と
の摩擦熱が上昇して研磨面に面焼けが発生するという問
題が生ずる。

【０００５】本発明は上記事実に鑑みてなされたもので
あり、その主たる技術課題は、研磨面に面焼けを発生さ
せることなく被加工物を均一な厚さに研磨することがで
きる研磨装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記主たる技術課題を解
決するため、本発明によれば、被加工物を載置する載置
面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルの
載置面上に載置されている被加工物を研磨するための研
磨工具を備えた研磨ユニットと、該研磨ユニットを該チ
ャックテーブルの該載置面と垂直な方向に進退せしめる
研磨ユニット送り機構と、該チャックテーブルを研磨域
に移動するとともに該研磨域において該チャックテーブ
ルを往復動せしめるチャックテーブル機構と、を具備す
る研磨装置において、該チャックテーブルに作用する荷
重を検出する荷重検出手段と、該荷重検出手段からの検
出信号に基づいて該研磨ユニット送り機構および該チャ
ックテーブル機構を制御する制御手段と、を具備し、該
制御手段は、該荷重検出手段によって検出された荷重が
所定の上限値より高い場合には該チャックテーブル機構
の移動速度を所定量減速せしめる、ことを特徴とする研
磨装置。

【０００７】上記制御手段は、上記チャックテーブル機
構の移動速度を所定量減速せしめた後所定時間経過して
も上記荷重が上記上限値より高い場合には、上記研磨ユ
ニット送り機構を所定量後退せしめる。上記制御手段
は、上記荷重検出手段によって検出された荷重が上記上
限値より低い所定の下限値より低い場合には、上記研磨
ユニット送り機構を所定量前進せしめることが望まし
い。

【０００８】また、本発明によれば、上記研磨工具がフ
エルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエ
ルト砥石からなっており、乾式で被加工物を研磨する研
磨装置が提供される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従って構成された
研磨装置の好適な実施形態について、添付図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１０】図１には本発明による研磨装置の斜視図が
示されている。研磨装置は、全体を番号２で示す装置ハ
ウジングを具備している。装置ハウジング２は、細長く
延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部
（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に
延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面に
は、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１
が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２
１に研磨ユニット３が上下方向に移動可能に装着されて
いる。

【００１１】研磨ユニット３は、移動基台３１と該移動
基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備し
ている。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる
一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対
の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、
２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が
形成されている。このように直立壁２２に設けられた一
対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された
移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が
設けられている。この支持部３１３にスピンドルユニッ
ト３２が取り付けられる。

【００１２】スピンドルユニット３２は、支持部３１３
に装着されたスピンドルハウジング３２１と、該スピン
ドルハウジング３２１に回転自在に配設された回転スピ
ンドル３２２と、該回転スピンドル３２２を回転駆動す
るための駆動源としてのサーボモータ３２３（Ｍ１）と
を具備しており、サーボモータ３２３（Ｍ１）の出力軸
が図示しない減速機構を介して回転スピンドル３２２と
伝動連結されている。回転スピンドル３２２の下端部は
スピンドルハウジング３２１の下端を越えて下方に突出
せしめられており、回転スピンドル３２２の下端には研
磨工具３２５が装着されている。詳述すると、回転スピ
ンドル３２２の下端には円板形状の装着部材３２４が固
定されており、この装着部材３２４には周方向に間隔を
おいて複数個の貫通孔（図示していない）が形成されて
いる。研磨工具３２５は、図３および図４に図示する如
く、円板形状の支持部材３２６と円板形状の研磨部材３
２７とから構成されている。支持部材３２６には周方向
に間隔をおいてその上面から下方に延びる複数個の盲ね
じ穴３２６ａが形成されている。支持部材３２６の下面
は円形支持面を構成しており、研磨部材３２７はエポキ
シ樹脂系接着剤の如き適宜の接着剤によって支持部材３
２６の円形支持面に接合されている。研磨部材３２７
は、図示の実施形態においてはフエルトに砥粒を分散さ
せ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石が用いられて
いる。このフエルト砥石からなる研磨部材３２７自体の
構成についての詳細な説明は、本出願人が既に提案した
特願２００１−９３３９７の明細書および図面に詳細に
説明されているのでかかる記載に委ね、本明細書におい
ては説明を省略する。上記回転スピンドル３２２の下端
に固定されている装着部材３２４の下面に研磨工具３２
５を位置付け、装着部材３２４に形成されている貫通孔
を通して研磨工具３２５の支持部材３２６に形成されて
いる盲ねじ孔３２６ａに締結ボルト３２８を螺着するこ
とによって、装着部材３２４に研磨工具３２５が装着さ
れる。

【００１３】図１に戻って説明を続けると、図示の実施
形態における研磨装置は、上記研磨ユニット３を上記一
対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述
するチャックテーブルの載置面と垂直な方向）に移動せ
しめる研磨ユニット送り機構４を備えている。この研磨
ユニット送り機構４は、直立壁２２の前側に配設され実
質上鉛直に延びる雄ねじロッド４１を具備している。こ
の雄ねじロッド４１は、その上端部および下端部が直立
壁２２に取り付けられた軸受部材４２および４３によっ
て回転自在に支持されている。上側の軸受部材４２には
雄ねじロッド４１を回転駆動するための駆動源としての
パルスモータ４４（Ｍ２）が配設されており、このパル
スモータ４４（Ｍ２）の出力軸が雄ねじロッド４１に伝
動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向
中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も
形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通
雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじ
ロッド４１が螺合せしめられている。従って、パルスモ
ータ４４（Ｍ２）が正転すると移動基台３１即ち研磨ユ
ニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ４４
（Ｍ２）が逆転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３
が上昇即ち後退せしめられる。

【００１４】図示の実施形態における研磨装置は、図２
に示すように上記研磨ユニット３の移動位置を検出する
ための研磨ユニット位置検出手段５を具備している。研
磨ユニット位置検出手段５は、直立壁２２内に上記雄ね
じロッド４１と平行に配設されたリニヤスケール５１
と、上記移動基台３１に取り付けられリニヤスケール５
１の被検出線を検出する検出器５２（ＬＩＳ）とからな
っている。検出器５２（ＬＩＳ）は、それ自体周知の光
電式検出器でよく、上記リニヤスケール５１の被検出線
（例えば１μｍ間隔で形成されている）の検出に応じて
パルス信号を生成し、このパルス信号を後述する制御手
段に送る。なお、上記直立壁２２には、検出器５２（Ｌ
ＩＳ）の移動を許容する長穴が形成されている。

【００１５】図１および図２を参照して説明を続ける
と、ハウジング２の主部２１の後半部上には略矩形状の
没入部２１１が形成されており、この没入部２１１には
チャックテーブル機構６が配設されている。チャックテ
ーブル機構６は、支持基台６１とこの支持基台６１に実
質上鉛直に延びる回転中心軸線を中心として回転自在に
配設された円板形状のチャックテーブル６２とを含んで
いる。支持基台６１は、上記没入部２１１上に前後方向
（直立壁２２の前面に垂直な方向）である矢印２３ａお
よび２３ｂで示す方向に延在する一対の案内レール２３
（図２においては一方の案内レールのみが示されてい
る）に摺動自在に装着されている。

【００１６】上記チャックテーブル６２は、上面に被加
工物を載置する載置面６２１を有し、上記支持基台６１
上に支持手段６３によって回転可能に支持されている。
チャックテーブル６２の下面には、その中心部に回転軸
６２２が装着されている。なお、チャックテーブル６２
は、多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔性材料から
構成されており、図示しない吸引手段に接続されてい
る。従って、チャックテーブル６２を図示しない吸引手
段に選択的に連通することにより、載置面６２１上に載
置された被加工物を吸引保持する。

【００１７】チャックテーブル機構６を構成する支持手
段６３は、支持基台６１上に配設された３本（図２にお
いては２本のみ示されている）の支持柱６３１と、該支
持柱６３１上に配設された円板形状の支持板６３２とか
らなっており、支持板６３２上にボールベアリング６３
３を介して上記チャックテーブル６２を回転自在に支持
している。なお、支持板６３２中心部には、上記回転軸
６２２が挿通する穴６３２ａが設けられている。支持板
６３２の下方における支持基台６１上にはチャックテー
ブル６２を回転駆動するための駆動源としてのサーボモ
ータ６５（Ｍ３）が配設されている。このサーボモータ
６５（Ｍ３）の出力軸が上記チャックテーブル６２の回
転軸６２２に伝動連結されている。なお、図示の実施形
態においては、上記３本の支持柱６３１と支持板６３２
との間にチャックテーブル６２に作用する荷重を検出す
る荷重検出手段６４（ＬＯＳ）がそれぞれ配設されてい
る。この３個の荷重検出手段６４（ＬＯＳ）は、図示の
実施形態においてはキスラー動力計が用いられており、
チャックテーブル６２に作用する荷重に対応した電圧信
号を出力する。３個の荷重検出手段６４（ＬＯＳ）から
出力された電圧信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器によっ
てデジタル信号に変換されて後述する制御手段に送られ
る。

【００１８】図示の実施形態における研磨装置は、図２
に示すように上記チャックテーブル機構６を一対の案内
レール２３に沿って矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向
に移動せしめるチャックテーブル移動機構６６を具備し
ている。チャックテーブル移動機構６６は、一対の案内
レール２３間に配設され案内レール２３と平行に延びる
雄ねじロッド６６１を具備している。この雄ねじロッド
６６１は、その両端部が一対の案内レール２３を連結し
て取り付けられた軸受部材６６２および６６３によって
回転自在に支持されている。前側の軸受部材６６２には
雄ねじロッド６６１を回転駆動するための駆動源として
のサーボモータ６６４（Ｍ４）が配設されており、この
サーボモータ６６４（Ｍ４）の出力軸が雄ねじロッド６
６１に伝動連結されている。支持基台６１の前端（図２
において左端）には貫通雌ねじ穴を備えた雌ねじブロッ
ク６６５が取り付けられており、この雌ねじブロック６
６５の貫通雌ねじ穴に上記雄ねじロッド６６１が螺合せ
しめられている。従って、サーボモータ６６４（Ｍ４）
が正転すると支持基台６１即ちチャックテーブル機構６
が矢印２３ａで示す方向に移動し、サーボモータ６６４
（Ｍ４）が逆転すると支持基台６１即ちチャックテーブ
ル機構６が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる。
矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめられる
チャックテーブル機構６は、矢印２３ａおよび２３ｂで
示す方向に間隔をおいて位置せしめられている被加工物
搬入・搬出域２４および研磨域２５に選択的に位置付け
られる。また、チャックテーブル機構６は、研磨域２５
においては所定範囲に渡って矢印矢印２３ａおよび２３
ｂで示す方向に往復動せしめられる。

【００１９】上記チャックテーブル移動機構６６の移動
方向両側には、図１に示すように横断面形状が逆チャン
ネル形状であって、上記雄ねじロッド６６１等を覆って
いる蛇腹手段７１および７２が付設されている。蛇腹手
段７１および７２はキャンパス布の如き適宜の材料から
形成することができる。蛇腹手段７１の前端は没入部２
１１の前面壁に固定され、後端はチャックテーブル機構
６の支持基台６１の前端面に固定されている。蛇腹手段
７２の前端はチャックテーブル機構６の支持基台６１の
後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２
２の前面に固定されている。チャックテーブル機構６が
矢印２３ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手
段７１が伸張されて蛇腹手段７２が収縮され、チャック
テーブル機構６が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめら
れる際には蛇腹手段７１が収縮されて蛇腹手段７２が伸
張せしめられる。

【００２０】図１に基づいて説明を続けると、装置ハウ
ジング２の主部２１における前半部上には、第１のカセ
ット１１と、第２のカセット１２と、被加工物仮載置手
段１３と、洗浄手段１４と、被加工物搬送手段１５と、
被加工物搬入手段１６および被加工物搬出手段１７が配
設されている。第１のカセット１１は研磨加工前の被加
工物を収納し、装置ハウジング２の主部２１におけるカ
セット搬入域に載置される。第２のカセット１２は装置
ハウジング２の主部２１におけるカセット搬出域に載置
され、研磨加工後の被加工物を収納する。被加工物仮載
置手段１３は第１のカセット１１と被加工物搬入・搬出
域２４との間に配設され、研磨加工前の被加工物を仮載
置する。洗浄手段１４は被加工物搬入・搬出域２４と第
２のカセット１２との間に配設され、研磨加工後の被加
工物を洗浄する。被加工物搬送手段１５第１のカセット
１１と第２のカセット１２との間に配設され、第１のカ
セット１１内に収納された被加工物を被加工物仮載置手
段１３に搬出するとともに洗浄手段１４で洗浄された被
加工物を第２のカセット１２に搬送する。被加工物搬入
手段１６は被加工物仮載置手段１３と被加工物搬入・搬
出域２４との間に配設され、被加工物仮載置手段１３上
に載置された研磨加工前の被加工物を被加工物搬入・搬
出域２４に位置付けられたチャックテーブル機構６のチ
ャックテーブル６２上に搬送する。被加工物搬出手段１
７は被加工物搬入・搬出域２４と洗浄手段１４との間に
配設され、被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられた
チャックテーブル６２上に載置されている研磨加工後の
被加工物を洗浄手段１４に搬送する。

【００２１】上記第１のカセット１１に収容される被加
工物は、環状のフレームに保護テープを介して表面側が
装着された半導体ウエーハ（従って、半導体ウエーハは
裏面が上側に位置する）、或いは支持基板（サブストレ
ート）上に表面側が装着された半導体ウエーハ（従っ
て、半導体ウエーハは裏面が上側に位置する）でよい。
このような被加工物である半導体ウエーハを収容した第
１のカセット１１は、装置ハウジング２の主部２１にお
ける所定のカセット搬入域に載置される。そして、カセ
ット搬入域に載置された第１のカセット１１に収容され
ていた研磨加工前の半導体ウエーハが全て搬出される
と、空のカセット１１に代えて複数個の半導体ウエーハ
を収容した新しいカセット１１が手動でカセット搬入域
に載置される。一方、装置ハウジング２の主部２１にお
ける所定のカセット搬出域に載置された第２のカセット
１２に所定数の研磨加工後の半導体ウエーハが搬入され
ると、かかる第２のカセット１２が手動で搬出され、新
しい空の第２のカセット１２が載置される。

【００２２】図示の実施形態における研磨装置は、図２
に示すように制御手段１０を具備している。制御手段１
０はマイクロコンピュータによって構成されており、制
御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）１０１と、制御プログラム等を格納するリードオン
リメモリ（ＲＯＭ）１０２と、演算結果等を格納する読
み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０３
と、タイマー（Ｔ）１０４と、入力インターフェース１
０５および出力インターフェース１０６とを備えてい
る。このように構成された制御手段１０の入力インター
フェース１０５には、上記研磨ユニット位置検出手段５
を構成するリニヤスケール５１の検出器５２（ＬＩ
Ｓ）、荷重検出手段６４（ＬＯＳ）等からの信号が入力
される。また、出力インターフェース１０６からは、上
記サーボモータ３２３（Ｍ１）、パルスモータ４４（Ｍ
２）、サーボモータ６５（Ｍ３）、サーボモータ６６４
（Ｍ４）および洗浄手段１４、被加工物搬送手段１５、
被加工物搬入手段１６、被加工物搬出手段１７等に制御
信号を出力する。

【００２３】次に、上述した研磨装置の加工処理動作に
ついて図５および図６をも参照して簡単に説明する。第
１のカセット１１に収容された研磨加工前の被加工物と
しての半導体ウエーハは被加工物搬送手段１５の上下動
作および進退動作により搬送され、被加工物仮載置手段
１３に載置される。被加工物仮載置手段１３に載置され
た半導体ウエーハは、ここで中心合わせが行われた後に
被加工物搬入手段１６の旋回動作によって被加工物搬入
・搬出域２４に位置せしめられているチャックテーブル
機構６のチャックテーブル６２上に載置される。チャッ
クテーブル６２上に載置された半導体ウエーハＷは、図
示しない吸引手段によってチャックテーブル６２上に吸
引保持される。

【００２４】チャックテーブル６２上に半導体ウエーハ
Ｗを吸引保持したならば、上記チャックテーブル移動機
構６６のサーボモータ６６４（Ｍ４）が正転駆動されチ
ャックテーブル機構６が矢印２３ａで示す方向に移動さ
れ研磨域２５の研磨開始位置Ｐ１（図５および図６参
照）に位置付けられる。研磨域２５の研磨開始位置Ｐ１
おいては、上記サーボモータ６５（Ｍ３）を駆動して半
導体ウエーハＷを保持したチャックテーブル６２を回転
し、上記サーボモータ３２３（Ｍ１）を駆動して研磨工
具３２５を回転するとともに、上記研磨ユニット送り機
構４のパルスモータ４４（Ｍ２）を正転駆動して研磨ユ
ニット３を下降即ち前進せしめる。そして、研磨工具３
２５の研磨部材３２７がチャックテーブル６２上の半導
体ウエーハの裏面を押圧し、上記３個の荷重検出手段６
４（ＬＯＳ）によって検出された荷重の合計値が所定の
上限値（例えば、１０ｋｇ）と所定の下限値（例えば、
５ｋｇ）の範囲になるまで研磨ユニット３を下降する。
次に、上記チャックテーブル移動機構６６のサーボモー
タ６６４（Ｍ４）を正転駆動してチャックテーブル機構
６を矢印２３ａで示す方向に研磨工具３２５の研磨部材
３２７がチャックテーブル６２に保持された半導体ウエ
ーハＷの中心位置Ｏを僅かに越えた研磨終了位置Ｐ２迄
移動する。このとき、チャックテーブル機構６の初期速
度（Ｖ５）は、例えば５０ｍｍ／分に設定されている。
そして、チャックテーブル６２が研磨終了位置Ｐ２迄移
動したら、サーボモータ６６４（Ｍ４）を逆転駆動して
チャックテーブル機構６を矢印２３ｂで示す方向に移動
して研磨開始位置Ｐ１に戻し、上記動作を繰り返し実行
する。この研削動作を予め設定された時間、またはチャ
ックテーブル機構６の往復動を設定された回数実行する
ことにより、研磨部材３２７の作用によって半導体ウエ
ーハの裏面が所定量乾式研磨される。

【００２５】研磨が終了すると、研磨工具３２５が半導
体ウエーハの裏面から上方に離隔され、チャックテーブ
ル機構６が矢印２３ｂで示す方向に被加工物搬入・搬出
域２４まで移動せしめられる。しかる後に、チャックテ
ーブル６２上の研磨加工された半導体ウエーハの吸引保
持が解除され、吸引保持が解除された半導体ウエーハは
被加工物搬出手段１７により搬出されて洗浄手段１４に
搬送される。洗浄手段１４．搬送された半導体ウエーハ
は、ここで洗浄された後に被加工物搬送手段１５よって
第２のカセット１２の所定位置に収納される。

【００２６】上述した研磨作業において被加工物である
半導体ウエーハを面焼けが発生することなく均一な厚さ
に研磨するために、図示の実施形態においては図５のフ
ローチャートに示す制御が実行される。図７のルーチン
は、制御手段１０のリードオンリメモリ（ＲＯＭ）１０
２に予め格納されており、中央処理装置（ＣＰＵ）１０
１で所定時間毎に繰り返し実行される。

【００２７】以下、図７のフローチャートに従って研磨
作業時における研磨ユニット送り機構４およびチャック
テーブル移動機構６６の制御について説明する。なお、
図７のフローチャートは、チャックテーブル６２が上述
した研磨開始位置から研磨終了位置迄移動する間におけ
る研磨ユニット送り機構４およびチャックテーブル移動
機構６６の制御である。制御手段１０は、先ずステップ
Ｓ１において上記３個の荷重検出手段６４（ＬＯＳ）に
よって検出された荷重の合計値Ｐ０が所定の上限値Ｐ２
（例えば、１０ｋｇ）以下か否かをチェックする。上記
荷重の合計値Ｐ０が上限値Ｐ２以下の場合は、制御手段
１０はステップＳ２に進んで上記３個の荷重検出手段６
４（ＬＯＳ）によって検出された荷重の合計値Ｐ０が所
定の下限値Ｐ１（例えば、５ｋｇ）以下か否かをチェッ
クする。上記荷重の合計値Ｐ０が下限値Ｐ１以下なら
ば、制御手段１０は研磨負荷が所定の範囲内であると判
断し、チャックテーブル移動機構６６の移動速度Ｖを初
期速度Ｖ５（例えば、５０ｍｍ／分）に維持して研磨動
作を継続する。

【００２８】上記ステップＳ１において上記３個の荷重
検出手段６４（ＬＯＳ）によって検出された荷重の合計
値Ｐ０が所定の上限値Ｐ２（例えば、１０ｋｇ）より高
い場合（例えば、図５に示すように半導体ウエーハＷが
中央部に向けて凸状に形成されている場合において、Ｐ
３の位置が研磨される場合）には、制御手段１０はこの
状態で研磨作業を続けると面焼けが生ずる虞があると判
断し、ステップＳ３に進んでチャックテーブル移動機構
６６のサーボモータ６６４（Ｍ４）を移動速度ＶがＶ４
（例えば、４０ｍｍ／分）になるように減速する。そし
て、制御手段１０はタイマー（Ｔ）１０４を所定時間Ｔ
１（例えば、５秒間）にセットする。次に、制御手段１
０はステップＳ４に進んで上記３個の荷重検出手段６４
（ＬＯＳ）によって検出された荷重の合計値Ｐ０が所定
の上限値Ｐ２以下になったか否かをチェックする。上記
荷重の合計値Ｐ０が所定の上限値Ｐ２以下になったなら
ば、制御手段１０は研磨負荷が所定の範囲内であると判
断し、チャックテーブル移動機構６６の移動速度Ｖを現
在のＶ４（例えば、４０ｍｍ／分）に維持して研磨動作
を継続する。上記荷重の合計値Ｐ０が所定の上限値Ｐ２
以下にならなければ、制御手段１０はステップＳ５に進
んでチャックテーブル移動機構６６の移動速度ＶをＶ４
にしてからの経過時間ＴＳが所定時間Ｔ１を経過したか
否かをチェックし、経過時間ＴＳが所定時間Ｔ１を経過
していなければ上記ステップＳ３に戻ってステップＳ３
乃至ステップＳ５を繰り返し実行する。このように、上
記３個の荷重検出手段６４（ＬＯＳ）によって検出され
た荷重の合計値Ｐ０が所定の上限値Ｐ２（例えば、１０
ｋｇ）より高い場合には、チャックテーブル６２移動速
度を減速するので研磨時間が長くなり研磨負荷が低減す
るため、被加工物の研削面に凸部があっても面焼けを起
こすことなく均一な厚さに研磨することができる。

【００２９】上記ステップＳ４において上記３個の荷重
検出手段６４（ＬＯＳ）によって検出された荷重の合計
値Ｐ０が未だ所定の上限値Ｐ２以下にならないのにステ
ップＳ４において上記経過時間ＴＳが所定時間Ｔ１を経
過した場合（例えば、図５に示すように半導体ウエーハ
Ｗが中央部に向けて凸状に形成されている場合におい
て、Ｐ４の位置が研磨される場合）には、制御手段１０
はステップＳ６に進んでチャックテーブル移動機構６６
のサーボモータ６６４（Ｍ４）を移動速度ＶがＶ３（例
えば、３０ｍｍ／分）になるように減速するとともに、
制御手段１０はタイマー（Ｔ）１０４を所定時間Ｔ１
（例えば、５秒間）にセットする。そして、制御手段１
０はステップＳ７に進んで上記３個の荷重検出手段６４
（ＬＯＳ）によって検出された荷重の合計値Ｐ０が所定
の上限値Ｐ２以下になったか否かをチェックする。上記
荷重の合計値Ｐ０が所定の上限値Ｐ２以下になったなら
ば、制御手段１０は研磨負荷が所定の範囲内であると判
断し、チャックテーブル移動機構６６の移動速度Ｖを現
在のＶ３（例えば、３０ｍｍ／分）に維持して研磨動作
を継続する。上記荷重の合計値Ｐ０が所定の上限値Ｐ２
以下にならなければ、制御手段１０はステップＳ８に進
んでチャックテーブル移動機構６６の移動速度ＶをＶ３
にしてからの経過時間ＴＳが所定時間Ｔ１を経過したか
否かをチェックし、経過時間ＴＳが所定時間Ｔ１を経過
していなければ上記ステップＳ６に戻ってステップＳ６
乃至ステップＳ８を繰り返し実行する。そして、上記ス
テップＳ７において上記荷重の合計値Ｐ０が所定の上限
値Ｐ２以下にならずステップＳ８において上記経過時間
ＴＳが所定時間Ｔ１を経過した場合には、制御手段１０
はステップＳ９に進んで、研磨ユニット送り機構４のパ
ルスモータ４４（Ｍ２）を所定パルス数逆転駆動する。
この結果、研磨ユニット３が所定量上昇即ち後退せしめ
られ、研磨工具３２５の半導体ウエーハへの押圧力が低
減されるので、面焼けを起こすことなく研磨することが
できる。

【００３０】次に、上記ステップＳ２において上記３個
の荷重検出手段６４（ＬＯＳ）によって検出された荷重
の合計値Ｐ０が所定の下限値Ｐ１（例えば、５ｋｇ）よ
り低い場合について説明する。上記荷重の合計値Ｐ０が
所定の下限値Ｐ１（例えば、５ｋｇ）より低い場合（例
えば、図６に示すように半導体ウエーハＷが中央部に向
けて凹状に形成されている場合において、Ｐ５の位置が
研磨される場合）には、制御手段１０はステップＳ１０
に進んで、研磨ユニット送り機構４のパルスモータ４４
（Ｍ２）を所定パルス数正転駆動する。この結果、研磨
ユニット３が所定量下降即ち前進せしめられ、研磨工具
３２５の半導体ウエーハへの押圧力が増加されるので、
研磨効率が向上する。

【００３１】

【発明の効果】本発明による研磨装置においては、被加
工物を保持するチャックテーブルに作用する荷重を検出
し、該荷重が所定の上限値より高い場合にはチャックテ
ーブルの移動速度を所定量減速せしめるようにしたの
で、研磨時間が長くなり研磨負荷が低減するため、被加
工物の研削面に凸部があっても面焼けを起こすことなく
均一な厚さに研磨することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって構成された研磨装置の一実施形
態を示す斜視図。

【図２】図１に示す研磨装置の要部を示す概略構成図。

【図３】図１に示す研磨装置に使用される研磨工具を示
す斜視図。

【図４】図３に示す研磨工具その下面側から見た状態を
示す斜視図。

【図５】図１に示す研磨装置に装備されるチャックテー
ブル上に載置された被加工物が中央部に向けて凸状に形
成されている場合に研磨工具との関係を示す説明図。

【図６】図１に示す研磨装置に装備されるチャックテー
ブル上に載置された被加工物が中央部に向けて凹状に形
成されている場合の研磨工具との関係を示す説明図。

【図７】図１に示す研磨装置に装備される制御手段の動
作手順を示すフローチャート。

【符号の説明】

２：装置ハウジング３：研磨ユニット３１：移動基台３２：スピンドルユニット３２１：スピンドルハウジング３２２：回転スピンドル３２３：サーボモータ（Ｍ１）３２５：研磨工具４：研磨ユニット送り機構４４：パルスモータ（Ｍ２）５：研磨ユニット位置検出手段５１：リニヤスケール５２：検出器（ＬＩＳ）６：チャックテーブル機構６１：支持基台６２：チャックテーブル６４：荷重検出手段（ＬＯＳ）６５：サーボモータ（Ｍ３）６６：チャックテーブル移動機構６６４：サーボモータ（Ｍ４）７１、７２：蛇腹手段１０：制御手段１１：第１のカセット１２：第２のカセット１３：被加工物仮載置手段１４：洗浄手段１５：被加工物搬送手段１６：被加工物搬入手段１７：被加工物搬出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/304 Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｒ // Ｂ２４Ｂ 37/00 Ｂ２４Ｂ 37/00 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工物を載置する載置面を備えたチャ
ックテーブルと、該チャックテーブルの載置面上に載置
されている被加工物を研磨するための研磨工具を備えた
研磨ユニットと、該研磨ユニットを該チャックテーブル
の該載置面と垂直な方向に進退せしめる研磨ユニット送
り機構と、該チャックテーブルを研磨域に移動するとと
もに該研磨域において該チャックテーブルを往復動せし
めるチャックテーブル機構と、を具備する研磨装置にお
いて、該チャックテーブルに作用する荷重を検出する荷重検出
手段と、該荷重検出手段からの検出信号に基づいて該研磨ユニッ
ト送り機構および該チャックテーブル機構を制御する制
御手段と、を具備し、該制御手段は、該荷重検出手段によって検出された荷重
が所定の上限値より高い場合には該チャックテーブル機
構の移動速度を所定量減速せしめる、ことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】該制御手段は、該チャックテーブル機構
の移動速度を所定量減速せしめた後所定時間経過しても
該荷重が該上限値より高い場合には、該研磨ユニット送
り機構を所定量後退せしめる、請求項１記載の研磨装
置。
【請求項３】該制御手段は、該荷重検出手段によって
検出された荷重が該上限値より低い所定の下限値より低
い場合には、該研磨ユニット送り機構を所定量前進せし
める、請求項１又は２記載の研磨装置。
【請求項４】該研磨工具はフエルトに砥粒を分散させ
適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石からなってい
る、請求項１から３のいずれかに記載の研磨装置。