JPS6224952A - 平面研削方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、平面研削方法およびその装置に係り特に、シ
リコンウェハの表面研削に好適な平面研削方法およびそ
の装置に関する。

〔発明の背景〕

シリコンウェハ（以下単に、ウェハという）の平面研削
方法として、たとえば、特開昭５９−１８７４４５号の
ような方法が提案されている。

この平面研削方法は、自転するウェハに対し、高速回転
する砥石を、その研削面がウェハの回転中心を通るよう
に配置し、砥石に切込みを与えて研削するようになって
いる。このような平面研削方法によれば、砥石の切込速
度を一定にすると、ウェハの回転数を上げることによシ
、ウェハ１回転当りの切込量を小さくすることができ、
ウェハ周縁部のチッピングを防止することができる。ま
た、ウェハの平担度を上げ、研削精度を向上させること
ができ、しかも、研削能率を向上させることが可能にな
る等、多くの利点がある。

しかし、ウェハの加工面に対し、砥石を垂直方向から切
込むため、送り精度をサブミクロンに保つことが難かし
い。また、ウェハを水平に支持するため、ウェハやウェ
ハを支持するチャックの上に、砥石に付着した加−工液
や切粉あるいは砥石から脱落した砥粒等が加工液と共に
落ちて、ウェハの加工面を汚したシ、チャックの吸着面
に付着する。たとえば、チャックに切粉や砥粒が付着し
た状態でウェハを吸着すると、ウェハの保持が不安定に
なるだけでなく、加工精度を低下させたシ、あるいはウ
ェハを割る等の原因となる。このためチャックを常に・
清浄な状態にしておかなければならず管理が繁雑になる
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術に鑑み為れたもので
、砥石の送り精度を向上させると共に、研削後のウェハ
やチャックの汚染を防止するようにした平面研削方法お
よびその装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明においては、ワークと
砥石を傾斜させて配置したことを特徴とする。

すなわち、ワークと砥石を傾斜させて配置し、水平方向
もしくは垂直方向に切込みを与えることにより、ワーク
もしくは砥石の移動量に対し、ワークの垂直方向の切込
量は、ワークおよび砥石の傾斜角度に比例して小さくな
り、砥石の送り精度も向上させることができる。

また、砥石に付着する加工液や切粉あるいは脱落した砥
粒等は、加工液と共に砥石の低い所へ集まって滴下する
ため、ウェハやチャックの表面を汚すことがなくなる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第１図ないし第６図は、本発明の一実施例を示すもので
、同図において、ｌはペース。２はペース１に空気軸受
３を介して回転可能に支持された旋回テーブル。この旋
回テーブル２の外周上部は五角錐台状に形成されている
。４は旋回テーブル２の下に固定された歯車、５は歯車
４と噛合う歯車で、前記ペース１に支持されたモータ６
の回転軸に固定されている。このモータ６には、定トル
ククラッチが組込まれ、回転軸に設定値以上の食過が加
わった場合、モータ６だけが空転するようになっている
。７は前記旋回テーブル２と対向するように前記ペース
１上に配置された割出ユニットで、旋回テーブル２に形
成された穴あるいは溝あるいは突起（図示せず）等に係
合するストッパ（図示せず）を有し、このストッパを移
動させて旋回テーブル２の回転を停止あるいは許容する
。

８は前記旋回デープル２に支持された軸受。９は軸受８
に回転可能に支持された中空のチャック軸。

ｌＯは前記軸受８に支持された七−夕で、その回転軸は
、前記チャック軸９に結合され、かつその軸芯にはチャ
ック軸９の穴と連通ずる穴が形成されている。１１は前
記モータ１０の回転軸の一端に結合されたロータリジヨ
イント。１２は前記旋回テーブル２の旋回中心に位置す
るように前記べ液供給用の穴（図示せず）が形成され、
それぞれ真空圧供給源（図示せず）と洗浄液供給源（図
示せず）に接続され、弁（図示せず）の切替により真空
圧や洗浄液の供給、遮断を行なうようになっている。１
３は前記ロータリシリンダ１１と軸１２を結ぶロータリ
ジヨイント。１４は前記チャック軸９の一端に固定をれ
たナヤツクである。このような構成であるから、モータ
１０を作動させることにより、チャック１４を回転させ
ることができる。また、チャック１４に真空圧を供給、
遮断することにより、ウェハ１５の保持、開放を行會う
ことができる。さらに、チャック１４に洗浄′ＷＬを供
給し、チャック１４０表面に洗浄液を流すことにより、
チャック１４上の異物を洗い流すことができる。１６は
前記ベース１上に設置されたガイド。１７はガイド１６
に摺動可能に支持されたテーブル。１８は前記ガイド１
６に支持されたモータで、ボールねじ（図示せず）およ
びボールナツト（図示せず）を用いたねじ伝導機構によ
りテーブル１７を移動させるように構成されている。

１９は前記テーブル１７に載置され、テーブル１７の移
動方向と直角な水平方向と、垂直方向の傾きを調整する
ための調整台。２０は調整台の水平方向の傾きを調整す
るためのハンドル（なお、垂直方向の調整用のハンドル
は図示を省略）。２１は前記調整台１９上に固定された
スタンド。２２はスタンド２１に支持された主軸ヘッド
。２３は主軸ヘッド２２に回転可能に支持された主軸。

２４は前記主軸ヘッド２２に支持され主軸２３を回転駆
動するためのモータ。前記主軸２３とモータ２て・ ２４の回転軸は直結され、その軸心には貫通穴が形成さ
れている。２５はモータ２４の回転軸に結合されたロー
タリジヨイント。このロータリジヨイント２５は、研削
液供給手段（図示せず）に接続され、研削液供給手段か
ら供給された研削液を前記モータ２４の回転軸および主
軸２３の貫通穴を通して、加工部へ供給する。２６は前
記主軸２３の一端に固定されたカップ形の砥石。この砥
石２６は、その研削面の一部が、研削終了時にウェハ１
５の中心を通るように、ウェハ１５と対向して配置され
ている。２７は前記ガイド１６とテーブル１７の摺動面
を覆うカバー。２８．２９は前記旋回テーブル２と対向
するように配置されたローダとアンローダ。ローダ２８
とアンローダ２９は、はぼ同一の構成になっている。３
０はペース。

３１はベース３０に固定されたガイド。このガイド３１
は、前記チャック１４の回転中心と平行になるように傾
斜している。３２は前記ガイド３１に削って移動可能な
リフト。３３は前記ベース３０に固定された軸受で、中
にナツト（図示せず）を回転可能に支持している。この
ナツトは駆動手段（図示せず）により間欠回転させられ
る。３４は一端が前記リフト３２に結合された送りねじ
で、前記ナツトと螺合している。３５は前記ウェハ１５
を所定の間隔で収容した収納箱で、ＩＪ　７　）　３２
に載置されている。なお、ローダ２８には、収納箱３５
からウェハ１５を突出すための突出部材およびそれを駆
動するシリンダから成る突出手段（図示せず）が付設さ
れている。３６は前記テーブル２とローダ２８およびア
ンローダ２９の間に位置するように前記ペース１に支持
されたブラケット。３７はブラケット３６に支持された
ベース。

３８はペース３７に支持されたシリンダ。３９はベース
３７上に摺動可能に支持され、かつ前記シリンダ３８の
ロッドに板４０で結合された受板。

４３はロータリシリンダ４２の回転部材にアーム４４を
介して取付られたウェハ１５支持用のバット。４５は前
記ペース３７の一端に回転可能に支持されたブレーキ用
のブラシである。

上記の構成において、旋回テーブル２のローディングス
テーションＡにおいて、ウェハ１５をチャックする。リ
フト３２上ウエハ１５を収容した収納箱３５を載置し位
置決めしたのち、突出手段で収納箱３５内のウェハ１５
をベース３７の所定の位置まで突出す。シリンダ４１の
作動によりパット４３をウェハ１５に接触させ吸着して
保持したのチ、ハツト４３を戻しウェハ１５をペース３
７から離し、ロータリシリンダ４２を作動させ、ウェハ
１５をチャック１４の上方へ移送する。シリンダ４１の
作動によｐｌ　ウェハ１５をチャック１４の上に置くと
、シリンダ３８が作動して受板３９が、ウェハ１５の周
縁部に接すると、パット４３の吸着が解除され、パット
４３はウェハ１５から離れる。ウェハ１５を支える受板
３９が移動して、ウェハ１５をチャック１４の中央へ移
動させる。チャック１４に真空圧が供給されて、チャッ
ク１４でウェハ１５を保持すると、受板３９がウェハ１
５から離れる。モータ６と割出ユニット７の作動によｐ
ｌ　ローディングステーショ／Ａで供給されたウェハ１
５は、荒削シスチージョンＢへ移動する。荒削シが終っ
たウェハ１５は、仕上げステーションＣへ移動する。荒
削シスチージョンＢおよび仕上げステーションＣにおい
ては、モータ１０とモータ２４を作動させ、ウェハ１５
と砥石２６を回転させると共に、そ−夕１８を作動させ
、テーブルｌ　７　’（旋回テーブル２に近ずける。

すなわち、第５図において、矢印ａ方向に砥石を移動さ
せて切込を与える。このとき、ウェハ１５と砥石２６の
回転中心が角度αだけ傾斜しているので、砥石２６の移
動量ｔに基づくウェハ１５への切込量（ウェハ１５の加
工面に対する垂直方向の寸法）δは、 δ＝ｔｓｉｎα・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・団・・・・　（１）となり、たとえば、αが３０度
のとき、切込蓋δは、砥石２６の移動量ｔの半分になる
。したがって、砥石２６の位置決め誤差も、砥石２６の
移動量ｔの半分になるから、同じ精度の送り機構を用い
て、ウェハ１５に対し垂直方向から切込みを与える場合
の位置決め誤差も半分にすることができる。また、同じ
速さで砥石２６を移動させた場合、ウェハ１５の１回転
当りの切込量δを小さくすることができるので、ウェハ
１５の加工面の損傷を少なくすることができる。

なお、研削終了時にウェハ１５０回転中心０が砥石２６
の研削面を通るように、ウェハ１５と砥石２６を配置し
て研削する場合、研削開始時には見かけ上のウェハ１５
の回転中心ＯＴが回転中心０に対し水平方向に”ｔ“だ
け移動するが、ウニ・・１５に対する切込量δは小さく
、砥石２６の研削面は少くとも数層以上の巾があるため
、研削開始時の回転中心０１が砥石２６の研削面に位置
するように配置することは容易である。

このようにして、仕上げステーションＣにおいて仕上げ
研削が終り、砥石２６が後退すると、旋回テーブル２が
旋回してウェハ１５をアンローディングステーションＤ
へ移動させる。受板３９が前進して、ウェハ１５に接触
すると、チャック１４に供給されていた真空圧が解放さ
れ、チャック１４には洗浄液が供給される。チャック１
４から洗浄液が流れ出すと、受板３９が後退しウェハ１
５もチャック１４の表面から洗い流されるように受板３
９と共に移動する。このとき、チャック１４の表面も洗
浄される。ウェハ１５は、ローディングステーションＡ
の時とは逆の動作で収納箱３５へ収容される。このとき
、ベース３７上を滑り落るウェハ１５の速度が大さくな
らないように、ブラシ４５により制動される。旋回テー
ブル２が旋回して、チャック１４が洗浄ステーションＥ
に来ると、所定量の洗浄液がチャック１４に供給され、
チャック１４０表面に付着する切粉等を洗い流す。

上述のように、本実施例によれば、ウェハ１５の研削を
自動化することができ、しかも、研削中にウェハ１５の
供給、排出およびチャック１４の洗浄ができるので、効
率良くウェハの研削を行なうことができる。

また、ウェハ１５と砥石２６の回転中心が傾斜している
ので、研削後、砥石２６に付着した切粉や、砥石から脱
落した砥粒は、研削液と共に砥石２６の低い部分へ流れ
て滴下するため、ウェハ１５の表面を汚染することがな
くなる。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、ウェハの加工精度を
大巾に向上させ、しかもウェハやチャックの汚染を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるウエノ・研削盤の一伊を示す平
面図、第２図は、第１図の■−■線になでコ・７ｉ一部
分断面図、第３図は、第２図の１矢視図、第４図は、第
３図の側面断面図、第５図は、砥王とウェハの関係を示
す拡大図、第６図は、第５区■−■断面図である。 ２・・・旋回テーブル、　１０・・・モータ、１４・・
・チャック、　　１５・・・ウェハ、１７・・・テーブ
ル、　　２４・・・モータ、２６・・・砥石。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）自転するワークに、自転する砥石を切込ませて研
   削する平面研削方法において、ワークと砥石の回転軸を
   平行に傾斜させて配置すると共に、ワークもしくは砥石
   のいずれか一方もしくはその両方を、水平もしくは垂直
   方向に移動させて切込を与え研削することを特徴とする
   平面研削方法。
2. （２）回転軸が傾斜するように配置された駆動源と、こ
   の駆動源の回転軸に結合され、ワークを支持するチャッ
   クと、摺動可能に支持され、前記駆動源に対し近接、離
   間する送りテーブルと、この送りテーブルに、前記駆動
   源の回転軸と平行になるように回転軸を傾斜させた駆動
   源と、この駆動源の回転軸に支持された砥石を設け、前
   記送りテーブルを移動させ、切込みを与えるようにした
   ことを特徴とする平面研削装置。
3. （３）インデックス回転可能な旋回テーブルと、この旋
   回テーブルに所定の間隔で、かつ回転軸が傾斜するよう
   に支持された複数の駆動源と、これらの駆動源の回転軸
   に結合された複数のチャックと、前記インデックステー
   ブルに対し、近接、離間する方向に摺動可能な送りテー
   ブルと、この送りテーブルに、前記駆動源の回転軸と平
   行になるように回転軸と平行になるように回転軸を傾斜
   させた駆動源と、この駆動源に支持された砥石を設け、
   前記送りテーブルを移動させ切込みを与えるようにした
   ことを特徴とする平面研削盤。
4. （４）所定の間隔で一対の送りテーブルを設け、各送り
   テーブルに駆動源と砥石を配置したことを特徴とする特
   許請求の範囲第３項に記載の平面研削装置。
5. （５）切込みを与えたとき、砥石の研削面が、ワークの
   回転中心を通るように、ワークと砥石を配置したことを
   特徴とする特許請求の範囲第２項ないし第４項のいずれ
   かに記載の平面研削装置。