JP2001047361A - ラップ装置 - Google Patents
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Abstract
合わせを容易にし、かつ、基板のロ−ディング搬送、ラ
ップ、洗浄、を自動化したラップ装置の提供。 【解決手段】 基板Wとラップ定盤12を摺動させて基
板表面を研磨した後、チャック機構を上昇させ、さらに
仮置台上8にチャック機構を移動させ、バキュームチャ
ック機構10を下降させて研磨された基板を仮置台に載
せ、仮置台上の研磨された基板を搬送ロボット7のア−
ムにより洗浄機構9に移送し、洗浄された基板を搬送ロ
ボットのア−ムにより基板収納アンロ−ディングカセッ
ト4に収納する自動ラップ装置であって、チャック機構
は左右方向にチャック機構を往復移動させる移動機構1
1とチャック機構を水平方向に回転させる回転駆動機構
およびシリンダにより上下方向にチャック機構を移動さ
せる昇降機構を具備し、ラップ定盤はボ−ルネジにより
上下方向に移動させる高さ位置決め機構を具備する。
Description
コンウエハ、LEDガラス基板、セラミック基板、磁気
ヘッド基板等の基板の片面をラップするのに用いる自動
ラップ装置に関する。本発明の自動ラップ装置は、ラッ
プ定盤をバイトで切削し、サ−フェ−シングを終えた
後、研磨を再開する際の基板とラップ定盤の位置合わせ
を容易に、かつ、正確にできる利点を有する。
平11−151658号公報は、図5に示すポリシャ
(ラップ定盤)101'を有する回転テ−ブル101
と、ワ−クを保持部材105の枠105'に保持する加
工ステ−ション104と、加工ステ−ションのワ−クを
回転させるロ−ラ103と、該回転テ−ブル上で加工ス
テ−ションを保持・移動させるための加工ステ−ション
位置決め機構102と、固定クランプ107およびハン
ドル108と、ポリシャ上を回転・往復移動可能なコン
ディショナ−109を具備する光学的ワ−クのラップ装
置が開示されている。
は、ワ−クを保持部材105の枠105'に保持した加
工ステ−ション104を加工ステ−ション位置決め機構
102のハンドル108でクランプ107により固定
し、2箇所の回転ロ−ラ103,103により加工ステ
−ション104が支えられる。研磨剤は加工ステ−ショ
ン104の保持部材105に設けられたスリット106
よりテ−ブル101上に供給される。テ−ブル101の
回転により加工ステ−ション104が従属的に回転し、
保持部材105に保持されたワ−クが回転しているポリ
シャ101'と研磨剤によりラップ加工される。一方、
花崗岩や鋳鉄のような硬い材料よりなる円盤状コンディ
ショナ−109はテ−ブル101の回転に伴ってコンデ
ィショナ−位置決め部材110に固定された回転ロ−ラ
110'に支えられて軸109'を中心に従属的に回転
し、ポリシャの形状を整える。
は、ラップ定盤の回転軸を空気スピンドル軸受とし、ラ
ップ定盤の表面をフェ−シングするバイト機構をもエア
−ガイドでスライドできるDCサ−ボ−ボ−ルネジ送り
機構とし、時間、回転数、切削量をパネル表示可能とし
たラップ装置を提案する。従来のラップ装置は、手動で
あり、ワ−クの取り付け、取り外しも手作業であり、半
導体基板のように自動化が求められている。また、ラッ
プ装置では、ワ−クを40〜60枚ラップ加工すると摩
耗したポリシャをバイトで切削して表面高さを均一(フ
ェ−シング)とする作業が行われるが、このフェ−シン
グ作業後のワ−クの位置合わせまたはワ−クへの加圧調
整に熟練を要する。
置合わせが容易であり、自動化したラップ装置の提供を
目的とする。
機構に保持された基板を、回転するラップ定盤に押圧
し、基板とラップ定盤を摺動させて基板表面を研磨する
ラップ装置であって、前記チャック機構は左右方向にチ
ャック機構を往復移動させる移動機構と、シリンダによ
り上下方向にチャック機構を移動させる昇降機構を具備
し、前記ラップ定盤はボ−ルネジにより上下方向に送り
移動させる高さ位置決め機構を具備することを特徴とす
る、ラップ装置を提供するものである。
応じてACまたはDCサ−ボ−ボ−ルネジ送り機構で
0.01μm、0.1μm、1μmまたは10μm単位
で高さを調整して正確にラップ定盤を上下方向(Z軸方
向)に昇降、位置決めできるので、フェ−シング作業後
の基板とラップ定盤の高さ位置合わせが容易に、かつ、
正確にできる。
ック機構は水平方向に回転可能であることを特徴とす
る。従来の手動のラップ装置ではワ−ク取付板にワ−ク
を取り付け、取付板に錘を取り付けてラップ定盤にワ−
クを押圧していたが、ワ−クの種類が変わるとそれに合
った錘に取り替える必要があったが、シリンダ圧の変更
で行えるので、荷重変更作業が容易となった。
ットより基板を搬送ロボットのア−ムにより仮置台に移
送し、仮置台上の基板をバキュ−ムチャック機構に保持
し、基板を保持した前記チャック機構をラップ定盤上に
移動させ、ついでチャック機構を下降させて基板を回転
するラップ定盤に押圧し、基板とラップ定盤を摺動させ
て基板表面を研磨した後、チャック機構を上昇させ、さ
らに仮置台上にチャック機構を移動させ、チャック機構
を下降させて研磨された基板を仮置台に載せ、仮置台上
の研磨された基板を搬送ロボットのア−ムにより洗浄機
構に移送し、洗浄された基板を搬送ロボットのア−ムに
より基板収納アンロ−ディングカセットに収納する自動
ラップ装置であって、前記チャック機構は左右方向にチ
ャック機構を往復移動させる移動機構とチャック機構を
水平方向に回転させる回転駆動機構およびシリンダによ
り上下方向にチャック機構を移動させる昇降機構を具備
し、前記ラップ定盤はボ−ルネジにより上下方向に送り
移動させる高さ位置決め機構を具備することを特徴とす
る、自動ラップ装置を提供するものである。
わり、自動化可能となった。
にチャック洗浄機構を有し、仮置台、チャック洗浄機構
およびラップ定盤はこの順序に各々の中心点が一直線上
に存在し、各々の上面は略同一水平面上に存在し、バキ
ュ−ムチャック機構の中心はこの仮置台、チャック洗浄
機構およびラップ定盤の中心点を結ぶ一直線上に平行に
左右方向に往復移動可能であることを特徴とする。
バキュ−ムチャック機構の動線に無駄がない。
らにラップ定盤コンディショナおよびサ−ボボ−ルネジ
送り機構を備えたバイトを具備することを特徴とする。
ョニングが可能となるとともに、摩耗が大きくなったラ
ップ定盤のフェ−シングをバキュ−ムチャック機構がラ
ップ定盤上を離れている間に行うことができる。
詳細に説明する。図1は、本発明の自動ラップ装置の平
面図、図2は図1におけるI−I切断線より見た正面
図、図3はその側面図、図4はバキュ−ムチャック機構
の部分断面図である。
ラップ装置、wは基板、2は基台、3は基板収納ロ−デ
ィングカセット、4は基板収納アンロ−ディングカセッ
ト、5は基台2を刳り貫いて設けられた水槽、6はシリ
ンダ、7は搬送ロボット、7aはア−ム、8は仮置台、
8aは仮置台に載った基板の裏面に純水を供給して基板
を浮上させるのに用いる流体供給管、9はチャック洗浄
機構、9aは回転ブラシ、9bは洗浄液噴射ノズル、9
cはモ−タ−である。
ヘッド、10bはスピンドル軸、10cはチャック機構
を昇降させるエア−シリンダ、10dはガイドレ−ル、
10eはチャック取付板、10fはスピンドル軸回転用
モ−タ−、10gは駆動ベルトである。図4に示すよう
にバキュ−ムチャック機構10のヘッド内部にはバキュ
−ム小孔が多数設けられた吸着板10h、バキュ−ム孔
が穿たれた布10i、ガイドリング10j、気体室10
kを有し、該気体室に連通し、スピンドル軸内に設けら
れた管10lは図示されていないが真空ポンプ配管とコ
ンプレッサ−配管の切り替え弁を備えた管に接続されて
いる。真空ポンプを作動させることにより気体室10k
を減圧すると基板wはチャック機構に吸着される。コン
プレッサ−を作動させて気体室10kを加圧空気で加圧
することにより基板はチャック機構より離れる。
方向に往復移動させる移動機構、11aはチャック機構
取付基部、11bはリニア−ガイド上を移動する移動
体、11cは駆動モ−タ−、11dはタイミングベルト
である。移動体11bは図1にラップ定盤上に実線で示
すバキュ−ムチャック機構10と仮置台上に仮想線で示
すバキュ−ムチャック機構間を左右方向に往復移動で
き、また、研磨加工時にラップ定盤の中心部と外周間の
左右30〜100mm幅をプラスした左右方向の距離を
往復揺動できる。
ル、12bは回転テ−ブルに取り付けられたポリシャ
で、アルミニウム、銅、錫、樹脂製の中央部が刳り抜か
れた環状盤、あるいはこれら盤の表面に研磨布を貼付し
たもの等が利用される。ラップ定盤12の回転テ−ブル
12aを軸承するスピンドル軸12cはモ−タ−12d
により水平方向に回転する回転駆動機構とともに、サ−
ボ−モ−タ−12eの駆動により移動体12hがボ−ル
ネジ12f上を上下方向に送り移動される高さ位置を決
めるネジ送り機構を具備する。12gは軸受、12iは
減速機である。
ィショナ−13、駆動ロ−ラ−13aと従属ロ−ラ−1
3bを備えた弧状のガイド13c、ロ−ラ−駆動用モ−
タ−13dが設けられ、更に環状のコンディショナ−1
3の環内に研磨液を供給する供給ノズル14が設けられ
る。また、ラップ定盤12の上面には、特開昭59−1
42058号公報に示される空気軸受け式バイト送り出
し機構15によりサ−ボ−ボ−ルネジ送りされるフェ−
シング用バイト15aが設けられている。15bはフェ
−シング量検出機構である。
基板を3個のロ−ラ−で垂直に起立して保持し、基板両
面に洗浄液を噴射しながら両面をブラシによりスクラブ
洗浄する構造となっている。この自動ラップ装置は、図
1に示されるように仮置台8、チャック洗浄機構9およ
びラップ定盤12はこの順序に各々の中心点が一直線上
に存在し、各々の上面は図2に示すように略同一水平面
上に存在する。バキュ−ムチャック機構10の中心は、
この仮置台8、チャック洗浄機構9およびラップ定盤1
2の中心点を結ぶ一直線(I−I)上に平行に左右方向
に往復移動可能である。図1では、搬送ロボットは1台
で、その中心は前記線上の延長線上に存在している自動
ラップ装置を示したが、搬送ロボット2台を用い、ロ−
ディング用とアンロ−ディング用に振り分けて使用して
もよい。
自動研磨するには、基板収納ロ−ディングカセット3よ
り基板wを搬送ロボット7のア−ム7aにより仮置台8
に移送し、チャック洗浄機構9上で待機していたチャッ
ク機構10を仮置台8上に移動させ、ついでシリンダ1
0cで下降させて仮置台8上の基板にチャック機構を当
接し、気体室10kを減圧して基板をバキュ−ムチャッ
ク機構に保持させる。ついで、シリンダ10cを作動さ
せてチャック機構を上昇させ、基板を保持したチャック
機構10をラップ定盤12上に移動させた後、チャック
機構を下降させて基板を回転するラップ定盤12に押圧
し、チャック機構のスピンドル軸をモ−タ−10fで回
転駆動させて基板を回転するラップ定盤上で摺動させて
基板表面を研磨する。基板の研磨加工と同時にコンディ
ショナ13の回転によりラップ定盤12は形状回復され
る。基板の用途により異なるが、ラップ定盤12の回転
数は1から100rpm、ラップ加工時のスピンドル軸
10bの回転数は1から150rpmである。基板の面
にかかる圧力は0g/cm2から1kg/cm2である。
ラップ加工時に発熱を防ぐ目的でラップ定盤12上に研
磨剤液や冷却液が研磨材供給ノズル14より供給され
る。
せ、さらに仮置台8上にチャック機構を移動させ、チャ
ック機構を下降させ、気体室を減圧から加圧に切り替え
て研磨された基板を仮置台8に載せ、加圧を止めてチャ
ック機構を上昇させる。仮置台上の研磨された基板を搬
送ロボットのア−ム7aにより洗浄機構15に移送し、
ア−ムを後退させ、スクラブ洗浄された基板を搬送ロボ
ットのア−ムにより基板収納アンロ−ディングカセット
4に収納する。基板の洗浄が行われている間に、チャッ
ク機構10はチャック洗浄機構9上に移動され、下降し
た後、洗浄液を吹き付けられながらブラシ洗浄され、上
昇される。
ングカセット4内に基板が満杯されるとアンロ−ディン
グカセット4は水槽5内に下降し、基板は水中保存さ
れ、しかる後、次工程の装置へと搬送され、新しいカセ
ットに取り換えられる。
盤12の表面をバイト15aでフェ−シングして定盤の
表面平坦性を均一とする。通常、1〜3μm切削され
る。切削量を計量器15cで読みとり、研磨再開すると
きのラップ定盤12をこの研磨量(厚み)ACサ−ボ−
ボ−ルネジ送り機構で上昇させ、ラップ定盤12の高さ
の位置補正を行う。バイト15aによる定盤12のフェ
−シング作業、定盤の高さ位置合わせは、基板を研磨
し、チャック機構10がラップ定盤上を離れているとき
に毎回行ってもよい。
トによりフェ−シングされ、表面厚みが減じられたラッ
プ定盤の位置合わせをサ−ボ−ボ−ルネジ送り機構でミ
クロンメ−トル(μm)単位で極めて短時間に正確に行
うことができる。また、基板をバキュ−ムチャック機構
と搬送ロボットで各加工作業ステ−ションに搬送できる
ので、自動化が可能となった。
ある。
置の正面図である。
る。
構 12 ラップ定盤 12f ボ−ルネジ 13 コンディショナ− 14 研磨液供給ノズル 15 基板スクラブ洗浄機構
Claims (5)
- 【請求項1】 チャック機構に保持された基板を、回転
するラップ定盤に押圧し、基板とラップ定盤を摺動させ
て基板表面を研磨するラップ装置であって、前記チャッ
ク機構は左右方向にチャック機構を往復移動させる移動
機構と、シリンダにより上下方向にチャック機構を移動
させる昇降機構を具備し、前記ラップ定盤はボ−ルネジ
により上下方向に送り移動させる高さ位置決め機構を具
備することを特徴とする、ラップ装置。 - 【請求項2】 チャック機構は、水平方向に回転可能で
ある、請求項1に記載のラップ装置。 - 【請求項3】 基板収納ロ−ディングカセットより基板
を搬送ロボットのア−ムにより仮置台に移送し、仮置台
上の基板をバキュ−ムチャック機構に保持し、基板を保
持した前記チャック機構をラップ定盤上に移動させ、つ
いでチャック機構を下降させて基板を回転するラップ定
盤に押圧し、基板とラップ定盤を摺動させて基板表面を
研磨した後、チャック機構を上昇させ、さらに仮置台上
にチャック機構を移動させ、チャック機構を下降させて
研磨された基板を仮置台に載せ、仮置台上の研磨された
基板を搬送ロボットのア−ムにより洗浄機構に移送し、
洗浄された基板を搬送ロボットのア−ムにより基板収納
アンロ−ディングカセットに収納する自動ラップ装置で
あって、前記チャック機構は左右方向にチャック機構を
往復移動させる移動機構とチャック機構を水平方向に回
転させる回転駆動機構およびシリンダにより上下方向に
チャック機構を移動させる昇降機構を具備し、前記ラッ
プ定盤はボ−ルネジにより上下方向に送り移動させる高
さ位置決め機構を具備することを特徴とする、自動ラッ
プ装置。 - 【請求項4】 自動ラップ装置は、更にチャック洗浄機
構を有し、仮置台、チャック洗浄機構およびラップ定盤
はこの順序に各々の中心点が一直線上に存在し、各々の
上面は略同一水平面上に存在し、バキュ−ムチャック機
構の中心はこの仮置台、チャック洗浄機構およびラップ
定盤の中心点を結ぶ一直線上に平行に左右方向に往復移
動可能であることを特徴とする、請求項3に記載の自動
ラップ装置。 - 【請求項5】 自動ラップ装置は、さらにラップ定盤コ
ンディショナおよびサ−ボボ−ルネジ送り機構を備えた
バイトを具備する、請求項3または4に記載の自動ラッ
プ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22523199A JP4205263B2 (ja) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | 自動ラップ装置およびそれを用いる基板の研磨方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22523199A JP4205263B2 (ja) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | 自動ラップ装置およびそれを用いる基板の研磨方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP4205263B2 JP4205263B2 (ja) | 2009-01-07 |
Family
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Family Applications (1)
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JP22523199A Expired - Fee Related JP4205263B2 (ja) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | 自動ラップ装置およびそれを用いる基板の研磨方法 |
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JP (1) | JP4205263B2 (ja) |
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- 1999-08-09 JP JP22523199A patent/JP4205263B2/ja not_active Expired - Fee Related
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