JP2004136416A - ワークのエッジの研摩装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】１箇所のワーク取付け台における１回のチャッキング動作でワークのエッジに必要とされる粗研削及び研摩加工をすべて行うことができ、チャッキングのやり直しによるワークのセンタリングの誤差の累積をなくして、主としてシリコンウェーハ等の半導体ウェーハについて、高精度かつむらなく均一でしかも極めて平滑度の高い仕上げ研摩ができるようにする。
【解決手段】主としてシリコンウェーハ等の半導体ウェーハであるワーク１８をチャッキング可能に構成されたワーク取付け台９と、該ワーク取付け台９に取り付けられたワーク１８のエッジ１８ａに対し粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工をワーク取付け台９に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように種々の研摩特性を有する複数のホイール１１，１２，１３，１４とを備えた構成を特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】主としてシリコンウェーハ等の半導体ウェーハであるワーク１８をチャッキング可能に構成されたワーク取付け台９と、該ワーク取付け台９に取り付けられたワーク１８のエッジ１８ａに対し粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工をワーク取付け台９に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように種々の研摩特性を有する複数のホイール１１，１２，１３，１４とを備えた構成を特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハを主とするワークのエッジの研摩装置に係り、特にワーク取付け台へのワークの複数回のチャッキング動作を伴う研削工程と研摩工程間のワークの移動をなくして、１箇所のワーク取付け台における１回のチャッキング動作でワークのエッジに必要とされる粗研削及び研摩加工をすべて行うことができ、チャッキングのやり直しによるワークのセンタリングの誤差の累積をなくして、高精度かつむらなく均一でしかも極めて平滑度の高い仕上げ研摩ができるようにしたワークのエッジの研摩装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワークの一例たるシリコンウェーハ等の半導体ウェーハの外周エッジ、オリエンテーションフラット（ＯＦ）及びノッチの面取り研削及び研摩は、図１３及び図１４に示し、また特許文献１から特許文献６に示されているように、粗研削を行う工程と研摩を行う工程とが、例えば１台の装置内に別個に存在しており、まず研削工程でウェーハ１をワーク取付け台２に取り付け、例えばモータ３により矢印Ａ方向に回転する粗研削用のホイール３ａで粗研削を行い、該ウェーハ１を矢印Ｂ方向に取り外し、研摩工程に矢印Ｃ方向に移動させて別のワーク取付け台４に取り付け、スピンドル５に取り付けられた仕上げ研摩用のホイール５ａをモータ６により巻掛け伝動部材８を介して回転させ、ワーク取付け台４を矢印Ｄ方向に、即ちホイール５ａに接近及び接触させて研摩を行うように構成されていた。
【０００３】しかし工程間の移動の際に、一旦ウェーハ１をワーク取付け台２から外してしまうので、別のワーク取付け台４に再度チャッキングして取り付ける際に、図１５に示すように、センタリングの誤差ｅが生じていた。その誤差の大きさは、センタリング取り代により異なるが、例えば±５０μｍであり、繰り返してチャッキング動作を行うことによる誤差の累積によって、研摩面の仕上げ精度にむらが生じたり、研摩不足の部分ができてしまう等の不具合があった。
【０００４】一方研削及び研摩に用いる砥石には、メタルボンド砥石（特許文献２、特許文献３）、砥粒を含んだゴムホイール（特許文献４、特許文献５、特許文献６）及びレジンボンド砥石等があり、メタルボンド砥石は主に粗研削に用いられ、レジンボンド砥石やゴムホイールは仕上げ研摩に用いられている。
【０００５】ウェーハの外周を粗研削するメタルボンド砥石は、かつては断面台形の溝を形成しておき、ウェーハと砥石を回転させながら、溝内にウェーハの外周を当接させ、砥石を上下させながら研削していた。この場合、クーラントが溝の奥まで入りやすいので、砥石の痛みも少なかったが、研削時間短縮の要請から、砥石を上下動させることなく一度で研削できるように、外周面に総形の溝が形成された総形砥石が用いられるようになった。
【０００６】しかしこの場合には、研削部位にクーラントが入りにくいため、砥石が傷付いたり、溝の最深部が早期に減り易く、砥石寿命が短くなってしまっていた。また傷付いた砥石によってエッジの研削部位に深い条痕が付き、エッジの面粗度が高くなってしまっていた。また後工程の研摩で条痕を取り除くのは容易ではない。
【０００７】このため条痕ができることが少なく、またできたとしても浅い条痕で済むレジンボンド砥石によって研削を行うことが切望されていた。しかしレジンボンド砥石は柔らかく減りが速いため、ツルーイングを頻繁に行う必要があるが、総形のような複雑な形状にツルーイングすることは容易でなかった。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２６２５０５号公報
【特許文献２】特開平９−１６８９５３号公報
【特許文献３】特開平１１−２０７５８４号公報
【特許文献４】特開２０００−５２２１０号公報
【特許文献５】特開２０００−３１７７８７号公報
【特許文献６】特開２００１−３００８３７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取り付けられたワークのエッジに対し粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工をワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように種々の研摩特性を有する複数のホイールとを備えることによって、任意のホイールを使用して所望の研削及び研摩を行うことができるようにすると共に、研削ステージから研摩ステージ等へのワーク移動の際にチャッキングをやり直すことによって生じていたセンタリングの誤差の累積をなくして、高精度でむらなく均一でしかも極めて平滑度の高い仕上げ研摩ができるようにすることである。
【００１０】また他の目的は、上記構成において、ワーク取付け台に取付けられたワークのエッジに対し粗研削を行う第１ホイールと、該エッジに対し仕上げ研摩を行う第２ホイールと、ワークのノッチに対し粗研削を行う第３ホイールと、ノッチの仕上げ研摩を行う第４ホイールとを備え、ワークのエッジ及びノッチの研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を任意に組み合わせて一度の取付け動作で行うことができるように構成することによって、各ホイールとしてメタルボンド砥石やレジンボンド砥石、ゴムホイール等を適宜使用して加工時間の短縮化と仕上げ面精度の向上を両立させることができるようにすると共に、省スペース化をも図ることである。
【００１１】更に他の目的は、上記構成において、外周面が総形に形成された第１ホイールをワークと同一面内で回転させてワークのエッジの粗研削を行い、第２ホイールをワークの面方向と略直角方向に回転させて該ワークのエッジの仕上げ研摩を行い、外周面が総形に形成された第３ホイールをワークと同一面内で回転させてワークのノッチの粗研削を行い、第４ホイールをワークの面方向と略直角方向に回転させて該ワークのノッチの仕上げ研摩を行うように構成することによって、装置の信頼性を高めると共に、各ホイールとしてメタルボンド砥石やレジンボンド砥石、ゴムホイール等を適宜組み合わせて使用して、最適な加工条件下で安定的で高精度な加工ができるようにすることである。
【００１２】また他の目的は、上記構成において、仕上げ研摩の際に第２ホイール若しくは第４ホイール又は第２ホイール及び第４ホイールをワークのエッジへ軽く押圧付勢しかつ該エッジから適宜逃がすように構成された浮動機構とを備えることによって、ウェーハもホイールも傷めることなく、非常に高精度で平滑度の高い仕上げ研摩ができるようにすることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
要するに本発明（請求項１）は、ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取り付けられた前記ワークのエッジに対し粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を前記ワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように種々の研摩特性を有する複数のホイールとを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】また本発明（請求項２）は、ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取付けられた前記ワークのエッジに対し粗研削を行う第１ホイールと、該エッジに対し仕上げ研摩を行う第２ホイールと、前記ワークのノッチに対し粗研削を行う第３ホイールと、前記ノッチの仕上げ研摩を行う第４ホイールとを備え、前記ワークの前記エッジ及び前記ノッチの粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を任意に組み合わせて前記ワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように構成したことを特徴とするものである。
【００１５】また本発明（請求項３）は、ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取付けられた前記ワークと略同一面内で回転し総形に形成された外周面で該ワークのエッジに対し粗研削を行う第１ホイールと、前記ワークの面方向と略直角方向に回転し前記エッジに対し仕上げ研摩を行う第２ホイールと、前記ワークと略同一面内で回転し総形に形成された外周面で該ワークのノッチに対し粗研削を行う第３ホイールと、前記ワークの面方向と略直角方向に回転し前記ノッチの仕上げ研摩を行う第４ホイールと、前記第２ホイール及び前記第４ホイールによる仕上げ研摩の際に該ホイールを前記ワークの面方向にトラバースさせると共に輪郭制御によって前記エッジ及び前記ノッチの断面形状に沿って移動させる駆動機構とを備え、前記ワークの前記エッジ及び前記ノッチの粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を任意に組み合わせて前記ワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように構成し、仕上げ研摩の際に輪郭制御とトラバース動作を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１６】また本発明（請求項４）は、ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取付けられた前記ワークと略同一面内で回転し総形に形成された外周面で該ワークのエッジに対し粗研削を行う第１ホイールと、前記ワークの面方向と略直角方向に回転し前記エッジに対し仕上げ研摩を行う第２ホイールと、前記ワークと略同一面内で回転し総形に形成された外周面で該ワークのノッチに対し粗研削を行う第３ホイールと、前記ワークの面方向と略直角方向に回転し前記ノッチの仕上げ研摩を行う第４ホイールと、前記第２ホイール及び前記第４ホイールによる仕上げ研摩の際に該ホイールを前記ワークの面方向にトラバースさせると共に輪郭制御によって前記エッジ及び前記ノッチの断面形状に沿って移動させる駆動機構と、仕上げ研摩の際に前記第２ホイール若しくは前記第４ホイール又は前記第２ホイール及び前記第４ホイールを前記ワークの前記エッジへ軽く押圧付勢しかつ該エッジから適宜逃がすように構成された浮動機構とを備え、前記ワークの前記エッジ及び前記ノッチの粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を任意に組み合わせて前記ワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように構成し、仕上げ研摩の際に輪郭制御とトラバース動作及び前記浮動機構による浮動動作を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。本発明に係るワークのエッジの研摩装置１０は、図１から図４において、ワーク取付け台９と、第１ホイール１１と、第２ホイール１２と、第３ホイール１３と、第４ホイール１４と、駆動機構１５と、浮動機構１６とを備えている。
【００１８】ワーク取付け台９は、図１から図４に示すように、ワークの一例たるウェーハ１８をチャッキング可能に構成されたものであって、数値制御によって第１ホイール１１等の方向に移動可能に構成されると共に、例えば水平面内で任意に回転させることができるように構成されている。ワーク取付け台９には、例えば円周方向及び半径方向に吸着溝９ａが形成され、該吸着溝に通ずる吸気穴（図示せず）が形成されており、該吸気穴から吸着溝９ａ内の空気を吸引することによってウェーハ１８を吸着固定してチャッキングできるようになっている。
【００１９】第１ホイール１１は、ワーク取付け台９に取付けられたウェーハ１８と略同一面内で回転し、総形に形成された外周面１１ａでウェーハ１８のエッジ１８ａに対し粗研削を行うための、例えばメタルボンド砥石であって、モータ１９によって任意の回転速度で回転させることができるようになっている。
【００２０】モータ１９は、水平に配置されたスピンドル固定部材２０にその軸１９ａが略垂直となるように取り付けられており、第１ホイール１１はその軸１９ａの下端付近に取り付けられている。第１ホイール１１の外周面１１ａの総形形状は、ウェーハ１８の面取り研削を行うために適した形状となっている。スピンドル固定部材２０は、Ｘテーブル２２に取り付けられている。
【００２１】第２ホイール１２は、ウェーハ１８の面方向と略直角方向に回転し、エッジ１８ａに対して仕上げ研摩を行うための、例えばレジンボンド砥石であって、スピンドル２４の軸２４ａに取り付けられている。該軸２４ａにはプーリ２４ｂが取り付けられており、モータ２１の回転軸（図示せず）に取り付けられたプーリ２１ｂとの間には巻掛け伝動部材２５が巻き掛けられている。これによってモータ２１からスピンドル２４に駆動力が伝達されるようになっており、該モータ２１によって第２ホイール１２を任意の回転速度で回転させることができるようになっている。
【００２２】スピンドル２４は、スピンドル固定部材２３にその軸２４ａが略水平となるように取り付けられており、スピンドル固定部材２３はＸテーブル２２に取り付けられている。またモータ２１は、その軸がスピンドル２４の軸２４ａと平行となるように、モータ取付け部材２６を介してＸテーブル２２に取り付けられている。
【００２３】第３ホイール１３は、ウェーハ１８と略同一面内で回転し、総形に形成された外周面１３ａで該ウェーハ１８のノッチ１８ｂに対し粗研削を行うための、例えばメタルボンド砥石であって、モータ２８によって任意の回転速度で回転させることができるようになっている。
【００２４】モータ２８は、図１から図３に示すように、モータ１９の手前側となるように、スピンドル固定部材２０にその軸２８ａが略垂直となるように取り付けられており、第３ホイール１３はその軸２８ａの下端付近かつ第１ホイール１１よりも上側に取り付けられている。これは第１ホイール１１による粗研削を行う際に、第３ホイール１３が干渉しないようにするためである。なお、第３ホイール１３の外周面１３ａの総形形状は、ウェーハ１８のノッチ１８ｂの面取り研削を行うために適した形状となっている。
【００２５】第４ホイール１４は、ウェーハ１８の面方向と略直角方向に回転し、ノッチ１８ｂの仕上げ研摩を行うための、例えば砥粒を含んだゴムホイールであって、ノッチ１８ｂの幅よりも薄く形成され、スピンドル２９の軸２９ａに取り付けられている。図１及び図２に示すように、本実施例においては、第２ホイール１２と第４ホイール１４とは、互いに向き合った状態となっている。
【００２６】軸２９ａにはプーリ２９ｂが取り付けられており、モータ３０の軸（図示せず）に取り付けられたプーリ３０ｂとの間には巻掛け伝動部材３１が巻き掛けられている。これによってモータ３０からスピンドル２９に駆動力が伝達されるようになっており、該モータ３０によって第４ホイール１４を任意の回転速度で回転させることができるようになっている。
【００２７】スピンドル２９は、スピンドル固定部材３２にその軸２９ａが略水平となるように取り付けられており、スピンドル固定部材３２は浮動機構１６の浮動板３３に取り付けられている。またモータ３０は、その軸がスピンドル２９の軸２９ａと平行となるように、モータ取付け部材３４を介してスピンドル固定部材３２に取り付けられている。なお、モータ取付け部材３４は、スピンドル固定部材３２と一体であってもよい。
【００２８】駆動機構１５は、図１から図３に示すように、第２ホイール１２及び第４ホイール１４による仕上げ研摩の際に該ホイール１２，１４をウェーハ１８の面方向にトラバースさせると共に、輪郭制御によってエッジ１８ａ及びノッチ１８ｂの断面形状に沿って移動させるためのものであって、本実施例では第１ホイール１１及び第３ホイール１３についても駆動できるようになっている。
【００２９】第１ホイール１１、第２ホイール１２及び第３ホイール１３が取り付けられているＸテーブル２２には、浮動機構１６も取り付けられ、該浮動機構１６を介して第４ホイール１４が浮動可能に取り付けられている。
【００３０】Ｘテーブル２２は、リニアガイド３５を介してＺテーブル３６上をＸ軸方向、即ち左右方向に移動可能に構成されている。Ｚテーブル３６には、支持部材３８を介してねじ軸３９が回動自在に支持されており、該ねじ軸３９にはナット４０が螺合してボールガイドを構成している。ナット４０は、図２に示すように、ナット固定部材４２によってＸテーブル２２に固定されている。そしてねじ軸３９はサーボモータ４１によって駆動されるようになっている。
【００３１】Ｚテーブル３６は、コラム４３上に上下方向に取り付けられたリニアガイド４４によってＺ軸方向、即ち上下方向に移動可能に構成されている。図示はしていないが、Ｚテーブル３６についても、例えばボールねじとサーボモータが用いられ、数値制御により駆動されるようになっている。
【００３２】また詳細については図示しないが、ワーク取付け台９についても、例えばボールねじとサーボモータが用いられ、数値制御によりＹ軸方向、即ち前後方向（第１ホイール１１等に対してウェーハ１８を接近又は離間させる方向）に駆動されるようになっている。
【００３３】浮動機構１６は、仕上げ研摩の際に第２ホイール１２若しくは第４ホイール１４又は第２ホイール１２及び第４ホイール１４をウェーハ１８のエッジ１８ａへ軽く押圧付勢し、かつ該エッジ１８ａから適宜逃がすように構成されたものである。図示の実施例では、ノッチ１８ｂの仕上げ研摩に使用される第４ホイール１４に浮動機構１６が用いられているが、エッジ１８ａの仕上げ研摩に使用される第２ホイール１２に浮動機構１６を用いてもよい。
【００３４】浮動機構１６は、図２及び図３に示すように、Ｘテーブル２２の前面側に水平に固定された固定板４５の下側に、リニアガイド４６を介して浮動板３３が前後方向に移動可能に取り付けられている。
【００３５】浮動板３３の手前側には、ブラケット４８が取り付けられており、該ブラケット４８に取り付けられたストッパ部材４８ａが、固定板４５上にブラケット４９を介して取り付けられたシリンダ装置５０のピストンロッド５１に当接した状態となっている。
【００３６】ピストンロッド５１は、前後方向に伸縮可能に構成され、シリンダ装置５０は、浮動板３３が後退する際に該浮動板３３に対して極くわずかな反発力を与えることができるように構成されている。
【００３７】このほか、ワークのエッジの研摩装置１０には、粗研削や仕上げ研摩を行う加工槽５２が設けられている。クーラント液や研摩粉等（図示せず）を周囲に飛散させないようにするためである。
【００３８】本発明は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。まず図５から図７に示すように、エッジ１８ａを粗研削するための第１ホイール１１は、モータ１９の回転によって、例えば矢印Ｅ方向又はその反対方向に回転する。ノッチ１８ｂを粗研削するための第３ホイール１３も、モータ２８の回転によって、例えば矢印Ｅ方向又はその反対方向に回転する。第１ホイール１１及び第３ホイール１３の回転は、いずれもワーク取付け台９によるウェーハ１８の回転方向と略同一面内である。
【００３９】一方エッジ１８ａを仕上げ研摩するための第２ホイール１２は、モータ２１が回転することにより、該モータ２１の回転軸が回転し、該回転軸に取り付けられたプーリ２１ｂから巻掛け伝動部材２５を介してスピンドル２４のプーリ２４ｂが回転する。該プーリ２４ｂと共に軸２４ａが回転し、該軸２４ａに取り付けられた第２ホイール１２が矢印Ｆ方向又は矢印Ｇ方向に回転する。
【００４０】ノッチ１８ｂを仕上げ研摩するための第４ホイール１４も、モータ３０が回転することにより、該モータ３０の回転軸が回転し、該回転軸に取り付けられたプーリ３０ｂから巻掛け伝動部材３１を介してスピンドル２９のプーリ２９ｂが回転する。該プーリ２９ｂと共に軸２９ａが回転し、該軸２９ａに取り付けられた第４ホイール１４が矢印Ｆ方向又は矢印Ｇ方向に回転する。第２ホイール１２及び第４ホイール１４の回転は、いずれもウェーハ１８と略直角方向である。
【００４１】次に、ウェーハ１８のエッジ１８ａを粗研削する場合の作用について説明すると、図７に示すように、ウェーハ１８が吸着によりチャッキングされたワーク取付け台９が矢印Ｄ方向に移動する。また第１ホイール１１は、例えば矢印Ｅ方向に回転しながらＸテーブル（図示せず）によって矢印Ｈ方向に移動する。
【００４２】そしてワーク取付け台９によってウェーハ１８を矢印Ｉ又は矢印Ｊ方向に回転させながら、エッジ１８ａを第１ホイール１１の外周面１１ａに接触させて粗研削することにより、該第１ホイール１１の総形形状によりエッジ１８ａが面取りされる。
【００４３】オリエンテーションフラット（ＯＦ）部１８ｃを粗研削する場合には、該ＯＦ部１８ｃの方向をＸ軸方向（左右方向）に一致させてウェーハ１８の回転を止め、Ｘテーブルを矢印Ｈ方向及びその逆方向にトラバースさせながら研削を行う。
【００４４】次に、ウェーハ１８のエッジ１８ａを仕上げ研摩する場合の作用について説明すると、図８に示すように、粗研削後のウェーハ１８をワーク取付け台９にチャッキングしたままで、矢印Ｄ方向に移動させ、第２ホイール１２に接近させると共に、該第２ホイール１２を矢印Ｆ又は矢印Ｇ方向に回転させ、かつ第２ホイール１２を矢印Ｈ及び矢印Ｋ方向にトラバースさせながら、輪郭制御により粗研削後のエッジ１８ａの仕上げ研摩を行う。
【００４５】輪郭制御は、第２ホイール１２のトラバース及び上下動、そしてウェーハ１８の回転及びワーク取付け台９の前後方向の移動を夫々数値制御することにより、図１１及び図１２に示すように行われる。
【００４６】まず上側のエッジ１８ｄに矢印Ｆ方向に回転する第２ホイール１２を当接させ（アップカット）、該エッジ１８ｄから端面１８ｅまで矢印Ｍ方向に連続的に第２ホイール１２を移動させ、そのまま下方に逃がす。次に下側のエッジ１８ｆに矢印Ｇ方向に回転する第２ホイール１２を当接させ（アップカット）、該エッジ１８ｆから端面１８ｅまで矢印Ｌ方向に連続的に第２ホイール１２を移動させ、そのまま上方に逃がすことにより行われる。
【００４７】また第２ホイール１２にウェーハ１８が接触すると、浮動機構１６が作動して、第２ホイール１２はわずかに逃げ、極く軽い力でウェーハ１８と接触している状態となる。この力はシリンダ装置５０の反発力を調節することによって定められる。これによってウェーハ１８も第２ホイール１２も痛むことなく、しかも極めて高精度の研摩が可能となる。
【００４８】ウェーハ１８のチャッキング動作は１回であるので、粗研削時と仕上げ研摩時との間にセンタリングの累積誤差が生じない。これによってエッジ１８ａに対して、高精度かつむらなく均一でしかも極めて平滑度の高い仕上げ研摩を行うことが可能である。
【００４９】粗研削用の第１ホイール１１にメタルボンド砥石、仕上げ研摩用の第２ホイール１２にレジンボンド砥石を使用しているが、１回のチャッキング動作で粗研削及び仕上げ研摩を行っているので、理想的だが実用化が難しいとされるレジンボンド砥石のみでの粗研削及び仕上げ研摩と比較しても、ウェーハ１８のセンタリング精度は全く劣ることがなく、同様の精度、平滑度を容易に得ることが可能である。
【００５０】次に、ウェーハ１８のノッチ１８ｂを粗研削する場合の作用について説明すると、図９に示すように、エッジ１８ａの仕上げ研摩後、ウェーハ１８のチャッキングは解除されず、ノッチ１８ｂが第３ホイール１３の方向を向いた状態のウェーハ１８が矢印Ｄ方向に移動する。また第３ホイール１３は、例えば矢印Ｅ方向に回転しながらＸテーブル（図示せず）によって矢印Ｈ方向に移動する。
【００５１】そしてノッチ１８ｂを第３ホイール１３の外周面１３ａに接触させ、ノッチ１８ｂの幅及び奥行きに応じて適宜第３ホイール１３及びウェーハ１８を移動させながら粗研削することにより、該第３ホイール１３の総形形状によりノッチ１８ｂが面取りされる。
【００５２】そしてウェーハ１８のノッチ１８ｂを仕上げ研摩する場合の作用について説明すると、図１０に示すように、ノッチ１８ｂが第４ホイール１４の方向を向いたままの粗研削後のウェーハ１８を矢印Ｄ方向に移動させ、第４ホイール１４に接近させると共に、該第４ホイール１４を矢印Ｆ又は矢印Ｇ方向に回転させ、かつ第４ホイール１４を矢印Ｈ及び矢印Ｋ方向にトラバースさせながら、輪郭制御により粗研削後のノッチ１８ｂの仕上げ研摩を行う。
【００５３】トラバース量は、最大でもノッチ１８ｂの幅をわずかに超える程度であり、ノッチ１８ｂがＶ字形状をしていることから、第４ホイール１４がノッチ１８ｂに入り込んでいる深さに応じてトラバース量は加減される。即ち、ノッチ１８ｂの最深部の研摩を行っているときにはトラバース量は極くわずかであり、浅い部分を研摩するに従って幅がＶ字に沿って広がるので、それに応じてトラバース量が増加するように制御される。
【００５４】輪郭制御については、第２ホイール１２と同様であるので、説明を省略する。
【００５５】ここまでのチャッキング動作はエッジ１８ａの粗研削開始時の１回だけであり、エッジ１８ａの粗研削及び仕上げ研摩、そしてノッチ１８ｂの粗研削及び仕上げ研摩までセンタリングの累積誤差が全く生じていない。これは通常１回チャッキング動作をやり直す度に、例えば±５０μｍのセンタリング誤差が累積していたものが、全く累積しないことを意味する。これによってエッジ１８ａに加えてノッチ１８ｂに対しても、高精度かつむらなく均一でしかも極めて平滑度の高い仕上げ研摩を行うことが可能である。
【００５６】なお上記実施例におけるモータ１９，２１，２８，３０の種類については特に示していなかったが、電動モータやエアスピンドル等、回転駆動することができるものであれば、どのようなものであってもよい。またモータ等によって直接第２ホイール１２や第４ホイール１４を駆動する場合には、巻掛け伝動部材２５，３１を使用する必要はない。
【００５７】また第１ホイール１１から第４ホイール１４までをすべて備える必要はなく、例えばエッジ１８ａやノッチ１８ｂの粗研削が不要であれば、第１ホイール１１と第３ホイール１３は不要であるし、またこれらの仕上げ研摩が不要であれば、第２ホイール１２と第４ホイール１４は不要であって、その組合せは任意である。
【００５８】更に第１ホイール１１及び第３ホイール１３をメタルボンド砥石とし、第２ホイール１２をレジンボンド砥石とし、第４ホイール１４をゴムホイールとしたが、これに限られるものではなく、砥石の種類や大きさ、幅等は任意である。
【００５９】
【発明の効果】
本発明は、上記のようにワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取り付けられたワークのエッジに対し粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工をワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように種々の研摩特性を有する複数のホイールとを備えたので、任意のホイールを使用して所望の研削及び研摩を行うことができると共に、研削ステージから研摩ステージ等へのワーク移動の際にチャッキングをやり直すことによって生じていたセンタリングの誤差の累積をなくして、高精度でむらなく均一でしかも極めて平滑度の高い仕上げ研摩ができるという画期的な効果が得られる。
【００６０】また上記構成において、ワーク取付け台に取付けられたワークのエッジに対し粗研削を行う第１ホイールと、該エッジに対し仕上げ研摩を行う第２ホイールと、ワークのノッチに対し粗研削を行う第３ホイールと、ノッチの仕上げ研摩を行う第４ホイールとを備え、ワークのエッジ及びノッチの研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を任意に組み合わせて一度の取付け動作で行うことができるように構成したので、各ホイールとしてメタルボンド砥石やレジンボンド砥石、ゴムホイール等を適宜使用して加工時間の短縮化と仕上げ面精度の向上を両立させることができる効果があると共に、省スペース化をも図ることでができる効果がある。
【００６１】更には、上記構成において、外周面が総形に形成された第１ホイールをワークと同一面内で回転させてワークのエッジの粗研削を行い、第２ホイールをワークの面方向と略直角方向に回転させて該ワークのエッジの仕上げ研摩を行い、外周面が総形に形成された第３ホイールをワークと同一面内で回転させてワークのノッチの粗研削を行い、第４ホイールをワークの面方向と略直角方向に回転させて該ワークのノッチの仕上げ研摩を行うように構成したので、装置の信頼性を高めることができると共に、各ホイールとしてメタルボンド砥石やレジンボンド砥石、ゴムホイール等を適宜組み合わせて使用して、最適な加工条件下で安定的で高精度な加工ができるという効果が得られる。
【００６２】また上記構成において、仕上げ研摩の際に第２ホイール若しくは第４ホイール又は第２ホイール及び第４ホイールをワークのエッジへ軽く押圧付勢しかつ該エッジから適宜逃がすように構成された浮動機構とを備えたので、ウェーハもホイールも傷めることなく、非常に高精度で平滑度の高い仕上げ研摩ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１から図１２は、本発明の実施例に係り、図１はワークのエッジの研摩装置の平面図である。
【図２】ワークのエッジの研摩装置の正面図である。
【図３】ワークのエッジの研摩装置の部分縦断面左側面図である。
【図４】加工槽内のワーク取付け台に取り付けられたウェーハと、夫々モータやスピンドルに取り付けられた第１ホイール、第２ホイール、第３ホイール及び第４ホイールの配置を示す斜視図である。
【図５】第１ホイール、第２ホイール及び第３ホイールの回転状態を示す斜視図である。
【図６】第２ホイール及び第４ホイールの回転状態を示す斜視図である。
【図７】第１ホイールによってウェーハのエッジを粗研削している状態を示す斜視図である。
【図８】第２ホイールによってウェーハのエッジを仕上げ研摩している状態を示す斜視図である。
【図９】第３ホイールによってウェーハのノッチを粗研削している状態を示す斜視図である。
【図１０】第４ホイールによってウェーハのノッチを仕上げ研摩している状態を示す斜視図である。
【図１１】輪郭制御によってウェーハのエッジの上面から端面を連続的に仕上げ研摩している状態を示す側面図である。
【図１２】輪郭制御によってウェーハのエッジの下面から端面を連続的に仕上げ研摩している状態を示す側面図である。
【図１３】図１３から図１５は、従来例に係り、図１３はウェーハのエッジを粗研削した後、ワーク取付け台上のウェーハのチャッキングを解除して取り外した状態を示す斜視図である。
【図１４】取り外したウェーハを別のワーク取付け台にチャッキングし直して仕上げ研摩仕様とする状態を示す斜視図である。
【図１５】チャッキング動作の繰返しによってワーク取付け台上のウェーハにセンタリングの累積誤差が生じている状態を示す平面図である。
【符号の説明】
９ ワーク取付け台
１０ ワークのエッジの研摩装置
１１ 第１ホイール
１１ａ 外周面
１２ 第２ホイール
１３ 第３ホイール
１３ａ 外周面
１４ 第４ホイール
１５ 駆動機構
１６ 浮動機構
１８ ワークの一例たるウェーハ
１８ａ エッジ
１８ｂ ノッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハ等の半導体ウェーハを主とするワークのエッジの研摩装置に係り、特にワーク取付け台へのワークの複数回のチャッキング動作を伴う研削工程と研摩工程間のワークの移動をなくして、１箇所のワーク取付け台における１回のチャッキング動作でワークのエッジに必要とされる粗研削及び研摩加工をすべて行うことができ、チャッキングのやり直しによるワークのセンタリングの誤差の累積をなくして、高精度かつむらなく均一でしかも極めて平滑度の高い仕上げ研摩ができるようにしたワークのエッジの研摩装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワークの一例たるシリコンウェーハ等の半導体ウェーハの外周エッジ、オリエンテーションフラット（ＯＦ）及びノッチの面取り研削及び研摩は、図１３及び図１４に示し、また特許文献１から特許文献６に示されているように、粗研削を行う工程と研摩を行う工程とが、例えば１台の装置内に別個に存在しており、まず研削工程でウェーハ１をワーク取付け台２に取り付け、例えばモータ３により矢印Ａ方向に回転する粗研削用のホイール３ａで粗研削を行い、該ウェーハ１を矢印Ｂ方向に取り外し、研摩工程に矢印Ｃ方向に移動させて別のワーク取付け台４に取り付け、スピンドル５に取り付けられた仕上げ研摩用のホイール５ａをモータ６により巻掛け伝動部材８を介して回転させ、ワーク取付け台４を矢印Ｄ方向に、即ちホイール５ａに接近及び接触させて研摩を行うように構成されていた。
【０００３】しかし工程間の移動の際に、一旦ウェーハ１をワーク取付け台２から外してしまうので、別のワーク取付け台４に再度チャッキングして取り付ける際に、図１５に示すように、センタリングの誤差ｅが生じていた。その誤差の大きさは、センタリング取り代により異なるが、例えば±５０μｍであり、繰り返してチャッキング動作を行うことによる誤差の累積によって、研摩面の仕上げ精度にむらが生じたり、研摩不足の部分ができてしまう等の不具合があった。
【０００４】一方研削及び研摩に用いる砥石には、メタルボンド砥石（特許文献２、特許文献３）、砥粒を含んだゴムホイール（特許文献４、特許文献５、特許文献６）及びレジンボンド砥石等があり、メタルボンド砥石は主に粗研削に用いられ、レジンボンド砥石やゴムホイールは仕上げ研摩に用いられている。
【０００５】ウェーハの外周を粗研削するメタルボンド砥石は、かつては断面台形の溝を形成しておき、ウェーハと砥石を回転させながら、溝内にウェーハの外周を当接させ、砥石を上下させながら研削していた。この場合、クーラントが溝の奥まで入りやすいので、砥石の痛みも少なかったが、研削時間短縮の要請から、砥石を上下動させることなく一度で研削できるように、外周面に総形の溝が形成された総形砥石が用いられるようになった。
【０００６】しかしこの場合には、研削部位にクーラントが入りにくいため、砥石が傷付いたり、溝の最深部が早期に減り易く、砥石寿命が短くなってしまっていた。また傷付いた砥石によってエッジの研削部位に深い条痕が付き、エッジの面粗度が高くなってしまっていた。また後工程の研摩で条痕を取り除くのは容易ではない。
【０００７】このため条痕ができることが少なく、またできたとしても浅い条痕で済むレジンボンド砥石によって研削を行うことが切望されていた。しかしレジンボンド砥石は柔らかく減りが速いため、ツルーイングを頻繁に行う必要があるが、総形のような複雑な形状にツルーイングすることは容易でなかった。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２６２５０５号公報
【特許文献２】特開平９−１６８９５３号公報
【特許文献３】特開平１１−２０７５８４号公報
【特許文献４】特開２０００−５２２１０号公報
【特許文献５】特開２０００−３１７７８７号公報
【特許文献６】特開２００１−３００８３７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取り付けられたワークのエッジに対し粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工をワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように種々の研摩特性を有する複数のホイールとを備えることによって、任意のホイールを使用して所望の研削及び研摩を行うことができるようにすると共に、研削ステージから研摩ステージ等へのワーク移動の際にチャッキングをやり直すことによって生じていたセンタリングの誤差の累積をなくして、高精度でむらなく均一でしかも極めて平滑度の高い仕上げ研摩ができるようにすることである。
【００１０】また他の目的は、上記構成において、ワーク取付け台に取付けられたワークのエッジに対し粗研削を行う第１ホイールと、該エッジに対し仕上げ研摩を行う第２ホイールと、ワークのノッチに対し粗研削を行う第３ホイールと、ノッチの仕上げ研摩を行う第４ホイールとを備え、ワークのエッジ及びノッチの研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を任意に組み合わせて一度の取付け動作で行うことができるように構成することによって、各ホイールとしてメタルボンド砥石やレジンボンド砥石、ゴムホイール等を適宜使用して加工時間の短縮化と仕上げ面精度の向上を両立させることができるようにすると共に、省スペース化をも図ることである。
【００１１】更に他の目的は、上記構成において、外周面が総形に形成された第１ホイールをワークと同一面内で回転させてワークのエッジの粗研削を行い、第２ホイールをワークの面方向と略直角方向に回転させて該ワークのエッジの仕上げ研摩を行い、外周面が総形に形成された第３ホイールをワークと同一面内で回転させてワークのノッチの粗研削を行い、第４ホイールをワークの面方向と略直角方向に回転させて該ワークのノッチの仕上げ研摩を行うように構成することによって、装置の信頼性を高めると共に、各ホイールとしてメタルボンド砥石やレジンボンド砥石、ゴムホイール等を適宜組み合わせて使用して、最適な加工条件下で安定的で高精度な加工ができるようにすることである。
【００１２】また他の目的は、上記構成において、仕上げ研摩の際に第２ホイール若しくは第４ホイール又は第２ホイール及び第４ホイールをワークのエッジへ軽く押圧付勢しかつ該エッジから適宜逃がすように構成された浮動機構とを備えることによって、ウェーハもホイールも傷めることなく、非常に高精度で平滑度の高い仕上げ研摩ができるようにすることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
要するに本発明（請求項１）は、ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取り付けられた前記ワークのエッジに対し粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を前記ワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように種々の研摩特性を有する複数のホイールとを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】また本発明（請求項２）は、ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取付けられた前記ワークのエッジに対し粗研削を行う第１ホイールと、該エッジに対し仕上げ研摩を行う第２ホイールと、前記ワークのノッチに対し粗研削を行う第３ホイールと、前記ノッチの仕上げ研摩を行う第４ホイールとを備え、前記ワークの前記エッジ及び前記ノッチの粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を任意に組み合わせて前記ワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように構成したことを特徴とするものである。
【００１５】また本発明（請求項３）は、ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取付けられた前記ワークと略同一面内で回転し総形に形成された外周面で該ワークのエッジに対し粗研削を行う第１ホイールと、前記ワークの面方向と略直角方向に回転し前記エッジに対し仕上げ研摩を行う第２ホイールと、前記ワークと略同一面内で回転し総形に形成された外周面で該ワークのノッチに対し粗研削を行う第３ホイールと、前記ワークの面方向と略直角方向に回転し前記ノッチの仕上げ研摩を行う第４ホイールと、前記第２ホイール及び前記第４ホイールによる仕上げ研摩の際に該ホイールを前記ワークの面方向にトラバースさせると共に輪郭制御によって前記エッジ及び前記ノッチの断面形状に沿って移動させる駆動機構とを備え、前記ワークの前記エッジ及び前記ノッチの粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を任意に組み合わせて前記ワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように構成し、仕上げ研摩の際に輪郭制御とトラバース動作を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１６】また本発明（請求項４）は、ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取付けられた前記ワークと略同一面内で回転し総形に形成された外周面で該ワークのエッジに対し粗研削を行う第１ホイールと、前記ワークの面方向と略直角方向に回転し前記エッジに対し仕上げ研摩を行う第２ホイールと、前記ワークと略同一面内で回転し総形に形成された外周面で該ワークのノッチに対し粗研削を行う第３ホイールと、前記ワークの面方向と略直角方向に回転し前記ノッチの仕上げ研摩を行う第４ホイールと、前記第２ホイール及び前記第４ホイールによる仕上げ研摩の際に該ホイールを前記ワークの面方向にトラバースさせると共に輪郭制御によって前記エッジ及び前記ノッチの断面形状に沿って移動させる駆動機構と、仕上げ研摩の際に前記第２ホイール若しくは前記第４ホイール又は前記第２ホイール及び前記第４ホイールを前記ワークの前記エッジへ軽く押圧付勢しかつ該エッジから適宜逃がすように構成された浮動機構とを備え、前記ワークの前記エッジ及び前記ノッチの粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を任意に組み合わせて前記ワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように構成し、仕上げ研摩の際に輪郭制御とトラバース動作及び前記浮動機構による浮動動作を行うように構成したことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。本発明に係るワークのエッジの研摩装置１０は、図１から図４において、ワーク取付け台９と、第１ホイール１１と、第２ホイール１２と、第３ホイール１３と、第４ホイール１４と、駆動機構１５と、浮動機構１６とを備えている。
【００１８】ワーク取付け台９は、図１から図４に示すように、ワークの一例たるウェーハ１８をチャッキング可能に構成されたものであって、数値制御によって第１ホイール１１等の方向に移動可能に構成されると共に、例えば水平面内で任意に回転させることができるように構成されている。ワーク取付け台９には、例えば円周方向及び半径方向に吸着溝９ａが形成され、該吸着溝に通ずる吸気穴（図示せず）が形成されており、該吸気穴から吸着溝９ａ内の空気を吸引することによってウェーハ１８を吸着固定してチャッキングできるようになっている。
【００１９】第１ホイール１１は、ワーク取付け台９に取付けられたウェーハ１８と略同一面内で回転し、総形に形成された外周面１１ａでウェーハ１８のエッジ１８ａに対し粗研削を行うための、例えばメタルボンド砥石であって、モータ１９によって任意の回転速度で回転させることができるようになっている。
【００２０】モータ１９は、水平に配置されたスピンドル固定部材２０にその軸１９ａが略垂直となるように取り付けられており、第１ホイール１１はその軸１９ａの下端付近に取り付けられている。第１ホイール１１の外周面１１ａの総形形状は、ウェーハ１８の面取り研削を行うために適した形状となっている。スピンドル固定部材２０は、Ｘテーブル２２に取り付けられている。
【００２１】第２ホイール１２は、ウェーハ１８の面方向と略直角方向に回転し、エッジ１８ａに対して仕上げ研摩を行うための、例えばレジンボンド砥石であって、スピンドル２４の軸２４ａに取り付けられている。該軸２４ａにはプーリ２４ｂが取り付けられており、モータ２１の回転軸（図示せず）に取り付けられたプーリ２１ｂとの間には巻掛け伝動部材２５が巻き掛けられている。これによってモータ２１からスピンドル２４に駆動力が伝達されるようになっており、該モータ２１によって第２ホイール１２を任意の回転速度で回転させることができるようになっている。
【００２２】スピンドル２４は、スピンドル固定部材２３にその軸２４ａが略水平となるように取り付けられており、スピンドル固定部材２３はＸテーブル２２に取り付けられている。またモータ２１は、その軸がスピンドル２４の軸２４ａと平行となるように、モータ取付け部材２６を介してＸテーブル２２に取り付けられている。
【００２３】第３ホイール１３は、ウェーハ１８と略同一面内で回転し、総形に形成された外周面１３ａで該ウェーハ１８のノッチ１８ｂに対し粗研削を行うための、例えばメタルボンド砥石であって、モータ２８によって任意の回転速度で回転させることができるようになっている。
【００２４】モータ２８は、図１から図３に示すように、モータ１９の手前側となるように、スピンドル固定部材２０にその軸２８ａが略垂直となるように取り付けられており、第３ホイール１３はその軸２８ａの下端付近かつ第１ホイール１１よりも上側に取り付けられている。これは第１ホイール１１による粗研削を行う際に、第３ホイール１３が干渉しないようにするためである。なお、第３ホイール１３の外周面１３ａの総形形状は、ウェーハ１８のノッチ１８ｂの面取り研削を行うために適した形状となっている。
【００２５】第４ホイール１４は、ウェーハ１８の面方向と略直角方向に回転し、ノッチ１８ｂの仕上げ研摩を行うための、例えば砥粒を含んだゴムホイールであって、ノッチ１８ｂの幅よりも薄く形成され、スピンドル２９の軸２９ａに取り付けられている。図１及び図２に示すように、本実施例においては、第２ホイール１２と第４ホイール１４とは、互いに向き合った状態となっている。
【００２６】軸２９ａにはプーリ２９ｂが取り付けられており、モータ３０の軸（図示せず）に取り付けられたプーリ３０ｂとの間には巻掛け伝動部材３１が巻き掛けられている。これによってモータ３０からスピンドル２９に駆動力が伝達されるようになっており、該モータ３０によって第４ホイール１４を任意の回転速度で回転させることができるようになっている。
【００２７】スピンドル２９は、スピンドル固定部材３２にその軸２９ａが略水平となるように取り付けられており、スピンドル固定部材３２は浮動機構１６の浮動板３３に取り付けられている。またモータ３０は、その軸がスピンドル２９の軸２９ａと平行となるように、モータ取付け部材３４を介してスピンドル固定部材３２に取り付けられている。なお、モータ取付け部材３４は、スピンドル固定部材３２と一体であってもよい。
【００２８】駆動機構１５は、図１から図３に示すように、第２ホイール１２及び第４ホイール１４による仕上げ研摩の際に該ホイール１２，１４をウェーハ１８の面方向にトラバースさせると共に、輪郭制御によってエッジ１８ａ及びノッチ１８ｂの断面形状に沿って移動させるためのものであって、本実施例では第１ホイール１１及び第３ホイール１３についても駆動できるようになっている。
【００２９】第１ホイール１１、第２ホイール１２及び第３ホイール１３が取り付けられているＸテーブル２２には、浮動機構１６も取り付けられ、該浮動機構１６を介して第４ホイール１４が浮動可能に取り付けられている。
【００３０】Ｘテーブル２２は、リニアガイド３５を介してＺテーブル３６上をＸ軸方向、即ち左右方向に移動可能に構成されている。Ｚテーブル３６には、支持部材３８を介してねじ軸３９が回動自在に支持されており、該ねじ軸３９にはナット４０が螺合してボールガイドを構成している。ナット４０は、図２に示すように、ナット固定部材４２によってＸテーブル２２に固定されている。そしてねじ軸３９はサーボモータ４１によって駆動されるようになっている。
【００３１】Ｚテーブル３６は、コラム４３上に上下方向に取り付けられたリニアガイド４４によってＺ軸方向、即ち上下方向に移動可能に構成されている。図示はしていないが、Ｚテーブル３６についても、例えばボールねじとサーボモータが用いられ、数値制御により駆動されるようになっている。
【００３２】また詳細については図示しないが、ワーク取付け台９についても、例えばボールねじとサーボモータが用いられ、数値制御によりＹ軸方向、即ち前後方向（第１ホイール１１等に対してウェーハ１８を接近又は離間させる方向）に駆動されるようになっている。
【００３３】浮動機構１６は、仕上げ研摩の際に第２ホイール１２若しくは第４ホイール１４又は第２ホイール１２及び第４ホイール１４をウェーハ１８のエッジ１８ａへ軽く押圧付勢し、かつ該エッジ１８ａから適宜逃がすように構成されたものである。図示の実施例では、ノッチ１８ｂの仕上げ研摩に使用される第４ホイール１４に浮動機構１６が用いられているが、エッジ１８ａの仕上げ研摩に使用される第２ホイール１２に浮動機構１６を用いてもよい。
【００３４】浮動機構１６は、図２及び図３に示すように、Ｘテーブル２２の前面側に水平に固定された固定板４５の下側に、リニアガイド４６を介して浮動板３３が前後方向に移動可能に取り付けられている。
【００３５】浮動板３３の手前側には、ブラケット４８が取り付けられており、該ブラケット４８に取り付けられたストッパ部材４８ａが、固定板４５上にブラケット４９を介して取り付けられたシリンダ装置５０のピストンロッド５１に当接した状態となっている。
【００３６】ピストンロッド５１は、前後方向に伸縮可能に構成され、シリンダ装置５０は、浮動板３３が後退する際に該浮動板３３に対して極くわずかな反発力を与えることができるように構成されている。
【００３７】このほか、ワークのエッジの研摩装置１０には、粗研削や仕上げ研摩を行う加工槽５２が設けられている。クーラント液や研摩粉等（図示せず）を周囲に飛散させないようにするためである。
【００３８】本発明は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。まず図５から図７に示すように、エッジ１８ａを粗研削するための第１ホイール１１は、モータ１９の回転によって、例えば矢印Ｅ方向又はその反対方向に回転する。ノッチ１８ｂを粗研削するための第３ホイール１３も、モータ２８の回転によって、例えば矢印Ｅ方向又はその反対方向に回転する。第１ホイール１１及び第３ホイール１３の回転は、いずれもワーク取付け台９によるウェーハ１８の回転方向と略同一面内である。
【００３９】一方エッジ１８ａを仕上げ研摩するための第２ホイール１２は、モータ２１が回転することにより、該モータ２１の回転軸が回転し、該回転軸に取り付けられたプーリ２１ｂから巻掛け伝動部材２５を介してスピンドル２４のプーリ２４ｂが回転する。該プーリ２４ｂと共に軸２４ａが回転し、該軸２４ａに取り付けられた第２ホイール１２が矢印Ｆ方向又は矢印Ｇ方向に回転する。
【００４０】ノッチ１８ｂを仕上げ研摩するための第４ホイール１４も、モータ３０が回転することにより、該モータ３０の回転軸が回転し、該回転軸に取り付けられたプーリ３０ｂから巻掛け伝動部材３１を介してスピンドル２９のプーリ２９ｂが回転する。該プーリ２９ｂと共に軸２９ａが回転し、該軸２９ａに取り付けられた第４ホイール１４が矢印Ｆ方向又は矢印Ｇ方向に回転する。第２ホイール１２及び第４ホイール１４の回転は、いずれもウェーハ１８と略直角方向である。
【００４１】次に、ウェーハ１８のエッジ１８ａを粗研削する場合の作用について説明すると、図７に示すように、ウェーハ１８が吸着によりチャッキングされたワーク取付け台９が矢印Ｄ方向に移動する。また第１ホイール１１は、例えば矢印Ｅ方向に回転しながらＸテーブル（図示せず）によって矢印Ｈ方向に移動する。
【００４２】そしてワーク取付け台９によってウェーハ１８を矢印Ｉ又は矢印Ｊ方向に回転させながら、エッジ１８ａを第１ホイール１１の外周面１１ａに接触させて粗研削することにより、該第１ホイール１１の総形形状によりエッジ１８ａが面取りされる。
【００４３】オリエンテーションフラット（ＯＦ）部１８ｃを粗研削する場合には、該ＯＦ部１８ｃの方向をＸ軸方向（左右方向）に一致させてウェーハ１８の回転を止め、Ｘテーブルを矢印Ｈ方向及びその逆方向にトラバースさせながら研削を行う。
【００４４】次に、ウェーハ１８のエッジ１８ａを仕上げ研摩する場合の作用について説明すると、図８に示すように、粗研削後のウェーハ１８をワーク取付け台９にチャッキングしたままで、矢印Ｄ方向に移動させ、第２ホイール１２に接近させると共に、該第２ホイール１２を矢印Ｆ又は矢印Ｇ方向に回転させ、かつ第２ホイール１２を矢印Ｈ及び矢印Ｋ方向にトラバースさせながら、輪郭制御により粗研削後のエッジ１８ａの仕上げ研摩を行う。
【００４５】輪郭制御は、第２ホイール１２のトラバース及び上下動、そしてウェーハ１８の回転及びワーク取付け台９の前後方向の移動を夫々数値制御することにより、図１１及び図１２に示すように行われる。
【００４６】まず上側のエッジ１８ｄに矢印Ｆ方向に回転する第２ホイール１２を当接させ（アップカット）、該エッジ１８ｄから端面１８ｅまで矢印Ｍ方向に連続的に第２ホイール１２を移動させ、そのまま下方に逃がす。次に下側のエッジ１８ｆに矢印Ｇ方向に回転する第２ホイール１２を当接させ（アップカット）、該エッジ１８ｆから端面１８ｅまで矢印Ｌ方向に連続的に第２ホイール１２を移動させ、そのまま上方に逃がすことにより行われる。
【００４７】また第２ホイール１２にウェーハ１８が接触すると、浮動機構１６が作動して、第２ホイール１２はわずかに逃げ、極く軽い力でウェーハ１８と接触している状態となる。この力はシリンダ装置５０の反発力を調節することによって定められる。これによってウェーハ１８も第２ホイール１２も痛むことなく、しかも極めて高精度の研摩が可能となる。
【００４８】ウェーハ１８のチャッキング動作は１回であるので、粗研削時と仕上げ研摩時との間にセンタリングの累積誤差が生じない。これによってエッジ１８ａに対して、高精度かつむらなく均一でしかも極めて平滑度の高い仕上げ研摩を行うことが可能である。
【００４９】粗研削用の第１ホイール１１にメタルボンド砥石、仕上げ研摩用の第２ホイール１２にレジンボンド砥石を使用しているが、１回のチャッキング動作で粗研削及び仕上げ研摩を行っているので、理想的だが実用化が難しいとされるレジンボンド砥石のみでの粗研削及び仕上げ研摩と比較しても、ウェーハ１８のセンタリング精度は全く劣ることがなく、同様の精度、平滑度を容易に得ることが可能である。
【００５０】次に、ウェーハ１８のノッチ１８ｂを粗研削する場合の作用について説明すると、図９に示すように、エッジ１８ａの仕上げ研摩後、ウェーハ１８のチャッキングは解除されず、ノッチ１８ｂが第３ホイール１３の方向を向いた状態のウェーハ１８が矢印Ｄ方向に移動する。また第３ホイール１３は、例えば矢印Ｅ方向に回転しながらＸテーブル（図示せず）によって矢印Ｈ方向に移動する。
【００５１】そしてノッチ１８ｂを第３ホイール１３の外周面１３ａに接触させ、ノッチ１８ｂの幅及び奥行きに応じて適宜第３ホイール１３及びウェーハ１８を移動させながら粗研削することにより、該第３ホイール１３の総形形状によりノッチ１８ｂが面取りされる。
【００５２】そしてウェーハ１８のノッチ１８ｂを仕上げ研摩する場合の作用について説明すると、図１０に示すように、ノッチ１８ｂが第４ホイール１４の方向を向いたままの粗研削後のウェーハ１８を矢印Ｄ方向に移動させ、第４ホイール１４に接近させると共に、該第４ホイール１４を矢印Ｆ又は矢印Ｇ方向に回転させ、かつ第４ホイール１４を矢印Ｈ及び矢印Ｋ方向にトラバースさせながら、輪郭制御により粗研削後のノッチ１８ｂの仕上げ研摩を行う。
【００５３】トラバース量は、最大でもノッチ１８ｂの幅をわずかに超える程度であり、ノッチ１８ｂがＶ字形状をしていることから、第４ホイール１４がノッチ１８ｂに入り込んでいる深さに応じてトラバース量は加減される。即ち、ノッチ１８ｂの最深部の研摩を行っているときにはトラバース量は極くわずかであり、浅い部分を研摩するに従って幅がＶ字に沿って広がるので、それに応じてトラバース量が増加するように制御される。
【００５４】輪郭制御については、第２ホイール１２と同様であるので、説明を省略する。
【００５５】ここまでのチャッキング動作はエッジ１８ａの粗研削開始時の１回だけであり、エッジ１８ａの粗研削及び仕上げ研摩、そしてノッチ１８ｂの粗研削及び仕上げ研摩までセンタリングの累積誤差が全く生じていない。これは通常１回チャッキング動作をやり直す度に、例えば±５０μｍのセンタリング誤差が累積していたものが、全く累積しないことを意味する。これによってエッジ１８ａに加えてノッチ１８ｂに対しても、高精度かつむらなく均一でしかも極めて平滑度の高い仕上げ研摩を行うことが可能である。
【００５６】なお上記実施例におけるモータ１９，２１，２８，３０の種類については特に示していなかったが、電動モータやエアスピンドル等、回転駆動することができるものであれば、どのようなものであってもよい。またモータ等によって直接第２ホイール１２や第４ホイール１４を駆動する場合には、巻掛け伝動部材２５，３１を使用する必要はない。
【００５７】また第１ホイール１１から第４ホイール１４までをすべて備える必要はなく、例えばエッジ１８ａやノッチ１８ｂの粗研削が不要であれば、第１ホイール１１と第３ホイール１３は不要であるし、またこれらの仕上げ研摩が不要であれば、第２ホイール１２と第４ホイール１４は不要であって、その組合せは任意である。
【００５８】更に第１ホイール１１及び第３ホイール１３をメタルボンド砥石とし、第２ホイール１２をレジンボンド砥石とし、第４ホイール１４をゴムホイールとしたが、これに限られるものではなく、砥石の種類や大きさ、幅等は任意である。
【００５９】
【発明の効果】
本発明は、上記のようにワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取り付けられたワークのエッジに対し粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工をワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように種々の研摩特性を有する複数のホイールとを備えたので、任意のホイールを使用して所望の研削及び研摩を行うことができると共に、研削ステージから研摩ステージ等へのワーク移動の際にチャッキングをやり直すことによって生じていたセンタリングの誤差の累積をなくして、高精度でむらなく均一でしかも極めて平滑度の高い仕上げ研摩ができるという画期的な効果が得られる。
【００６０】また上記構成において、ワーク取付け台に取付けられたワークのエッジに対し粗研削を行う第１ホイールと、該エッジに対し仕上げ研摩を行う第２ホイールと、ワークのノッチに対し粗研削を行う第３ホイールと、ノッチの仕上げ研摩を行う第４ホイールとを備え、ワークのエッジ及びノッチの研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を任意に組み合わせて一度の取付け動作で行うことができるように構成したので、各ホイールとしてメタルボンド砥石やレジンボンド砥石、ゴムホイール等を適宜使用して加工時間の短縮化と仕上げ面精度の向上を両立させることができる効果があると共に、省スペース化をも図ることでができる効果がある。
【００６１】更には、上記構成において、外周面が総形に形成された第１ホイールをワークと同一面内で回転させてワークのエッジの粗研削を行い、第２ホイールをワークの面方向と略直角方向に回転させて該ワークのエッジの仕上げ研摩を行い、外周面が総形に形成された第３ホイールをワークと同一面内で回転させてワークのノッチの粗研削を行い、第４ホイールをワークの面方向と略直角方向に回転させて該ワークのノッチの仕上げ研摩を行うように構成したので、装置の信頼性を高めることができると共に、各ホイールとしてメタルボンド砥石やレジンボンド砥石、ゴムホイール等を適宜組み合わせて使用して、最適な加工条件下で安定的で高精度な加工ができるという効果が得られる。
【００６２】また上記構成において、仕上げ研摩の際に第２ホイール若しくは第４ホイール又は第２ホイール及び第４ホイールをワークのエッジへ軽く押圧付勢しかつ該エッジから適宜逃がすように構成された浮動機構とを備えたので、ウェーハもホイールも傷めることなく、非常に高精度で平滑度の高い仕上げ研摩ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１から図１２は、本発明の実施例に係り、図１はワークのエッジの研摩装置の平面図である。
【図２】ワークのエッジの研摩装置の正面図である。
【図３】ワークのエッジの研摩装置の部分縦断面左側面図である。
【図４】加工槽内のワーク取付け台に取り付けられたウェーハと、夫々モータやスピンドルに取り付けられた第１ホイール、第２ホイール、第３ホイール及び第４ホイールの配置を示す斜視図である。
【図５】第１ホイール、第２ホイール及び第３ホイールの回転状態を示す斜視図である。
【図６】第２ホイール及び第４ホイールの回転状態を示す斜視図である。
【図７】第１ホイールによってウェーハのエッジを粗研削している状態を示す斜視図である。
【図８】第２ホイールによってウェーハのエッジを仕上げ研摩している状態を示す斜視図である。
【図９】第３ホイールによってウェーハのノッチを粗研削している状態を示す斜視図である。
【図１０】第４ホイールによってウェーハのノッチを仕上げ研摩している状態を示す斜視図である。
【図１１】輪郭制御によってウェーハのエッジの上面から端面を連続的に仕上げ研摩している状態を示す側面図である。
【図１２】輪郭制御によってウェーハのエッジの下面から端面を連続的に仕上げ研摩している状態を示す側面図である。
【図１３】図１３から図１５は、従来例に係り、図１３はウェーハのエッジを粗研削した後、ワーク取付け台上のウェーハのチャッキングを解除して取り外した状態を示す斜視図である。
【図１４】取り外したウェーハを別のワーク取付け台にチャッキングし直して仕上げ研摩仕様とする状態を示す斜視図である。
【図１５】チャッキング動作の繰返しによってワーク取付け台上のウェーハにセンタリングの累積誤差が生じている状態を示す平面図である。
【符号の説明】
９ ワーク取付け台
１０ ワークのエッジの研摩装置
１１ 第１ホイール
１１ａ 外周面
１２ 第２ホイール
１３ 第３ホイール
１３ａ 外周面
１４ 第４ホイール
１５ 駆動機構
１６ 浮動機構
１８ ワークの一例たるウェーハ
１８ａ エッジ
１８ｂ ノッチ
Claims (4)
- ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取り付けられた前記ワークのエッジに対し粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を前記ワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように種々の研摩特性を有する複数のホイールとを備えたことを特徴とするワークのエッジの研摩装置。
- ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取付けられた前記ワークのエッジに対し粗研削を行う第１ホイールと、該エッジに対し仕上げ研摩を行う第２ホイールと、前記ワークのノッチに対し粗研削を行う第３ホイールと、前記ノッチの仕上げ研摩を行う第４ホイールとを備え、前記ワークの前記エッジ及び前記ノッチの粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を任意に組み合わせて前記ワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように構成したことを特徴とするワークのエッジの研摩装置。
- ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取付けられた前記ワークと略同一面内で回転し総形に形成された外周面で該ワークのエッジに対し粗研削を行う第１ホイールと、前記ワークの面方向と略直角方向に回転し前記エッジに対し仕上げ研摩を行う第２ホイールと、前記ワークと略同一面内で回転し総形に形成された外周面で該ワークのノッチに対し粗研削を行う第３ホイールと、前記ワークの面方向と略直角方向に回転し前記ノッチの仕上げ研摩を行う第４ホイールと、前記第２ホイール及び前記第４ホイールによる仕上げ研摩の際に該ホイールを前記ワークの面方向にトラバースさせると共に輪郭制御によって前記エッジ及び前記ノッチの断面形状に沿って移動させる駆動機構とを備え、前記ワークの前記エッジ及び前記ノッチの粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を任意に組み合わせて前記ワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように構成し、仕上げ研摩の際に輪郭制御とトラバース動作を行うように構成したことを特徴とするワークのエッジの研摩装置。
- ワークをチャッキング可能に構成されたワーク取付け台と、該ワーク取付け台に取付けられた前記ワークと略同一面内で回転し総形に形成された外周面で該ワークのエッジに対し粗研削を行う第１ホイールと、前記ワークの面方向と略直角方向に回転し前記エッジに対し仕上げ研摩を行う第２ホイールと、前記ワークと略同一面内で回転し総形に形成された外周面で該ワークのノッチに対し粗研削を行う第３ホイールと、前記ワークの面方向と略直角方向に回転し前記ノッチの仕上げ研摩を行う第４ホイールと、前記第２ホイール及び前記第４ホイールによる仕上げ研摩の際に該ホイールを前記ワークの面方向にトラバースさせると共に輪郭制御によって前記エッジ及び前記ノッチの断面形状に沿って移動させる駆動機構と、仕上げ研摩の際に前記第２ホイール若しくは前記第４ホイール又は前記第２ホイール及び前記第４ホイールを前記ワークの前記エッジへ軽く押圧付勢しかつ該エッジから適宜逃がすように構成された浮動機構とを備え、前記ワークの前記エッジ及び前記ノッチの粗研削若しくは仕上げ研摩又はこれらの加工を任意に組み合わせて前記ワーク取付け台に対する１回のチャッキング動作で行うことができるように構成し、仕上げ研摩の際に輪郭制御とトラバース動作及び前記浮動機構による浮動動作を行うように構成したことを特徴とするワークのエッジの研摩装置。
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| JP2002305043A JP2004136416A (ja) | 2002-10-18 | 2002-10-18 | ワークのエッジの研摩装置 |
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| JP2004136416A true JP2004136416A (ja) | 2004-05-13 |
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| JP2002305043A Pending JP2004136416A (ja) | 2002-10-18 | 2002-10-18 | ワークのエッジの研摩装置 |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP2004136416A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022045211A (ja) * | 2020-09-08 | 2022-03-18 | ダイトロン株式会社 | ウェーハのノッチの加工方法及び砥石 |
-
2002
- 2002-10-18 JP JP2002305043A patent/JP2004136416A/ja active Pending
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| JP2022045211A (ja) * | 2020-09-08 | 2022-03-18 | ダイトロン株式会社 | ウェーハのノッチの加工方法及び砥石 |
| JP7286596B2 (ja) | 2020-09-08 | 2023-06-05 | ダイトロン株式会社 | ウェーハのノッチの加工方法及び砥石 |
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