JP2008034776A - ワークのエッジの加工方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カップ型砥石の軸直角端面でワークのエッジを研削加工することを最大の特徴とし、半導体ウェーハ等のワークのオリエンテーションフラットやノッチ等の加工を施すに際して溝のない砥石面てワークのエッジの各種の断面形状を作成することができるようにする構成を特徴とする。
【選択図】図1
Description
このために本願出願人は、特許文献7に示されているように、エッジにおける研摩方向が面方向から略45°方向となるようにゴムホイールの周速度とワークの周速度とからゴムホイールの回転軸の必要傾斜角度αを算出し、回転軸を該必要傾斜角度に傾けて研摩するようにしたワークのエッジの研摩方法及び装置を提案している。
いずれにしても、このカップ型砥石3の外周3fではなく、軸直角端面3aを使って半導体ウェーハ11のエッジ11aを加工するのが本発明の最大の特徴である。
またこの各カップ型砥石3A,3B,3Cを砥粒の粒度(番手)、砥粒の種類、バインダの種類等を同一のものとしてもよく、異なる種類のものとしてもよい。また各カップ型砥石3A,3B,3Cの円筒部3bの厚さも同一としてもよく、異ならせてもよい。
なお、このカップ型砥石3の使用に当たっては、半導体ウェーハ11の回転軸O11に対してカップ型砥石3の回転軸O3を半導体ウェーハ11の平面方向(水平方向)に適量オフセットさせて用いるのが前提である。
なお、このカップ型砥石3の使用に当たっては、上記と同様に半導体ウェーハ11の回転軸O11に対してカップ型砥石3の回転軸O3を半導体ウェーハ11の平面方向(水平方向)に適量オフセットさせて用いるのが前提である。
同様に、ステー70にはダイレクトドライブモータ72(72B)が取り付けられており、該スピンドルの回転軸72aには、揺動腕12(12B)が割り型によりボルト75を介して締め付け固定されており、揺動腕12Bには更にスピンドル13Bが割り型によりボルト76を介して締め付け固定されている。
またY軸駆動サーボモータ4が時計方向に回転すると、ワーク取付け台2はカップ型砥石3から離脱する方向に矢印Yの如く移動する。
このようにしてワーク取付け台2は、非加工位置においては、ワーク取付け台の直線駆動機構4Yによりカップ型砥石3に対して接近、離脱する方向に矢印Y−Yの如く往復移動する。
このようにしてワーク取付け台2は、加工位置においては、ワーク取付け台の直線駆動機構4Xによりカップ型砥石3に対して接近、離脱する方向に矢印X−Xの如く移動する。
このようにして、スピンドル13B及びカップ型砥石3Bとは無関係に、スピンドル13A及びカップ型砥石3Aのみが独立して上下同できる。
このようにして、スピンドル13A及びカップ型砥石3Aとは無関係に、スピンドル13B及びカップ型砥石3Bのみが独立して上下同できる。
なお、以上の説明はスピンドル72B、ステー12B、スピンドル13B及びカップ型砥石3Bについても全く同様であるので、これらについての説明は省略する。
またカップ型砥石3の回転軸O3を半導体ウェーハ11の回転軸O11から適宜の距離eだけ水平方向にオフセットさせると、カップ型砥石3の軸直角端面3aの1箇所のみが半導体ウェーハ11のエッジ11aに直角に接触し、該1箇所のみにより該エッジの研削を行うことができる。
このように、カップ型砥石3の回転軸O3の半導体ウェーハ11の回転軸O11に対する水平方向のオフセットの有無によりカップ型砥石3の軸直角端面3aの1箇所又は2箇所を接触させて研削加工をすることができる。
即ち、図12に示すように、カップ型砥石3の円筒部3bの板厚の中心の接線78と半導体ウェーハ11の板厚の中心線79とのなす角が直角、即ち90°となり、わずかに円筒部3bの曲率半径で定まる円弧状になるものの、ほとんど直角の加工線11jがエッジ11aに現れるような研削を行うことができる。
これによって、図15に示すように、カップ型砥石3の円筒部3bの板厚の中心の接線78と半導体ウェーハ11の板厚の中心線79とのなす角がちょうど45°となり、エッジ11aに45°の斜めの加工線11jが現れるような研削を行うことができる。なお、この場合水平方向のオフセットは、e・cos45°であり、回転軸O11方向(垂直方向)のオフセットはe・sin45°あるから、共に0.707eである。
この加工線11jの傾斜角度は45°の場合に最良の面粗度が得られ、ピット等の防止の上からも最良の傾斜角度であることが判明している。
なお、ここでいう「半導体ウェーハ11の平面11fに対して直交する平面内をカップ型砥石3の回転軸O3が移動する」とは、砥石のコンタリング駆動機構10により、「カップ型砥石3が取り付けられたスピンドル13を、半導体ウェーハ11の平面11fに対してカップ型砥石3がエッジ3aへの接触角度を変えながら半導体ウェーハ11の板厚方向に公転するように駆動すること」を含む意味である。
従って、「直交する平面内」を文言通り厳密に又は狭義に解釈すべきではない。
なお、カップ型砥石3の回転軸O3が半導体ウェーハ11の回転軸O11に対して水平方向にオフセットしていなければ、カップ型砥石3の2箇所が半導体ウェーハ11のエッジ11aに接触して2箇所を同時に加工することができ、また水平方向にのみカップ型砥石3の回転軸O3をオフセットさせると、カップ型砥石3の1箇所のみを半導体ウェーハ11のエッジ11aに直角に接触させて加工することができる。
このように、カップ型砥石3の回転軸O3のオフセットの仕方により、カップ型砥石3の半導体ウェーハ11に対する接触点が変化する。
この場合、カップ型砥石3の上下方向の移動は、矢印ZAの如く砥石の第1の直線駆動機構9Aの作動によるステー60の上下動により達成され、ワーク取付け台2のX軸方向の移動は、矢印Xの如くワーク取付け台の直線駆動機構4X(図1参照)の作動により達成される。
このカップ型砥石3によれば、スピンドル13と反対側のカップ型砥石3Aにより半導体ウェーハ11のエッジ11aの全部を研削加工することもでき、また半導体ウェーハ11の吸着ステージ2aと反対側のエッジの面11dは、スピンドル13と反対側のカップ型砥石3Aの軸直角端面3aで研削加工し、吸着ステージ2a側のエッジの面11eは、スピンドル13側のカップ型砥石3Bの軸直角端面3aで研削加工することができる。
要するに、スピンドル13を半導体ウェーハ11の上側に置いたまま、カップ型砥石3Bが半導体ウェーハ11の下側に入り込むことが可能となるため、カップ型砥石3の大きさ(直径)を従来よりも大きくでき、カップ型砥石3の幅(円筒部3bの板厚)も広くでき、この結果加工時間が短くなり、更にはカップ型砥石3の寿命も長くなる効果が得られる。
2 ワーク取付け台
3 カップ型砥石
3A カップ型砥石
3B カップ型砥石
3C カップ型砥石
3a 軸直角端面
3b 円筒部
3c 内部
3d 底部
3e 面取り
3f 外周
4 ワーク取付け台の直線駆動機構
4X ワーク取付け台の直線駆動機構
4Y ワーク取付け台の直線駆動機構
7 ナット
8 ワーク取付け台の回転駆動機構
9 砥石の直線駆動機構
9A 第1の砥石の直線駆動機構
9B 第2の砥石の直線駆動機構
10 砥石のコンタリング駆動機構
10A 第1の砥石のコンタリング駆動機構
10B 第2の砥石のコンタリング駆動機構
11 ワークの一例たる半導体ウェーハ
11a エッジ
11b ノッチ
11c 谷部
11d 吸着ステージと反対側のエッジの面
11e 吸着ステージ側のエッジの面
11f 平面
11fd 下平面
11fu 上平面
11g 斜面
11gd 下斜面
11gu 上斜面
11h 円弧
11hd 下円弧
11hu 上円弧
11i 直線
11j 加工線
12 揺動腕
13 スピンドル
13A スピンドル
13B スピンドル
14 フランジ
15 基台
16 Y軸駆動サーボモータ
17 ボールねじ
18 軸受
19 軸受
20 ベース
21 ナット
22 LMガイド
22A LMガイド
22B LMガイド
23 レール
23A レール
23B レール
25 台板
26 LMガイド
28 レール
29 支持部材
30 ステー
31 X軸駆動サーボモータ
32 ボールねじ
33 軸受
34 軸受
35 ナット
37 ナットハウジング
38 Z軸駆動サーボモータ
39 ボールねじ
40 軸受
41 軸受
42 ナット
50 砥石のZ軸駆動サーボモータ
51 ナット
52 軸受
53 軸受
54 上下可動台
54A 上下可動台
54B 上下可動台
55 ナット
56 レール
58 レール
59 LMガイド
59A LMガイド
59B LMガイド
60 ステー
61 砥石のZ軸駆動サーボモータ
62 ボールねじ
63 軸受
64 軸受
66 ナット
68 レール
69 レール
71 ステー
72 スピンドル
72A スピンドル
72B スピンドル
72a 回転軸
73 ボルト
74 ボルト
75 ボルト
76 ボルト
78 接線
79 半導体ウェーハの板厚の中心線
A 矢印
B 矢印
C 矢印
e 距離
P 交点
R 半径
R1 半径
R2 半径
X 矢印
X1 面幅
X2 面幅
X3 面幅
Y 矢印
Z 矢印
ZA 矢印
ZB 矢印
α1 角度
α2 角度
θ 矢印
Claims (14)
- ワークの平面に対して直交する平面内に回転軸を持つカップ型砥石の軸直角端面で、ワークを回転させながら該ワークの外周エッジを加工することを特徴とするワークのエッジの加工方法。
- ワークの平面に対して直交する平面内に回転軸を持つカップ型砥石の軸直角端面で、前記ワークを前記カップ型砥石に対して相対往復移動させながら該ワークのオリエンテーションフラット又はノッチのエッジを加工することを特徴とするワークのエッジの加工方法。
- 請求項1又は請求項2に記載のワークのエッジの加工方法において、カップ型砥石の回転軸を前記ワークの回転軸から該ワークの平面方向にオフセットさせ、前記カップ型砥石と前記ワークが1箇所で直角に接触して加工することを特徴とするワークのエッジの加工方法。
- 請求項1又は請求項2に記載のワークのエッジの加工方法において、前記カップ型砥石の回転軸を前記ワークの回転軸方向にオフセットさせ、前記カップ型砥石と前記ワークが斜めに接触して加工することを特徴とするワークのエッジの加工方法。
- 請求項3に記載のワークのエッジの加工方法において、前記カップ型砥石の回転軸を更に前記ワークの回転軸方向にオフセットさせ、前記カップ型砥石と前記ワークが1箇所で斜めに接触して加工することを特徴とするワークのエッジの加工方法。
- 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のワークのエッジの加工方法において、前記ワークの平面に対して直交する平面内をカップ型砥石の回転軸が移動して、任意のエッジ断面形状に加工することを特徴とするワークのエッジの加工方法。
- 請求項6に記載のワークのエッジの加工方法において、ワークの吸着ステージと反対側のエッジの面はスピンドルと反対側の軸直角端面を、ワークの吸着ステージ側のエッジの面はスピンドル側の軸直角端面を夫々使用して加工することを特徴とするワークのエッジの加工方法。
- 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載のワークのエッジの加工方法において、粗研削及び精密研削共カップ型砥石を使用して加工することを特徴とするワークのエッジの加工方法。
- 請求項8に記載のワークのエッジの加工方法を1個のカップ型砥石で実現させるようにしたことを特徴とする砥石。
- 請求項7に記載のワークのエッジの加工方法に用いられ、同心で半径の異なるカップ型砥石を複数個取り付けたことを特徴とする一体型のカップ型砥石。
- 同心で半径の異なる同一種類のカップ型砥石を複数個取り付けたことを特徴とする一体型のカップ型砥石。
- 薄板状のワークを着脱可能に構成されたワーク取付け台と、前記ワークのエッジを軸直角端面で加工するカップ型砥石と、前記ワーク取付け台を前記カップ型砥石に対して相対的に接近、離脱又はトラバースさせる方向に駆動する少なくとも2軸以上のワーク取付け台の直線駆動機構と、前記ワーク取付け台を回転させるワーク取付け台の回転駆動機構と、前記カップ型砥石が取り付けられたスピンドルを前記ワークの平面に対して相対的に前記カップ型砥石が前記エッジへの接触角度を変えながら前記ワークの板厚方向に公転するように駆動する砥石のコンタリング駆動機構とを備えたことを特徴とするワークのエッジの加工装置。
- 薄板状のワークを着脱可能に構成されたワーク取付け台と、前記ワークのエッジを軸直角端面で加工するカップ型砥石と、前記ワークの平面と平行に前記ワーク取付け台を前記カップ型砥石に対して相対的に接近、離脱又はトラバースさせる方向に駆動する少なくとも1軸以上のワーク取付け台の直線駆動機構と、前記ワーク取付け台を回転させるワーク取付け台の回転駆動機構と、前記カップ型砥石が夫々取り付けられた複数のスピンドルを前記ワークに対して夫々独立して垂直方向に往復駆動する複数の砥石の直線駆動機構と、前記カップ型砥石が夫々取り付けられた複数のスピンドルを前記ワークの平面に対して前記カップ型砥石が夫々前記エッジへの接触角度を変えながら前記ワークの板厚方向に公転するように駆動する複数の砥石のコンタリング駆動機構とを備えたことを特徴とするワークのエッジの加工装置。
- 前記ワークは、半導体ウェーハであることを特徴とする請求項12又は請求項13に記載のワークのエッジの加工装置。
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