JP2704585B2 - ワーク位置決め機構を設けた研磨装置 - Google Patents
ワーク位置決め機構を設けた研磨装置Info
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- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Description
磨におけるワーク位置決め機構を設けた研磨装置に関す
るものである。
の研磨加工を行う研磨装置においては、トップリングで
ウェーハを吸着保持し、そのウェーハを研磨布を貼った
回転定盤に押圧し、回転定盤面にスラリーを供給しなが
ら研磨するようになっている。
おいて、高精度な研磨をするにはウェーハの全面を回転
定盤の研磨布に均等に加圧することが望ましく、このた
めトップリングの中心とウェーハの重心とを正確に一致
させる必要がある。ところが、半導体ウェーハは多くの
場合、その平面形状は完全な円形ではなく、外周の一部
にオリフラ(オリエンテーションフラット)が設けられ
ているため、ウェーハを真円と仮定した場合の幾何学上
の中心(以下、中心と称す)とウェーハの重心とは一致
せず、或はウェーハの表裏面が必ずしも平行で均一な厚
さでない場合があるため、ウェーハの中心にトップリン
グの中心を合わせて吸着してもウェーハの重心とはずれ
てしまい、研磨時の加圧がウェーハに均一に掛からず高
精度な研磨が望めなくなる。このような問題点に着目
し、前記ウェーハの中心と重心との関係を算出しワーク
の位置決めを行う方法について、出願人は特開平2−1
59722号において既に開示している処である。しか
しながら、研磨装置においては、トップリングとワーク
載置テーブルとは別々に構成されるため、トップリング
の中心位置とワーク載置テーブルに載置されるワークの
重心位置とを一致させる構造を採るのは、機械部品の作
成又は組み付け上困難な問題を有している。
なされたもので、半導体ウェーハ等のワークに高精度な
研磨加工を遂行すべくトップリングにワークを吸着させ
る際に、トップリングの中心とそのワークの重心とを正
確に位置合わせできるワーク位置決め機構を設けた研磨
装置を提供することを課題としたものである。
するための手段として、本発明は、半導体ウェーハ等の
ワークをトップリング下面に保持した後、このトップリ
ングを研磨布を貼った回転定盤上に移動し、前記ワーク
を回転定盤に押し付けて研磨する研磨装置において、ワ
ーク載置テーブル上に載置されたワークのセンタリング
及びオリフラ合わせを行い、前記トップリングを前記ワ
ーク載置テーブル上まで移動した後、そのトップリング
の中心とワークの重心とを一致させ、その後トップリン
グを下降させて下面に前記ワークを保持する手段を備え
た研磨装置であって、少なくともワーク載置テーブルを
有し、前記ワークのセンタリング及びオリフラ合わせを
行う位置合わせ機構と、前記トップリングの中心と位置
合わせ終了後のワークの中心を合わせる原点位置調整、
及びトップリングの中心とワークの重心とを合わせる偏
心位置調整の為に、そのトップリング又は前記ワーク載
置テーブルのうち少なくとも一方をスライドさせる移動
機構とを具備したことを要旨する。更に、位置合わせ機
構は、ワークより小径に形成され吸着機構及び回転機構
を備えたワーク載置テーブルと、このワーク載置テーブ
ルの周囲に同心円状に配設され一定のストロークで出入
り可能なセンタリングアームを備えたセンタリング治具
と、前記ワーク載置テーブルの近傍に配設されたオリフ
ラ部検出センサーとを備えたことを要旨とするものであ
る。
ル上でセンタリング及びオリフラ合わせが行われ、この
ワークの中心に対してトップリングの中心を合わせて原
点位置とし、その原点位置からトップリングを移動させ
て偏心位置調整することによりワークの重心にトップリ
ングの中心を合わせ、この状態でトップリングにワーク
を吸着保持することができる。
揺動動作を付与した研磨装置の場合につき添付図面に基
づいて詳説する。図1は研磨装置の概略平面図であっ
て、1は門型のトップリング保持部であり、両方の脚1
aの下端部がガイドレール2に摺動自在に係合し、脚1
aの一方に固定されたボールネジホルダー3がガイドレ
ール2と平行に設けられたボールネジ4に螺合してお
り、このボールネジ4を正逆回転させることによりトッ
プリング保持部1をガイドレール2に沿って自在にスラ
イド及び揺動できるようにしてある。
下面には、図2に示すように2個のトップリング5が下
向きに並設されており、これらのトップリング5はいず
れも水平梁1bの上部に取り付けられた駆動モーター6
と垂直シリンダー7とにより軸回転可能で且つ上下動可
能に形成されている。
8の台座8aが前記トップリング保持部1の水平梁1b
に固定され、この円筒型ハウジング8内には回転筒9が
挿着されると共に、この回転筒9に対して支持筒10が
軸線方向にスライド可能に係合されており、台座8aに
取り付けた前記駆動モーター6の回転を歯車列11を介
して回転筒9に伝達して前記支持筒10と共に軸回転さ
せる。一方、台座8aに取り付けた前記垂直シリンダー
7のロッドの上下動をステー12を介して支持筒10に
伝達することにより、この支持筒10を回転筒9に対し
て上下動させる。支持筒10は、水平梁1bの孔1cを
貫通して下方に突出し、その下端のフランジ部10aに
前記トップリング5が取り付けられている。
の開口部に吸着盤5aが弾性材5bを介してフローティ
ング状態に取り付けられ、吸着盤5aでウェーハWを吸
着保持できるようにしてある。
揺動テーブル14の上に回転可能に保持されている。即
ち、揺動テーブル14の上には円筒状の受け台15が固
定され、この受け台にベアリング16及び定盤受け17
を介して回転定盤13が取り付けられ、揺動テーブル1
4に設置された駆動モーター18の回転を減速機19で
減速して定盤受け17の駆動軸17aを軸回転するよう
になっている。
イド片14aが取り付けられてガイドレール20に摺動
自在に係合しており、このガイドレール20は図1、図
2に示すように前記ガイドレール2に対して直角方向に
設けられているため、トップリング保持部1の移動方向
とは直角方向に揺動される。従って、前記回転定盤13
も揺動テーブル14と共に、トップリング保持部1の揺
動方向に対して直角方向に揺動することになる。
うにハウジング22の円筒部22aに回転軸23が軸支
され、その回転軸の上端部には受け円盤24が水平に固
定されると共に、円周方向に立てた複数本の支柱25及
びスプリング26を介してワーク載置テーブル27を設
け、このワーク載置テーブル27は、ウェーハWより小
径に形成し且つ吸引パイプ28を接続することにより上
面に吸着部27aを形成してある。
ジング22の上端開口部22bにワーク載置テーブル2
7と同心円状に複数個配設され、シリンダー30により
一定のストロークで出入り可能なセンタリングアーム2
9aを有し、このセンタリングアーム29aは全てワー
ク載置テーブル27の中心方向に向いている。
記ワーク載置テーブル27の近傍でそれよりやや下方に
位置させてハウジング22の上端開口部22b内に設
け、ワークのサイズに対応して調節ねじ31aによりそ
の位置を微調整できるようにしてある。このオリフラ部
検出センサー31は、ワーク載置テーブル27に載置し
たウェーハWのオリフラ部Waを検出できるようにして
ある。
グ33を介して前記回転軸23を軸回転させ、これによ
りオリフラ検出時にワーク載置テーブル27を任意の角
度回転できるようにしてある。
り、一対の受けアーム34aを有しガイドレール35に
沿って水平移動可能に形成されると共に、支柱34bに
対して上下動可能に形成され、ウェーハ収納部36から
ウェーハを1枚ずつ取り出せるようにしてある。
置は、前記ワーク移載装置34によりウェーハ収納部3
6からウェーハを取り出して所定の位置に待機させ、ト
ップリング保持部1を移動させてトップリング5を受け
アーム34aのウェーハの真上に位置合わせし、トップ
リング5を下降させてウェーハを吸着盤5aで吸着し、
元の位置まで上昇させる。
部1を位置決め機構21迄移動させ、吸着盤5aの吸着
を解除してウェーハをワーク載置テーブル27上に載置
する。
リング治具29のセンタリングアーム29aが同時に一
定のストロークで伸びてウェーハWの周囲を軽く押すと
共に、ワーク載置テーブル27を適角度回転させてオリ
フラ部検出センサー31によりウェーハWのオリフラ部
Waを検出し、位置決めを行った後にワーク載置テーブ
ル27の吸着部27aによりそのウェーハWを吸着保持
する。このような位置決め操作によりワーク載置テーブ
ル26aの中心Pと、ウェーハWの中心Oとを一致させ
ることができる。但し、ウェーハWはオリフラ部Waを
有するために、ウェーハWの中心Oとウェーハの重心G
とは偏心している。
リング5の中心QをウェーハWの中心O(ワーク載置テ
ーブル27の中心P)に合わせて原点位置調整を行い、
次いで前記トップリング保持部1をスライドさせてトッ
プリング5の中心Qを図6に示す偏心距離Lだけ移動さ
せてウェーハWの重心Gに位置合わせすることで完了す
る。このような偏心位置調整後に、トップリング5の吸
着盤5aにてウェーハWを吸着保持する。
トップリング保持部1を移動させてトップリング5を回
転定盤13に位置合わせし、この回転定盤13の上に貼
った研磨布CにウェーハWを適圧で押し当て、スラリー
を供給しながらウェーハWを研磨加工する。
軸回転されると共にトップリング保持部1を適宜のスト
ロークで図1の左右方向に動かすことができ、且つ回転
定盤13は揺動テーブル14により図1の上下方向に揺
動されるため、研磨布Cのほぼ全面に亙って平均的にウ
ェーハWを接触させることができる。
ング保持部を用いてトップリングの方をスライドさせた
が、これに限定されずにワーク載置テーブル側に適宜の
移動機構を設けてスライドさせるように構成しても良
い。尚、本発明は研磨時にワークを揺動可能にした研磨
装置について説明したが、本発明のワーク位置決め機構
は他のいずれの型の研磨装置にも適用し得るものであ
る。
トップリングに半導体ウェーハ等のオリフラを有するワ
ーク、或は厚さが不均一な傾斜を有するワークを吸着さ
せる際に、トップリングの中心とそのワークの重心とを
位置合わせできるようにしたので、回転定盤に押し付け
て研磨する際にウェーハに均一な加圧が掛かって高精度
な研磨加工をすることが可能となり、その効果は極めて
甚大である。又、位置決め機構の構成が簡単であって、
操作も容易であることから実用上有効であり、この位置
決め機構を組み込むことによって高性能で優れた研磨装
置を提供することが可能となる。
係を示す概略平面図である。
1c…孔 2…ガイドレール 3…ボールネジ
ホルダー 4…ボールネジ 5…トップリング
5a…吸着盤 5b…弾性材 6…駆動モーター
7…垂直シリンダー 8…円筒型ハウジング 8
a…台座 9…回転筒 10…支持筒 10a…
フランジ部 11…歯車列 12…ステー 13
…回転定盤 14…揺動テーブル 14a…ガイド
片 15…受け台 16…ベアリング 17…定
盤受け 17a…駆動軸 18…駆動モーター
19…減速機 20…ガイドレール 21…位置合
わせ機構 22…ハウジング 22a…円筒部
22b…上端開口部 23…回転軸 24…受け円
盤 25…支柱 26…スプリング 27…ワー
ク載置テーブル 27a…吸着部 28…吸引パイプ 29…センタ
リング治具 29a…センタリングアーム 30…
シリンダー 31…オリフラ部検出センサー 31a…調節ねじ 32…駆動用モーター 33…
カップリング 34…ワーク移載装置 34a…受
けアーム 34b…支柱 35…ガイドレール
36…ウェーハ収納部
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体ウェーハ等のワークをトップリン
グ下面に保持した後、このトップリングを研磨布を貼っ
た回転定盤上に移動し、前記ワークを回転定盤に押し付
けて研磨する研磨装置において、ワーク載置テーブル上
に載置されたワークのセンタリング及びオリフラ合わせ
を行い、前記トップリングを前記ワーク載置テーブル上
まで移動した後、そのトップリングの中心とワークの重
心とを一致させ、その後トップリングを下降させて下面
に前記ワークを保持する手段を備えた研磨装置であっ
て、少なくともワーク載置テーブルを有し、前記ワーク
のセンタリング及びオリフラ合わせを行う位置合わせ機
構と、前記トップリングの中心と位置合わせ終了後のワ
ークの中心を合わせる原点位置調整、及びトップリング
の中心とワークの重心とを合わせる偏心位置調整の為
に、そのトップリング又は前記ワーク載置テーブルのう
ち少なくとも一方をスライドさせる移動機構とを具備し
たことを特徴とする、ワーク位置決め機構を設けた研磨
装置。 - 【請求項2】前記位置合わせ機構は、ワークより小径に
形成され吸着機構及び回転機構を備えたワーク載置テー
ブルと、このワーク載置テーブルの周囲に同心円状に配
設され一定のストロークで出入り可能なセンタリングア
ームを備えたセンタリング治具と、前記ワーク載置テー
ブルの近傍に配設されたオリフラ部検出センサーとを備
えた、請求項1記載のワーク位置決め機構を備えた研磨
装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35011592A JP2704585B2 (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | ワーク位置決め機構を設けた研磨装置 |
US08/162,679 US5549502A (en) | 1992-12-04 | 1993-12-06 | Polishing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35011592A JP2704585B2 (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | ワーク位置決め機構を設けた研磨装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06170730A JPH06170730A (ja) | 1994-06-21 |
JP2704585B2 true JP2704585B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=18408341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35011592A Expired - Lifetime JP2704585B2 (ja) | 1992-12-04 | 1992-12-04 | ワーク位置決め機構を設けた研磨装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2704585B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130213113A1 (en) * | 2012-02-20 | 2013-08-22 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Impact testing device |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4524084B2 (ja) * | 2003-08-05 | 2010-08-11 | Sumco Techxiv株式会社 | 半導体ウェーハのローディング装置およびローディング方 |
CN115502888B (zh) * | 2022-09-26 | 2024-08-20 | 贵州航越科技有限公司 | 机壳平面研磨机 |
-
1992
- 1992-12-04 JP JP35011592A patent/JP2704585B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20130213113A1 (en) * | 2012-02-20 | 2013-08-22 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Impact testing device |
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JPH06170730A (ja) | 1994-06-21 |
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