JP2762200B2 - ウエーハ面取部研磨用バフの総形溝加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ウエーハ面取部研磨用
バフの総形溝加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ウエーハ面取部研磨装置においては、バ
フを回転させながらこれの外周に形成された総形溝に、
ウエーハ吸着盤に吸着されて回転するウエーハを押圧す
ることによって、該ウエーハの外周面取部が研磨され
る。

【０００３】而して、上記研磨加工が多数枚のウエーハ
に亘って繰り返されると、バフの総形溝は摩耗によって
その断面形状が経時的に変化する（所謂ヘタリが発生す
る）ため、適当な時期に総形溝を新しく加工し直す必要
がある。

【０００４】ところで、バフの総形溝の加工法として
は、次の２つの方式が従来から専ら採用されている。

【０００５】即ち、第１の方式は、バフを装置から取り
外し、これを旋盤等の専用機によって加工して該バフに
新しい総形溝を形成する方法である。

【０００６】又、第２の方式は、図１２に示すように、
ウエーハ吸着盤１０５の回転軸１３０上にカッター１３
１を常設しておき、必要に応じてカッター１３１を軸方
向（上下方向）に移動させてバフ１０６の外周に形成さ
れた総形溝１０６ａを加工する方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１の方式においては、バフが装置に対して取り付け・取
り外しされるため、このバフの取り付け・取り外しに手
間を要するばかりか、バフの装置への取付精度が問題と
なる。

【０００８】又、前記第２の方式では、総形溝１０６ａ
の加工はバフ１０６を装置（回転軸）１３０に取り付け
たままの状態でなされるため、前記第１の方式における
バフ１０６の回転軸１３０への取付精度の問題は生じな
い反面、カッター１３１が常設されているため、研磨加
工中に該カッター１３１が研磨性の物質を含むスラリー
１１３に晒されることになり、このため当該カッター１
３１としては高価で入手困難なセラミック等の特殊材質
のものを使用せざるを得ず、使用できるカッター１３１
の種類に制約を伴うという問題がある。

【０００９】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、総形溝加工を容易、且つ、高
精度に行なうことができるとともに、バフの取付精度に
影響を与えず、スラリー対策も不要であるウエーハ面取
部研磨用バフの総形溝加工装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、中間部を回動自在に枢着されたアームの一端に
ウエーハ吸着盤を回転自在に支承せしめ、同アームの他
端を押圧手段で該アームの回動方向に押圧して前記ウエ
ーハ吸着盤に吸着されて回転するウエーハをバフの外周
に形成された総形溝に押圧することによって、該ウエー
ハの外周面取部を研磨するウエーハ面取部研磨装置にお
ける前記バフの総形溝加工装置を、前記ウエーハ吸着盤
に吸着される溝加工バイトと、ウエーハ吸着盤の回転ロ
ック手段と、前記アームの回動量を規制して前記溝加工
バイト先端の位置出しを行なうストッパを含んで構成し
たことをその特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明によれば、バフの総形溝加工が必要なと
きには、バフを取り外すことなくそのままの状態で、ウ
エーハ吸着盤に溝加工バイトを吸着して該溝加工バイト
によってバフに総形溝加工を施すことができるため、バ
フの取付精度が該バフへの総形溝加工によって影響を受
けることがない。そして、この場合、ストッパでのアー
ムの回動量の規制によって溝加工バイト先端の位置出し
がなされるため、溝加工バイトのバフへの切り込み深さ
が高精度に設定され、バフに対する総形溝の加工も高精
度になされる。

【００１２】又、溝加工バイトは総形溝加工時にのみウ
エーハ吸着盤に吸着され、スラリーを用いるウエーハ面
取部の研磨加工時にはウエーハ吸着盤から取り外されて
いるため、これがスラリーに晒されることがなく、スラ
リー対策が不要となるとともに、当該溝加工バイトとし
て安価で高性能な超硬バイト等を使用することができ
る。

【００１３】更に、溝加工バイトはウエーハ吸着盤に対
して容易に着脱され得るため、総形溝加工が容易に能率
良くなされる。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１５】図１はウエーハ面取部研磨装置の平面図、
図２は同研磨装置の正面図、図３は同装置の右側面図
（図１の矢視Ａ方向の図）、図４はウエーハ面取部の研
磨加工状態を示す研磨装置の左側面図である。

【００１６】図において、１はアームであって、これは
静止側から延出する支持ロッド２にその中間部を軸３で
回動自在に枢着されている。そして、このアーム１の一
端には、モータ４によって回転駆動されるウエーハ吸着
盤５が回転自在に支承されている。尚、ウエーハ吸着盤
５は、不図示の真空源によってその表面（下面）に負圧
が発生せしめられ、図４に示すように、ウエーハＷは該
ウエーハ吸着盤５に真空吸着されて保持される。

【００１７】ところで、上記ウエーハ吸着盤５の近傍に
は、発泡ウレタン樹脂製の円柱状の研磨用バフ６が配置
されており、該バフ６の外周には、その断面形状がウエ
ーハＷの外周面取部の断面形状に合致する総形溝６ａが
上下方向に例えば図示のように７段に亘って形成されて
いる。そして、このバフ６は駆動装置７の出力軸８に結
着されており、これは駆動装置７によって所定速度で回
転駆動されるとともに、上下動せしめられる。

【００１８】一方、前記アーム１の他端側には、静止側
に固設されたウエーハ押付用エアシリンダ９から延出す
るロッド９ａが当接しており、同アーム１にはリターン
スプリング１０によってウエーハＷがバフ６から離脱す
る回転方向（図１の時計方向）に常時付勢されている。
尚、前記エアシリンダ９は、そのロッド９ａを延出する
ことによってアーム１を軸３を中心として図１の反時計
方向に回動せしめ、図４に示すように、研磨加工時にお
いて前記ウエーハ吸着盤５に吸着されたウエーハＷをバ
フ６に所定の押付力で押圧する。

【００１９】又、アーム１を挟んで前記エアシリンダ９
に対向する静止側には、後述の溝加工バイト１４の先端
部の位置出しを行なうためのストッパ１１が固設されて
おり、該ストッパ１１からは出没自在なロッド１１ａが
延出している。

【００２０】ここで、ウエーハＷの外周面取部の研磨加
工を図４に基づいて説明する。

【００２１】ウエーハＷの外周面取部の研磨に際して
は、駆動装置７によってバフ６が高速で回転駆動され
る。

【００２２】他方、ウエーハ吸着盤５はモータ４によっ
て低速で回転駆動されるとともに、これに負圧が発生せ
しめられ、ウエーハＷは図示のようにウエーハ吸着盤５
に真空吸着された状態で低速で回転せしめられる。この
状態において、前記エアシリンダ９が駆動されてこれの
ロッド９ａが所定量だけ伸長してアーム１の一端を押圧
すれば、アーム１はリターンスプリング１０の付勢力に
抗して軸３を中心として図１の反時計方向に回動し、該
アーム１の他端側に支承されたウエーハ吸着盤５及びこ
れに吸着されたウエーハＷは低速で回転しながらバフ６
の総形溝６ａに所定の圧力で押圧される。

【００２３】而して、上述のようにウエーハＷがバフ６
の総形溝６ａに押圧されるとともに、ウエーハＷとバフ
６との当接部（研磨加工部）にノズル１２からスラリー
１３が供給されると、ウエーハＷの外周面取部はバフ６
の総形溝６ａとの相対滑り及びスラリー１３の研磨作用
によって研磨される。

【００２４】そして、上記研磨加工が複数枚のウエーハ
Ｗに対して繰り返し行なわれると、やがてバフ６の総形
溝６ａは摩耗によって所謂ヘタリを生じ、その断面形状
がウエーハＷの外周面取部の断面形状に合致しなくな
り、ウエーハＷの外周面取部の研磨加工が正常に行なえ
なくなる。

【００２５】そこで、総形溝６ａが上記状態に至ると、
本考案に係る総形溝加工装置によってバフ６にはバフ溝
６Ａ（図７参照）が新しく形成し直されが、その手順を
図５乃至図７に従って説明する。尚、図５はバフ新面出
し加工状態を示す側面図、図６はバフ新面出し加工が終
了した状態を示す側面図、図７は総形溝加工の状態を示
す側面図である。

【００２６】総形溝加工に際しては、研磨加工が一旦中
断され、ノズル１２からのスラリー１３の供給も遮断さ
れる。

【００２７】そして、バフ６が駆動装置７の出力軸８に
そのまま取り付けられた状態で、溝加工バイト１４がウ
エーハ吸着盤５に吸着される。このとき、ウエーハ吸着
盤５の回転は、図１及び図２に示す回転ロック用の治具
１５によってロックされる。即ち、総形溝加工時には、
治具１５がアーム１にボルト１６にて取り付けられ、こ
のとき該治具１５に形成された四角形の係合孔１５ａに
モータ４の出力軸４ａの四角柱状端部が係合し、これに
よってモータ４の及びウエーハ吸着盤５の回転がロック
される。

【００２８】ここで、前記溝加工バイト１４を図８乃至
図１０に基づいて説明する。尚、図８は溝加工バイト１
４の底面図、図９は図８のＢ−Ｂ線断面図、図１０は図
９の矢視Ｃ方向の図である。

【００２９】溝加工バイト１４は、略薄円板状の吸着保
持部（シャンク部）１４ａの下面に突設された保持部１
４ａ−１に形成された溝１４ａ−２に超硬チップ１４ｂ
を嵌装し、該超硬チップ１４ｂを、前記保持部１４ａ−
１にボルト１７で結着された平板状のカバー１４ａ−３
で保持して成る超硬バイトと称される切削工具であっ
て、これは超硬チップ１４ｂが図示のようにバフ６に対
向するように位置決めされてウエーハ吸着盤５に吸着保
持される。

【００３０】而して、前記状態から駆動装置７によって
バフ６を回転駆動しつつ、エアシリンダ９を駆動してア
ーム１がストッパ１１に当接するまで該アーム１を軸３
を中心として図１の反時計方向に回動させれば、同アー
ム１の他端側に吸着保持された前記溝加工バイト１４の
超硬チップ１４ｂがバフ６の外周に所定深さ（古い総形
溝６ａを完全に削り取ることができる深さ）だけ切り込
まれ、この状態で駆動装置７によってバフ６を例えば上
動させれば、図５に示すように、バフ６の外周面は溝加
工バイト１４の超硬チップ１４ｂによって所定深さだけ
削り取られて平滑な新面６ｂが上方から下方に向かって
次第に形成されていく。尚、溝加工バイト１４の超硬チ
ップ１４ｂ先端の位置出し、つまり、バフ６に対する超
硬チップ１４ｂの切り込み深さはストッパ１１によって
高精度になされる。

【００３１】上記作用を図１１に示すタイミングチャー
トに基づいて説明する。

【００３２】即ち、図１１はバフ６の高さＨとエアシリ
ンダ９への供給圧力Ｐの時間的変化を示すグラフであっ
て、前記バフ６の新面出し加工においては、エアシリン
ダ９には一定の圧力Ｐ_A が新面出し加工が終了するまで
供給され、バフ６は一定の速度で下限位置から上限位置
までΔＨだけ上動せしめられる。尚、エアシリンダ９に
供給される圧力Ｐ_A は比較的高く設定されており、これ
により溝加工バイト１４がアーム１に対して剛支持さ
れ、バフ６に対する前記新面出し加工が高精度になされ
る。

【００３３】而して、図６に示すように、バフ６が上動
して溝加工バイト１４の超硬チップ１４ｂがバフ６の下
端部を外れると、バフ６に形成されていた古い総形溝６
ａが完全に削り取られてバフ６の外周面はその全てが平
滑な新面６ｂとなる。

【００３４】バフ６に対する上記新面出し加工が終了す
ると、図１１に示すように、エアシリンダ９への圧力Ｐ
_A の供給が遮断される。すると、アーム１はリターンス
プリング１０の付勢力によって軸３を中心として図１の
時計方向に回動し、その後、駆動装置７によってバフ６
が下限位置まで下動せしめられる（図１１参照）。

【００３５】次に、上記状態から駆動装置７を駆動して
バフを所定量Δｈ（図１１参照）だけ上動せしめるとと
もに、ストッパ１１のロッド１１ａを所定量だけ後退さ
せる。その後、図１１に示すように、エアシリンダ９に
圧力Ｐ_A を再び供給すれば、アーム１はこれがストッパ
１１のロッド１１ａに当接するまで軸３を中心として図
１の反時計方向に回動し、該アーム１の他端側に吸着保
持された溝加工バイト１４の超硬チップ１４ｂがバフ６
の外周面に所定深さだけ切り込まれ、図７に示すよう
に、バフ６の外周面（新面６ｂ）には所定の形状及び寸
法の新しい総形溝６Ａが形成される。

【００３６】上記のようにしてバフ６の外周面に新しい
総形溝６Ａが形成されると、図１１に示すように、エア
シリンダ９への圧力Ｐ_A の供給が遮断される。すると、
アーム１はリターンスプリング１０の付勢力によって軸
３を中心として図１の時計方向に回動し、溝加工バイト
１４の超硬チップ１４ｂがバフ６から離脱する。その
後、駆動装置７によってバフ６を所定量Δｈだけ上動さ
せ、エアシリンダ９に圧力Ｐ_A を再び供給すれば、前述
と同様にバフ６の外周面には２段目の新たな総形溝６Ａ
が形成される。

【００３７】以後、同様にして上記動作を複数回繰り返
せば、バフ６の外周面には新たな総形溝６Ａが上下方向
に例えば図示のように７段に亘って形成され、以後、こ
れらの新しい総形溝６Ａが加工し直されたバフ６によっ
てウエーハＷの外周面取部の研磨加工を再開することが
できる。

【００３８】尚、以上のバフ６に対する総形溝６Ａの加
工においても、エアシリンダ９に供給される圧力Ｐ_A は
比較的高く設定されているため、前述と同様に溝加工バ
イト１４がアーム１に対して剛支持され、バフ６には複
数（本実施例では、７段）の新たな総形溝１４Ａが高精
度に形成される。

【００３９】以上のように、本実施例においては、バフ
６に新たな総形溝６Ａの加工が必要なときには、バフ６
を駆動装置７の出力軸８から取り外すことなくそのまま
の状態で、ウエーハ吸着盤５に溝加工バイト１４を吸着
して該溝加工バイト１４によってバフ６に新たな総形溝
６Ａの加工を施すことができるため、バフ６の取付精度
が該バフ６への溝加工によって影響を受けることがな
い。そして、この場合、ストッパ１１でのアーム１の回
動量の規制によって溝加工バイト１４の超硬チップ１４
ｂ先端の位置出しが高精度になされるため、超硬チップ
１４ｂのバフ６への切り込み深さがが高精度に設定さ
れ、バフ６に対する総形溝６Ａの加工も高精度になされ
る。

【００４０】又、溝加工バイト１４は総形溝１４Ａの加
工時にのみウエーハ吸着盤５に吸着され、スラリー１３
を用いるウエーハＷの研磨加工時にはウエーハ吸着盤５
から取り外されているため、これがスラリー１３に晒さ
れることがなく、スラリー対策が不要となるとともに、
当該溝加工バイト１４として安価で高性能な超硬バイト
等を使用することができる。

【００４１】更に、溝加工バイト１４はウエーハ吸着盤
５に対して容易に着脱され得るため、総形溝６Ａの加工
が容易に能率良くなされる。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、中間部を回動自在に枢着されたアームの一端にウ
エーハ吸着盤を回転自在に支承せしめ、同アームの他端
を押圧手段で該アームの回動方向に押圧して前記ウエー
ハ吸着盤に吸着されて回転するウエーハをバフの外周に
形成された総形溝に押圧することによって、該ウエーハ
の外周面取部を研磨するウエーハ面取部研磨装置におけ
る前記バフの総形溝加工装置を、前記ウエーハ吸着盤に
吸着される溝加工バイトと、ウエーハ吸着盤の回転ロッ
ク手段と、前記アームの回動量を規制して前記溝加工バ
イト先端の位置出しを行なうストッパを含んで構成した
ため、バフの取付精度に影響を与えることなく、該バフ
への総形溝加工を容易、且つ、高精度に行なうことがで
きるとともに、スラリー対策も不要になるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ウエーハ面取部研磨装置の平面図である。

【図２】ウエーハ面取部研磨装置の正面図である。

【図３】ウエーハ面取部の右側面図（図１の矢視Ａ方向
の図）である。

【図４】ウエーハ面取部の研磨加工状態を示す研磨装置
の左側面図である。

【図５】バフ新面出し加工状態を示す側面図である。

【図６】バフ新面出し加工が終了した状態を示す側面図
である。

【図７】総形溝加工状態を示す側面図である。

【図８】溝加工バイトの底面図である。

【図９】図８のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１０】図９の矢視Ｃ方向の図である。

【図１１】バフの高さとエアシリンダへの供給圧力の時
間的変化を示すタイミングチャートである。

【図１２】バフに対する総形溝加工方式の従来例を示す
研磨装置要部の側面図である。

【符号の説明】

１ アーム ５ ウエーハ吸着盤 ６ バフ ６ａ 古い総形溝 ６Ａ 新しい総形溝 ９ エアシリンダ（押圧手段） １０ リターンスプリング １１ ストッパ １４ 溝加工バイト １５ 治具（回転ロック手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 泰嘉 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地信越半導体株式会社 半導体白 河研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/304 B23B 5/00 B24B 9/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中間部を回動自在に枢着されたアームの
   一端にウエーハ吸着盤を回転自在に支承せしめ、同アー
   ムの他端を押圧手段で該アームの回動方向に押圧して前
   記ウエーハ吸着盤に吸着されて回転するウエーハをバフ
   の外周に形成された総形溝に押圧することによって、該
   ウエーハの外周面取部を研磨するウエーハ面取部研磨装
   置における前記バフの総形溝加工装置であって、前記ウ
   エーハ吸着盤に吸着される溝加工バイトと、ウエーハ吸
   着盤の回転ロック手段と、前記アームの回動量を規制し
   て前記溝加工バイト先端の位置出しを行なうストッパを
   含んで構成されることを特徴とするウエーハ面取部研磨
   用バフの総形溝加工装置。
2. 【請求項２】 前記押圧手段はエアシリンダで構成さ
   れ、前記ストッパは前記アームを挟んで前記エアシリン
   ダに対向する位置に出没自在に設けられ、前記アームは
   リターンスプリングによってウエーハがバフから離脱す
   る方向に付勢されていることを特徴とする請求項１記載
   のウエーハ面取部研磨用バフの総形溝加工装置。