JP3854844B2 - Wafer edge polishing equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェーハエッジ研磨装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウェーハのエッジ研磨は、図11及び図12に示すように、図示しないスピンドルにチャックされて回転させられるウェーハ1のエッジ1a、1b、1cに、回転駆動されるエッジ研磨ドラム2A、2B、2Cの外周に貼り付けられた圧縮性のある柔軟な研磨パッド3A、3B、3Cを押し付けて研磨している。エッジ研磨ドラム2Aは、ウェーハ1と角度θ1(45°)で接触して上面エッジ1aを研磨し、エッジ研磨ドラム2Bは、ウェーハ1と角度θ2(90°)で接触して側面エッジ1bを研磨し、エッジ研磨ドラム2Cは、ウェーハ1と角度θ3(135°)で接触して下面エッジ1cを研磨する。なお、この種のウェーハエッジ研磨方法及び装置として、例えば特開平10−328989号公報、特開平11−33888号公報、特開平11−104942号公報等が挙げられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に示す公知例は、いずれもウェーハ1を研磨パッド3A、3B、3Cに押し付けて研磨している。このため、図11に示すように、複数の研磨パッド3A、3B、3Cでウェーハ1の全周を一度に研磨する場合には、次のような問題があった。ウェーハ1が矢印L方向に付勢されている場合には、研磨パッド3Bは付勢方向Lと対向しているので、一定の接触圧が得られる。しかし、研磨パッド3A、3Cは付勢方向Lに対してある角度を持って配設されているので、接触圧が変化し、良好な研磨状態が得られない。またウェーハ1の付勢方向Lと反対側、即ち図11のウェーハ1の左側には研磨パッドを配設することができなく、研磨パッドの配設が制限される。
【0004】
本発明の課題は、複数のエッジ研磨ドラムをいずれも常に一定の接触圧でウェーハに接触させることができ、安定したエッジ研磨を行なうことができると共に、複数のエッジ研磨ドラムの配設が限定されないウェーハエッジ研磨装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、水平に保持されて回転させられるウェーハの外周に対向して配設されたエッジ研磨ドラムと、このエッジ研磨ドラムを回転駆動させる回転駆動手段と、前記エッジ研磨ドラムの傾斜角度を変える旋回駆動手段と、前記エッジ研磨ドラムを上下動させる上下駆動手段と、エッジ研磨ドラムを水平方向に移動させると共にウェーハに圧力を付与する水平駆動手段とを備えたウェーハエッジ研磨ユニットと、ウェーハの外周に対応して上下に配設された平面研磨ドラム及びノッチ研磨ドラムと、平面研磨ドラム及びノッチ研磨ドラムを回転駆動させる回転駆動手段と、平面研磨ドラム及びノッチ研磨ドラムを共に上下動及び水平移動させる上下駆動手段及び水平駆動手段とを備えたノッチ・平面エッジ研磨ユニットとを有し、前記ウェーハエッジ研磨ユニットは、ウェーハの周囲に複数配設され、かつ各エッジ研磨ドラムの前記水平移動方向は、それぞれウェーハの中心方向に向いていることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図1乃至図4により説明する。図1乃至図4は図11及び図12に示すエッジ1a、1b、1cを研磨するエッジ研磨ユニットを示す。図1に示すように、上下方向(矢印A、A’方向)及び水平方向(矢印B、B’方向)に移動可能で水平に配設された可動板10には、ウェーハ1側に垂直に配設された回転用モータ11が固定されており、回転用モータ11の出力軸にはエッジ研磨ドラム2(2A、2B、2C)が固定され、エッジ研磨ドラム2の外周には圧縮性のある柔軟な研磨パッド3(3A、3B、3C)が貼り付けられている。従って、回転用モータ11が回転すると、研磨パッド3が回転する。
【0012】
図1及び図3に示すように、可動板10には、研磨パッド3のウェーハ1側を除いた側面を覆うようにカバー12が固定されている。カバー12には、研磨パッド3の研磨面に向けてノズル13が形成されており、ノズル13には図示しない研磨液供給手段より研磨液が供給される。
【0013】
図1及び図4に示すように、可動板10の下方には、ウェーハ1の半径方向に伸びた水平ガイド14が配設されており、水平ガイド14には可動板10の下面に固定された水平スライダ15が摺動自在に嵌挿されている。水平ガイド14は支持板16に固定されており、支持板16の上面にはモータブラケット17が固定されている。モータブラケット17には圧力制御手段を備えた水平駆動用シリンダ18が固定されている。水平駆動用シリンダ18の作動ロッドは、可動板10の立ち上がり部10aに連結されている。従って、水平駆動用シリンダ18が作動すると、水平スライダ15が水平ガイド14に沿って摺動し、可動板10と共に研磨パッド3がウェーハ1に当接又は離反する矢印B又はB’方向に移動する。
【0014】
図1乃至図4に示すように、可動板10の下方には垂直に垂直ガイド20が配設されており、垂直ガイド20には垂直スライダ21が摺動自在に嵌挿されている。垂直スライダ21は前記支持板16の前面部に固定されている。垂直ガイド20は前方側支持板22に固定されており、前方側支持板22には、可動板10が上下動及び旋回可能に開口部22aが設けられている。垂直支持板22には上下動用モータ23が固定されており、上下動用モータ23の出力軸にはピニオン24が固定されている。ピニオン24は垂直に配設されたラック25に噛合しており、ラック25は前方側支持板22に固定されている。従って、上下動用モータ23が回転すると、ピニオン24が回転しながらラック25によって上下動する。即ち、垂直ガイド20に沿って垂直スライダ21が上下動し、垂直スライダ21と共に支持板16を介して可動板10及び研磨パッド3が矢印A又はA’方向に上下動する。
【0015】
前方側支持板22には、垂直に配設された側方支持板30が固定されており、側方支持板30には円弧状の歯車31が固定されている。歯車31の中心は、研磨パッド3がウェーハ1と側面エッジ1bに当接した状態において、ウェーハ1のエッジ円弧中心1d(図12(a)参照)とした円弧となっている。側方支持板30には旋回用スライダ32が固定されており、旋回用スライダ32は歯車31と同芯円弧状に形成された旋回ガイド33に摺動自在に嵌挿されている。旋回ガイド33はベース板34に固定されており、ベース板34には旋回用モータ35が固定されている。旋回用モータ35の出力じくには歯車31に噛合する歯車36が固定されている。従って、旋回用モータ35が回転すると、歯車36によって歯車31と共に側方支持板30及び旋回用スライダ32が旋回ガイド33に沿って旋回する。これにより、装置全体がエッジ円弧中心1dを中心として旋回、即ち研磨パッド3がエッジ円弧中心1d(図12参照)を中心として旋回する。
【0016】
そこで、図示しないスピンドルにチャックされたウェーハ1の周囲に本装置を3台設置する。この場合、各装置のそれぞれのエッジ研磨ドラム2A、2B、2Cがウェーハ1の中心方向に向けて移動するように配設する。即ち、各エッジ研磨ドラム2A、2B、2Cの水平移動方向B、B’は、ウェーハ1の中心方向となっている。そして、3台の装置のエッジ研磨ドラム2A、2B、2Cの角度θ1、θ2、θ3をそれぞれ図12のように設定する。即ち、1台目のエッジ研磨ドラム2Aは、図12(a)に示すようにウェーハ1に対して角度θ1(45°)に設定する。2台目のエッジ研磨ドラム2Bは、図12(b)に示すようにウェーハ1に対して角度θ2(90°)に設定する。3台目のエッジ研磨ドラム2Cは、図12(c)に示すようにウェーハ1に対して角度θ3(135°)に設定する。
【0017】
前記したエッジ研磨ドラム2A、2B、2Cの角度θ1、θ2、θ3の設定は、前記したように、旋回用モータ35を回転させて行なう。旋回用モータ35が回転すると、歯車36によって歯車31と共に側方支持板30及び旋回用スライダ32が旋回ガイド33に沿って旋回する。これにより、装置全体がエッジ円弧中心1dを中心として旋回、即ち研磨パッド3がエッジ円弧中心1dを中心として旋回する。即ち、図12(b)のエッジ研磨ドラム2Bは図1の状態にある。図12(a)のエッジ研磨ドラム2Aは、図1の状態より歯車36が矢印C方向に回転して歯車31が矢印D方向に回転することにより設定できる。図12(c)のエッジ研磨ドラム2Cは、図1の状態より歯車36が矢印C’方向に回転して歯車31が矢印D’方向に回転することにより設定できる。
【0018】
次に作用について説明する。図示しないスピンドルにウェーハ1がチャックされる前は、研磨パッド3A、3B、3Cはウェーハ1に干渉しないように後退した位置にある。ウェーハ1がスピンドルにチャックされて回転駆動されると、回転用モータ11が回転して研磨パッド3A、3B、3Cが回転する。この状態で水平駆動用シリンダ18が駆動し、前記したように研磨パッド3A、3B、3Cが前進してウェーハ1のエッジ1a、1b、1cに水平駆動用シリンダ18の圧力制御手段によって圧接する。一定時間後に水平駆動用シリンダ18が前記と逆方向に作動し、研磨パッド3はウェーハ1のエッジ1a、1b、1cより離れ、回転用モータ11及び旋回用モータ35の回転は停止する。これにより、ウェーハ1のエッジ1a、1b、1cの全周が一度に研磨される。
【0019】
このように、ウェーハエッジ研磨装置は、水平に保持されたウェーハ1の周囲に複数配設され、かつ各エッジ研磨ドラム2A、2B、2Cの水平移動方向は、それぞれウェーハ1の中心方向に向き、各エッジ研磨ドラム2A、2B、2Cによってウェーハ1を該ウェーハ中心方向に押し付けて研磨するので、複数のエッジ研磨ドラム2A、2B、2Cをいずれも常に一定の接触圧でウェーハ1に接触させることができ、安定したエッジ研磨を行なうことができると共に、複数のエッジ研磨ドラム2A、2B、2Cの配設が限定されない。
【0020】
図5乃至図10は本発明の他の実施の形態を示す。本実施の形態は、図11及び図12(d1)(d2)に示すように、ウェーハ1のノッチ1eと上面エッジ1a周辺の平面1fを研磨するノッチ・平面研磨ユニットを示す。図6、図8及び図10(特に図10参照)に示すように、水平移動板50はドラム支持ブロック51が固定され、ドラム支持ブロック51の上下には、平面研磨ドラム52の軸部52aとノッチ研磨ドラム53の軸部53aがそれぞれ回転自在に支承されており、平面研磨ドラム52及びノッチ研磨ドラム53にはそれぞれ研磨パッド54、55が貼り付けられている。平面研磨ドラム52の軸部52a及びノッチ研磨ドラム53の軸部53aにはそれぞれタイミングプーリ56、57が固定されており、タイミングプーリ56、57にはタイミングベルト58が掛け渡されている。軸部52aにはドラム回転用モータ59の出力軸が連結され、ドラム回転用モータ59はモータブラッケト60を介して水平移動板50に固定されている。
【0021】
図5及び図6に示すように、水平移動板50にはコ字状の支持板65が固定されており、支持板65にはスライダ66が固定されている。スライダ66は垂直に配設されたガイド67に摺動自在に嵌挿されており、ガイド67は垂直板68に固定されている。垂直板68の下方には、平面研磨ドラム52とノッチ研磨ドラム53とを切り換えるための上下駆動用エアシリンダ69が固定されており、上下駆動用エアシリンダ69の作動ロッドにはウェーハ1に平面研磨ドラム52又はノッチ研磨ドラム53を押し付けるためのエアシリンダ70が固定されている。エアシリンダ70の作動ロッドは、支持板65に固定された連結板71に固定されている。
【0022】
図7乃至図8に示すように、水平移動板50の下方にはL字状の支持板75が固定されており、支持板75には連結板76を介してスライダ77が固定されている。スライダ77は、平面研磨ドラム52の軸部52aの中心軸に直角に配設されたガイド78に摺動自在に嵌挿されており、ガイド78は枠体79の垂直板79aに固定されている。枠体79には、ガイド78と平行に配設されたねじ軸80が回転自在に支承されており、ねじ軸80には連結板76に固定された雌ねじブロック81が螺合している。枠体79にはモータブラッケト82を介して水平駆動用モータ83が固定されており、水平駆動用モータ83の出力軸に固定されたタイミングプーリ84と、ねじ軸80に固定されたタイミングプーリ85にはタイミングベルト86が掛け渡されている。なお、図5、図8及び図9において、5はウェーハ1を真空吸着するスピンドル5を示す。
【0023】
このような構成よりなるノッチ・平面研磨ユニットは、前記エッジ研磨ユニットと同様にウェーハ1の外周に配設する。この場合、水平駆動用モータ83の回転により平面研磨ドラム52及びノッチ研磨ドラム53がウェーハ1の中心方向に移動するように配設する。ノッチ1eの研磨と平面1fの研磨は、いずれを先に行なってもよいが、ここではノッチ1eの研磨後に平面1fの研磨を行なう場合について説明する。
【0024】
図8はノッチ研磨前の状態を示す。ノッチ1e(図110及び図12(d1)参照)の研磨時には、ウェーハ1は、ノッチ1eがノッチ研磨ドラム53に対応した状態で停止している。ドラム回転用モータ59が回転すると、平面研磨ドラム52が回転し、またタイミングプーリ56、タイミングベルト58、タイミングプーリ57を介してノッチ研磨ドラム53が回転する。次に図8の状態よりエアシリンダ70の作動ロッドが引っ込むと、回転している研磨パッド54がノッチ1eに圧接し、該ノッチ1eを研磨する。一定時間後、エアシリンダ70の作動ロッドが突出し、研磨パッド54はウェーハ1より離れ、またドラム回転用モータ59の回転は停止する。
【0025】
次に水平駆動用モータ83が回転する。これにより、タイミングプーリ84、タイミングベルト86、タイミングプーリ85を介してねじ軸80が回転し、雌ねじブロック81、連結板76及びスライダ77がガイド78に沿って図7及び図8において矢印E方向に移動する。これにより、支持板75、垂直板68、ガイド67、スライダ66、支持板65、水平移動板50が共に矢印E方向に移動し、平面研磨ドラム52及びノッチ研磨ドラム53はウェーハ1より離れる方向に移動してウェーハ1の外側に位置する。次に上下駆動用エアシリンダ69の作動ロッドが引っ込む。これにより、ノッチ研磨ドラム53及び平面研磨ドラム52が下降し、ノッチ研磨ドラム53はウェーハ1の下方側に位置し、平面研磨ドラム52のみがウェーハ1の上方側に位置する。
【0026】
次に水平駆動用モータ83が前記と逆方向に移動し、雌ねじブロック81が矢印E’方向に移動し、図9に示すように平面研磨ドラム52がウェーハ1の平面1fに対応し、またドラム回転用モータ59が回転して研磨パッド54、55が回転する。またスピンドル5が回転してウェーハ1が回転する。次にエアシリンダ70の作動ロッドが引っ込み、研磨パッド54がウェーハ1の平面1fに圧接し、研磨パッド54によって平面1fを研磨する。この平面1fの研磨はエッジ1a、1b、1cの研磨と同時に行なう。一定時間後、エアシリンダ70の作動ロッドが突出し、研磨パッド54はウェーハ1より離れ、またドラム回転用モータ59の回転が停止する。その後、水平駆動用モータ83が回転して平面研磨ドラム52及びノッチ研磨ドラム53はウェーハ1より離れる方向に移動してウェーハ1の外側に位置する。続いて上下駆動用エアシリンダ69の作動ロッドが突出して平面研磨ドラム52及びノッチ研磨ドラム53が上昇し、ノッチ研磨ドラム53がウェーハ1の上方側に移動して元の初期位置となる。
【0027】
【発明の効果】
本発明は、水平に保持されたウェーハの周囲に複数のエッジ研磨ドラムを配設し、ウェーハを回転させながら、各エッジ研磨ドラムによってウェーハを該ウェーハ中心方向に押し付けて研磨するので、複数のエッジ研磨ドラムをいずれも常に一定の接触圧でウェーハに接触させることができ、安定したエッジ研磨を行なうことができると共に、複数のエッジ研磨ドラムの配設が限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のウェーハエッジ研磨ユニットの一実施の形態を示す一部断面正面図である。
【図2】平面図である。
【図3】底面図である。
【図4】背面図である。
【図5】本発明のノッジ・平面研磨ユニットの一実施の形態を示す正面図である。
【図6】平面図である。
【図7】図5のF−F線断面図である。
【図8】ノッジ研磨前の状態を示す右側面図である。
【図9】平面研磨前の状態を示す右側面図である。
【図10】図8のG−G線断面図である。
【図11】ウェーハエッジ部の研磨説明図である。
【図12】(a)は図11のH−H線断面図、(b)は図11のI−I線断面図、(c)は図11のJ−J線断面図、(d1)及び(d2)は図11のK−K線断面図である。
【符号の説明】
1 ウェーハ
1a 上面エッジ
1b 側面エッジ
1c 下面エッジ
1d エッジ円弧中心
1e ノッジ
1f 平面
2(2A、2B、2C) エッジ研磨ドラム
3(3A、3B、3C) 研磨パッド
10 可動板
11 回転用モータ
14 水平ガイド
15 水平スライダ
16 支持板
17 モータブラケット
18 水平駆動用シリンダ
20 垂直ガイド
21 垂直スライダ
22 前方側支持板
23 上下動用モータ
24 ピニオン
25 ラック
30 側方支持板
31 歯車
32 旋回用スライダ
33 旋回ガイド
34 ベース板
35 旋回用モータ
36 歯車
50 水平移動板
51 ドラム支持ブロック
52 平面研磨ドラム
53 ノッチ研磨ドラム
54、55 研磨パッド
56、57 タイミングプーリ
58 タイミングベルト
59 ドラム回転用モータ
65 支持板
66 スライダ
67 ガイド
68 垂直板
69 上下駆動用エアシリンダ
70 エアシリンダ
75 支持板
77 スライダ
78 ガイド
79 枠体
80 ねじ軸
81 雌ねじブロック
83 水平駆動用モータ
84、85 タイミングプーリ
86 タイミングベルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wafer edge polishing apparatus .
[0002]
[Prior art]
As shown in FIGS. 11 and 12, the edge polishing of the wafer is performed by the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In all of the known examples shown in the above publications, the
[0004]
An object of the present invention is to always allow a plurality of edge polishing drums to contact a wafer with a constant contact pressure, to perform stable edge polishing, and the arrangement of the plurality of edge polishing drums is not limited. It is to provide a wafer edge polishing apparatus .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an edge polishing drum disposed opposite to the outer periphery of a wafer that is held horizontally and rotated, a rotation driving means that rotationally drives the edge polishing drum, and the edge Wafer edge provided with turning drive means for changing the inclination angle of the polishing drum, vertical drive means for moving the edge polishing drum up and down, and horizontal drive means for moving the edge polishing drum in the horizontal direction and applying pressure to the wafer A polishing unit, a flat polishing drum and a notch polishing drum disposed above and below corresponding to the outer periphery of the wafer, a rotation driving means for rotating and driving the flat polishing drum and the notch polishing drum, and a flat polishing drum and a notch polishing drum. A notch / planar edge polishing unit comprising a vertical drive means and a horizontal drive means for both vertical movement and horizontal movement. And a preparative, the wafer edge grinding unit is plural arranged around the wafer, and the horizontal movement direction of each edge grinding drum, characterized in that facing the center of the wafer, respectively.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 show an edge polishing unit for polishing the
[0012]
As shown in FIGS. 1 and 3, a cover 12 is fixed to the
[0013]
As shown in FIGS. 1 and 4, a
[0014]
As shown in FIGS. 1 to 4, a
[0015]
A
[0016]
Therefore, three units of this apparatus are installed around the
[0017]
The angles θ1, θ2, and θ3 of the
[0018]
Next, the operation will be described. Before the
[0019]
As described above, a plurality of wafer edge polishing apparatuses are arranged around the
[0020]
5 to 10 show another embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 11 and 12 (d1) and (d2), the present embodiment shows a notch / planar polishing unit that polishes the
[0021]
As shown in FIGS. 5 and 6, a
[0022]
As shown in FIGS. 7 to 8, an L-shaped
[0023]
The notch / planar polishing unit having such a configuration is disposed on the outer periphery of the
[0024]
FIG. 8 shows a state before notch polishing. During polishing of the
[0025]
Next, the
[0026]
Next, the
[0027]
【The invention's effect】
In the present invention, a plurality of edge polishing drums are disposed around a horizontally held wafer, and the wafer is pressed by each edge polishing drum toward the center of the wafer while the wafer is rotated, so that the plurality of edge polishing drums are polished. Any of the polishing drums can always be brought into contact with the wafer with a constant contact pressure, stable edge polishing can be performed, and the arrangement of the plurality of edge polishing drums is not limited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional front view showing an embodiment of a wafer edge polishing unit of the present invention.
FIG. 2 is a plan view.
FIG. 3 is a bottom view.
FIG. 4 is a rear view.
FIG. 5 is a front view showing an embodiment of the nodge / planar polishing unit of the present invention.
FIG. 6 is a plan view.
7 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG.
FIG. 8 is a right side view showing a state before polishing the nudge.
FIG. 9 is a right side view showing a state before surface polishing.
10 is a cross-sectional view taken along line GG in FIG.
FIG. 11 is an explanatory view of polishing of a wafer edge portion.
12A is a cross-sectional view taken along line HH in FIG. 11, FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line II in FIG. 11, FIG. 12C is a cross-sectional view taken along line JJ in FIG. (D2) is the KK sectional view taken on the line of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
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