JPH01177941A - 薄円板状被加工物の加圧盤に対する位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体材料として使用されるシリコンウェー
八等の薄円板状被加工物を研磨加工する際に、高精度な
位置決めを可能とする被加工物の位置決め装置に関し、
更に詳しくは、平面研磨を行う際に枚葉式の加圧盤に対
して被加工物を高精度且つ安定に位置決めを行う装置に
関する。

（従来の技術） 枚葉式の加圧盤を用いて薄円板状被加工物を高精度に平
面研磨する場合、加圧盤と被加工物の相対的ずれによっ
て被加工物に悪影響を与え高精度な研磨が出来なくなる
ことから、加圧盤に対する被加工物の位置ずれを極力小
さくする必要がある。

従来、薄円板状の被加工物を加圧盤に貼付ける場合、搬
送されてくる被加工物を一旦位置決めし、続いてハンド
ラー機構で被加工物を上昇、反転、旋回させ、加圧盤に
受渡して貼付けている。

具体的に図面に基づいて説明すると、第７図は被ｐＯ工
物の従来の受渡し手順を示す斜視図であって、加工前の
被加工物２が搬送ベルト１９によってセンタリング機構
２０の存在する位置まで運ばれ、シリンダ（図示せず）
によって作動される上記センタリング機構２ｏで被加工
物２の位置決めが行われる。かくして被加工物２が位置
決めされると、続いて上記センタリング機構２０の近傍
に存在するハンドラー機構４のシリンダ（図示せず）の
作動で該ハンドラー機構４のヘッド４ａが降下し、該ヘ
ッド４ａが上記センタリング機構２０に存在する被加工
物２を受取って再び上昇し、反転、旋回動作を行って被
加工物２を加圧機構１８の加圧盤３に受渡し、被加工物
２を加圧盤３に貼付ける。なお、第８図は被加工物２を
ヘッド４ａから加圧盤３に受渡す直前の状態を示す正面
図である。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したように、従来の位置決め動作は、被加工物２が
加圧盤３に貼付けられるまでに、３つの機構部を使って
複数動作でなされていたので、被加工物２の従来の位置
決め精度は、３つの機構部の精度及び複数の動作精度の
累積となるゆえに、誤差を生じ易かった。

また、位置決め精度は、動作部品に摩耗を生じたとき或
いは構成各部品の固定金具に緩みが生じたときに経時的
変動を生じる。すなわち第６図は従来装置における加圧
盤３と被加工物２とのずれの経時的変化を示すグラフで
、同図に示すように、ずれ量は時間の経過と共に大きく
なり、高精度の平面研磨が不可能となる状態を示す。そ
れゆえに従来装置を使って高精度の位置決めを行う場合
には、３つの機構部及び複数の動作について保守管理を
する必要があり、そのための手間が非常に大きかった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
あヴて、薄円板状被加工物の平面研磨における被加工物
と加圧盤との位置ずれをほとんど発生せずに高精度に且
つ長時間安定に行える薄円板状被加工物の加圧盤に対す
る位置決め装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） すなわち、本発明に係る位置決め装置は、加圧盤に対し
進退移動するブランケットに、被加工物把持用の円弧状
把持面を有する一対の把持腕を回動可能に取付け、前記
一対の把持腕の隣接する再基端部間に、両把持腕の各先
端部を拡開方向に付勢する弾性体を張設し、更に前記各
基端部と各先端部に、前記ブランケットの突出時に前記
加圧盤の外周面に当接する位置決めローラーを設けて構
成している。

（作　用） 本発明装置は、上記ハンドラー機構４と加圧機構１８と
の間に用し）られる。

順を追って説明して行くと、被加工物２は搬送ベルト１
９でセンタリング機構２０の存在する位置に送られ、続
いてハンドラー機構４のヘッド４ａに吸着されて加圧盤
３の直前に送り込まれ、ここで本発明装置によって被加
工物２は位置決めがなされる。

すなわち、加圧盤３の直前に位置せしめられた被加工物
２は、該位置においてヘッド４ａの吸着を解かれて単に
ヘット４ａに載置された状態となされ、ここに本発明装
置が加圧盤３に向って突き出される。この突出時におい
ては、把持腕が弾性体の付勢力で拡開状態となっている
。そして、更に突出されて基端部の位置決めローラーが
加圧盤３の外周面に当接し、更に本発明装置が突出せし
められると、上記弾性体の付勢力に抗して両把持腕が双
方の先端部を閉じるような動きをなし、両者が加圧盤３
の外周面に沿った同一の円弧を形成する状態を採る。そ
してこの際、上記把持腕に付設されているセンタリング
爪の円弧状把持面も両把持腕に一体として動き、被加工
物２の外周に当接し被加工物２の位置決めを行う。

（実施例） まず第１図〜第４図に例示する本発明装置の構造につい
て説明する。

本発明装置１は、上述したように、加圧盤３に対して進
退動作させて使用するものであり、そのためにシリンダ
５及びシリンダロッド６を備えており、該シリンダロッ
ド６の先端にはコ字形のブランケット７が固着され、該
ブランケット７の先端側の両端部それぞれには把持腕９
が相互に平面視対称に枢着（該枢着部を符号８で示す）
されている。なお、上記ブランケット７の形状としては
種々のものが採用可能である。

把持腕９の各基端部と各先端部には、位置決めの基準と
なる位置決めローラー１０．１１が計４個回転可能な状
態で左右対称に取付けられている。この位置決めローラ
ー１０．１１はすべて、本発明装置１が動作して被加工
物２を位置決めする際に加圧盤３の外周面に確実に当接
する役割を担うものである。更に把持腕９の下部には、
内側が被加工物２の弧よりも若干大きい弧のセンタリン
グ爪１２が取付けられている。図中、符号１２ａはセン
タリング爪１２の円弧状把持面を示す。

ここで、上記円弧状把持面１２ａの弧を被加工物２の弧
よりも若干大きいものにした理由は、仮に同じ大きさと
した場合、加圧盤３や被加工物２の直径のバラツキや位
置決め装置１の製作精度のバラツキで位置決めローラー
１０．１１が加圧盤３に当らない場合が発生し、確実な
位置決めが出来ないという事態を生じるからである。

また、このセンタリング爪１２は被加工物２に接触する
ことから、センタリング爪１２の材質に樹脂を使い被加
工物２にダメージを与えない様にしている。更に、把持
腕９の基端部には、弾性体１３が取付けられていて枢着
部８を支点としてセンタリング爪１２の各先端部を拡開
する方向に弾性付勢している。この構成により、本発明
装置１の位置決め動作の開始時に、把持腕９、位置決め
ローラー１１、及びセンタリング爪１２が加圧盤３や被
加工物２に当らない。また、弾性体１３の弾性力はシリ
ンダー５の押付は圧力より弱いものとする。なお、実施
例では弾性体１３に引張コイルバネを図示しているが、
該弾性体１３はコルバネに限るものではない。

次に本発明装置１の使用動作について説明する。

まず、従来と同じく第７図の搬送ベルト１９、センタリ
ング機構２０、ハンドラー機構４を使って、被加工物２
を加圧盤３に貼付ける直前まて搬送する。第１図（ａ）
　、　（ｂ）は上記直前にまで被加工物２が搬送された
状態であり、ここで、ハンドラー機構４に吸着されてい
た被加工物２がその吸着を解除され、被加工物２が自由
に動ける状態となる。

このとき本発明装置１は加圧盤３から離れた。

いわゆる退避状態にある。

そして、次にシリンダーロッド６が延び、第２図（ａ）
　、　（ｂ）に示すように位置決めローラー１０が加圧
盤３の外周面に当接する。

さらにシリンダーロッド６が延びると、枢着部８を支点
とし・て、位置決めローラー１０が加圧盤３に押しつけ
られる圧力によって、位置決めローラー１１が左右同時
に閉まってきて、最終的に第３図（ａ）　、　（ｂ）に
示すように、位置決めローラー１１も、加圧盤３の外周
面に当接する。そしてこの状態となったとき加圧盤３が
ストッパーとなって、これ以上シリンダーロット６は延
びることが出来ない。

この状態になった時に、加圧盤中心１４を中心とした被
加工物２の弧より若干大きいセンタリング爪１２の円弧
状把持面１２ａで、被加工物２の位置決めが同時に行わ
れる。

位置決めが行われた後、被加工物２は再度パンドラ−機
構４に吸着され加圧盤３に貼付けられる。また、本発明
装置１は、シリンダーロッド６が縮むと、把持腕９の基
端部に付いている弾性体１３の収縮でセンタリング爪１
２が開いて第１図（ａ）　、　（ｂ）の状態に戻る。

以上の説明は、加圧盤３の中心と被加工物２の中心を同
じ位置にする位置決めであるが、センタリング爪１２を
変えることで強制的に加圧盤３と被加工物２の相対位置
を任意に設定することも出来る。第４図は、その実施例
を示す平面図である。

通常被加工物２であるウェーハにはＯＦ（オリエンタル
フラット）１６があるが、被加工物中心１５を通る中心
線１７の０Ｆ１６側とその反対側の面積を比較した場合
、０Ｆ１６側の面積が０Ｆ１６の切欠分だけ少ない。よ
って被加工物中心１５と加圧盤中心１４を同じ位置に位
置決めして荷重を加えると、被加工物２のＯＦ側にかか
る単位面積当りの荷重が、反対側にかかる単位面積出り
の荷重より大きくなり、被加工物２への荷重が不均一に
なり、これでは高精度な研磨は出来ない。

そこで、被加工物２の中心線１７に対して０ＦＩＧ側の
面積と反対側の面積が同じになる位置に被加工物中心１
５を０Ｆ１６方向にずらし、このずらした位置における
被加工物中心１５を中心とした弧にセンタリング爪１２
の円弧状把持面１２ａの弧を加工する。このように、加
工した爪を交換使用するだけで、加圧盤３と被加工物２
の相対位置が被加工物２に均一荷重される位置に変わり
、高精度な研磨が出来る。つまり被加工物２であるウェ
ーハの直径や０Ｆ１６の長さ、方向は品種によってさま
ざまであるが、センタリング爪１２を交換するだけで高
精度な研磨が可能となる。

なお、上記実施例は、直進式シリンダー１本を駆動機器
としてセンタリング爪１２、換言すれば把持腕９の開閉
を行っているが、回転式シリンダー（ロータリーアクチ
ュエータ）を駆動機器としてロックピニオンによりセン
タリング爪１２を開閉させる方法としててもよい。また
、センタリング爪１２の左右を別々の駆動機器（直進式
シリンダー又は回転式シリンダー）で個々に開閉させて
もよい。

（発明の効果） 本発明は、以上説明したように、被加工物を加圧盤に貼
付ける直前に位置決め装置を用いて位置決めするので、
位置決め精度は位置決め装置のみで決定される。

さらに、位置決め装置の位置決め基準を被加工物を貼付
ける加圧盤の外周面にしているので、受渡し精度の安定
化が図れ、精度が向上する。第５図は、本発明装置での
加圧盤と被加工物のずれ量を測定した一例を示した表で
あり、この表からずれ量は１時間が経っても初期値のま
まであり、本発明の位置決め装置を使うことで、ずれ量
が従来の１１５となっているのが分る。従って本発明装
置を用いると、メンテナンスフリーで安定した受渡し精
度が得られ、保守、管理も行う必要がなく、センタリン
グ爪を交換するだけで、加圧盤と被加工物の相対位置を
任意に且つ単時間に設定することか可能となる等の効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例を示す位置決め装置の平
面図、（ｂ）は同正面図で、第２図（ａ）は位置決め装
置の動作途中を示した平面図、（ｂ）は同正面図、第３
図（ａ）は位置決め装置の位置決め動作完了状態を示し
た平面図、（ｂ）は同正面図、第４図は被加工物を強制
的にずらした場合の実施例を示す平面図、第５図は本発
明装置によるズレ量の経時的変化を示すグラフ、第６図
は従来装置によるズレ量の経時的変化を示すグラフ、第
７図は従来の受渡し手順を示す斜視図、第８図は同受渡
し直前の正面図である。 １・・・本発明装置　　　　２・・・被加工物３・・・
加圧盤　　　　　　７・・・ブランケット９・・・把持
腕 １０．１１・・・位置決めローラー １２ａ・・・円弧状把持面　１３・・・弾性体第２図 （ａ） （ｂ） 第３図 （ａ） （ｂ） 第４図 第５図 ｍ−時閉 第６図 一−−シ　時ｎ 第７図 第８図 手続補正書印発） 平成元年３月２０日 特許庁長官　　吉　１）文　毅　殿 １　事件の表示 昭和６３年　特　願第２１６１号 ２　発明の名称 薄円板状被加工物の加圧盤に対する位置決め装置 ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 代表者　小　島　　浩 ４代理人〒１６４電話（０３）　３７３−９５１０住所
　東京都中野区本町２丁目９番１０号６　補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 （２）明細書第４頁第１７行の「ブランケット」を「ブ
ランケット」と訂正する。 （３）明細書第８頁第１１行の「コルバネ」を「コイル
バネＪと訂正する。 （４）明細書第１Ｏ頁第１３行〜同第１４行の「オリエ
ンタルフラットＪをｒオリエンテーションフラット」と
訂正する。 （５）明細書第１１頁第１９行の「ロックピニオン」を
「ラックピニオン」と訂正する。 ２、特許請求の範囲 加圧盤に対し進退移動するブランケットに、被加工物把
持用の円弧状把持面を有する一対の把持腕を回動可能に
取付け、前記一対の把持腕の隣接する再基端部間に、両
把持腕の各先端部を拡開方向に付勢する弾性体を張設し
、更に前記各基端部と各先端部に、前記ブランケットの
突出時に前記加圧盤の外周面に当接する位置決めローラ
ーを設けたことを特徴とする薄円板状被加工物の加圧盤
に対する位置決め装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　加圧盤に対し進退移動するブランケットに、被加工物
   把持用の円弧状把持面を有する一対の把持腕を回動可能
   に取付け、前記一対の把持腕の隣接する再基端部間に、
   両把持腕の各先端部を拡開方向に付勢する弾性体を張設
   し、更に前記各基端部と各先端部に、前記ブランケット
   の突出時に前記加圧盤の外周面に当接する位置決めロー
   ラーを設けたことを特徴とする薄円板状被加工物の加圧
   盤に対する位置決め装置。