JPH0653195A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 エアースピンドルの先端に取り付けた回転砥
石で半導体ウェーハ等を研磨する研磨装置において、ス
ピンドルの下降し過ぎによる噛り現象や衝突事故による
損傷を最小限に抑えられるようにする。 【構成】 先端に回転砥石２を取り付けるスピンドル１
と、このスピンドルを保持するスピンドルハウジング５
に電極を配設して電気回路を形成し、この電気回路に電
流検出手段１４及び制御手段１５を設ける。スピンドル
とスピンドルハウジングとが接触した時に流れる電流を
電流検出手段で検出し、この検出に基づいて制御手段を
働かせてスピンドルの動きを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウェーハ等を研
磨する研磨装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体ウェーハ等は先端に回転
砥石等の研磨部材を取り付けた研磨装置によって所定の
厚さに研磨加工される。このような研磨装置は、例えば
図２に示すようにエアースピンドル１の先端に砥石２を
取り付けて回転させ、この回転砥石２を保持テーブル３
上に固定した半導体ウェーハ４等の被加工物に適圧で接
触させることによりその表面を研磨するようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記研磨装置は、スピ
ンドル１を保持するスピンドルハウジング５が保持テー
ブル３に対して相対的に進退（上下動）し、これは移動
手段によって自動制御されるようになっているが、条件
や設定等はオペレーターにより操作されるため、時には
操作ミスによってスピンドルハウジング５が下降し過ぎ
ると図２に二点鎖線で示すようにスピンドル１のスラス
トプレート１ａとスピンドルハウジング５のエアースラ
スト軸受部５ａとが接触し、所謂噛り現象が生じる。こ
の状態のままスピンドル１の回転を続けたり、又はスピ
ンドルハウジング５の下降を続けると、スラストプレー
ト１ａやエアースラスト軸受部５ａの損傷に留まらず、
スピンドル１と保持テーブル３とが衝突して機械本体を
大きく損傷し精密研磨装置としての機能を失うことにな
る。

【０００４】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされ、オペレーターの操作ミスがあったとし
ても、前記のような噛り現象又は衝突事故による損傷を
最小限に抑えられるようにした、研磨装置を提供するこ
とを課題としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を技術的に解決
するための手段として、本発明は、先端に研磨部材を取
り付けるスピンドルと、このスピンドルをエアーを介し
て保持するスピンドルハウジングに電極を配設して電気
回路を形成し、この電気回路に電流検出手段及び制御手
段を設け、電流検出手段による電流の検出に基づいて前
記制御手段を制御することを要旨とするものである。

【０００６】

【作 用】正常研磨時には、スピンドルとスピンドルハ
ウジングとはエアーによって非接触で電気的に絶縁され
ているため電気回路には電流が流れないが、噛り等の異
常時にはスピンドルとスピンドルハウジングとが接触し
て電気的に導通するため電気回路に電流が流れ、この電
流を電流検出手段が瞬間的に検出して制御手段を働か
せ、噛りや衝突による損傷を最小限に抑えることができ
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳説する（但し、従来例と同一部材は同一符号を付け
る）。図１において、１はスピンドルであり、スピンド
ルハウジング５に保持され、先端（下端）部には研磨ホ
イール６を介して回転砥石２が取り付けられている。

【０００８】７はスピンドル１の駆動用モーターであ
り、前記スピンドルハウジング５内の上端部に配設され
ている。

【０００９】８は基台９の側部に設けられた移動手段で
あり、送りモーター８ａと、この送りモーターにより軸
回転するボールスクリュー８ｂと、ガイドレール８ｃと
を備え、前記スピンドルハウジング５の胴部中央に取り
付けられたボールナット５ｂがボールスクリュー８ｂに
螺合すると共に、スピンドルハウジング５の胴部の上下
部に取り付けた摺動片５ｃが前記ガイドレール８ｃに摺
動自在に係合しており、前記ボールスクリュー８ｂの正
逆回転によりスピンドルハウジング５を上下方向に自在
に移動できるようにしてある。

【００１０】前記スピンドルハウジング５の上部には、
第１の電極１０と第２の電極１１が設けられ、第１の電
極は絶縁材１２を介して取り付けられると共に、前記ス
ピンドル１の上端部に電気的に接続されている。

【００１１】１３は電源であり、前記第１の電極１０に
接続すると共に電流検出手段１４に接続し、この電流検
出手段１４は前記第２の電極１１に接続し、更に制御手
段１５にも接続することにより電気回路を形成してあ
る。但し、この電気回路はスピンドル１とスピンドルハ
ウジング５との非接触時には電流が流れず、両者が接触
した時のみ電流が流れるようになっている。

【００１２】前記制御手段１５は、スピンドル１の駆動
用モーター７又はスピンドルハウジング５の送りモータ
ー８ａにそれぞれ接続して指令信号（制御信号）を発す
るようにしてある。

【００１３】尚、３は保持テーブルであり、その上に半
導体ウェーハ４等の被加工物を載置固定してある。

【００１４】この発明に係る研磨装置は上記のように構
成され、研磨時には移動手段８の送りモーター８ａによ
りスピンドルハウジング５を下降させて回転砥石２を半
導体ウェーハ４に適圧で押し付けて表面を研磨する。こ
の時、スピンドル１はスピンドルハウジング５に接触せ
ず、エアーにより電気的に絶縁されているので前記電気
回路に電流は流れない。従って、電流検出手段１４によ
って電流は検出されず、制御手段１５は働かない。

【００１５】スピンドルハウジング５が下降し過ぎた時
には、スピンドル１の先端の回転砥石２が半導体ウェー
ハ４に強く接触し、その反動によってスピンドル１が押
し上げられ、スピンドル１のスラストプレート１ａとス
ピンドルハウジング５のエアースラスト軸受部５ａとが
接触して噛り現象が発生する。この時、スピンドル１と
スピンドルハウジング５とは電気的に導通して前記電気
回路に電流が流れ、その電流を電流検出手段１４が瞬間
的に検出して制御手段１５を作動させる。

【００１６】この制御手段１５が作動すると指令信号が
発せられ、例えば前記スピンドル駆動用モーター７の回
転を停止させ、或は前記移動手段８の送りモーター８ａ
を逆回転させる等の制御がなされる。従って、スラスト
プレート１ａとエアースラスト軸受部５ａの噛りによる
損傷や、スピンドル１と保持テーブル３の衝突による機
械本体の損傷等を最小限に抑えることができる。

【００１７】又、制御後にはスラストプレート１ａとエ
アースラスト軸受部５ａとの接触が離れ、スピンドル１
とスピンドルハウジング５とは電気的に非導通となって
前記電気回路に電流が流れなくなり、制御手段１５から
の指令信号が解除されてスピンドル１は再び回転し、或
は送りモーター８ａの逆回転が停止させられて正常状態
に復帰するようにしてある。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、エアー
スピンドル方式の研磨装置において、そのスピンドルと
スピンドルハウジングとを含む電気回路を形成し、その
電気回路に電流検出手段と制御手段を設けたので、正常
研磨時にはスピンドルとスピンドルハウジングとは接触
せずに非導通状態であるため電気回路に電流が流れず、
噛り現象等の異常時にはスピンドルとスピンドルハウジ
ングとが接触して導通状態になるため電気回路に電流が
流れ、この電流を電流検出手段で検出しこの検出に基づ
いて制御手段を制御するように構成したので、例えオペ
レーターの操作ミスがあったとしても、噛り現象による
スラストプレートとエアースラスト軸受部の損傷や、ス
ピンドルと保持テーブルとの衝突による機械本体の損傷
等を最小限に抑える効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示す主要部の概略断面図で
ある。

【図２】 従来の噛り現象を説明するための主要部の概
略断面図である。

【符号の説明】

１…スピンドル ２…回転砥石 ３…保持テーブル
４…半導体ウェーハ ５…スピンドルハウジング
５ａ…スラスト軸受部 ５ｂ…ボールナット
５ｃ…摺動片 ６…研磨ホイール ７…駆動用モー
ター ８…移動手段 ８ａ…送りモーター ８ｂ
…ボールナット ８ｃ…ガイドレール ９…基台 １０…第１の電極 １１…第２の電極
１２…絶縁材 １３…電源 １４…電流検出手段 １５…制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に回転砥石等の研磨部材を取り付け
   るスピンドルと、このスピンドルをエアーを介して保持
   するスピンドルハウジングに電極を配設して電気回路を
   形成し、この電気回路に電流検出手段及び制御手段を設
   け、電流検出手段による電流の検出に基づいて前記制御
   手段を制御することを特徴とする研磨装置。