JPH074747B2 - 硬脆材の外周面研削方法およびその装置 - Google Patents

硬脆材の外周面研削方法およびその装置

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JPH074747B2
JPH074747B2 JP61056892A JP5689286A JPH074747B2 JP H074747 B2 JPH074747 B2 JP H074747B2 JP 61056892 A JP61056892 A JP 61056892A JP 5689286 A JP5689286 A JP 5689286A JP H074747 B2 JPH074747 B2 JP H074747B2
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばICチップに用いられるシリコンウエハ
等の硬脆材の外周面を研削する方法およびその装置に関
する。
〔従来の技術〕
ICチップ用ウエハは、外周縁部が欠けるのを防止するた
め、またその表面仕上げ時に、定盤とウエハ表面の間に
砥剤(ラップ剤)が浸入しやすくするため、外周縁部に
面取りが施される。ウエハ等の硬脆材の外周面を研削し
て面取りする装置として、実開昭60−149749号公報に記
載されたものが知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の外周面研削装置は、1つの砥石によりウエハの外
周面を研削する構成になっており、一定時間内に研削工
程を終えるためには、ある程度粗度の粗い砥石により研
削しなければならず、このため、ウエハ外周面の仕上げ
粗度には一定の限界があるという問題が生じる。
本発明は研削時間を短縮するとともに加工面粗度を向上
させることを目的としてなされたものである。
〔問題点を解決するための手段〕
第1の発明は硬脆材の外周面研削方法に係り、薄板状の
硬脆材から成るワークを低速回転させておき、高速回転
する荒砥石を、外方から前記ワークに接近させワーク外
周面に当接させて荒研削するとともにワーク外周面の上
縁と下縁の面取りを行い、この荒研削が終了したワーク
外周面に、高速回転する仕上砥石を、外方から前記ワー
クに接近させ荒研削されたワーク外周面に当接させて、
面取り部を含む前記外周面を仕上研削することを特徴と
している。
第2の発明は上記外周面研削方法の実施に直接使用され
る装置に係り、薄板状の硬脆材から成るワークを回転自
在に支持する手段と、前記ワークに対して接離自在に設
けられ、高速回転しつつ外方から前記ワークに接近し、
このワークの外周面を荒研削するとともにワーク外周面
の上縁と下縁の面取りを行う荒砥石と、前記ワークに対
して接離自在に設けられ、高速回転しつつ外方からワー
クに接近し、このワークの面取り部を含む外周面を仕上
研削する仕上砥石とを備え、前記ワークは回転変位しつ
つ外周面を研削されるとともに面取りされ、上記仕上砥
石は荒砥石が研削した面取り部を含むワーク外周面を仕
上研削することを特徴としている。
〔実施例〕
以下図示実施例により本発明を説明する。
第2図は本発明装置の一実施例を示す。例えば円板状を
有するシリコンウエハ等のワークWは、上チャック101
と下チャック102により挾まれ、同軸的に設けられたモ
デルMとともに軸心周りに低速で回転駆動される。ワー
クWと同一高さ位置には荒砥石201と仕上砥石301が配設
され、またモデルMと同一高さ位置にはそれぞれスタイ
ラスローラ202,302が配設される。これらのスライラス
ローラ202,302は、それぞれ荒砥石201、仕上砥石301と
同軸的に設けられる。荒砥石201は高速回転しつつワー
クWの外周面に係合し、一方スタイラスローラ202は常
時モデルMに係合するようになっている。したがって荒
砥石201はモデルMの形状に沿ってワークWを荒研削す
る。仕上砥石301は荒研削されたワークWの外周面をモ
デルMの形状に沿って仕上研削する。
ワーク支持機構100は、基台90上に設けられた下軸部110
と、図示しない連結部材を介して固定枠91上に取付けら
れた上軸部120とから成る。下軸部110は基台90に固定さ
れたシリンダ装置111を有し、このシリンダ装置111のピ
ストンロッド112に連結された下軸113は、固定枠91に設
けられた軸受部材92を貫通して固定枠91の上方へ突出す
る。下軸113の上端部には、下チャック102が下軸113に
対して軸心周りに相対回転可能に連結される。しかして
下チャック102は昇降自在であり、かつ軸心周りに回転
変位可能である。一方、上軸部120はハウジング121内に
モータ122を有する。このモータ122の駆動軸123は下方
に延びてハウジング121から突出し、その突出端にモデ
ルMが固定され、モデルMの下面に上チャック101が設
けられる。しかしてモデルMと上チャック101は、モー
タ122により低速で回転駆動される。
ワークWが供給される前、下チャック102は下降位置に
あり、図示しない供給機構によりワークWが下チャック
102上に供給されると、ワークWは下チャック102の上面
に発生している負圧により吸着されて位置決めされる。
そして下チャック102は上昇し、上チャック101とともに
ワークWを挾持する。その後モータ122が始動して、ワ
ークWを回転させる。
荒砥石201を有する倣い機構200と仕上砥石301を有する
倣い機構300とは同一の構成を有するので、ここでは後
者の倣い機構300について説明する。
砥石軸台310は、固定枠91に設けられた一対のブラケッ
ト311上のレール312に載置され、ワーク支持機構100に
対して進退動自在である。砥石軸台310は、固定枠91に
固定された送りシリンダ装置320により往復駆動され
る。送りシリンダ装置320のピストンロッド321の先端に
は筒状部材322が摺動自在に嵌合され、この筒状部材322
は砥石軸台310の下面に固定された連結部材313に連結さ
れる。筒状部材322は長穴323を形成され、この長穴323
にはピストンロッド321に立設されたピン324が係合す
る。
非作動時、ピストンロッド321は後退して砥石軸台310を
後方に位置させている。ここで送りシリンダ装置320の
ピストンの後側の室(図示せず)に、図示しない圧力源
から高圧空気が導入され、ピストンロッド321は前進し
始める。この前進開始時、砥石軸台310はまだ停止して
いるが、ピン324が長穴323の前端に係合すると、その後
ピストンロッド321はピン324を介して砥石軸台310を前
進させる。仕上砥石301がワークWに当接した後、ピス
トンロッド321は長穴323の長さの約半分だけ前進し、ピ
ン324が長穴323の略中央にきた点で停止する。この状態
でワークWの研削が行なわれる。研削が終了すると、送
りシリンダ装置320のピストンの前側の室(図示せず)
に高圧空気が導入され、ピストンロッド321は後退し始
める。まずピン324が長穴323の後端に係合し、その後ピ
ストンロッド321はピン324を介して砥石軸台310を後退
させる。なお送りシリンダ装置320は、仕上砥石301がワ
ークWから一定値以上離れている時砥石軸台310を早送
りし、仕上砥石301がワークWに近接している時砥石軸
台310を遅送りするようになっている。
押圧バランスシリンダ装置325は、ブラケット326により
固定枠91に取付けられ、そのピストンロッド327は常時
一定圧で砥石軸台310の後面を押圧する。したがってワ
ークWは仕上砥石301に一定の圧力で摺接して研削され
る。
砥石支持枠330は砥石軸台310の前面に上下動自在に取付
けられる。砥石軸台310の上面にブラケット331を介して
固定されたモータ332の駆動ねじ軸333は、砥石支持枠33
0内に設けられた図示しないねじ孔に螺合し、回転する
ことにより砥石支持枠330を上下動させることができ
る。砥石支持枠330は、上下方向に延びる回転軸334を有
する。回転軸334は砥石支持枠330の下方に突出し、その
突出端部には仕上砥石301が固定され、この仕上砥石301
の上方にはスタイラスローラ302が同軸的に設けられ
る。また回転軸334の砥石支持枠330から上方へ突出する
部分には、プーリ335が固定される。このプーリ335は、
砥石軸台310に取付けられたモータ336の駆動軸のプーリ
337に、ベルト338を介して連結される。したがってモー
タ336を回転させると、プーリ337、ベルト338、および
プーリ335を介して回転軸334が高速回転し、仕上砥石30
1が回転駆動される。
第3図は、荒砥石201および仕上砥石301の構成を示す。
この図に示された荒砥石201および仕上砥石301の各外周
面201a,301aは、研削後のワークWの外周面と同じ形
状、すなわち底部が断面半円状の環状溝を有する。した
がって、このような砥石201,301によりワークWを研削
する場合、砥石支持枠230,330は昇降させない。
第4図は、荒砥石201および仕上砥石301の他の構成を示
す。この例においては、ワークWは上方縁部W1と下方縁
部W2に面取りされるようになっている。荒砥石201に
は、ワークWの円柱状外周面W3を研削するための円柱部
201bと、上方縁部W1を研削するための上方円錐部201c
と、下方縁部W2を研削するための下方円錐部201bとが形
成され、円柱部201dの幅はワークWの厚さよりも厚く成
形されている。同様に、仕上砥石301はワークWよりも
厚い円柱部301bと、上方円錐部301cと、下方円錐部301d
とを有する。しかしてワークWは、まず外周面W3を研削
され、次いで上方縁部W1および下方縁部W2を研削され
る。上方縁部W1は外周面W3の研削時よりも砥石201,301
を下方へ移動させて研削され、下方縁部W2は外周面W3
研削時よりも砥石201,301を上方へ移動させて研削され
る。このように第4図の例では、砥石支持枠230,330は
昇降する。
第1図(a)〜(e)は、第3図に示す砥石201,301を
用いた本発明方法の一実施例によるワークWの研削工程
を示す。ワークWの回転角度位置を理解しやすくするた
め、ワークWの外周部を円周方向に4等分し、各点に
〜の符号を時計周りに付している。
第1図(a)はワークWの研削前の状態を示し、砥石20
1,301は高速回転を開始している。ここで荒砥石201は第
1図(b)に示すように矢印A方向に前進し、ワークW
に係合して荒研削を開始する。これと同時にワークWは
反時計周りに低速で回転し始める。しかしてワークWの
外周部、、が荒研削される。荒砥石201が外周部
の荒研削を開始する時、すなわちワークWが半回転し
て外周部が仕上砥石301側に到達した時、第1図
(c)に示すように仕上砥石301が矢印B方向に前進し
てワークWに係合し、仕上研削を開始する。すなわち既
に荒研削されている外周部が仕上研削される。この後
ワークWが1回転する間、第1図(d)に示すように、
仕上砥石301は外周部〜を順次仕上研削する。この
時、荒砥石201は前進位置にあるが、荒砥石201が近接す
るワークWの外周面は既に研削されており、またスタイ
ラスローラ202がモデルMに接合するので、荒砥石201と
ワークWは接触しない。ワークWは、仕上研削が開始さ
れてからその外周部が再び仕上砥石301を少し過ぎる
まで、すなわち、1回転より若干多めに回転する。これ
はワークWの全周にわたり確実に仕上研削するためであ
る。しかしてワークWが約1.5回転して研削工程が終了
すると、第1図(e)に示すように、荒砥石201は矢印
C方向に、また仕上砥石301は矢印D方向にそれぞれ後
退する。その後、ワークWは約半回転して元の回転角度
位置に戻る。
以上のように本実施例によれば、荒研削と同時に仕上研
削を行なうことができるので加工時間を短縮させること
ができる。又本実施例はワークWを約2回転させるだけ
で研削を行なうことができ、上縁部と下縁部を別々に面
取りしていた従来例と比較し、加工時間を大巾に短縮さ
せることができる。さらに本実施例は、荒砥石と仕上砥
石に別けて研削するように構成したものであるから。仕
上砥石として粒度♯1000以上の砥石を用いることが可能
となり、ワークWの仕上面粗度を格段と向上させること
ができる。このように砥石を2種類用いる場合、摩耗状
態に応じて砥石を交換すればよく、その管理が容易であ
る。また、第3図の砥石201,301のように、ワークWの
外周面の最終形状に対応した断面形状を有する砥石を用
いると、ワークWの外周面形状を高精度に定めることが
できる。
なお、第4図に示す砥石により研削する場合、第1図
(a)〜(e)に示す工程に従ってまず外周面W3を研削
し、次いで同様に上方縁部W1を研削し、最後に下方縁部
W2を研削する。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、薄板状の硬脆材から成る
ワークの外周面の研削工程において、同時にワーク外周
の上縁と下縁の面取りも行い、その面取り部を含む外周
面の仕上げ粗度を大幅に細かくするとともに研削時間を
短縮することが可能になるという効果が得られる。また
本発明は、例えば荒砥石と仕上砥石の一方について交換
を要する場合には、その砥石のみを交換すればよいた
め、砥石の使用効率が高い。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)は本発明方法の一実施例に係るワ
ーク研削工程を示す平面図であり、第1図(a)は研削
開始前の工程、第1図(b)は荒研削のみを行う工程、
第1図(c)は荒研削と仕上研削を同時に行う工程、第
1図(d)は仕上研削のみを行う工程、第1図(e)は
研削終了工程をそれぞれ示し、 第2図は本発明装置の一実施例を示す側面図、 第3図は荒砥石と仕上砥石の一実施例を示す側面図、 第4図は荒砥石と仕上砥石の他の実施例を示す側面図で
ある。 201…荒研削、301…仕上砥石、W…ワーク。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】薄板状の硬脆材から成るワークを低速回転
    させておき、高速回転する荒砥石を、外方から前記ワー
    クに接近させワーク外周面に当接させて荒研削するとと
    もにワーク外周面の上縁と下縁の面取りを行い、この荒
    研削が終了したワーク外周面に、高速回転する仕上砥石
    を、外方から前記ワークに接近させ荒研削されたワーク
    外周面に当接させて、面取り部を含む前記外周面を仕上
    研削することを特徴とする硬脆材の外周面研削方法。
  2. 【請求項2】薄板状の硬脆材から成るワークを回転自在
    に支持する手段と、前記ワークに対して接離自在に設け
    られ、高速回転しつつ外方から前記ワークに接近し、こ
    のワークの外周面を荒研削するとともにワーク外周面の
    上縁と下縁の面取りを行う荒砥石と、前記ワークに対し
    て接離自在に設けられ、高速回転しつつ外方からワーク
    に接近し、このワークの面取り部を含む外周面を仕上研
    削する仕上砥石とを備え、前記ワークは回転変位しつつ
    外周面を研削されるとともに面取りされ、上記仕上砥石
    は荒砥石が研削した面取り部を含むワーク外周面を仕上
    研削することを特徴とする硬脆材の外周面研削装置。
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JP3010572B2 (ja) * 1994-09-29 2000-02-21 株式会社東京精密 ウェーハエッジの加工装置
JP6100541B2 (ja) * 2013-01-30 2017-03-22 株式会社荏原製作所 研磨方法
JP2014226767A (ja) * 2013-05-27 2014-12-08 株式会社東京精密 ウェーハ面取り装置及びウェーハ面取り方法

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