JPS5936367Y2 - 両面研摩装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は薄片の研摩、特に半導体ウェハの研摩に好適す
る両面研摩装置に関する。

第１図に半導体ウェハ（以下ウェハと称す）の−例を示
す。

このウェハＷは円板状に形成され、かつ厚み方向のほぼ
中央部直径が最大直径になる面取りが施こされている。

このようなウェハＷの研摩に用いられている従来の研摩
装置の一例を第２図により述べると、太陽歯車１、この
太陽歯車１と同軸かつその外周側に配置された内歯歯車
２、上記ウェハＷを保持する保持孔３を有し上記太陽歯
車１と上記内歯歯車２との間に上記各歯車と噛合して配
置され上記太陽歯車１のまわりを自転しながら公転する
キャリヤ４およびこのキャリヤ４を介して対面する上下
一対の回転定盤５，６を有する。

研摩加工は、キャリヤ４の保持孔３に保持されたウェハ
Ｗの両面に上記一対の回転定盤５．６をスラリ７を介し
て押圧した状態でキャリヤ４が自転、公転によりその保
持孔３に保持されたウェハＷを押圧してこれをトロコイ
ド運動させて行う。

しかるに、この研摩装置にはウェハＷがキャリヤ４の保
持孔３から抜は出る欠点がある。

すなわち、キャリヤ４の保持孔３の壁面は第３図に拡大
して示すようにキャリヤ４の厚み方向に真直ぐに形成さ
れているため、研摩加工中保持孔３の真直ぐな壁面がウ
ェハＷの最大径部を押圧することとこの押圧部にスラリ
か介在することなどにより滑りを生じウェハＷがキャリ
ヤ４から浮き上がる。

この浮き上がりとキャリヤ４がウェハＷよりも薄く形成
されていることなどが重なって抜は出ると考えられる。

本考案は上述の事情に基づいてなされたもので、キャリ
ヤの保持孔を中太に形成して薄片がキャリヤの保持孔か
ら抜は出ないようにしたものである。

以下、図面を参照し本考案をウェハ研摩の実施例に基づ
いて説明する。

かかる研摩装置は第４図に示すように駆動装置により回
転される太陽歯車１１を備え、この太陽歯車１１の外周
側にはこの太陽歯車１１との間にキャノヤ１２を噛合す
るため太陽歯車１１と同じ歯形に形成された内歯歯車１
３が同軸に設けられる。

この内歯歯車１３は図示せぬ駆動装置により太陽歯車１
１と同方向に異なる回転速度で回転し太陽歯車１１に対
して相対的に回転している。

上記キャリヤ１２は第５図に示すようにウェハよりも厚
みが薄い円板状に形成され、その円周部には歯形が形成
されていて上記太陽歯車１１と上記内歯歯車１３との間
にこれら各歯車１１，１３と噛合して配置され上記各歯
車１１．１３の相対回転にともない上記太陽歯車１１の
まわりを自転しながら公転する。

このキャリヤ１２には偏心させた位置に円形のウェハ保
持孔１４が形成されている。

この保持孔１４はキャリヤ１２の厚み方向はは゛中央部
直径が最大直径である中太に形成されたもので、その表
面部の最小直径はウェハＷの最大直径より大きく、第６
図にはテーパ形状の組合せ、第７図は円弧状、第８図に
はキャリヤ１２の厚み方向中央部が円弧状でその両側を
テーパ形状にした代表例の保持孔１４が示されている。

上記キャリヤ１２の下部には（第４図）太陽歯車１１と
内歯歯車１３とに噛合してキャリヤ１２を載置できるよ
うに下部回転定盤１５が設けられている。

この下部回転定盤１５は円板状の基板１６の上面に人造
皮革などで作られたポリシャ１７を取付けたもので図示
せぬ駆動装置により回転する。

この下部回転定盤１５とキャリヤ１２を介し対面する位
置には図示せぬ昇降機構により昇降自在に上部回転定盤
１８が設けられている。

この上部回転定盤１８は円板状の基板１９の下面、つま
り下部回転定盤１５と対面する面に同様のポリシャ２０
を取付けたもので、図示せぬ駆動装置により下部回転定
盤１５とは逆方向に回転する。

この上部回転定盤１８には上部回転定盤１８と下部回転
定盤１５との間にスラリを供給するための複数個のスラ
リ供給孔２１が基板１９とポリシャ２０とを貫通して形
ｆ；７．され、さらに基板１９上には、このスラリ供給
孔２１を通るスラリを一時的に貯蔵するための環状のス
ラリ溜２２が設けられている。

なお、このスラリ溜２２には図示せぬスラリ供給装置か
らスラリ供給パイプ２３を介してスラリを供給すること
ができるようになっている。

そして上部回転定盤１８の降下によって両ポリシャ１７
．２０がスラリを介してウェハＷの両面を押圧している
状態において、キャリヤ１２が太陽歯車１１のまわりを
自転しながら公転してその保持孔１４に保持した上記ウ
ェハＷを押圧しながら強制的にトロコイド運動させるこ
とができるようになっている。

この研摩装置を用いて研摩加工を行うには、昇降機構に
より上部回転定盤１８を上昇させておいて第９図に示す
ように複数個のキャリヤ１２をほぼ等間隔に太陽歯車１
１と内歯歯車１３とに噛合させて下部回転定盤１５上に
配置する。

そして各キャリヤ１２の保持孔１４にウェハＷを嵌めた
のち、上部回転定盤１８を降下し、かつスラリを上部回
転定盤１８と下部回転定盤１５との間に供給するととも
に各定盤１５．１８、太陽歯車１１および内歯歯車１３
に回転を与えて研摩加工を行い、所定時間の経過後、上
部回転定盤１８を上昇させて研摩を終了したウェハＷを
取出す。

研摩装置をこのように形成すると、第１０図に示すよう
にキャリヤ１２が矢印２４方向にウェハＷを押すことに
起因して、実線で示すようにウェハＷがキャリヤ１２の
保持孔１４から抜は出ようとしても、保持孔１４が中太
形状に形成されているため、そのときには保持孔１４の
側壁に沿う分力Ｆが発生して一点鎖線で示す元の位置に
ウェハＷを押し戻す。

つまり、ウェハＷは常にキャリヤ１２の厚み方向の中央
部に位置しようとするから保持孔１４から抜は出ない。

その結果後は出たウェハ自体の割れ、それによる別のキ
ャリヤに保持されたウェハの割れ、および高価なポリシ
ャ１７．２０の損傷を防止できる。

また、従来の研摩装置における研摩圧力よりも研摩圧力
を高くしても抜は出ないから、研摩速度を上げて生産性
を向上することができる。

第１１図は第６図とは異なるキャリヤ１２を示し、複数
個の部材の積層により形成されたものであり、同図には
板厚が等しく、かつ同大のテーパ穴２５を貫通した２個
の部材１２ａ、１２ｂを上記テーパ穴２５の径大がわで
向き合わせて積層したものを示しである。

これらの各部材１２ａ、１２ｂの材質はたとえば金属と
合成樹脂の組合せとか異種合成樹脂の組合せなど任意に
選択できる。

このキャリヤ１２は各部材１２ ａ、 １２ ｂにテー
パ穴２５を形成したのち組合せて作ることができるので
キャリヤ１２の保持孔１４の形成が容易である。

本考案は以上詳述したようにキャリヤの保持孔を中太形
状に形成したから薄片の抜は出るのを防止することがで
き、その結果薄片が抜は出ることによって生じる薄片の
割れの防止、そのために生じる回転定盤の損傷という大
きな事故の発生を防止することができる。

また、従来より研摩圧力を上げることができるようにな
ったので、その結果、従来用いることができなかった範
囲がら研摩圧力を選定して品質の向上、生産性の向上な
どを計ることができる。

なお、本考案は上述の実施例に限定されるものではなく
、たとえば保持孔はキャリヤと同軸に形成されたもので
もよくまた回転定盤はラッピング加工用の定盤でもよく
、さらにまた被研摩部材はかならずしもウェハでなくて
もよいなど、要するに本考案の要旨を逸脱しない範囲に
おいて任意に変形できることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は被研摩部材の半導体ウェハの一部を切欠いて示
した側面図、第２図および゛第３図は従来の両面研摩装
置の図面で第２図はその要部を切欠いて示した断面図、
第３図はそのキャリヤを切欠いて拡大して示した断面図
、第４図ないし第１１図はそれぞれ本考案の両面研摩装
置の実施例図で第４図は両面研摩装置の断面図、第５図
はそのキャノヤの平面図、第６図ないし第８図はそれぞ
れ第５図のｖ−■線に沿って切断したキャリヤの断面図
、第９図は第４図の上部回転定盤１８を取除いて矢印Ｉ
Ｖ前方向見た平面図、第１０図は研摩加工中におけるキ
ャリヤと半導体ウェハとの接触部を拡大して示した切欠
図、第１１図はキャリヤの他の１例を示す断面図である
。 １１：太陽歯車、１２：キャリヤ、１３：内歯歯車、１
４：保持孔、１５：下部回転定盤、１８：上部回転定盤
、Ｗ：ウエハ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 太陽歯車、この太陽歯車と同軸かつその外周側に配置さ
   れた内歯歯車、薄片を保持する保持孔を有し上記太陽歯
   車と上記内歯歯車との間に上記各歯車と噛合して配置さ
   れ上記太陽歯車のまわりを自転しながら公転するキャリ
   ヤおよびこのキャリヤを介して対面する一対の回転定盤
   を有し、上記キャリヤの保持孔に保持された薄片の両面
   に上記一対の回転定盤をスラリを介して押圧し上記キャ
   ノヤに保持された薄片の両面を同時に研摩する両面研摩
   装置において、上記キャリヤの保持孔を中太に形成した
   ことを特徴とする両面研摩装置。