JPS6190867A - ウェーハの研磨方法 - 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） □　本発明は半導体ウェーハ、磁気バブルメモリー用Ｇ
ＧＧ　（ガリウム−ガドリニウム−ガーネット）ウェー
ハ、ガラスウェーハ、セラミックスウェーハ等のウェー
ハを研摩するウェーハ用ラップ機の自動ラップシステム
にＩ！Ｉする。

（従来の技術） 従来のウェーハ用ラップ機は上定盤、下定盤。

キレリア、前記三部材の回転駆動手段、土足り３の昇降
手段、上定盤の位同検出手段、逆圧手段、定寸装置、砥
粒スラリー供給手段及びシャワー手段を有するが、それ
ら各手段を作動させる工程操作、例えば砥粒スラリーの
供給操作、駆動手段の起動停止操作、上定盤の上界操作
、シャワー噴出操作などはスイッチ又はボリューム操作
を手動によるところが多く、とくにω１摩工程の開始以
後シャワー手段が終Ｊ”Ｊるまでの間でも数個のスイッ
チ又はポリコームを手動操作しなりればならない。

しかるに上記従来システムにおいては一人の作業者が扱
い得るラップ機には限度があり、それ以上扱い台数を増
ヤ）すごとは不可能であり、生産性に劣る不具合がある
とともに操作タイミングの早遅ににっ′ＣつＪ−ハを汚
ｊＯするなど品質低下の原因となるために作業に熟練を
必要としていた。

（発明の効果） 本発明は断る従来ラップ様の不具合を解消すべく、ラッ
プシスデムの全工程又は作業性に影響の少ない一部を除
く全工程を自動化して熟練を要せず、しかも作業者−人
の扱い台数を増やし生産性を高めるとともに品質の維持
を図り歩留りを改善し得るウェーハ用ラップ機を提供す
ることを目的とする。

（発明の蒜木的構成） 斯る本発明の自動ラップシステムは、１定５ａ。

下定盤、キャリア、前記三部材の回転駆動手段。

上定盤の界降手段、上定盤の位置検出手段、逆圧手段、
定寸装置、砥粒スラリー供給丁段及びシャワー手段を有
し、自動スイッチのＯＮに、Ｊコり以下の工程、すなわ
ち、 ■　スタート信号により上定盤が下降し、■　土足グに
の着地後に、 （（２）−１）砥粒スラリーが供給され、（（２）−２
）上下画定ａｌ！及びキＶＩＪアが低速回転で駆動され
、逆圧タイマーがＯＮし、■　上下両定盤及びキャリア
が徐々に高速回転に移行しながら逆圧タイマーがＯＦＦ
となり、■　定寸装置の定寸検知信号の出ノｊにより、
（（４）−１）前記駆動手段が停止し、（（４）−’２
　）　Ｉｉ［Ｊ粒スラリーの供給が停止し、（（４）−
３）上定盤が上昇を開始し、（（４）−４）下定盤及び
キャリアが低速回転し、（（４）−５）シャワー手段が
所定時間作動で−る。

■　前記下定盤及びギヤリアの回転が停止するとともに
シャワー手段が停止する、 工程を含む自動動作をすることを特徴とする。

上記工程は必須であるが、該工程間にさらに他の工程を
加えること、例えば、上定盤とその駆動手段とが接離Ｊ
゛る（ｊ１１成のラップ機にあっては、両者の回転伝達
部を自動的又は手動によって係１Ｂ２させる工程、或い
は前記工程■中に砥粒スラリーを増Ｍさせる工程を加え
るなどの変更は任意である。

又、上記上定盤を下降させる工程■は上定盤を着地まで
定速で下降させる動作、あるいは１定ΩＫを急下降さけ
その途中より緩下降させて着地さける動作の何れどする
ことも自由であるが、１！２石の方が作業性及び精麿に
優れ好ましい。

（実施例） 本発明の実施例を図面に説明ずれば、第１図は本発明で
使用するラップ機の全体正面図を示し、（Ａ）はラップ
機本体部、（Ｂ）は操作盤であり、この操作盤（Ｂ）に
本体部（Ａ）各部の動作タイミングを制御づ゛ろ制御部
（Ｂ１）を内蔵するとともにスフ−１へスイッチその他
の入力部材を備えた操作部（Ｂ２）を右づる（本体部各
部を起動、停止させる手動スイッチを設けてＪ５　＜こ
とは自由である）ａ ラップ機本体部（Δ）はその概略ｎ面図を第２図に示し
、図中（１）（２）は上下一対の環状ラップ定盤であっ
て、（１）が上定盤、（２）が下定盤であり、（３）は
上下両定盤間に配置される多数個のウェーハ（４）を保
持する複数個のキャリア、（５）はサンギア、（６）は
インターナルギア、（７）（８）＜９）（１０）は前記
１定”Ｗ　（１）、下足１（２＞、サンギア（５）、イ
ンターナルギア（６）を回転させるｒｌ動軸であり、駆
動源（図示せず）【こより夫々独立して回転され、前記
キレリア（３）はサンギア（５）及びインターナルギア
（６）により上下両定盤（１）（２）間で遊星運動する
。

又、（１１）はエアー回路（１２）を（イ１）え（第３
図）、下定盤（１）を胃降動さゼる工７−シリング、（
１３）は近接スイッチ等により上定盤（１）の下降位置
を検出する位置センサー、（１４）は前記エアー回路（
１２）に設けた逆圧タイマー、（１５）は定寸装；ごＩ
、（１６）は砥粒スラリーを供給づ−るポンプであって
、該ポンプより供給される砥粒スラリーは環状路（１７
）に入り、送入ホース（１９）を通って上下両定盤く１
）（２）間に流下する。さらに、（２０）は電磁バルブ
（２１）　、送水ホース（２２）を介してキャリア〈３
）方向に向り突出づ“るシャワー、（２３）は上定盤（
１）と駆動軸（７）とを半径方向に係脱させるフックで
あり、該フックの係合時に駆動ＩＮＩ　（７）の回転を
上定盤（１）に伝達せしめる。このフック（２３）の係
脱動作はマグネット等の作動によって自動的に行なう方
式、あるいは作業者の手動操作による方式の何れであっ
てもよい。

上記エアーシリンダ（１１）を駆動させるエアー回路（
１２）は第３図に示す如く、シリンダ（１１）の下降側
と上界側とに切換弁（ＳＶＩ）（ＳＶ２）を介して空気
分配器（２４）へ通じる送気路（２５）　　（２６）を
接続づ゛るとともに送気路（２５）には排気弁（ＳＶ４
）を接続し、送気路（２６）Ｉ、ニー　１．ＬｉＪｌ気
弁（Ｓ　Ｖ　３　）　ヲＩ！２Ｂする。又、送気路（２
６〉には逆止弁（２７）　、逆辻調′Ｐ！機（２８）、
逆圧弁（ＳＶ５）を介して分配器（２４）へ通じる逆圧
路（２６’）を接続し、該逆圧路に排気弁（ＳＶ６）を
接続する。上記弁（ＳＶＩ）〜（ＳＶ５）は電磁弁テア
ル。

排気弁（ＳＶ３）（ＳＶ４）及び逆圧弁（ＳＶ５）には
逆圧タイマー（１４）を設け、該タイマーがＯＮしたと
ぎに前記弁（ＳＶ３）（ＳＶ４）及び（ＳＶ５）を■１
じた状態に保持して設定時間のあいだシリンダ（１１）
を一定ｌｆのまま均衡させるようにする。

位置センサー（１３）は上定盤（１）が上限位置から着
地位置（ウェーハに接触する位〜）までの間の所定位置
に下降した時点を検出して１ｒ動するもので、このセン
サー（１３）の作動により上定盤（１）が急下降から緩
下降に変るように前記エアー回路（１２）を動作さぜる
ようにする。

定寸装置（１５）は上下両定盤（１）（２）の間隔を検
出するセンサー（１！ｉａ）、上定盤（１）に固定され
下定盤（２）の特定位置を検出するセンサー（１５ｂ）
、下定盤（２）の特定位置を設定する位置信号発信器（
１５ｃ）、前記センサー・　（１５ａ）、（１５ｂ）か
ら得られる電気的出力信号を送信Ｊ’る伝達装置（１５
ｄ）　（１５ｅ）　（１５ｆ）及び該伝達装置にり送信
された信号を補正処理してウェーハ（４）の厚みを０出
するコンピュータ（１５（＋）からなる。

上記定寸装置（１５）によりウェーハ（４）が目標値よ
り一定値だけ大きな厚み（直前寸法）に達した時点を検
出して直前信号（Ｐ）を出力づるどと乙にウェーハ（４
）が目標値の厚み（目標寸法）に達した時点を検出して
終了信号（Ｑ）を出力する。

スラリーポンプ（１６）は供給量を可変自在としたポン
プであり、前記定寸装置（１５）の直前信号（Ｐ）によ
り砥粒スラリーを増電（例えば２（８）させるようにす
る。

以上説明した本発明システムのブロック図を第５図に示
す。

而して、本発明システムの動作工程を第６図により説明
すれば、土足ａに（１）が上限位置にある状態で、下定
盤（２）上のキャリア（３）内に夫々つＬ−ハ（４）（
４）・・・を供給配列させた後に、操作盤（Ｂ）の操作
部（Ｂ２）に備えたスタートスイッチをＯＮさせること
により以下の工程が自動的に動作する。

工程■：　上定盤（１）の下降！１１Ｊ作上定盤（１）
はエアーシリンダ（１１）によ゛り下降するが該シリン
ダ（１１）を作動させるエアー回路（１２）の動作と土
足ａＨ（１）の位置関係を第４図に示す。

すなわち、工、アー回路（１２）の切換弁（ＳＶＩ）が
開いて、上定盤（１）は上限位置より急下降しく■−１
）、その下降途中で上定盤（１）が位置センサー（・１
３）より検出されたところで該検出信号により、排気弁
（ＳＶ３）（ＳＶ４）及び逆圧弁（ＳＶ５）が開いて上
定盤（１）は緩Ｆ降に切換わる（■−２）。

■稈■°　：　フック掛は動作 上定盤（１）が緩下降ケる工程（■−１）の途中で、フ
ック（２３）が駆動＠（７）に係着して上定盤（１）の
回転を可能ならしめる。

■程■゛′：　　土足Ｗ（１）の着地動作緩下降する土
足ｆｒＡ　（１）とウェーハ（４）とが接触するタイミ
ングが制御部（Ｂ１）のシーケンサにより検出されると
その検出信号により次工程に進む。

■程■：　−次研削動作 （（２）−１）：　スラリーポンプ（１６）が回転して
砥粒スラリーを環状路（１７）へ送り込むとともに送入
ホース（１９）を介し上下両定盤（１）（２）間に供給
する。

（（２）−２）：　駆動軸（７）（８）（９）（１０）
が低速回転して上下両定盤（１）（２＞及びキャリア（
３）を低速で回転させるとともに逆圧ティマー（１４）
がＯＮとなり、エアー回Ｘ３　（１２）　ノ弁（ＳＶ３
）（ＳＶ＝１．）及び（ＳＶ５）を閉じた状態にし土足
ｆｊ？（１）を定位置で一定圧をかけながら低速回転さ
せる。

工程■：　二次研削動作 逆圧ティマー（１４）が設定時間に間近くなると駆動軸
（７）（８）（９）（１０）が徐々に高速回転に移行し
ながら逆圧ティマー（１４）がＯＦＦとなる。

逆圧ティマー＜１４）のＯＦＦによって、エアー回路（
１２）の排気弁（ＳＶ６）が聞いて逆圧扱けとなり、上
定盤（１）が８ｉ速回転しながらゆるやかに下降してウ
ェーハ（４）（４）・・・を研削する。

■程■′　：　砥粒スラリーの増量動作前記工程■が進
行して定寸装置（１５）から直前信号（Ｐ）が出力づる
と、スラリーポンプ（１Ｇ）の回転が増配して砥粒スラ
リーの供給を、増量させる。

■程■：　　１ｌＩｌ削終了動作 前記工程■′が進行Ｌノて定寸装置（１５）が終了信号
（Ｑ）を出力すると次の動作を丈る。

（（４）−１）：　駆動ｌｌ１ｌＩ＋　（７）’　（８
）　　（９）　　＜１０）が停止して上下画定１（１）
（２＞及びキャリア（３）の回転を停める。

（（４）−２）：　スラリーポンプ（１６）の回転が停
止して砥粒スラリーの供給を停める。

（（４）−３）：　エアー回路（１２）の弁（ＳＶ３）
（ＳＶ４）及び（ＳＶ５）が聞きエアーシリンダ（１１
）に逆圧をかけながら上定盤（１）の上界を開始し、上
定盤（１）が着地位置に達したところにより切 換弁（ＳＶ２）が開いて上定盤（１）が急上貨する（第
４図）。

（（４）−４）：　前記上定盤（１）の１臂開始ど共に
不定’Ｊ３　（２）及びキャリア（３）が低速回転し、 （（４）−５）：　上定盤（１）が上方の所定位置に達
したところで電磁バルブ（２１）か聞いてシャワー（２
０）Ｊ：り水噴射しウェーハ（４）（４）・・・を洗浄
する。

■稈■：　■稈終了動作 前記工程（（４）−５）が所定時間経過した後に下定盤
（２）及びキャリア（３）がｆ’、”止するとともに電
磁弁（２１）が閉じて水ｎ、ｒ＋射を停止する。

これにより工程１サイクルが完了し、作業？はキャリア
（３）よりウェーハ（４）（４）・・・を回収し、新た
なウェーハを配給して次のサイクルを開始する。

尚、上記実施例において、エアー回路（１２）の逆圧路
（２ｆ３’　）に排二〜弁（ＳＶ６）を設（づ、逆圧タ
イマー（１４）のＯＦ　Ｆ後に前記ｒＪｌ気弁（ＳＶ６
）を開いて逆圧扱【ノするようにしたので、工程■で逆
圧タイマーのｏ　「ｒ二部ｔ’ｉにＪ３ＧＪる逆圧の増
加（上定盤のうき上がり）を防さ゛、ウェーハの飛び出
しを防止Ｊることがでさ゛るとともに工ｆ？■の上定盤
（１）の下ｒ１速１哀（ｖ２）と工ｆ５′（■−２）の
下降速度（Ｖｌ）とを独立させることがＣ″さる結果、
両者の下降、速度をＶｌ　＞Ｖ２どなしｔ′：ｉて下降
時Ｒｉｌの短縮を図ることができる。

又、■程■と■との間に砥粒スラリーを憎口させる前記
工程■′を介在させたので、つ１−ハの汚れやキズの発
生を防止して仕切り品質を向上させることができる。

（効果） 叙上の如く描成した本発明によれば、キャリアにウェー
ハを配給した後、自動スイッチをＯＮさせるだ番プで自
動研削の全工程又は一部を除く全工程をは械的自動化す
ることができ、したがって作業者に熟練を必要とけず、
しかも作業者−人の扱い台数を増やして生産性を高める
ことができる。

又、研削終了工程■において、下定盤及びキャリアを低
速回転させながら土足５’Ａを上昇さ「、且つシマ・ワ
一手段によりつＩ−八を洗ｒｐするＪ：うにしたので、
ウェーハの汚れヤＪ下足？！３のます門跡の付着を防止
し、ウェーハの品ｎの維持を図って歩留りを改ｉ（する
ことができる。

依って所期の目的を達成し１ｑる。

【図面の簡単な説明】

第１図はラップ機の正面図、第２図はラップ機本体部の
概略断面正面図、第３図はエアーシリンダのエア回路図
、第４図は下定盤の昇ｌｌ？動作とエアー回路の弁動作
との関係を示すタイジングチ１ｒ−ト、第５図はシスデ
°ムのブロック図、第６図はシステムの動作工程を示寸
フローチャートである。 図中、（１）は上定盤、（２）は下定盤、（３）はキャ
リア、（４）番、１つ１〜ハ、（５）はナンギア、（６
）はインターナルギア、（７）（８）（９）（１０）は
駆動軸、（１１）はエアーシリンダ、（１２）はエアー
回路、（１３）は位置センサー、（１４）は逆圧タイマ
ー、（１５）は定寸装置、（１６）はポンプ、（２０）
はシレワーである。 特許出願人　　　　　直江津電子工業株式会社１・ｙ訂
出願人　　　　　信越エンジニアリング株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上定盤，下定盤，キャリア，前記三部材の回転駆動手段
   ，上定盤の昇降手段，上定盤の位置検出手段，逆圧手段
   ，定寸装置，砥粒スラリー供給手段及びシャワー手段を
   有し、自動スイッチのＯＮにより以下の工程を含む自動
   動作をするウエーハ用ラップ機の自動ラップシステム。 （１）スタート信号により上定盤が下降し、 （２）上定盤の着地後に、 （（２）−１）砥粒スラリーが供給され、 （（２）−２）上下両定盤及びキヤリアが低速回転で駆
   動され、逆圧タイマーがＯＮし、 （３）上下両定盤及びキャリアが徐々に高速回転に移行
   しながら逆圧タイマーがＯＦＦとなり、 （４）定寸装置の定寸検知信号の出力により、（（４）
   −１）前記駆動手段が停止し、 （（４）−２）砥粒スラリーの供給が停止し、（（４）
   −３）上定盤が上昇を開始し、 （（４）−４）下定盤及びキャリアが低速回転し、（（
   ４）−５）シャワー手段が所定時間作動する。 （５）前記下定盤及びキャリアの回転が停止するととも
   にシャワー手段が停止する。