JPS62181862A

JPS62181862A - 平面研削装置

Info

Publication number: JPS62181862A
Application number: JP2378886A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Matsui; 敏松井
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1986-02-07
Filing date: 1986-02-07
Publication date: 1987-08-10

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】〔発明の利用分野〕本発明は、カップ形砥石を用いた平面研削装置に係り、
特に、被加工物の加工面の平面度を向上させるのに好適
な平面研削装置に関する。

〔発明の背景〕

示すように、回転可能なテーブル１上にウェハ２を保持
すると共に、カップ形砥石（以下単に砥石という）３の
研削作業面４がテーブル１の回転中心（すなわちウェハ
２の回転中心）０を通るように、テーブル１と砥石３を
配置し、各々を矢印方向に回転させながら相対的に切込
み運動させて研削するようにした平面研削装置が提案さ
れている。

このような平面研削装置によれば、研削中における研削
中が常に一定であり、研削抵抗の変化がないので、砥石
３の回転軸とテーブル１の回転軸が完全に平行な場合に
は、ウェハ２の研削面は完全な平面になる。

しかし、実際の平面研削装置では、テーブル１の回転軸
と砥石３の回転軸を完全に平行に作ることは困難である
。また、前記各回転軸を完全に平行に作れたとしても、
研削抵抗や発熱による熱変位などの経時的な変動要因に
よって各軸の平行度を低下させる。

このように、テーブル１の回転軸と砥石３の邸転軸の間
に平行度誤差を生じると、第呑図に示ヤように、ウェハ
２の研削面は、凹形あるいは凸形になり、平面度が劣下
する欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、平
面度の良好な研削が行なえるようにした平面研削装置を
提供するにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明においては、テーブル
の回転中心と砥石の回転中心を結ぶ方向に、テーブルの
傾きを測定する一対の測定手段とテーブルの傾きを補正
する補正手段を設け、前記方向と直交する方向に、テー
ブルを浮動支持する支持手段を設け、各回転中心を結ぶ
方向の傾きを補正手段で補正し、直交する方向の傾きを
被加工物と砥石の接触圧力で補正することにより、各回
転中心の平行度を向上させ、研削面の平面度を向上させ
るようにしたことを特徴とする。

すなわち、第４図に示すように、ウェハ（被加工物）２
を載買したテーブル１の回転中心０を砥石３の研削面作
業面４が横切るように配置し、テーブルｌの回転軸と砥
石３の回転軸を結ぶ方向をＹ−Ｙ方向、このＹ−Ｙ方向
と直交する方向をＸ−Ｘ方向とし、第５図に示すように
、テーブル１がＸ−Ｘ方向に傾いている場合、研削を開
始すると、まず、図の左側で砥石３がウェハ２に接触す
る。ここで、テーブルｌは、Ｙ−Ｙ方向の軸Ｃのまわり
に回転可能に支持され、Ｘ−Ｘ方向の端部をばね５ａ、
５ｂで支持されていると、テーブル１は軸Ｃを中心に矢
印方向に回動し、その傾きは修正される。このとき、テ
ーブル１の傾き童をδ法線抵抗ｆ、およびばね５ａ、５
ｂのばね定数をｋとしたとき、ばね５ａ、５ｂのばね定
数ｋをに≦ｆ／δ　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・（１）になるように定めると
、テーブルｌのＸ−Ｘ方向は、砥石３の研削作業面と平
行ｌこなる。

一方、Ｙ−Ｙ方向については、研削作用がテーブル１の
中心から片側のみで生じるので、上述のような自動修正
作用は期待できない。

そこで、Ｙ−Ｙ方向については、第４図における点ａ、
ｂの変位を補正して、ウェハ１の研削面平面度を一定に
保持するようにする。すなわち、回転テーブルｌがＹ−
Ｙ方向に傾斜した場合、ウェハ３の研削面の形状は、第
６図に示すように、中凹形状もしくは中凸形状になる。

このときの研削面の平面度誤差りは、ｈ　＝　±（ｒ”／２几）　ｔａｎθｓ−−・（２）但
し、γはウェハの半径、Ｒは砥石の半径、 θ１は砥石の回転軸に対するテーブル、の回転軸の傾き
角、＋はウェハの研削面が中凹形状、 −はウェハの研削面が中凸形状、で与えられる。したがって、ウェハ１の研削面の形状か
ら、プル１の傾きの測定値δａ１　δｂおよび点ａ、　ｂ間
の距離ｌとから求めた。

θ２　＝　ｔａｎ−”　（δａ−δｂ　’）　／１１　
・・＝−（４）と等しく、方向が反対になるようにδａ
、δｂを補正すれば、Ｙ−Ｙ方向についても研削面の平
面度誤差を補正することができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第１因および第２図は、本発明の一実施例を示すもので
、同図において、６はベッド、７はコラムで、ベッド６
に立設されている。８は主軸頭で、コラム７に形成され
た案内面（図示せず）に沿って上下方向に移動可能に保
持されている。９は主軸で、主慟頭８に回転可能に支持
されている。この主＠９の一端には、砥石３が固定され
ている。

１０は圧電素子で、ベッド６に固定されている。

１１は球面座で、圧電素子１０に固定されている。

１２は球面座で、前記ベッド６に固定されている。

１３は球面座で、前記各球面座１１．１２に嵌合支持さ
れている。１４は弾性リングで、前記ベッド６にボルト
１５で固定されている。１６は軸受で、前記球面座１３
および弾性リング１４上に載肯され、皿ばね１７を介し
てボルト１８で前記ベッド６に結合され、ボルト１９で
前記弾性リング１４に結合されている。この軸受１６に
形成されたスラスト空気軸受２０とラジアル空気軸受２
１を介してテーブル１を回転可能に支持している。

このテーブル１の一端には、ウェハ２を保持するチャッ
ク２２が設けられている。また、テーブル１の下端には
プーリ２３が固定されている。２４はモータで、前記ベ
ッド６に固定され、その回転軸にはブー１２５が固定さ
れている。２６はベルトで、前記プーリ２３とプーリ２
５の間に掛渡されている。２７および２８は非接触形の
変位計で、前記各球面座１１．１２の近くに位置するよ
うに前記ベッド６に取付られ、前記軸受１６の変位をテ
ーブル１の変位として検出する。２９は演算器で、前記
変位計２７．２８の出力を受け、前記第（４）式に基づ
いて、テーブル１の傾きを計算する。３０は入力装置で
、ウェハ２の研削面の平面度誤差（第６図のｈ）の実測
値を入力する。３１は演算器で、入力装置３０に入力さ
ね、た平面度誤差から、前記第（３）式に基づいてテー
ブル１の傾きを計算する。３２は比較器で、前記各演算
器２９．３１の出力を比較し、その差を出力する。

３３は制御回路で、前記比較器３２の出力に基づいて前
記圧電素子１０に印加する電圧を制御す、る。

上記の構成において、入力装置３０に＋０（もしくは−
〇）を入力する。すると、制御回路３３から、変位計２
７．２８の出力が等しくなるように、圧電素子１０に電
圧が印加される。

このような状態で、チャック２２にウェハ２を取付け、
テーブル１と砥石３を回転させながら、砥石３を下降さ
せ砥石３をウェハ２に接触させる。

このとき、テーブル１がＸ−Ｘ方向に傾いている場合、
砥石３の下降力によりテーブル１が回動して自動的に修
正される。

さらに砥石３が下降してウェハ２を所定の位置まで加工
する。このとき、Ｙ−Ｙ方向の傾きは修正されないので
、ウェハ２はＹ−Ｙ方向の傾きに対応した形状に加工さ
れる。

加工終了後、ウェハ２の研削面の平面度誤差を測定し、
その測定結果を入力装置３０に入力する。

すると、演算器３１の出力と演算器２９の出力が異なる
ため、制御回路３３は圧電素子１０に印加する電圧を変
えて、各演算器３１，２９の出力が等しくなるようにテ
ーブル１の傾きを補正する。

このようにして、その都度あるいは一定間隔でウェハ２
の平面度誤差を測定し、その結果を入力装置で補正する
ことにより、平面度誤差の小さい高精度の加工を行なう
ことができる。

第３図は、本発明の他の実施例を示すもので、第１図と
同じものは、同じ符号を付けて示しである。３４は検出
器で、研削後のウェハ２の加工面の平面度を検出する。

３５は演算器で、検出器３４の出力に基づいて、ウェハ
２の平面度誤差を算出し、演算器３１へ印加する。

このような構成で、ウェハ２の両端および中央の３点Ａ
、Ｂ％Ｃ点を、検出器３４で測定したとき、その測定値
をδム、　　Ｂ１δ０とすると、平δ 面度誤差りを、ｈ＝（δムーδｏ）／２−δＢ・・・・・・　（５）で
求めると共に、その結果から中日形状あるいは中凸形状
かを判定することができる。この結果を演算器３１へ印
加する。

以下、前記実施例と同様にして、高精度の加工を行なう
ことができる。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、常に高精度な平面度
の加工を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す平面研削装置の側面
部分断面図、第２図は、第１図のＡ−Ａ矢視図、第３図
は、本発明に利用する制御回路の他の例を示すブロック
線図、第４図は、本発明の詳細な説明するための要部の
平面図、第５図は、第４図の正面図、第６図は、加工形
状を示す正面断面図、第７図は、従来の研削装置におけ
る加工原理を示す要部の平面図、第８図は、第７図の側
面図、第９図は、加工形状を示す側面断面図である。１・・テーブル、２　・ウェハ、３・砥石、４　研削作
業面、１ｏ　圧電素子、１１．１２．１３　・球面座、１４・・弾性リング、２
７．２８・変位計、２９．３１・・演算器、３０・・入
力装置、３２・・・比較器、３３・・制御回路。竿１図（Ａ）　　　　　　　　（８）

Claims

【特許請求の範囲】

カップ形砥石の研削作業面内に、被加工物の回転中心が
位置するように、カップ形砥石と被加工物を保持するテ
ーブルとを配置し、各々を回転させながら相対的に連続
切込み運動させて研削加工を行なう平衝研削盤において
、前記カップ形砥石の回転中心とテーブルの回転中心を
結ぶ方向に、テーブルの傾きを測定する一対の測定手段
と、テーブルを支持しテーブルの傾きを補正する補正手
段を設け、前記カップ形砥石の回転中心とテーブルの回
転中心とを結ぶ方向と直交する方向に、テーブルを弾性
支持する支持手段を設けたことを特徴とする平面研削装
置。