KR101549055B1 - 워크의 양두 연삭 장치 및 워크의 양두 연삭 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 적어도, 얇은 판자 형상의 워크를 직경방향에 따라 외주측으로부터 지지하는 자전가능한 워크 홀더와, 상기 워크 홀더의 양측에 위치하고, 워크 홀더를 자전의 축방향에 따라 양측에서, 유체의 정압에 의해 비접촉 지지하는 한 쌍의 정압 지지 부재와, 워크 홀더에 의해 지지를 받은 워크의 양면을 동시에 연삭 하는 한 쌍의 숫돌을 구비하는 워크의 양두 연삭 장치에 있어서, 워크 홀더와 정압 지지 부재의 간격이 50 ㎛ 이하이며, 또한 정압 지지 부재가 워크 홀더를 0.3 MPa 이상의 유체의 정압으로 지지하는 것인 워크의 양두 연삭 장치이다. 이에 의해, 워크의 양두 연삭에 있어서, 워크의 나노토포그래피를 악화시키는 요인이 되는, 워크를 외주측으로부터 지지하는 워크 홀더의 자전의 축방향에 따른 위치를 안정화시키는 것이 가능한 워크의 양두 연삭 장치 및 양두 연삭 방법이 제공된다.
Description
본 발명은, 실리콘 웨이퍼 등의 얇은 판자 형상의 워크의 양면을 동시에 연삭하기 위한 워크의 양두 연삭 장치 및 워크의 양두 연삭 방법에 관한 것으로서, 특히, 워크를 지지하는 워크 홀더를 비접촉으로 지지하여 워크의 양면을 연삭하는 워크의 양두 연삭 장치 및 워크의 양두 연삭 방법에 관한 것이다.
예를 들면 직경 300 mm로 대표되는 대구경 실리콘 웨이퍼를 채용하는 첨단 디바이스에서는, 최근 나노토포그래피로 불리는 표면 물결 성분의 대소가 문제가 되고 있다. 나노토포그래피는, 웨이퍼의 표면 형상의 일종으로, 휨이나 warp보다 파장이 짧고, 표면 거칠기보다 파장의 긴, 0.2~20 mm의 파장 성분의 요철을 나타내는 것이며, PV치는 0.1~0.2 ㎛의 매우 얕은 물결 성분이다. 이 나노토포그래피는 디바이스 공정에 있어서의 STI(Shallow Trench Isolation) 공정의 제품 비율에 영향을 주는 것으로 언급되고, 디바이스 기판이 되는 실리콘 웨이퍼에 대해, 디자인 룰의 미세화와 함께 어려운 레벨이 요구되고 있다.
나노토포그래피는 실리콘 웨이퍼의 가공 공정으로 제조되는 것이다. 특히 기준면을 가지지 않는 가공 방법, 예를 들면 와이어 쏘 절단이나 양두 연삭으로 악화되기 쉽고, 와이어 쏘 절단에 있어서의 상대적인 와이어의 사행이나, 양두 연삭에 있어서의 웨이퍼의 뒤틀림의 개선이나 관리가 중요하다.
실리콘 웨이퍼의 경면 연마 후의 나노토포그래피는 일반적으로는 광학 간섭식의 측정기, Nanomapper(ADE Corp.제)나 Dynasearch(주식회사 레이텍스제)에 의해 측정된다.
도 9에 나타내는 것은 Nanomapper에 의해 측정한 나노토포그래피 맵이며, 나노토포그래피의 강도를 명암으로 나타낸 것이다. 도 9(a)는 나노토포그래피의 강도의 레벨이 특히 문제가 없는 맵의 예이며, 도 9(b)는 양두 연삭 공정으로 제조된 레벨의 나쁜 예이다.
슬라이스 공정이나 양두 연삭 공정 등의 공정 중의 워크가 비경면 웨이퍼의 경우, 국제공개 제2006/018961호에 개시되고 있는 바와 같이, 정전 용량 방식의 측정기로부터 얻을 수 있던 휨 형상에, 산술적 밴드 패스 필터 처리를 실시하는 것으로, 간이적으로 나노토포그래피의 측정이 가능해지고 있다.
도 10(a)는, 정전 용량 방식의 측정기에 의해 측정된, 양두 연삭된 웨이퍼의 휨 형상에, 50 mm-1 mm의 밴드 패스 필터 처리를 하여 얻어진 유사 나노토포그래피의 예이다. 또한, 도 10(b)는, Nanomapper에 의해 측정했을 경우의 나노토포그래피를 나타내는 그래프이다.
최근 요구로서 주류가 되고 있는, 최종 제품 시에 파장이 10 mm 사이즈의 나노토포그래피 레벨이 15 nm 이하가 되는 조건을 만족하기 위해서는, 중간 공정에 있어서의 의사 나노토포그래피는 0.2 ㎛ 이하인 것이 필요하게 된다.
도 12에, 양두 연삭 공정 후에 있어서의 유사 나노토포그래피의 값과, 최종 공정 후에 있어서의 나노토포그래피의 값 관계를 나타낸다. 양자 간에는 좋은 상관이 있는 것을 안다.
여기서, 종래의 양두 연삭 방법에 대해 설명한다.
우선, 양두 연삭하는 경우에 이용되는 종래의 워크의 양두 연삭 장치의 일례를 도 8에 나타낸다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 양두 연삭 장치(101)는, 얇은 판자 형상의 워크(W)를 직경방향에 따라 외주측으로부터 지지하는 자전가능한 워크 홀더(102)와, 워크 홀더(102)의 양측에 위치하고, 워크 홀더(102)를 자전의 축방향에 따라서 양측에서, 유체의 정압에 의해 비접촉 지지하는 한 쌍의 정압 지지 부재(103)와, 워크 홀더(102)에 의해 지지를 받은 워크(W)의 양면을 동시에 연삭하는 한 쌍의 숫돌(104)을 갖추고 있다. 숫돌(104)은 모터(105)에 장착되어 있어, 고속 회전할 수 있게 되어 있다.
이러한 양두 연삭 장치(101)를 이용하여, 워크(W)의 양면을 연삭할 때에는, 우선, 워크(W)를 워크 홀더(102)에 의해 지지한다. 또한, 워크 홀더(102)를 자전시키는 것으로, 워크(W)를 자전시킬 수 있다. 또한, 양측의 각각의 정압 지지 부재(103)로부터 유체를 워크 홀더(102)와 정압 지지 부재(103) 사이로 공급하고, 워크 홀더(102)를 자전의 축방향에 따라서 유체의 정압에 의해 지지한다. 그리고, 이와 같이 하여 워크 홀더(102) 및 정압 지지 부재(103)로 지지되어, 자전하는 워크(W)의 양면을, 모터(105)에 의해 고속 회전하는 숫돌(104)을 이용하여 연삭한다.
종래부터, 워크를 회전축 방향으로 지지하는 수단에 대해서는, 연삭 중의 워크의 왜곡이 가공면의 정도, 나노토포그래피에 영향을 주기 위해, 다양한 개량이 검토되어 왔다.
예를 들면, 국제공개 제2000/67950호에서는, 워크의 두께의 중심 및/또는 워크를 지지하는 지지 수단의 중심과, 한 쌍의 연삭 숫돌의 숫돌면 간격의 중심과의 상대 위치를 제어하여 연삭하는 것이 제안되어 있다.
또한, 도 8과 같은 유체에 의한 정압 지지를 채용한 장치, 예를 들면 특개 2007-96015호 공보에서는, 워크를 축방향으로 지지하는 표리면의 정압 지지 방법에 관한 것으로서, 복수의 포켓이 각각 유체의 공급 구멍을 구비하고, 포켓마다 유체의 정압을 조정할 수 있는 정압 지지 부재를 채용하는 것에 의해, 종래 장치가 가지는 조정 기능, 즉 숫돌축의 틸트 조정이나 시프트 조정에서는 개선이 끊어지지 않는 나노토포그래피 성분이 개선되는 것을 나타내고 있다.
이상과 같이, 종래의 기술에서는, 워크를 연삭 중에 극력 변형시키지 않게 하는 것이 나노토포그래피의 관점으로부터 중요하고, 숫돌축의 틸트 제어나 시프트 제어, 워크를 회전축 방향으로 적정 위치에 지지하는 정압의 제어에 주력하여 왔다.
그렇지만, 이러한 종래의 양두 연삭 장치, 양두 연삭 방법을 이용하여 양두 연삭된 웨이퍼에 대하여 유사 나노토포그래피를 측정하면, 격차가 많아, 파장이 10 mm 사이즈의 나노토포그래피 레벨이, 특히 0.2 ㎛를 넘는 경우가 있었다. 이와 같이, 양두 연삭 공정으로의 유사 나노토포그래피가 0.2 ㎛를 넘으면, 최종 제품 시에 나노토포그래피 레벨이 15 nm를 초과해 버려서, 최근 요구되고 있는 레벨에 나노토포그래피를 억제하는 것이 곤란했다(도 12).
종래에는, 양두 연삭 장치에 있어서, 워크를 직경방향에 따라 외주측으로부터 지지하여 회전시키는 워크 홀더에 대해서는, 나노토포그래피 등의 웨이퍼 품질에 영향을 주는 것은 아니라고 생각할 수 있어 왔다. 그러나, 본 발명자 등이, 이러한 양두 연삭에 있어서의 문제에 대하여 조사를 실시했는 바, 나노토포그래피의 제어에 관해, 상기 숫돌축의 틸트 제어나 시프트 제어, 워크를 자전의 축방향으로 적정 위치에 지지하는 정압의 제어보다는 오히려, 워크의 직경방향에 따라 지지 수단인 워크 홀더의 자전의 축방향의 위치의 제어가 중요한 것임을 알게 되었다.
따라서, 본 발명은, 워크의 양두 연삭에 있어서, 워크의 나노토포그래피를 악화시키는 요인이 되는, 워크를 외주측으로부터 지지하는 워크 홀더의 자전의 축방향에 따른 위치를 안정화시키는 것이 가능한 워크의 양두 연삭 장치 및 양두 연삭 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 적어도, 얇은 판자 형상의 워크를 직경방향에 따라 외주측으로부터 지지하는 자전가능한 워크 홀더와, 상기 워크 홀더의 양측에 위치하고, 워크 홀더를 자전의 축방향에 따라서 양측에서, 유체의 정압에 의해 비접촉 지지하는 한 쌍의 정압 지지 부재와, 상기 워크 홀더에 의해 지지를 받은 워크의 양면을 동시에 연삭하는 한 쌍의 숫돌을 구비하는 워크의 양두 연삭 장치에 있어서,
상기 워크 홀더와 상기 정압 지지 부재의 간격이 50 ㎛ 이하이고, 또한 상기 정압 지지 부재가 상기 워크 홀더를 0.3 MPa 이상의 상기 유체의 정압으로 지지하는 것인 것을 특징으로 하는 워크의 양두 연삭 장치를 제공한다.
종래에는, 워크 홀더의 자전의 축방향에 따른 위치가 워크의 나노토포그래피의 악화에 주는 영향은 찾아내지지 않고, 예를 들면 워크 홀더와 정압 지지 부재의 간격은 200~500 ㎛가 일반적이었다.
그렇지만, 본 발명과 같이, 워크 홀더와 정압 지지 부재의 간격, 즉 워크 홀더에 대해 비접촉 지지를 받는 면과, 정압 지지 부재에 대해 워크 홀더를 비접촉 지지하는 면의 간격이 50 ㎛ 이하이고, 또한 정압 지지 부재가 워크 홀더를 0.3 MPa 이상의 유체의 정압으로 지지하는 양두 연삭 장치이면, 양두 연삭을 실시할 때, 워크를 지지하는 워크 홀더의 위치를 안정화시킬 수 있고, 그에 따라 워크의 나노토포그래피가 악화되는 것을 현저하게 억제하는 것이 가능한 것이 된다.
이때, 상기 워크 홀더는, 평행도가 5 ㎛ 이하, 또한 평면도가 5 ㎛ 이하의 것인 것이 바람직하다.
본 발명과 같이, 워크 홀더와 정압 지지 부재의 간격이 50 ㎛ 이하로 좁혔을 경우, 워크 홀더 및 워크 홀더에 지지를 받은 워크를 자전시킬 때에 부하가 걸리기 쉬워진다. 그러나, 워크 홀더의 형상 정도가, 평행도가 5 ㎛ 이하, 또한 평면도가 5 ㎛ 이하의 것이면, 상기 부하를 충분히 억제하는 것이 가능하게 되어, 보다 부드럽게 양두 연삭을 실시하는 것이 가능하다.
또한, 여기서 말하는 워크 홀더의 평행도란, 표리면의 평면이 평행이어야 할 위치로부터의 열림 양을 가리키고, 평면도란, 그 면에 있어서의 파도의 PV치를 가리킨다.
이 경우, 상기 워크 홀더에 있어서, 적어도 비접촉 지지를 받는 면이 알루미나 세라믹으로 이루어지는 것인 것이 바람직하다.
알루미나 세라믹이면, 가공성이 좋고, 가공 시의 발열에 의해 열팽창하기 어렵고, 워크 홀더의 비접촉 지지를 받는 면의 형상 정도가 보다 고정밀의 것이 된다.
또한, 상기 정압 지지 부재에 있어서, 상기 워크 홀더를 비접촉 지지하는 면은, 평면도가 20 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
이러한 것이면, 본 발명과 같이, 워크 홀더와 정압 지지 부재의 간격이 50 ㎛ 이하로 좁힌 것이어도, 워크 홀더를 자전시킬 때에 부하가 걸리기 어렵고, 보다 부드럽게 양두 연삭을 실시할 수 있는 것이 된다.
그리고, 상기 숫돌은, 평균 입경 1 ㎛ 이하의 다이아몬드 연마용 입자와 비트리파이드 본드재로 이루어진 것으로 할 수 있다.
최근, 고객의 요구에 의해, 워크의 품질에만 멈추지 않고, 제조 코스트의 삭감이 바람직하고 있지만, 제조 코스트의 삭감에는, 각 공정의 가공량 저감에 의한 원료 원단위의 삭감이나 가공 장치의 생산성의 향상이 필수적이다. 양두 연삭 공정에 있어서는, 연삭 숫돌의 다이아몬드 연마용 입자를 미세화함으로써, 후속 공정인 양면 연마 공정의 연마량을 저감하는 것이 큰 기술 과제가 된다. 종래는 번수 #3000, 평균 연마용 입자 직경 4 ㎛의 숫돌이 사용되어 왔지만, 더욱이 면 거칠기나 데미지 깊이를 개선할 수 있도록, 번수 #6000~8000과 같은 평균 연마용 입자 직경 1 ㎛ 이하의 미세 연마용 입자 숫돌도 개발이 진행되고 있다.
숫돌이, 예를 들면 이러한 평균 연마용 입자 직경 1 ㎛ 이하의 다이아몬드 연마용 입자와 비트리파이드 본드재로 이루어지는 것인 경우, 연삭 부하가 높아지고, 종래의 장치에서는, 연삭 중에 워크에 걸리는 응력이 커져서, 유체의 정압에 의한 지지 효과는 얻지 못하고 워크 홀더가 기울기 쉽고, 워크 홀더의 위치 제어는 곤란했다. 그렇지만, 본 발명이면, 이러한 연삭 부하가 높아지는 고번수의 숫돌을 갖춘 것이어도, 워크 홀더의 위치의 제어가 가능한 것이 되고, 결국은 워크의 나노토포그래피가 악화되는 것을 충분히 억제하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은, 적어도, 워크 홀더에 의해, 얇은 판자 형상의 워크를 직경방향에 따라 외주측으로부터 지지하여 자전시키는 동시에, 상기 워크 홀더의 양측에 위치하는 한 쌍의 정압 지지 부재에 의해, 상기 워크 홀더를 자전의 축방향에 따라 양측에서, 유체의 정압에 의해 비접촉 지지하고, 한 쌍의 숫돌에 의해, 상기 워크 홀더에 의해 지지한 워크의 양면을 동시에 연삭하는 워크의 양두 연삭 방법에 있어서,
상기 워크 홀더와 상기 정압 지지 부재의 간격을 50 ㎛ 이하로 하고, 또한 상기 유체의 정압을 0.3 MPa 이상으로 조절하고, 상기 워크의 양면을 연삭하는 것을 특징으로 하는 워크의 양두 연삭 방법을 제공한다.
이와 같이, 워크 홀더와 정압 지지 부재의 간격을 50 ㎛ 이하로 하고, 또한 유체의 정압을 0.3 MPa 이상으로 조절하고, 워크의 양면을 연삭하면, 워크를 지지하는 워크 홀더의 위치를 안정화시키면서 워크의 양두 연삭을 실시할 수 있어, 워크의 나노토포그래피의 악화를 현저하게 억제할 수 있다. 또한, 종래에 비해 나노토포그래피 레벨의 격차는 작고, 고레벨로 개선할 수 있다.
이때, 상기 워크 홀더를, 평행도가 5 ㎛ 이하, 또한 평면도가 5 ㎛ 이하의 것으로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 워크 홀더 및 워크 홀더에 지지를 받은 워크를 자전시킬 때의 부하를 충분히 억제할 수 있어, 보다 부드럽게 양두 연삭을 실시할 수 있다.
그리고, 상기 워크 홀더에 있어서, 적어도 비접촉 지지를 받는 면을, 알루미나 세라믹으로 이루어지는 것으로 하는 것이 바람직하다.
알루미나 세라믹이면, 워크 홀더 성형 시의 가공성이 좋고, 워크 홀더가 가공 시의 발열에 의해 열팽창하기 어렵고, 워크 홀더의 비접촉 지지를 받는 면의 형상 정도를 보다 고정밀도로 할 수 있어, 양두 연삭 시에 걸리는 부하를 보다 저감할 수 있다.
또한, 상기 정압 지지 부재에 있어서, 상기 워크 홀더를 비접촉 지지하는 면을, 평면도가 20 ㎛ 이하의 것으로 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 워크 홀더를 자전시킬 때에 부하가 걸리기 어렵고, 보다 부드럽게 양두 연삭을 실시할 수 있다.
그리고, 상기 숫돌을, 평균 입경 1 ㎛ 이하의 다이아몬드 연마용 입자와 비트리파이드 본드재로 이루어진 것으로 할 수 있다.
숫돌을 이러한 연삭 부하가 높아지는 것으로 해도, 워크 홀더의 위치의 제어가 가능하고, 워크의 나노토포그래피가 악화되는 것을 충분히 억제하는 것이 가능하다.
본 발명의 워크의 양두 연삭 장치 및 워크의 양두 연삭 방법이면, 양두 연삭 후의 워크에 있어서, 격차도 작게 나노토포그래피를 현격히 억제할 수 있다. 특히, 평균 입경 1 ㎛ 이하의 미세 연마용 입자로 이루어지는 고번수 숫돌을 이용하여, 후속 공정으로의 가공량 저감에 의한 제조 코스트의 삭감 또한 고정밀의 나노토포그래피를 얻는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 양두 연삭 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 워크 홀더의 일례를 나타내는 개략도로서, (a) 전체도, (b) 단면도.
도 3은 정압 지지 부재의 일례를 나타내는 개략도로서, (a) 전체도, (b) 워크 홀더 정압부의 확대도, (c) A-A'에 있어서의 단면도, (d) 유체의 공급 라인.
도 4는 정압 지지 부재의 형상 측정 결과의 일례를 나타내는 측정도이다.
도 5는 워크 홀더와 정압 지지 부재의 형상 및 위치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 6은 실시예 1, 비교예 1의 유사 나노토포그래피의 측정 결과이다.
도 7은 실시예 2, 비교예 2의 유사 나노토포그래피의 측정 결과이다.
도 8은 종래의 양두 연삭 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 9는 Nanomapper에 의해 측정한 나노토포그래피 맵의 예를 나타내는 측정도로서, (a) 나노토포그래피 레벨이 좋은 경우, (b) 나노토포그래피 레벨이 나쁜 경우.
도 10은 (a) 정전 용량 방식의 측정기로 측정된 휨 형상에 밴드 패스 필터 처리를 실시하여 얻어진 유사 나노토포그래피의 일례를 나타내는 그래프로서, (b) Nanomapper로 측정된 나노토포그래피의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 11은 종래의 양두 연삭 방법에 있어서, 워크 홀더가, 위치가 고정되지 않고, 넘어져 있는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 12는 양두 연삭 공정 후에 있어서의 유사 나노토포그래피의 값과, 최종 공정 후에 있어서의 나노토포그래피의 값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 워크 홀더의 일례를 나타내는 개략도로서, (a) 전체도, (b) 단면도.
도 3은 정압 지지 부재의 일례를 나타내는 개략도로서, (a) 전체도, (b) 워크 홀더 정압부의 확대도, (c) A-A'에 있어서의 단면도, (d) 유체의 공급 라인.
도 4는 정압 지지 부재의 형상 측정 결과의 일례를 나타내는 측정도이다.
도 5는 워크 홀더와 정압 지지 부재의 형상 및 위치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 6은 실시예 1, 비교예 1의 유사 나노토포그래피의 측정 결과이다.
도 7은 실시예 2, 비교예 2의 유사 나노토포그래피의 측정 결과이다.
도 8은 종래의 양두 연삭 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 9는 Nanomapper에 의해 측정한 나노토포그래피 맵의 예를 나타내는 측정도로서, (a) 나노토포그래피 레벨이 좋은 경우, (b) 나노토포그래피 레벨이 나쁜 경우.
도 10은 (a) 정전 용량 방식의 측정기로 측정된 휨 형상에 밴드 패스 필터 처리를 실시하여 얻어진 유사 나노토포그래피의 일례를 나타내는 그래프로서, (b) Nanomapper로 측정된 나노토포그래피의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 11은 종래의 양두 연삭 방법에 있어서, 워크 홀더가, 위치가 고정되지 않고, 넘어져 있는 모습을 나타내는 설명도이다.
도 12는 양두 연삭 공정 후에 있어서의 유사 나노토포그래피의 값과, 최종 공정 후에 있어서의 나노토포그래피의 값의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명자 등은, 양두 연삭 장치 및 양두 연삭 방법과 연삭 후의 워크의 나노토포그래피와의 관계에 대해 열심히 연구를 실시한 결과, 워크의 직경방향에 따른 지지 수단인 워크 홀더의 자전의 축방향의 위치 제어가 중요한 것을 찾아냈다. 종래에는, 이것은 나노토포그래피 등의 웨이퍼 품질에는 영향이 없는 것으로서 고려되고 있었다.
그리고, 한층 더 연구를 진행시켰는데, 워크 홀더와 정압 지지 부재의 간격(결국은 워크 홀더에 대해 비접촉 지지를 받는 면과, 정압 지지 부재에 대해 워크 홀더를 비접촉 지지하는 면의 간격)은, 200~500 ㎛가 종래에는 일반적이었지만, 이 치수에서는, 유체의 정압에 의한 지지 효과는 얻을 수 없는 것을 알았다. 즉, 워크 홀더의 자전의 축방향에 따른 워크 홀더의 위치의 제어를 할 수 없는 것이 판명되었다. 따라서, 도 11에 나타낸 바와 같이, 자세가 넘어지기 쉽고, 워크 홀더의 자전의 축방향으로의 위치가 고정되어 있지 않은 것을 알 수 있었다. 워크 홀더의 연삭 중의 넘어짐은, 삽입되는 워크의 자전의 축방향의 위치 엇갈림을 일으키게 하여, 나노토포그래피의 악화를 초래한다.
또한, 특히, 상기의 워크 홀더의 넘어짐은, 연삭 부하가 높은 미세 연마용 입자(예를 들면 1 ㎛ 이하)의 고번수 숫돌의 경우에 현저해지는 것도 본 발명자 등은 발견했다.
그리고, 본 발명자 등은, 특히 이러한 고번수의 숫돌을 이용하여, 양두 연삭 후의 공정인 양면 연마 공정의 연마량 등을 저감하는 것에 의한 코스트 개선이나, 면 거칠기나 데미지 깊이의 개선을 고려하면서, 연삭 후의 워크의 나노토포그래피의 개선을 도모하려면, 워크 홀더와 정압 지지 부재의 간격을 50 ㎛ 이하로 하고, 또한 워크 홀더를 정압 지지하기 위한 유체의 정압을 0.3 MPa 이상으로 조절하고, 워크 홀더에 의해 지지를 받은 워크의 양면을 연삭하면 좋은 것을 찾아냈다. 이러한 조건이면, 연삭 중에 워크 홀더는 안정되어 지지되어, 위치 제어도 적절히 행해지는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시켰다.
도 1은 본 발명의 양두 연삭 장치의 일례를 나타내는 개략도이다. 양두 연삭 장치(1)는, 주로, 워크(W)를 지지하는 워크 홀더(2)와, 워크 홀더(2)를 유체의 정압에 의해 비접촉 지지하는 한 쌍의 정압 지지 부재(3)와, 워크(W)의 양면을 동시에 연삭하는 한 쌍의 숫돌(4)을 구비하고 있다.
여기서, 우선, 워크 홀더(2)에 대해 설명한다. 도 2에 워크 홀더(2)의 개요를 나타낸다. 도 2(a)의 전체도, (b)의 단면도에 나타낸 바와 같이, 워크 홀더(2)는, 주로, 링 형상으로 단면이 L자의 링부(6), 워크(W)와 접촉하여 워크(W)의 직경방향에 따라 외주측으로부터 지지하는 지지부(7), 워크 홀더(2)를 자전시키기 위해 이용되는 내부 톱니바퀴부(8)를 가지며, 링부(6)의 L자의 내측에 지지부(7)를 거쳐 내부 톱니바퀴부(8)를 나사로 둘 수 있다.
또한, 워크 홀더(2)를 자전시키기 위해, 모터(9)에 접속된 구동 톱니바퀴(10)가 배치되어 있고, 이것은 내부 톱니바퀴부(8)와 맞물려 있고, 구동 톱니바퀴(10)를 모터(9)에 의해 회전시키는 것에 의해, 내부 톱니바퀴부(8)를 통해 워크 홀더(2)를 자전시키는 것이 가능하다. 그리고, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 지지부(7)의 가장자리의 일부에, 내측을 향해 돌출된 돌기가 형성되고 있고, 워크(W)의 주연부에 형성된 노치로 불리는 도려낸 형상에 적합하고, 워크 홀더(2)의 회전 작동을 워크(W)에 전달할 수 있게 되어 있다.
또한, 워크 홀더(2)는, 회전하는 축 둘레에서 자유롭게 회전하는 3개 이상의 롤러(11)에 의해 회전가능하게 지지를 받고 있다. 도 2(a)에 나타내는 예에서는, 이 롤러(11)가 4개 배치되어 있지만, 이에 한정되지 않는다.
정압 지지 부재(3)에 의해 비접촉 지지를 받는 면을 가지는 링부(6)는, 예를 들면 알루미나 세라믹으로 이루어져 있다. 이와 같이 재질이 알루미나 세라믹의 것이면, 가공성이 좋고, 가공 시에도 열팽창하기 어렵기 때문에, 비접촉 지지를 받는 면을 소망 형상으로 고정밀도로 가공된 것으로 할 수 있다.
또한, 예를 들면, 지지부(7)의 재질은 수지, 내부 톱니바퀴부(8) 및 구동 톱니바퀴(10)의 재질은 SUS로 할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
다음에, 정압 지지 부재(3)에 대해 설명한다.
도 3에 정압 지지 부재(3)의 개요를 나타낸다. 우선, 도 3(a)는 정압 지지 부재(3)의 전체를 나타내고 있다. 외주측이 워크 홀더(2)를 비접촉 지지하는 워크 홀더 정압부이며, 내주측이 워크(W)를 비접촉 지지하는 워크 정압부가 되어 있다. 또한, 정압 지지 부재(3)에는, 워크 홀더(2)를 자전시키는데 이용되는 구동 톱니바퀴(10)를 삽입하기 위한 구멍이나, 숫돌(4)을 삽입하기 위한 구멍이 형성되어 있다.
도 3(b)에, 워크 홀더 정압부의 일부를 확대한 것을 나타낸다. 또한, 도 3(c)는 도 3(b)의 A-A'에 있어서의 단면도이다.
도 3(b) 및 (c)에 나타낸 바와 같이, 표면에는 제방(12)과, 제방(12)에 둘러싸인 철부(凹部)인 포켓(13)을 가지고 있고, 각 포켓(13)에는, 유체 공급구로부터 포켓(13)에 유체(예를 들면 물)를 공급하기 위한 공급 구멍(14)이 형성되어 있다.
또한, 도 3(d)는 유체를 각 공급 구멍(14)으로 공급하기 위한 라인을 나타낸 것으로서, 각 라인에는 밸브(15) 및 압력계(16)가 구비되어 있다. 이들에 의해, 공급 구멍(14)을 통해 포켓(13)으로 공급되는 유체의 정압을 조정할 수 있다. 실제로 양두 연삭을 실시하는 경우에는, 0.3 MPa 이상의 정압으로 조정되고, 그 정압으로 워크 홀더(2)를 비접촉 지지한다.
그리고, 도 1에 나타낸 바와 같이 정압 지지 부재(3)는 워크 홀더(2)의 양측에 배치되어 있다. 또한, 각 정압 지지 부재(3)는, 그 위치를 조정하는 수단(도시하지 않음)에 장착되어 있고, 양두 연삭 시에는, 워크 홀더(2)로 각 정압 지지 부재(3)와의 간격, 즉 도 3(c)에 나타낸 바와 같이 워크 홀더(2)에 대해 비접촉 지지를 받는 면과, 정압 지지 부재(3)에 대해 워크 홀더를 비접촉 지지하는 면의 간격 D가 50 ㎛ 이하로 설정된다.
아울러, 워크 정압부의 구성은 특히 한정되지 않고, 유체를 공급하는 기구를 구비하지 않은 것으로 할 수도 있고, 혹은 특개 2007-96015호 공보와 같이, 제방이나 포켓, 공급 구멍을 구비하여, 유체를 워크(W)와 정압 지지 부재(3) 간에 공급 가능한 것으로 할 수도 있다.
또한, 숫돌(4)은 특히 한정되지 않고, 예를 들면 종래와 같이, 평균 연마용 입자 직경이 4 ㎛의 번수 #3000의 것을 이용할 수 있다. 또한, 번수 #6000~8000의 고번수의 것으로 하는 것도 가능하다. 이 예로서는, 평균 입경 1 ㎛ 이하의 다이아몬드 연마용 입자와 비트리파이드 본드재로 이루어진 것을 들 수 있다. 아울러, 숫돌(4)은 모터(5)에 접속되어 있어, 고속 회전할 수 있게 되어 있다.
종래 장치에서는, 워크 홀더에 대해 비접촉 지지를 받는 면과, 정압 지지 부재에 대해 워크 홀더를 비접촉 지지하는 면의 간격은 200~500 ㎛이였지만, 특히 상기와 같은 고번수의 숫돌을 이용하는 경우, 연삭 부하가 높고, 워크 홀더를 자전의 축방향에 따른 위치를 안정화시키는 것이 곤란하다.
그렇지만, 본 발명의 양두 연삭 장치(1)에서는, 이러한 고번수의 숫돌(4)이어도, 간격 D가 50 ㎛ 이하, 또한 0.3 MPa 이상의 유체의 정압으로 워크 홀더(2)를 지지하는 것이므로, 워크 홀더(2)의 자전의 축방향에 따른 위치를 충분히 안정화시킬 수 있다. 그 때문에, 고부하가 걸리는 고번수의 숫돌을 이용한 연삭이 가능하게 되어, 나노토포그래피의 악화를 종래에 비해 현격히 억제할 수 있어, 고품질로 워크를 연삭하는 것이 가능하다.
아울러, 이러한 고번수의 숫돌(4)을 채용한 것이면, 양두 연삭 후의 양면 연마 공정으로의 연마량의 저감화를 도모할 수 있어, 생산성의 향상, 코스트의 삭감을 달성할 수 있는 동시에, 양두 연삭으로의 면 거칠기나 데미지 깊이를 개선할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 양두 연삭 장치(1)의 워크 홀더(2), 정압 지지 부재(3), 숫돌(4) 등의 각 구성에 대해 설명해 왔지만, 여기서 워크 홀더(2) 및 정압 지지 부재(3)에 관하여, 한층 더 바람직한 실시 형태에 대해 설명한다.
우선, 본 발명자 등은, 본 발명의 양두 연삭 장치(1)에 있어서의 워크 홀더(2) 및 정압 지지 부재(3)의 형상 정도에 대한 조사를 실시했다.
구체적으로는, 워크 홀더(2)로 정압 지지 부재(3)과의 간격 D를 50 ㎛ 이하로 설정하기 위해, 워크 홀더(2)의 평면도와 평행도, 정압 지지 부재(3)의 워크 홀더(2)를 비접촉 지지하는 면의 평면도를 변경하여 조합한 장치를 이용하여, 물의 정압에 의해 워크 홀더(2)를 비접촉 지지하고, 워크 홀더(2)를 자전시키고, 그 회전 상황을 조사하는 실험을 실시했다. 숫돌에는 고번수의 #8000의 것을 이용했다.
우선, 복수의 정압 지지 부재(3)와 복수의 워크 홀더(2)를 준비하고, 삼차원 측정기 ZYZAXRVAA(주식회사 토쿄 정밀제)를 이용하여, 정압 지지 부재(3)에 대해서는 2 수준(평면도가 15 ㎛, 20 ㎛), 워크 홀더(2)에 대해서는 3 수준(평면도가 50 ㎛에서 평행도가 10 ㎛, 평면도가 15 ㎛에서 평행도가 10 ㎛, 평면도가 5 ㎛에서 평행도가 5 ㎛)을 선별했다. 정압 지지 부재의 형상 측정의 결과의 일례를 도 4에 나타낸다.
이들을 조합하여, 워크 홀더(2)와 정압 지지 부재(3)와의 간격 D를 50 ㎛로 설정한 후에, 워크 홀더(2)의 자전의 회전 상황을 조사했다. 또한, 공급하는 물의 정압은 0.3 MPa로 했다.
표 1에, 워크 홀더(2)나 정압 지지 부재(3)의 평면도, 평행도의 조합이나, 회전 상태에 대해 나타내 보인다.
[표 1]
표 1에 나타낸 바와 같이, 평면도와 평행도의 큰 조합에서는, 워크 홀더(2)가 회전하여도 구동 톱니바퀴(10)를 회전시키는 모터의 부하가 통상보다 높은 현상이 확인되어, 워크 홀더(2)와 정압 지지 부재(3)가 접촉하고 있는 것을 알았다.
워크 홀더(2)와 정압 지지 부재(3)의 간격 D와 각각의 형상과의 관계는, 도 5에 나타낸 바와 같이, e를 정압 지지 부재(3)의 평면도, f를 워크 홀더(2)의 평행도, h-g를 워크 홀더(2)의 평면도, 더욱이 정압 수막의 두께를 α로 하면, 워크 홀더(2)와 정압 지지 부재(3)와의 간격 D는, D=e+f+(h-g)/2+α로 나타내진다. 여기서, 정압 수막 두께 α가 측정 곤란하기 때문에, 다른 치수를 규정하는 것은 할 수 없지만, 표 1의 회전 상태의 결과보다, e+f+(h-g)/2의 수치가 30 ㎛ 이하인 것이 필요 조건이 된다.
단, 정압 지지 부재(3)와 워크 홀더(2)의 가공 시의 형상 정도는, 그 형상이 단순한 워크 홀더(2)가 내기 쉽고, 복잡한 형상을 가지는 정압 지지 부재(3)에서는 그 형상 정도에는 한계가 있다. 따라서, e+f+(h-g)/2의 수치가 30 ㎛ 이하인 것을 채우고, 또한 현실적인 형상 정도로서는, 정압 지지 부재(3)의 평면도가 20 ㎛ 이하, 워크 홀더(2)의 평면도가 5 ㎛ 이하, 평행도가 5 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.
특히, 워크 홀더(2)의 평면도가 5 ㎛ 이하, 평행도가 5 ㎛ 이하의 정도는, 종래 이용되어 온 열팽창 계수가 약 17×10-6/℃의 SUS304에서는, 가공 시의 발열을 위해 얻을 수가 없다. 워크 홀더(2)의 링부(6)를 열팽창 계수가 6×10-6/℃의 알루미나 세라믹으로 하는 것으로 용이하게 달성할 수 있는 정도이다.
더욱이, e+f+(h-g)/2의 수치가 30 ㎛ 이하인 2 수준의 조합[워크 홀더(2)의 평행도가 5 ㎛이고, 평면도가 5 ㎛이며, 정압 지지 부재(3)의 워크 홀더를 비접촉 지지하는 면의 평면도가 20 ㎛ 또는 15 ㎛]에 대해서는, 워크 연삭 후에 측정한 의사 나노토포그래피는 0.2 ㎛를 하회하여, 매우 양호한 레벨인 것을 확인하고 있다.
이상과 같은 조사로부터, 워크 홀더(2)는, 평행도가 5 ㎛ 이하, 또한 평면도가 5 ㎛ 이하의 것이며, 정압 지지 부재(3)는, 워크 홀더(2)를 비접촉 지지하는 면의 평면도가 20 ㎛ 이하의 것이 바람직한 것을 알았다. 아울러, 양측의 정압 지지 부재(3)의 평행도는, 조립 시에 평행 조정을 실시해 두면 좋다.
그리고, 이러한 조건을 채우는 양두 연삭 장치이면, 워크 홀더(2)와 정압 지지 부재(3)의 간격 D가 50 ㎛ 이하의 작은 값이어도, 구동 톱니바퀴(10)의 모터(9)의 부하가 상승하고, 내부 톱니바퀴부(8)와 구동 톱니바퀴(10) 사이에서 마모에 의한 발진이 생기고, 발진한 이물이 워크 홀더(2)와 정압 지지 부재(3)와의 간격에 혼입하는 것을 효과적으로 막을 수 있는 것을 본 발명자 등은 찾아냈다. 그리고, 이에 의해, 워크 홀더(2)의 회전을 방해하는 현상 등이 발생하는 것을 예방하는 것이 가능하다.
다음에, 본 발명의 워크의 양두 연삭 방법에 대해 기술한다.
여기에서는, 도 1에 나타내는 본 발명의 양두 연삭 장치(1)를 이용했을 경우에 대해 설명하지만, 이에 한정되지 않고, 워크 홀더(2)와 정압 지지 부재(3)의 간격 D를 50 ㎛ 이하로 하고, 또한 유체의 정압을 0.3 MPa 이상으로 조절하고, 워크(W)의 양면을 연삭하는 방법이면 좋다.
워크(W)(예를 들면 실리콘 웨이퍼)를 워크 홀더(2)의 지지부(7)에 의해, 워크(W)의 직경방향에 따라 외주측으로부터 보관 유지함으로써 지지한다.
워크(W)를 지지하는 워크 홀더(2)를, 한 쌍의 정압 지지 부재(3) 사이에, 정압 지지 부재(3)와 워크 홀더(2)가 간격을 가지도록 지지한다. 이때, 정압 지지 부재(3)의 각 포켓(13)의 공급 구멍(14)으로부터 유체인 물을 공급하고, 각 포켓(13)마다 정압을 0.3 MPa 이상으로 조절한다. 또한, 정압 지지 부재(3)와 워크 홀더(2)와의 간격 D를 50 ㎛ 이하로 조절한다.
이와 같이 하여, 워크(W)를 외주측으로부터 지지하는 워크 홀더(2)를, 정압 지지 부재(3)를 이용하여 물의 정압에 의해 비접촉으로 지지하고, 또한 구동 톱니바퀴(10)에 의해 워크 홀더(2)를 자전시키면서, 모터(5)에 의해 숫돌(4)을 회전시켜서, 워크(W)의 양면을 동시에 연삭한다.
워크(W)의 나노토포그래피의 악화를 방지하기 위해서는, 워크(W)를 지지하는 워크 홀더(2)의 자전의 축방향에 따른 위치의 제어는 중요한 요소이다. 상기와 같은 본 발명의 양두 연삭 방법에 의해, 워크 홀더(2)를 자전의 축방향에 따라 적정한 위치에 제어하면서, 워크(W)의 양두 연삭을 실시하는 것이 가능하기 때문에, 종래에 비해 격차도 적게 고레벨의 나노토포그래피에 개선할 수 있다. 예를 들면, 양두 연삭 시에 유사 나노토포그래피를 0.2 ㎛ 이하로 할 수 있고, 이에 의해 최종 제품 시에 나노토포그래피를 15 nm 이하로 억제할 수 있다. 이는 최근의 고객으로부터의 요망을 충분히 채울 수 있는 레벨이다.
또한, 워크 홀더(2)에 있어서, 비접촉 지지를 받는 면을 가지는 링부(6)를 알루미나 세라믹으로 이루어진 것으로 하면, 그 비접촉 지지를 받는 면을 형상 정도 높게 가공하는 것이 가능하고, 특히 평행도가 5 ㎛ 이하, 또한 평면도가 5 ㎛ 이하의 워크 홀더(2)로 할 수 있다.
또한, 정압 지지 부재(3)에 있어서, 평면도가 20 ㎛ 이하의 것으로 하는 것이 바람직하다.
이러한 형상의 워크 홀더(2)나 정압 지지 부재(3)를 이용하여 양두 연삭을 실시하면, 연삭 중, 워크 홀더(2)와 정압 지지 부재(3)의 간격 D가 50 ㎛ 이하로 좁아져도, 서로 접촉하지 않고, 워크 홀더(2)의 회전으로의 영향을 없애는 것이 가능하다.
또한, 숫돌(4)로서, 평균 입경 1 ㎛ 이하의 다이아몬드 연마용 입자와 비트리파이드 본드재로 이루어진 고번수의 것을 이용할 수 있다. 종래로는, 이러한 고번수의 것을 이용했을 경우, 연삭 시의 부하에 의해 워크 홀더의 위치 제어를 하지 못하고, 워크(W)에 있어서의 나노토포그래피를 악화시켜 버리고 있었다. 그렇지만, 본 발명이면, 고번수의 것을 이용하여도, 워크 홀더의 위치 제어가 가능하고, 워크의 나노토포그래피의 악화를 충분히 억제할 수 있다. 더욱이, 고번수의 것을 이용하는 것으로, 후의 양면 연마 공정으로의 연마량을 감소시킬 수 있어, 코스트 삭감이나, 면 거칠기나 데미지 깊이의 개선을 도모할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 한층 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
(실시예 1)
도 1에 나타내는 본 발명의 워크의 양두 연삭 장치(1)를 이용하여 본 발명의 양두 연삭 방법에 의해, 워크(직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼)의 양두 연삭을 실시했다.
워크 홀더로서는 링부가 알루미나 세라믹으로 이루어진 것을 이용했다. 워크 홀더의 평면도는 5 ㎛, 평행도는 5㎛, 정압 지지 부재의 평면도는 15 ㎛이다.
워크 홀더와 정압 지지 부재와의 간격은 30 ㎛로 설정했다. 또한, 정압 지지 부재의 공급 구멍으로부터 물을 공급하고, 0.6 MPa의 정압에 의해, 워크 홀더를 비접촉 지지했다. 더욱이, 숫돌로서는, 평균 입경 1 ㎛ 이하의 다이아몬드 연마용 입자와 비트리파이드 본드로 이루어진 SD#3000 숫돌과 SD#8000 숫돌(주식회사 얼라이드 머티리얼제 비트리파이드 본드 숫돌)을 이용했다.
연삭량은 30 ㎛이다.
워크 홀더와 정압 지지 부재의 간격과 연삭된 워크의 의사 나노토포그래피의 결과를 도 6에 나타낸다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 어느 쪽의 숫돌을 이용했을 경우에도, 후술하는 비교예에 비해 편차가 적고, 또한 유사 나노토포그래피를 0.2 ㎛ 이하로 하는 양호한 레벨로 억제할 수 있었다. 특히, 고번수의 SD#8000 숫돌을 이용했을 경우에도 뛰어난 결과를 나타내고 있는 것을 안다.
(비교예 1)
워크 홀더와 정압 지지 부재와의 간격을 100 ㎛ 또는 200 ㎛로 설정하는 것 이외는 실시예 1과 같게 하여 워크(직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼)의 양두 연삭을 실시했다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 실시예 1에 비해 유사 나노토포그래피의 격차는 크고, 또한 0.2 ㎛를 넘는 경우가 있다. 확실히 0.2 ㎛ 이하로 억제하려면, 본 발명과 같이, 정압 지지 부재와 워크 홀더의 간격을 50 ㎛ 이하로 할 필요가 있는 것을 안다.
더욱이, 정압 지지 부재와 워크 홀더의 간격이 좁아질수록 유사 나노토포그래피의 값이 저감하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, SD#8000 숫돌을 사용했을 경우에는 이 경향이 더욱 현저하게 되어, 워크 홀더와 정압 지지 부재와의 간격이 넓은 만큼 급격하게 의사 나노토포그래피는 악화된다.
(실시예 2, 비교예 2)
숫돌에 SD#8000 숫돌을 이용하여, 물에 의한 정압치를 바꾸어 설정한 것 이외는 실시예 1과 같게 하여 워크(직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼)의 양두 연삭을 실시했다.
물에 의한 정압은, 0.3 MPa, 0.8 MPa, 1.0 MPa(이상 실시예 2), 0.2 MPa(비교예 2)로 했다.
물에 의한 정압치와 연삭된 워크의 의사 나노토포그래피의 결과를 도 7에 나타낸다. 아울러, 실시예 1에서의 유사 나노토포그래피의 값을 참고로 둔다(정수압 0.6 MPa에 있어서의 값).
비교예 2에서는 유사 나노토포그래피가 0.8 ㎛보다 크고, 실시예 2에서는 모두 0.2 ㎛ 이하로 억제되었다.
이와 같이, 정압치가 0.3 MPa보다 작으면 유사 나노토포그래피가 현저하게 커져 버려서, 고품질의 연삭 후의 워크를 얻을 수 없다. 정압치를 0.3 MPa 이상으로 하는 것에 의해 뛰어난 레벨의 유사 나노토포그래피에 억제되어 있는 것을 안다.
또한, 실시예 1, 2, 비교예 1, 2보다, 고레벨의 유사 나노토포그래피의 연삭 후의 워크를 얻으려면, 본 발명과 같이, 워크 홀더와 정압 지지 부재의 간격을 50 ㎛ 이하로 하는 동시에, 0.3 MPa 이상의 정압에 의해, 정압 지지 부재로 워크 홀더를 비접촉 지지하는 것이 필수인 것을 안다.
(비교예 3)
종래의 양두 연삭 장치를 이용하여 워크(직경 300 mm의 실리콘 웨이퍼)의 양두 연삭을 실시했다.
이용한 양두 연삭 장치 XSG320(코요 기계공업 주식회사제)는, 종래의 표준적인 것이며, 삼차원 형상 측정기 ZYZAXRVAA(주식회사 토쿄 정밀제)에 의한 실측으로, 워크 홀더는 평행도가 10 ㎛, 평면도가 50 ㎛의 SUS제의 것으로, 정압 지지 부재의 평면도는 20 ㎛였다.
워크 홀더와 정압 지지 부재와의 간격은 표준적인 200 ㎛로, 정수압은 0.6 MPa로 설정했다. 그리고, 숫돌에는 비트리파이드 본드의 SD#3000의 직경 160 mm 숫돌(주식회사 얼라이드 머티리얼제 비트리파이드 본드 숫돌)을 이용했다.
연삭량은 30㎛이다.
연삭 후의 워크에 대해 의사 나노토포그래피를 계측한 결과, 매우 불규칙하고, 평균으로 0.6 ㎛, 최대로 1.2 ㎛로 흩어지는 결과가 되었다. 유사 나노토포그래피 목표치 0.2 ㎛를 만족하는 것은 할 수 없었다. 이 원인은, 200 ㎛의 간극 중에서 워크 홀더가 넘어지기 쉽고, 워크 홀더가 넘어지는 것에 의해, 워크의 중심 위치가 어긋나서, 워크의 변형을 일으키게 하고 있다고 고려할 수 있다.
아울러, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시예는 예시이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용 효과를 상주하는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
Claims (14)
- 적어도, 얇은 판자 형상의 워크를 직경방향에 따라 외주측으로부터 지지하는 자전가능한 워크 홀더와, 상기 워크 홀더의 양측에 위치하고, 워크 홀더를 자전의 축방향에 따라 양측에서, 유체의 정압에 의해 비접촉 지지하는 한 쌍의 정압 지지 부재와, 상기 워크 홀더에 의해 지지를 받은 워크의 양면을 동시에 연삭하는 한 쌍의 숫돌을 구비하는 워크의 양두 연삭 장치에 있어서,
상기 정압 지지 부재는, 외주측이 유체의 정압에 의해 상기 워크 홀더를 비접촉 지지하는 워크 홀더 정압부로 이루어지고, 내주측이 상기 워크를 비접촉 지지하는 워크 정압부로 이루어져 있고,
상기 워크 홀더와 상기 정압 지지 부재의 간격이 50 ㎛ 이하이고, 또한 상기 정압 지지 부재가 상기 워크 홀더를 0.3 MPa 이상의 상기 유체의 정압으로 지지하는 것인 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 워크 홀더에 있어서, 비접촉 지지되는 면은, 평행도가 5 ㎛ 이하, 또한 평면도가 5 ㎛ 이하의 것인 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 워크 홀더에 있어서, 적어도 비접촉 지지를 받는 면이 알루미나 세라믹으로 이루어진 것인 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 워크 홀더에 있어서, 적어도 비접촉 지지를 받는 면이 알루미나 세라믹으로 이루어진 것인 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정압 지지 부재에 있어서, 상기 워크 홀더를 비접촉 지지하는 면은, 평면도가 20 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 숫돌은, 평균 입경 1㎛ 이하의 다이아몬드 연마용 입자와 비트리파이드 본드재로 이루어진 것인 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 장치.
- 제5항에 있어서,
상기 숫돌은, 평균 입경 1㎛ 이하의 다이아몬드 연마용 입자와 비트리파이드 본드재로 이루어진 것인 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 장치.
- 적어도, 워크 홀더에 의해, 얇은 판자 형상의 워크를 직경방향에 따라 외주측으로부터 지지하여 자전시키는 동시에, 상기 워크 홀더의 양측에 위치하는 한 쌍의 정압 지지 부재에 의해, 상기 워크 홀더를 자전의 축방향에 따라 양측에서, 유체의 정압에 의해 비접촉 지지하고, 한 쌍의 숫돌에 의해, 상기 워크 홀더에 의해 지지한 워크의 양면을 동시에 연삭하는 워크의 양두 연삭 방법에 있어서,
상기 정압 지지 부재가, 외주측에서 유체의 정압에 의해 워크 홀더 정압부로 상기 워크 홀더를 비접촉 지지하는 동시에, 내주측에서 워크 정압부로 상기 워크를 비접촉 지지하고,
상기 워크 홀더와 상기 정압 지지 부재의 간격을 50 ㎛ 이하로 하고, 또한 상기 유체의 정압을 0.3 MPa 이상으로 조절하고, 상기 워크의 양면을 연삭하는 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 워크 홀더에 있어서, 비접촉 지지되는 면을, 평행도가 5 ㎛ 이하, 또한 평면도가 5 ㎛ 이하의 것인 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 워크 홀더에 있어서, 적어도 비접촉 지지를 받는 면을, 알루미나 세라막으로 이루어진 것으로 하는 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 워크 홀더에 있어서, 적어도 비접촉 지지를 받는 면을, 알루미나 세라막으로 이루어진 것으로 하는 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 방법.
- 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정압 지지 부재에 있어서, 상기 워크 홀더를 비접촉 지지하는 면을, 평면도가 20 ㎛ 이하의 것으로 하는 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 방법.
- 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 숫돌을, 평균 입경 1 ㎛ 이하의 다이아몬드 연마용 입자와 비트리파이드 본드재로 이루어진 것으로 하는 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 방법.
- 제12항에 있어서,
상기 숫돌을, 평균 입경 1 ㎛ 이하의 다이아몬드 연마용 입자와 비트리파이드 본드재로 이루어진 것으로 하는 것을 특징으로 하는
워크의 양두 연삭 방법.
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