JPH0512099B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本発明は、表面研削装置、更に詳しくは、殊に
半導体ウエーハの表面を研削するのに適する表面
研削装置に関する。

＜従来技術＞ 当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工
程においては、略円板形状である半導体ウエーハ
の表面を研削して半導体ウエーハの厚さを所要値
にせしめることが必要である。そして、半導体ウ
エーハの表面を研削するための表面研削装置とし
ては、一般に特開昭56−152562号公報に開示され
ている形態の表面研削装置が好都合に使用されて
いる。かかる表面研削装置は、回転自在に装着さ
れた支持テーブルと、この支持テーブルに固定さ
れた複数個の半導体ウエーハ保持チヤツクと、上
記支持テーブルの回転方向に間隔を置いて且つ回
転自在に装着された複数個の研削砥石と、上記支
持テーブルを回転駆動するためのテーブル回転手
段と、上記研削砥石を回転せしめるための砥石回
転手段とを具備している。

上記表面研削装置においては、表面を研削すべ
き半導体ウエーハは、チヤツク上に保持される。
そして、複数個の研削砥石の各々が比較的高速で
回転せしめられると共に、支持テーブルが比較的
低速で回転せしめられる。かくして、支持テーブ
ルに固定されたチヤツク上に保持された半導体ウ
エーハは、回転せしめられている複数個の研削砥
石を順次に通過せしめられ、この際に、回転せし
められている研削砥石によつて半導体ウエーハの
表面が研削される。

而して、上記表面研削装置は、上記特開昭56−
152562号公報の記載から首肯される如く、他の形
態の従来の表面研削装置と比べて種々の利点を有
する。しかしながら、未だ充分に満足し得るもの
ではなく、(イ)研削砥石としては全体として環形状
のものが使用されるが、かような研削砥石によつ
て半導体ウエーハの表面全体を一様に研削するに
は研削砥石の外径は研削すべき半導体ウエーハの
外径よりも充分に大きいことが必要であり、従つ
て半導体ウエーハが大径化すると、これに応じて
研削砥石も大径化することが必要であるが、一般
に天然又は合成ダイヤモンド砥粒の如き超砥粒を
適宜の方法によつて結合することによつて製造さ
れる研削砥石の大径化は、砥石製造工程における
種々の点から必ずしも容易ではない、(ロ)研削の際
の回転している研削砥石に対する半導体ウエーハ
の相対的移動は、支持テーブルの比較的低速であ
る回転に付随した半導体ウエーハの送り移動のみ
であつて、研削砥石による半導体ウエーハの研削
軌跡は回転せしめられている研削砥石の外周縁の
移動によつて規定される単純な弧状であり、従つ
て研削抵抗が比較的大きいと共に、半導体ウエー
ハの上記送り移動に応じて研削抵抗が比較的大幅
に変動し、それ故に半導体ウエーハの表面全体に
渡つて充分に均一な研削を遂行することが困難で
あり、研削精度が制限される、等の解決すべき問
題が存在する。

＜先願発明＞ 上記問題を解決するために、本発明者は、先
に、昭和59年特許願第226720号（発明の名称：表
面研削装置）明細書及び図面において、複数個の
チヤツクを支持テーブルに回転自在に装着すると
共に、複数個のチヤツクを回転駆動せしめるため
のチヤツク回転手段を設けた、改良された表面研
削装置を提案した。かかる表面研削装置において
は、チヤツク上に保持された被加工物の表面を研
削砥石によつて研削する際には、研削砥石を回転
せしめると共に、チヤツクを回転せしめてチヤツ
ク上に保持された半導体ウエーハも回転せしめる
ことができ、かくして上記問題(イ)及び(ロ)を解決す
ることができる。

しかしながら、本発明者が提案した上記表面研
削装置について更に検討を重ねた結果、上記チヤ
ツク回転手段に関して、更に改良すべき問題が残
留していることが判明した。即ち、上記表面研削
装置におけるチヤツク回転手段は、１個の共通駆
動源と、この共通駆動源と複数個のチヤツクの
各々との間に夫々配設された複数個の駆動連結手
段とから構成されている。従つて、共通駆動源が
付勢されると、複数個のチヤツクの全てが回転駆
動され、共通駆動源が除勢されると、複数個のチ
ヤツクの全ての回転駆動が停止される。然るに、
研削効率の向上等の見地からして、特定のチヤツ
クにおいては、その回転駆動を停止して既に研削
された半導体ウエーハを取出すと共に次の研削す
べき半導体ウエーハをチヤツクに装着し、かかる
間にも、他のチヤツクにおいては、チヤツクを回
転駆動して半導体ウエーハの研削を遂行すること
ができるようにせしめることが望ましいことが判
明した。

＜発明の目的＞ 本発明は上記事実に鑑みてなされたものであ
り、その主目的は、本発明者が先に提案した表面
研削装置に更に改良を加えて、上記要望をも充足
することができるようにせしめた改良された表面
研削装置を提供することである。

＜発明の要約＞ 本発明者は、鋭意検討の結果、上記複数個の駆
動連結手段の各々に、連結及び離脱を制御するた
めのクラツチ手段、好ましくは空気圧クラツチか
ら構成されたクラツチ手段、を組込むことによつ
て、製作コストの増大を必要最小限度にせしめて
上記目的を達成することができることを見出し
た。

即ち、本発明によれば、回転自在に装着された
支持テーブルと、周方向に間隔を置いて該支持テ
ーブルに回転自在に装着された複数個の被加工物
保持チヤツクと、該チヤツク上に保持された被加
工物の表面を研削するための、回転自在に装着さ
れた研削砥石と、該テーブルを回転駆動せしめる
ためのテーブル回転手段と、該チヤツクを回転駆
動せしめるためのチヤツク回転手段と、該研削砥
石を回転せしめるための研削砥石回転手段とを具
備し、該チヤツク回転手段は、１個の共通駆動源
と、該共通駆動源と該チヤツクの各々との間に
夫々配設された複数個の駆動連結手段を含み、該
駆動連結手段の各々は、連結及び離脱を制御する
ためのクラツチ手段を有する、ことを特徴とする
表面研削装置が提供される。

＜発明の好適具体例＞ 以下、添付図面を参照して、本発明に従つて構
成された表面研削装置の好適具体例について詳細
に説明する。

第１図は、本発明に従つて構成された表面研削
装置の一具体例の主要構成要素を簡略に図示して
いる。図示の表面研削装置は、実質上鉛直に（第
１図において紙面に垂直な方向に）延びる中心軸
線２を中心として回転自在に装着された、比較的
大径の円盤形態である支持テーブル４を具備して
いる。そして、この支持テーブル４上には、周方
向に間隔を置いて複数個、図示の場合は４個の円
盤形態である被加工物保持チヤツク６が回転自在
に装着されている。複数個のチヤツク６は、
夫々、上記中心軸線２からの半径方向距離が相互
に同一で且つ支持テーブル４の周方向に等間隔を
置いた（即ち等角度間隔を置いた）複数個の位置
に配置されているのが好都合である。

上記支持テーブル４の周方向に間隔を置いた複
数個、図示の場合は４個の位置には、夫々、作業
域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤが規定されている。かかる作
業域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、支持テーブル４の周方
向に等間隔を置いて（即ち等角度間隔を置いて）
位置し、作業域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤにおける相互角
度間隔は上記複数個のチヤツク６における相互角
度間隔と合致しているのが好都合である。作業域
Ａは被加工物取出及び装着域であり、かかる被加
工物取出及び装着域Ａにおいては、表面が研削さ
れた被加工物が適宜の取出手段（図示していな
い）によつてチヤツク６から取出され、そして表
面を研削すべき新たな被加工物が適宜の装着手段
（図示していない）によつてチヤツク６上に載置
される。作業域Ｂ、Ｃ及びＤは、夫々、粗研削
域、中間研削域及び仕上げ研削域である。これら
の研削域Ｂ、Ｃ及びＤの各々には、研削砥石８を
有する研削砥石組立体が配設されており、後に更
に言及する如く、粗研削域Ｂにおいてはチヤツク
６上に保持されている被加工物の表面が粗研削さ
れ、中間研削域Ｃにおいてはチヤツク６上に保持
されている被加工物の表面が中間研削され、そし
て仕上げ研削域Ｄにおいてはチヤツク６上に保持
されている被加工物の表面が仕上げ研削される。

第１図と共に第２図を参照して、支持テーブル
４及びこの支持テーブル４に装着されたチヤツク
６の構成について詳述すると、図示の表面研削装
置においては、支持テーブル４の上記中心軸線２
に沿つて実質上鉛直に延びる静止主支持軸（図示
していない）が配設されており、かかる主支持軸
上端部に支持テーブル４が回転自在に装着されて
いる。支持テーブル４には適宜の伝動要素（図示
していない）を介して電動モータでよいテーブル
回転手段１０が駆動連結されており、後に更に言
及する如く、テーブル回転手段１０によつて支持
テーブル４は第１図に矢印１２で示す方向に間け
つ的に或いは連続的に回転せしめる。支持テーブ
ル４の実質上水平な上面の周縁部には、周方向に
等間隔を置いて４個のチヤツク支持ブロツク１４
（第２図にその１個のみを図示している）が固定
されており、かかるチヤツク支持ブロツク１４の
各々に、上記チヤツク６が夫々回転自在に装着さ
れている。更に詳述すると、略円柱形状でよいチ
ヤツク支持ブロツク１４には上方に開口した円形
穴１６が形成されており、かかる穴１６内にはベ
アリング部材１８及び２０が配設されている。ベ
アリング部材１８の下面は上記穴１６内に形成さ
れている環状肩部に当接せしめられており、ベア
リング部材１８と２０との間には環状スペーサ部
材２２が配設されており、そしてチヤツク支持ブ
ロツク１４の上面に固定された環状保持板２３の
下面内周縁部がベアリング部材２０の上面に当接
せしめられており、かくしてベアリング部材１８
及び２０は所要位置に保持されている。かかるベ
アリング部材１８及び２０内には、回転軸２４の
下部が挿入され、かくして回転軸２４がチヤツク
支持ブロツク１４に回転自在に装着されている。
そして、チヤツク支持ブロツク１４を越えて上方
へ突出している回転軸２４の上端にチヤツク６が
固定されている。図示のチヤツク６は、円盤形状
の主部２６と、主部２６の下面に形成された円形
突部２８と、円形突部２８の中央から下方に延び
る連結ねじ部３０とを有する。一方、上記回転軸
２４の上面には、チヤツク６の円形突部２８を受
入れる円形凹部３２と、かかる円形凹部３２の中
央に穿設されたねじ孔３３とが形成されている。
チヤツク６の連結ねじ部３０は回転軸２４のねじ
孔３３に螺合され、かくして回転軸２４の上端に
チヤツク６が固定される。回転軸２４にチヤツク
６を所要通りに固定した状態において、チヤツク
６の上記円形突部２８の下面と回転軸２４の上記
円形凹部３２の底面との間には若干の間隔が存在
し、両者間には閉空間３４が規定されている。回
転軸２４には、上記円形凹部３２の底面に開口し
た上端から回転軸２４の下面に開口した下端まで
軸線方向に延びる流路３６が形成されている。チ
ヤツク支持ブロツク１４に形成されている上記穴
１６の底面中央部には、中空マニホルド３８が固
定されており、上記流路３６の下端はこのマニホ
ルド３８に連通せしめられている。チヤツク支持
ブロツク１４の下端部には、上記マニホルド３８
に連通せしめられた内側端からチヤツク支持ブロ
ツク１４の外周面に開口した外側端まで半径方向
に延びる流路４０が形成されている。流路４０の
外側端は、適宜の切換弁４２を有する管路４４を
介して真空源４６と水でよい液体の供給源４８と
に接続されている。一方、チヤツク６の上記円形
突部２８及び主部２６には、円形突部２８の下面
から主部２６の上面まで延びる複数個の孔（図示
していない）が形成されている。上記被加工物取
出及び装着域Ａにおいてチヤツク６の上面に半導
体ウエーハの如き被加工物が載置されると、切換
弁４２が操作されて流路４０が真空源４６に接続
される。かくすると、チヤツク６に形成された上
記複数個の孔（図示していない）、空間３４、流
路３６、マニホルド３８、流路４０及び管路４４
を介して空気が吸引され、かくして被加工物がチ
ヤツク６上に吸着保持される。上記被加工物取出
及び装着域Ａにおいてチヤツク６上から被加工物
を取出す時には、切換弁４２が操作されて流路４
０が供給源４８に接続される。かくすると、管路
４４、流路４０、マニホルド３８、流路３６、空
間３４及びチヤツク６に形成された上記複数個の
孔（図示していない）を介してチヤツク６の上面
に水の如き液体が供給され、かくしてチヤツク６
に吸着されていた被加工物が浮上せしめられる。

第２図を参照してチヤツク回転手段について説
明すると、図示の具体例においては、上記支持テ
ーブル４の実質上水平な上面の中央部に中央支持
ブロツク５０が固定され、この中央支持ブロツク
５０に中央回転軸５２が回転自在に装着されてい
る。更に詳しくは、中央支持ブロツク５０は、円
盤状基部５４とこの基部５４の上面中央部から実
質状鉛直に上方に延びる支持円柱部５６を有す
る。一方、中央回転軸５２の下部には大径部５８
が形成されており、この大径部５８には下方に開
口した円形凹部６０が形成されている。そして、
中央回転軸５２の大径部５８がベアリング部材６
２及び６４を介して、上記中央支持ブロツク５０
の支持円柱部５６に回転自在に装着されている。
ベアリング部材６２の下面は中央支持ブロツク５
０の基部５４の上面に当接し、ベアリング部材６
２とベアリング部材６４との間には環状スペーサ
部材６６が配設され、ベアリング部材６４の上面
は円形凹部６０の底面（上面）に当接し、かくし
てベアリング部材６２及び６４は所要位置に保持
されている。中央回転軸５２の上端部は、適宜の
伝動要素（図示していない）を介して電動モータ
でよい共通回転駆動源６８に駆動連結されてい
る。回動駆動源６８は、上記支持テーブル４上に
適宜の支持枠体（図示していない）を介して装
着、或いは上記支持テーブル４とは別個に適宜の
位置に装着することができる。中央回転軸５２の
上記大径部５８の外周面には環状フランジ７０が
形成されており、この環状フランジ７０上に歯車
７２が固定されている。

支持テーブル４の上面には、更に、被加工物保
持チヤツク６の各々の角度位置に対応して位置す
る４個の支持ブロツク７４が固定されている（第
２図には１個の支持ブロツク７４のみを図示して
いる）。そして、かかる支持ブロツク７４の各々
に、空気圧クラツチを含む駆動連結要素が装着さ
れている。詳述すると、上記支持ブロツク７４の
各々は、下部大径円柱部７６と上部小径円柱部７
８を有する。そして、上部小径円柱部７８には、
ベアリング部材８０及び８２を介して略円筒形状
の回転部材８４が回転自在に装着されている。ベ
アリング部材８０の下面は大径円柱部７６の上面
に当接し、ベアリング部材８０とベアリング部材
８２との間には環状スペーサ部材８６が配設さ
れ、ベアリング部材８２の上面は回転部材８４の
内周面に形成されている環状フランジ８８の下面
に当接し、かくしてベアリング部材８０及び８２
は所要位置に保持されている。上部小径円柱部７
８の上面には環状部材９０が固定されており、か
かる環状部材９０の下面が回転部材８４の上記環
状フランジ８８を拘束することによつて、回転部
材８４の上方への移動が阻止される。回転部材８
４の外周面には環状フランジ９２が形成されてお
り、この環状フランジ９２上に歯車９４が固定さ
れている。この歯車９４は上記歯車７２に係合せ
しめられている。回転部材８４の上端には、合成
ゴムの如き高摩擦係数の材料から形成されている
環状摩擦板９６が固定されている。一方、支持ブ
ロツク７４の下部大径円柱部７６には下方に開放
された円形凹部９８が形成されている。この円形
凹部９８の下面は支持テーブル４によつて閉じら
れ、後の説明から明らかになる如く、円形凹部９
８は空気圧シリンダ機構のシリンダとして機能す
る。支持ブロツク７４には、更に、実質上に鉛直
に延びる貫通穴１００が形成されており、この貫
通穴１００に軸１０２が鉛直方向に滑動自在に装
着されている。軸１０２は上部小径円柱部７８の
上面を越えて上方へ延びており、軸１０２の上端
部には、ベアリング部材１０６及び止めリング１
０８によつて、歯車１１０が軸１０２に対して軸
線方向には移動し得ないが回転自在に装着されて
いる。歯車１１０の下面には、上記摩擦板９６に
対向する環状突条１１２が形成されている。上記
円形凹部９８内に位置する軸１０２の下端には、
空気圧シリンダ機構のピストンとして機能する円
板１１４が固定されている。支持テーブル４の上
面と円板１１４との間には複数枚の皿ばねでよい
弾性手段１１６が配設されており、かかる弾性手
段１１６は円板１１４（従つて、軸１０２及びこ
れに装着された歯車１１０を上方へ弾性的に偏倚
する。一方、支持ブロツク７４の下部大径円柱部
７６には、上記円形凹部９８の上端に開口した内
側端から下部大径円柱部７６の外周面に開口した
外側端まで延びる流路１１８が形成されている。
そして、流路１１８の外側端は、適宜の切換弁１
２０を有する管路１２２を介して圧縮空気供給源
１２４と大気とに選択的に連通せしめられる。流
路１１８が圧縮空気供給源１２４に連通せしめら
れると、円形凹部９８に供給される圧縮空気によ
つて、弾性手段１１６の弾性偏倚作用に抗して円
板１１４が図示の位置まで下降され、従つて軸１
０２及び歯車１１０は実線で示す連結位置まで下
降される。かかる連結位置においては、歯車１１
０の下面に形成されている環状突条１１２が上記
摩擦板９６に押圧され、かくして歯車１１０が回
転部材８４に摩擦連結される。一方、流路１１８
を大気に連通せしめると、弾性手段１１６の弾性
偏倚作用によつて円板１１４が上昇せしめられ、
従つて軸１０２及び歯車１１０は２点鎖線で示す
解除位置に上昇せしめられる。かかる解除位置に
おいては、歯車１１０の下面に形成されている環
状突条１１２が上記摩擦板９６から上方に離隔
し、かくして歯車１１０と回転部材８４との連結
が解除される。更に、チヤツク６が固定されてい
る上記回転軸２４には歯車１２６が固定されてお
り、かかる歯車１２６は上記歯車１１０に係合せ
しめられている。

上述した通りのチヤツク回転手段においては、
共通の駆動源６８と複数個（４個）のチヤツク６
の各々との間に配設されている駆動連結手段が、
クラツチ手段（回転部材８４に固定された摩擦板
９６と歯車１１０に形成された環状突条１１２
等）を含んでいる。従つて、複数個のチヤツク６
の各々の回転を別個独立に制御することができ
る。即ち、歯車１１０を実線で示す連結位置に下
降せしめると、駆動源６８の回転が中央回転軸５
２、歯車７２、歯車９４、回転部材８４、摩擦板
９６、歯車１１０及び歯車１２６を介してチヤツ
ク６に伝動され、かくしてチヤツク６が回転され
る。歯車１１０を２点鎖線で示す解除位置に上昇
せしめると、摩擦板９６と歯車１１０との間の連
結が解除され、従つてチヤツク６の回転が停止さ
れる。歯車１１０が２点鎖線で示す解除位置に上
昇せしめられると直ちにチヤツク６の回転が停止
せしめられるようになすために、所望ならば、歯
車１１０の上昇に同期してチヤツク６に作用する
ブレーキ手段（図示していない）を設けることも
できる。１個の共通駆動源６８を使用しているに
もかかわらず、複数個のチヤツク６の各々の回転
を別個独立に制御することができる故に、例え
ば、研削域Ｂ、Ｃ及びＤ（第１図）に夫々存在す
る３個のチヤツク６は回転せしめて研削域Ｂ、Ｃ
及びＤにおいて夫々研削作業を遂行し、一方被加
工物取出及び装着域Ａ（第１図）に存在するチヤ
ツク６は停止せしめて被加工物取出及び装着域Ａ
において被加工物取出及び装着作業を遂行し、か
くして作業能率を向上せしめることができる。所
望ならば、チヤツク６の各々に位置検出器（図示
していない）を付設せしめてクラツチ手段の連結
及び解除を自動的に制御し、チヤツク６の各々が
少なくとも研削域Ｂ、Ｃ及びＤに存在する間はチ
ヤツク６を回転せしめ、チヤツク６の各々が少な
くとも被加工物装着及び取出域Ａに存在する間は
チヤツク６を停止せしめることもできる。

図示の具体例においては、更に、支持テーブル
４上には、適宜の支持手段（図示していない）に
よつて保護カバー１２８，１３０及び１３２も配
設されている。かかる保護カバー１２８，１３０
及び１３２は、後述する通りにしてチヤツク６上
に保持された被加工物を研削砥石８によつて研削
する際に使用される水でもよい冷却液或いは生成
される研削屑が、支持テーブル４上に配設された
上述した通りの種々の回転支持構造及び伝動要素
内に進入するのを防止する。

第１図に符号Ｂ、Ｃ及びＤで示す研削域の各々
においては、支持テーブル４に隣接せしめて研削
砥石組立体が配設されている（第１図において
は、図面の明瞭下のために研削砥石組立体におけ
る研削砥石８のみを２点鎖線で簡略に図示してい
る）。研削域Ｂ、Ｃ及びＤに配設されている研削
砥石組立体の構成は実質上同一でよく、第２図に
は１個の研削砥石組立体が図示されている。第２
図を参照して説明すると、全体を番号１３４で示
す図示の研削砥石組立体は、支持テーブル４の周
縁に隣接して位置せしめられた静止支持基台１３
６を有する。この基台１３６上には、適宜の支持
手段（図示していない）によつて第２図において
左右方向に実質上水平に移動自在に水平動ブロツ
ク１３８が装着されている。水平動ブロツク１３
８の移動方向は、支持テーブル４の半径方向と実
質上合致しているのが好ましい。基台１３６と水
平動ブロツク１３８との間には、電動モータでよ
い駆動源を含む第１の砥石移動手段１４０が介在
せしめられており、かかる第１の砥石移動手段１
４０によつて水平動ブロツク１３８が移動せしめ
られる。水平動ブロツク１３８には、適宜の支持
手段（図示していない）を介して鉛直動ブロツク
１４２が実質上鉛直に昇降動自在に装着されてい
る。そして、水平動ブロツク１３８と鉛直動ブロ
ツク１４２との間には、電動モータでよい駆動源
を含む第２の砥石移動手段１４４が介在せしめら
れており、かかる第２の砥石移動手段１４４によ
つて鉛直動ブロツク１４２が昇降動せしめられ
る。鉛直動ブロツク１４２には、回転軸１４６が
回転自在に装着されている。そして、鉛直動ブロ
ツク１４２から下方に突出している回転軸１４６
の下端に、所謂カツプ型研削ホイールであるのが
好ましい研削ホイール１４８が固定されている。
図示の研削ホイール１４８は、上記回転軸１４６
の下端に固定された逆カツプ形状の支持体１５０
と、この支持体１５０の円環状開口端に固定され
た研削砥石８とから構成されている。研削砥石８
は全体として円環状であるのが好ましいが、図示
の如く環状に連続して延びるものに限られず、複
数個の弧状片を周方向に間隔を置いて支持体１５
０の環状開口端に固定することによつて全体とし
て円環状にせしめられたものも好都合に使用する
ことができる。上記回転軸１４６は、鉛直動ブロ
ツク１４２に装着されている電動モータでよい砥
石回転手段１５２に駆動連結されており、この砥
石回転手段１５２によつて回転軸１４６及びこれ
に固定された研削ホイール１４８が、回転軸１４
６の中心軸線１５４を中心として回転せしめられ
る。中心軸線１５４は、実質上鉛直に延びること
ができる。所望ならば、中心軸線１５４を所定の
方向、例えば第２図において下方に向つて右方に
若干の角度（例えば0.004度乃至0.01度程度）傾
斜せしめることもできる。研削砥石８自体は、天
然又は合成ダイヤモンド粒或いは立方晶窒化硼素
粒の如き超砥粒を適宜の方式によつて結合するこ
とによつて形成されたものであるのが好都合であ
る。粗研削域Ｂにおいて使用される研削砥石８の
砥粒粒度は比較的大きく、中間研削域Ｃにおいて
使用される研削砥石８の砥粒粒度は中間の大きさ
で、仕上げ研削域Ｄにおいて使用される研削砥石
８の砥粒粒度は比較的小さいのが好ましい。

次に、上述した通りの表面研削装置による半導
体ウエーハの表面研削様式について説明する。

第１の表面研削様式においては、支持テーブル
４は、第１図に図示する角度位置から90度毎間け
つ的に矢印１２で示す方向に回転せしめられる。
従つて、支持テーブル４に装着されている４個の
チヤツク６の各々は、順次に、被加工物取出及び
装着域Ａ、粗研削域Ｂ、中間研削域Ｃ及び仕上げ
研削域Ｄに位置付けられる。チヤツク６が被加工
物取出及び装着域Ａに位置せしめられている間に
は、上述した如く既に表面が研削された半導体ウ
エーハＷが適宜の取出手段（図示していない）に
よつてチヤツク６上から取出される。次いで、表
面を研削すべき新たな半導体ウエーハＷが、第１
図及び第２図に２点鎖線で図示する如く、適宜の
装着手段（図示していない）によつてチヤツク６
上に載置され、上述した如くしてチヤツク６上に
吸着保持される。かような半導体ウエーハＷの取
出及び装着の際には、上記クラツチ手段（回転部
材８４に固定された摩擦板９６と歯車１１０に形
成された環状突条１１２等）が離脱状態にせしめ
られ、チヤツク６の回転が停止せしめられる。

研削域Ｂ、Ｃ及びＤの各々における研削は、次
の通りにして遂行することができる。主として第
１図を参照して説明すると、支持テーブル４の回
転が停止されて支持テーブル４が特定角度位置に
停止せしめられると、研削域Ｂ、Ｃ及びＤの各々
においては、チヤツク６上に保持された半導体ウ
エーハＷの上方に研削砥石８が位置する。半導体
ウエーハＷに対する研削砥石８の相対的位置は、
第１図及び第２図に図示する如く、略円板形状の
半導体ウエーハＷ（半導体ウエーハＷは、一般に、
オリエンテーシヨンフラツトと称される直線状周
縁を除き実質上円形である）の表面の実質上中心
を、研削砥石８の研削縁が通るようにせしめるの
が好ましい。かような要件を充足するために、第
１図及び第２図においては、半導体ウエーハＷの
中心軸線（第１図において紙面に垂直な方向に延
び、第２図において上下方向に延びる）に対して
研削砥石８の中心軸線１５４（第２図）を、支持
テーブル４の半径方向外方に変位せしめている
が、所望ならば他の方向、例えば第３図に図示す
る如く支持テーブル４の周方向に変位せしめるこ
ともできる。半導体ウエーハＷの表面を研削する
際には、上記クラツチ手段を連結状態にせしめて
チヤツク６及びその上に保持された半導体ウエー
ハＷを矢印１５６で示す方向（或いは逆方向）
に、例えば１乃至100rpm程度で回転せしめる。
同時に、砥石回転手段１５２（第２図）によつて
研削砥石８を矢印１５８で示す方向（或いは逆方
向）に比較的高速、例えば500乃至5000rpm程度
で回転せしめる。そして、第２の砥石移動手段１
４４によつて鉛直動ブロツク１４２を比較的低
速、例えば0.001乃至1.0mm／分で下降せしめ（第
２図）、かくして研削砥石８を半導体ウエーハＷ
に向けて下降せしめる。かくすると、回転せしめ
られている研削砥石８が回転せしめられている半
導体ウエーハＷに作用し、これよつて研削深さを
漸次増大せしめながら半導体ウエーハＷの表面が
研削される。半導体ウエーハＷの表面の研削深さ
は、研削砥石８の下降量によつて規定される。か
ような表面研削様式において、研削砥石８の研削
縁と半導体ウエーハＷの表面の実質上中心との間
に若干のずれが存在すると、容易に理解される如
く、半導体ウエーハＷの表面の中心領域に幾分か
の非研削突起が残留する。かかる場合には、研削
砥石８を所定量下降せしめた後に、水平動ブロツ
ク１３８を幾分かの範囲に渡つて往復動せしめる
ことによつて、半導体ウエーハＷの表面に対して
研削砥石８を幾分かの範囲に渡つて往復動せし
め、これによつて上記非研削突起を研削して消失
せしめることができる。半導体ウエーハＷの表面
が所要通りに研削されると、研削砥石８が上昇せ
しめられ、そして研削砥石８の回転が停止され
る。しかる後に、支持テーブル４を90度回転せし
める。

上記の通りの第１の表面研削様式に代えて、次
の通りの第２の表面研削様式を遂行することもで
きる。この第２の表面研削様式においては、研削
開始時には、第４図に２点鎖線８Ａで示す如く、
研削砥石８はチヤツク６上に保持されている半導
体ウエーハＷの外側に位置せしめられる。そし
て、研削砥石８の上下方向位置は、所要研削深さ
に設定、即ち研削砥石８の下端が所要研削深さだ
け半導体ウエーハＷの表面よりも下方になるよう
に設定される。そして、上記第１の表面研削様式
の場合と同様に、チヤツク６及びその上に保持さ
れている半導体ウエーハＷを矢印１５６で示す方
向（或いは逆方向）に比較的高速で回転せしめる
と共に、研削砥石８を矢印１５８で示す方向（或
いは逆方向）に比較的高速で回転せしめる。そし
て更に、第１の砥石移動手段１４０によつて水平
動ブロツク１３８を第２図において左方に比較的
低速、例えば100乃至500mm／移動せしめ、かくし
て研削砥石８を第４図において２点鎖線８Ａで示
す位置から２点鎖線８Ｂで示す位置まで矢印１６
０で示す方向に移動せしめる。第４図に２点鎖線
８Ｂで示すところの研削砥石８の位置は、第１図
に２点鎖線で示すところの研削砥石８の位置と同
一でよい。かくすると、回転せしめられている研
削砥石８が、矢印１６０で示す方向への移動に応
じて半導体ウエーハＷの周縁から中心に向けて漸
次作用して半導体ウエーハＷの表面を研削する。
半導体ウエーハＷの表面の研削深さは、研削砥石
８の初期設定研削深さによつて規定される。

上記第１及び第２の表面研削様式に代えて、次
の通りの第３の表面研削様式を遂行することもで
きる。主として第１図を参照して説明すると、上
記第１及び第２の表面研削様式においては、研削
の際には支持テーブル４は特定角度位置に停止せ
しめられていたが、第３の表面研削様式において
は、チヤツク６上に保持された半導体ウエーハＷ
が研削域Ｂ、Ｃ及びＤを矢印１２で示す方向に連
続的に移動して研削砥石８を通過するように、支
持テーブル４が矢印１２で示す方向に連続的に比
較的低速、例えばチヤツク６上に保持された半導
体ウエーハＷの矢印１２で示す方向への移動速度
で100mm／分乃至500mm／分程度の速度で回転せし
められる。一方、研削砥石８は、第３図に２点鎖
線で示す位置（或いは第１図に２点鎖線で示す位
置乃至それより幾分半径方向内側の位置）におい
て、所要研削深さに設定、即ち研削砥石８の下端
が所要深さだけ半導体ウエーハＷの表面よりも下
方になるように設定される。そして、上記第１及
び第２の表面研削様式の場合と同様に、少なくと
も研削域Ｂ、Ｃ及びＤにおいてはチヤツク６上に
保持された半導体ウエーハＷが矢印１５６で示す
方向（或いは逆方向）に比較的高速で回転せしめ
られると共に、研削砥石８が矢印１５８で示す方
向（或いは逆方向）に比較的高速で回転せしめら
れる。かくして、支持テーブル４の連続的回転に
よつてチヤツク６上に保持されたウエーハＷが研
削砥石８を通過する際に、回転せしめられている
研削砥石８が回転せしめられている半導体ウエー
ハＷの表面に作用して研削する。半導体ウエーハ
Ｗの表面の研削深さは、研削砥石８の初期設定研
削深さによつて規定される。

以上、添付図面を参照して本発明に従つて構成
された表面研削装置の一具体例について詳細に説
明したが、本発明はかかる具体例に限定されるも
のではなく、本発明の範囲を逸脱することなく
種々の変形乃至修正が可能であることは勿論であ
る。

＜発明の効果＞ 本発明に従つて構成された表面研削装置の一具
体例についての上記説明から明らかな如く、本発
明に従つて構成された表面研削装置においては、
半導体ウエーハＷの如き被加工物の表面の研削の
際には、研削砥石８が回転せしめられると共に、
被加工物も回転せしめられる。それ故に、図示の
具体例においては被加工物の外径よりも相当大き
な外径を有する研削砥石８を使用しているが、研
削砥石８の外径が被加工物の外径と略同一或いは
それよりも幾分小さい場合でも、被加工物の表面
全体を一様に研削することができる。従つて、例
えば半導体ウエーハＷが大径化しても、これに応
じて研削砥石８を大径化することが必ずしも必要
でない。また、研削の際の被加工物と研削砥石８
との相対的移動は、少なくとも研削砥石８の回転
と被加工物の回転との双方によつて規定され、従
つて、研削砥石８による被加工物の表面の研削軌
跡は、被加工物の表面全体に渡つて種々の方向に
延在する著しく複雑なものになる。それ故に、研
削抵抗が比較的小さく且つ研削抵抗の変動が充分
に小さく、被加工物の表面全体に渡つて充分に均
一な研削を遂行することができる。加えて、複数
個のチヤツク６を回転せしめるのに１個の共通駆
動源６８を使用しているにもかかわらず、共通駆
動源６８と複数個のチヤツク６の各々との間の駆
動連結手段に各々にクラツチ手段を組込んでいる
故に、製作コストの増大を必要最小限度にせしめ
て、複数個のチヤツク６の各々の回転を別個独立
に制御することが可能化せしめられており、それ
故に、特定のチヤツクにおいてはその回転を停止
せしめて被加工物の取出及び装着を遂行し、かか
る間にも他のチヤツクにおいてはチヤツクを回転
せしめて被加工物の研削を遂行し、かくして研削
効率を向上せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従つて構成された表面研削
装置の一具体例の主要構成要素を示す簡略平面
図。第２図は、第１図の表面研削装置の一部を示
す断面図。第３図及び第４図は、第１図の表面研
削装置による表面研削様式の変形例を説明するた
めの簡略部分平面図。 ４……支持テーブル（支持台）、６……被加工
物保持チヤツク、８……研削砥石。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転自在に装着された支持テーブルと、周方
   向に間隔を置いて該支持テーブルに回転自在に装
   置された複数個の被加工物保持チヤツクと、該チ
   ヤツク上に保持された被加工物の表面を研削する
   ための、回転自在に装着された研削砥石と、該テ
   ーブルを回転駆動せしめるためのテーブル回転手
   段と、該チヤツクを回転駆動せしめるためのチヤ
   ツク回転手段と、該研削砥石を回転せしめるため
   の研削砥石回転手段とを具備し、該チヤツク回転
   手段は、１個の共通駆動源と、該共通駆動源と該
   チヤツクの各々との間に夫々配設された複数個の
   駆動連結手段を含み、該駆動連結手段の各々は、
   連結及び離脱を制御するためのクラツチ手段を有
   する、ことを特徴とする表面研削装置。 ２ 該クラツチ手段は圧力空気によつて制御され
   る空気圧クラツチである、特許請求の範囲第１項
   記載の表面研削装置。 ３ 該テーブルの周方向に間隔を置いて、１個の
   被加工物取出及び装着域と複数個の研削域が規定
   されており、該研削域の各々に該研削砥石が設け
   られている、特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の表面研削装置。 ４ 該チヤツクの各々が少なくとも該研削域のい
   ずれかに存在する間は、対応する該クラツチ手段
   が連結状態にせしめられ、該チヤツクの各々が少
   なくとも該被加工物取出及び装着域に存在する間
   は、対応する該クラツチ手段が離脱状態にせしめ
   られる、特許請求の範囲第３項記載の表面研削装
   置。 ５ 該研削砥石は全体として円環形状であり、該
   研削砥石の回転中心軸線は該チヤツクの回転中心
   軸線と略平行に配置されている、特許請求の範囲
   第１項乃至第４項のいずれかに記載の表面研削装
   置。 ６ 該研削砥石はその回転中心軸線方向に移動自
   在に装着されていて、該研削砥石をその回転中心
   軸線方向に移動せしめるための砥石移動手段が設
   けられており、該チヤツク上に保持された被加工
   物の表面を該研削砥石によつて研削する際には、
   該テーブルは該研削砥石に対して該チヤツク上に
   保持された被加工物が所定関係になる所定角度位
   置に停止せしめられ、該研削砥石は該砥石移動手
   段によつて該チヤツクに向けて移動せしめられ、
   かくして被加工物の表面の研削深さが漸次増大せ
   しめられる、特許請求の範囲第５項記載の表面研
   削装置。 ７ 該被加工物は略円板形状であり、該テーブル
   が該所定角度位置に停止せしめられると、該研削
   砥石の外周縁が被加工物の表面の実質上中心を通
   るように該研削砥石に対して被加工物が位置付け
   られる、特許請求の範囲第６項記載の表面研削装
   置。 ８ 該チヤツク上に保持された被加工物の表面を
   該研削砥石によつて研削する際には、該テーブル
   は該テーブル回転手段によつて連続的に回転せし
   められ、かくして該チヤツク上に保持された被加
   工物が該研削砥石を通過せしめられる、特許請求
   の範囲第５項記載の表面研削装置。 ９ 該研削砥石はその回転中心軸線に対して略垂
   直な方向に移動自在に装着されていて、該研削砥
   石をその回転中心軸線に対して略垂直な方向に移
   動せしめられるための砥石移動手段が設けられて
   おり、該チヤツク上に保持された被加工物の表面
   を該研削砥石によつて研削する際には、該テーブ
   ルは所定角度位置に停止せしめられ、該研削砥石
   は該チヤツク上に保持された被加工物の周縁から
   中心に向けて該砥石移動手段によつて移動せしめ
   られ、かくして被加工物の表面がその周縁から中
   心に向けて漸次研削せしめられる、特許請求の範
   囲第５項記載の表面研削装置。 １０ 該被加工物の略円板形状であり、該研削砥
   石はその外周縁が被加工物の表面の実質上中心を
   通る位置まで該砥石移動手段によつて移動せしめ
   られる、特許請求の範囲第９項記載の表面研削装
   置。 １１ 被加工物は半導体ウエーハである、特許請
   求の範囲第１項乃至第１０項のいずれかに記載の
   表面研削装置。