(57)【要約】【課題】半導体ウエハの端面研磨工程において、ウエハに気体噴出することによりウエハを非接触にて定位置に保持するとともに、液体を噴出させて研磨により生じた砥粒を流出させる２流体式非接触パッドを提供する。【解決手段】  椀状の基体の周壁の下端に形成され板状のワークに対向する作動面と前記椀状の基体内部空間に形成されるクッション室とを有し、クッション室上面よりも下方で開口する開口部を備え、かつ前記開口部は気流を吹き出す複数の孔を具えるとともに、クッション室上面の前記突部側方に、流体をクッション室に送入する流体送入口を設けたことを特徴とする２流体式非接触パッド。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
椀状の基体の周壁の下端に形成され、板状のワークに対向する作動面と前記椀状の基体内部空間に形成されるクッション室とを有し、前記基体の中央部に、クッション室の上面より下方にのび先端が閉塞された流路を備えた突部を形成するとともに、前記流路は突部側面、しかもクッション室上面よりも下方で開口する空気を吹き出す複数の孔を具えるとともに、クッション室上面の前記突部側方に、流体をクッション室に送入する流体送入口を設けたことを特徴とする２流体式非接触パッド。
【請求項２】
ウエハのノッチ研磨および周面を研磨した後に生じる砥粒を流出するようにしたウエハ端面研磨装置において、該ウエハを前記請求項１記載の２流体式非接触パッドにて非接触状態にて把持し、該ウエハ端部を回転駆動し研磨することを特徴とするウエハ端面研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
半導体ウエハの端面研磨工程において、高速回転する研磨装置に研磨しているウエハの平面度の確保、高さ維持、ウエハの歪みをなくすために用いられる空気を噴出することにより非接触にてウエハを懸垂保持するとともに、液体を噴出させて研磨により生じた砥粒を流出させる２流体式非接触パッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シリコンウエハのような半導体ウエハは、エッジのチッピング防止やエピタキシャル成長時のクラウン防止等のために、その周縁部に面取り加工が施されている。この面取り加工は、ダイヤモンド砥石で研削することにより行われるが、研削後に加工歪層が残り易く、このような加工歪層が残っていると、ディバイスプロセスにおいて熱処理を繰り返した時に結晶欠陥が発生することがある。このために通常は、上記加工歪層をエッチングにより除去しているが、エッチング処理した表面は波状や鱗状の凹凸になって汚れが残り易く、この汚れがディバイスプロセスにおいてウエハ全体に拡散し、特性を劣化させる大きな原因となる。
【０００３】
従来はこの研磨時にはパッドの上面に被研磨物であるウエハを載置して研磨している。  ウエハをパッドに真空吸着して取付け、また、真空を解除してウエハを脱着している。このために、パッド自体が乾燥してしまい、均一に吸着できなくなってしまったり、あるいは、パッドの内部に砥粒が溜まってしまい、染みが生じるという問題点を有している。
【０００４】
この汚れを除去する手段として加工後ウエハ加工面に液体を噴出し、砥粒を流出させていた。
しかしながら加工後、時間が経過しており砥粒が固着しており十分砥粒を流出することは不可能であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願平８−３４８１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
半導体ウエハの端面研磨工程において、ウエハに空気を噴出することによりウエハを非接触にて２流体式非接触パッドに非接触状態にて搭載保持するとともに、研磨時に液体を噴出させて研磨により生じた砥粒を流出させる２流体式非接触パッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願請求項１にかかる発明は、椀状の基体Eの周壁１の下端に形成され板状のワークGに対向する作動面５と前記椀状の基体E内部空間に形成されるクッション室４とを有し、前記基体Eの中央部に、クッション室４の上面の空気送入口２より下方にのび先端が閉塞された流路８を備えた突部６を形成するとともに、前記流路８は突部６側面、しかもクッション室４上面よりも下方で高速空気流を吹き出す複数の孔７を具えるとともに、クッション室４上面の前記突部６側面に、流体をクッション室４に噴出送入する流体送入口３を設けたことを特徴とする２流体式非接触パッドAにより解決できる。
【０００８】
本発明はこのような構成を具える結果、前記周壁１の内部空間をクッション室４としているため、高速空気流が噴出し装置外へ排出する際に、作動面５とワークGとの間隙が大きい場合は、孔７、クッション室４および作動面５とワークGとの間隙は、それぞれエゼクタのノズル、真空室およびディフューザの機能を果たす。
【０００９】
そのためクッション室４には負圧を発生しワークを吸引するとともに、前記間隙の距離が小なるに際して、前記高速空気流による圧力室型エアクッション効果によりクッション室は急激に昇圧し、前記ワークを離間させることを特徴とする。
【００１０】
それに加え本発明にあっては、噴出した直後の高速空気流が、ワークと作動面との狭い間隙を通過する際に、高速気流となりベルヌーイ効果により大きな負圧を発生するため、噴出後の高速空気流のエネルギー損失が有効に消費され、効率良くワークを非接触にて懸垂保持が可能である。
【００１１】
図１は２流体式非接触パッドＡを示す側面断面図であり、図２はその下平面図を示す。
【００１２】
図１に示すように、椀状の基体Ｅの周壁１の下端にワークＧと対面する作動面５を形成し、椀状の基体Ｅの中央部に側面にクッション室４に開口する孔７を設けた流路２を備えた突部３を設けて２流体式非接触パッドＡを形成する。
【００１３】
また空気送入口２には高圧空気Ｃ発生源（図示せず）に接続している。
【００１４】
作動面５に対向するワークＧが作動面５との距離ｈが大なるに際して、孔７より噴出する高速空気流Ｃがクッション室４に流入し、作動面５とワークＧとの間隙を通過し外部へ排出する。
【００１５】
その間、作動面５とワークＧとの間隙を通過する際に、高速気流Ｃによるベルヌーイ効果のため負圧を生じ、またクッション室４においても高速空気流Ｃがクッション室４に流入し作動面５とワークＧとの間隙を通過する際に、クッション室４および作動面５とワークＧとの空間が、それぞれエゼクタの真空室およびデフュウーザの機能を果たし、そのためクッション室４はエゼクタ効果のため負圧を生じ、さらに作動面５とワークＧとの間隙を通過する際にベルヌーイ効果のため負圧を生じる。
【００１６】
前記の負圧発生作用によりワークを吸引するとともに、前記間隙が小なるに際して、クッション室４における圧力室型エアクッション効果によりクッション室４内の圧力の上昇する。また作動面５とワークＧとの間隙に生じる高速空気流のクッション効果による圧力の上昇を生じる。
【００１７】
この高速空気流Ｃによる昇圧作用によりワークＧを作動面５より離間させ、ワークGは作動面５に接触することはない。
【００１８】
このようにして、内部に生じる負圧あるいは昇圧およびワークＧの重量とがバランスした距離ｈにて、ワークＧは空気保持装置Ａに空中に浮遊した非接触状態にて懸垂保持される。
【００１９】
本願請求項２にかかるウエハ端面研磨装置の発明は、図３に側面図、図４に上平面図を示す。
【発明の効果】
【００２０】
１．ウエハを非接触状態にて２流体式非接触パッドに搭載し、非接触保持が可能である。
【００２１】
２．ウエハを非接触にて保持し、研磨が可能である。
【００２２】
３．ウエハ研磨時にウエハに向かって水を噴出し、傷、汚れ、砥粒を洗い流し付着させない。
【００２３】
４．洗浄水噴出流もウエハの非接触把持力を生じている（省エネルギー効果）。
【００２４】
５．研磨後ウエハを脱着する際に、ウエハがパッドに密着していないので破損することがない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】は本発明の２流体式非接触パッドAの側面図である。
【図２】は本発明の２流体式非接触パッドAの下平面図である。
【図３】は別の本発明のウエハ端面研磨装置の側面説明図である。
【図４】は別の本発明のウエハ端面研磨装置の下面説明図である。
【図５】は本発明の別の２流体式非接触パッドBの側面図である。
【図６】は本発明の他の発明の２流体式非接触パッドDの下平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
発明を実施するための最良の形態を下記に示す。
【実施例１】
【００２７】
図１は本願請求項１にかかる発明の２流体式非接触パッドAの側面図、図２は下平面図を示す。、
【００２８】
図１に明示するように、椀状の基体Ｅの周壁１の下端にワークＧと対向する作動面５を形成し、椀状の基体Ｅの中央部に形成されるクッション室４の上面より下方にのび、先端が閉塞された流路８を備えた突部６を設けている。
前記流路８にはクッション室４に開口する複数の小孔からなる孔７が設けられている。
前記孔７は図１に示すように、前記突部６の外周側を下方に傾けてクッション室４に開口している。
上記の構成によりし空気保持装置Aを形成する。
【００２９】
高速空気流Ｃは、空気送入口２より流路８に流入し孔７より、クッション室４に噴出する。
【００３０】
噴出する高速気流Ｃがクッション室４、作動面５とワークＧとの間隙を通る間に、エゼクタ効果およびベルヌーイ効果によるクッション室４に負圧を生じワークＧを吸引する。
【００３１】
図１に示すように、孔７より噴出する高速空気流Ｃは角度を持ってクッション室４に噴出するため、図１で矢印を用いて明示するようにクッション室４の内面とは離れて流れ、また垂直にワークＧに衝突することがなく高速空気流Ｃは流路抵抗が少なく、クッション室４およびワークＧと作動面５との間隙を通過する。
【００３２】
そのためエゼクタ効果による負圧の発生効果が高く、前記の従来技術に比較し、吸引力が従来技術に比べ格段に上昇し、またワークＧに及ぼす高速空気流Ｃの衝突による衝撃力を緩和しワークＧを損傷から守る。
【００３３】
本例では、孔７より高速空気流Ｃを噴出する角度は下向きであるが、適切な角度にするのも好例である。
【００３４】
また２流体式非接触パッドAはクッション室４上面の前記突部６側面に、流体をクッション室４に噴出送入する流体送入口３を設けており、ワークGに付着したゴミ、砥粒を流出、洗浄除去することが可能である。
【００３５】
また図６に示す２流体式非接触パッドBのようにクッション室４を仕切り板１４にて仕切り、孔７噴出箇所毎にクッション室４を分割し、近接する孔７から噴出する気流との摩擦損失を少なくし効率を高めたものである。
【実施例２】
【００３６】
本願請求項２にかかるウエハ端面研磨装置の発明は図３にその側面図、図４にその上平面図を示す。
【００３７】
図３はウエハ端面研磨装置の側面図、図４は上平面図である。
【００３８】
図３に示すようにウエハ端面研磨装置は、２流体式非接触パッドAの作動面を５を上面にして設置する。
【００３９】
作動面５の上面部にウエハ端面を研磨するウエハHを搭載する。
【００４０】
搭載されたウエハＨは空気送入口２より空気を供給することにより２流体式非接触パッドAに非接触にて浮上保持される。
【００４１】
２流体式非接触パッドAの周辺には設けられたウエハＨ端面に接触し、ウエハＨを回転させるローラ１０が設置されている。
【００４２】
２流体式非接触パッドAに搭載されたウエハ端部近辺に移動可能な端面研磨機１１を設けて
ウエハ端面研磨装置を形成する。
【００４３】
この構成にて空気送入口２に空気を供給し、作動面５上のウエハＨ浮上させる。
【００４４】
浮上しているウエハＨ端面に回転ローラ１０を接触させ、その状態にてウエハＨ回転させる。
【００４５】
その状態で回転しているウエハＨ端面に端面研磨機１１を接触させ端面を研磨する。
【００４６】
研磨後、流体送入口３より洗浄用の流体を送入しウエハＨに付着した砥粒を洗浄除去する。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
１． 研磨するウエハを非接触接触にて浮上させ研磨するのでウエハに傷付けることが無い。
２．研磨工程と砥粒洗浄工程が同時に行うことが可能。  
３．時間の短縮
４．作業の簡略化。
５．人件費の削減が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１．周壁
２．空気送入口
３．流体送入口
４．クッション室
５．作動面
６．突部
７．孔
８．流路
10. ローラ .
１１．研磨機
C. 高速空気流
W. 流体
Ａ． ２流体式非接触パッド
Ｅ．基体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月30日(2018.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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