(57)【要約】      （修正有）【課題】柔軟部材に砥粒が混入された研磨砥石によって被加工物を研磨しても均一な厚さに研磨加工することができる研磨装置を提供する。【解決手段】被加工物を保持する保持面５２２ａを備えたチャックテーブル５２と該チャックテーブルを回転駆動する駆動手段を備えたチャックテーブル機構と、チャックテーブルの保持面上に保持されてた被加工物を研磨するための柔軟部材に砥粒が混入した研磨砥石と該研磨砥石を回転駆動する駆動手段を備えた研磨ユニットと、該研磨ユニットをチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向に進退せしめる研磨ユニット送り機構とを具備する研磨装置であって、チャックテーブルの保持面が球面状の凹曲面に形成されている。【選択図】図５
2004356480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと該チャックテーブルを回転駆動する駆動手段を備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルの該保持面上に保持されてた被加工物を研磨するための柔軟部材に砥粒が混入された研磨砥石と該研磨砥石を回転駆動する駆動手段を備えた研磨ユニットと、該研磨ユニットを該チャックテーブルの該保持面に対して垂直な方向に移動せしめる研磨ユニット送り機構とを具備する研磨装置において、
該チャックテーブルの保持面は、球面状の凹曲面に形成されている、
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
該球状の凹曲面の曲率半径は、１００〜１０００ｍに設定されている、請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
該研磨砥石は、フエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石からなっている、請求項１又は２記載の研磨方法。
【請求項４】
被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと該チャックテーブルを回転駆動する駆動手段を備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルの該保持面上に保持されてた被加工物を研磨するための柔軟部材に砥粒が混入された研磨砥石と該研磨砥石を回転駆動する駆動手段を備えた研磨ユニットと、該研磨ユニットを該チャックテーブルの該保持面に対して垂直な方向に進退せしめる研磨ユニット送り機構とを具備する研磨装置において、
該チャックテーブルの回転軸と該研磨砥石の回転軸が所定の交差角をもって構成されている、
ことを特徴とする研磨装置。
【請求項５】
該チャックテーブルの回転軸と該研磨砥石の回転軸との交差角は、０．０００１〜０．００２ラジアンに設定されている、請求項４記載の研磨装置。
【請求項６】
該研磨砥石は、フエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石からなっている、請求項４又は５記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チャックテーブルに保持された半導体ウエーハ等の被加工物を研磨する研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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に格子状に配列されたストリートと呼ばれる切断ラインによって多数の矩形領域を区画し、該矩形領域の各々に半導体回路を形成する。このように多数の半導体回路が形成された半導体ウエーハをストリートに沿って分離することにより、個々の半導体チップを形成する。半導体チップの小型化および軽量化を図るために、通常、半導体ウエーハをストリートに沿って切断して個々の矩形領域を分離するのに先立って、半導体ウエーハの裏面を研削して所定の厚さに形成している。半導体ウエーハの裏面の研削は、通常、ダイヤモンド砥粒をレジンボンドの如き適宜のボンドで固着して形成した研削砥石を、高速回転せしめながら半導体ウエーハの裏面に押圧せしめることによって遂行されている。このような研削方式によって半導体ウエーハの裏面を研削すると、半導体ウエーハの裏面に所謂加工歪が生成され、これによって個々に分割された半導体チップの抗折強度が相当低減される。この研削された半導体ウエーハの裏面に生成される加工歪を除去する対策として、研削された半導体ウエーハの裏面を硝酸および弗化水素酸を含むエンチング液を使用して化学的エッチングするウエットエッチング法やエッチングガスを用いるドライエッチング法が使用されている。
【０００３】
しかしながら、上述したウエットエッチング法、ドライエッチング法およびポリッシング法は、生産性が悪いとともに、廃液が環境汚染の原因となる。このような問題を解決するため、研削された半導体ウエーハの裏面を研磨して歪みを取り除く研磨工具とて、フエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石を用いたものが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００４】
【特許文献１】
特開平２００２−２８３２４３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
而して、上記公報に開示された研磨工具は、研磨砥石が柔軟なフェルトで構成されているため、研磨砥石によって半導体ウエーハの被研磨面を均一に押圧すると、半導体ウエーハの中心領域が多く研磨され、被研磨面が球面状の凹曲面に研磨されるという問題がある。また、半導体ウエーハの中心領域が多く研磨されることから中心部に熱が溜まり、この熱によって半導体ウエーハの表面（回路が形成されている側の面）に貼着された保護テープの中心部が溶損するという問題もある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、柔軟部材に砥粒が混入した研磨砥石によって被加工物を研磨しても均一な厚さに研磨加工することができる研磨装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと該チャックテーブルを回転駆動する駆動手段を備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルの該保持面上に保持されてた被加工物を研磨するための柔軟部材に砥粒が混入さてた研磨砥石と該研磨砥石を回転駆動する駆動手段を備えた研磨ユニットと、該研磨ユニットを該チャックテーブルの該保持面に対して垂直な方向に進退せしめる研磨ユニット送り機構とを具備する研磨装置において、
該チャックテーブルの保持面は、球面状の凹曲面に形成されている、
ことを特徴とする研磨装置が提供される。
【０００８】
上記球状の凹曲面の曲率半径は、１００〜１０００ｍに設定されていることが望ましい。また、上記研磨砥石は、フエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石からなっている。
【０００９】
また、上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと該チャックテーブルを回転駆動する駆動手段を備えたチャックテーブル機構と、該チャックテーブルの該保持面上に保持されてた被加工物を研磨するための柔軟部材に砥粒が混入された研磨砥石と該研磨砥石を回転駆動する駆動手段を備えた研磨ユニットと、該研磨ユニットを該チャックテーブルの該保持面に対して垂直な方向に移動せしめる研磨ユニット送り機構とを具備する研磨装置において、
該チャックテーブルの回転軸と該研磨砥石の回転軸が所定の交差角をもって構成されている、
ことを特徴とする研磨装置が提供される。
【００１０】
上記チャックテーブルの回転軸と該研磨砥石の回転軸との交差角は、０．０００１〜０．００２ラジアンに設定されていることが望ましい。また、研磨砥石は、フエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石からなっている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成された研磨装置の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１には本発明によって構成された研磨装置の斜視図が示されている。
研磨装置は、全体を番号２で示す装置ハウジングを具備している。装置ハウジング２は、細長く延在する直方体形状の主部２１と、該主部２１の後端部（図１において右上端）に設けられ実質上鉛直に上方に延びる直立壁２２とを有している。直立壁２２の前面には、上下方向に延びる一対の案内レール２２１、２２１が設けられている。この一対の案内レール２２１、２２１に研磨ユニット３が上下方向に移動可能に装着されている。
【００１３】
研磨ユニット３は、移動基台３１と該移動基台３１に装着されたスピンドルユニット３２を具備している。移動基台３１は、後面両側に上下方向に延びる一対の脚部３１１、３１１が設けられており、この一対の脚部３１１、３１１に上記一対の案内レール２２１、２２１と摺動可能に係合する被案内溝３１２、３１２が形成されている。このように直立壁２２に設けられた一対の案内レール２２１、２２１に摺動可能に装着された移動基台３１の前面には前方に突出した支持部３１３が設けられている。この支持部３１３にスピンドルユニット３２が取り付けられる。
【００１４】
スピンドルユニット３２は、支持部３１３に装着されたスピンドルハウジング３２１と、該スピンドルハウジング３２１に回転自在に配設された回転スピンドル３２２と、該回転スピンドル３２２を回転駆動するための駆動手段としてのサーボモータ３２３とを具備している。回転スピンドル３２２の下端部はスピンドルハウジング３２１の下端を越えて下方に突出せしめられており、その下端には円板形状の工具装着部材３２４が設けられている。なお、工具装着部材３２４には、周方向に間隔をおいて複数のボルト挿通孔（図示していない）が形成されている。この工具装着部材３２４の下面に研磨工具３２５が装着される。研磨工具３２５は、図２および図３に図示する如く、円板形状の支持部材３２６と円板形状の研磨砥石３２７とから構成されている。支持部材３２６には周方向に間隔をおいてその上面から下方に延びる複数の盲ねじ穴３２６ａが形成されている。支持部材３２６の下面は円形支持面を構成しており、研磨砥石３２７はエポキシ樹脂系接着剤の如き適宜の接着剤によって支持部材３２６の円形支持面に接合されている。研磨砥石３２７は、フエルト等の柔軟部材に砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したもので、図示の実施形態において柔軟部材としてフエルトを使用したフエルト砥石が用いられている。このフエルト砥石からなる研磨砥石３２７自体の構成については、上記特開平２００２−２８３２４３号公報に詳細に説明されているのでかかる記載に委ね、本明細書においては説明を省略する。上記回転スピンドル３２２の下端に固定されている工具装着部材３２４の下面に研磨工具３２５を位置付け、工具装着部材３２４に形成されている貫通孔を通して研磨工具３２５の支持部材３２６に形成されている盲ねじ孔３２６ａに締結ボルト３２８を螺着することによって、工具装着部材３２４に研磨工具３２５が装着される。
【００１５】
図１に戻って説明を続けると、図示の実施形態における研磨装置は、上記研磨ユニット３を上記一対の案内レール２２１、２２１に沿って上下方向（後述するチャックテーブルの保持面に対して垂直な方向）に移動せしめる研磨ユニット送り機構４を備えている。この研磨ユニット送り機構４は、直立壁２２の前側に配設され実質上鉛直に延びる雄ねじロッド４１を具備している。この雄ねじロッド４１は、その上端部および下端部が直立壁２２に取り付けられた軸受部材４２および４３によって回転自在に支持されている。上側の軸受部材４２には雄ねじロッド４１を回転駆動するための駆動源としてのパルスモータ４４が配設されており、このパルスモータ４４の出力軸が雄ねじロッド４１に伝動連結されている。移動基台３１の後面にはその幅方向中央部から後方に突出する連結部（図示していない）も形成されており、この連結部には鉛直方向に延びる貫通雌ねじ穴が形成されており、この雌ねじ穴に上記雄ねじロッド４１が螺合せしめられている。従って、パルスモータ４４が正転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が下降即ち前進せしめられ、パルスモータ４４が逆転すると移動基台３１即ち研磨ユニット３が上昇即ち後退せしめられる。
【００１６】
図１および図４を参照して説明を続けると、ハウジング２の主部２１の後半部上には略矩形状の作業部２１１が形成されており、この作業部２１１にはチャックテーブル機構５が配設されている。チャックテーブル機構５は、支持基台５１と該支持基台５１に回転自在に配設された円板形状のチャックテーブル５２とを含んでいる。支持基台５１は、上記作業部２１１上に前後方向（直立壁２２の前面に垂直な方向）である矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に延在する一対の案内レール２３、２３上に摺動自在に載置されており、後述するチャックテーブル移動機構５６によって図１に示す被加工物搬入・搬出域２４（図４において実線で示す位置）と上記スピンドルユニット３２を構成する研磨工具３２５の研磨砥石３２７の研磨面（下面）と対向する研磨域２５（図４において２点鎖線で示す位置）との間で移動せしめられる。上記チャックテーブル５２は、上記支持基台５１に回転可能に支持されている。このチャックテーブル５２は、その下端に装着された回転軸（図示せず）に連結された回転駆動手段としてのサーボモータ５３によって回転せしめられる。なお、図示のチャックテーブル機構５はチャックテーブル５２を挿通する穴を有し上記支持基台５１等を覆うカバー部材５４（図１参照）を備えており、このカバー部材５４は支持基台５１とともに移動可能に構成されている。
【００１７】
ここで、チャックテーブル５２について、図５を参照して説明する。
図示の実施形態におけるチャックテーブル５２は、テーブル本体５２１と、該テーブル本体５２１の上面に装着される吸着チャック５２２とからなっている。この吸着チャック５２２の外周にはファインなセラミックスによって形成された環状の枠体５２３が嵌合されており、該枠体５２３が複数の取付けボルト５２４によってテーブル本体５２１上に取り付けられる。上記テーブル本体５２１には上面に開口する吸引溝５２１ａおよび該吸引溝５２１ａに連通する吸引通路５２１ｂが設けられており、吸引通路５２１ｂが図示しない吸引手段に連通されている。吸着チャック５２２は多孔質セラミッックスの如き適宜の多孔質材料から構成されており、その上面である被加工物を保持する保持面５２２ａは球面状の凹曲面に形成されている。保持面５２２ａを形成する球面状の凹曲面の曲率半径（Ｒ）は、１００〜１０００ｍに設定されている。この曲率半径を５００ｍに設定すると、吸着チャック５２２の直径が２００ｍｍの場合には吸着チャック５２２の中心部と外周部のとの間に２０μｍ程度のギャップ（Ｇ）が形成される。なお、多孔質セラミッックスからなる吸着チャック５２２は、アルミナによって構成してもよいが、熱伝導率の良好な炭化珪素で構成することにより研磨時に半導体ウエーハを効果的に冷却することができる。
【００１８】
図４を参照して説明を続けると、図示の実施形態における研磨装置は、上記チャックテーブル機構５を一対の案内レール２３に沿って矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめるチャックテーブル移動機構５６を具備している。チャックテーブル移動機構５６は、一対の案内レール２３間に配設され案内レール２３と平行に延びる雄ねじロッド５６１と、該雄ねじロッド５６１を回転駆動するサーボモータ５６２を具備している。雄ねじロッド５６１は、上記支持基台５１に設けられたネジ穴５１１と螺合して、その先端部が一対の案内レール２３、２３を連結して取り付けられた軸受部材５６３によって回転自在に支持されている。サーボモータ５６２は、その駆動軸が雄ねじロッド５６１の基端と伝動連結されている。従って、サーボモータ５６２が正転すると支持基台５３即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ａで示す方向に移動し、サーボモータ５６２が逆転すると支持基台５３即ちチャックテーブル機構５が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる。矢印２３ａおよび２３ｂで示す方向に移動せしめられるチャックテーブル機構５は、図４において実線で示す被加工物搬入・搬出域と２点鎖線で示す研磨域に選択的に位置付けられる。
【００１９】
図１に戻って説明を続けると、上記チャックテーブル機構５を構成する支持基台５１の移動方向両側には、図１に示すように横断面形状が逆チャンネル形状であって、上記一対の案内レール２３、２３や雄ねじロッド５６１およびサーボモータ５６２等を覆っている蛇腹手段６１および６２が付設されている。蛇腹手段６１および６２はキャンパス布の如き適宜の材料から形成することができる。蛇腹手段６１の前端は没入部２１１の前面壁に固定され、後端はチャックテーブル機構５のカバー部材５４の前端面に固定されている。蛇腹手段６２の前端はチャックテーブル機構５のカバー部材５４の後端面に固定され、後端は装置ハウジング２の直立壁２２の前面に固定されている。チャックテーブル機構５が矢印２３ａで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段６１が伸張されて蛇腹手段６２が収縮され、チャックテーブル機構５が矢印２３ｂで示す方向に移動せしめられる際には蛇腹手段６１が収縮されて蛇腹手段６２が伸張せしめられる。
【００２０】
装置ハウジング２の主部２１における前半部上には、第１のカセット１１と、第２のカセット１２と、被加工物仮載置手段１３と、洗浄手段１４と、被加工物搬送手段１５と、被加工物搬入手段１６および被加工物搬出手段１７が配設されている。第１のカセット１１は研磨加工前の被加工物を収納し、装置ハウジング２の主部２１におけるカセット搬入域に載置される。第２のカセット１２は装置ハウジング２の主部２１におけるカセット搬出域に載置され、研磨加工後の被加工物を収納する。被加工物仮載置手段１３は第１のカセット１１と被加工物搬入・搬出域２４との間に配設され、研磨加工前の被加工物を仮載置する。洗浄手段１４は被加工物搬入・搬出域２４と第２のカセット１２との間に配設され、研磨加工後の被加工物を洗浄する。被加工物搬送手段１５は第１のカセット１１と第２のカセット１２との間に配設され、第１のカセット１１内に収納された被加工物を被加工物仮載置手段１３に搬出するとともに洗浄手段１４で洗浄された被加工物を第２のカセット１２に搬送する。被加工物搬入手段１６は被加工物仮載置手段１３と被加工物搬入・搬出域２４との間に配設され、被加工物仮載置手段１３上に載置された研磨加工前の被加工物を被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル機構５のチャックテーブル５２上に搬送する。被加工物搬出手段１７は被加工物搬入・搬出域２４と洗浄手段１４との間に配設され、被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたチャックテーブル５２上に載置されている研磨加工後の被加工物を洗浄手段１４に搬送する。また、図示の実施形態における研磨装置は、装置ハウジング２の主部２１における中央部に上記チャックテーブル５２を洗浄する洗浄水噴射ノズル１８を備えている。この洗浄水噴射ノズル１８は、チャックテーブル機構５が被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられた状態において、チャックテーブル５２上に保持された研磨加工後の被加工物に向けて洗浄水を噴出する。
【００２１】
上記第１のカセット１１に収容される被加工物は、保護テープが表面側（回路が形成されている側の面）が装着された半導体ウエーハ（従って、半導体ウエーハは裏面が上側に位置する）でよい。このような被加工物である半導体ウエーハを収容した第１のカセット１１は、装置ハウジング２の主部２１における所定のカセット搬入域に載置される。そして、カセット搬入域に載置された第１のカセット１１に収容されていた研磨加工前の半導体ウエーハが全て搬出されると、空のカセット１１に代えて複数個の半導体ウエーハを収容した新しいカセット１１が手動でカセット搬入域に載置される。一方、装置ハウジング２の主部２１における所定のカセット搬出域に載置された第２のカセット１２に所定数の研磨加工後の半導体ウエーハが搬入されると、かかる第２のカセット１２が手動で搬出され、新しい空の第２のカセット１２が載置される。
【００２２】
図示の実施形態における研磨装置は以上のように構成されており、以下その作動について主に図１を参照して説明する。
第１のカセット１１に収容された研磨加工前の被加工物としての半導体ウエーハは被加工物搬送手段１５の上下動作および進退動作により搬送され、被加工物仮載置手段１３に載置される。被加工物仮載置手段１３に載置された半導体ウエーハは、ここで中心合わせが行われた後に被加工物搬入手段１６の旋回動作によって被加工物搬入・搬出域２４に位置せしめられているチャックテーブル機構５のチャックテーブル５２の吸着チャック５２２上に載置される。チャックテーブル５２の吸着チャック５２２上に載置された被加工物としての半導体ウエーハは、図示しない吸引手段によって吸着チャック５２２上に吸引保持される。
【００２３】
チャックテーブル５２の吸着チャック５２２上に半導体ウエーハを吸引保持したならば、チャックテーブル移動機構５６（図４参照）を作動してチャックテーブル機構５を矢印２３ａで示す方向に移動し研磨域２５に位置付ける。チャックテーブル機構５が研磨域２５に位置付けると、図６の（ａ）、（ｂ）に示すようにチャックテーブル５２に保持された半導体ウエーハＷの中心（Ｐ）が研磨砥石３２７の外周縁を僅かに越えた位置に位置付けられる。次に、チャックテーブル５２を例えば１００〜３００ｒｐｍ程度で回転し、上記サーボモータ３２３を駆動して研磨工具３２５を４０００〜７０００ｒｐｍで回転するとともに、上記研磨ユニット送り機構４のパルスモータ４４を正転駆動して研磨ユニット３を図６（ｂ）において２点鎖線で示す待機位置から下降即ち前進せしめる。そして、図６（ｂ）において実線で示すように研磨工具３２５を構成する研磨砥石３２７の研磨面（下面）をチャックテーブル５２上の半導体ウエーハＷの裏面（被研磨面）に所定の荷重（研磨荷重）で押圧することにより、半導体ウエーハＷの被研磨面が研磨される。このようにして所定時間研磨することにより、研磨砥石３２７の作用によって半導体ウエーハＷの裏面が所定量乾式研磨され、残留加工歪が除去される。
【００２４】
上述した研磨工程においては、研磨工具３２５の研磨砥石３２７が柔軟なフェルトで構成されているため、研磨砥石３２７を被加工物である半導体ウエーハＷの裏面（被研磨面）を均一に押圧すると、半導体ウエーハＷの中心領域が多く研磨され、被研磨面が球状の凹曲面に研磨される傾向がある。しかるに、本発明においては、被加工物である半導体ウエーハＷを保持するチャックテーブル５２の吸着チャック５２２の保持面５２２ａが球面状の凹曲面に形成されているので、吸着チャック５２２の保持面５２２ａに吸引保持された半導体ウエーハＷの被研磨面も球面状の凹曲面となる。従って、柔軟なフェルトで構成されている研磨砥石３２７で研磨しても、半導体ウエーハＷの被研磨面における中心領域に対する押圧力が外周領域に対する押圧力より低くなるため、半導体ウエーハＷの被研磨面における中心領域に対する研磨作用と外周領域に対する研磨作用が同等となり、半導体ウエーハＷは均一の厚さに研磨加工される。このように半導体ウエーハＷが均一な厚さに研磨加工されることから、中心部分に熱が溜まることがなく、保護テープの中心部分が溶損するという問題も解決される。また、図示の実施形態においては、既存の研磨装置のチャックテーブルを保持面５２２ａが球面状の凹曲面に形成したチャックテーブル５２と交換するだけで本発明の研磨装置を構成することができる。
【００２５】
上述したように研磨工程が終了したら、チャックテーブル５２を矢印２３ｂで示す方向に移動し、被加工物搬入・搬出域２４に位置付ける。チャックテーブル５２が被加工物搬入・搬出域２４に位置付けられたならば、洗浄水噴射ノズル１８から洗浄水を噴出してチャックテーブル５２に保持されている研磨加工された半導体ウエーハの被研磨面を洗浄する。そして、チャックテーブル５２に保持されている半導体ウエーハの吸引保持が解除される。次に、吸引保持が解除された半導体ウエーハは被加工物搬出手段１７により洗浄手段１４に搬送される。洗浄手段１４に搬送された半導体ウエーハは、ここで洗浄されるとともにスピン乾燥される。洗浄手段１４で洗浄および乾燥された半導体ウエーハは、被加工物搬送手段１５よって第２のカセット１２の所定位置に収納される。
【００２６】
次に、本発明による研磨装置の他の実施形態について、図７および図８を参照して説明する。図７は研磨域におけるチャックテーブル５２と研磨工具３２５の関係を示す平面図、図８はその側面図である。なお、図７および図８に示す実施形態においては、上記図１乃至図６に示す実施形態における同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図７および図８に示す実施形態におけ研磨装置は、チャックテーブル５２を構成する吸着チャック５２２の保持面５２２ａは平面に形成されており、研磨工具３２５は上述した実施形態と同様にフエルトに砥粒を分散させ適宜のボンド剤で固定したフエルト砥石が用いられている。この実施形態においては、図８に示すようにチャックテーブル５２の回転軸５２０と研磨工具３２５の回転軸即ち回転スピンドル３２２が所定の交差角（θ）をもって構成されている、この交差角（θ）は、０．０００１〜０．００２ラジアンに設定されている。なお、交差角（θ）を０．０００６ラジアンに設定すると、吸着チャック５２２の直径が２００ｍｍの場合には研磨砥石３２７の研磨面（下面）と吸着チャック５２２の保持面５２２ａの中央部との間隔が、研磨砥石３２７の研磨面（下面）と吸着チャック５２２の保持面５２２ａの外周部との間隔より６０μｍ程度大きくなる。このように構成することにより、柔軟なフェルトで構成されている研磨砥石３２７で研磨しても、吸着チャック５２２の保持面５２２ａに保持された被加工物の被研磨面における中心領域に対する押圧力が外周領域に対する押圧力より低くなるため、被加工物の被研磨面における中心部に対する研磨作用と外周部に対する研磨作用が同等となり、被加工物は均一の厚さに研磨加工される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明による研磨装置は以上のように構成され、チャックテーブルの保持面が球面状の凹曲面に形成されているので、チャックテーブルの保持面に保持された不加工物も球面状の凹曲面となる。従って、軟部材に砥粒が混入された研磨砥石で研磨しても、被加工物の被研磨面における中心領域に対する押圧力が外周領域に対する押圧力より低くなるため、半導体ウエーハＷの被研磨面における中心領域に対する研磨作用と外周領域に対する研磨作用が同等となる。この結果、被加工物を均一な厚さに研磨することができる。本発明によれば既存の研磨装置のチャックテーブルを保持面が球面状の凹曲面に形成したチャックテーブルと交換するだけで本発明の研磨装置を構成することができる。
【００２８】
また、本発明による研磨装置はチャックテーブルの保持面が平面でもチャックテーブルの回転軸と研磨砥石の回転軸が所定の交差角をもって構成されているので、研磨砥石の研磨面とチャックテーブルの保持面の中央部との間隔が、研磨砥石の研磨面とチャックテーブルの保持面の外周部との間隔より大きくなる。従って、軟部材に砥粒が混入された研磨砥石で研磨しても、被加工物の被研磨面における中心領域に対する押圧力が外周領域に対する押圧力より低くなるため、半導体ウエーハＷの被研磨面における中心領域に対する研磨作用と外周領域に対する研磨作用が同等となる。この結果、被加工物を均一な厚さに研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された研磨装置の一実施形態を示す斜視図。
【図２】図１に示す研磨装置に装備される研磨ユニットを構成する研磨工具を示す斜視図。
【図３】図２に示す研磨工具その下面側から見た状態を示す斜視図。
【図４】図１に示す研磨装置に装備されるチャックテーブル機構およびチャックテーブル移動機構を示す斜視図。
【図５】図１に示す研磨装置に装備されるチャックテーブルの拡大断面図。
【図６】図１に示す研磨装置の研磨域におけるチャックテーブルと研磨工具との関係を示す説明図。
【図７】本発明による研磨装置の他の実施形態を示すもので、研磨域におけるチャックテーブルと研磨工具の関係を示す平面図。
【図８】図８に示すチャックテーブルと研磨工具の側面図。
【符号の説明】
２：装置ハウジング
３：研磨ユニット
３１：移動基台
３２：スピンドルユニット
３２１：スピンドルハウジング
３２２：回転スピンドル
３２３：サーボモータ
３２４：工具装着部材
３２５：研磨工具
３２６：支持部材
３２７：研磨砥石
４：研磨ユニット送り機構
４４：パルスモータ
５：チャックテーブル機構
５１：支持基台
５２：チャックテーブル
５３：サーボモータ
５４：カバー部材
５６：チャックテーブル移動機構
６１、６２：蛇腹手段
１１：第１のカセット
１２：第２のカセット
１３：被加工物仮載置手段
１４：洗浄手段
１５：被加工物搬送手段
１６：被加工物搬入手段
１７：被加工物搬出手段
１８：洗浄水噴射ノズル
【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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【図７】
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【図８】
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