(57)【要約】【課題】段取り時間を含めた製作時間を短縮し、加工精度も高める。【解決手段】同一軸上で回転するように配置された研削用砥石２１および研磨用砥石２０と、研削用砥石と研磨用砥石を相対的に上下方向に移動させることにより研削用砥石と研磨用砥石のいずれかを選択する砥石選択手段８，９，１６と、研削用砥石および研磨用砥石を回転させる砥石回転手段１１，１２，１７，１９と、研削用砥石と研磨用砥石のワークテーブルに対する高さ位置を調整する位置調整手段２，３，７とを有する。【選択図】図１
2013151049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一軸上で回転するように配置された研削用砥石および研磨用砥石と、
前記研削用砥石と前記研磨用砥石を相対的に上下方向に移動させることにより前記研削用砥石と前記研磨用砥石のいずれかを選択する砥石選択手段と、
前記研削用砥石および前記研磨用砥石を回転させる砥石回転手段と、
前記研削用砥石と前記研磨用砥石のワークテーブルに対する高さ位置を調整する位置調整手段とを有することを特徴とする平面研削研磨機。
【請求項２】
前記研削用砥石および前記研磨用砥石の前記ワークテーブル上の位置を前記ワークテーブルの半径方向に往復移動させる往復移動手段と、
前記ワークテーブルを回転させるワークテーブル駆動手段とをさらに有し、
前記往復移動手段による移動範囲および単位時間当たりの往復移動回数、前記砥石回転手段による回転速度、前記ワークテーブル駆動手段による回転速度の組み合わせによって、前記研削用砥石または前記研磨用砥石の加工点の移動軌跡を設定することを特徴とする請求項１に記載の平面研削研磨機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハーの研削、研磨に好適な平面研削研磨機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造において、印刷後のウエハーを極力薄くすることで回路層を重ね（例えば５層を１０層にする）、単位体積当たりの回路密度を高くすることが、競争に勝つための手段となっている。
【０００３】
ここではウエハーを薄く加工する機械に着目する。ウエハー素材にμ台を要求すればコスト高になるし、パターン印刷に際してはある程度の厚みが必要となる。現状では１００〜３００μ台でばらついている厚みを短時間にて一定の厚み（８０μ程度）とするために、荒研削と仕上げ研磨をそれぞれの機械を用いて行っている。当然２台の機械（研削と研磨ではそれぞれの砥石の粒度が異なる）を用いる（特許文献１）ので、それぞれの段取りが必要となり、機械実働時間と段取り時間の合計が製作時間となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１００７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記製作時間を他社よりも短くした企業が生き残れるとされている。
【０００６】
（発明の目的）
本発明の目的は、上記製作時間を短縮することができ、加工精度も高めることができる平面研削研磨機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の平面研削研磨機は、同一軸上で回転するように配置された研削用砥石および研磨用砥石と、前記研削用砥石と前記研磨用砥石を相対的に上下方向に移動させることにより前記研削用砥石と前記研磨用砥石のいずれかを選択する砥石選択手段と、前記研削用砥石および前記研磨用砥石を回転させる砥石回転手段と、前記研削用砥石と前記研磨用砥石のワークテーブルに対する高さ位置を調整する位置調整手段とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、上記製作時間を短縮することができ、加工精度も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例である平面研削研磨機を示す分解斜視図である。
【図２】実施例における第２の支持板と第３の支持板とを組み立てた状態を示す一部破断側面図である。
【図３】実施例における研削用砥石と前記研磨用砥石のいずれかが選択された状態を示す断面図である。
【図４】実施例における第１の支持板がワークテーブルの半径方向に往復移動できるように構成された様子を示す斜視図である。
【図５】実施例における研削用砥石の任意の１点の加工時間０．２５秒の移動軌跡を示す図である。
【図６】実施例における研削用砥石の任意の１点の加工時間０．５０秒の移動軌跡を示す図である。
【図７】実施例における研削用砥石の任意の１点の加工時間１．００秒の移動軌跡を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明を実施するための形態は、以下の実施例に記載される通りである。
【実施例】
【００１１】
本発明の実施例である平面研削研磨機の分解図を図１に示す。この平面研削研磨機は、回転するワークテーブルの上に固定されたウエハーの平面をまず研削し、その後引き続いて研磨するものである。
【００１２】
垂直に設置される第１の支持板１には、第１のモータ２が固定されている。この第１のモータ２の回転軸にはボールネジ３が取り付けられている。また、第１の支持板１には２本のガイドレール４が固定されている。
【００１３】
ガイドレール４は、第２の支持板５の裏面に固定されたガイド部材６と摺動可能に嵌合し、第２の支持板５の上下方向の移動を案内する。第２の支持板５の上縁にはボールネジ３と螺合するナット７が取り付けられている。したがって、第１のモータ２が回転することにより第２の支持板５は上下方向に駆動される。
【００１４】
第２の支持板５の表面には第２のモータ８が固定されている。この第２のモータ８の回転軸にはボールネジ９が取り付けられている。さらに、第２の支持板５には固定部材１０により砥石回転用モータ１１が固定されている。第２のモータ８と砥石回転用モータ１１とは、第２の支持板５に対して前後方向に並んで配置されている。砥石回転用モータ１１の回転軸にはスプライン軸１２が連結されている。また、第２の支持板５には２本のガイドレール１３が固定されている。
【００１５】
ガイドレール１３は、第３の支持板１４の裏面に固定されたガイド部材１５と摺動可能に嵌合し、第３の支持板１４の上下方向の移動を案内する。第３の支持板１４の上縁にはボールネジ９と螺合するナット１６が取り付けられている。したがって、第２のモータ８が回転することにより第３の支持板１４は上下方向に駆動される。
【００１６】
第３の支持板１４の表面にはロータリーボールスプライン１７を回転可能に支持するハウジング１８が固定されている。ロータリーボールスプライン１７はスプライン軸１２と噛み合い、スプライン軸１２の回転がロータリーボールスプライン１７に伝達される。ロータリーボールスプライン１７の上下にはブッシュホルダー１９が一体に回転するように連結されている。ブッシュホルダー１９の内部にはリニアブッシュ（不図示）が設けられ、スプライン軸１２と一体の小径円柱部１２Ａはリニアブッシュにより直線上下動が可能なように保持されている。下側のブッシュホルダー１９には研磨用砥石２０が取り付けられている。つまり、ブッシュホルダー１９はスプライン軸１２に同軸状に配置されている。スプライン軸１２がロータリーボールスプライン１７に噛み合った状態で研削用砥石２１はスプライン軸１２の下側の小径円柱部１２Ａにナット２２により取り付けられる。
【００１７】
図２に第２の支持板５と第３の支持板１４とを組み立てた状態の一部破断側面図を示す。この図２に示されるように、研磨用砥石２０の内部に同軸に研削用砥石２１が入れ子状に収容されている。砥石回転用モータ１１を回転させると、その回転力は、スプライン軸１２を介して研削用砥石２１に伝達されると共に、スプライン軸１２、ロータリーボールスプライン１７、ブッシュホルダー１９を介して研磨用砥石２０に伝達されるので、研磨用砥石２０と研削用砥石２１とは同一軸上で一体に回転する。
【００１８】
第２のモータ８を回転させると、前述したように第３の支持板１４が上下方向のいずれかに駆動されるので、リニアブッシュにガイドされてブッシュホルダー１９、ロータリーボールスプライン１７及び研磨用砥石２０が回転することなく研削用砥石２１に対して上下方向に移動する。図３（Ａ）は加工面２３に研磨用砥石２０が接触している状態を示し、図３（Ｂ）は加工面２３に研削用砥石２１が接触している状態を示す。このように第２のモータ８をいずれかの方向に回転させることによって、研削用砥石２１に対する研磨用砥石２０の相対的上下位置を切り換えることができる。
【００１９】
また、第２の支持板５を第１のモータ２を回転させることにより上下方向に移動させると、研磨用砥石２０および研削用砥石２１が上下方向に移動し、それらの位置を調整することができるので、研磨用砥石２０と研削用砥石２１のいずれかを加工面２３に接触させることができる。
【００２０】
第１の支持板１は不図示の機構によりワークテーブルの半径方向に往復移動できるように構成されている。この様子を図４（Ａ）に示す。ワークテーブル２４はワークテーブル回転用モータ２５によって回転される。第１の支持板１がワークテーブル２４の半径方向に往復移動させられると、砥石回転モータ１１および研削用砥石２１（研磨用砥石２０も）は矢印２６の方向、つまりワークテーブル２４の半径方向に往復移動する。研削用砥石２１の中心２１ａの移動範囲は、図４（Ｂ）に示されるように、ワークテーブル２４の半径方向のＬ１であり、ワークテーブル２４の中心２４ａから距離Ｌ２離れた点より距離Ｌ３離れた点までである。即ち、Ｌ１＝Ｌ３−Ｌ２となる。
【００２１】
そして、移動範囲Ｌ１、距離Ｌ２，Ｌ３、研磨用砥石２１の回転速度ｎ１、単位時間当たりの往復移動回数ｎ２、ワークテーブル２４の回転速度ｎ３の組み合わせによって、研削用砥石２１または研磨用砥石２０の任意の１点２７（加工点）の移動軌跡が設定される。そして、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，ｎ１，ｎ２，ｎ３を変数として、コンピュータの軌跡計算プログラムにより研磨用砥石２１の１点２７の移動軌跡を計算すると、その一例は図５〜図７のようになる。図５は加工時間０．２５秒の１点２７の移動軌跡であり、図６は加工時間０．５０秒の１点２７の移動軌跡であり、図７は加工時間１．００秒の１点２７の移動軌跡である。図７から分かるように、加工点である任意の１点２７の移動軌跡は研削研磨面上でムラなく均一になる。
【００２２】
本実施例では、研削と研磨を１台の機械で行うようにしているので、２台の機械で行う場合に比べて研磨の段取り時間を省くことができ、実際には７分程度段取り時間を短くすることができる。
【００２３】
２つの研削用砥石２１と研磨用砥石２０を同一軸上で回転させ、使用目的に合わせて選択できる構成にしたので、ワークであるウエハーのセットが１回で済み、研削、研磨の機械的固有の精度が累積されなくなり、加工精度を高めることができる。
【００２４】
（発明と実施例の対応）
実施例において、第２のモータ８、ボールネジ９、ナット１６、第３の支持板１４、ガイドレール１３、ガイド部材１５が、本発明の砥石選択手段に相当する。砥石回転用モータ１１、スプライン軸１２、ロータリーボールスプライン１７、ブッシュホルダー１９が、本発明の砥石回転手段に相当する。第１のモータ２、ボールネジ３、ナット７、第２の支持板５、ガイドレール４、ガイド部材６が、本発明の位置調整手段に相当する。ワークテーブル回転用モータ２５が本発明のワークテーブル駆動手段に相当する。なお、図４（Ａ）の矢印２６が本発明の往復移動手段による往復移動方向を示す。
【符号の説明】
【００２５】
１    第１の支持板
２    第１のモータ
５    第２の支持板
８    第２のモータ
１１  砥石回転用モータ
１２  スプライン軸
１４  第３の支持板
１７  ロータリーボールスプライン
１９  ブッシュホルダー
２０  研磨用砥石
２１  研削用砥石
２４  ワークテーブル
２５  ワークテーブル回転用モータ
【図１】
2013151049.tif 000003
【図２】
2013151049.tif 000004
【図３】
2013151049.tif 000005
【図４】
2013151049.tif 000006
【図５】
2013151049.tif 000007
【図６】
2013151049.tif 000008
【図７】
2013151049.tif 000009