(57)【要約】【課題】シール部での摺動抵抗を極微小にし、加工圧の変動を微小に制御し、加工変質層を非常に薄くすることが可能な半導体基板の研削機を提供する。【解決手段】治具２５の周囲に取り付けられ先端が加工室２９内に向くようにされた内側キャップ１と、加工室カバー２８の開口部の内周部に取り付けられ先端が内側キャップ１内に臨むようにされた外側キャップ２とで、非接触の迂回シールを形成したものである。【選択図】図３
2009178817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砥粒を含んだ研削部材を回転自在に保持する研削機構と半導体基板を回転自在に保持する治具とを対向させて設け、その治具を前記研削部材に向かって移動自在に設けると共に、前記研削機構の一部と前記治具の一部とを覆うように加工室カバーを設け、その加工室カバーの前記治具側の面に前記治具を挿通する開口穴を形成し、その開口穴と前記治具との間にシール部を形成した半導体基板の研削機において、
前記シール部は、第１キャップと第２キャップとから形成される迂回路を有してなり、前記第１キャップ及び前記第２キャップは、環状の内周壁及び外周壁を有すると共に、前記内周壁と前記外周壁とを接続して形成されるコ字状の断面を備え、
前記迂回路は、前記第１キャップの前記コ字状の内部側と前記第２キャップの前記コ字状の内部側とを対向して形成され、
さらに、前記第１キャップは前記治具の周囲に設けられると共に、前記第１キャップの内周壁に前記治具が取り付けられ、
前記第２キャップは前記加工室カバー側に設けられると共に、前記第２キャップの外周壁と前記加工室カバーが取り付けられることを特徴とする半導体基板の研削機。
【請求項２】
砥粒を含んだ研削部材を回転自在に保持する研削機構と半導体基板を回転自在に保持する治具とを対向させて設け、その治具を前記研削部材に向かって移動自在に設けると共に、前記研削機構の一部と前記治具の一部とを覆うように加工室カバーを設け、その加工室カバーの前記治具側の面に前記治具を挿通する開口穴を形成し、その開口穴と前記治具との間にシール部を形成した半導体基板の研削機において、
前記治具の周囲に取り付けられ先端が加工室内に向くようにされた前記内側キャップと、前記加工室カバーの開口部の内周部に取り付けられ先端が前記内側キャップ内に臨むようにされた前記外側キャップとで、非接触の迂回シールを形成したことを特徴とする半導体基板の研削機。
【請求項３】
前記開口穴には、前記外側キャップと連結し、かつ前記内側キャップの外周壁を覆うように外側リングカバーが設けられる請求項２記載の半導体基板の研削機。
【請求項４】
前記内側キャップは、治具本体に取り付けられる円盤と、その円盤の外周に一体に設けられた内周壁と、その内周壁に対して外周に配置された外周壁と、その外周壁の後端と前記内周壁とを連結する後部壁とで構成される請求項２または３記載の半導体基板の研削機。
【請求項５】
前記外側キャップは、前記加工室カバーの開口部の内周部に取り付けられ、加工室内に向くように延びる外周壁と、その外周壁に対して内周に配置されると共に、前記内側キャップの内外周壁間に延びる内周壁と、その内周壁と前記外周壁とを連結する後部壁とで構成される請求項２〜４いずれかに記載の半導体基板の研削機。
【請求項６】
前記外側リングカバーは、その先端に向かって所定の角度で傾斜して形成されると共に、前記内側キャップの外周壁が前記外側リングカバーと平行になるように傾斜して形成される請求項３〜５いずれかに記載の半導体基板の研削機。
【請求項７】
前記外側キャップの外周壁の下部に、前記内側キャップと前記外側キャップとの間に入り込んだ研削液や研削クズを前記加工室カバー内に戻すための戻り穴を設けた請求項６記載の半導体基板の研削機。
【請求項８】
前記治具は、前記研削部材に対して前記半導体基板が離れた待機位置から前記半導体基板が前記研削部材に接する研削位置まで移動自在に設けられ、前記待機位置のとき、前記外側リングカバーと前記内側キャップの外周壁とが重なり合うように形成され、かつ前記内側キャップの内周壁と前記外側キャップの内周壁とが重なり合うように形成される請求項５〜７いずれかに記載の半導体基板の研削機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨工程の前工程である研削工程に用いる半導体基板の研削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体基板の厚さを揃え、平坦度を効率よく向上させる方法としては、砥粒を含んだ研削砥石を回転させて半導体基板に押し当て、研削砥石の砥粒で半導体基板の表面を削り取る研削加工が一般的である。
【０００３】
半導体基板を砥石に押し当てる方法としては、モータの駆動力で一定速度で押し当てる、あるいは錘の負荷を利用するなどの方法で、一定圧力で押し当てる方法が知られている。
【０００４】
モータの駆動力で一定速度で押し当てる方法では、例えば、特許文献１に開示されるような半導体基板を機械的に削る研削装置が用いられている。
【０００５】
半導体基板を一定速度で押し当てる方法で研削加工を行うと、砥石の切れ味が低下した状態でも、強制的に砥石に半導体基板を送り込むため、半導体基板の表面に深いキズが発生する場合がある。この研削方法で加工された半導体基板の表面には、研削砥石の砥粒によって加工変質層（ダメージ層）が形成される。この加工変質層の厚さは、基板表面の全体において、平均で２０μｍ程度である。
【０００６】
この深いキズの発生を防止する研削方法としては、例えば、特許文献２に開示されているような、半導体基板を研削砥石に押し当てていくモータ駆動力をフィードバックし、押し当てる圧力を一定に制御する方法がある。
【０００７】
また、広く用いられている従来の半導体基板の研削装置として、図６に示す研削装置６１がある。研削装置６１は、被加工物である半導体基板６２を保持、回転して押し当てていくことを可能とする治具（ワーク軸）６３と、研削を行う研削部材となる砥石６４を回転可能に保持する研削機構（砥石軸）６５とを備える。治具６３と研削機構６５とは対向して設置される。
【０００８】
研削装置６１では、研削機構リニアガイド６７上に研削機構６５を設置し、研削機構６５に設けられた砥石６４を所定の速度で回転させると共に、治具６３に設けられた半導体基板６２を所定の速度で回転させ、ベース６８に固定された治具用リニアガイド６６により治具６３を研削機６５側に移動させ、半導体基板６２を砥石６４に一定の圧力で押し当てて、半導体基板６２の表面を研削している。
【０００９】
このとき、研削装置６１では、加工時の潤滑性および研削クズの排出を目的に半導体基板６２と砥石６４との間（研削点）に研削液Ｌを噴射している。この研削液Ｌの飛散を防止するために、治具６３と研削機構６５との間には加工室カバー６９が設けられる。これは、研削機構６５、研削機構用リニアガイド６７、治具６３、あるいは治具軸用リニアガイド６６に研削クズや研削液Ｌを付着させると、故障の原因となるためである。さらに、加工室カバー６９を設けることにより飛散した研削液Ｌを容易に回収できる。
【００１０】
加工室カバー６９と治具６３との間には、加工室７０内をシールするためのシール部７１が形成される。シール部７１は、樹脂リング７２（汎用品のＯリングなど）とそれを保持するための保持リング７３とからなる。シール部７１では、保持リング７３により樹脂リング７２を加工室カバー６９に固定し、樹脂リング７２を治具６３の摺動部分に押しつけることで、治具６３が前後方向（図示左右方向）に移動しても、加工室７０内からの研削液Ｌの漏れ出しを抑制している。図６のハッチングＨは、飛散した研削液Ｌである。
【００１１】
また、研削装置６１では、半導体基板６２を砥石６４に一定の圧力で押し当てるため、錘７６の重さで治具６３を前方に引っ張るように構成されている。そのため、治具用リニアガイド６６の側面にはピン７４が設けられ、そのピン７４にはワイヤー７５を介して錘７６が接続される。ワイヤー７５は、その一端がピン７４に接続され、治具６３の前方へ略水平に延伸され、第１ガイドロール７７により１８０度方向転換される。ワイヤー７５は、さらに治具６３の後方へ延伸され、第２ガイドロール７８により鉛直方向下方へと方向転換され、その他端には錘７６が接続される。
【００１２】
この研削装置６１で加工された半導体基板６２の表面に形成される加工変質層は、基板表面全体で、平均で１５μｍ程度である。半導体基板６２を砥石６４に一定（所定）圧力で押し当てることで、加工変質層の厚さが薄くなるよう研削される。
【００１３】
通常、研削加工で形成された加工変質層は、次工程の研磨加工で取り去られる。研磨加工の方法としては、半導体基板を研磨布が設けられた研磨定盤に押しつけ、摺動させながら研磨剤を研磨定盤上に供給して半導体基板を研磨する方法が一般的である。
【００１４】
しかし、研磨加工は単位時間当たりの加工量が少ないため、研削加工で形成された加工変質層が厚いと、研磨加工で除去する量が多くなり、時間と費用がかかってしまう。そのため、半導体基板の製造効率の点からも、研削加工で形成される加工変質層は極力薄いほうが好ましい。
【００１５】
【特許文献１】特開平１１−３０７４８９号公報
【特許文献２】特開２０００−１２７００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
研削加工で形成される加工変質層を薄くする方法として、半導体基板６２を砥石６４に一定圧力で押し当てる方法が挙げられるが、さらに加工変質層を薄くするためには、加工圧の変動を微小に制御する必要がある。
【００１７】
しかしながら、従来の研削装置６１では、加工室７０と治具６３の境界部分で樹脂製のシール部品（樹脂リング７２）を摺動部分に押しつけているため、摺動抵抗が大きく、また摺動抵抗の値も安定しない。そのため、加工圧の微小な制御ができなかった。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、シール部での摺動抵抗を極微小にし、加工圧の変動を微小に制御し、加工変質層を非常に薄くすることが可能な半導体基板の研削機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、砥粒を含んだ研削部材を回転自在に保持する研削機構と半導体基板を回転自在に保持する治具とを対向させて設け、その治具を前記研削部材に向かって移動自在に設けると共に、前記研削機構の一部と前記治具の一部とを覆うように加工室カバーを設け、その加工室カバーの前記治具側の面に前記治具を挿通する開口穴を形成し、その開口穴と前記治具との間にシール部を形成した半導体基板の研削機において、前記シール部は、第１キャップと第２キャップとから形成される迂回路を有してなり、前記第１キャップ及び前記第２キャップは、環状の内周壁及び外周壁を有すると共に、前記内周壁と前記外周壁とを接続して形成されるコ字状の断面を備え、前記迂回路は、前記第１キャップの前記コ字状の内部側と前記第２キャップの前記コ字状の内部側とを対向して形成され、さらに、前記第１キャップは前記治具の周囲に設けられると共に、前記第１キャップの内周壁に前記治具が取り付けられ、前記第２キャップは前記加工室カバー側に設けられると共に、前記第２キャップの外周壁と前記加工室カバーが取り付けられる半導体基板の研削機である。
【００２０】
請求項２の発明は、砥粒を含んだ研削部材を回転自在に保持する研削機構と半導体基板を回転自在に保持する治具とを対向させて設け、その治具を前記研削部材に向かって移動自在に設けると共に、前記研削機構の一部と前記治具の一部とを覆うように加工室カバーを設け、その加工室カバーの前記治具側の面に前記治具を挿通する開口穴を形成し、その開口穴と前記治具との間にシール部を形成した半導体基板の研削機において、前記治具の周囲に取り付けられ先端が加工室内に向くようにされた前記内側キャップと、前記加工室カバーの開口部の内周部に取り付けられ先端が前記内側キャップ内に臨むようにされた前記外側キャップとで、非接触の迂回シールを形成した半導体基板の研削機である。
【００２１】
請求項３の発明は、前記開口穴には、前記外側キャップと連結し、かつ前記内側キャップの外周壁を覆うように外側リングカバーが設けられる請求項２記載の半導体基板の研削機である。
【００２２】
請求項４の発明は、前記内側キャップは、治具本体に取り付けられる円盤と、その円盤の外周に一体に設けられた内周壁と、その内周壁に対して外周に配置された外周壁と、その外周壁の後端と前記内周壁とを連結する後部壁とで構成される請求項２または３記載の半導体基板の研削機である。
【００２３】
請求項５の発明は、前記外側キャップは、前記加工室カバーの開口部の内周部に取り付けられ、加工室内に向くように延びる外周壁と、その外周壁に対して内周に配置されると共に、前記内側キャップの内外周壁間に延びる内周壁と、その内周壁と前記外周壁とを連結する後部壁とで構成される請求項２〜４いずれかに記載の半導体基板の研削機である。
【００２４】
請求項６の発明は、前記外側リングカバーは、その先端に向かって所定の角度で傾斜して形成されると共に、前記内側キャップの外周壁が前記外側リングカバーと平行になるように傾斜して形成される請求項３〜５いずれかに記載の半導体基板の研削機である。
【００２５】
請求項７の発明は、前記外側キャップの外周壁の下部に、前記内側キャップと前記外側キャップとの間に入り込んだ研削液や研削クズを前記加工室カバー内に戻すための戻り穴を設けた請求項６記載の半導体基板の研削機。
【００２６】
請求項８の発明は、前記治具は、前記研削部材に対して前記半導体基板が離れた待機位置から前記半導体基板が前記研削部材に接する研削位置まで移動自在に設けられ、前記待機位置のとき、前記外側リングカバーと前記内側キャップの外周壁とが重なり合うように形成され、かつ前記内側キャップの内周壁と前記外側キャップの内周壁とが重なり合うように形成される請求項５〜７いずれかに記載の半導体基板の研削機である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、シール部を非接触シールにすることで、シール部での摺動抵抗を極微小にでき、加工圧の変動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２９】
図２は、本発明の好適な実施形態を示す半導体基板の研削機の断面図である。
【００３０】
図２に示すように、本実施形態に係る半導体基板の研削機２１は横型の研削機であり、砥粒を含んだ研削部材としての砥石２２と、その砥石２２を保持する研削機構（砥石軸）２３と、半導体基板２４を回転自在に保持する治具（ワーク軸）２５とを備える。
【００３１】
砥石２２としては、例えば、カップ型砥石を用いるとよい。研削機構２３は、砥石２２を固定する砥石固定部２３ａと、砥石固定部２３ａが取り付けられ、砥石２２および砥石固定部２３ａを回転させる砥石回転軸２３ｂと、砥石回転軸２３ｂを回転可能に支持するボス部２３ｃと、ボス部２３ｃが取り付けられると共に、砥石回転軸２３ｂを回転させる駆動モータ（図示せず）などを有する研削機構本体２３ｄとからなる。研削機構本体２３ｄは、図示しない研削機構用リニアガイド、あるいはベースなどに固定される。
【００３２】
治具２５は、研削機構２３と対向して配置される。治具２５は、半導体基板２４を固定する基板固定部２５ａと、基板固定部２５ａが取り付けられ、半導体基板２４および基板固定部２５ａを回転させる基板回転軸２５ｂと、基板回転軸２５ｂを回転可能に支持するボス部２５ｃと、ボス部２５ｃが取り付けられると共に、基板回転軸２５ｂを回転させる駆動モータ（図示せず）などを有する治具本体２５ｄとからなる。
【００３３】
治具本体２５ｄは、エアスライド２７の基台２７ａ上に固定され、治具２５は研削機構２３に向かって（図中左右方向に）移動可能に設置される。治具２５は、図２の半導体基板２４が砥石２２から離れた待機位置から、半導体基板２４が砥石２２に接する研削位置（図３参照）まで移動可能に設置される。エアスライド２７の軸方向（図示左右方向）の摺動抵抗は、後述する加工圧に比して微小である。
【００３４】
研削機構２３の砥石固定部２３ａに固定された砥石２２の上方には、半導体基板２４を研削する際に、砥石２２と半導体基板２４との間（研削点）に研削液Ｌを噴射する研削液供給ノズル２６が配置される。研削液供給ノズル２６は、図示しない研削液供給ポンプを介して研削液供給槽に接続される。研削液Ｌとしては、例えば、水を用いるとよい。
【００３５】
研削機構２３と治具２５との間には、研削機構２３と治具２５の一部および研削液供給ノズル２６を覆うように、研削液Ｌや研削クズの飛散を防止するための加工室カバー２８が設けられる。加工室カバー２８は、断面視で略矩形状に形成される。加工室カバー２８を設けることにより、加工室カバー２８に囲まれた加工室２９が区画形成される。図２に示すように、加工室２９内には、研削機構本体２３ｄの一部から砥石２２、および治具本体２５ｄの一部から半導体基板２４までが収納される。加工室カバー２８の底面には、図示しない研削液回収部が設けられる。
【００３６】
加工室カバー２８の研削機構２３側の面には、研削機構２３を挿入するための研削機構挿入穴３０が形成され、その研削機構挿入穴３０に研削機構２３を挿入すると共に、研削機構本体２３ｄの側面と加工室カバー２８とを連結する（例えば、図２ではボルトにより連結した）。これにより、研削機構２３の砥石固定部２３ａ、砥石回転軸２３ｂ、およびボス部２３ｃが加工室２９内に配置される。
【００３７】
加工室カバー２８の治具２５側の面には、治具２５を挿通するための開口穴３１が形成され、その開口穴３１と治具２５との間には、加工室２９内をシールするためのシール部３２が形成される。
【００３８】
シール部３２は、非接触の迂回シールであり、治具２５の外周に取り付けられ先端が加工室２９内に向くようにされた内側キャップ１と、加工室カバー２８の開口部（開口穴３１）の内周部に取り付けられ先端が内側キャップ１内に臨むように設けられた断面コ字状の外側キャップ２と、外側キャップ２に連結された外側リングカバー３とからなる。
【００３９】
さて、本実施形態に係る半導体基板の研削機２１のシール部３２に用いる内側キャップ１、外側キャップ２、および外側リングカバー３を説明する。
【００４０】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、内側キャップ１は、治具本体２５ｄに取り付けられる円盤（プレート）１ａと、その円盤１ａの外周に一体に設けられた略円筒状の内周壁１ｂと、その内周壁１ｂに対して外周に配置された外周壁１ｃと、その外周壁１ｃの後端と内周壁１ｂの後端部とを連結する後部壁１ｄとからなる。
【００４１】
円盤１ａには、その中央部に治具を挿入するための挿入穴１ｅが形成される。円盤１ａの後端側（図１（ｂ）では右側）の表面には、円盤１ａを治具本体に取り付ける際に位置決めをするための位置決め用凹部１ｆが形成される。この円盤１ａの外周には略円筒状の内周壁１ｂが一体に設けられる。
【００４２】
内周壁１ｂに対して外周に配置された外周壁１ｃは、略円筒状に形成されると共に、その後端から先端にかけて（図１では外周壁１ｃの右側から左側にかけて）除々に径が大きくなるように、所定の角度で傾斜してテーパ状に形成される。この外周壁１ｃの軸方向の長さは、内周壁１ｂの軸方向の長さよりも短く形成される。
【００４３】
外周壁１ｃの後端と内周壁１ｂの後端部とを連結する後部壁１ｄは、内周壁１ｂを貫通し、内周壁１ｂの内部まで延びるように形成され、内周壁１ｂおよび外周壁１ｃと一体に形成される。外周壁１ｃと内周壁１ｂとを後部壁１ｄで連結することにより、外周壁１ｃ、内周壁１ｂ、および後部壁１ｄで囲まれた内側キャップ凹部１ｇが形成される。
【００４４】
外側キャップ２は、略円筒状の内周壁２ａと、その内周壁２ａに対して外周に配置された略円筒状の外周壁２ｂと、内周壁２ａの後端（図１（ｂ）では左側）と外周壁２ｂの後端とを連結する後部壁２ｃとからなり、断面視で略コ字状に形成される。
【００４５】
外側キャップ２の内周壁２ａの径は、内側キャップ１の内周壁１ｂの径よりも大きく、かつ内側キャップ１の外周壁１ｃの後端の径よりも小さく形成される。また、外側キャップ２の外周壁２ｂの径は、内側キャップ１の外周壁１ｃの先端の径よりも大きく形成される。
【００４６】
外側キャップ２の後部壁２ｃは、外周壁２ｂよりも径方向外側に突出するように、内周壁２ａおよび外周壁２ｂと一体に形成される。内周壁２ａの後端と外周壁２ｂの後端とを後部壁２ｃで連結することにより、内周壁２ａ、外周壁２ｂ、および後部壁２ｃに囲まれた外側キャップ凹部２ｆが形成される。
【００４７】
外側キャップ２の外周壁２ｂの先端（図１（ｂ）では右側）には、外周壁２ｂの径方向外側に突出する突出部２ｄが形成される。また、外側キャップ２の外周壁２ｂの下部には、内側キャップ１と外側キャップ２との間に入り込んだ研削液や研削クズを加工室内に戻すための戻り穴２ｅが形成される。
【００４８】
外側リングカバー３は、略円筒状に形成されると共に、その後端から先端に向かって除々に径が小さくなるように、所定の角度で傾斜してテーパ状に形成される。外側リングカバー３は、内側キャップ１の外周壁１ｃと略平行となるように形成される。
【００４９】
外側リングカバー３の後端（図１（ｂ）では左側）の径は、外側キャップ２の外周壁２ｂの径と略同一となるように形成され、外側リングカバー３の先端の径は、内側キャップ１の外周壁１ｃよりも大きく形成される。
【００５０】
外側リングカバー３の後端には、外側リングカバー３より径方向外側に突出する突出部３ａが形成される。この突出部３ａの後端面と外側キャップ２の突出部２ｄの先端面とが連結され、外側キャップ２の外周壁２ｂと外側リングカバー３とが連続するようされる。これにより、外側キャップ２に外側リングカバー３を連結した外側リング４が形成され、突出部２ｄ、３ａからなる取付プレート５が形成される。
【００５１】
図２に示すように、シール部３２は、外側リング４内に内側キャップ１の先端を挿入して構成される。このとき、外側キャップ２の外側キャップ凹部２ｆ内に内側キャップ１の外周壁１ｃの先端が臨み、内側キャップ１の内側キャップ凹部１ｇ内に外側キャップ２の内周壁２ａの先端が臨むように挿入する。これにより、内側キャップ１と外側キャップ２との間に迂回空間６が形成される。
【００５２】
内側キャップ１は、その後端側（図２では右側）より挿入穴１ｅ内に治具２５を挿入し、治具本体２５ｄの先端面Ｆを位置決め凹部１ｆに嵌め込み、治具本体２５ｄの先端面Ｆに円盤１ａを固定することにより、治具２５の外周に取り付けられる。内側キャップ１は、その先端が加工室２９内に向くように治具本体２５ｄに固定される。これにより、治具２５の基板固定部２５ａ、基板回転軸２５ｂ、およびボス部２５ｃは加工室２９内に配置される。
【００５３】
外側リング４は、加工室カバー２８の開口部（開口穴３１）の内周部に取り付けられる。具体的には、外側リング４の外側リングカバー３の先端を加工室２９側から開口穴３１に挿入し、取付プレート５を加工室カバー２８の内壁に固定する。これにより、外側キャップ２および外側リングカバー３は、その先端が治具２５側に向くように、加工室カバー２８に取り付けられる。
【００５４】
また、シール部３２は、治具２５が図２の待機位置にあるとき、外側リングカバー３と内側キャップ１の外周壁１ｃとが互いに重なり合い、かつ内側キャップ１の内周壁１ｂと外側キャップ２の内周壁２ａとが互いに間隔を隔てて重なり合うように形成される。
【００５５】
図３に示すように、外側リング４の外側リングカバー３は、治具２５を前進させて研削位置に移動した際、内側キャップ１の外周壁１ｃを覆うように形成される。また、このとき外側リング４と内側キャップ１との間には、迂回路７が形成される。つまり、迂回路７は治具本体２５ｄの周囲に沿って設けられる。
【００５６】
次に、本実施形態に係る半導体基板の研削機２１の動作を説明する。
【００５７】
まず、図２に示すように、治具２５を後退させて待機位置に移動させ、治具２５を研削機構２３から退避させた状態で、研削機構２３の砥石固定部２３ａに砥石２２を固定すると共に、治具２５の基板固定部２５ａに半導体基板２４を固定し、砥石２２および半導体基板２４を回転させる。
【００５８】
その後、治具２５をエアスライド２７により研削機構２３に向かって前進させ、図３に示すように、半導体基板２４を砥石２２に一定の加工圧で押し当てて、半導体基板２４の表面を研削する。この前進動作により、治具２５に取り付けられた半導体基板２４が砥石２２に対して一定（所定）の加工圧で押し当てられる。このとき、砥石２２と半導体基板２４との間（研削点）には、潤滑性、研削クズの排出を目的に、研削液噴射ノズル２６から研削液Ｌが噴射される。
【００５９】
砥石２２と半導体基板２４は回転しているため、研削液噴射ノズル２６から噴射した研削液Ｌは加工室２９内に飛散する。飛散した研削液Ｌの一部は、治具本体２５ｄの周囲に形成されるシール部３２内に外側キャップ２と内側キャップ１との間隙から侵入する。侵入した研削液Ｌは、治具本体２５ｄの周囲に形成されるこの間隙に沿って、シール部３２の下部（図中下側）まで流れ、戻り穴２ｅから加工室２９に戻る。
【００６０】
このとき、シール部３２に侵入した研削液Ｌが迂回路７を超えて治具２５側に漏れ出すことのないように、迂回路７を構成する外周壁１ｃおよび外側リングカバー３の長さや角度、迂回路７の容量が設計される。図３には、シール部３２の下部において迂回路７に流れ込んだ研削液Ｌの流れを矢印Ｐとして示した。研削液Ｌは、矢印Ｐのように戻り穴２ｅから加工室２９内に戻る。加工室カバー２８の底面に集められた研削液Ｌは、研削液回収部（図示せず）で回収される。
【００６１】
所定時間研削を行った後、治具２５を待機位置に後退させると共に、砥石２２および半導体基板２４の回転を止めて半導体基板２４を取り出すと、表面が研削された半導体基板２４が得られる。
【００６２】
本実施形態の効果を説明する。
【００６３】
本実施形態に係る半導体基板の研削機２１では、治具２５の外周に取り付けられた内側キャップ１と、加工室カバー２８に取り付けられた外側キャップ２とで、非接触の迂回シールを形成している。したがって、従来のように樹脂リングの摩耗や劣化の問題がない。
【００６４】
また、シール部３２を非接触で構成することにより、治具２５を移動する際の摺動抵抗を加工圧に比べて極微小にできるため、加工圧を小さく制御することが可能となる。また、シール部３２が非接触であるため、従来のようにシール部が原因で加工圧の変動が発生することがなくなり、半導体基板２４を砥石２２に押し当てる際の加工圧の変動を抑制することができる。
【００６５】
半導体基板２４を砥石２２に押し当てる際に加工圧を小さくすることができ、さらに加工圧の変動を抑制できるため、研削後の半導体基板２４表面の面粗度を向上させることができ、半導体基板２４の表面に形成される加工変質層の厚さを薄くすることができる。これにより、次工程の研磨工程での除去量（研磨量）を削減でき、研磨工程の時間を短縮できる。よって、半導体基板の製造効率を向上させることができる。
【００６６】
また、本実施形態に係る半導体基板の研削機２１では、開口穴３１に外側キャップ２と連続し、かつ内側キャップ１の外周壁１ｃを覆うように外側リングカバー３が設けられている。これにより、半導体基板２４の研削時に迂回路７に入り込んだ研削液Ｌが治具２５側に漏れるのを抑制できる。
【００６７】
さらに、本実施形態に係る半導体基板の研削機２１では、外側リングカバー３がその先端に向かって所定の角度で傾斜して形成されると共に、内側キャップ１の外周壁１ｃが外側リングカバー３と平行になるように傾斜して形成されている。これにより、研削時に迂回路７に入り込んだ研削液Ｌを確実に戻り穴２ｅに導くことができ、研削液Ｌが治具２５側に漏れるのをさらに抑制できる。
【００６８】
また、本実施形態に係る半導体基板の研削機２１では、外側キャップ２の外周壁２ｂの下部に戻り穴２ｅを設けている。これにより、研削時に迂回路７に入り込んだ研削液Ｌを加工室２９内に戻すことができ、加工室カバー２８の底面に設けた研削液回収部で研削液Ｌを回収することができる。
【００６９】
さらに、本実施形態に係る半導体基板の研削機２１では、待機位置のとき、外側リングカバー３と内側キャップ１の外周壁１ｃとが重なり合うように形成され、内側キャップ１の内周壁１ｂと外側キャップ２の内周壁２ａとが重なり合うように形成されている。これにより、治具２５が待機位置にあるときに研削液供給ノズル２６から研削液Ｌを噴射したり、治具２５が待機位置から研削位置に移動している最中に研削液Ｌを噴射しても、研削液Ｌが治具２５側に漏れるのを抑制できる。
【００７０】
本実施形態に係る半導体基板の研削機２１では、治具２５をエアスライド２７に設置したが、治具２５を治具用リニアガイドなどに設置し、その治具用リニアガイドに加工圧制御機構を設けて、半導体基板２４を砥石２２に一定の圧力で押し当てるようにしてもよい。この場合、加工圧制御機構は、例えば、治具用リニアガイドの側面にピンを設け、そのピンにワイヤーを介して錘を接続し、その錘の重さで基台２７ａ、およびその基台２７ａに載置された治具２５を前方に引っ張るように構成するとよい。
【００７１】
上記シール部３２の構成を、内側キャップ１、外側キャップ２、および外側リングカバー３を用いて説明したが、本発明のシール部３２の構成はこれに限定されるものではない。
【００７２】
例えば、環状の内周壁及び外周壁を有し断面がコ字状の部品であって、径の異なる第１シール部品、第２シール部品を対向させて組み合わせることで、非接触の迂回路を形成してもよい。
【実施例】
【００７３】
（実施例）
図２および図３の半導体基板の研削機２１を用い、その摺動抵抗値を測定した。摺動抵抗の測定は、摺動距離２００μｍ間を０．５μｍ／ｓの一定速度で治具２５を摺動させ、１０μｍ間隔で行った。測定方法としては、治具２５とモータ駆動の伝導部分との間にロードセルを介在させて摺動抵抗を測定した。実施例の摺動抵抗の測定結果を図４の■に示す。図４に示すように、摺動抵抗は０〜１．３Ｎであった。
【００７４】
また、摺動抵抗が極微小の状態で、半導体基板２４の研削加工を行った。加工圧の設定は、（加工圧）＝（錘重量）−（摺動抵抗）で設定でき、今回、加工圧を１０Ｎとするため、錘を１２Ｎ負荷した。その他の加工条件としては次のような条件で行った。
【００７５】
砥石サイズ：Φ１５０カップ型砥石
砥石メッシュサイズ：＃６００（粒径：Φ２０〜３０μｍ）
砥石回転数：１０００ｒｐｍ
ワーク（半導体基板）回転数：５０ｒｐｍ
実際に研削加工した半導体基板２４の走査型白色干渉法による測定画像を図５に示す。実施例では、次工程の研磨加工での除去量は８μｍ程度であった。
【００７６】
（比較例）
図６の従来の研削機６１を用い、実施例と同様にして摺動抵抗値を測定した。比較例の摺動抵抗の測定結果を図４の◆に示す。比較例の摺動抵抗は、図４に示すとおり６〜１８Ｎであり、摺動抵抗の変動幅が大きい。
【００７７】
摺動抵抗の変動幅が大きい状態で半導体基板の研削加工を行った。加工圧の設定は、上述のように、（加工圧）＝（錘重量）−（摺動抵抗）で設定でき、加工圧を１０Ｎとするため、錘を３０Ｎ負荷した。その他の加工条件は実施例と同じとした。研削加工した半導体基板の走査型白色干渉法による測定画像を図５に示す。比較例では、次工程の研磨加工での除去量は１５μｍであった。図５の走査型白色干渉法による測定画像に示すように、比較例では深いキズが発生しているのに対し、実施例では深いキズが無く、全面均一の研削痕が確認された。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１（ａ）は本発明の半導体基板の研削機のシール部に用いる内側キャップ、外側キャップ、および外側リングカバーの斜視図、図１（ｂ）はその断面図である。
【図２】本発明の好適な実施形態に係る半導体基板の研削機の断面図（治具が待機位置にあるとき）である。
【図３】本発明の好適な実施形態に係る半導体基板の研削機の断面図（治具が研削位置にあるとき）である。
【図４】治具の摺動距離と摺動抵抗の関係を示すグラフである。
【図５】研削後の半導体基板表面の走査型白色干渉法による測定画像である。
【図６】従来の半導体基板の研削機の断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  内側キャップ
２  外側キャップ
３  外側リングカバー
４  外側リング
７  迂回路
２１  半導体基板の研削機
２２  砥石（研削部材）
２３  研削機構
２４  半導体基板
２５  治具
２８  加工室カバー
２９  加工室
３１  開口穴
３２  シール部
１ｂ，２ａ  内周壁
１ｃ，２ｂ  外周壁
Ｌ  研削液
【図１】
2009178817.tif 000003
【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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