JPH0326459A - ワーク外周面の鏡面仕上げ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリコンウェハ等の硬脆材の外周面に鏡面仕
上げを施す装置に関する。

〔従来の技術〕

超ＬＳＩの製造に用いられるシリコンウェハおよび石英
フォトマスクの外周側面は、ダイアモンド砥石により研
削され、また外周縁部も研削されて面取が施される。そ
の後、シリコンウエハの外周面は化学処理により、また
石英フォトフスクの外周面は必要に応じて手作業により
、滑らかな面に仕上げられる。このような研削および仕
上げ工程においてシリコンウェハおよび石英フォトマス
クの表面上に生じた粉塵は、集積回路をショートさせる
原因となるため、その後シリコンウヱハ等の外周面は洗
浄されて粉塵が除去される。

〔発明が解決しようとする課題］ 近年、超ＬＣＩの開発がさらに進むに従い、その製造工
程においてシリコンウェハ等の表面上の粉塵をさらに完
全に除去する必要性が高まってきている．ところが、シ
リコンウェハ等の仕上げ加工された外周面には、まだ細
かい凹凸が残っており、この凹部に残る粉塵は洗浄工程
によっても十分除去できず、超ＬＳＩの製造上の問題と
なっていた。

本発明は、シリコンウエハあるいは石英フォトマスク等
のワーク外周面に鏡面仕上げを施し、さらに滑らかな面
を戒形して粉塵の除去を容易にし、しかも、鏡面仕上げ
を効率良く実施することのできる鏡面仕」二げ装置を提
供することを目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るワーク外周面の鏡面仕上げ装誼は、ワーク
外周面に摺接して鏡面仕上げを施すためのバフ部材と、
このバフ部材を軸心周りに同転させるバフ回転機構と、
ワークを軸心周りに回転させるワーク回転機構とを備え
、−Ｊ二記バフ回転機構およびワーク回転機構の少なく
とも一方は、上記バフ部材およびワークの一方を軸心に
垂直な方向に変位可能に支持するとともに、バフ部材お
よびワークの一方を他方に対して押圧させる支持機構を
有することを特徴としている。

（作用〕 ワークが同転する間に、バフ部材が回転しつつ摺接ｊ〜
でワーク外周面に鏡面仕上げを施す。この鏡面仕』二げ
の間、バフ部材およびワークの一方は他方に押しつけら
れる。したがって、バフ部材が磨耗しても、このバフ部
材およびワークは常に所定の力で摺接することとなり、
ワーク外周面には常に所望の鏡面仕上げが施される． 〔実施例〕 以下図示実施例により本発明を説明する。

第２図は本発明の一実施例の全体図である。この図にお
いて、支持台！０には、ワークＷをその軸心周りに回転
させるワーク回転機構２０が設けられる。また支持台１
０｝：には、バフ軸台６０が往復動自在に支持され、バ
フ軸台６０にはバフ部材Ｂをその軸心周りに同転さ廿る
バフ回転機横７０が設けられる．バフ軸台６０はワーク
回転機構２０に対して接近および離間し、ワーク外周面
の鏡面仕上げ王程において、バフ軸台６０がワーク回転
機構２０に近接するととに、バフ部材Ｂが回転しつつワ
ークＷの外周面に摺接する。この鏡面仕上げの間、ワー
クＷはワーク同転機構２０により回転せしめられ、これ
によりワークＷの外周面全体が仕上げられる。

支持台ＩＯ上にはブラケットｌｌが固定され、このブラ
ケット・１１には、バフ軸台６０を往復動させるための
シリンダ装置１２が取付けられる。

シリンダ装置１２のピストン１３はバフ軸台６ｏにバネ
１４を介して連結され、したがって、ピストン１３の突
出量が一定であっても、バフ軸白６０はバネ１４を撓ま
せつつ変位することができる。

バフ軸白６０の前面に固定された連結部材６１にほ、ブ
ラケット６２が設けられる。円板状の倣いローラ６３は
、図示しな′いベアリングを介してブラケッ｝６２に回
転自在に支持される。

バフ回転機構７０のバフ軸スピンドルクィル７１はバフ
軸台６０に昇降可能に支持され、まｌ：バフ軸スピンド
ルクイル７１の上部および下部はバフ軸白６０からそれ
ぞれ突出する。バフ軸スピンドルクイル７１に設けられ
たブラケッ１・７２には、アジャストネジ７３が取付け
られ、このアジャス！・ネジ７３は、バフ軸台６０に設
む」られたナット７４に螺合し７ている。またアジャス
ト・ネジ７３の上端部はブラケット７２から突出し、そ
の突出端にはハンドル７５が設けられる。したが９って
、ハンドル７５を回転させることにより、アジャストネ
ジ７３が閘転し、バフ囲転機構７０がバフ軸台６０に対
して昇降する。

バフ軸スピンドルクイル７１には、回転軸７６が回転自
在に設けられる。回転軸７６の下端部はバフ軸スピンド
ルクィル７１から突出し、その端部にはバフ部材Ｂが固
定される。また回転軸７６の上端部はバフ軸スピンドル
クィル７１から突出し、その端部にはブーり７７が取付
けられる。一方、バフ軸台６０の側面にはモータ８ｏが
設けられており、このモータ８０の出力軸に取り付けら
れたブーり８１と回転軸７６のブーリ７７は、無端状ベ
ルト８２により連結される。したがって、モータ８０を
回転駆動させると、プーり８１、７７、および回転軸７
６を介（一でバフ部材Ｂが回転する。

ワーク回転ｍ構２０は，，ワークＷを、その軸心周りに
回転自在に支持するとともに、、軸心Ｇこ垂直な方向に
変位可能に支持する。このためワーク回転機構２０は、
後に詳述するように、ワークＷの上面を支持する上軸フ
ローティングチャック３０と、ワークＷの下面を支持す
る下軸フローテイングチャック４０とを有する。

上軸フローティングチャック３０は、ワーク軸スピンド
ルクイル２１の下端部に設けられ、このスピンドルクイ
ル２１はワーク軸タイルケース２２に昇降自在かつ軸心
周りに回転自在に支持される。ワーク軸クイルケース２
２は、図示しない固定枠に固定される．スピンドルクイ
ル２ｌはシリンダ装置２３によって昇降駆動され、シリ
ンダ装！２３は、図示しない固定枠に取り付けられたブ
ラケット２４に固定される。このシリンダ装置２３のピ
ストン２５は、スピンドルクイル２１に設けられたブラ
ケット２６に連結される．ピストン２５とブラケット２
６の間には、ワーク軸スピンドルクイル２１を下方へ押
圧するためのバネ２７が設けられる． 下軸フローティングチャック４０はカム軸５１の上端部
に設けられ、また下軸フローティングチ十ック４０の直
ぐ下方にはカムＣが設けられる。

カム軸５ｌには、後述するように負圧導入通路が形成さ
れ、この負圧導入通路を介してカム軸５１の上端部には
負圧源５３から負圧が導かれるように構威されており、
これによりワークＷはカム軸５ｌの上端部の所定位置に
固定される。しかしてカム軸５ｌはモータ５２により軸
心周りに回転駆動され、これによりカムＣとワークＷと
が一体的に回転する。

第１図および第３図は、上軸フローティングチャック３
０および下軸フローティングチャック４０の構或を示す
ものである。

上軸フローティングチャック３０はフローティングケー
ス３１とフローティングプレート３２とを有し、フロー
ティングケース３ｌはワーク軸スピンドルクイル２１の
下端部に取付けられる。フローティングケース３１は、
有底筒状を呈しており、下方に延びる筒状壁３１ａを有
する。またフローティングケース３１の内部底面に形威
された円形の段部３ｌｂには環状の軸受板３３が設けら
れる。フローティングプレート３２はフローティングケ
ース３ｌ内に配設され、上方に隆起する環状隆起部３２
ａを有する。この環状隆起部３２ａの内側には、軸受Ｆ
ｉ３３に対向させて環状の軸受板３４が設けられる。こ
れらの軸受板３３、３４の間には、多数の孔を有する支
持板３５が設けられ、この孔内には軸受球３６が回転自
在に支持される。軸受球３６は両軸受板３３、３４に転
がり接触する．フローティングプレート３２にはピン３
２ｂが設けられ、このビン３２ｂは、フローティングケ
ース３ｌに刻設された溝３１ｃに係合する。この溝３１
ｃは第３図に明示されるように径方向に延び、ビン３２
ｂと略同一の径を有する。

したがってフローティングプレート３２は、フローティ
ングケース３ｌに対して溝３１Ｃに沿った方向すなわち
軸心に垂直な方向にのみ変位可能である。

なお、環状カバー３７は筒状壁３２ａの外周部に嵌着さ
れ、また環状カバー３７の内周に延びるフランジ３７ａ
はフローティングプレート３２の環状隆起部３２ａの下
面まで延びる。

フローティングケース３１の゛筒状壁３１ａとフローテ
ィングプレート３２の環状隆起部３２ａとの間には、第
３図に詳示するように、例えば８枚の板ばね３８が設け
られる。これらの板ばね３８は、相互に両端が近接する
ようにして８角形状に配設され、両端が筒状壁３１ａの
内壁に、また中央部が環状隆起部３２ａに、それぞれ係
合する。

したがってフローティングプレート３２は、フローティ
ングケース３Ｉに対して軸心に垂直な方向に変位可能で
あり、その変位に応じて板ばね３８の弾発力を受ける。

なおフローティングプレート３２の下面には、円板状の
支持テーブル３９がボルト等により取付けられる。

下軸フローティングチャック４０は、上軸フローティン
グチャック３０と同様な構成を有するが、上軸フローテ
ィングチャック３０とは上下反対向きに設けられる。す
なわち下軸フローティングチャック４０は、上方に開放
する有底筒状のフローティングケース４ｌと、このフ１
コーティングケース４１の筒状壁４１ａ内に配設された
フローティングブｌｚ−１４２とを有し、フローティン
グケース４１およびフローティングプレート４２の内部
底而Ｑこは、それぞれ環状の軸受板４３、４４が設けら
れるａこれらの軸受板４３、４４の間には、多数の軸受
球４６を支持する支持板４５が設けられる。フローティ
ングプレ−１・４２にはビン４２ｂが設けられ、、この
ビン４２ｂは、フ口ーティングゲース４１に刻設されて
径方向に延びる溝４１Ｃに係合する。また、環状カバー
４７は筒状璧４２ａとフローティングプレート４２の外
周部に嵌着され、その内周フランジ４７ａは筒状壁４２
ａの１′：．端まで延びる。一方、筒状壁４１ａと環状
隆起部４２ａとの間には、例えば８枚の板ばね４８が８
角形状に配設される。しかして、フａ−ティングプレー
ト４２はフローティングケース４１に対して、、軸心に
垂直な方向に変位可能である。

フｌ１−ティングケース４ｌはカム軸５ｌの上端部に取
付けられ、またフローティングプレート４２の上面には
、円板状の支持テーブル４９がボルト等により取付けら
れる。

カムＣは、カム軸５ｌの上部に設けられカム軸５ｌと一
体的に回転する。カムＣの外周面は倣いローラ６３の外
周面に係合可能であり、ワーク外周面の鏡面仕上げ時、
常に倣いＤ−ラ６３の外周面に係合し、これによりバフ
支持台６０はカムＣの形状に応じてバネｌ４を撓ませつ
つ前後方向に変位する。

カム軸５ｌの上端に負圧を導くため、カム軸５ｌには負
圧導入通路５４が形成される。この負圧導入通路５４は
カム軸５１の軸心部を貫通して延び、その一端部は負圧
源５３に連結され、また他端はカム０１下軸フローティ
ングチャック４０および支持テーブル４９を貝通して延
び、支持テーブル４９の上面に開口する。ワークＷは支
持テーブル４９の上面に載叉され、負圧導入通路５．８
１・ら感人される負圧によりこの支持テーブル４９上に
固定される。

バフ部材Ｂは、第１図に詳示されるように、その外周面
に複数本の溝Ｇを有する。これらの溝Ｇは、ワークＷの
外周面の仕７１二げ形状に合致した断面形状に威形され
ている。なおバフ部材Ｂは、細かい目を有する研磨材か
ら戒形されるが、このような研磨材から成るシートを円
筒部材の外周面に巻き付けたものであってもよい。

本実施例装置は、次のように作動してワークＷの外周面
に鏡面仕．１４げを施す， ワークＷの外周面は、この鏡面仕１＝げ工程の前に研削
されて所定の形状に或形され、また外周縁部は面取りさ
れている。またワークＷは、下側の支持ラヘーブル４９
上に載置されるとともに、上側の支持テーブル３つによ
って押さえられ、また負圧導入通路５４から導かれる負
圧によって所定位置０ご固定される。バフ部材Ｂは所定
の高さ位Ｗ＜ご定められるとともに回転駆動され、また
バフ軸台６０が前進せｔ７められる。しかしてバフ部材
ＢがワークＷに接近１，，、バフ部材Ｂの溝Ｇがワーク
Ｗの外周面に係合して鏡面仕上げ工程が開始される。

この玉程の間、ワークＷとバフ部材Ｂの間ｒ，こは酸化
セリ．ブ２ウム等の溶剤が供給され、またワークＷとカ
ムＣはモータ５２によって四転せしめられる，、カムＣ
と倣いローラ６３は常時係合するので、バフ軸台６０は
カムＣの形状に従って変位し、、これによりワークＷの
外周面はバフ部祠１３により所定の形状に鏡面仕上げさ
れるや この鏡面仕上げ工程の間、バフ部材Ｂの溝０はワークＷ
との摺接により磨耗する。このため、まだ溝Ｇの磨耗量
が少ない時、バフ部０Ｂは、第４図に二点鎖線■により
示すよう６こ、ワー・クＷを押しつけた位置に定められ
、ここにおいてワー・一・ク外周面に鏡面仕上げを施す
。この時、フローディングチャック３０、４０の各フロ
ーテＡングブレー｛・３２、４２は、板ばね３Ｂ，４８
を撓まゼてフ四−ティングケース３１、４１６ご対して
軸心方向に変位する。扱ばね３８，４ＢはワークＷをハ
フ部材Ｂに対して押圧させるので、バフ部材Ｂの溝Ｇが
磨耗すると、ワークＷは、第４図に実線Ｓで示すように
、溝Ｇの磨耗量に従ってバフ部！，ｔ　Ｂの方向に変位
する。このワークＷすなわちフロー・ティングプレート
３２、４２の変位１ｄは、例えば３ＩｌｌＩ１に設定さ
れる。しかしてバフ部材Ｂは、常に所定の接触力でワー
クＷに係合することとなり、ワークＷには所望の鏡面仕
上げが施される。

ワークＷの鏡面仕上げが終了すると、ワーク軸スピンド
ルクイル２Ｉが上昇するとともに負圧源５３からの負圧
の供給が停止し、このワークＷはフローティングチャッ
ク３０、４０から開放される。このワークＷは次に洗浄
工程に送られ、洗浄液が供給されて粉塵が除去される。

この時、ワークＷの外周面は既に鏡面仕上げが施されて
いるので、凹凸はなく、したがって粉塵は完全に除去さ
れる。一方、支持テーブル４９上には次のワークＷが供
給され、再び負圧が導かれるとともにスピンドルクイル
２ｌが下降し、これによりこのワークＷはテーブル３９
、４９間に扶持される。次いで、上述したのと同様な動
作が繰り返され、このワークＷの鏡面仕上げが行われる
。

このような新しいワークＷの供給時、このワークＷの位
置が所定位置からずれていても、このずれは板ばね３８
、４８により吸収されるので、ワークＷは高精度に位置
決めされる必要はなく、多数のワータＷを連続的に鏡面
仕上げすることが可能である。また、バフ部材Ｂの溝Ｇ
の磨耗量が大きくなり使用に適さなくなると、ハンドル
７５を回転させることにより、バフ軸スピンドルクイル
７１が昇降せしめられ、バフ部材Ｂの高さ位置が変更さ
れて新しい溝ＧがワークＷの高さ位置に定められる。し
たがって、ワークＷの鏡面仕上げを効率良く実施するこ
とができる。

なお、上記実施例において、ワークＷがフローティング
チャック３０、４０によって軸心の垂直方向に変位可能
であるとして説明したが、これに代えて、バフ部材Ｂを
フローティングチャック３０、４０によって支持し、偏
心可能としてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、シリコンウエハあるいは
石英フォトマスク等のワーク外周面に対して、効率良く
鏡面仕上げを施すことができ、またこの鏡面仕上げによ
りワーク上の粉塵の除去が容易になるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部の部分断面図、 第２図は第１図に示す実施例装置の全体を示す側面図、 第３図は第１図の■−■線に沿う断面図、第４図はワー
クの軸心からのずれの状態を示す説明図である。 ２０・・・ワーク回転機構 ３０・・・上軸フローティングチャック３ｌ・・・フロ
ーテイングケース ３２・・・フローティングプレート ３８・・・板ばね ４０・・・下軸フローティングチャック４１・・・フロ
ーティングケース ４２・・・フローティングプレート ４日・・・板ばね ７０・・・バフ回転機構 Ｂ・・・バフ部材 Ｗ・・　・ワーク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワーク外周面に摺接して鏡面仕上げを施すバフ部
   材と、このバフ部材を軸心周りに回転させるバフ回転機
   構と、ワークを軸心周りに回転させるワーク回転機構と
   を備え、上記バフ回転機構およびワーク回転機構の少な
   くとも一方は、上記バフ部材およびワークの一方を輪心
   に垂直な方向に変位可能に支持するとともに、バフ部材
   およびワークの一方を他方に対して押圧させる支持機構
   を有することを特徴とするワーク外周面の鏡面仕上げ装
   置。