JPH08267347A - オリエンテーション・フラットを有するウエーハ面取り部の鏡面研磨方法とその装置 - Google Patents
オリエンテーション・フラットを有するウエーハ面取り部の鏡面研磨方法とその装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/12—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving optical means
-
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- B24—GRINDING; POLISHING
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-
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- B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
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- B24B9/065—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ＯＦを有するウエーハの面取り部を、回転する
バフが所定の圧力で押圧しながらウエーハを回転させ
て、その面取り部の鏡面研磨を行う研磨方法において、
比較的簡単な制御システムで以て安定した面取り部の鏡
面研磨加工制御が実現でき、角部、ＯＦ部及び外周部と
もに均一な面取り部の鏡面研磨を実現する。 【構成】ウエーハ回転速度ＮS は、慣性質量が小さく回
転速度も小さい為に、押付力制御やバフ回転速度制御に
比較して、高い応答性と高精度の制御を可能となし得る
点に着目したもので、その特徴とする所は、前記ウエー
ハ研磨位置を検出する検出手段よりの検出信号にもとづ
き、ウエーハの外周部、角部、ＯＦ部を検出し、夫々対
応する研磨位置に基づいてウエーハ回転速度ＮS を変更
したことにある。
バフが所定の圧力で押圧しながらウエーハを回転させ
て、その面取り部の鏡面研磨を行う研磨方法において、
比較的簡単な制御システムで以て安定した面取り部の鏡
面研磨加工制御が実現でき、角部、ＯＦ部及び外周部と
もに均一な面取り部の鏡面研磨を実現する。 【構成】ウエーハ回転速度ＮS は、慣性質量が小さく回
転速度も小さい為に、押付力制御やバフ回転速度制御に
比較して、高い応答性と高精度の制御を可能となし得る
点に着目したもので、その特徴とする所は、前記ウエー
ハ研磨位置を検出する検出手段よりの検出信号にもとづ
き、ウエーハの外周部、角部、ＯＦ部を検出し、夫々対
応する研磨位置に基づいてウエーハ回転速度ＮS を変更
したことにある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オリエンテーション・
フラット（Orientation Flat:以下ＯＦと略称する）を
有する半導体単結晶ウエーハ（以下ウエーハと略称す
る）の面取り部を鏡面研磨するための研磨方法とその装
置に関する。
フラット（Orientation Flat:以下ＯＦと略称する）を
有する半導体単結晶ウエーハ（以下ウエーハと略称す
る）の面取り部を鏡面研磨するための研磨方法とその装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体単結晶からなるウエーハは、発塵
の防止、洗浄時における液溜まり対策等の見地より、外
周の面取り部に鏡面研磨加工が施される。
の防止、洗浄時における液溜まり対策等の見地より、外
周の面取り部に鏡面研磨加工が施される。
【０００３】かかるウエーハには、図５に示すように、
外周の一側にＯＦ部Ｗ2 が形成されているため、外周部
Ｗ1 とＯＦ部Ｗ2 とを接続する角部Ｗ3 においてはその
曲率半径ｒ3 が極めて小さい為に、ウエーハ１を研磨す
るためのバフとの相対曲率半径が他の部位に較べて極端
に小さい。従って、押付力が一定であると、角部Ｗ3に
おける接触圧力ｐは大きくなってしまう。また一方、ウ
エーハ面取り部とバフとの接触点における移動速度は、
ウエーハが一定の回転数で回転していると該角部におい
て大幅に小さくなり、よってその所の加工時間は長くな
る。
外周の一側にＯＦ部Ｗ2 が形成されているため、外周部
Ｗ1 とＯＦ部Ｗ2 とを接続する角部Ｗ3 においてはその
曲率半径ｒ3 が極めて小さい為に、ウエーハ１を研磨す
るためのバフとの相対曲率半径が他の部位に較べて極端
に小さい。従って、押付力が一定であると、角部Ｗ3に
おける接触圧力ｐは大きくなってしまう。また一方、ウ
エーハ面取り部とバフとの接触点における移動速度は、
ウエーハが一定の回転数で回転していると該角部におい
て大幅に小さくなり、よってその所の加工時間は長くな
る。
【０００４】このため該角部Ｗ3 は、外周部Ｗ1 やＯＦ
部Ｗ2 と同一の研磨条件（ウエーハ回転速度、バフとウ
エーハとの間の押付力、バフ回転速度等）で研磨を行う
と、角部の過剰摩耗やバフの喰い込み等の不具合が発生
する。
部Ｗ2 と同一の研磨条件（ウエーハ回転速度、バフとウ
エーハとの間の押付力、バフ回転速度等）で研磨を行う
と、角部の過剰摩耗やバフの喰い込み等の不具合が発生
する。
【０００５】さてウエーハ面取り部の研磨能力Ｃは、近
似式として一般に下記の様に求められる。 １、研磨能力の関係式（近似式） Ｃ＝ａ1ｐＶbＴ ここに ａ1 ：定数（以下ａ2 、…ａn同じ） ｐ ：接触圧力 Ｖb ：相対速度∞Ｎb （Ｎb ：バフ回転速度） Ｔ ：接触時間∞１／ＮS（ＮS＝ウエーハ回転速度） ∴ＮS ＝ａ2ｐＮb／Ｃ ここで ｐについて（ウエーハ円とバフ円の２円接触で近似） ｐ＝ａ3 ｛Ｆ（１／Ｒ1 ＋１／Ｒ2 ）｝1/2 （Ｆ：押
付力） ∴ＮS＝ａ4 Ｎb｛Ｆ（１／Ｒ1 ＋１／Ｒ2 ）｝1/2／Ｃ ここでａ4、Ｎb、Ｃ、Ｆは一定であるとすると、 ＮS＝ａ5｛（１／Ｒ1 ＋１／Ｒ2）｝1/2 という関係式が成立する。ここにＲ1 （バフ径）は一定
であり、Ｒ2 （ウエーハ径）を変動とすれば、図５にお
いて表１のようになる。
似式として一般に下記の様に求められる。 １、研磨能力の関係式（近似式） Ｃ＝ａ1ｐＶbＴ ここに ａ1 ：定数（以下ａ2 、…ａn同じ） ｐ ：接触圧力 Ｖb ：相対速度∞Ｎb （Ｎb ：バフ回転速度） Ｔ ：接触時間∞１／ＮS（ＮS＝ウエーハ回転速度） ∴ＮS ＝ａ2ｐＮb／Ｃ ここで ｐについて（ウエーハ円とバフ円の２円接触で近似） ｐ＝ａ3 ｛Ｆ（１／Ｒ1 ＋１／Ｒ2 ）｝1/2 （Ｆ：押
付力） ∴ＮS＝ａ4 Ｎb｛Ｆ（１／Ｒ1 ＋１／Ｒ2 ）｝1/2／Ｃ ここでａ4、Ｎb、Ｃ、Ｆは一定であるとすると、 ＮS＝ａ5｛（１／Ｒ1 ＋１／Ｒ2）｝1/2 という関係式が成立する。ここにＲ1 （バフ径）は一定
であり、Ｒ2 （ウエーハ径）を変動とすれば、図５にお
いて表１のようになる。
【０００６】
【表１】
【０００７】しかるにウエーハとバフの接触面積は、バ
フの押付力Ｆ（Ｋｇｆ）が同一である時、ウエーハの相
対曲率半径が小ならば小、大ならば大となる。従って前
記ｐ、ＮS 、Ｎbを制御する事により、ウエーハ面取り
部の研磨能力Ｃを制御する事が出来る。
フの押付力Ｆ（Ｋｇｆ）が同一である時、ウエーハの相
対曲率半径が小ならば小、大ならば大となる。従って前
記ｐ、ＮS 、Ｎbを制御する事により、ウエーハ面取り
部の研磨能力Ｃを制御する事が出来る。
【０００８】このウエーハとバフとの間の接触圧力ｐを
制御する事により、ウエーハ面取り部の研磨能力Ｃを制
御しながら角部の過剰摩耗を制御する技術として本出願
人は特開平６−１５５２６３号に示す技術を開示してい
る。
制御する事により、ウエーハ面取り部の研磨能力Ｃを制
御しながら角部の過剰摩耗を制御する技術として本出願
人は特開平６−１５５２６３号に示す技術を開示してい
る。
【０００９】かかる技術は、ウエーハの研磨位置がＯＦ
部、外周部または角部の何れにあるかを検出するウエー
ハ位置検出手段からのウエーハ位置検出信号にもとづい
てウエーハとバフとの間の押付力を変化せしめ、ウエー
ハ面取り部の研磨時にＯＦ部、外周部及び角部における
研磨能力Ｃを均一化せしめている。
部、外周部または角部の何れにあるかを検出するウエー
ハ位置検出手段からのウエーハ位置検出信号にもとづい
てウエーハとバフとの間の押付力を変化せしめ、ウエー
ハ面取り部の研磨時にＯＦ部、外周部及び角部における
研磨能力Ｃを均一化せしめている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで前記角部は曲
率半径が２ｍｍ程度であり、８”ウエーハ（半径１００
ｍｍ）の場合、ウエーハ回転速度は１分／周前後に設定
すると、前記ＯＦ部Ｗ2を有するウエーハにおいては、
角部Ｗ3 の加工時間が通常１〜２秒と短くなる。
率半径が２ｍｍ程度であり、８”ウエーハ（半径１００
ｍｍ）の場合、ウエーハ回転速度は１分／周前後に設定
すると、前記ＯＦ部Ｗ2を有するウエーハにおいては、
角部Ｗ3 の加工時間が通常１〜２秒と短くなる。
【００１１】しかしながら、図４（Ｂ）の実線で示すよ
うに、外周部Ｗ1から角部Ｗ3 、角部Ｗ3からＯＦ部Ｗ2
への移行の際、押付力の速やかな立上げ、立下げを行わ
なければその部分の研磨能力Ｃに変動が生じてしまう
が、 前記従来技術におけるウエーハとバフとの間の押
付力を制御する方法にあっては、押付力付勢手段が応答
性の悪い空気圧シリンダを用いて行われる為に、図４
（Ｂ）の点線でに示すように応答遅れが生じ、このため
特に角部Ｗ3において過剰研磨やバフへの喰い込みの発
生をみることが多々ある。尚、油圧シリンダを用いる事
により追従性は向上できるが、ウエーハ研磨では油は不
純物の原因となるので好ましくない。
うに、外周部Ｗ1から角部Ｗ3 、角部Ｗ3からＯＦ部Ｗ2
への移行の際、押付力の速やかな立上げ、立下げを行わ
なければその部分の研磨能力Ｃに変動が生じてしまう
が、 前記従来技術におけるウエーハとバフとの間の押
付力を制御する方法にあっては、押付力付勢手段が応答
性の悪い空気圧シリンダを用いて行われる為に、図４
（Ｂ）の点線でに示すように応答遅れが生じ、このため
特に角部Ｗ3において過剰研磨やバフへの喰い込みの発
生をみることが多々ある。尚、油圧シリンダを用いる事
により追従性は向上できるが、ウエーハ研磨では油は不
純物の原因となるので好ましくない。
【００１２】また、バフ回転速度Ｎb を制御して研磨能
力Ｃの制御を図る事が出来るが、バフの回転数が高く且
つ慣性モーメントが大きいので大きな慣性力が生じ、こ
の場合も応答性が低下し精緻な制御が困難である。
力Ｃの制御を図る事が出来るが、バフの回転数が高く且
つ慣性モーメントが大きいので大きな慣性力が生じ、こ
の場合も応答性が低下し精緻な制御が困難である。
【００１３】本発明の目的は、特に角部における面取り
部の鏡面研磨の加工制御の応答性が良好で、精度が高
く、しかも比較的簡単な制御システムで以て安定した面
取り部の鏡面研磨加工制御が実現でき、角部、ＯＦ部及
び外周部ともに均一な面取り部の鏡面研磨を実現する方
法と装置を提供することにある。
部の鏡面研磨の加工制御の応答性が良好で、精度が高
く、しかも比較的簡単な制御システムで以て安定した面
取り部の鏡面研磨加工制御が実現でき、角部、ＯＦ部及
び外周部ともに均一な面取り部の鏡面研磨を実現する方
法と装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題に鑑
み、前記接触（研磨）時間Ｔはウエーハ回転速度ＮS に
対応するものであり、そして該ウエーハ回転速度ＮS
は、慣性質量が小さく回転速度も小さい為に、押付力制
御やバフ回転速度制御に比較して、高い応答性と高精度
の制御を可能となし得る点に着目して本発明に至ったも
ので、その特徴とする所は、ＯＦを有するウエーハの面
取り部を、回転するバフが所定の圧力で押圧しながらウ
エーハを回転させて、その面取り部の鏡面研磨を行う研
磨方法において、前記ウエーハ研磨位置を検出する検出
手段よりの検出信号にもとづき、ウエーハの外周部、角
部、ＯＦ部を検出し、夫々対応する研磨位置に基づいて
ウエーハ回転速度ＮS を変更したことにある。
み、前記接触（研磨）時間Ｔはウエーハ回転速度ＮS に
対応するものであり、そして該ウエーハ回転速度ＮS
は、慣性質量が小さく回転速度も小さい為に、押付力制
御やバフ回転速度制御に比較して、高い応答性と高精度
の制御を可能となし得る点に着目して本発明に至ったも
ので、その特徴とする所は、ＯＦを有するウエーハの面
取り部を、回転するバフが所定の圧力で押圧しながらウ
エーハを回転させて、その面取り部の鏡面研磨を行う研
磨方法において、前記ウエーハ研磨位置を検出する検出
手段よりの検出信号にもとづき、ウエーハの外周部、角
部、ＯＦ部を検出し、夫々対応する研磨位置に基づいて
ウエーハ回転速度ＮS を変更したことにある。
【００１５】そしてかかる方法を達成する好ましい装置
構成として、ＯＦを有するウエーハを取付けてこれを回
転せしめるウエーハ回転機構と、ウエーハを研磨するバ
フを回転せしめるバフ回転機構と、前記ウエーハとバフ
とを所定の圧力で押圧する押付機構とを備え、ウエーハ
の面取り部をバフが所定の押付力で押圧しながら、前記
回転機構によりウエーハを回転させてその面取り部の鏡
面研磨を行う研磨装置において、ウエーハの研磨位置を
検出するウエーハ研磨位置検出器と、該位置検出器より
の検出信号にもとづいてウエーハ回転速度ＮS を制御す
るウエーハ回転速度制御手段とを具え、前記ウエーハ研
磨位置検出器からのウエーハ研磨位置の検出信号にもと
づき、ウエーハの外周部、角部、ＯＦ部を検出し、夫々
対応する研磨位置に基づいてウエーハ回転速度ＮS を変
更することを特徴とする。
構成として、ＯＦを有するウエーハを取付けてこれを回
転せしめるウエーハ回転機構と、ウエーハを研磨するバ
フを回転せしめるバフ回転機構と、前記ウエーハとバフ
とを所定の圧力で押圧する押付機構とを備え、ウエーハ
の面取り部をバフが所定の押付力で押圧しながら、前記
回転機構によりウエーハを回転させてその面取り部の鏡
面研磨を行う研磨装置において、ウエーハの研磨位置を
検出するウエーハ研磨位置検出器と、該位置検出器より
の検出信号にもとづいてウエーハ回転速度ＮS を制御す
るウエーハ回転速度制御手段とを具え、前記ウエーハ研
磨位置検出器からのウエーハ研磨位置の検出信号にもと
づき、ウエーハの外周部、角部、ＯＦ部を検出し、夫々
対応する研磨位置に基づいてウエーハ回転速度ＮS を変
更することを特徴とする。
【００１６】この場合前記ウエーハ回転機構はステッピ
ングモータで構成するのがよく、又前記ウエーハ研磨位
置検出器は、研磨位置よりウエーハ周方向に一定角度位
置をずらして配置したフォトセンサ等を用い、該フォト
センサによりウエーハの外周部、角部、ＯＦ部を検出す
るように構成できるが、これのみに限定されずステッピ
ングモータよりのパルスを取りだし、ウエーハ回転角度
を検出するようにした角度検出器を用いてもよい。
ングモータで構成するのがよく、又前記ウエーハ研磨位
置検出器は、研磨位置よりウエーハ周方向に一定角度位
置をずらして配置したフォトセンサ等を用い、該フォト
センサによりウエーハの外周部、角部、ＯＦ部を検出す
るように構成できるが、これのみに限定されずステッピ
ングモータよりのパルスを取りだし、ウエーハ回転角度
を検出するようにした角度検出器を用いてもよい。
【００１７】
【作用】前記したようにウエーハ回転速度ＮS は１分／
周前後とバフ回転速度Ｎb に比較して大幅に小さい、従
ってこの回転をステッピングモータやパルスモータを使
用して行う事により応答遅れが生じる事なく精度よく回
転制御を行う事が出来、この結果、図４（Ａ）に示すよ
うにウエーハ外周部Ｗ1から角部Ｗ3 、角部Ｗ3からＯＦ
部Ｗ2への移行の際に、ウエーハ回転速度ＮS の立上
げ、立下げを速やかに、かつ精度よく確実に行わなうこ
とが出来、ウエーハ全周に亙って安定した研磨能力Ｃを
維持できる。
周前後とバフ回転速度Ｎb に比較して大幅に小さい、従
ってこの回転をステッピングモータやパルスモータを使
用して行う事により応答遅れが生じる事なく精度よく回
転制御を行う事が出来、この結果、図４（Ａ）に示すよ
うにウエーハ外周部Ｗ1から角部Ｗ3 、角部Ｗ3からＯＦ
部Ｗ2への移行の際に、ウエーハ回転速度ＮS の立上
げ、立下げを速やかに、かつ精度よく確実に行わなうこ
とが出来、ウエーハ全周に亙って安定した研磨能力Ｃを
維持できる。
【００１８】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示
的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されてい
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置などは特
に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれの
みに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図
１は本発明に係るウエーハ面取り部の鏡面研磨装置の全
体構成図、図２は図１のＺ矢視図、図３はウエーハ回転
駆動用のステッピングモータの制御ブロック図、図５は
本発明の面取り部の鏡面研磨を行うためのウエーハの外
形図である。
的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されてい
る構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置などは特
に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれの
みに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図
１は本発明に係るウエーハ面取り部の鏡面研磨装置の全
体構成図、図２は図１のＺ矢視図、図３はウエーハ回転
駆動用のステッピングモータの制御ブロック図、図５は
本発明の面取り部の鏡面研磨を行うためのウエーハの外
形図である。
【００１９】図１、図２において、１はウエーハであ
り、ウエーハ回転軸２２に固着された吸着盤２１に吸着
されてセットされる。２０は前記ウエーハ回転軸２２を
ステップ状に回転せしめるステッピングモータである。
４は中央部が支点となる支軸２３にて支持され、一端が
ウエーハ回転軸２２にて嵌合され、他端に後述する空気
圧シリンダ３のピストンロッド３ａが当接可能にされた
アームである。３は空気圧シリンダであり、切換弁７か
らの作動空気により作動せしめられ、これのピストンロ
ッド３ａの一端が前記アーム４の端面に当接せしめられ
ている。
り、ウエーハ回転軸２２に固着された吸着盤２１に吸着
されてセットされる。２０は前記ウエーハ回転軸２２を
ステップ状に回転せしめるステッピングモータである。
４は中央部が支点となる支軸２３にて支持され、一端が
ウエーハ回転軸２２にて嵌合され、他端に後述する空気
圧シリンダ３のピストンロッド３ａが当接可能にされた
アームである。３は空気圧シリンダであり、切換弁７か
らの作動空気により作動せしめられ、これのピストンロ
ッド３ａの一端が前記アーム４の端面に当接せしめられ
ている。
【００２０】そして、前記空気圧シリンダ３を作動させ
てピストンロッド３ａにてアームの他端を押すと、アー
ム４は支軸２３を中心として図２のＹ方向に回動せしめ
られ、後述するバフ２とウエーハ１との間にＦなる押付
力が発生する。２はウエーハ１に面取り部の鏡面研磨を
施すためのバフであり、モータ６から回転軸５を介して
Ｎb なるバフ回転速度でもって回転駆動せしめられる。
てピストンロッド３ａにてアームの他端を押すと、アー
ム４は支軸２３を中心として図２のＹ方向に回動せしめ
られ、後述するバフ２とウエーハ１との間にＦなる押付
力が発生する。２はウエーハ１に面取り部の鏡面研磨を
施すためのバフであり、モータ６から回転軸５を介して
Ｎb なるバフ回転速度でもって回転駆動せしめられる。
【００２１】１１はウエーハ回転軸２２の回転速度ＮS
（ステッピングモータ２０の回転速度）を検出するウエ
ーハの回転速度検出器、１２はバフ回転軸５の回転速度
を検出するバフ回転速度検出器である。
（ステッピングモータ２０の回転速度）を検出するウエ
ーハの回転速度検出器、１２はバフ回転軸５の回転速度
を検出するバフ回転速度検出器である。
【００２２】ここで前記ウエーハ１は、図５に示すよう
な外郭形状、即ち半径ｒ1 の外周部Ｗ1 、切欠き状平面
に形成されたＯＦ部Ｗ2 、外周部とＯＦ部とを曲率半径
ｒ3にて接続する角部Ｗ3 により構成される。１４は、
前記のように形成されたウエーハのどの部位を研磨して
いるかを検出して後述する制御装置１００に入力するウ
エーハ研磨位置検出器としてのフォトセンサで、該フォ
トセンサは研磨位置よりウエーハ周方向に一定角度位置
をずらして配置し、該フォトセンサによりウエーハの外
周部、角部、ＯＦ部を検出し得る。１３は空気圧シリン
ダ３内の作動空気圧即ちバフ２とウエーハ１との間の押
付力を検出する押付力検出器である。
な外郭形状、即ち半径ｒ1 の外周部Ｗ1 、切欠き状平面
に形成されたＯＦ部Ｗ2 、外周部とＯＦ部とを曲率半径
ｒ3にて接続する角部Ｗ3 により構成される。１４は、
前記のように形成されたウエーハのどの部位を研磨して
いるかを検出して後述する制御装置１００に入力するウ
エーハ研磨位置検出器としてのフォトセンサで、該フォ
トセンサは研磨位置よりウエーハ周方向に一定角度位置
をずらして配置し、該フォトセンサによりウエーハの外
周部、角部、ＯＦ部を検出し得る。１３は空気圧シリン
ダ３内の作動空気圧即ちバフ２とウエーハ１との間の押
付力を検出する押付力検出器である。
【００２３】１００は制御装置であり、前記押付力検出
器１３から空気圧シリンダ３の作動空気圧、即ちウエー
ハ１とバフ２との間の押付力Ｆが、バフ回転速度検出器
１２からバフ回転速度Ｎb が、ウエーハ回転速度検出器
１１からステッピングモータ２０の回転速度即ちウエー
ハ回転速度ＮS が、ウエーハ研磨位置検出器１４から研
磨中のウエーハの位置がそれぞれ入力され、後述する手
法でステッピングモータ２０の回転速度を演算し、該ス
テッピングモータ２０に出力する。
器１３から空気圧シリンダ３の作動空気圧、即ちウエー
ハ１とバフ２との間の押付力Ｆが、バフ回転速度検出器
１２からバフ回転速度Ｎb が、ウエーハ回転速度検出器
１１からステッピングモータ２０の回転速度即ちウエー
ハ回転速度ＮS が、ウエーハ研磨位置検出器１４から研
磨中のウエーハの位置がそれぞれ入力され、後述する手
法でステッピングモータ２０の回転速度を演算し、該ス
テッピングモータ２０に出力する。
【００２４】次に本発明に係るウエーハ回転速度制御手
段について説明する。図３は前記制御装置１００の制御
ブロック図であり、該制御装置１００は研磨位置判別器
１２５、ウエーハ回転速度設定器１２１、回転速度比較
器１２２及びウエーハ回転速度演算器１２３より成る。
段について説明する。図３は前記制御装置１００の制御
ブロック図であり、該制御装置１００は研磨位置判別器
１２５、ウエーハ回転速度設定器１２１、回転速度比較
器１２２及びウエーハ回転速度演算器１２３より成る。
【００２５】前記ウエーハ回転速度設定器１２１は、押
付力検出器１３にて検出されたウエーハ１とバフ２との
間の押付力Ｆとバフ回転速度検出器１２にて検出された
バフ回転速度Ｎb から後述する手法によりウエーハ基準
回転速度（ウエーハ外周の回転速度）Ｎo を設定するも
のである。
付力検出器１３にて検出されたウエーハ１とバフ２との
間の押付力Ｆとバフ回転速度検出器１２にて検出された
バフ回転速度Ｎb から後述する手法によりウエーハ基準
回転速度（ウエーハ外周の回転速度）Ｎo を設定するも
のである。
【００２６】前記回転速度比較器１２２は、前記ウエー
ハ基準回転速度Ｎo とウエーハ１の検出回転速度ＮW と
の偏差△Ｎを算出するものである。
ハ基準回転速度Ｎo とウエーハ１の検出回転速度ＮW と
の偏差△Ｎを算出するものである。
【００２７】１２５はウエーハ研磨位置判別器で、前記
ウエーハ研磨位置検出器１４から入力される検出信号Ｘ
Wにより研磨位置を算出し、研磨位置が外周部Ｗ1 、Ｏ
Ｆ部Ｗ2 、角部Ｗ3であるかを判別し、該研磨位置に基
づく対応する判別信号（外周部ＳＷ1 とＯＦ部ＳＷ2、
角部ＳＷ3）をウエーハ回転速度演算器１２３に送出す
る。
ウエーハ研磨位置検出器１４から入力される検出信号Ｘ
Wにより研磨位置を算出し、研磨位置が外周部Ｗ1 、Ｏ
Ｆ部Ｗ2 、角部Ｗ3であるかを判別し、該研磨位置に基
づく対応する判別信号（外周部ＳＷ1 とＯＦ部ＳＷ2、
角部ＳＷ3）をウエーハ回転速度演算器１２３に送出す
る。
【００２８】前記ウエーハ回転速度演算器１２３は、予
め定められた補正値が格納されたメモリ１２３ａが内蔵
されており、前記判別信号（外周部ＳＷ1 、ＯＦ部ＳＷ
2、角部ＳＷ3）に基づいてメモリより補正値ＳＷを取り
出し、例えば下記式に基づいて、その補正回転速度ＮS
を演算し、ステッピングモータ２０に出力するものであ
る。 ＮS ＝Ｎo（１＋ＳＷ） …（１） ＳＷ：ＳＷ1 ＝０、ＳＷ2＝ー０．３、ＳＷ3＝＋０．７
め定められた補正値が格納されたメモリ１２３ａが内蔵
されており、前記判別信号（外周部ＳＷ1 、ＯＦ部ＳＷ
2、角部ＳＷ3）に基づいてメモリより補正値ＳＷを取り
出し、例えば下記式に基づいて、その補正回転速度ＮS
を演算し、ステッピングモータ２０に出力するものであ
る。 ＮS ＝Ｎo（１＋ＳＷ） …（１） ＳＷ：ＳＷ1 ＝０、ＳＷ2＝ー０．３、ＳＷ3＝＋０．７
【００２９】次に、前記のように構成されたウエーハ面
取り部の鏡面研磨装置の動作につき説明する。押付力検
出器１３においては、空気圧シリンダ３内の作動空気圧
ｐａを検出して、アーム４のアーム比、空気圧シリンダ
３の断面積等からウエーハ１とバフ２との間の押付力Ｆ
に換算し、ウエーハ回転速度設定器１２１に入力する。
取り部の鏡面研磨装置の動作につき説明する。押付力検
出器１３においては、空気圧シリンダ３内の作動空気圧
ｐａを検出して、アーム４のアーム比、空気圧シリンダ
３の断面積等からウエーハ１とバフ２との間の押付力Ｆ
に換算し、ウエーハ回転速度設定器１２１に入力する。
【００３０】前記（１）式における基準となるウエーハ
基準回転速度Ｎo は、 Ｎo ＝ａ6ＮbＦ1/2／Ｃ …（２）
基準回転速度Ｎo は、 Ｎo ＝ａ6ＮbＦ1/2／Ｃ …（２）
【００３１】従ってウエーハ回転速度設定器１２１にお
いては、これに入力される押付力の検出値Ｆ及びバフ回
転速度の検出値Ｎb と所望の研磨能力Ｃとにより、式
（２）にて前記押付力の検出値Ｆ及びバフ回転速度の検
出値Ｎb に対応するウエーハ基準回転速度Ｎoを算出し
て回転速度比較器１２２に入力する。
いては、これに入力される押付力の検出値Ｆ及びバフ回
転速度の検出値Ｎb と所望の研磨能力Ｃとにより、式
（２）にて前記押付力の検出値Ｆ及びバフ回転速度の検
出値Ｎb に対応するウエーハ基準回転速度Ｎoを算出し
て回転速度比較器１２２に入力する。
【００３２】回転速度比較器１２２においては、前記所
要のウエーハ基準回転速度Ｎo とウエーハ回転速度検出
器１１から入力されるウエーハ回転速度の検出値ＮW と
の偏差△Ｎ：（Ｎo −ＮW ）を算出しウエーハ回転速度
演算器１２３に入力する。
要のウエーハ基準回転速度Ｎo とウエーハ回転速度検出
器１１から入力されるウエーハ回転速度の検出値ＮW と
の偏差△Ｎ：（Ｎo −ＮW ）を算出しウエーハ回転速度
演算器１２３に入力する。
【００３３】ここでウエーハ研磨位置検出器１４には、
例えばフォトセンサが用いられる。フォトセンサにおい
ては、例えば該フォトセンサを外周部Ｗ1 が通過してい
るときには発光部１４ａからの光は外周部Ｗ1 により遮
られて受光部１４ｂ到達しないが、ウエーハ１のＯＦ部
Ｗ2 が通過するときには、発光部１４ａからの光は受光
部に到達するためウエーハ研磨位置検出器１４のフォト
センサは受光部１４ｂの受光によってＯＦ部Ｗ2 を検知
する。角部Ｗ3 は上記遮光から受光に切り換わる部位と
して検知する。
例えばフォトセンサが用いられる。フォトセンサにおい
ては、例えば該フォトセンサを外周部Ｗ1 が通過してい
るときには発光部１４ａからの光は外周部Ｗ1 により遮
られて受光部１４ｂ到達しないが、ウエーハ１のＯＦ部
Ｗ2 が通過するときには、発光部１４ａからの光は受光
部に到達するためウエーハ研磨位置検出器１４のフォト
センサは受光部１４ｂの受光によってＯＦ部Ｗ2 を検知
する。角部Ｗ3 は上記遮光から受光に切り換わる部位と
して検知する。
【００３４】前記のようにして検出された研磨中のウエ
ーハ位置の検出信号Ｘw は、ウエーハ研磨位置判別器１
２５を介してウエーハ回転速度演算器１２３に入力され
る。
ーハ位置の検出信号Ｘw は、ウエーハ研磨位置判別器１
２５を介してウエーハ回転速度演算器１２３に入力され
る。
【００３５】ウエーハ回転速度演算器１２３において
は、ＳＷ1、ＳＷ2、ＳＷ3の判別信号に基づいてメモリ
１２３ａより補正値を取り出し、該補正値に基づいてウ
エーハ回転速度ＮS が前記の式（１）ＮS ＝Ｎo（１＋
ＳＷ）に基づいて演算される。従ってＳＷを例えばＳＷ
1 ＝０、ＳＷ2 ＝ー０．３、ＳＷ3 ＝＋０．７と設定す
る事により、このウエーハ位置の検出信号（研磨位置）
がＯＦ部Ｗ2 のときにはウエーハ回転速度ＮS が０．７
Ｎo だけ減速され、外周部Ｗ1 のときにはウエーハ回転
速度ＮS がＮo、角部Ｗ3 のときにはウエーハ回転速度
ＮS が１．３Ｎoと最も大きくなるように補正すること
が出来る。
は、ＳＷ1、ＳＷ2、ＳＷ3の判別信号に基づいてメモリ
１２３ａより補正値を取り出し、該補正値に基づいてウ
エーハ回転速度ＮS が前記の式（１）ＮS ＝Ｎo（１＋
ＳＷ）に基づいて演算される。従ってＳＷを例えばＳＷ
1 ＝０、ＳＷ2 ＝ー０．３、ＳＷ3 ＝＋０．７と設定す
る事により、このウエーハ位置の検出信号（研磨位置）
がＯＦ部Ｗ2 のときにはウエーハ回転速度ＮS が０．７
Ｎo だけ減速され、外周部Ｗ1 のときにはウエーハ回転
速度ＮS がＮo、角部Ｗ3 のときにはウエーハ回転速度
ＮS が１．３Ｎoと最も大きくなるように補正すること
が出来る。
【００３６】かかる補正により、ステッピングモータ２
０には、ウエーハ回転速度ＮS の設定値は図４（Ｂ）に
対応し、ウエーハの研磨位置により調整せしめられたウ
エーハ回転速度ＮS が出力され、該ステッピングモータ
２０はこの回転速度ＮS により運転せしめられる。
０には、ウエーハ回転速度ＮS の設定値は図４（Ｂ）に
対応し、ウエーハの研磨位置により調整せしめられたウ
エーハ回転速度ＮS が出力され、該ステッピングモータ
２０はこの回転速度ＮS により運転せしめられる。
【００３７】図４に本発明と従来のものとのウエーハ研
磨の応答性の比較を示す。図４（Ｂ）は従来のもので、
バフとウエーハとの間の押付力Ｆを制御している。この
場合は、図の破線のように応答に遅れが発生している
が、図４（Ａ）に示す本発明においてはウエーハ回転速
度ＮS を制御しているので、遅れの発生は殆どなく、高
い応答性が得られる。
磨の応答性の比較を示す。図４（Ｂ）は従来のもので、
バフとウエーハとの間の押付力Ｆを制御している。この
場合は、図の破線のように応答に遅れが発生している
が、図４（Ａ）に示す本発明においてはウエーハ回転速
度ＮS を制御しているので、遅れの発生は殆どなく、高
い応答性が得られる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、慣性質量が小さくかつ
回転速度が小さいウエーハ回転速度を制御するように構
成されているので、高い応答性を得ることができ、かつ
比較的簡単な制御システムで以て、面取り部の鏡面研磨
を行い得る研磨装置を得ることができる。
回転速度が小さいウエーハ回転速度を制御するように構
成されているので、高い応答性を得ることができ、かつ
比較的簡単な制御システムで以て、面取り部の鏡面研磨
を行い得る研磨装置を得ることができる。
【００３９】また本発明によれば、前記効果に加えて、
ウエーハの研磨位置を検出し、これによる補正を加えて
ウエーハ回転速度ＮS を制御するので、ウエーハの外周
部、ＯＦ部、角部とも均一な速度で面取り研磨を施すこ
とができ、殊に角部の過剰研磨やバフの喰い込みの発生
を防止することができるという効果も奏し得る。
ウエーハの研磨位置を検出し、これによる補正を加えて
ウエーハ回転速度ＮS を制御するので、ウエーハの外周
部、ＯＦ部、角部とも均一な速度で面取り研磨を施すこ
とができ、殊に角部の過剰研磨やバフの喰い込みの発生
を防止することができるという効果も奏し得る。
【図１】本発明に係るウエーハ面取り部の鏡面研磨装置
の全体構成図。
の全体構成図。
【図２】図１のＺ矢視図。
【図３】ウエーハ回転駆動用ステッピングモータの制御
ブロック図。
ブロック図。
【図４】ウエーハの研磨状態の経時変化を示す比較線
図。
図。
【図５】ウエーハの外形図。
１ ウエーハ ２ バフ ３ 空気圧シリンダ １１ ウエーハ回転速度検出器 １２ バフ回転速度検出器 １３ 押付力検出器 １４ ウエーハ研磨位置検出器 ２０ ステッピングモータ １００ 制御装置 １２１ ウエーハ回転速度設定器 １２２ 回転速度比較器 １２３ ウエーハ回転速度演算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 泰嘉 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地 信越半導体株式会社半導体白河 研究所内 (72)発明者 土屋 敏弘 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地 信越半導体株式会社半導体白河 研究所内 (72)発明者 市川 浩一郎 長野県長野市松代町清野1650番地 不二越 機械工業株式会社内 (72)発明者 稲田 安雄 長野県長野市松代町清野1650番地 不二越 機械工業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 オリエンテーション・フラットを有する
ウエーハの面取り部を、回転するバフが所定の圧力で押
圧しながらウエーハを回転させて、その面取り部の鏡面
研磨を行う研磨方法において、 前記ウエーハ研磨位置を検出する検出手段よりの検出信
号にもとづき、ウエーハの外周部、角部、オリエンテー
ション・フラット部を検出し、夫々対応する研磨位置に
基づいてウエーハの回転速度を変更したことを特徴とす
るウエーハ面取り部の鏡面研磨方法。 - 【請求項２】 オリエンテーション・フラットを有する
ウエーハを取付けてこれを回転せしめるウエーハ回転機
構と、ウエーハを研磨するバフを回転せしめるバフ回転
機構と、前記ウエーハとバフとを所定の圧力で押圧する
押付機構とを備え、ウエーハの面取り部をバフが所定の
押付力で押圧しながら、前記回転機構によりウエーハを
回転させてその面取り部の鏡面研磨を行う研磨装置にお
いて、 ウエーハの研磨位置を検出するウエーハ研磨位置検出器
と、該位置検出器よりの検出信号にもとづいてウエーハ
回転速度を制御するウエーハ回転速度制御手段とを具
え、 前記ウエーハ研磨位置検出器からのウエーハ研磨位置の
検出信号にもとづき、ウエーハの外周部、角部、オリエ
ンテーション・フラット部を検出し、夫々対応する研磨
位置に基づいてウエーハ回転速度を変更することを特徴
とするウエーハ面取り部の鏡面研磨装置。 - 【請求項３】 前記ウエーハ回転機構がステッピングモ
ータで構成された請求項２記載のウエーハ面取り部の鏡
面研磨装置。 - 【請求項４】 前記ウエーハ研磨位置検出器が、ウエー
ハの外周部、角部、オリエンテーション・フラット部を
検出するフォトセンサ、若しくはウエーハの回転角度を
検出する角度検出器である請求項２記載のウエーハ面取
り部の鏡面研磨装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7100070A JPH08267347A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | オリエンテーション・フラットを有するウエーハ面取り部の鏡面研磨方法とその装置 |
| DE69621970T DE69621970T2 (de) | 1995-03-31 | 1996-03-29 | Verfahren und Vorrichtung zum Hochglanzpolieren von Fasen eines Wafers mit einer Orientierungs-Aufflachung |
| US08/623,771 US6113463A (en) | 1995-03-31 | 1996-03-29 | Method of and apparatus for mirror-like polishing wafer chamfer with orientation flat |
| EP96105129A EP0734811B1 (en) | 1995-03-31 | 1996-03-29 | Method and apparatus for mirror-like polishing a chamfer of a wafer having an orientation flat |
| US09/613,870 US6332828B1 (en) | 1995-03-31 | 2000-07-11 | Method of and apparatus for mirror-like polishing wafer chamfer with orientation flat |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7100070A JPH08267347A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | オリエンテーション・フラットを有するウエーハ面取り部の鏡面研磨方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08267347A true JPH08267347A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=14264209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7100070A Pending JPH08267347A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | オリエンテーション・フラットを有するウエーハ面取り部の鏡面研磨方法とその装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6113463A (ja) |
| EP (1) | EP0734811B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08267347A (ja) |
| DE (1) | DE69621970T2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10100050A (ja) * | 1996-09-27 | 1998-04-21 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | ウェーハ面取り部の加工方法及び加工装置 |
| JPH10138108A (ja) * | 1996-10-31 | 1998-05-26 | Nidek Co Ltd | 眼鏡レンズ研削加工機及び眼鏡レンズ研削加工方法 |
| JPH11219930A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Ebara Corp | 洗浄装置 |
| US7030603B2 (en) * | 2003-08-21 | 2006-04-18 | Micron Technology, Inc. | Apparatuses and methods for monitoring rotation of a conductive microfeature workpiece |
| JP2006216788A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Hitachi Cable Ltd | 半導体レーザー用単結晶ウェハ |
| JP2008284684A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Applied Materials Inc | 研磨アームを使用して基板の縁部を研磨する方法及び装置 |
| JP5889760B2 (ja) | 2012-09-24 | 2016-03-22 | 株式会社荏原製作所 | 基板の研磨異常検出方法および研磨装置 |
| CN105451938A (zh) * | 2013-08-09 | 2016-03-30 | 福吉米株式会社 | 研磨加工工具以及构件的加工方法 |
| JP6920849B2 (ja) * | 2017-03-27 | 2021-08-18 | 株式会社荏原製作所 | 基板処理方法および装置 |
| JP7121572B2 (ja) * | 2018-07-20 | 2022-08-18 | 株式会社荏原製作所 | 研磨装置および研磨方法 |
| CN115106875A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-09-27 | 苏州圣亚精密机械有限公司 | 一种轴件端口抛光打磨倒角用角度同步测试工装 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4197679A (en) * | 1977-04-15 | 1980-04-15 | Ito & Okamoto, Esq. | Method for controlling the rotational speed of a rotary body |
| JPH0637025B2 (ja) * | 1987-09-14 | 1994-05-18 | スピードファム株式会社 | ウエハの鏡面加工装置 |
| JPH0316959A (ja) * | 1989-06-13 | 1991-01-24 | Sera Ace:Kk | 赤泥を原料とする透水性舗装材の製造方法 |
| KR920001715Y1 (ko) * | 1989-07-12 | 1992-03-13 | 박경 | 판유리 변형 면취기의 회전테이블의 회전속도 자동조절장치 |
| US5094037A (en) * | 1989-10-03 | 1992-03-10 | Speedfam Company, Ltd. | Edge polisher |
| IT1242582B (it) * | 1990-10-05 | 1994-05-16 | Intermac Srl | Procedimento per la lavorazione in automatico a filo lucido del bordo di lastre di vetro di forma qualsiasi e macchina per la esecuzione di tale procedimento. |
| US5406885A (en) | 1991-05-20 | 1995-04-18 | Pitney Bowes Inc. | Inking cartridge |
| JP2559650B2 (ja) * | 1991-11-27 | 1996-12-04 | 信越半導体株式会社 | ウエーハ面取部研磨装置 |
| US5538463A (en) * | 1992-11-26 | 1996-07-23 | Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. | Apparatus for bevelling wafer-edge |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP7100070A patent/JPH08267347A/ja active Pending
-
1996
- 1996-03-29 US US08/623,771 patent/US6113463A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-03-29 EP EP96105129A patent/EP0734811B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-03-29 DE DE69621970T patent/DE69621970T2/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-07-11 US US09/613,870 patent/US6332828B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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| DE69621970D1 (de) | 2002-08-01 |
| EP0734811B1 (en) | 2002-06-26 |
| EP0734811A2 (en) | 1996-10-02 |
| US6113463A (en) | 2000-09-05 |
| DE69621970T2 (de) | 2003-02-27 |
| EP0734811A3 (en) | 1999-05-26 |
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