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JP2009004579A - Polishing apparatus for semiconductor wafer notch end face, and polishing head used for the same - Google Patents

Polishing apparatus for semiconductor wafer notch end face, and polishing head used for the same Download PDF

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JP2009004579A
JP2009004579A JP2007164256A JP2007164256A JP2009004579A JP 2009004579 A JP2009004579 A JP 2009004579A JP 2007164256 A JP2007164256 A JP 2007164256A JP 2007164256 A JP2007164256 A JP 2007164256A JP 2009004579 A JP2009004579 A JP 2009004579A
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JP
Japan
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polishing
semiconductor wafer
belt
notch
polishing head
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007164256A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Izuru Morioka
出 森岡
Katsuhiko Hirosaki
雄彦 廣崎
Yasuo Matsumoto
康男 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nihon Micro Coating Co Ltd
Original Assignee
Nihon Micro Coating Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nihon Micro Coating Co Ltd filed Critical Nihon Micro Coating Co Ltd
Priority to JP2007164256A priority Critical patent/JP2009004579A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology to polish a notch end face of a semiconductor wafer sufficiently, easily, and in a short time. <P>SOLUTION: The polishing apparatus for a semiconductor wafer notch end face includes a polishing head 17, a polishing head swinging arm 33, and a semiconductor wafer holding base 13. The polishing head 17 includes a driving roller which is rotate-driven by a driving device, at least one free roller which can be rotated, an endless polishing belt 18 which is tensioned between the driving roller and the free roller and travels over these rollers, and a tension application means for pressing the polishing belt 18 to apply tension thereto. The polishing head swinging arm 33 rotationally moves the polishing head 17, with the polishing belt 18 being in a state of traveling on a vertical plane, on a vertical plane around an abrasive contact portion wherein a notch 16 of the semiconductor wafer and the polishing belt 18 abut against each other. The semiconductor holding base 13 holds the semiconductor wafer 12 horizontally. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体ウェーハの研磨技術に関し、特に半導体ウェーハノッチ端面の研磨装置及びこの装置に使用する研磨ヘッドに関するものである。   The present invention relates to a semiconductor wafer polishing technique, and more particularly to a polishing apparatus for a semiconductor wafer notch end face and a polishing head used in the apparatus.

半導体ウェーハには、その結晶軸の方向を示すために、ウェーハの一部を結晶軸方向に切り欠いたオリエンテーションフラットや、又はウェーハの周縁部に小さいV字状の切り欠きであるノッチを設けている。特に近年の大径化したウェーハでは、上記オリエンテーションフラットを設けた場合には廃棄部分が多くなることから、小さなノッチを設ける傾向にある。このノッチは上記したように、小さなV字切り欠きであることから研磨が困難であり、従来ノッチの研磨を行っていなかった。   In order to indicate the direction of the crystal axis, a semiconductor wafer is provided with an orientation flat in which a part of the wafer is cut out in the crystal axis direction, or a notch that is a small V-shaped cutout at the peripheral edge of the wafer. Yes. In particular, recent wafers with larger diameters tend to be provided with small notches because the waste portion increases when the orientation flat is provided. As described above, since this notch is a small V-shaped notch, it is difficult to polish, and the conventional notch has not been polished.

しかしながら半導体ウェーハは、微細な発塵であっても加工上の品質に与える影響は大きいことから高度な表面加工が要求され、ウェーハの外周部ばかりでなくノッチも鏡面加工が求められている。   However, even if fine dust is generated, semiconductor wafers have a great influence on processing quality, so that advanced surface processing is required, and not only the outer peripheral portion of the wafer but also the notch mirror processing is required.

このノッチの鏡面加工要求に対する、従来の半導体ウェーハノッチの端面の研磨装置は、研磨パッドを周囲に固定した円盤状の研磨板を回転させ、この研磨板の周囲の研磨パッドの表面に、垂直に又は傾斜して配置した半導体ウェーハ保持台上に載置された半導体ウェーハを押し付けて行われているものである(例えば、特許文献1、2参照)。
特開平7−68461号公報 特開平8−168947号公報
The conventional polishing apparatus for the end face of a semiconductor wafer notch in response to this notch mirror processing requirement rotates a disk-shaped polishing plate with a polishing pad fixed around it, and perpendicularly to the surface of the polishing pad around this polishing plate. Alternatively, it is performed by pressing a semiconductor wafer placed on a semiconductor wafer holding table arranged at an inclination (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-68461 JP-A-8-168947

しかし、上記特許文献1、2に記載の従来の研磨装置では、半導体ウェーハが、円盤状の周囲の研磨パッドの表面に、垂直に又は傾けて配置されているので、片面側の研磨を終えた後、半導体ウェーハを半導体ウェーハ保持台に反転させて固定しなおし、同様の研磨を他方の面側でも行わねばならず、研磨作業に手間と時間を要してしまう。さらに半導体ウェーハの円弧状端面と研磨板の円盤状の研磨パッドでは接触面積が非常に小さく半導体ウェーハのノッチの研磨に時間を要してしまうという問題がある。   However, in the conventional polishing apparatus described in Patent Documents 1 and 2, since the semiconductor wafer is arranged vertically or inclined on the surface of the polishing pad around the disk shape, the polishing on one side is finished. Thereafter, the semiconductor wafer is inverted and fixed to the semiconductor wafer holding table, and the same polishing must be performed on the other surface side, which requires time and effort for the polishing operation. Furthermore, the arc-shaped end face of the semiconductor wafer and the disc-shaped polishing pad of the polishing plate have a problem that the contact area is very small and it takes time to polish the notch of the semiconductor wafer.

また、研磨パッドの交換は、研磨軸受けから研磨パッドホルダを外し、この研磨パッドホルダから研磨パッドをさらに外して新しい研磨パッドに交換し、再び装置に取り付けるという交換作業のため、上記同様手間と時間を要してしまうという問題がある。   Also, the replacement of the polishing pad requires the same effort and time as described above for the replacement work of removing the polishing pad holder from the polishing bearing, further removing the polishing pad from the polishing pad holder, replacing it with a new polishing pad, and reattaching it to the apparatus. There is a problem that it requires.

本発明は、これら問題点を鑑みてなされたものであり、半導体ウェーハのノッチ端面の研磨を十分かつ短時間で簡単に行え、さらに研磨用具の交換も短時間で容易に行える半導体ウェーハノッチ端面の研磨装置及びこれに用いる研磨ヘッドの提供を目的とする。   The present invention has been made in view of these problems, and it is possible to polish a notch end surface of a semiconductor wafer sufficiently and easily in a short time, and also to replace a polishing tool easily in a short time. An object of the present invention is to provide a polishing apparatus and a polishing head used therefor.

前記目的を達成するために本発明が提案するものは、半導体ウェーハのノッチ端面を研磨するための研磨ヘッドであって、駆動装置により回転駆動する駆動ローラと、回転可能な少なくとも1以上のフリーローラと、前記駆動ローラと前記フリーローラとに掛架されて走行するエンドレスな研磨ベルトと、該研磨ベルトを押圧して緊張させる緊張手段と、を備えてなることを特徴とする研磨ヘッドである。   In order to achieve the above object, the present invention proposes a polishing head for polishing a notch end surface of a semiconductor wafer, a driving roller that is driven to rotate by a driving device, and at least one or more free rollers that can rotate. A polishing head comprising: an endless polishing belt that runs on the drive roller and the free roller; and tension means that presses and tensions the polishing belt.

この研磨ヘッドの研磨ベルトを半導体ウェーハのノッチ端面に当接すれば、研磨ベルトを押圧により緊張させることができるので、半導体ウェーハノッチと前記研磨ベルトとが当接する研磨当接部分において研磨効果を上げ、V字形状に切り欠いた形状のノッチ端面にも研磨ベルトが進入して鏡面研磨が容易に短時間で可能となる。さらにこの研磨ヘッドは構造が簡単であり、駆動ローラとフリーローラとに掛架されて走行するエンドレスな研磨ベルトの交換も容易にできる。   If the polishing belt of this polishing head is in contact with the notch end surface of the semiconductor wafer, the polishing belt can be tensioned by pressing, so the polishing effect is increased at the polishing contact portion where the semiconductor wafer notch and the polishing belt are in contact, The polishing belt also enters the notch end surface cut into a V shape, and mirror polishing can be easily performed in a short time. Furthermore, this polishing head has a simple structure, and an endless polishing belt that runs on a drive roller and a free roller can be easily replaced.

前記緊張手段が、スライド移動により前記研磨ベルトを押圧する緊張加圧ローラと、該緊張加圧ローラをスライド移動させる加圧駆動部とを備えたものとすることができる。研磨ベルトの押圧による緊張は、スライド移動可能な緊張加圧ローラによるもので、さらにこの緊張加圧ローラを加圧駆動部による加圧で移動させることができるものである。   The tension means may include a tension pressure roller that presses the polishing belt by sliding movement, and a pressure drive unit that slides the tension pressure roller. The tension due to the pressing of the polishing belt is caused by a tension pressure roller that can be slid. Further, the tension pressure roller can be moved by pressure applied by a pressure driving unit.

加圧駆動部は、例えば、精密レギュレータ等で微圧調整された空気圧により駆動するエアーシリンダを用いたものである。一般的に使用されているボールネジ付きモータアクチュエータが例示できる。   The pressure drive unit uses, for example, an air cylinder that is driven by air pressure that is finely adjusted by a precision regulator or the like. The motor actuator with a ball screw generally used can be illustrated.

また前記緊張手段は、さらに圧力センサを含めてなることが好ましい。予めノッチの鏡面研磨に最適な圧力値を求め、圧力センサによりその圧力値を観測して維持するようにすれば、高品質の研磨が可能となる。   The tension means preferably further includes a pressure sensor. If an optimum pressure value for mirror polishing of the notch is obtained in advance and the pressure value is observed and maintained by a pressure sensor, high-quality polishing can be achieved.

圧力センサは、例えば、圧電素子を使用した小型ロードセルである。圧力センサとして、共和電業製のPS方(圧力範囲:0〜1.0MPa)を例示できる。   The pressure sensor is, for example, a small load cell using a piezoelectric element. An example of the pressure sensor is PS method (pressure range: 0 to 1.0 MPa) manufactured by Kyowa Denki.

前記研磨ヘッドには、さらに該研磨ヘッドを揺動させる研磨ヘッド揺動手段が接続されてなり、該研磨ヘッド揺動手段により前記研磨ヘッドが前記研磨ベルトの研磨当接部分を中心に鉛直面上を回動することが好ましい。   The polishing head is further connected with a polishing head swinging means for swinging the polishing head. The polishing head swinging means causes the polishing head to move on a vertical surface centering on the polishing contact portion of the polishing belt. Is preferably rotated.

さらに本発明が提案するものは、前記研磨ヘッドと、前記研磨ベルトが鉛直面上を走行する状態におかれた前記研磨ヘッドを、半導体ウェーハノッチと前記研磨ベルトとが当接する研磨当接部分を中心に鉛直面上を回動させる研磨ヘッド揺動手段と、前記半導体ウェーハを水平状態に保持する半導体ウェーハ保持台とを有してなることを特徴とする半導体ウェーハノッチ端面研磨装置である。   Further, the present invention proposes that the polishing head and the polishing head placed in a state in which the polishing belt runs on a vertical surface are provided with a polishing contact portion where the semiconductor wafer notch and the polishing belt contact each other. 1. A semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus comprising: a polishing head swinging means for rotating a vertical surface about a center; and a semiconductor wafer holding table for holding the semiconductor wafer in a horizontal state.

研磨ヘッド揺動手段により研磨ベルトの研磨当接部分を中心に鉛直面上を研磨ヘッドが回動すれば、ノッチの上端面、下端面にも十分鏡面研磨が可能となるものである。この結果、短時間でノッチ全体の鏡面研磨ができることになる。   If the polishing head is rotated on the vertical surface about the polishing contact portion of the polishing belt by the polishing head swinging means, the upper surface and the lower surface of the notch can be sufficiently mirror-polished. As a result, the entire notch can be mirror-polished in a short time.

前記半導体ウェーハノッチ端面研磨装置は、前記保持台を水平方向に揺動させる半導体ウェーハ揺動手段とを更に有してなり、該半導体ウェーハ揺動手段により前記半導体ウェーハ保持台が前記半導体ウェーハノッチと前記研磨ベルトとが当接する研磨当接部分を中心にして水平面上を回動することが好ましい。   The semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus further includes semiconductor wafer swinging means for swinging the holding table in a horizontal direction, and the semiconductor wafer holding table is moved from the semiconductor wafer notch by the semiconductor wafer swinging unit. It is preferable to rotate on a horizontal plane around a polishing contact portion with which the polishing belt contacts.

上記したように半導体ウェーハ保持台が、半導体ウェーハ揺動手段により前記半導体ウェーハの前記研磨ベルトとの研磨当接部分を中心にして水平面上を回動するので、小さなV字状の切り欠きであるノッチの左右の端面部分も、短時間で容易に十分鏡面研磨することができることになる。   As described above, since the semiconductor wafer holding table is rotated on the horizontal plane around the polishing contact portion of the semiconductor wafer with the polishing belt by the semiconductor wafer swinging means, it is a small V-shaped notch. The left and right end surface portions of the notch can also be sufficiently mirror-polished easily in a short time.

また前記半導体ウェーハ揺動手段が、前記半導体ウェーハ保持台を支持する支持脚と、該支持脚の下端部に一端が接続されて水平方向に延在する保持台揺動アームと、該保持台揺動アームの他端に接続される回動軸と、該回動軸を回動させる回動軸駆動装置とで構成すれば、装置構成を簡素化することができる。   The semiconductor wafer swinging means includes a support leg for supporting the semiconductor wafer holding base, a holding base swinging arm having one end connected to a lower end portion of the support leg and extending in a horizontal direction, and the holding base swinging means. If the rotating shaft connected to the other end of the moving arm and the rotating shaft driving device for rotating the rotating shaft are configured, the device configuration can be simplified.

さらにまた前記半導体ウェーハ揺動手段を載置するレールと、該レール上を前記半導体ウェーハ揺動手段が前記研磨ベルトに当接する方向に水平面上を接離移動するスライダーとを更に有してなることが好ましい。   Furthermore, it further comprises a rail on which the semiconductor wafer swinging means is placed, and a slider that moves on and off the rail in a direction in which the semiconductor wafer swinging means comes into contact with the polishing belt. Is preferred.

半導体ウェーハ揺動手段が研磨ベルトに対して接離移動、すなわち接近、離反の移動ができるので、半導体ウェーハのセッティングに使用するほか、研磨ベルトに対しての半導体ウェーハの当接を調節できるので、研磨の程度を調整可能とすることができる。   Since the semiconductor wafer swinging means can move toward and away from the polishing belt, that is, move toward and away from the polishing belt, in addition to being used for setting the semiconductor wafer, the contact of the semiconductor wafer with the polishing belt can be adjusted. The degree of polishing can be adjusted.

なお本発明に係る半導体ウェーハノッチ端面研磨装置では、半導体ウェーハを水平面上に載置し、研磨ベルトを鉛直面上を走行するようにしてノッチ端面の研磨を行うが、このような位置関係に限定するものでなく、例えば半導体ウェーハを鉛直面に平行に載置して研磨してもよい。要はノッチ端面に研磨ベルトが十分に当接し、研磨効率を上昇させるものであればよい。   In the semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus according to the present invention, the semiconductor wafer is placed on a horizontal surface and the notch end surface is polished so that the polishing belt runs on the vertical surface. However, the positional relationship is limited to this. For example, a semiconductor wafer may be mounted parallel to the vertical surface and polished. The point is that the polishing belt sufficiently abuts on the end face of the notch to increase the polishing efficiency.

本発明によれば、走行する研磨ベルトを緊張させて当接させるので、微小な部分である、半導体ウェーハノッチの端面についても、研磨当接部分を広くとれるので、十分な鏡面研磨が可能となるものである。   According to the present invention, since the traveling polishing belt is in tension and brought into contact with the end surface of the semiconductor wafer notch, which is a minute portion, the polishing contact portion can be widened, so that sufficient mirror polishing can be performed. Is.

また研磨ヘッド揺動手段によりノッチ端面の上端面、下端面にも研磨を十分に行うことがでる。   Further, the polishing can be sufficiently performed on the upper end surface and the lower end surface of the notch end surface by the polishing head swinging means.

さらに半導体ウェーハ揺動手段により、ノッチ端面の左右部分にも研磨を十分に行うことができる。   Further, the right and left portions of the end surface of the notch can be sufficiently polished by the semiconductor wafer swinging means.

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係る半導体ウェーハノッチ端面研磨装置の正面図、図2は同半導体ウェーハノッチ端面研磨装置の平面図、図3は本発明に係る研磨ヘッドの正面図、図4は同研磨ヘッドの平面図、図5は同研磨ヘッドの動作状態(水平位置)を示す正面図、図6は同研磨ヘッドの動作状態(研磨当接部分を下にした傾斜位置)を示す正面図、図7は同研磨ヘッドの動作状態(研磨当接部分を上にした傾斜位置)を示す正面図、図8は半導体ウェーハの揺動(回動)状態を示す平面図、図9は半導体ウェーハノッチ端面の模式的拡大斜視図である。   1 is a front view of a semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of the semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus, FIG. 3 is a front view of the polishing head according to the present invention, and FIG. FIG. 5 is a front view showing the operating state (horizontal position) of the polishing head, FIG. 6 is a front view showing the operating state of the polishing head (inclined position with the polishing contact portion down), FIG. Is a front view showing the operating state of the polishing head (inclined position with the polishing contact portion up), FIG. 8 is a plan view showing the swinging (turning) state of the semiconductor wafer, and FIG. It is a typical expansion perspective view.

図1、図2に示すように、本発明に係る半導体ウェーハノッチ端面研磨装置は、主として、中空状の容器であるハウジング11の内部に設けられた、半導体ウェーハ12を水平状態に載置するウェーハ保持台13と、このウェーハ保持台13を揺動させるウェーハ揺動部15(半導体ウェーハ揺動手段)と、半導体ウェーハノッチ16の端面を研磨するための研磨ヘッド17とを備えてなるものである。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus according to the present invention is mainly a wafer on which a semiconductor wafer 12 is placed in a horizontal state and is provided inside a housing 11 which is a hollow container. A holding table 13, a wafer rocking unit 15 (semiconductor wafer rocking means) that rocks the wafer holding table 13, and a polishing head 17 for polishing the end face of the semiconductor wafer notch 16 are provided. .

ウェーハ保持台13は、円盤状の半導体ウェーハを水平方向に載置して保持する皿形状もので、台上に図示しない吸引孔を有しており、ハウジング11の外部に位置する吸引ポンプ(図示せず)に連通している。   The wafer holding table 13 is a dish-shaped one that holds and holds a disk-shaped semiconductor wafer in the horizontal direction, has a suction hole (not shown) on the table, and is a suction pump (see FIG. (Not shown).

また研磨中の半導体ウェーハに研磨液、冷却液、洗浄液の供給ノズル(図示せず)と、使用済み液の装置外部への廃出のための収液容器等(図示せず)が、ウェーハ保持台13とその周辺に設けられている。   In addition, a polishing liquid, cooling liquid, and cleaning liquid supply nozzle (not shown) and a collection container (not shown) for discharging used liquid to the outside of the apparatus are held on the semiconductor wafer being polished. It is provided in the base 13 and its periphery.

ウェーハ保持台13は棒状の支持脚21の上部端面部に同軸に載置されており、支持脚21の下部端面部は水平方向に揺動する保持台揺動アーム22の一端側に載置されている。   The wafer holding table 13 is coaxially mounted on the upper end surface portion of the rod-shaped support leg 21, and the lower end surface portion of the support leg 21 is mounted on one end side of the holding table swinging arm 22 that swings in the horizontal direction. ing.

保持台揺動アーム22の他端側には回動軸体23が取付けられており、この回動軸体23の回動軸の延長方向が半導体ウェーハーノッチ端面16と研磨ベルト18との当接部分となっている。そのため回動軸を中心に回動する揺動状態にすると、半導体ウェーハ12は上記当接部分を中心に回動するようになっている(回動した半導体ウェーハの位置を図2上、鎖線で示す)。   A rotating shaft body 23 is attached to the other end side of the holding base swing arm 22, and the extending direction of the rotating shaft of the rotating shaft body 23 is the contact between the semiconductor wafer notch end surface 16 and the polishing belt 18. It has become a part. For this reason, when the swinging state of rotating about the rotation axis is made, the semiconductor wafer 12 rotates about the contact portion (the position of the rotated semiconductor wafer is indicated by a chain line in FIG. Show).

また回動軸体23は、モータ25とベルト26により連結されて回転するようになっており、回動軸体23、モータ25及びベルト26は、保持台29上のスライダー27内に収容され、このスライダー27はハウジング11内に水平に取付けられたスライドフレーム28上を水平に往復移動可能となっている。この往復移動によりウェーハ12のノッチ16が研磨ベルト18に接近して当接したり、離反したりできるようになっている。   The rotating shaft body 23 is connected to a motor 25 and a belt 26 to rotate. The rotating shaft body 23, the motor 25, and the belt 26 are accommodated in a slider 27 on a holding base 29. The slider 27 can reciprocate horizontally on a slide frame 28 mounted horizontally in the housing 11. By this reciprocation, the notch 16 of the wafer 12 can come close to and contact with the polishing belt 18 and can be separated.

なお、支持脚21、保持台揺動アーム22、回動軸体23、モータ25、ベルト26及びスライダー27によりウェーハ揺動部15を構成する。   The wafer swinging portion 15 is configured by the support leg 21, the holding base swinging arm 22, the rotating shaft body 23, the motor 25, the belt 26 and the slider 27.

一方、研磨ヘッド17は、エンドレスな研磨用ベルト18と、この研磨用ベルトを両側から挟み込む位置に設けられた内プレート31aと外プレート31bとで箱体形状となっており、内プレート31aの外側には研磨ベルト18を走行させる研磨ベルト走行用モータ32が設置されている。この研磨ベルト走行用モータ32は、研磨ベルト18の研磨当接部分とは内プレート面31aの左右反対側に配置されている。   On the other hand, the polishing head 17 has a box shape with an endless polishing belt 18 and an inner plate 31a and an outer plate 31b provided at positions sandwiching the polishing belt from both sides, and the outer side of the inner plate 31a. Is provided with a polishing belt running motor 32 for running the polishing belt 18. The polishing belt running motor 32 is disposed on the opposite side of the inner plate surface 31a from the polishing contact portion of the polishing belt 18.

また内プレート31a上の研磨ベルト走行用モータ32隣には、水平方向に延在するL字上の揺動アーム33の一端が接続されており、この揺動アーム33の他端はハウジング11に設置されている揺動機構フレーム35に取り付けた研磨ヘッド揺動モータ36の回転軸体に接続されている。   One end of an L-shaped swing arm 33 extending in the horizontal direction is connected to the polishing belt running motor 32 on the inner plate 31a, and the other end of the swing arm 33 is connected to the housing 11. The rotating shaft body of the polishing head swing motor 36 attached to the swing mechanism frame 35 installed is connected.

この揺動モータ36の回動軸体の回動軸は水平面上に位置し、その延長方向に半導体ウェーハノッチと前記研磨ベルトとが当接する研磨当接部分が位置するようになっている。そのため揺動モータ36が回動すると、結果研磨当接部分を中心に研磨ヘッドが回動する揺動運動が生じるようになっている。   The pivot shaft of the pivot shaft of the swing motor 36 is positioned on a horizontal plane, and a polishing contact portion where the semiconductor wafer notch and the polishing belt are in contact is positioned in the extending direction. For this reason, when the swing motor 36 rotates, a swing motion is generated in which the polishing head rotates around the polishing contact portion.

次に、図3および図4を参照して研磨ヘッド17の概要を説明する。   Next, the outline of the polishing head 17 will be described with reference to FIGS.

研磨ヘッド17は、内プレート31aと外プレート31bとを所定間隔を設けて形成された薄板状の箱体である。内プレート31aと外プレート31bとの間には、内プレート31aに回転可能に取り付けた研磨ベルト駆動用ローラ51と、一対のフリーローラである、上部ローラ52aと、下部ローラ52bとが同様に内プレート31aに回転可能に取り付けられている。   The polishing head 17 is a thin plate-like box formed with a predetermined interval between the inner plate 31a and the outer plate 31b. Between the inner plate 31a and the outer plate 31b, an abrasive belt driving roller 51 rotatably attached to the inner plate 31a, and a pair of free rollers, an upper roller 52a and a lower roller 52b, are similarly provided. The plate 31a is rotatably attached.

この研磨ベルト駆動用ローラ51と、上部ローラ52aおよび下部ローラ52bとにエンドレスな研磨ベルト18が掛架されている。そして研磨ベルト駆動用ローラ51は内側プレート31aの外側に突出している同軸の駆動プーリ53に接続され、この駆動プーリ53はベルト55で研磨ベルト走行用モータ32と連動するようになっている。   An endless polishing belt 18 is hung on the polishing belt driving roller 51, and the upper roller 52a and the lower roller 52b. The polishing belt driving roller 51 is connected to a coaxial driving pulley 53 projecting to the outside of the inner plate 31 a, and this driving pulley 53 is interlocked with the polishing belt running motor 32 by a belt 55.

なお本実施形態では、ベルト55により駆動プーリ53と研磨ベルト走行用モータ32とが連動するようになっているが、ベルト55にかえて歯車機構により連動させてもよい。   In this embodiment, the driving pulley 53 and the polishing belt running motor 32 are interlocked by the belt 55, but may be interlocked by a gear mechanism instead of the belt 55.

研磨ベルト走行用モータ32を作動させると、ベルト55、駆動プーリ53を通じて研磨ベルト駆動用ローラ51が回転し、研磨ベルト18が走行するようになっている。研磨ベルト18は、上部ローラ52aと下部ローラ52bの間の部分が研磨ヘッド17から外部に露出しており、この露出した部分で研磨対象物、例えば半導体ウェーハノッチ端面に当接して研磨するようになっている。   When the polishing belt running motor 32 is operated, the polishing belt driving roller 51 rotates through the belt 55 and the driving pulley 53 so that the polishing belt 18 runs. A portion of the polishing belt 18 between the upper roller 52a and the lower roller 52b is exposed to the outside from the polishing head 17, and the exposed portion abuts against an object to be polished, for example, an end surface of a notch of a semiconductor wafer so as to polish. It has become.

上記した研磨ベルトの外部露出部分の内側、すなわち研磨ヘッド17の内部側には、研磨ベルトを押圧して緊張させる上下に位置する2個のローラ、すなわち上部緊張加圧ローラ56aと下部緊張加圧ローラ56bとが回転可能に取付部材57に設置されている。   Two rollers positioned above and below to press and tension the polishing belt, that is, the upper tension pressing roller 56a and the lower tension pressing inside the outer exposed portion of the polishing belt, that is, the inner side of the polishing head 17 are provided. A roller 56b is rotatably mounted on the mounting member 57.

取付部材57は、間に圧力センサ58を挟んで緊張加圧駆動部59に接続されており、この緊張加圧駆動部59によって、取付部材57が研磨ベルト18の側に押されるようになっている。そのため取付部材57が研磨ベルト18側に押されることで、上部緊張加圧ローラ56aと下部緊張加圧ローラ56bとが研磨ベルト18側に移動して、研磨ヘッド17の内部から研磨ベルト18を押圧して緊張させるようになっている。この押圧状態においても、上部緊張加圧ローラ56aと下部緊張加圧ローラ56bとは、フリーローラであるため、研磨ベルトの走行により回転するようになっている。   The attachment member 57 is connected to a tension pressurization drive unit 59 with a pressure sensor 58 interposed therebetween, and the attachment member 57 is pushed toward the polishing belt 18 by the tension pressurization drive unit 59. Yes. Therefore, when the mounting member 57 is pressed toward the polishing belt 18, the upper tension pressure roller 56 a and the lower tension pressure roller 56 b move toward the polishing belt 18, and press the polishing belt 18 from the inside of the polishing head 17. And get nervous. Even in this pressed state, the upper tension pressure roller 56a and the lower tension pressure roller 56b are free rollers, and thus rotate when the polishing belt runs.

加圧センサ58は上部緊張加圧ローラ56a及び下部緊張加圧ローラ56bと、緊張加圧駆動部59との間に位置し、緊張加圧駆動部59がウェーハ12の方向に移動することにより、常に一定の圧力がウェーハ12のノッチ部に加わるようになっている。   The pressure sensor 58 is positioned between the upper tension pressure roller 56 a and the lower tension pressure roller 56 b and the tension pressure driving unit 59, and the tension pressure driving unit 59 moves in the direction of the wafer 12. A constant pressure is always applied to the notch portion of the wafer 12.

研磨ベルト18には、固定砥粒研磨又は遊離砥粒研磨に用いられる既知のエンドレス研磨用ベルトを使用することができる。固定砥粒研磨の場合、プラスチック、織布シート、不織布シート、発泡体シート、植毛シート等の表面に、ダイヤモンド、酸化アルミニウム、シリカ、酸化セリュウム等の微粒子から選択される1種又は2種以上の砥粒を固定した研磨層を形成した単粒子又は複合粒子付エンドレス研磨ベルトが使用される。また遊離砥粒研磨の場合は、プラスチック、織布シート、不織布シート、発泡体シート、植毛シート等がエンドレス研磨ベルトとして使用される。   As the polishing belt 18, a known endless polishing belt used for fixed abrasive polishing or loose abrasive polishing can be used. In the case of fixed abrasive polishing, one or more kinds selected from fine particles such as diamond, aluminum oxide, silica, cerium oxide on the surface of plastic, woven fabric sheet, non-woven fabric sheet, foam sheet, flocked sheet, etc. An endless polishing belt with single particles or composite particles in which an abrasive layer having abrasive grains fixed thereon is formed is used. In the case of free abrasive polishing, plastic, woven fabric sheet, non-woven fabric sheet, foam sheet, flocked sheet or the like is used as the endless polishing belt.

また固定砥粒研磨の場合には、半導体ウェーハ12に冷却液を上記したノズル(図示せず)により供給するようになっており、遊離砥粒研磨の場合には、研磨用ベルトの走行による研磨時に、水又は水ベースの分散液に砥粒を懸濁した研磨液を半導体ウェーハ12に供給しながら行うようになっている。   In the case of fixed abrasive polishing, a cooling liquid is supplied to the semiconductor wafer 12 by the nozzle (not shown). In the case of loose abrasive polishing, polishing is performed by running a polishing belt. Sometimes, a polishing liquid in which abrasive grains are suspended in water or a water-based dispersion is supplied to the semiconductor wafer 12.

次に本発明に係る半導体ウェーハノッチ端面研磨装置の動作について、図5から図9を参照して説明する。   Next, the operation of the semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図5に示すように、水平状態におかれた研磨ヘッド17対し、スライダー27をスライドフレーム28上で研磨ヘッド側に移動させ、ウェーハ保持台13上に載置されている半導体ウェーハ12のノッチ16を研磨ベルト18に当接させる。   As shown in FIG. 5, the slider 27 is moved to the polishing head side on the slide frame 28 with respect to the polishing head 17 placed in the horizontal state, and the notch 16 of the semiconductor wafer 12 placed on the wafer holding table 13 is obtained. Is brought into contact with the polishing belt 18.

そして研磨ベルト走行用モータ32を作動させて研磨テープ18を走行させる。このとき、研磨ヘッド17内の緊張加圧駆動部59により取付部材57が研磨ベルト側に加圧され、上部緊張加圧ローラ56aと下部緊張加圧ローラ56bとが研磨ヘッド17内部から研磨ベルト18を押圧して緊張させる。   Then, the polishing belt running motor 32 is operated to run the polishing tape 18. At this time, the attachment member 57 is pressed toward the polishing belt by the tension pressing drive unit 59 in the polishing head 17, and the upper tension pressing roller 56 a and the lower tension pressing roller 56 b are connected from the polishing head 17 to the polishing belt 18. Press to tension.

緊張された研磨ベルト18は、図9に示すように、当接する半導体ウェーハ12のノッチ16の部分のノッチ端面61、ノッチ上端面62、ノッチ下端面63にも十分に当接するので、これら端面を鏡面加工することができる。   As shown in FIG. 9, the tensioned polishing belt 18 sufficiently contacts the notch end surface 61, the notch upper end surface 62, and the notch lower end surface 63 of the notch 16 portion of the semiconductor wafer 12 to be contacted. Mirror finish can be performed.

また図6に示すように、揺動アーム33を回動させて研磨当接部分を下側にした状態に研磨ヘッド17を傾斜させることにより、図9に示すノッチ上端面62にさらに良く当接するので、この部分の研磨がより向上する。   Further, as shown in FIG. 6, the swinging arm 33 is rotated to tilt the polishing head 17 in a state where the polishing contact portion is on the lower side, thereby further contacting the notch upper end surface 62 shown in FIG. Therefore, the polishing of this part is further improved.

さらにまた図7に示すように、揺動アーム33を回動させて研磨当接部分を上側にした状態に研磨ヘッド17を傾斜させることにより、図9に示すノッチ下端面63にさらに良く当接するので、この部分の研磨がより向上する。   Further, as shown in FIG. 7, the swinging arm 33 is rotated so that the polishing head 17 is tilted with the polishing contact portion on the upper side, thereby further contacting the notch lower end surface 63 shown in FIG. Therefore, the polishing of this part is further improved.

そして図8に示すように、ウェーハ揺動部22を作動させて、半導体ウェーハ12を水平面上、研磨当接部分を中心にして回動させることにより、図9に示すノッチ端面の左右にさらに十分当接させることができるので、ノッチ端面の研磨がより向上する。   Then, as shown in FIG. 8, the wafer swinging portion 22 is operated to rotate the semiconductor wafer 12 about the polishing contact portion on a horizontal plane, so that the left and right sides of the notch end surface shown in FIG. Since the contact can be made, the polishing of the notch end face is further improved.

このように本発明に係る半導体ウェーハノッチ端面研磨装置によれば、従来の研磨パッドを周囲に固定した円盤状の研磨板を回転させる研磨装置と異なり、ノッチ端面部に研磨ベルトを当接させて研磨するので、端面の研磨効果が向上し、鏡面加工の精度も向上する。   As described above, according to the semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus according to the present invention, unlike the conventional polishing apparatus that rotates the disc-shaped polishing plate having the polishing pad fixed around, the polishing belt is brought into contact with the notch end surface portion. Since polishing is performed, the polishing effect of the end face is improved, and the accuracy of mirror finishing is also improved.

本発明に係る半導体ウェーハノッチ端面研磨装置の正面図。1 is a front view of a semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus according to the present invention. FIG. 同半導体ウェーハノッチ端面研磨装置の平面図。The top view of the semiconductor wafer notch end surface grinding | polishing apparatus. 本発明に係る研磨ヘッドの正面図。1 is a front view of a polishing head according to the present invention. 同研磨ヘッドの平面図。FIG. 3 is a plan view of the polishing head. 同研磨ヘッドの動作状態(水平位置)を示す正面図。The front view which shows the operation state (horizontal position) of the polishing head. 同研磨ヘッドの動作状態(研磨当接部分を下にした傾斜位置)を示す正面図。The front view which shows the operation state (inclination position which turned down the grinding | polishing contact part) of the grinding | polishing head. 同研磨ヘッドの動作状態(研磨当接部分を上にした傾斜位置)を示す正面図。The front view which shows the operation state (inclination position which turned up the grinding | polishing contact part) of the grinding | polishing head. 半導体ウェーハの揺動(回動)状態を示す平面図。The top view which shows the rocking | swiveling (turning) state of a semiconductor wafer. 半導体ウェーハノッチ端面の模式的拡大斜視図。The typical expansion perspective view of a semiconductor wafer notch end face.

符号の説明Explanation of symbols

12 半導体ウェーハ
13 半導体ウェーハ保持台
15 ウェーハ揺動部
17 研磨ヘッド
18 研磨ベルト
33 揺動アーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Semiconductor wafer 13 Semiconductor wafer holding stand 15 Wafer rocking part 17 Polishing head 18 Polishing belt 33 Swing arm

Claims (7)

半導体ウェーハのノッチ端面を研磨するための研磨ヘッドであって、駆動装置により回転駆動する駆動ローラと、回転可能な少なくとも1以上のフリーローラと、前記駆動ローラと前記フリーローラとに掛架されて走行するエンドレスな研磨ベルトと、該研磨ベルトを押圧して緊張させる緊張手段とを備えてなることを特徴とする研磨ヘッド。   A polishing head for polishing a notch end surface of a semiconductor wafer, which is hung on a driving roller that is rotated by a driving device, at least one free roller that can rotate, and the driving roller and the free roller. A polishing head comprising: an endless polishing belt that travels; and tension means that presses and tensions the polishing belt. 前記緊張手段が、スライド移動により前記研磨ベルトを押圧する緊張加圧ローラと、該緊張加圧ローラをスライド移動させる加圧駆動部とを備えてなることを特徴とする請求項1に記載の研磨ヘッド。   2. The polishing according to claim 1, wherein the tensioning unit includes a tension pressure roller that presses the polishing belt by sliding movement, and a pressure driving unit that slides the tension pressure roller. head. 前記緊張手段は、さらに圧力センサを備えてなることを特徴とする請求項2に記載の研磨ヘッド。   The polishing head according to claim 2, wherein the tensioning unit further includes a pressure sensor. 請求項1ないし4のいずれか一項に記載の研磨ヘッドと、前記研磨ベルトが鉛直面上を走行する状態におかれた前記研磨ヘッドを、半導体ウェーハノッチと前記研磨ベルトとが当接する研磨当接部分を中心に鉛直面上を回動させる研磨ヘッド揺動手段と、前記半導体ウェーハを水平状態に保持する半導体ウェーハ保持台とを有してなることを特徴とする半導体ウェーハノッチ端面研磨装置。   5. The polishing head according to claim 1, and the polishing head in a state where the polishing belt travels on a vertical surface, the polishing head in which a semiconductor wafer notch and the polishing belt are in contact with each other. 2. A semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus comprising: a polishing head swinging means for rotating on a vertical surface around a contact portion; and a semiconductor wafer holding table for holding the semiconductor wafer in a horizontal state. 更に、前記保持台を水平方向に揺動させる半導体ウェーハ揺動手段とを有してなり、該半導体ウェーハ揺動手段により前記半導体ウェーハ保持台が前記半導体ウェーハノッチと前記研磨ベルトとが当接する研磨当接部分を中心にして水平面上を回動することを特徴とする請求項4に記載の半導体ウェーハノッチ端面研磨装置。   Further, the semiconductor wafer swinging means for swinging the holding table in the horizontal direction is provided, and the semiconductor wafer holding table is polished by the semiconductor wafer swinging unit so that the semiconductor wafer notch and the polishing belt come into contact with each other. 5. The semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus according to claim 4, wherein the semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus rotates on a horizontal plane around the contact portion. 前記半導体ウェーハ揺動手段が、前記半導体ウェーハ保持台を支持する支持脚と、該支持脚の下端部に一端が接続されて水平方向に延在する保持台揺動アームと、該保持台揺動アームの他端に接続される回動軸と、該回動軸を回動させる回動軸駆動装置とを含めてなることを特徴とする請求項5に記載の半導体ウェーハノッチ端面研磨装置。   The semiconductor wafer swinging means includes a support leg for supporting the semiconductor wafer holding base, a holding base swinging arm having one end connected to a lower end portion of the support leg and extending in a horizontal direction, and the holding base swinging 6. The semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus according to claim 5, further comprising a rotation shaft connected to the other end of the arm and a rotation shaft driving device for rotating the rotation shaft. 前記半導体ウェーハ揺動手段を載置するレールと、該レール上を前記半導体ウェーハ揺動手段が前記研磨ベルトに当接する方向に水平面上を接離移動するスライダーとを更に有してなることを特徴とする請求項5又は6に記載の半導体ウェーハノッチ端面研磨装置。   The rail further includes a rail on which the semiconductor wafer swinging means is mounted, and a slider that moves on and off the rail in a direction in which the semiconductor wafer swinging means comes into contact with the polishing belt. The semiconductor wafer notch end surface polishing apparatus according to claim 5 or 6.
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