特許 6865449 研削装置及び研削ヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6865449

(24)【登録日】2021年4月8日

(45)【発行日】2021年4月28日

(54)【発明の名称】研削装置及び研削ヘッド

(51)【国際特許分類】

   B24B 55/06 20060101AFI20210419BHJP

   B24B 41/047 20060101ALI20210419BHJP

   B24B 7/22 20060101ALI20210419BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20210419BHJP

【ＦＩ】

   B24B55/06

   B24B41/047

   B24B7/22 Z

   H01L21/304 631

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2019-178908(P2019-178908)

(22)【出願日】2019年9月30日

(65)【公開番号】特開2021-53738(P2021-53738A)

(43)【公開日】2021年4月8日

【審査請求日】2019年9月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000151357

【氏名又は名称】株式会社東京ダイヤモンド工具製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】田代 芳章

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−２２１６３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０１５８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１９−０９８５０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ５５／０６

Ｂ２４Ｂ ７／２２

Ｂ２４Ｂ ４１／０４７

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被削物を化学機械研削する研削装置において、
前記被削物を着脱自在に支持するテーブル機構と、
このテーブル機構の上方に対向配置された研削ヘッドと、
前記テーブル機構と前記研削ヘッドとを相対的に運動させる駆動機構と、
前記研削ヘッドに吸引流路を介して接続される吸引ポンプを備え、
前記研削ヘッドは、円板状に形成され、その外周下縁側で円環状に配置された砥石を保持するヘッド本体と、
このヘッド本体の中央部に前記テーブル機構側に開口を向けて形成されると共に、内部に羽根が設けられている凹部と、
この凹部に連通すると共に、前記吸引流路に連通する吸引孔を具備する研削装置。

【請求項2】

被削物を化学機械研削する研削装置において、
前記被削物を着脱自在に支持するテーブル機構と、
このテーブル機構の上方に対向配置された研削ヘッドと、
前記テーブル機構と前記研削ヘッドとを相対的に運動させる駆動機構と、
前記研削ヘッドに吸引流路を介して接続される吸引ポンプを備え、
前記研削ヘッドは、円板状に形成され、その外周下縁側で円環状に配置された砥石を保持するヘッド本体と、
このヘッド本体の中央部に前記テーブル機構側に開口を向けて形成された凹部と、
この凹部に連通すると共に、前記吸引流路に連通する吸引孔と、
前記ヘッド本体の外周側を覆う外部カバーと、
前記ヘッド本体に設けられ、前記凹部内側と前記外部カバー内側とを連通する孔又は溝を具備する研削装置。

【請求項3】

前記凹部内には羽根が設けられている請求項２に記載の研削装置。

【請求項4】

テーブル機構に載置された被削物を化学機械研削する研削ヘッドにおいて、
円板状に形成され、その外周下縁側で円環状に配置された砥石を保持するヘッド本体と、
このヘッド本体の中央部に前記テーブル機構側に開口を向けて形成されると共に、内部に羽根が設けられている凹部と、
前記ヘッド本体に設けられ、前記凹部に連通すると共に、外部に設けられた吸引ポンプに接続される吸引孔を具備する研削ヘッド。

【請求項5】

テーブル機構に載置された被削物を化学機械研削する研削ヘッドにおいて、
円板状に形成され、その外周下縁側で円環状に配置された砥石を保持するヘッド本体と、
このヘッド本体の中央部に前記テーブル機構側に開口を向けて形成された凹部と、
前記ヘッド本体に設けられ、前記凹部に連通すると共に、外部に設けられた吸引ポンプに接続される吸引孔と、
前記ヘッド本体の外周側を覆う外部カバーと、
前記ヘッド本体に設けられ、前記ヘッド本体外側と前記外部カバー内側とを連通する孔又は溝とを具備する研削ヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シリコンウェーハ等の被削物の表面を砥石によりグライディング加工するための研削装置及び研削ヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造分野では、半導体素子の基板となるシリコンウェーハの表面の加工はシリコン単結晶インゴッドをスライスしたウェーハをラッピング工程、エッチング工程、ポリッシング工程等の数段の工程を経て鏡面に仕上げるのが一般的である。ラッピング工程においては、平行度、平坦度等の寸法精度、形状精度を得る。次いで、エッチング工程においてはラッピング工程でできた加工変質層を除去する。更にポリッシング工程においては、遊離砥粒を含んだスラリーを用いたケミカルメカニカル研磨（以下、「ＣＭＰ」と称する。）を行うことにより、良好な形状精度を維持した上で鏡面レベルの面粗さを持ったウェーハを形成する。また、これと同等のポリシング工程は半導体後工程においてバックグラインドと呼ばれる研削加工のダメージを除去する際にも用いられる。

【0003】

近年、ポリッシング工程の代わりに、研削装置を用い、乾式のケミカルメカニカル研削（以下、「ＣＭＧ」と称する。）による表面加工を行う方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。ＣＭＧ工程では、研磨剤（砥粒）を硬質樹脂等の樹脂結合剤で固定化した合成砥石を用いる。そして、ウェーハ及び合成砥石を回転させながら合成砥石をウェーハに押圧させる（例えば、特許文献２参照）。ウェーハ表面の凸部は、合成砥石との摩擦により微細な加工起点が加熱・酸化されて脆くなって剥がれ落ちる。このようにして、ウェーハの凸部だけが研削され、平坦化される。乾式の研削装置は、スラリーの回収装置等が不要となり、装置コストや処理コストを削減できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４５７３４９２号公報

【特許文献2】特開２００４−８７９１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したＣＭＧを行う研削装置は、次のような問題があった。すなわち、上述したようにＣＭＧ工程では、乾式加工であることからウェーハの研削屑が粉塵となって飛散し、加工室が粉塵で汚染される。このため、加工室雰囲気の交換や、定期的な清掃が必要となる。また、粉塵は排水溝等を用いて処理しているが、ウェーハ上に粉塵が堆積すると加工点に悪影響を及ぼす虞があった。

【0006】

また、半導体デバイスの加工プロセスはクリーンルーム内で処理されることが前提であるため、粉塵が浮遊するＣＭＧ加工の導入は困難であった。

【0007】

そこで、本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、研削加工によって生じる粉塵を効率良く除去する研削装置及び研削ヘッドを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本実施形態は、被削物を化学機械研削する研削装置において、前記被削物を着脱自在に支持するテーブル機構と、このテーブル機構の上方に対向配置された研削ヘッドと、前記テーブル機構と前記研削ヘッドとを相対的に運動させる駆動機構と、前記研削ヘッドに吸引流路を介して接続される吸引ポンプを備え、前記研削ヘッドは、円板状に形成され、その外周下縁側で円環状に配置された砥石を保持するヘッド本体と、このヘッド本体の中央部に前記テーブル機構側に開口を向けて形成されると共に、内部に羽根が設けられている凹部と、この凹部に連通すると共に、前記吸引流路に連通する吸引孔を具備する。

【0009】

本実施形態は、被削物を化学機械研削する研削装置において、前記被削物を着脱自在に支持するテーブル機構と、このテーブル機構の上方に対向配置された研削ヘッドと、前記テーブル機構と前記研削ヘッドとを相対的に運動させる駆動機構と、前記研削ヘッドに吸引流路を介して接続される吸引ポンプを備え、前記研削ヘッドは、円板状に形成され、その外周下縁側で円環状に配置された砥石を保持するヘッド本体と、このヘッド本体の中央部に前記テーブル機構側に開口を向けて形成された凹部と、この凹部に連通すると共に、前記吸引流路に連通する吸引孔と、前記ヘッド本体の外周側を覆う外部カバーと、前記ヘッド本体に設けられ、前記凹部内側と前記外部カバー内側とを連通する孔又は溝を具備する。

【0010】

本実施形態は、テーブル機構に載置された被削物を化学機械研削する研削ヘッドにおいて、円板状に形成され、その外周下縁側で円環状に配置された砥石を保持するヘッド本体と、このヘッド本体の中央部に前記テーブル機構側に開口を向けて形成されると共に、内部に羽根が設けられている凹部と、前記ヘッド本体に設けられ、前記凹部に連通すると共に、外部に設けられた吸引ポンプに接続される吸引孔を具備する。

【0011】

本実施形態は、テーブル機構に載置された被削物を化学機械研削する研削ヘッドにおいて、円板状に形成され、その外周下縁側で円環状に配置された砥石を保持するヘッド本体と、このヘッド本体の中央部に前記テーブル機構側に開口を向けて形成された凹部と、前記ヘッド本体に設けられ、前記凹部に連通すると共に、外部に設けられた吸引ポンプに接続される吸引孔と、前記ヘッド本体の外周側を覆う外部カバーと、前記ヘッド本体に設けられ、前記ヘッド本体外側と前記外部カバー内側とを連通する孔又は溝とを具備する。

【発明の効果】

【0012】

研削加工によって生じる粉塵を効率良く除去することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係るＣＭＧ装置を示す斜視図。

【図2】同ＣＭＧ装置に組み込まれた研削ヘッドを図３におけるＩ−Ｉ線で切断して矢印方向に見た断面図。

【図3】同研削ヘッドを示す底面図。

【図4】本発明の第２の実施の形態に係るＣＭＧ装置に組み込まれた研削ヘッドを図５におけるＩＩ−ＩＩ線で切断して矢印方向に見た示す断面図。

【図5】同研削ヘッドを示す底面図。

【図6】本発明の第３の実施の形態に係るＣＭＧ装置に組み込まれた研削ヘッドを図７におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断して矢印方向に見た示す断面図。

【図7】同研削ヘッドを示す底面図。

【図8】第１〜第３の実施の形態における研削ヘッドの変形例を示す底面図。

【図9】同研削ヘッドの変形例を示す底面図。

【図10】同研削ヘッドの変形例を示す底面図。

【図11】同研削ヘッドの変形例を示す底面図。

【図12】第１〜第３の実施の形態におけるＣＭＧ装置の変形例を示す説明図。

【図13】第１〜第３の実施の形態におけるＣＭＧ装置の変形例を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態に係るＣＭＧ装置（研削装置）１０を示す図である。なお、これらの図においてＷは研削対象となるシリコンウェーハ（被削物）を示している。

【0015】

図１に示すように、ＣＭＧ装置１０は、ウェーハＷを支持する回転テーブル機構２０と、後述する合成砥石１００を支持する砥石支持機構３０とを備えている。ＣＭＧ装置１０は、ウェーハ処理装置の一部を構成している。ＣＭＧ装置１０には、搬送ロボット等によりウェーハＷが搬入・搬出される。

【0016】

回転テーブル機構２０は、床面に配置されるテーブルモータ２１と、このテーブルモータ２１から上方に突出して配置されたテーブル軸２２と、このテーブル軸２２の上端に取り付けられたテーブル２３を備えている。テーブル２３は、研削対象であるウェーハＷを着脱自在に保持する機構を有している。保持する機構としては、例えば真空吸着機構がある。

【0017】

砥石支持機構３０は、床面に配置されると共に内部にモータが収容された架台３１と、この架台３１に支持され、架台３１内のモータによって図１中矢印方向に揺動する鉛直方向の揺動軸３２と、この揺動軸３２の上端に設けられ、水平方向に延設されるアーム３３と、このアーム３３の先端側に設けられた砥石駆動機構４０及び吸引装置６０を備えている。

【0018】

砥石駆動機構４０は、回転モータ部４１を備えている。回転モータ部４１は、下方に突出した回転軸４２を備えている。回転軸４２の先端部には研削ヘッド５０が取り付けられている。回転軸４２内部には、後述する研削ヘッド５０に設けられた吸引孔５３に連通する吸引流路４３が形成されている。回転軸４２の下端は凸部４２ａが形成されている。

【0019】

研削ヘッド５０は、円板状のヘッド本体５１を備えている。ヘッド本体５１は、下面中央部に下向きに開口した凹部５２を有している。ヘッド本体５１の中心部には厚さ方向に貫通する孔部５１ａが形成されている。孔部５１ａには上述した凸部４２ａが嵌入されている。ヘッド本体５１の外周下縁側には合成砥石１００を保持する筒状の保持部５１ｂが形成されている。ヘッド本体５１には、孔部５１ａを囲んで厚さ方向に貫通する８個の吸引孔５３が形成されている。各吸引孔５３は上述した吸引流路４３に連通している。

【0020】

凹部５２内部には、孔部５１ａを囲んで羽根５４が周方向に９０度ずつ間隔をもって配置されている。羽根５４は、例えば円錐の底面を２つ繋げた形状とし、その軸を径方向に沿って配置する。

【0021】

ヘッド本体５１の下面の保持部５１ｂには円環状にわたって筒状の合成砥石１００が着脱自在に取り付けられている。合成砥石１００の外径寸法と内径寸法は、保持部５１ｂの外径寸法と内径寸法と一致している。合成砥石１００の装着には、合成砥石１００に設けられたネジ孔に、研削ヘッド５０側からボルトをネジ込んで装着する。

【0022】

合成砥石１００は、ウェーハＷに対し化学機械研削作用を有する研磨剤と結合剤とを混合して形成されている。研磨剤は、被削物の材質によって適宜選択されるものであり、ウェーハＷがシリコン材製の場合には、例えば酸化セリウムを主成分としている。結合剤は、例えば、フェノール樹脂等の有機化合物系樹脂を主成分としている。

【0023】

吸引装置６０は、吸引ポンプ６１と、この吸引ポンプ６１の吸気側に取り付けられた吸引パイプ６２を備えている。吸引パイプ６２には、上述した吸引流路４３が接続されている。

【0024】

このように構成されたＣＭＧ装置１０は、次のようにしてウェーハＷを研削する。すなわち、合成砥石１００を研削ヘッド５０に取り付ける。次に、搬送ロボットによりウェーハＷをテーブル２３に取り付ける。

【0025】

次に、テーブルモータ２１を駆動して、テーブル２３を図１中矢印方向に回転させる。また、回転モータ部４１を駆動して、研削ヘッド５０及び合成砥石１００を図１中矢印方向に回転させる。合成砥石１００の周速を例えば、６００ｍ／ｍｉｎで回転させると共に、加工圧力３００ｇ／ｃｍ^２でウェーハＷ側に押圧する。さらに、揺動軸３２を図１中矢印方向に揺動させる。これらが連動することで、合成砥石１００とウェーハＷとが摺動する。さらに、吸引ポンプ６１を作動させて、吸引パイプ６２、吸引流路４３、吸引孔５３を介して、凹部５２内の空気を吸引する。したがって、凹部５２の内部は負圧となり、合成砥石１００とウェーハＷとの僅かな隙間を通じて空気を取り込むことで外部から内部へ一定方向の空気の流れを有する。

【0026】

合成砥石１００がウェーハＷの表面に接触すると、ウェーハＷ表面の凸部は合成砥石１００との摩擦により微細な加工起点が加熱・酸化されて脆くなって剥がれ落ちる。このようにして、ウェーハＷの凸部だけが研削され、平坦化される。研削された微少なシリコン材の粉塵のうち、凹部５２に入ったものは、吸引孔５３から吸い込まれ、吸引流路４３、吸引パイプ６２を通じて吸引ポンプ６１内に回収される。

【0027】

なお、羽根５４が設けられていることにより、ウェーハＷの表面に落下した粉塵が凹部５２内に再度巻き上げられ、吸引される。また、羽根５４付近の空気の流速が速くなり、凹部５２の図２中上面付近の粉塵が吸引孔５３に吸引されやすくなる。

【0028】

このようにしてＣＭＧ装置１０によって、ウェーハＷの表面を研削する際に生じた粉塵は、吸引されて回収される。このため、加工室が粉塵で汚染されることを防止できる。したがって、加工室雰囲気の交換や、定期的な清掃は不要となる。また、ウェーハＷ上に粉塵が堆積する虞も無く、加工点に悪影響が生じず、所定の研削処理を実施することができる。さらに、半導体デバイスの研削加工をクリーンルーム内で処理することもできる。

【0029】

図４〜図５は、本発明の第２の実施の形態を示す図である。これらの図において、図１〜図３と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。本発明の第２の実施の形態に係るＣＭＧ装置１０は、上述した研削ヘッド５０の代わりに研削ヘッド７０を備えている。

【0030】

研削ヘッド７０は、円板状のヘッド本体７１を備えている。ヘッド本体７１は、下面中央部に下向きに開口した凹部７２を有している。ヘッド本体７１の中心部には厚さ方向に貫通する孔部７１ａが形成されている。孔部７１ａには上述した凸部４２ａが嵌入されている。ヘッド本体７１の外周下縁側には合成砥石１００を保持する筒状の保持部７１ｂが形成されている。ヘッド本体７１の上部外周面にはテーパ面７１ｃが形成されている。ヘッド本体７１は外周面７１ｄを有している。

【0031】

ヘッド本体７１には、孔部７１ａを囲んで厚さ方向に貫通する８個の吸引孔７３が形成されている。各吸引孔７３は上述した吸引流路４３に連通している。

【0032】

凹部７２内部には、孔部７１ａを囲んで羽根７４が周方向に９０度ずつ間隔をもって配置されている。羽根７４は、例えば円錐の底面を２つ繋げた形状とし、その軸を径方向に沿って配置する。

【0033】

ヘッド本体７１には、凹部７２から外周面７１ｄ側に貫通する空気孔７５が周方向に９０度ずつ間隔をもって配置されている。なお、空気孔７５の代わりに溝を形成しても良い。

【0034】

ヘッド本体７１のテーパ面７１ｃには、スカート状の外部カバー８０が取り付けられている。外部カバー８０は、円板状のカバー本体８１と、このカバー本体８１の下面側に形成されたカバー凹部８２を備えている。カバー凹部８２の下縁部８２ａはテーパ状に形成されている。カバー凹部８２の内部に上述したヘッド本体７１が同軸的に配置されている。

【0035】

ヘッド本体７１の下面の保持部７１ｂには円環状にわたって筒状の合成砥石１００が着脱自在に取り付けられている。合成砥石１００の外径寸法と内径寸法は、保持部７１ｂの外径寸法と内径寸法と一致している。合成砥石１００の装着には、合成砥石１００に設けられたネジ孔に、研削ヘッド７０側からボルトをネジ込んで装着する。合成砥石１００の下部は外部カバー８０よりも下方に位置している。

【0036】

このように構成されたＣＭＧ装置１０は、次のようにしてウェーハＷを研削する。すなわち、合成砥石１００を研削ヘッド７０に取り付ける。その後、上述した研削ヘッド５０を用いた場合と同様にして、研削加工を行う。吸引ポンプ６１の作動により、吸引パイプ６２、吸引流路４３、吸引孔７３を介して、凹部７２内の空気を吸引する。したがって、凹部７２の内部は負圧となるが、空気孔７５が外部カバー８０のカバー凹部８２に連通しているため、空気孔７５を通じてカバー凹部８２内が負圧となる。カバー凹部８２の下部は開放されているため、合成砥石１００の周囲の空気がカバー凹部８２内に吸引される。

【0037】

合成砥石１００とウェーハＷとの接触により生じた微少なシリコン材の粉塵のうち、凹部７２に入ったものは、吸引孔７３から吸い込まれ、吸引流路４３、吸引パイプ６２を通じて吸引ポンプ６１内に回収される。一方、合成砥石１００の径方向外側に生じた粉塵は、カバー凹部８２から吸い込まれ、空気孔７５を介して凹部７２内に入り、上述したようにして吸引ポンプ６１内に回収される。

【0038】

なお、羽根７４が設けられていることにより、ウェーハＷの表面に落下した粉塵が凹部７２内に再度巻き上げられ、吸引される。また、羽根７４付近の空気の流速が速くなり、凹部７２の図４中上面付近の粉塵が吸引孔７３に吸引されやすくなる。

【0039】

このようにしてＣＭＧ装置１０によって、ウェーハＷの表面を研削する際に生じた粉塵は、吸引されて回収される。このため、加工室が粉塵で汚染されることを防止できる。したがって、加工室雰囲気の交換や、定期的な清掃は不要となる。また、ウェーハＷ上に粉塵が堆積する虞も無く、加工点に悪影響が生じず、所定の研削処理を実施することができる。さらに、半導体デバイスの研削加工をクリーンルーム内で処理することもできる。

【0040】

図６〜図７は、本発明の第３の実施の形態に係るＣＭＧ装置（研削装置）２００を示す図である。図６に示すように、ＣＭＧ装置２００は、円柱状の筐体２１０と、この筐体２１０に設けられた回転駆動機構２２０と、この回転駆動機構２２０に着脱自在に取り付けられた研削ヘッド２３０と、集塵機２４０とを備えている。

【0041】

筐体２１０は、中央に貫通穴２１１が設けられ、底面側に貫通穴２１１の内径よりも大きい中空部２１２が形成されている。

【0042】

回転駆動機構２２０は、筐体２１０の貫通穴２１１の上部に設けられるモータ２２１と、このモータ２２１の出力軸に取り付けられた加工軸２２２と、加工軸２２２を回転自在に、かつ、気密に支持するための軸受部２２５を備えている。加工軸２２２は、円柱状の主軸２２２ａと、この主軸２２２ａの下端側に取り付けられたフランジ部２２２ｂと、下端に取り付けられた凸部２２２ｃを備えている。フランジ部２２２ｂには回転軸に対し平行に貫通する吸引流路２２４が形成されている。

【0043】

研削ヘッド２３０は、円板状のヘッド本体２３１を備えている。ヘッド本体２３１は、下面中央部に下向きに開口した凹部２３２を有している。ヘッド本体２３１の中心部には厚さ方向に貫通する孔部２３１ａが形成されている。孔部２３１ａには上述した凸部２２２ｃが嵌入されている。ヘッド本体２３１の外周下縁側には合成砥石３００を保持する筒状の保持部２３１ｂが形成されている。ヘッド本体２３１の下面の保持部２３１ｂには円環状にわたって筒状の合成砥石３００が着脱自在に取り付けられている。合成砥石３００の外径寸法と内径寸法は、保持部２３１ｂの外径寸法と内径寸法と一致している。

【0044】

図７に示すように、ヘッド本体２３１には、孔部２３１ａを囲んで厚さ方向に貫通する４個の吸引孔２３３が形成されている。各吸引孔２３３は後述する空気流路２３５を介して上述した吸引流路２２４に連通している。

【0045】

凹部２３２内部には、孔部２３１ａを囲んで羽根２３４が周方向に９０度ずつ間隔をもって配置されている。羽根２３４は、例えば板状に形成され、その厚さ方向を回転方向に沿って配置する。

【0046】

ヘッド本体２３１には、回転軸方向に沿った空気流路２３５が形成されている。さらに、空気流路２３５の中途部からヘッド本体２３１の外周面側に貫通する空気孔２３６が周方向に９０度ずつ間隔をもって配置されている。

【0047】

ヘッド本体２３１の外周面には、スカート状の外部カバー２３７が取り付けられている。外部カバー２３７の下端縁は、合成砥石３００の下端よりも上方に位置している。

【0048】

吸引孔２３３に隣接して、研削ヘッド２３０を加工軸２２２に取り付けるためのボルト２３８が設けられている。

【0049】

このように構成されたＣＭＧ装置２００は、次のようにしてウェーハＷを研削する。すなわち、合成砥石３００を研削ヘッド２３０の保持部２３１ｂに取り付ける。

【0050】

次に、モータ２２１を駆動して、研削ヘッド２３０及び合成砥石３００を回転させる。合成砥石３００の周速を例えば、６００ｍ／ｍｉｎで回転させると共に、加工圧力３００ｇ／ｃｍ^２でウェーハＷ側に押圧する。集塵機２４０を作動させて、中空部２１２、吸引流路２２４、及び、吸引孔２３３を介して、凹部２３２内の空気を吸引する。

【0051】

なお、羽根２３４が設けられていることにより、ウェーハＷの表面に落下した粉塵が凹部２３２内に再度巻き上げられ、吸引される。また、羽根２３４付近の空気の流速が速くなり、凹部２３２の図６中上面付近の粉塵が吸引孔２３３に吸引されやすくなる。

【0052】

さらに、空気孔２３６を介して外部カバー２３７内部が空気流路２３５に連通しているため、空気流路２３５を通じて外部カバー２３７内部空間は負圧となる。外部カバー２３７の下部は開放されているため、合成砥石３００の周囲の空気が外部カバー２３７内部空間に吸引される。

【0053】

合成砥石３００がウェーハＷの表面に接触すると、ウェーハＷ表面の凸部は合成砥石３００との摩擦により微細な加工起点が加熱・酸化されて脆くなって剥がれ落ちる。このようにして、ウェーハＷの凸部だけが研削され、平坦化される。研削された微少なシリコン材の粉塵のうち、凹部２３２に入ったものは、吸引孔２３３から吸い込まれ、吸引流路２２４、中空部２１２を通じて集塵機２４０内に回収される。一方、合成砥石３００の径方向外側に生じた粉塵は、外部カバー２３７から吸い込まれ、空気孔２３６を介して空気流路２３５、吸引流路２２４、中空部２１２を介して、集塵機２４０内に回収される。

【0054】

このようにしてＣＭＧ装置２００によって、ウェーハＷの表面を研削する際に生じた粉塵は、吸引されて回収される。このため、加工室が粉塵で汚染されることを防止できる。したがって、加工室雰囲気の交換や、定期的な清掃は不要となる。また、ウェーハＷ上に粉塵が堆積する虞も無く、加工点に悪影響が生じず、所定の研削処理を実施することができる。さらに、半導体デバイスの研削加工をクリーンルーム内で処理することもできる。

【0055】

上述した実施形態における羽根５４，７４，２３４の形状、数、配置は一例であり、装置の大きさ、被研削物の大きさや材質によって、空気の流れをスピンドル側に誘導する構成であれば、適宜変更可能である。例えば、羽根５４，７４，２３４の形状を、回転軸４２に対して傾斜のついたプロペラ形状としてもよい。また、羽根５４，７４，２３４の数は、例えば、３〜６個程度であることが好ましい。さらに、羽根５４，７４，２３４が設けられている位置として、ヘッド本体の凹部内で、かつ、合成砥石の内側であれば適宜設定可能である。また、吸引孔５３，７３，２３３の大きさ、形状、数、配置も一例であり、装置の大きさ、被研削物の大きさや材質によって適宜変更可能である。また、合成砥石の外径寸法と内径寸法は、保持部の外径寸法と内径寸法と一致したものを例示したが、保持部の外径寸法と内径寸法内に収まるのであれば、外径寸法や内径寸法を保持部の外径寸法と内径寸法に一致させなくてもよい。さらに、砥石の形状も筒状としたが、筒状に限られない。例えば、複数の合成砥石を周方向に間隙をもって並設してもよい。例えば、図８に示すように円状面を有する合成砥石４００、図９に示すように扇形の合成砥石４１０、図１０に示すように矩形状の合成砥石４２０、図１１に示すように楕円状の合成砥石４３０等が使用可能である。

【0056】

この他、合成砥石１００，３００の周速は１００ｍ／ｍｉｎ〜１０００ｍ／ｍｉｎの範囲であることが好ましいが、この範囲に限られるものではない。さらに、ワークテーブルが工具よりも大きいラップ盤やポリッシャ等の加工方式の他、バックグラインダ(インフィード方式)でも適用することも可能である。例えば、図１２に示すように、テーブル２３上に３つのウェーハＷを取り付けて、同時に処理を行うバッチ方式を用いてもよい。また、図１３に示すように、テーブル２３に大型のウェーハＷを取り付けて、一枚ずつ処理を行う枚葉方式を用いてもよい。これらの場合、アーム３３による揺動は任意である。

【0057】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

【符号の説明】

【0058】

１０…ＣＭＧ装置（研削装置）、２０…回転テーブル機構、２１…テーブルモータ、２２…テーブル軸、２３…テーブル、３０…砥石支持機構、３１…架台、３２…揺動軸、３３…アーム、４０…砥石駆動機構、４１…回転モータ部、４２…回転軸、４２ａ…凸部、４３…吸引流路、５０…研削ヘッド、５１…ヘッド本体、５１ａ…孔部、５１ｂ…保持部、５２…凹部、５３…吸引孔、５４…羽根、６０…吸引装置、６１…吸引ポンプ、６２…吸引パイプ、７０…研削ヘッド、７１…ヘッド本体、７１ａ…孔部、７１ｂ…保持部、７１ｃ…テーパ面、７１ｄ…外周面、７２…凹部、７３…吸引孔、７４…羽根、７５…空気孔、８０…外部カバー、８１…カバー本体、８２…カバー凹部、８２ａ…下縁部、１００…合成砥石、２００…ＣＭＧ装置（研削装置）、２００…ＣＭＧ装置、２１０…筐体、２１１…貫通穴、２１２…中空部、２２０…回転駆動機構、２２１…モータ、２２２…加工軸、２２２ａ…主軸、２２２ｂ…フランジ部、２２２ｃ…凸部、２２４…吸引流路、２２５…軸受部、２３０…研削ヘッド、２３１…ヘッド本体、２３１ａ…孔部、２３１ｂ…保持部、２３２…凹部、２３３…吸引孔、２３４…羽根、２３５…空気流路、２３６…空気孔、２３７…外部カバー、２３８…ボルト、２４０…集塵機、３００…合成砥石、４００〜４３０…合成砥石、Ｗ…ウェーハ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】