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技術 ボール研磨装置

出願人 株式会社ディスコ
発明者 荒井一尚高沢徹
出願日 1999年4月27日 (20年2ヶ月経過) 出願番号 1999-119490
公開日 2000年11月7日 (18年8ヶ月経過) 公開番号 2000-308958
状態 特許登録済
技術分野 仕上研磨、刃砥ぎ、特定研削機構による研削 洗浄、機械加工
主要キーワード 転写溝 球状物体 キャリアバンド スライシング装置 ベルト送り 研磨済み 前後運動 各領域間
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年11月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

ボール半導体のような球状物体の表面を精度良く効率的に研磨することができる研磨装置を提供する。

解決手段

球状物体を研磨する研磨領域11と、該研磨領域11に球状物体を供給する供給領域12と、研磨領域11において研磨された球状物体を搬出する搬出領域13とを少なくとも含み、球状物体の供給領域12から研磨領域11までの搬送及び研磨領域11から搬出領域13までの搬送を行う搬送手段14と、搬送手段14によって搬送された球状物体を研磨領域11において研磨する研磨手段18とから構成されるボール研磨装置10を提供する。

概要

背景

IC、LSI等の回路は、半導体ウェーハの面に幾多の工程を経て形成され、ダイシングによりチップに分割され、種々の電化製品に利用されている。

ところが、このような製造方法に起因して以下のような問題が発生している。
(1)シリコンインゴットから切り出されたウェーハは、研磨ポリッシング、ダイシング等の工程を経て最終的な完成品となるが、最終的に完成品として利用されるシリコンは1%程度にすぎず、原材料歩留まりが非常に悪い。
(2) ウェーハの搬送、加工においてクリーンルームが不可欠であるため、膨大な設備費がかかる。
(3) 各工程において、スライシング装置ポリッシング装置拡散炉研磨装置ステッパダイシング装置等の装置が必要であるが、ウェーハの径が変わるとそれに対応してすべての装置を入れ換えなければならず、膨大な設備費が必要となる。
(4)半導体チップは薄い小片であるため、欠けやすく強度が低く寿命も比較的短い。

そこで、以上のような問題点をすべて解消するためのひとつの手法として、半導体を、物理的に最も安定し、破損、変形等しないボール状に予め加工しておき、ボール状に加工された半導体(以下、「ボール半導体」という)の表面にIC、LSI等の回路を形成する製造方法が提案されている。

概要

ボール半導体のような球状物体の表面を精度良く効率的に研磨することができる研磨装置を提供する。

球状物体を研磨する研磨領域11と、該研磨領域11に球状物体を供給する供給領域12と、研磨領域11において研磨された球状物体を搬出する搬出領域13とを少なくとも含み、球状物体の供給領域12から研磨領域11までの搬送及び研磨領域11から搬出領域13までの搬送を行う搬送手段14と、搬送手段14によって搬送された球状物体を研磨領域11において研磨する研磨手段18とから構成されるボール研磨装置10を提供する。

目的

しかしながら、この方法を実現するためには、ボール半導体のような球状物体の表面を精度良く効率的に研磨できる装置が不可欠であり、そのような研磨装置を提供することに課題を有している。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

球状物体研磨する研磨領域と、該研磨領域に球状物体を供給する供給領域と、該研磨領域において研磨された球状物体を搬出する搬出領域とを少なくとも含むボール研磨装置であって、球状物体の該供給領域から該研磨領域までの搬送及び該研磨領域から該搬出領域までの搬送を行う搬送手段と、該搬送手段によって搬送された球状物体を該研磨領域において研磨する研磨手段とから構成されるボール研磨装置。

請求項2

搬送手段は、球状物体を収容する収容孔が形成されたキャリアバンドと、該キャリアバンドを送り出すバンド送り手段とから構成され、研磨手段は、キャリアバンドの送り速度との間に生じる相対的な送り速度により該キャリアバンドの収容孔に収容された球状物体に作用して研磨を遂行する研磨ベルトと、該研磨ベルトを摺動可能に支持する支持ブロックと、該研磨ベルトとで該球状物体を挟持して該球状物体の偏摩耗を防止するランダマイズ部とから構成される請求項1に記載のボール研磨装置。

請求項3

キャリアバンドには複数の収容孔が形成され、該収容孔のそれぞれには球状物体が1個ずつ収容され、研磨ベルトには球状物体に接触して形状を転写する転写溝が形成される請求項2に記載のボール研磨装置。

請求項4

供給領域には、キャリアバンドに形成された収容孔に球状物体を供給する供給手段が連結され、搬出領域には、該収容孔から球状物体を吸引し搬出する搬出手段が連結される請求項3に記載のボール研磨装置。

請求項5

研磨ベルトとランダマイズ部には微細固定砥粒が含まれる請求項2乃至4に記載のボール研磨装置。

請求項6

研磨領域には遊離砥粒が供給される請求項1乃至5に記載のボール研磨装置。

請求項7

球状物体はボール半導体である請求項1乃至6に記載のボール研磨装置。

技術分野

0001

本発明は、球状物体の表面を研磨する研磨装置に関する。

背景技術

0002

IC、LSI等の回路は、半導体ウェーハの面に幾多の工程を経て形成され、ダイシングによりチップに分割され、種々の電化製品に利用されている。

0003

ところが、このような製造方法に起因して以下のような問題が発生している。
(1)シリコンインゴットから切り出されたウェーハは、研磨、ポリッシング、ダイシング等の工程を経て最終的な完成品となるが、最終的に完成品として利用されるシリコンは1%程度にすぎず、原材料歩留まりが非常に悪い。
(2) ウェーハの搬送、加工においてクリーンルームが不可欠であるため、膨大な設備費がかかる。
(3) 各工程において、スライシング装置ポリッシング装置拡散炉、研磨装置、ステッパダイシング装置等の装置が必要であるが、ウェーハの径が変わるとそれに対応してすべての装置を入れ換えなければならず、膨大な設備費が必要となる。
(4)半導体チップは薄い小片であるため、欠けやすく強度が低く寿命も比較的短い。

0004

そこで、以上のような問題点をすべて解消するためのひとつの手法として、半導体を、物理的に最も安定し、破損、変形等しないボール状に予め加工しておき、ボール状に加工された半導体(以下、「ボール半導体」という)の表面にIC、LSI等の回路を形成する製造方法が提案されている。

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、この方法を実現するためには、ボール半導体のような球状物体の表面を精度良く効率的に研磨できる装置が不可欠であり、そのような研磨装置を提供することに課題を有している。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、球状物体を研磨する研磨領域と、該研磨領域に球状物体を供給する供給領域と、該研磨領域において研磨された球状物体を搬出する搬出領域とを少なくとも含むボール研磨装置であって、球状物体の供給領域から研磨領域までの搬送及び研磨領域から搬出領域までの搬送を行う搬送手段と、該搬送手段によって搬送された球状物体を研磨領域において研磨する研磨手段とから構成されたボール研磨装置を提供する。

0007

そして、このボール研磨装置は、搬送手段は、球状物体を収容する収容孔が形成されたキャリアバンドと、該キャリアバンドを送り出すバンド送り手段とから構成され、研磨手段は、キャリアバンドの送り速度との間に生じる相対的な送り速度によりキャリアバンドの収容孔に収容された球状物体に作用して研磨を遂行する研磨ベルトと、該研磨ベルトを摺動可能に支持する支持ブロックと、該研磨ベルトとで球状物体を挟持して該球状物体の偏摩耗を防止するランダマイズ部とから構成されること、キャリアバンドには複数の収容孔が形成され、該収容孔のそれぞれには球状物体が1個ずつ収容され、研磨ベルトには球状物体に接触して形状を転写する転写溝が形成されること、供給領域には、キャリアバンドに形成された収容孔に球状物体を供給する供給手段が配設され、搬出領域には、収容孔から球状物体を吸引し搬出する搬出手段が配設されること、研磨ベルトとランダマイズ部には微細固定砥粒が含まれること、研磨領域には遊離砥粒が供給されること、球状物体はボール半導体であることを付加的要件とする。

0008

このように構成されるボール研磨装置によれば、球状物体を精度良くかつ効率的に研磨することができる。

発明を実施するための最良の形態

0009

本発明の実施の形態の一例として、図1に示すボール研磨装置10について説明する。このボール研磨装置10を領域別区分すると、図2に示すように、球状物体を研磨する研磨領域11と、研磨領域11に研磨対象となる球状物体を供給する供給領域12と、研磨領域11において研磨された球状物体を搬出する搬出領域13とからなり、各領域間における球状物体の搬送は搬送手段14により行われる。

0010

図1に示すように、研磨領域11には、球状物体の表面に接触して研磨を行う研磨ベルト15と、研磨ベルト15を摺動可能に支持する支持ブロック16と、研磨ベルト15との間で球状物体を上下方向に挟持するランダマイズ部17とからなる研磨手段18が配設されている。

0011

研磨ベルト15の表面には微細な固定砥粒が含まれており、その中心部には球状物体の最終形状に対応した形状の転写溝19が形成されている。また、研磨ベルト15は、モータに駆動されて回転する複数のプーリーからなるベルト送り機構20によって支持ブロック16により下方から摺動可能に支持された状態で循環する。

0012

ランダマイズ部17は、球状物体の研磨箇所を変化させて満遍なく研磨を行うために、球状物体に回転を与えて偏摩耗を防止する役目を果たすものであり、回転駆動部21と、回転駆動部21に駆動されて水平方向に前後運動しながら球状物体に上方から圧力を加えるランダマイズブロック22と、球状物体に加える圧力を調整する圧力調整手段23とから構成される。なお、ランダマイズブロック22は、回転運動するように構成してもよい。

0013

ランダマイズブロック22の下面は平面に形成され、この面の摩擦係数は、研磨ベルト15の表面の摩擦係数より大きくなっている。また、より効率的に研磨を行わせたい場合は、ランダマイズブロック22の下面に微細な固定砥粒を含ませておくこともできる。

0014

搬送手段14は、球状物体の供給領域12から研磨領域11への搬送及び研磨領域11から搬出領域13への搬送を行うキャリアバンド25と、キャリアバンド25をたるみを防止しながら送り出す複数のプーリーからなるバンド送り手段27とから構成され、キャリアバンド25には、球状物体を収容できる複数の収容孔24を備えている。

0015

供給領域12には、供給手段28が連結され、収容した球状物体40を研磨領域11に供給すべくキャリアバンド25の収容孔24に供給する。一方、搬出領域13には、吸引源29から供給される吸引力によって研磨済みの球状物体を収容孔24から吸引して搬出する搬出手段30が連結されている。

0016

次に、このように構成されるボール研磨装置10を用いて、球状物体の一種であるボール半導体を研磨する場合について説明する。

0017

研磨しようとするボール半導体40は、供給手段28に収容される。そして、収容されたボール半導体40は、1個ずつキャリアバンド25の収容孔24に収容されていく。

0018

収容孔24に収容されたボール半導体40は、キャリアバンド25の移動によって研磨領域11における研磨手段18に位置付けられる。研磨手段18においては、研磨ベルト15が一定方向に移動しており、研磨ベルト15とキャリアバンド25との間に生じる相対的な送り速度の差によって、ボール半導体40の表面が研磨される。例えば、図示した例においては、研磨ベルト15とキャリアバンド25とが逆方向に移動することにより両者の間に相対的な送り速度の差が生じている。

0019

このとき、図3に示すように、研磨ベルト15は支持ブロック16によって摺動可能に支持されているため、一定の高さを維持しながら安定的に水平移動する。一方、キャリアバンド25の収容孔24に収容されたボール半導体40には、ランダマイズブロック22と支持ブロック16とによって挟まれて回転ができる程度に上下方向から圧力が加わるため、移動する研磨ベルト15の上をボール半導体40が滑り、研磨ベルト15の固定砥粒26によって表面が研磨される。ここで、研磨ベルト15には転写溝19が形成されているため、その形状がボール半導体40に高精度に転写される。

0020

また、ランダマイズブロック22の下面の摩擦係数は、研磨ベルト15の表面の摩擦係数より大きいため、ボール半導体40には、ランダマイズブロック22が前後動する方向、即ち、研磨ベルト15と交わる方向に回転力が働く。従って、この回転力とキャリアバンド25の移動とによって、ボール半導体40は、収容孔24内において自転軸が変化しながら回転し、研磨ベルト15によって表面が満遍なく均一に研磨される。また、ランダマイズブロック22の下面にも固定砥粒を含ませておけば、その面によっても同時に研磨が行われる。更に、固定砥粒に替え研磨領域11に遊離砥粒を供給するように構成してもよいが、遊離砥粒と併用すれば研磨を効率的に行うことができる。

0021

なお、それでも研磨が均一に行われない場合には、例えば圧力調整手段23から圧力を加えることにより荷重を加えて圧力を調整することができる。また、支持ブロック16からの圧力を調整するようにしてもよい。

0022

こうして表面が均一に研磨されたボール半導体は、キャリアバンド25の移動によって搬送されることによりランダマイズ部17及び支持ブロック16による圧力から開放されて搬出領域13に位置付けられる。そして、搬出領域13においては、搬出手段30によって研磨後のボール半導体が吸引されて装置外部に搬出される。

0023

このようにしてボール研磨装置10によって研磨されたボール半導体は、表面が精度良く加工され、また、研磨に要する時間も短時間で済み効率的である。

発明の効果

0024

以上説明したように、本発明に係るボール研磨装置によれば、球状物体を精度良く研磨することができるため、球状物体の品質を高めることができる。特に、球状物体がボール半導体の場合には、研磨の精度を高めることにより、表面に形成される回路の特性等の面からも高品質化を図ることができる。

0025

また、効率的に研磨することができるため、生産性を高めることができる。

図面の簡単な説明

0026

図1本発明に係るボール研磨装置の実施の形態の一例を示す斜視図である。
図2同ボール研磨装置を領域ごとに区分して示したブロック図である。
図3研磨領域においてボール半導体が研磨される様子を示す説明図である。

--

0027

10…ボール研磨装置11…研磨領域
12…供給領域13…搬出領域
14…搬送手段 15…研磨ベルト
16…支持ブロック17…ランダマイズ部
18…研磨手段 19…転写溝20…ベルト送り機構
21…回転駆動部 22…ランダマイズブロック
23…圧力調整手段 24…収容孔
25…キャリアバンド26…固定砥粒
27…バンド送り手段 28…供給手段 29…吸引源
30…搬出手段 40…ボール半導体

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