JP2015174180A - 超音波面取り機 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波振動を利用したワークの外周部の面取り加工において、超音波加振手段を交換することなく、任意の種類の砥石を用いることができる超音波面取り機を提供する。
【解決手段】吸着テーブル１０に吸着保持されたウェーハＷをθ軸周りに回転させながら、ウェーハＷの外周部を回転する砥石１０８の研削溝１１０に当接させ、ウェーハＷの外周部の面取り加工を行う。このとき、θ軸シャフト９８に組み込まれた超音波加振手段によりウェーハＷに超音波振動を付加してウェーハＷをθ軸方向に振動させながら面取り加工を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は超音波面取り機に係り、特にウェーハや様々な形状の脆性材料の板状体、例えば、サファイヤ、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＬＴ（タンタル酸リチウム）等の化合物半導体、酸化物の板状体の外周部の面取り加工に適した超音波面取り装置に関する。

半導体装置や電子部品等の素材となるウェーハは、インゴットの状態からスライシング装置でスライスされた後、その周縁の割れや欠け等を防止するために外周部に面取り加工が施される。

このような面取り加工に使用される面取り機は、面取り用の溝が形成された砥石を高速回転させてその砥石の溝にウェーハの外周部（周縁）を接触させ、かつ、ウェーハを回転させてウェーハの外周部を面取り加工する（特許文献１、２等参照）。

また、特許文献３には、砥石に超音波振動を付加しながらワークの外周部の面取り加工を行うことで、高精度の面取り加工、砥石の長寿命化、粗い砥粒の砥石による高精度の仕上げ加工等を可能にすることが開示されている。

特開平７−１５６０５０号公報 特開２００９−１４２９２７号公報 特開平９−１６８９４７号公報

ところで、特許文献３のように超音波振動を利用した面取り加工は、脆性材料の板状体（ワーク）に対しても、割れや欠けを生じさせることなく、高精度の面取り加工を可能にし、また、砥粒の砥石による高精度の仕上げ加工を可能にすることから加工時間を短縮することができる。また、研削工具の長寿命化により生産コストを低減することができ、砥石のドレス頻度を低減することができることから作業工数も低減することができる。

しかしながら、特許文献３のように砥石に超音波振動を付加する場合、砥石が重いために振動が生じ難く、砥石に適切な振動を与えるためには、砥石に対して超音波加振手段から高振動エネルギーの超音波を出力する必要がある。そのため、超音波加振手段の大型化や高消費電力化を招くという問題がある。

また、振動が生じ難い砥石に適切な振動を与えるためには、砥石の種類（砥石の大きさや厚さ等）に適切に対応した特性の超音波加振手段を用いる必要がある。そのため、面取り加工するワークの種類や面取り形状等に応じて砥石の種類を変更した場合には、砥石の種類に応じて超音波加振手段も適切な特性のものに交換する必要がある。

しかしながら、砥石の種類に応じて超音波加振手段を適切な特性のものに交換できるようにする場合には、高コスト化や作業工数の増加を招くという問題がある。

一方、超音波加振手段の交換を行えないようにした場合には、超音波振動を適切に与えることができる砥石の種類が制限されてしまい、面取り加工可能なワークの種類や面取り形状が特定のものに限られてしまうという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、超音波振動を利用したワークの外周部の面取り加工において、超音波加振手段を交換することなく、任意の種類の砥石を用いることができる超音波面取り機を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る超音波面取り機は、回転軸の周りに回転する保持台に保持されて回転する板状体の外周部に回転する砥石を当接させることにより、前記板状体の外周部を面取り加工する超音波面取り機であって、前記面取り加工の実施時において前記板状体に超音波振動を付加する超音波加振手段を備えている。

本発明によれば、板状体に超音波振動を与えて面取り加工を行うため、高精度の面取り加工、砥石の長寿命化、粗い砥粒の砥石による高精度の仕上げ加工等が可能になるとともに、砥石の種類を交換した場合であっても、超音波加振手段を交換することなく適切に板状体を振動させることができる。したがって、生産コストや作業工数を低減することができる。

また、本発明において、前記超音波加振手段は、前記板状体を前記回転軸の方向に振動させる態様とすることが望ましい。

また、本発明において、前記超音波加振手段は、モータの動力を前記保持台に伝達するシャフトに組み込まれた態様とすることができる。

また、本発明において、前記超音波加振手段は、超音波を発生させる超音波振動子と、超音波振動子により発生した超音波の振幅を増加させて前記保持台に伝達するホーンと、から構成された態様とすることができる。

本発明によれば、超音波振動を利用したワークの外周部の面取り加工において、超音波加振手段を交換することなく、任意の種類の砥石を用いることができる。

本発明に係る超音波面取り機の構成を示す正面図 本発明に係る超音波面取り機の構成を示す平面図 総形砥石の部分拡大図 台形砥石の部分拡大図 総型砥石の部分拡大図 超音波加振手段の構成を示した部分断面図

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

図１、図２は、本発明に係る超音波面取り機の構成を示す正面図と平面図である。

同図の超音波面取り機５０は、超音波振動を利用して、ウェーハや様々な形状の脆性材料の板状体（ワーク）、例えば、サファイヤ、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＬＴ（タンタル酸リチウム）等の化合物半導体、酸化物のワークの外周部の面取り加工を行う装置である。ただし、必ずしも脆性材料の板状体に限らず、任意材料の板状体の外周部の面取り加工を行うことも可能である。以下において、面取り加工を行うワークをウェーハであるものとして説明する。

同図に示すように超音波面取り機５０は、ウェーハ送りユニット５０Ａと研削ユニット５０Ｂとから構成される。

まず、ウェーハ送りユニット５０Ａの構成について説明すると、水平に配設されたベースプレート５１上には、一対のＹ軸ガイドレール５２、５２が所定の間隔をもって敷設される。この一対のＹ軸ガイドレール５２、５２上にはＹ軸リニアガイド５４、５４、…を介してＹ軸テーブル５６がスライド自在に支持される。

Ｙ軸テーブル５６の下面にはナット部材５８が固着されており、ナット部材５８にはＹ軸ボールネジ６０が螺合される。

Ｙ軸ボールネジ６０は、一対のＹ軸ガイドレール５２、５２の間において、その両端部がベースプレート５１上に配設された軸受部材６２、６２に回動自在に支持されており、その一方端にＹ軸モータ６４が連結される。

したがって、Ｙ軸モータ６４を駆動することによりＹ軸ボールネジ６０が回動し、ナット部材５８を介してＹ軸テーブル５６がＹ軸ガイドレール５２、５２に沿って水平方向（Ｙ軸方向）にスライド移動する。

Ｙ軸テーブル５６上には、一対のＹ軸ガイドレール５２、５２と直交するように一対のＸ軸ガイドレール６６、６６が敷設される。この一対のＸ軸ガイドレール６６、６６上にはＸ軸リニアガイド６８、６８、…を介してＸ軸テーブル７０がスライド自在に支持される。

Ｘ軸テーブル７０の下面にはナット部材７２が固着されており、ナット部材７２にＸ軸ボールネジ７４が螺合される。

Ｘ軸ボールネジ７４は、一対のＸ軸ガイドレール６６、６６の間において、その両端部がＸ軸テーブル７０上に配設された軸受部材７６、７６に回動自在に支持されており、その一方端に不図示のＸ軸モータの出力軸が連結される。

したがって、Ｘ軸モータを駆動することによりＸ軸ボールネジ７４が回動し、ナット部材７２を介してＸ軸テーブル７０がＸ軸ガイドレール６６、６６に沿って水平方向（Ｘ軸方向）にスライド移動する。

Ｘ軸テーブル７０上には、垂直にＺ軸ベース８０が立設されており、Ｚ軸ベース８０には一対のＺ軸ガイドレール８２、８２が所定の間隔をもって敷設される。この一対のＺ軸ガイドレール８２、８２にはＺ軸リニアガイド８４、８４を介してＺ軸テーブル８６がスライド自在に支持される。

Ｚ軸テーブル８６の側面にはナット部材８８が固着されており、ナット部材８８にＺ軸ボールネジ９０に螺合される。

Ｚ軸ボールネジ９０は、一対のＺ軸ガイドレール８２、８２の間において、その両端部がＺ軸ベース８０に配設された軸受部材９２、９２に回動自在に支持されており、その下端部にＺ軸モータ９４の出力軸が連結される。

したがって、Ｚ軸モータ９４を駆動することによりＺ軸ボールネジ９０が回動し、ナット部材８８を介してＺ軸テーブル８６がＺ軸ガイドレール８２、８２に沿って鉛直方向（Ｚ軸方向）にスライド移動する。

Ｚ軸テーブル８６上にはθ軸モータ９６が設置される。このθ軸モータ９６の出力軸にはＺ軸に平行なθ軸（回転軸θ）を軸心とするθ軸シャフト９８が連結されており、このθ軸シャフト９８の上端部に吸着テーブル（保持台）１０が水平に連結される。

面取り加工するウェーハＷは、この吸着テーブル１０上に載置されて、真空吸着によって保持される。

また、θ軸シャフト９８は、詳細を後述するように吸着テーブル１０上に載置されたウェーハＷに対してθ軸方向の超音波振動を付加する超音波加振手段（超音波加振装置）により構成される。その超音波加振手段により、吸着テーブル１０上のウェーハＷに対してθ軸シャフト９８の回転軸（θ軸）方向の超音波振動が付加されるようになっている。

なお、超音波とは、例えば、２０ｋＨｚ以上の周波数の音波を示すと定義され、本実施の形態の超音波加振手段は２０ｋＨｚの周波数の超音波を出力してウェーハＷを２０ｋＨｚの周波数で振動させる。ただし、２０ｋＨｚ以上の周波数の超音波によりウェーハＷを振動させてもよい。また、２０ｋＨｚよりも低い周波数の音波であっても本実施の形態の超音波面取り機５０と同様の効果を有する場合には、その周波数の音波によりウェーハＷを振動させてもよく、本明細書における超音波の周波数に該当するものとする。

以上のように構成されたウェーハ送りユニット５０Ａにおいて、吸着テーブル１０は、Ｙ軸モータ６４を駆動することにより図中Ｙ軸方向に水平移動し、Ｘ軸モータを駆動することにより図中Ｘ軸方向に水平移動する。そして、Ｚ軸モータ９４を駆動することにより図中Ｚ軸方向に垂直移動し、θ軸モータ９６を駆動することによりθ軸回りに回転する。

続いて、研削ユニット５０Ｂの構成について説明すると、ベースプレート５１上には架台１０２が設置される。架台１０２上には外周モータ１０４が設置されており、この外周モータ１０４の出力軸にはＺ軸に平行な回転軸ＣＨを軸心とする外周スピンドル１０６が連結される。ウェーハＷの外周部を面取り加工する外周研削砥石１０８（以下、単に砥石１０８という）は、この外周スピンドル１０６に着脱可能に装着され、外周モータ１０４を駆動することにより回転する。

また、詳細な構成についての説明は省略するが図２に示すように砥石１０８にウェーハＷが接触する加工点に向けてクーラント（研削液）を吐出するノズル１２１が設けられる。

ここで、砥石１０８は、面取り加工を行うウェーハ（ワーク）の種類や面取り形状等に応じて所望の種類のものに交換可能である。たとえば、図１に示した砥石１０８の形態（種類）は、いわゆる総形砥石であり、図３の部分拡大図に示すように、砥石１０８の外周に、ウェーハＷに加工する面取り形状と同じ形状の研削溝１１０を有する。研削溝１１０にはダイヤモンド等の砥粒が付着されている。この形態の砥石１０８の場合、研削溝１１０にウェーハＷの外周部（周縁）を当接することにより、ウェーハＷの外周部が面取り加工される。研削溝１１０の形状は面取り形状に応じて異なる。

また、他の形態の砥石１０８として、図４の部分拡大図に示すように、砥石１０８の外周に、砥粒が付着された略台形状の研削溝１２０を有する台形砥石を用いることができる。研削溝１２０にはダイヤモンド等の砥粒が付着されている。この形態の砥石１０８の場合、研削溝１２０の上側のテーパ部分１２０ａにウェーハＷの上面側を当接させることにより、ウェーハＷの外周部の上面側が面取り加工される。また、研削溝１２０の下側のテーパ部分１２０ｂにウェーハＷの下面側を当接させることにより、ウェーハＷの外周部の下面側が面取り加工される。この研削溝１２０の形状も面取り形状に応じて異なる。

さらに、他の形態の砥石１０８として、図５の部分拡大図に示すように、砥石１０８の外周部に図３や図４のような形態の研削溝を複数本有する層型砥石を用いることができる。例えば、同図のように２本の研削溝１３０、１３２を有する場合に、一方の研削溝を粒度の粗い粗加工用の研削溝とし、他方の研削溝を粒度の細かい仕上げ加工用の研削溝とすることができる。ただし、各研削溝の用途は任意であり、また、研削溝の本数も２本に限らない。

以上のごとく構成された超音波面取り機５０において、ウェーハＷは次のように面取り加工される。

まず、面取り加工の実施前の準備工程として、面取り加工するウェーハＷを吸着テーブル１０上に載置して吸着保持する。そして、外周モータ１０４とθ軸モータ９６とを駆動して、砥石１０８と吸着テーブル１０とを共に同方向に高速回転させる。例えば、砥石１０８の回転速度を３０００ｒｐｍとし、吸着テーブル１０の回転速度を、ウェーハＷの外周速度が５ｍｍ／ｓｅｃとなる速さとする。

また、Ｚ軸モータ９４を駆動して吸着テーブル１０の高さを調整してウェーハＷの高さを砥石１０８の研削溝１１０の高さに対応させる。更に、Ｘ軸モータを駆動して、ウェーハＷの回転軸となるθ軸（回転軸θ）と、砥石１０８の回転軸ＣＨとのＸ軸方向の位置を一致させる。

更に、超音波加振手段を稼働させてウェーハＷを超音波によりθ軸方向に振動させる。例えば、その振動周期は、上述のように２０ｋＨｚとする。

次に、面取り加工の実施工程として、Ｙ軸モータ６４を駆動して、ウェーハＷを砥石１０８に向けて送る。そして、ウェーハＷの外周部が砥石１０８の研削溝１１０に当接する直前で減速し、その後、低速でウェーハＷを砥石１０８に向けて送る。これにより、ウェーハＷは回転軸方向（θ軸方向）に振動しながら、ウェーハＷの外周部が砥石１０８の研削溝１１０に摺接し、微小量ずつ研削されて面取り加工される。また、ノズル１２１から加工点に向けてクーラントを吐出し、加工点の冷却と共に、研削屑や砥石の磨耗粉（破砕・脱落した砥粒）の排出を行う。

そして、ウェーハＷの外周部が研削溝１１０の最深部に到達して所定時間が経過すると面取り加工を終了し、ウェーハＷを砥石１０８から離間する方向に移動させてウェーハＷを回収する位置に移動させる。

なお、上述の面取り加工の手順は一例であって、他の手順で面取り加工が行われるものであってもよい。

次に、ウェーハ送りユニット５０Ａにおけるθ軸シャフト９８を構成する超音波加振手段（超音波加振装置）について説明する。

図６は、超音波加振手段の構成を示した部分断面図である。

同図に示すように超音波加振手段１５０は、超音波振動子１５２（超音波振動子ユニット）と、超音波振動子１５２の上端に連結されるホーン１５４とを有する。

超音波振動子１５２の下端には、θ軸モータ９６の不図示の出力軸（軸部材）の先端が連結され、ホーン１５４の上端には吸着テーブル１０を有するテーブル部２００が着脱可能に取り付けられる。

また、超音波振動子１５２とホーン１５４とは外形が円筒状に形成されており、それらの軸心が鉛直方向と平行なθ軸と同軸上に配置される。これによって、超音波振動子１５２とホーン１５４とがθ軸シャフト９８を構成し、θ軸モータ９６の駆動により、θ軸モータ９６の出力軸と共にθ軸を中心にして回転する。

なお、超音波加振手段１５０（超音波振動子１５２及びホーン１５４）は、θ軸モータ９６とテーブル部２００との間のθ軸シャフト９８の全体を構成するものでなくてもよく、θ軸シャフト９８の一部に組み込まれる形態とすることができる。

また、超音波加振手段１５０（超音波振動子１５２及びホーン１５４）、即ち、θ軸シャフト９８は、円筒状の外筒部材１６０の管腔に回動自在に配置される。

外筒部材１６０は、θ軸モータ９６の外壁部材などのＺ軸テーブル８６（図１参照）に対して固定された固定部材に固定され、外筒部材１６０の軸心がθ軸と同軸上に配置される。

外筒部材１６０の上端部１６０ａは、外径が縮径されると共に内径が拡径されており、その上端部１６０ａの内側にホーン１５４に形成されたフランジ部１５４ａが嵌入される。そして、その上端部１６０ａにキャップ部材１６２が外嵌され、フランジ部１５４ａが鉛直方向及び水平方向の移動が規制される。これにより、超音波振動子１５２とホーン１５４とが、鉛直方向及び水平方向の移動が規制された状態でθ軸周りに回動自在に外筒部材１６０に支持される。

超音波振動子１５２は、下端側から上端側に向けて順に連結された第１金属ブロック１７０、圧電素子ブロック１７２、第２金属ブロック１７４を有する。

図では省略するが、圧電素子ブロック１７２には、その軸心（θ軸）の位置に軸方向に沿って貫通形成されたボルト挿通孔が設けられ、そのボルト挿通穴に結合ボルトが挿通される。そして、その結合ボルトの両端が、第１金属ブロックと第２金属ブロックとに形成されたネジ穴にされている。これによって、第１金属ブロック１７０と第２金属ブロック１７４とが、それらの間に圧電素子ブロック１７２を挟み込んだ状態で連結されている。

第１金属ブロック１７０は、下端面においてθ軸モータ９６の出力軸の先端とネジ結合などによって連結する連結部１７０ａを有する。

圧電素子ブロック１７２は、４つの圧電素子（第１圧電素子１７２ａ〜第４圧電素子１７２ｄ）と４つの電極（第１電極１８０ａ〜第４電極１８０ｄ）とが交互に直列に積層されて構成される。

第３電極１８０ｃと第４電極１８０ｄは、第１圧電素子１７２ａ〜第４圧電素子１７２ｄの外周面に沿った位置よりも外側に延在する円環状の接続部１８２ｃ、１８２ｄを有する。

第１電極１８０ａは第３電極１８０ｃの接続部１８２ｃに接続されて第３電極１８０ｃと同電位に設定されると共に、第３電極１８０ｃの接続部１８２ｃには外筒部材１６０の管腔内に配線された電線１８４の先端のブラシが摺動可能に接触する。

第２電極１８０ｂは第４電極１８０ｄの接続部１８２ｄに接続されて第４電極１８０ｄと同電位に設定されると共に、第４電極１８０ｄの接続部１８２ｄには外筒部材１６０の管腔内に配線された電線１８５の先端のブラシが摺動可能に接触する。

電線１８４と電線１８５との間には、不図示の交流電圧供給回路からの所定周波数、所定振幅の交流電圧が印加される。

これによって、第１圧電素子１７２ａ〜第４圧電素子１７２ｄの各々に対して交流電圧供給回路からの交流電圧が印加される。

第１圧電素子１７２ａ〜第４圧電素子１７２ｄの各々は、印加された交流電圧の周波数に従って伸縮する。これによって、圧電素子ブロック１７２からは、軸方向（θ軸方向）の超音波振動が発生する。例えば、交流電圧供給回路から電線１８４と電線１８５との間に２０ｋＨｚの周波数の交流電圧が印加され、圧電素子ブロック１７２から２０ｋＨｚの超音波振動が発生する。なお、圧電素子ブロック１７２において積層する圧電素子の数は４つに限らない。

第２金属ブロック１７４は、圧電素子ブロック１７２により発生した超音波振動をホーン１５４に伝達する。

第２金属ブロック１７４の上端部には、ホーン１５４の下端部とネジ結合するネジ穴１７４ａが形成される。

ホーン１５４は、共振体であり、第２金属ブロック１７４から伝達された超音波振動の振幅を増加させて上端に連結されたテーブル部２００に伝達する。

ホーン１５４の下端面には、ネジ部１５４ｂが突出形成されており、そのネジ部１５４ｂが第２金属ブロック１７４のネジ穴１７４ａにネジ結合する。これにより、第２金属ブロック１７４の上端面、即ち、超音波振動子１５２の上端面と、ホーン１５４の下端面が隙間なく接合され、第２金属ブロック１７４からホーン１５４へと超音波振動が伝達される。

また、ホーン１５４の軸方向（θ軸方向）の中央付近には、ホーン１５４に伝達された超音波振動の振幅が最小となるノーダルポイントが存在しており、そのノーダルポイントの位置に、外径が他の部分よりも拡大した上述のフランジ部１５４ａが形成される。フランジ部１５４ａは上述のように外筒部材１６０の上端部１６０ａに保持される。

ホーン１５４の上端面には、テーブル部２００の円柱状に突出した連結軸２０２と連結する連結穴１５４ｃが形成される。テーブル部２００の連結軸２０２には、ネジ部２０２ａが形成されており、連結穴１５４ｃには、その連結軸２０２のネジ部２０２ａと螺合するネジ部１８６が設けられる。これによって、ホーン１５４の上端にテーブル部２００が着脱可能に連結され、超音波振動子１５２からホーン１５４に伝達した超音波振動がテーブル部２００に伝達される。

また、ホーン１５４の内部には吸引管路１８８が形成されており、連結穴１５４ｃの底部に吸引管路１８８の１つの開口１８８ａが形成され、ホーン１５４の側面の２箇所に吸引管路１８８の開口１８８ｂ、１８８ｃが形成される。

側面の開口１８８ｂ、１８８ｃには、外筒部材１６０の管腔内に配設された吸引管１９０、１９２と吸引管路１８８とを接続する管継手１９４が設けられる。管継手１９４は、ホーン１５４のθ軸周りの任意の回転角度において吸引管路１８８と吸引管１９０、１９２とを接続する。

吸引管１９０、１９２には、不図示の吸引装置が接続されており、吸引装置は、吸引管１９０、１９２を負圧にする。

一方、テーブル部２００には、連結軸２０２の下端面から吸着テーブル１０の上面まで連通する吸引管路２０４が形成される。また、吸着テーブル１０の上面には、その吸引管路２０４の上面側の開口２０４ａの位置に連続する複数の溝２０６が形成される。さらに、ホーン１５４の連結穴１５４ｃには、テーブル部２００の連結軸２０２と連結穴１５４ｃの壁面との間の隙間を封止するＯリング１９６が設けられ、その隙間を空気が流れることが防止されている。

従って、吸引装置により吸引管１９０、１９２の管路内を負圧にすることにより、吸着テーブル１０の上面にウェーハＷが載置された際に、ホーン１５４内の吸引管路１８８、テーブル部２００の吸引管路２０４、及び、吸着テーブル１０の上面の溝２０６が負圧となる。これによって、吸着テーブル１０の上面にウェーハＷを吸引する力が作用して、ウェーハＷが吸着される。そして、ホーン１５４からテーブル部２００に伝達した超音波振動がウェーハＷに伝達し、ウェーハＷがθ軸方向に振動する。

以上の超音波加振手段１５０によれば、図３のように、ウェーハＷの外周部を砥石１０８の研削溝１１０に接触させて面取り加工している際に、ウェーハＷにθ軸方向の超音波振動を与えることができる。

このように超音波振動を利用した面取り加工によれば、超音波振動を利用しない面取り加工と比較すると次のような効果が得られる。

（１）ウェーハＷの外周部の端面に生じる加工条痕が、周方向（水平方向）ではなく、鉛直方向（ウェーハＷの厚さ方向）に斜めに傾いた方向に入るため、加工条痕によるダメージの少ない研削が可能になる。したがって、加工面粗度の向上が図れる。また、砥粒の粗い砥石であっても仕上げ加工を行うことができ、加工時間を短縮することができる。

（２）加工点においてウェーハＷと砥石１０８とが常に接触することなく離れるため、加工点に効果的にクーラントを供給することができる。したがって、砥石１０８の寿命が延びる。また、研削屑や砥石の磨耗粉（破砕・脱落した砥粒）の加工点からの排出性が向上し、目詰まりが起こり難くなるため、砥石１０８のドレス頻度を低減し、又は、ドレスを不要にすることができる。

更に、砥石１０８の研削力の低下が防止されるため、加工速度の向上が図れると共に、砥粒の細かい砥石による研削が可能になり加工面粗度の向上が図れる。

（３）砥石１０８の回転による研削だけでなく、ウェーハＷの上下動による研削も行われるため、砥石１０８にかかる負荷が分散される。したがって、砥粒の脱落が大幅に減少する。このことも、砥石の目詰まりを起こり難くするという効果に寄与しており、砥石１０８のドレス頻度の低減、又は、ドレスの不要化を可能にする。

また、本実施の形態のようにウェーハＷに超音波振動を付加した面取り加工によれば、砥石１０８に超音波振動を付加した面取り加工と比較すると次のような効果が得られる。

（１）砥石１０８は重く、例えば、３〜４ｋｇ程度の重量がある（直径２９０ｍｍ、厚さ２０ｍｍ程度の砥石を想定）。そのため、砥石１０８を超音波により適切に振動させることは困難であり、砥石１０８を振動させるためには、砥石１０８の大きさ（直径）や厚さを考慮して超音波加振手段を設計する必要がある。したがって、砥石１０８を異なる種類のものに交換した場合、例えば、図３のように研削溝が１つのものから図５のように研削溝が複数のものに交換した場合には、超音波加振手段も砥石１０８の種類に対応した特性のものに交換する必要がある。

一方、ウェーハＷは軽く、数十グラム程度である（直径３００ｍｍ、厚さ数μｍ程度のウェーハを想定）。また、テーブル部２００も５００〜６００ｇ程度の重量にすることができ、ウェーハＷとテーブル部２００とを併せても砥石１０８よりも十分に軽い。そのため、砥石１０８に比べてウェーハＷを超音波により振動させることは容易である。

したがって、本実施の形態のようにウェーハＷを超音波により振動させる場合には、ウェーハＷやテーブル部２００を異なる種類のものに交換した場合であっても、超音波加振手段１５０を交換することなく、同一のものでウェーハＷを適切に振動させることができる。また、砥石１０８を異なる種類のものに交換した場合であっても、それには全く影響を受けないため、超音波加振手段１５０を交換する必要がない。

以上のことから、生産コストや作業工数の低減を図ることができる。また、従来から使用されている砥石を設計変更することなく使用することができる。

（２）上述のようにウェーハＷとテーブル部２００とを併せても砥石１０８よりも十分に軽い。そのため、ウェーハＷを振動させるために必要な振動エネルギーが砥石１０８を振動させる場合よりも小さい。従って、超音波加振手段１５０を小さくすることができ、装置の小型化、低消費電力化低を図ることができる。

１０…吸着テーブル、５０…超音波面取り機、５０Ａ…ウェーハ送りユニット、５０Ｂ…研削ユニット、５６…Ｙ軸テーブル、７０…Ｘ軸テーブル、８６…Ｚ軸テーブル、９６…θ軸モータ、９８…θ軸シャフト、１０４…外周モータ、１０６…外周スピンドル、１０８…外周研削砥石（砥石）、１１０、１２０、１３０、１３２…研削溝、１２１…ノズル、１５０…超音波加振手段、１５２…超音波振動子、１５４…ホーン、１６０…外筒部材、１６２…キャップ部材、１７０…第１金属ブロック、１７２…圧電素子ブロック、１７２ａ…第１圧電素子、１７２ｂ…第２圧電素子、１７２ｃ…第３圧電素子、１７２ｄ…第４圧電素子、１７４…第２金属ブロック、２００…テーブル部、２０２…連結軸、Ｗ…ウェーハ

Claims (4)

1. 回転軸の周りに回転する保持台に保持されて回転する板状体の外周部に回転する砥石を当接させることにより、前記板状体の外周部を面取り加工する超音波面取り機であって、
   前記面取り加工の実施時において前記板状体に超音波振動を付加する超音波加振手段を備えた超音波面取り機。
2. 前記超音波加振手段は、前記板状体を前記回転軸の方向に振動させる請求項１に記載の超音波面取り機。
3. 前記超音波加振手段は、モータの動力を前記保持台に伝達するシャフトに組み込まれた請求項１又は２に記載の超音波面取り機。
4. 前記超音波加振手段は、超音波を発生させる超音波振動子と、超音波振動子により発生した超音波の振幅を増加させて前記保持台に伝達するホーンと、から構成された請求項１、２、又は３に記載の超音波面取り機。
   

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