(57)【要約】【課題】研磨効率を向上でき、また上定盤の傾倒を防止して精度のよい研磨を行える両面研磨装置を提供する。【解決手段】下定盤１２は、隣接する２つの下定盤１２、１２を含み、下定盤１２の中央部に中央ギア２０が配置されると共に、下定盤１２の外側に外側ギア１８が配置され、キャリア１６は、外側ギア１８と各中央ギア２０との間に噛合されて各下定盤１２上で回転する２つのキャリア１６、１６を含み、上定盤１４は、隣接する２つの下定盤１２の上方に位置して該２つの下定盤１２に跨って配置され、下定盤１２上の２つのキャリア１６に保持されたワークＷを挟む１つの上定盤１４を含むことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が研磨面とされた下定盤と、該下定盤の上方に上下動自在に支持され、下面が研磨面とされた上定盤と、該下定盤と上定盤との間に配置され、ワークを保持可能な透孔を有するキャリアと、前記上下定盤を軸線を中心として回転駆動する駆動装置と、前記キャリアを回転駆動するキャリア駆動装置とを具備し、上下定盤を回転させ、かつキャリアを回転させることにより、キャリアに保持されて上下定盤間に挟まれたワークの両面を研磨する両面研磨装置において、
前記下定盤は、隣接する２つの下定盤を含み、
該下定盤の中央部に中央ギアが配置されると共に、該下定盤の外側に外側ギアが配置されて前記キャリア駆動装置が構成され、
前記キャリアは、該外側ギアと前記中央ギアとの間に噛合されて各下定盤上で回転する２つのキャリアを含み、
前記上定盤は、前記隣接する２つの下定盤の上方に位置して該２つの下定盤に跨って配置され、下定盤上の前記２つのキャリアに保持されたワークを挟む１つの上定盤を含むことを特徴とする両面研磨装置。
【請求項２】
前記下定盤、上定盤およびキャリアが同方向に同一角速度で回転されることを特徴とする請求項１記載の両面研磨装置。
【請求項３】
前記下定盤は、３つ以上の下定盤が同一円周上に位置して配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の両面研磨装置。
【請求項４】
前記下定盤は、３つの下定盤が正三角形の頂点に位置するよう配置され、前記上定盤が、該３つの下定盤に共通に跨って配置される１つの上定盤であることを特徴とする請求項１記載の両面研磨装置。
【請求項５】
前記中央ギアは、前記下定盤の中心に配置された中心ギアであることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の両面研磨装置。
【請求項６】
前記外側ギアは、隣接する下定盤に共用される共通ギアであることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の両面研磨装置。
【請求項７】
前記下定盤および上定盤の研磨面に研磨布が貼付され、該研磨布の表面を整えるドレッサーが、前記下定盤と上定盤とが重ならない位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の両面研磨装置。
【請求項８】
前記下定盤上にスラリーを供給するスラリー供給源を有することを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の両面研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハ等のワークの両面研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの両面研磨装置は種々知られている。
特開平２−２９２１６７号公報（特許文献１）には、両面ラップ盤が開示されている。
この両面ラップ盤は、被加工物を上下の定盤で挟持し、その各定盤を回転させて被加工物の両面を同時にラッピングする両面ラップ盤において、上下各定盤は、一部分が相互に重なるように偏心状に保持され、その相互に重なる部分に、被加工物が保持され且つ回転駆動機構によって回転する薄板状キャリアが配置され、上下各定盤の重ならない部分に、それぞれの定盤の加工面を修正するそれぞれの修正リングが具備されてなる両面ラップ盤に構成されている。
【０００３】
また、上記両面ラップ盤は、上下の定盤およびキャリアが同一方向に、かつ同一回転数（同一角速度）で回転されるようになっている。これにより、キャリアに保持されるワークの表裏面における定盤との間の相対摩擦距離が等しくなり、加工精度に優れるという利点がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平２―２９２１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の両面ラップ盤には次のような課題がある。
すなわち、この両面ラップ盤では、上下の定盤を一部が重なるようにずらして配置し、この重なった部分に１つのキャリアしか配置できないため、装置が大型化するにもかかわらず少ない枚数のワークしか処理できず、研磨効率がよくないという課題がある。
【０００６】
また、下定盤は、基台に適宜なベアリング機構を介して堅固に支持できるが、上定盤は下定盤に対して一部で重なった状態に配置されているので、上定盤には傾倒モーメントが作用する。上記従来の両面ラップ盤では、この上定盤にかかる傾倒モーメントを、上定盤の下面側に２つの修正リングを当接させて受け止める構成を採用している。この修正リングで上定盤の傾倒モーメントを受け止めるのは機構的に極めて厄介であり、上定盤の傾倒を完全には防げず、研磨精度に悪影響を与えるという課題がある。
【０００７】
さらには、研磨装置として、ポリシング装置の場合には、研磨面に研磨布が貼付されるが、研磨布を介して修正リングにより上定盤の傾倒モーメントを受け止める場合には、研磨布に過大な摩擦力が作用し、研磨布の摩耗が著しく、したがって、特許文献１の構成は両面ラップ盤に採用できるとしても、ポリシング装置には採用できないという課題もある。
そこで、本発明は上記課題を解消すべくなされ、その目的とするところは、研磨効率を向上でき、また上定盤の傾倒を防止して精度のよい研磨を行える両面研磨装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る両面研磨装置は、上面が研磨面とされた下定盤と、該下定盤の上方に上下動自在に支持され、下面が研磨面とされた上定盤と、該下定盤と上定盤との間に配置され、ワークを保持可能な透孔を有するキャリアと、前記上下定盤を軸線を中心として回転駆動する駆動装置と、前記キャリアを回転駆動するキャリア駆動装置とを具備し、上下定盤を回転させ、かつキャリアを回転させることにより、キャリアに保持されて上下定盤間に挟まれたワークの両面を研磨する両面研磨装置において、前記下定盤は、隣接する２つの下定盤を含み、該下定盤の中央部に中央ギアが配置されると共に、該下定盤の外側に外側ギアが配置されて前記キャリア駆動装置が構成され、前記キャリアは、該外側ギアと前記中央ギアとの間に噛合されて各下定盤上で回転する２つのキャリアを含み、前記上定盤は、前記隣接する２つの下定盤の上方に位置して該２つの下定盤に跨って配置され、下定盤上の前記２つのキャリアに保持されたワークを挟む１つの上定盤を含むことを特徴とする。
【０００９】
前記下定盤、上定盤およびキャリアが同方向に同一角速度で回転されることを特徴とする。
前記下定盤を、３つ以上同一円周上に位置して配置することができる。
あるいは、前記下定盤を、３つの下定盤が正三角形の頂点に位置するよう配置し、上定盤を、該３つの下定盤に共通に跨って配置するようにすることができる。
前記中央ギアは、前記下定盤の中心に配置された中心ギアであることを特徴とすることができる。
また、前記外側ギアは、隣接する下定盤に共用される共通ギアとすることができる。
【００１０】
また、前記下定盤および上定盤の研磨面に研磨布が貼付され、該研磨布の表面を整えるドレッサーが、前記下定盤と上定盤とが重ならない位置に配置されていることを特徴とする。
また、前記下定盤上にスラリーを供給するスラリー供給源を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本実施の形態では、上記のように、上定盤を２つもしくは３つの下定盤で受け止めているので、上定盤の傾きを防止でき、精度のよい研磨が行える。また、１つの上定盤と、２つもしくは３つの下定盤の重なった位置にそれぞれキャリアを配置でき、生産性を向上させることができる。また、上定盤を修正リングで受け止める構成としていないので、研磨パッドに対する負荷を軽減でき、したがって、ラップ盤のみならず、ポリシング装置にも適用できる。
さらには下定盤、上定盤およびキャリアを同一方向に同一角速度（回転数）で回転させるようにすると、キャリアに保持されているワークＷの表裏面における上下定盤との間の相対摩擦距離が等しくなり、精度のよい研磨が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は両面研磨装置１０の概略的な平面図、図２はそのA-A線断面図である。
両面研磨装置１０は、上面が研磨面１２ａとされた下定盤１２と、下定盤１２の上方に位置して、支持基台（図示せず）にシリンダ機構（図示せず）等の公知の上下動機構を介して上下動自在に支持され、下面が研磨面１４ａとされた上定盤１４と、下定盤１２と上定盤１４との間に配置され、ワークＷを保持可能な透孔を有するキャリア１６と、上下定盤１２、１４を軸線を中心として回転駆動する公知の駆動装置（図示せず）と、キャリア１６を回転駆動するキャリア駆動装置とを具備する。
【００１３】
そして上下定盤１２、１４を回転させ、かつキャリア１６を回転させることにより、キャリア１６に保持されて上下定盤１２、１４間に挟まれたワークＷの両面を研磨するものである。
両面研磨装置１０は、ラップ盤であってもポリシング装置であってもよい。ポリシング装置の場合には、上下定盤１２、１４の研磨面にポリウレタン等からなる研磨布（図示せず）が貼付される。
また、図示しないが、下定盤１２の研磨面にスラリー（研磨液）を供給する公知のスラリー供給源が設けられる。
【００１４】
本実施の形態では、下定盤１２は、２つの下定盤１２、１２が隣接して配置されている。２つの下定盤１２、１２の間には共通ギア１８が配置され、また各下定盤１２、１２の中心に中心ギア２０、２０が配置されている。２２は中心ギア２０、共通ギア１８の駆動軸である。
キャリア１６の外周にはリングギアが設けられている。そして、共通ギア１８と各中心ギア２０、２０との間に噛合されて各下定盤上１２で回転（自転）する２つのキャリア１６、１６を有する。
中心ギア２０、２０、共通ギア１８等でキャリア駆動機構を構成する。なお、中心ギア２０、共通ギア１８は多数のピンが周方向に立設されたピンギアに構成されているが、通常のギアであってもよい。
【００１５】
上定盤１４は１つ設けられ、隣接する２つの下定盤１２、１２の上方に位置して、該２つの下定盤１２、１２に跨るようにして（重なって）配置され、下定盤１２、１２上の２つのキャリア１６、１６に保持されたワークＷを下定盤１２、１２との間で挟むようになっている。
【００１６】
本実施の形態の両面研磨装置１０は上記のように構成されている。
ワークＷの研磨の際は、上定盤１４が上昇され、キャリア１６の透孔内にワークＷが収納され、次いで上定盤１４が下降され、上下定盤１２、１４の研磨面でワークＷを挟み込む。
そして、スラリー供給源からスラリーを下定盤１２の研磨面１２ａ上に供給しつつ、上下定盤１２、１４、キャリア１６を回転させてワークＷの研磨を行う。
その際、下定盤１２、上定盤１４およびキャリア１６を同一方向に同一角速度（回転数）で回転させるようにすると、キャリア１６に保持されているワークＷの表裏面における定盤１２、１４との間の相対摩擦距離が等しくなり、精度のよい研磨が行える。
【００１７】
本実施の形態では、上記のように、上定盤１４を２つの下定盤１２、１２で受け止めているので、上定盤１４の傾きを防止でき、精度のよい研磨が行える。また、１つの上定盤１４と、２つの下定盤１２、１２の重なった位置に２つのキャリア１６、１６を配置でき、生産性を向上させることができる。
また、特文献１のものに比較し、上定盤を修正リングで受け止める構成としていないので、研磨パッドに対する負荷を軽減でき、したがって、ラップ盤のみならず、ポリシング装置にも適用できる。
【００１８】
図３は、ドレッサー２４を設けた実施の形態を示す説明図である。
ドレッサー２４は、上下定盤１２、１４の研磨布の表面を整えるものであり、下定盤１２、１２と上定盤１４とが重ならない位置に配置されている。ドレッサー２４は、上下定盤１２、１４の研磨面に当接しつつ、シリンダ機構等の公知の機構により上下定盤１２、１４の径方向に移動可能に設けられて、当接する研磨布の表面を調整するようになっている。これにより、ワークＷの研磨工程中に、研磨布のドレッシングを並行して行うことができる。なお、ドレッサー２４で上定盤１４を支持しているわけではないので、ドレッサー２４は簡易な構成とすることができる。
【００１９】
図４〜図６は他の実施の形態を示す説明図であり、３つ以上の下定盤１２を同一円周上に位置しするように配置し、各隣接する２つの下定盤１２に対して、上記と同様に１つの上定盤１４を両下定盤１２に跨るように配置している。そして、各下定盤１２と上定盤１４との重なる位置に１つづつキャリア１６を配置している。キャリア１６の駆動機構も上記と同様に中心ギア２０と共通ギア１８とで構成している。
【００２０】
図４に示す両面研磨装置１０では、３つの下定盤１２、３つの上定盤１４および６つのキャリア１６で構成され、図５に示す両面研磨装置１０では、４つの下定盤１２、４つの上定盤１４および８つのキャリア１６で構成され、図６に示す両面研磨装置１０では、５つの下定盤１２、５つの上定盤１４および１０個のキャリア１６で構成されている。もちろん、さらに多くの下定盤１２と上定盤１４とをリング状に配置して研磨装置に構成してもよい。このように、下定盤１２、上定盤１４をリング状に配置することで、より多くのキャリア１６を配置でき、空間効率を高められると共に、生産効率も向上できる。
【００２１】
図７は、さらに他の実施の形態を示す平面図である。
本実施の形態に係る両面研磨装置１０は、下定盤１２を、正三角形の頂点に位置するように３つ配置し、上定盤１４を、該３つの下定盤１２に共通に跨るように配置している。すなわち、３つの下定盤１２、１つの上定盤１４および３つのキャリア１６から構成される両面研磨装置１０を提供できる。
【００２２】
図８、図９はさらにまた他の実施の形態を示し、図８はその概略的な断面図、図９はその平面図である。
本実施の形態では、ギア２０を下定盤１２の中心からは若干ずれた位置に配置してある。請求項１等で、中央ギアとしているのは、ギア２０が完全に下定盤１２の中心に位置する場合と、中心からは若干ずれた位置に位置する場合の両者を含む概念で用いている。
また、外側ギア１８は、隣接する下定盤１２間で共用する共通ギアではなく、下定盤１２ごとにそれぞれ別個に設けている。
本実施の形態でも上記と同様の作用効果を生じることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施の形態に係る両面研磨装置の概略的な平面図である。
【図２】図１の両面研磨装置のA‐A線断面図である。
【図３】図１の両面研磨装置にドレッサーを設けた例を示す概略的な平面図である。
【図４】上下定盤を３つづつリング状に配置した両面研磨装置の概略的な平面図である。
【図５】上下定盤を４つづつリング状に配置した両面研磨装置の概略的な平面図である。
【図６】上下定盤を５つづつリング状に配置した両面研磨装置の概略的な平面図である。
【図７】下定盤を３つリング状に並べ、その上に１つの上定盤を配置した両面研磨装置の概略的な平面図である。
【図８】ギアを若干下定盤の中心からずらし、外側ギアは各下定盤ごとに設けた実施の形態を示す概略的な断面図である。
【図９】図８の実施の形態の概略的な平面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  両面研磨装置
１２  下定盤
１２ａ  研磨面
１４  上定盤
１４ａ  研磨面
１６  キャリア
１８  共通ギア（外側ギア）
２０  中心ギア（中央ギア）
２２  駆動軸
２４  ドレッサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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