(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを研磨するための回転自在の定盤と該定盤を駆動するためのモータとを備えた基台部；
上記基台部の一端から立ち上がった支持部；
上記支持部に基端部を片持梁状に支持されて基台部上に延出し、ワークを定盤に押し付けるための昇降自在の加圧プレートと該加圧プレートを昇降させるためのシリンダとを備えた梁状部；
からなる片面研磨装置において、
上記梁状部の自由な先端部と基台部との間に、該梁状部の先端部を支持して振動及び変移を防止する防振柱が介在し、
上記防振柱は、分離自在且つ長さ調節自在に連結された上部柱片及び下部柱片からなっていて、上部柱片が梁状部に取り付けられ、下部柱片が基台部に取り付けられている、
ことを特徴とする防振機構付き片面研磨装置。
【請求項２】
請求項１に記載の片面研磨装置において、上記防振柱の上部柱片が、上記梁状部に支持位置と非支持位置とに回動自在なるように取り付けられ、また、下部柱片が、上記基台部に固定的に取り付けられているもの。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の片面研磨装置において、上記防振柱が梁状部の左右両側部に設けられているもの。
【請求項４】
請求項３に記載の片面研磨装置において、左右の防振柱が相互に連結されているもの。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや磁気ディスク基板、あるいはその他の機械部品のような実質的に平らな面を持ったワークの片面を研磨するための片面研磨装置に関するものであり、更に詳しくは、振動を防止するための防振機構を備えた片面研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワークの片面を研磨する片面研磨装置は、一般に、図８に示すように、ワーク２を研磨する回転自在の定盤３及び該定盤３を駆動するモータ４を備えた基台部１Ａと、該基台部１Ａの一端から立ち上がった支持部１Ｂと、該支持部１Ｂに一端を片持梁状に支持されて上記基台部１Ａ上にほぼ平行に延出し、上記ワーク２を定盤３に押し付けるための昇降自在の加圧プレート５を複数備えると共に、これらの加圧プレート５を昇降させるためのシリンダ（図示せず）を備えた梁状部１Ｃとからなっている。
【０００３】
このような片面研磨装置においては、上記梁状部１Ｃが片持梁状に支持されているため、研磨加工時に、モーター４や定盤３の回転に伴う振動によって該梁状部１Ｃが振動し易く、これが研磨精度を低下させる原因になっていた。場合によっては、該梁状部１Ｃの振動が増幅され、加圧プレート５が大きく振動して加工不能になることもあった。
また、複数の加圧プレート４がワーク２を定盤３に押し付けたときの反力で上記梁状部１Ｃが上方に押し上げられ、研磨に影響を与えるほど変移することもあり、しかも、その変移は梁状部１Ｃの自由端である先端側ほど大きいため、複数の加圧プレート間で研磨精度にばらつきが生じ易かった。
特に、半導体ウエハの研磨においては、近年、集積回路の高密度化に伴って極めて高い研磨精度が要求されるようになっていることから、研磨精度を低下させる上記振動や変移は極力排除することが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主たる課題は、研磨加工時に梁状部が振動したり変移することのない片面研磨装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、従来の装置に大幅な改変を施すことなく、簡単な防振手段を付設するだけで、上述した梁状部の振動や変移を確実に防止することができる片面研磨装置を提供することにある。
本発明の更に他の課題は、梁状部の振動や変移を防止するための防振手段が、ワークの出し入れやパッドの張り替え、保守・点検等の作業の邪魔にならないように付設されている、合理的設計の片面研磨装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ワークを研磨するための回転自在の定盤と該定盤を駆動するためのモータとを備えた基台部；該基台部の一端から立ち上がった支持部；該支持部に基端部を片持梁状に支持されて基台部上に延出し、ワークを定盤に押し付けるための昇降自在の加圧プレートと該加圧プレートを昇降させるためのシリンダとを備えた梁状部；からなる片面研磨装置において、上記梁状部の自由な先端部と基台部との間に、該梁状部の先端部を支持して振動及び変移を防止する防振柱が介在し、上記防振柱は、分離自在且つ長さ調節自在に連結された上部柱片及び下部柱片からなっていて、上部柱片が梁状部に取り付けられ、下部柱片が基台部に取り付けられていることを特徴としている。
【０００６】
本発明においては、片持梁状に支持された梁状部の自由な先端部が防振柱で支持されることにより、モータや定盤の回転に伴う該梁状部の振動が防止されると共に、加圧プレートでワークが定盤に押し付けられたときの反力で該梁状部が上方へ変移するのも防止され、これらの振動や変移等に起因する研磨精度の低下が生じない。
また、梁状部と基台部との間に防振柱を設けるだけであるため、構成が非常に簡単で、従来の片面研磨装置に大幅な改変を施す必要がない。
【０００７】
本発明の具体的な構成態様によれば、上記防振柱の上部柱片が、上記梁状部に支持位置と非支持位置とに回動自在なるように取り付けられ、また、下部柱片が、上記基台部に固定的に取り付けられている。これにより、ワークの出し入れやパッドの張り替え、保守・点検等の作業の際に上記防振柱を非支持位置に回動させておくことによって、それらの作業を何らの支障なく行うことができる。
本発明においては、上記防振柱が梁状部の左右両側部に設けられている。これらの防振柱は相互に連結することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明するに、図１及び図２に示す片面研磨装置は、後述する防振手段２０を除けば公知のものと実質的に同じ基本構成を有するものであって、地上に据え付けられる基台部１０Ａと、該基台部１０Ａの一端から立ち上がった支持部１０Ｂと、該支持部１０Ｂに基端部を片持梁状に支持されて上記基台部１０Ａ上にほぼ水平に延出する梁状部１０Ｃとからなっている。
【０００９】
上記基台部１０Ａには、ワーク１１を研磨するための回転自在の定盤１２と、該定盤１２を駆動するためのモータ１３とが設けられ、一方、上記梁状部１０Ｃには、ワーク１１を定盤１２に押し付けるための複数の昇降自在の加圧プレート１５と、各加圧プレート１５の昇降と加圧力の付与とを司る流体圧シリンダ（図示せず）とが設けられていて、上記各加圧プレート１５にワーク１１を保持させて回転する定盤１２に押し付けることにより、各ワーク１１の片面を研磨加工するようになっている。
図中、１６は定盤１２の中央部にクーラントを供給するための給液機構、１７は操作ボタン等が設けられているコントロールパネルである。
【００１０】
上記梁状部１０Ｃの自由端である先端部１０Ｄには、該先端部１０Ｄを支持することによって研磨加工時における梁状部１０Ｃの振動や変移等を防止する防振手段２０が設けられている。
上記防振手段２０は、梁状部１０Ｃの左右両側部においてそれぞれ基台部１０Ａとの間に介設された一対の防振柱２１，２１からなるもので、これらの防振柱２１，２１は、分離自在且つ長さ微調節自在に連結された上部柱片２１ａ及び下部柱片２１ｂからなっていて、両防振柱２１，２１の上部柱片２１ａ，２１ａ同士が、梁状部１０Ｃを横断する連結部材２２により一体に連結され、該連結部材２２が、ブラケット２３で上記梁状部１０Ｃに中心軸線の回りを回動自在なるように取り付けられており、該連結部材２２を図１の半時計方向に回動させることにより、同図に鎖線で示すように、下部柱片２１ｂから分離した上部柱片２１ａを、梁状部１０Ｃの側面下部に沿って装置後方に延びる非支持位置に収納できるようになっている。これに対して上記下部柱片２１ｂは、基台部１０Ａの側面に固定された台座２４上に固定的に取り付けられている。
【００１１】
上記上部柱片２１ａと下部柱片２１ｂとを分離自在且つ長さ微調節自在に連結する連結機構は、図３から分かるように、上部柱片２１ａの下端部に取り付けられた連結用の螺子杆２６と、該螺子杆２６に螺着された固定用のナット部材２７とを有するもので、上記螺子杆２６のフランジ２６ａを有する下端部を中空の下部柱片２１ｂ内に嵌入して、上記ナット部材２７を回して下部柱片２１ｂの上端部に圧接させることにより、両柱片２１ａ，２１ｂが相互に連結されるようになっている。
なお、図中２７ａはナット部材２７に取り付けられた螺回操作用のハンドル、２８は、螺子杆２６に固定的に取り付けられたハンドル部材である。
【００１２】
また、上記下部柱片２１ｂにおける装置後方側（図１の右側）の側面には、上記螺子杆２６の下端部が横方向に通り抜けできる大きさの開口２９が形成されており、ナット部材２７を緩めた状態で上部柱片２１ａを連結部材２２の軸線の回りに図１の反時計方向に回動させることにより、該上部柱片２１ａの下端部を上記開口２９を通じて下部柱片２１ｂから脱出させて、上記非支持位置に回動させることができるようになっている。
非支持位置にある上部柱片２１ａは、上記の場合と逆の操作を行うことによって下部柱片２１ｂと連結する支持位置にセットすることができる。
【００１３】
上記構成を有する片面研磨装置は、モータ１３で定盤１２を回転させ、各加圧プレート１５に保持させたワーク１１をこの定盤１２に押し付けて研磨加工するが、この場合に、片持梁状に支持された梁状部１０Ｃは、その自由端である先端部１０Ｄが防振柱２１，２１で支持されているため、上記モータ１３や定盤１２の回転に伴う該梁状部１０Ｃの振動は抑制され、有効な防振効果が発揮される。また、このような防振効果は上記モータ１３や定盤１２を有する基台部１０Ａにおいても同様に得られるため、これらの梁状部１０Ｃ及び基台部１０Ａの振動によって装置全体が大きく振動するといった不都合を全く生じることがなく、しかも、ワーク１１を定盤１２に押し付けたときの反力によって梁状部１０Ｃが上方へ変移するのも抑えられるため、これらの振動や変移等に起因する研磨精度の低下が確実に防止され、高精度の研磨を行うことができる。
【００１４】
図４及び図５は、防振手段２０を備えた本発明の研磨装置について、研磨加工中に各部に発生する振動の大きさを、０〜１ＫＨｚの周波数成分毎に分析して表示したもので、図４は梁状部１０Ｃのほぼ中央部で測定したもの、図５は基台部１０Ａのモータ設置位置の近くで測定したものであり、いずれの図においても、（Ａ）は鉛直方向の振動、（Ｂ）は水平（左右）方向の振動である。なお、この時の加工条件は次のとおりである。
試料    ：８インチウエハを１つの加圧ヘッドに５枚貼着（４ヘッド）
加工圧力：１９５Ｋｇ（１２５ｇ／ｃｍ2 ）
回転数  ：４０ｒ．ｐ．ｍ．
【００１５】
一方、図６及び図７には、防振手段を備えていない従来の研磨装置について、同様に梁状部及び基台部の同じ位置で測定した周波数成分毎の振動の大きさが示されている。これらの図においても、（Ａ）は鉛直方向の振動、（Ｂ）は水平方向の振動である。
【００１６】
両者の比較から明らかなように、防振手段２０を設けた本発明においては、梁状部及び基台部の何れの場所においても、鉛直方向及び水平方向の振動がともに従来より著しく低く抑えられ、有効な防振効果が得られている。
上記研磨装置に対するワーク１１の出し入れや、パッドの張り替え、保守・点検等の作業を行う場合は、上記防振柱２１，２１における上部柱片２１ａを下部柱片２１ｂから分離して非支持位置に回動させることにより、これらの作業を何らの支障なく行うことができる。
【００１７】
また、上記防振手段２０は、梁状部１０Ｃと基台部１０Ａとの間に防振柱２１を取り付けたものであるため、その構成が非常に簡単で、従来の片面研磨装置に大幅な改変を施す必要がなく、従って、新設装置だけでなく、既設の装置にも簡単に付設することができる。
上記実施例では、左右の防振柱２１，２１における上部柱片２１ａ，２１ａ同士を連結部材２２で相互に連結しているが、それらは連結することなく、両防振柱２１，２１をそれぞれ独立に設けることもできる。
【００１８】
また、梁状部１０Ｃの左右両側部に合計２本の防振柱２１，２１を設けているが、いずれか１本だけでも良く、あるいは、梁状部１０Ｃの先端部１０Ｄ中央に１本又は複数本設けることもできる。
更に、上記防振柱２１は非支持位置に回動自在となっているが、支持位置に固定状態に設けても良い。
【００１９】
【発明の効果】
このように本発明によれば、片持梁状に支持された梁状部の自由端と基台部との間に防振柱を介設することにより、研磨加工中のモータや定盤の回転に伴う梁状部及び基台部の振動を確実に防止し得ると同時に、加圧プレートがワークを定盤に押し付けたときの反力によって梁状部が上方へ変移するのも確実に防止することができ、これにより、上記振動や変移等に起因する研磨精度の低下を防止して高精度の研磨を行うことができる。
また、梁状部と基台部との間に防振柱を取り付けるだけで良いため、研磨装置の構成が非常に簡単であって、従来の片面研磨装置に大幅な改変を施すことなく防振機構付きの新規な研磨装置を得ることができ、既設の装置にも上記防振手段を簡単に付設することができる。
更に、上記防振柱を非支持位置に回動自在とすることにより、ワークの出し入れやパッドの張り替え、保守・点検等の作業を行う際に、上記防振柱を非支持位置に回動させておくことで、該防振柱がそれらの作業の邪魔にならないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る片面研磨装置の一実施例を示す正面図である。
【図２】図１の片面研磨装置の側面図である。
【図３】防振柱の要部断面図である。
【図４】本発明の研磨装置の梁状部における振動の大きさを示すもので、（Ａ）は鉛直方向の振動、（Ｂ）は水平方向の振動である。
【図５】本発明の研磨装置の基台部における振動の大きさを示すもので、（Ａ）は鉛直方向の振動、（Ｂ）は水平方向の振動である。
【図６】従来の研磨装置の梁状部における振動の大きさを示すもので、（Ａ）は鉛直方向の振動、（Ｂ）は水平方向の振動である。
【図７】従来の研磨装置の基台部における振動の大きさを示すもので、（Ａ）は鉛直方向の振動、（Ｂ）は水平方向の振動である。
【図８】従来の研磨装置の側面図である。
【符号の説明】
１０Ａ  基台部                  １０Ｂ  支持部
１０Ｃ  梁状部                  １０Ｄ  先端部
１１  ワーク                    １２  定盤
１３  モータ                    １５  加圧プレート
２０  防振手段                  ２１  防振柱
２１ａ  上部柱片                ２１ｂ  下部柱片
【図１】
0003650198.tif 000002
【図２】
0003650198.tif 000003
【図３】
0003650198.tif 000004
【図４】
0003650198.tif 000005
【図５】
0003650198.tif 000006
【図６】
0003650198.tif 000007
【図７】
0003650198.tif 000008
【図８】
0003650198.tif 000009