(57)【要約】【課題】ウエハを安定的に保持して、研磨を確実に行う。【解決手段】上定盤４と下定盤５との間に原料ウエハＳ０を挟み込んで原料ウエハＳ０を所定の厚みに研磨加工する際にウエハＳを保持するキャリア２であって、外周部に複数のギヤ歯が形成されるとともに、外周部よりも内側に位置する部分に貫通孔３３が形成された円板状のキャリア本体３０と、貫通孔３３の内周に沿って設けられる樹脂製のスペーサ部材３４と、を有し、スペーサ部材３４は、キャリア本体３０よりも厚いものとした。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上定盤と下定盤との間に原料ウエハを挟み込んで該原料ウエハを所定の厚みに研磨加工する際に前記原料ウエハを保持するキャリアであって、
外周部に複数のギヤ歯が形成されるとともに、前記外周部よりも内側に位置する部分に貫通孔が形成された円板状のキャリア本体と、
前記貫通孔の内周に沿って設けられ、その内方に前記原料ウエハが収容される樹脂製のスペーサ部材と、を有し、
前記スペーサ部材は、前記キャリア本体よりも厚いことを特徴とするキャリア。
【請求項２】
前記スペーサ部材は、
前記貫通孔内に位置する本体部と、
前記本体部の一端側で前記貫通孔の外周側に張り出す張り出し部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のキャリア。
【請求項３】
前記スペーサ部材は、前記貫通孔に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のキャリア。
【請求項４】
前記スペーサ部材は、前記原料ウエハより厚いことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のキャリア。
【請求項５】
前記スペーサ部材は、前記原料ウエハの１．２倍以上の厚さを有していることを特徴とする請求項４に記載のキャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハを研磨加工して所定の厚みに調整するウエハ研磨装置で用いるキャリアに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られており、例えば音叉型の圧電振動片を有するものや、厚み滑り振動する圧電振動片を有するもの等が知られている。
【０００３】
圧電振動片は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の各種の圧電体から形成されるものが一般的である。この圧電振動片の作製について具体的に説明すると、まず、圧電体の原石を切断してウエハにした後、該ウエハを所定の厚みまで研磨加工する。そして、研磨加工されたウエハを洗浄、乾燥させた後、フォトリソグラフィ技術によりエッチング加工して圧電振動片の外形を形成すると共に、所定の金属膜をパターニングして電極を形成する。これにより、１枚のウエハから一度に複数の圧電振動片を作製することができる。
【０００４】
このように作製される圧電振動片は、自身の厚みがウエハの厚みに依存するため、上述した研磨加工が品質等を決定付けるための特に重要な工程とされている。通常、研磨加工においては、原石から切断されたウエハをある程度の厚みまで粗く研磨するラッピング工程と、該ラッピング工程後、ウエハを鏡面研磨して所定の厚みまで高精度に仕上げるポリッシング工程と、を行っている。
【０００５】
図１４、図１５に示すように、研磨加工を行うウエハ研磨装置では、ウエハＳを研磨する際、上定盤３０３と下定盤３０４との間にウエハＳを挟みこみ、上定盤３０３と下定盤３０４とをウエハＳに対して相対的に回転させることによって研磨を行う。上定盤３０３と下定盤３０４との間にウエハを挟み込むには、円板状で、ウエハＳを支持する保持孔３０１が形成されたキャリア３００が用いられている。このキャリア３００は、その外周部にギヤ部が形成されて、遊星歯車機構によって上定盤３０３と下定盤３０４との間で遊星運動し、これによって、保持孔３０１に保持されたウエハＳが研磨される。
【０００６】
図１４に示すように、ウエハＳとキャリア３００の保持孔３０１との間には、例えばウエハＳの保持孔３０１へのセットや保持孔３０１からの取り出しを容易に行う等するためにクリアランス３０２が存在している。
そして、保持孔３０１に保持されたウエハＳには、上定盤３０３と下定盤３０４との間でウエハＳの表面に沿った方向の摩擦力と、上定盤３０３と下定盤３０４との間でウエハＳの表面に直交する方向の圧力とが作用している。このため、ウエハＳを研磨する際には、前記の摩擦力と圧力が作用しているウエハＳが、遊星運動しているキャリア３００に対し、保持孔３０１内で相対的に移動し、ウエハＳの外周部が保持孔３０１の内周面に衝突する。その結果、ウエハＳの外周部に、傷等が付いてしまうことがある。
【０００７】
そこで、特許文献１には、保持孔の内周部に、ウエハＳよりも硬度の低い材質で、コーティングを施すことによって、ウエハＳの外周部への傷つきを防止する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４４９６５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に記載したような構成においては、図１６に示すように、例えばウエハＳの角部３０５が相対回転している上定盤３０３や下定盤３０４に引っ掛かる等してウエハＳが保持孔３０１内から抜け出し、ウエハＳが、キャリア３００と上定盤３０３または下定盤３０４との間に噛み込んでしまうおそれがある。すると、ウエハＳに対して上定盤３０３と下定盤３０４との間で過大な圧力が加わり、ウエハＳの割れ３０６等の損傷が生じてしまう。
このような現象は、ウエハＳの保持状態が上定盤３０３又は下定盤３０４の表面の平坦度（Ｆｌａｔｎｅｓｓ）に影響を受けることで生じ易い。即ち、両定盤３０３、３０４の少なくとも一方の表面が、例えば研磨用の凹凸を有していたり、研磨のために反っていたりする場合などがある。これらの場合、キャリア３００と両定盤３０３、３０４との間に空隙が生じるため、例えばこの空隙にウエハＳの角部３０５が入り込むこと等により、ウエハＳがキャリア３００から抜け出してしまう。
なお近年では、ウエハＳの薄型化を実現すべく、薄型のキャリア３００（例えば、厚さが０．１ｍｍ程度）が使用されていて、このような問題が顕著に生じ易くなっている。さらにこのような問題は、研磨装置においてキャリア３００を上定盤３０３および下定盤３０４に対して相対的に回転させ始める研磨初期時に特に生じやすい。
そこでなされた本発明の目的は、ウエハを安定的に保持して、研磨を確実に行うことのできるキャリアを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、上定盤と下定盤との間に原料ウエハを挟み込んで該原料ウエハを所定の厚みに研磨加工する際に前記原料ウエハを保持するキャリアであって、外周部に複数のギヤ歯が形成されるとともに、前記外周部よりも内側に位置する部分に貫通孔が形成された円板状のキャリア本体と、前記貫通孔の内周に沿って設けられ、その内方に前記原料ウエハが収容される樹脂製のスペーサ部材と、を有し、前記スペーサ部材は、前記キャリア本体よりも厚いことを特徴とする。
この発明によれば、スペーサ部材の内周側に原料ウエハを収容して研磨加工を行うときに、上定盤、下定盤との間に生じる摩擦力や圧力によって、原料ウエハがキャリアに対して相対的に移動しても、原料ウエハが樹脂製のスペーサ部材に当たりその衝撃を緩衝することができるので、その外周部が例えば割れ、欠けする等して傷ついたりするのを防止できる。
そして、このスペーサ部材は、キャリア本体よりも厚いため、原料ウエハはこのスペーサ部材に囲まれることとなり、貫通孔から外部に抜けだしてしまうのを防止することができる。しかも前述のように、原料ウエハとスペーサ部材とが衝突したときには、その衝撃が緩衝されることから、両者間の接触面積を確保して摩擦力を高めることが可能になり、原料ウエハの抜け出しを効果的に防止することができる。
【００１１】
また、前記スペーサ部材は、前記貫通孔内に位置する本体部と、前記本体部の一端側で前記貫通孔の外周側に張り出す張り出し部と、を有するようにしてもよい。
この場合、研磨時に、張り出し部がキャリア本体に係止されることとなり、スペーサ部材が貫通孔から剥ぎ取られてしまうのを抑えることができる。
なお、上定盤と下定盤との間にキャリアをセットしたときに、張り出し部をキャリアの下方に位置させた場合には、キャリアが下定盤上に直接接触せず、下定盤から上方に浮き上がった状態で保持される。これにより、下定盤によってキャリアが研磨されるのを抑えることができ、キャリアの長寿命化を図ることができる。
さらに、スペーサ部材が、貫通孔に対して着脱可能である場合には、スペーサ部材をキャリアの貫通孔に装着するときに、本体部をキャリア本体の一方の側から貫通孔に挿入すると、張り出し部が貫通孔の周囲のキャリア本体に突き当たることで、スペーサ部材が不用意に脱落することなくキャリアに装着できる。
【００１２】
また、前記スペーサ部材は、前記貫通孔に対して着脱可能であるようにしてもよい。
この場合、スペーサ部材は樹脂製であるため、原料ウエハとともに研磨される。したがって、研磨完了後、スペーサ部材を新たなものと交換することができる。これにより、キャリア本体自体は交換する必要がなく、その長寿命化を図ることが可能となる。
【００１３】
また、前記スペーサ部材は、前記原料ウエハより厚いものとしてもよい。
この場合、スペーサ部材は原料ウエハよりも先に定盤に接触する。これによって、原料ウエハを保持したキャリアを両定盤の間に挟み込んだ時に、スペーサ部材を、原料ウエハと定盤との接触に対する緩衝手段として機能させることが可能になり、原料ウエハの割れ、欠けを抑制することができる。また、原料ウエハが上定盤に引っかけられてしまうのを防ぐことができる。
【００１４】
さらにこの場合、前記スペーサ部材は、前記原料ウエハの１．２倍以上の厚さを有しているようにしてもよい。
この場合、原料ウエハが上定盤に引っかけられたり、原料ウエハがスペーサ部材を乗り越えて抜け出てしまうのを確実に防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ウエハを安定的に保持して、研磨を確実に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るキャリアを用いて研磨を行うウエハ研磨装置の構成図である。
【図２】図１に示すウエハ研磨装置を構成するキャリア周辺の拡大図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図１に示すウエハ研磨装置を構成する上定盤とパウダーホースとの取り付け関係を示す図である。
【図５】図１に示すウエハ研磨装置を構成するキャリア周辺の断面図であり、研磨パッドが取り付けられていない状態の断面図である。
【図６】図１に示すウエハ研磨装置を構成するキャリア周辺の断面図であり、研磨パッドが取り付けられている状態の断面図である。
【図７】本実施形態に係るキャリアを示す平面図である。
【図８】本実施形態に係るスペーサ部材を示す斜視図である。
【図９】本実施形態に係るキャリアを用いて研磨を行う直前の状態を示す断面図である。
【図１０】本実施形態に係るキャリアを用いて研磨が完了した状態を示す断面図である。
【図１１】図１に示すウエハ研磨装置により研磨されたウエハが用いられた圧電振動子をリッド基板側から見た外観斜視図である。
【図１２】圧電振動子の分解斜視図である。
【図１３】圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、圧電振動片をキャビティ内に収容した状態でベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとが陽極接合されたウエハ接合体の分解斜視図である。
【図１４】従来のキャリアにおけるウエハの保持状態を示す平面図である。
【図１５】従来のキャリアを用いて研磨を行う直前の状態を示す断面図である。
【図１６】従来のキャリアをウエハが抜け出てしまった状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明によるキャリアを実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
図１は、本発明の実施形態に係るキャリアを用いて研磨を行うウエハ研磨装置の構成図、図２は、図１に示すウエハ研磨装置を構成するキャリア周辺の拡大図、図３は、図２のＡ−Ａ矢視図である。さらに、図４は、図１に示すウエハ研磨装置を構成する上定盤とパウダーホースとの取り付け関係を示す図である。
本実施形態のウエハ研磨装置１は、図１、図２に示すように、研磨液Ｗを供給しながらウエハＳの両面を研磨して、該ウエハＳの厚みを所定の厚みに調整する装置であって、キャリア２と、遊星歯車機構３と、上定盤４と、下定盤５と、研磨液供給手段６と、を備えている。
【００１８】
キャリア２は、図３に示すように、円板状のキャリア本体３０と、キャリア本体３０の外周部に、周方向に沿って所定ピッチで複数のギヤ歯が形成されたギヤ部３１と、キャリア本体３０の内周部に形成された、ウエハＳが収納されるウエハ収納部３２と、を備えて形成されている。キャリア２の厚みは、例えば約１００μｍである。なお、本実施形態では、ウエハ収納部３２が１つ形成されたキャリア２を５枚備えている場合を例に挙げて説明するが、ウエハ収納部３２の数、キャリア２の枚数は、それぞれウエハＳの寸法、上定盤４及び下定盤５の寸法によって制約を受け、その制約の範囲内で自由に設定して構わない。そして、本実施形態では、５枚のキャリア２が、軸線Ｌ回りに該軸線Ｌを中心として等角度毎に配置されている。
【００１９】
上記軸線Ｌに沿って配置されるシャフト１０には、サンギア１１が固定され、サンギア１１の外周側には、５枚のキャリア２の周囲を取り囲むように、リング状に形成されたインターナルギア１２が配置されている。そして、５枚のキャリア２は、サンギア１１及びインターナルギア１２に対してギヤ部３１が噛合した状態で配置されている。
【００２０】
これらサンギア１１及びインターナルギア１２は、図示しない駆動源により共に図３の紙面上において反時計方向に回転する。この際、サンギア１１及びインターナルギア１２の回転速度は、それぞれ別々の速度で回転するように調整されている。これにより、各キャリア２は、時計方向に自転しながら、軸線Ｌを中心に反時計方向に公転する。つまり、サンギア１１及びインターナルギア１２は、ギヤ部３１を介してキャリア２に噛合され、該キャリア２を自転させながら軸線Ｌ回りに公転させる上記遊星歯車機構３として機能する。
【００２１】
図１に示すように、上定盤４及び下定盤５は、共に中心が刳り貫かれた環状に形成されており、キャリア２の上下に配置されている。この際、下定盤５は、回転テーブル１３上に固定されており、回転テーブル１３と共に軸線Ｌを中心としてキャリア２の公転方向とは反対方向（時計方向）に回転するようになっている。一方、上定盤４は、ポール１４に沿って上下に移動可能とされており、下定盤５との距離を自在に調整できるようになっている。これにより、キャリア２に形成されたウエハ収納部３２にウエハＳを収納して保持したり、ウエハ収納部３２に保持されたウエハＳに所定の荷重を加えながら該ウエハＳを両定盤４、５で挟み込んだり、ウエハ収納部３２からウエハＳを取り出したりすることができるようになっている。
【００２２】
上定盤４の上方には、パウダーリング１５が固定されたリングプレート１６が配置されており、該リングプレート１６の下面に上記ポール１４が固定されている。パウダーリング１５には、環状の溝部１５ａが形成されており、パウダーリング１５の上方に配置された供給バルブ１７から吐出された研磨液Ｗを内部に貯留できるようになっている。
また、リングプレート１６には、複数のパウダーホース１８の基端側が固定され、各パウダーホース１８は、溝部１５ａ内に連通した状態になっている。これにより、溝部１５ａ内に一旦貯留された研磨液Ｗは、溝部１５ａからパウダーホース１８内に流れ、パウダーホース１８の先端に向かって流れるようになっている。パウダーホース１８の先端は、上定盤４に形成された後述する複数の貫通孔に固定され、これにより、両定盤４、５の間に研磨液Ｗを供給することができるようになっている。
【００２３】
一方で下定盤５の下方には、研磨後に流れてきた研磨液Ｗを受け取る回収パン２１と、回収パン２１で受け取られて集められた研磨液Ｗを貯める研磨液槽２２とが配置されている。研磨液槽２２には、内部に溜まった研磨液Ｗを攪拌すると共に、研磨液Ｗを汲み上げて循環ホース２３に循環させるポンプ２４が設けられている。循環ホース２３は、供給バルブ１７に接続された分配器２５に接続され、これにより、回収した研磨液Ｗを再度供給バルブ１７に戻し、パウダーリング１５の溝部１５ａ内に供給できるようになっている。
【００２４】
なお、上述した研磨液Ｗは、研磨材が含有された液（スラリー）である。研磨材としては、一般的に酸化セリウム（ＣｅＯ2）が慣用される。また、研磨液Ｗとしては、例えば、酸化セリウムと防錆材と水とからなる溶液等が挙げられる。また、回収パン２１には、フィルタ２６が設けられており、回収した研磨液Ｗに含まれるウエハＳの研磨加工粉を除去している。これにより、常に清浄な研磨液Ｗを両定盤４、５の間に供給し続けることができるようになっている。
【００２５】
また、図４に示すように、上定盤４には複数の貫通孔４ａが形成され、本実施形態において貫通孔４ａは８つ形成されている。そして、これら貫通孔４ａには上記パウダーホース１８の先端が固定される。
【００２６】
ここで、パウダーホース１８の固定についてより詳細に説明すると、該パウダーホース１８は、円筒状に形成された継手２０を介して貫通孔４ａに差し込まれて固定される。この継手２０には、略中間部分に外径が大きくなったストップリング２０ａが形成されている。
一方、上定盤４に形成された貫通孔４ａの内径は、継手２０の外径よりも若干大きいサイズとされている。これにより、継手２０を貫通孔４ａ内に嵌め込んで嵌合固定できるようになっている。この際、継手２０に形成されたストップリング２０ａが上定盤４の上面に接触するので、継手２０は安定に固定されるようになっている。
このように、継手２０を介して上定盤４の貫通孔４ａに固定されたパウダーホース１８によって、両定盤４、５の間に研磨液Ｗを供給することができるようになっている。なお、図１及び図２では、図を見易くするために継手２０の図示を省略している。ここで、上述したパウダーリング１５、リングプレート１６、供給バルブ１７、パウダーホース１８、回収パン２１、研磨液槽２２、循環ホース２３、ポンプ２４及び分配器２５は、研磨液Ｗを両定盤４、５の間に供給する上記研磨液供給手段６として機能する。
【００２７】
ところで、図１等においては、上定盤４および下定盤５に着脱可能に接着された上側研磨パッド１００および下側研磨パッド１０１が接着された状態を示している。
上側研磨パッド１００においても研磨液ＷをウエハＳ側に供給するための複数の不図示の貫通孔が形成されている。本実施形態では、これら不図示の貫通孔も、上定盤４の貫通孔４ａと同様の配置位置とするが、任意の位置で構わない。
【００２８】
ウエハ研磨装置１では、図５に示すように、ウエハＳを粗く削るラッピング工程では上述の上側研磨パッド１００および下側研磨パッド１０１を取り外し、上定盤４および下定盤５でウエハＳを挟み込んで、研磨加工を行い、図６に示すように、ウエハＳを鏡面加工に仕上げるポッリンシング加工では、上側研磨パッド１００および下側研磨パッド１０１を利用して、これらの間にウエハＳを挟みこんで研磨する。
【００２９】
さて、図７に示すように、キャリア２に形成されたウエハ収納部３２は、キャリア本体３０に形成された例えば略矩形の貫通孔３３と、貫通孔３３の内周に沿って設けられるスペーサ部材３４と、を備える。
【００３０】
図７〜図９に示すように、スペーサ部材３４は、キャリア２およびウエハＳよりも硬度の低い、例えばガラスエポキシ系樹脂等の樹脂から形成されている。このスペーサ部材３４は、リング状で、貫通孔３３内に挿入されて、貫通孔３３の中心軸に沿って延びる断面矩形の筒状の筒状部（本体部）３５と、筒状部３５の一端側において外周側に張り出し、貫通孔３３の内側開口寸法よりも大きな外形寸法を有したフランジ部（張り出し部）３６と、を備えている。
ここで、筒状部３５は、その外周面３５ａが貫通孔３３の内周面に沿うよう、貫通孔３３の内径よりもわずかに小さい外形寸法を有している。筒状部３５の内方にはウエハＳが収容され、その内周面３５ｂの内側開口寸法は、ウエハＳとの間に所定のクリアランスが確保できるよう、ウエハＳの外形寸法よりも大きく形成されている。
【００３１】
また、筒状部３５の厚さＴは、キャリア本体３０の板厚ｔ１、および研磨前の状態のウエハＳ（以下、この状態のウエハＳを、区別のため、原料ウエハＳ０と称することがある）の板厚ｔ２よりも大きくなるよう形成されている。
ここで、筒状部３５の厚さＴは、原料ウエハＳ０の板厚ｔ２に対し、１．２倍以上の厚さとするのが好ましい。具体例をあげると、原料ウエハＳ０の厚さｔ２が１９０〜２００μｍである場合、筒状部３５の厚さＴは２５０μｍ程度とすることができる。
【００３２】
このようなスペーサ部材３４は、キャリア２の貫通孔３３に対して、筒状部３５を挿抜することによって着脱可能となっている。このスペーサ部材３４は、ウエハＳの研磨の際には、上定盤４と下定盤５との間に配置するキャリア２に対し、筒状部３５を下方から貫通孔３３に挿入することによって、キャリア２に装着される。キャリア２に装着した状態で、スペーサ部材３４のフランジ部３６は、キャリア２の下面に突き当たるようになっている。
【００３３】
次に、上記ウエハ研磨装置１を利用して行うラッピング加工およびポリッシング加工について説明する。
【００３４】
まず、ラッピング加工では、上定盤４を下定盤５から離間するようにポール１４に沿って上方に移動させた後、キャリア２のウエハ収納部３２内にウエハＳを収納して保持させる。このとき、ウエハ収納部３２を構成する貫通孔３３には、スペーサ部材３４が装着され、原料ウエハＳ０は、スペーサ部材３４の筒状部３５内に配置される。
ウエハＳを保持した後、図９に示すように、上定盤４を下降させ、スペーサ部材３４に保持された原料ウエハＳ０の両面側を上定盤４と下定盤５とで所定の荷重を加えながら挟み込む。この状態で、筒状部３５は、キャリア２およびウエハＳの板厚ｔ１，ｔ２よりも高く、上定盤４に対しては、筒状部３５のみが突き当たっている。
【００３５】
次いで、研磨液供給手段６により両定盤４、５の間に研磨液Ｗを供給すると同時に、遊星歯車機構３を駆動させてキャリア２を自転させながら両定盤４、５の中心を貫く軸線Ｌ回りに公転させる。但し、研磨液Ｗの供給と遊星歯車機構３の作動が同時ではなく、研磨液Ｗの供給を行った後に遊星歯車機構３を駆動させても構わない。また、遊星歯車機構３の駆動と同時に、下定盤５をキャリア２の公転方向とは反対方向に回転させる。
【００３６】
研磨液Ｗを供給するには、ポンプ２４を作動させる。ポンプ２４を作動させると、研磨液Ｗは、図１に示すように、研磨液槽２２の中で十分に攪拌された後に汲み上げられて、循環ホース２３内に送られる。そして、循環ホース２３内を通過した後、研磨液Ｗは分配器２５に送られ、該分配器２５で分流されてパウダーリング１５内の溝部１５ａ内に送られる。そして、溝部１５ａ内に送られた研磨液Ｗは、該溝部１５ａ内に貯留されると共に各パウダーホース１８に流れ込む。そして、パウダーホース１８を流れた研磨液Ｗは、貫通孔４ａを通過した後、両定盤４、５の間に流れ込む。これにより、研磨液Ｗの供給を行うことができる。
【００３７】
一方、遊星歯車機構３の駆動によってキャリア２が自転及び公転させられるので、ウエハ収納部３２に保持されたウエハＳも同時に自転及び公転運動する。これにより、原料ウエハＳ０は、研磨液Ｗが間に供給された両定盤４、５によって両面が研磨加工される。ここで、少なくとも研磨初期時には、スペーサ部材３４の筒状部３５の方が原料ウエハＳ０よりも厚くなっていて、まずはスペーサ部材３４の筒状部３５およびフランジ部３６が両定盤４，５によって研磨される。その後、スペーサ部材３４の厚さが原料ウエハＳ０と同等となって以降、原料ウエハＳ０が、スペーサ部材３４とともに両定盤４，５によって研磨されていく。
【００３８】
なお前述の研磨初期時とは、研磨開始直後のみならず、両定盤４、５とウエハＳとが積極的に摺動し始める時期、例えば研磨開始後約５〜１０分までを含む。研磨初期時が経過したときには、キャリア２の両定盤４、５に対する相対的な回転の回転速度が、研磨開始直後よりも高くなっていて、キャリア２が定速移動している。
【００３９】
一方で、ポリッシング加工では、まず、両定盤４、５の間から、ウエハＳが収納されたキャリア２を取り除き、上定盤４に上側研磨パッド１００を接着するとともに、下定盤５に下側研磨パッド１０１を接着する。そして、両定盤４、５の間に再びキャリア２を配置して、ウエハＳを、両定盤４、５の表面に接着された上側研磨パッド１００および下側研磨パッド１０１に挟み込む。そして上述と同様に、研磨液供給手段６により両定盤４、５の間に研磨液Ｗを供給すると同時に、遊星歯車機構３を駆動させてキャリア２を自転させながら両定盤４、５の中心を貫く軸線Ｌ回りに公転させる。これにより、図１０に示すように、上側研磨パッド１００および下側研磨パッド１０１により両面が研磨加工される。なお図１０では、上側研磨パッド１００および下側研磨パッド１０１の図示を省略している。
【００４０】
ところで本実施形態では、ポリッシング加工において、ラッピング加工で使用したキャリア２をそのまま使用したが、これに限られない。例えば、ポリッシング加工において、ラッピング加工において使用したキャリア２から一端、ウエハＳおよびスペーサ部材３４を取り外し、新たなスペーサ部材３４を貫通孔３３内に装着させてこの新たなスペーサ部材３４内にウエハＳを配置してもよい。また、ウエハＳおよびスペーサ部材３４を取り外した後、スペーサ部材３４を装着させずに貫通孔３３内にウエハＳを配置してもよい。
さらに、ポリッシング加工において、ラッピング加工で使用したキャリア２とは異なる他のキャリアを用いてもよい。この場合、前記他のキャリアは、ラッピング加工におけるキャリア２と同様の構成であってもよく、異なっていてもよい。また前記他のキャリアは、スペーサ部材３４を有していてもよく、有していなくてもよい。
【００４１】
上述したウエハ研磨装置１を利用してラッピング工程およびポリッシング工程を行ったウエハＳは、例えば、以下に示すような圧電振動子２００の圧電振動片２０５の作製に用いられる。
（圧電振動子）
図１１は、圧電振動子をリッド基板側から見た外観斜視図であり、図１２は、圧電振動子の分解斜視図である。
図１１、図１２に示すように、上記圧電振動子２００は、箱状のパッケージ２０１と、パッケージ２０１のキャビティＣ内に収納された圧電振動片２０５とを備えた表面実装型の圧電振動子２００である。
【００４２】
パッケージ２０１は、ベース基板２０２及びリッド基板２０３が接合材２０４を介して積層され、互いに陽極接合されることで形成されている。このパッケージ２０１は、ベース基板２０２およびリッド基板２０３がガラス材料からなる、表面実装型のガラスパッケージである。
【００４３】
ベース基板２０２には、ベース基板２０２を貫通する一対の貫通電極２０６，２０７が設けられている。ベース基板２０２の裏面２０２ａには、これら貫通電極２０６，２０７に電気的に接続された不図示の外部電極が設けられている。ベース基板２０２の表面２０２ｂには、貫通電極２０６，２０７に電気的に接続された引き回し電極２０８，２０９が形成されている。
【００４４】
リッド基板２０３は、ベース基板２０２に重ね合わせ可能な大きさの板状に形成されている。そして、リッド基板２０３の裏面２０３ｂ側には、圧電振動片２０５が収容される矩形状の凹部２０３ａが形成されている。この凹部２０３ａは、ベース基板２０２及びリッド基板２０３が重ね合わされたときに、圧電振動片２０５を収容するキャビティＣを形成する。
【００４５】
圧電振動片２０５は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
この圧電振動片２０５は、平行に配置された一対の振動腕部２０５ａ，２０５ｂと、一対の振動腕部２０５ａ，２０５ｂの基端側を一体的に固定する基部２０５ｃとからなる音叉型で、一対の振動腕部２０５ａ，２０５ｂの外表面上には、振動腕部２０５ａ，２０５ｂを振動させる図示しない一対の励振電極と、この一対の励振電極と、ベース基板２０２の表面２０２ｂに形成された引き回し電極２０８，２０９と、を電気的に接続する一対のマウント電極とを有している（何れも不図示）。
【００４６】
このように構成された圧電振動片２０５は、導電性接着剤や金等のバンプＢを利用して、引き回し電極２０８，２０９上に接合されている。
これにより、圧電振動片２０５は、ベース基板２０２の表面２０２ｂから浮いた状態で支持されるとともに、各マウント電極と引き回し電極２０８，２０９とがそれぞれ電気的に接続された状態となる。
【００４７】
このように構成された圧電振動子２００を作動させる場合には、ベース基板２０２に形成された外部電極（不図示）に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片２０５の各励振電極に電流を流すことができ、一対の振動腕部２０５ａ，２０５ｂを接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部２０５ａ，２０５ｂの振動を利用して、発振器、電子機器、電波時計において、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
【００４８】
（圧電振動子の製造方法）
次に、上述した圧電振動子２００の製造方法について説明する。
図１３は、圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、圧電振動片をキャビティ内に収容した状態でベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとが陽極接合されたウエハ接合体の分解斜視図である。
図１３に示すように、複数のベース基板２０２が連なるベース基板用ウエハ２２０と、複数のリッド基板２０３が連なるリッド基板用ウエハ２３０との間に複数の圧電振動片２０５を封入してウエハ接合体２４０を形成し、ウエハ接合体２４０を切断することにより複数の圧電振動子２００を同時に製造する。
【００４９】
圧電振動片２０５を作製するには、まず水晶のランバート原石を所定の角度でスライスした後、上記ウエハ研磨装置１においてラッピング研磨、ポリッシュ研磨を行って、所定の厚みのウエハＳとする。この続いて、フォトリソグラフィ技術によって圧電振動片２０５の外形形状にパターニングするとともに、金属膜の成膜およびパターニングを行って、励振電極（不図示）、引き回し電極２０８，２０９等を形成する。その後、圧電振動片２０５の共振周波数の粗調を行う。
【００５０】
リッド基板２０３を作製するには、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して円板状のリッド基板用ウエハ２３０を形成した後、リッド基板用ウエハ２３０の裏面２３０ａに、エッチング等によりキャビティＣ用の凹部２０３ａを複数形成する。さらに、ベース基板用ウエハ２２０との接合面となるリッド基板用ウエハ２３０の裏面２３０ａ側を少なくとも研磨する。
【００５１】
ベース基板２０２を作製するには、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して円板状のベース基板用ウエハ２２０を形成した後、例えばプレス加工等により、ベース基板用ウエハに一対のスルーホールを形成し、このスルーホール内に貫通電極２０６，２０７を形成する。
さらに、ベース基板用ウエハ２２０の表面２２０ａに導電性材料をパターニングして、接合材２０４、引き回し電極２０８，２０９を形成する。
【００５２】
次に、ベース基板用ウエハ２２０の各引き回し電極２０８，２０９上に、圧電振動片２０５を、それぞれ導電性接着剤や金等のバンプＢを介してマウントする。そして、ベース基板用ウエハ２２０とリッド基板用ウエハ２３０とを重ね合わせ、図示しない陽極接合装置で陽極接合する。これにより、圧電振動片２０５がキャビティＣ内に封止され、ベース基板用ウエハ２２０とリッド基板用ウエハ２３０とが接合されたウエハ接合体２４０が得られる。
こののち、一対の貫通電極２０６，２０７にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極（不図示）を形成し、圧電振動子２００の周波数を微調整する。
【００５３】
周波数の微調が終了後、接合されたウエハ接合体２４０を切断して個片化することにより、互いに陽極接合されたベース基板２０２とリッド基板２０３との間に形成されたキャビティＣ内に圧電振動片２０５が封止された圧電振動子２００が一度に複数製造される。
【００５４】
なお、上記のパッケージ２０１は、ベース基板２０２をセラミックからなるものとし、リッド基板２０３を金属またはガラス材料等からなる、セラミックパッケージとすることも可能である。この場合、ベース基板２０２とリッド基板２０３とを、前記接合材２０４に代えて、両基板２０２、２０３の間に配置されたシールリングによって接合してもよい。前記シールリングは、ベース基板２０２の外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材であり、ベース基板２０２に接合される。前記シールリングは、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付けによってベース基板２０２に接合、或いは、ベース基板２０２上に形成（例えば、電解メッキや無電解メッキの他、蒸着やスパッタ等により）された金属接合層に対する溶着等によって接合される。
また、このセラミックパッケージにおいては、リッド基板２０３が、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付け等によって、前記シールリングと気密に接合される。なおリッド基板２０３の溶接方法としては、例えばローラ電極を接触させることによるシーム溶接や、レーザ溶接、超音波溶接等が挙げられる。また、リッド基板２０３と前記シールリングとの溶接をより確実なものとするため、互いになじみの良いニッケルや金等の接合層を、少なくともリッド基板２０３の下面と、前記シールリングの上面とにそれぞれ形成することが好ましい。
【００５５】
以上に記載したように、本実施形態によれば、研磨の際に、ウエハＳ（原料ウエハＳ０）は、キャリア２の貫通孔３３に装着されたスペーサ部材３４の筒状部３５に収容される。このスペーサ部材３４は、樹脂製であるため、研磨の際にウエハＳが、上定盤４と下定盤５との間でウエハＳを研磨するときの摩擦力や、上定盤４と下定盤５との間に挟み込まれることで生じる圧力によって、筒状部３５内で相対的に移動しても、筒状部３５に衝突するときの衝撃を緩衝することができる。これによって、ウエハＳの外周部が例えば割れ、欠けする等して傷ついたりするのを防止できる。
【００５６】
しかも、筒状部３５は、その厚さＴがキャリア２および原料ウエハＳ０の板厚ｔ１、ｔ２よりも大きいため、研磨を開始した直後の状態では、上定盤４に対しては筒状部３５のみが突き当たる。したがって、研磨の初期の段階で、原料ウエハＳ０が上定盤４に噛み込まれることがない。しかも、ウエハＳは筒状部３５に囲まれているため、ウエハＳが貫通孔３３から外部に抜けだしてしまうのを防止することができる。さらに前述のように、ウエハＳとスペーサ部材３４とが衝突したときには、その衝撃が緩衝されることから、両者間の接触面積を確保して摩擦力を高めることが可能になり、ウエハＳの抜け出しを効果的に防止することができる。そして、スペーサ部材３４は樹脂製であり、ウエハＳとともに研磨されていくため、研磨の支障になることもない。
【００５７】
また、原料ウエハＳ０を保持したキャリア２を両定盤４，５の間に挟み込んだ時に、スペーサ部材３４を、原料ウエハＳ０と両定盤４，５との接触に対する緩衝手段として機能させることが可能になり、原料ウエハＳ０の割れ、欠けを抑制することができる。
そして、スペーサ部材３４が研磨されて、その厚さＴが漸次小さくなっていき、上定盤４がウエハＳに接触し始める段階では、上定盤４とウエハＳは、その相対的な回転速度が十分に高まって安定しているため、ウエハＳが上定盤４の研磨のための凹凸に引っ掛かりにくくなっている。また、例えウエハＳが上定盤４に引っ掛かったとしても、ウエハＳの外周側には、研磨されてウエハＳと同じ厚さになっている筒状部３５が存在しているため、ウエハＳが外周側に移動することもない。
このようにして、ウエハＳを確実にキャリア２の貫通孔３３内に保持して研磨を確実に行うことができる。
【００５８】
また、上定盤４と下定盤５との間にキャリア２をセットしたときには、スペーサ部材３４のフランジ部３６がキャリア２の下方に位置する。したがって、キャリア２が下定盤５上に直接接触せず、下定盤５から上方に浮き上がった状態で保持される。したがって、下定盤５によってキャリア２が研磨されるのを抑えることができ、キャリア２の長寿命化を図ることが可能となる。
また、研磨時に、フランジ部３６がキャリア本体３０に係止されることとなり、スペーサ部材３４が貫通孔３３から剥ぎ取られてしまうのを抑えることができる。
さらに、スペーサ部材３４をキャリア２の貫通孔３３に装着するときに、筒状部３５をキャリア本体３０の一方の側から貫通孔３３に挿入すると、フランジ部３６が貫通孔３３の周囲のキャリア本体３０に突き当たることで、スペーサ部材３４が不用意に脱落することなくキャリア２に装着できる。
【００５９】
（その他の実施形態）
なお、本発明のキャリアは、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、貫通孔３３を矩形としたが、貫通孔３３については、矩形に限らず、円形、多角形状等とすることも可能である。この場合、スペーサ部材３４の筒状部３５も、貫通孔３３の断面形状に応じたものとなる。
【００６０】
また、上記実施形態では、スペーサ部材３４の本体部として、筒状部３５を備えるようにしたが、この本体部は筒状とは限らない。貫通孔３３内でウエハＳを囲うことができるのであれば、例えば、フランジ部３６に、貫通孔３３の内周部に沿って間隔を隔てて複数本の支柱状のスペーサを立設するような構成としてもよい。これらのスペーサの高さを、ウエハＳおよびキャリア２の板厚よりも大きくすれば、上記筒状部３５と同様の機能を果たすことが可能である。
【００６１】
また、上記実施形態では、スペーサ部材３４は張り出し部３６を有するものとしたが、有していなくてもよい。
さらに、上記実施形態では、スペーサ部材３４は、貫通孔３３に対して着脱可能であるものとしたが、これに限られない。例えば、スペーサ部材３４に離脱不能に固着されていてもよい。
【００６２】
また、キャリア２を用いて研磨を行うウエハ研磨装置１の構成については、上記で示した構成に限らず、適宜他の構成とすることができる。
例えば、ウエハ研磨装置１においては、ウエハＳの両面を研磨する場合のみならず、片面のみを研磨するようにしてもよい。
上記実施形態で示したキャリア２を用い、ウエハ研磨装置１で研磨するウエハＳの用途は、上記に例示した圧電振動子２００に限らず、他の様々な用途のものであってもよい。
これ以外についても、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１…ウエハ研磨装置
２…キャリア
３…遊星歯車機構
４…上定盤
５…下定盤
６…研磨液供給手段
１０…シャフト
１１…サンギア
１２…インターナルギア
３０…キャリア本体
３１…ギヤ部
３２…ウエハ収納部
３３…貫通孔
３４…スペーサ部材
３５…筒状部（本体部）
３５ａ…外周面
３５ｂ…内周面
３６…フランジ部（張り出し部）
３８…収容孔
１００…上側研磨パッド
１０１…下側研磨パッド
２００…圧電振動子
２００…パッケージ
２０５…圧電振動片
Ｓ…ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2014172149.tif 000014
【図１３】
2014172149.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2014172149.tif 000017
【図１６】
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