(57)【要約】      （修正有）【課題】高い研磨レートを維持しつつ、研磨対象物の面全体を均一に研磨することができる研磨装置を提供する。【解決手段】研磨装置は、研磨対象物を保持するホルダと、研磨対象物の上面に対向する研磨面１２１を有する上定盤１２０と、研磨対象物の下面に対向する研磨面を有する下定盤とを備える。研磨面１２１には、複数の横溝１２２と、横溝１２２と垂直な方向に沿って延びる複数の縦溝１２３と、横溝１２２と縦溝１２３の双方に連通する複数の砥粒供給口１２４とが形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨対象物を保持する保持部と、
前記保持部に保持された研磨対象物の第１の面に対向する研磨面であって、第１の方向に沿って延びる複数の第１の溝と、前記第１の方向と垂直な第２の方向に沿って延びる複数の第２の溝と、前記第１の溝と前記第２の溝の少なくとも一方に連通する複数の第１の砥粒供給口とが形成された研磨面を有する第１の定盤と、
前記研磨対象物を研磨する砥粒を前記第１の定盤の複数の第１の砥粒供給口から前記第１の溝と前記第２の溝の少なくとも一方に供給する第１の砥粒供給部と、
前記保持部に保持された研磨対象物に前記第１の定盤を押圧する第１の押圧機構と、
前記第１の定盤を回転させる第１の回転機構と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記第１の定盤の研磨面に形成された複数の第１の砥粒供給口は、前記第１の溝と前記第２の溝とが交差する位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
前記研磨対象物の第１の面とは反対側の第２の面に対向する研磨面であって、第３の方向に沿って延びる複数の第３の溝と、前記第３の方向と垂直な第４の方向に沿って延びる複数の第４の溝と、前記第３の溝と前記第４の溝の少なくとも一方に連通する複数の第２の砥粒供給口とが形成された研磨面を有する第２の定盤と、
前記研磨対象物を研磨する砥粒を前記第２の定盤の複数の第２の砥粒供給口から前記第３の溝と前記第４の溝の少なくとも一方に供給する第２の砥粒供給部と、
前記保持部に保持された研磨対象物に前記第２の定盤を押圧する第２の押圧機構と、
前記第２の定盤を回転させる第２の回転機構と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記第２の定盤の研磨面に形成された複数の第２の砥粒供給口は、前記第３の溝と前記第４の溝とが交差する位置に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の研磨装置。
【請求項５】
研磨対象物を保持する保持部と、
前記保持部に保持された研磨対象物の第１の面に対向する第１の研磨面であって、複数の第１の砥粒供給口が形成された第１の研磨面を有する第１の定盤と、
前記研磨対象物を研磨する砥粒を前記第１の定盤の複数の第１の砥粒供給口から前記第１の研磨面に供給する第１の砥粒供給部と、
前記保持部に保持された研磨対象物に前記第１の定盤を押圧する第１の押圧機構と、
前記第１の定盤を回転させる第１の回転機構と、
前記研磨対象物の第１の面とは反対側の第２の面に対向する第２の研磨面であって、複数の第２の砥粒供給口が形成された第２の研磨面を有する第２の定盤と、
前記研磨対象物を研磨する砥粒を前記第２の定盤の複数の第２の砥粒供給口から前記第２の研磨面に供給する第２の砥粒供給部と、
前記保持部に保持された研磨対象物に前記第２の定盤を押圧する第２の押圧機構と、
前記第２の定盤を回転させる第２の回転機構と、
を備えたことを特徴とする研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置に係り、特に結晶などの研磨対象物と定盤との間に砥粒を供給しつつ研磨対象物を研磨する研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、結晶などの研磨対象物に定盤を押圧し、研磨対象物と定盤との間に砥粒を供給した状態で定盤を回転させることで研磨対象物を研磨する研磨装置が知られている。また、このような研磨装置の中には、研磨対象物の上下に定盤を配置し、研磨対象物の両面を同時に研磨するものも知られている（例えば、特許文献１参照）。このような両面研磨装置では、上側の定盤から砥粒の含まれる研磨液を供給しながら結晶の研磨を行う。
【０００３】
上述した研磨装置では、定盤の研磨面が平坦であると、研磨により生じた研磨屑が定盤の外部に排出されにくくなるため、研磨量が多くなるにつれて研磨レートが低下するという問題がある。このため、定盤の研磨面に放射状の溝や環状の溝を形成して研磨屑を外部に排出しやすくする工夫もなされている。
【０００４】
しかしながら、定盤の研磨面に放射状の溝を形成した場合、定盤の回転による遠心力によって砥粒が放射状の溝を通って外部に排出されやすくなり、研磨面全体に砥粒を十分に行き渡らせることが難しい。また、定盤の研磨面に環状の溝を形成した場合、図１に示すように、定盤５００の研磨面に形成された環状の溝のうち１つの溝５１０の位置が研磨対象物６００の中心６１０と一致していると、この研磨対象物６００の中心６１０を研磨できないという問題がある。
【０００５】
また、特許文献１に開示されているような従来の両面研磨装置においては、上定盤側からのみ砥粒を供給し、下定盤へは上定盤から流れ出た砥粒が供給される構造となっているため、下定盤による研磨量が上定盤による研磨量よりも少なくなってしまうという問題がある。また、下定盤の研磨面の外周部では砥粒が多く、中心部では砥粒が少なくなるため、研磨対象物が面全体にわたって均一に研磨されないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１０６３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、高い研磨レートを維持しつつ、研磨対象物の面全体を均一に研磨することができる研磨装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、高い研磨レートを維持しつつ、研磨対象物の面全体を均一に研磨することができる研磨装置が提供される。この研磨装置は、研磨対象物を保持する保持部と、上記保持部に保持された研磨対象物の第１の面に対向する研磨面を有する第１の定盤とを備える。この研磨面には、第１の方向に沿って延びる複数の第１の溝と、上記第１の方向と垂直な第２の方向に沿って延びる複数の第２の溝と、上記第１の溝と上記第２の溝の少なくとも一方に連通する複数の第１の砥粒供給口とが形成される。上記研磨装置は、上記研磨対象物を研磨する砥粒を上記第１の定盤の複数の第１の砥粒供給口から上記第１の溝と上記第２の溝の少なくとも一方に供給する第１の砥粒供給部と、上記保持部に保持された研磨対象物に上記第１の定盤を押圧する第１の押圧機構と、上記第１の定盤を回転させる第１の回転機構とを備える。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、複数の第１の砥粒供給口から格子状に形成された第１の溝と第２の溝に砥粒が供給されるため、第１の定盤の中心部にも十分な量の砥粒を供給することができ、研磨面内に砥粒を均等に分布させることができる。したがって、研磨対象物の面全体を均一に研磨することができる。また、砥粒が第１の砥粒供給口から第１の溝と第２の溝に沿って流れるので、研磨によって生じた研磨屑をこの流れによって効率的に外部に排出することができる。したがって、研磨量が多くなっても研磨レートが低下せず、高い研磨レートを維持することができる。
【００１０】
ここで、上記第１の定盤の研磨面に形成された複数の第１の砥粒供給口は、上記第１の溝と上記第２の溝とが交差する位置に形成されていることが好ましい。このような構成では、砥粒が第１の砥粒供給口から第１の溝と第２の溝の両方に供給され、効率的に砥粒を研磨面に供給することができる。さらに、第１の砥粒供給口を第１の溝と第２の溝とが交差する位置に配置することにより、上述した研磨屑の排出効果も向上する。
【００１１】
また、第１の定盤と同様の定盤を追加して、研磨対象物の両面を研磨するように構成してもよい。
【００１２】
本発明の第２の態様によれば、高い研磨レートを維持しつつ、研磨対象物の面全体を均一に研磨することができる研磨装置が提供される。この研磨装置は、研磨対象物を保持する保持部と、上記保持部に保持された研磨対象物の第１の面に対向する第１の研磨面を有する第１の定盤とを備える。上記第１の研磨面には、複数の第１の砥粒供給口が形成される。上記研磨装置は、上記研磨対象物を研磨する砥粒を上記第１の定盤の複数の第１の砥粒供給口から上記第１の研磨面に供給する第１の砥粒供給部と、上記保持部に保持された研磨対象物に上記第１の定盤を押圧する第１の押圧機構と、上記第１の定盤を回転させる第１の回転機構とを備える。また、上記研磨装置は、上記研磨対象物の第１の面とは反対側の第２の面に対向する第２の研磨面を有する第２の定盤を有する。上記第２の研磨面には、複数の第２の砥粒供給口が形成される。上記研磨装置は、上記研磨対象物を研磨する砥粒を上記第２の定盤の複数の第２の砥粒供給口から上記第２の研磨面に供給する第２の砥粒供給部と、上記保持部に保持された研磨対象物に上記第２の定盤を押圧する第２の押圧機構と、上記第２の定盤を回転させる第２の回転機構とを備える。
【００１３】
本発明の第２の態様によれば、第１の定盤の第１の研磨面と第２の定盤の第２の研磨面の双方に砥粒供給口が形成され、それらの砥粒供給口からそれぞれの研磨面に直接砥粒を供給しているため、研磨対象物の両面に常に一定量の砥粒を供給することができ、研磨対象物の両面の研磨量と実質的に同一にすることができる。したがって、研磨対象物の両面の研磨レートを高く維持しつつ、研磨対象物の両面全体を均一に研磨することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高い研磨レートを維持しつつ、研磨対象物の面全体を均一に研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】環状の溝が形成された定盤を有する従来の研磨装置を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態における研磨装置を示す模式図である。
【図３】図２のIII-III線断面図である。
【図４】図２の研磨装置における上定盤の研磨面を示す模式図である。
【図５】図４のV-V線断面図である。
【図６】図４のVI-VI線断面図である。
【図７】図２の研磨装置における下定盤の研磨面を示す模式図である。
【図８】図７のVIII-VIII線断面図である。
【図９】図７のIX-IX線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る研磨装置の実施形態について図２から図９を参照して詳細に説明する。なお、図２から図９において、同一又は相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１７】
図２は本発明の一実施形態における研磨装置１００を示す模式図、図３は図２のIII-III線断面図である。図２及び図３に示すように、本実施形態における研磨装置１００は、結晶などの研磨対象物Ｗを保持するホルダ（保持部）１１０と、研磨対象物Ｗの上面に対向する研磨面１２１を有する上定盤１２０と、研磨対象物Ｗの下面に対向する研磨面１３１を有する下定盤１３０とを備えている。また、研磨装置１００は、下定盤１３０の中心から下方に延びる下側シャフト１４０を回転させるモータ１４１を備えており、モータ１４１の駆動により下定盤１３０が回転するようになっている。また、下側シャフト１４０と同軸上に上定盤１２０の中心から上方に上側シャフト１５０が延びており、この上側シャフト１５０の上端には上定盤１２０を下方に押圧するアクチュエータ１５１が設けられている。このアクチュエータ１５１は、研磨対象物Ｗに上定盤１２０及び下定盤１３０を押圧する押圧機構として機能する。
【００１８】
また、下定盤１３０の中央の上面には、上定盤１２０に設けられたギア（図示せず）に係合する回転伝達ギア１４２が設けられている。したがって、モータ１４１の駆動によって下定盤１３０が回転されると、回転伝達ギア１４２を介して下定盤１３０の回転が上定盤１２０に伝達されるようになっている。すなわち、モータ１４１、下側シャフト１４０、回転伝達ギア１４２、及び上定盤１２０に設けられたギアは、上定盤１２０及び下定盤１３０を回転させる回転機構として機能する。
【００１９】
図４は上定盤１２０の研磨面１２１を示す模式図、図５は図４のV-V線断面図、図６は図４のVI-VI線断面図である。図４から図６に示すように、上定盤１２０の研磨面１２１には、図４の横方向に沿って延びる複数の横溝１２２と、横溝１２２に垂直な縦方向に沿って延びる複数の縦溝１２３とが形成されている。このように、上定盤１２０の研磨面１２１には複数の横溝１２２と複数の縦溝１２３とにより格子状に溝が形成されている。また、上定盤１２０の研磨面１２１には複数の砥粒供給口１２４が形成されている。それぞれの砥粒供給口１２４は、横溝１２２と縦溝１２３とが交差する位置に形成されており、横溝１２２と縦溝１２３の双方に連通するようになっている。
【００２０】
図２に戻って、上定盤１２０の上方には、研磨対象物Ｗを研磨する砥粒を貯留する砥粒貯留部１６０が設けられている。この砥粒貯留部１６０からは複数の砥粒供給管１６１が延びており、それぞれの砥粒供給管１６１は上述した研磨面１２１の砥粒供給口１２４に接続されている。図示しないポンプ等を駆動することにより砥粒貯留部１６０に貯留された砥粒が砥粒供給口１２４から横溝１２２及び縦溝１２３にそれぞれ供給される。なお、図２においては、簡略化のため、一部の砥粒供給管１６１についてのみ図示している。
【００２１】
図７は下定盤１３０の研磨面１３１を示す模式図、図８は図７のVIII-VIII線断面図、図９は図７のIX-IX線断面図である。図７から図９に示すように、下定盤１３０の研磨面１３１には、図７の横方向に沿って延びる複数の横溝１３２と、横溝１３２に垂直な縦方向に沿って延びる複数の縦溝１３３とが形成されている。このように、下定盤１３０の研磨面１３１には複数の横溝１３２と複数の縦溝１３３とにより格子状に溝が形成されている。また、下定盤１３０の研磨面１３１には複数の砥粒供給口１３４が形成されている。それぞれの砥粒供給口１３４は、横溝１３２と縦溝１３３とが交差する位置に形成されており、横溝１３２と縦溝１３３の双方に連通するようになっている。
【００２２】
図２に戻って、下定盤１３０の下方には、研磨対象物Ｗを研磨する砥粒を貯留する砥粒貯留部１７０が設けられている。この砥粒貯留部１７０からは複数の砥粒供給管１７１が延びており、それぞれの砥粒供給管１７１は上述した研磨面１３１の砥粒供給口１３４に接続されている。図示しないポンプ等を駆動することにより砥粒貯留部１７０に貯留された砥粒が砥粒供給口１３４から横溝１３２及び縦溝１３３に供給される。なお、図２においては、簡略化のため、一部の砥粒供給管１７１についてのみ図示している。
【００２３】
このような構成において、アクチュエータ１５１を駆動してホルダ１１０に保持された研磨対象物Ｗを上定盤１２０及び下定盤１３０で押圧する。この状態で、砥粒貯留部１６０及び砥粒貯留部１７０から上定盤１２０及び下定盤１３０にそれぞれ砥粒を供給しつつ、モータ１４１を駆動して上定盤１２０及び下定盤１３０を回転させる。このように研磨対象物Ｗと上定盤１２０及び下定盤１３０との間で相対運動を生じさせることによって、研磨対象物Ｗの上面及び下面が砥粒の作用により研磨される。
【００２４】
このように、本実施形態の上定盤１２０では、複数の砥粒供給口１２４から格子状に形成された横溝１２２と縦溝１２３に砥粒が供給されるため、上定盤１２０の中心部にも十分な量の砥粒を供給することができ、研磨面１２１内に砥粒を均等に分布させることができる。したがって、研磨対象物Ｗの上面全体を均一に研磨することができる。また、砥粒が砥粒供給口１２４から横溝１２２と縦溝１２３に沿って流れるので、研磨によって生じた研磨屑をこの流れによって効率的に外部に排出することができる。したがって、研磨量が多くなっても研磨レートが低下せず、高い研磨レートを維持することができる。
【００２５】
また、横溝１２２と縦溝１２３とが交差する位置に砥粒供給口１２４が形成されているため、砥粒が砥粒供給口１２４から横溝１２２と縦溝１２３の両方に供給され、効率的に砥粒を研磨面１２１に供給することができる。さらに、砥粒供給口１２４を横溝１２２と縦溝１２３とが交差する位置に配置することにより、上述した研磨屑の排出効果も向上する。
【００２６】
同様に、本実施形態の下定盤１３０では、複数の砥粒供給口１３４から格子状に形成された横溝１３２と縦溝１３３に砥粒が供給されるため、下定盤１３０の中心部にも十分な量の砥粒を供給することができ、研磨面１３１内に砥粒を均等に分布させることができる。したがって、研磨対象物Ｗの下面全体を均一に研磨することができる。また、砥粒が砥粒供給口１３４から横溝１３２と縦溝１３３に沿って流れるので、研磨によって生じた研磨屑をこの流れによって効率的に外部に排出することができる。したがって、研磨量が多くなっても研磨レートが低下せず、高い研磨レートを維持することができる。
【００２７】
また、横溝１３２と縦溝１３３とが交差する位置に砥粒供給口１３４が形成されているため、砥粒が砥粒供給口１３４から横溝１３２と縦溝１３３の両方に供給され、効率的に砥粒を研磨面１３１に供給することができる。さらに、砥粒供給口１３４を横溝１３２と縦溝１３３とが交差する位置に配置することにより、上述した研磨屑の排出効果も向上する。
【００２８】
上述したように、特許文献１に開示されているような従来の両面研磨装置においては、上定盤側からのみ砥粒を供給し、下定盤へは上定盤から流れ出た砥粒が供給される構造となっている。このため、下定盤による研磨量が上定盤による研磨量よりも少なくなってしまうという問題がある。また、下定盤の研磨面の外周部では砥粒が多く、中心部では砥粒が少なくなるため、研磨対象物が面全体にわたって均一に研磨されないという問題がある。これに対して、本実施形態においては、下定盤１３０の研磨面１３１にも砥粒供給口１３４から直接砥粒を供給しているため、研磨対象物Ｗの下面に常に一定量の砥粒を供給することができ、研磨対象物Ｗの下面の研磨量を研磨対象物Ｗの上面の研磨量と実質的に同一にすることができる。また、上述したように、下定盤１３０の研磨面１３１の全体に均等に砥粒を分布させることができるので、研磨対象物を面全体にわたって均一に研磨することができる。
【００２９】
上述した実施形態では、上定盤１２０の砥粒供給口１２４が横溝１２２及び縦溝１２３の双方に連通する例を示したが、これに限られるものではない。砥粒供給口１２４は、横溝１２２及び縦溝１２３の一方に連通し、横溝１２２及び縦溝１２３の一方に砥粒を供給するように構成されていてもよい。同様に、下定盤１３０の砥粒供給口１３４も、横溝１３２及び縦溝１３３の一方に連通し、横溝１３２及び縦溝１３３の一方に砥粒を供給するように構成されていてもよい。
【００３０】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３１】
１００    研磨装置
１１０    ホルダ
１２０    上定盤
１２１    研磨面
１２２    横溝
１２３    縦溝
１２４    砥粒供給口
１３０    下定盤
１３１    研磨面
１３２    横溝
１３３    縦溝
１３４    砥粒供給口
１４０    下側シャフト
１４１    モータ
１４２    回転伝達ギア
１５０    上側シャフト
１５１    アクチュエータ
１６０    砥粒貯留部
１６１    砥粒供給管
１７０    砥粒貯留部
１７１    砥粒供給管
Ｗ    研磨対象物
【図１】
2015089597.tif 000003
【図２】
2015089597.tif 000004
【図３】
2015089597.tif 000005
【図４】
2015089597.tif 000006
【図５】
2015089597.tif 000007
【図６】
2015089597.tif 000008
【図７】
2015089597.tif 000009
【図８】
2015089597.tif 000010
【図９】
2015089597.tif 000011