(57)【要約】【課題】厚みむらが小さなワークを製造し得る研磨装置を提供する。【解決手段】研磨装置は、キャリア１２と、第１の研磨パッド２１と、第２の研磨パッド２２と、駆動機構１４とを備える。キャリア１２は、ホール１２ｂを有する。ホール１２ｂには、ワーク２が回転可能に挿入される。第１の研磨パッド２１は、ワーク２の一主面２ａが当接する。第２の研磨パッド２２は、ワーク２の他主面２ｂが当接する。駆動機構１４は、キャリア１２を、中心軸Ｃ２を中心として自転させながら、キャリア１２外に位置する公転軸Ｃ１を中心として公転させる。第１の研磨パッド２１は、キャリア１２が駆動機構１４により駆動されているときに、ワーク２の一主面２ａが、第１の研磨パッド２１に当接する部分と、第１の研磨パッド２１に当接しない部分を有する期間が生じるように設けられている。【選択図】図１
2015058501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークが回転可能に挿入されるホールを有するキャリアと、
前記キャリアの一方側に配されており、前記ワークの一主面が当接する第１の研磨パッドと、
前記キャリアの他方側に配されており、前記ワークの他主面が当接する第２の研磨パッドと、
前記キャリアを、前記キャリアの中心軸を中心として自転させながら、前記キャリア外に位置する公転軸を中心として公転させる駆動機構と、
を備え、
前記第１の研磨パッドは、前記キャリアが前記駆動機構により駆動されているときに、前記ワークの一主面が、前記第１の研磨パッドに当接する部分と、前記第１の研磨パッドに当接しない部分を有する期間が生じるように設けられている、ワークの研磨装置。
【請求項２】
前記第１の研磨パッドは、前記ワークが前記公転軸から最も離れたときの前記ワークの外側端よりも内側に設けられている、請求項１に記載のワークの研磨装置。
【請求項３】
前記第１の研磨パッドは、前記ワークが前記公転軸に最も近づいたときの前記ワークの内側端よりも外側に設けられている、請求項１又は２に記載のワークの研磨装置。
【請求項４】
前記ホールの中心は、前記中心軸から離れた位置に設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のワークの研磨装置。
【請求項５】
前記第１の研磨パッドが前記キャリアの鉛直方向の上側に位置している、請求項１〜４のいずれか一項に記載のワークの研磨装置。
【請求項６】
前記第１の研磨パッドは、前記キャリアの自転及び公転に伴って前記ワークが自転するように設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のワークの研磨装置。
【請求項７】
前記駆動機構は、
前記公転軸を中心として配されたサンギアと、
前記サンギアの周囲に前記公転軸を中心として配されたインターナルギアと、
前記サンギア及び前記インターナルギアの少なくとも一方を前記公転軸を中心として回転させる動力源と、
を備え、
前記キャリアは、外周にキャリアギアを有し、
前記キャリアは、前記サンギアと前記インターナルギアとの間に設けられており、
前記キャリアギアは、前記サンギアと前記インターナルギアとに噛合している、請求項１〜６のいずれか一項に記載のワークの研磨装置。
【請求項８】
前記第１の研磨パッドの半径は、（前記サンギアの半径＋前記キャリアの半径＋前記キャリアの中心軸と前記ホールの中心との間の距離）より大きく、（前記サンギアの半径＋前記キャリアの半径＋前記キャリアの中心軸と前記ホールの外側端との間の距離）未満である、請求項７に記載のワークの研磨装置。
【請求項９】
前記第１の研磨パッドが円環形状であり、前記第１の研磨パッドの内周の半径は、（前記サンギアの半径＋前記キャリアの半径−前記キャリアの中心軸と前記ホールの外側端との間の距離）より大きく、（前記サンギアの半径＋前記キャリアの半径−前記キャリアの中心軸と前記ホールの中心との間の距離）未満である、請求項７又は８に記載のワークの研磨装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のワークの研磨装置を用いてワークの両面を研磨する工程を備える、ワークの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの研磨装置及びワークの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体部材を研磨する際のサポート基板として用いられるガラス板等のワークには、厚みむらが小さいことが要求される。特許文献1では、ワークの厚みむらを小さくし得るワークの研磨装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６７９０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
厚みむらがより小さなワークを製造し得る研磨装置が求められている。
【０００５】
本発明の主な目的は、厚みむらが小さなワークを製造し得る研磨装置及び当該研磨装置を用いたワークの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るワークの研磨装置は、キャリアと、第１の研磨パッドと、第２の研磨パッドと、駆動機構とを備える。キャリアは、ホールを有する。ホールには、ワークが回転可能に挿入される。第１の研磨パッドは、キャリアの一方側に配されている。第１の研磨パッドは、ワークの一主面が当接する。第２の研磨パッドは、キャリアの他方側に配されている。第２の研磨パッドは、ワークの他主面が当接する。駆動機構は、キャリアを、キャリアの中心軸を中心として自転させながら、キャリア外に位置する公転軸を中心として公転させる。第１の研磨パッドは、キャリアが駆動機構により駆動されているときに、ワークの一主面が、第１の研磨パッドに当接する部分と、第１の研磨パッドに当接しない部分を有する期間が生じるように設けられている。
【０００７】
第１の研磨パッドは、ワークが公転軸から最も離れたときのワークの外側端よりも内側に設けられていてもよい。
【０００８】
第１の研磨パッドは、ワークが公転軸に最も近づいたときのワークの内側端よりも外側に設けられていてもよい。
【０００９】
ホールの中心は、中心軸から離れた位置に設けられていることが好ましい。
【００１０】
第１の研磨パッドがキャリアの鉛直方向の上側に位置していることが好ましい。
【００１１】
第１の研磨パッドは、キャリアの自転及び公転に伴ってワークが自転するように設けられていることが好ましい。
【００１２】
駆動機構は、公転軸を中心として配されたサンギアと、サンギアの周囲に公転軸を中心として配されたインターナルギアと、サンギア及びインターナルギアの少なくとも一方を公転軸を中心として回転させる動力源とを備え、キャリアは、外周にキャリアギアを有し、サンギアとインターナルギアとの間に設けられており、キャリアギアは、サンギアとインターナルギアとに噛合していてもよい。
【００１３】
第１の研磨パッドの半径は、（サンギアの半径＋キャリアの半径＋キャリアの中心軸とホールの中心との間の距離）より大きく、（サンギアの半径＋キャリアの半径＋キャリアの中心軸とホールの外側端との間の距離）未満であることが好ましい。
【００１４】
第１の研磨パッドが円環形状であり、第１の研磨パッドの内周の半径は、（サンギアの半径＋キャリアの半径−キャリアの中心軸とホールの外側端との間の距離）より大きく、（サンギアの半径＋キャリアの半径−キャリアの中心軸とホールの中心との間の距離）未満であることが好ましい。
【００１５】
本発明に係るワークの製造方法では、上記ワークの研磨装置を用いてワークの両面を研磨する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、厚みむらが小さなワークを製造し得る研磨装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係るワークの研磨装置の要部の模式的平面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩ部分の模式的断面図である。
【図３】第２の実施形態に係るワークの研磨装置の要部の模式的平面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶ部分の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
【００１９】
また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るワークの研磨装置の要部の模式的平面図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩ部分の模式的断面図である。
【００２１】
図１及び図２に示されるように、ワークの研磨装置１は、例えば、半導体部材を研磨する際のサポート基板として用いられるワーク２の両面を研磨し、厚みむらの小さなワーク２を製造するための装置である。
【００２２】
ワーク２の材質は、特に限定されない。ワーク２は、例えば、ガラス、セラミック、樹脂等により構成されていてもよい。
【００２３】
研磨装置１は、公転軸Ｃ１を中心として配されたサンギア１０を有する。サンギア１０の周囲には、公転軸Ｃ１を中心として配されたインターナルギア１１が配されている。インターナルギア１１とサンギア１０とは同心に設けられている。
【００２４】
インターナルギア１１とサンギア１０との間には、キャリア１２が設けられている。具体的には、本実施形態では、キャリア１２は、円板状であり、インターナルギア１１とサンギア１０との間に、複数のキャリア１２が周方向に沿って等間隔に配されている。各キャリア１２は、外周にキャリアギア１２ａを有している。キャリアギア１２ａは、インターナルギア１１とサンギア１０との両方に噛合している。各キャリア１２は、中心軸Ｃ２を有する。
【００２５】
研磨装置１は、モーターなどにより構成された動力源１３（図２を参照）を有する。この動力源１３と、サンギア１０と、インターナルギア１１とによって駆動機構１４が構成されている。
【００２６】
動力源１３は、インターナルギア１１及びサンギア１０との少なくとも一方を公転軸Ｃ１を中心として回転駆動させる。これにより、キャリア１２が、キャリア１２の中心軸Ｃ２を中心として自転しながら、キャリア１２外に位置する公転軸Ｃ１を中心として公転する。
【００２７】
キャリア１２は、少なくとも一つのホール１２ｂを有する。具体的には、本実施形態では、キャリア１２は、周方向に沿って等間隔に配された複数のホール１２ｂを有する。ホール１２ｂの中心は、中心軸Ｃ２から離れた位置に設けられている。各ホール１２ｂの中心と中心軸Ｃ２との間の距離は、実質的に等しい。各ホール１２ｂには、ワーク２が回転可能に挿入されている。ホール１２ｂ及びワーク２の形状寸法は、ワーク２がホール１２ｂ内において回転可能である限りにおいて特に限定されない。ホール１２ｂ及びワーク２は、例えば、円形であることが好ましい。ホール１２ｂの内径は、ワーク２の外径と等しいことが好ましい。なお、ホール１２ｂの内径が、ワーク２の外径よりも大きい場合は、（ホール１２ｂの内径）−（ワーク２の外径）≦１０ｍｍであることが好ましい。
【００２８】
キャリア１２は、ワーク２よりも薄い。ワーク２は、ワーク２がキャリア１２からキャリア１２の厚み方向の両側に突出するようにキャリア１２に挿入される。
【００２９】
キャリア１２の一方側には、第１の研磨パッド２１が配されている。第１の研磨パッド２１は、キャリア１２に挿入されたワーク２の一主面２ａに当接する。駆動機構１４によりキャリア１２が自転及び公転することにより、ワーク２の主面２ａが第１の研磨パッド２１により研磨される。
【００３０】
キャリア１２の他方側には、第２の研磨パッド２２が配されている。第２の研磨パッド２２は、キャリア１２に挿入されたワーク２の他主面２ｂに当接する。駆動機構１４によりキャリア１２が自転及び公転することにより、ワーク２の主面２ｂが第２の研磨パッド２２によって研磨される。
【００３１】
なお、動力源１３により第１及び第２の研磨パッド２１，２２の少なくとも一方が回転駆動されてもよい。
【００３２】
ところで、通常は、第１の研磨パッドは、ワークの主面の全体に常に当接するように設けられる。第２の研磨パッドは、ワークの主面の全体に常に当接するように設けられる。しかしながら、このように構成した場合、研磨後のワークの厚みむらが大きくなるときがあった。また、ワークがワークの中心軸を中心として好適に自転した場合には、研磨後のワークの厚みむらが小さくなるものの、ワークが好適に自転しなかった場合には、研磨後のワークの厚みむらが大きくなることを見出した。
【００３３】
そこで、本実施形態では、第１の研磨パッド２１は、キャリア１２が駆動機構１４により駆動されており、自転及び公転しているときに、ワーク２の一主面２ａが、第１の研磨パッド２１に当接する部分と、第１の研磨パッド２１に当接しない部分とを有する期間が生じるように設けられている。具体的には、研磨装置１では、第１の研磨パッド２１は、ワーク２が公転軸Ｃ１から最も離れた位置にあるとき、ワーク２の外側端よりも内側に設けられている。このため、ワーク２が公転軸Ｃ１から最も離れた位置にあるときに、ワーク２の一主面２ａの一部分は、第１の研磨パッド２１に当接しているものの、一主面２ａの一部分は、第１の研磨パッド２１に当接しない。このため、ワーク２が第１の研磨パッド２１に当接している部分と、ワーク２が第１の研磨パッド２１に当接しない部分との間で、摩擦力に差が生じる。この摩擦力の差によりワーク２がワーク２の中心軸Ｃ３を中心として自転する。従って、研磨装置１では、ワーク２が確実に自転する。従って、研磨むらの発生を抑制できる。その結果、厚みむらの小さなワーク２を得ることができる。
【００３４】
より好適にワーク２を回転させる観点からは、ワーク２の一主面２ａの第１の研磨パッド２１に当接していない部分の面積が最も大きくなったときの、ワーク２の直径に対する、一主面２ａの第１の研磨パッド２１に当接していない部分の直径方向における長さの比（（一主面２ａの第１の研磨パッド２１に当接していない部分の直径方向における長さ）／（ワーク２の直径））は、０．０５〜０．５０であることが好ましく、０．１〜０．３であることがより好ましい。
【００３５】
第１の研磨パッド２１の半径は、（サンギア１０の半径＋キャリア１２の半径＋キャリア１２の中心軸とホール１２ｂの中心との間の距離）より大きく、（サンギア１０の半径＋キャリア１２の半径＋キャリア１２の中心軸とホール１２ｂの外側端との間の距離）未満であることが好ましい。
【００３６】
なお、本実施形態では、第１の研磨パッド２１にワーク２の一主面２ａの一部が当接しない期間が発生するように第１の研磨パッド２１を設ける例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、第２の研磨パッド２２にワーク２の他主面２ｂの一部が当接しない期間が発生するように第２の研磨パッド２２を設けてもよい。例えば、第１の研磨パッド２１にワーク２の一主面２ａの一部が当接しない期間が発生するように第１の研磨パッド２１を設けると共に、第２の研磨パッド２２にワーク２の他主面２ｂの一部が当接しない期間が発生するように第２の研磨パッド２２を設けてもよい。
【００３７】
第１の研磨パッド２１と第２の研磨パッド２２とは、例えば、水平方向に対向していてもよい。もっとも、研磨後のワーク２の厚みむらをより小さくするとともに、研磨剤の均一化を図る観点からは、第２の研磨パッド２２をワーク２の鉛直方向の下側に配し、第１の研磨パッド２１をワーク２の鉛直方向の上側に配し、第１の研磨パッド２１にワーク２の一主面２ａの一部が当接しない期間が発生するように第１の研磨パッド２１を設けることが好ましい。
【００３８】
第１の実施形態では、第１の研磨パッド２１が、ワーク２が公転軸Ｃ１から最も離れたときのワーク２の外側よりも内側に設けられている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図３及び図４に示す研磨装置１ａのように、第１の研磨パッド２１が、円環形状であり、ワーク２が公転軸Ｃ１に最も近づいたときのワーク２の内側よりも外側に設けられていてもよい。
【００３９】
その場合、ワーク２が公転軸Ｃ１に最も近づいたときにワーク２の一主面２ａの内側の部分は第１の研磨パッド２１に当接しない一方、外側の部分は第１の研磨パッド２１に当接する。
【００４０】
なお、より好適にワーク２を回転させる観点からは、ワーク２の一主面２ａの第１の研磨パッド２１に当接していない部分の面積が最も大きくなったときの、ワーク２の直径に対する、一主面２ａの第１の研磨パッド２１に当接していない部分の直径方向における長さの比（（一主面２ａの第１の研磨パッド２１に当接していない部分の直径方向における長さ）／（ワーク２の直径））は、０．０５〜０．５０であることが好ましく、０．１〜０．３であることがより好ましい。
【００４１】
第１の研磨パッド２１の内周の半径は、（サンギア１０の半径＋キャリア１２の半径−キャリア１２の中心軸とホール１２ｂの外側端との間の距離）より大きく、（サンギア１０の半径＋キャリア１２の半径−キャリア１２の中心軸とホール１２ｂの中心との間の距離）未満であることが好ましい。
【００４２】
例えば、第１の研磨パッド２１が、ワーク２が公転軸Ｃ１から最も離れたときのワーク２の外側よりも内側に設けられており、かつ、ワーク２が公転軸Ｃ１に最も近づいたときのワーク２の内側よりも外側に設けられていてもよい。
【００４３】
第１の実施形態では、ホール１２ｂは、中心軸Ｃ２から離れた位置に設けられている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、ホール１２ｂの中心軸が中心軸Ｃ２と一致しない限りにおいて、ホール１２ｂは、中心軸Ｃ２を含む位置に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１，１ａ：研磨装置
２：ワーク
２ａ：ワークの一主面
２ｂ：ワークの他主面
１０：サンギア
１１：インターナルギア
１２：キャリア
１２ａ：キャリアギア
１２ｂ：ホール
１３：動力源
１４：駆動機構
２１：第１の研磨パッド
２２：第２の研磨パッド
Ｃ１：公転軸
Ｃ２，Ｃ３：中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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