(57)【要約】【課題】被研磨体をより平坦に研磨することができる研磨装置及び研磨方法を提供する。【解決手段】対向する面に研磨面を有する一対の上定盤３１ａ及び下定盤３１ｂと、被研磨体３９の収容孔４１を有し、一対の定盤３１ａ、３１ｂ間に環状に配設される複数の円板状のキャリア３３からなるキャリア群と、該環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、キャリア３３の外周面に設けられた歯部と噛合する歯部を有する内側ギア体３５と、環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、キャリア３３の歯部と噛合する歯部を有する外側ギア体３７とを具備し、内側ギア体３５及び外側ギア体３７によりキャリア３３が自転しつつ内側ギア体３５の周囲を公転し、キャリア３３の収容孔４１内に収容された被研磨体３９を上下定盤３１ａ、３１ｂの研磨面にて研磨する研磨装置であって、外側ギア体３７が静止状態と仮定した時に、上定盤３１ａ及び／又は下定盤３１ｂの回転方向がキャリア３３の自転方向と同一方向で、かつ定盤３１ａ、３１ｂの回転角速度がキャリア３３の自転角速度とほぼ一致する。【選択図】図１
2005279817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する面に研磨面を有する一対の上定盤及び下定盤と、被研磨体の収容孔を有し、前記一対の定盤間に環状に配設される複数の円板状のキャリアからなるキャリア群と、該環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、前記キャリアの外周面に設けられた歯部と噛合する歯部を有する内側ギア体と、前記環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、前記キャリアの歯部と噛合する歯部を有する外側ギア体とを具備し、前記内側ギア体及び前記外側ギア体により前記キャリアが自転しつつ前記内側ギア体の周囲を公転し、前記キャリアの収容孔内に収容された被研磨体を前記上下定盤の研磨面にて研磨する研磨装置であって、前記外側ギア体を静止状態と仮定した時に、前記上定盤及び／又は前記下定盤の回転方向が前記キャリアの自転方向と同一方向で、かつ前記定盤の回転角速度が前記キャリアの自転角速度とほぼ一致することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
上定盤及び下定盤が同一方向に同一速度で回転することを特徴とする請求項1記載の研磨装置。
【請求項３】
キャリアに形成された被研磨体の収容孔は、被研磨体をキャリアの収容孔に係止する形状であることを特徴とする請求項１又は２記載の研磨装置。
【請求項４】
対向する面に研磨面を有する一対の上定盤及び下定盤と、被研磨体の収容孔を有し、前記一対の定盤間に環状に配設される複数の円板状のキャリアからなるキャリア群と、該環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、前記キャリアの外周面に設けられた歯部と噛合する歯部を有する内側ギア体と、前記環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、前記キャリアの歯部と噛合する歯部を有する外側ギア体とを具備し、前記内側ギア体及び前記外側ギア体により前記キャリアが自転しつつ前記内側ギア体の周囲を公転し、前記キャリアの収容孔内に収容された被研磨体を前記上下定盤の研磨面にて研磨する研磨装置であって、前記上定盤及び前記下定盤の研磨面には、同心円状に形成された複数の環状溝と、該環状溝の半径方向に形成された複数の直線状溝を有するとともに、前記環状溝の幅が前記直線状溝の幅よりも広いことを特徴とする研磨装置。
【請求項５】
対向する面に研磨面を有する一対の上定盤及び下定盤と、被研磨体の収容孔を有し、前記一対の定盤間に環状に配設される複数の円板状のキャリアからなるキャリア群と、該環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、前記キャリアの外周面に設けられた歯部と噛合する歯部を有する内側ギア体と、前記環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、前記キャリアの歯部と噛合する歯部を有する外側ギア体とを具備し、前記内側ギア体及び前記外側ギア体により前記キャリアが自転しつつ前記内側ギア体の周囲を公転し、前記キャリアの収容孔内に収容された被研磨体を前記上下定盤の研磨面にて研磨する研磨装置であって、前記上定盤及び前記下定盤の研磨面には、同心円状に形成された複数の環状溝と、該環状溝の半径方向に形成された複数の直線状溝を有するとともに、前記キャリアの収容孔は矩形状であり、該収容孔を構成する辺のうち前記キャリアの自転方向側の辺は、前記直線状溝に対して所定角度傾斜して形成されていることを特徴とする研磨装置。
【請求項６】
対向する面に研磨面を有する一対の上定盤及び下定盤と、被研磨体の収容孔を有し、前記一対の定盤間に環状に配設される複数の円板状のキャリアからなるキャリア群と、該環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、前記キャリアの外周面に設けられた歯部と噛合する歯部を有する内側ギア体と、前記環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、前記キャリアの歯部と噛合する歯部を有する外側ギア体とを具備し、前記内側ギア体及び前記外側ギア体により前記キャリアが自転しつつ前記内側ギア体の周囲を公転し、前記キャリアの収容孔内に収容された被研磨体を前記上下定盤の研磨面にて研磨する研磨方法であって、前記外側ギア体を静止状態と仮定した時に、前記上定盤及び／又は前記下定盤の回転方向を前記キャリアの自転方向と同一方向に制御するとともに、前記定盤の回転角速度を前記キャリアの自転角速度とほぼ一致させて研磨することを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置及び研磨方法に関し、特に高精度の平坦度が要求される圧電磁器、例えば、厚み縦や厚み滑り振動モードを用いた圧電振動子や圧電発振器等に用いられる圧電磁器を均一に研磨する研磨装置及び研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、高周波振動子として、圧電磁器の両面に電極を有するものが知られているが、このような高周波振動子では、用いられる周波数が高周波になるほど、圧電磁器に対して高い厚み制御が必要となる。また、厚み縦や厚み滑り振動を利用する場合は、磁器厚みが発振周波数を支配するため高精度の厚み制御が必要である。高精度の高周波振動子を作製するには、平坦性の高い高精度の研磨技術が必要である。特に近年要求されている共振周波数の高周波化に従って、精度良く薄く研磨する手法が必要とされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来、圧電磁器の研磨は通常ラップ研磨と呼ばれる手法によって行われていた。ラップ研磨装置は、各々の角速度で回転する上定盤と下定盤、及び圧電磁器をその適当な形状の孔で保持し、定盤回転の中心部と外周部に配置されたギアで回転されるキャリアとを有しており、キャリアが自転しながら公転することにより、キャリアの収容孔内の圧電磁器の上下両面が上下の定盤により研磨される。
【０００４】
このような研磨装置による研磨の際には、通常キャリアの外側に位置するウエハ（圧電磁器ということもある）の部分が研磨されやすいという問題がある。一般にウエハを切り出して多数の振動素子が作製されるが、上記問題に起因してウエハから切り出される位置により、作製された振動素子に共振周波数の分布ができる。この問題を解決する為、キャリアの収容孔に収容されたウエハの最外側より上定盤の端面が内側となるように形成して、外側に位置するウエハ部分の研磨を抑制することが行われていた。
【０００５】
即ち、上定盤の半径を小さくし、定盤の外側に来たウエハが研磨されないようにし、平均的にウエハの外側部分の研磨量を少なくすることによってウエハの平坦度を上げ歩留りを向上するものである。上定盤の半径を小さくした場合において、ウエハのキャリア半径方向における共振周波数分布を図５に示す。この図５から、上定盤の半径を小さくしない場合には、ウエハの半径方向に大きな共振周波数の分布が発生するが、上定盤の半径を小さくすることにより、ウエハのキャリア半径方向における共振周波数の差を小さくできることがわかる。
【０００６】
また、キャリアのウエハを収容する収容孔形状を円形にし、キャリアの収容孔内でウエハが自由に回転できるようにして、ウエハ外側の研磨を抑制する手法も採用されている。
【特許文献１】特開平９−１１７８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高精度の高周波振動子を作製するには、圧電共振子を作製するウエハにおける高精度の、平坦性の高い研磨技術が必要である。即ち、周波数が高くなるにつれて、磁器厚みの薄い磁器研磨技術が要求されるが、周波数バラツキを同程度あるいは更なる高精度の範囲に抑える為には、厚みが薄くなるに従って研磨精度をさらに上げる必要がある。
【０００８】
しかしながら、高周波で用いられる圧電共振子を作製する場合、上定盤の半径を小さくし、ウエハ外側より上定盤の端部を内側にする上記した従来の手法によっても、図５から、ウエハの半径方向と中央部との共振周波数、即ち研磨差が未だ大きいため、高周波化が進むに従って歩留まりは低下するという問題があった。
【０００９】
また、キャリアのウエハ収容孔の孔形状を円形にし、キャリアの収容孔内でウエハが自由に回転する手法によっても外周部が削れやすいという研磨分布を本質的に無くすことはできない。
【００１０】
特に、近年では、圧電発振器等の小型薄型化により、ウエハを研磨し、一枚のウエハから複数個の圧電磁器を切り出して作製することが行われているが、ウエハに厚みバラツキがあると、一枚のウエハから作製された多数の圧電磁器間で厚み差が発生し、これらの圧電磁器を用いて、例えば振動子を作製した場合、共振周波数が異なり、歩留まり低下の原因になるという問題があった。
【００１１】
更に、この研磨分布はキャリアの自転方向の位置依存性も持つ。即ち、自転方向の上流側（自転方向側）の方が削れやすい傾向を示す。上定盤の半径を小径化したものと、そうでないものについて、自転方向位置での共振周波数の分布を図６に示す。この図６からキャリアの自転方向の上流側のウエハの端部は中央部より削れやすい（薄い）ことが判り、この傾向は上定盤の半径を小さくしたものでも存在することがわかる。従って、狭公差の振動子やフィルタを歩留り良く作製するためには、これらの研磨分布をも抑えた更なる高精度の平坦性が実現できる研磨手法が要求される。
【００１２】
本発明は、被研磨体をより平坦に研磨することができる研磨装置及び研磨方法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】
【００１３】
本発明の研磨装置は、対向する面に研磨面を有する一対の上定盤及び下定盤と、被研磨体の収容孔を有し、前記一対の定盤間に環状に配設される複数の円板状のキャリアからなるキャリア群と、該環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、前記キャリアの外周面に設けられた歯部と噛合する歯部を有する内側ギア体と、前記環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、前記キャリアの歯部と噛合する歯部を有する外側ギア体とを具備し、前記内側ギア体及び前記外側ギア体により前記キャリアが自転しつつ前記内側ギア体の周囲を公転し、前記キャリアの収容孔内に収容された被研磨体を前記上下定盤の研磨面にて研磨する研磨装置であって、前記外側ギア体が静止状態と仮定した時に（前記外側ギア体が静止している状態で見た時に）、前記上定盤及び／又は前記下定盤の回転方向が前記キャリアの自転方向と同一方向で、かつ前記定盤の回転角速度が前記キャリアの自転角速度とほぼ一致することを特徴とする。特に、上定盤及び下定盤が同一方向に同一速度で回転することが望ましい。
【００１４】
このような研磨装置では、被研磨体の上面及び下面の研磨は、それぞれ上定盤又は下定盤と被研磨体との相対速度の大きさで左右される。圧電磁器等のラップ研磨装置において、上定盤と下定盤の回転方向及びその大きさを一致させ、この回転に対してキャリアの自転方向を同方向にし、かつ回転角速度の大きさを一致させて研磨することにより、上定盤及び下定盤とキャリアの全ての位置における平均的相対速度の大きさをほぼ一定にすることができ、被研磨体全体にわたって研磨の度合いを一定にすることができ、これにより、例えば、平坦性に優れた圧電磁器を作製することができ、高周波帯における圧電共振子や圧電フィルタを高い歩留りで作製することができる。
【００１５】
尚、定盤の回転角速度が前記キャリアの自転角速度とほぼ一致するとは、定盤の回転角速度と、キャリアの自転角速度の大きさが±１０％の範囲内で角速度が一致すること、即ち、キャリアの自転角速度が定盤の回転角速度の９０〜１１０％の範囲にあることを意味する。
【００１６】
また、本発明の研磨装置は、キャリアに形成された被研磨体の収容孔は、被研磨体をキャリアの収容孔に係止する形状であることを特徴とする。このような研磨装置では、被研磨体が正しくキャリアに追随して回転して披研磨体と定盤の平均的相対速度の大きさを一定にすることができ、これにより、被研磨体の研磨度合いを一様とすることができる。
【００１７】
また、本発明の研磨装置は、対向する面に研磨面を有する一対の上定盤及び下定盤と、被研磨体の収容孔を有し、前記一対の定盤間に環状に配設される複数の円板状のキャリアからなるキャリア群と、該環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、前記キャリアの外周面に設けられた歯部と噛合する歯部を有する内側ギア体と、前記環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、前記キャリアの歯部と噛合する歯部を有する外側ギア体とを具備し、前記内側ギア体及び前記外側ギア体により前記キャリアが自転しつつ前記内側ギア体の周囲を公転し、前記キャリアの収容孔内に収容された被研磨体を前記上下定盤の研磨面にて研磨する研磨装置であって、前記上定盤及び前記下定盤の研磨面には、同心円状に形成された複数の環状溝と、該環状溝の半径方向に形成された複数の直線状溝を有するとともに、前記環状溝の幅が前記直線状溝の幅よりも広いことを特徴とする。
【００１８】
このような研磨装置では、複数の環状溝と複数の直線状溝により、研磨剤の流れを半径方向に一様にすることができ、研磨効果を向上できるとともに、研磨バラツキを抑制することができる。また、このような研磨装置では、排出される研磨剤を少なくして、研磨剤使用量を削減できるとともに、環状溝内に十分な研磨剤を有するため、研磨効果を向上できる。環状溝の幅は、研磨効果を向上するという点から、直線状溝の１．２〜１．５倍であることが望ましい。
【００１９】
また、本発明の研磨装置は、対向する面に研磨面を有する一対の上定盤及び下定盤と、被研磨体の収容孔を有し、前記一対の定盤間に環状に配設される複数の円板状のキャリアからなるキャリア群と、該環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、前記キャリアの外周面に設けられた歯部と噛合する歯部を有する内側ギア体と、前記環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、前記キャリアの歯部と噛合する歯部を有する外側ギア体とを具備し、前記内側ギア体及び前記外側ギア体により前記キャリアが自転しつつ前記内側ギア体の周囲を公転し、前記キャリアの収容孔内に収容された被研磨体を前記上下定盤の研磨面にて研磨する研磨装置であって、前記上定盤及び前記下定盤の研磨面には、同心円状に形成された複数の環状溝と、該環状溝の半径方向に形成された複数の直線状溝を有するとともに、前記キャリアの収容孔は矩形状であり、該収容孔を構成する辺のうち前記キャリアの自転方向側の辺は、前記直線状溝に対して所定角度傾斜して形成されていることを特徴とする。
【００２０】
このような研磨装置では、キャリアに収められた被研磨体の自転方向の上流側にある辺が直線状溝と完全に一致することがなく、交差するため、矩形状の被研磨体の上流側辺と直線状溝とも交差することになり、被研磨体の上流側辺が、その一端から他端へ順次直線状溝と交差して研磨されるため、被研磨体の上流側辺の研磨量増加を防止でき、研磨バラツキを小さくできる。収容孔を構成する辺のうちキャリアの自転方向側の辺は、直線状溝に対して少なくとも１０度傾斜させることが望ましい。
【００２１】
本発明の研磨方法は、対向する面に研磨面を有する一対の上定盤及び下定盤と、被研磨体の収容孔を有し、前記一対の定盤間に環状に配設される複数の円板状のキャリアからなるキャリア群と、該環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、前記キャリアの外周面に設けられた歯部と噛合する歯部を有する内側ギア体と、前記環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、前記キャリアの歯部と噛合する歯部を有する外側ギア体とを具備し、前記内側ギア体及び前記外側ギア体により前記キャリアが自転しつつ前記内側ギア体の周囲を公転し、前記キャリアの収容孔内に収容された被研磨体を前記上下定盤の研磨面にて研磨する研磨方法であって、前記外側ギア体を静止状態と仮定した時に、前記上定盤及び／又は前記下定盤の回転方向を前記キャリアの自転方向と同一方向に制御するとともに、前記定盤の回転角速度を前記キャリアの自転角速度とほぼ一致させて研磨することを特徴とする。
【００２２】
このような研磨方法では、定盤の回転方向をキャリアの自転方向と同一方向に制御し、定盤の回転角速度とキャリアの自転角速度の大きさを等しくするため、キャリアの中心からの距離に依存した速度差は生じず、従って、被研磨体を一様に研磨することができ、厚みバラツキを小さくできる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の研磨装置では、上定盤と下定盤の回転角速度を一致させ、キャリアの自転方向を定盤と同一にして±１０％の範囲内で角速度を一致させることにより、キャリアの収容孔に収容されたウエハの研磨度合いが、キャリアの半径方向、自転方向に一様な研磨装置が実現でき、厚み滑りや厚み縦振動モードを用いた圧電共振子等の振動周波数を狭公差に抑えると共に共振子作製の歩留りを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の研磨装置を図１で詳細に説明する。図１において、符号３１ａ、３１ｂは、対向する面に研磨面を有する一対の円板状の定盤を示している。研磨装置は、上定盤３１ａ、下定盤３１ｂと、該一対の定盤３１ａ、３１ｂ間に環状に配設され、外周面に歯部が形成された５個の円板状のキャリア３３と、５個の円板状のキャリア３３が環状に配設されたキャリア群の中心部に設けられ、図２に示すように、キャリア３３の歯部と噛合する歯部を外周面に有する内側ギア体３５と、環状に配設されたキャリア群の外側に設けられ、キャリア３３の歯部と噛合する歯部を内周面に有する外側ギア体３７とを具備して構成されている。各定盤３１ａ、３１ｂは独立して回転できるように構成されている。
【００２５】
キャリア３３には、矩形状の被研磨体３９を収容する複数の矩形状の収容孔４１が環状に配設されており、被研磨体３９の収容孔４１は、被研磨体３９をキャリア３３の収容孔４１に係止可能な形状とされている。これらの収容孔４１には、研磨時にウエハ（圧電磁器）からなる被研磨体３９が収容される。尚、図１では、被研磨体３９を一箇所の収容孔４１内に収容した状態を示している。また、図１（ａ）では、外側ギア体３７の記載は省略した。
【００２６】
キャリア３３の外周面に形成された歯部は、内側ギア体３５の歯部及び外側ギア体３７の歯部に噛合することにより、キャリア３３が自転（ｙ）しつつ、内側ギア体３５の周囲を、キャリア３３の中心が、キャリア３３の中心と内側ギア体３５の中心の距離を半径ｒとして公転し、キャリア３３の収容孔４１内に収容された被研磨体３９を定盤３１ａ、３１ｂの研磨面にて研磨する。キャリア３３の厚みは研磨後の被研磨体３９の厚みより小さく設定されている。
【００２７】
図１の場合、内側ギア体３５及び外側ギア体３７が同一方向に回転し、内側ギア体３５及び外側ギア体３７により、キャリア３３が公転及び自転させられる状態を示している。
【００２８】
そして、本発明の研磨装置では、定盤３１ａ、３１ｂの回転方向ｘがキャリア３３の自転方向ｙと同一方向で、かつ定盤３１ａ、３１ｂの回転角速度がキャリアの自転角速度とほぼ一致するように構成されている。尚、定盤３１ａ、３１ｂは同一方向に同一速度で回転する。
【００２９】
また、定盤３１ａ、３１ｂの対向する研磨面には、図３に示すように、同心円状に形成された複数の環状溝４３と、これらの環状溝４３の半径方向に４５度ピッチで形成された８本の直線状溝４５を有している。環状溝４３の幅Ｂ１は直線状溝４５の幅Ｂ２よりも広く形成されている。
【００３０】
さらに、キャリア３３の収容孔４１は矩形状であり、該収容孔４１を構成する辺のうちキャリア３３の自転方向側の辺４１ａは、直線状溝４５に対して角度θだけ傾斜して形成されている。
【００３１】
このような研磨装置では、被研磨体３９は薄い円板状のキャリア３３の板面を貫通して形成された収容孔４１内に収容され、研磨工程中は、定盤３１ａ、３１ｂ間に、水と研磨剤が供給される。
【００３２】
外側ギア体３７、内側ギア体３５は各々独立に回転でき、それぞれの回転角速度の相違によってキャリア３３を自転させる。被研磨体３９は、キャリア３３の自転に伴いキャリア３３の中央を中心として回転しながら、同時に内側ギア体３５の中心を公転するキャリア３３とともに定盤３１ａ、３１ｂ間を公転しながら研磨される。
【００３３】
研磨時には、キャリア３３の収容孔４１に収容されている被研磨体３９のキャリア３３の回転中心から外側に位置する部分が研磨されやすく、回転中心から外側になるほど被研磨体３９の厚みは薄い傾向になる。この研磨度合いの差異が、最終的に複雑な厚み分布、即ち共振周波数分布をもたらす。研磨の度合いは、用いる研磨材やその研磨材が被研磨体３９と定盤３１ａ、３１ｂの間でどのような分布を持って流れるかにも依存するが、環状溝４３、直線状溝４５により、研磨材の流れが一様とされている。また、研磨の度合いは定盤３１ａ、３１ｂと被研磨体３９の間に負荷される圧力にも左右されるが、この圧力も一様になる様に設定されている。
【００３４】
研磨の度合い、分布を決める大きな要因は定盤３１ａ、３１ｂのそれぞれと被研磨体３９の回転による相対速度である。実際の被研磨体３９の研磨度合いは、相対速度差に依存する。
【００３５】
即ち、内側ギア体３５と上定盤３１ａ、外側ギア体３７と下定盤３１ｂとが固定されていなくて独立して回転できるものとする。但し、外側ギア体３７は回転しないで静止していると仮定する。内側ギア体３５の回転角速度をω、キャリア、即ち被研磨体３９の回転角速度をω’とすると、キャリアの収容孔内の被研磨体の、キャリアの中心からの距離がｒの位置における速度は、下記式１で表される。
【数１】
2005279817.tif 000003
【００３６】
下定盤３１ｂの回転角速度（外側ギア体との相対速度）をωＬとすると、被研磨体の位置（ｒ、θ）上での下定盤の速度は、下記式２で表される。
【数２】
2005279817.tif 000004
【００３７】
従って、下定盤との相対速度は下記式３で表される。
【数３】
2005279817.tif 000005
【００３８】
同様にして上定盤の回転角速度（外側ギア体との相対角速度）をωｕとすると、被研磨体の位置（ｒ、θ）上での上定盤の速度は、下記式４で表される。
【数４】
2005279817.tif 000006
【００３９】
従って、上定盤との相対速度は下記式５で表される。
【数５】
2005279817.tif 000007
【００４０】
被研磨体の下面での相対速度の大きさ  ｖ’２＝ｖｘ’２＋ｖｙ’２は下記式６で表される。
【数６】
2005279817.tif 000008
【００４１】
被研磨体の上面での相対速度の大きさ  ｖ２＝ｖｘ２＋ｖｙ２は下記式７で表される。
【数７】
2005279817.tif 000009
【００４２】
式６、式７の角度（時間）平均をとると、下記式８で表される。
【数８】
2005279817.tif 000010
【００４３】
ここで、ω’はキャリアの自転角速度、Ｒ１、Ｒ２はそれぞれキャリアを回転させる内側ギア体の半径、キャリアの半径である。このとき、ω’＝Ｒ１／２Ｒ２ωである。ωｕ、ωＬは上下定盤の角速度である。相対的速度を問題にしているため、外側ギア体の回転角速度を０として得られたものをその本質を示す表式として示している。式８から、定盤の回転中心からの距離ｒに依存して速度差が変化するのは、(ω’−ωｕ)2又は(ω’−ωＬ)2の項による。即ち、定盤の角速度ωＬ、ωｕとキャリアの自転角速度ω’を同方向とし、その大きさを等しくするとキャリアの中心からの距離ｒに依存した速度差は生じない事が判る。
【００４４】
一般的に研磨材の流れや、定盤に負荷する圧力にはムラがある為に、厳密に角速度の大きさを一致させる必要はなく、±10％程度の範囲内で角速度を一致させれば被研磨体の平坦度は充分であることが確認されている。
【００４５】
本発明の研磨装置を用いて被研磨体を研磨した場合において、被研磨体のキャリア半径方向における共振周波数差を図４（ａ）に示す。この図４（ａ）から、被研磨体の半径方向両端部、中央部において共振周波数差、即ち研磨量差が殆どなく、平坦化できることが判る。
【００４６】
また、角速度は一定である必要はなく、この範囲内で時間と共に変化させることも研磨剤の流れを一様にする等の効果から有用である。
【００４７】
尚、この一様な研磨分布を達成するためには、ウェハはキャリアに追随して回転してウェハと定盤の平均的速度の大きさを一定にするように、ウェハを収容する収容孔４１の孔形状はウェハの形状に合わせると同時に、研磨材を一様に循環させる目的で刻まれている定盤の環状溝４３を半径方向に一様に形成している。また、上定盤等から研磨剤が供給されるが、供給孔は一様に配置されている。
【００４８】
また、本発明では、図３に示すように、キャリア３３の自転方向の平坦性を上げるために、この自転方向上流にあたる被研磨体３９の端の定盤から受ける応力の集中を低減する目的で、定盤の周方向に形成されている環状溝４３の幅Ｂ１が、半径方向に形成されている直線状溝４５の幅Ｂ２の１．２〜１．５倍とされている。また、この回転方向の上流にあたるキャリア３３の収容孔４１の辺４１ａは半径方向に形成されている直線状溝４５と少なくともθ（10度以上）だけ傾斜している。環状溝４３の幅Ｂ２を、直線状溝４５の幅Ｂ１の１．３倍とし、キャリア３３の自転方向上流にあたる収容孔４１の辺４１ａを２０度傾斜させた場合において、キャリア自転方向の共振周波数差を図４（ｂ）に示した。この図４（ｂ）からキャリア３３の自転方向の上流側、下流側、中央部において研磨量差が殆どなく、高精度の平坦性が実現できることがわかる。
【００４９】
尚、上記形態では、上下定盤が同一方向に同一速度で回転し、上定盤３１ａ及び下定盤３１ｂの回転方向がキャリア３３の自転方向と同方向で、かつ定盤３１ａ、３１ｂの回転角速度がキャリア３３の自転角速度の大きさとほぼ一致する場合について説明したが、例えば、下定盤３１ｂのみ回転方向がキャリア３３の自転方向と同方向で、かつ下定盤３１ｂの回転角速度がキャリア３３の自転角速度がほぼ一致する場合であってよい。この場合には、被研磨体の下面の研磨量を均一化して、平坦化できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明のラップ研磨装置の概観を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図２】図１の外側ギア体、内側ギア体の周辺を示す説明図である。
【図３】定盤の平面図である。
【図４】共振周波数分布を表すもので、（ａ）はキャリアの回転中心から半径方向への距離依存性によって表したもの、（ｂ）はキャリアの自転方向のウエハ位置によって表したものである。
【図５】従来の上定盤を小径化した研磨装置において、共振周波数分布を、キャリアの回転中心から半径方向への距離依存性によって表したものである。
【図６】従来の上定盤を小径化した研磨装置において、共振周波数分布を、キャリアの自転方向のウエハ位置によって表したものである。
【符号の説明】
【００５１】
３３・・・キャリア
３１ａ・・・上定盤
３１ｂ・・・下定盤
３９・・・被研磨体
４１・・・収容孔
３５・・・内側ギア体
３７・・・外側ギア体
４３・・・環状溝
４５・・・直線状溝
【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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