(57)【要約】【課題】シリコンウェハや硝子板等の板状ワークの片面を研磨する研磨装置で、厚みや平面度等のバラツキの異なる複数のワークを同時に高精度に研磨加工出来る装置の提供を目的とする。【解決手段】研磨加工時には、回転する１０研磨プレートに載置された１１修正リングに組み込まれた１２ホルダに１４ワークをセットし、１４ワークの前加工精度を考慮した１４ワークの自転数と上方からの押圧と１０研磨プレートの回転数に応じた研磨剤の供給量とを予め修正リング毎に格別の加工プログラムを１３加工制御盤で設定することにより、加工後の１４ワークを同精度に仕上げることを加工可能とした。【選択図】図１
2007190630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に昇降自由とした加圧錘プレートでワークに加工圧を供与しつつ回転する研磨プレートへワークを押しつけて研磨加工をおこなう研磨装置で、複数個のホルダに保持されたワークに予め設定された各別の加工圧を供与しつつ、ワークを保持したホルダを保持した修正リングの回転により研磨加工をおこない、各ワークの前加工精度のバラツキを消却し、目標値に近づけるべく各別の加工圧を予め設定し、各ホルダに供与することを選択可能とした平面研磨装置。
【請求項２】
前記請求項１において、ワークを保持した複数個のホルダに各別の駆動源により予め設定された回転をさせさることを可能とし、加工後のワークを高精度平面に維持することを可能とした請求項１記載の平面研磨装置。
【請求項３】
前記請求項１及び２において、供与する研磨剤の供給量を回転する研磨プレート及び各別の駆動源により回転するホルダの回転数によりワークに供与する研磨剤の供給量を選択可能とした請求項１及び２記載の平面研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶、シリコン、ガラス、金属その他種々の板材等の片面の研磨加工を行う研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より水晶、シリコンウエハ等のワークを研磨する研磨装置によれば、ホルダに保持されたワークは、研磨加工をおこなう鋳鉄等の材質で造られた定盤と言われる研磨プレートの平面を維持する目的の修正リングを備え、研磨加工時のワークに圧力を供与する装置が取り付けられ、且つ研磨プレートの駆動には回転自在とする制御装置が取り付けられている。
【０００３】
この研磨装置で行う加工方法は「ラップ及びポリッシ加工は、研磨プレートの加工面の精度をワークに転写する加工方法である。」と言われており、加工中もプレートの加工面を常に高精度の平面に維持しなくてはならない。
【特許文献１】特開平５−２５１４１１
【０００４】
研磨プレート上に載置した修正リング内に設置されたホルダに保持されたワークは、錘プレートの荷重調整機構により押圧され、研磨剤を供給されつつ修正リングの回転によりホルダと共に回転し、ワーク加工面を研磨加工するものである。
【０００５】
ワークを保持したホルダは、修正リング内径に組み込まれ、研磨プレートの回転による修正リングと共に回転する。この修正リングの回転は、研磨プレートの外径と内径部の周速差によりるものであるが、ラップ加工に供与するために供給する研磨材の粒度や粘度及び研磨プレートの回転数等により滑が発生することがあり変化する。
【０００６】
加工作業開始時には、被加工物であるワークをホルダーに取り付ける為に、錘プレートを上方に設置された錘プレート昇降装置により上方に移動させワークをセットする。セットが終わると錘プレートを下降させ、研磨プレート上に載置されたホルダに保持されたワークの上にクッションを介して積載しワークを押圧し、研磨剤を供給しつつ研磨プレートを回転させ、研磨プレートに押しつけられたワークは、研磨剤を媒体として研磨加工される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし上記に記した従来からの研磨装置では、研磨プレートの回転数やワークに供与する研磨圧力及び研磨剤により、修正リングの回転が変化する。また研磨加工に供与する研磨剤は、加工液とと粒を混合撹拌したものであり、加工液の粘度や供給量及びワークの加工前精度により修正リングの安定した回転を維持できない。
【０００８】
また、ワークの材質、仕上がり条件及び前加工精度や研磨プレートの回転により発生する研磨剤の遠心力による研磨プレート上を移動する効果についても考慮しなくてはならない。
【０００９】
そして、ワークの加工前の精度に対応した研磨プレートの回転数に適合する修正リングの回転数や研磨剤の供給量及びワークへの加工圧についても、加工進行時に適正加工条件を維持するようにする。加工前のワークの精度のバラツキの大きい場合でも、修正リングの回転数又は回転方向を選択することにより、加工中のプレートの平面精度を常に維持する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
問題を解決するためには、研磨プレートの回転数に適合する修正リングの回転数や研磨剤の供給量を予めプログラム化し常に適正加工条件を維持しなくてはならない。また、ワーク加工時の加工圧についても、ワークの材質や前加工精度を考慮し、加工進行時も適正加工圧を維持するようにする。
【００１１】
そこで、研磨プレートの回転数にあわせ、加工圧力及び修正リングの回転を各別の駆動源により予め設定したプログラムにより駆動回転させる。また加工時のワークに供与するラップ剤の供給量についても、ラップ剤供給装置を予め設定したプログラムにより制御し、適正量を供給しなくてはならない。
【００１２】
上記のような問題を解決するために加工時のワークに供与する加工圧力については、各修正リング毎の錘プレートの荷重調整機構を各別のプログラムにより、制御する事とする。
【００１３】
修正リングの回転数については、各別の駆動源によりワークの加工前精度を考慮し、研磨プレートの回転数に応じての決定をする。
【００１４】
加工時に各々のワークに供給する研磨剤の供給量は、ワークの加工前精度及び研磨プレートの回転数を考慮し、予めプログラム化し供給する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の研磨装置では、粗加工から中仕上加工そして仕上加工と各ステップ毎にワークの加工に供与する荷重である加工圧力、研磨剤の供給量、研磨プレートの回転数及び各修正リングの回転数を予め設定が出来るため、前加工精度がばらついているワークも各修正リングの回転を設定出来るためプレートの平面を維ので、ワークの平面を高精度に加工することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る平面研磨装置について図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１７】
以下本発明の実施例について図１及び図２を用いて説明する。図１は、実施例を示すための研磨装置構成図である。図２は、実施例の形態を示す装置断面図であり、同一符号は、同一対象物を示す。
【００１８】
図１において、１０は研磨プレートであり、１１は修正リング。１２ホルダは１４ワークを保持するジグである。１２ホルダと１４ワークは１１修正リング内径に組み込まれ１５クッション材を介して１６錘プレートを載置する。加工開始前には、２４研磨剤槽より２５研磨剤ポンプで吸引し２３研磨剤調整弁により調整された研磨剤は、２２研磨剤配送管で２２研磨剤分配器により１０研磨プレートの加工面に供給される。
【００１９】
まず２０荷重調整機構により１６錘プレートを昇降させ、１１修正リング内径部に１４ワークを保持した１２ホルダをセットし、その上に１５クッションを置き、再び１６錘プレートを下降させ、研磨剤を少量１０研磨プレートの加工部分に供給する。１３制御盤には、１４ワークを着脱するための１６錘プレートの昇降と加工中の１４ワークへの適正押し圧及び１１修正リングの回転数の指令を提供するための機能を保持しており、その指令は、加工前の状態、１４ワーク材質、加工研磨代及び仕上がり面に応じた１１修正リング毎に格別の加工プログラムが１３加工制御盤にメモリーされている。
【００２０】
加工開始と共に１４ワークには研磨剤が供与され、１０研磨プレート及び１６修正リングは回転を開始する。１０研磨プレートは、供給された研磨剤のと粒を保持し１４ワークを研磨加工をおこなう。研磨加工時の修正リングの回転は、１０研磨プレートの加工面の平面を維持するため強制回転させるものである。また加工に供給する研磨剤の供給量は、２３研磨剤供給調整弁により１０研磨プレートの回転数及び荷重調整機構による１４ワークに供与される加工荷重により流量を制御する。このことは、研磨加工の原則に従ったものであり、高精度を要求される研磨加工では、この加工面の平面の制御が非常に重要となってくる。
【００２１】
図２は、本発明の１０研磨プレートの回転に適合した１１修正リングを強制駆動させる方式の要部部分断面図である。１０研磨プレートの加工面に載置された複数の１１修正リングは、１７修正リング駆動ベルトを介して１９修正リング駆動モータ軸上部の１８モータープーリにより回転する。その回転数は、１０研磨プレートの回転にあわせた適正回転数にセットされ、常に１０研磨プレートの加工面の平面を維持するようなプログラムで制御されている。
【００２２】
図３は、従来方式の研磨装置の要部部分断面図である。１４ワークを保持した１２ホルダは、１１修正リング内径に組み込まれ、１０研磨プレートの回転により１１修正リングは連れ回りするものであり加工に供与するために供給する研磨剤の粒度や加工液の粘度及び１０研磨プレートの回転数等により滑りが発生することがあり常に適正な回転数を維持するとは限らない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による実施例１を示す装置構成図である。
【図２】本発明による実施例１を示すワーク及び修正リング部分断面図である。
【図３】従来方式の要部部分断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  研磨プレート                   
１１  修正リング                   
１２  ホルダ                                 
１３  加工制御盤               
１４  ワーク          
１５  クッション                     
１６  錘プレート                     
１７  修正リング駆動ベルト           
１８  モータプーリ                  
１９  修正リング駆動モータ                            
２０  荷重調整機構                                     
２１  研磨剤分配器                               
２２  研磨剤供給管                               
２３  研磨剤調整弁                               
２４  研磨剤槽                               
２５  研磨剤供給ポンプ         
２６  研磨剤撹拌モータ
２７  研磨プレート駆動モータ         
２８  ユニバーサルジョイント                               
２９  ガイドローラ                            
３０  圧定板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年1月18日(2006.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
上下に昇降自由とした加圧錘プレートでワークに加工圧を供与しつつ回転する研磨プレートへワークを押しつけて研磨加工をおこなう研磨装置で、複数個のホルダに保持されたワークに予め設定された各別の加工圧を供与しつつ、ワークを保持したホルダを組み込んだ修正リングの回転により研磨加工をおこない、各ワークの前加工精度のバラツキを消却し、目標値に近づけるべく各別の加工圧を予め設定し、各ホルダに供与することを選択可能とした平面研磨装置。