(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられる下定盤と、下定盤の上方に回転可能かつ上下動可能に設けられる上定盤と、下定盤の中心部に回転可能に設けられる太陽ギアと、下定盤の外周部に回転可能に設けられるインターナルギアと、太陽ギアとインターナルギアとの間に噛合されるとともに、被研磨物を保持可能なキャリヤとを具え、前記下定盤、上定盤、太陽ギア、及びインターナルギアを回転させて前記キャリヤを下定盤と上定盤との間で公転、自転させることにより前記被研磨物の表面を研磨する研磨装置における研磨方法であって、
研磨工程が、前記下定盤、上定盤、太陽ギア、及びインターナルギアの回転数を変えて行う複数の加工ステップからなり、初期の加工ステップは、速度調整ボリュームを手動で操作して各駆動源の回転を０から設定回転数まで上昇させ、それ以降の加工ステップは、予めプログラムされた各回転数により自動的に実行され、かつ、前記速度調整ボリュームは前記初期の加工ステップにおいて使用される前記設定回転数を１００％とするものであることを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は研磨方法に関し、特に、上定盤と下定盤との間にスラリー状の研磨剤を供給しつつ、両定盤間でキャリヤを公転、自転させることによりキャリヤに保持した被研磨物の表面を研磨加工する研磨装置における研磨方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
この種の研磨装置は、回転可能に設けられる下定盤と、下定盤の上方に回転可能かつ上下動可能に設けられる上定盤と、下定盤の中心部に回転可能に設けられる太陽ギアと、下定盤の外周部に回転可能に設けられるインターナルギアと、太陽ギアとインターナルギアとの間に噛合されるとともに、円板状の被研磨物を保持可能なキャリヤとを具えている。
【０００３】
そして、キャリヤに被研磨物を保持し、上定盤を下降させて上定盤の下面側を被研磨物に当接させ、被研磨物を上定盤と下定盤との間で押圧し、上定盤と下定盤との間にスラリー状の研磨剤を供給しつつ、上定盤、下定盤、太陽ギア、及びインターナルギアを回転させて上定盤と下定盤との間でキャリヤを公転、自転させることにより、被研磨物の表面を所定の表面粗さに研磨することができるものである。
【０００４】
この場合、被研磨物の表面を所定の表面粗さに研磨する研磨工程は設定回転数の異なる複数の加工ステップからなり、初期の加工ステップにおいては速度調整ボリュームを手動で操作して回転数を０から立ち上げ、被研磨物に破損等のトラブルが生じていないことを確認した上で設定回転数まで上昇させている（図４参照）。
【０００５】
しかしながら、速度調整ボリュームは装置の最高回転数を１００％としているため、設定回転数が極低速の初期の加工ステップにおいては分解能が非常に小さく、速度調整ボリュームの使用できる範囲が非常に小さいため、回転数を上昇させる途中の過程において回転数が変動してしまって被研磨物に急激な負荷が加わってしまい、被研磨物が傷付いたり、破損したりするような問題が生じ、歩留りが低下してしまう。また、初期の加工ステップ以降の加工ステップにおいても、手動で速度調整ボリュームを操作して回転数を設定回転数に合わせなければならないため、その操作に手間がかかり、作業効率が低下してしまう問題もあった。
【０００６】
この発明は前記のような従来のもののもつ問題点を解決したものであって、速度調整ボリュームの分解能が大きく、初期の加工ステップにおいて回転数を設定回転数まで上昇させる場合に回転数を滑らかに上昇させることができ、これにより回転数を上昇させる途中の過程において被研磨物が傷付いたり、破損したりするような問題が生じることはなく、歩留りを大幅に高めることができるとともに、初期の加工ステップ以降の加工ステップにおいて速度調整ボリュームを手動で操作する作業が不要であって、作業効率を大幅に高めることができる研磨方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】
上記の問題点を解決するためにこの発明は、回転可能に設けられる下定盤と、下定盤の上方に回転可能かつ上下動可能に設けられる上定盤と、下定盤の中心部に回転可能に設けられる太陽ギアと、下定盤の外周部に回転可能に設けられるインターナルギアと、太陽ギアとインターナルギアとの間に噛合されるとともに、被研磨物を保持可能なキャリヤとを具え、前記下定盤、上定盤、太陽ギア、及びインターナルギアを回転させて前記キャリヤを下定盤と上定盤との間で公転、自転させることにより前記被研磨物の表面を研磨する研磨装置における研磨方法であって、研磨工程が、前記下定盤、上定盤、太陽ギア、及びインターナルギアの回転数を変えて行う複数の加工ステップからなり、初期の加工ステップは、速度調整ボリュームを手動で操作して各駆動源の回転を０から設定回転数まで上昇させ、それ以降の加工ステップは、予めプログラムされた各回転数により自動的に実行され、かつ、前記速度調整ボリュームは前記初期の加工ステップにおいて使用される前記設定回転数を１００％とする手段を使用したものである。
【０００８】
【作用】
この発明は前記のような手段を採用したことにより、複数の加工ステップのうちの初期の加工ステップにおいて、その設定回転数を１００％とする速度調整ボリュームを手動で操作することにより回転数を設定回転数に設定することができることになる。したがって、速度調整ボリュームの全範囲を使用して回転数を設定回転数に設定することができることになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示すこの発明の実施の形態について説明する。
図１には、この発明で使用する研磨装置の形態が示されていて、この研磨装置は、回転可能に設けられる下定盤１と、下定盤１の中心部に回転可能に設けられるドライバ３と、下定盤１の上方に回転可能かつ上下動可能に設けられる上定盤１１と、上定盤１１の下面側に貼着される研磨パッド１５と、ドライバ３の外周側に回転可能に設けられる太陽ギア６と、下定盤１の外周側に回転可能に設けられるインターナルギア７と、太陽ギア６とインターナルギア７との間に噛合されるとともに、被研磨物１０を保持可能なキャリヤ８とを具えている。
【００１０】
下定盤１は、円板状に形成されるものであって、中心部には上下方向に貫通する孔２が設けられ、この孔２内をドライバ３が挿通するようになっている。下定盤１は、下定盤１の下方に位置する駆動源（図示せず）に連結され、駆動源の作動時に水平方向に回転するようになっている。
【００１１】
ドライバ３は、円柱状に形成されるものであって、シャフト５を介して下定盤１の下方に位置する駆動源（図示せず）に連結され、駆動源の作動時に水平方向に回転するようになっている。ドライバ３は、下定盤１の中心部の孔２を挿通して上端部が下定盤１よりも上方に突出し、その突出している部分が後述する上定盤１１の中心部の孔１２内に遊嵌するようになっている。ドライバ３の外周面には上下方向に延びる係合溝４が設けられ、この係合溝４内に後述する上定盤１１の孔１２の周縁部に設けた係合片１４が係合するようになっている。
【００１２】
太陽ギア６は、下定盤１の孔２とドライバ３のシャフト５との間に設けられる環状をなすものであって、外周面に所定のギアが設けられるようになっている。太陽ギア６は、下定盤１の下方に位置する駆動源（図示せず）に連結され、駆動源の作動時に水平方向に回転するようになっている。
【００１３】
インターナルギア７は、下定盤１の外周側に設けられる環状をなすものであって、内周面に所定のギアが設けられるようになっている。インターナルギア７は、駆動源（図示せず）に連結されて駆動源の作動時に水平方向に回転するようになっている。
【００１４】
キャリヤ８は、円板状に形成されるものであって、複数箇所に上下方向に貫通する孔９が設けられ、各孔９内にシリコンウエハ等の円板状の被研磨物１０が装填されるようになっている。キャリヤ８の外周面には所定のギアが設けられ、このギアと太陽ギア６のギア及びインターナルギア７のギアとを相互に噛合させることで、太陽ギア６とインターナルギア７との回転時にキャリヤ８を公転、自転させることができるものである。なお、キャリヤ８は太陽ギア６とインターナルギア７との間に少なくとも１枚設ければよいものである。
【００１５】
ドライバ３の上方には軸線を一致させた状態で上下動用シリンダ（図示せず）が設けられ、上下動用シリンダのロッド（図示せず）には吊り軸１７が軸線を一致させた状態で連結されるとともに、吊り軸１７には円板状の吊り板１８が水平に連結され、吊り板１８には複数本の支持軸１９を介して上定盤１１が連結されるようになっている。
【００１６】
上定盤１１は、円板状に形成されるものであって、中心部には上下方向に貫通する孔１２が設けられ、この孔１２内にドライバ３が遊嵌するようになっている。上定盤１１の孔１２の周縁部には径方向内方に突出する係合片１４が取り付けられ、この係合片１４をドライバ３の係合溝４内に係合させることで、上定盤１１とドライバ３との回転方向への相対的なずれがなくなり、ドライバ３の回転時に上定盤１１がドライバ３と一体に回転するものである。上定盤１１の複数箇所には上下面間を貫通する供給孔１３が設けられている。
【００１７】
上定盤１１の下面側には研磨パッド１５が貼着されるとともに、研磨パッド１５の上定盤１１の各供給孔１３に対応する部分には研磨パッド１５を上下方向に貫通する通孔１６がそれぞれ設けられ、これらの通孔１６、及び供給孔１３を介してスラリー状の研磨剤がスラリー供給源（図示せず）から上定盤１１と下定盤１との間に供給されるようになっている。
【００１８】
そして、下定盤１、ドライバ３（上定盤１１）、太陽ギア６及びインターナルギア７の駆動源を作動させて、下定盤１と上定盤１１との間でキャリヤ８を公転、自転させることで、キャリヤ８に保持した被研磨物１０の表面を所定の表面粗さに研磨することができるものである。
【００１９】
この場合、被研磨物１０の表面を研磨する研磨工程は設定回転数の異なる複数の加工ステップからなり、複数の加工ステップを実行することによって被研磨物１０の表面を所定の表面粗さに研磨することができるものである（図２参照）。
【００２０】
下定盤１、ドライバ３（上定盤１１）、太陽ギア６及びインターナルギア７の駆動源は制御回路によって回転が制御されるようになっている。制御回路は自動運転回路と手動運転回路とを具えており、自動運転回路は複数の加工ステップの全てにおいて各駆動源の回転を自動で制御する全自動回路と、複数の加工ステップのうちの特定の加工ステップにおいて各駆動源の回転を手動で制御するとともに、それ以外の加工ステップにおいて各駆動源の回転を自動で制御する半自動回路とを有し、操作スイッチを操作することで全自動回路又は半自動回路を選択することができるものである。半自動回路を選択した場合には特定の加工ステップにおいて速度調整ボリュームを操作することによって各駆動源の回転を手動で制御することができるものである（図３参照）。なお、手動運転回路の場合には全ての加工ステップにおいて速度調整ボリュームを手動で操作することにより各駆動源の回転を制御することができるものである。
【００２１】
速度ボリュームは、複数の加工ステップのうちの特定の加工ステップの設定回転数を１００％とするものであって、分解能が大きく、特定の加工ステップにおいて回転数を設定回転数に設定する場合に速度ボリュームの使用可能な全範囲を使用することができるものである。
【００２２】
次に、前記に示すものの作用について説明する。
まず、キャリヤ８の孔９内に被研磨物１０を装填し、上下動用シリンダを作動させて上定盤１１を下降させ、研磨パッド１５を被研磨物１０の上面側に当接させ、上定盤１１と下定盤１との間で被研磨物１０を押圧する。
【００２３】
次に、スラリー供給源（図示せず）を作動させて上定盤１１の各供給孔１３及び研磨パッド１５の各通孔１６を介して研磨剤を上定盤１１と下定盤１との間に供給する。
【００２４】
そして、制御回路（操作回路）をＯＮにし、自動回路を選択し、プログラムＮｏ．を選択し、速度ボリューム使用を選択し、速度ボリュームを使用する加工ステップのＮｏ．を指定し、プログラム加工運転をスタートさせる。
【００２５】
例えば、速度調整ボリュームを使用する加工ステップのＮｏ．を初期の加工ステップに設定した場合には、研磨加工の開始時に速度調整ボリュームを手動で操作して各駆動源の回転を０から立ち上げ、初期の加工ステップの設定回転数まで上昇させる。この場合、速度調整ボリュームは初期の加工ステップの設定回転数を１００％としているので、分解能が大きく、速度調整ボリュームの使用可能な全範囲を使用して回転数を滑らかに設定回転数まで上昇させることができることになる。
【００２６】
そして、初期の加工ステップにおいて回転数が設定回転数に到達すると、設定時間タイマーがＯＮとなり、設定回転数が所定の時間維持されて被研磨物１０の表面が研磨される。そして、所定の時間経過後に設定時間タイマーがＯＦＦになると、その信号を制御回路が受けてそれ以降の加工ステップが各々の設定回転数で各々実行される。そして、このようにして最終の加工ステップまで実行することで、被研磨物１０の表面が所定の表面粗さに研磨されるものである。
【００２７】
一方、自動回路を選択し、プログラムＮｏ．を選択した後に速度調整ボリュームの不使用を選択した場合には、初期の加工ステップにおいて自動スロープタイムを使用して各駆動源の回転が０から立ち上げられて設定回転数まで上昇し、設定時間タイマーのＯＮによって設定回転数が所定の時間維持されて被研磨物１０の表面が研磨され、所定の時間経過して設定時間タイマーがＯＦＦになった後、その信号を制御回路が受けてそれ以降の加工ステップが各々の設定回転数で各々実行され、このようにして最終加工ステップまで実行することで、被研磨物１０の表面が所定の表面粗さに研磨されるものである。
【００２８】
なお、手動運転回路を選択した場合には、全ての加工ステップにおいて、速度調整ボリュームを手動で操作して各駆動源の回転数を設定回転数に設定して各加工ステップを実行することで、被研磨物１０の表面を所定の表面粗さに研磨することができるものである。
【００２９】
上記のように構成したこの実施の形態による研磨方法にあっては、初期の加工ステップにおいて速度調整ボリュームを手動で操作して各駆動源の回転数を０から立ち上げて設定回転数まで上昇させる場合に、その設定回転数を１００％とする速度調整ボリュームを使用して回転数を上昇させることになるので、分解能が大きく、速度調整ボリュームの使用可能な全範囲を使用して各駆動源の回転数を設定回転数まで上昇させることができることになる。
【００３０】
したがって、回転数を滑らかに上昇させることができるので、回転数を上昇させる途中の過程において回転数が変動して被研磨物１０に急激な負荷が加わるようなことはなくなり、初期の加工ステップにおいて回転数が変動することによって被研磨物１０が破損したり、傷付いたりすることはなくなり、歩留りを大幅に向上させることができることになる。
【００３１】
また、初期の加工ステップが終了した後、それ以降の加工ステップは自動回路によって各々の設定回転数に設定されて実行されることになるので、初期の加工ステップ以降の加工ステップにおいて速度調整ボリュームを手動で操作して設定回転数に合わせるような作業が不要となり、作業効率を大幅に高めることができることになる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明は請求項１のように構成したことにより、複数の加工ステップのうちの初期の加工ステップは、その設定回転数を１００％とする速度調整ボリュームを手動で操作することによってその設定回転数に設定されることになる。したがって、分解能を大きくすることができるので、速度調整ボリュームの全範囲を使用して設定回転数に設定することができ、回転数を滑らかに設定回転数まで上昇させることができ、回転数を上昇させる途中の過程において回転数が変動して被研磨物の表面に傷を付けたり、被研磨物が破損するようなことはなく、歩留りを大幅に高めることができることになる。また、初期の加工ステップ以外の加工ステップは自動で設定回転数に設定されて実行されることになるので、初期の加工ステップ以外の加工ステップにおいて速度調整ボリュームを手動で操作して設定回転数に設定するような作業が不要となり、作業効率を大幅に高めることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による研磨装置の一実施の形態を示した概略断面図である。
【図２】図１に示す研磨装置の研磨工程における駆動源の回転数と時間との関係を示した説明図である。
【図３】図１に示す研磨装置の制御回路のフロー図である。
【図４】従来の研磨装置の研磨工程における駆動源の回転数と時間との関係を示した説明図である。
【符号の説明】
１……下定盤
２、９、１２……孔
３……ドライバ
４……係合溝
５……シャフト
６……太陽ギア
７……インターナルギア
８……キャリヤ
１０……被研磨物
１１……上定盤
１３……供給孔
１４……係合片
１５……研磨パッド
１６……通孔
１７……吊り軸
１８……吊り板
１９……支持軸
【図１】
0004359370.tif 000002
【図２】
0004359370.tif 000003
【図３】
0004359370.tif 000004
【図４】
0004359370.tif 000005