JP2001121412A - 両面研磨装置 - Google Patents

両面研磨装置

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JP2001121412A
JP2001121412A JP29934599A JP29934599A JP2001121412A JP 2001121412 A JP2001121412 A JP 2001121412A JP 29934599 A JP29934599 A JP 29934599A JP 29934599 A JP29934599 A JP 29934599A JP 2001121412 A JP2001121412 A JP 2001121412A
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carrier
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polishing
sun gear
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JP29934599A
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Shunji Hakomori
駿二 箱守
Masahiro Ichikawa
雅弘 市川
Misuo Sugiyama
美寿男 杉山
Seiichi Maeda
誠一 前田
Takeshi Amano
健史 天野
Tomohiro Aizawa
智宏 相澤
Noriaki Mizuno
憲明 水野
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SpeedFam Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動化し易いようにした両面研磨装置を提供
する。 【解決手段】 サンギアおよびインターナルギアに噛合
い係合するキャリア内に被研磨物を位置し、上下面を上
下定盤で挟持した状態で研磨する両面研磨装置であっ
て、前記キャリアが前記サンギアの回りを公転すること
なく所定の位置で自転のみして被研磨物を研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は両面研磨装置に関
し、特に、被研磨物であるアルミディスク、半導体ウエ
ハ等の薄板を所望の厚みに研磨できるとともに、ローデ
ィングおよびアンローディングが容易に行えて自動化に
も対応することができる両面研磨装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、アルミディスク、半導体ウエハ等
の薄板である被研磨物を研磨するための両面研磨装置に
あっては、環状をなす上下定盤の間に、被研磨物を位置
する孔が複数個設けられ、かつ、外周に歯車が形成され
た複数のキャリアを位置し、サンギアおよびインターナ
ルギアにキャリアの外周に形成した歯車を噛合い係合さ
せ、サンギアおよびインターナルギアを回転させること
によりキャリアを回転させて上下定盤間で被研磨物を挟
持した状態でキャリアを自転させつつサンギアの回りを
公転させるようになっている。そして、上記のようなキ
ャリアの厚みは被研磨物の研磨後の厚みよりも薄く構成
してある。
【0003】上記のように研磨後の被研磨物よりも薄く
なっているキャリアを用いて、このキャリアを自転およ
び公転して被研磨物を研磨する場合には以下のような問
題点を有している。
【0004】すなわち、キャリアの孔内に位置する複数
の被研磨物の厚みが研磨前において全てが同一の厚さで
あれば、上下定盤間にキャリアおよび被研磨物を位置し
た時に下定盤と上定盤との研磨面が平行となり、このよ
うな状態で研磨が行われれば全ての被研磨物が同一の厚
さ、すなわち、上下定盤が平行を保持した状態で目的の
厚さに研磨することができる。
【0005】この場合、被研磨物の研磨をした時は、常
にキャリアの厚みよりも被研磨物の方が厚い状態で研磨
を終了するので、被研磨物の上下周縁部が所謂「だれ」
ることになり、上下周縁部を確実に研磨出来ないという
問題点を有している。
【0006】また、キャリア内に位置した各被研磨物の
厚さが異なって下定盤に対して上定盤が平行にならなか
った場合には、平行でない状態、すなわち、下定盤に対
して上定盤が傾斜したままの状態で最後まで研磨が行わ
れるので、研磨終了後の被研磨物の厚さが異なってしま
う。したがって、研磨終了後の被研磨物の厚さがバラツ
クのを防止するためにキャリアおよびその孔内に位置し
た被研磨物を自転および公転させることで各被研磨物の
バラツキを防止する研磨作業を行っているので、キャリ
アおよびその内部に位置した被研磨物を自転および公転
させることが必須のものとなっている。
【0007】上記のように被研磨物の研磨後の厚みのバ
ラツキをなくすためにキャリアおよびその内部に位置し
た被研磨物を自転および公転させることが必須となって
いるために、作業の段取りが悪くなっている。すなわ
ち、被研磨物のローディング位置およびアンローディン
グ位置が研磨作業の都度異なるので、ローディングおよ
びアンローディング時の被研磨物の位置決め作業が煩雑
であるという問題点を有している。このことは、今後主
流となると思われる300φの大きさの半導体ウエハ等
の被研磨物を研磨する時には大きな問題となり、研磨作
業の全体の効率が著しく低下することになる。
【0008】この発明の目的は、被研磨物のローディン
グ位置およびアンローディング位置を常に同一の位置と
することで、ローディング作業およびアンローディング
作業を容易にして作業の段取りを良好にすることができ
る両面研磨装置を提供することにある。この発明の他の
目的は、厚みが異なった被研磨物であっても研磨後には
同一の厚みで、外周縁部がだれることなく研磨すること
ができ、しかも、ローディング位置およびアンローディ
ング位置を常に同一の位置としてローディング作業およ
びアンローディング作業を容易にして作業の段取りを良
好にすることができる両面研磨装置を提供することにあ
る。この発明のさらに他の目的は、上下面を研磨した後
に端面も研磨することができる両面研磨装置を提供する
ことにある。
【0009】
【問題点を解決するための手段】上記の目的を達成する
ためにこの発明は、サンギアおよびインターナルギアに
噛合い係合するキャリア内に被研磨物を位置し、上下面
を上下定盤で挟持した状態で研磨する両面研磨装置であ
って、前記キャリアが前記サンギアの回りを公転するこ
となく所定の位置で自転のみして前記被研磨物を研磨す
る構成を有している。また、この発明は、サンギアおよ
びインターナルギアに噛合い係合するキャリア内に被研
磨物を位置し、上下面を上下定盤で挟持した状態で研磨
する両面研磨装置であって、前記キャリアに定寸キャリ
アを用いるとともに、前記キャリアが前記サンギアの回
りを公転することなく所定の位置で自転のみして前記被
研磨物を研磨する構成を有している。さらにこの発明
は、サンギアおよびインターナルギアに噛合い係合する
キャリア内に被研磨物を位置し、上下面を上下定盤で挟
持した状態で研磨する両面研磨装置であって、前記キャ
リアに定寸キャリアを用いるとともに、前記キャリアが
前記サンギアの回りを公転することなく所定の位置で自
転のみして前記被研磨物を研磨し、こののちエッジポリ
ッシング装置で端面を研磨する構成を有している。
【0010】
【作用】この発明は上記の手段を採用したことにより、
キャリアに位置した被研磨物は当初の位置で自転するだ
けで公転はしないので研磨終了まで当初の位置のままで
あり、その都度ローディング位置およびアンローディン
グ位置が異なることがないのでローディングおよびアン
ローディング作業が容易であり、しかも、キャリアは定
寸キャリアであるので定寸キャリアの厚みまで研磨され
るので被研磨物の外周縁部がだれる恐れはない。さら
に、上下面を研磨した後に端面も研磨することができ
る。
【0011】
【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にはこの発明の実施の形
態である両面研磨装置の概略平面図が、図2には両面研
磨装置の概略正面図が示されている。
【0012】図1および図2において、この発明による
両面研磨装置は、水平方向に回転可能に設けられる環状
の下定盤1と、この下定盤1の上方において対向して設
けられるとともに、水平方向に回転可能、かつ、上下移
動機構によって上下方向に移動可能であり、さらに自動
調芯装置2が取り付けられている環状の上定盤3と、前
記下定盤1および上定盤3に取り付けられている研磨パ
ッド4、5を有している。
【0013】また、前記環状の下定盤1および上定盤3
の中央部にはサンギア6が、外周側にはインターナルギ
ア7がそれぞれ位置するようになっており、そして、前
記サンギア6およびインターナルギア7に噛合い係合す
る複数のキャリア(図では3つ)10が前記上下定盤
3、1の間に挟持された状態で位置し、これにより、キ
ャリア10で保持した被研磨物8を上下定盤3、1で上
下両側から挟んで研磨するようになっている。
【0014】前記キャリア10は、外周面に前記サンギ
ア6の歯部11およびインターナルギア7の歯部9と噛
合い係合する歯部12が設けられるとともに、軸芯と偏
心している被研磨物8を収納する孔13を有し、この孔
13の内部に被研磨物8を位置させることでキャリア1
0に対して被研磨物8が移動するのを阻止しているとと
もに、キャリア10の自転時には上下定盤3、1に対し
て移動するようになっている。
【0015】前記キャリア10とサンギア6およびイン
ターナルギア7との回転方向および回転数により、キャ
リア10が自転のみをして公転しないように設定してあ
るのでキャリア10は常に初期の位置で自転して孔13
内の被研磨物8は初期の位置で回転しつつ上下定盤3、
1に対して移動して研磨されるようになっている。
【0016】なお、14は研磨前の被研磨物をローディ
ング位置にあるキャリアに移載するローディング装置、
15は研磨後の被研磨物をアンローディング位置16に
移動するフロートチャック等のアンローディング装置で
あり、17は研磨パッド4、5をドレスする高圧ジェッ
ト装置である。
【0017】前記ローディング装置14としては、種々
のタイプのものが知られているが、たとえば、被研磨物
8を真空吸着可能な吸着ヘッド{たとえば、(有)ソー
ラーリサーチ研究所製の無接触搬送装置}を有し、旋回
可能、かつ、上下動可能の吸着ヘッドで未加工の被研磨
物8を吸着して上記キャリア10の孔13内に搬送する
ものがある。そして、サンギア6およびインターナルギ
ア7を一定の角度だけ間欠的に回転させることにより順
次送られてきたキャリア10に対して順次被研磨物8を
供給するものである。
【0018】前記アンローディング装置15も、種々の
タイプのものが知られているが、たとえば、前記ローデ
ィング装置14と同様に、被研磨物8を真空吸着可能な
吸着ヘッドを有し、かつ、研磨後の被研磨物8を上昇し
たのちに両面研磨装置に沿って移動して被研磨物8をア
ンローディング位置16に搬送するようになっている。
【0019】また、30は前記アンローディング位置に
連続して配置されているエッジポリッシング装置であっ
て、このエッジポリッシング装置30は、図3および図
4に示されいており、図3は概略平面配置図、図4は概
略縦断面図である。このエッジポリッシング装置30
は、前記両面研磨装置での研磨済の被研磨物8を偏心状
態で挟持保持する上下定盤32、31を有し、この上下
定盤32、31の盤面には研磨パッド33、34が取り
付けられている。そして、前記被研磨物8の外側の3か
所には被研磨物8の保持用のローラ35が、また、1か
所には被研磨物8の保持用および端面の研磨用のローラ
36がそれぞれ設けられている。なお、必要に応じて前
記被研磨物8の上面にスラリーSを供給して研磨するこ
とも可能である。
【0020】したがって、上下定盤32、31が回転す
る時に被研磨物8は4つのローラ35、36で所定の位
置に保持されているので、上下定盤32、31の方が被
研磨物8の面上を摺動する。これにより被研磨物8の上
下面は上下定盤32、31で研磨され、また、被研磨物
8の端面は研磨用のローラ36で研磨されることにな
る。
【0021】上記のように研磨装置の後の工程にエッジ
ポリッシング装置30を用いることで、被研磨物8の両
面の研磨後に、両面研磨装置から、たとえばアンローデ
ィング位置16からフロートチャック等で取り出すと、
フロートチャックとの接触部を再び研磨する必要が生じ
るがこの必要を満足させることができる。したがって、
エッジポリッシング装置30によって、被研磨物8は上
下面のみならず、その端面も研磨することができる。
【0022】すなわち、このエッジポリッシング装置3
0を両面研磨装置の一部として構成する場合と、または
両面研磨装置とは別として構成する場合とがある。
【0023】つぎに上記のようなエッジポリッシング装
置30を両面研磨装置の一部として構成しない場合にお
いての両面研磨装置の作動について説明する。まず、キ
ャリア10に対してローディング装置14によって被研
磨物収納具(図示せず)内に位置する複数の被研磨物8
のうちの一枚を供給する。この場合、初期の位置におい
ては、ローディング装置14のアームの移動域にキャリ
ア10の孔13が位置しているのでキャリア10の孔1
3に対する被研磨物8の供給は容易である。
【0024】つぎにサンギア6およびインターナルギア
7を回転してつぎのキャリア10を前記被研磨物8を供
給した位置に移動すると、同様にローディング装置14
のアームの移動域に位置する。したがって上記と同様に
容易にキャリア10に対して被研磨物8を供給すること
ができ、このようにしてすべてのキャリア10に対して
被研磨物8を供給する。
【0025】上記のような両面研磨装置を用いた場合、
被研磨物8は公転しないので搬入(ロード)位置および
取り出し(アンロード)位置が一定となる。すなわち、
常に被研磨物8は同一位置に存在して研磨されることに
なるので、研磨の終了後にフロートチャック等で容易に
取り出すことができ、このことは自動化に最適であるこ
とを意味するものであり、今後、主流になると思われる
300φの大きさの被研磨物8である半導体ウエハ等に
対しては非常に効果的である。
【0026】上記のように、両面研磨装置としてエッジ
ポリッシング装置30を含めない場合、および含めた場
合のいずれにあっても、ローディング位置およびアンロ
ーディング位置が一定なので自動化が容易であり、しか
も、アンローディング位置が一定なのでエッジポリッシ
ング装置30を両面研磨装置の一部として構成した場合
であっても自動化が容易である。
【0027】
【発明の効果】この発明は前記のように、キャリア自体
を公転させることなく、自転のみを行うようにしたの
で、被研磨物のローディング位置およびアンローディン
グ位置を常に同一の位置とすることで、ローディング作
業およびアンローディング作業を容易にして作業の段取
りを良好にすることができる。また、キャリアとして定
寸キャリアを用いるとともに、定寸キャリアを公転させ
ることなく自転のみさせて定寸キャリアの厚みまで定寸
キャリアの孔内に位置した被研磨物を研磨するようにし
たので、厚みが異なった被研磨物であっても研磨後には
同一の厚みで、外周縁部がだれることなく研磨すること
ができ、しかも、ローディング位置およびアンローディ
ング位置を常に同一の位置としてローディング作業およ
びアンローディング作業を容易にして作業の段取りを良
好にすることができる。さらに、エッジポリッシング装
置を一部に構成した場合には上下面のみならず搬送によ
って他部材と接触した箇所および端面も研磨するので被
研磨物の全周面を研磨することの自動化が容易であると
いう効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による両面研磨装置を示す概略平面図
である。
【図2】図1に示す両面研磨装置の概略正面図である。
【図3】エッジポリッシング装置の概略平面配置図であ
る。
【図4】エッジポリッシング装置の概略正面図である。
【符号の説明】
1、31……下定盤 2……自動調芯装置 3、32……上定盤 4、5、33、34……研磨パッド 6……サンギア 7……インターナルギア 8……被研磨物 9、11、12……歯部 10……キャリア 13……孔 14……ローディング装置 15……アンローディング装置 16……アンローディング位置 17……高圧ジェット装置 30……エッジポリッシング装置 35、36……ローラ S……スラリー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 美寿男 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファ ム・アイペック株式会社内 (72)発明者 前田 誠一 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファ ム・アイペック株式会社内 (72)発明者 天野 健史 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファ ム・アイペック株式会社内 (72)発明者 相澤 智宏 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファ ム・アイペック株式会社内 (72)発明者 水野 憲明 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファ ム・アイペック株式会社内 Fターム(参考) 3C058 AA07 AA16 AB06 AB08 CA01 CB03 DA06 DA09

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンギアおよびインターナルギアに噛合
    い係合するキャリア内に被研磨物を位置し、上下面を上
    下定盤で挟持した状態で研磨する両面研磨装置であっ
    て、前記キャリアが前記サンギアの回りを公転すること
    なく所定の位置で自転のみして前記被研磨物を研磨する
    ことを特徴とする両面研磨装置。
  2. 【請求項2】 サンギアおよびインターナルギアに噛合
    い係合するキャリア内に被研磨物を位置し、上下面を上
    下定盤で挟持した状態で研磨する両面研磨装置であっ
    て、前記キャリアに定寸キャリアを用いるとともに、前
    記キャリアが前記サンギアの回りを公転することなく所
    定の位置で自転のみして前記被研磨物を研磨することを
    特徴とする両面研磨装置。
  3. 【請求項3】 サンギアおよびインターナルギアに噛合
    い係合するキャリア内に被研磨物を位置し、上下面を上
    下定盤で挟持した状態で研磨する両面研磨装置であっ
    て、前記キャリアに定寸キャリアを用いるとともに、前
    記キャリアが前記サンギアの回りを公転することなく所
    定の位置で自転のみして前記被研磨物を研磨し、このの
    ちエッジポリッシング装置で端面を研磨することを特徴
    とする両面研磨装置。
JP29934599A 1999-10-21 1999-10-21 両面研磨装置 Withdrawn JP2001121412A (ja)

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