CN117300886B - 双面研磨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供双面研磨装置，将测定孔和厚度测定传感器设置于通过工件的中心附近(数据获取范围)的频率高的配设范围。双面研磨装置(10)将上平台(14)或下平台(13)的中心与用户事先设定的任意透孔(22)的中心的距离为最短或最长的透孔的中心位置作为第1基准位置(E)，相对于作为透孔的半径的30％以内的规定的长度的第1距离(G)，将从第1基准位置向托架的中心的方向分离第1距离的1/2的长度的位置作为第2基准位置(F)，厚度测定传感器(34)设置在俯视时以第2基准位置为中心的第1距离的范围内，厚度测定传感器构成为经由配设有厚度测定传感器的一侧的上平台或下平台所设置的测定孔(35)来测定被保持于透孔的状态下的工件的厚度。

Description

双面研磨装置
技术领域
本发明涉及对例如晶片那样的工件的上下表面进行研磨的双面研磨装置。
背景技术
已知有利用上下的平台将保持于托架的内部的晶片(在本申请中，有时称为“工件”)夹入而进行研磨的双面研磨装置。在该双面研磨装置中，在专利文献1(日本特开2008-227393号公报)中，在配置于上平台的上方的支承框架设置有厚度测定传感器。并且，在上平台设置有窗部(相当于“测定孔”)，厚度测定传感器的激光通过旋转的上平台的窗部，由此获取位于该窗部的正下方的工件的厚度。在专利文献2(日本特开2017-207455号公报)中，获取设置在从上平台的中心向该上平台的径向外侧分离了规定的距离的位置的工件厚度测定孔通过工件的轨迹(以下，有时简称为“通过轨迹”)上的厚度，由此获取加工中的工件的厚度分布。
专利文献1：日本特开2008-227393号公报
专利文献2：日本特开2017-207455号公报
在专利文献1、专利文献2所公开的双面研磨装置中，作为一例，如图1所示，保持工件的托架在加工中绕着下平台和上平台的中心旋转(在C方向上公转)，并且也绕着该托架的中心旋转(在D方向上自转)。并且，在专利文献2所公开的双面研磨装置中，设置有测定孔和厚度测定传感器的上平台或下平台在与该托架公转相反的方向上旋转。而且，工件相对于托架的中心被保持在偏心的位置。通过这些结构，工件的中心的轨迹例如像次摆线曲线那样复杂。如专利文献2那样，当设置有测定孔和厚度测定传感器的上平台或下平台旋转时，工件的中心相对于该测定孔和该厚度测定传感器的轨迹更复杂。
另一方面，优选为，即使在将厚度测定传感器设置于双面研磨装置的高度方向的任意部位的情况下，也能够获取测定孔和厚度测定传感器通过工件的中心附近时的工件的厚度。然而，对于上述复杂的通过轨迹，难以确定使通过工件的中心附近的频率变高的测定孔和厚度测定传感器的配设范围。更具体而言，在用户将数据获取范围设定为工件的中心附近的情况下，存在难以确定使测定孔和厚度测定传感器通过各种数据获取范围的频率变高的配设范围这样的课题。
发明内容
因此，本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供将测定孔和厚度测定传感器配设在使测定孔和厚度测定传感器通过所设定的数据获取范围的频率变高的范围内的双面研磨装置。
本发明的双面研磨装置的要素在于，其具有下平台、上平台以及托架，该托架配置在所述下平台与所述上平台之间并对圆板状的工件进行保持，所述托架构成为绕着所述下平台和所述上平台的中心旋转，并且绕着所述托架的中心旋转，在所述上平台的上方或所述下平台的下方的固定位置、或者所述上平台的上部或所述下平台的下部的可动位置具有厚度测定传感器，所述托架在相对于所述托架的中心偏心的位置具有对所述工件进行保持的圆形形状的透孔，将所述上平台或所述下平台的中心与用户事先设定的任意的所述透孔的中心的距离为最短或最长的所述透孔的中心位置作为第1基准位置，相对于作为所述透孔的半径的30％以内的规定的长度的第1距离，将从所述第1基准位置向所述托架的中心的方向分离了所述第1距离的1/2的长度的位置作为第2基准位置，所述厚度测定传感器设置在俯视时以所述第2基准位置为中心的所述第1距离的范围内，所述厚度测定传感器构成为经由配设有所述厚度测定传感器的一侧的所述上平台或所述下平台所设置的测定孔来测定被保持于所述透孔的状态下的所述工件的厚度。
并且，根据本发明的双面研磨装置，要素在于，具有下平台、上平台以及托架，该托架配置在所述下平台与所述上平台之间并对三角形、长方形、正方形或正多边形的平板状的工件进行保持，所述托架构成为绕着所述下平台和所述上平台的中心旋转，并且绕着所述托架的中心旋转，在所述上平台的上方或所述下平台的下方的固定位置、或者所述上平台的上部或所述下平台的下部的可动位置具有厚度测定传感器，所述托架在相对于所述托架的中心偏心的位置具有对所述工件进行保持的与所述工件为相同形状的透孔，将所述上平台或所述下平台的中心与用户事先设定的任意的所述透孔的全部顶点的外接圆的中心的距离为最短或最长的所述透孔的中心位置作为第1基准位置，相对于作为所述外接圆的半径的30％以内的规定的长度的第1距离，将从所述第1基准位置向所述托架的中心的方向分离了所述第1距离的1/2的长度的位置作为第2基准位置，所述厚度测定传感器设置在俯视时以所述第2基准位置为中心的所述第1距离的范围内，所述厚度测定传感器构成为经由配设有所述厚度测定传感器的一侧的所述上平台或所述下平台所设置的测定孔来测定被保持于所述透孔的状态下的所述工件的厚度。
由此，能够提高测定孔和厚度测定传感器通过事先设定的数据获取范围的频率。
并且，优选为，将所述上平台或所述下平台的中心与所述透孔的中心或所述外接圆的中心的距离为最短的所述透孔的中心位置或所述透孔的外接圆的中心位置作为第1基准位置。由此，能够将厚度测定传感器配设于平台的内周侧，因此与将测定孔和厚度测定传感器配设于平台的外周侧的情况相比，通过工件上时的测定孔和厚度测定传感器的通过速度(周速)变慢，因此能够准确且高精度地获取工件的厚度。并且，工件的厚度的测定间隔变窄，能够获取精度高的厚度分布。
根据本发明，能够实现测定孔和厚度测定传感器通过所设定的数据获取范围时的厚度以及与通过轨迹对应的厚度分布的获取频率高的双面研磨装置。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的托架的自转与公转的关系的一例的说明图。
图2是示出在将横轴设为时刻、将纵轴设为与下平台和上平台的中心的距离时工件的中心附近(数据获取范围)的变化的情形的说明图。
图3是本发明的第1实施方式的双面研磨装置的主视图。
图4是图3所示的双面研磨装置的厚度测定部的框图。
图5是图3所示的双面研磨装置的控制部的框图。
图6是本发明的第2实施方式的双面研磨装置的主视图。
图7是图6所示的双面研磨装置的厚度测定部的框图。
图8是示出实施例1的通过轨迹通过了工件的中心附近(数据获取范围)的频率的图表。
图9是示出实施例2的通过轨迹通过了工件的中心附近(数据获取范围)的频率的图表。
图10是示出实施例3的通过轨迹通过了工件的中心附近(数据获取范围)的频率的图表。
图11是示出实施例4的通过轨迹通过了工件的中心附近(数据获取范围)的频率的图表。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1是示出本发明的第1、第2实施方式的托架20的自转与公转的关系的说明图。图2是示出在将横轴设为时刻、将纵轴设为与下平台13和上平台14的中心相距的距离时工件W的中心附近(数据获取范围)的变化的情形的说明图。图3是本发明的第1实施方式的双面研磨装置10的主视图(剖视图)。图4是图3所示的双面研磨装置10的厚度测定部30的框图。图5是图3所示的双面研磨装置10的控制部40的框图。另外，在用于说明本实施方式的全部附图中，对具有相同功能的部件标注了相同的标号，有时省略其重复的说明。
首先，在本实施方式中，以设置于托架20的圆形的透孔22的中心位置作为基准对厚度测定传感器34的配设范围进行说明，但在工件W呈圆板状并且无间隙地被保持于透孔22的情况下，也可以以工件W的中心位置作为基准。并且，在透孔22为三角形、长方形、正方形或正多边形的情况下，以透孔22的全部顶点的外接圆的中心位置作为基准即可，而在工件W无间隙地被保持于透孔22的情况下，也可以以工件W的全部顶点的外接圆的中心位置作为基准。
接着，在工件W呈圆板状的情况下，关于“工件W的中心附近”，在本实施方式中定义为“从透孔22(工件W)的中心到透孔22(工件W)的半径的30％以内的范围”。并且，在工件W呈三角形、长方形、正方形或正多边形的平板状的情况下，关于“工件W的中心附近”，定义为“从透孔22(工件W)的全部顶点的外接圆的中心到透孔22(工件W)的外接圆的半径的30％以内的范围”。即使在工件W不是圆板状的情况下，工件W的中心附近也是圆形的范围。
并且，“数据获取范围”是要获取通过了该范围的通过轨迹上的厚度数据的范围，根据目的而设定在与工件W的中心或工件W的外接圆的中心相距任意的距离(以下，有时简称为“决定数据获取范围的距离”)内。在本实施方式中，作为一例，定义为“要获取通过了从透孔22(工件W)的中心或透孔22(工件W)的外接圆的中心到透孔22(工件W)的半径或透孔22(工件W)的全部顶点的外接圆的半径的30％以内的范围的通过轨迹上的厚度数据的范围”。即，数据获取范围是用户事先设定的值。由此，获取通过了用户事先设定的“工件W的中心附近”的范围的通过轨迹上的厚度数据。并且，后述的“第1距离G”是作为决定测定孔35和厚度测定传感器34的配设范围时的基准的距离，优选构成为与数据获取范围连动地设定。即，如果用户事先设定了数据获取范围，则第1距离G也被设定为透孔22(工件W)的半径或透孔22(工件W)的外接圆的全部顶点的半径的30％以内的规定的长度。此外，在本实施方式中，作为一例，将第1距离G视为与决定数据获取范围的距离相同的距离。各实施方式的双面研磨装置10针对用户事先设定的数据获取范围，确定使测定孔35和厚度测定传感器34通过该数据获取范围的频率变高的配设范围。更具体而言，各实施方式的双面研磨装置10针对用户事先设定的“工件W的中心附近”的范围，确定使测定孔35和厚度测定传感器34通过该范围的频率变高的配设范围。
而且，在第1实施方式中，“测定孔35和厚度测定传感器34通过工件W”是指由于上平台14或下平台13旋转，从而测定孔35通过工件W，并且能够经由该测定孔35利用厚度测定传感器34来测定工件W的厚度或厚度分布的状态。在后述的第2实施方式中，“测定孔35和厚度测定传感器34通过工件W”是指由于上平台14或下平台13旋转，从而测定孔35通过工件W的状态。在第2实施方式中，俯视时，测定孔35和厚度测定传感器34设置在相同位置，因此只要测定孔35通过工件W就能够经由该测定孔35利用厚度测定传感器34来测定工件W的厚度或厚度分布。
(双面研磨装置)
接下来，如图3、图4、图5所示，本实施方式的双面研磨装置10具有：主体部12，其进行工件W的双面研磨；厚度测定部30，其测定研磨中的工件W的厚度的时序数据；以及控制部40，其进行截面形状测定及托架20的转速的控制。
另一方面，作为研磨对象的工件W是晶片(例如，硅晶片)等平板状(特别是，圆板状)，外径、厚度没有特别限定(作为一例，外径为数cm～数十cm左右，厚度为数μm～数mm左右)。并且，工件W也可以是平板状(特别是，三角形、长方形、正方形或正多边形)，尺寸、厚度没有特别限定(作为一例，上述矩形的全部顶点的外接圆的直径为数cm～数十cm左右，厚度为数μm～数mm左右)。此外，在后述的控制部40的各控制、后述的各实施例中，能够将工件W的外接圆视为工件W的区域。
作为一例，本实施方式的双面研磨装置10的主体部12构成为具有：下平台13；上平台14；内齿轮15，其配置于下平台13和上平台14的外周侧；太阳齿轮16，其旋转自如地配置在下平台13和上平台14的中心部之间；以及托架20，其配置在下平台13与上平台14之间。并且，在下平台13的上表面和上平台14的下表面上粘贴有研磨垫17、18。
接着，本实施方式的下平台13使用金属材料(作为一例，不锈钢合金等)，形成为俯视圆形形状，如图3所示，该下平台13旋转自如地载置在平台座26上。平台座26经由轴承51被基台52支承。并且，平台座26构成为由经由动力传动齿轮53和筒状轴54进行传递的旋转驱动装置(作为一例，具有电动马达的驱动装置)55旋转驱动。通过平台座26旋转，下平台13也旋转。
接着，本实施方式的上平台14使用金属材料(作为一例，不锈钢合金等)，形成为俯视圆形形状，如图3所示，该上平台14经由杆25被圆盘24旋转自如地吊持。圆盘24经由悬挂支柱23以上下移动且旋转自如的方式被支承框架28支承。悬吊支柱23构成为由旋转驱动装置(作为一例，具有电动马达的驱动装置)62和上下移动驱动装置63进行上下移动且旋转驱动。通过悬吊支柱23和圆盘24旋转，上平台14也旋转。另外，上平台14和下平台13彼此向相反方向旋转。
并且，在图3中，上平台14在俯视时与后述的厚度测定传感器34相同的位置设置有测定孔35。即，俯视时从上平台14的中心到厚度测定传感器34的距离与从上平台14的中心到测定孔35的距离为等距离。由于上平台14旋转，因此构成为在规定的旋转相位下，俯视时厚度测定传感器34与测定孔35重合。在测定孔35的工件W侧设置有未图示的窗材料。作为一例，窗材料是玻璃制的。
接着，本实施方式的内齿轮15使用金属材料(作为一例，不锈钢合金等)，如图3所示，该内齿轮15以使轴心与下平台13和上平台14的轴心一致的方式形成于下平台13的外周侧。借助经由动力传动齿轮56和筒状轴57进行传递的旋转驱动装置(作为一例，具有电动马达的驱动装置)58，作为一例，使内齿轮15在A方向上旋转。
接着，本实施方式的太阳齿轮16使用金属材料(作为一例，不锈钢合金等)，如图3所示，该太阳齿轮16以使轴心与下平台13和上平台14的轴心一致的方式形成于下平台13的中心侧上部且上平台14的中心侧下部。与内齿轮15同样地，借助经由动力传动齿轮59和筒状轴60进行传递的旋转驱动装置(作为一例，具有电动马达的驱动装置)61，作为一例，使太阳齿轮16在B方向上旋转。托架20的自转、公转的转速及旋转方向是根据托架20的齿数、太阳齿轮16的齿数、内齿轮15的齿数、太阳齿轮16的转速及旋转方向以及内齿轮15的转速及旋转方向而决定的。此外，作为一例，在将内齿轮15的A方向旋转的转速设定为比太阳齿轮16的B方向旋转的转速小的规定的转速的情况下，如图1所示，托架20在C方向上公转，在D方向上自转。
这里，如图1所示，本实施方式的托架20使用金属材料(作为一例，不锈钢合金等)，作为一例，该托架20在内齿轮15与太阳齿轮16之间，与两者啮合，并在周向上隔开一定的间隔而配置。并且，在托架20的内部设置有用于保持工件W的透孔22。如图1所示，托架20为与内齿轮15和太阳齿轮16啮合的行星齿轮机构的构造，托架20通过内齿轮15和太阳齿轮16在相同方向上以不同的规定的转速旋转而绕太阳齿轮16旋转(公转)，托架20以自身的轴心为中心旋转(自转)。并且，通过下平台13和上平台14彼此向相反方向旋转，各研磨垫17、18与工件W的表面相互滑动接触。由此，能够进行工件W的双面研磨。但是，在本实施方式中，作为一例，构成为在内齿轮15与太阳齿轮16之间配设有5个设置了3个透孔22的托架20，但不限于此。并且，透孔22设置在相对于托架20的中心偏心的位置。并且，托架20、内齿轮15以及太阳齿轮16不限于各自所设置的齿轮彼此啮合的构造。
接着，本实施方式的控制部40具有CPU和存储器，根据预先设定的动作程序和从操作部输入的设定信号而进行动作。这里，对调整托架20、各平台13、14的转速的控制进行说明。旋转控制部43相当于CPU。并且，存储部41相当于存储器，存储有研磨时的测定孔35的通过轨迹的坐标以及与透孔22(工件W)的中心的距离(以下，有时简称为“事先数据”)。旋转控制部43构成为参照事先数据，在测定孔35通过工件W的中心附近(数据获取范围)、并且能够经由测定孔35利用厚度测定传感器34来获取工件W的厚度或厚度分布时，从输出部44对各旋转驱动装置58、61的转速进行控制，使得托架20的转速减速。即，控制部40构成为调整(包括减速、定速、加速)内齿轮15或太阳齿轮16(包括为双方的情况)，使得托架20的转速减速。并且，旋转控制部43也可以构成为在上述的情况下，从输出部44对各旋转驱动装置55、62的转速进行控制，使得配设有测定孔35的上平台14或下平台13减速。即，控制部40是使配设有测定孔35的上平台14或下平台13的转速减速的结构。通过使托架20或各平台13、14(包括为双方的情况)减速，能够准确且高精度地获取厚度或厚度分布。并且，能够减小针对工件W的中心附近(数据获取范围)的通过轨迹的测定间隔，能够获取精度高的厚度分布。此外，在工件W呈三角形、长方形、正方形或正多边形的平板状的情况下，存储部41只要构成为存储有研磨时的测定孔35的通过轨迹的坐标以及与透孔22(工件W)的全部顶点的外接圆的中心的距离即可。即，只要构成为在测定孔35通过工件W的中心附近(数据获取范围)并且测定孔35或厚度测定传感器34通过前述外接圆的区域时，使托架20、各平台13、14的转速减速即可。
并且，本实施方式的主体部12构成为具有提供浆料的浆料供给装置(未图示)。由此，能够根据工件W的材质、加工条件，适当地设定加工工序中的浆料的供给(包括不供给)。
并且，作为一例，主体部12也可以构成为在测定孔35内具有公知的托架检测传感器(未图示)。由此，能够在研磨时检测托架20，检测托架20与工件W的实测边界部作为厚度测定传感器34通过的时刻。因此，能够获取厚度测定传感器34通过工件W上的瞬间的准确时刻。并且，即使在托架20上形成有浆料的膜，通过检测托架20，也能够判断其是托架20上的浆料厚度。
如图4所示，作为一例，本实施方式的厚度测定部30构成为具有激光光源31、环行器32、作为厚度测定传感器34的激光传感器(作为一例，探头)34、光电二极管36以及数据收集器37。此外，厚度测定传感器(探头)34设置在支承框架28中与上平台14对置的位置(即，固定位置)。即，在本实施方式中，厚度测定传感器(探头)34固定于支承框架28，因此不与上平台14或下平台13一同旋转。通过将厚度测定传感器(探头)34固定于支承框架28，能够不受各平台13、14旋转和振动的影响而获取工件W的厚度。从激光光源31经由测定孔35对研磨中的工件W照射激光，该激光在窗材料的正面、窗材料的背面、工件W的正面、工件W的背面被反射。通过观测这些反射光中的来自工件W的正面和背面的干涉光作为电信号(以下，称为干涉光信号)，能够获取工件W的厚度的时序数据。厚度的时序数据输出给后述的厚度运算部42。关于测定孔35和厚度测定传感器34的配设位置，在(厚度测定传感器的配设范围)中详述。
此外，测定孔35也可以构成为设置于下平台13(未图示)。在该情况下，厚度测定传感器(探头)34构成为设置在下平台13侧的支承框架(未图示)的与下平台13对置的位置。并且，由于下平台13旋转，因此构成为在规定的旋转相位下，俯视时厚度测定传感器34与测定孔35重合。
并且，厚度测定部30不限于基于激光。作为其他例子，也可以采用扩散光源或超声波产生源来代替激光光源，厚度测定传感器34采用光电传感器或超声波传感器。此外，在采用了超声波传感器的情况下，与采用激光传感器、光电传感器的情况相比，能够不受工件W的材质、颜色的影响地测定工件W的厚度。
接下来，对获取工件W的厚度的控制进行说明。厚度运算部42相当于控制部40的CPU。厚度运算部42通过将从存储部41读出的事先数据与厚度的时序数据对应起来，能够获取每个通过轨迹的工件W的厚度的分布。
(厚度测定传感器的配设范围)
通过以上所说明的双面研磨装置10的主体部12、厚度测定部30、控制部40，能够进行工件W的双面研磨，并获取工件W的厚度。接下来，对本实施方式的测定孔35和厚度测定传感器34的配设范围进行说明。实际上，工件W的中心、工件W的中心附近(数据获取范围)为次摆线曲线那样的复杂的轨迹。在本实施方式的情况下，只要考虑工件W的中心及工件W的中心附近(数据获取范围)在各位置的停留时间即可。在将横轴设为时刻，将纵轴设为与下平台13和上平台14的中心的距离时，在托架20以恒定的速度自转的情况下，工件W的中心的轨迹如图2那样成为正弦波曲线。并且，工件W的中心附近(数据获取范围)的轨迹如图2那样成为正弦波状的区域。发明人进行了深入研究的结果为，得出了以下结论：如图2所示，工件W的中心的停留时间最长是在工件W的中心来到下平台13和上平台14的最内周及最外周(即，正弦波的顶点)时。与此相对，得出了以下结论：工件W的中心附近(数据获取范围)的停留时间最长是在工件W的中心来到正弦波曲线的各顶点的内侧附近时。
利用工件W的中心附近(数据获取范围)的轨迹的上述特征，发明人查明了以下的范围作为测定孔35和厚度测定传感器34的配设位置。
作为本实施方式的测定孔35和厚度测定传感器34的配设范围(以下，有时简称为“第1范围”)，发明人想到了以下的结构。首先，将下平台13和上平台14的中心与用户事先设定的任意的透孔22(即，工件W)的中心或用户事先设定的任意的透孔22(工件W)的全部顶点的外接圆的中心的距离为最短或最长的位置下的透孔22(工件W)的中心位置或透孔22(工件W)的全部顶点的外接圆的中心位置(以下，有时简称为“第1基准位置E”)作为基准。另外，与数据获取范围对应(联动)地，用户事先设定第1距离G，该第1距离G是透孔22(工件W)的半径或透孔22(工件W)的全部顶点的外接圆的半径的30％以内的规定的长度。并且，以从第1基准位置E向托架20的中心(自转中心)的方向分离了第1距离G的1/2的长度的位置(以下，有时简称为“第2基准位置F”)作为基准。然后，以第2基准位置F为中心，在第1距离G的范围内配设测定孔35和厚度测定传感器34。更具体而言，测定孔35以俯视时处于第1范围内的方式设置于上平台14或下平台13。并且，厚度测定传感器34配设为俯视时处于第1范围内。
由此，能够提高测定孔35和厚度测定传感器34通过用户事先设定的数据获取范围的频率。
并且，优选为，将上平台14或下平台13的中心与透孔22(工件W)的中心或透孔22(工件W)的外接圆的中心的距离为最短的透孔22(工件W)的中心位置或透孔22(工件W)的全部顶点的外接圆的中心位置作为第1基准位置E。能够将测定孔35和厚度测定传感器34配设于上平台14或下平台13的内周侧，因此与将测定孔35和厚度测定传感器34配设于上平台14或下平台13的外周侧的情况相比，通过工件W上时的测定孔35的通过速度(周速)变慢，因此能够准确且高精度地获取工件W的厚度。并且，工件W的厚度的测定的间隔变窄，能够获取精度高的厚度分布。
(第2实施方式)
接下来，以与第1实施方式的不同为中心对本发明的第2实施方式进行说明。第2实施方式的双面研磨装置10与第1实施方式的双面研磨装置10的结构不同，为图6、图7那样的结构。即，厚度测定传感器(探头)34设置于上平台14或下平台13的测定孔35。此外，图6、图7是厚度测定传感器(探头)34设置于上平台14的测定孔35的情况。在第1实施方式中，厚度测定传感器(探头)34设置于支承框架28，因此被固定，而在本实施方式中，厚度测定传感器(探头)34是与上平台14或下平台13一同旋转的结构(即，厚度测定传感器(探头)34设置在可动位置的结构)。并且，在图6中，未图示旋转驱动装置62和上下移动驱动装置63，但控制部40也与旋转驱动装置62连接。
俯视时，本实施方式的测定孔35和厚度测定传感器34也设置在与第1实施方式相同的范围内即可。更具体而言，测定孔35和厚度测定传感器34以俯视时处于第1范围内的方式设置于上平台14或下平台13。并且，优选为，将上平台14或下平台13的中心与透孔22(工件W)的中心的距离为最短的透孔22(工件W)的中心位置设为第1基准位置E。
此外，本实施方式的厚度测定部30与第1实施方式不同，厚度测定传感器34与上平台14或下平台13一同旋转，因此如图7所示，为具有旋转接头33的结构。
控制部40构成为在实际进行研磨，测定孔35或厚度测定传感器34通过工件W的中心附近(数据获取范围)时，使托架20的转速减速。即，构成为调整内齿轮15或太阳齿轮16(包括是双方的情况)的转速，使得托架20的转速减速。并且，控制部40也可以构成为使配置有测定孔35的上平台14或下平台13减速。通过使托架20或各平台13、14(包括是双方的情况)减速，能够准确且高精度地获取厚度。并且，能够减小针对工件W的中心附近(数据获取范围)的通过轨迹的测定间隔，能够获取精度高的厚度分布。另外，由于第2实施方式与第1实施方式不同，厚度测定传感器34与上平台14或下平台13一同旋转，因此在测定孔35或厚度测定传感器34通过工件W的中心附近(数据获取范围)时，必须获取工件W的厚度或厚度分布。此外，在第2实施方式中也是，在工件W呈三角形、长方形、正方形或正多边形的平板状的情况下，存储部41只要构成为存储有研磨时的测定孔35的通过轨迹的坐标以及与透孔22(工件W)的全部顶点的距外接圆的中心的距离即可。即，只要构成为在测定孔35或厚度测定传感器34通过工件W的中心附近(数据获取范围)并且测定孔35或厚度测定传感器34通过前述外接圆的区域时，使托架20或各平台13、14的转速减速即可。
【实施例】
(模拟方法)
假定了第2实施方式的双面研磨装置10的结构，针对测定孔35和厚度测定传感器34的各配设位置，进行了计算工件W的中心附近(数据获取范围)的通过频率的模拟。将透孔22(工件W)的中心与下平台13和上平台14的中心的距离为最短的情况下的第1基准位置E设为测定孔35和厚度测定传感器34的配设位置的0点。每规定的间隔地假定测定孔35和厚度测定传感器34的配设部位，对工件W的中心附近(数据获取范围)通过该配设部位的次数进行计数。此外，在图8～图11所示的结果中，将纵轴设为厚度测定传感器34的通过频率，将通过次数成为最大的值设为1。在模拟中使用了通用数值计算软件。并且，如后述那样设定了模拟条件。
(实施例1)
工件W的外径为φ200mm，将设置于1个托架20的3个透孔22设定为关于托架20的中心呈对称配置。工件W的中心设定为与托架20的中心分离140mm。托架20的中心与下平台13和上平台14的中心的距离设定为460mm。即，工件W位于最内周时的工件W的中心与下平台13和上平台14的中心的距离为320mm，工件W位于最外周时的工件W的中心与下平台13和上平台14的中心的距离为600mm。
内齿轮15以5.5rpm在A方向上旋转，太阳齿轮16以17rpm在B方向上旋转，由此托架20设定为在C方向上以8rpm左右的转速绕下平台13和上平台14的中心公转，在D方向上以1rpm左右的转速自转。并且，安装有传感器的平台13、14设定为在与托架20的公转方向相反的方向上以12rpm(与托架20的相对速度为20rpm)旋转。另外，在本模拟中，假定为没有侧隙等的影响地传递旋转。
并且，在实际的研磨中，根据研磨阶段而变更内齿轮15、太阳齿轮16以及各平台13、14的转速，但该实施例是基于模拟的，因此均为恒定速度。即，本实施例的模拟假定了托架20以恒定的速度自转和公转、各平台13、14以恒定的速度自转的情况。
在模拟中，从任意的初始状态(各托架20的相位的初始状态可以是任何状态)使托架20以恒定的速度旋转，对在5分钟中测定孔35和厚度测定传感器34通过了工件W的中心附近(数据获取范围)的次数进行计数。本实施例的工件W的中心附近(数据获取范围)设定为与透孔22(工件W)的中心相距10mm(相当于透孔22(工件W)的半径的10％)。并且，第1距离G也设定为10mm。
(模拟结果1)
结果在图8中示出。第1基准位置E是厚度测定传感器配设位置x为0mm、280mm的位置。第2基准位置F是厚度测定传感器配设位置x为5mm、275mm的位置。第1范围为-5mm≤x≤15mm、265mm≤x≤285mm(分别相当于图8的阴影范围)。如图8所示，在第1范围内，在从第1基准位置E朝向托架20的中心分离了第1距离G的位置附近确认到通过频率的峰值。并且，如图8所示，确认了：随着从各峰值朝向托架20的中心，通过频率减小，并收敛为一定的值(以下，有时简称为“收敛值”)。即，各峰值之间以浴盆曲线的形态变化。还确认了：从各峰值朝向托架20的外侧，厚度测定传感器34的通过频率单调减小。上述的第1范围包含峰值，并且为比浴盆曲线的收敛值高的值，因此只要将厚度测定传感器34配设在第1范围内，就能够得到比上述收敛值高的通过频率。此外，确认了：在决定数据获取范围的距离与第1距离G为等距离的情况下，要想使工件W的中心附近(数据获取范围)的通过频率为最大，只要在从第1基准位置E朝向托架20的中心分离了第1距离G的位置附近配设厚度测定传感器34即可。
(实施例2)
接着，在与实施例1相同的条件下，实施了将数据获取范围设定为与透孔22(工件W)的中心相距30mm(相当于透孔22(工件W)的半径的30％)的情况下的模拟。并且，第1距离G也设定为30mm。
(模拟结果2)
结果在图9中示出。第1基准位置E是厚度测定传感器配设位置x为0mm、280mm的位置。第2基准位置F是厚度测定传感器配设位置x为15mm、265mm的位置。第1范围为-15mm≤x≤45mm、235mm≤x≤295mm(分别相当于图9的阴影范围)。与实施例1同样地，在第1范围内，在从第1基准位置E朝向托架20的中心分离了第1距离G的位置附近确认到通过频率的峰值。并且，如图9所示，确认了：随着从各峰值朝向托架20的中心，通过频率减小，并收敛于收敛值，各峰值之间以浴盆曲线的形态变化。还确认了：从各峰值朝向托架20的外侧，厚度测定传感器34的通过频率单调减小。上述的第1范围包含峰值，并且为比浴缸曲线的收敛值高的值，因此只要将厚度测定传感器34配设在第1范围内，就能够得到比收敛值高的通过频率。并且，在实施例2中也确认了：在决定数据获取范围的距离与第1距离G为等距离的情况下，要想使工件W的中心附近(数据获取范围)的通过频率为最大，只要在从第1基准位置E朝向托架20的中心分离了第1距离G的位置附近配设厚度测定传感器34即可。根据实施例1、实施例2的各模拟结果，推测为：在φ200mm的工件W中，无论工件W的中心附近(数据获取范围)如何，都能够在与第2基准位置F相距第1距离G的范围内得到显著的效果。
(实施例3)
接着，将工件W的外径设定为φ75mm。工件W的中心设定为与托架20的中心分离53mm。托架20的中心与下平台13和上平台14的中心的距离设定为220mm。即，工件W位于最内周时的工件W的中心与下平台13和上平台14的中心的距离为167mm，工件W位于最外周时的工件W的中心与下平台13和上平台14的中心的距离为273mm。
并且，设定为内齿轮15、太阳齿轮16的转速分别为5.4rpm、15rpm，托架20以8rpm左右的转速公转，以1rpm左右的转速进行自转。
将工件W的中心附近(数据获取范围)设定为与透孔22(工件W)的中心相距5mm(相当于透孔22(工件W)的半径的14％)。并且，第1距离G也设定为5mm。
并且，上述以外的模拟条件与实施例1、实施例2相同。
(模拟结果3)
结果在图10中示出。第1基准位置E是厚度测定传感器配设位置x为0mm、106mm的位置。第2基准位置F是厚度测定传感器配设位置x为2.5mm、103.5mm的位置。第1范围为-2.5mm≤x≤7.5mm、98.5mm≤x≤108.5mm(相当于图10的阴影范围)。与实施例1、实施例2同样地，在第1范围内，在从第1基准位置E向托架20的中心分离了第1距离G的位置附近确认到通过频率的峰值。并且，确认了：随着从各峰值朝向托架20的中心，通过频率减小，并收敛于收敛值，各峰值之间以浴盆曲线的形态变化。还确认了：从各峰值朝向托架20的外侧，厚度测定传感器34的通过频率单调减小。上述的第1范围包含峰值，并且为比浴缸曲线的收敛值高的值，只要将厚度测定传感器34配设在第1范围内就能够得到比收敛值高的通过频率。并且，在实施例3中也确认了：在决定数据获取范围的距离与第1距离G为等距离的情况下，要想使工件W的中心附近(数据获取范围)的通过频为最大，只要在从第1基准位置E朝向托架20的中心分离了第1距离G的位置附近配设厚度测定传感器34即可。
(实施例4)
接着，在与实施例3相同的条件下，实施了将数据获取范围设定为10mm(相当于透孔22(工件W)的半径的27％)、第1距离G也设定为10mm的情况下的模拟。
(模拟结果4)
结果在图11中示出。第1基准位置E是厚度测定传感器配设位置x为0mm、106mm的位置。第2基准位置F是厚度测定传感器配设位置x为5mm、101mm的位置。第1范围为-5mm≤x≤15mm、91mm≤x≤111mm(相当于图11的阴影范围)。与实施例1～实施例3同样地，在第1范围内，在从第1基准位置E向托架20的中心分离了第1距离G的位置附近确认到通过频率的峰值。并且，确认了：随着从各峰值朝向托架20的中心，通过频率减小，并收敛于收敛值，各峰值之间以浴盆曲线的形态变化。还确认了：从各峰值朝向托架20的外侧，厚度测定传感器34的通过频率单调减小。上述的第1范围包含峰值，并且为比浴缸曲线中的收敛值高的值，只要将厚度测定传感器34配设在第1范围内就能够得到比收敛值高的通过频率。并且，在实施例4中也确认了：在决定数据获取范围的距离与第1距离G为等距离的情况下，要想使工件W的中心附近(数据获取范围)的通过频率为最大，只要在从第1基准位置E朝向托架20的中心分离了第1距离G的位置附近配设厚度测定传感器34即可。根据实施例1～实施例4的各模拟结果，推测为：无论透孔22(工件W)的直径如何，只要将第1距离G设为工件W的半径的30％以内(作为一例，与决定数据获取范围的距离为等距离)，就能够得到同样的效果。例如，即使对于φ300、φ400等直径的工件W，只要在第1范围内配设厚度测定传感器34，就能够得到同样的效果。并且，优选将第1距离G设为(决定数据获取范围的距离的2/3)≤(第1距离G)≤(决定数据获取范围的距离)。这是因为，在第1范围内必须包含厚度测定传感器34的通过频率的峰值，并且能够在第1范围内的该通过频率更高的范围内配设测定孔35或厚度测定传感器34。
以上是模拟结果，但推测为：在实际的研磨中(托架20的转速不是恒定的情况)，也是同样的结果(虽然5分钟中的通过频率不同，但能够以与实施例1～实施例4同样的倾向得到各位置的通过频率)。此外，要想使工件W的中心附近(数据获取范围)的通过频率为最大，在第1距离G与决定数据获取范围的距离为等距离的情况下，只要在从第1基准位置E朝向托架20的中心分离了第1距离G的位置附近配设厚度测定传感器34即可。并且，在本模拟中，假定了厚度测定传感器34设置于上平台14的情况，但即使是设置于支承框架28的情况(即，将厚度测定传感器34固定的情况)，也能够得到同样的结果。并且，即使在工件W呈三角形、长方形、正方形或正多边形的平板状的情况下，也可以将工件W的全部顶点的外接圆视为工件W的区域，根据该外接圆的半径、中心位置来决定第1距离G和第1范围。推测为：在该情况下，也能够得到与工件W呈圆板状的情况(各实施例1～4)同样的结果。而且，在工件W呈三角形、长方形、正方形或正多边形的平板状的情况下，也可以将该矩形的内切圆(在长方形的情况下为规定的内切圆)视为工件W的区域，根据该内切圆的半径、中心位置来决定第1距离G和第1范围。推测为：在该情况下，也能够得到与工件W呈圆板状的情况(各实施例1～4)同样的结果。
本发明不限于以上所说明的实施方式，能够在不脱离本发明的范围内进行各种变更。作为一例，厚度测定传感器34也可以固定设置于支承框架28、上平台14或下平台13以外。更具体而言，也可以构成为在上平台14或下平台13与支承框架28之间的规定的空间中固定设置厚度测定传感器34。并且，作为另一例，也可以构成为在上平台14或下平台13与支承框架28之间的规定的空间中可旋转地设置厚度测定传感器34。更具体而言，也可以构成为在设置于上平台14或下平台13与支承框架28之间的规定的空间并与上平台14或下平台13同步地旋转的旋转部件(未图示)处设置厚度测定传感器34。

Claims (8)

1.一种双面研磨装置，其具有下平台、上平台以及托架，该托架配置在所述下平台与所述上平台之间并对圆板状的工件进行保持，其特征在于，
所述托架构成为绕着所述下平台和所述上平台的中心旋转，并且绕着所述托架的中心旋转，
在所述上平台的上方或所述下平台的下方的固定位置、或者所述上平台的上部或所述下平台的下部的可动位置具有厚度测定传感器，
所述托架在相对于所述托架的中心偏心的位置具有对所述工件进行保持的圆形形状的透孔，
将所述上平台或所述下平台的中心与用户事先设定的任意的所述透孔的中心的距离为最短或最长的所述透孔的中心位置作为第1基准位置，
相对于作为所述透孔的半径的30％以内的规定的长度的第1距离，将从所述第1基准位置向所述托架的中心的方向分离了所述第1距离的1/2的长度的位置作为第2基准位置，
所述厚度测定传感器设置在俯视时以所述第2基准位置为中心的所述第1距离的范围内，
所述厚度测定传感器构成为经由配设有所述厚度测定传感器的一侧的所述上平台或所述下平台所设置的测定孔来测定被保持于所述透孔的状态下的所述工件的厚度。
2.根据权利要求1所述的双面研磨装置，其特征在于，
将所述上平台或所述下平台的中心与所述透孔的中心的距离为最短的所述透孔的中心位置作为第1基准位置。
3.根据权利要求1所述的双面研磨装置，其特征在于，
所述双面研磨装置还具有控制部，
所述控制部构成为在所述测定孔或所述厚度测定传感器相对于所述工件的通过轨迹通过作为与所述透孔的中心相距的规定的范围的用户事先设定的数据获取范围的情况下，使与所述通过轨迹对应的所述托架的转速相比于与其他通过轨迹对应的所述托架的转速减速。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的双面研磨装置，其特征在于，
所述厚度测定传感器在配置于所述固定位置的情况下，构成为设置于位于上平台的上方的支承框架或位于所述下平台的下方的支承框架，经由所述测定孔来测定被保持于所述透孔的状态下的所述工件的厚度，
或者，所述厚度测定传感器在配置于所述可动位置的情况下，构成为设置于所述上平台或所述下平台，与所述上平台或所述下平台一同旋转，经由所述测定孔来测定被保持于所述透孔的状态下的所述工件的厚度。
5.一种双面研磨装置，其具有下平台、上平台以及托架，该托架配置在所述下平台与所述上平台之间并对三角形、长方形、正方形或正多边形的平板状的工件进行保持，其特征在于，
所述托架构成为绕着所述下平台和所述上平台的中心旋转，并且绕着所述托架的中心旋转，
在所述上平台的上方或所述下平台的下方的固定位置、或者所述上平台的上部或所述下平台的下部的可动位置具有厚度测定传感器，
所述托架在相对于所述托架的中心偏心的位置具有对所述工件进行保持的与所述工件为相同形状的透孔，
将所述上平台或所述下平台的中心与用户事先设定的任意的所述透孔的全部顶点的外接圆的中心的距离为最短或最长的所述透孔的中心位置作为第1基准位置，
相对于作为所述外接圆的半径的30％以内的规定的长度的第1距离，将从所述第1基准位置向所述托架的中心的方向分离了所述第1距离的1/2的长度的位置作为第2基准位置，
所述厚度测定传感器设置在俯视时以所述第2基准位置为中心的所述第1距离的范围内，
所述厚度测定传感器构成为经由配设有所述厚度测定传感器的一侧的所述上平台或所述下平台所设置的测定孔来测定被保持于所述透孔的状态下的所述工件的厚度。
6.根据权利要求5所述的双面研磨装置，其特征在于，
将所述上平台或所述下平台的中心与所述外接圆的中心的距离为最短的所述外接圆的中心位置作为第1基准位置。
7.根据权利要求5所述的双面研磨装置，其特征在于，
所述双面研磨装置还具有控制部，
所述控制部构成为在所述测定孔或所述厚度测定传感器相对于所述工件的通过轨迹通过作为与所述外接圆的中心相距的规定的范围的用户事先设定的数据获取范围的情况下，使与所述通过轨迹对应的所述托架的转速相比于与其他通过轨迹对应的所述托架的转速减速。
8.根据权利要求5至7中的任意一项所述的双面研磨装置，其特征在于，
所述厚度测定传感器在配置于所述固定位置的情况下，构成为设置于位于上平台的上方的支承框架或位于所述下平台的下方的支承框架，经由所述测定孔来测定被保持于所述透孔的状态下的所述工件的厚度，
或者，所述厚度测定传感器在配置于所述可动位置的情况下，构成为设置于所述上平台或所述下平台而与所述上平台或所述下平台一同旋转，经由所述测定孔来测定被保持于所述透孔的状态下的所述工件的厚度。
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