JP2000094309A - ポリッシング装置 - Google Patents
ポリッシング装置Info
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- JP2000094309A JP2000094309A JP26483798A JP26483798A JP2000094309A JP 2000094309 A JP2000094309 A JP 2000094309A JP 26483798 A JP26483798 A JP 26483798A JP 26483798 A JP26483798 A JP 26483798A JP 2000094309 A JP2000094309 A JP 2000094309A
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転ヘッドとこの回転ヘッドを回転駆動させ
る回転軸の間に生じる抵抗力の軽減を図り、かつ回転駆
動時の姿勢が安定して回転ヘッドへの追従性が向上した
ポリッシング装置を提供すること。 【解決手段】 被研磨材33を保持する保持手段22を
有し、この保持手段22に保持された被研磨材33を定
盤40へ押圧して研磨加工を行うポリッシング装置20
において、保持手段22に駆動力を伝達する回転軸21
と、回転軸21と保持手段22を連結する軸受手段23
と、回転軸21と一体的に設けられ、保持手段22の周
方向に対向配置される部分を有する取付部材29と、取
付部材29と保持手段22の間に周方向に所定の間隔で
設けられ、この取付部材29と保持手段22の間で抗力
を与える弾性部材42と、を具備することを特徴として
いる。
る回転軸の間に生じる抵抗力の軽減を図り、かつ回転駆
動時の姿勢が安定して回転ヘッドへの追従性が向上した
ポリッシング装置を提供すること。 【解決手段】 被研磨材33を保持する保持手段22を
有し、この保持手段22に保持された被研磨材33を定
盤40へ押圧して研磨加工を行うポリッシング装置20
において、保持手段22に駆動力を伝達する回転軸21
と、回転軸21と保持手段22を連結する軸受手段23
と、回転軸21と一体的に設けられ、保持手段22の周
方向に対向配置される部分を有する取付部材29と、取
付部材29と保持手段22の間に周方向に所定の間隔で
設けられ、この取付部材29と保持手段22の間で抗力
を与える弾性部材42と、を具備することを特徴として
いる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハやガ
ラス基板等に形成された薄膜等を研磨加工するポリッシ
ング装置に関する。
ラス基板等に形成された薄膜等を研磨加工するポリッシ
ング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】超LSI等に使用される半導体ウエハの
表面を平坦にする研磨加工においては、極めて高い品質
が要求されている。この半導体ウエハをポリッシング装
置で研磨加工するためには、定盤等の固定部位に設けら
れた研磨布に対し、被研磨材である半導体ウエハを、例
えば保持手段にワックス等を用いて貼付け或いは真空吸
着して保持し、この保持された半導体ウエハの加工面を
上記研磨布に加圧した状態として、この半導体ウエハの
加工面と研磨布を相対的に移動させ、上記半導体ウエハ
の加工面の研磨加工を行う。
表面を平坦にする研磨加工においては、極めて高い品質
が要求されている。この半導体ウエハをポリッシング装
置で研磨加工するためには、定盤等の固定部位に設けら
れた研磨布に対し、被研磨材である半導体ウエハを、例
えば保持手段にワックス等を用いて貼付け或いは真空吸
着して保持し、この保持された半導体ウエハの加工面を
上記研磨布に加圧した状態として、この半導体ウエハの
加工面と研磨布を相対的に移動させ、上記半導体ウエハ
の加工面の研磨加工を行う。
【0003】この研磨加工において、加工面の高平坦度
を実現するためには、加工面と研磨布面の平行度を高精
度に維持すること、及び加工面への加圧を均一にする必
要がある。
を実現するためには、加工面と研磨布面の平行度を高精
度に維持すること、及び加工面への加圧を均一にする必
要がある。
【0004】加工面と研磨布面との平行度を高精度に維
持する方法としては、図7に示すように、半導体ウエハ
を支持する保持手段10を球面軸受11を用いて支持す
る方法があり、また加工面への加圧を均一にする方法と
しては、被研磨材を水や空気のような加圧流体を介在さ
せて保持することで、半導体ウエハに作用する加圧力を
均等にする方法等が知られている。
持する方法としては、図7に示すように、半導体ウエハ
を支持する保持手段10を球面軸受11を用いて支持す
る方法があり、また加工面への加圧を均一にする方法と
しては、被研磨材を水や空気のような加圧流体を介在さ
せて保持することで、半導体ウエハに作用する加圧力を
均等にする方法等が知られている。
【0005】また、近年CMP(化学的・機械的研磨)
なる半導体ウエハに形成された導膜の平坦化を行う加工
方法が存在する。このCMPにおいては、上記半導体ウ
エハに形成された薄膜を、より高精度に平坦化すること
が必要とされる。しかしながら、このCMPにおいて
も、基本的には研磨加工であるため、機構的には同様の
ものとなっている。
なる半導体ウエハに形成された導膜の平坦化を行う加工
方法が存在する。このCMPにおいては、上記半導体ウ
エハに形成された薄膜を、より高精度に平坦化すること
が必要とされる。しかしながら、このCMPにおいて
も、基本的には研磨加工であるため、機構的には同様の
ものとなっている。
【0006】ここで、従来のポリッシング装置の構成を
図6に示す。このポリッシング装置1は半導体ウエハ2
を真空吸着して保持する回転ヘッド3を有している。こ
の回転ヘッド3には、複数の吸引管4が形成されてお
り、この吸引管4が配管5を介して不図示の吸引手段に
連結されている。回転ヘッド3には、回転軸6が回動自
在に取り付けられている。この回転軸6には、その下端
側に軸受7が設けられている。この軸受7は、回転軸6
の下端に形成された凹形状部分7aと、この凹形状部分
7aに対して面接触で取り付けられる球形状を為す球体
7bとより構成されている。
図6に示す。このポリッシング装置1は半導体ウエハ2
を真空吸着して保持する回転ヘッド3を有している。こ
の回転ヘッド3には、複数の吸引管4が形成されてお
り、この吸引管4が配管5を介して不図示の吸引手段に
連結されている。回転ヘッド3には、回転軸6が回動自
在に取り付けられている。この回転軸6には、その下端
側に軸受7が設けられている。この軸受7は、回転軸6
の下端に形成された凹形状部分7aと、この凹形状部分
7aに対して面接触で取り付けられる球形状を為す球体
7bとより構成されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のポリ
ッシング装置1においては、回転軸6に付与された回転
駆動力をトルク伝達ピン8から回転ヘッド3に設けられ
た伝達ピン3aを介して回転ヘッド3まで伝達してい
る。そして、半導体ウエハ2を加圧し、定盤9上に貼付
された研磨布9aに対して加圧力Nを負荷して回転駆動
させている。
ッシング装置1においては、回転軸6に付与された回転
駆動力をトルク伝達ピン8から回転ヘッド3に設けられ
た伝達ピン3aを介して回転ヘッド3まで伝達してい
る。そして、半導体ウエハ2を加圧し、定盤9上に貼付
された研磨布9aに対して加圧力Nを負荷して回転駆動
させている。
【0008】しかしながら、上記回転軸6の下端に存す
る軸受7は、面接触を為して接触しているため、加圧力
Nを付与すると、球体7aと凹形状部分7bとの間に摩
擦による抵抗を生じさせることになる。そのため、押圧
力Nの付与により抵抗が生じた場合には、その抵抗の分
だけ回転ヘッド3がスムーズに動けなくなる。すなわ
ち、仮に回転ヘッド3に速度変化が生じても、この摩擦
によって速度変化に対する応答性が悪化し、回転ヘッド
3の動きが妨げられる。
る軸受7は、面接触を為して接触しているため、加圧力
Nを付与すると、球体7aと凹形状部分7bとの間に摩
擦による抵抗を生じさせることになる。そのため、押圧
力Nの付与により抵抗が生じた場合には、その抵抗の分
だけ回転ヘッド3がスムーズに動けなくなる。すなわ
ち、仮に回転ヘッド3に速度変化が生じても、この摩擦
によって速度変化に対する応答性が悪化し、回転ヘッド
3の動きが妨げられる。
【0009】また、回転ヘッド3に対して回転力Fを作
用させて回転駆動を行う場合には、トルク伝達ピン8を
介して回転力Fが回転ヘッド3に伝達させるが、軸受7
の回動中心は球体7bの中心部分Oであり、回転力Fの
作用点(伝達ピン3aとトルク伝達ピン8の接する点)
との間には所定間隔aが存して回転モーメントF×aが
生じる。
用させて回転駆動を行う場合には、トルク伝達ピン8を
介して回転力Fが回転ヘッド3に伝達させるが、軸受7
の回動中心は球体7bの中心部分Oであり、回転力Fの
作用点(伝達ピン3aとトルク伝達ピン8の接する点)
との間には所定間隔aが存して回転モーメントF×aが
生じる。
【0010】同様に、回転ヘッド3に保持された半導体
ウエハ2と研磨布9との間に生じる抵抗力をW、球体7
bの中心部分Oと研磨布9a上面との距離をbとする
と、この場合の抵抗力の作用点は研磨布9aと半導体ウ
エハ2の接触面であるため、回転モーメントW×bが生
じる。
ウエハ2と研磨布9との間に生じる抵抗力をW、球体7
bの中心部分Oと研磨布9a上面との距離をbとする
と、この場合の抵抗力の作用点は研磨布9aと半導体ウ
エハ2の接触面であるため、回転モーメントW×bが生
じる。
【0011】このように、回転力や抵抗力の力の作用点
と、軸受7の回転中心とが一致せずに、上述のように距
離が存していたため余分な回転モーメントが生じ、回転
駆動時のバランスが取れずにその姿勢が不安定になり、
半導体ウエハ2の追従性を悪化させていた。
と、軸受7の回転中心とが一致せずに、上述のように距
離が存していたため余分な回転モーメントが生じ、回転
駆動時のバランスが取れずにその姿勢が不安定になり、
半導体ウエハ2の追従性を悪化させていた。
【0012】本発明は上記の事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、回転ヘッドとこの回転
ヘッドを回転駆動させる回転軸の間に生じる抵抗力の軽
減を図り、かつ回転駆動時の姿勢が安定して回転ヘッド
への追従性が向上したポリッシング装置を提供しようと
するものである。
ので、その目的とするところは、回転ヘッドとこの回転
ヘッドを回転駆動させる回転軸の間に生じる抵抗力の軽
減を図り、かつ回転駆動時の姿勢が安定して回転ヘッド
への追従性が向上したポリッシング装置を提供しようと
するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、被研磨材を保持する保持手
段を有し、被研磨材を定盤に押圧して研磨加工を行うポ
リッシング装置において、駆動力を伝達する回転軸とこ
れと一体的に回転駆動する取付部材とを有する第1の駆
動力伝達手段と、前記保持手段に一体的に設けられ前記
取付部材からの駆動力を前記保持手段に伝達する第2の
駆動力伝達手段とを有し、前記取付部材と前記保持手段
の間に所定の抗力を与えるべく設けられた弾性部材とを
有することを特徴としている。
に、請求項1記載の発明は、被研磨材を保持する保持手
段を有し、被研磨材を定盤に押圧して研磨加工を行うポ
リッシング装置において、駆動力を伝達する回転軸とこ
れと一体的に回転駆動する取付部材とを有する第1の駆
動力伝達手段と、前記保持手段に一体的に設けられ前記
取付部材からの駆動力を前記保持手段に伝達する第2の
駆動力伝達手段とを有し、前記取付部材と前記保持手段
の間に所定の抗力を与えるべく設けられた弾性部材とを
有することを特徴としている。
【0014】請求項2記載の発明は、前記回転軸と前記
保持手段との間に設けられた軸受手段を有し、該軸受手
段の回動中心と、前記第2の駆動力伝達手段において前
記取付部材から駆動力が伝達される作用点とが同一平面
上にあることを特徴とする請求項1記載のポリッシング
装置である。
保持手段との間に設けられた軸受手段を有し、該軸受手
段の回動中心と、前記第2の駆動力伝達手段において前
記取付部材から駆動力が伝達される作用点とが同一平面
上にあることを特徴とする請求項1記載のポリッシング
装置である。
【0015】請求項3記載の発明は、被研磨材を保持す
る保持手段を有し、被研磨材を定盤に押圧して研磨加工
を行うポリッシング装置において、駆動力を伝達する回
転軸とこれと一体的に回転駆動する取付部材とを有する
第1の駆動力伝達手段と、前記保持手段に一体的に設け
られ前記取付部材からの駆動力を前記保持手段に伝達す
る第2の駆動力伝達手段と、前記回転軸と前記保持手段
との間に設けられた軸受手段とを有し、前記軸受手段の
回動中心と、前記第2の駆動力伝達手段において前記取
付部材から駆動力が伝達される作用点とが同一平面上に
あることを特徴としている。
る保持手段を有し、被研磨材を定盤に押圧して研磨加工
を行うポリッシング装置において、駆動力を伝達する回
転軸とこれと一体的に回転駆動する取付部材とを有する
第1の駆動力伝達手段と、前記保持手段に一体的に設け
られ前記取付部材からの駆動力を前記保持手段に伝達す
る第2の駆動力伝達手段と、前記回転軸と前記保持手段
との間に設けられた軸受手段とを有し、前記軸受手段の
回動中心と、前記第2の駆動力伝達手段において前記取
付部材から駆動力が伝達される作用点とが同一平面上に
あることを特徴としている。
【0016】請求項4記載の発明は、被研磨材を保持す
る保持手段を有し、この保持手段に保持された被研磨材
を定盤へ押圧して研磨加工を行うポリッシング装置にお
いて、上記保持手段に駆動力を伝達する駆動力伝達手段
と、上記駆動力伝達手段と一体的に設けられ、上記保持
手段の周方向に対向配置される部分を有する取付部材
と、上記取付部材及び上記保持手段の間に設けられた中
間部材と、上記取付部材と上記中間部材間を連結する1
組以上の第1のリンク機構と、上記保持手段と上記中間
部材とを上記第1のリンク機構とは異なる向きに配置さ
れて連結すると共に、この第1のリンク機構と共に被研
磨材の研磨加工面上の同じ1点を回動中心とする第2の
リンク機構と、上記取付部材と保持手段の間に周方向に
沿って適宜の間隔で設けられ、この取付部材と保持手段
の間で所定の抗力を与える弾性部材と、を具備すること
を特徴としている。
る保持手段を有し、この保持手段に保持された被研磨材
を定盤へ押圧して研磨加工を行うポリッシング装置にお
いて、上記保持手段に駆動力を伝達する駆動力伝達手段
と、上記駆動力伝達手段と一体的に設けられ、上記保持
手段の周方向に対向配置される部分を有する取付部材
と、上記取付部材及び上記保持手段の間に設けられた中
間部材と、上記取付部材と上記中間部材間を連結する1
組以上の第1のリンク機構と、上記保持手段と上記中間
部材とを上記第1のリンク機構とは異なる向きに配置さ
れて連結すると共に、この第1のリンク機構と共に被研
磨材の研磨加工面上の同じ1点を回動中心とする第2の
リンク機構と、上記取付部材と保持手段の間に周方向に
沿って適宜の間隔で設けられ、この取付部材と保持手段
の間で所定の抗力を与える弾性部材と、を具備すること
を特徴としている。
【0017】請求項5記載の発明は、被研磨材を保持す
る保持手段を有し、この保持手段に保持された被研磨材
を定盤へ押圧して研磨加工を行うポリッシング装置にお
いて、上記保持手段に駆動力を伝達する駆動力伝達手段
と、上記駆動力伝達手段と一体的に設けられ、上記保持
手段の周方向に対向配置される部分を有する取付部材
と、上記取付部材及び上記保持手段の間に設けられた中
間部材と、上記取付部材と上記中間部材間を連結する1
組以上の第1のリンク機構と、上記保持手段と上記中間
部材とを上記第1のリンク機構とは異なる向きに配置さ
れて連結すると共に、この第1のリンク機構と共に被研
磨材の研磨加工面上の同じ1点を回動中心とする第2の
リンク機構と、上記第1のリンク機構と上記中間体の間
に設けられ、この第1のリンク機構に復元力を与えるよ
うに設けられた第1の復元手段と、上記第2のリンク機
構と上記中間体の間に設けられ、この第2のリンク機構
に復元力を与えるように設けられた第2の復元手段と、
を具備することを特徴としている。
る保持手段を有し、この保持手段に保持された被研磨材
を定盤へ押圧して研磨加工を行うポリッシング装置にお
いて、上記保持手段に駆動力を伝達する駆動力伝達手段
と、上記駆動力伝達手段と一体的に設けられ、上記保持
手段の周方向に対向配置される部分を有する取付部材
と、上記取付部材及び上記保持手段の間に設けられた中
間部材と、上記取付部材と上記中間部材間を連結する1
組以上の第1のリンク機構と、上記保持手段と上記中間
部材とを上記第1のリンク機構とは異なる向きに配置さ
れて連結すると共に、この第1のリンク機構と共に被研
磨材の研磨加工面上の同じ1点を回動中心とする第2の
リンク機構と、上記第1のリンク機構と上記中間体の間
に設けられ、この第1のリンク機構に復元力を与えるよ
うに設けられた第1の復元手段と、上記第2のリンク機
構と上記中間体の間に設けられ、この第2のリンク機構
に復元力を与えるように設けられた第2の復元手段と、
を具備することを特徴としている。
【0018】請求項6記載の発明は、請求項4記載のポ
リッシング装置であって、上記第1のリンク機構と上記
中間体の間に設けられ、この第1のリンク機構に復元力
を与えるように設けられた第1の復元手段と、上記第2
のリンク機構と上記中間体の間に設けられ、この第2の
リンク機構に復元力を与えるように設けられた第2の復
元手段と、を具備することを特徴としている。
リッシング装置であって、上記第1のリンク機構と上記
中間体の間に設けられ、この第1のリンク機構に復元力
を与えるように設けられた第1の復元手段と、上記第2
のリンク機構と上記中間体の間に設けられ、この第2の
リンク機構に復元力を与えるように設けられた第2の復
元手段と、を具備することを特徴としている。
【0019】請求項7記載の発明は、上記研磨面上の1
点は、被研磨材の中心位置であることを特徴とする請求
項4乃至請求項6のいずれかに記載のポリッシング装置
である。
点は、被研磨材の中心位置であることを特徴とする請求
項4乃至請求項6のいずれかに記載のポリッシング装置
である。
【0020】請求項8記載の発明は、上記第1のリンク
機構及び第2のリンク機構は互いに直交するように設け
られていることを特徴とする請求項4乃至請求項7のい
ずれかに記載のポリッシング装置である。
機構及び第2のリンク機構は互いに直交するように設け
られていることを特徴とする請求項4乃至請求項7のい
ずれかに記載のポリッシング装置である。
【0021】請求項1の発明によると、第1の駆動力伝
達手段と第2の駆動力伝達手段とが設けられ、取付部材
と保持手段の間に所定の抗力を与えるべく弾性部材が設
けられているため、被研磨材の加工時に押圧力が付与さ
れることで取付部材と保持手段の間で押圧力に応じて増
大する摩擦力を減じることが可能となる。
達手段と第2の駆動力伝達手段とが設けられ、取付部材
と保持手段の間に所定の抗力を与えるべく弾性部材が設
けられているため、被研磨材の加工時に押圧力が付与さ
れることで取付部材と保持手段の間で押圧力に応じて増
大する摩擦力を減じることが可能となる。
【0022】これによって、保持手段の姿勢変化が生じ
た場合でもその保持手段の動きがスムーズになり、よっ
て被研磨材に余分な力を作用させることが無くなる。ま
た、保持手段に速度変化が生じた場合でも、摩擦力が減
じられるため、保持手段の追従性が良好となり、この保
持手段の速度変化を良好に被研磨材に伝達させることが
可能となっている。
た場合でもその保持手段の動きがスムーズになり、よっ
て被研磨材に余分な力を作用させることが無くなる。ま
た、保持手段に速度変化が生じた場合でも、摩擦力が減
じられるため、保持手段の追従性が良好となり、この保
持手段の速度変化を良好に被研磨材に伝達させることが
可能となっている。
【0023】請求項2の発明によると、前記回転軸と前
記保持手段との間に設けられた軸受手段を有し、該軸受
手段の回動中心と、前記第2の駆動力伝達手段において
前記取付部材から駆動力が伝達される作用点とが同一平
面上にあるため、この支持軸に回転モーメントが生じる
のを防止することが可能となっている。
記保持手段との間に設けられた軸受手段を有し、該軸受
手段の回動中心と、前記第2の駆動力伝達手段において
前記取付部材から駆動力が伝達される作用点とが同一平
面上にあるため、この支持軸に回転モーメントが生じる
のを防止することが可能となっている。
【0024】それによって、回転軸に余分な回転モーメ
ントが付与されないため、被研磨材の研磨状態を良好に
することが可能となっている。請求項3の発明による
と、第1の駆動力伝達手段、第2の駆動力伝達手段及び
軸受手段を有し、この軸受中心と第2の駆動力伝達手段
において取付部材から駆動力が伝達される作用点とが同
一平面上にあるため、加工時に押圧力が付与されること
で取付部材と保持手段の間で押圧力に応じて増大する摩
擦力を減じることが可能となっている。
ントが付与されないため、被研磨材の研磨状態を良好に
することが可能となっている。請求項3の発明による
と、第1の駆動力伝達手段、第2の駆動力伝達手段及び
軸受手段を有し、この軸受中心と第2の駆動力伝達手段
において取付部材から駆動力が伝達される作用点とが同
一平面上にあるため、加工時に押圧力が付与されること
で取付部材と保持手段の間で押圧力に応じて増大する摩
擦力を減じることが可能となっている。
【0025】それにより、保持手段の姿勢変化が生じた
場合でも、その保持手段の動きがスムーズになり、よっ
て被研磨材に余分な力を作用させることが無く、また速
度変化が生じた場合でも、摩擦力が減じられて保持手段
の追従性が良好となり、保持手段の速度変化を良好に被
研磨材に伝達させることが可能となっている。
場合でも、その保持手段の動きがスムーズになり、よっ
て被研磨材に余分な力を作用させることが無く、また速
度変化が生じた場合でも、摩擦力が減じられて保持手段
の追従性が良好となり、保持手段の速度変化を良好に被
研磨材に伝達させることが可能となっている。
【0026】請求項4の発明によると、中間部材と取付
部材及び保持手段とを連結する第1のリンク機構及び第
2のリンク機構が設けられ、これら第1のリンク機構及
び第2のリンク機構の回動中心が上記被研磨材の研磨加
工面上の1点であると共に、上記取付部材と保持手段の
間に周方向に沿って適宜の間隔で設けられ、この取付部
材と保持手段の間で所定の抗力を与える弾性部材が設け
られた構成のため、第1のリンク機構及び第2のリンク
機構の回動中心が被研磨材の研磨加工面上の1点を中心
として各リンク機構が回動することで被研磨材に生じる
回転モーメントを無くすることが可能となり、被研磨材
の平行度を高精度に維持することが可能となる。これと
共に、弾性部材によって被研磨材の研磨加工時に押圧力
が付与されることで上記第1のリンク機構及び第2のリ
ンク機構で押圧力に応じて増大する摩擦力を減じること
が可能となる。
部材及び保持手段とを連結する第1のリンク機構及び第
2のリンク機構が設けられ、これら第1のリンク機構及
び第2のリンク機構の回動中心が上記被研磨材の研磨加
工面上の1点であると共に、上記取付部材と保持手段の
間に周方向に沿って適宜の間隔で設けられ、この取付部
材と保持手段の間で所定の抗力を与える弾性部材が設け
られた構成のため、第1のリンク機構及び第2のリンク
機構の回動中心が被研磨材の研磨加工面上の1点を中心
として各リンク機構が回動することで被研磨材に生じる
回転モーメントを無くすることが可能となり、被研磨材
の平行度を高精度に維持することが可能となる。これと
共に、弾性部材によって被研磨材の研磨加工時に押圧力
が付与されることで上記第1のリンク機構及び第2のリ
ンク機構で押圧力に応じて増大する摩擦力を減じること
が可能となる。
【0027】これによって、保持手段の姿勢変化が生じ
た場合でもその保持手段の動きがスムーズとなり、よっ
て被研磨材に余分な力を作用させることが無くなる。ま
た、保持手段に速度変化が生じた場合でも、摩擦力が減
じられるため、保持手段の追従性が良好となり、よって
動きがスムーズとなり、この保持手段の速度変化を良好
に被研磨材に伝達させることが可能となっている。
た場合でもその保持手段の動きがスムーズとなり、よっ
て被研磨材に余分な力を作用させることが無くなる。ま
た、保持手段に速度変化が生じた場合でも、摩擦力が減
じられるため、保持手段の追従性が良好となり、よって
動きがスムーズとなり、この保持手段の速度変化を良好
に被研磨材に伝達させることが可能となっている。
【0028】請求項5の発明によると、上記第1のリン
ク機構と上記中間体の間に設けられ、第1のリンク機構
に復元力を与えるように設けられた第1の復元手段と、
上記第2のリンク機構と中間体の間に設けられ、この第
2のリンク機構に復元力を与えるように設けられた第2
の復元手段と、を具備するため、保持手段の姿勢を維持
するための復元力をこれら第1及び第2の復元手段で与
えることが可能となっている。
ク機構と上記中間体の間に設けられ、第1のリンク機構
に復元力を与えるように設けられた第1の復元手段と、
上記第2のリンク機構と中間体の間に設けられ、この第
2のリンク機構に復元力を与えるように設けられた第2
の復元手段と、を具備するため、保持手段の姿勢を維持
するための復元力をこれら第1及び第2の復元手段で与
えることが可能となっている。
【0029】そのため、保持手段が傾斜した状態のまま
研磨加工を行う等の高精度な研磨加工を行う場合の不具
合を防止することが可能となっている。請求項6の発明
によると、上記取付部材と保持手段の間で所定の抗力を
与える弾性部材が設けられると共に、上記第1の復元手
段及び第2の復元手段も具備した構成であるため、弾性
部材によって被研磨材の研磨加工時に押圧力が付与され
ることで上記第1のリンク機構及び第2のリンク機構で
押圧力に応じて増大する摩擦力を減じることが可能とな
り、保持手段の姿勢変化が生じた場合でもその保持手段
の動きがスムーズとなって被研磨材に余分な力を作用さ
せることが無くなる。
研磨加工を行う等の高精度な研磨加工を行う場合の不具
合を防止することが可能となっている。請求項6の発明
によると、上記取付部材と保持手段の間で所定の抗力を
与える弾性部材が設けられると共に、上記第1の復元手
段及び第2の復元手段も具備した構成であるため、弾性
部材によって被研磨材の研磨加工時に押圧力が付与され
ることで上記第1のリンク機構及び第2のリンク機構で
押圧力に応じて増大する摩擦力を減じることが可能とな
り、保持手段の姿勢変化が生じた場合でもその保持手段
の動きがスムーズとなって被研磨材に余分な力を作用さ
せることが無くなる。
【0030】また、これと共に、保持手段の姿勢を復元
するための復元力を第1及び第2のの復元手段も与える
ことが可能となっている。請求項7の発明によると、上
記研磨面上の1点は、被研磨材の中心位置であるため、
被研磨材を一層良好に研磨加工することが可能となって
いる。
するための復元力を第1及び第2のの復元手段も与える
ことが可能となっている。請求項7の発明によると、上
記研磨面上の1点は、被研磨材の中心位置であるため、
被研磨材を一層良好に研磨加工することが可能となって
いる。
【0031】請求項8の発明によると、上記第1のリン
ク機構及び第2のリンク機構は互いに直交するように設
けられているため、上記保持手段の回動を良好に行える
ものとなっている。
ク機構及び第2のリンク機構は互いに直交するように設
けられているため、上記保持手段の回動を良好に行える
ものとなっている。
【0032】
【発明の実施の形態】(第一の実施の形態)以下、本発
明の一実施の形態について、図1に基づいて説明する。
ポリッシング装置20は、上端が図示されない駆動源に
連結された回転軸21を有しており、駆動源で生じる駆
動力を下端側に設けられ、半導体ウエハ(被研磨材)3
3の保持手段である回転ヘッド22に伝達している。
明の一実施の形態について、図1に基づいて説明する。
ポリッシング装置20は、上端が図示されない駆動源に
連結された回転軸21を有しており、駆動源で生じる駆
動力を下端側に設けられ、半導体ウエハ(被研磨材)3
3の保持手段である回転ヘッド22に伝達している。
【0033】回転軸21の下端部には、回転ヘッド22
に対しての摺動を滑らかにするための自動調心タイプの
軸受機構23が設けられている。この軸受機構23は、
回転軸21の下端部で球の一部を構成するように設けら
れた球状部24、この球状部24に接触してこの外面を
転動するボール体25、これら球状部24及びボール体
25を外方から覆ってボール体25が内壁に内接するよ
うに設けられた受け部26より構成されている。この軸
受機構23は、この軸受機構23の中心点Oを回動中心
として所定範囲内でいずれの方向にも回動自在な構成と
なっている。
に対しての摺動を滑らかにするための自動調心タイプの
軸受機構23が設けられている。この軸受機構23は、
回転軸21の下端部で球の一部を構成するように設けら
れた球状部24、この球状部24に接触してこの外面を
転動するボール体25、これら球状部24及びボール体
25を外方から覆ってボール体25が内壁に内接するよ
うに設けられた受け部26より構成されている。この軸
受機構23は、この軸受機構23の中心点Oを回動中心
として所定範囲内でいずれの方向にも回動自在な構成と
なっている。
【0034】受け部26の外面には、回転ヘッド20を
連動するように突出部32が設けられており、さらにそ
の外方に支持ピン27が径方向外方に向かい突出して形
成されている。この支持ピン27は、上記受け部26に
対して周方向に所定間隔で配置され、他方の端部にベア
リング28を設けている。また、この支持ピン27の軸
中心の高さは、軸受機構23の回転中心である中心点O
と同一高さとなるように構成されている。
連動するように突出部32が設けられており、さらにそ
の外方に支持ピン27が径方向外方に向かい突出して形
成されている。この支持ピン27は、上記受け部26に
対して周方向に所定間隔で配置され、他方の端部にベア
リング28を設けている。また、この支持ピン27の軸
中心の高さは、軸受機構23の回転中心である中心点O
と同一高さとなるように構成されている。
【0035】ここで、上記回転軸21には、これと一体
的に上部取り付け部材29が設けられている。この上部
取り付け部材29は、上記回転ヘッド22とほぼ同程度
の外径を有して形成されており、図2に示すように、ベ
アリング28が位置する部分の後述するスカート部31
には、溝状に切り欠いた切り欠き部30が形成されてい
る。
的に上部取り付け部材29が設けられている。この上部
取り付け部材29は、上記回転ヘッド22とほぼ同程度
の外径を有して形成されており、図2に示すように、ベ
アリング28が位置する部分の後述するスカート部31
には、溝状に切り欠いた切り欠き部30が形成されてい
る。
【0036】この上部取り付け部材29の外周部分に
は、下方に向かいスカート部31が突出形成されてい
る。このスカート部31は、回転ヘッド22の上面と所
定の距離を有して離間対向して設けられている。上記し
た回転軸21及び上部取り付け部材29、スカート部3
0により第1の駆動力伝達手段を構成し、受け部26、
支持ピン27及び突出部32により第2の駆動力伝達手
段を構成している。
は、下方に向かいスカート部31が突出形成されてい
る。このスカート部31は、回転ヘッド22の上面と所
定の距離を有して離間対向して設けられている。上記し
た回転軸21及び上部取り付け部材29、スカート部3
0により第1の駆動力伝達手段を構成し、受け部26、
支持ピン27及び突出部32により第2の駆動力伝達手
段を構成している。
【0037】回転ヘッド22の被研磨材33を保持する
部分は保持プレート34となっている。保持プレート3
4は、その下面で被研磨材33を吸着して良好に保持す
ることが可能となっている。このため、保持プレート3
4の下面側に設けられた保持面35には、多数の吸引管
36が形成されており、さらに保持プレート34の内部
には吸引管36が連通する空間部37が形成されてい
る。
部分は保持プレート34となっている。保持プレート3
4は、その下面で被研磨材33を吸着して良好に保持す
ることが可能となっている。このため、保持プレート3
4の下面側に設けられた保持面35には、多数の吸引管
36が形成されており、さらに保持プレート34の内部
には吸引管36が連通する空間部37が形成されてい
る。
【0038】空間部37に連通して、バキューム配管3
8が設けられている。バキューム配管38は、保持プレ
ート34及び回転軸21の内部に上下方向に連通して形
成されていて、また回転軸21と保持プレート34の間
は回転ヘッド22の角度変化に対応できるようにフレキ
シブルな配管部材39となっている。
8が設けられている。バキューム配管38は、保持プレ
ート34及び回転軸21の内部に上下方向に連通して形
成されていて、また回転軸21と保持プレート34の間
は回転ヘッド22の角度変化に対応できるようにフレキ
シブルな配管部材39となっている。
【0039】このバキューム配管38は、不図示の吸引
手段と連通して設けられており、この吸引手段が作動す
ることで保持面35に被研磨材33を吸着保持させるこ
とが可能となっている。
手段と連通して設けられており、この吸引手段が作動す
ることで保持面35に被研磨材33を吸着保持させるこ
とが可能となっている。
【0040】なお、上記回転ヘッド22に対向して図示
しない駆動源に連結された回転テーブル40が設けられ
ており、この回転テーブル40の上面の被研磨材33に
対向する面には研磨布41が設けられている。そして、
被研磨材33の研磨加工を行う場合には、この研磨布4
1に対して被研磨材33を押し付けて、その後にこの押
し付けが可能な構成としている。
しない駆動源に連結された回転テーブル40が設けられ
ており、この回転テーブル40の上面の被研磨材33に
対向する面には研磨布41が設けられている。そして、
被研磨材33の研磨加工を行う場合には、この研磨布4
1に対して被研磨材33を押し付けて、その後にこの押
し付けが可能な構成としている。
【0041】上記回転テーブル40と上部取り付け部材
29のスカート部31の間には、ばね42がこれらの外
周に沿って適宜の間隔で取り付けられている。このばね
42は、そのばね定数が被研磨材33を回転テーブル4
0に押圧する押圧力とほぼ同等に設定している。
29のスカート部31の間には、ばね42がこれらの外
周に沿って適宜の間隔で取り付けられている。このばね
42は、そのばね定数が被研磨材33を回転テーブル4
0に押圧する押圧力とほぼ同等に設定している。
【0042】以上のような構成を有するポリッシング装
置20の作用について、以下に説明する。被研磨材33
の研磨加工を行うに際しては、不図示の吸引手段を作動
させて回転ヘッド22の保持プレート34に被研磨材3
3を吸着保持させる。そして、この後に回転軸21を下
方に駆動させて被研磨材33を研磨布41に押し付け、
この回転軸21を回転駆動(自転及び公転)させると共
に回転テーブル40も回転駆動させる。それによって、
被研磨材33の研磨加工が行われ、加工面の平坦化が為
される。
置20の作用について、以下に説明する。被研磨材33
の研磨加工を行うに際しては、不図示の吸引手段を作動
させて回転ヘッド22の保持プレート34に被研磨材3
3を吸着保持させる。そして、この後に回転軸21を下
方に駆動させて被研磨材33を研磨布41に押し付け、
この回転軸21を回転駆動(自転及び公転)させると共
に回転テーブル40も回転駆動させる。それによって、
被研磨材33の研磨加工が行われ、加工面の平坦化が為
される。
【0043】ここで、被研磨材33に与えられる押圧力
をNとすると、この押圧力Nが与えられた場合には、複
数箇所に等配して設けられたばね42がこの押圧力Nと
釣り合いを為す。すなわち、押圧力Nは上記軸受機構2
3に何等力を作用していない状態に等しくなる。
をNとすると、この押圧力Nが与えられた場合には、複
数箇所に等配して設けられたばね42がこの押圧力Nと
釣り合いを為す。すなわち、押圧力Nは上記軸受機構2
3に何等力を作用していない状態に等しくなる。
【0044】そのため、回転速度の変化などが生じて
も、この軸受機構23に生じる押圧力の影響が小さくな
るので応答性が良好となり、また摩擦力にともなって発
生するモーメントの影響を小さくすることが可能とな
る。
も、この軸受機構23に生じる押圧力の影響が小さくな
るので応答性が良好となり、また摩擦力にともなって発
生するモーメントの影響を小さくすることが可能とな
る。
【0045】また、支持ピン27の軸中心と軸受機構2
3の中心点Oとが同一直線上に位置するように設けられ
ているので、被研磨材33の研磨加工時に回転軸21か
ら支持ピン27に伝達されることで加わる回転力Fによ
る回転モーメントの発生を防止することが可能となって
いる。
3の中心点Oとが同一直線上に位置するように設けられ
ているので、被研磨材33の研磨加工時に回転軸21か
ら支持ピン27に伝達されることで加わる回転力Fによ
る回転モーメントの発生を防止することが可能となって
いる。
【0046】このような構成のポリッシング装置20に
よると、上記回転ヘッド22と上部取り付け部材29の
間にばね42が設けられ、このばね42はそのばね定数
を押圧力Nを打ち消すような値を有しているため、押圧
力Nが上記軸受機構23に作用した場合でも、このばね
42によって押圧力Nが打ち消される。
よると、上記回転ヘッド22と上部取り付け部材29の
間にばね42が設けられ、このばね42はそのばね定数
を押圧力Nを打ち消すような値を有しているため、押圧
力Nが上記軸受機構23に作用した場合でも、このばね
42によって押圧力Nが打ち消される。
【0047】そのため、上記軸受機構23には、この押
圧力Nによって増大する摩擦力が存しない状態となり、
よって回転ヘッド22に姿勢変化が生じても軸受機構2
3に存する摩擦力でこの姿勢変化を維持しようとはせ
ず、スムーズに動いて被研磨材33に余分な力を与える
ことが無くなる。
圧力Nによって増大する摩擦力が存しない状態となり、
よって回転ヘッド22に姿勢変化が生じても軸受機構2
3に存する摩擦力でこの姿勢変化を維持しようとはせ
ず、スムーズに動いて被研磨材33に余分な力を与える
ことが無くなる。
【0048】それによって、より被研磨材33の研磨加
工を良好に行なうことが可能となっている。また、軸受
機構23に摩擦力が存しない状態とすることが可能とな
るため、回転軸21に速度変化が生じた場合でも、回転
ヘッド22の追従性を良好にすることが可能となる。こ
れにより、速度変化を良好に被研磨材33に伝達させる
ことが可能となっている。
工を良好に行なうことが可能となっている。また、軸受
機構23に摩擦力が存しない状態とすることが可能とな
るため、回転軸21に速度変化が生じた場合でも、回転
ヘッド22の追従性を良好にすることが可能となる。こ
れにより、速度変化を良好に被研磨材33に伝達させる
ことが可能となっている。
【0049】更に、受け部26から外方に向かって支持
ピン27が延出して設けられ、軸受機構23の中心点O
が支持ピン27の中心軸線上にあるように設けられてい
るため、支持ピン27と軸受機構23の間に距離が存し
ない構成であり、よって支持ピン27に回転モーメント
が生じるのを防止することが可能となっている。
ピン27が延出して設けられ、軸受機構23の中心点O
が支持ピン27の中心軸線上にあるように設けられてい
るため、支持ピン27と軸受機構23の間に距離が存し
ない構成であり、よって支持ピン27に回転モーメント
が生じるのを防止することが可能となっている。
【0050】そのため、支持ピン27に余分な回転モー
メントが付与しなく、回転軸21に対する回転駆動の追
従性が良好となると共に、被研磨材33の高精度な研磨
加工を行なうことが可能となる。
メントが付与しなく、回転軸21に対する回転駆動の追
従性が良好となると共に、被研磨材33の高精度な研磨
加工を行なうことが可能となる。
【0051】以上、本発明の第一の実施の形態について
説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっ
ている。以下それについて述べる。上記実施の形態で
は、弾性部材としてばね42を用いた構成を示したが、
弾性部材はばね42に限られず、押圧力Nと所定の釣り
合いを保つものであれば、如何なる部材であっても構わ
ない。
説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっ
ている。以下それについて述べる。上記実施の形態で
は、弾性部材としてばね42を用いた構成を示したが、
弾性部材はばね42に限られず、押圧力Nと所定の釣り
合いを保つものであれば、如何なる部材であっても構わ
ない。
【0052】また、上記実施の形態においては、軸受機
構23として球状部24、ボール体25及び受け部26
からなる構成について述べたが、軸受機構23もこれに
限られず、他の軸受を構成としても構わない。
構23として球状部24、ボール体25及び受け部26
からなる構成について述べたが、軸受機構23もこれに
限られず、他の軸受を構成としても構わない。
【0053】さらに、軸受機構23の回動中心の中心点
Oと、支持ピン27の中心軸の高さが等しければ、どの
ような構成であっても構わない。その他、本発明の要旨
を変更しない範囲において、種々変形可能となってい
る。
Oと、支持ピン27の中心軸の高さが等しければ、どの
ような構成であっても構わない。その他、本発明の要旨
を変更しない範囲において、種々変形可能となってい
る。
【0054】(第二の実施の形態)以下、本発明の第二
の実施の形態について、図3乃至図5に基づいて説明す
る。
の実施の形態について、図3乃至図5に基づいて説明す
る。
【0055】本実施の形態のポリッシング装置50は、
上述の実施の形態と同様な回転軸51を有しており、こ
の回転軸51は上部取り付け部材52と一体的に設けら
れている。この上部取り付け部材52は、後述するリン
ク機構56をこの下面側で支持するものであり、そのた
めこの上部取り付け部材52の下面には、リンク機構5
6の一部分を為す、ブロック状に形成されて所定の内径
を有する二組の軸受部53が、下方へ突出するように設
けられている。
上述の実施の形態と同様な回転軸51を有しており、こ
の回転軸51は上部取り付け部材52と一体的に設けら
れている。この上部取り付け部材52は、後述するリン
ク機構56をこの下面側で支持するものであり、そのた
めこの上部取り付け部材52の下面には、リンク機構5
6の一部分を為す、ブロック状に形成されて所定の内径
を有する二組の軸受部53が、下方へ突出するように設
けられている。
【0056】二組の軸受部53は、回転軸51の中心位
置を挟んで対向するように設けられており、また各々の
軸受部53は、夫々一対のブロック体54を有してい
る。このブロック体54は、所定間隔を有して対向する
ように設けられており、また所定の径を有する貫挿孔5
5が夫々形成され、夫々対になるブロック体54の貫挿
孔55の軸線が一致するように設けられている。更に、
二組の軸受部53の夫々の軸線は、互いに平行でかつ研
磨加工する被研磨材33の加工面と平行となるように設
けられている。
置を挟んで対向するように設けられており、また各々の
軸受部53は、夫々一対のブロック体54を有してい
る。このブロック体54は、所定間隔を有して対向する
ように設けられており、また所定の径を有する貫挿孔5
5が夫々形成され、夫々対になるブロック体54の貫挿
孔55の軸線が一致するように設けられている。更に、
二組の軸受部53の夫々の軸線は、互いに平行でかつ研
磨加工する被研磨材33の加工面と平行となるように設
けられている。
【0057】軸受部53には、図3乃至図5に示すよう
に、所定の長さを有してリンク機構56を構成する一組
の第1のリンク部材57a,57bが回動自在に設けら
れている。この第1のリンク部材57a,57bは、軸
受部53の一対のブロック体54の間隔より若干狭い幅
を有して設けられており、またこの両端部には突出して
形成された係止ピン58が設けられている。そして、一
端側の係止ピン58が軸受部53の貫挿孔55に挿通さ
れることによって、この第1のリンク部材57a,57
bが回動自在となるように設けられている。
に、所定の長さを有してリンク機構56を構成する一組
の第1のリンク部材57a,57bが回動自在に設けら
れている。この第1のリンク部材57a,57bは、軸
受部53の一対のブロック体54の間隔より若干狭い幅
を有して設けられており、またこの両端部には突出して
形成された係止ピン58が設けられている。そして、一
端側の係止ピン58が軸受部53の貫挿孔55に挿通さ
れることによって、この第1のリンク部材57a,57
bが回動自在となるように設けられている。
【0058】他端側の係止ピン58は、中間体59の軸
受部60により軸支されるように設けられている。この
軸受部60に形成された貫挿孔61には、第1のリンク
部材57a,57bの他方側の係止ピン58が挿通さ
れ、この第1のリンク部材57a,57bの回動によっ
て中間体59が所定方向に揺動可能に設けられている。
受部60により軸支されるように設けられている。この
軸受部60に形成された貫挿孔61には、第1のリンク
部材57a,57bの他方側の係止ピン58が挿通さ
れ、この第1のリンク部材57a,57bの回動によっ
て中間体59が所定方向に揺動可能に設けられている。
【0059】貫挿孔55,61の軸線は互いに平行であ
り、図4はこの平行軸に垂直な面である(すなわち、図
4は図3の矢印Aの方向から見た図である。)。図4の
リンク部材57a,57bの軸線を含んだ面の交点は、
被研磨材33の加工面上にある。交点Oからリンク部材
57aの貫挿孔55,61までの距離と、リンク部材5
7bの貫挿孔55,61までの距離は同一にしている。
り、図4はこの平行軸に垂直な面である(すなわち、図
4は図3の矢印Aの方向から見た図である。)。図4の
リンク部材57a,57bの軸線を含んだ面の交点は、
被研磨材33の加工面上にある。交点Oからリンク部材
57aの貫挿孔55,61までの距離と、リンク部材5
7bの貫挿孔55,61までの距離は同一にしている。
【0060】また、上記第1のリンク部材57a,57
bと直交する方向の中間体59の長手方向の両端部に
も、第2のリンク部材63a,63bを取り付けるため
の軸受部62が軸受部53と同様な構成を有して設けら
れている。この場合、軸受部62は、中間体59の上方
に位置するように設けられており、またこの軸受部62
に形成された貫挿孔64には、図5に示すように、第2
のリンク部材63a,63bの一端側の係止ピン65が
軸支されるようになっている。
bと直交する方向の中間体59の長手方向の両端部に
も、第2のリンク部材63a,63bを取り付けるため
の軸受部62が軸受部53と同様な構成を有して設けら
れている。この場合、軸受部62は、中間体59の上方
に位置するように設けられており、またこの軸受部62
に形成された貫挿孔64には、図5に示すように、第2
のリンク部材63a,63bの一端側の係止ピン65が
軸支されるようになっている。
【0061】第2のリンク部材63a,63bの他方側
は、回転ヘッド66に設けられた軸受部67に軸支され
るようになっている。この軸受部67の貫挿孔68に
も、上記第2のリンク部材63a,63bの他方側の係
止ピン65が軸支されるようになっている。貫挿孔6
4,68の軸線は互いに平行であり、図5はこの平行軸
に垂直な方向から見た図である(すなわち、図3の矢印
Bから見た図。)。図5のリンク部材63a,63bの
軸線を含んだ面の交点も、図4の交点Oと同一であり、
被研磨材33の加工面上に位置する。交点Oからリンク
部材63aの貫挿孔64,68までの距離とリンク部材
63bの貫挿孔64,68までの距離は同一にしてい
る。このため、回転ヘッド66は、中間体59に対して
所定方向に揺動可能に設けられている。
は、回転ヘッド66に設けられた軸受部67に軸支され
るようになっている。この軸受部67の貫挿孔68に
も、上記第2のリンク部材63a,63bの他方側の係
止ピン65が軸支されるようになっている。貫挿孔6
4,68の軸線は互いに平行であり、図5はこの平行軸
に垂直な方向から見た図である(すなわち、図3の矢印
Bから見た図。)。図5のリンク部材63a,63bの
軸線を含んだ面の交点も、図4の交点Oと同一であり、
被研磨材33の加工面上に位置する。交点Oからリンク
部材63aの貫挿孔64,68までの距離とリンク部材
63bの貫挿孔64,68までの距離は同一にしてい
る。このため、回転ヘッド66は、中間体59に対して
所定方向に揺動可能に設けられている。
【0062】回転ヘッド66の下方には、これと一体的
に形成された保持プレート69が形成されている。この
保持プレート69は、下面で被研磨材33を吸着または
接着等の方法によって良好に保持するために、この下面
が高精度な平行度を有するように形成されている。そし
てこの下面に被研磨材33が、例えばワックス等によっ
て貼付されるようになっている。
に形成された保持プレート69が形成されている。この
保持プレート69は、下面で被研磨材33を吸着または
接着等の方法によって良好に保持するために、この下面
が高精度な平行度を有するように形成されている。そし
てこの下面に被研磨材33が、例えばワックス等によっ
て貼付されるようになっている。
【0063】第1のリンク部材57a,57bの互いの
軸線は、非作動時には被研磨材33の加工面の1点Oで
交差するように設けられており、また第2のリンク部材
63a,63bも同様となっている。従って、保持プレ
ート69に被研磨材33が貼付された場合、この被研磨
材33の加工面に被研磨材33の回転中心が位置するよ
うに設けられている。
軸線は、非作動時には被研磨材33の加工面の1点Oで
交差するように設けられており、また第2のリンク部材
63a,63bも同様となっている。従って、保持プレ
ート69に被研磨材33が貼付された場合、この被研磨
材33の加工面に被研磨材33の回転中心が位置するよ
うに設けられている。
【0064】上部取り付け部材52の外周側の下面側に
は、下方に向かい突出部70が適宜の間隔で突出形成さ
れている。この突出部70は内部に空間部71を有して
おり、この空間部71の内部にばね72が設けられてい
る。ばね72の下端側は、ロッド体73の上端側の受け
部73aに取り付けられており、この突出部70の下端
からロッド体73が突出する構成となっている。このば
ね72のばね定数は、被研磨材33を押圧して回転駆動
させるときの押圧力に対応した大きさに形成されてい
る。
は、下方に向かい突出部70が適宜の間隔で突出形成さ
れている。この突出部70は内部に空間部71を有して
おり、この空間部71の内部にばね72が設けられてい
る。ばね72の下端側は、ロッド体73の上端側の受け
部73aに取り付けられており、この突出部70の下端
からロッド体73が突出する構成となっている。このば
ね72のばね定数は、被研磨材33を押圧して回転駆動
させるときの押圧力に対応した大きさに形成されてい
る。
【0065】ロッド体73の下端側は、回転ヘッド66
の外周側に取り付けられており、この回転ヘッド66に
対して外周側で均等に付勢力を与える構成となってい
る。そのため、被研磨材33の研磨加工時に回転ヘッド
66の姿勢変化によるこの回転ヘッド66の傾斜が生じ
ても、この傾斜した状態を修正する付勢力を与える構成
となっている。
の外周側に取り付けられており、この回転ヘッド66に
対して外周側で均等に付勢力を与える構成となってい
る。そのため、被研磨材33の研磨加工時に回転ヘッド
66の姿勢変化によるこの回転ヘッド66の傾斜が生じ
ても、この傾斜した状態を修正する付勢力を与える構成
となっている。
【0066】上記第1のリンク部材57a,57bに
は、第1のリンク付勢手段74a,74bが取り付けら
れている。この第1のリンク付勢手段74a,74b
は、上記中間体59の第1のリンク部材57a,57b
と対向する部分にこの第1のリンク部材57a,57b
と垂直を為すように形成された孔部75を有しており、
そしてこの孔部75の内部にばね76が設けられてい
る。
は、第1のリンク付勢手段74a,74bが取り付けら
れている。この第1のリンク付勢手段74a,74b
は、上記中間体59の第1のリンク部材57a,57b
と対向する部分にこの第1のリンク部材57a,57b
と垂直を為すように形成された孔部75を有しており、
そしてこの孔部75の内部にばね76が設けられてい
る。
【0067】このばね76には、孔部75の端部から突
出して設けられたロッド体77が付勢されて設けられて
いる。ロッド体77には、受け部78が一体的に設けら
れており、この受け部78でばね76の付勢力を受け止
める構成となっている。また、ロッド体77の他端側
は、第1のリンク部材57a,57bに対して回動自在
となるように取り付けられており、それによってばね7
6の付勢力を第1のリンク部材57a,57bに付与し
ている。
出して設けられたロッド体77が付勢されて設けられて
いる。ロッド体77には、受け部78が一体的に設けら
れており、この受け部78でばね76の付勢力を受け止
める構成となっている。また、ロッド体77の他端側
は、第1のリンク部材57a,57bに対して回動自在
となるように取り付けられており、それによってばね7
6の付勢力を第1のリンク部材57a,57bに付与し
ている。
【0068】このばね76により夫々の第1のリンク付
勢手段74a,74bに対して付勢力を与えており、ポ
リッシング装置50の回転軸51の軸線と第1のリンク
部材57a,57bの軸線とが、通常は被研磨材33の
研磨面上の交点Oで交わるようになっている。
勢手段74a,74bに対して付勢力を与えており、ポ
リッシング装置50の回転軸51の軸線と第1のリンク
部材57a,57bの軸線とが、通常は被研磨材33の
研磨面上の交点Oで交わるようになっている。
【0069】また、上記第2のリンク部材63a,63
bに対しても付勢力を与えるために、第2のリンク付勢
手段79a,79bが上述の第1のリンク付勢手段74
a,74bと同様に設けられている。すなわち、この第
2のリンク付勢手段79a,79bも中間体59に孔部
80を有し、この孔部80にばね81を具備すると共
に、受け部83が形成されたロッド体82が孔部80の
ばね81の付勢力を受け止める構成となっている。
bに対しても付勢力を与えるために、第2のリンク付勢
手段79a,79bが上述の第1のリンク付勢手段74
a,74bと同様に設けられている。すなわち、この第
2のリンク付勢手段79a,79bも中間体59に孔部
80を有し、この孔部80にばね81を具備すると共
に、受け部83が形成されたロッド体82が孔部80の
ばね81の付勢力を受け止める構成となっている。
【0070】それによって、この第2のリンク部材63
a,63bにも夫々付勢力が与えられており、ポリッシ
ング装置50の回転軸51の軸線と第2のリンク部材5
7a,57bの軸線とが、通常は被研磨材33の研磨面
上の交点Oで交わるようになっている。すなわち、回転
軸51の軸線、第1のリンク部材57a,57bの軸線
及び第2のリンク部材63a,63bの軸線が、全て被
研磨材33の研磨面上の交点Oで交差する構成となって
いる。
a,63bにも夫々付勢力が与えられており、ポリッシ
ング装置50の回転軸51の軸線と第2のリンク部材5
7a,57bの軸線とが、通常は被研磨材33の研磨面
上の交点Oで交わるようになっている。すなわち、回転
軸51の軸線、第1のリンク部材57a,57bの軸線
及び第2のリンク部材63a,63bの軸線が、全て被
研磨材33の研磨面上の交点Oで交差する構成となって
いる。
【0071】以上のような構成を有するポリッシング装
置50の作用について、以下に説明する。被研磨材33
の研磨加工を行う場合には、上述の第一の実施の形態と
同様に、不図示の吸引手段を作動させて回転ヘッド66
の保持プレート69に被研磨材33を吸着保持させ、こ
れを回転テーブル40の上面に貼付された研磨布41に
押圧する。適宜の押圧力で押圧した後に、回転軸51を
回転駆動させると共に回転テーブル40も回転駆動させ
る。それによって、被研磨材33の研磨加工が為されて
平坦化される。
置50の作用について、以下に説明する。被研磨材33
の研磨加工を行う場合には、上述の第一の実施の形態と
同様に、不図示の吸引手段を作動させて回転ヘッド66
の保持プレート69に被研磨材33を吸着保持させ、こ
れを回転テーブル40の上面に貼付された研磨布41に
押圧する。適宜の押圧力で押圧した後に、回転軸51を
回転駆動させると共に回転テーブル40も回転駆動させ
る。それによって、被研磨材33の研磨加工が為されて
平坦化される。
【0072】ここで、上述の第一の実施の形態と同様
に、被研磨材33に与える押圧力をNとすると、押圧力
Nが与えられた場合には、ばね72が押圧力Nと釣り合
いを為し、それによってリンク機構56に何等力を作用
していない状態に等しくなる。
に、被研磨材33に与える押圧力をNとすると、押圧力
Nが与えられた場合には、ばね72が押圧力Nと釣り合
いを為し、それによってリンク機構56に何等力を作用
していない状態に等しくなる。
【0073】よって、回転速度の変化などが生じた場合
でも、リンク機構56に生じる押圧力の影響が小さくな
るため応答性が良好となり、よってリンク機構56に生
じる摩擦抵抗を小さくすることが可能となる。これによ
り、回転駆動時に生じる摩擦力によるモーメントの影響
を小さくすることが可能となっている。
でも、リンク機構56に生じる押圧力の影響が小さくな
るため応答性が良好となり、よってリンク機構56に生
じる摩擦抵抗を小さくすることが可能となる。これによ
り、回転駆動時に生じる摩擦力によるモーメントの影響
を小さくすることが可能となっている。
【0074】また、本実施の形態では、ベアリングでは
なくリンク機構23を用いており、第1のリンク部材5
7a,57bと第2のリンク部材63a,63bの軸線
の交点が、1点Oで交差するように設けられており、さ
らにこの交点Oが被研磨材33の加工面上に位置するの
で、被研磨材33の加工面に所定の力が加わった場合で
も、第1のリンク部材57a,57b及び第2のリンク
部材63a,63bの回動によって、一部のみへの押圧
力の集中を回避でき、被研磨材33に均一な力を加える
ことが可能となっている。
なくリンク機構23を用いており、第1のリンク部材5
7a,57bと第2のリンク部材63a,63bの軸線
の交点が、1点Oで交差するように設けられており、さ
らにこの交点Oが被研磨材33の加工面上に位置するの
で、被研磨材33の加工面に所定の力が加わった場合で
も、第1のリンク部材57a,57b及び第2のリンク
部材63a,63bの回動によって、一部のみへの押圧
力の集中を回避でき、被研磨材33に均一な力を加える
ことが可能となっている。
【0075】また、これら第1のリンク部材57a,5
7b及び第2のリンク部材63a,63bにより、回転
中心が交点Oに擬制され、それによって被研磨材33の
加工面に回転モーメントが何等生じさせず、均一な研磨
加工を行うことが可能となっている。
7b及び第2のリンク部材63a,63bにより、回転
中心が交点Oに擬制され、それによって被研磨材33の
加工面に回転モーメントが何等生じさせず、均一な研磨
加工を行うことが可能となっている。
【0076】このような構成のポリッシング装置50に
よると、上部取り付け部材52の空間部71内部にばね
72が設けられ、このばね72のばね定数が上記被研磨
材33を押圧して回転駆動させるときの押圧力に対応し
た大きさを有しているため、この押圧力の付与によりリ
ンク機構56に付与される押圧力を低減することが可能
となっている。
よると、上部取り付け部材52の空間部71内部にばね
72が設けられ、このばね72のばね定数が上記被研磨
材33を押圧して回転駆動させるときの押圧力に対応し
た大きさを有しているため、この押圧力の付与によりリ
ンク機構56に付与される押圧力を低減することが可能
となっている。
【0077】そのため、リンク機構56に姿勢変化が生
じた場合でも、このリンク機構56における摩擦力が減
じられるので、動きがスムーズになり、よって被研磨材
33に余分な力を作用させることが無く、そのため被研
磨材33の研磨加工をより高精度に行なうことが可能と
なっている。
じた場合でも、このリンク機構56における摩擦力が減
じられるので、動きがスムーズになり、よって被研磨材
33に余分な力を作用させることが無く、そのため被研
磨材33の研磨加工をより高精度に行なうことが可能と
なっている。
【0078】また、第1のリンク部材57a,57bお
よび第2のリンク部材63a,63bから構成されるリ
ンク機構56を設け、このリンク機構56によって被研
磨材33の研磨面上の1点Oに回動中心が擬制されるた
め、この回動中心Oとの間に何等距離が存しなく、被研
磨材33に何等回転モーメントが作用することが無くな
り、被研磨材33の平行度を高精度に維持して研磨加工
を行なうことが可能となる。
よび第2のリンク部材63a,63bから構成されるリ
ンク機構56を設け、このリンク機構56によって被研
磨材33の研磨面上の1点Oに回動中心が擬制されるた
め、この回動中心Oとの間に何等距離が存しなく、被研
磨材33に何等回転モーメントが作用することが無くな
り、被研磨材33の平行度を高精度に維持して研磨加工
を行なうことが可能となる。
【0079】これと共に、第1のリンク部材57a,5
7bには第1のリンク付勢手段74a,74bが設けら
れ、また第2のリンク部材63a,63bには第2のリ
ンク付勢手段79a,79bが設けられたため、これら
第1のリンク部材57a,57b及び第2のリンク部材
63a,63bに姿勢変化が生じても、姿勢変化した状
態を維持せずに復元することが可能となっている。
7bには第1のリンク付勢手段74a,74bが設けら
れ、また第2のリンク部材63a,63bには第2のリ
ンク付勢手段79a,79bが設けられたため、これら
第1のリンク部材57a,57b及び第2のリンク部材
63a,63bに姿勢変化が生じても、姿勢変化した状
態を維持せずに復元することが可能となっている。
【0080】このため、一定の姿勢に維持できるので、
被研磨材33の姿勢を安定させて高精度な研磨加工を行
なうことが可能となっている。更に、回動中心Oは、回
転軸51の軸線上に位置しており、被研磨材33の回転
中心となっているため、被研磨材33の研磨加工を一層
良好に行なうことが可能となっている。
被研磨材33の姿勢を安定させて高精度な研磨加工を行
なうことが可能となっている。更に、回動中心Oは、回
転軸51の軸線上に位置しており、被研磨材33の回転
中心となっているため、被研磨材33の研磨加工を一層
良好に行なうことが可能となっている。
【0081】また、第1のリンク部材57a,57bと
第2のリンク部材63a,63bは、互いに直交するよ
うに設けられているため、回転ヘッド66に生じる回動
をより良好に行なえるものとなっている。
第2のリンク部材63a,63bは、互いに直交するよ
うに設けられているため、回転ヘッド66に生じる回動
をより良好に行なえるものとなっている。
【0082】以上、本発明の第二の実施の形態について
述べたが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となって
いる。以下、それについて述べる。上記実施の形態で
は、第1のリンク部材57a,57b及び第2のリンク
部材63a,63bの二組のリンク部材からなるリンク
機構56について述べたが、リンク部材は二組以上であ
っても、良好に回動できる構成であれば構わない。
述べたが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となって
いる。以下、それについて述べる。上記実施の形態で
は、第1のリンク部材57a,57b及び第2のリンク
部材63a,63bの二組のリンク部材からなるリンク
機構56について述べたが、リンク部材は二組以上であ
っても、良好に回動できる構成であれば構わない。
【0083】また、ばね72,76,81は他の弾性部
材を用いる構成としても構わない。更に、第1のリンク
付勢手段74a,74b及び第2のリンク付勢手段79
a,79bの第1のリンク部材57a,57b及び第2
のリンク部材63a,63bへの取り付け位置は、上述
には限られず、中間体59に設けない構成としても構わ
ない。その他、本発明の要旨を変更しない範囲におい
て、種々変形可能となっている。
材を用いる構成としても構わない。更に、第1のリンク
付勢手段74a,74b及び第2のリンク付勢手段79
a,79bの第1のリンク部材57a,57b及び第2
のリンク部材63a,63bへの取り付け位置は、上述
には限られず、中間体59に設けない構成としても構わ
ない。その他、本発明の要旨を変更しない範囲におい
て、種々変形可能となっている。
【0084】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
取付部材と保持手段の間に弾性部材を設けることで、被
研磨材の研磨加工時に押圧力が付与されることで上記軸
受手段で押圧力に応じて増大する摩擦力を減じることが
可能となる。
取付部材と保持手段の間に弾性部材を設けることで、被
研磨材の研磨加工時に押圧力が付与されることで上記軸
受手段で押圧力に応じて増大する摩擦力を減じることが
可能となる。
【0085】これによって、保持手段の姿勢変化が生じ
た場合でもその保持手段の動きがスムーズとなり、よっ
て被研磨材に余分な力を作用させることが無くなる。ま
た、保持手段に速度変化が生じた場合でも、摩擦力が減
じられるため、保持手段の追従性が良好となり、よって
軸受手段の動きがスムーズとなり、この保持手段の速度
変化を良好に被研磨材に伝達させることが可能となる。
た場合でもその保持手段の動きがスムーズとなり、よっ
て被研磨材に余分な力を作用させることが無くなる。ま
た、保持手段に速度変化が生じた場合でも、摩擦力が減
じられるため、保持手段の追従性が良好となり、よって
軸受手段の動きがスムーズとなり、この保持手段の速度
変化を良好に被研磨材に伝達させることが可能となる。
【0086】また、回動部材の回動中心と支持軸の中心
軸線が同一直線となるように設けたため、この支持軸に
回転モーメントが生じるのを防止することが可能となっ
ている。それによって、回動部材に余分な回転モーメン
トが付与されないため、被研磨材の研磨状態を良好とす
ることが可能となる。
軸線が同一直線となるように設けたため、この支持軸に
回転モーメントが生じるのを防止することが可能となっ
ている。それによって、回動部材に余分な回転モーメン
トが付与されないため、被研磨材の研磨状態を良好とす
ることが可能となる。
【0087】更に、第1のリンク機構及び第2のリンク
機構の回動中心が上記被研磨材の研磨加工面上の1点で
あると共に、上記取付部材と保持手段の間に周方向に沿
って適宜の間隔で設けられ、この取付部材と保持手段の
間で所定の抗力を与える弾性部材が設けられたポリッシ
ング装置においては、被研磨材に生じる回転モーメント
を無くすることが可能となり、被研磨材の平行度を高精
度に維持することが可能となる。これと共に、弾性部材
によって被研磨材の研磨加工時に押圧力が付与されるこ
とで上記第1のリンク機構及び第2のリンク機構で押圧
力に応じて増大する摩擦力を減じることが可能となる。
機構の回動中心が上記被研磨材の研磨加工面上の1点で
あると共に、上記取付部材と保持手段の間に周方向に沿
って適宜の間隔で設けられ、この取付部材と保持手段の
間で所定の抗力を与える弾性部材が設けられたポリッシ
ング装置においては、被研磨材に生じる回転モーメント
を無くすることが可能となり、被研磨材の平行度を高精
度に維持することが可能となる。これと共に、弾性部材
によって被研磨材の研磨加工時に押圧力が付与されるこ
とで上記第1のリンク機構及び第2のリンク機構で押圧
力に応じて増大する摩擦力を減じることが可能となる。
【0088】また、第1のリンク機構に復元力を与える
ように第1の復元手段、及び第2のリンク機構と中間体
の間に、第2のリンク機構に復元力を与えるように第2
の復元手段が設けられたポリッシング装置においては、
保持手段の姿勢を維持するための復元力をこれら第1及
び第2の復元手段で与えることが可能となる。そのた
め、保持手段が傾斜した状態のまま研磨加工を行う等の
高精度な研磨加工を行う場合の不具合を防止することが
可能となる。
ように第1の復元手段、及び第2のリンク機構と中間体
の間に、第2のリンク機構に復元力を与えるように第2
の復元手段が設けられたポリッシング装置においては、
保持手段の姿勢を維持するための復元力をこれら第1及
び第2の復元手段で与えることが可能となる。そのた
め、保持手段が傾斜した状態のまま研磨加工を行う等の
高精度な研磨加工を行う場合の不具合を防止することが
可能となる。
【図1】本発明の第一の実施の形態に係わるポリッシン
グ装置の構成を示す側断面図。
グ装置の構成を示す側断面図。
【図2】同実施の形態に係わるポリッシング装置の構成
を示す側面図。
を示す側面図。
【図3】本発明の第二の実施の形態に係わるポリッシン
グ装置の構成を示す斜視図。
グ装置の構成を示す斜視図。
【図4】同実施の形態に係わるポリッシング装置の図3
のA方向から見た側断面図。
のA方向から見た側断面図。
【図5】同実施の形態に係わるポリッシング装置の図3
のB方向から見た側断面図。
のB方向から見た側断面図。
【図6】従来のポリッシング装置の構成を示す側断面
図。
図。
【図7】従来の球面軸受で加圧ヘッドを支持するポリッ
シング装置の構成を示す図。
シング装置の構成を示す図。
20,50…ポリッシング装置 21,51…回転軸 22,66…回転ヘッド 23…軸受機構 27…支持ピン 29,52…上部取り付け部材 33…半導体ウエハ 34,69…保持プレート 40…回転テーブル 41…研磨布 42,72,76,81…ばね 53,60,62,67…軸受部 55,61,64,68…貫挿孔 56…リンク機構 57a,57b…第1のリンク部材 59…中間体 63a,63b…第2のリンク部材 70…突出部 74a,74b…第1のリンク付勢手段 79a,79b…第2のリンク付勢手段
Claims (8)
- 【請求項1】 被研磨材を保持する保持手段を有し、被
研磨材を定盤に押圧して研磨加工を行うポリッシング装
置において、 駆動力を伝達する回転軸とこれと一体的に回転駆動する
取付部材とを有する第1の駆動力伝達手段と、 前記保持手段に一体的に設けられ前記取付部材からの駆
動力を前記保持手段に伝達する第2の駆動力伝達手段と
を有し、 前記取付部材と前記保持手段の間に所定の抗力を与える
べく設けられた弾性部材とを有することを特徴とするポ
リッシング装置。 - 【請求項2】 前記回転軸と前記保持手段との間に設け
られた軸受手段を有し、該軸受手段の回動中心と、前記
第2の駆動力伝達手段において前記取付部材から駆動力
が伝達される作用点とが同一平面上にあることを特徴と
する請求項1記載のポリッシング装置。 - 【請求項3】 被研磨材を保持する保持手段を有し、被
研磨材を定盤に押圧して研磨加工を行うポリッシング装
置において、 駆動力を伝達する回転軸とこれと一体的に回転駆動する
取付部材とを有する第1の駆動力伝達手段と、 前記保持手段に一体的に設けられ前記取付部材からの駆
動力を前記保持手段に伝達する第2の駆動力伝達手段
と、 前記回転軸と前記保持手段との間に設けられた軸受手段
とを有し、 前記軸受手段の回動中心と、前記第2の駆動力伝達手段
において前記取付部材から駆動力が伝達される作用点と
が同一平面上にあることを特徴とするポリッシング装
置。 - 【請求項4】 被研磨材を保持する保持手段を有し、こ
の保持手段に保持された被研磨材を定盤へ押圧して研磨
加工を行うポリッシング装置において、 上記保持手段に駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、 上記駆動力伝達手段と一体的に設けられ、上記保持手段
の周方向に対向配置される部分を有する取付部材と、 上記取付部材及び上記保持手段の間に設けられた中間部
材と、 上記取付部材と上記中間部材間を連結する1組以上の第
1のリンク機構と、 上記保持手段と上記中間部材とを上記第1のリンク機構
とは異なる向きに配置されて連結すると共に、この第1
のリンク機構と共に被研磨材の研磨加工面上の同じ1点
を回動中心とする第2のリンク機構と、 上記取付部材と保持手段の間に周方向に沿って適宜の間
隔で設けられ、この取付部材と保持手段の間で所定の抗
力を与える弾性部材と、 を具備することを特徴とするポリッシング装置。 - 【請求項5】 被研磨材を保持する保持手段を有し、こ
の保持手段に保持された被研磨材を定盤へ押圧して研磨
加工を行うポリッシング装置において、 上記保持手段に駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、 上記駆動力伝達手段と一体的に設けられ、上記保持手段
の周方向に対向配置される部分を有する取付部材と、 上記取付部材及び上記保持手段の間に設けられた中間部
材と、 上記取付部材と上記中間部材間を連結する1組以上の第
1のリンク機構と、 上記保持手段と上記中間部材とを上記第1のリンク機構
とは異なる向きに配置されて連結すると共に、この第1
のリンク機構と共に被研磨材の研磨加工面上の同じ1点
を回動中心とする第2のリンク機構と、 上記第1のリンク機構と上記中間体の間に設けられ、こ
の第1のリンク機構に復元力を与えるように設けられた
第1の復元手段と、 上記第2のリンク機構と上記中間体の間に設けられ、こ
の第2のリンク機構に復元力を与えるように設けられた
第2の復元手段と、 を具備することを特徴とするポリッシング装置。 - 【請求項6】 請求項4記載のポリッシング装置であっ
て、 上記第1のリンク機構と上記中間体の間に設けられ、こ
の第1のリンク機構に復元力を与えるように設けられた
第1の復元手段と、 上記第2のリンク機構と上記中間体の間に設けられ、こ
の第2のリンク機構に復元力を与えるように設けられた
第2の復元手段と、 を具備することを特徴とするポリッシング装置。 - 【請求項7】 上記研磨面上の1点は、被研磨材の中心
位置であることを特徴とする請求項4乃至請求項6のい
ずれかに記載のポリッシング装置。 - 【請求項8】 上記第1のリンク機構及び第2のリンク
機構は互いに直交するように設けられていることを特徴
とする請求項4乃至請求項7のいずれかに記載のポリッ
シング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26483798A JP2000094309A (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | ポリッシング装置 |
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1998
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