JP2000271858A - ラッピング用キャリヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャリヤの上面側と下面側とにおいて研磨剤
水溶液の交流を可能とすることで、キャリヤの全面にお
いて研磨剤水溶液の均一化・適量化を図り、研磨効率を
向上させる。 【解決手段】 キャリヤ９の上面側から下面側に貫通す
るように微細な複数の通孔１５を一定の規則性に基づい
て形成することにより、キャリヤ９の上面側に供給され
た研磨剤水溶液が通孔１５を通ってキャリヤ９の下面側
に流れ、また反対に、キャリヤ９の下面側から研磨剤水
溶液が通孔１５を通ってキャリヤ９の上面側に流れるよ
うにすると共に、通孔１５を通って研磨剤が下方に落下
する際に、比較的大きな塊は下定盤３に当たること等に
よって崩れ、微細な粒状物となり、水溶液との混合性が
高まるようにする。

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、シリコンウエハ
ー、水晶振動子、ガラス、磁性体などの被研磨体の表面
を精密ラッピング研磨する場合に、前記被研磨体をガイ
ドするために使用するラッピング用キャリヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウエハー、水晶振動子、ガラ
ス、磁性体などの被研磨体の表面を精密ラッピング研磨
する装置としては、キャリヤの孔に被研磨体を装着し、
このキャリヤを、上定盤と下定盤とで押圧すると共に、
内周ギア及び外周ギアの回転によって前記上定盤と下定
盤との間で自転及び回転させることで、上定盤と下定盤
とに擦動させて研磨する構成のラッピング機械が、既に
公知となっている（特開平８−１１２７５０号公報及び
特開平９−２９６２４号公報を参照）。

【０００３】一方で、このラッピング機械では、被研磨
体を研磨するために研磨剤が包含された研磨剤水溶液を
供給するが、この研磨剤水溶液をキャリヤ表面に均一且
つ適量に付着させる必要がある。このため、本願出願人
は、特開平６−１２６６１４号公報の図４に示すよう
に、ラッピング機械のキャリヤの片側表面若しくは両面
に微細な凹部を格子状に形成し、この凹部に研磨剤水溶
液を一時的に保有させるようにしたラッピング用キャリ
ヤを開発している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これに対し、キャリヤ
の片側面若しくは両側面に凹部を形成して研磨剤水溶液
を一時的に保有させるのみでは、キャリヤの上面側と下
面側とでの研磨剤水溶液の交流が少ないため、研磨剤水
溶液が上方から供給される場合には、キャリヤの下面側
には研磨剤水溶液が十分に与えられず、キャリヤの下側
表面における研磨剤水溶液の均一化・適量化を十分に図
ることができないことが危惧される。また、被研磨体の
削りカス等を、次の被研磨体のところに行くまでに、迅
速に排出することも要請される。

【０００５】そこで、この発明は、キャリヤの上面側と
下面側とにおいて研磨剤水溶液の交流を可能とすること
で、キャリヤの全面において研磨剤水溶液の均一化・適
量化を図り、研磨効率を向上させると共に、この研磨剤
水溶液と一緒に被研磨体の削りカスを排出することがで
きるラッピング用キャリヤを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明に係
るラッピング用キャリヤは、上定盤によって下定盤に押
圧されると共に、内周ギア及び外周ギアの回転によって
前記上定盤と下定盤との間で自転及び公転し、内部に保
持した被研磨体を前記上定盤及び下定盤に摺動させて研
磨するラッピング用キャリヤにおいて、外周部分に形成
され、前記内周ギア及び外周ギアに噛合する歯と、前記
被研磨体を保持するために、この被研磨体の形状に応じ
て形成される複数のワーク用孔と、上面側から下面側に
貫通するように形成された微細な複数の通孔とによって
構成されたものとなっている（請求項１）。

【０００７】これにより、上面側から下面側に貫通する
ように微細な複数の通孔を形成することによって、キャ
リヤの上面側に供給された研磨剤水溶液が通孔を通って
キャリヤの下面側に流れ、また反対に、キャリヤの下面
側から研磨剤水溶液が通孔を通ってキャリヤの上面側に
流れるので、キャリヤ上面側と下面側との間でも研磨剤
水溶液の交流が十分になされると共に、通孔を通って研
磨剤が下方に落下する際に、比較的大きな塊は下定盤に
当たること等によって崩れ、微細な粒状物となり、水溶
液との混合性が高まる。また、被研磨体の削りカスが研
磨剤水溶液と一緒に通孔から下方に流されて排除され
る。

【０００８】ここで、前記ワーク用孔の周縁に前記微細
な複数の通孔を配したものとしても（請求項２）、前記
キャリヤの中心部分から放射線状に前記微細な複数の通
孔を配するものとしても良く（請求項３）、更には、前
記キャリヤの中心部分を中心とした同心円状となるよう
に前記微細な複数の通孔を多重の環状に配するものとさ
れるようにしても良い（請求項４）。更には、これらの
請求項２から請求項４に示される微細な通孔の配置を適
宜組み合わせるようにしても良い。このように所定の規
則性に基づいて微細な複数の孔を配することにより、無
秩序に微細な複数の孔を配するよりもキャリヤの必要強
度を損なうことなく、キャリヤの上面側と下面側とでの
研磨剤水溶液の交流、キャリヤ上面の被研磨体の削りカ
スの排除を安定的に図ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の実施形態について、図
面により説明する。

【００１０】図１に示されるラッピング機械１は、例え
ば、シリコンウエハー、水晶振動子、ガラス、磁性体な
どの被研磨体（以下、ワーク）８の表面を精密ラッピン
グ研磨するためのもので、上定盤２、下定盤３、自転用
ギア４が設けられた中心軸５、公転用ギア６が回動自在
に設けられた外部ケース７、及び前記ワーク８を保持す
る歯車状のラッピング用キャリヤ（以下、キャリヤ）９
によって少なくとも構成されている。

【００１１】そして、このラッピング機械１を用いた研
磨工程を、図２により説明すると、先ずワーク８を保持
した状態のキャリヤ９を自転用ギア４及び公転用ギア６
に噛合させて取り付け、上定盤２によって前記キャリヤ
９を下定盤３に押圧する。次に、自転用ギア４及び公転
用ギア６を同一方向（図２中、矢印Ａ，Ｂ方向）に回動
させる。これにより、キャリヤ９は、自転用ギア４によ
り図２中の矢印Ｃ方向に自転すると共に同図中の矢印Ｄ
方向に回動するので、キャリヤ９に保持されたワーク８
は、上定盤２及び下定盤３のキャリヤ側表面に供給され
た研磨剤１０によって、その表面が研磨されることとな
る。

【００１２】このラッピング機械１に使用される本発明
に係るキャリヤ９は、図３に示される様に、ワーク８の
研磨後の厚さに合わせて所定の厚さ（４０μから３００
μｍ）に形成された円盤状の本体部分１１と、この本体
部分１１の外周部分に所定の数形成された歯１２と、本
体部分１１の中心部に形成された捨て孔１３と、ワーク
８を装着・保持するために、前記本体部分１１におい
て、その上面側から下面側に貫通して形成されたワーク
用孔１４とを基本的に備えたものである。ワーク用孔１
４の形は、この実施形態では円形となっているが、ワー
ク８の形状に応じて自由に形成することができる。

【００１３】そして、このキャリヤ９は、例えば、形成
するキャリヤ９の厚みに応じた厚みを有する鋼材をフィ
ルム状に圧延し、８００℃の温度で焼き入れした後、３
００℃の温度で焼戻しをし、プレスによって先ず歯１２
を形成し、しかる後に、ワーク８の形状に合わせてワー
ク用孔１４をプレスによって形成するという加工工程で
形成される。尚、プレス加工に代えてエッチング加工で
歯１２やワーク用孔１４が形成されるようにしても良
い。

【００１４】また、この実施形態では、図３に示す様
に、各ワーク用孔１４の周縁において、このワーク用孔
１４を囲む様に、かかるワーク用孔１４よりも小さい微
細な通孔１５が複数形成されているもので、この通孔１
５は、プレス加工、エッチング加工、又はレーザー加工
等により形成されている。そして、この微細な通孔１５
の形状は、この実施形態のように丸状としたり、図示し
ない多角形状とすることが、形成の容易性から望まれる
が、前記エッチング加工による場合には、通孔１５をよ
り複雑な形状とすることや、各通孔１５毎にその形状を
変えて多様性に富んだものとすることも可能である。

【００１５】もっとも、微細な通孔１５は、図３に示す
ワーク用孔１４の周縁に配される配列に限定されるもの
ではなく、図４に示す様に、キャリヤ９の中心部分（捨
て孔１３）から外周部分側に、放射線状に配されるよう
にしても良いものである。尚、キャリヤ９の通孔１５の
配列以外のその他の構成、すなわち、本体部分１１、歯
１２、ワーク用孔１４などについては、図３のキャリヤ
９と同様であるので、同一の個所に同一の符号を付して
その説明を省略する。

【００１６】また、微細な通孔１５は、図５に示す様
に、キャリヤ９の中心部分（捨て孔１３）を中心とした
同心円状となるように多重の環状に配されるようにして
も良いものである。尚、キャリヤ９の通孔１５の配列以
外のその他の構成、すなわち、本体部分１１、歯１２、
ワーク用孔１４などについては、図３又は図４のキャリ
ヤ９と同様であるので、同一の個所に同一の符号を付し
てその説明を省略する。

【００１７】更に、図示しないが、微細な通孔１５の配
置について、ワーク用通孔１４の周縁に配すると同時に
キャリヤ９の中心部分（捨て孔１３）から外周部分側に
放射線状に配置する等、図３、図４又は図５に示される
微細な通孔１５の配列を適宜組み合わせるようにしても
良い。

【００１８】このように、微細な通孔１５を所定の規則
性に基づいて形成することにより、キャリヤ９の必要強
度をさほど落とすことなく、キャリヤ９の加工工程にお
いて生ずる内部残留応力歪を発散させ、また外部応力歪
も同様に発散させることができるので、キャリヤ９の回
転時における歪を解消することができ、安定した研磨を
実行することが可能となる。そして、凹部を形成する場
合に比し、その製造コストの削減を図ることができる。

【００１９】また、この微細な通孔１５を通って、キャ
リヤ９の上面側に供給された研磨剤水溶液がキャリヤ９
の下面側に流れ、また反対に、この微細な通孔１５を通
ってキャリヤ９の下面側から研磨剤水溶液がキャリヤ９
の上面側に流れるので、キャリヤの上面と下面との間で
研磨剤水溶液の交流が可能となり、キャリヤの上面側と
下面側との全面において研磨剤水溶液を均一・適量に付
着させることができ、キャリヤ９、ワーク８、上定盤２
及び下定盤３の相互のなじみを良好にすることができ
る。そして、キャリヤ９上面に生じたワ−クの削りカス
が通孔１５から水溶液と一緒に下方に流れるので、この
ワ−クの削りカスを簡易に排除することができる。

【００２０】その一方で、図６に示される様に、複数の
微細な通孔１５をキャリヤ９の外周に沿って環状に配す
ると共に、キャリヤの一方の表面又は両表面にエッチン
グ加工等によって微細な凹部１６を格子状に形成するよ
うにしても良い。尚、キャリヤ９の通孔１５と共に微細
な凹部１６を形成したこと以外のその他の構成、すなわ
ち、本体部分１１、歯１２、ワーク用孔１４などについ
ては、図３、図４又は図５のキャリヤ９と同様であるの
で、同一の個所に同一の符号を付してその説明を省略す
る。

【００２１】この様に、微細な通孔１５と微細な凹部１
６とを組み合わせることで、その相乗効果によって、よ
り一層、内部残留応力歪及び外部応力歪を解消すること
ができ、更にはこの微細な凹部１６によっても、キャリ
ヤ９表面の研磨剤水溶液を均一・適量に付着させること
ができ、キャリヤ９、ワーク８、上定盤２及び下定盤３
の相互のなじみを良好にすることができる。尚、この実
施形態では、凹部１６を格子状に形成するものとして説
明したが、必ずしもこれに限定されず、通孔１５の形成
の妨げとならない限り、点状、線状、キャリヤ９の中心
部から外周に向けて放射線状に形成するようにしても良
く、更には、これらを複合して形成しても良い。

【００２２】

【発明の効果】以上により、この発明に記載のラッピン
グ用キャリヤによれば、キャリヤの上表側に供給された
研磨剤水溶液が、上面側から下面側に貫通するように形
成された微細な複数の通孔を通ってキャリヤの下面側に
流れ、また反対に、キャリヤの下面側から研磨剤水溶液
が微細な複数の通孔を通ってキャリヤの上面側に流れる
ので、キャリヤの上面側と下面側とにおいて研磨剤水溶
液の交流が可能となり、これにより、キャリヤの上面側
と下面側との全面において研磨剤水溶液の均一化・適量
化が図られ、研磨効率を向上させることができる。

【００２３】また、この発明に記載のラッピング用キャ
リヤによれば、キャリヤの上面側に生じた被研磨体の削
りカスを、研磨剤水溶液と一緒に微細な複数の通孔から
流すことができるので、被研磨体の削りカスを簡易に排
除することができる。

【００２４】そして、この発明の記載のラッピング用キ
ャリヤによっても、微細な複数の通孔を形成したことに
より、キャリヤの回転時に生ずる外部応力による歪を解
消することができ、またキャリヤの加工工程において生
ずる内部残留応力歪も解消することができるので、キャ
リヤの安定した回転が得られることとなり、被研磨体の
キャリヤからの脱落や、不均一な研磨を防止することが
できる。

【００２５】そして、請求項２乃至４に記載の様に、所
定の規則性を持って微細な複数の孔を配した場合には、
無秩序に微細な複数の孔を形成する場合に比し、キャリ
ヤの必要強度を損なうことなく、キャリヤの上面側と下
面側とでの研磨剤水溶液の交流、キャリヤ上面の研磨体
の削りカスの排除を効果的に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るラッピング用キャリヤが
使用されるラッピング機械の構成の一部を示す要部拡大
図である。

【図２】図２は、本発明に係るラッピング用キャリヤの
動作示す説明図である。

【図３】図３は、微細な通孔をワーク用孔の周縁複数配
した構成を示すキャリヤの平面図である。

【図４】図４は、微細な通孔をキャリヤの中心部分から
外周部分側に放射線状に複数配した構成を示すキャリヤ
の平面図である。

【図５】図５は、微細な通孔をキャリヤの中心部を中心
とした同心円状となるように多重の環状に複数配した構
成を示すキャリヤの平面図である。

【図６】図６は、微細な通孔と微細な凹部とを組み合わ
せた構成の一例を示すキャリヤの平面図である。

【符号の説明】

２ 上定盤 ３ 下定盤 ４ 自転用ギア ６ 公転用ギア ８ ワーク（被研磨体） ９ キャリヤ（ラッピング用キャリヤ） １０ 研磨剤 １１ 本体部分 １２ 歯 １４ ワーク用孔 １５ 微細な通孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上定盤によって下定盤に押圧されると共
   に、内周ギア及び外周ギアの回転によって前記上定盤と
   下定盤との間で自転及び公転し、内部に保持した被研磨
   体を前記上定盤及び下定盤に摺動させて研磨するラッピ
   ング用キャリヤにおいて、 外周部分に形成され、前記内周ギア及び外周ギアに噛合
   する歯と、 前記被研磨体を保持するために、この被研磨体の形状に
   応じて形成される複数のワーク用孔と、 上面側から下面側に貫通するように形成された微細な複
   数の通孔とによって構成されたことを特徴とするラッピ
   ング用キャリヤ。
2. 【請求項２】 前記ワーク用孔の周縁に前記微細な複数
   の通孔を配したことを特徴とする請求項１に記載のラッ
   ピング用キャリヤ。
3. 【請求項３】 前記キャリヤの中心部分から放射線状に
   前記微細な複数の通孔を配したことを特徴とする請求項
   １又は請求項２に記載のラッピング用キャリヤ。
4. 【請求項４】 前記キャリヤの中心部分を中心とした同
   心円状となるように前記微細な複数の通孔を多重の環状
   に配したことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求
   項３に記載のラッピング用キャリヤ。