JP2001009711A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被研磨体の表裏面研磨工程において、側壁面
が汚れ凸凹になるのを改善する。 【解決手段】 被研磨体の表裏面同時に研磨する研磨装
置において、上記被研磨体８の移動を位置制御する嵌合
孔９の内側壁面の構造を、被研磨体の側壁面に対して狭
い間隔と広い間隔を交互に配置し、狭い間隔でも研磨液
が滞留することのないようにして、被研磨体側壁面の汚
れを防止する。

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、被加工体の表面
を研磨するもので、特に平坦化に好適な研磨装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】平坦化技術は、現在主としてＶＬＳＩの
３次元回路の製造プロセスや、ＤＶＤの基板製造プロセ
ス、磁気記録媒体であるハードデイスクの基板製造プロ
セスなどで常に高度な仕様の要求がある。例えばハード
デイスクはパソコン用が主流でで、現在２．５インチ型
が主流である。このハードデイスクはたとえば、直径６
３．５ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍ、である。予想されて
いる次世代型では厚さが０．３ｍｍ〜０．４ｍｍに薄く
なると言われている。また、ハードデイスクは数千から
１万ｒｐｍで高速回転し、この表面の磁気記録媒体トラ
ックに磁気ヘッドを位置させると、高速回転による空気
流により磁気ヘッドが、十数ｎｍ程度浮上状態で磁気記
録再生する。したがって、ハードデイスクの基板に求め
られる表面粗さは、磁気ヘッドとの接触を避けるため、
磁気ヘッド浮上高以下であることが要求されている。将
来は、さらに高密度記録するため磁気ヘッドを磁気記録
媒体に接触した状態で磁気記録再生することが計画され
ており、基板の表面品質は、さらに厳しく求められる。

【０００３】このような平坦化精度を高くし、異物を減
少させた研磨装置を本発明者は開発している。この基本
原理図は図１４のとおりである。

【０００４】即ち、第１の回転軸１００に接続された第
１の定盤１０１上には摺面を回転駆動される円板状研磨
冶具１０２が設けられている。この冶具１０２には、中
央部に孔が設けられた円環状デイスク基板１０３が搬入
される基板収納孔１０４が複数個設けられている。図１
４において、デイスク基板１０３と冶具１０２との関係
を拡大して示したのが、図１５（Ｃ）である。基板１０
３は角部が面取りされている。これは、ＣＳＳ（コンタ
クトスタートストップ）方式では、主に端部からの発塵
防止、磁気ヘッドが基板外から挿退する方式では発塵防
止に加えて磁気ヘッドがハードデイスク基板上へ進入す
る際の接触防止であり、これら接触防止の観点から端部
形状が面取りされている。

【０００５】このような基板１０３の表面を研磨するた
めに基板１０３の表面には上方から下方に第２の定盤１
０５が移動し予め定められた押圧力で上記基板１０３を
押圧して研磨プロセスのセットが終了する。

【０００６】しかる後、上記基板１０３の表裏面間、基
板１０３の外側壁面および上記冶具１０２の孔の内側壁
面間１０７などには、研磨剤１０８溶液が注入され、基
板１０３を見掛け上、研磨剤１０８溶液内に浮いた状態
となった状態で、第１，２の定盤１０１、１０５と冶具
１０３が例えば同一方向に回転し、研磨工程を開始す
る。

【０００７】この回転により基板１０３は上記間隙１０
７内で自転する。この自転行動により、基板１０３は比
較的中心にあった図１５（Ａ）に示す基板１０３が例え
ばある時点においては、（Ｂ）図の位置に移動する。こ
のような行動を繰り返しながら、基板１０３の表裏面を
平坦化していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにして研磨工程を実行した結果、基板１０３の側壁
面１０７が図１６に示すようにかなり、好ましくない、
粗面になってしまった。図１６は、研磨工程後の基板１
０３の側壁面の一部の写真である。比較的下側が汚れて
劣化している。このように租面になると、微小なゴミが
付着し易くなる。本発明者等はこの原因について、検討
した結果、研磨工程において、かなり基板１０３が自転
するため、（Ｂ）図のような位置に基板１０３が移動し
た時、基板１０３の外側壁面が冶具１０２の内壁面に接
触した時または、接触する方向に移動している工程にお
いて、ここに研磨剤１０８が滞留、圧接することによっ
て、基板１０３の側端下部の表面が粗れる。図１６で黒
く見えるように表面に「あれ（凹部）」があると、ここ
に研磨砥粒や研磨されたガラス粉が入り込み、後の工程
などで基板１０３表面への付着原因となり、基板１０３
の表面品質が確保できなくなる。すなわち、このような
表面品質の悪い基板１０３の表面上に磁性膜を塗布する
と、磁気記録再生時、異物付着部分に磁気ヘッドが衝突
（ヘッドクッラッシュ）し、記録再生不能になることが
有り、好ましくない。

【０００９】この現象を回避するために、間隙１０７を
研磨剤１０８が流動し易い間隔に広くしたところ、基板
１０３が冶具１０２内での移動量が大きくなり、冶具１
０２から基板１０３がはずれ、基板１０３がクラックす
る場合や冶具１０２を損傷する場合があった。

【００１０】また、間隙１０５をさらに狭くしたとこ
ろ、基板１０３が面取りされていること、基板１０３が
薄いこと、基板１０３の側面部と冶具１０２との重なり
部分が極めて小さいこと、基板１０３が研磨液内に浮か
んだ状態で研磨されること、などから基板１０３が外側
壁面１０７を乗り越え、冶具１０２から基板１０３はず
れてしまい、研磨されなかった。

【００１１】この発明は上記点に鑑みなされたもので、
研磨工程により、基板の側壁面が租面化するのを改善
し、さらに、研磨工程により基板がクラックしたり、冶
具から表面張力により外れたり、するのを防止した研磨
装置を提供するものである。

【００１２】さらに、基板１０３と研磨面との間に空気
が入り基板１０３が外れることがある。この発明は冶具
の構造を改造することにより、要求されている上記研磨
性能を得ることが可能であることを、見出したものであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明の研磨装置は、
請求項１に記載されているように、回転可能に設けられ
た被加工体の対接面を研磨する回転円板状第１の研磨体
と、この研磨体上に載置される前記被加工体収容孔を有
する研磨用キャリアと、前記被加工体の他方面に対接し
て設けられた前期他方面を研磨するための第２の研磨体
と、前記第１および第２の研磨体さらに前記研磨用キャ
リアを回転させる手段と、前記被加工体側面の研磨剤が
流動状態で研磨する手段とを具備してなることを特徴と
している。 この発明の研磨装置は、請求項２に記載さ
れているように、回転可能に設けられた被加工体の対接
面を研磨する回転円板状第１の研磨体と、この研磨体上
に載置される前記被加工体収容孔を有する研磨用キャリ
アと、前記被加工体の他方面に対接して設けられた前記
他方面を研磨するための第２の研磨体と、前記第１およ
び第２の研磨体さらに前記研磨用キャリアを回転させる
手段とを具備し、前記被加工体収容孔内側壁面を前記被
加工体の外側壁面との間隙が狭い部分および広い部分を
有する形状にしたことを特徴としている。

【００１４】この発明の研磨装置は、請求項３に記載さ
れているように、回転可能に設けられた被加工体の対接
面を研磨する回転円板状第１の研磨体と、この研磨体上
に載置される前記被加工体より大きい径の収容孔を有す
る研磨用キャリアと、前記被加工体の他方面に対接して
設けられた前期他方面を研磨するための第２の研磨体
と、前記第１および第２の研磨体さらに前記研磨用キャ
リアを回転させる手段とを具備し、前記被加工体収容孔
内側壁面に少なくとも３個の凹みを有する形状にしたこ
とを特徴としている。

【００１５】この発明の研磨装置は、請求項４に記載さ
れているように、回転可能に設けられた被加工体の対接
面を研磨する回転円板状第１の研磨体と、この研磨体上
に載置される前記被加工体収容孔を有する研磨用キャリ
アと、前記被加工体の他方面に対接して設けられた前期
他方面を研磨するための第２の研磨体と、前記第１およ
び第２の研磨体さらに前記研磨用キャリアを回転させる
手段とを具備し、前記被加工体収容孔内側壁面を歯車状
にしたことを特徴としている。

【００１６】この発明の研磨装置は、請求項５に記載さ
れているように、回転可能に設けられた被加工体の対接
面を研磨する回転円板状第１の研磨体と、この研磨体上
に載置される前記被加工体収容孔を有する研磨用キャリ
アと、前記被加工体の他方面に対接して設けられた前期
他方面を研磨するための第２の研磨体と、前記第１およ
び第２の研磨体さらに前記研磨用キャリアを回転させる
手段とを具備し、前記被加工体収容孔内側壁面を前記被
加工体の外側壁面との間隙が狭い部分および広い部分を
有する形状にし前記狭い部分は円弧面にしたことを特徴
としている。

【００１７】この発明の研磨装置は、請求項６に記載さ
れているように、回転可能に設けられた被加工体の対接
面を研磨する回転円板状第１の研磨体と、この研磨体上
に載置される前記被加工体収容孔を有する研磨用キャリ
アと、前記被加工体の他方面に対接して設けられた前期
他方面を研磨するための第２の研磨体と、前記第１およ
び第２の研磨体さらに前記研磨用キャリアを回転させる
手段とを具備し、前記被加工体収容孔内側壁面を前記被
加工体の外側壁面との間隙が狭い部分および広い部分を
有する形状にし前記狭い部分が前記広い部分より短距離
にしたことを特徴としている。

【００１８】この発明の研磨装置は、請求項７に記載さ
れているように、請求項１乃至請求項６記載の研磨装置
において、研磨用キャリアは、グラスファイバ製である
ことを特徴としている。

【００１９】この発明の研磨装置は、請求項８に記載さ
れているように、請求項１乃至請求項６記載の研磨装置
において、研磨用キャリアは、被加工体より厚さが薄い
ことを特徴としている。

【００２０】この発明の研磨装置は、請求項９に記載さ
れているように、請求項１乃至請求項６記載の研磨装置
において、研磨用キャリア外側壁面には、歯車が設けら
れていることを特徴としている。

【００２１】この発明の研磨装置は、請求項１０に記載
されているように、回転可能に設けられた被加工体の対
接面を研磨する回転円板状研磨体と、この研磨体上に載
置される前記被加工体の厚さより薄い研磨用キャリア
と、この研磨用キャリアに設けられた前記被加工体を遊
嵌状態で収容する被加工体の収容孔と、前記研磨体およ
び前記研磨用キャリアを回転させる手段と、前記収容孔
内側壁面および前記被加工体の側壁面間の研磨剤が流動
状態で研磨する手段とを具備してなることを特徴として
いる。

【００２２】上記構成により、より良い平坦化ができる
研磨装置を得ることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、図１乃至図８を参照して本
発明装置を磁気デイスクの基板として例えば円還状ガラ
ス基板の研磨に適用した実施形態を詳細に説明する。図
１は研磨装置の被加工体を研磨装置にセットした状態を
説明するための図である。図２は、図１の研磨装置によ
り、研磨するプロセスを説明するための研磨装置の断面
図である。図３は、図１の１ブロックの研磨用キャリア
の回転系を説明するための平面図である。図４乃至図８
は、図３の被加工体嵌合孔と被加工体との関係を説明す
るための各実施形態の説明図である。

【００２４】以下これらの図を参照して説明する。回転
可能に円板状下定盤１が設けられている。この定盤１
は、材料たとえば鋳鉄で、中央部は円形状穴が穿設され
た円還状である。さらに、表面には、被加工体であるガ
ラス基板の裏面を研磨するための研磨面が形成されてい
る。研磨の程度により、租研磨面、密研磨面が構成され
ている。たとえば租研磨面は、表面に租研磨体が設けら
れた上敷きが設けられる。この上敷きは、たとえば柔ら
かいパッドである。

【００２５】このように構成された下定盤１の外周側に
は、同軸的に、独立して回転移動する円環状外ギア２が
設けられている。このギア２の材料はたとえば鋳鉄で、
内周側壁面には、歯面３が設けられている。

【００２６】他方、前記下定盤１の内周側には、同軸的
に、独立して回転移動する円柱状内ギア４が設けられて
いる。このギア４の材料は例えば鋳鉄で、外周面には、
歯面５が設けられている。前記歯面３と歯面５とは同一
ピッチで設けられている。

【００２７】前記下定盤１の研磨面上には、研磨用キャ
リア６が載置される構成になっている。この研磨用キャ
リア６は図３に示すような構成になっている。即ち、前
記下定盤１の研磨面上に研磨用キャリア６を載置した
時、外ギア３の歯面と内ギア４の歯面５に噛み合う大き
さに構成されている。即ち、下定盤１を介在した歯面
３、５間の長さに、研磨用キャリア６の直径が選択さ
れ、その外周面には、歯面７が設けられている。

【００２８】したがって、この歯面７は、上記歯面３、
５と同一ピッチである。さらに、研磨用キャリア６に
は、被加工体である円還状ガラス製基板８の収容孔例え
ば嵌合孔９が穿設されている。この嵌合孔９は、図３で
は、５個設けられている。この嵌合孔９の構成は図４乃
至図８の通りである。この嵌合孔９は、基板８が遊嵌す
る直径を有し、この遊びは大き過ぎない大きさが選択さ
れる。

【００２９】上記基板８の形状は円環状であり、上下の
外側端縁が面取りされた形状である。この図３では、嵌
合孔９の形状を略円形で示しているがこの実施形態では
具体的には、基板８の外側壁面と上記嵌合孔９の内壁面
間の研磨液が流動する間隔が選択される。この研磨用キ
ャリア６の厚さは、被加工体８より薄い厚さに設定され
る。さらに、基板８側壁面の中間部で基板８を収容する
ようにキャリア６が構成されている。例えば、キャリア
６の周縁の厚さを厚く調整することで、できる。即ち、
被加工体８の表裏両面が、上、下定盤１０、１の研磨面
に摺接する状態に設定されている。

【００３０】前記被加工体８の表面を研磨するために、
図２では、上方に上定盤１０が設けられている。この定
盤１０は略円板状であり、中央部には、前記内ギア４を
収容する円筒状空間１１が設けられている。即ち、被加
工体８のセットが終了し、研磨工程に際して、上記上定
盤１０が上方から下方に移動し、前記空間１１が内ギア
４を収容するように、さらに移動し、上定盤１０の研磨
面１２が被加工体８であるガラス基板８の表面に当接す
るように、断面コ字状に上定盤１０が構成されている。

【００３１】この上定盤１０の研磨面１２が当接した時
の基板８に対する押圧力は、予め設定した値が選択され
る。この押圧力は上定盤１０と下定盤１との相対的なも
ので、しかも、研磨プロセスにおいて、基板８が研磨液
に浮き、嵌合孔９内で遊動可能な押圧力が選択される。
この押圧力の設定は、予め、登録することにより、基板
８の受ける圧力をフィードバック制御し、常に設定値に
なるよう構成されている。 次に、嵌合孔９の構造を具
体的に説明する。図４は、その一実施形態で、ガラス基
板８を収容する大きさの孔径を有する。この径は、小さ
いと、従来のもので研磨プロセス中の基板８の遊動によ
り研磨液が停止するときがある。しかし。上記したよう
に、大きすぎると、基板８がクラックする場合があり、
適当な上記遊動エリアが無いと、研磨ムラが生じ、平坦
化できない。

【００３２】さらに、図１２から下定盤１の研磨面より
上方ほどきれいである。この事実のもとに、構造を検討
した。先ず、この実施形態では、仮想６ブロックに区分
し、基板８が嵌合孔９からでないような間隔４１を３箇
所作り、これら間隔４１間に広い間隔４２を設けた構造
である。

【００３３】なお、キャリア６の嵌合孔９の大きさは、
被研磨基板８が円形の場合、狭い間隔となる部分または
対接部を結んだ円の直径を基板８の直径に対して０．５
％〜３．５％程度大径に設定することが好ましい。最適
には、１％〜２．５％程度大径である。

【００３４】即ち、基板８を嵌合孔９にセットし研磨し
た際、比較的狭い間隔４１にも研磨液が侵入し、研磨液
の流動が停止状態となった時には、基板８の側壁面を研
磨屑や研磨液により汚すが、この部分の距離を大幅に短
く短距離にして、広い間隔４２を長く作ることにより、
狭い間隔４１に研磨液が滞留することなく、流動するよ
うになる。基板８は研磨プロセス中遊動しているため、
狭い間隔４１を通る期間は、極めて短くなり、研磨液の
停止は、無くなるか、短期間となる。

【００３５】即ち、研磨液は、滞留せず流動化（対流
化）した構成にしたものである。この実施形態では、狭
い間隔となる部分または対接部によって基板８を適切な
遊嵌状態に保持することができるので、基板８のキャリ
ア６からの逸脱やクラックなどの損傷を回避できる。し
かも、従来に比較して基板８側面との対接面積を減少さ
せたこと及び基板８と間隙が広い部分を設けたことによ
り、研磨中、基板がキャリア６の嵌合孔９内で偏移した
場合でも、基板８の側面とキャリア６との間隙に挟まれ
る研磨剤は容易に広い部分へ流動回避するので、基板８
の側面とキャリア６との間隙に滞留した研磨剤の圧接に
よる基板８の側面の租面化を抑制することができる。こ
のように、基板８が研磨可能領域から脱することなく、
流動している研磨液中で良好な基板８の両面研磨ができ
るものである。

【００３６】また、図５のように、一見歯面即ち、ギア
の面のように、比較的広い間隔４２と狭い領域４１を交
互に、多数設けた構成でも良い。この場合も、基板８は
研磨プロセス中遊動しているため、狭い間隔４１を通る
期間は、極めて短くなり、研磨液の停止は、無くなる
か、短期間となる。

【００３７】さらに、図６のように８等分し、比較的広
い間隔４２と狭い間隔４１を交互に、設けた構成でも良
い。できる限り狭い間隔４１を、短くすると効果が大き
い。

【００３８】図７、８は、比較的間隔の狭い間隔４１を
スポット的に設けた場合の実施形態である。図７では、
狭い間隔４１の基板８との対接部４３を面として設けた
実施形態である。この場合、エッジ部は、円弧状に加工
するとよい。それは、基板８が研磨プロセス中遊動運動
しているが、基板８の側壁面が上記エッジ部に衝突した
時傷の着くのを防止できる。

【００３９】図８は、間隔の狭い間隔４１の基板８との
対接部４３を点的に設けた実施形態である。このよう
に、比較的広い間隔４２の部分を広くすることにより、
研磨液が滞留することなく、常に対流するように構成
し、研磨プロセス中に基板８の側壁面が、研磨液や研磨
屑により汚れるのを改善したものである。

【００４０】上記キャリア６は、材料たとえばグラスフ
ァイバである。ステンレス等の不錆金属、塩化ビニー
ル、ベークライト（商品名）、などの熱可塑性樹脂も使
用できるが、耐久性、ガラス基板への影響を考慮すると
グラスファイバが好適である次に、研磨プロセスを説明
する。図２において、下定盤１上に図３で示した研磨用
キャリア６を複数枚図１のようにたとえば５枚セットす
る。このセットは、各キャリア６の歯面７が外ギア２の
歯面３と内ギア４の歯面５に、噛み合うようにセットす
る。即ち、内、外ギア４、２が各キャリア６を回転駆動
するようにセットする。

【００４１】次に、各キャリア６の各嵌合孔９内に基板
８を搬入する。このハンドリングは、作業者であれば、
確実であるが、ロボットハンドリングでも容易にでき
る。この場合には、予め、基板８の位置決め工程が必要
である。この基板８の裏面は下定盤１の研磨面上に設け
られている。基板８を搬入する前に研磨液で、下定盤１
の研磨面を濡らしておくと、研磨液が一様に早く供給で
きる。

【００４２】このようにして、基板８のセットが終了し
た後、上方から上定番１０を下方に移動させて、上定番
１０の環状歯面１２が基板８上に位置合わせする。この
時基板８に対して所定の圧力で挟持する。

【００４３】次に、基板８の表裏面と上、下定盤１，１
０の研磨面間に逆浸透水などの溶剤と混合した研磨液を
供給する。供給孔は上側の上定盤１０に設けるのが一般
的であるが、下定盤１に設けてもよい。研磨液の供給
は、最初のロットは予め、基板８をセットした状態で供
給しておくことも、望ましい。要するに、被研磨面に研
磨液が無いか、部分的にも、研磨液の無いところのある
状態では、回転は開始しない。

【００４４】次に、上定盤１０を所定のプログラムでセ
ットした後、研磨液が行き亘った状態を、確認した後、
研磨プロセスを開始する。即ち、上、下の定盤１、１０
を回転させ、同時に内、外のギア４、２も回転させる。
この時の回転方向は、この実施形態では、図１，２に矢
印で示すように、総て同一方向に同一速度で回転させて
いる。上記研磨剤はたとえば酸化セリウムである。上記
研磨液の温度は、たとえば１９℃程度での研磨プロセス
が望ましい。さらに、上記研磨液のイオン化傾向は研磨
される基板材質によって調整されるが、たとえば基板が
SiO _２−Al_２O _３−Na_２O 系ガラスの場合ＰＨ＝９〜１
１程度が望ましい。

【００４５】これらの回転は、相対的なもので、いろい
ろな組み合わせでプログラムされる。たとえば、上定盤
１０と下定盤１とを互いに反対方向に回転させることも
できる。この場合、夫々の回転速度は低速化できる。さ
らに、上定盤１０と下定盤１を最初回転させた後、内、
外ギア４、２を回転させるようにしてもよい。逆に内、
外ギア４，２を回転させた後に、上定盤１０と下定盤１
を回転させてもよい。

【００４６】さらに、上定盤１０と下定盤１の回転速度
と内、外ギア４，２の回転速度を変えてもよい。たとえ
ば内、外ギア４，２の方の回転速度を高速度で回転して
もよいし、逆に内、外ギア４，２の方を低速で回転させ
てもよい。このように、回転を開始すると、各嵌合孔９
にセットされている基板８は、研磨液に浮いているよう
な状態で、各嵌合孔９内を移動する。この移動は、上定
盤１０と下定盤１との押圧力によって異なるが、基板８
は、回転移動しながら不規則に移動する。

【００４７】すなわち、上定盤１０と下定盤１が回転す
ると、基板８は同時に回転しようとするが、キャリア６
の嵌合孔９に拘束されているうえ、キャリア８も内、外
ギア４、２により独自の回転移動する。このキャリア６
の回転移動により基板８も嵌合孔９内で遊動し、研磨液
や研磨面を常に変えながら研磨プロセスを実行する。し
たがって、研磨液や上定盤１０と下定盤１の研磨面の部
分的温度上昇を回避でき、平坦化できる。この平坦化プ
ロセスの期間中平滑度を測定たとえば針圧式粗さ計を用
いて接触によりチェックしている。

【００４８】このようにして、一回目の研磨工程が終了
した後、基板８を洗浄し、再び、密研磨を実行する。た
とえば、上定盤１０と下定盤１の研磨面上に被せたパッ
ドを変更し、密研磨工程を実行する。この研磨プロセス
は、上記実施形態と同様であるので説明を略す。

【００４９】さらに、基板８を研磨するこの実施形態に
おいては、基板８の側壁面とキャリア６の嵌合孔９の内
側壁面間は研磨液が常に流動状態に構成されているた
め、基板８側壁面の研磨液や研磨屑、残さによる汚れ
が、大きく改善される。図１１に示すように、図１３と
比較して基板８の側壁面の汚れによる劣化が大きく改善
されていることが判る。

【００５０】さらに、他の実施形態で、基板８について
２回の研磨プロセスを実行した場合で、基板８側壁面の
汚れによる劣化の改善効果を図１２、図１３に写真で示
めしている。即ち、図１２は、１回目の研磨工程終了後
の、基板８の側壁面の状態を示している。さらに、図１
３は２回目の研磨工程終了後の、基板８の側壁面の状態
を示している。

【００５１】この実施形態によれば、基板８の側壁面の
汚れによる劣化を改善でき、ゴミなどの付着を大きく減
少できる。さらに、基板８が冶具６から外れるのを防止
できて、しかも、基板８の側壁部での研磨液の流動状態
を保持し、良好な研磨液流動状態での研磨プロセスを実
行できる。

【００５２】なお、上記実施形態では、円形状ガラス基
板８の研磨について、説明したが、被加工体の形状は、
円形板に限らず、他の形状たとえば４角形の被加工体の
実施形態を図９に示す。さらに３角形の被加工体の実施
形態を図１０に示す。この他何れでもよい・さらに、上
記実施形態では、磁気デイスクの基板の平坦化に適用し
た実施形態について、説明したが、平面の平坦化プロセ
スであれば、その他ＤＶＤデイスクの基板など何れにも
適用できる。

【００５３】たとえば、高集積化されて集積度１５Ｇビ
ットまで製造可能と開発の進んでいるＬＳＩは当然微細
化技術の開発が課題である。この課題の一つが、微細な
パターンの露光工程の実現にある。この露光を高精細に
実行するためには、高度な露光面の平坦化が必須技術で
ある。特に複数層ＬＳＩ回路を積層する３次元ＬＳＩ製
造プロセスにおいて、要の技術である。

【００５４】このＬＳＩプロセスの平坦化工程に適用し
てもよい。このＬＳＩプロセスにおいては、通常ＣＭＰ
による研磨であるが、量産性に乏しい。この発明装置に
よれば、一度に多数枚のウエハを研磨できる。

【００５５】すなわち、ＬＳＩプロセスにおいては、８
インチまたは１２インチ半導体ウエハの平坦化プロセス
を、この発明の研磨装置により研磨する。この場合、Ｌ
ＳＩにおいては、シリコンウエハの片面上に成膜、エッ
チング、イオン注入、熱拡散、レジスト膜塗布、露光な
どのプロセスを数十工程、実行するため、表面はかなり
の非平坦である。この非平坦な半導体ウエハを、図１、
２に示す研磨装置にて、平坦化工程を実施する。

【００５６】すなわち、ＬＳＩプロセスにおいては、一
方面のみであるから上定盤１０か下定盤１を使用する。
下定盤１による研磨が望ましい。この場合には、上定盤
１０は使用しない。さらにキャリア６の嵌合孔９の構造
は半導体ウエハの外形に合わせる。

【００５７】すなわち、オリエントフラット付きウエハ
であれば、その外形にあったウエハ嵌合孔９を形成す
る。この嵌合孔９はウエハが８インチであれば、８イン
チ用嵌合孔９を、１２インチウエハであれば、１２イン
チ用嵌合孔９を形成する。さらに、平坦化する研磨の程
度により、下定盤１の研磨面および研磨液が相違する。
他の研磨プロセスは上記実施形態と同様である。

【００５８】すなわち、ウエハの研磨面を下定盤１の研
磨面に合わせて、キャリア６の各嵌合孔９にセットし、
研磨液をウエハの研磨面および下定盤１の研磨面間に供
給し、十分研磨液で満たした後、下定盤１、内、外ギヤ
４、２を同時に回転させて、研磨工程を開始する。所定
の期間研磨を実施し、ウエハを洗浄した後、再び同様に
研磨プロセスを実行する。この実施形態でも同様に、ウ
エハの側壁面の汚れによる劣化を改善できる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
被研磨体の側壁面の研磨液が流動状態で、研磨できるよ
うにしたので、被研磨体の側壁面の研磨プロセスによる
汚れを改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の研磨装置の１実施形態を説明するた
めの平面図である。

【図２】図１の研磨装置の構造を説明するための平面図
である。

【図３】図１のキャリアの構造を説明するため拡大して
示す平面図である。

【図４】図３の嵌合孔の実施形態を説明するための平面
図である。

【図５】図３の他の実施形態を説明するための平面図で
ある。

【図６】図３の他の実施形態を説明するための平面図で
ある。

【図７】図３の他の実施形態を説明するための平面図で
ある。

【図８】図３の他の実施形態を説明するための平面図で
ある。

【図９】図３の他の実施形態を説明するための平面図で
ある。

【図１０】図３の他の実施形態を説明するための平面図
である。

【図１１】図２の実施形態による研磨工程後の基板側壁
面の写真である。

【図１２】図２の他の実施形態による研磨工程後の基板
側壁面の写真である。

【図１３】図２の他の実施形態による研磨工程後の基板
側壁面の写真である。

【図１４】従来の研磨装置の課題を説明するための研磨
装置の原理的断面図である。

【図１５】図１４の研磨装置による研磨工程中の被加工
体移動状態を説明するための平面図である。

【図１６】図１４の研磨装置により研磨工程後の基板の
側壁面の写真である。

【符号の説明】

１……下定盤 ２……外ギア ３、５……歯面 ４……内ギア ６……キャリア ８……基板 １０……上定盤 １１……空間 １２……研磨面 ４１……狭い間隔 ４２……広い間隙 ４３……対接面

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年７月６日（１９９９．７．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項７

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項８

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項９

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】この発明の研磨装置は、請求項７に記載さ
れているように、請求項１乃至請求項６のいずれかに記
載の研磨装置において、研磨用キャリアは、グラスファ
イバ製であることを特徴としている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】この発明の研磨装置は、請求項８に記載さ
れているように、請求項１乃至請求項６のいずれかに記
載の研磨装置において、研磨用キャリアは、被加工体よ
り厚さが薄いことを特徴としている。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】この発明の研磨装置は、請求項９に記載さ
れているように、請求項１乃至請求項６のいずれかに記
載の研磨装置において、研磨用キャリア外側壁面には、
歯車が設けられていることを特徴としている。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能に設けられた被加工体の対接面
   を研磨する回転円板状第１の研磨体と、 この研磨体上に載置される前記被加工体収容孔を有する
   研磨用キャリアと、 前記被加工体の他方面に対接して設けられた前記他方面
   を研磨するための第２の研磨体と、 前記第１および第２の研磨体さらに前記研磨用キャリア
   を回転させる手段と、 前記被加工体側面の研磨剤が流動状態で研磨する手段と
   を具備してなることを特徴とする研磨装置。
2. 【請求項２】 回転可能に設けられた被加工体の対接面
   を研磨する回転円板状第１の研磨体と、 この研磨体上に載置される前記被加工体収容孔を有する
   研磨用キャリアと、 前記被加工体の他方面に対接して設けられた前記他方面
   を研磨するための第２の研磨体と、前記第１および第２
   の研磨体さらに前記研磨用キャリアを回転させる手段と
   を具備し、 前記被加工体収容孔内側壁面を前記被加工体の外側壁面
   との間隙が狭い部分および広い部分を有する形状にした
   ことを特徴とする研磨装置。
3. 【請求項３】回転可能に設けられた被加工体の対接面を
   研磨する回転円板状第１の研磨体と、 この研磨体上に載置される前記被加工体より大きい径の
   収容孔を有する研磨用キャリアと、 前記被加工体の他方面に対接して設けられた前期他方面
   を研磨するための第２の研磨体と、 前記第１および第２の研磨体さらに前記研磨用キャリア
   を回転させる手段とを具備し、前記被加工体収容孔内側
   壁面に少なくとも３個の凹みを有する形状にしたことを
   特徴とする研磨装置。
4. 【請求項４】 回転可能に設けられた被加工体の対接面
   を研磨する回転円板状第１の研磨体と、 この研磨体上に載置される前記被加工体収容孔を有する
   研磨用キャリアと、 前記被加工体の他方面に対接して設けられた前期他方面
   を研磨するための第２の研磨体と、 前記第１および第２の研磨体さらに前記研磨用キャリア
   を回転させる手段とを具備し、前記被加工体収容孔内側
   壁面を歯車状にしたことを特徴とする研磨装置。
5. 【請求項５】 回転可能に設けられた被加工体の対接面
   を研磨する回転円板状第１の研磨体と、 この研磨体上に載置される前記被加工体収容孔を有する
   研磨用キャリアと、 前記被加工体の他方面に対接して設けられた前期他方面
   を研磨するための第２の研磨体と、 前記第１および第２の研磨体さらに前記研磨用キャリア
   を回転させる手段とを具備し、前記被加工体収容孔内側
   壁面を前記被加工体の外側壁面との間隙が狭い部分およ
   び広い部分を有する形状にし前記狭い部分は円弧面にし
   たことを特徴とする研磨装置。
6. 【請求項６】 回転可能に設けられた被加工体の対接面
   を研磨する回転円板状第１の研磨体と、 この研磨体上に載置される前記被加工体収容孔を有する
   研磨用キャリアと、 前記被加工体の他方面に対接して設けられた前期他方面
   を研磨するための第２の研磨体と、 前記第１および第２の研磨体さらに前記研磨用キャリア
   を回転させる手段とを具備し、前記被加工体収容孔内側
   壁面を前記被加工体の外側壁面との間隙が狭い部分およ
   び広い部分を有する形状にし前記狭い部分が前記広い部
   分より短距離にしたことを特徴とする研磨装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６記載の研磨装置に
   おいて、研磨用キャリアは、グラスファイバ製であるこ
   とを特徴とする研磨装置。
8. 【請求項８】 請求項１乃至請求項６記載の研磨装置に
   おいて、研磨用キャリアは、被加工体より厚さが薄いこ
   とを特徴とする研磨装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項６記載の研磨装置に
   おいて、研磨用キャリア外側壁面には、歯車が設けられ
   ていることを特徴とする研磨装置。
10. 【請求項１０】 回転可能に設けられた被加工体の対接
    面を研磨する回転円板状研磨体と、 この研磨体上に載置される前記被加工体の厚さより薄い
    研磨用キャリアと、 この研磨用キャリアに設けられた前記被加工体を遊嵌状
    態で収容する被加工体の収容孔と、 前記研磨体および前記研磨用キャリアを回転させる手段
    と、 前記収容孔内側壁面および前記被加工体の側壁面間の研
    磨剤が流動状態で研磨する手段とを具備してなることを
    特徴とする研磨装置。