JP2004216493A

JP2004216493A - 研磨装置

Info

Publication number: JP2004216493A
Application number: JP2003005622A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Matsushima; 洋行松島; Kentaro Takaku; 健太郎高久
Original assignee: Hamai Co Ltd
Current assignee: Hamai Co Ltd
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-01-14
Also published as: JP4144698B2

Abstract

【課題】上下定盤が加工中に起こる熱変形等の影響をうけた場合でも、密着状態を保った状態で研磨が行なえるような研磨装置を提供する。
【解決手段】研磨装置において、上定盤１０１は吊り板１ａからワイヤ７により吊り下げられる。このワイヤ７は、吊り板内側プーリ３と上定盤内側プーリ５との間、および、吊り板外側プーリ４と上定盤外側プーリ６との間では、下定盤１０２の研磨加工面に対する垂直線と略平行となるように掛け渡され、内径円および外径円上の多数の個所で二重円状に上定盤１０１が吊り下げられて変形しないように維持されて、上定盤１０１と下定盤１０２とを平行に保つ。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属・ガラス・水晶・シリコンなどのワークの表裏両面をラッピング・ポリッシングする研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術の研磨装置として例えば特許文献１，２，３に記載された発明が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２６２８０８号公報
【特許文献２】
特開２００２−４６０６２号公報
【特許文献３】
特開２００２−５７１３１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、半導体の高集積化や歩留向上の要求により、シリコンウェーハ等のワークの研磨は、更なる大口径化・平坦化・軽薄化等の技術向上が求められている。このような技術向上の実現のため、研磨加工技術においては、上定盤と下定盤とのそれぞれの研磨加工面を平行状態に維持し、またワークとの密着状態をいかに保つかが重要な課題になっている。
【０００５】
上定盤と下定盤とに挟み込まれたワークは加工初期で研磨加工面が全面均等に接触している。しかしながら、ワークと上定盤の研磨加工面との摩擦、およびワークと下定盤の研磨加工面との摩擦により発生する加工熱、または、装置内部に組み込まれた上定盤、下定盤、太陽歯車および内歯歯車を駆動させるモータ等の発熱が上定盤および下定盤に伝わる。これにより、吊り下げ構造の上定盤の変形や、上定盤と下定盤の密着力の異なりで研磨精度が悪化するおそれがあるという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、吊り下げ構造である上定盤の変形を極力抑止し、上定盤と下定盤の密着状態を保つような研磨装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係る研磨装置は、
外周に歯面を形成するとともに回転方向に複数個のワーク保持孔を穿設したキャリヤを水平面内に配置された太陽歯車と内歯歯車との間に複数個噛合わせておき、このワーク保持孔にワークを挿入するとともにキャリヤの表裏両面を下定盤と上下動可能な上定盤との間に挟み込んだ状態にして、太陽歯車と内歯歯車とを回転させることでキャリヤを遊星運動させ、同時に下定盤をキャリヤに対して相対的に回転させてワークを研磨する研磨装置において、
上定盤の上方に設けられる上定盤吊り下げ部と、
上定盤吊り下げ部の内側に設けられる吊り下げ部内側プーリと、
上定盤吊り下げ部の外側に設けられる吊り下げ部外側プーリと、
上定盤の内側に設けられる上定盤内側プーリと、
上定盤の外側に設けられる上定盤外側プーリと、
これら吊り下げ部内側プーリ、吊り下げ部外側プーリ、上定盤内側プーリ、および、上定盤外側プーリに掛け渡されるエンドレスのワイヤと、
を備え、
このワイヤは、吊り下げ部内側プーリと上定盤内側プーリとの間、及び、吊り下げ部外側プーリと上定盤外側プーリとの間では、下定盤の研磨加工面の垂直線に対して略平行となるように掛け渡されることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明に係る研磨装置は、
請求項１に記載の研磨装置において、
吊り下げ部内側プーリ及び上定盤内側プーリは小径円上に所定位置で配置され、又、吊り下げ部外側プーリ及び上定盤外側プーリは大径円上に所定位置で配置され、
吊り下げ部内側プーリは小径円の接線方向に、及び、吊り下げ部外側プーリは大径円の接線方向にそれぞれ略平行な回転軸に軸支され、又、上定盤内側プーリは小径円の半径方向に、及び、上定盤外側プーリは、大径円の半径方向にそれぞれ略平行な回転軸に軸支されることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態である研磨装置について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態の研磨装置の断面図、図２はワイヤの張架方式を説明する説明図である。
【００１０】
研磨装置は、図１で示すように、上定盤１０１、下定盤１０２、キャリア１０３、太陽歯車１０４、内歯歯車１０５による研磨機構を有している。
また、ジョイント１１０、シリンダシャフト１１１、シリンダ１１２により上定盤１０１が上下駆動される駆動機構を有している。
【００１１】
本実施形態の吊り下げ機構について説明する。
この吊り下げ機構は、図１で示すように、上定盤吊り下げ部１、上定盤天板２、吊り下げ部内側プーリ３、吊り下げ部外側プーリ４、上定盤内側プーリ５、上定盤外側プーリ６、ワイヤ７を備えている。
【００１２】
上定盤吊り下げ部１は、ジョイント１１０に取り付けられており、上下動するようになされている。上定盤吊り下げ部１の下方に支柱などで支持された吊り板１ａが設けられており、この吊り板１ａの内側（下定盤１０２の回転軸を基準として内周側）には回動自在に構成された吊り下げ部内側プーリ３が、また、吊り板１ａの外側（下定盤１０２の回転軸を基準として外周側）には回動自在に構成された吊り下げ部外側プーリ４が配置されている。
【００１３】
この上定盤１０１の上側には、上定盤天板２が取り付けられており、上定盤天板２の内側（下定盤１０２の回転軸を基準として内周側）には回動自在に構成された上定盤内側プーリ５が、また、上定盤天板２の外側（下定盤１０２の回転軸を基準として外周側）には回動自在に構成された上定盤外側プーリ６が配置されている。
【００１４】
吊り下げ部内側プーリ３は、図２（ａ），（ｂ）で示すように、小径円上にあって所定位置に複数配置され、小径円の接線方向と略平行に配置される回転軸に軸支されている。
吊り下げ部外側プーリ４は、図２（ａ），（ｂ）で示すように、大径円上にあって所定位置に複数配置され、大径円の接線方向と略平行に配置される回転軸に軸支されている。
【００１５】
上定盤内側プーリ５は、図２（ａ），（ｂ）で示すように、小径円上にあって所定位置に複数配置され、小径円の半径方向と略平行に配置される回転軸に軸支されている。
上定盤外側プーリ６は、図２（ａ），（ｂ）で示すように、大径円上にあって所定位置に複数配置され、大径円の半径方向と略平行に配置される回転軸に軸支されている。
【００１６】
これら吊り下げ部内側プーリ３、吊り下げ部外側プーリ４、上定盤内側プーリ５、および、上定盤外側プーリ６は、エンドレスのワイヤ７により、図２（ａ），（ｂ）で示すように掛け渡される。
例えば、本実施形態では、図２（ｂ）で示すように、吊り下げ部内側プーリ３→吊り下げ部外側プーリ４→上定盤外側プーリ６→上定盤外側プーリ６→吊り下げ部外側プーリ４→吊り下げ部内側プーリ３→上定盤内側プーリ５→上定盤内側プーリ５→吊り下げ部内側プーリ３という掛け渡しが繰り返し行われるというものである。
【００１７】
そして、吊り下げ部内側プーリ３と上定盤内側プーリ５との間に掛け渡されるワイヤ７、および、吊り下げ部外側プーリ４と上定盤外側プーリ６との間に掛け渡されるワイヤ７では、下定盤１０２の研磨加工面の垂直方向と略平行となるように掛け渡される。さらに、吊り下げ部内側プーリ３と上定盤内側プーリ５との間に張り渡されるワイヤ７と、吊り下げ部外側プーリ４と上定盤外側プーリ６との間に張り渡されるワイヤ７との間が一定間隔になるように配置される。
【００１８】
本実施形態ではこのようにワイヤ７が掛け渡されるような吊り下げ部内側プーリ３、吊り下げ部外側プーリ４、上定盤内側プーリ５、および、上定盤外側プーリ６の位置を所定位置としている。これにより上定盤１０１は、小径円および大径円上の多数の個所で二重に等しい張力で吊り下げらて変形しないように維持されて、上定盤１０１と下定盤１０２とを平行に保つ。
【００１９】
このように上定盤１０１は、半径方向に放射状に伸びる半径線と、同心円状になされた小径円と大径円と、の交点で下定盤１０２の研磨加工面に対する垂直線と略平行な方向（つまり重力方向）に伸びる多数のワイヤ７により張力が付与されるため、熱変・自重等に起因する変形が抑制される。
【００２０】
以上、本発明の実施形態について説明した。
なお、本実施形態では特に遊星歯車方式の研磨装置について説明したが、他の方式の研磨装置であっても、上定盤１０１が吊り下げ構造の研磨装置に適用できるものである。
また、吊り下げ部内側プーリ３、吊り下げ部外側プーリ４、上定盤内側プーリ５、上定盤外側プーリ６の個数は適宜選択される。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、吊り下げ構造である上定盤の変形を極力抑止し、上定盤と下定盤の密着状態を保つような研磨装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の研磨装置の断面図である。
【図２】ワイヤの張架方式を説明する説明図である。
【符号の説明】
１上定盤吊り下げ部
１ａ吊り板
２上定盤天板
３吊り下げ部内側プーリ
４吊り下げ部外側プーリ
５上定盤内側プーリ
６上定盤外側プーリ
７ワイヤ
１０１上定盤
１０２下定盤
１０３キャリア
１０３ａワーク保持孔
１０４太陽歯車
１０５内歯歯車
１１０ジョイント
１１１シリンダシャフト
１１２シリンダ
２００ワーク

Claims

外周に歯面を形成するとともに回転方向に複数個のワーク保持孔を穿設したキャリヤを水平面内に配置された太陽歯車と内歯歯車との間に複数個噛合わせておき、このワーク保持孔にワークを挿入するとともにキャリヤの表裏両面を下定盤と上下動可能な上定盤との間に挟み込んだ状態にして、太陽歯車と内歯歯車とを回転させることでキャリヤを遊星運動させ、同時に下定盤をキャリヤに対して相対的に回転させてワークを研磨する研磨装置において、
上定盤の上方に設けられる上定盤吊り下げ部と、
上定盤吊り下げ部の内側に設けられる吊り下げ部内側プーリと、
上定盤吊り下げ部の外側に設けられる吊り下げ部外側プーリと、
上定盤の内側に設けられる上定盤内側プーリと、
上定盤の外側に設けられる上定盤外側プーリと、
これら吊り下げ部内側プーリ、吊り下げ部外側プーリ、上定盤内側プーリ、および、上定盤外側プーリに掛け渡されるエンドレスのワイヤと、
を備え、
このワイヤは、吊り下げ部内側プーリと上定盤内側プーリとの間、及び、吊り下げ部外側プーリと上定盤外側プーリとの間では、下定盤の研磨加工面の垂直線に対して略平行となるように掛け渡されることを特徴とする研磨装置。
請求項１に記載の研磨装置において、
吊り下げ部内側プーリ及び上定盤内側プーリは小径円上に所定位置で配置され、又、吊り下げ部外側プーリ及び上定盤外側プーリは大径円上に所定位置で配置され、
吊り下げ部内側プーリは小径円の接線方向に、及び、吊り下げ部外側プーリは大径円の接線方向にそれぞれ略平行な回転軸に軸支され、又、上定盤内側プーリは小径円の半径方向に、及び、上定盤外側プーリは、大径円の半径方向にそれぞれ略平行な回転軸に軸支されることを特徴とする研磨装置。