JP2004363181A - ワークの研磨方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各モーターM1〜M4を制御する制御装置11に、上定盤駆動用のモーターM1の駆動電流を検出する電流検出装置23と、その電流値が変化する変曲点を検出して研磨を終了させる変曲点検出装置24とを設け、かつ、研磨装置に、研磨中のワークWの厚さを測定し、該ワークWが目標厚さとなる直前に上記変曲点検出装置24をオンさせるタイミング設定装置25を設ける。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハのようなディスク形をしたワークを研磨するための技術に関するものであり、さらに詳しくは、上記ワークが目標厚さになったところで定寸機能を働かせて研磨装置を自動的に停止させるワークの研磨技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウエハのようなディスク形をしたワークを研磨するための研磨装置としては、従来より、ラッピング装置、ポリシング装置、あるいはCMP(化学的機械研磨)装置などが知られている。また、これらの研磨装置には、1つの定盤にワークを押し付けて研磨する片面研磨装置と、上下2つの定盤の間にワークを挟んで研磨する両面研磨装置とがある。
【0003】
このうち両面研磨装置は、図7に模式的に示すように、同軸状に位置する円環状の上定盤50及び下定盤51と、これら両定盤50,51の中心に位置する太陽歯車52と、両定盤50,51の回りを取り囲むように位置する内歯歯車53と、上記下定盤51上に位置してこれら両歯車52,53に噛合する複数のキャリヤ54とを有していて、図示しないモーターでこれらの定盤50,51と歯車52,53とを中心軸線の回りに回転させながら、太陽歯車52の回りを公転しながら自転する各キャリヤ54に保持されたワークWを、上記両定盤50,51間に挟持して研磨するものである。このとき両定盤50,51間には、研磨目的に応じて成分調整された研磨材スラリーが供給される。
【0004】
この種の研磨装置は、通常、ワークが目標厚さになったところで装置を自動的に停止させる定寸機構を備えている。一般的な定寸機構は、厚さセンサー(変移センサー)を備えていて、この厚さセンサーでワークの厚さを検出し、それが目標厚さになった時点で研磨装置を停止させるように構成されている。この場合、上記厚さセンサーでワークWの厚さを直接検出するのではなく、通常は、研磨と共に徐々に下降していく上定盤50の位置を検出することによって上下の定盤50,51間の間隔Sをワークの厚さとして検出し、その間隔Sがワークの目標厚さと等しくなった時に研磨を終了するようにしている。また、上記キャリヤ54として、ワークWの目標厚さより薄肉のものが使用されており、従って、研磨終了時に上定盤50が該キャリヤ54に接触することはない。
【0005】
一方、特許文献1には、定寸機構の他の例として、上述したような厚さセンサーを用いることなく、上定盤がキャリヤと接触したことを検出して研磨装置を停止させるようにしたものが開示されている。これは、上定盤がキャリヤと接触するとモーターが過負荷状態になることを利用するもので、ワークの目標厚さと同じ厚さのキャリヤを使用し、上定盤を駆動するモーターの負荷状態を負荷検出センサーで常時監視し、上定盤がキャリヤと接触して過負荷状態になったときモーターを停止させるものである。
【0006】
上記特許文献1にも記載されているように、このようなキャリヤ定寸方式を用いると、厚さセンサー等によるその他の定寸方式を用いる場合に比べ、ワークの平坦度が大幅に改善されることが知られている。このことは、本発明者らが行った研磨実験によっても確かめられている。しかしながら一方で、このキャリヤ定寸方式は、誤作動を起こし易いことも実験から分かっている。
【0007】
即ち、このキャリヤ定寸方式は、上定盤を駆動するモーターの負荷状態をその駆動電流により監視し、上定盤がキャリヤと接触して駆動電流が増大したとき、その変曲点を検出してモーターを停止させるようにしており、その場合の加工時間と駆動電流との関係は、本発明者らが行った研磨実験から概ね図4の曲線Aに示すようになることが分かっている。研磨開始時に駆動電流が激しく変化しているが、これは、研磨初期には複数のワークの厚さが揃っていないため、研磨と共に上定盤に接触するワークの数が変化することや、各ワークの当初表面には大きな凹凸があることから、上定盤に加わる負荷が変動するといったような理由が考えられる。
【0008】
上述した時期を過ぎると、駆動電流は平均的には徐々に減少して行くが、必ずしも滑らかに減少して行くとは限らず、変曲点aに示すように一時的に増大傾向を示したり、変曲点bのように横這い状態になったりするなど、様々な形で変化しながら減少していく。これは、研磨に伴う研磨材の形状の変化や、その供給状態、あるいはワークと定盤との接触状態の変化などによる影響で、負荷状態が変動するためと考えられる。そして、上定盤がキャリヤに接触すると、変曲点cに示すように駆動電流が増大に転じ、この点が研磨終点を示す正規の変曲点となるのである。
【0009】
従って、制御装置を単に駆動電流の変曲点を検出したとき研磨を終了するように設定しておくと、上定盤がキャリヤに接触する以前に現れる不正な変曲点a,bを正規の変曲点cと誤認し、誤作動を生じ易い。
【0010】
ここで、上記不正な変曲点a,bは、通常、正規の変曲点cに比べて駆動電流の変化の度合いが小さいため、駆動電流がある程度増大した状態を確認したあとで研磨装置を停止するように設定しておけば、正規の変曲点を正確に検出することが可能となって誤作動を防止することができる。しかし、この場合には、研磨終了のタイミングが大幅に遅れるため、その分ワークが過剰に研磨されて平坦度の低下を来すだけでなく、キャリヤも相当量研磨されて寿命の低下につながり易い。
【0011】
【特許文献1】
特開2001−260015号公報
【特許文献2】
特開2002−144224号公報
【特許文献3】
特開平6−71556号公報
【特許文献4】
特開平3−86466号公報
【特許文献5】
特開平11−347926号公報
【特許文献6】
特開平5−138529号公報
【特許文献7】
特開平9−262743号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、上述したキャリヤ定寸方式を用いたワーク研磨において、定盤とキャリヤとの接触に伴うモーターの駆動電流の変化を検出して研磨を終了する場合に、駆動電流が変化する変曲点が複数存在する場合でも、研磨終点を示す正規の変曲点を確実にしかもタイミング遅れを生じることなく検出できるようにすることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明によれば、研磨すべきワークを、該ワークの目標厚さと実質的に同じ厚さを有するキャリヤに保持させて、モーターで回転駆動される定盤によって上記キャリヤと同じ厚さになるまで研磨する方法であって、上記モーターの駆動電流を検出する機能、定盤とキャリヤとの接触により電流値が変化する変曲点を検出する機能、及び研磨を終了させる機能を備えた制御装置と、ワークの研磨開始後上記制御装置の変曲点検出機能をオフ状態に保持し、ワークが目標厚さとなる直前にこの変曲点検出機能をオンとするタイミング設定装置とを使用し、上記制御装置の変曲点検出機能をオンにしたあとの変曲点を検出した時点で研磨を終了させることを特徴とするワークの研磨方法が提供される。
【0014】
上記構成を有する本発明の研磨方法によれば、タイミング設定装置により制御装置の変曲点検出機能を、ワークが目標厚さとなる直前にオン状態に切り換え、その切り換え後に検出される変曲点で研磨を終了させるようにしているため、研磨の途中に駆動電流が変化することによって不正な変曲点が複数存在する場合であっても、研磨終点を示す正規の変曲点を確実にしかもタイミング遅れを生じることなく検出することができ、研磨装置を研磨終点に正確に停止させることができる。
【0015】
本発明において好ましくは、上記タイミング設定装置が、ワークの厚さを検出する厚さセンサーを有していて、この厚さセンサーによる測定厚さと上記目標厚さとの差が一定値以下になったとき上記制御装置がオンさせられるように構成される。
【0016】
また、上記研磨方法を実施するため、本発明によれば、ワークを研磨するための少なくとも1つの定盤と、研磨後のワークの目標厚さと実質的に同じ厚さを有していて、研磨中のワークを保持すると共に、該ワークが目標厚さになったとき上記定盤に接触するように構成されたキャリヤと、上記定盤を個別に駆動する少なくとも1つの定盤用モーターと、1つ以上の定盤用モーターの駆動電流を検出する電流検出装置、及びその電流値が変化する変曲点を検出して研磨を終了させる変曲点検出装置、を備えた制御装置と、ワークの研磨開始後しばらくの間は上記制御装置の変曲点検出装置をオフ状態に保持し、ワークが目標厚さとなる直前にこの変曲点検出装置をオン状態に切り換えるタイミング設定装置とを有することを特徴とするワークの研磨装置が提供される。
【0017】
本発明の1つの構成態様によれば、上記タイミング設定装置が、ワークの厚さを検出する厚さセンサーを有していて、この厚さセンサーによる測定厚さと上記目標厚さとの差が一定値以下になったとき上記制御装置をオンさせるように構成されている。
【0018】
本発明の1つの具体的な実施形態によれば、上記研磨装置が両面研磨装置であって、この両面研磨装置が、上下2つの定盤と、これらの定盤を個別に駆動する2つの定盤用モーターと、太陽歯車及び内歯歯車と、これら両歯車に噛合して上下の定盤の間を公転しながら自転する上記キャリヤとを有し、上記制御装置における電流検出装置が、上記2つの定盤用モーターの少なくとも一方に接続されている。
【0019】
また、本発明の他の具体的な実施形態によれば、上記研磨装置が片面研磨装置であって、この片面研磨装置が、1つの定盤と、該定盤を駆動する定盤用モーターと、上記定盤にワークを押し付けるための加圧プレートと、これらの定盤と加圧プレートとの間に介在する上記キャリヤとを有している。
【0020】
さらに、本発明によれば、ワークを研磨するための1つの定盤と、上記定盤にワークを押し付けるための少なくとも1つの加圧プレートと、上記加圧プレートの下面に取り付けられていて、研磨後のワークの目標厚さと実質的に同じ厚さを有し、研磨中のワークを保持すると共に、該ワークが目標厚さになったとき上記定盤に接触するように構成されたキャリヤと、上記定盤を駆動する定盤用モーター、及び上記各加圧プレートを個別に駆動する加圧プレート用モーターと、上記定盤用モーター及び加圧プレート用モーターの少なくとも1つに接続されて駆動電流を検出する電流検出装置、及びその電流値が変化する変曲点を検出して研磨を終了させる変曲点検出装置、を備えた制御装置と、ワークの研磨開始後しばらくの間は上記制御装置の変曲点検出装置をオフ状態に保持し、ワークが目標厚さとなる直前にこの変曲点検出装置をオン状態に切り換えるタイミング設定装置とを有することを特徴とするワークの研磨装置が提供される。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る研磨装置の第1実施例を概略的に示すもので、この第1実施例は、ディスク形をしたワークWの両面を研磨する両面研磨装置である。この研磨装置1Aは、同軸状に位置する円環状の上定盤2及び下定盤3と、これら両定盤2,3の中心部に位置する太陽歯車4と、両定盤2,3の外周を取り囲むように位置する内歯歯車5と、下定盤3上に載置された状態でこれら両歯車4,5に噛合する複数のキャリヤ6とを有している。これらの各キャリヤ6は、ワークWの目標厚さ即ち研磨後の厚さと実質的に同じ厚さに形成されていて、それぞれが複数のワーク保持孔を有し、各ワーク保持孔内に研磨すべきワークWを嵌合状態に保持するものである。
【0022】
そして、図2からも分かるように、各キャリヤ6に保持された複数のワークWを上下の定盤2,3によって両側から挟持し、研磨目的に応じて成分調整された研磨材スラリーを上定盤2に設けた供給孔8からこれら両定盤2,3間に供給しながら、通常は互いに逆向きに回転するこれらの定盤2,3の作業面で該ワークWをキャリヤ6と同じ厚さになるまで研磨加工するものである。研磨加工時に上記キャリヤ6は、上記両歯車4,5で駆動されることにより、太陽歯車4の回りを公転しながら自転する。そして、ワークWが目標厚さまで研磨されると、図3に示すように上定盤2が各キャリヤ6に接触することになる。換言すると、上定盤2が各キャリヤ6に接触した時点が研磨終点となる。
【0023】
上記下定盤3と太陽歯車4と内歯歯車5は、同軸状に配設された駆動軸3a,4a,5aの上端にそれぞれ取り付けられ、各駆動軸の下端のギヤ3b,4b,5bを介して個別のモーターM2,M3,M4にそれぞれ連結され、これらの各モーターを制御装置11で制御することにより、所定の回転方向に所定の回転速度で駆動されるようになっている。
【0024】
一方、上記上定盤2は、研磨装置の機体14に取り付けられた昇降用シリンダ15のロッド15aに、上定盤2に加圧力を作用させる加圧用シリンダ16、該加圧用シリンダ16から延出する加圧ロッド16a、該加圧ロッド16aの下端に取り付けられた定盤吊り17、該定盤吊り17から垂下する複数のスタッド18、及び該スタッド18の下端に固定された中継プレート19を介して取り付けられ、図示の下降位置において中継プレート19上の係止部材20が駆動軸2aの上端のドライバ2cに係合するようになっている。上記駆動軸2aは、その下端のギヤ2bを介してモーターM1に連結され、このモーターM1が上記制御装置11に連結されており、この制御装置11で該モーターM1を制御することにより、所定の回転方向に所定の回転速度で駆動されるようになっている。
【0025】
上記制御装置11は、上記上定盤用モーターM1の駆動電流を検出する電流検出装置23と、検出された駆動電流が変化する変曲点を検出して研磨装置を停止させる変曲点検出装置24とを有している。そして、ワークの研磨中に上記電流検出装置23で上記モーターM1の駆動電流を連続的に監視し、変曲点検出装置24で駆動電流の変曲点が検出されると、この変曲点検出装置24からの信号で制御装置11が研磨装置を停止するように構成されている。
【0026】
図4には、ワークWの研磨時間(秒)と、上定盤用モーターM1の駆動電流との関係が、曲線Aとして示されている。この駆動電流の特性については、「従来の技術」の項で説明した通りであり、そこで説明したように、研磨を開始したあと駆動電流は、平均的には徐々に減少して行くが、必ずしも滑らかに減少して行くとは限らず、変曲点aに示すように一時的に増大傾向を示したり、変曲点bのように勾配が緩やかになるかあるいは零に近い状態になるなど、様々な形で変化しながら減少していく。そして、ワークWが目標厚さまで研磨されて上定盤2がキャリヤ6に接触し、両定盤2,3間にキャリヤ6が挟持されてこれらの定盤とキャリヤとの接触圧が増大すると、モータM1の負荷が増大するため、駆動電流は変曲点cに示すように増大に転じ、この点が研磨終点を示す正規の変曲点となる。
【0027】
ところが、上記制御装置11は、変曲点検出装置24が駆動電流の変曲点を検出したとき研磨を終了するように設定されているため、上定盤2がキャリヤ6に接触する以前に現れる不正な変曲点aやb等を正規の変曲点cと誤認し、誤作動を生じるおそれがある。そこで、上記研磨装置には、このような誤作動を防止するため、タイミング設定装置25が付設されている。このタイミング設定装置25は、研磨開始後しばらくの間は上記制御装置11における変曲点検出装置24をオフ状態に保持し、ワークWが目標厚さになる直前にこの変曲点検出装置24をオン状態に切り換えるもので、以下のように構成されている。
【0028】
即ち、上記タイミング設定装置25は、ワークWの厚さを測定する厚さセンサー(変移センサー)27を備えている。この厚さセンサー27は、上記駆動軸2aの内部上端に取り付けられていて、研磨の進行と共に下降していく上定盤2の位置を検出して両定盤2,3間の間隔を求め、その間隔をワークWの厚さとして検出するものである。さらに詳しく説明すると、この厚さセンサー27は磁気スケール等からなる接触式のもので、上方に向けて伸縮自在に延出する触針27aの先端を、上定盤2と一体の関係にある定盤吊り17の下面の接触子17aに接触させ、この定盤吊り17の変移を上定盤2の変移として電気信号に変換して取り出すものである。
【0029】
しかし、上記厚さセンサー27の構成や測定方式は、このようなものに限定されない。例えば、エアゲージや超音波あるいは光などを用いる非接触式の厚さセンサーを使用することもでき、また、厚さセンサーで上定盤の位置を直接検出するように構成することもできる。
【0030】
図4中の曲線Bは、上記厚さセンサー27によるワークWの測定厚さ(両定盤2,3間の間隔)と研磨時間との関係を示すものである。研磨初期の曲線の勾配が最も急になっているのは、最初は複数のワークWの厚さが揃っていないことから、上定盤2で研磨されるワークWの数が少なく、上定盤2の下降が急速に行われるため、測定厚さも急激に減少するためであると考えられる。全てのワークWが上定盤2に接触すると、変化点xを境にして勾配は緩やかになり、測定厚さはほぼ一定の割合で減少していく。そして、ワークWがキャリヤ6と同じ厚さになるまで研磨されると、上定盤2が該キャリヤ6に接触するため、変化点yを境にして研磨速度は低下し、勾配がさらに緩やかになる。上記変化点yは、駆動電流の特性曲線Aにおける変曲点cに対応している。
【0031】
上記厚さセンサー27で検出されたワークWの測定厚さtは、上記タイミング設定装置25に入力され、ここで予め設定された基準厚さTと比較され、それらの差が零になったとき、換言すれば、測定厚さtが基準厚さTと等しくなったとき、上記変曲点検出装置24がオン状態に切り換えられる。上記基準厚さTは、ワークWの目標厚さよりも僅かに大きい値であって、その最適値は、ワークWの種類や研磨条件等によっても異なるが、通常の半導体ウエハの研磨においては、ワークWの目標厚さより数〜十数μm程度大きい値であることが望ましい。具体的には、上記基準厚さTと目標厚さとの差は2〜15μm程度であることが好ましく、より好ましくは5μm前後である。これは、各種の実験により得られたモーターの駆動電流の特性データから、研磨終点近くにおいては、このような十数μm程度の厚さを研磨する間に駆動電流の不正な変曲点は現れにくいということが知見されたことによるものである。しかし、上記基準値はこれ以外の数値であっても良いことはもちろんである。
【0032】
なお、上記のようにタイミング設定装置25に基準厚さTを設定し、これとワークWの測定厚さtとを比較する代わりに、ワークWの目標厚さを設定し、これと測定厚さとを比較して、それらの偏差が一定値以下になったときに上記変曲点検出装置24をオンさせるようにすることもできる。このときの偏差は、上述した基準厚さと目標厚さとの差に等しく設定される。
【0033】
かくして、上記タイミング設定装置25によって変曲点検出装置24は、研磨開始後しばらくの間はオフ状態に保持され、ワークWが目標厚さになる直前にオン状態に切り換えられる。従って、上記変曲点検出装置24がオフ状態の間に駆動電流がいくら変化しても、誤作動により研磨装置が停止することはない。そして、上記変曲点検出装置24がオン状態に切り換えられたあと、ワークWが目標厚さまで研磨されて上定盤2が各キャリヤ6に接触すると、負荷の増大によって上定盤用モーターの駆動電流が変曲点cに示すように増大するため、この変曲点cが上記変曲点検出装置24により研磨終点として検出され、制御装置11に信号が送られて研磨装置が停止され、研磨が終了する。従ってこの変曲点cは、上記変曲点検出装置24がオン状態に切り換えられたあと最初に検出する変曲点である。
【0034】
そしてこのように、上記変曲点検出装置24をワークWが目標厚さになる直前にオン状態に切り換え、それが最初に検出する変曲点cで研磨装置を停止するようにすれば、他の不正な変曲点a,bとの間の駆動電流の変化の度合いを比較する必要がないため、駆動電流がかなり増大する段階まで待って正規の変曲点cかどうかを判断する必要がなくなり、例えば、駆動電流の減少勾配がほぼ零になった時点か、あるいはやや上昇に転じた時点で研磨を終了することが可能になる。この結果、研磨終了のタイミングが遅れるといったような問題がなくなり、ワークWが過剰に研磨されて平坦度の低下を来したり、キャリヤ6が研磨されて寿命の低下につながるといったような問題を解消することができる。
【0035】
図5は、上記第1実施例の研磨装置の動作を説明するためのフローチャートの一例である。上定盤2を上昇させた状態で各キャリヤ6のワーク保持孔内にワークWをセットし、上定盤2を下降させてスタートボタンを押すと、制御装置11の動作が開始する(ステップS00)。ステップS01において、図示しないスラリー供給装置から研磨材スラリーの供給が開始され、ステップS02において全てのモーターM1〜M4が始動して研磨が開始される。それと同時に、ステップS03において、タイミング設定装置25によるワークWの厚さ測定がスタートし、ステップS04に示すように測定厚さtと基準厚さTとが比較される。そして、これらの測定厚さtと基準厚さTとが等しくなるまでステップS03とステップS04のループが繰り返される。
【0036】
上記ワークWの測定厚さtと基準厚さTとが等しくなると、ステップS05において変曲点検出装置24が起動し、ステップS06において、電流検出装置23が検出した上定盤駆動用モーターの駆動電流値Idが上記変曲点検出装置24に参照電流値Irとして記憶される。次にステップS07において、上記変曲点検出装置24に電流検出装置23が検出した駆動電流値Idが再度取り込まれ、ステップS08においてこの駆動電流値Idと先に記憶された参照電流値Irとが比較される。そして、駆動電流値Idが参照電流値Irよりも小さい場合はステップS09に進み、再び先に取り込んだ駆動電流値Idを参照電流値Irとして記憶し、再度ステップ07に戻り、上述した動作が繰り返される。そして、駆動電流値Idが参照電流値Irと等しくなるかあるいは大きくなると、ステップS10に進み、研磨装置が停止されて研磨が終了(ステップS99)する。
【0037】
なお、上記実施例では、電流検出装置23で上定盤用モーターM1の駆動電流を検出するようにしているが、ワークWが目標厚さまで研磨されて上定盤2がキャリヤ6に接触し、両定盤2,3間にキャリヤ6が挟持されてこれらの定盤とキャリヤとの接触圧が増大すると、それに伴って下定盤用モータM2の駆動電流も同様に変化するため、この下定盤用モータM2の駆動電流を検出して研磨装置を停止させるように構成することもできる。あるいは、上定盤用モーターM1と下定盤用モータM2の両方の駆動電流を検出し、それらの電流値の変化から研磨終点を最適なタイミングで検出して研磨装置を停止させるように構成することも可能である。
【0038】
図6は本発明の第2実施例を概念的に示すもので、この第2実施例の研磨装置1Bは、ワークWの片面を研磨する片面研磨装置である。この片面研磨装置は、鉛直な中心軸線の回りを回転する1つの定盤30と、この定盤30の上面に形成された作業面にワークWを押し付けるための少なくとも1つの加圧プレート31とを有している。
【0039】
上記定盤30は、その駆動軸30aが定盤用モーターM5に接続され、このモーターM5が制御装置33に接続されている。この制御装置33は、上記第1実施例の制御装置11と同様の構成を有するもので、上記モーターM5の駆動電流を検出する電流検出装置34と、検出された駆動電流が変化する変曲点を検出して研磨装置を停止させる変曲点検出装置35とを有していて、その動作は第1実施例の場合と実質的に同じである。
【0040】
また、上記加圧プレート31は、駆動軸32を図示しない昇降機構に支持されて昇降自在であると共に、上記制御装置33で制御される個別の加圧プレート用モーターM6に連結されて中心軸線の回りに駆動回転自在となっており、該加圧プレート31の下面には、ワークWを保持するキャリヤ36が固定的にあるいは着脱自在に取り付けられている。このキャリヤ36は、加圧プレート31のワーク当接面31aから突出する高さhが実質的な厚さであって、この厚さhがワークWの目標厚さと同じに形成されている。従ってワークWが目標厚さまで研磨されると、このキャリヤ36の下面が定盤30に接触する。
【0041】
さらに、上記加圧プレート31には、ワークWの厚さを検出するための厚さセンサー37が取り付けられていて、この厚さセンサー37がタイミング設定装置38に接続され、このタイミング設定装置38が、上記制御装置33に接続されている。このタイミング設定装置38の動作も第1実施例の場合と実質的に同じである。
【0042】
図示した厚さセンサー37は、エアゲージや超音波式又は光学式などの非接触式のセンサーで、上記加圧プレート31のワーク当接面31aと定盤30との間の間隔を検出するように構成されているが、ワークWの厚さを直接検出する方式であっても良い。
また、図中39は、定盤30の上面中央部に研磨材を供給するための供給ノズルである。
【0043】
なお、この第2実施例においても、電流検出装置34で定盤用モーターM5の駆動電流を検出する代わりに、何れか1つ以上の加圧プレート用モーターM6の駆動電流を検出して研磨終点を検出するようにしても良く、あるいは、定盤用モーターM5と1つ以上の加圧プレート用モーターM6の両方の駆動電流を同時に検出し、それらの電流の変曲点から適正な研磨終点を検出して研磨装置を停止させるように構成することもできる。
【0044】
上記各実施例では、タイミング設定装置25,38が厚さセンサー27,37を有していて、この厚さセンサーによりワークの厚さを測定し、その測定厚さに基づいて変曲点検出装置24,35をオン・オフさせるタイミングを決めているが、このような厚さセンサー27,37の代わりにタイマーを使用し、このタイマーで、研磨開始からしばらくの間、即ち、ワークの厚さが目標厚さに近づくまでの間は、上記変曲点検出装置24,35をオフ状態に保持し、ワークの厚さが目標厚さに近づいた時点でこの変曲点検出装置24,35をオン状態に切り換えるように設定することもできる。この場合の設定時間は、ワークの種類や厚さあるいは研磨条件等によって異なるが、事前に行うワークの研磨実験や過去の研磨に関する経験則等から適正な時間を知ることができる。例えば、図4に示すデータに基づいて研磨を行う場合は、研磨開始後約350秒位に上記変曲点検出装置がオンになるように時間設定をすれば良い。
【0045】
【発明の効果】
このように本発明によれば、キャリヤ定寸方式によるワークの研磨において、定盤とキャリヤとの接触に伴うモーターの駆動電流の変化を検出して研磨を終了する場合に、駆動電流が変化する変曲点が複数存在する場合でも、研磨終点を示す正規の変曲点を確実にしかもタイミング遅れを生じることなく検出することができ、この結果、研磨装置を誤動作を生じることなく研磨終点に正確に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る研磨装置の第1実施例を示す断面図である。
【図2】研磨途中の状態を示す図2の要部拡大図である。
【図3】研磨終点の状態を示す図2の要部拡大図である。
【図4】研磨時間とモーター駆動電流及びワーク厚さとの関係を示す線図である。
【図5】第1実施例の研磨装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図6】本発明に係る研磨装置の第2実施例を概略的に示す要部断面図である。
【図7】従来の研磨装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
1A,1B 研磨装置
2,3,30 定盤
4 太陽歯車
5 内歯歯車
6,36 キャリヤ
11,33 制御装置
23,34 電流検出装置
24,35 変曲点検出装置
25,38 タイミング設定装置
27,37 厚さセンサー
M1,M2,M3,M4,M5,M6 モーター
W ワーク
t 測定厚さ
T 基準厚さ
Claims (7)
- 研磨すべきワークを、該ワークの研磨後の目標厚さと実質的に同じ厚さを有するキャリヤに保持させて、モーターで回転駆動される定盤によって上記キャリヤと同じ厚さになるまで研磨する方法であって、
上記モーターの駆動電流を検出する機能、定盤とキャリヤとの接触により電流値が変化する変曲点を検出する機能、及び研磨を終了させる機能を備えた制御装置と、ワークの研磨開始後上記制御装置の変曲点検出機能をオフ状態に保持し、ワークが目標厚さとなる直前にこの変曲点検出機能をオンとするタイミング設定装置とを使用し、上記制御装置の変曲点検出機能をオンにしたあとの変曲点を検出した時点で研磨を終了させることを特徴とするワークの研磨方法。 - 上記タイミング設定装置が、ワークの厚さを検出する厚さセンサーを有していて、この厚さセンサーによる測定厚さと上記目標厚さとの差が一定値以下になったときに上記制御装置の変曲点検出機能をオンさせることを特徴とする請求項1に記載の研磨方法。
- ワークを研磨するための少なくとも1つの定盤と、
研磨後のワークの目標厚さと実質的に同じ厚さを有していて、研磨中のワークを保持すると共に、該ワークが目標厚さになったとき上記定盤に接触するように構成されたキャリヤと、
上記定盤を個別に駆動する少なくとも1つの定盤用モーターと、
1つ以上の定盤用モーターの駆動電流を検出する電流検出装置、及びその電流値が変化する変曲点を検出して研磨を終了させる変曲点検出装置、を備えた制御装置と、
ワークの研磨開始後しばらくの間は上記制御装置の変曲点検出装置をオフ状態に保持し、ワークが目標厚さとなる直前にこの変曲点検出装置をオン状態に切り換えるタイミング設定装置と、
を有することを特徴とするワークの研磨装置。 - 上記タイミング設定装置が、ワークの厚さを検出する厚さセンサーを有していて、この厚さセンサーによる測定厚さと上記目標厚さとの差が一定値以下になったとき上記制御装置の変曲点検出装置をオンさせるように構成されていることを特徴とする請求項3に記載の研磨装置。
- 上記研磨装置が両面研磨装置であって、この両面研磨装置が、上下2つの定盤と、これらの定盤を個別に駆動する2つの定盤用モーターと、太陽歯車及び内歯歯車と、これら両歯車に噛合して上下の定盤の間を公転しながら自転する上記キャリヤとを有し、上記制御装置の電流検出装置が、上記2つの定盤用モーターの少なくとも一方に接続されていることを特徴とする請求項3から5までの何れかに記載の研磨装置。
- 上記研磨装置が片面研磨装置であって、この片面研磨装置が、1つの定盤と、該定盤を駆動する定盤用モーターと、上記定盤にワークを押し付けるための加圧プレートと、これらの定盤と加圧プレートとの間に介在する上記キャリヤとを有することを特徴とする請求項3から5までの何れかに記載の研磨装置。
- ワークを研磨するための1つの定盤と、
上記定盤にワークを押し付けるための少なくとも1つの加圧プレートと、
上記加圧プレートの下面に取り付けられていて、研磨後のワークの目標厚さと実質的に同じ厚さを有し、研磨中のワークを保持すると共に、該ワークが目標厚さになったとき上記定盤に接触するように構成されたキャリヤと、
上記定盤を駆動する定盤用モーター、及び上記各加圧プレートを個別に駆動する加圧プレート用モーターと、
上記定盤用モーター及び加圧プレート用モーターの少なくとも1つに接続されて駆動電流を検出する電流検出装置、及びその電流値が変化する変曲点を検出して研磨を終了させる変曲点検出装置、を備えた制御装置と、
ワークの研磨開始後しばらくの間は上記制御装置の変曲点検出装置をオフ状態に保持し、ワークが目標厚さとなる直前にこの変曲点検出装置をオン状態に切り換えるタイミング設定装置と、
を有することを特徴とするワークの研磨装置。
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