JP2007098542A - 両面研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を大型化させることなく大型のワークの研磨を行うことができる両面研磨装置を提供する。
【解決手段】回転駆動される平坦な研磨上面２ａを有する下定盤２と、前記下定盤２に対向して配置され回転駆動される平坦な研磨下面４ａを有する上定盤４と、前記下定盤２と前記上定盤４により挟持される板状のワークを保持するワーク保持孔を有するキャリアと、前記キャリアを前記下定盤２と前記上定盤４との間に保持するキャリア保持部材１６と、前記キャリア保持部材１６を前記下定盤２と前記上定盤４との間で揺動させる揺動機構２４とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ワークの両面を平坦化するために研磨を行なう両面研磨装置に関するものである。

従来から両面研磨装置として種々の装置が存在するが遊星歯車機構を用いた両面研磨装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。この遊星歯車機構を用いた両面研磨装置においては、回転可能に設けられた下定盤と、下定盤の上方に回転可能に設けられた上定盤と、下定盤の中心部に回転可能に設けられるサンギヤと、下定盤の外周部に回転可能に設けられるインターナルギヤと、サンギヤとインターナルギヤとの間に噛合されて両ギヤの協働によって自転、公転するワークを保持可能なキャリアとを備え、下定盤と上定盤によりワークの両面の研磨を同時に行なっている。

特開２００５-２８４９８号公報

ところで露光装置においては、基板の大型化に伴いフォトマスクも大型化している。フォトマスクの原料基板として用いられる合成石英ガラス基板（ワーク）には、清浄であること、傷がないこと、平坦であることなどが要求されるが、ワークの平坦度は露光時の焦点に影響を与えることから、特に重要な項目であり、フォトマスクとして用いられる大型のワークの平坦度をより向上させることが求められる。

しかしながら、上述の遊星歯車機構を用いた両面研磨装置を用いて、大型のワークの研磨を行なう場合には、両面研磨装置が大型化し、また装置の製造コストが増大するという問題がある。

この発明の課題は、装置を大型化させることなく大型のワークの研磨を行うことができる両面研磨装置を提供することである。

本発明の両面研磨装置は、回転駆動される平坦な研磨上面（２ａ）を有する下定盤（２）と、前記下定盤（２）に対向して配置され回転駆動される平坦な研磨下面（４ａ）を有する上定盤（４）と、前記下定盤（２）と前記上定盤（４）により挟持される板状のワーク（１２）を保持するワーク保持孔（１０ａ）を有するキャリア（１０）と、前記キャリア（１０）を前記下定盤（２）と前記上定盤（４）との間に保持するキャリア保持部材（１６）と、前記キャリア保持部材（１６）を前記下定盤（２）と前記上定盤（４）との間で揺動させる揺動機構（２０，２２）とを備えることを特徴とする。

本発明の両面研磨装置によれば、装置を大型化させることなく大型のワークの研磨を行うことができる両面研磨装置を提供することができる。

本発明の両面研磨装置によれば、装置を大型化させることがないことから、装置の製造コストを低減させることができ、低コストの両面研磨装置により大型のワークの両面研磨を良好に行うことができる。

図面を参照して、本発明の実施の形態に係る両面研磨装置について説明を行なう。図１は両面研磨装置の側面図、図２は両面研磨装置の下定盤、第１アーム及び第２アーム部分の平面図である。

本実施の形態に係る両面研磨装置は、円板形状を有する下定盤２と、円板形状を有する上定盤４とを備えている。下定盤２は平坦で且つ円形の研磨上面２ａを有し、上定盤４は研磨上面２ａに対向して配置された平坦で且つ円形の研磨下面４ａを有している。下定盤２は、装置本体下部６に配設された図示しないモータにより回転駆動され、上定盤４は装置本体上部８に配設された図示しないモータにより回転駆動される。

下定盤２と上定盤４との間には、合成石英ガラスにより形成された板状のワーク１２を保持するワーク保持孔１０ａを有する板状のワークキャリア１０が配置されている。板状のワーク１２は矩形形状を有し、ワーク保持孔１０ａは、板状のワーク１２の大きさよりも僅かに大きい矩形形状を有している。ワークキャリア１０により保持される板状のワーク１２は、下定盤２の研磨上面２ａと上定盤４の研磨下面４ａにより挟持される。

図３はワークキャリア１０の平面図であり、図４は図３のＡ−Ａ断面図である。図３に示すように、ワークキャリア１０は、対向する一方の２辺が平行であり、他方の２辺が円弧形状を有している。また、ワークキャリア１０は、大型のワークを保持するものであり、矩形形状を有するワーク保持孔１０ａは、矩形形状の少なくとも一辺が研磨上面２ａ及び研磨下面４ａの半径よりも大きく形成されている。

また、ワークキャリア１０のワーク保持孔１０ａの内壁面には、ウレタンゴムにより形成された弾性部材１４が備えられている。即ち、弾性部材１４は、矩形形状を有するワーク保持孔１０ａの４隅近傍を除く４つの内壁面に備えられている。図４に示すように、弾性部材１４は、ワーク保持孔１０ａの内壁面に設けられた凹部である溝に嵌め込むことにより固定されている。ここでワーク保持孔１０ａの内壁面に設けられた溝は、ワークキャリア１０の表面と裏面の略中央にワークキャリア１０の表面と裏面に平行な方向に延びるように設けられている。

なお、弾性部材１４のワーク保持孔１０ａの内側方向の幅は、ワーク保持孔１０ａによりワーク１２を保持した場合に、弾性部材１４とワーク１２との間に僅かな隙間ができる幅に設定されている。また、弾性部材１４を構成するウレタンゴムは、６０〜１００度の硬度を有する。

ここで、硬度とは、試験方法：ＪＩＳ Ｋ ６２５３のデュロメータ タイプＡによるものであり。単位としてＨｓが用いられる。従って、例えば、硬度９０度は、９０Ｈｓと表示される。

ワークキャリア１０は、下定盤２と上定盤４との間においてキャリアリング（キャリア保持部材）１６により保持されている。図５はキャリアリングによりワークキャリアが保持されている状態を示す平面図であり、図６は図５のＢ−Ｂ断面図である。キャリアリング１６はリング形状を有し、キャリアリング１６の内壁面の全周にリング形状の内部方向に張り出したフランジ部１６ａが設けられている。ワークキャリア１０の円弧形状を有する両端部は、フランジ部１６ａにより支持されている。

キャリアリング１６は、下定盤２と上定盤４の近傍に設けられた回動軸１８により支持された第１アーム２０及び第２アーム２２により両側から挟持されている。第１アーム２０及び第２アーム２２は、揺動機構を構成し、図示しない回動手段により第１アーム２０及び第２アーム２２を回動軸１８を中心として回動させることによりキャリアリング１６を揺動させる。また、キャリアリング１６を揺動機構による揺動方向と交差する方向、即ち図１において示す矢印方向に前進または後退させる進退機構２４が備えられている。

この実施の形態に係る両面研磨機においてワークの研磨を行なう場合には、図示しない昇降手段を駆動させて上定盤４を上昇させ、キャリアリング１６に保持されているワークキャリア１０のワーク保持孔１０ａにワーク１２を配置した後、昇降手段を駆動させて上定盤４を下降させ、下定盤２の研磨上面２ａと上定盤４の研磨下面４ａにより、ワーク１２を挟持する。そして、図示しない研磨剤供給装置により、研磨剤を研磨上面２ａと研磨下面４ａに供給しながら、下定盤２及び上定盤４を逆方向に回転駆動して、研磨上面２ａと研磨下面４ａにより、ワークの両面を同時に研磨する。

この場合に、第１アーム２０及び第２アーム２２の揺動および進退機構２４によるキャリアリングの前進または後退により、下定盤２の研磨上面２ａと上定盤４の研磨下面４ａの周速度の速い位置、即ち、研磨上面２ａと研磨下面４ａの外周部をワークの各位置に移動させながらワーク１２の両面の研磨を行なう。従って、ワークの表面及び裏面の各位置に研磨上面２ａと研磨下面４ａの外周部を移動させることにより、ワーク１２の全面の研磨を良好に行うことができワークの表面及び裏面の平坦度を高めることができる。また、ワークを研磨する際にワークの側壁に傷、欠けなどが生じるのを防止することができる。更に、装置を大型化させることないことから、装置の製造コストを低減させることができ、低コストの両面研磨装置により大型のワークの両面研磨を良好に行うことができる
なお、上述の実施の形態においては、下定盤２及び上定盤４を逆方向に回転駆動して、研磨上面２ａと研磨下面４ａによりワークの両面を同時に研磨しているが、下定盤２及び上定盤４を同方向に回転駆動して、研磨上面２ａと研磨下面４ａによりワークの両面を同時に研磨するようにしても良い。

実施の形態に係る両面研磨装置の側面図である。 実施の形態に係る両面研磨装置の下定盤、第１アーム及び第２アーム部分の平面図である。 実施の形態に係るワークキャリアの平面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 実施の形態に係るキャリアリング及びワークキャリアの平面図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

２…下定盤、２ａ…研磨上面、４…上定盤、４ａ…研磨下面、６…装置本体下部、８…装置本体上部、１０…ワークキャリア、１０ａ…ワーク保持孔、１２…ワーク、１４…弾性部材、１６…キャリアリング、１８…回動軸、２０…第１アーム、２２…第２アーム、２４…進退機構

Claims (4)

1. 回転駆動される平坦な研磨上面を有する下定盤と、
   前記下定盤に対向して配置され回転駆動される平坦な研磨下面を有する上定盤と、
   前記下定盤と前記上定盤により挟持される板状のワークを保持するワーク保持孔を有するキャリアと、
   前記キャリアを前記下定盤と前記上定盤との間に保持するキャリア保持部材と、
   前記キャリア保持部材を前記下定盤と前記上定盤との間で揺動させる揺動機構とを備えることを特徴とする両面研磨装置。
2. 前記揺動機構は、前記下定盤と前記上定盤の近傍に設けられた回動軸により支持され前記キャリア保持部材を挟持する第１アーム及び第２アームを備え、前記第１アーム及び前記第２アームを前記回動軸を中心として揺動させることにより前記キャリア保持部材を揺動させることを特徴とする請求項１記載の両面研磨装置。
3. 前記キャリア保持部材を前記揺動機構による揺動方向と交差する方向に前進または後退させる進退機構を更に備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の両面研磨装置。
4. 前記キャリアの前記ワーク保持孔は矩形形状を有し、
   前記下定盤の前記研磨上面及び前記上定盤の前記研磨下面は円形形状を有し、
   前記矩形形状の少なくとも一辺は、前記研磨上面及び前記研磨下面の半径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の両面研磨装置。

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