JP2007098543A

JP2007098543A - ワークキャリア及び両面研磨装置

Info

Publication number: JP2007098543A
Application number: JP2005294568A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Okamoto; 直行岡本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2007-04-19

Abstract

【課題】ワークを研磨する際にワークの側壁に傷、欠けなどを生じさせることのないワークキャリアを提供する。
【解決手段】回転駆動される平坦な研磨上面を有する下定盤と該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により挟持され両面の研磨が行なわれる板状のワークを保持するワーク保持孔１０ａを有するワークキャリア１０であって、前記ワーク保持孔１０ａの内壁面の少なくとも一部に弾性部材１４を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ワークを保持するワークキャリア及び該ワークキャリアにより保持された基板の両面を研磨する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の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、下定盤と上定盤とに挟持される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

ところで上述の両面研磨装置においては、キャリアに設けられたキャリア保持孔によりワークを保持した状態で、ワークの両面の研磨を行なうが、研磨の際にワークの側壁がキャリア保持孔の側壁に衝突し、ワークの側壁に傷、欠け等が生じワークの歩留まりが低下するという問題があった。

この発明の課題は、ワークを研磨する際にワークの側壁に傷、欠けなどを生じさせることのないワークキャリア及び該ワークキャリアを備える両面研磨装置を提供することである。

この発明のワークキャリアは、回転駆動される平坦な研磨上面（２ａ）を有する下定盤（２）と該下定盤（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）とにより挟持され両面の研磨が行なわれる板状のワーク（１２）を保持するワーク保持孔（１０ａ）を有するワークキャリア（１０）であって、前記ワーク保持孔（１０ａ）の内壁面の少なくとも一部に弾性部材（２４）を備えることを特徴とする。

この発明のワークキャリアによれば、内壁面の少なくとも一部に弾性部材を備えているため、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。

また、この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、この発明のワークキャリア（１０）と、前記ワークキャリア（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）とを備えることを特徴とする。

この発明の両面研磨装置によれば、ワークキャリアの内壁面の少なくとも一部に弾性部材を備えているため、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、ワークの両面研磨を良好に行うことができる。

また、この発明の両面研磨装置によれば、ワークキャリアの内壁面の少なくとも一部に弾性部材を備えているため、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、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、フォトマスク用などの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：ＪＩＳＫ６２５３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装置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、ワークキャリアの内壁面の少なくとも一部に弾性部材を備えているため、弾性部材がワークの研磨時に於けるワークの側壁とワークキャリアの内壁面との衝突の衝撃を吸収するため、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。

また、ワークの研磨を行なう際には、弾性部材とワークの側壁との間に研磨剤が回りこむため、弾性部材によりワークの側壁の全面が良好に研磨される。ワークの側壁の研磨が良好に行なわれていない場合には、ワークの研磨が終了した後にワークの洗浄を行なった場合に、ワークの側壁に存在する凹凸に入り込んだ研磨剤が残存するが、ワークの側壁の研磨が良好に行なわれているため、ワークの側壁に付着した研磨剤も完全に洗い落とすことができる。従って、後工程において、ワークの一方の表面に蒸着されるクロムの蒸着を強固に行うことができ、膜はがれ等を防止することができる。また、研磨剤が残存することによる研磨面ヤケの発生も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、弾性部材１４が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が、弾性部材をワーク保持孔の全ての内壁面に設けるようにしても良い。

また、上述の実施の形態においては、弾性部材１４がワーク保持孔１０ａの４辺のそれぞれに１つ備えられているが、弾性部材をワーク保持孔の４辺のそれぞれに複数個づつ、即ち小さく分割した弾性部材を備えるようにしても良い。この場合には、弾性部材が部分的に摩耗した様な場合には、その部分だけ弾性部材の交換を容易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

回転駆動される平坦な研磨上面を有する下定盤と該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により挟持され両面の研磨が行なわれる板状のワークを保持するワーク保持孔を有するワークキャリアであって、
前記ワーク保持孔の内壁面の少なくとも一部に弾性部材を備えることを特徴とするワークキャリア。
前記ワークキャリアの前記ワーク保持孔は矩形形状を有することを特徴とする請求項１記載のワークキャリア。
前記弾性部材は、前記ワーク保持孔の内壁面に設けられた凹部に嵌め込むことにより固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のワークキャリア。
前記弾性部材は、ウレタンゴムにより形成される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ワークキャリア。
前記ウレタンゴムは、６０〜１００度の硬度を有することを特徴とする請求項４記載のワークキャリア。
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、
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のワークキャリアと、
前記ワーク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を備えることを特徴とする両面研磨装置。
前記ワーク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を更に備えることを特徴とする請求項６記載の両面研磨装置。