JP2010052090A - Polishing device and polishing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基材を所定の厚さおよび表面状態に研磨加工する研磨装置、および研磨方法に関するものである。 The present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method for polishing a substrate to a predetermined thickness and surface state.
従来より、通信機器、情報機器、民生機器などの電子機器の基準周波数源として、圧電振動子や圧電発振器などの圧電デバイスが使用されている。また、この圧電デバイスに用いる圧電振動片の圧電材料としては、安定した周波数特性を得られることなどから単結晶の水晶が採用されている。水晶からなる水晶振動片は、人工水晶原石の一部を結晶軸(光軸)を明確にしてブロック状に成形した水晶ランバードから切り出された基材としての水晶ウェハを用いて形成される。即ち、切り出された水晶ウェハを所望の厚さおよび表面状態となるように研磨加工してから、励振電極などの必要な電極を形成し、さらに所望の形状に成形することにより、水晶ウェハから一以上の水晶振動片を得ている。ここで、研磨加工により調整される水晶ウェハの厚さは、水晶ウェハから得られる水晶振動片の周波数を決定する因子となるので、研磨加工は非常に重要な工程となっている。
また、水晶ウェハの他に、半導体集積回路を形成する際に用いられる半導体ウェハ(ICウェハ)においても、単結晶シリコン原石から切り出された半導体ウェハが所望の厚みに研磨加工される。これら水晶ウェハや半導体ウェハを研磨加工するとき、各ウェハがその表面の特性を損なわないために汚染を非常に嫌うことから、所定ロットのウェハの研磨加工が終了した後で、研磨装置内を純水などの洗浄水を流して洗浄する作業が行われる。洗浄の際には、洗浄液はスプレーノズルなどの放水手段からウェハおよび定盤に向けて放水され、ウェハおよび定盤に付着した研磨スラリーが洗い流される。
例えば、ウェハを研磨スラリーを用いて研磨加工する研磨装置としての両面研磨装置であって、洗浄用の放水手段を備えた両面研磨装置が特許文献1に記載されている。
Conventionally, piezoelectric devices such as piezoelectric vibrators and piezoelectric oscillators have been used as reference frequency sources for electronic equipment such as communication equipment, information equipment, and consumer equipment. Moreover, as a piezoelectric material of the piezoelectric vibrating piece used in this piezoelectric device, single crystal quartz is adopted because stable frequency characteristics can be obtained. A quartz crystal vibrating piece made of quartz is formed by using a quartz crystal wafer as a base material cut out from a quartz lumbard in which a part of an artificial quartz crystal is formed into a block shape with a clear crystal axis (optical axis). That is, the cut crystal wafer is polished so as to have a desired thickness and surface state, and then necessary electrodes such as an excitation electrode are formed, and further formed into a desired shape, so that the crystal wafer is separated from the crystal wafer. The above crystal vibrating piece is obtained. Here, since the thickness of the crystal wafer adjusted by the polishing process is a factor that determines the frequency of the crystal vibrating piece obtained from the crystal wafer, the polishing process is a very important process.
In addition to a quartz wafer, a semiconductor wafer (IC wafer) used when forming a semiconductor integrated circuit is also polished to a desired thickness. When polishing these crystal wafers and semiconductor wafers, each wafer is very susceptible to contamination because it does not impair the characteristics of its surface. The cleaning work is performed by flowing cleaning water such as water. At the time of cleaning, the cleaning liquid is discharged from the water discharging means such as a spray nozzle toward the wafer and the surface plate, and the polishing slurry adhering to the wafer and the surface plate is washed away.
For example, Patent Document 1 discloses a double-side polishing apparatus as a polishing apparatus that polishes a wafer using a polishing slurry and includes a water discharge means for cleaning.
特許文献1に記載の両面研磨装置は、水晶ウェハを単数または複数保持するウェハ保持孔を有する遊星歯車としてのキャリアプレートと、サンギア(太陽歯車)と、インターナルギア(内歯車)とを有する所謂遊星歯車方式の両面ラッピング装置である。この両面研磨装置を用いて水晶ウェハを研磨する際には、ウェハ保持孔に水晶ウェハを保持させた複数のキャリアプレートを両面研磨装置の中心部のサンギアおよび外周部のインターナルギアの間に保持させ、この水晶ウェハが保持されたキャリアプレートの上下方向に配置される下定盤および上定盤により水晶ウェハの両主面に押し付けるように挟み込む。そして、水晶ウェハの上方に配置されたスラリー供給手段としてのスラリー供給装置のスラリーノズルから研磨スラリーを供給しながら下定盤および上定盤を相対方向に回転させると同時に、サンギアとインターナルギアとによってキャリアプレートを自転および公転させることにより水晶ウェハの両主面を同時に研磨加工する。 The double-side polishing apparatus described in Patent Document 1 is a so-called planetary gear having a carrier plate as a planetary gear having a wafer holding hole for holding one or a plurality of crystal wafers, a sun gear (sun gear), and an internal gear (internal gear). It is a gear type double-sided lapping device. When a quartz wafer is polished using this double-side polishing machine, a plurality of carrier plates holding the quartz wafer in the wafer holding holes are held between the sun gear at the center of the double-side polishing machine and the internal gear at the outer periphery. Then, the quartz wafer is sandwiched so as to be pressed against both main surfaces of the quartz wafer by a lower surface plate and an upper surface plate arranged in the vertical direction of the carrier plate holding the quartz wafer. Then, while supplying the polishing slurry from the slurry nozzle of the slurry supply device as the slurry supply means disposed above the quartz wafer, the lower surface plate and the upper surface plate are rotated in the relative direction, and at the same time, the carrier by the sun gear and the internal gear. Both main surfaces of the quartz wafer are polished simultaneously by rotating and revolving the plate.
ところで、上記特許文献1に記載の両面研磨装置のような研磨装置の定盤の下方には、通常、研磨スラリーを受けるスラリー受けが配置され、研磨加工に用いられた研磨スラリーがスラリー受けに流れ落ちて溜り、回収されるようになっている。また、スラリー受けに回収された研磨スラリーを、別途設けられたスラリー回収装置を介してスラリー供給装置に戻すことにより、研磨スラリーを循環させて研磨加工を行う研磨装置も広く用いられている。このとき、研磨装置の研磨加工に使用された研磨スラリーが流れ落ちる経路となる部分、すなわち、定盤の研磨面と異なる面から研磨スラリー受けとの間の部位には、研磨スラリーが汚れとなって残りやすい。このように、研磨装置上に残った研磨スラリーは、時間の経過により乾いて凝集物となって固着し装置を汚すとともに、固着した凝集物が脱落して研磨加工の品質に不具合をもたらす虞がある。例えば、上記したように研磨スラリーを循環させて研磨加工する場合に、脱落した研磨スラリーの凝集物が研磨スラリー回収液に混入し、それがスラリー供給手段から水晶ウェハなどの被加工物の加工面に供給されると、加工面にスクラッチを発生させる虞があった。また、このような研磨加工品質への悪影響などを抑えるために、研磨加工後に研磨装置の洗浄や清掃を行う際にも、定盤の加工面と異なる面側からスラリー受けまでの間の部位には手が入りにくいため、定盤などを取り外してから洗浄や清掃を行う必要があるなど、非常に作業性が悪いという問題があった。 By the way, a slurry receiver that receives polishing slurry is usually disposed below a surface plate of a polishing apparatus such as the double-side polishing apparatus described in Patent Document 1, and the polishing slurry used for polishing flows down to the slurry receiver. Accumulated and collected. In addition, a polishing apparatus that performs polishing by circulating the polishing slurry by returning the polishing slurry recovered in the slurry receiver to the slurry supply apparatus via a separately provided slurry recovery apparatus is also widely used. At this time, the polishing slurry becomes contaminated in a portion that becomes a path through which the polishing slurry used in the polishing process of the polishing apparatus flows down, that is, a portion between the polishing surface of the surface plate and the polishing slurry receiver. Easy to remain. As described above, the polishing slurry remaining on the polishing apparatus dries and adheres to the agglomerates as time passes to contaminate the apparatus, and the adhered agglomerates may drop off, resulting in a defect in the quality of the polishing process. is there. For example, when polishing processing is performed by circulating the polishing slurry as described above, aggregates of the dropped polishing slurry are mixed into the polishing slurry recovery liquid, which is processed from the slurry supply means to the workpiece such as a quartz wafer. When supplied to the surface, there is a risk of generating scratches on the processed surface. In addition, in order to suppress such adverse effects on the polishing process quality, when cleaning and cleaning the polishing apparatus after the polishing process, the surface between the surface side different from the processed surface of the surface plate and the slurry receiver is placed. Has a problem that workability is very poor. For example, it is necessary to clean and clean after removing the surface plate.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
〔適用例1〕本適用例にかかる研磨装置は、基材の互いに平行な面のうち少なくともいずれか一方の面を研磨加工する研磨面を有する定盤と、前記研磨面と対向する前記基材の研磨加工される加工面に研磨スラリーを供給するスラリー供給手段と、前記定盤の下方に配置され、研磨加工で用いられた前記研磨スラリーを受けるスラリー受けと、前記定盤の前記研磨面と異なる面側から前記スラリー受けの間の少なくとも一部に向けて洗浄水を放水する放水手段と、を有することを特徴とする。 Application Example 1 A polishing apparatus according to this application example includes a surface plate having a polishing surface for polishing at least one of the parallel surfaces of the substrate, and the substrate facing the polishing surface. Slurry supply means for supplying polishing slurry to a processed surface to be polished, a slurry receiver disposed below the surface plate and receiving the polishing slurry used in the polishing, and the polishing surface of the surface plate And a water discharge means for discharging the wash water toward at least a part between the slurry receivers from different surface sides.
この構成によれば、放水手段から洗浄水を放水することにより、手が入りにくい定盤の研磨面と異なる面の下方からスラリー受けにかけての部位を効率よく洗浄することができるので、基材の研磨屑を含む研磨スラリーの研磨装置への固着を防止することができる。したがって、研磨装置の清掃の効率化が図れるとともに、固着した研磨スラリーが脱落して基材の研磨面に落下することにより基材の加工面に発生するスクラッチなどの品質不良を防止することができる。 According to this configuration, by discharging the cleaning water from the water discharging means, it is possible to efficiently clean the portion from the lower side of the surface different from the polishing surface of the surface plate that is difficult to access to the slurry receiver. It is possible to prevent the polishing slurry containing polishing scraps from being fixed to the polishing apparatus. Therefore, it is possible to improve the efficiency of cleaning of the polishing apparatus, and it is possible to prevent quality defects such as scratches generated on the processed surface of the base material by dropping the fixed polishing slurry and dropping on the polished surface of the base material. .
〔適用例2〕上記適用例にかかる研磨装置において、前記スラリー受けと前記スラリー供給手段とがスラリー配管により接続され、前記研磨スラリーを循環させながら研磨加工を行うことが可能なスラリー循環構造を有していることを特徴とする。 Application Example 2 In the polishing apparatus according to the application example described above, the slurry receiver and the slurry supply unit are connected by a slurry pipe, and have a slurry circulation structure capable of performing polishing while circulating the polishing slurry. It is characterized by that.
この構成によれば、研磨装置への研磨スラリーの固着とその脱落が抑えられることにより、循環させる研磨スラリー中に研磨スラリーの固化物が混入されにくくなるので、スクラッチ等の品質不良を抑えながら研磨スラリーを自動で供給しながら効率よく研磨加工を行うことができる。 According to this configuration, the polishing slurry can be prevented from sticking to and dropping off from the polishing apparatus, so that the solidified product of the polishing slurry is less likely to be mixed into the circulating polishing slurry. Polishing can be efficiently performed while automatically supplying the slurry.
〔適用例3〕上記適用例にかかる研磨装置において、前記放水手段が前記洗浄水をミスト状に噴霧する放水口を有していることを特徴とする。 Application Example 3 In the polishing apparatus according to the application example, the water discharge means has a water discharge port for spraying the cleaning water in a mist form.
この構成によれば、ミスト状の洗浄水を噴霧しながら研磨加工することにより、研磨装置の洗浄水が当てられた部分には研磨スラリーが付着しにくくなるので、研磨スラリーの固着がより防止され、洗浄作業の負荷の軽減または省略が可能になる。また、放水手段からの洗浄水の放水量が抑えられ、研磨スラリーを循環させて研磨加工する場合には洗浄水によって研磨スラリーが薄まりにくくなることにより、研磨加工品質の安定化を図ることができる。 According to this configuration, by polishing while spraying mist-like cleaning water, the polishing slurry is less likely to adhere to the portion of the polishing apparatus to which the cleaning water has been applied. It is possible to reduce or omit the load of the cleaning work. In addition, the amount of water discharged from the water discharge means is suppressed, and when polishing processing is performed by circulating the polishing slurry, the polishing slurry is not easily diluted by the cleaning water, so that the quality of the polishing processing can be stabilized. .
〔適用例4〕上記適用例にかかる研磨装置において、前記放水手段の前記放水口が揺動自在に設けられていることを特徴とする。 Application Example 4 In the polishing apparatus according to the application example, the water discharge port of the water discharge unit is provided to be swingable.
この構成によれば、研磨装置の洗浄される部分に対する洗浄水の水圧に変化が生じることにより、研磨スラリーなどの汚れの除去効率を向上させることができる。 According to this configuration, the change in the water pressure of the cleaning water with respect to the portion to be cleaned of the polishing apparatus can improve the removal efficiency of dirt such as the polishing slurry.
〔適用例5〕上記適用例にかかる研磨装置において、前記定盤の前記研磨面と異なる面から前記スラリー受けの間の前記放水手段からの前記洗浄水が当てられる部位の少なくとも一部に接触して擦るワイパーが備えられていることを特徴とする。 Application Example 5 In the polishing apparatus according to the application example described above, the surface of the surface plate is in contact with at least a part of a portion to which the cleaning water from the water discharge means is applied between the slurry receiver from a surface different from the polishing surface. A wiper for rubbing is provided.
この構成によれば、汚れの除去効率をより向上させることができる。 According to this configuration, the dirt removal efficiency can be further improved.
〔適用例6〕上記適用例にかかる研磨装置において、前記定盤の前記研磨面と異なる面から前記スラリー受けの間の前記放水手段からの前記洗浄水が当てられる部位の少なくとも一部に振動を加える加振手段を備えていることを特徴とする。 Application Example 6 In the polishing apparatus according to the application example described above, vibration is applied to at least a part of a portion to which the cleaning water from the water discharge unit is applied between the slurry receiver from a surface different from the polishing surface of the surface plate. It is characterized by comprising an exciting means for applying.
この構成によれば、研磨装置の洗浄水が当る部位が振動することにより、研磨スラリーなどの異物を効率よく除去することができる。 According to this configuration, the portion of the polishing apparatus that is exposed to the cleaning water vibrates, so that foreign matters such as polishing slurry can be efficiently removed.
〔適用例7〕本適用例にかかる研磨方法は、基材の互いに平行な面のうち少なくともいずれか一方の面を研磨加工する研磨面を有する定盤と、前記研磨面と対向する前記基材の研磨加工される加工面に研磨スラリーを供給するスラリー供給手段と、前記定盤の下方に配置され、研磨加工で用いられた前記研磨スラリーを受けるスラリー受けと、前記定盤の前記研磨面と異なる面側から前記スラリー受けの間の少なくとも一部に向けて洗浄水を放水する放水手段と、を有する研磨装置を用いて前記基材を研磨加工する研磨方法であって、前記基材を研磨加工するステップと、前記放水手段により、前記定盤の前記加工面と異なる面から前記スラリー受けの間の部位に前記洗浄水を当てて洗浄するステップと、を含むことを特徴とする。 Application Example 7 A polishing method according to this application example includes a surface plate having a polishing surface for polishing at least one of the parallel surfaces of the substrate, and the substrate facing the polishing surface. Slurry supply means for supplying polishing slurry to a processed surface to be polished, a slurry receiver disposed below the surface plate and receiving the polishing slurry used in polishing, and the polishing surface of the surface plate A polishing method for polishing the base material using a polishing apparatus having a water discharge means for discharging cleaning water toward at least a part between the slurry receivers from different surfaces, and polishing the base material And a step of applying the cleaning water to a portion between the slurry receivers from a surface different from the processing surface of the surface plate by the water discharging means.
この構成によれば、放水手段から洗浄水を放水することにより、手が入りにくい定盤の研磨面と異なる面の下方からスラリー受けにかけての部位を効率よく洗浄することができるので、基材の研磨屑を含む研磨スラリーの研磨装置への固着を防止することができる。したがって、研磨装置の清掃の効率化が図れるとともに、固着した研磨スラリーが脱落して基材の研磨面に落下することにより基材の加工面に発生するスクラッチなどの品質不良を防止しながら研磨加工を行うことができる。 According to this configuration, by discharging the cleaning water from the water discharging means, it is possible to efficiently clean the portion from the lower side of the surface different from the polishing surface of the surface plate that is difficult to access to the slurry receiver. It is possible to prevent the polishing slurry containing polishing scraps from being fixed to the polishing apparatus. Therefore, it is possible to improve the efficiency of cleaning of the polishing apparatus, and to prevent the defective polishing such as scratches generated on the processing surface of the base material from falling off on the polishing surface of the base material by dropping the fixed polishing slurry and polishing processing. It can be performed.
〔適用例8〕本適用例にかかる研磨方法は、基材の互いに平行な面のうち少なくともいずれか一方の面を研磨加工する研磨面を有する定盤と、前記研磨面と対向する前記基材の研磨加工される加工面に研磨スラリーを供給するスラリー供給手段と、前記定盤の下方に配置され、研磨加工で用いられた前記研磨スラリーを受けるスラリー受けと、前記定盤の前記研磨面と異なる面側から前記スラリー受けの間の少なくとも一部に向けて洗浄水を放水する放水手段と、を有する研磨装置を用いて前記基材を研磨加工する研磨方法であって、前記放水手段により、前記定盤の前記加工面と異なる面から前記スラリー受けの間の部位に前記洗浄水を当てながら研磨加工を行うことを特徴とする。 Application Example 8 A polishing method according to this application example includes a base plate having a polishing surface for polishing at least one of parallel surfaces of a base material, and the base material facing the polishing surface. Slurry supply means for supplying polishing slurry to a processed surface to be polished, a slurry receiver disposed below the surface plate and receiving the polishing slurry used in the polishing, and the polishing surface of the surface plate A polishing method for polishing the substrate using a polishing apparatus having a water discharge means for discharging cleaning water toward at least a part between the slurry receivers from different surface sides, the water discharge means, Polishing is performed while applying the cleaning water to a portion between the slurry receiver from a surface different from the processing surface of the surface plate.
この構成によれば、放水手段から放水される洗浄水により濡れた部分には研磨加工に使用された研磨スラリーが付着しにくくなるので、研磨スラリーがより固着しにくくなり、洗浄作業の負荷の軽減または省略が可能になる。 According to this configuration, since the polishing slurry used for the polishing process is less likely to adhere to the portion wetted by the cleaning water discharged from the water discharge means, the polishing slurry is less likely to adhere, and the load of the cleaning operation is reduced. Or it can be omitted.
以下、研磨装置の一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a polishing apparatus will be described with reference to the drawings.
(両面研磨装置)
まず、本実施形態の研磨方法に用いる研磨装置としての両面研磨装置について図面に沿って説明する。
図1は、両面研磨装置を模式的に説明する断面図である。また、図2は、両面研磨装置において基材としてのワークを保持するキャリアプレートを模式的に示す平面図である。また、図3(a)は、両面研磨装置の下定盤部分におけるキャリアプレートを含めた各部の動きを模式的に説明する平面図であり、(b)は(a)のA−A線断面において(a)の上部に配置される上定盤を含めて模式的に説明する部分断面図である。
(Double-side polishing machine)
First, a double-side polishing apparatus as a polishing apparatus used in the polishing method of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a double-side polishing apparatus. FIG. 2 is a plan view schematically showing a carrier plate for holding a workpiece as a substrate in the double-side polishing apparatus. FIG. 3A is a plan view schematically illustrating the movement of each part including the carrier plate in the lower surface plate portion of the double-side polishing apparatus, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. It is a fragmentary sectional view typically explaining including the upper surface plate arranged in the upper part of (a).
図1において、両面研磨装置50は遊星歯車方式の両面ラッピング装置であって、サンギア(太陽歯車)21と、インターナルギア(内歯車)22と、第1の定盤としての下定盤20と、第2の定盤としての上定盤30とを主要な回転部材として備え、これらの回転部材を独立に駆動可能な構造になっている。また、両面研磨装置50の上定盤30には、スラリー供給手段の一部としてのスラリーノズル151が備えら、下定盤20の下方には、第1のスラリー受け105および第2のスラリー受け106が設けられている。
なお、以下、両面研磨装置50の断面構造を図1に沿って詳細に説明するが、両面研磨装置50は、図3(a)に示すように、平面視で円形状の上記各回転部材、およびその他の部材が組み合わされて構成されている。
In FIG. 1, a double-
Hereinafter, the cross-sectional structure of the double-
図1に示すように、サンギア21は、両面研磨装置50の中央に回転自在に取り付けられており、その下端部にはギア部40が設けられている。ギア部40は、このギア部40を介してサンギア21を駆動回転させることができるサンギア駆動装置46に接続されている。具体的には、サンギア駆動装置46は、図示しないモータおよびそのモータの回転を変速させる変速機を備え、このサンギア駆動装置46に直結されたギア47と上記ギア部40とにチェーン48が巻き付けられている。これにより、サンギア駆動装置46の変速機により変速されたモータの回転が、ギア47とチェーン48とを介してギア部40に伝達され、サンギア21がサンギア駆動装置46の駆動力に対応した回転速度で回転するようになっている。
As shown in FIG. 1, the
下定盤20は、サンギア21の外側に回転自在に取り付けられ上面にワークを研磨加工する研磨面20cを有した円盤状の定盤部20Aと、その定盤部20Aの研磨面20cと異なる面を下側から支持する下定盤受け部20Bとからなり、下定盤受け部20Bの下端部にはギア部60が設けられている。ギア部60は、このギア部60を介して下定盤20を駆動回転させる下定盤/上定盤駆動装置66に接続されている。下定盤/上定盤駆動装置66は、上記サンギア駆動装置46と同様に、図示しないモータおよびそのモータの回転を変速させる変速機を備え、この下定盤/上定盤駆動装置66に直結されたギア67とそのギア67に一方が巻き付けられたチェーン68とを備えているが、さらに、この下定盤/上定盤駆動装置66は、チェーン68の他方が巻き付けられたギア69と、このギア69と共に回転軸69bに固着され且つ下定盤20のギア部60に噛合されたギア69aとを有している。これにより、下定盤/上定盤駆動装置66の変速機により変速されたモータの回転が、ギア67とチェーン68とを介してギア69に伝達される。この結果、ギア69aがギア69と一体に回転し、下定盤20が下定盤/上定盤駆動装置66の駆動力に対応した回転速度で回転するようになっている。
The
インターナルギア22は、下定盤20の外側に回転自在に取り付けられており、その下端部にはギア部70が設けられている。ギア部70は、このギア部70を介してインターナルギア22を駆動回転させることができるインターナルギア駆動装置76に接続されている。インターナルギア駆動装置76も、上記サンギア駆動装置46と同様に、図示しないモータおよびそのモータの回転を変速させる変速機を備え、このインターナルギア駆動装置76に直結されたギア77とインターナルギア22のギア部70とにチェーン78が巻き付けられている。これにより、インターナルギア駆動装置76の変速機により変速されたモータの回転が、ギア77とチェーン78とを介してギア部70に伝達され、インターナルギア22がインターナルギア駆動装置76の駆動力に対応した回転速度で回転するようになっている。
The
一方、上定盤30は、下面側にワークを研磨加工する研磨面30cを有した円盤状の定盤であって、上方に配置された図示しないシリンダのシリンダロッド39に吊り下げられており、シリンダを操作することにより昇降可能に設けられている。図1の両面研磨装置50においては、上定盤30を上昇させて例えば待機位置に待機させた状態を示している。この上定盤30は、上記下定盤/上定盤駆動装置66によって駆動回転させることが可能になっている。具体的には、サンギア21の中心孔内に軸80が回転自在に挿入され、軸80の上端部にドライバ81が取り付けられている。ドライバ81には縦溝81aが刻設されており、上定盤30を下降させて研磨加工する状態にした時に、この縦溝81aが上定盤30のフック82と係合するようになっている。また、軸80の下端部にはギア部83が設けられ、このギア部83が、遊びギア84を介してギア85に噛合されている。このギア85は、下定盤/上定盤駆動装置66の回転軸69bにギア69aと共に固着されている。これにより、下定盤/上定盤駆動装置66を作動させると、ギア85および遊びギア84を介して、下定盤/上定盤駆動装置66の駆動力がギア部83に伝達され、ドライバ81に係合された上定盤30が下定盤20と逆方向に回転するようになっている。
On the other hand, the
また、上定盤30には、スラリー供給手段としてのスラリー供給装置150により、基材の研磨加工面に研磨スラリーを吐出あるいは滴下するスラリーノズル151が設けられている。研磨スラリーは、粒子状の例えば人工ダイヤモンドなどの砥粒を水や油などに高濃度で分散させた研磨剤である。スラリーノズル151から基材の研磨加工面に供給される研磨スラリーは、上記スラリー供給装置150によって研磨加工中に研磨加工面に常時あるいは断続的に所定量供給されるように制御される。
Further, the
両面研磨装置50には、インターナルギア22の外側を囲うように設けられた桶状の第1のスラリー受け105が備えられている。また、第1のスラリー受け105の側壁内縁部分の底面側近傍には、インターナルギア22の外周面および第1のスラリー受け105の内底面を含む内壁部分に向けて洗浄水を放水する放水手段としての複数のスプレーノズル90a,90bが設けられている。スプレーノズル90a,90bは、洗浄水源から供給される洗浄水の水圧や放水のタイミングを制御する洗浄装置155に配水管により接続されている。
スラリー受け105は、研磨加工に用いられた研磨スラリー、およびスプレーノズル90a,90bにより両面研磨装置50を洗浄する際に用いられる洗浄水を回収する容器であるとともに、研磨スラリーおよび洗浄水の周辺への飛散を防止するカバーとして機能する。
スラリー受け105の底面に設けられた排水口105a,105bは、図示しないポンプおよび回収タンクを有するスラリー回収装置152にスラリー配管により接続されていてる。このスラリー配管には、回収バルブD105a,D105bおよび排出バルブD105c,D105dが配設されている。スラリー受け105に回収された研磨スラリーをスラリー回収装置152に回収して再利用するスラリー循環モードで研磨加工を行う場合には、排出バルブD105c,D105dを閉じて回収バルブD105a,D105bが開かれる。また、スラリー受け105に回収された使用済みの研磨スラリーあるいはスプレーノズル90a,90bから放水される洗浄水を外部に排出する場合には、回収バルブD105a,D105bを閉じて、排出バルブD105c,D105dが開かれる。
The double-
The
The
また、インターナルギア22の内壁と下定盤20の下定盤受け部20Bとの間には、インターナルギア22の内壁、および下定盤20の下定盤受け部20B、すなわち下定盤20の研磨面20cと異なる面に向けて洗浄水を放水するように配置された放水手段としての複数のスプレーノズル91a,91bが設けられている。スプレーノズル91a,91bは、上記スプレーノズル90a,90bと同様に洗浄装置155と配水管により接続されている。
このスプレーノズル91a,91bから放水される洗浄水が流れ落ちる部分、すなわち、インターナルギア22の内壁と下定盤受け部20Bとの間の隙間が鉛直方向に形成された部分の下方には、桶状の第2のスラリー受け106が備えられている。スラリー受け106は、スプレーノズル91a,91bにより両面研磨装置50を洗浄する際に用いられる洗浄水、および研磨加工に用いられた研磨スラリーのうちインターナルギア22と下定盤20との間から流れ落ちてくる研磨スラリーを回収する容器として機能する。
Further, the inner wall of the
Below the portion where the cleaning water discharged from the
スラリー受け106の底面には排水口106a,106bが設けられ、この排水口106a,106bが回収タンクを有するスラリー回収装置152にスラリー配管により接続されている。このスラリー配管には、回収バルブD106a,D106bおよび排出バルブD106c,D106dが配設されている。スラリー受け106に回収された研磨スラリーをスラリー回収装置152に回収して再利用するスラリー循環モードで研磨加工を行う場合には、排出バルブD106c,D106dを閉じて回収バルブD106a,D106bが開かれる。また、スラリー受け106に回収された使用済みの研磨スラリーあるいはスプレーノズル91a,91bから放水される洗浄水を外部に排出する場合には、回収バルブD106a,D106bを閉じて、排出バルブD106c,D106dが開かれる。
なお、上記スラリー受け105,106とスラリー配管により接続されたスラリー回収装置152には、図示しない回収ポンプ、ろ過装置、あるいはスラリー補充装置が備えられ、回収された研磨スラリーを再利用できる状態に調整したうえでスラリー供給装置150に送り出すようにスラリー配管により接続されている。
The
上記構成の両面研磨装置50において、下定盤20上には、一または複数の被研磨体である基材を保持する遊星歯車としてのキャリアプレート10が載置される。なお、本実施形態では、両面研磨装置50により両面研磨加工する加工物である基材を、以下ワークと呼ぶ。
キャリアプレート10は、図2に示すように、基材としてのワーク1aを保持する複数のワーク保持孔15を有する円盤状のプレートであって、ワーク1aを研磨することにより得られる研磨上がりのウェハの厚み目標値よりも薄い板厚にて形成されている。なお、本実施形態のキャリアプレート10には5つのワーク保持孔15が設けられている。
In the double-
As shown in FIG. 2, the
両面研磨装置50によってワーク1aを研磨する際には、図3に示すように、ワーク1aをワーク保持孔15に挿入・保持した複数のキャリアプレート10を、両面研磨装置50の中心部のサンギア21および外周部のインターナルギア22の間に保持させる。また、キャリアプレート10の上下方向に配置されワーク1aの両主面を同時に研磨する研磨面20c,30cをワーク1aの対向させた下定盤20および上定盤30によりワーク1aの両主面を押し付けるようにキャリアプレート10を挟み込む。そして、ワーク1aの上方のスラリーノズル151から研磨スラリーを供給しながら下定盤20および上定盤30をワーク1aに対して相対方向に回転させると同時に、サンギア21とインターナルギア22とによってキャリアプレート10を自転および公転させることで、ワーク1aの両主面を同時に研磨する。なお、図3(a)には、サンギア21、インターナルギア22、下定盤20、およびキャリアプレート10それぞれの回転方向が矢印25〜28で示しているが、これに限らず、キャリアプレート10の回転方向(矢印28)は自公転比によって異なる場合がある。また、上記したように、上定盤30は回転させずに固定させた状態で、下定盤20およびキャリアプレート10を回転させても、ワーク1aの研磨加工を行うことができる。
また、上定盤30を下降させて研磨加工する状態にした時に、図1に示すドライバ81の縦溝81aに係合させるフック82は、縦溝81aに係合させないように後退させられるようになっている。フック82を後退させた場合には、研磨加工する際に上定盤30は回転せずに固定され、サンギア21、インターナルギア22、および下定盤20の三つの部材が回転して研磨加工を行う所謂3ウェイ研磨加工を行うようになっている。
When the
Further, when the
(研磨方法)
次に、上記両面研磨装置50を用いたワーク1aの研磨方法について詳細に説明する。
図4は、両面研磨装置50を用いてワーク1aを研磨する研磨方法を示すフローチャートである。なお、下記のワーク1aの研磨加工方法の説明において、ワーク1aが保持されたキャリアプレート10を含む両面研磨装置50については図1〜図3を参照されたい。
(Polishing method)
Next, a method for polishing the
FIG. 4 is a flowchart showing a polishing method for polishing the
ワーク1aの研磨加工においては、まず、所定数のワーク1aをキャリアプレート10のワーク保持孔15に挿入・保持させる。このようにしてワーク1aがセットされたキャリアプレート10は複数準備する。そして、ワーク1aがセットされた複数のキャリアプレート10を、両面研磨装置50のサンギア21とインターナルギア22に噛合させた状態で下定盤20上にセットする(ステップS1)。
次に、シリンダを操作してシリンダロッド39に吊り下げられた上定盤30を下降させ、キャリアプレート10に保持されたワーク1aを下定盤20および上定盤30間に所定の圧力(研磨荷重)を加えた状態で挟み込む。
In polishing the
Next, the cylinder is operated to lower the
次に、ステップS2に示すように、両面研磨装置50のスラリー受け105,106とスラリー回収装置152とをそれぞれ接続するスラリー配管の回収バルブD105a,D105b,D106a,D106bおよび排出バルブD105c,D105d,D106c,D106dを操作してスラリー循環モードにする。すなわち、回収バルブD105a,D105b,D106a,D106bを開き、排出バルブD105c,D105d,D106c,D106dを閉じる。これにより、スラリー受け105,106にそれぞれ回収された研磨スラリーは、スラリー配管を介してスラリー回収装置152に回収され、必要に応じてろ過やスラリー補充を行ってからスラリー配管を介してスラリー供給装置150に送られ、研磨加工に利用される。
Next, as shown in step S2, the recovery valves D105a, D105b, D106a, D106b and the discharge valves D105c, D105d, D106c of the slurry pipes connecting the
次に、ステップS3に示すように、スラリー供給装置150を駆動させてスラリーノズル151からワーク1aの加工面に所定量の研磨スラリーを供給しながら、サンギア21と下定盤20とインターナルギア22とを駆動回転して研磨加工を開始する。
研磨加工を継続していき、ワーク1aの厚みが厚み目標値に達したところで、研磨加工を終了する(ステップS4)。
Next, as shown in step S3, the
The polishing process is continued, and when the thickness of the
研磨加工が終了した後で、次に、ステップS5に示すように、スラリー配管の回収バルブD105a,D105b,D106a,D106bおよび排出バルブD105c,D105d,D106c,D106dを操作してスラリー排出モードにする。すなわち、回収バルブD105a,D105b,D106a,D106bを閉じ、排出バルブD105c,D105d,D106c,D106dを開く。これにより、スラリー受け105,106それぞれの排水口105a,105b,106a,106bからスラリー配管に排出される洗浄水を含む廃液はスラリー回収装置152には送られず、排出バルブD105c,D105d,D106c,D106dから外部に排出される。
After the polishing process is completed, next, as shown in step S5, the slurry pipe recovery valves D105a, D105b, D106a, D106b and the discharge valves D105c, D105d, D106c, D106d are operated to enter the slurry discharge mode. That is, the recovery valves D105a, D105b, D106a, and D106b are closed, and the discharge valves D105c, D105d, D106c, and D106d are opened. As a result, the waste liquid containing the washing water discharged from the
次に、ステップS6に示すように、洗浄装置155を駆動させてスプレーノズル90a,90b,91a,91bからの洗浄水の放水を開始し、両面研磨装置50の下定盤20の研磨面20cと異なる面から下方に残った研磨スラリー汚れを洗浄する。
Next, as shown in step S6, the
両面研磨装置50の研磨スラリー汚れの洗浄中には、ステップS7に示すように、まず、両面研磨装置50からキャリアプレート10を取り外し、キャリアプレート10に保持された研磨加工上がりのワーク1aを取り外す。
次の研磨加工対象であるワーク1aがまだある場合(ステップS8でYes)には、所定数のワーク1aをワーク保持孔15に挿入・保持させたキャリアプレート10を、両面研磨装置50のサンギア21とインターナルギア22に噛合させた状態で下定盤20上にセットする(ステップS9)。
そして、上記ステップS6の洗浄水放水から所定時間の洗浄が終了したところで、ステップS10に示すように洗浄水の放水を停止し、ステップS2に戻って、スラリー配管の回収バルブD105a,D105b,D106a,D106bおよび排出バルブD105c,D105d,D106c,D106dを操作することによりスラリー配管をスラリー循環モードにしてから新たなワーク1aの研磨加工を繰り返す。
During the cleaning of the polishing slurry dirt of the double-
If there is still a
Then, when the washing for a predetermined time from the washing water discharge in step S6 is finished, the washing water is stopped to be discharged as shown in step S10, and the process returns to step S2 to return the slurry pipe recovery valves D105a, D105b, D106a, By operating D106b and discharge valves D105c, D105d, D106c, and D106d, the slurry piping is set to the slurry circulation mode, and then the polishing process for a
両面研磨装置50の研磨スラリー汚れの洗浄中に、ワーク1a取り出し後の次の研磨加工対象であるワーク1aがもうない場合(ステップS8でNo)には、上記ステップS6の洗浄水放水から所定時間の洗浄が終了したところで、ステップS11に示すように洗浄水の放水を停止し、一連の研磨加工工程を終了する。
If there is no
次に、上記実施形態の効果を記載する。
上記実施形態の両面研磨装置50は、下定盤20の研磨面20cと異なる面側の下方の研磨スラリーが流れ落ちる経路となる部位に向けて洗浄水を放水するスプレーノズル90a,90b,91a,91bを設けた。
これにより、手が入りにくい下定盤20の研磨面20cと異なる面の下方からスラリー受け105にかけての部位に付着した研磨スラリーを効率よく洗浄することができるので、ワーク1aの研磨屑を含む研磨スラリーの両面研磨装置50への固着を防止することができる。したがって、両面研磨装置50の研磨スラリー汚れを効率よく洗浄できるとともに、固着した研磨スラリーが脱落してワーク1aの加工面に落下することによりワーク1aの加工面に発生するスクラッチなどの品質不良を防止することができる。
Next, the effect of the said embodiment is described.
The double-
This makes it possible to efficiently clean the polishing slurry adhering to the portion from the lower surface of the
また、上記実施形態の両面研磨装置50は、スラリー受け105,106とスラリー供給手段としてのスラリー供給装置150とがスラリー回収装置152を介してスラリー配管により接続され、研磨スラリーを循環させながら研磨加工を行うことが可能な構成とした。そして、スラリー配管の回収バルブD105a,D105b,D106a,D106b、および排出バルブD105c,D105d,D106c,D106dを操作して、研磨加工中はスラリー配管をスラリー循環モードとし、研磨加工終了後にスラリー配管をスラリー排出モードにしてスプレーノズル90a,90b,91a,91bによる研磨スラリー汚れの洗浄を行う研磨方法とした。
これにより、上記スプレーノズル90a,90b,91a,91bによって研磨スラリー汚れを洗浄して研磨スラリーの固着とその脱落が抑えられた状態で、研磨スラリーを循環させることができる。したがって、循環させる研磨スラリー中に研磨スラリーの固化物が混入されにくくなる効果によってスクラッチ等の品質不良を抑えながら、研磨スラリーを自動で供給しながら効率よく研磨加工を行うことができる。
また、研磨スラリーの汚れを洗浄する際には、スラリー配管がスラリー排出モードとなっていることにより、スラリー受け105,106に溜まる洗浄水を含む廃液がスラリー回収装置152に回収されずに排出バルブD105c,D105d,D106c,D106dから排出される。これにより、循環させる研磨スラリーが薄まったり、不要物が混入したりする不具合を回避できるので、安定した研磨加工品質を確保することができる。
In the double-
As a result, the polishing slurry can be circulated in a state in which the polishing slurry is cleaned by the
Further, when the dirt of the polishing slurry is washed, the slurry pipe is in the slurry discharge mode, so that the waste liquid containing the washing water accumulated in the
上記実施形態で説明した研磨装置、およびそれを用いた研磨方法は、以下の変形例として実施することも可能である。 The polishing apparatus described in the above embodiment and the polishing method using the same can be implemented as the following modifications.
(変形例1)
上記実施形態の研磨方法では、両面研磨装置50のスラリー配管の回収バルブD105a,D105b,D106a,D106b、および排出バルブD105c,D105d,D106c,D106dを操作して、研磨加工中はスラリー配管をスラリー循環モードとし、研磨加工終了後にスラリー配管をスラリー排出モードにしてスプレーノズル90a,90b,91a,91bによる研磨スラリー汚れの洗浄を行う研磨方法とした。
これに限らず、放水量が抑えられて且つ放水範囲の広いスプレーノズル、すなわち、洗浄水をミスト状に噴霧するスプレーノズルを用いることにより、洗浄水を放水しながら研磨加工することもできる。
図5は、洗浄水をミスト状に噴霧するスプレーノズルを用いた場合の研磨方法の変形例を説明するフローチャートである。なお、本変形例の研磨方法は、研磨加工中にスラリー配管をスラリー循環モードにすることの他は上記実施形態と同じであるため、同一の構成については説明を省略する。また、本変形例の研磨方法では、上記実施形態の両面研磨装置50を用いる例を説明するので、両面研磨装置50の構成については図1〜図3を参照されたい。なお、本変形例の研磨方法で用いる研磨装置は、上記実施形態の両面研磨装置50に限らず、後述する研磨装置の変形例においても適用が可能である。
(Modification 1)
In the polishing method of the above embodiment, the slurry piping recovery valves D105a, D105b, D106a, and D106b and the discharge valves D105c, D105d, D106c, and D106d of the double-
However, the present invention is not limited to this, and by using a spray nozzle with a reduced water discharge amount and a wide water discharge range, that is, a spray nozzle that sprays the cleaning water in a mist form, polishing can be performed while discharging the cleaning water.
FIG. 5 is a flowchart for explaining a modification of the polishing method in the case of using a spray nozzle that sprays cleaning water in a mist form. The polishing method of the present modification is the same as that of the above embodiment except that the slurry pipe is set to the slurry circulation mode during the polishing process, and thus the description of the same configuration is omitted. Moreover, since the example of using the double-
本変形例の研磨方法で用いられる研磨装置は、上記実施形態の両面研磨装置50において、スプレーノズル90a,90b,91a,91bとして、洗浄水をミスト状に噴霧するタイプのものを使用する。そして、各スプレーノズル90a,90b,91a,91bから噴霧される洗浄水が、両面研磨装置50の研磨加工中に研磨スラリーが流れ落ちる経路となる部位になるべく広く広がって当るようにスプレーノズル90a,90b,91a,91bを配置するとともに、洗浄装置155により洗浄水の水圧を調整する。
The polishing apparatus used in the polishing method of the present modification uses a type that sprays cleaning water in a mist form as the
このようなスプレーノズル90a,90b,91a,91bが設けられた両面研磨装置50を用いた本変形例の研磨方法においても、まず、ワーク1aをワーク保持孔15に挿入・保持させた複数のキャリアプレート10を、両面研磨装置50のサンギア21とインターナルギア22に噛合させた状態で下定盤20上にセットする(ステップS21)。
そして、上定盤30を下降させ、キャリアプレート10に保持されたワーク1aを下定盤20および上定盤30間に所定の研磨荷重を加えた状態で挟み込む。
Also in the polishing method of this modification using the double-
Then, the
次に、ステップS22に示すように、両面研磨装置50のスラリー配管の回収バルブD105a,D105b,D106a,D106bおよび排出バルブD105c,D105d,D106c,D106dを操作してスラリー循環モードにする。
Next, as shown in step S22, the slurry piping recovery valves D105a, D105b, D106a, D106b and the discharge valves D105c, D105d, D106c, D106d of the double-
次に、ステップS23に示すように、洗浄装置155を駆動させてスプレーノズル90a,90b,91a,91bからミスト状の洗浄水の放水(噴霧)を開始し、この状態のまま、スラリー供給装置150を駆動させてスラリーノズル151からワーク1aの加工面に所定量の研磨スラリーを供給しながら研磨加工を開始する(ステップS24)。すなわち、研磨スラリーを循環して、且つ洗浄水を放水しながら研磨加工を行うが、本変形例では、洗浄水をミスト状に噴霧するスプレーノズル90a,90b,91a,91bを用いて放水量を抑えながら洗浄水を放水する。このため、スラリー回収装置152を介してスラリー供給装置150に送られて再利用される研磨スラリーは左程薄まらず、また、スラリー回収装置152で濃度調整を行う場合には、濃度調整用の研磨スラリーが少なくて済むので管理がしやすい。
このまま研磨加工を継続していき、ワーク1aの厚みが厚み目標値に達したところで、研磨加工を終了する(ステップS25)。
Next, as shown in step S23, the
The polishing process is continued as it is, and the polishing process is terminated when the thickness of the
研磨加工が終了した後で、次に、ステップS26に示すように、両面研磨装置50からキャリアプレート10を取り外し、キャリアプレート10に保持された研磨加工上がりのワーク1aを取り外す。
次の研磨加工対象であるワーク1aがまだある場合(ステップS27でYes)には、所定数のワーク1aをワーク保持孔15に挿入・保持させたキャリアプレート10を、両面研磨装置50のサンギア21とインターナルギア22に噛合させた状態で下定盤20上にセットし(ステップS28)、ステップS24に戻って新たなワーク1aの研磨加工を繰り返す。
After the polishing process is completed, next, as shown in step S26, the
If there is still a
ステップS26のワーク1a取り出し後に、次の研磨加工対象であるワーク1aがもうない場合(ステップS27でNo)には、ステップS29に示すように洗浄水の放水を停止し、一連の研磨加工工程を終了する。
If there is no
上記変形例1の研磨方法によれば、両面研磨装置50において、スプレーノズル90a,90b,91a,91bとして、洗浄水をミスト状に噴霧するタイプのものを使用した。そして、各スプレーノズルから噴霧される洗浄水の放水量をなるべく抑えた状態で、研磨スラリーが流れ落ちる経路となる部位に当てながら、スラリー配管をスラリー循環モードにして研磨スラリーを循環させながら研磨加工を行う構成とした。
これにより、洗浄水をミスト状に噴霧するスプレーノズル90a,90b,91a,91bにより、両面研磨装置50の研磨加工中に研磨スラリーが流れ落ちる経路となる部位を常時湿らせながら研磨加工を行うので、研磨スラリーが付着しにくくなり、研磨加工後に行う研磨スラリー汚れの洗浄作業を軽減あるいは省略することができる。また、洗浄水は放水量を抑えながらミスト状に噴霧されるので、スラリー回収装置152を介してスラリー供給装置150に送られて再利用される研磨スラリーは左程薄まらず、また、スラリー回収装置152で濃度調整を行う場合に濃度調整用の研磨スラリーが少なくて済むので管理がしやすい。
According to the polishing method of the first modification, in the double-
Accordingly, the polishing process is performed while constantly moistening the part that becomes a path for the polishing slurry to flow during the polishing process of the double-
(変形例2)
上記実施形態および変形例1では、研磨装置として、遊星歯車方式の両面ラッピング装置である両面研磨装置50を用いた。これに限らず、上記実施形態の研磨方法は、片面研磨装置を用いても実施することができる。
図6は、上記実施形態および変形例1の研磨方法に用いることが可能な片面研磨装置の一例を模式的に説明する断面図である。なお、本変形例において、上記実施形態および変形例1と同じ構成については、同一符号を付して説明を省略する。
(Modification 2)
In the above embodiment and Modification 1, the double-
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of a single-side polishing apparatus that can be used in the polishing method of the embodiment and the first modification. In this modification, the same components as those in the above embodiment and modification 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図6に示す研磨装置としての片面研磨装置250は、回転可能に設けられた下定盤220と、研磨加工時には固定される上定盤230と、下定盤220の下方に配置された上方が開口した桶状のスラリー受け205と、スラリー供給手段としてのスラリー供給装置150、および、上定盤230に設けられ、スラリー供給装置150によりワーク201aの加工面201cに研磨スラリーを吐出あるいは滴下するスラリーノズル251と、を有している。
A single-
下定盤220は、上記実施形態の下定盤20(図3(a)を参照)と同様な研磨面220cを有する円盤状の定盤部分220Aと、その定盤部分220Aを下方中央から支持する軸部220Bとからなり、その軸部220Bの下端部にはギア部260が設けられている。ギア部260は、このギア部260を介して下定盤220を駆動回転させる下定盤駆動装置266に接続されている。下定盤駆動装置266は、図示しないモータおよびそのモータの回転を変速させる変速機を備え、この下定盤駆動装置266に直結されたギア267とそのギア267に一方が巻き付けられたチェーン268とを備え、さらに、この下定盤駆動装置266は、チェーン268の他方が巻き付けられたギア269と、このギア269と共に回転軸269bに固着され且つ下定盤220のギア部260に噛合されたギア269aとを有している。これにより、下定盤駆動装置266の変速機により変速されたモータの回転が、ギア267とチェーン268とを介してギア269に伝達される。この結果、ギア269aがギア269と一体に回転し、下定盤220が下定盤駆動装置266の駆動力に対応した回転速度で回転するようになっている。
The
一方、上定盤230は、図示しないシリンダのシリンダロッド239に吊り下げられており、シリンダを駆動させることにより昇降可能に設けられている。上定盤230は、研磨加工物であるワーク201aと対向する側のワーク固定面230cにワーク201aを固定する図示しない固定手段を備えている。この固定手段としては、例えば、上定盤230のワーク固定面230cから多数の孔を形成し、この孔を介してワーク固定面230cの反対側から空気を吸引してワーク201aを吸着させる方法などを用いることができる。
また、上定盤230には、ワーク201aの加工面201cに研磨スラリーを吐出あるいは滴下するスラリーノズル251が設けられている。研磨加工中にスラリーノズル251からワーク201aの加工面に供給される研磨スラリーは、スラリーノズル251とスラリー配管により接続されたスラリー供給装置150によって所定の時間あるいは断続的に所定量供給されるように制御される。
On the other hand, the
Further, the
片面研磨装置250には、下定盤220の外側を囲うように設けられた桶状のスラリー受け205が備えられている。また、スラリー受け205の側壁内縁部分の底面側近傍には、下定盤220の研磨面220cを除く外周面およびスラリー受け205の内底面を含む内壁部分に向けて洗浄水を放水する放水手段としての複数のスプレーノズル290a,290bが設けられている。スプレーノズル290a,290bは、洗浄水源から供給される洗浄水の水圧や放水のタイミングを制御する洗浄装置155に配水管により接続されている。
スラリー受け205の底面に設けられた排水口205bは、図示しないポンプおよび回収タンクを有するスラリー回収装置152にスラリー配管により接続されている。このスラリー配管には、回収バルブD205aおよび排出バルブD205cが配設されている。スラリー受け205に回収された研磨スラリーをスラリー回収装置152に回収して再利用するスラリー循環モードで研磨加工を行う場合には、排出バルブD205cを閉じて回収バルブD205aが開かれる。また、スラリー受け205に回収された使用済みの研磨スラリーあるいはスプレーノズル290a,290bから放水される洗浄水を外部に排出する場合には、回収バルブD205aを閉じて、排出バルブD205cが開かれる。
なお、上記スラリー受け205とスラリー配管により接続されたスラリー回収装置152には、図示しない回収ポンプ、ろ過装置、あるいはスラリー補充装置が備えられ、回収された研磨スラリーを再利用できる状態に調整したうえでスラリー供給装置150に送り出すようにスラリー配管により接続されている。
The single-
A
The
片面研磨装置250によってワーク201aを研磨する際には、まず、上記固定手段により上定盤230のワーク固定面230cに単数または複数のワーク201a(図6では二つのワーク201aを図示)を固定させる。そして、下定盤駆動装置266を駆動させて下定盤220を所定の回転速度で回転させ、スラリーノズル251から研磨スラリーを供給しながら、シリンダを操作することにより上定盤230を下降させてワーク201aの加工面201cを下定盤220の研磨面220cに所定の研磨荷重にて押し付けることにより、ワーク201aの加工面201cの片面研磨加工を行うことができる。
When the
上記変形例の片面研磨装置250においても、上記実施形態と同様の研磨方法を用いて所定の効果を得ることができる。すなわち、下定盤220の研磨面220cと異なる面側の下方の研磨スラリーが流れ落ちる経路となる部位に向けて洗浄水を放水するスプレーノズル290a,290bにより、スラリー受け205を含めた部位に付着した研磨スラリーを効率よく洗浄することができる。これにより、固着した研磨スラリーが脱落してワーク201aの加工面201cに落下することにより発生するスクラッチなどの品質不良を防止することができる。また、スラリー配管をスラリー循環モードにして研磨加工を行った場合には、スプレーノズル290a,290bによって研磨スラリー汚れを洗浄して研磨スラリーの固着とその脱落が抑えられた状態で、研磨スラリーを循環させることができるので、スクラッチ等の品質不良を抑えながら、研磨スラリーを自動で供給しながら効率よく研磨加工を行うことができる。
Also in the single-
(変形例3)
上記実施形態および変形例1、変形例2で説明した両面研磨装置50および片面研磨装置250においては、洗浄水の放水手段としてのスプレーノズル90a,90b,91a,91bおよびスプレーノズル290a,290bを揺動可能に設けることにより、研磨スラリー汚れをさらに効率よく洗浄することができる。
図7は、スプレーノズルを揺動可能に設けた片面研磨装置を模式的に説明する断面図である。なお、図7は、上記変形例2の片面研磨装置250と同じ構成の片面研磨装置において、スプレーノズルの放水方向を可変とした例を説明するものであるので、一部図示を省略しているとともに、上記変形例2と同じ構成については同一符号を付して説明を省略する。
(Modification 3)
In the double-
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating a single-side polishing apparatus in which a spray nozzle is swingably provided. 7 illustrates an example in which the water discharge direction of the spray nozzle is variable in the single-side polishing apparatus having the same configuration as that of the single-
図7に示す片面研磨装置250'は、回転可能に設けられた下定盤220と、研磨加工時には固定される上定盤230と、下定盤220の下方に配置された上方が開口した桶状のスラリー受け205と、上定盤230に設けられワーク201aの加工面201cに研磨スラリーを吐出あるいは滴下するスラリーノズル251と、を有している。
スラリー受け205の側壁内縁部分の底面側近傍には、放水口と異なる部分を支点として放水口側をそれぞれ矢印295,296の方向に揺動自在に設けられた複数のスプレーノズル290a,290bが配置されている。各スプレーノズル290a,290bは、放水口から放水される洗浄水が、下定盤220の研磨面220cを除く外周面およびスラリー受け205の内底面を含む内壁部分にあたる範囲で揺動されるようになっている。なお、スプレーノズル290a,290bの揺動方向は矢印295,296の方向に限らず、例えば矢印295,296とそれぞれ直交する方向に揺動させてもよく、あるいは、放水口を回転させるように揺動させるようにしてもよい。
A single-
A plurality of
上記変形例3の片面研磨装置250'によれば、片面研磨装置250'の洗浄される部分に対する洗浄水の水圧に変化が生じることにより、研磨スラリーなどの汚れの除去をより効果的に行うことができる。
According to the single-
(変形例4)
上記実施形態および変形例1、変形例2で説明した両面研磨装置50および片面研磨装置250においては、研磨スラリー汚れが付着する各部材に機械的な力を加える清掃補助手段を付加することにより、スプレーノズル90a,90b,91a,91bおよびスプレーノズル290a,290bによる研磨スラリー汚れをより効果的に除去することができる。
図8および図9は、清掃補助手段を付加した研磨装置としての片面研磨装置を模式的に説明するものであり、図8は、清掃補助手段としての超音波発振子が付加された片面研磨装置を示す断面図、図9は、清掃補助手段としてのワイパーが設けられた片面研磨装置の例を示す断面図である。
なお、図8および図9に示す片面研磨装置は、図6に示す上記変形例2の片面研磨装置250と同じ構成の片面研磨装置において、清掃補助手段としての超音波発振子およびワイパーが設けられた例を説明するものであり、一部図示を省略しているとともに、上記変形例2と同じ構成については同一符号を付して説明を省略する。
(Modification 4)
In the double-
8 and 9 schematically illustrate a single-side polishing apparatus as a polishing apparatus to which a cleaning auxiliary means is added. FIG. 8 illustrates a single-side polishing apparatus to which an ultrasonic oscillator as a cleaning auxiliary means is added. FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a single-side polishing apparatus provided with a wiper as a cleaning auxiliary means.
The single-side polishing apparatus shown in FIGS. 8 and 9 is the same as the single-
図8に示す片面研磨装置350は、回転可能に設けられた下定盤220と、研磨加工時には固定される上定盤230と、下定盤220の下方に配置された上方が開口した桶状のスラリー受け205と、上定盤230に設けられ図示しないスラリー供給装置によりワーク201aの加工面201cに研磨スラリーを吐出あるいは滴下するスラリーノズル251と、を有している。また、スラリー受け205の側壁内縁部分の底面側近傍には、下定盤220の研磨面220cを除く外周面およびスラリー受け205の内底面を含む内壁部分に向けて洗浄水を放水する放水手段としての複数のスプレーノズル290a,290bが配置されている。
また、スラリー受け205の内壁側の一部には図示しない超音波発振装置に接続された超音波発振子360が、スラリー受け205の内壁に接触したり離れたりできるように矢印365の方向に移動可能に設けられている。また、下定盤220の下方には、定盤部分220Aの研磨面と異なる面および軸部220Bの一部に接触したり離れたりできるように矢印375の方向に移動可能に設けられた超音波発振子370が備えられている。
超音波発振子360,370は、スプレーノズル290a,290bから洗浄水を放水して片面研磨装置350を洗浄する際に、スラリー受け205の内壁あるいは下定盤220の定盤部分220Aの研磨面220cと異なる面および軸部220Bの一部に接触させ、超音波を発振させる。この超音波振動により、スラリー受け205の内壁あるいは下定盤220の下方それぞれの表面に残る研磨スラリー汚れが浮いて除去されやすくなるので、研磨スラリー汚れをより効果的に除去することができる。
The single-
In addition, an
When the
一方、図9に示す片面研磨装置450は、下定盤220の定盤部分220Aの研磨面220cと異なる側の面の近傍に、ホルダ462とウレタンゴムなどのワイプ材461とからなるワイパー460が、ワイプ材461が定盤部分220Aに接触したり離れたりできるように、矢印465の方向に移動可能に設けられている。また、下定盤220の下方の軸部220Bの近傍には、ホルダ472とワイプ材471とからなるワイパー470が、ワイプ材471が軸部220Bの一部に接触したり離れたりできるように矢印475の方向に移動可能に設けられている。
ワイパー460,470は、スプレーノズル290a,290bから洗浄水を放水して片面研磨装置450を洗浄する際に、下定盤220の定盤部分220Aの研磨面220cと異なる面および軸部220Bの一部に接触させる。このとき、下定盤220は回転しているので、ワイパー460およびワイパー470により定盤部分220Aの研磨面220cと異なる面および軸部220Bの研磨スラリー汚れが接触しているワイパー460のワイプ材461およびワイパー470のワイプ材71により研磨スラリー汚れが擦り取られ、スプレーノズル290a,290bから放水される洗浄水による洗浄効果がより向上する。
On the other hand, a single-
The
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態やその変形例、あるいは実施例について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態およびその変形例、あるいは実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。 The embodiment of the present invention, its modification, or the example made by the inventor has been specifically described above, but the present invention is limited to the above-described embodiment, its modification, or example. Instead, various changes can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、上記実施形態および変形例2〜4で説明した研磨装置において、研磨スラリー汚れを洗浄するために設けられた各洗浄手段および清掃補助手段は、単独で用いても効果があるとともに、それぞれを組み合わせて利用することもできる。
これにより、研磨スラリー汚れをより効果的に除去することが可能になる。
For example, in the polishing apparatus described in the above embodiment and Modifications 2 to 4, each cleaning means and cleaning auxiliary means provided for cleaning polishing slurry dirt are effective even if used alone, It can also be used in combination.
This makes it possible to more effectively remove the polishing slurry.
また、上記実施形態および変形例では、矩形平板状の基材としてのワーク1a,201aを研磨加工する例を説明した。これに限らず、研磨加工する基材の平面視の形状は円形、三角形、五角以上の多角形、あるいは不定形であってもよく、また、平板状に限らず、加工面どうし、または加工面と対向する面とが平行であれば例えばブロック状の基材であっても本発明の研磨方法を適用することができる。 Moreover, in the said embodiment and the modification, the example which grind | polishes the workpiece | work 1a and 201a as a rectangular flat base material was demonstrated. However, the shape of the substrate to be polished in plan view may be a circle, a triangle, a pentagon or more polygon, or an indeterminate shape, and is not limited to a flat plate shape. For example, even if it is a block-shaped base material, the polishing method of the present invention can be applied.
また、上記実施形態では、両面ラッピング装置である両面研磨装置50を用いて研磨加工する例を説明した。これに限らず、両面ポリッシング装置を用いてポリッシングを実行してもよいことは勿論である。また、ラッピング装置やポリッシング装置以外のほかの砥粒加工においても、本発明の要旨を適用することが可能である。
In the above-described embodiment, an example in which polishing is performed using the double-
また、上記実施形態では、両面研磨装置50のサンギア21と下定盤20とインターナルギア22と上定盤30との4つの回転部材のうち、3つの部材を回転させる3ウェイ研磨加工方法または4つ全てを回転させる4ウェイ研磨加工方法によって研磨加工を実行する研磨方法の例を説明した。これに限らず、本発明の要旨は、下定盤20および上定盤30を固定して、サンギア21およびインターナルギア22を回転させることによりキャリアプレート10を回転させてワーク1aを研磨する所謂2ウェイ研磨加工方法にも適用することも可能である。
Moreover, in the said embodiment, the three-way grinding | polishing method or four which rotate three members among the four rotation members of the
また、上記実施形態では、両面研磨装置50のサンギア21と下定盤20とインターナルギア22とを同方向に回転させ、上定盤30は回転させないか、あるいは逆方向に回転させる例を説明した。これに限らず、例えば、下定盤20と上定盤30とを同方向に回転させて上記研磨加工方法を実行してもよい。
In the above embodiment, the
1a,201a…基材としてのワーク、10…キャリアプレート、15…ワーク保持孔、20,220…下定盤、20A,220A…定盤部、20B…下定盤受け部、20c,220c…研磨面、21…サンギア、22…インターナルギア、30,230…上定盤、30c…研磨面、50…研磨装置としての両面研磨装置、90a,90b,91a,91b,290a,290b…放水手段としてのスプレーノズル、105…第1のスラリー受け、106…第2のスラリー受け、105a,105b,106a,106b,205b…排水口、D105a,D105b,D106a,D106b,D205a…回収バルブ、D105c,D105d,D106c,D106d…排出バルブ、150…スラリー供給手段の一部としてのスラリー供給装置、151,251…スラリー供給手段の一部としてのスラリーノズル、152…スラリー回収装置、155…洗浄装置、201c…加工面、205…スラリー受け、220B…軸部、230c…ワーク固定面、250,250’,350,450…研磨装置としての片面研磨装置、360,370…超音波発振子、460,470…ワイパー。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記研磨面と対向する前記基材の研磨加工される加工面に研磨スラリーを供給するスラリー供給手段と、
前記定盤の下方に配置され、研磨加工で用いられた前記研磨スラリーを受けるスラリー受けと、
前記定盤の前記研磨面と異なる面側から前記スラリー受けの間の少なくとも一部に向けて洗浄水を放水する放水手段と、を有することを特徴とする研磨装置。 A surface plate having a polishing surface for polishing at least one of the parallel surfaces of the substrate;
Slurry supply means for supplying a polishing slurry to a processing surface to be polished of the substrate facing the polishing surface;
A slurry receiver that is disposed below the surface plate and receives the polishing slurry used in polishing,
A polishing apparatus comprising: a water discharging means for discharging cleaning water from at least a part between the slurry receivers from a surface side different from the polishing surface of the surface plate.
前記スラリー受けと前記スラリー供給手段とがスラリー配管により接続され、前記研磨スラリーを循環させながら研磨加工を行うことが可能なスラリー循環構造を有していることを特徴とする研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 1, wherein
A polishing apparatus characterized in that the slurry receiver and the slurry supply means are connected by a slurry pipe and have a slurry circulation structure capable of performing polishing while circulating the polishing slurry.
前記放水手段が前記洗浄水をミスト状に噴霧する放水口を有していることを特徴とする研磨装置。 The polishing apparatus according to claim 1 or 2,
The polishing apparatus, wherein the water discharge means has a water discharge port for spraying the cleaning water in a mist form.
前記放水手段の前記放水口が揺動自在に設けられていることを特徴とする研磨装置。 In the polishing device according to any one of claims 1 to 3,
A polishing apparatus, wherein the water discharge port of the water discharge means is swingably provided.
前記定盤の前記研磨面と異なる面から前記スラリー受けの間の前記放水手段からの前記洗浄水が当てられる部位の少なくとも一部に接触して擦るワイパーが備えられていることを特徴とする研磨装置。 In the polishing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
Polishing comprising a wiper that comes into contact with and rubs against at least a part of a portion to which the washing water from the water discharge means is applied between the slurry receiver from a surface different from the polishing surface of the surface plate apparatus.
前記定盤の前記研磨面と異なる面から前記スラリー受けの間の前記放水手段からの前記洗浄水が当てられる部位の少なくとも一部に振動を加える加振手段を備えていることを特徴とする研磨装置。 In the polishing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
Polishing comprising vibration means for applying vibration to at least part of a portion of the surface plate to which the washing water from the water discharging means is applied between the slurry receiver and a surface different from the polishing surface. apparatus.
前記基材を研磨加工するステップと、
前記放水手段により、前記定盤の前記加工面と異なる面から前記スラリー受けの間の部位に前記洗浄水を当てて洗浄するステップと、
を含むことを特徴とする研磨方法。 A surface plate having a polishing surface for polishing at least one of the parallel surfaces of the substrate, and a slurry for supplying polishing slurry to the processed surface of the substrate opposite to the polishing surface. Supply means, a slurry receiver that is disposed below the surface plate and receives the polishing slurry used in the polishing process, and at least part of the surface of the surface plate between the polishing surface and a surface different from the polishing surface A polishing method for polishing the substrate using a polishing apparatus having a water discharge means for discharging cleaning water toward the water,
Polishing the substrate;
Washing by applying the washing water to a portion between the slurry receivers from a surface different from the processing surface of the surface plate by the water discharge means;
A polishing method comprising:
前記放水手段により、前記定盤の前記加工面と異なる面から前記スラリー受けの間の部位に前記洗浄水を当てながら研磨加工を行うことを特徴とする研磨方法。 A surface plate having a polishing surface for polishing at least one of the parallel surfaces of the substrate, and a slurry for supplying polishing slurry to the processed surface of the substrate opposite to the polishing surface. Supply means, a slurry receiver that is disposed below the surface plate and receives the polishing slurry used in the polishing process, and at least part of the surface of the surface plate between the polishing surface and a surface different from the polishing surface A polishing method for polishing the substrate using a polishing apparatus having a water discharge means for discharging cleaning water toward the water,
A polishing method characterized in that the water discharge means performs polishing while applying the cleaning water to a portion between the slurry receivers from a surface different from the processing surface of the surface plate.
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