JP2013082073A - Polishing system - Google Patents

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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently transmit rotation by uniforming a contact state of rollers with the peripheral surface of a carrier surface plate, in a polishing system rotating the carrier surface plate through the rollers.SOLUTION: The carrier surface plate 40 is rotated by a plurality of roller drive units 100 which include roller drive motors 115 for rotatively driving the rollers 110 and roller movement structures 150 for radially moving the rollers, and which are arranged around the carrier surface plate 40. The polishing system includes a radial position detection section 160 that detects the position of the outer peripheral surface 45 of the surface plate passing through an area with the roller drive units 100 arranged when the carrier surface plate 40 is rotated, and is configured such that a control device controls the movement position and rotational speed of the rollers 110 of the roller drive units according to the position of the outer peripheral surface 45 detected by the radial position detection section 160.

Description

本発明は、基板を平坦に研磨加工する研磨システムに関し、なお詳細には、基板を保持
する基板収容部を有して上下の定盤の間に配設されるキャリア、上下の定盤よりも大径の
円環状に形成されたキャリア定盤、及びキャリア定盤を回転させることにより上下の定盤
間に挟持されたキャリアを回転させるキャリア定盤駆動機構を備えた研磨システムに関す
る。
The present invention relates to a polishing system that polishes a substrate flatly. More specifically, the present invention relates to a carrier that has a substrate container for holding a substrate and is disposed between upper and lower surface plates, and more than the upper and lower surface plates. The present invention relates to a polishing system equipped with a carrier surface plate formed in a large-diameter annular shape and a carrier surface plate driving mechanism for rotating a carrier sandwiched between upper and lower surface plates by rotating the carrier surface plate.

上定盤、下定盤、基板を保持する基板収容部を有し上下の定盤の間に配設されるキャリ
ア、及び上下の定盤間に挟持されたキャリアを回転させるキャリア駆動機構を備えた研磨
システムとして、基板の上下両面を平坦に研磨する両面ラップ装置や両面CMP装置等の
研磨装置が広く知られている。このような研磨装置のキャリア駆動機構は、一般的に、下
定盤の中心を貫通して上方に突出する太陽歯車、下定盤の外周を囲んで配設された内歯歯
車、キャリアの外周に形成され太陽歯車及び内歯歯車と噛合する遊星歯車、及び太陽歯車
を上下に延びる中心軸廻りに回転駆動する太陽歯車駆動構造などを備えて構成される。そ
して、キャリアの基板収容部に研磨対象の基板を保持させて上下の定盤間に挟持させ、研
磨液を供給しながら上下の定盤をそれぞれ回転させるとともに、太陽歯車を回転させて上
下定盤間でキャリアを遊星運動させ、これにより基板の上下両面を平坦に研磨するように
構成されていた(例えば、特許文献1,特許文献2を参照)。
Equipped with an upper surface plate, a lower surface plate, a carrier having a substrate holding part for holding the substrate, disposed between the upper and lower surface plates, and a carrier driving mechanism for rotating the carrier sandwiched between the upper and lower surface plates As a polishing system, polishing apparatuses such as a double-sided lapping apparatus and a double-side CMP apparatus that polish the upper and lower surfaces of a substrate flatly are widely known. The carrier driving mechanism of such a polishing apparatus is generally formed on the outer periphery of the sun gear that protrudes upward through the center of the lower surface plate, the internal gear that surrounds the outer surface of the lower surface plate, and the carrier. And a planetary gear that meshes with the sun gear and the internal gear, and a sun gear drive structure that rotationally drives the sun gear around a central axis extending vertically. Then, hold the substrate to be polished in the substrate receiving portion of the carrier and sandwich it between the upper and lower surface plates, rotate the upper and lower surface plates while supplying the polishing liquid, and rotate the sun gear to rotate the upper and lower surface plates. The carrier is moved in a planetary motion between the two, whereby the upper and lower surfaces of the substrate are polished flatly (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

特開2003−311608JP 2003-31608 A 特開2007−301650JP2007-301650A

ところが、上記のような従来の研磨装置では、下定盤の中心に上方に突出して太陽歯車
が配設されることから、研磨可能な基板サイズは定盤直径の半分以下に制限される。近年
では、液晶表示装置の大型化に伴い、大型のガラス基板を平坦に両面研磨する研磨システ
ムが必要とされるところ、上記のような従来の研磨装置をそのまま大型化すれば装置全体
が巨大化してしまう。そこで、上下の定盤よりも大径の円環状で内周にキャリアが接続さ
れ、上下に延びる仮想中心軸廻りに回転自在に支持されたキャリア定盤と、このキャリア
定盤を回転駆動するキャリア定盤駆動機構を備えた研磨システムが鋭意研究されている。
However, in the conventional polishing apparatus as described above, the sun gear is disposed so as to protrude upward in the center of the lower surface plate, so that the substrate size that can be polished is limited to half or less of the surface plate diameter. In recent years, along with the increase in size of liquid crystal display devices, there has been a need for a polishing system that flatly polishes a large glass substrate on both sides. However, if the conventional polishing device as described above is increased in size as it is, the entire device becomes enormous. End up. Therefore, a carrier surface plate having an annular shape with a larger diameter than the upper and lower surface plates and having a carrier connected to the inner periphery and supported so as to be rotatable about a virtual center axis extending vertically, and a carrier that rotationally drives the carrier surface plate. A polishing system equipped with a surface plate drive mechanism has been intensively studied.

上記のようなキャリア定盤を備えた研磨システムでは、キャリア定盤が中空の円環状で
あるため回転中心に軸を設けることができない。そのため、キャリア定盤駆動機構は、キ
ャリア定盤の周面(外周面または内周面)に接するローラ及びこのローラを回転駆動する
ローラ駆動モータを有するローラ駆動ユニットをキャリア定盤の周りに複数備えて構成さ
れ、各ユニットのローラ駆動モータを同期回転させることにより、各ローラを介してキャ
リア定盤を回転させるように構成される。このような研磨システムのキャリア定盤は、直
径が概ね3m以上にもなることから旋削等により成形することが困難であり、例えば、細
長い帯板状に切断した鋼材をベンディングロール等により円弧状に成形し、上下に円環部
材を溶接する等により形成される。そのため、ローラの接する周面がきれいな円形になら
ず、キャリア定盤を回転させたときに周面が径方向に大きく振れる状況が発生する。
In the polishing system provided with the carrier surface plate as described above, the carrier surface plate has a hollow annular shape, so that an axis cannot be provided at the center of rotation. Therefore, the carrier surface plate drive mechanism includes a plurality of roller drive units around the carrier surface plate, each having a roller in contact with the peripheral surface (outer peripheral surface or inner peripheral surface) of the carrier surface plate and a roller drive motor that rotationally drives the roller. The carrier platen is configured to rotate via each roller by synchronously rotating the roller drive motor of each unit. The carrier surface plate of such a polishing system has a diameter of about 3 m or more and is difficult to be formed by turning or the like. For example, a steel material cut into a strip-like shape is formed into an arc shape by a bending roll or the like. It is formed by molding and welding annular members up and down. For this reason, the circumferential surface that the roller contacts does not have a clean circular shape, and a situation occurs in which the circumferential surface greatly shakes in the radial direction when the carrier surface plate is rotated.

その結果、キャリア定盤の仕上がりによってローラが周面から離れて回転駆動力が伝達
されない場合やローラに過大な負荷が生じるなど、円滑な回転伝達が難しいという課題が
あった。また、キャリア定盤の回転速度(rad/sec)を一定とした場合に、回転中心から
異なる半径位置の周面では周速(線速度m/sec)が異なることから、複数のローラ駆動ユ
ニットでユニットごとにローラの回転速度と当該ローラが接触する周面の周速とに差異が
生じ、接触状態の均一化や効率的な回転伝達が難しいという課題が生じていた。
As a result, there is a problem that smooth rotation transmission is difficult, for example, when the roller is separated from the peripheral surface due to the finish of the carrier surface plate and the rotational driving force is not transmitted or an excessive load is generated on the roller. In addition, when the rotational speed (rad / sec) of the carrier surface plate is constant, the peripheral speed (linear speed m / sec) differs on the peripheral surface at different radial positions from the center of rotation. For each unit, there is a difference between the rotation speed of the roller and the peripheral speed of the peripheral surface with which the roller comes into contact, and there is a problem that it is difficult to make the contact state uniform and efficiently transmit the rotation.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ローラ駆動ユニットのローラ
とキャリア定盤の周面との接触状態を均一化し効率的な回転伝達を可能とした研磨システ
ムを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a problem, and provides a polishing system that makes it possible to efficiently transmit rotation by making the contact state between the roller of the roller driving unit and the peripheral surface of the carrier surface plate uniform. For the purpose.

上記目的を達成するため、本発明の研磨システムは、上下に対向して設けられた円盤状
の上定盤及び下定盤、基板を保持する基板収容部を有し上定盤と下定盤との間に配設され
るキャリア、上定盤及び下定盤よりも大径の円環状に形成されて内周にキャリアが接続さ
れたキャリア定盤、及びキャリア定盤を回転させることにより上定盤と下定盤との間に挟
持されたキャリアを回転させるキャリア定盤駆動機構を備えて構成される。キャリア定盤
駆動機構は、外周面がキャリア定盤の周面に接し上下に延びるローラ軸廻りに回動自在に
支持されたローラ、ローラを回転駆動するローラ駆動モータ、及びローラをキャリア定盤
の径方向に移動させるローラ移動構造を有し、ローラをローラ駆動モータにより回転駆動
してキャリア定盤を回転させる複数のローラ駆動ユニットからなる。そして、この研磨シ
ステムでは、各ローラ駆動ユニットにおけるローラの配設領域を通るキャリア定盤の周面
の径方向位置を検出する径方向位置検出手段(例えば、実施形態における径方向位置検出
部160,160´)と、各ローラ駆動ユニットのローラ移動構造によるローラの移動位
置及びローラ駆動モータによるローラの回転速度を制御する制御装置とを備え、制御装置
が、径方向位置検出手段により検出される周面の径方向位置に応じて、キャリア定盤の周
面と各ローラ駆動ユニットのローラとの接触状態が一定になるように、各ローラ駆動ユニ
ットにおけるローラの移動位置及び回転速度を制御するように構成される。
In order to achieve the above object, the polishing system of the present invention has a disk-shaped upper and lower surface plates provided facing each other in the vertical direction, a substrate container for holding the substrate, and an upper surface plate and a lower surface plate. A carrier surface plate, a carrier surface plate formed in an annular shape having a larger diameter than the upper surface plate and the lower surface plate, the carrier surface being connected to the inner periphery, and an upper surface plate by rotating the carrier surface plate A carrier surface plate driving mechanism for rotating the carrier held between the lower surface plate and the lower surface plate is provided. The carrier surface plate driving mechanism includes a roller whose outer peripheral surface is in contact with the peripheral surface of the carrier surface plate and is supported so as to be rotatable about a roller shaft extending vertically, a roller drive motor for rotating the roller, and a roller for the carrier surface plate. It has a roller moving structure that moves in the radial direction, and comprises a plurality of roller drive units that rotate the carrier surface plate by rotating the rollers by a roller drive motor. In this polishing system, radial position detection means for detecting the radial position of the peripheral surface of the carrier surface plate that passes through the roller arrangement area in each roller drive unit (for example, the radial position detection unit 160 in the embodiment, 160 ′) and a control device for controlling the roller movement position by the roller movement structure of each roller drive unit and the rotation speed of the roller by the roller drive motor, and the control device detects the circumference detected by the radial position detection means. In accordance with the radial position of the surface, the moving position and rotational speed of the roller in each roller drive unit are controlled so that the contact state between the peripheral surface of the carrier surface plate and the roller of each roller drive unit is constant. Composed.

なお、前記径方向位置検出手段(例えば、実施形態における径方向位置検出部160)
は、キャリア定盤の周面の形状が予め設定記憶されたメモリと、キャリア定盤の回転角度
位置を検出する角度位置検出装置とからなり、メモリに設定記憶された周面の形状と角度
位置検出装置により検出されたキャリア定盤の回転角度位置とに基づいて、ローラ駆動ユ
ニットにおけるローラの配設領域を通る周面の径方向位置を検出するように構成すること
が好ましい。
The radial position detection means (for example, the radial position detection unit 160 in the embodiment)
Consists of a memory in which the shape of the peripheral surface of the carrier surface plate is set and stored in advance, and an angular position detection device for detecting the rotational angle position of the carrier surface plate, and the shape and angular position of the peripheral surface set and stored in the memory It is preferable that the radial position of the circumferential surface passing through the roller arrangement region in the roller drive unit is detected based on the rotation angle position of the carrier surface plate detected by the detection device.

あるいは、前記径方向位置検出手段(例えば、実施形態における径方向位置検出部16
0´)は、キャリア定盤の回転に伴って変位する周面の変位状態を検出する周面変位検出
装置からなり、周面変位検出装置により検出される周面の変位状態に基づいて、各ローラ
駆動ユニットにおけるローラの配設領域を通る周面の径方向位置を検出するように構成す
ることが好ましい。
Alternatively, the radial position detector (for example, the radial position detector 16 in the embodiment)
0 ′) comprises a peripheral surface displacement detection device that detects the displacement state of the peripheral surface that is displaced in accordance with the rotation of the carrier surface plate, and based on the displacement state of the peripheral surface detected by the peripheral surface displacement detection device, It is preferable to configure so as to detect the radial position of the circumferential surface passing through the roller arrangement region in the roller drive unit.

また、各前記ローラ駆動ユニットは、ローラが設けられたローラアームと、ローラアー
ムをキャリア定盤の径方向に移動自在に支持しローラ移動構造によりキャリア定盤の径方
向に移動されるスライドブロックと、ローラアームとスライドブロックとの間に介装され
てローラを周面に付勢するバネとを備え、ローラが周面に略一定の付勢力で押接されるよ
うに構成することが好ましい。
Each of the roller drive units includes a roller arm provided with a roller, a slide block that supports the roller arm so as to be movable in the radial direction of the carrier surface plate, and is moved in the radial direction of the carrier surface plate by a roller moving structure. It is preferable that a spring is provided between the roller arm and the slide block to bias the roller to the circumferential surface, and the roller is pressed against the circumferential surface with a substantially constant biasing force.

本発明の研磨システムでは、キャリア定盤の周面の径方向位置を検出する径方向位置検
出手段と、各ローラ駆動ユニットにおけるローラの移動位置及び回転速度を制御する制御
装置とを備え、制御装置が、径方向位置検出手段により検出される周面の径方向位置に応
じて、各ローラ駆動ユニットのローラの接触状態が一定になるように各ローラ駆動ユニッ
トのローラの移動位置及び回転速度が制御される。このような構成によれば、キャリア定
盤の周面に径方向の振れがあっても、この径方向の振れに応じて各ローラ駆動ユニットの
ローラの位置および回転速度が制御されるため、キャリア定盤の周面とローラとの接触状
態を均一化することができ、効率的な回転伝達が可能な研磨システムを提供することがで
きる。
The polishing system of the present invention includes a radial position detection means for detecting the radial position of the peripheral surface of the carrier surface plate, and a control device for controlling the moving position and the rotational speed of the roller in each roller driving unit. However, according to the radial position of the peripheral surface detected by the radial position detecting means, the moving position and the rotational speed of the rollers of each roller drive unit are controlled so that the contact state of the rollers of each roller drive unit is constant. Is done. According to such a configuration, even if there is a radial runout on the peripheral surface of the carrier surface plate, the position and rotational speed of the rollers of each roller drive unit are controlled according to this radial runout. A contact state between the peripheral surface of the surface plate and the roller can be made uniform, and a polishing system capable of efficiently transmitting rotation can be provided.

本発明を適用した研磨システムのローラ駆動ユニットを側面から見た概要構成図である。It is the outline | summary block diagram which looked at the roller drive unit of the grinding | polishing system to which this invention is applied from the side. 本発明を適用した研磨システムを側方から見た状態の概念図である。It is a conceptual diagram of the state which looked at the grinding | polishing system to which this invention is applied from the side. 図2中のIII−III矢視方向に見た平面図である。It is the top view seen in the III-III arrow direction in FIG. 第1構成形態の研磨システムの径方向位置検出部を主として示すブロック図である。It is a block diagram which mainly shows the radial direction position detection part of the grinding | polishing system of a 1st structure form. 第1構成形態の研磨システムのキャリア定盤を上方から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the carrier surface plate of the grinding | polishing system of a 1st structure form from upper direction. 複数の回転検出センサの配設状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning state of a some rotation detection sensor. 第2構成形態の研磨システムの径方向位置検出部を主として示すブロック図である。It is a block diagram which mainly shows the radial direction position detection part of the grinding | polishing system of a 2nd structure form. 第2構成形態の研磨システムのキャリア定盤を上方から見た模式図である。It is the schematic diagram which looked at the carrier surface plate of the grinding | polishing system of a 2nd structure form from upper direction. 周面位置検出センサにおいて検出される外周面の変位波形の模式図である。It is a schematic diagram of the displacement waveform of the outer peripheral surface detected in a peripheral surface position detection sensor.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。本発明を
適用した研磨システム1を側方から見た状態の概念図を図2に、図2中のIII−III矢視方
向に見た平面図を図3に示しており、まず研磨システム1の全体構成について概要説明す
る。なお、説明の便宜上から、図2では、キャリア及びキャリア定盤を断面図で示してい
る。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a conceptual diagram of the polishing system 1 to which the present invention is applied as viewed from the side, and FIG. 3 is a plan view of the polishing system 1 as viewed in the direction of arrows III-III in FIG. The overall configuration will be described. For convenience of explanation, FIG. 2 shows the carrier and the carrier surface plate in a sectional view.

研磨システム1は、上下に対向して設けられた円盤状の上定盤10及び下定盤20、基
板Wを保持する基板収容部を有し上定盤10と下定盤20との間に配設されるキャリア3
0、上下の定盤10,20よりも大径の円環状に形成されて内周にキャリア30が接続さ
れたキャリア定盤40、キャリア定盤40を回転させることにより上定盤10と下定盤2
0との間に挟持されたキャリア30を回転させるキャリア定盤駆動機構50、及び研磨シ
ステム1の作動を制御する制御装置80を備えて構成される。
The polishing system 1 has a disk-shaped upper surface plate 10 and lower surface plate 20 that are provided facing each other in the vertical direction, and a substrate container that holds the substrate W, and is disposed between the upper surface plate 10 and the lower surface plate 20. Career 3
The upper surface plate 10 and the lower surface plate are rotated by rotating the carrier surface plate 40 and the carrier surface plate 40 which are formed in an annular shape larger in diameter than the upper and lower surface plates 10 and 20 and to which the carrier 30 is connected. 2
The carrier platen driving mechanism 50 that rotates the carrier 30 sandwiched between 0 and 0, and the controller 80 that controls the operation of the polishing system 1 are provided.

上定盤10及び下定盤20は、直径が2〜4[m]程度の大型で略同径の円盤状をなし、
上定盤10の上面中心に上方に延びる上定盤回転軸12、下定盤20の下面中心に下方に
延びる下定盤回転軸22が固定されている。上定盤回転軸12には上定盤駆動機構15、
下定盤回転軸22には下定盤駆動機構25が接続されており、上下の定盤が各回転12,
22の軸廻りにそれぞれ独立して水平面内で回転可能に構成される。上定盤10の下面、
及び下定盤20の上面は、ともに高い平面度に加工されたうえ、加工液を各部に供給する
ための溝が格子状に形成されて研磨面11,21が形成される。なお、研磨システム1で
両面CMP加工を行うような場合には、例えば、微細な独立発泡気泡を内包するポリウレ
タン製の研磨パッドが貼り付けられて研磨面が形成される。
The upper surface plate 10 and the lower surface plate 20 have a large and approximately the same diameter disk shape with a diameter of about 2 to 4 [m],
An upper surface plate rotating shaft 12 extending upward is fixed to the upper surface center of the upper surface plate 10, and a lower surface plate rotating shaft 22 extending downward is fixed to the lower surface center of the lower surface plate 20. The upper surface plate rotating shaft 12 has an upper surface plate driving mechanism 15,
A lower surface plate driving mechanism 25 is connected to the lower surface plate rotation shaft 22, and the upper and lower surface plates are respectively connected to each rotation 12.
Each of the 22 axes is configured to be independently rotatable in a horizontal plane. The lower surface of the upper surface plate 10,
The upper surface of the lower surface plate 20 is processed to have a high flatness, and grooves for supplying the processing liquid to each part are formed in a lattice shape to form the polished surfaces 11 and 21. When performing double-side CMP processing with the polishing system 1, for example, a polishing pad made of polyurethane containing fine closed-cell foamed cells is attached to form a polishing surface.

上定盤10は、図示省略する上定盤移動機構により、下定盤20と対向した対向位置と
下定盤20の上方から側方に退避した退避位置とに移動可能、対向位置において上下に移
動可能に配設されるとともに、基板Wを上下の研磨面11,21の間に挟み込んだ状態で
下向きに加圧する加圧構造が設けられており、制御装置80において設定された任意の研
磨圧力で基板Wの両面を研磨可能に構成されている。
The upper surface plate 10 can be moved to an opposed position facing the lower surface plate 20 and a retreat position retracted from the upper side of the lower surface plate 20 to the side by an upper surface plate moving mechanism (not shown), and can be moved up and down at the opposed position. And a pressurizing structure that pressurizes the substrate W in a state where the substrate W is sandwiched between the upper and lower polishing surfaces 11, 21, and the substrate is subjected to an arbitrary polishing pressure set in the control device 80. Both sides of W are configured to be polished.

キャリア30は、基板Wの厚さよりも幾分薄い円盤状で、円盤内に基板Wを保持する基
板収容部31が上下貫通して形成されている。基板収容部は、研磨対象である基板Wの外
形寸法よりもわずかに大きい枠状に形成されており、下定盤20の上面に支持されたキャ
リア30の基板収容部31に基板Wを装着することにより、基板Wの外周端面が基板収容
部31に保持される。
The carrier 30 has a disk shape that is somewhat thinner than the thickness of the substrate W, and a substrate accommodating portion 31 that holds the substrate W is formed in the disk so as to penetrate vertically. The substrate housing portion is formed in a frame shape slightly larger than the outer dimensions of the substrate W to be polished, and the substrate W is mounted on the substrate housing portion 31 of the carrier 30 supported on the upper surface of the lower surface plate 20. Thus, the outer peripheral end surface of the substrate W is held in the substrate accommodating portion 31.

キャリア定盤40は、上定盤10及び下定盤20よりも大径の円環状をなし、例えば、
直径が3〜5[m]程度、円環部の幅及び高さが150〜200[mm]程度の円環状に形成さ
れる。キャリア定盤40は、下定盤20の外周側に位置して設けられた複数の円筒状のロ
ーラ42に支持されており、上下の定盤の外周側に位置して回転自在に配設される。キャ
リア定盤40の内周側には、キャリア30の外周部と係合して回転トルクを伝達するキャ
リア係合部が形成されており、キャリア係合部を介して接続されたキャリア30にキャリ
ア定盤40の回転トルクが伝達される。
The carrier surface plate 40 has an annular shape larger in diameter than the upper surface plate 10 and the lower surface plate 20, for example,
It is formed in an annular shape with a diameter of about 3 to 5 [m] and a width and height of the annular portion of about 150 to 200 [mm]. The carrier surface plate 40 is supported by a plurality of cylindrical rollers 42 provided on the outer peripheral side of the lower surface plate 20, and is rotatably disposed on the outer peripheral side of the upper and lower surface plates. . A carrier engaging portion that engages with the outer peripheral portion of the carrier 30 and transmits rotational torque is formed on the inner peripheral side of the carrier surface plate 40, and the carrier 30 is connected to the carrier 30 connected via the carrier engaging portion. The rotational torque of the surface plate 40 is transmitted.

キャリア定盤駆動機構50は、キャリア定盤40の外周に位置して設けられた複数のロ
ーラ駆動ユニット(図示する構成例において4つのローラ駆動ユニット)100からなり
、複数のローラ駆動ユニット100でキャリア定盤40を回転させることによりキャリア
係合部を介してキャリア30を回転させる。キャリア定盤駆動機構50については後に詳
述するが、各ローラ駆動ユニット100には、キャリア定盤40の外周面45に接するロ
ーラ110及びローラ110を回転駆動するローラ駆動モータ115が備えられており、
制御装置80がローラ駆動モータ115の回転を制御することにより、ローラ110を介
してキャリア定盤40を平面視における時計廻りまたは反時計回りに回転させる。キャリ
ア定盤回転機構50の複数のローラ駆動機構100,100…は、キャリア定盤回転機構
50のベースフレーム151に固定され、キャリア定盤回転機構50全体が上下の定盤1
0,20の回転中心に対して相対揺動するように構成されている。
The carrier surface plate drive mechanism 50 includes a plurality of roller drive units (four roller drive units in the illustrated configuration example) 100 provided on the outer periphery of the carrier surface plate 40. By rotating the surface plate 40, the carrier 30 is rotated through the carrier engaging portion. The carrier surface plate driving mechanism 50 will be described in detail later. Each roller driving unit 100 includes a roller 110 that contacts the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate 40 and a roller driving motor 115 that rotationally drives the roller 110. ,
The control device 80 controls the rotation of the roller driving motor 115 to rotate the carrier surface plate 40 clockwise or counterclockwise in plan view via the roller 110. The plurality of roller driving mechanisms 100, 100... Of the carrier surface plate rotating mechanism 50 are fixed to the base frame 151 of the carrier surface plate rotating mechanism 50, and the entire carrier surface plate rotating mechanism 50 is the upper and lower surface plates 1.
It is configured to swing relative to the rotation centers of 0 and 20.

研磨システム1において基板Wの研磨加工を行う際には、まず上定盤10を下定盤20
の側方に退避させた退避位置に設定し、基板Wを上方から搬入しキャリア30の基板収容
部31に収容して下定盤20に支持させる。次いで、上定盤10を下定盤20上方の対向
位置に設定して下動させ、上下の定盤の研磨面11,21の間に基板Wを挟持する。そし
て、研磨加工部に加工液を供給しながら上定盤駆動機構15及び下定盤駆動機構25によ
り上下の定盤10,20を逆方向または同一方向に回転させ、加圧構造により所定の加工
圧に設定した状態で、キャリア定盤駆動機構50によりキャリア30を回転させる。これ
により基板Wの上下両面が設定された加工圧で同時に研磨加工される。
When polishing the substrate W in the polishing system 1, first, the upper surface plate 10 is changed to the lower surface plate 20.
The substrate W is loaded from above, accommodated in the substrate accommodating portion 31 of the carrier 30 and supported by the lower surface plate 20. Next, the upper surface plate 10 is set at a facing position above the lower surface plate 20 and moved downward to sandwich the substrate W between the polishing surfaces 11 and 21 of the upper and lower surface plates. Then, the upper and lower surface plates 10 and 20 are rotated in the reverse direction or the same direction by the upper surface plate driving mechanism 15 and the lower surface plate driving mechanism 25 while supplying the processing liquid to the polishing processing unit, and a predetermined processing pressure is applied by the pressure structure. In the state set to, the carrier 30 is rotated by the carrier surface plate driving mechanism 50. As a result, the upper and lower surfaces of the substrate W are simultaneously polished with the set processing pressure.

このように概要構成される研磨システム1にあって、キャリア定盤40は、前述したよ
うに大径かつ中空の円環状であることから、これを一体の部材から切り出して旋削等によ
り形成することは生産コストや部材重両などの観点から困難である。そこで、一般的には
、円環を複数に分割した板状の円弧状部材を溶接やボルト締結等により接合して上下一対
の円環部材を形成するとともに、キャリア定盤の高さに合わせた帯板状部材をベンディン
グロールまたはプレスブレーキ等により外周面の曲率に合わせて円弧状に成形して複数の
周面部材を形成し、上下の円環部材の外周に周面部材を接合する等の手段により一体の円
環状に構成される。
In the polishing system 1 configured as described above, the carrier surface plate 40 is a large-diameter and hollow annular shape as described above, and therefore, this is cut out from an integral member and formed by turning or the like. Is difficult from the viewpoints of production cost and material weight. Therefore, in general, a pair of upper and lower circular members are formed by joining plate-shaped arc members divided into a plurality of rings by welding, bolt fastening, etc., and matched to the height of the carrier surface plate. A strip-shaped member is formed into an arc shape in accordance with the curvature of the outer peripheral surface by a bending roll or a press brake to form a plurality of peripheral members, and the peripheral members are joined to the outer periphery of the upper and lower annular members, etc. By means, it is formed into an integral annular shape.

このような構成から、キャリア定盤40の外周面45のプロフィール(輪郭形状)は、
全体として円形であるものの、うねりを伴った凹凸のある形状であり、輪郭形状を円に近
似したときの仮想中心から外周面45までの半径距離が周方向の角度位置によって異なっ
ている(図5を参照)。このことは、キャリア定盤40を回転させたときにローラ位置を
通る外周面45が径方向に変位することを意味し、発明者らの研究によれば、外径がφ3
.5mのキャリア定盤について複数台を計測したところ、外周面45が5〜15mm程度
径方向に振れること(以下、「面振れ」という)が確認された。
From such a configuration, the profile (contour shape) of the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate 40 is
Although it is circular as a whole, it is a shape with irregularities with waviness, and the radial distance from the virtual center to the outer peripheral surface 45 when the contour shape is approximated to a circle varies depending on the angular position in the circumferential direction (FIG. 5). See). This means that when the carrier surface plate 40 is rotated, the outer peripheral surface 45 passing through the roller position is displaced in the radial direction. According to the inventors' research, the outer diameter is φ3.
. When a plurality of the 5 m carrier surface plates were measured, it was confirmed that the outer peripheral surface 45 was shaken in the radial direction by about 5 to 15 mm (hereinafter referred to as “surface runout”).

その結果、ローラ110をキャリア定盤40の径方向に揺動変位自在な揺動アームの先
端に取り付け、揺動アームをバネでキャリア定盤の内径方向に付勢して、ローラ110を
キャリア定盤の外周面に弾性的に接触させるように構成した場合に、キャリア定盤の外周
面45の面振れが揺動アームの揺動範囲よりも大きいと、ローラ110が外周面45から
離れて回転駆動力が伝達されない場合や、ローラ及び揺動アームに過大な力が作用する場
合が生じる。また、揺動アームの揺動範囲を拡大すればキャリア定盤の外周面45とロー
ラ110との弾性的な接触は保持可能であるが、揺動アームの位置変化はこれに比例した
押圧力の変化をもたらすことになり、負荷抵抗が変化して円滑な回転伝達が難しい。
As a result, the roller 110 is attached to the tip of a swing arm that is swingably displaceable in the radial direction of the carrier surface plate 40, and the roller 110 is biased in the inner diameter direction of the carrier surface plate by a spring, so that the roller 110 is fixed to the carrier surface. When configured to elastically contact the outer peripheral surface of the board and the surface runout of the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate is larger than the swing range of the swing arm, the roller 110 rotates away from the outer peripheral surface 45. There is a case where the driving force is not transmitted or an excessive force is applied to the roller and the swing arm. Further, if the swinging range of the swinging arm is expanded, the elastic contact between the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate and the roller 110 can be maintained, but the change in the position of the swinging arm has a pressing force proportional to this. As a result, the load resistance changes and smooth rotation transmission is difficult.

さらに、キャリア定盤40の回転速度ω[rad/sec]を一定とした場合に、回転中心から
異なる半径距離にある外周面の線速度すなわち周速v[mm/sec]は異なったものとなる。こ
のため、複数のローラ駆動ユニット100についてローラ駆動モータを同一回転速度で制
御した場合に、ユニットごとにローラ110の外周面の周速と当該ローラが接触するロー
ラ位置の外周面の周速とに差異が生じ、あるローラ駆動ユニットでは接触部においてロー
ラがブレーキ方向に作用し、他のユニットではローラが加速方向に作用するような状態と
なり、これによっても接触状態の均一化や効率的な回転伝達が難しい。
Further, when the rotation speed ω [rad / sec] of the carrier surface plate 40 is constant, the linear velocity of the outer peripheral surface at different radial distances from the rotation center, that is, the circumferential speed v [mm / sec] is different. . For this reason, when the roller drive motor is controlled at the same rotational speed for the plurality of roller drive units 100, the peripheral speed of the outer peripheral surface of the roller 110 and the peripheral speed of the outer peripheral surface of the roller position where the roller contacts each unit. There is a difference, and in some roller drive units, the roller acts in the braking direction at the contact part, and in other units the roller acts in the acceleration direction. This also makes the contact state uniform and efficient rotation transmission Is difficult.

研磨システム1では、各ローラ駆動ユニット100のローラ位置を通るキャリア定盤の
外周面45の径方向位置を検出する径方向位置検出部160を備えるとともに、各ローラ
駆動ユニット100にはローラ110をキャリア定盤40の径方向に移動させるローラ移
動構造150を備え、制御装置80が、径方向位置検出部160により検出される径方向
位置に応じて、キャリア定盤の外周面45と各ローラ駆動ユニットのローラ110との接
触状態が一定になるように、ローラ移動構造150によるローラの移動位置、ローラ駆動
モータ115によるローラの回転速度を制御する。
The polishing system 1 includes a radial position detection unit 160 that detects the radial position of the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate that passes through the roller position of each roller drive unit 100, and each roller drive unit 100 includes a roller 110 as a carrier. A roller moving structure 150 for moving in the radial direction of the surface plate 40 is provided, and the control device 80 determines the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate and each roller drive unit according to the radial position detected by the radial position detecting unit 160. The roller moving position by the roller moving structure 150 and the rotation speed of the roller by the roller driving motor 115 are controlled so that the contact state with the roller 110 becomes constant.

ローラ駆動ユニット100は、側面視における概要構成を図1に示すように、ローラ1
10をローラ軸112廻りに回動自在に支持するローラアーム120、ローラアーム12
0に設けられ減速機を介してローラ110を回転駆動するローラ駆動モータ115、ロー
ラアーム120をスライドガイド125を介してキャリア定盤40の径方向に移動自在に
支持するスライドブロック130、ローラアーム120とスライドブロック130との間
に介装されてローラアーム120をキャリア定盤40の内径方向に付勢するバネ127、
スライドブロック130をキャリア定盤40の径方向に移動させるローラ移動構造150
などを備えて構成される。
As shown in FIG. 1, the roller drive unit 100 includes a roller 1
A roller arm 120 and a roller arm 12 which rotatably support the roller 10 around the roller shaft 112
A roller driving motor 115 that rotates and drives the roller 110 via a speed reducer, a slide block 130 that supports the roller arm 120 movably in the radial direction of the carrier surface plate 40 via a slide guide 125, and the roller arm 120. And a spring 127 that is interposed between the slide block 130 and urges the roller arm 120 toward the inner diameter of the carrier surface plate 40.
Roller moving structure 150 for moving the slide block 130 in the radial direction of the carrier surface plate 40
And so on.

ローラ移動構造150は、各ローラ駆動ユニット共通の基台であるベースフレーム15
1と、ベースフレーム151とスライドブロック130との間に設けられてスライドブロ
ック130をキャリア定盤40の径方向にスライド自在に支持するスライドガイド152
、キャリア定盤40の径方向に延びて回動自在に支持されたボールネジ154及びこのボ
ールネジ154の軸端に結合されてボールネジ154を回転駆動するローラ移動モータ1
55、スライドブロック130に設けられボールねじ154に螺合されたボールナット1
56が結合されたナットフランジ136などから構成される。
The roller moving structure 150 includes a base frame 15 that is a common base for each roller driving unit.
1 and a slide guide 152 that is provided between the base frame 151 and the slide block 130 and slidably supports the slide block 130 in the radial direction of the carrier surface plate 40.
A ball screw 154 extending in the radial direction of the carrier base plate 40 and rotatably supported, and a roller moving motor 1 coupled to the shaft end of the ball screw 154 to drive the ball screw 154 to rotate.
55, a ball nut 1 provided on the slide block 130 and screwed into the ball screw 154
A nut flange 136 and the like 56 are coupled to each other.

制御装置80は、径方向位置検出部において検出される外周面45の径方向位置に応じ
て、ローラ移動構造150におけるローラ移動モータ155、及びローラ駆動モータ11
5によるローラ110の回転速度を制御する。
The controller 80 controls the roller moving motor 155 and the roller driving motor 11 in the roller moving structure 150 according to the radial position of the outer peripheral surface 45 detected by the radial position detector.
5 controls the rotation speed of the roller 110.

第1構成形態の研磨システム1では、径方向位置検出部160が、キャリア定盤の外周
面45の形状が予め設定記憶されたメモリ81と、キャリア定盤40の回転角度位置を検
出する角度位置検出装置161とからなり、メモリ81に設定記憶された外周面の形状と
角度位置検出装置161により検出されたキャリア定盤40の回転角度位置とに基づいて
、各ローラ駆動ユニット100におけるローラ100の配設領域を通る外周面の径方向位
置を検出するように構成される。この研磨システム1について、図4に示すブロック図を
参照しながら説明する。
In the polishing system 1 of the first configuration form, the radial position detection unit 160 detects the rotational angle position of the memory 81 in which the shape of the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate is preset and stored, and the carrier surface plate 40. The roller 100 in each roller drive unit 100 based on the shape of the outer peripheral surface set and stored in the memory 81 and the rotational angle position of the carrier surface plate 40 detected by the angular position detector 161. It is comprised so that the radial direction position of the outer peripheral surface which passes the arrangement | positioning area | region may be detected. The polishing system 1 will be described with reference to the block diagram shown in FIG.

キャリア定盤の外周面45の輪郭形状(プロフィール)が予め計測され、制御装置80
内のメモリ81に設定記憶されている。具体的には、キャリア定盤40を上方から見たと
きの模式図を図5に示すように、予め計測された外周面45のプロフィールPfを公知の
画像処理手法により円Cに近似して仮想中心O及び半径Rを求め、仮想中心Oを通り所定
の角度姿勢を基準とした座標系を設定して、外周面上の任意位置Pを仮想中心Oからの半
径距離rと周方向の角度θとによりP(r,θ)のように規定したプロフィールPfがメ
モリ81に設定記憶されている。
The contour shape (profile) of the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate is measured in advance, and the control device 80
The setting is stored in the memory 81. Specifically, as shown in FIG. 5 which is a schematic diagram when the carrier surface plate 40 is viewed from above, the profile Pf of the outer peripheral surface 45 measured in advance is approximated to a circle C by a known image processing method, and is virtually calculated. The center O and the radius R are obtained, a coordinate system passing through the virtual center O and a reference angle posture is set, and an arbitrary position P on the outer peripheral surface is set to a radial distance r from the virtual center O and a circumferential angle θ. The profile Pf defined as P (r, θ) is set and stored in the memory 81.

一方、角度位置検出装置161は、上記座標系に対応して設定したキャリア定盤40の
基準角度位置を検出する基準位置検出センサ162、キャリア定盤40の回転速度を検出
するための回転検出センサ165を主体とし、これらの検出信号から制御装置80のCP
U(演算処理部)82によりキャリア定盤40の角度姿勢を算出するように構成される。
On the other hand, the angular position detection device 161 includes a reference position detection sensor 162 for detecting a reference angular position of the carrier surface plate 40 set corresponding to the coordinate system, and a rotation detection sensor for detecting the rotation speed of the carrier surface plate 40. 165, and the CP of the control device 80 from these detection signals.
A U (arithmetic processing unit) 82 is configured to calculate the angular orientation of the carrier surface plate 40.

基準位置検出センサ162は、キャリア定盤40の回転中にキャリア定盤40に設定さ
れた基準部材を検出することで、キャリア定盤40の基準角度位置を検出する。例えば、
図5に示したように、キャリア定盤40の上面に遮蔽板163を立設する一方、遮蔽板1
63の通過位置の内周側と外周側に投光部162a及び受光部162bからなるフォトイ
ンタラプタ形態の基準位置検出センサ162を設け、キャリア定盤40の回転に伴う遮蔽
板163の通過タイミングを検出することによりキャリア定盤40の基準回転位置(例え
ばθ=0度)を検出する。
The reference position detection sensor 162 detects the reference angle position of the carrier surface plate 40 by detecting the reference member set on the carrier surface plate 40 while the carrier surface plate 40 is rotating. For example,
As shown in FIG. 5, while the shield plate 163 is erected on the upper surface of the carrier surface plate 40, the shield plate 1
A reference position detection sensor 162 in the form of a photo interrupter comprising a light projecting portion 162a and a light receiving portion 162b is provided on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the passing position of 63, and the passing timing of the shielding plate 163 accompanying the rotation of the carrier surface plate 40 is detected. By doing so, the reference rotation position (for example, θ = 0 degree) of the carrier surface plate 40 is detected.

一方、回転検出センサ165は、回転中のキャリア定盤40の現実の回転速度を検出す
るためのセンサであり、キャリア定盤40に仮想中心Oを中心とした所定角度ピッチで固
着された被検出体166を検出する。キャリア定盤40の回転に伴い回転検出センサ16
5から出力される検出信号は、キャリア定盤40の回転速度に比例した周波数のパルス状
の信号となり、この検出信号の単位時間当たりのパルス数をカウントすることによりキャ
リア定盤40の回転速度ω[rad/sec]を算出することができる。例えば、キャリア定盤の
外周面45に、仮想中心Oを中心として5度ピッチで磁石(被検出体)166を固着し、
磁気センサ形態の回転検出センサ165で検出した場合、キャリア定盤40が360度回
転したときに72のパルスが検出される。従って1秒間に12パルス検出されたとすれば
、その時のキャリア定盤40の回転速度ωは10[r.p.m]=π/3[rad/sec]と算出される
On the other hand, the rotation detection sensor 165 is a sensor for detecting the actual rotation speed of the rotating carrier surface plate 40, and is detected to be fixed to the carrier surface plate 40 at a predetermined angular pitch centered on the virtual center O. The body 166 is detected. As the carrier surface plate 40 rotates, the rotation detection sensor 16
5 is a pulse-like signal having a frequency proportional to the rotation speed of the carrier surface plate 40, and the number of pulses per unit time of the detection signal is counted to determine the rotation speed ω of the carrier surface plate 40. [rad / sec] can be calculated. For example, the magnet (detected body) 166 is fixed to the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate at a pitch of 5 degrees around the virtual center O,
When detected by the rotation detection sensor 165 in the form of a magnetic sensor, 72 pulses are detected when the carrier surface plate 40 rotates 360 degrees. Therefore, if 12 pulses are detected per second, the rotational speed ω of the carrier surface plate 40 at that time is calculated as 10 [rpm] = π / 3 [rad / sec].

そして、基準位置検出センサ162により検出されたキャリア定盤40の基準角度位置
と、回転検出センサを165の検出信号に基づいて検知されたキャリア定盤40の回転速
度ωとから、任意の時刻におけるキャリア定盤40の角度姿勢を検知することができ、メ
モリ81に設定記憶された外周面45のプロフィールPfを当該角度姿勢に回転させるこ
とにより、各ローラ駆動ユニット100(100A,100B,100C,100D)の
ローラ110が位置すべき外周面45の径方向位置を求めることができる。例えば、ロー
ラ駆動ユニット100Aのローラ位置を通る外周面45の位置PA(rA,θA)から、こ
のローラ駆動ユニット100Aのローラ110が位置すべき径方向位置が求められる。
Then, from the reference angle position of the carrier surface plate 40 detected by the reference position detection sensor 162 and the rotation speed ω of the carrier surface plate 40 detected based on the detection signal of the rotation detection sensor 165 at an arbitrary time. The angular orientation of the carrier surface plate 40 can be detected, and the roller driving unit 100 (100A, 100B, 100C, 100D) is rotated by rotating the profile Pf of the outer peripheral surface 45 set and stored in the memory 81 to the angular orientation. ) In the radial direction of the outer peripheral surface 45 where the roller 110 should be located. For example, from the position P A (r A , θ A ) of the outer peripheral surface 45 passing through the roller position of the roller drive unit 100A, the radial position where the roller 110 of the roller drive unit 100A should be located is obtained.

制御装置80は、このようにして求めた径方向位置及び回転速度に応じて、ローラ移動
構造150におけるローラ移動モータ155、及びローラ駆動モータ115によるローラ
110の回転速度を制御する。例えば、近似円Cの半径位置をローラ移動位置及びローラ
回転数の基準とした場合に、キャリア定盤の外周面45が近似円Cの外側にδA振れるロ
ーラ駆動ユニット100Aについて、外周面45の半径位置の変化に応じてスライドブロ
ック130がキャリア定盤40の外径方向にδA移動するようにローラ移動モータ155
の回動を制御し、バネ127により付勢されたローラ110が所定の接触圧でキャリア定
盤の外周面45に押接されるように制御する。また、ローラ110の外周面の周速が、半
径位置rAの外周面の周速と合致するようにローラ駆動モータ115の回転速度を制御す
る。
The control device 80 controls the rotation speed of the roller 110 by the roller movement motor 155 and the roller drive motor 115 in the roller movement structure 150 according to the radial position and the rotation speed thus obtained. For example, for the roller drive unit 100A in which the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate swings δ A outside the approximate circle C when the radial position of the approximate circle C is used as a reference for the roller movement position and the roller rotation speed, A roller moving motor 155 so that the slide block 130 moves δ A in the direction of the outer diameter of the carrier surface plate 40 according to the change of the radial position.
And the roller 110 biased by the spring 127 is controlled to be pressed against the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate with a predetermined contact pressure. Further, the peripheral speed of the outer peripheral surface of the roller 110, to control the rotational speed of the roller drive motor 115 to match the peripheral speed of the outer peripheral surface of the radial position r A.

同様に、キャリア定盤の外周面45が近似円Cの内側にδC振れるローラ駆動ユニット
100Cについて、外周面45の半径位置の変化に応じてスライドブロック130がキャ
リア定盤40の内径方向にδC移動するようにローラ移動モータ155の回動を制御し、
このローラ駆動ユニット100Cのローラ110が、ローラ駆動ユニット100Aのロー
ラと同一の接触圧でキャリア定盤の外周面45に押接されるように制御する。また、ロー
ラ110の外周面の周速が、半径位置rCの外周面の周速と合致するようにローラ駆動モ
ータ115の回転速度を制御する。
Similarly, the outer peripheral surface 45 is about [delta] C swings roller drive unit 100C to the inside of the approximate circle C of the carrier plate, the slide block 130 radially inward of the carrier plate 40 in response to a change in radial position of the outer peripheral surface 45 [delta] C to control the rotation of the roller movement motor 155 to move,
Control is performed so that the roller 110 of the roller drive unit 100C is pressed against the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate with the same contact pressure as the roller of the roller drive unit 100A. Further, the rotational speed of the roller drive motor 115 is controlled so that the peripheral speed of the outer peripheral surface of the roller 110 matches the peripheral speed of the outer peripheral surface of the radial position r C.

すなわち、制御装置80は、回転検出センサ165の検出信号により検知されたキャリ
ア定盤40の回転速度ω[rad/sec]を基準としてローラ駆動ユニット全体の速度制御を行
い、径方向位置検出器により検知される近似円Cと各ローラ駆動ユニットのる径方向位置
との差δA,δC等に応じて個々のローラ駆動ユニットの各ローラ110の移動位置及び回
転速度を制御する。
That is, the control device 80 controls the speed of the entire roller driving unit based on the rotational speed ω [rad / sec] of the carrier surface plate 40 detected by the detection signal of the rotation detection sensor 165, and uses the radial position detector. The movement position and rotational speed of each roller 110 of each roller drive unit are controlled according to the difference δ A , δ C, etc. between the detected approximate circle C and the radial position of each roller drive unit.

このため、キャリア定盤40は、近似円Cの仮想中心Oを通って上下に延びる仮想回転
軸を中心とした軸廻りに一定の回転速度ωで回転駆動される。このとき、各ローラ駆動ユ
ニット100(100A,100B,100C,100D)においては、各ローラ110
が常に一定の接触圧でキャリア定盤の外周面45に押接され、かつ、すべてのローラにお
いてキャリア定盤の外周面と速度差がない状態で回転駆動力が伝達される。従って、各ロ
ーラの偏摩耗を生じたり周速差によるエネルギーロスを生じたりすることがなく、安定的
かつ効率的な回転伝達が可能となる。また、キャリア定盤40とともにキャリア30が仮
想中心軸を中心として滑らかに回転駆動されるため、キャリア30に保持された基板Wの
回転軸がぶれたり不連続な動きをしたりすることがなく、これにより研磨加工を安定化し
て研磨品質を向上させることができる。
For this reason, the carrier surface plate 40 is driven to rotate at a constant rotational speed ω around an axis about a virtual rotation axis that extends vertically through the virtual center O of the approximate circle C. At this time, in each roller drive unit 100 (100A, 100B, 100C, 100D), each roller 110
Is always pressed against the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate with a constant contact pressure, and the rotational driving force is transmitted in a state where all the rollers have no speed difference from the outer peripheral surface of the carrier surface plate. Therefore, stable and efficient rotation transmission is possible without causing uneven wear of each roller or energy loss due to a difference in peripheral speed. Further, since the carrier 30 and the carrier surface plate 40 are smoothly rotated around the virtual center axis, the rotation axis of the substrate W held by the carrier 30 does not shake or discontinuously move, As a result, the polishing process can be stabilized and the polishing quality can be improved.

なお、キャリア定盤の外周面45は、径方向に面振れを生じるのみならず、上下方向に
も歪んで波打っており、キャリア定盤40を回転させたときに被検出体である磁石列が径
方向及び上下方向に変位する。従って、回転検出センサ165をベースフレーム151に
固定した場合には、被検出体166が回転検出センサ165の検出領域から外れてしまう
可能性がある。そこで、研磨システム1では、回転検出センサ165をローラアーム12
0の先端部に設け、回転検出センサ165がキャリア定盤の外周面45と常に一定間隔で
対向するように構成している。
Note that the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate not only causes surface wobbling in the radial direction but is also distorted and wavy in the vertical direction, and when the carrier surface plate 40 is rotated, the magnet array that is the detection object Is displaced in the radial direction and the vertical direction. Therefore, when the rotation detection sensor 165 is fixed to the base frame 151, the detection target 166 may be out of the detection area of the rotation detection sensor 165. Therefore, in the polishing system 1, the rotation detection sensor 165 is connected to the roller arm 12.
The rotation detection sensor 165 is provided at the leading end of 0 and is configured to always face the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate at a constant interval.

また、図6に示すように、複数の回転検出センサ165をローラアーム120の先端部
に上下方向に並べ、キャリア定盤40の回転に伴って被検出体166が上下方向に相対変
位したときに、少なくともいずれかの回転検出センサ165が被検出体166を検出する
ように配設する。そして、これら複数の回転検出センサ165,165…の出力回路を並
列に接続してワイヤードOR回路を形成し、チャタリング防止のためローパスフィルタ回
路を介装して構成する。このため、キャリア定盤40が回転された状態において被検出体
166が確実に転検出センサ165に検出され、キャリア定盤40の回転速度ωが常に安
定的に高い精度で検出されるようになっている。検出されたキャリア定盤40の実回転速
度は、上記のようにローラ駆動ユニット全体の速度制御にフィードバックされるとともに
、制御装置80に設けられた回転表示器88に表示される。
In addition, as shown in FIG. 6, when a plurality of rotation detection sensors 165 are arranged in the vertical direction at the tip of the roller arm 120 and the detected body 166 is relatively displaced in the vertical direction as the carrier surface plate 40 rotates. At least one of the rotation detection sensors 165 is disposed so as to detect the detected object 166. The output circuits of the plurality of rotation detection sensors 165, 165,... Are connected in parallel to form a wired OR circuit, and a low-pass filter circuit is interposed to prevent chattering. For this reason, the detected object 166 is reliably detected by the rotation detection sensor 165 in a state where the carrier surface plate 40 is rotated, and the rotation speed ω of the carrier surface plate 40 is always stably detected with high accuracy. ing. The detected actual rotation speed of the carrier platen 40 is fed back to the speed control of the entire roller drive unit as described above and displayed on the rotation display 88 provided in the control device 80.

なお、ローラアーム120の先端部に、被検出体166が相対変位する高さ範囲に対応
して回転検出センサ165を上下移動自在に配設するとともに、この回転検出センサ16
5を上下移動させるセンサ移動構造を設け、制御装置80がキャリア定盤40の回転角度
姿勢に応じて、回転検出センサ165を上下移動させるように構成してもよい。すなわち
、前述した座標系におけるキャリア定盤の外周面45の輪郭形状とともに被検出体166
の上下方向の位置をメモリ81に記憶させておき、角度位置検出装置161により検知さ
れるキャリア定盤40の回転角度姿勢と、メモリ81に記憶された角度位置に対応する被
検出体166の高さ位置とに基づいて回転検出センサ165を上下に移動制御する。この
ような構成においても、被検出体166が確実に回転検出センサ165に検出され、キャ
リア定盤40の回転速度を安定的に高い精度で検出することができる。
A rotation detection sensor 165 is disposed at the tip of the roller arm 120 so as to be movable up and down corresponding to the height range in which the detected object 166 is relatively displaced.
5 may be provided so that the control device 80 moves the rotation detection sensor 165 up and down in accordance with the rotation angle posture of the carrier surface plate 40. That is, the detected object 166 together with the contour shape of the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate in the coordinate system described above.
Are stored in the memory 81, the rotational angle and orientation of the carrier surface plate 40 detected by the angular position detection device 161, and the height of the detected object 166 corresponding to the angular position stored in the memory 81. The rotation detection sensor 165 is controlled to move up and down based on the position. Even in such a configuration, the detection object 166 is reliably detected by the rotation detection sensor 165, and the rotation speed of the carrier surface plate 40 can be stably detected with high accuracy.

次に、第2構成形態の研磨システム1´について、図4に対応して図7に示すブロック
図、及び図5に対応して図8に示す模式図を参照しながら説明する。この研磨システム1
´では、径方向位置検出部160´が、キャリア定盤40の回転に伴って変位する外周面
45の変位状態を検出する周面変位検出装置261からなり、周面変位検出装置により検
出される周面の変位状態に基づいて、各ローラ駆動ユニットにおけるローラの配設領域を
通る周面の径方向位置を検出するように構成される。
Next, the polishing system 1 'of the second configuration form will be described with reference to the block diagram shown in FIG. 7 corresponding to FIG. 4 and the schematic diagram shown in FIG. 8 corresponding to FIG. This polishing system 1
′, The radial position detection unit 160 ′ includes a circumferential surface displacement detection device 261 that detects a displacement state of the outer circumferential surface 45 that is displaced as the carrier surface plate 40 rotates, and is detected by the circumferential surface displacement detection device. Based on the displacement state of the peripheral surface, it is configured to detect the radial position of the peripheral surface passing through the roller arrangement region in each roller driving unit.

周面変位検出装置261は、キャリア定盤40の外周面45の径方向位置を検出する周
面位置検出センサ262と、キャリア定盤の回転状態を検出する回転検出センサ165と
を主体とし、これらの検出信号からCPU(演算処理部)82により周面の変位状態を算
出するように構成される。
The peripheral surface displacement detection device 261 mainly includes a peripheral surface position detection sensor 262 that detects the radial position of the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate 40 and a rotation detection sensor 165 that detects the rotation state of the carrier surface plate. The displacement state of the peripheral surface is calculated by a CPU (arithmetic processing unit) 82 from the detected signal.

周面位置検出センサ262は、ローラ駆動ユニット100に対して所定の角度位置(図
示する構成形態においてローラ駆動ユニット100Aに対してθa=π/4[rad]の角度位
置)に設けられており、例えば、キャリア定盤の外周面45に対向して設けたレーザ変位
計、あるいはキャリア定盤の外周面45の上方に設けたCCDカメラとこのCCDカメラ
により撮影された画像を解析する画像処理装置などにより構成することができ、キャリア
定盤40の回転に伴って径方向に変位する当該角度位置における外周面45の径方向位置
を検出する。
The circumferential surface position detection sensor 262 is provided at a predetermined angular position with respect to the roller drive unit 100 (in the illustrated configuration form, an angular position of θ a = π / 4 [rad] with respect to the roller drive unit 100A). For example, a laser displacement meter provided facing the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate, or a CCD camera provided above the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate, and an image processing device for analyzing an image photographed by the CCD camera The radial position of the outer peripheral surface 45 at the angular position displaced in the radial direction with the rotation of the carrier surface plate 40 is detected.

また、キャリア定盤の回転状態を検出する回転検出センサ165は、第1構成形態の研
磨システム1と同様に構成され、キャリア定盤40の外周面45に仮想中心Oを中心とし
て所定角度ピッチで固着した被検出体166を、ローラアーム120の先端部に複数並べ
て設けた回転検出センサ165により検出して、単位時間当たりに検出されたパルス数を
カウントすることにより、キャリア定盤40回転速度ω[rad/sec]を検出するように構成
される。
Further, the rotation detection sensor 165 for detecting the rotation state of the carrier surface plate is configured in the same manner as the polishing system 1 of the first configuration form, and the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate 40 is arranged at a predetermined angular pitch around the virtual center O. By detecting a plurality of fixed detection bodies 166 by a rotation detection sensor 165 arranged at the tip of the roller arm 120 and counting the number of pulses detected per unit time, the rotation speed ω of the carrier surface plate 40 is detected. Configured to detect [rad / sec].

制御装置80は、このようにして検出された周面位置検出センサ262の配設角度位置
における外周面45の径方向位置と、キャリア定盤40の回転速度とに基づいて、各ロー
ラ駆動ユニット100のローラ110の移動位置及び回転速度を制御する。
Based on the radial position of the outer peripheral surface 45 at the arrangement angle position of the peripheral surface position detection sensor 262 detected in this way and the rotational speed of the carrier surface plate 40, the control device 80 detects each roller drive unit 100. The moving position and rotational speed of the roller 110 are controlled.

例えば、周面位置検出センサ262の配設角度位置とローラ駆動ユニット100Aの配
設角度位置とがなす相対角θa=π/4[rad]と、キャリア定盤40の回転速度ω[rad/sec]
とから、周面位置検出センサ262により検出された外周面45がローラ駆動ユニット1
00Aの角度位置に到達するまでの時間ta[sec]が算出される。すなわち、ローラ駆動ユ
ニット100Aの配設位置では、ある瞬間に周面位置検出センサ262において検出され
た変位量δpの外周面45がta[sec]遅れて到達し、同一の変位波形が遅延時間ta[sec]
で周期的に再生される。他のローラ駆動ユニット100B,100C,100Dについて
も同様であり、周面位置検出センサ262との相対角に応じた遅延時間で同じ変位波形が
再生される。
For example, the relative angle θ a = π / 4 [rad] formed by the arrangement angle position of the circumferential surface position detection sensor 262 and the arrangement angle position of the roller drive unit 100A, and the rotational speed ω [rad / sec]
The outer peripheral surface 45 detected by the peripheral surface position detection sensor 262 is the roller driving unit 1
A time t a [sec] required to reach the angle position of 00A is calculated. That is, at the arrangement position of the roller drive unit 100A, the outer peripheral surface 45 of the displacement amount δ p detected by the peripheral surface position detection sensor 262 arrives at a certain moment with a delay of t a [sec], and the same displacement waveform is delayed. Time t a [sec]
Is played back periodically. The same applies to the other roller drive units 100B, 100C, and 100D, and the same displacement waveform is reproduced with a delay time corresponding to the relative angle to the circumferential surface position detection sensor 262.

図9は、この様子を模式的に示した図であり、周面位置検出センサ262において検出
される外周面45の変位波形は、仮想中心Oを中心とする仮想円Cを直線に展開した基線
Bに対して上下に振れる変位波形となり、一定の周期Tで繰り返される。90ピッチの等
角配置としたローラ駆動ユニット100A,100B,100C,100Dの配設位置で
は、周面位置検出センサ262において検出された外周面45の変位波形を、それぞれ遅
延時間T/8,3T/8,5T/8,7T/8遅らせた波形が各ローラ位置を通る外周面45
の径方向位置の波形となる。
FIG. 9 is a diagram schematically showing this state, and the displacement waveform of the outer peripheral surface 45 detected by the peripheral surface position detection sensor 262 is a base line in which a virtual circle C centered on the virtual center O is developed in a straight line. The displacement waveform swings up and down with respect to B, and is repeated at a constant period T. At the positions at which the roller drive units 100A, 100B, 100C, and 100D are arranged at 90 pitch equiangular positions, the displacement waveform of the outer peripheral surface 45 detected by the peripheral surface position detection sensor 262 is used as the delay times T / 8 and 3T, respectively. / 8, 5T / 8, 7T / 8 delayed waveform passing through each roller position 45
It becomes a waveform of the radial direction position.

制御装置80は、周面位置検出センサ262において検出された外周面45の変位波形
に基づき、各遅延時間分遅らせた移動位置にローラ110が位置するようにローラ移動モ
ータ155の回動を制御し、各ローラ110が所定の接触圧でキャリア定盤の外周面45
に押接されるように制御する。また、各ローラの回転速度は、ローラ110の外周面の周
速が、周面位置検出センサ262により検出された外周面45の半径位置(仮想円Cの半
径R+変位量δ)における周速と合致するようにローラ駆動モータ115の回転速度を制
御する。
Based on the displacement waveform of the outer peripheral surface 45 detected by the peripheral surface position detection sensor 262, the control device 80 controls the rotation of the roller moving motor 155 so that the roller 110 is positioned at the moving position delayed by each delay time. The outer peripheral surface 45 of the carrier platen with each roller 110 at a predetermined contact pressure
It is controlled so that it is pressed against. The rotational speed of each roller is the same as the peripheral speed at the radial position of the outer peripheral surface 45 detected by the peripheral surface position detection sensor 262 (the radius R of the virtual circle C + the displacement amount δ). The rotational speed of the roller drive motor 115 is controlled so as to match.

このような研磨システム1´によれば、第1構成形態の研磨システム1と同様にキャリ
ア定盤40が仮想回転軸を中心とした軸廻りに一定の回転速度ωで回転駆動される。各ロ
ーラ駆動ユニット100(100A,100B,100C,100D)においては、各ロ
ーラ110が常に一定の接触圧でキャリア定盤の外周面45に押接され、かつ、すべての
ローラにおいてキャリア定盤の外周面45と速度差がない状態で回転駆動力が伝達される
。従って、各ローラの偏摩耗を生じたり周速差によるエネルギーロスを生じたりすること
がなく、安定的かつ効率的な回転伝達が可能となる。また、キャリア30がキャリア定盤
40とともに仮想中心軸を中心として滑らかに回転駆動されるため、キャリア30に保持
された基板Wの回転軸がぶれたり不連続な動きをしたりすることがなく、これにより研磨
加工を安定化して研磨品質を向上させることができる。
According to such a polishing system 1 ′, the carrier surface plate 40 is rotationally driven at a constant rotational speed ω about the virtual rotation axis as in the polishing system 1 of the first configuration form. In each roller drive unit 100 (100A, 100B, 100C, 100D), each roller 110 is always pressed against the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate with a constant contact pressure, and the outer periphery of the carrier surface plate is used for all rollers. The rotational driving force is transmitted with no speed difference from the surface 45. Therefore, stable and efficient rotation transmission is possible without causing uneven wear of each roller or energy loss due to a difference in peripheral speed. Further, since the carrier 30 is driven to rotate smoothly around the virtual center axis together with the carrier surface plate 40, the rotation axis of the substrate W held on the carrier 30 does not shake or discontinuously move, As a result, the polishing process can be stabilized and the polishing quality can be improved.

なお、研磨システム1と同様にキャリア定盤40に基準部材を設けてキャリア定盤40
の基準角度位置を検出するとともに、当該基準角度位置において検出されるべき変位量δ
をメモリに設定記憶させておき、当該基準角度位置において周面位置検出センサ262に
検出された変位量と比較して、変位波形の基線Bをキャリブレーションするように構成す
ることが好ましい。これにより、各ローラの移動位置および回転速度をより高精度に制御
することができる。
Similar to the polishing system 1, a reference member is provided on the carrier surface plate 40 to provide a carrier surface plate 40.
And a displacement amount δ to be detected at the reference angular position.
Is stored in the memory, and the base line B of the displacement waveform is preferably calibrated in comparison with the amount of displacement detected by the circumferential surface position detection sensor 262 at the reference angular position. Thereby, the movement position and rotation speed of each roller can be controlled with higher accuracy.

また、本構成形態では、周面位置検出センサ262をキャリア定盤の外周側に1か所設
けた構成を例示したが、複数設けて構成してもよく、例えば各ローラ駆動ユニットに対応
して配設するように構成してもよい。
Further, in this configuration mode, the configuration in which the peripheral surface position detection sensor 262 is provided at one location on the outer peripheral side of the carrier surface plate is exemplified, but a plurality of configurations may be provided, for example, corresponding to each roller driving unit. You may comprise so that it may arrange | position.

また、以上の各構成形態では、キャリア定盤の回転速度ω[rad/sec]を検知する手段と
して、キャリア定盤40の外周面45に等角度ピッチで被検出体166を設け、回転検出
センサ165により単位時間当たりに検出されたパルス数から算出する構成を例示した。
しかしキャリア定盤40の回転速度を検出する手段は他の構成であってもよく、例えば、
キャリア定盤の外周面45に周方向に等間隔(例えば100mmピッチ)で被検出体166
を設け、回転検出センサ165により単位時間当たりに検出されたパルス数から外周面4
5の線速度すなわち周速v[mm/sec]を算出して、これと外周面の半径距離r[mm]とから回
転速度ω[rad/sec]を算出し、あるいは周速v[mm/sec]により各ローラの回転速度を直接
制御するように構成してもよい。
Further, in each of the above-described configuration forms, as the means for detecting the rotation speed ω [rad / sec] of the carrier surface plate, the detected bodies 166 are provided on the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate 40 at an equiangular pitch, and the rotation detection sensor The configuration of calculating from the number of pulses detected per unit time by 165 is illustrated.
However, the means for detecting the rotation speed of the carrier surface plate 40 may have other configurations, for example,
Objects to be detected 166 at regular intervals (for example, 100 mm pitch) in the circumferential direction on the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate.
From the number of pulses detected per unit time by the rotation detection sensor 165.
5 is calculated, that is, the rotational speed ω [rad / sec] is calculated from this and the radial distance r [mm] of the outer peripheral surface, or the peripheral speed v [mm / sec] is calculated. The rotation speed of each roller may be directly controlled by [sec].

さらに、ローラ駆動ユニット100を4か所に設けた構成を例示したが、中空円環状の
キャリア定盤を仮想中心Oの軸廻りに回転させる構成上3台以上であればよく、キャリア
定盤40の大きさや重量等に応じて適宜増減させることができる。
Furthermore, although the configuration in which the roller drive unit 100 is provided at four locations has been illustrated, it is sufficient if the configuration is such that the hollow annular carrier surface plate rotates about the axis of the virtual center O. It can be appropriately increased or decreased according to the size, weight, etc.

W 基板 1,1´ 研磨システム
10 上定盤 20 下定盤
30 キャリア 31 基板収容部
40 キャリア定盤 50 キャリア定盤駆動機構
80 制御装置 81 メモリ
100(100A,100B,100C,100D) ローラ駆動ユニット
110 ローラ 112 ローラ軸
115 ローラ駆動モータ 120 ローラアーム
125 スライドガイド 127 バネ
130 スライドブロック 150 ローラ移動構造
152 スライドガイド 154 ボールネジ
155 ローラ移動モータ 156 ボールナット
160,160´ 径方向位置検出部(径方向位置検出手段)
161 角度位置検出装置 162 基準位置検出センサ
165 回転検出センサ 166 被検出体
261 周面変位検出装置 262 周面位置検出センサ
W Substrate 1,1 ′ Polishing system 10 Upper surface plate 20 Lower surface plate 30 Carrier 31 Substrate receiving portion 40 Carrier surface plate 50 Carrier surface plate drive mechanism 80 Controller 81 Memory 100 (100A, 100B, 100C, 100D) Roller drive unit 110 Roller 112 Roller shaft 115 Roller drive motor 120 Roller arm 125 Slide guide 127 Spring 130 Slide block 150 Roller moving structure 152 Slide guide 154 Ball screw 155 Roller moving motor 156 Ball nuts 160 and 160 ′ Radial position detecting section (radial position detecting means )
161 Angular position detection device 162 Reference position detection sensor 165 Rotation detection sensor 166 Detected object 261 Peripheral surface displacement detection device 262 Peripheral surface position detection sensor

本発明は、基板を平坦に研磨加工する研磨システムに関し、なお詳細には上下の定盤の間に配設され基板を支持するキャリア定盤、及びキャリア定盤を回転させるキャリア定盤駆動機構を備えた研磨システムに関する。 The present invention relates to a polishing system that flat polished substrate, noted in particular, the carrier plate for supporting the substrate is disposed between the upper and lower platens, and Ruki Yaria platen carrier plate is rotated The present invention relates to a polishing system having a drive mechanism.

上記目的を達成するため、本発明の研磨システムは、上下に対向して設けられた上定盤及び下定盤と、上定盤と下定盤との間に配設され、基板を支持するキャリア定盤と、キャリア定盤を回転させるキャリア定盤駆動機構を備えて構成される。そして、キャリア定盤駆動機構はキャリア定盤の外周面に接し回転自在に支持されたローラ、ローラを回転駆動するローラ駆動モータ、及びローラをキャリア定盤の外周面側に付勢して前記外周面に弾性的に接触させる付勢部を有しローラ駆動モータによりローラを回転駆動してキャリア定盤を回転させるように構成されるIn order to achieve the above object, a polishing system of the present invention is provided between an upper surface plate and a lower surface plate, which are provided facing each other vertically, and between a top surface plate and a lower surface plate, and a carrier surface that supports a substrate. and board, constituted by a Ruki Yaria platen drive mechanism to rotate the carrier plate. Then, the carrier plate drive mechanism biases and against the outer circumferential surface rotation rotatably supported roller carrier plate, a roller roller driving motor for rotating and the roller on the outer peripheral surface side of the carrier plate And an urging portion that elastically contacts the outer peripheral surface, and is configured to rotate the carrier surface plate by rotating the roller by a roller drive motor.

なお、上記構成の研磨システムにおいて、キャリア定盤駆動機構は、ローラをキャリア定盤の径方向に移動させるローラ移動機構を有して構成されることが好ましい。 In the polishing system configured as described above, the carrier surface plate driving mechanism preferably includes a roller moving mechanism that moves the roller in the radial direction of the carrier surface plate .

また、上記構成の研磨システムにおいて、キャリア定盤駆動機構におけるローラが接触するキャリア定盤の外周面の径方向位置を検出する径方向位置検出部と、径方向位置検出部により検出される前記外周面の径方向位置に応じて、キャリア定盤駆動機構におけるローラとキャリア定盤の外周面との接触状態が一定になるように、ローラ移動機構によるローラの移動位置及びローラ駆動モータによるローラの回転速度を制御する制御装置とを備えて構成されることが好ましい。 Further, in the polishing system having the above-described configuration, a radial position detection unit that detects a radial position of an outer peripheral surface of the carrier surface plate with which the roller in the carrier surface plate driving mechanism contacts, and the outer periphery detected by the radial position detection unit Depending on the radial position of the surface, the roller moving position by the roller moving mechanism and the rotation of the roller by the roller driving motor so that the contact state between the roller in the carrier surface driving mechanism and the outer peripheral surface of the carrier surface is constant. And a control device for controlling the speed .

また、上記構成の研磨システムにおいて、キャリア定盤駆動機構は、ローラ、ローラ駆動モータ及び付勢部を有する複数のローラ駆動ユニットを備えて構成されることが好ましい。また、キャリア定盤は、基板収容部を有するキャリアを介して基板を支持するように構成されることが好ましい。 In the polishing system configured as described above, it is preferable that the carrier surface plate driving mechanism includes a plurality of roller driving units each having a roller, a roller driving motor, and an urging portion . Moreover, it is preferable that a carrier surface plate is comprised so that a board | substrate may be supported via the carrier which has a board | substrate accommodating part.

本発明の研磨システムでは、キャリア定盤駆動機構が、ローラをキャリア定盤の外周面側に付勢して前記外周面に弾性的に接触させる付勢部を有して構成される。そのため、キャリア定盤の周面に径方向の振れがあっても、この径方向の振れを付勢部により吸収することができるため、キャリア定盤の周面とローラとの接触状態を均一化することができ、効率的な回転伝達が可能な研磨システムを提供することができる。 In the polishing system of the present invention, the carrier surface plate driving mechanism includes a biasing portion that biases the roller toward the outer peripheral surface side of the carrier surface plate and elastically contacts the outer peripheral surface. Therefore , even if there is radial runout on the peripheral surface of the carrier surface plate, this radial runout can be absorbed by the biasing part, so the contact state between the peripheral surface of the carrier surface plate and the roller is made uniform. Thus, a polishing system capable of efficiently transmitting rotation can be provided.

第1構成形態の研磨システム1では、径方向位置検出部160が、キャリア定盤の外周面45の形状が予め設定記憶されたメモリ81と、キャリア定盤40の回転角度位置を検出する角度位置検出装置161とからなり、メモリ81に設定記憶された外周面の形状と角度位置検出装置161により検出されたキャリア定盤40の回転角度位置とに基づいて、各ローラ駆動ユニット100におけるローラ110の配設領域を通る外周面の径方向位置を検出するように構成される。この研磨システム1について、図4に示すブロック図を参照しながら説明する。 In the polishing system 1 of the first configuration form, the radial position detection unit 160 detects the rotational angle position of the memory 81 in which the shape of the outer peripheral surface 45 of the carrier surface plate is preset and stored, and the carrier surface plate 40. The roller 110 in each roller drive unit 100 based on the shape of the outer peripheral surface set and stored in the memory 81 and the rotational angular position of the carrier surface plate 40 detected by the angular position detector 161. It is comprised so that the radial direction position of the outer peripheral surface which passes the arrangement | positioning area | region may be detected. The polishing system 1 will be described with reference to the block diagram shown in FIG.

そして、基準位置検出センサ162により検出されたキャリア定盤40の基準角度位置と、回転検出センサ165の検出信号に基づいて検知されたキャリア定盤40の回転速度ωとから、任意の時刻におけるキャリア定盤40の角度姿勢を検知することができ、メモリ81に設定記憶された外周面45のプロフィールPfを当該角度姿勢に回転させることにより、各ローラ駆動ユニット100(100A,100B,100C,100D)のローラ110が位置すべき外周面45の径方向位置を求めることができる。例えば、ローラ駆動ユニット100Aのローラ位置を通る外周面45の位置PA(rA,θA)から、このローラ駆動ユニット100Aのローラ110が位置すべき径方向位置が求められる。 A carrier at an arbitrary time is determined from the reference angle position of the carrier surface plate 40 detected by the reference position detection sensor 162 and the rotational speed ω of the carrier surface plate 40 detected based on the detection signal of the rotation detection sensor 165. Each roller drive unit 100 (100A, 100B, 100C, 100D) can be detected by rotating the profile Pf of the outer peripheral surface 45 set and stored in the memory 81 to the angular posture. The radial position of the outer peripheral surface 45 where the roller 110 should be located can be obtained. For example, the radial position where the roller 110 of the roller drive unit 100A should be located is obtained from the position PA (rA, θA) of the outer peripheral surface 45 passing through the roller position of the roller drive unit 100A.

また、図6に示すように、複数の回転検出センサ165をローラアーム120の先端部に上下方向に並べ、キャリア定盤40の回転に伴って被検出体166が上下方向に相対変位したときに、少なくともいずれかの回転検出センサ165が被検出体166を検出するように配設する。そして、これら複数の回転検出センサ165,165…の出力回路を並列に接続してワイヤードOR回路を形成し、チャタリング防止のためローパスフィルタ回路を介装して構成する。このため、キャリア定盤40が回転された状態において被検出体166が確実に回転検出センサ165に検出され、キャリア定盤40の回転速度ωが常に安定的に高い精度で検出されるようになっている。検出されたキャリア定盤40の実回転速度は、上記のようにローラ駆動ユニット全体の速度制御にフィードバックされるとともに、制御装置80に設けられた回転表示器88に表示される。 In addition, as shown in FIG. 6, when a plurality of rotation detection sensors 165 are arranged in the vertical direction at the tip of the roller arm 120 and the detected body 166 is relatively displaced in the vertical direction as the carrier surface plate 40 rotates. At least one of the rotation detection sensors 165 is disposed so as to detect the detected object 166. The output circuits of the plurality of rotation detection sensors 165, 165,... Are connected in parallel to form a wired OR circuit, and a low-pass filter circuit is interposed to prevent chattering. Therefore, the detected body 166 is reliably detected by the rotation detection sensor 165 in a state where the carrier surface plate 40 is rotated, and the rotation speed ω of the carrier surface plate 40 is always stably detected with high accuracy. ing. The detected actual rotation speed of the carrier platen 40 is fed back to the speed control of the entire roller drive unit as described above and displayed on the rotation display 88 provided in the control device 80.

Claims (1)

上下に対向して設けられた円盤状の上定盤及び下定盤、基板を保持する基板収容部を有
し前記上定盤と前記下定盤との間に配設されるキャリア、前記上定盤及び前記下定盤より
も大径の円環状に形成されて内周に前記キャリアが接続されたキャリア定盤、及び前記キ
ャリア定盤を回転させることにより前記上定盤と前記下定盤との間に挟持された前記キャ
リアを回転させるキャリア定盤駆動機構を備え、
前記キャリア定盤駆動機構は、外周面が前記キャリア定盤の周面に接し上下に延びるロ
ーラ軸廻りに回動自在に支持されたローラ、前記ローラを回転駆動するローラ駆動モータ
、及び前記ローラを前記キャリア定盤の径方向に移動させるローラ移動構造を有し、前記
ローラを前記ローラ駆動モータにより回転駆動して前記キャリア定盤を回転させる複数の
ローラ駆動ユニットからなり、
各前記ローラ駆動ユニットにおける前記ローラの配設領域を通る前記キャリア定盤の前
記周面の径方向位置を検出する径方向位置検出手段と、
各前記ローラ駆動ユニットの前記ローラ移動構造による前記ローラの移動位置及び前記
ローラ駆動モータによる前記ローラの回転速度を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置が、前記径方向位置検出手段により検出される前記周面の径方向位置に応
じて、前記キャリア定盤の前記周面と各前記ローラ駆動ユニットの前記ローラとの接触状
態が一定になるように、各前記ローラ駆動ユニットにおける前記ローラの移動位置及び回
転速度を制御するように構成したことを特徴とする研磨システム。
Disc-shaped upper and lower surface plates provided facing each other vertically, a carrier having a substrate housing portion for holding a substrate and disposed between the upper surface plate and the lower surface plate, the upper surface plate And a carrier surface plate formed in an annular shape having a larger diameter than the lower surface plate and having the carrier connected to the inner periphery thereof, and the carrier surface plate being rotated between the upper surface plate and the lower surface plate. A carrier surface plate drive mechanism for rotating the sandwiched carrier,
The carrier surface plate driving mechanism includes a roller whose outer peripheral surface is in contact with the peripheral surface of the carrier surface plate and is supported so as to be rotatable about a roller shaft extending vertically, a roller driving motor for rotating the roller, and the roller It has a roller movement structure that moves in the radial direction of the carrier surface plate, and comprises a plurality of roller drive units that rotate the carrier surface plate by rotating the roller by the roller drive motor,
A radial position detecting means for detecting a radial position of the peripheral surface of the carrier surface plate passing through a region where the roller is provided in each roller driving unit;
A control device for controlling the moving position of the roller by the roller moving structure of each roller driving unit and the rotational speed of the roller by the roller driving motor;
According to the radial position of the peripheral surface detected by the radial position detecting means, the control device makes the contact state between the peripheral surface of the carrier surface plate and the roller of each roller drive unit constant. The polishing system is configured to control the moving position and the rotational speed of the roller in each of the roller driving units.
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