JP2014172148A - キャリア - Google Patents

Abstract

【課題】十分な衝撃吸収性を備えて、ウエハにおけるキャリアとの接触負荷を軽減する。
【解決手段】上定盤と下定盤との間にウエハＳを挟み込んでウエハＳを所定の厚みに研磨加工する際にウエハＳを保持するキャリア２であって、外周部に複数のギヤ歯が形成された円板状のキャリア本体３０と、キャリア本体３０に形成された貫通孔３３と、貫通孔３３の内周面に、貫通孔３３の周方向に間隔をあけて複数設けられたアーム部材３４Ａと、を備え、アーム部材３４Ａには、固定端３７ａから自由端３７ｂに向けて貫通孔３３の周方向に沿って延び、固定端３７ａ側が貫通孔３３の内周面に連結されるとともに、自由端３７ｂ側が貫通孔３３の径方向に弾性変形可能なアーム本体が備えられ、複数のアーム部材３４Ａのアーム本体３７により、内方にウエハＳが収容される保持孔３８が形成されているようにした。
【選択図】図７

Description

本発明は、ウエハを研磨加工して所定の厚みに調整するウエハ研磨装置で用いるキャリアに関する。

近年、携帯電話や携帯情報端末機器には、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が用いられている。この種の圧電振動子は、様々なものが知られており、例えば音叉型の圧電振動片を有するものや、厚み滑り振動する圧電振動片を有するもの等が知られている。

圧電振動片は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の各種の圧電体から形成されるものが一般的である。この圧電振動片の作製について具体的に説明すると、まず、圧電体の原石を切断してウエハにした後、該ウエハを所定の厚みまで研磨加工する。そして、研磨加工されたウエハを洗浄、乾燥させた後、フォトリソグラフィ技術によりエッチング加工して圧電振動片の外形を形成すると共に、所定の金属膜をパターニングして電極を形成する。これにより、１枚のウエハから一度に複数の圧電振動片を作製することができる。

このように作製される圧電振動片は、自身の厚みがウエハの厚みに依存するため、上述した研磨加工が品質等を決定付けるための特に重要な工程とされている。通常、研磨加工においては、原石から切断されたウエハをある程度の厚みまで粗く研磨するラッピング工程と、該ラッピング工程後、ウエハを鏡面研磨して所定の厚みまで高精度に仕上げるポリッシング工程と、を行っている。

研磨加工を行うウエハ研磨装置では、ウエハを研磨する際、上定盤と下定盤との間にウエハを挟みこみ、上定盤と下定盤とをウエハに対して相対的に回転させることによって、研磨を行う。上定盤と下定盤との間にウエハを挟み込むには、円板状で、ウエハを支持する保持孔が形成されたキャリアが用いられている。このキャリアは、その外周部にギヤ部が形成されて、遊星歯車機構によって上定盤と下定盤との間で遊星運動し、これによって、保持孔に保持されたウエハが研磨される。

図１２に示すように、ウエハＳとキャリア３００の保持孔３０１との間には、ウエハＳの保持孔３０１へのセットや保持孔３０１からの取り出しを容易に行うためにクリアランス３０２が存在している。
そして、保持孔３０１に保持されたウエハＳには、上定盤と下定盤との間でウエハＳの表面に沿った方向の摩擦力と、上定盤と下定盤との間でウエハＳの表面に直交する方向の圧力とが作用している。このため、ウエハＳを研磨する際には、前記の摩擦力と圧力が作用しているウエハＳが、遊星運動しているキャリア３００に対し、保持孔３０１内で相対的に移動し、ウエハＳの外周部が保持孔３０１の内周面に衝突する。

そこで、特許文献１には、保持孔の内周部に、径方向に弾性変形可能な枠部を備えた構成が開示されている。この構成によれば、保持孔内でウエハが相対移動してウエハの外周部が保持孔の内周面に突き当たるときに、枠部が径方向に弾性変形することによって、ウエハに加わる衝撃や摩擦力や圧力によってウエハに作用する応力を緩和する。

特開２０１１−２４５５６２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成においては、枠部は、保持孔の周囲に貫通孔を形成することによって、貫通孔に対して保持孔の内周側に形成されたものとなっている。したがって、枠部は、その両端部が支持体によって支持されている。
このような両持ち構造の枠部は、ウエハが突き当たって保持孔の径方向に弾性変形したときの反発力が強い。このため、十分な衝撃吸収が行えず、ウエハの外周部に割れ・欠け・クラック・チッピングといったダメージを与えてしまうことがある。
そこでなされた本発明の目的は、十分な衝撃吸収性を備えて、ウエハにおけるキャリアとの接触負荷を軽減することのできるキャリアを提供することである。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、上定盤と下定盤との間にウエハを挟み込んで該ウエハを所定の厚みに研磨加工する際に前記ウエハを保持するキャリアであって、外周部に複数のギヤ歯が形成された円板状のキャリア本体と、前記キャリア本体に形成された貫通孔と、前記貫通孔の内周面に、該貫通孔の周方向に間隔をあけて複数設けられたアーム部材と、を備え、前記アーム部材には、固定端から自由端に向けて前記貫通孔の周方向に沿って延び、前記固定端側が前記貫通孔の内周面に連結されるとともに、前記自由端側が前記貫通孔の径方向に弾性変形可能なアーム本体が備えられ、複数の前記アーム部材の前記アーム本体により、内方に前記ウエハが収容される保持孔が形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、研磨時にウエハが衝突するとアーム本体が弾性変形し、ウエハが衝突するときの衝撃を緩和することができる。このとき、アーム本体が、固定端と自由端とを有する片持ちカンチレバー状をなしているので、特許文献１に記載の技術のように両端部が支持された枠部に比較して撓みやすく、変形量を大きくすることができる。

また、前記アーム部材は、前記貫通孔の内周面に固定された固定部を備え、前記アーム本体の前記固定端は、前記固定部を介して前記貫通孔の内周面に連結されているようにしてもよい。
この場合、アーム本体の固定端から自由端までを、貫通孔の内周面よりも内周側に配置することができ、貫通孔や保持孔の大きさや形状の自由度を高めることができる。

また、前記アーム本体は、前記アーム本体の一端側が前記固定端とされ、前記アーム本体の他端側が前記自由端とされた片持ち状とされているようにしてもよい。
この場合、固定部の大きさを調整することでアーム本体の長さを調整し、アーム本体の弾性変形に対する強度を調整することができる。

また、前記アーム本体の中間部が前記固定部に固定され、前記アーム本体は、前記固定部から貫通孔の周方向に沿って両側に延び、前記中間部が前記固定端とされ、両側の先端部が前記自由端とされているようにしてもよい。
この場合、アーム本体は、中間部からその両側に延びる部分が、それぞれ片持ちカンチレバー状をなす。

さらに、前記固定部が、前記貫通孔の内周面から該貫通孔の内方に向けて突出して設けられ、前記貫通孔の内周面側の基端を中心として、前記貫通孔の周方向に弾性変形可能に形成されているようにしてもよい。
この場合、ウエハの衝突によって、固定部がアーム本体とともに弾性変形することで、アーム本体を貫通孔の周方向に揺動させることが可能になり、アーム部材全体で衝撃吸収を行うことができる。

本発明によれば、片持ちカンチレバー状のアーム本体を備えることによって、十分な衝撃吸収性を備えて、ウエハにおけるキャリアとの接触負荷を軽減することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るキャリアを用いて研磨を行うウエハ研磨装置の構成図である。 図１に示すウエハ研磨装置を構成するキャリア周辺の拡大図である。 図２のＡ−Ａ矢視図である。 図１に示すウエハ研磨装置を構成する上定盤とパウダーホースとの取り付け関係を示す図である。 図１に示すウエハ研磨装置を構成するキャリア周辺の断面図であり、研磨パッドが取り付けられていない状態の断面図である。 図１に示すウエハ研磨装置を構成するキャリア周辺の断面図であり、研磨パッドが取り付けられている状態の断面図である。 第１の実施形態に係るキャリアを示す平面図である。 図１に示すウエハ研磨装置により研磨されたウエハが用いられた圧電振動子をリッド基板側から見た外観斜視図である。 圧電振動子の分解斜視図である。 圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、圧電振動片をキャビティ内に収容した状態でベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとが陽極接合されたウエハ接合体の分解斜視図である。 第２の実施形態に係るキャリアを示す平面図である。 従来のキャリアにおけるウエハの保持状態を示す平面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明によるキャリアを実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。

＜第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１、本発明の第１の実施形態に係るキャリアを用いて研磨を行うウエハ研磨装置の構成図、図２は、図１に示すウエハ研磨装置を構成するキャリア周辺の拡大図、図３は、図２のＡ−Ａ矢視図である。さらに、図４は、図１に示すウエハ研磨装置を構成する上定盤とパウダーホースとの取り付け関係を示す図である。
本実施形態のウエハ研磨装置１は、図１、図２に示すように、研磨液Ｗを供給しながらウエハＳの両面を研磨して、該ウエハＳの厚みを所定の厚みに調整する装置であって、キャリア２と、遊星歯車機構３と、上定盤４と、下定盤５と、研磨液供給手段６と、を備えている。

キャリア２は、図３に示すように、円板状のキャリア本体３０と、キャリア本体３０の外周部に、周方向に沿って所定ピッチで複数のギヤ歯が形成されたギヤ部３１と、キャリア本体３０の内周部に形成された、ウエハＳが収納されるウエハ収納部３２と、を備えて形成されている。キャリア２の厚みは、例えば約１００μｍである。なお、本実施形態では、ウエハ収納部３２が１つ形成されたキャリア２を５枚備えている場合を例に挙げて説明するが、ウエハ収納部３２の数、キャリア２の枚数は、それぞれウエハＳの寸法、上定盤４及び下定盤５の寸法によって制約を受け、その制約の範囲内で自由に設定して構わない。そして、本実施形態では、５枚のキャリア２が、軸線Ｌ回りに該軸線Ｌを中心として等角度毎に配置されている。

上記軸線Ｌに沿って配置されるシャフト１０には、サンギア１１が固定され、サンギア１１の外周側には、５枚のキャリア２の周囲を取り囲むように、リング状に形成されたインターナルギア１２が配置されている。そして、５枚のキャリア２は、サンギア１１及びインターナルギア１２に対してギヤ部３１が噛合した状態で配置されている。

これらサンギア１１及びインターナルギア１２は、図示しない駆動源により共に図３の紙面上において反時計方向に回転する。この際、サンギア１１及びインターナルギア１２の回転速度は、それぞれ別々の速度で回転するように調整されている。これにより、各キャリア２は、時計方向に自転しながら、軸線Ｌを中心に反時計方向に公転する。つまり、サンギア１１及びインターナルギア１２は、ギヤ部３１を介してキャリア２に噛合され、該キャリア２を自転させながら軸線Ｌ回りに公転させる上記遊星歯車機構３として機能する。

図１に示すように、上定盤４及び下定盤５は、共に中心が刳り貫かれた環状に形成されており、キャリア２の上下に配置されている。この際、下定盤５は、回転テーブル１３上に固定されており、回転テーブル１３と共に軸線Ｌを中心としてキャリア２の公転方向とは反対方向（時計方向）に回転するようになっている。一方、上定盤４は、図１に示すポール１４に沿って上下に移動可能とされており、下定盤５との距離を自在に調整できるようになっている。これにより、キャリア２に形成されたウエハ収納部３２にウエハＳを収納して保持或いは取り出したり、ウエハ収納部３２に保持されたウエハＳに所定の荷重を加えながら該ウエハＳを両定盤４、５で挟み込んだりすることができるようになっている。

上定盤４の上方には、パウダーリング１５が固定されたリングプレート１６が配置されており、該リングプレート１６の下面に上記ポール１４が固定されている。パウダーリング１５には、環状の溝部１５ａが形成されており、パウダーリング１５の上方に配置された供給バルブ１７から吐出された研磨液Ｗを内部に貯留できるようになっている。
また、リングプレート１６には、複数のパウダーホース１８の基端側が固定され、各パウダーホース１８は、溝部１５ａ内に連通した状態になっている。これにより、溝部１５ａ内に一旦貯留された研磨液Ｗは、溝部１５ａからパウダーホース１８内に流れ、パウダーホース１８の先端に向かって流れるようになっている。パウダーホース１８の先端は、上定盤４に形成された後述する複数の貫通孔に固定され、これにより、両定盤４、５の間に研磨液Ｗを供給することができるようになっている。

一方で下定盤５の下方には、研磨後に流れてきた研磨液Ｗを受け取る回収パン２１と、回収パン２１で受け取られて集められた研磨液Ｗを貯める研磨液槽２２とが配置されている。研磨液槽２２には、内部に溜まった研磨液Ｗを攪拌すると共に、研磨液Ｗを汲み上げて循環ホース２３に循環させるポンプ２４が設けられている。循環ホース２３は、供給バルブ１７に接続された分配器２５に接続され、これにより、回収した研磨液Ｗを再度供給バルブ１７に戻し、パウダーリング１５の溝部１５ａ内に供給できるようになっている。

なお、上述した研磨液Ｗは、研磨材が含有された液（スラリー）である。研磨材としては、一般的に酸化セリウム（ＣｅＯ₂）が慣用される。また、研磨液Ｗとしては、例えば、酸化セリウムと防錆材と水とからなる溶液等が挙げられる。また、回収パン２１には、フィルタ２６が設けられており、回収した研磨液Ｗに含まれるウエハＳの研磨加工粉を除去している。これにより、常に清浄な研磨液Ｗを両定盤４、５の間に供給し続けることができるようになっている。

また、図４に示すように、上定盤４には複数の貫通孔４ａが形成され、本実施形態において貫通孔４ａは８つ形成されている。そして、これら貫通孔４ａには上記パウダーホース１８の先端が固定される。

ここで、パウダーホース１８の固定についてより詳細に説明すると、該パウダーホース１８は、円筒状に形成された継手２０を介して貫通孔４ａに差し込まれて固定される。この継手２０には、略中間部分に外径が大きくなったストップリング２０ａが形成されている。
一方、上定盤４に形成された貫通孔４ａの内径は、継手２０の外径よりも若干大きいサイズとされている。これにより、継手２０を貫通孔４ａ内に嵌め込んで嵌合固定できるようになっている。この際、継手２０に形成されたストップリング２０ａが上定盤４の上面に接触するので、継手２０は安定に固定されるようになっている。
このように、継手２０を介して上定盤４の貫通孔４ａに固定されたパウダーホース１８によって、両定盤４、５の間に研磨液Ｗを供給することができるようになっている。なお、図１及び図２では、図を見易くするために継手２０の図示を省略している。ここで、上述したパウダーリング１５、リングプレート１６、供給バルブ１７、パウダーホース１８、回収パン２１、研磨液槽２２、循環ホース２３、ポンプ２４及び分配器２５は、研磨液Ｗを両定盤４、５の間に供給する上記研磨液供給手段６として機能する。

ところで、図１等においては、上定盤４および下定盤５に着脱可能に接着された上側研磨パッド１００および下側研磨パッド１０１が接着された状態を示している。
上側研磨パッド１００においても研磨液ＷをウエハＳ側に供給するための複数の不図示の貫通孔が形成されている。本実施形態では、これら不図示の貫通孔も、上定盤４の貫通孔４ａと同様の配置位置とするが、任意の位置で構わない。

ウエハ研磨装置１では、図５に示すように、ウエハＳを粗く削るラッピング工程では上述の上側研磨パッド１００および下側研磨パッド１０１を取り外し、上定盤４および下定盤５でウエハＳを挟み込んで、研磨加工を行い、図６に示すように、ウエハＳを鏡面加工に仕上げるポッリンシング加工では、上側研磨パッド１００および下側研磨パッド１０１を利用して、これらの間にウエハＳを挟みこんで研磨する。

さて、図７に示すように、キャリア２に形成されたウエハ収納部３２は、キャリア本体３０に形成された例えば略矩形の貫通孔３３と、貫通孔３３の内周面に、貫通孔３３の周方向に間隔をあけて複数（図７の例では、貫通孔３３の四辺にそれぞれ一つずつ、計４個）設けられたアーム部材３４Ａと、を備えている。

アーム部材３４Ａは、貫通孔３３の内周面に固定された固定部３５と、貫通孔３３の周方向に沿って延びたストレート形状のアーム本体３７と、が一体に形成されている。
固定部３５は、略矩形の貫通孔３３の四隅に内周側に突出するようにして形成されている。
アーム本体３７は、その一端側の基端部３７ａが固定部３５を介して貫通孔３３の内周面に連結されている。これによって、アーム本体３７は基端部３７ａが固定端とされ、他端側の先端部３７ｂが自由端とされた、片持ちカンチレバー状をなし、先端部３７ｂ側が貫通孔３３の径方向に弾性変形可能とされている。

貫通孔３３の四辺に設けられたアーム部材３４Ａのアーム本体３７により、その内方にウエハＳが収容される保持空間（保持孔）３８が形成されている。保持空間３８は、貫通孔３３のうち、アーム本体３７と、貫通孔３３の内周面と、の間に設けられた間隙に連通している。保持空間３８と前記間隙とは、アーム本体３７の先端部３７ｂと、貫通孔３３の内周面と、の間に設けられた開口を通して連通している。
この保持空間３８は、ウエハＳとの間に所定のクリアランスが確保できるよう形成されている。つまり、矩形の貫通孔３３の内周側で互いに対向するアーム本体３７，３７の間隔が、ウエハＳの外形寸法よりも大きくなるよう形成されている。

次に、上記ウエハ研磨装置１を利用して行うラッピング加工およびポリッシング加工について説明する。

まず、ラッピング加工では、上定盤４を下定盤５から離間するようにポール１４に沿って上方に移動させた後、キャリア２のウエハ収納部３２内にウエハＳを収納して保持させる。ウエハＳを保持した後、図５に示すように、上定盤４を下降させ、ウエハ収納部３２に保持されたウエハＳの両面を上定盤４と下定盤５とで所定の荷重を加えながら挟み込む。

次いで、研磨液供給手段６により両定盤４、５の間に研磨液Ｗを供給すると同時に、遊星歯車機構３を駆動させてキャリア２を自転させながら両定盤４、５の中心を貫く軸線Ｌ回りに公転させる。但し、研磨液Ｗの供給と遊星歯車機構３の作動が同時ではなく、研磨液Ｗの供給を行った後に遊星歯車機構３を駆動させても構わない。また、遊星歯車機構３の駆動と同時に、下定盤５をキャリア２の公転方向とは反対方向に回転させる。

研磨液Ｗを供給するには、ポンプ２４を作動させる。ポンプ２４を作動させると、研磨液Ｗは、図１に示すように、研磨液槽２２の中で十分に攪拌された後に汲み上げられて、循環ホース２３内に送られる。そして、循環ホース２３内を通過した後、研磨液Ｗは分配器２５に送られ、該分配器２５で分流されてパウダーリング１５内の溝部１５ａ内に送られる。そして、溝部１５ａ内に送られた研磨液Ｗは、該溝部１５ａ内に貯留されると共に各パウダーホース１８に流れ込む。そして、パウダーホース１８を流れた研磨液Ｗは、貫通孔４ａを通過した後、両定盤４、５の間に流れ込む。これにより、研磨液Ｗの供給を行うことができる。

一方、遊星歯車機構３の駆動によってキャリア２が自転及び公転させられるので、ウエハ収納部３２に保持されたウエハＳも同時に自転及び公転運動する。これにより、ウエハＳは、研磨液Ｗが間に供給された両定盤４、５によって両面が研磨加工させられる。

一方で、ポリッシング加工では、まず、上定盤４に上側研磨パッド１００を接着するとともに、下定盤５に下側研磨パッド１０１を接着する。そして、上定盤４を下定盤５から離間するように上方に移動させた後、キャリア２のウエハ収納部３２内にウエハＳを収納して保持させる。ウエハＳを保持した後、図６に示すように、ポール１４に沿って上定盤４を下降させ、ウエハ収納部３２に保持されたウエハＳの両面を上定盤４と下定盤５とで所定の荷重を加えながら挟み込む。
これにより、ウエハＳは、両定盤４、５の表面に接着された上側研磨パッド１００および下側研磨パッド１０１に挟み込まれた状態となる。

次いで、上述と同様に、研磨液供給手段６により両定盤４、５の間に研磨液Ｗを供給すると同時に、遊星歯車機構３を駆動させてキャリア２を自転させながら両定盤４、５の中心を貫く軸線Ｌ回りに公転させる。これにより、上側研磨パッド１００および下側研磨パッド１０１により両面が研磨加工させられる。

なお、フィルタ２６を通過する際に、研磨加工粉は除去される。そのため、研磨液槽２２には、清浄な研磨液Ｗだけが溜まった状態となる。そして、回収された研磨液Ｗは、再度ポンプ２４によって送り出され、再使用される。

上記のラッピング加工およびポリッシング加工において、ウエハＳを研磨しているときには、キャリア２に形成されたウエハ収納部３２の保持空間３８に収容されたウエハＳは、上定盤４と下定盤５との間で、ウエハＳを研磨するときの摩擦力が、ウエハＳの表面に沿った方向に作用する。また、ウエハＳには、上定盤４と下定盤５との間に挟み込まれることで、ウエハＳの表面に直交する方向の圧力が作用している。
そして、前記したように、ウエハＳと保持空間３８との間には、クリアランスが形成されている。
このため、研磨中、ウエハＳが、遊星運動しているキャリア２に対して、保持空間３８内で相対的に移動することとなる。

図７に示すように、ウエハＳが保持空間３８内で相対移動することによって、アーム部材３４Ａのアーム本体３７にウエハＳが衝突すると、アーム本体３７は、基端部３７ａ側を中心として撓み、先端部３７ｂ側が貫通孔３３の径方向に弾性変形する（図７中、二点鎖線参照）。これによって、ウエハＳがアーム本体３７に衝突するときの衝撃が緩和される。

次に、上述したウエハ研磨装置１を利用してラッピング工程およびポリッシング工程を行ったウエハＳは、例えば、以下に示すような圧電振動子２００の圧電振動片２０５の作製に用いられる。

（圧電振動子）
図８は、圧電振動子をリッド基板側から見た外観斜視図であり、図９は、圧電振動子の分解斜視図である。
図８、図９に示すように、上記圧電振動子２００は、箱状のパッケージ２０１と、パッケージ２０１のキャビティＣ内に収納された圧電振動片２０５とを備えた表面実装型の圧電振動子２００である。

パッケージ２０１は、ベース基板２０２及びリッド基板２０３が接合材２０４を介して積層され、互いに陽極接合されることで形成されている。このパッケージ２０１は、ベース基板２０２およびリッド基板２０３がガラス材料からなる、表面実装型のガラスパッケージである。

ベース基板２０２には、ベース基板２０２を貫通する一対の貫通電極２０６，２０７が設けられている。ベース基板２０２の裏面２０２ａには、これら貫通電極２０６，２０７に電気的に接続された不図示の外部電極が設けられている。ベース基板２０２の表面２０２ｂには、貫通電極２０６，２０７に電気的に接続された引き回し電極２０８，２０９が形成されている。

リッド基板２０３は、ベース基板２０２に重ね合わせ可能な大きさの板状に形成されている。そして、リッド基板２０３の裏面２０３ｂ側には、圧電振動片２０５が収容される矩形状の凹部２０３ａが形成されている。この凹部２０３ａは、ベース基板２０２及びリッド基板２０３が重ね合わされたときに、圧電振動片２０５を収容するキャビティＣを形成する。

圧電振動片２０５は、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料から形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
この圧電振動片２０５は、平行に配置された一対の振動腕部２０５ａ，２０５ｂと、一対の振動腕部２０５ａ，２０５ｂの基端側を一体的に固定する基部２０５ｃとからなる音叉型で、一対の振動腕部２０５ａ，２０５ｂの外表面上には、振動腕部２０５ａ，２０５ｂを振動させる図示しない一対の励振電極と、この一対の励振電極と、ベース基板２０２の表面２０２ｂに形成された引き回し電極２０８，２０９と、を電気的に接続する一対のマウント電極とを有している（何れも不図示）。

このように構成された圧電振動片２０５は、導電性接着剤や金等のバンプＢを利用して、引き回し電極２０８，２０９上に接合されている。
これにより、圧電振動片２０５は、ベース基板２０２の表面２０２ｂから浮いた状態で支持されるとともに、各マウント電極と引き回し電極２０８，２０９とがそれぞれ電気的に接続された状態となる。

このように構成された圧電振動子２００を作動させる場合には、ベース基板２０２に形成された外部電極（不図示）に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片２０５の各励振電極に電流を流すことができ、一対の振動腕部２０５ａ，２０５ｂを接近・離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部２０５ａ，２０５ｂの振動を利用して、発振器、電子機器、電波時計において、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。

（圧電振動子の製造方法）
次に、上述した圧電振動子２００の製造方法について説明する。
図１０は、圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、圧電振動片をキャビティ内に収容した状態でベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとが陽極接合されたウエハ接合体の分解斜視図である。
図１０に示すように、複数のベース基板２０２が連なるベース基板用ウエハ２２０と、複数のリッド基板２０３が連なるリッド基板用ウエハ２３０との間に複数の圧電振動片２０５を封入してウエハ接合体２４０を形成し、ウエハ接合体２４０を切断することにより複数の圧電振動子２００を同時に製造する。

圧電振動片２０５を作製するには、まず水晶のランバート原石を所定の角度でスライスした後、上記ウエハ研磨装置１においてラッピング研磨、ポリッシュ研磨を行って、所定の厚みのウエハＳとする。続いて、フォトリソグラフィ技術によって圧電振動片２０５の外形形状にパターニングするとともに、金属膜の成膜およびパターニングを行って、励振電極（不図示）、引き回し電極２０８，２０９等を形成する。その後、圧電振動片２０５の共振周波数の粗調を行う。

リッド基板２０３を作製するには、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して円板状のリッド基板用ウエハ２３０を形成した後、リッド基板用ウエハ２３０の裏面２３０ａに、エッチング等によりキャビティＣ用の凹部２０３ａを複数形成する。さらに、ベース基板用ウエハ２２０との接合面となるリッド基板用ウエハ２３０の裏面２３０ａ側を少なくとも研磨する。

ベース基板２０２を作製するには、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して円板状のベース基板用ウエハ２２０を形成した後、例えばプレス加工等により、ベース基板用ウエハに一対のスルーホールを形成し、このスルーホール内に貫通電極２０６，２０７を形成する。
さらに、ベース基板用ウエハ２２０の表面２２０ａに導電性材料をパターニングして、接合材２０４、引き回し電極２０８，２０９を形成する。

次に、ベース基板用ウエハ２２０の各引き回し電極２０８，２０９上に、圧電振動片２０５を、それぞれ導電性接着剤や金等のバンプＢを介してマウントする。そして、ベース基板用ウエハ２２０とリッド基板用ウエハ２３０とを重ね合わせ、図示しない陽極接合装置で陽極接合する。これにより、圧電振動片２０５がキャビティＣ内に封止され、ベース基板用ウエハ２２０とリッド基板用ウエハ２３０とが接合されたウエハ接合体２４０が得られる。
こののち、一対の貫通電極２０６，２０７にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極（不図示）を形成し、圧電振動子２００の周波数を微調整する。

周波数の微調が終了後、接合されたウエハ接合体２４０を切断して個片化することにより、互いに陽極接合されたベース基板２０２とリッド基板２０３との間に形成されたキャビティＣ内に圧電振動片２０５が封止された圧電振動子２００を一度に複数製造される。

なお、上記のパッケージ２０１は、ベース基板２０２をセラミックからなるものとし、リッド基板２０３を金属またはガラス材料等からなる、セラミックパッケージとすることも可能である。この場合、ベース基板２０２とリッド基板２０３とを、前記接合材２０４に代えて、両基板２０２、２０３の間に配置されたシールリングによって接合してもよい。前記シールリングは、ベース基板２０２の外形よりも一回り小さい導電性の枠状部材であり、ベース基板２０２に接合される。前記シールリングは、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付けによってベース基板２０２に接合、或いは、ベース基板２０２上に形成（例えば、電解メッキや無電解メッキの他、蒸着やスパッタ等により）された金属接合層に対する溶着等によって接合される。
また、このセラミックパッケージにおいては、リッド基板２０３が、銀ロウ等のロウ材や半田材等による焼付け等によって、前記シールリングと気密に接合される。なおリッド基板２０３の溶接方法としては、例えばローラ電極を接触させることによるシーム溶接や、レーザ溶接、超音波溶接等が挙げられる。また、リッド基板２０３と前記シールリングとの溶接をより確実なものとするため、互いになじみの良いニッケルや金等の接合層を、少なくともリッド基板２０３の下面と、前記シールリングの上面とにそれぞれ形成することが好ましい。

以上に記載したように、本発明の第１の実施形態によれば、キャリア２の貫通孔３３に設けられたアーム部材３４Ａのアーム本体３７が、基端部３７ａが固定端とされ、他端側の先端部３７ｂが自由端とされた片持ちカンチレバー状をなしているので、研磨時にウエハＳが衝突すると、アーム本体３７が弾性変形してウエハＳが衝突するときの衝撃を緩和することができる。このとき、アーム本体３７が片持ちカンチレバー状であるので、特許文献１に記載の技術のように両端部が支持された枠部に比較して撓みやすく、変形量を大きくすることができる。これによって、ウエハＳにおけるウエハ収納部３２との接触負荷を軽減することができる。

また、ウエハＳが衝突すると、アーム本体３７は、先端部３７ｂが貫通孔３３の外周側に変位する。すると、アーム本体３７は、基端部３７ａと先端部３７ｂとの間が、貫通孔３３の内周側に向けて突出するよう湾曲する。これにより、アーム本体３７においてウエハＳに対向する側の側面３７ｓとウエハＳとの接触面積を確保することが可能になり、アーム本体３７に衝突するときにウエハＳの外周部に作用する力（圧力）を小さくすることができる。
このようにして、研磨時にウエハＳがキャリア２と干渉するときの衝撃を緩和することによって、ウエハＳの外周部が傷ついたりするのを防ぐことが可能となる。

また、周方向に複数本が位置するアーム本体３７によってウエハＳを収容する保持空間３８を形成することによって、貫通孔３３や保持空間３８については、その形の自由度が高まる。
さらに、アーム本体３７は、その基端部３７ａが固定部３５を介して貫通孔３３の内周面に連結されている。これにより、アーム本体３７の基端部３７ａを貫通孔３３の内周面に直接連結した場合（図７中、点線Ｐで図示）に比較して、アーム本体３７の基端部３７ａから先端部３７ｂまでの長さを小さくすることができ、アーム本体３７の弾性変形に対する強度を高めることが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、本発明にかかるキャリアの第２の実施形態について説明する。なお、以下に説明する第２の実施形態においては、ウエハ収納部３２に設けられたアーム部材の構成が、上記第１の実施形態で示したアーム部材３４Ａの構成とは異なるので、その相違点を中心に説明を行い、上記第１の実施形態と共通する構成については図中に同符号を付してその説明を省略する。
図１１は、第２の実施形態に係るキャリアを示す平面図である。
この図１１に示すように、本実施形態において、キャリア２に形成されたウエハ収納部３２は、キャリア本体３０に形成された例えば略矩形の貫通孔３３と、貫通孔３３の内周面に、貫通孔３３の周方向に間隔をあけて複数（図１１の例では、貫通孔３３の四辺にそれぞれ一つずつ、計４個）設けられたアーム部材３４Ｂと、を備えている。

アーム部材３４Ｂは、貫通孔３３の内周面に固定された固定部４１と、貫通孔３３の周方向に沿って延びたストレート形状のアーム本体４０と、が一体に形成されている。
固定部４１は、略矩形の貫通孔３３の各辺の中央部に配置されて、貫通孔３３の内周面から貫通孔３３の内方に向けて突出するよう形成されている。
アーム本体４０は、その長さ方向の中間部が、固定部４１を介して貫通孔３３の内周面に連結されている。これによって、アーム本体４０は、長さ方向中央部が基端部４０ａ、つまり固定端とされ、基端部４０ａから両側に、それぞれ貫通孔３３の周方向に沿ってストレート形状のアーム体４０ｃ，４０ｄが延びている。そして、アーム体４０ｃ，４０ｄは、先端部４０ｅ，４０ｆが自由端とされて、貫通孔３３の径方向に弾性変形可能とされている。

貫通孔３３の四辺に設けられたアーム部材３４Ｂのアーム本体４０により、その内方にウエハＳが収容される保持空間（保持孔）４２が形成されている。
この保持空間４２は、ウエハＳとの間に所定のクリアランスが確保できるよう形成されている。つまり、矩形の貫通孔３３の内周側で互いに対向するアーム本体４０，４０の間隔が、ウエハＳの外形寸法よりも大きくなるよう形成されている。

このようなアーム部材３４Ｂは、ウエハＳが摩擦力や圧力によって保持空間４２内で相対移動してアーム本体４０に衝突すると、アーム本体４０の両側のアーム体４０ｃ，４０ｄが、固定部４１に連結された基端部４０ａを中心として、先端部４０ｅ，４０ｆ側が撓み、貫通孔３３の径方向に弾性変形する。これによって、ウエハＳがアーム本体４０に衝突するときの衝撃が緩和される。

ここで、固定部４１は、その断面二次モーメントの設定次第で、アーム本体４０が弾性変形しても、固定部４１は変形しない剛体とすることができる。また、固定部４１を、アーム本体４０の弾性変形にともなって、貫通孔３３の内周面側の基端４１ａを中心として、貫通孔３３の周方向に弾性変形し、アーム本体４０の中間部に連結された連結部４１ｂ側が変位するものとすることもできる。

以上に記載したように、本発明の第２の実施形態によれば、キャリア２の貫通孔３３に設けられたアーム部材３４Ｂのアーム本体４０が、中間部の基端部４０ａが固定端とされ、その両側に延びるアーム体４０ｃ、４０ｄの先端部４０ｅ，４０ｆが自由端とされた片持ちカンチレバー状をなしているので、研磨時にウエハＳが衝突すると、アーム本体４０が弾性変形してウエハＳが衝突するときの衝撃を緩和することができる。このとき、アーム本体４０のアーム体４０ｃ、４０ｄのそれぞれが片持ちカンチレバー状であるので、特許文献１に記載の技術のように両端部が支持された枠部に比較して撓みやすく、変形量を大きくすることができる。これによって、ウエハＳが衝突するときの衝撃を緩和し、ウエハＳにおけるウエハ収納部３２との接触負荷を軽減することができる。
また、ウエハＳが衝突すると、アーム本体４０は、基端部４０ａと先端部４０ｅ，４０ｆとの間が、貫通孔３３の内周側に向けて突出するよう湾曲する。これにより、アーム本体４０においてウエハＳに対向する側の側面４０ｓとウエハＳとの接触面積を確保することが可能になり、アーム本体４０に衝突するときにウエハＳの外周部に作用する力（圧力）を小さくすることができる。
このようにして、研磨時にウエハＳがキャリア２と干渉するときの衝撃を緩和することによって、ウエハＳの外周部が傷ついたりするのを防ぐことが可能となる。

また、周方向に複数本が位置するアーム本体４０によってウエハＳを収容する保持空間４２を形成することによって、貫通孔３３や保持空間４２については、その形の自由度が高まる。

さらに、アーム本体４０は、その基端部４０ａが固定部３５を介して貫通孔３３の内周面に連結されている。この固定部３５の断面二次モーメントを適宜に設定することにより、固定部３５を弾性変形しない剛体とすることによってアーム本体４０を強固に支持し、アーム本体４０のみを弾性変形させる構成としたり、固定部３５をアーム本体４０とともに弾性変形させる構成とすることもできる。このようにして、アーム部材３４Ｂの設計の自由度を高めることが可能となる。

（その他の実施形態）
なお、本発明のキャリアは、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、貫通孔３３を矩形としたが、上記第１および第２の実施形態で示したように、周方向に複数本を配したアーム本体３７，４０によってウエハＳの形状に応じた保持空間３８，４２を形成するようにしたので、貫通孔３３については、矩形に限らず、円形、多角形状等とすることも可能である。
また、アーム部材３４Ａ，３４Ｂを、貫通孔３３の周方向に間隔を隔てて４個設けるようにしたが、その数は、適宜変更することができる。
また、キャリア２を用いて研磨を行うウエハ研磨装置１の構成については、上記で示した構成に限らず、適宜他の構成とすることができる。
上記実施形態で示したキャリア２を用い、ウエハ研磨装置１で研磨するウエハＳの用途は、上記に例示した圧電振動子２００に限らず、他の様々な用途のものであってもよい。
これ以外についても、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１…ウエハ研磨装置
２…キャリア
３…遊星歯車機構
４…上定盤
５…下定盤
６…研磨液供給手段
１０…シャフト
１１…サンギア
１２…インターナルギア
３０…キャリア本体
３１…ギヤ部
３２…ウエハ収納部
３３…貫通孔
３４Ａ，３４Ｂ…アーム部材
３５…固定部
３７，４０…アーム本体
３７ａ…基端部
３７ｂ…先端部
３８，４２…保持空間（保持孔）
４０ａ…基端部
４０ｃ，４０ｄ…アーム体
４０ｅ，４０ｆ…先端部
４１…固定部
４１ａ…基端
４１ｂ…連結部
１００…上側研磨パッド
１０１…下側研磨パッド
２００…圧電振動子
２００…パッケージ
２０５…圧電振動片
Ｓ…ウエハ

Claims (5)

1. 上定盤と下定盤との間にウエハを挟み込んで該ウエハを所定の厚みに研磨加工する際に前記ウエハを保持するキャリアであって、
   外周部に複数のギヤ歯が形成された円板状のキャリア本体と、
   前記キャリア本体に形成された貫通孔と、
   前記貫通孔の内周面に、該貫通孔の周方向に間隔をあけて複数設けられたアーム部材と、を備え、
   前記アーム部材には、固定端から自由端に向けて前記貫通孔の周方向に沿って延び、前記固定端側が前記貫通孔の内周面に連結されるとともに、前記自由端側が前記貫通孔の径方向に弾性変形可能なアーム本体が備えられ、
   複数の前記アーム部材の前記アーム本体により、内方に前記ウエハが収容される保持孔が形成されていることを特徴とするキャリア。
2. 前記アーム部材は、前記貫通孔の内周面に固定された固定部を備え、
   前記アーム本体の前記固定端は、前記固定部を介して前記貫通孔の内周面に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のキャリア。
3. 前記アーム本体は、前記アーム本体の一端側が前記固定端とされ、前記アーム本体の他端側が前記自由端とされた片持ち状とされていることを特徴とする請求項２に記載のキャリア。
4. 前記アーム本体の中間部が前記固定部に固定され、前記アーム本体は、前記固定部から貫通孔の周方向に沿って両側に延び、前記中間部が前記固定端とされ、両側の先端部が前記自由端とされていることを特徴とする請求項２に記載のキャリア。
5. 前記固定部が、前記貫通孔の内周面から該貫通孔の内方に向けて突出して設けられ、前記貫通孔の内周面側の基端を中心として、前記貫通孔の周方向に弾性変形可能に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のキャリア。

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