JP6888753B2

JP6888753B2 - 研磨装置、及び、研磨パッドのドレッシング方法

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Publication number: JP6888753B2
Application number: JP2017120948A
Authority: JP
Inventors: 芳幸赤木
Original assignee: Hamai Co Ltd
Current assignee: Hamai Co Ltd
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2037-06-21
Also published as: JP2019005815A

Description

本発明は、例えば角型基板等のワークを研磨する研磨装置における研磨パッドのドレッシング技術に関するものである。

フォトマスク基板等の角型基板を遊星歯車方式の両面研磨装置を用いて研磨する場合、回転する角型基板の四隅部分の相対速度が最も速くなるため、この四隅部分が過剰に研磨されてしまい、基板全体の厚みを均一化することができないという問題がある。
そこで、例えば特許文献１には、上記の問題を解決するための角型基板用両面研磨装置が記載されている。

図１１は、特許文献１に記載された角型基板用両面研磨装置の正面図であり、図１２は、同じく平面図である。
これらの図において、１０１は上定盤、１０１ａは研磨剤供給孔、１０２は下定盤、１０３，１０４は研磨パッド、１０５はキャリア、１０６は角型基板、１０７はサンギア、１０８はインターナルギアを示す。

この従来技術では、図１２に示すように、角型基板１０６の四隅部分１０６ａではキャリア１０５との間の隙間を小さくし、四隅部分１０６ａ以外の周辺部では隙間１０５ａを大きくしている。
上記構造によれば、四隅部分１０６ａでは研磨パッド１０３，１０４からの反力が小さくなると共に研磨剤の供給量も相対的に少なくなり、研磨が抑制されるのに対し、四隅部分１０６ａ以外の周辺部では、上記と逆の傾向になって研磨が促進される。
これにより、四隅部分１０６ａの過剰研磨を防ぎ、基板全体にわたってほぼ均一の厚さに研磨することを目指している。

一方、上述したような基板の部分的な過剰研磨は、角型基板だけでなく円形基板においても生じ得る。そこで、特許文献２には、円形基板を均一の厚さに研磨するための片面研磨装置が開示されている。

図１３は、特許文献２に記載された片面研磨装置の正面図である。この図１３において、１１０は定盤、１１１は研磨パッド、１１１ａはその中央部、１１１ｂは側壁部、１１２は研磨ヘッド、１１３は円形基板（ウェハ）、１１４は研磨剤供給用のノズルである。
円形基板１１３に当接する研磨パッド１１１の部分は断面凸形状となるように加工されており、円形基板１１３の中心部に近いほど研磨パッド１１１との接触面積が広くなるように考慮されている。

この片面研磨装置の背景として、従来では、円形基板１１３の中心部と周辺部との速度の相違や研磨パッドの材質等に起因して、長期の使用に伴って研磨パッドの厚さが不均一になり、結果的に円形基板１１３の均一な研磨が困難になるという問題があった。
そこで、特許文献２では、図１３の研磨パッド１１１のように、円形基板１１３の中心部付近に対向する部分の摩耗状態を予測して膨らみを持たせた断面凸形状とすることにより、円形基板１１３の均一な研磨を可能としている。

なお、研磨パッド１１１を上記のような断面凸形状とするために、特許文献２には、図１４に示すようなドレッシング装置が開示されている。図１４において、１１５はモータ、１１６は送りねじ、１１７は送りねじ１１６に沿って移動するナット、１１８はカムフォロワ、１１９は研磨パッド１１１の表面に接触するドレス用工具、１２０は研磨パッド１１１の断面凸形状に対応した曲面を有するテンプレートである。

特開２００７−３０１６５０号公報（段落［００３３］〜［００３５］、図２，図３等）特開２００１−４７３５６号公報（段落［００１４］〜［００２０］、図１，図２等）

図１１，図１２に記載された両面研磨装置では、上定盤１０１及び研磨パッド１０３による角型基板１０６への押圧力を余り大きくすることができず、四隅部分１０６ａの過剰研磨を抑制する効果を十分に得ることができない。
また、キャリア１０５の形状に制約があって任意に変更できないため、研磨パッドの材質や研磨パッドと角型基板との厚みの差、研磨剤の供給状態等の変化に対して柔軟に対応するのが困難であり、角型基板１０６を均一かつ高精度に平坦化することが難しい。

更に、図１３に記載された片面研磨装置において、研磨パッド１１１の断面凸形状の高さは数ミクロン〜数十ミクロン、大口径の定盤でも数百ミクロン程度であり、図１４のドレッシング装置と定盤面との平行度を確保したうえでドレス用工具１１９を微小量昇降させる必要がある。従って、ドレッシング装置としては、剛性が十分に高く精密に制御可能であることが求められ、大掛かりかつ高価な装置となってしまう。
また、研磨パッド１１１の表面にドレス用工具１１９を接触させながら高精度にドレッシングするので、作業時間が長期化し、特に定盤面積が大きくなるとドレス用工具１１９の消耗が激しくなって頻繁に交換しなくてはならない。従って、ドレッシング効率が低いという問題がある。

そこで、本発明の解決課題は、既存のドレス用工具を使用して研磨パッドを高精度にドレッシングするドレッシング方法、及び、角型基板等の部分的な過剰研磨を防止して均一な厚さの研磨を可能にした研磨装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載した研磨装置は、定盤の表面に取り付けた研磨パッドを平板状のワークの表面に圧接し、前記定盤と前記ワークとを相対的に回転させて前記研磨パッドにより前記ワークの表面を研磨する研磨装置において、
前記定盤を鉛直軸に対して傾動させる傾動機構を備え、
前記傾動機構により前記定盤を傾動させた状態で、前記ワークの代わりに配置されて前記研磨パッドに接触するドレス用工具と前記定盤とを相対的に回転させ、前記ドレス用工具によって前記研磨パッドの外周部付近及び内周部付近に作用する面圧を他の部分よりも大きくし、前記外周部付近及び内周部付近の厚さが他の部分よりも薄くなるように前記研磨パッドをドレッシングするものである。

請求項２に記載した研磨装置は、請求項１に記載した研磨装置において、前記ワークの上面に対向して配置された前記定盤としての回転可能な上定盤と、前記ワークの下面に対向して配置され、かつ、前記ワークの下面に圧接される研磨パッドが表面に取り付けられた回転可能な下定盤と、を有し、
前記上定盤の研磨パッドと前記下定盤の研磨パッドとにより前記ワークの表裏面を研磨する両面研磨装置として構成されるものである。

請求項３に記載した研磨装置は、請求項２に記載した研磨装置において、前記傾動機構により前記上定盤を傾動させた状態で、前記ワークの代わりに配置されたドレス用工具と前記上定盤及び前記下定盤とを相対的に回転させ、
前記ドレス用工具によって前記上定盤の研磨パッド及び前記下定盤の研磨パッドのそれぞれの外周部付近及び内周部付近に作用する面圧を他の部分よりも大きくし、各研磨パッドの外周部付近及び内周部付近の厚さが他の部分よりもそれぞれ薄くなるように各研磨パッドをドレッシングするものである。

請求項４に記載した研磨装置は、請求項１〜３の何れか１項に記載した研磨装置が、遊星歯車運動により前記ワークが自転及び公転する研磨装置であり、前記研磨パッドのドレッシング時には、前記ドレス用工具が自転のみを行うものである。

請求項５に記載した研磨パッドのドレッシング方法は、研磨装置の定盤の表面に取り付けた研磨パッドを平板状のワークの表面に圧接し、前記定盤と前記ワークとを相対的に回転させて前記ワークの表面を研磨するために使用される前記研磨パッドのドレッシング方法において、
前記定盤を鉛直軸に対して傾動させた状態で、前記ワークの代わりに配置されて前記研磨パッドに接触するドレス用工具と前記定盤とを相対的に回転させ、前記ドレス用工具によって前記研磨パッドの外周部付近及び内周部付近に作用する面圧を他の部分よりも大きくし、前記外周部付近及び内周部付近の厚さが他の部分よりも薄くなるように前記研磨パッドをドレッシングするものである。

請求項６に記載した研磨パッドのドレッシング方法は、両面研磨装置の上定盤及び下定盤の表面にそれぞれ取り付けた研磨パッドを平板状のワークの表裏面に圧接し、前記上定盤及び下定盤と前記ワークとを相対的に回転させて前記ワークの表裏面を研磨するために使用される前記研磨パッドのドレッシング方法において、
前記上定盤を鉛直軸に対して傾動させた状態で、前記ワークの代わりに配置されて前記研磨パッドに接触するドレス用工具と前記上定盤及び下定盤とを相対的に回転させ、前記ドレス用工具によって各研磨パッドの外周部付近及び内周部付近に作用する面圧を他の部分よりも大きくし、各研磨パッドの前記外周部付近及び内周部付近の厚さが他の部分よりもそれぞれ薄くなるように各研磨パッドをドレッシングするものである。

本発明によれば、研磨装置に定盤を傾動させる機構を設け、研磨対象であるワークとそのキャリアの代わりにドレス用工具及びドレス用キャリアをセットして研磨装置を駆動することにより、研磨パッドが断面凸形状となるようにドレッシングすることができる。
こうしてドレッシングした研磨パッドを使用すれば、角型基板等のワークの部分的な過剰研磨を防止することができ、特許文献１に比べて、一層高精度にワークの厚さを均一化することができる。
また、特許文献２のように専用かつ大掛かりなドレッシング装置を用いる必要がなく、研磨装置の主要部を利用して研磨パッドのドレッシングを行うので、コストの低減も可能である。

本発明の第１実施形態に係る両面研磨装置の正面図である。第１実施形態において、研磨パッドの外周部付近をドレッシングする状態の説明図である。第１実施形態において、研磨パッドの内周部付近をドレッシングする状態の説明図である。第１実施形態において、研磨パッドを全体的になだらかな断面凸形状にドレッシングする場合の説明図である。第１実施形態において、研磨パッドの内外周部付近のみを傾斜させた断面形状にドレッシングする場合の説明図である。第１実施形態において、ドレッシング後の研磨パッドを用いてワークを研磨する場合の主要部の正面図である。第１実施形態において、１枚または複数枚のワークを同時に研磨する場合の平面図である。第１実施形態に係る両面研磨装置の正面図である。第２実施形態に係る両面研磨装置の正面図である。研磨パッドの従来のドレッシング方法を例示した平面図である。特許文献１に記載された両面研磨装置の正面図である。特許文献１に記載された両面研磨装置の平面図である。特許文献２に記載された片面研磨装置の正面図である。特許文献２に記載されたドレッシング装置の側面図である。

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る両面研磨装置の側面図である。以下の説明では、研磨パッドのドレッシング機能を中心に説明するが、この両面研磨装置は、ドレス用キャリア及びドレス用工具に代えてワーク用キャリア及びワークをセットすることにより、ワークの両面研磨が可能である。

図１において、研磨装置基台１の内部には、駆動装置支持ブロック２が配置されている。駆動装置支持ブロック２の底部には、それぞれモータを備えた下定盤駆動装置３、サンギア駆動装置８及びインターナルギア駆動装置１４が取り付けられている。
下定盤駆動装置３の出力軸には、駆動ギア４，５及び下定盤駆動軸１８を介して下定盤受台６が連結され、下定盤受台６の上面には中空円盤状の下定盤７が取り付けられている。図示されていないが、下定盤７の上面には、弾力性を有するリング状の研磨パッドが貼付されている。

サンギア駆動装置８の出力軸には、駆動ギア９，１０、サンギア駆動軸１１及び台座１２を介してサンギア１３が連結されている。
また、インターナルギア駆動装置１４の出力軸には、駆動ギア１５及びインターナルギア保持部１６を介してインターナルギア１７が連結されている。このインターナルギア１７は、下定盤７を包囲するようにリング状に形成されている。

なお、下定盤７の上面の一部にはリング状のドレス用キャリア４１が１個配置されており、このドレス用キャリア４１は、その外周部がサンギア１３とインターナルギア１７とに噛み合っている。
ドレス用キャリア４１の内部には、リング状のドレス用工具４０が配置されている。このドレス用工具４０は、例えば中空円盤状基板の表裏面に小円盤状のダイアモンドペレットを多数配置したものや、円盤状基板の表裏面に研削砥石を配置したもの等を用いることができ、何れにしても、ドレス用工具４０の表裏面にそれぞれ圧接される上定盤及び下定盤の研磨パッドを同時にドレッシングできるように研削材が露出したものであれば良い。

一方、上定盤支持ブロック２１の内部には、上定盤昇降装置２２と、モータを備えた上定盤駆動装置２３とが配置され、上定盤駆動装置２３の出力軸には、駆動ギアを介して上定盤駆動軸２４及び上定盤吊板２８が連結されている。なお、２５は上定盤駆動部支持ブロックである。
上定盤吊板２８の下面には、上定盤連結ロッド２９を介して、中空円盤状の上定盤３０が連結されている。図示されていないが、この上定盤３０の下面にも、適宜な材質のリング状の研磨パッドが取り付けられている。

上定盤支持ブロック２１の底部側方には、上定盤傾動機構２６が配置されている。
上定盤傾動機構２６は、楔駆動装置２６ａと、この楔駆動装置２６ａにより水平方向に駆動される楔２６ｂと、楔２６ｂを案内する楔ガイド板２６ｃと、上定盤支持ブロック２１の片側の下端部に固定されて楔２６ｂの斜面に対し当接可能な楔受け部２６ｄと、によって構成されている。

また、楔受け部２６ｄの反対側の上定盤支持ブロック２１の下端部付近は、上定盤傾動機構２６の動作時に傾動する上定盤支持ブロック２１を支持するための上定盤支持支点２７となっている。
なお、Ｌ_Ｕは、上定盤駆動軸２４を鉛直にして上定盤３０と下定盤７とを平行に配置した時の上定盤固定基準レベルを示す。

この両面研磨装置は、上定盤３０及び下定盤７が個別に回転可能であると共に、周知のようにサンギア１３及びインターナルギア１７の回転によって後述のワーク用キャリアを自転及び公転させる遊星歯車方式の研磨装置を構成している。
なお、後述するが、研磨パッドのドレッシングは、上定盤３０と下定盤７とを反対方向に回転させ、かつ、サンギア１３とインターナルギア１７とを反対方向に回転させてドレス用キャリア４１（ドレス用工具４０）を自転させた状態で行う。

前述した上定盤傾動機構２６において、楔駆動装置２６ａによって楔２６ｂを水平方向に移動させることにより、楔２６ｂの斜面が楔受け部２６ｄの下方に入り込む量が変化し、上定盤支持支点２７に対して、上定盤支持ブロック２１の楔受け部２６ｄ側の下端部が持ち上げられる距離が変化する。
このため、下定盤７に対して上定盤３０を（言い換えれば、鉛直軸に対して上定盤３０を）任意の角度だけ傾動させることが可能であり、上定盤３０を下降させてドレス用工具４０を介して下定盤７に圧接した場合に、ドレス用工具４０から、上定盤３０及び下定盤７の各研磨パッドの外周部付近または内周部付近に作用する面圧を所望の大きさに調整することができる。

次に、図２は、この実施形態において、研磨パッドの外周部付近をドレッシングする状態の説明図である。図２（ａ）において、３０ａ，７ａは、それぞれ上定盤３０，下定盤７の研磨パッドを示している。
図２（ｂ）に示すように、上定盤傾動機構２６の楔２６ｂの斜面を楔受け部２６ｄに接触させながら上定盤支持ブロック２１側に深く移動させると、上定盤支持ブロック２１は装置正面から見て右回りに傾動し、研磨パッド３０ａ，７ａの外周部付近にドレス用工具４０が圧接されるように上定盤３０が傾動する。これにより、図２（ａ）における研磨パッド３０ａ，７ａの外周部付近（Ｄ_１部）が強くドレッシングされる。

図３は、この実施形態において、研磨パッドの内周部付近をドレッシングする状態の説明図である。
図３（ｂ）に示すように、上定盤傾動機構２６の楔２６ｂを楔受け部２６ｄに対して浅く（図２（ｂ）とは逆方向に）移動させると、上定盤支持ブロック２１は装置正面から見て左回りに傾動し、研磨パッド３０ａ，７ａの内周部付近にドレス用工具４０が圧接されるように上定盤３０が傾動する。これにより、図３（ａ）における研磨パッド３０ａ，７ａの内周部付近（Ｄ_２部）が強くドレッシングされることとなる。

図４は、この実施形態において、研磨パッドを全体的になだらかな断面凸形状にドレッシングする場合の説明図である。
ドレッシングの際には、まず、図４（ａ），（ｂ１）に示すように、上定盤３０を僅かに右回りに傾動させた状態で下降させ、上定盤３０と下定盤７とによってドレス用工具４０を挟み込む。この状態で上定盤３０及び下定盤７を互いに反対方向に回転させると共に、ドレス用工具４０を自転させる。
これにより、図４（ｂ２）に示すごとく、上定盤３０の研磨パッド３０ａ及び下定盤７の研磨パッド７ａは外周部付近がなだらかにドレッシングされる。なお、図４（ｂ２）において、７ｂ_１は下定盤７の研磨パッド７ａの面圧分布を示している。

次に、上定盤３０を上昇させ、図４（ｃ１）に示すように上定盤３０を僅かに左回りに傾動させた状態で下降させ、上定盤３０と下定盤７とによってドレス用工具４０を挟み込む。この状態で上定盤３０及び下定盤７を互いに反対方向に回転させると共に、ドレス用工具４０を自転させる。
これにより、上定盤３０の研磨パッド３０ａ及び下定盤７の研磨パッド７ａは内周部付近がなだらかにドレッシングされるため、図４（ｃ２）に示すごとく、研磨パッド３０ａ，７ａの断面形状は全体的になだらかな凸状となる。なお、図４（ｃ２）において、７ｂ_２は下定盤７の研磨パッド７ａの面圧分布である。

また、図５は、研磨パッドの内外周部付近のみを傾斜させた断面形状にドレッシングする場合の説明図である。
この場合には、まず、図５（ａ），（ｂ１）に示すように、上定盤３０をある程度大きく右回りに傾動させた状態で下降させ、上定盤３０と下定盤７とによってドレス用工具４０を挟み込む。この状態で上定盤３０及び下定盤７を互いに反対方向に回転させ、ドレス用工具４０を自転させる。
これにより、図５（ｂ２）に示すごとく、上定盤３０の研磨パッド３０ａ及び下定盤７の研磨パッド７ａは外周部付近が傾斜状となるようにドレッシングされる。なお、図５（ｂ２）において、７ｃ_１は下定盤７の研磨パッド７ａの面圧分布である。

次に、上定盤３０を上昇させ、図５（ｃ１）に示すように上定盤３０を左回りに傾動させた状態で下降させ、上定盤３０と下定盤７とによってドレス用工具４０を挟み込む。この状態で上定盤３０及び下定盤７を互いに反対方向に回転させ、ドレス用キャリア４１を自転させる。
これにより、上定盤３０の研磨パッド３０ａ及び下定盤７の研磨パッド７ａは内周部付近が傾斜状にドレッシングされるため、図５（ｃ２）に示すごとく、研磨パッド３０ａ，７ａの断面形状は、内外周部付近のみが傾斜した凸状となる。なお、図５（ｃ２）において、７ｃ_２は下定盤７の研磨パッド７ａの面圧分布である。

上記のように、上定盤傾動機構２６を用いて上定盤３０の傾動角度（傾動量）及び傾動方向（装置正面から見て右回りまたは左回り）を適宜調節すれば、ドレッシングによる研磨パッド３０ａ，７ａの断面凸形状を任意に設定することができる。

つまり、図４及び図５に例示したドレッシング方法に共通するのは、互いに平行に配置された上定盤３０と下定盤７とによりドレス用工具４０を表裏から圧接して研磨パッド３０ａ，７ａの全面に均一な面圧を与える状態を正規の負荷状態とした場合、研磨パッド３０ａ，７ａの外周部付近のドレス用工具４０の一端部に与える負荷を大きくする工程と、研磨パッド３０ａ，７ａの内周部付近のドレス用工具４０の他端部に与える負荷を大きくする工程とを前後して行うことにある。
なお、図４及び図５では、「研磨パッド３０ａ，７ａの外周部付近の負荷を大」→「研磨パッド３０ａ，７ａの内周部付近の負荷を大」という順序でドレッシングしているが、この順序は逆であっても良い。

また、図４，図５では、理解を容易にするために上定盤３０の傾動角度を誇張してあるが、実際には、弾性体の研磨パッド３０ａ，７ａを上定盤３０、下定盤７によりドレス用工具４０を介して挟み込み、研磨パッド３０ａ，７ａに作用する面圧の分布を微調整してドレッシングするため、上定盤３０の傾動量は微小量（数ｍｍ以下）である。
更に、下定盤７の研磨パッド７ａには、上定盤３０からの加圧負荷に対する反力が発生すると同時に、ドレス用工具４０の自重による負荷が全体的に作用することになるが、研磨パッド７ａの面圧分布の傾向は上定盤３０の研磨パッド３０ａとほぼ同様であり、ドレッシング後の研磨パッド３０ａ，７ａの断面形状は対称になると考えて良い。

ちなみに、図１０（ａ），（ｂ）は、従来のドレッシング装置の一例を示した平面図であり、３０ｂは上定盤の研磨パッド、７ｂは下定盤の研磨パッド、１３Ａ，１３Ｂはサンギア、１７Ａ，１７Ｂはインターナルギア、４０Ａ，４０Ｂはドレス用工具、４１Ａ，４１Ｂはドレス用キャリアである。
このドレッシング装置では、複数のドレス用工具４０Ａまたは４０Ｂを円周方向に沿って均等に配置し、上定盤及び下定盤により均一に面圧を加えて研磨パッド３０ｂ，７ｂをドレッシングしているが、これによると、本実施形態のように、研磨パッドを所望の断面凸形状に加工することは不可能である。

なお、図６は、ドレッシング後の研磨パッド３０ａ，７ａを用いて角型基板等のワークを研磨する場合の主要部の正面図である。
図６において、Ｗはワーク、Ｃはワーク用キャリアであり、上定盤３０及び下定盤７の各研磨パッドは図示を省略してある。これらの研磨パッドは、例えば、前述した図４（ｃ２）や図５（ｃ２）に示したように、ワークＷ側に凸状となった断面形状を有しており、図６に示す如く、互いに平行に配置された上定盤３０と下定盤７とによりワークＷを挟み込んだ状態で研磨加工が行われる。

従来技術について説明したように、角型基板等のワークＷでは四隅部分の相対速度が最も速くなるため、この四隅部分が過剰に研磨される結果、ワーク全体を均一に研磨することができない。
一方、本発明の実施形態では、研磨パッド３０ａ，７ａがワークＷ側に凸状となった断面形状を有するので、ワークＷの四隅部分に対する研磨作用がその他の部分に比べて相対的に抑制され、ワークＷの全体にわたって厚みを均一にするように研磨することができる。

図７は、１つのワーク用キャリアにセットした１枚のワークを研磨する場合（図７（ａ））、及び、複数枚のワークを同時に研磨する場合（図７（ｂ），（ｃ），（ｄ））の平面図である。
これらの図において、Ｗ_１〜Ｗ_４は角型基板であるワーク、Ｃ_１〜Ｃ_４はワーク用キャリアを示す。
ここで、研磨パッド３０ａ，７ａはドレッシングによって断面凸形状に加工されているので、ワークＷ_１〜Ｗ_４の四隅部分が過剰研磨されるおそれはなく、全体的にほぼ均一な厚さに研磨することができる。

なお、ドレッシングのために上定盤３０を傾動させる機構は、前述した上定盤傾動機構２６のみに限定されるものではない。
ここで、図８は、第１実施形態に係る両面研磨装置であって、前述の上定盤傾動機構２６（その主要部として楔２６ｂ及び楔ガイド板２６ｃのみを図示する）を備えており、図７（ａ）に示す１枚のワークを研磨する場合の形態である。
ワークが１枚の場合は上定盤を下降させて下定盤と相互に挟持する時に、上下定盤を正確に平行状態に微調整する必要があり、本実施形態により上定盤の姿勢を精密に調整して保持し、この状態で研磨を行う。なお、この場合はワークは自転のみとする。

これに対し、図９は、第２実施形態に係る両面研磨装置を示していて、上定盤駆動軸２４の直下に配置された球面部３１ａ及びこれを包囲する軸受部３１ｂからなる球面軸受構造の上定盤傾動機構３１を備えており、図７（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す複数枚のワークを同時に研磨する場合の形態である。
図９には図示しないが、本発明の図８の形態の上定盤傾動機構２６が併設されており、ドレッシング時は予め球面軸受部（球面部３１ａ及び軸受部３１ｂ）を固定状態としておき、図８の形態にて所望のドレッシングを行った後、球面軸受部の固定を解除して傾動自由な状態（回転方向は拘束状態）として円周上に配置されている各ワーク面に上定盤が倣う状態として研磨を行う。この場合は、各ワークは自転及び公転とする。
なお、複数枚のワークを同時に研磨した方が一般的に生産性は向上するが、研磨前の各ワークの厚みにばらつきがある場合は厚みが揃うまでに時間を要するので、ケースバイケースで研磨時の実施形態を選択することになる。
この上定盤傾動機構３１によれば、第１実施形態の上定盤傾動機構２６に比べて上定盤３０の傾動（回動）の自由度が更に大きくなり、研磨パッドの断面凸形状を一層高精度に調整することができる。

また、本発明は、上定盤３０の外周側または内周側に作用する負荷（面圧）の大きさを調整して研磨パッド３０ａ，７ａの所望の断面凸形状を得るものであり、上記の負荷を調節するための機構や装置は、上定盤傾動機構２６，３１に何ら限定されるものではない。

以上、研磨パッドのドレッシング機能を備えた両面研磨装置の実施形態について説明した。本発明は、両面研磨装置におけるワーク用キャリア及びワークをドレス用キャリア及びドレス用工具に置き換えることで、研磨パッドのドレッシング装置としても使用することができる。

上述した各実施形態は、本発明を両面研磨装置に適用した場合のものであるが、本発明は、単一の定盤に研磨パッドを貼付してワークの片面のみを研磨する片面研磨装置、及び、その片面研磨装置の研磨パッドをドレッシングするドレッシング方法としても利用することができる。

１：研磨装置基台
２：駆動装置支持ブロック
３：下定盤駆動装置
４，５，９，１０，１５：駆動ギア
６：下定盤受台
７：下定盤（研磨パッドを含む）
７ａ：研磨パッド（下定盤用）
７ｂ_１，７ｂ_２，７ｃ_１，７ｃ_２：圧力分布
８：サンギア駆動装置
１１：サンギア駆動軸
１２：台座
１３：サンギア
１４：インターナルギア駆動装置
１６：インターナルギア保持部
１７：インターナルギア
１８：下定盤駆動軸
２１：上定盤支持ブロック
２２：上定盤昇降装置
２３：上定盤駆動装置
２４：上定盤駆動軸
２５：上定盤駆動部支持ブロック
２６：上定盤傾動機構
２６ａ：楔駆動装置
２６ｂ：楔
２６ｃ：楔ガイド板
２６ｄ：楔受け部
２７：上定盤支持支点
２８：上定盤吊板
２９：上定盤連結ロッド
３０：上定盤（研磨パッドを含む）
３０ａ：研磨パッド（上定盤用）
３１：上定盤傾動機構
３１ａ：球面部
３１ｂ：軸受部
４０：ドレス用工具
４１：ドレス用キャリア
Ｌ_Ｕ：上定盤固定基準レベル
Ｃ，Ｃ_１〜Ｃ_４：ワーク用キャリア
Ｗ，Ｗ_１〜Ｗ_４：ワーク（角型基板）

Claims

定盤の表面に取り付けた研磨パッドを平板状のワークの表面に圧接し、前記定盤と前記ワークとを相対的に回転させて前記研磨パッドにより前記ワークの表面を研磨する研磨装置において、
前記定盤を鉛直軸に対して傾動させる傾動機構を備え、
前記傾動機構により前記定盤を傾動させた状態で、前記ワークの代わりに配置されて前記研磨パッドに接触するドレス用工具と前記定盤とを相対的に回転させ、前記ドレス用工具によって前記研磨パッドの外周部付近及び内周部付近に作用する面圧を他の部分よりも大きくし、前記外周部付近及び内周部付近の厚さが他の部分よりも薄くなるように前記研磨パッドをドレッシングすることを特徴とする研磨装置。
請求項１に記載した研磨装置において、
前記ワークの上面に対向して配置された前記定盤としての回転可能な上定盤と、
前記ワークの下面に対向して配置され、かつ、前記ワークの下面に圧接される研磨パッドが表面に取り付けられた回転可能な下定盤と、
を有し、
前記上定盤の研磨パッドと前記下定盤の研磨パッドとにより前記ワークの表裏面を研磨する両面研磨装置として構成されていることを特徴とする研磨装置。
請求項２に記載した研磨装置において、
前記傾動機構により前記上定盤を傾動させた状態で、前記ワークの代わりに配置されたドレス用工具と前記上定盤及び前記下定盤とを相対的に回転させ、
前記ドレス用工具によって前記上定盤の研磨パッド及び前記下定盤の研磨パッドのそれぞれの外周部付近及び内周部付近に作用する面圧を他の部分よりも大きくし、各研磨パッドの外周部付近及び内周部付近の厚さが他の部分よりもそれぞれ薄くなるように各研磨パッドをドレッシングすることを特徴とする研磨装置。
請求項１〜３の何れか１項に記載した研磨装置が、遊星歯車運動により前記ワークが自転及び公転する研磨装置であり、前記研磨パッドのドレッシング時には、前記ドレス用工具が自転のみを行うことを特徴とする研磨装置。
研磨装置の定盤の表面に取り付けた研磨パッドを平板状のワークの表面に圧接し、前記定盤と前記ワークとを相対的に回転させて前記ワークの表面を研磨するために使用される前記研磨パッドのドレッシング方法において、
前記定盤を鉛直軸に対して傾動させた状態で、前記ワークの代わりに配置されて前記研磨パッドに接触するドレス用工具と前記定盤とを相対的に回転させ、前記ドレス用工具によって前記研磨パッドの外周部付近及び内周部付近に作用する面圧を他の部分よりも大きくし、前記外周部付近及び内周部付近の厚さが他の部分よりも薄くなるように前記研磨パッドをドレッシングすることを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法。
両面研磨装置の上定盤及び下定盤の表面にそれぞれ取り付けた研磨パッドを平板状のワークの表裏面に圧接し、前記上定盤及び下定盤と前記ワークとを相対的に回転させて前記ワークの表裏面を研磨するために使用される前記研磨パッドのドレッシング方法において、
前記上定盤を鉛直軸に対して傾動させた状態で、前記ワークの代わりに配置されて前記研磨パッドに接触するドレス用工具と前記上定盤及び下定盤とを相対的に回転させ、前記ドレス用工具によって各研磨パッドの外周部付近及び内周部付近に作用する面圧を他の部分よりも大きくし、各研磨パッドの前記外周部付近及び内周部付近の厚さが他の部分よりもそれぞれ薄くなるように各研磨パッドをドレッシングすることを特徴とする研磨パッドのドレッシング方法。