JPH01140960A - 平面研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体ウェハなどのワークの研磨加工を行う
ための平面研磨装置に関するものである。

「従来の技術］ 従来、ラッピング装置やポリッシング装置のように、回
転する内歯歯車と太陽歯車との間にキャリヤを噛合させ
、該キャリヤに保持させたワークを上下の定盤によって
研磨加工するようにした平面研磨装置において、未加工
ワークの供給（ローディング）及び加工済ワークの取り
出しくアンローディング）をロボットで自動的に行うよ
うにしたものは既に提案されている（例えば、特開昭５
９−１５６６６５号広報参照、）。

しかしながら、上記従来の平面研磨装置は、加工された
ワークをキャリヤと共に一旦回転テーブル上に取り出し
、該テーブルを一定角度づつ間欠的に回転させながらそ
の上のワークとキャリヤとを順次搬出するようにしてい
たため、ワークの搬出に若干の時間がかかり、その間ワ
ークが空気に晒されるこ・とにより、該ワークが乾燥し
て研磨剤が研磨面に固着したり、エツチングが進行し易
い等の問題があった。特に、最近では、シリコンウェハ
のような半導体素子の研磨に高い精度が要求されるよう
になっており、このようなワークを研磨対象とする研磨
装置においては、その自動化を図る上で、研磨精度に影
響を及ぼすアンローディング時間、特に研磨後のワーク
が空気に直接晒される時間を短縮することが非常に重要
な課題になっている。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の課題は、加工の終了したワークが空気に晒され
る時間を短縮し、研磨剤の固着やエツチングの進行等に
よる研磨精度の低下を防止することにある。

【問題点を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本発明は、キャリヤに保持さ
せたワークを上下の定盤間に挟持させて研磨するように
したものにおいて、上定盤の下面に、研磨の終了したワ
ークを吸着して該上定盤と共に上昇させるための吸着孔
を設け、該吸着孔を吸引源に接続し、機体の適宜位置に
、ワークを浸漬させるための液槽を有するバケットを、
上定盤に吸着されたワークを受け取る受け取り位置と、
受け取ったワークを取り出す取り出し位置とに回動可能
に配設したことを特徴とするものである。

［作　用］ キャリヤに保持されたワークは、上下の定盤により研磨
される。

上記研磨が終了すると、吸引源の動作によりワークは上
定盤に吸着され、該上定盤と一緒に上昇する。

上定盤が上限位置に到達し、バケットがワークの受け取
り位置に回動すると、ワークの吸着が解除されて該ワー
クはバケー、トにおける液槽内に落下し、液中に浸漬さ
れる。

これにより、ワークが直接空気に晒される時間は著しく
短縮され、アンローディング中に研磨剤が固着したりエ
ツチングが進行して、該ワークの研磨精度が低下するの
が防止される。

〔実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図に示す平面研磨装置は１回転自在に配設された上
下の定盤１，２、太陽歯車３、及び内歯歯車４と、これ
らの歯車３．４間に噛合せしめられた複数のキャリヤ５
とを備え、両歯車３．４で遊星歯車状に駆°動される各
キャリヤ５に保持させたワーク６を、研磨剤供給チュー
ブ７から上定盤１の下面に開口する供給孔８　（第３図
参照）を通じて研磨剤を供給しながら上下の定盤１．２
によって研磨するように構成されている。上記両足ｆｉ
ｔ、２及び両歯車３，４は、同軸状に配設された駆動軸
１ａ、２ａ。

３ａ　、　４ａを介してモータ等の駆動源Ｍ１〜Ｍ４に
接続され、制御装置９により駆動されるようになってお
り、また、上定盤ｌは、機体ｌＯに取り付けられｈシリ
ンダ（図示せず）により昇降自在に吊設され、下降位置
においてフック１１が上記駆動軸１ａの上端のドライバ
ｌｂに係合するようになっている。

上記キャリヤ５は、第２図に詳細に示すように、ワーク
６を嵌合させるための複数のワーク保持穴１４を円周方
向に一定間隔で有すると共に、その外側に各ワーク保持
穴１４と対応する自転位置検出用の小孔１５を有し、且
つ外周部にギヤ１６を備えたもので、かかる構成をもつ
複数（図示したものは５枚）のキャリヤ５が、上記両歯
車３，４間に一定間隔でしかも両歯車３，４に対して同
じ向きに噛合せしめられている。

土足２１の下面には、第３図に示すように、各キャリヤ
５に保持されたワーク６と同数の吸着孔１８が各ワー・
り６の配列と対応するように穿設され、各吸着孔１８が
チューブ１８ａ（第１図参照）によって真空ポンプ等の
吸引源１９に接続されると共に、該吸引源１９が上記制
御装置９に接続されており、これによって、研磨の終了
したワーク６を吸着孔１８により吸着し、上定盤１と共
に持ち上げることができるようになっている。なお、吸
着したワーク６を後述するバケット２１によって取り出
すときに、該ワーク６の解放を確実にするため、上記吸
着孔１８を、チッソガスなどの不活性ガスや純水等の圧
力流体源に電磁弁で選択的に接続するように構成するこ
ともできる。

平面研磨装置の機体１０側には、加工の終了時に上定盤
ｌ及びキャリヤ５を吸着孔１８とワーク６とが対応する
位置に停止させるため、第１図〜第３図から分るように
、上定盤１に一定間隔で取り付けられた被検出片２４を
検出することによって該上定盤１の回転位置を検出する
回転位置センサ２５と、キャリヤ５が所定の位置に公転
してきた時にそれを検出する公転位置センサ２６と、キ
ャリヤ５に形成された上記小孔１５ヲ検出することによ
って該キャリヤ５の自転位置を検出する自転位置センサ
２７とがそれぞれ取り付けられており、これらの各セン
サ２５，２Ｇ、２？は上記制御装置９に接続され、各セ
ンサ２５，２６．２７から制御装置９に出力される位置
検出信号により、上定盤１およびキャリヤ５が所定の自
転位置及び公転位置に停止されるようになっている。上
記各センサ２５，２６．２７としては、磁気や光などを
用いた任意の検出方式のものを使用することができる。

また、上記機体１０には、各キャリヤ５と対応する位置
に、上定盤１で持ち上げられた加工済ワークの受け取り
と、キャリヤ５への未加工ワークの供給とを行うバケッ
ト２１がそれぞれ配設されている。該バケツ）２１は、
その上面にエツチング防止用の液体（例えば水など）を
充填するための複数の液槽２９を上定盤ｌに吸着された
ワーク６と対応するように設けると共に、下面に、未加
工ワークを吸着する複数の吸着部材３０をキャリヤ５の
ワーク保持穴上４と対応するように設けたもので、機体
１０に立設された軸３１に、図示しない駆動手段により
、上定盤１に吸着されたワーク６を受け取るための受け
取り位置（第４図）と受け取ったワークを取り出すため
の取り出し位置（第１図）とに回動自在、且つ該軸３１
に沿って昇降自在に取り付けられており、上記量は取り
位置においては、加工済ワークを受け取ったあと、吸着
部材３０に吸着されたワークをキャリヤ５に供給し、取
り出し位置においては１図示しないローディングテーブ
ル上の未加工ワークを各吸着部材３０で吸着するように
なっている。

なお、図中３２．３３は、ワーク６の吸着時にキャリヤ
５が同時に持ち上げられるのを防止するためのストッパ
である。

次に、上記実施例の作用について説明する。

内歯歯車４及び太陽歯車３間に一定間隔で且つ両歯車に
対して同じ向きに噛合された複数のキャリヤ５にワーク
６が保持され、これらのワーク６が上下の定盤１．２に
より公知の両面研磨装置と同様にして研磨される。

上記研磨が終了すると、各歯車３，４及び定盤１．２は
低速で回転し、各ワーク６には、その乾燥防止のために
上定盤１の下面の供給孔８を通じて純水が供給される。

そして、回転位置センサ２５による被検出片２４の検出
によって上定盤１が所定の回転位置で停止すると共に、
公転位置センサ２６によるキャリヤ５の検出によって両
歯車３．４即ちキャリヤ５が所定の公転位置で停止し、
更に、その状態で内歯歯車４と太陽歯車３とが同一回転
数で逆方向に回転することによりキャリヤ５が定位・置
において自転し、自転位置センサ２７による小孔１５の
検出によって所定の自転位置で停止する。これにより、
上定盤１の吸着孔１８と各ワーク６との位置が互いに合
致することになる。

続いて、供給孔８からの純水の供給が停止された後、吸
引源１９の動作により各ワーク６が上定盤ｌに吸着され
、該上定盤１と一諸に上昇する。

第４図に示すように、上定盤ｌが上限位置に到達し、バ
ケッ）２１がワークの受け取り位置に回動すると、ワー
ク６の吸着が解除され、該ワーク６はバケット２１にお
ける液槽２９内に落下して液中に浸漬される。このとき
、吸着孔１８から窒素等の不活性ガス又は純水等を噴射
させることにより、ワーク６を確実に解放させることが
できる。

一方、上記バケット２１の下面の吸着部材３０には未加
工ワーク６が吸着されており、上記加工済ワーク６の受
け取りが終ると、該バケット２１が下降し、未加工ワー
ク６がキャリヤ５におけるワーク保持穴１４に供給され
る。

かくして加工済ワーク６の受け取りと未加工ワーク６の
供給とが終ったバケット２１は、取り出し位置に回動し
、受け取ったワーク６の液槽２９からの取り出しと、吸
着部材３０による未加工ワーク６の吸着とが行われる。

一方、上定盤１は下降し、上述した場合と同様にしてワ
ーク６の研磨が行われる。

上記動作を繰り返すことにより、自動的にワーク６の研
磨が行われることになる。

第５図〜第６図に示す第２実施例は、−枚の大径キャリ
ヤ３５を使用するものである。即ち、複数のワーク保持
穴３６を備えたキャリヤ３５を複数の従動歯車３７及び
駆動歯車３８により定位値において回転可能に支持させ
、該キャリヤ３５に保持させたワーク６を上下の定盤４
１．４２により研磨するようにしたもので、該定盤４１
．４２の全面をワーク６に摺接させるため、これらの定
盤は揺動しながら回転する構成となっている。なお、図
中３９は駆動歯車３８を駆動するモータである。

上記キャリヤ３５の周縁部には、ワーク６と同数の回転
位置検出用の小孔４３が一定間隔で穿設され、これに対
して機体４ｏ側には、上記小孔４３を検出する回転位置
センサ４４が取り付けられると共に、加工済ワーク６の
受け取りと取り出し及び未加工ワーク６の供給とを行う
上記第１実施例と同様の構成を有するバケット４５が、
各ワーク６と対応する位置に取り付けられている。

また、上定盤４１には、その下面に上記各ワーク６と対
応する複数の吸着孔４６が設けられると共に、側面に回
転位置検出用の複数の被検出片４７が一定間隔で取り付
けられ、該被検出片４７を検出する回転位置センサ４８
が機体４０側に取り付けられている。

この第２実施例の作用は、キャリヤ３５が定位値におい
て自転のみを行い、且つ上下の定盤４１．４２が揺動を
伴う回転を行うようになっている点、及びキャリヤ３５
の公転位置を検出する手段を備えていない点で上記第１
実施例と相違するのみで、その他の主要な作用は実質的
に第１実施例と同じであるから、重複を避ける意味でそ
の説明は省略する。

［発明の効果］ 上記構成を有する本発明によれば、研磨の終了したワー
クを上定盤に吸着させてそのまま持ち上げ、バケットに
おける液槽内に浸漬するようにしたので、ワークが空気
に直接晒される時間を著しく短縮し、研磨剤の固着やエ
ツチングの進行等による研磨精度の低下を確実に防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す要部断面図、第２図
はその上定盤を除いた状態の平面図、第３図は上定盤の
下面図、第４図は異なる動作状態での要部断面図、第５
図は本発明の第２実施例を概略的に示す要部断面図、第
６図はこの第２実施例におけ、るキャリヤの平面図であ
る。 ｌ、４１・・上定盤、　　２，４２・・下定盤、５，３
５０・キャリヤ、　　６　・ｅワーク、１０．４０−ａ
−機体、　　１８．４６−−吸着孔、１９・Φ吸引源、
　　　２１，４５　・・バケツ２９・・液槽。 特許出願人　　スピードファム株式会 代理人弁理士　　　林　　　　　　　宏（外１名 第１図 １゛「“コ 第　２　図 第４図 第５図 第８図 １り

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、キャリヤに保持させたワークを上下の定盤間に挟持
   させて研磨するようにしたものにおいて、上定盤の下面
   に、研磨の終了したワークを吸着して該上定盤と共に上
   昇させるための吸着孔を設け、該吸着孔を吸引源に接続
   し、機体の適宜位置に、ワークを浸漬させるための液槽
   を有するバケットを、上定盤に吸着されたワークを受け
   取る受け取り位置と、受け取ったワークを取り出す取り
   出し位置とに回動可能に配設したことを特徴とする平面
   研磨装置。