JPH01216765A

JPH01216765A - 研磨装置

Info

Publication number: JPH01216765A
Application number: JP63040734A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Doi; 俊郎土肥; Junji Watanabe; 純二渡辺; Susumu Sakano; 坂野　進; Hiroshi Kikuchi; 菊地　弘; Masato Uchida; 誠人内田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Copal Electronics Co Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Copal Electronics Co Ltd
Priority date: 1988-02-25
Filing date: 1988-02-25
Publication date: 1989-08-30

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〕この発明は、シリ゛コンウェハ等を研磨するための研゛
磨装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来例の研磨装置を示す断面図である。上・下
支持部材１．２の間に固定したベースプレート３のほぼ
中央に軸受４を設ける。この軸受４上に配設された円盤
状のランナ５と主軸６より構成される回転部を、前記軸
受４により回転自在に支持する。゛主軸６に、例えばド
ーナツ形状のプーリ７を装着する。また、例えばインダ
クシミンモータ８を、前記上支持部材１の所要の位置に
固定し、インダクションモータ８の回転軸９にプーリ１
０を装着し、このプーリ１ｏとプーリ７とをベルトある
いはチェーン等の伝達手段１１を介して連結する。前記
回転部を構成するランナ５上に、円盤状の工具定盤１２
を取りはずし可能に装着し、この工具定盤１２とランナ
５は前記主軸６の一端に突出した工具位置ぎめ部１３と
、それぞれの所要の位置に設けられた穴１４．１５の中
に回転力伝達ピン１６を収納することで、はぼ同心に、
かつ回転方向に滑りが生じないように固定される。なお
、１７は電源部、１８は電源線、１９は研磨剤の廃液を
集めるための廃液受け、２０はシリコンウェハ等の被加
工物（試料）である。さて、試料２ｏの研磨に際しては
、電源部１７で工具定盤１２を所要の回転に設定し、試
料２０に符号ｆにて示す主軸６の軸方向とほぼ一致する
方向に所要の荷重を加えて、工具定盤１２上に所望の研
磨剤を滴下・供給しつつ試料２０を研磨する。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように従来の研磨装置では、研磨するための力をベ
ルト、プーリ７．１０．主軸６等で構成される伝達“手
段１１で伝達しているので、これらの構成要素の偏心、
たわみ、ガタ、ねじれなどによって、工具定盤１２の回
転速度１回転トルク等にリップルが生じ高精度研磨が困
難となる。また、インダクションモータ８や主軸６の一
部等に回転センサを連結して研磨中の相対速度を監視・
制御する場合、上記のたわみ、ガタ、ねじれ等により、
安定な制御系の゛設計を困難にするという問題点があっ
た。また、全体の高さＨが大きくなり、さらに、ベルト
駆動等の伝達手段１１は、賢音が発生し作業環境を悪く
する欠点もある。

この発明の目的は、前記の問題点を解決して、安定した
回転で振動・騒音のない高精度の研磨装置を提供するこ
とにある。

（ｉｌ１題を解決するための手段〕この発明にかかる研磨装置は、ベースプレートの中央に
設置された軸受により回転自在に支持される主軸および
この主軸に固定されたモータの平板状のロータ部を下面
に装着した円盤状のランナにより構成される回転部と、
ロータ部と対向し所要のエア・ギャップを構成するよう
にベースプレートの上面に固定された平板状の磁極およ
びコルク群により構成されるモータのステータ部と、ラ
ンナ上に配置される円盤状の工具定盤とより構成したも
のである。

また、ロータ部にリング状マグネットを配置し、磁極上
あるいはベースプレート上にリング状マグネットと対向
するように円形くし状の導体線部を形成して周波数発電
機を構成し、この周波数発電機で得られる信号を用いる
駆動回路を設けることもできる。　　− さらに、軸受部に油動圧軸受を用い、モータのロータ部
、ステータ部あるいは周波数発電機を油中に浸漬するこ
ともできる。

〔作用〕

この発明においては、ランナに直接固定された主軸に取
付けたロータ部がステータ部により駆動され、これによ
り工具定盤が回転し研磨が行われる。そして、周波数発
電機で得られた信号を駆動回路が用いて回転部の回転が
精密に制御される。

さらに、油中にモータのロータ部、ステータ部や周波数
発電機があるので小形に形成される。

（実施例）第１図はこの発明による研磨装置の断面略図である。

上、下支持部材１．２の間に固定したベースプレート３
のほぼ中央に軸受４を設け、この軸受４上に配設された
円盤状の磁性材より成るランナ５と主軸６より構成され
る回転部を、前記軸受４により回転自在に保持する。

さらに、ランナ５の下面に、例えば扇状で平板状のマグ
ネット群等により構成されるモータのロータ部２１を直
接的に接着等の手段で装着する。

また、例えば扇形に巻回されたコイル群２２を装着した
、例えば円盤状かつ平板状の磁性材より成る磁極により
構成されるモータのステータ部２３を、前記ロータ部２
１と所要のエアギャップｇを形成するように前記ベース
プレート３上に配設する。２４は駆動回路で、接続線２
５を介して、前記コイル群２２を励磁することで前記ロ
ータ部２１に駆動力が発生し、直接前記ランナ５等より
構成される回転部を、所要の回転数、トルクで駆動する
ことがで診る。被加工物、例えばシリコンウェハ等の試
料２０を研磨するのは、従来例で記述した方法と同様で
あり、ランナ５の上に工具定盤１２を装着して実施され
る。ＨＯは全体の高さ示す。

次に、上記研磨装置内に回転制御用に設けた周波数発電
機について説明する。第２図（ａ）。

（ｂ）は周波数発電機の一構成例であって、第１図の研
磨装置に対応している。

２６はＮ、Ｓ、Ｎ、５−−−−−−を交互に組合せて構
成したリング状マグネットであり、磁極２７上には前記
リング状マグネット２６と対向するように形成した円形
くし状の導体線等２８を形成し、これらリング状マグネ
ット２６．磁極２７および円形くし状の導体線２８等に
より周波数発電機を構成し、接続線２５を介して駆動回
路２４に前記回転部の回転信号を送り、研磨装置の回転
数、トルク等を精密に制御する。この実施例では、周波
数発電機をモータ部の内側にしているが、モータ部の外
側でもよいことは言うまでもない。また、ロータ部２１
とコイル群２２あるいは磁極２７等により成るステータ
部２３ｉ多種のモータ構成、例えばインダクションモー
タなどの構成としても同様の作石を発揮する。

第３図はこの発明における軸受４に、例えば油動圧軸受
４０を適用し′た場合を示すものである。

この図で、４１はラジアル動圧発生部、４２はスラスト
動圧発生部であり、いずれも動圧発生面を備えており、
主軸６に固着されている。４３は油タンクで、油４４が
満されている。そして、ロータ部２１とステータ部２３
との間に第１図に示すリング状マグネット２６１円形く
し状の導体線２８等からなる周波数発電機が設けられる
。第３図でリング状マグネット２６と円形くし状の導体
線２８はスラスト動圧発生部４２の下面になるので点線
で示した。このように、モータを油中に浸せきしても何
ら問題点がないので、研磨装置本体は極めて薄くできる
。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、駆動力を発生さ
せるモータのロータ部を直接ランナと連結したので、工
具定盤の回転を安定かつ精密に制御でき、また回転速度
あるいはトルク等のリップル発生が極少とできるので、
薄形の試料も含めて高度な精密研磨が実現でき厄。そし
て、ロータ部、ステータ部ともに平板状のものとし、そ
れぞれランナの下面とベースプレートの上面とに対向し
て設けたので、全体の高さを小さくできる。さらに、油
動圧、軸受を用い、この油中にロータ部。

ステータ部あるいは周波数発電機を浸漬したので、超薄
形かつ小型に構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による研磨装置の一実施例を示す断面
略図、第２図はこの発明に用いる周波数発電機のリング
状マグネットおよび円形くし状の導体線の平面図、第３
図は軸受に油動圧軸受を適用した場合のこの発明の実施
例を示す要部の一部破談斜視図、第４図は従来の研磨装
置の一例を示す断面略図である。− 図中、１は上支持部材、２は下支持部材、３はベースプ
レート、４は軸受、５はランナ、６は主軸、１２は工具
定盤、１３は工具位置ぎめ部、２０は試料、２２はコイ
ル群、２３１才ステータ部、２４は駆動回路、２５は接
続線、２６はリング状マグネット、２７は磁極、２日は
円形くし状の導体線、４０は晶動圧軸受、４．１．はラ
ジアル動圧発生部、４２はスラスト動圧発生部、４３は
油タンク、４４は油である。　　　゛ ←−壬一一−− 第２図第３′ｆｌＪ４４：徨トー一一工一一一一一一一

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ベースプレートの中央に設置された軸受により回
転自在に支持される主軸およびこの主軸に固定されたモ
ータの平板状のロータ部を下面に装着した円盤状のラン
ナにより構成される回転部と、前記ロータ部と対向し所
要のエア・ギャップを構成するように前記ベースプレー
トの上面に固定された平板状の磁極およびコイル群によ
り構成されるモータのステータ部と、前記ランナ上に配
置される円盤状の工具定盤とより構成したことを特徴と
する研磨装置。
（２）請求項（１）に記載の研磨装置において、前記ラ
ンナあるいはモータのロータ部にリング状マグネットを
配置し、前記磁極上あるいは前記ベースプレート上に前
記リング状マグネットと対向するように円形くし状の導
体線部を形成して周波数発電機を構成し、前記周波数発
電機で得られた前記回転部の信号を送り、工具定盤の回
転数あるいはトルクを制御する駆動回路を設けたことを
特徴とする研磨装置。
（３）軸受部として油動圧軸受を用い、この油動圧軸受
内の油中に前記モータのロータ部、ステータ部あるいは
周波数発電機を浸漬したことを特徴とする請求項（１）
または（２）に記載の研磨装置。