JPH05192862A - 片面ラッピング・ポリッシング装置 - Google Patents

片面ラッピング・ポリッシング装置

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JPH05192862A
JPH05192862A JP4007277A JP727792A JPH05192862A JP H05192862 A JPH05192862 A JP H05192862A JP 4007277 A JP4007277 A JP 4007277A JP 727792 A JP727792 A JP 727792A JP H05192862 A JPH05192862 A JP H05192862A
Authority
JP
Japan
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workpiece
surface plate
workpiece holder
holder
polishing device
Prior art date
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Pending
Application number
JP4007277A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Era
正範 江良
Iku Sato
郁 佐藤
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4007277A priority Critical patent/JPH05192862A/ja
Publication of JPH05192862A publication Critical patent/JPH05192862A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は加工物を最適の加工条件で安定して
研磨することができ、極めて高い平滑性を有する平面を
容易に作製することができ、製品歩留りの高い信頼性、
生産性に優れた片面ラッピング・ポリッシング装置を目
的とする。 【構成】 本発明の片面ラッピング・ポリッシング装置
は、随時供給される砥粒と、前記砥粒を加工物2の加工
面に滞留させ研磨を行う定盤1と、前記定盤1を回転さ
せる定盤駆動系と、前記加工物2を固定し前記加工物2
の加工面を前記定盤1に圧接させる加工物ホルダー部B
と、前記加工物ホルダー部Bを直接回転させる加工物ホ
ルダー部駆動系と、を備えた構成からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はシリコンウエハ等の加工
物の加工面を研磨し、精密な平滑加工面とする片面ラッ
ピング・ポリッシング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、集積回路の集積度の向上等に伴
い、極めて高い平滑性を有するシリコンウエハが要求さ
れ、そのための高度な加工技術の開発が強く求められて
いる。
【0003】このような平滑加工面を得ることのできる
加工装置として、回転する定盤と、定盤に随時供給され
る砥粒と、を用い、加工物ホルダー部に固定された加工
物の加工面を定盤に圧接させて研磨を行う片面ラッピン
グ・ポリッシング装置が知られている。
【0004】しかし、加工物ホルダー部自体を固定する
と、加工面の定盤中心に近い部分と、定盤中心から遠い
部分とで、加工面と定盤の相対速度が異なるために、加
工面内で加工レートに大きな差が現れ、加工面の平滑性
を損なってしまう。
【0005】そこで、これを防ぐために、加工物ホルダ
ー部を間接的に回転させることが行われていた。
【0006】以下に従来の片面ラッピング・ポリッシン
グ装置について説明する。図4は従来の片面ラッピング
・ポリッシング装置の概要図であり、図5は他の従来の
片面ラッピング・ポリッシング装置の概要図である。
【0007】1は駆動系(図示せず)によって回転させ
られ随時供給される砥粒(図示せず)によって研磨を行
う定盤、2は定盤1によって研磨される加工面を定盤1
に対面させて配設されたシリコンウエハ等の加工物、3
は加工物2を保持し定盤1へと圧接させる回転自在の加
工物保持部、4は加工物2の加工面と定盤1との間に追
従性を持たせ加工物2の回転軸が定盤1と垂直となるよ
うに保つユニバーサルジョイント、5はユニバーサルジ
ョイント4に連設された回転軸、6は重錘やエアー圧等
で加工物2を定盤1に圧接する加圧部、7は加工物を回
転させるモーター、8はモーター7の動力を伝達する半
強制駆動装置、9は加工物保持部3に嵌装され半強制駆
動装置8により伝えられる動力の一部を摩擦力によって
間接的に加工物保持部3に伝達する修正リング、Aは加
工物保持部3等からなる加工物ホルダー部である。
【0008】以上のように構成された従来の片面ラッピ
ング・ポリッシング装置について、以下その動作を説明
する。
【0009】図4に示すものは、駆動系によって定盤1
を回転させ、定盤1上に砥粒(図示せず)を随時供給し
て研磨を行う。この時、定盤1に圧接された加工物2の
加工面に、定盤1との摩擦力がトルクとして加わる。こ
のトルクは加工面の定盤1の中心に近い部分と定盤1の
中心から遠い部分とで大きさが異なるため、加工物2に
回転運動(以下、つれまわり運動と呼ぶ)が生じ、加工
物2は回転自在な加工物ホルダー部Aと共に回転しなが
ら定盤1によって研磨される。
【0010】一方、図5に示すものは、このつれまわり
運動によって加工物2(図示せず)が同様に回転する
が、さらに、モーター7によって発生する動力を半強制
駆動装置8によって修正リング9に伝達し、その動力の
一部を摩擦力によって間接的に加工物保持部3へ伝達す
ることにより、加工物2(図示せず)のつれまわり運動
を一部助成して研磨が行われていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、つれまわり運動を利用した従来の片面ラッ
ピング・ポリッシング装置においては、つれまわり運動
が加圧力と定盤との摩擦力等に強く依存するために、加
工物を最適な回転数等の加工条件で研磨することができ
ないという問題点があった。又、つれまわり運動による
加工物の回転がすべりを伴った不安定なものであるため
に、加工面内の加工量にバラツキを生じ、偏研磨状態と
なり、加工面の平滑性を損なうという問題点があった。
更に研磨液を用いて湿式ラップを行う際に、加工物の回
転が不安定なために、加工物が定盤と液膜を介して浮上
する姿勢が不安定となり、液膜が定盤上に一様に広がる
ことができず、定盤上の砥粒分布が不均一になる結果、
加工面内の加工量にバラツキが生じ、加工面の平滑性を
損なうという問題点があった。
【0012】一方、つれまわり運動を一部助成する他の
従来の片面ラッピング・ポリッシング装置においては、
モーターで発生した動力を修正リングと加工物保持部と
の間の摩擦力によって間接的に伝達しているために、両
者の間で常にすべりが発生し、加工物の回転が不安定な
ものとなり、加工面の加工量にバラツキが生じ、偏研磨
状態となり、加工面の平滑性を損なうという問題点があ
った。又、湿式ラップを行う際に、加工物の回転が不安
定なために、前述の場合と同様に定盤上の砥粒分布が不
均一となり、加工面の平滑性を損なうという問題点があ
った。
【0013】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、加工物を所要の回転数で安定して研磨することがで
き、極めて高い平滑性を有する平面を容易に作製するこ
とができ、製品歩留りの高い信頼性、生産性に優れた片
面ラッピング・ポリッシング装置を提供することを目的
とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の請求項1の片面ラッピング・ポリッシング
装置は、随時供給される砥粒と、前記砥粒を加工物の加
工面に滞留させ研磨を行う定盤と、前記定盤を回転させ
る定盤駆動系と、前記加工物を固定し前記加工物の加工
面を前記定盤に圧接させる加工物ホルダー部と、前記加
工物ホルダー部の加工物保持部を直接回転させる加工物
ホルダー部駆動系と、を備えた構成を有しており、請求
項2の片面ラッピング・ポリッシング装置は、請求項1
の片面ラッピング・ポリッシング装置の前記加工物ホル
ダー部が、前記加工物を保持する加工物保持部と、前記
加工物保持部に連設され前記加工物保持部を前記定盤と
垂直に保ちながら前記加工物ホルダー部駆動系の回転力
を伝達する回転軸と、前記回転軸の他端に配設され前記
加工物を最適の加圧力で定盤に圧接させる加圧部と、前
記回転軸を回転自在に挿着支持する支持棹と、前記支持
棹の他端に配設されたバランス用重錘部とからなる構成
を有しており、請求項3の片面ラッピング・ポリッシン
グ装置は、請求項1の片面ラッピング・ポリッシング装
置の前記加工物ホルダー部が、前記加工物を保持しその
外周面の少なくとも一ヶ所に係合部を形成した加工物保
持部と、前記加工物保持部の中央部に連設された回転軸
と、前記回転軸の他端に形成され前記加工物を前記定盤
に圧接させる加圧部と、前記加工物保持部を嵌装し前記
加工物ホルダー部駆動系の回転力を伝達し内周面に前記
加工物保持部の係合部との係合手段が形成された修正リ
ングと、からなる構成を有している。
【0015】
【作用】この構成によって、加工物の材質に応じた最適
の加圧力や回転数で加工物を安定して研磨することがで
きる。
【0016】
【実施例】
(実施例1)以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
【0017】図1(a)は本発明の一実施例における片
面ラッピング・ポリッシング装置の要部側面図であり、
図1(b)はその片面ラッピング・ポリッシング装置の
要部斜視図である。
【0018】1は定盤、2は加工物、3は加工物保持
部、4はユニバーサルジョイント、5は回転軸、7はモ
ーターでありこれらは従来例と同様なものなので同一の
番号を付し説明を省略する。10は加工物2を定盤1に
圧接する最適な加圧力を発生させる重錘やエアー圧等か
らなる加圧部、11はモーター7の動力を伝達するベル
ト、12は加圧部10以外のモーター7等の重量を相殺
させるためのバランス用重錘部、13は支持棹保持部1
3′に回動自在に保持され回転軸5を回転自在に挿着支
持する支持棹、Bは加工物保持部3や回転軸5,加圧部
10,バランス用重錘部12,支持棹13等からなる加
工物ホルダー部である。
【0019】ここで、砥粒としては、アルミナ,ダイヤ
モンド,コロイダルシリカ等からなる微粒子が好適に用
いられる。
【0020】以上のように構成された本実施例における
片面ラッピング・ポリッシング装置について、以下その
動作を説明する。
【0021】加工物ホルダー部Bはモーター7等からな
る駆動系によって直接駆動され、定盤1の定盤駆動系と
は無関係に、加工物2を直接最適の加工条件で安定して
研磨する。
【0022】又、モーター7等の重量をバランス用重錘
部12によって相殺しているために、加圧部10によっ
て加工物2の材質等に応じた最適の加圧力でかつ加工物
2の加工面の全面を定盤1に押しつけて加工することが
できる。
【0023】上記の本実施例における片面ラッピング・
ポリッシング装置と、つれまわり運動を利用した従来の
片面ラッピング・ポリッシング装置について、性能比較
試験を行った。以下その結果について説明する。
【0024】(実験例)加工物2としてアルミニウム基
板を用い、次の加工条件で加工した。 砥粒:平均粒径0.5(μm)のアルミナ粒子 定盤回転数:100(rpm) 加圧力:350(g/cm2 ) 加工時間:300(sec) 上記の条件によって研磨されたアルミニウム基板の加工
面の表面形状を、非接触の光学式表面粗さ計を用いて倍
率50万倍の条件で測定した。その測定結果を図2
(a)に示す。
【0025】図2(a)は実験例の表面形状を示すグラ
フである。 (比較例)つれまわり運動を利用した従来の片面ラッピ
ング・ポリッシング装置を用い、加工物2をつれまわり
運動によって回転させた他は、実験例と同一の条件でア
ルミニウム基板を研磨加工した。
【0026】このアルミニウム基板の加工面の表面形状
を実験例と同様にして測定した。その測定結果を図2
(b)に示す。
【0027】図2(b)は比較例の表面形状を示すグラ
フである。図2(a)より明らかなように、実験例の表
面形状は、加工面内の加工量が均一であるために、極め
て高い平滑性を有していることがわかる。一方、比較例
の表面形状は、加工面内の加工量にバラツキが生じたた
めに、多数の凹凸部や偏研磨された部分(右下部等)が
存在し、その平滑性は実験例に対して明らかに劣ってい
ることがわかる。
【0028】以上のように本実施例によれば、極めて高
い平滑性を有する平面を容易に作製することができる。
【0029】(実施例2)以下本発明の第二の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
【0030】図3(a)は本発明の第二の実施例におけ
る片面ラッピング・ポリッシング装置の要部斜視図であ
り、図3(b)は片面ラッピング・ポリッシング装置の
要部平面図である。
【0031】1は定盤、5は回転軸、6は加圧部、7は
モーター、11はベルトであり、これらは従来例と同様
なものなので同一の番号を付し説明を省略する。14は
その外周の少なくとも1ヵ所に係合用凹部aが形成され
た加工物保持部、15はその内周に係合用凸部bが係合
用凹部aと係合して加工物保持部14を嵌装しモーター
7の動力を直接加工物保持部14に伝達する修正リン
グ、16はベルト11,ローラー17等からなりモータ
ー7の動力を修正リング15に伝達する強制駆動装置、
Cは加工物保持部14等からなる加工物ホルダー部であ
る。
【0032】以上のように構成された本実施例における
片面ラッピング・ポリッシング装置について、以下その
動作を説明する。
【0033】加工物保持部14と修正リング15は係合
用凹部aと係合用凸部bとで嵌合されているので、モー
ター7によって加工物ホルダー部Cを直接駆動でき、定
盤1の定盤駆動系とは無関係に、加工物を最適の加工条
件で安定して研磨することができ、実施例1と同様な優
れた効果を得ることができる。
【0034】尚、本実施例においては、加工物保持部1
4に係合用凹部aを修正リング15に係合用凸部bを形
成しているがこれらが逆であってもよく、又、螺着等他
の係合方法によるものでもよい。
【0035】以上のように本実施例によれば、つれまわ
り運動を一部助成する他の従来の片面ラッピング・ポリ
ッシング装置を改良することにより、極めて高い平滑性
を有する平面を容易に作製することができる。
【0036】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、定盤を回
転させる駆動系とは独立して回転数を制御できる駆動系
による動力を用いて、加工物ホルダー部を直接回転させ
ることにより、加工物を最適の加工条件で安定して研磨
することができ、極めて高い平滑性を有する平面を容易
に作製することのできる製品歩留りの高い信頼性、生産
性に優れた片面ラッピング・ポリッシング装置を実現で
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の一実施例における片面ラッピン
グ・ポリッシング装置の要部側面図 (b)本発明の一実施例における片面ラッピング・ポリ
ッシング装置の要部斜視図
【図2】(a)実験例の表面形状を示すグラフ (b)比較例の表面形状を示すグラフ
【図3】(a)本発明の第二の実施例における片面ラッ
ピング・ポリッシング装置の要部斜視図 (b)本発明の第二の実施例における片面ラッピング・
ポリッシング装置の要部平面図
【図4】従来の片面ラッピング・ポリッシング装置の概
要図
【図5】他の従来例の片面ラッピング・ポリッシング装
置の概要図
【符号の説明】
1 定盤 2 加工物 3 加工物保持部 4 ユニバーサルジョイント 5 回転軸 6 加圧部 7 モーター 8 半強制駆動装置 9 修正リング 10 加圧部 11 ベルト 12 バランス用重錘部 13 支持棹 14 加工物保持部 15 修正リング 16 強制駆動装置 17 ローラー A 加工物ホルダー部 B 加工物ホルダー部 C 加工物ホルダー部 a 係合用凹部 b 係合用凸部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】随時供給される砥粒と、前記砥粒をシリコ
    ンウエハ等の加工物の加工面に滞留させ研磨を行う定盤
    と、前記定盤を回転させる定盤駆動系と、前記加工物を
    固定し前記加工物の加工面を前記定盤に圧接させる加工
    物ホルダー部と、前記加工物ホルダー部の加工物保持部
    を直接回転させる加工物ホルダー部駆動系と、を備えた
    ことを特徴とする片面ラッピング・ポリッシング装置。
  2. 【請求項2】前記加工物ホルダー部が、前記加工物を保
    持する加工物保持部と、前記加工物保持部に連設され前
    記加工物保持部を前記定盤と垂直に保ちながら前記加工
    物ホルダー部駆動系の回転力を伝達する回転軸と、前記
    回転軸の他端に配設され前記加工物を最適の加圧力で定
    盤に圧接させる加圧部と、前記回転軸を回転自在に挿着
    支持する支持棹と、前記支持棹の他端に配設されたバラ
    ンス用重錘部と、からなることを特徴とする請求項1に
    記載の片面ラッピング・ポリッシング装置。
  3. 【請求項3】前記加工物ホルダー部が、前記加工物を保
    持しその外周面の少なくとも一ヶ所に係合部が形成され
    た加工物保持部と、前記加工物保持部の中央部に連設さ
    れた回転軸と、前記回転軸の他端に形成され前記加工物
    を前記定盤に圧接させる加圧部と、前記加工物保持部を
    嵌装し前記加工物ホルダー部駆動系の回転力を伝達し内
    周面に前記加工物保持部の係合部との係合手段が形成さ
    れた修正リングと、からなることを特徴とする請求項1
    に記載の片面ラッピング・ポリッシング装置。
JP4007277A 1992-01-20 1992-01-20 片面ラッピング・ポリッシング装置 Pending JPH05192862A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004188546A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Hamai Co Ltd 平行平面研磨装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004188546A (ja) * 2002-12-12 2004-07-08 Hamai Co Ltd 平行平面研磨装置

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