JPH09155728A - 平面研磨方法 - Google Patents

平面研磨方法

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JPH09155728A
JPH09155728A JP33998695A JP33998695A JPH09155728A JP H09155728 A JPH09155728 A JP H09155728A JP 33998695 A JP33998695 A JP 33998695A JP 33998695 A JP33998695 A JP 33998695A JP H09155728 A JPH09155728 A JP H09155728A
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JP
Japan
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surface plate
work
center
distance
works
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JP33998695A
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English (en)
Inventor
Hatsuyuki Arai
井 初 雪 新
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SpeedFam Co Ltd
Original Assignee
SpeedFam Co Ltd
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワーク2と定盤1との相対速度をワーク2の
揺動位置に拘らず常に一定に保ちながら研磨することが
できる平面研磨方法を得る。 【解決手段】 ワーク2を定盤1と同じ方向に同じ回転
数で回転させながら、定盤中心Oからの距離が変化する
方向に揺動させると共に、定盤1及びワーク2の回転数
を、定盤中心Oからのワーク2の揺動距離に反比例して
増減させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハやガ
ラスウエハ、あるいはその他の精密機械部品のような、
実質的に平面状をしたワークを研磨するための平面研磨
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の平面状のワークを研磨する方法
として、例えば、研磨パッドを貼り付けた定盤を使用
し、回転する該定盤にワークを押し付けて研磨する方法
が用いられている。このときワークは、定盤の内外周の
周速差に基づく摩擦力差に応じた速度で自動的に回転さ
せるか、あるいは適当な駆動手段によって一定速度で強
制的に回転させている。そして、上記研磨加工中、研磨
パッドの偏摩耗を防いで作業面の状態を定盤の内外周で
均一にするため、ワークを定盤の内外方向に揺動させる
ようにしている。
【0003】ところが、定盤の周速は内周と外周とで異
なるため、ワークが内周側にある場合と外周側にある場
合とでワークと定盤との相対速度、即ち摺接長に差が生
じ、これがパッドを偏摩耗させたり、発熱温度に差を生
じさせる原因となり、ワークを揺動させても作業面の状
態を均一にすることができないばかりでなく、研磨速度
を一定にすることもできなかった。また、ワークと定盤
との相対回転により、該ワークの定盤内周側に位置する
部分と外周側に位置する部分との間において定盤との相
対速度に差が生じるため、ワークの全面は均一に研磨さ
れにくく、平面精度が悪いという欠点もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ワー
クと定盤との相対速度をワークの揺動位置に拘らず常に
一定に保ちつつ研磨することができる平面研磨方法を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、回転する定盤にワークを押し付け
て研磨する平面研磨方法において、上記ワークを定盤と
同じ方向に同じ回転数で自転させながら、定盤中心から
の距離が変化する方向に揺動させると共に、これらの定
盤及びワークの回転数を、定盤中心からのワークの距離
に反比例して増減させることを特徴とする平面研磨方法
が提供される。上記ワークの揺動直線距離は、該ワーク
の直径より大きいことが望ましい。また、本発明の他の
方法によれば、複数のワークをホルダに保持させて、こ
れらのワークを回転する定盤に押し付けて研磨する平面
研磨方法において、上記ホルダを定盤と同じ方向に同じ
回転数で自転させながら、定盤中心からの距離が変化す
る方向に揺動させると共に、これらの定盤及びホルダの
回転数を、定盤中心からのホルダの距離に反比例して増
減させるようにする。上記ホルダの揺動直線距離は、揺
動内側端と外側端とにおいてワークの研磨領域が重複し
ない大きさであることが望ましい。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の研磨方法について、図面
を参照しながら詳細に説明する。図1において、1は回
転自在の定盤であって、モータ等の図示しない駆動源に
接続され、所望の速度で回転されるようになっている。
また、2は半導体ウエハやガラスウエハ、あるいはその
他の精密機械部品のような実質的に円板形をしたワーク
であって、定盤1上の1箇所又は複数箇所に図示しない
ホルダに保持されて配置され、所望の力で該定盤に押し
付けられて研磨加工されるもので、加工中に該ワーク2
は、上記ホルダを介してモータ等の駆動源で強制的に回
転(自転)せしめられると共に、定盤中心Oからの距離
が変化する方向に揺動せしめられるようになっている。
上記定盤1及びワーク2の回転速度とワーク2の揺動速
度とは、図示しない制御手段で任意に制御することがで
きる。
【0007】いま、ワーク2を定盤1の半径方向に直線
的に揺動させながら研磨する場合について考える。この
ときのワーク2の半径をr、揺動ストロークの内側端及
び外側端におけるワークの中心位置をそれぞれW1 及び
2 、定盤1の中心Oから内側端W1 までの距離をR
1 、定盤1の中心Oから外側端W2 までの距離をR2
定盤1の回転数をN、ワーク2の回転数をnとし、定盤
1とワーク2の回転方向は同じとする。
【0008】先ず、ワーク2が揺動ストロークの内側端
1 にある場合において、該ワーク2が定盤1と最も内
周側で接する点a1 と外周側で接する点b1 とにおける
該ワーク2と定盤1との相対速度Va1,Vb1を求める
と、 Va1=2π(R1 −r)・N+2πr・n Vb1=2π(R1 +r)・N−2πr・n となる。
【0009】理論上、これらの相対速度Va1,Vb1が互
いに等しい時にワーク2は全面が均一に加工されること
になるから、Va1=Vb1とすると、 2π(R1 −r)・N+2πr・n=2π(R1 +r)
・N−2πr・n 4πr・n=2π(R1 +r)・N−2π(R1 −r)
・N 4πr・n=4πr・N ∴ n=N となり、ワーク2の回転数nと定盤1の回転数Nとが等
しい時にワーク2は均一に加工されることが分る。
【0010】次に、ワーク2が揺動ストロークの外側端
2 にある場合について、該ワーク2が定盤1と最も内
周側で接する点a2 と外周側で接する点b2 とにおける
該ワーク2と定盤1との相対速度Va2,Vb2を求める
と、 Va2=2π(R2 −r)・N+2πr・n Vb2=2π(R2 +r)・N−2πr・n となる。そこで、上記の場合と同様にVa2=Vb2とする
と、n=Nが得られ、この位置においてもワーク2の回
転数nと定盤1の回転数Nとが等しい時にワーク2は均
一に加工されることが分る。
【0011】これらのことは、ワーク2と定盤1とを常
に同じ方向に同じ速度で回転させてやれば、ワーク2の
揺動位置や揺動経路及び揺動速度等には関係なく、該ワ
ーク2の全面を均一に加工することができるということ
を意味している。
【0012】しかしながら、ワーク2と定盤1との相対
速度は該ワーク2の揺動位置によって異なるため、上記
のようにワーク2と定盤1との回転数及び回転方向を等
しくしただけでは、定盤1の内外周における作業面の状
態を均一にすることはできない。即ち、ワーク2が揺動
ストロークの内側端W1 にある場合と外側端W2 にある
場合との、それぞれの中心位置における該ワーク2と定
盤1との相対速度VW1及びVW2を求めると、 VW1=2πR1 ・N VW2=2πR2 ・N であって、外側端W2 にある場合の方が相対速度は大き
い。
【0013】そこで、ワーク2を揺動させる際に、揺動
ストローク外側端での相対速度VW2が内側端での相対速
度VW1に等しくなるように定盤1の回転数を漸次変化さ
せることにより、ワーク2の揺動位置とは無関係に該ワ
ーク2と定盤1との相対速度を一定にすることができ
る。この場合、上記相対速度は、定盤1の回転数が一定
の場合に定盤中心Oからのワーク2の揺動距離に比例し
て増減するから、定盤1の回転数を変化させる場合は、
ワーク2の揺動距離に反比例してそれを増減させるよう
にすれば良い。具体的には、ワーク2の任意の揺動位置
での定盤回転数をNX 、定盤中心Oからの距離をRX
揺動内側端W1 における定盤の回転数をNとした場合
に、NX =(R1 /RX )・Nに従って定盤1の回転数
を変化させれば良く、これにより、ワーク2と定盤1と
の相対速度を常に一定に保つことができる。
【0014】この場合、上述したように、ワーク2を均
一に加工するにはワーク2の回転数を常に定盤1と同じ
にしなければならないから、該ワーク2の回転数も同時
に制御する必要がある。なお、定盤の外側を基準(原
点)として考えた場合には、該外側から定盤中心に向け
てのワークの揺動距離が大きくなるほど、比例的に定盤
及びワークの回転数を増大させることになるが、これ
は、単に原点のとりかたを変えただけであって、その意
味するところは、定盤中心からの距離に反比例して定盤
及びワークの回転速度を変化させることと実質的に同じ
である。
【0015】かくして、ワーク2を定盤1と同じ方向に
同じ回転数で回転させると同時に、これら定盤1及びワ
ーク2の回転数を、定盤中心Oからのワーク2の揺動距
離に反比例して増減させることにより、ワーク2と定盤
1との相対速度を常に一定に保つことが可能となり、こ
の結果、ワーク2の平面精度の向上と、定盤1の内外周
における作業面の均一化、及び発熱温度の一定化を同時
に実現することができる。
【0016】上述した例では、ワーク2の揺動距離L1
を該ワークの直径2rよりも大きく設定することによ
り、揺動内側端W1 で研磨する場合と揺動外側端W2
研磨する場合とで研磨領域が重複しないようにし、それ
によって定盤1の作業面の状態をより均一化できるよう
にしているが、要求される研磨精度によっては、上記揺
動距離L1 をワークの直径より小さく設定することもで
きる。
【0017】また、ワーク2を定盤1の半径方向に直線
的に揺動させているが、定盤中心Oからの距離が変化す
る方向であれば揺動方向や揺動経路及び揺動速度等は任
意であり、例えば、W1 とW3 との間で半径と交差する
方向に直線的に揺動させても良く、あるいは、任意の方
向に曲線的に揺動させても良い。そして、これらの場合
においても、ワークの揺動端間の直線距離(揺動直線距
離)が該ワークの直径より大きくても小さくても良いこ
とは、上述した場合と同様である。
【0018】本発明はまた、図2に示すように、1つの
ホルダ13に複数のワーク12を保持させて研磨する場
合にも適用することができる。この場合、上記ホルダ1
3を定盤11と同じ方向に同じ回転数で回転(自転)さ
せながら、定盤中心Oからの距離が変化する方向に揺動
させると共に、これらの定盤11及びホルダ12の回転
数を、定盤中心からのホルダの距離に反比例して増減さ
せるようにする。上記ホルダ13の揺動直線距離L2
は、図示したように、揺動内側端W1 においてワークを
研磨する場合と、揺動外側端W2 においてワークを研磨
する場合とで、ワーク12の研磨領域が重複しないよう
にするのが望ましいが、要求される研磨精度によって
は、上記研磨領域が若干重複するような大きさに揺動距
離L2を設定することもできる。
【0019】なお、上記ホルダ13は、定盤中心Oから
の距離が変化する方向であれば、任意の方向に直線又は
曲線に沿って任意の速度で揺動させることができる。ま
た、本発明は、研磨パッドを貼り付けた定盤による研磨
だけでなく、砥石定盤やそれ以外の定盤を使用する通常
の平面研磨にも同様に適用できることは言うまでもない
ことである。
【0020】
【発明の効果】このように本発明によれば、ワーク又は
該ワークを保持するホルダを定盤と同じ方向に同じ回転
数で回転させながら、定盤中心からの距離が変化する方
向に揺動させると共に、ワーク又はホルダの回転数を、
定盤中心からの揺動距離に反比例して増減させるように
したので、ワークと定盤との相対速度を常に一定に保つ
ことが可能となって、ワークの平面精度の向上と、定盤
の内外周における作業面の均一化、及び発熱温度の一定
化を同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の研磨方法の一例を説明するための模式
図である。
【図2】本発明の研磨方法の他例を説明するための模式
図である。
【符号の説明】
1,11 定盤 2,12 ワーク O 定盤中心 N 定盤回転数 n ワーク回転数 L1 ,L2 揺動
距離

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転する定盤にワークを押し付けて研磨す
    る平面研磨方法において、上記ワークを定盤と同じ方向
    に同じ回転数で自転させながら、定盤中心からの距離が
    変化する方向に揺動させると共に、これらの定盤及びワ
    ークの回転数を、定盤中心からのワークの距離に反比例
    して増減させることを特徴とする平面研磨方法。
  2. 【請求項2】ワークの揺動直線距離が該ワークの直径よ
    り大きいことを特徴とする請求項1に記載の平面研磨方
    法。
  3. 【請求項3】複数のワークをホルダに保持させて、これ
    らのワークを回転する定盤に押し付けて研磨する平面研
    磨方法において、上記ホルダを定盤と同じ方向に同じ回
    転数で自転させながら、定盤中心からの距離が変化する
    方向に揺動させると共に、これらの定盤及びホルダの回
    転数を、定盤中心からのホルダの距離に反比例して増減
    させることを特徴とする平面研磨方法。
  4. 【請求項4】ホルダの揺動直線距離が、揺動内側端と外
    側端とにおいてワークの研磨領域が重複しない大きさで
    あることを特徴とする請求項3に記載の平面研磨方法。
JP33998695A 1995-12-04 1995-12-04 平面研磨方法 Pending JPH09155728A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6062954A (en) * 1998-01-09 2000-05-16 Speedfam Co., Ltd. Semiconductor wafer surface flattening apparatus
US6280296B1 (en) 1998-12-02 2001-08-28 Noritake Co., Ltd. Surface polishing method and apparatus wherein axis of autorotation of workpiece is revolved about an axis within circumscribed circle of the workpiece
CN117300886A (zh) * 2022-06-27 2023-12-29 不二越机械工业株式会社 双面研磨装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117300886A (zh) * 2022-06-27 2023-12-29 不二越机械工业株式会社 双面研磨装置
CN117300886B (zh) * 2022-06-27 2024-04-26 不二越机械工业株式会社 双面研磨装置

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