JPH10202511A - Both side polishing device - Google Patents

Both side polishing device

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JPH10202511A
JPH10202511A JP832697A JP832697A JPH10202511A JP H10202511 A JPH10202511 A JP H10202511A JP 832697 A JP832697 A JP 832697A JP 832697 A JP832697 A JP 832697A JP H10202511 A JPH10202511 A JP H10202511A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carrier
wafer
surface plate
holder
circular motion
Prior art date
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Pending
Application number
JP832697A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fuminari Odagiri
文成 小田切
Yoshio Nakamura
由夫 中村
Yasuhide Denda
康秀 傳田
Haruo Sumizawa
春男 住澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikoshi Machinery Corp
Original Assignee
Fujikoshi Machinery Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujikoshi Machinery Corp filed Critical Fujikoshi Machinery Corp
Priority to JP832697A priority Critical patent/JPH10202511A/en
Publication of JPH10202511A publication Critical patent/JPH10202511A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To polish a wafer uniformly by giving a carrier a circular motion with no self-rotation within a plane parallel to an surface of the carrier, and moving a work retained between upper and lower surface plates while turning in the through hole of the carrier. SOLUTION: If the rotational movement of an upper surface plate 14 and a lower surface plate 16, and the circular motion with no self-rotation of a carrier 12 are conducted concurrently, a wafer 10 is retained so as to be capable of rotating in a through hole 12a. Especially, if a difference is made between the absolute values of the rotational speed of the upper surface plate 14 and that of the lower surface plate 16 (the rotational speed of one surface plate is made larger than that of the other surface plate), the wafer 10 rotates together in the rotational direction of the surface plate whose rotational speed is higher, that is, the wafer 10 rotates in a prescribed direction. As a result of self-rotation of the wafer 10 its peripheral velocity increases more as it goes toward its outer periphery more at the upper surface plate 14 or the lower surface plate 16, however, the influence of the result can be eliminated, thus it is possible to polish the wafer 10 uniformly.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は両面研磨装置に関す
る。両面研磨装置としては、従来から、エクスターナル
ギヤ(以下、「外歯車」という)とインターナルギヤ
(以下、「内歯車」という)を異なる角速度で回転する
ことによって、加工材料(以下、「ワーク」という)を
担持した遊星歯車に相当するキャリアを自転させるとと
もに公転させ、そのキャリアの上下に配された研磨面を
有する上下の定盤が、ワークを上下から挟むと共にワー
クに対して相対的に移動して研磨する遊星歯車機構を用
いたものがある。この両面研磨装置は、ラッピング装置
(ラップ盤)、またはポリッシング装置として使用さ
れ、精度が高く、両面を同時に研磨できるため加工時間
が短くて済み、半導体チップの素材となるシリコンウェ
ーハ等の薄物研磨加工に適している。
The present invention relates to a double-side polishing apparatus. Conventionally, as a double-side polishing apparatus, a processing material (hereinafter, referred to as a "work") is formed by rotating an external gear (hereinafter, referred to as an "external gear") and an internal gear (hereinafter, referred to as an "internal gear") at different angular velocities. The carrier corresponding to the planetary gear carrying the carrier is rotated and revolved, and the upper and lower platens having polishing surfaces disposed above and below the carrier sandwich the work from above and below and move relatively to the work. There is a type using a planetary gear mechanism for polishing by polishing. This double-side polishing device is used as a lapping device (lapping machine) or a polishing device. It has high accuracy and can simultaneously polish both surfaces, so that the processing time is short, and thin material polishing such as a silicon wafer used as a semiconductor chip material is performed. Suitable for.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の遊星歯車機構を用いたポリッシン
グ装置の構成について、図3に基づいて説明する。11
2は上定盤、114は下定盤であり、それぞれの表面に
は研磨布が付けられており、その研磨布によって研磨面
が形成されている。116は外歯車、118は内歯車で
ある。また、120はキャリアであり、このキャリア1
20に穿設された透孔内にワーク121が保持され、外
歯車116と内歯車118と噛み合って回転する。上定
盤112は上定盤回し金112aに連繋され、この上定
盤回し金112aから垂下したシャフト112bの先端
にギヤ112cが設けられている。ギヤ112cはアイ
ドルギヤ112dと、アイドルギヤ112dはギヤ11
2eに噛合している。このギヤ112eは、スピンドル
126と一体に回転すべく、スピンドル126と同軸に
設けられている。下定盤114は、その下定盤114に
同軸に設けられたギヤ114aを介し、スピンドル12
6に同軸に設けられたギヤ114bに連繋している。外
歯車116は、その外歯車116に同軸に設けられたギ
ヤ116aを介し、スピンドル126に同軸に設けられ
た伝達ギヤ116bに連繋している。内歯車118は、
その内歯車118に同軸に設けられたギヤ118aを介
し、スピンドル126に同軸に設けられた伝達ギヤ11
8bに連繋している。すなわち、このポリッシング装置
は、一つの駆動装置によって、外歯車116、内歯車1
18、上下の定盤112、114を回転駆動させる、い
わゆる4ウェイ駆動方式となっている。なお、スピンド
ル126は可変減速機132に連結され、その可変減速
機132は、ベルト136を介してモータ134と連結
されており、スピンドル126の回転速度を制御する。
2. Description of the Related Art The structure of a polishing apparatus using a conventional planetary gear mechanism will be described with reference to FIG. 11
An upper surface plate 2 and a lower surface plate 114 are provided with a polishing cloth on each surface, and a polishing surface is formed by the polishing cloth. 116 is an external gear, and 118 is an internal gear. Reference numeral 120 denotes a carrier, and this carrier 1
The work 121 is held in a through hole formed in the inner gear 20, and rotates by meshing with the outer gear 116 and the inner gear 118. The upper stool 112 is connected to an upper stool 112a, and a gear 112c is provided at a tip of a shaft 112b hanging from the upper stool 112a. The gear 112c is an idle gear 112d, and the idle gear 112d is a gear 11
2e. The gear 112 e is provided coaxially with the spindle 126 so as to rotate integrally with the spindle 126. The lower platen 114 is driven by a spindle 114 via a gear 114 a provided coaxially with the lower platen 114.
6 is connected to a gear 114b coaxially provided. The external gear 116 is connected to a transmission gear 116b provided coaxially with the spindle 126 via a gear 116a provided coaxially with the external gear 116. The internal gear 118 is
The transmission gear 11 provided coaxially with the spindle 126 via a gear 118a provided coaxially with the internal gear 118.
8b. That is, this polishing apparatus uses one driving device to drive the external gear 116 and the internal gear 1.
18, a so-called four-way drive system for rotatingly driving the upper and lower platens 112 and 114. Note that the spindle 126 is connected to a variable speed reducer 132, and the variable speed reducer 132 is connected to a motor 134 via a belt 136, and controls the rotation speed of the spindle 126.

【0003】この遊星歯車機構を用いたポリッシング装
置によれば、例えば、外歯車116の角速度に比べて内
歯車118の角速度の方が大きくなるようにギヤ116
aと伝達ギヤ116bの回転比、およびギヤ118aと
伝達ギヤ118bの回転比がそれぞれ設定されている場
合、外歯車116と内歯車118との間に噛合したキャ
リア120は、内歯車118の回転方向と同一方向(例
えば、「反時計方向」とする)に公転し、且つ時計方向
に自転する。また、下定盤114も同じく反時計方向に
回転するが、上定盤112はアイドルギヤ112dが介
在するので時計方向に回転する。なお、研磨条件に応じ
て、キャリア120の回転方向および回転速度等は、外
歯車116と内歯車118の角速度の設定によって変更
することができる。また、ワーク121の表裏の研磨面
へは、スラリー等を含む液状の研磨剤が供給され、その
液状の研磨剤の作用によってワーク121の研磨が好適
になされる。このポリッシング装置によれば、キャリア
120を複雑に運動させることができるため、研磨むら
を防止して均一にワーク121(例えば、シリコンウェ
ーハ)研磨できる。従って、ワークの平坦度を向上でき
る。また、ワーク121の両面を同時に研磨できるた
め、研磨効率を向上できる。
According to the polishing apparatus using the planetary gear mechanism, for example, the gear 116 is designed so that the angular velocity of the internal gear 118 is larger than the angular velocity of the external gear 116.
When the rotation ratio between the transmission gear 116a and the transmission gear 116b and the rotation ratio between the gear 118a and the transmission gear 118b are set, respectively, the carrier 120 meshed between the external gear 116 and the internal gear 118 rotates in the rotation direction of the internal gear 118. Revolve in the same direction (for example, "counterclockwise") and rotate clockwise. The lower platen 114 also rotates counterclockwise, while the upper platen 112 rotates clockwise due to the presence of the idle gear 112d. Note that the rotation direction and rotation speed of the carrier 120 can be changed by setting the angular velocities of the external gear 116 and the internal gear 118 according to the polishing conditions. Further, a liquid abrasive containing a slurry or the like is supplied to the front and back polishing surfaces of the work 121, and the work of the liquid 121 is suitably polished by the action of the liquid abrasive. According to this polishing apparatus, since the carrier 120 can be moved in a complicated manner, the work 121 (for example, a silicon wafer) can be uniformly polished while preventing uneven polishing. Therefore, the flatness of the work can be improved. Further, since both surfaces of the work 121 can be simultaneously polished, the polishing efficiency can be improved.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
遊星歯車機構を用いた両面研磨装置では、キャリア12
0が外歯車116と内歯車118の間で移動する構造に
なるため、最近のシリコンウェーハ等のワーク121の
大型化に対応しにくい。すなわち、キャリア120の直
径を、定盤の半径より大きくすることは不可能であり、
定盤の研磨面を効率良く利用することができないという
課題があった。また、従来の遊星歯車機構を用いた両面
研磨装置では、複雑な歯車機構となっており、大型化す
ることが難しく、大型の装置を製造するには材料、加
工、配置スペース的な問題など、様々な面でコストが嵩
むという課題があった。
However, in a conventional double-side polishing apparatus using a planetary gear mechanism, the carrier 12 is not used.
Since 0 is moved between the external gear 116 and the internal gear 118, it is difficult to cope with the recent enlargement of the work 121 such as a silicon wafer. That is, it is impossible to make the diameter of the carrier 120 larger than the radius of the platen,
There was a problem that the polished surface of the surface plate could not be used efficiently. In addition, in a conventional double-side polishing apparatus using a planetary gear mechanism, a complicated gear mechanism is used, and it is difficult to increase the size of the apparatus. There was a problem that costs increased in various aspects.

【0005】そこで、本発明の目的は、ウェーハの研磨
むらを防止してウェーハの平坦度を向上できると共に、
ワークの大型化に好適に対応して定盤の研磨面を効率良
く利用でき、構成が複雑にならず、製造コストを低減で
きる両面研磨装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to improve the flatness of a wafer by preventing uneven polishing of the wafer,
An object of the present invention is to provide a double-sided polishing apparatus that can efficiently use a polished surface of a surface plate in a manner suitable for increasing the size of a work, does not complicate the configuration, and can reduce manufacturing costs.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、本発明は、
薄平板に透孔が設けられて成るキャリアと、該キャリア
の透孔内に配された板状のワークを、上下から挟むと共
に該ワークに対して相対的に移動して研磨する上下の定
盤とを備える両面研磨装置において、前記キャリアを、
該キャリアの面と平行な面内で自転しない円運動をさ
せ、前記透孔内で上下の定盤の間に保持された前記ワ−
クを旋回移動させるキャリア円運動機構を具備する。
To achieve the above object, the present invention has the following arrangement. That is, the present invention
A carrier having a thin plate provided with a through-hole, and an upper and lower platen for sandwiching a plate-shaped work arranged in the through-hole of the carrier from above and below and relatively moving and polishing the work. In a double-side polishing apparatus comprising:
A circular motion that does not rotate in a plane parallel to the plane of the carrier, and the wire held between the upper and lower platens in the through hole.
A carrier circular motion mechanism for turning the tool.

【0007】また、前記キャリア円運動装置は、前記キ
ャリアを保持するキャリアホルダーと、前記上下の定盤
の軸線に平行で前記キャリアホルダーに軸着されるホル
ダー側の軸、および該ホルダー側の軸に平行であると共
に所定の距離をおいて基体に軸着される基体側の軸を備
え、前記基体側の軸を中心にホルダー側の軸を旋回させ
ることでキャリアホルダーを基体に対して自転しない円
運動をさせる偏心アームと、該偏心アームを基体側の軸
を中心に回転させる回転駆動装置とを具備することで、
簡単な構成でありながら、キャリアホルダーに保持され
たキャリアを好適に自転しない円運動をさせることがで
きる。
[0007] The carrier circular motion device may further include a carrier holder for holding the carrier, a holder-side shaft parallel to the axis of the upper and lower platens and axially mounted on the carrier holder, and a holder-side shaft. A carrier-side shaft which is parallel to and is fixed to the base at a predetermined distance, and does not rotate the carrier holder with respect to the base by rotating the holder-side shaft about the base-side axis. Equipped with an eccentric arm that makes a circular motion, and a rotation driving device that rotates the eccentric arm about an axis on the base side,
With a simple configuration, it is possible to make the carrier held by the carrier holder perform a circular motion that does not rotate properly.

【0008】また、前記偏心アームが複数設けられ、該
複数の偏心アームは同期して円運動するよう、前記基体
側の軸同士がタイミングチェーン等の同期手段によって
連繋されていることで、簡単な構成でキャリアを好適且
つ安定的に運動させることができる。
Further, a plurality of the eccentric arms are provided, and the plurality of eccentric arms are connected to each other by a synchronization means such as a timing chain so that the plurality of eccentric arms are circularly moved synchronously. With this configuration, the carrier can be appropriately and stably moved.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施例を添
付図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明にかか
る両面研磨装置の一実施例を模式的に示した斜視組み立
て図であり、図2は図1の実施例が作動している際の各
構成の位置関係を示す側断面図である。本実施例は、板
状のワークであるシリコンのウェーハ10を研磨する両
面研磨装置であり、薄平板に透孔12aが設けられて成
るキャリア12と、そのキャリア12の透孔内に配され
たウェーハ10を、上下から挟むと共にウェーハ10に
対して相対的に移動して研磨する上下の定盤14、16
とを備える。上下の定盤14、16のそれぞれの表面に
は、研磨布14a、16aが付けられており、その研磨
布14a、16aによって研磨面が形成されている。ウ
ェーハ10は、円形であり円形の透孔12a内に遊嵌さ
れており、透孔12aの中ではフリーに自転可能なサイ
ズになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective assembly view schematically showing one embodiment of a double-side polishing apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a side sectional view showing the positional relationship of each component when the embodiment of FIG. 1 is operating. FIG. The present embodiment is a double-side polishing apparatus for polishing a silicon wafer 10 which is a plate-shaped work. The carrier 12 has a through-hole 12a formed in a thin plate, and is disposed in the through-hole of the carrier 12. Upper and lower platens 14, 16 for holding the wafer 10 from above and below and moving it relative to the wafer 10 for polishing.
And A polishing cloth 14a, 16a is attached to each surface of the upper and lower platens 14, 16, and a polishing surface is formed by the polishing cloth 14a, 16a. The wafer 10 has a circular shape and is loosely fitted in the circular through hole 12a, and has a size capable of rotating freely in the through hole 12a.

【0010】20はキャリア円運動機構であり、キャリ
ア12を、キャリア12の面と平行な面内で自転しない
円運動をさせ、透孔12a内で上定盤14と下定盤16
の間に保持されたウェーハ10を旋回移動させる。この
キャリア円運動機構20は次の構成を備える。22はキ
ャリアホルダーであり、リング状に形成されており、リ
ング本体22aと押さえリング22bとを備える。この
リング本体22aと押さえリング22bとによって円形
のキャリア12の外縁が挟まれて、キャリア12がキャ
リアホルダー22に保持される。
Reference numeral 20 denotes a carrier circular motion mechanism which causes the carrier 12 to make a circular motion that does not rotate in a plane parallel to the plane of the carrier 12, and that the upper platen 14 and the lower platen 16 in the through hole 12a.
The wafer 10 held between them is turned. The carrier circular motion mechanism 20 has the following configuration. Reference numeral 22 denotes a carrier holder, which is formed in a ring shape and includes a ring main body 22a and a holding ring 22b. The outer edge of the circular carrier 12 is sandwiched between the ring main body 22a and the holding ring 22b, and the carrier 12 is held by the carrier holder 22.

【0011】24は偏心アームであり、上下の定盤1
4、16の軸線Lに平行でキャリアホルダー22に軸着
されるホルダー側の軸24a、およびそのホルダー側の
軸24aに平行であると共に所定の距離をおいて基体3
0(図2参照)に軸着される基体側の軸24bを備え
る。すなわち、クランク機構のクランクアームと同様な
機能を備えるように形成されている。この偏心アーム2
4は、本実施例では基体30とキャリアホルダー22と
の間の4ヶ所に配され、キャリアホルダー22を支持す
ると共に、基体側の軸24bを中心にホルダー側の軸2
4aを旋回させることで、キャリアホルダー22を基体
30に対して自転しない円運動をさせる。ホルダー側の
軸24aは、キャリアホルダー22の外周面に突起して
設けられた軸受け部22cに回転可能に挿入・軸着され
ている。これにより、キャリア12は上下の定盤14、
16の軸線Lから偏心Mして旋回(自転しない円運動)
する。その円運動の半径は、ホルダー側の軸24aと基
体側の軸24bとの間隔(偏心Mの距離)と同じであ
り、キャリア12の全ての点が同一の小円の軌跡を描く
運動となる。
Reference numeral 24 denotes an eccentric arm, which is an upper and lower platen 1
A shaft 24a on the holder side which is parallel to the axis L of 4 and 16 and is axially mounted on the carrier holder 22, and a base 3 which is parallel to the shaft 24a on the holder side and at a predetermined distance.
0 (see FIG. 2). That is, it is formed to have the same function as the crank arm of the crank mechanism. This eccentric arm 2
In this embodiment, reference numerals 4 are arranged at four positions between the base 30 and the carrier holder 22 to support the carrier holder 22 and to rotate the holder-side shaft 2 around the base-side shaft 24b.
By rotating 4a, the carrier holder 22 makes a circular motion that does not rotate with respect to the base 30. The holder-side shaft 24a is rotatably inserted and axially mounted on a bearing portion 22c provided on the outer peripheral surface of the carrier holder 22 so as to project therefrom. As a result, the carrier 12 has upper and lower platens 14,
Turn with eccentricity M from 16 axis L (circular motion that does not rotate)
I do. The radius of the circular motion is the same as the distance between the shaft 24a on the holder side and the shaft 24b on the base side (distance of the eccentricity M), and all the points of the carrier 12 are in the motion of drawing the same small circle locus. .

【0012】また、28はタイミングチェーンであり、
各偏心アーム24の基体側の軸24bに同軸に固定され
たスプロケット25(本実施例では4個)に掛け回され
ている。このタイミングチェーン28と4個のスプロケ
ット25は、4個の偏心アーム24が同期して円運動す
るよう、4個の基体側の軸24b同士を連繋して同期さ
せる同期手段を構成している。この同期手段は、簡単な
構成であり、キャリア12を好適且つ安定的に運動させ
ることができる。これによって研磨精度を向上でき、ウ
ェーハの平坦度を向上できる。なお、同期手段として
は、本実施例に限られることはなく、タイミングチェー
ン、またはギア等を用いてもよいのは勿論である。32
はモータ(例えば、ギャードモータ)であり、34は出
力軸に固定された出力ギヤである。出力ギア34は偏心
アーム24の基体側の軸24bに同軸に固定されたギア
26に噛合している。これにより、偏心アーム24を基
体側の軸24bを中心に回転させる回転駆動装置が構成
されている。
Reference numeral 28 denotes a timing chain,
Each eccentric arm 24 is wound around a sprocket 25 (four in this embodiment) fixed coaxially to a shaft 24b on the base side of the eccentric arm 24. The timing chain 28 and the four sprockets 25 constitute a synchronizing means for connecting and synchronizing the four base-side shafts 24b so that the four eccentric arms 24 make a circular motion in synchronization. This synchronizing means has a simple configuration, and allows the carrier 12 to move favorably and stably. As a result, the polishing accuracy can be improved, and the flatness of the wafer can be improved. The synchronizing means is not limited to the present embodiment, but may be a timing chain or a gear. 32
Is a motor (for example, a gear motor), and 34 is an output gear fixed to an output shaft. The output gear 34 meshes with a gear 26 fixed coaxially to a shaft 24 b of the eccentric arm 24 on the base side. As a result, a rotation driving device that rotates the eccentric arm 24 about the shaft 24b on the base side is configured.

【0013】なお、回転駆動装置は、各偏心アーム24
にそれぞれ対応して配された複数のモータ(例えば、電
動モータ)を利用することもできる。電動モータであれ
ば、電気的に同期を取ることで、複数の偏心アーム24
を同期運動させ、キャリア12をスムースに運動させる
ことができる。また、本実施例では偏心アーム24を4
個配設した場合について説明したが、本発明はこれに限
らず、偏心アーム24は最低3個あれば、キャリアホル
ダー22を好適に支持することができる。さらに、直交
する2軸の直線運動の合成によって2次元運動を得るこ
とができるXYテーブルの移動体と、前記キャリアホル
ダー22とを一体化して運動できるようにすれば、1個
の偏心アーム24の駆動によって、キャリアホルダー2
2を自転しない円運動させることができる。すなわち、
XYテーブルの直交する2軸に延びるガイドによって案
内されることで、前記移動体は自転しない運動をするの
であって、この移動体の運動をキャリアホルダー22の
運動(自転しない円運動)に好適に利用できる。また、
偏心アーム24を用いず、XYテーブルの駆動手段、例
えばX軸およびY軸のそれぞれに配されたサーボモータ
とタイミングチェーンまたはボールネジ等から成る駆動
機構を利用(制御)することで、前記移動体と一体化し
たキャリアホルダー22を運動(自転しない円運動)さ
せることもできる。この場合は、2個のモータを使用す
ることになるが、モータを制御することで円運動の他に
も自転しない種々の2次元運動を得ることができ、その
運動をウェーハ10の研磨に利用できる。
Incidentally, the rotary drive device is provided with each eccentric arm 24.
It is also possible to use a plurality of motors (for example, electric motors) arranged in correspondence with the above. In the case of an electric motor, a plurality of eccentric arms 24 can be electrically synchronized.
And the carrier 12 can be moved smoothly. In this embodiment, the eccentric arm 24 is
Although the case where a plurality of eccentric arms 24 are provided has been described, the present invention is not limited to this. If at least three eccentric arms 24 are provided, the carrier holder 22 can be suitably supported. Further, if the moving body of the XY table capable of obtaining a two-dimensional motion by combining the linear motions of the two orthogonal axes and the carrier holder 22 can be moved integrally, the movement of one eccentric arm 24 can be improved. By driving, the carrier holder 2
2 can make a circular motion without rotation. That is,
The moving body makes a non-rotational movement by being guided by guides extending in two orthogonal axes of the XY table, and the movement of the moving body is preferably used for the movement of the carrier holder 22 (circular movement that does not rotate). Available. Also,
Without using the eccentric arm 24, using (controlling) a driving mechanism of an XY table, for example, a servomotor provided on each of the X-axis and the Y-axis and a driving mechanism including a timing chain or a ball screw, enables the moving body to be moved. The integrated carrier holder 22 can also be moved (circular movement that does not rotate). In this case, two motors are used. By controlling the motors, various two-dimensional motions that do not rotate can be obtained in addition to the circular motion, and the motions are used for polishing the wafer 10. it can.

【0014】36は下定盤回転用モータであり、下定盤
16を回転させる動力装置である。例えば、本実施例の
ように、ギャードモータを用いることができ、その出力
軸は下定盤16の回転軸に直結させてもよい。38は上
定盤回転用動力手段であり、上定盤14を回転させる。
下定盤回転用モータ36および上定盤回転用動力手段3
8は、回転方向および回転速度を自由に変更できるもの
とすれば、種々の研磨仕様に柔軟に対応できる。また、
この両面研磨装置では、キャリア12の透孔12a内に
配されたウェーハ10を、図2に示すように上定盤14
と下定盤16でサンドイッチにして、そのウェーハの研
磨加工がなされる。この際、ウェーハ10が挟圧される
力は、主に上定盤14側に設けられた加圧手段(図示せ
ず)による。例えば、なお、空気圧を利用し、エアバッ
ク方式で上定盤14をウェーハ10に押しつけるように
してもよい。空気圧を制御することで好適かつ容易に加
圧力を調整できる。なお、上定盤14側には加圧手段の
他に上定盤14を昇降動させる昇降装置40が設けら
れ、ウェーハ10の給排のときなどに作動する。
Reference numeral 36 denotes a lower platen rotating motor, which is a power unit for rotating the lower platen 16. For example, as in the present embodiment, a geared motor can be used, and its output shaft may be directly connected to the rotation shaft of the lower stool 16. Numeral 38 is a power means for rotating the upper stool, which rotates the upper stool 14.
Lower platen rotating motor 36 and upper platen rotating power means 3
8 can flexibly cope with various polishing specifications as long as the rotation direction and the rotation speed can be freely changed. Also,
In this double-side polishing apparatus, the wafer 10 disposed in the through hole 12a of the carrier 12 is moved to the upper platen 14 as shown in FIG.
Then, the lower platen 16 forms a sandwich, and the wafer is polished. At this time, the force for clamping the wafer 10 is mainly generated by a pressing means (not shown) provided on the upper surface plate 14 side. For example, the upper platen 14 may be pressed against the wafer 10 by an air bag system using air pressure. By controlling the air pressure, the pressing force can be adjusted appropriately and easily. In addition to the pressing means, an elevating device 40 for moving the upper surface plate 14 up and down is provided on the upper surface plate 14 side, and operates when the wafer 10 is supplied and discharged.

【0015】次に、本発明の使用方法について説明す
る。先ず、キャリア12を運動させないで、上定盤14
と下定盤16とを回転速度の絶対値は同じであるが反対
方向へ回転させた場合を説明する。すなわち、図1に示
すように、例えば、上定盤14は時計回転をさせ、下定
盤16は反時計回転させる。この場合は、全く反対方向
に摩擦力が作用するから、その運動力が相互に相殺され
て、理論的にはウェーハ10は止まった状態で両面の研
磨がなされる。但し、この場合には、上定盤14および
下定盤16では、その外周へ向かう程その周速度が大き
くなる。従って、ウェーハ10の上下の定盤14、16
の軸線Lに対応する部分から遠い部分ほど研磨が促進さ
れ、ウェーハ10が均一に研磨されない。
Next, a method of using the present invention will be described. First, the upper platen 14 is moved without moving the carrier 12.
The case where the absolute value of the rotation speed is the same but the lower platen 16 and the lower platen 16 are rotated in opposite directions will be described. That is, as shown in FIG. 1, for example, the upper surface plate 14 is rotated clockwise, and the lower surface plate 16 is rotated counterclockwise. In this case, since frictional forces act in completely opposite directions, the kinetic forces cancel each other out, and the two surfaces are polished theoretically with the wafer 10 stopped. However, in this case, the peripheral speeds of the upper stool 14 and the lower stool 16 increase toward the outer periphery. Therefore, the upper and lower platens 14, 16 of the wafer 10
Polishing is promoted in a portion farther from the portion corresponding to the axis L, and the wafer 10 is not uniformly polished.

【0016】次に、キャリア12を前述した構成からな
る運動機構によって、自転しない円運動をさせることに
よる研磨作用について説明する。上下の定盤14、16
の回転を考えず、キャリア12の自転しない円運動のみ
を考えた場合、その自転しない円運動によれば、運動を
する部材(キャリア12)の全ての点で全く同じ運動が
なされることになる。これは、全ての点が同一の運動と
なる意味で、一種の揺動運動であり、揺動運動の軌跡が
円になったと考えればよい。従って、自転しない円運動
をするキャリア12を介し、ウェーハ10を旋回移動す
れば、この運動による作用に限っていえば、ウェーハ1
0の両面は均一に研磨される。
Next, a description will be given of the polishing action by causing the carrier 12 to make a circular motion without rotating by the motion mechanism having the above-described configuration. Upper and lower surface plates 14, 16
When only the non-rotating circular motion of the carrier 12 is considered without considering the rotation of the carrier 12, the same motion is performed at all points of the moving member (carrier 12) according to the non-rotating circular motion. . This is a kind of oscillating motion in the sense that all points are the same motion, and it can be considered that the trajectory of the oscillating motion is a circle. Therefore, if the wafer 10 is swiveled via the carrier 12 which does not rotate and moves in a circular motion, the operation of the wafer
0 are uniformly polished.

【0017】そして、上定盤14と下定盤16の回転運
動と、キャリア12の自転しない円運動とを同時に作動
させた場合は、ウェーハ10が透孔12aの中で回転可
能に保持されているため、特に上定盤14と下定盤16
の回転速度の絶対値に差をつけた場合(一方の定盤に対
して他方の定盤の回転速度を速くした場合)、ウェーハ
10は、その回転速度の速い側の定盤の回転方向へ、連
れ回りする。すなわち、ウェーハ10は所定の方向へ自
転することになる。このようにウェーハ10が自転する
ことで、上定盤14および下定盤16では、その外周へ
向かう程その周速度が大きくなっているが、その影響を
なくすことができ、ウェーハ10を均一に研磨できる。
なお、ウェーハ10の両面を均一に研磨するには、上定
盤14と下定盤16の回転速度を交互に一方が速くなる
ように制御すればよい。
When the rotational movement of the upper platen 14 and the lower platen 16 and the non-rotating circular movement of the carrier 12 are simultaneously operated, the wafer 10 is rotatably held in the through hole 12a. Therefore, in particular, the upper surface plate 14 and the lower surface plate 16
When the absolute value of the rotation speed of the base plate is different (when the rotation speed of the other base plate is increased with respect to one base plate), the wafer 10 is moved in the rotation direction of the base plate having the higher rotation speed. Go around. That is, the wafer 10 rotates in a predetermined direction. As the wafer 10 rotates in this manner, the peripheral speed of the upper platen 14 and the lower platen 16 increases toward the outer periphery, but the influence can be eliminated, and the wafer 10 can be uniformly polished. it can.
In order to uniformly polish both surfaces of the wafer 10, the upper platen 14 and the lower platen 16 may be alternately rotated so that one of them becomes faster.

【0018】次に、本発明の他の使用方法について説明
する。以上の実施例では、複数の透孔12aが設けら
れ、複数のワーク(ウェーハ10)を同時に研磨する場
合について説明したが、本発明ではこれに限らず、例え
ば、キャリア12には大型なワークが保持される透孔1
2aを一個のみ設け、その大型ワークの両面を研磨する
研磨装置としても利用できる。なお、大型なワークとし
ては、液晶に用いる矩形状のガラス板、或いは枚葉で加
工されるウェーハ(円形)等のワークがある。この場
合、大型なワークは、キャリア12の中心からその周縁
近傍付近にわたってほぼ全面的に配されることになる。
このとき、キャリア12による自転しない円運動を主に
利用して研磨し、上定盤14および下定盤16の回転速
度は、研磨むらが発生しない程度に遅くすれば、ワーク
の全体面について均一に且つ好適に研磨できる。すなわ
ち、上定盤14および下定盤16では、周速度の違いで
外周ほど研磨作用が大きくなるが、その回転速度がキャ
リア12の自転しない円運動に比べて非常に遅ければ、
研磨作用に直接的には殆ど関与させないようにすること
ができる。そして、上定盤14および下定盤16を回転
させることは、ワークに接触する定盤面を常に更新さ
せ、液状の研磨剤をワークの全面へ平均的に供給するな
ど、研磨作用を良好にするため、間接的に好適に寄与で
きる。
Next, another method of using the present invention will be described. In the above embodiment, the case where a plurality of through holes 12a are provided and a plurality of works (wafers 10) are polished simultaneously has been described. However, the present invention is not limited to this. Hole 1 to be retained
Only one 2a is provided, and it can also be used as a polishing device for polishing both sides of a large work. In addition, as a large-sized work, there is a work such as a rectangular glass plate used for liquid crystal, or a wafer (circular) processed by a single wafer. In this case, the large work is arranged almost entirely from the center of the carrier 12 to the vicinity of the periphery thereof.
At this time, polishing is performed mainly by using circular motion that does not rotate by the carrier 12, and the rotation speed of the upper stool 14 and the lower stool 16 is reduced to such a degree that polishing unevenness does not occur. And it can grind suitably. That is, in the upper stool 14 and the lower stool 16, the polishing effect becomes larger toward the outer periphery due to the difference in the peripheral speed. However, if the rotation speed is much slower than the non-rotating circular motion of the carrier 12,
It can be hardly directly involved in the polishing action. The rotation of the upper platen 14 and the lower platen 16 constantly updates the surface of the platen in contact with the work, and improves the polishing action, such as supplying the liquid abrasive to the entire surface of the work evenly. Indirectly, it can suitably contribute.

【0019】以上の実施例ではポリッシング装置につい
て説明したが、本発明はラッピング装置にも好適に適用
できるのは勿論である。以上、本発明につき好適な実施
例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの実施例に
限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲
内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
Although the above embodiment has been described with reference to a polishing apparatus, the present invention can of course be suitably applied to a lapping apparatus. As described above, the present invention has been described variously with reference to preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments, and it is needless to say that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. That is.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の両面研磨装置によれば、キャリ
ア円運動機構によって、キャリアを、そのキャリアの面
と平行な面内で自転しない円運動をさせ、キャリアの透
孔内で上下の定盤の間に保持されたワ−クを旋回移動さ
せる。自転しない円運動によれば、キャリアの全ての部
分で同一の運動がなされるため、ウェーハを均一に研磨
できると共に、キャリア全面と上下の定盤の研磨面を効
率よく利用できる。このため、ウェーハの研磨むらを防
止してウェーハの平坦度を向上できると共に、ワークの
大型化に好適に対応して定盤の研磨面を効率良く利用で
きるという著効を奏する。また、従来の遊星歯車機構を
用いた両面研磨装置に比べて、構成が複雑にならず、大
型化に好適に対応できる構成であり、製造コストを低減
できるという著効を奏する。
According to the double-side polishing apparatus of the present invention, the carrier is caused to make a circular motion that does not rotate in a plane parallel to the plane of the carrier by the carrier circular motion mechanism, so that the carrier is vertically moved within the through hole of the carrier. The work held between the boards is swiveled. According to the circular motion that does not rotate, the same motion is performed in all portions of the carrier, so that the wafer can be uniformly polished, and the entire surface of the carrier and the polished surfaces of the upper and lower platens can be used efficiently. For this reason, it is possible to prevent unevenness in polishing of the wafer and improve the flatness of the wafer, and it is possible to efficiently use the polished surface of the platen in order to suitably cope with the enlargement of the work. Further, as compared with a double-side polishing apparatus using a conventional planetary gear mechanism, the configuration is not complicated, and the configuration can suitably cope with an increase in size. This has a remarkable effect that the manufacturing cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる両面研磨装置の一実施例の斜視
組み立て図である。
FIG. 1 is a perspective assembly diagram of an embodiment of a double-side polishing apparatus according to the present invention.

【図2】図1の実施例の側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view of the embodiment of FIG.

【図3】従来技術を説明する側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view illustrating a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ウェーハ 12 キャリア 12a 透孔 14 上定盤 16 下定盤 20 キャリア円運動機構 22 キャリアホルダー 24 偏心アーム 24a ホルダー側の軸 24b 基体側の軸 28 タイミングチェーン 30 基体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wafer 12 Carrier 12a Through-hole 14 Upper surface plate 16 Lower surface plate 20 Carrier circular motion mechanism 22 Carrier holder 24 Eccentric arm 24a Holder side shaft 24b Base side shaft 28 Timing chain 30 Base

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 住澤 春男 長野県長野市松代町清野1650番地 不二越 機械工業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Haruo Sumizawa 1650 Kiyono, Matsushiro-machi, Nagano City, Nagano Prefecture, Fujikoshi Machinery Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 薄平板に透孔が設けられて成るキャリア
と、該キャリアの透孔内に配された板状のワークを、上
下から挟むと共に該ワークに対して相対的に移動して研
磨する上下の定盤とを備える両面研磨装置において、 前記キャリアを、該キャリアの面と平行な面内で自転し
ない円運動をさせ、前記透孔内で上下の定盤の間に保持
された前記ワ−クを旋回移動させるキャリア円運動機構
を具備することを特徴とする両面研磨装置。
1. A carrier in which a thin plate is provided with a through-hole, and a plate-like work arranged in the through-hole of the carrier are sandwiched from above and below, and are moved relatively to the work to polish the work. In the double-side polishing apparatus having upper and lower platens, the carrier is caused to make a circular motion that does not rotate in a plane parallel to the surface of the carrier, and is held between the upper and lower platens in the through hole. A double-side polishing apparatus comprising a carrier circular motion mechanism for rotating a work.
【請求項2】 前記キャリア円運動機構は、 前記キャリアを保持するキャリアホルダーと、 前記上下の定盤の軸線に平行で前記キャリアホルダーに
軸着されるホルダー側の軸、および該ホルダー側の軸に
平行であると共に所定の距離をおいて基体に軸着される
基体側の軸を備え、前記基体側の軸を中心にホルダー側
の軸を旋回させることでキャリアホルダーを基体に対し
て自転しない円運動をさせる偏心アームと、 該偏心アームを基体側の軸を中心に回転させる回転駆動
装置とを具備することを特徴とする請求項1記載の両面
研磨装置。
2. The carrier circular motion mechanism includes: a carrier holder that holds the carrier; a holder-side shaft parallel to an axis of the upper and lower platens and axially mounted on the carrier holder; and a holder-side shaft. A carrier-side shaft which is parallel to and is fixed to the base at a predetermined distance, and does not rotate the carrier holder with respect to the base by rotating the holder-side shaft about the base-side axis. 2. The double-side polishing apparatus according to claim 1, further comprising: an eccentric arm that makes a circular motion; and a rotation drive device that rotates the eccentric arm about an axis on the base side.
【請求項3】 前記偏心アームが複数設けられ、該複数
の偏心アームは同期して円運動するよう、前記基体側の
軸同士がタイミングチェーン等の同期手段によって連繋
されていることを特徴とする請求項2記載の両面研磨装
置。
3. A plurality of eccentric arms are provided, and the plurality of eccentric arms are connected to each other by a synchronization means such as a timing chain so that the axes on the base side are linked to each other so that the plurality of eccentric arms circularly move synchronously. The double-side polishing apparatus according to claim 2.
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