JPS6067070A - 両面研磨装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ウェハなどの加工物の両面を同時に研磨する
両面研磨装置に係り、特に、前記加工物の板厚制御に関
１〜るものである。

〔発明の背景〕

シリごＪン、ＧＧＧ（ガドリニウム・ガリウム・ガーネ
ット）、ガリウムひ素などのウェハやフェライト、ガラ
ス、セラミックなどの基＆（以下、これらを加工物とい
う）の両面乞同時に研Ｎｊる従来の両面研磨装置を１図
面乞使用して言兄明する。

第１図は、従来の両面研磨装置の一例を示す要部断面図
である。この第１図において、５はセンタギヤ、６は、
このセンタギヤ５と同心に。

配設されたインターナルギヤ、５ば、前記センタギヤ５
とインターナルギヤ６とに噛合い、加工物４を回転自在
に装填した。複数個の歯車状のキャリヤ、１は、このキ
ャリヤ乙の上側に配。

股され、その中心近傍に研磨剤供給孔１ａを穿設。

した上定盤、１２は、前記研磨剤供給孔１ａへ研磨。

剤を供給する研磨剤供給パイプ、２は、前記キ１，１ヤ
リャ３の下側に配設された下定盤である。７゜は、上定
盤１の下降量を測定するマイクロメータである。

このように構成した両面研磨装置において。

加工物４にｊ９ｒ定の研磨圧を月別するとともに。

研磨剤供給バイブ１２から研磨供給孔１ａへ研磨剤を１
共給しながら、センタギヤ５．インクーナルキャ６．上
定盤１．下定盤２を１回転駆動装置（図示せず）によっ
てそれぞれ異なる回転数で回転駆動１−ると、上定盤１
．下定盤２と加工物４との相対摺動によって、加工物４
０両面が同・時に研磨される。そして、所定時間研磨し
たのち５回転ＩＪＩＡ　！Ｉｔｂ中に、−イクロメータ
７によって。

加工物４の研磨による板厚減少にともなう上定盤１の下
降量を測定し、この値から加工物４の板厚をめた。加工
物４の板厚がまだ厚い場合。

には、上記動作を繰返し実施することによって。

加工物４の板厚が所定値になるように制御して。

いた。

このような手段によって加工物４の板厚を副。

定するものでは、加工物４の板厚を直接測定しないので
、上定盤１０減毛や、上定盤１と加工物４との間に介在
する砥粒などの影響が太きく。

板厚を高精度に測定することは困難であった。

第２図は、従来の両面研磨装置の他の例を示す要部断面
図である。

この第２図において、第１図と同一番号を付したものは
同一部分である。そして８ば、上。

下定盤１，２の外周近傍に設けられたマイクロメータで
ある。

このように構成した両面研磨装置によっても前記第１図
に係る両面研磨装置と同様にして。

加工物４０両面が同時に研磨される。そして所定時間研
磨したのち１回転駆動装置（図示せず）によって両面ω
１磨装置を停止させ、マイクロメータ８によって、加工
物４の板厚を直接に測定する。加工物４の板厚がまだ厚
い場合には、上。

記動作を繰返し実施することによって、　ｊＪＯ工物尋
物４厚が所定値になるように制御していた。

このようｌ（手段によって加工物４の板厚をｎ町１定す
るものでは、板厚を直接測定するので測定。

精１隻は向上するものの、マイクロメータ８０罪」定子
によって加工面にダメージを与えるという問題があり、
また、測定の都度停止させなければならないので、生産
能率が一昌いとい５問題もある。両面研磨装置を駆動し
たままの状態で回転連動中に′６１１ｊ定１−ろことも
可能であるか、この場合には前記＋ｔｌｌｌ定子による
ダメージがさらに大きくなり、加工物４にクラックや破
損が生ずるおそれがあった。

〔発明の目的〕

本発明は、上記した従来技術の欠点を除去して、加工物
にダメージを与えることなく、その板厚を高精度に且つ
高能率に徂ｌ定１″ることにより、板厚制御を容易に行
なうことができる両面研磨装置の提供を、その目的とす
るものて・ある〔発明の概要〕 本発明に係る両面研磨装置６゛の構成は、同心に配設し
たセンタギヤとインターナルギヤとの間に、加工物を回
転自在に装填した複数個のキャリヤを噛合わせ、このギ
ヤリヤの上、下側に。

前記、加工物が外周からはみ出ずことがありうるように
上定盤、下定盤を配設し、前記加工物に所定の研磨圧を
付加するとともだ研磨剤を供給しながら、前記センタキ
ャ、インターナルギヤ。

」二定盤、下定盤を回転駆動装的によってそれぞれ異な
る回転数で回転駆動させ２前詔上、下定盤と前記加工物
との相対摺動によって前記加工物の両面を同時に研磨す
るようにした両面研磨装置において、前記上、下定盤の
外周近傍に上下動可能に配設され、当該上、下定盤の外
周かｌ：）はみ川す加工物に向けて超音波を発振し、当
該加工物の上、下面からの反射を受信することができる
超音波探触子と、この超音波探触子を内部に包含し、こ
の超音波探触子の周囲から前記加工物へ連続的に液体を
供給することができる中空パイプと、前記超音波探触子
からの反射波に係る信号を処理し、前記加工物の板厚を
演算する処理装置と、この処理装置による演算値と予め
設定した所要板厚とを比較し１両者が一致したとき回転
駆動装置を停止させる制御装置とを具備ぜしめるように
したものである。

さらに詳しくは１両面研磨中の加工物の、上下定盤から
はみ出した部分（この部分は、はみ出さない部分と同じ
板厚の両面研磨されている。）の板厚を超音波マイクロ
メータを用いて非接触で？ｌｌ１１定−ｉ−るようにし
たものである。そして前記超音波マイクロメータの超音
波探触子と前記加工物の置かれる雰囲気は、安定な液体
に浸した状態にする必要かあるので、前記超音波探触子
の周囲から研磨剤を連続して供給するようにし・た。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例によって説明する。

第５図は１本発明の一実施例に係る両面研磨装置を示す
断面図、第４図は、第６図における要部拡大断面図であ
る。

各図において、第２図と同一番号をイリシたものは同一
部分である。そして、１５は、上定盤１を回転駆動さセ
る回転モータ、１４は、センタギ。

ヤ５を回転駆動させる回転モータ、１５ば、下定盤２を
回転駆動させる回転モータ、１６は、インターナルギヤ
６を回転駆動させる回転モータであり、こノしら回転モ
ータ＋５　、　＋４　、　＋５　、１６妃よって回転駆
動装置χ構成している。

２０（・ま、研磨剤１ｏを溜める研磨剤タンク、２１は
この研磨剤タンク２０内の研磨剤１ｏを、研磨剤供給パ
イプ１２→上定盤１の研磨剤供給孔１ａ→加工物４．お
よび分岐パイプ１２σ→中空バイグ１１（ｇ細後述）→
加工物４へ供給し、戻りパイプ２２を経て前記研磨を１
］タンク２０へと循環させる循環ポンプである。

９＆′ｆ、、上、下定盤１．２の外周近傍Ｃ上、下定盤
１．２の外周から数郡外側で、その外周からはみ出した
加工物４の上面から数喘上方の位置）に、微調整治具１
７によって上、下動可能に支持された。超音波マイクロ
メータの超音波探触子であり、この超音波探触子９は、
上、下定盤１．２の外周から間欠的にはみ出す加工物４
に向けて超音波を発振し、その加工物４の上。

下面からの反射波を受信することができるものである。

前記中空パイプ１１は、この超音波探触子９をその内部
に包含し、前記分岐、＜イブ１２αから流入したωｌ磨
剤１０を、超音波探触子９の周囲から加工物４へ連続的
に供給することができるものである。

１８は、超音波探触子９に接続され、この超音波探触子
９からの反射波に係る信号を処理し。

加工物４０叛厚を演算する処理装置、１９ば、この処理
装置１Ｂによる演算値と予め設定した所要板厚とを比較
し１両者が一致したとき、回転、鳴動装置に係る回転モ
ータ１５　、　ｌ　、１５　、１６を停止させる制飴１
１装置汽である。

このように構成した両面研磨装置の動作を説明する。

まずキャリヤ乙に加工物４を装填し、これに所定の研磨
圧を付加する。微調整治具１７によって超音波探触子９
をＤ「定の高さにセットする。

処理装置１８に、加工物４中での音速Ｖ。を記憶させろ
。制ａ１装置１９に、加工物４０所要板厚ｔ。を設定す
る。

ここで両面研磨装置をＯＮにすると、循環ポンプ２１が
駆動して、研磨剤１０が研磨剤タンク２０から、研磨剤
供給パイプ１２を経て研磨剤供給（Ｉ、１ａへ、また分
岐パイプ１２σを経て中空パイプ１１へ、それぞれ供給
される。また回転モータ１５゜＋４　、１５　、１６が
回転して、上定盤１．センクギャ５、下定盤２．インタ
ーナルギヤ６がそれぞれ異なる回転数で回転駆動され、
加工物４０両面研磨が開始される。研磨剤供給孔１ａか
らのω］磨剤１０ば、」＝、下定盤１．２と加工物４と
の間を伝わって、加工物４の両面全域に供給されたのち
、落下して戻りパイプ２２に至る。一方、中空パイプ１
１からの研磨剤１０は、その位置に加工物がはみ出して
ないときには、そのまま下方へ落下するが、はみ出した
ときには、超音波探触子９の周囲から加工物４へ連続的
に供給され（すなわち、超音波探触子９と加工物４とは
、研磨剤１０を介して連続する）、その後、下方へ落下
して戻りパイプ２２に至る。さらに、処理装置１８゜制
御装置１９が稼動し、超音波探触子９かも超音波が発振
される。この超音波は１間欠的にはみ出す加工物４に当
って反射し、第５図に示すような波形の反射波となり、
これが同じ超音波探触子９で受信される。

第５図は、第４図における加工物からの反射波の一例を
示す波形図である。

この第５図において、Ｓｌは表面反射波、Ｂ１は第１底
面反射波、Ｂ２は第２底面反射波、Ｔ１は。

第１底面反射波Ｂ１と第２底面反射波Ｂ２との間の時間
である。このときの加工物４の板厚ｔば。

ｔ　＝　（ＶｏＸｉ’、　）／２であり、この板厚ｔが
処理装置１８Ｖｃよって演算される。この演算値に係る
板厚ｔは制御装置１９へ入力され、予め設定した所要板
厚ｔ。と比較し、ｔ＞ｔｏの場合には研磨が維続される
。に１゜になったとき７回転モータ１５４４　、１５　
、１６が停止し、ｒｖＦｗを終了）−る。そしてキャリ
ヤ３ρΔら加工物４を取出せば、１”！Ｉｉ袈板厚ｔｏ
に研磨された加工物４が得られる。

以上説明した英り例によｉｔば、超音波マイクロメータ
を用いることにより、加工物４の板厚を非接触に測定し
、且つインプロセス針側できるので、加工物４にダメー
ジを与えることはなく、生産能率が大幅に同上するとい
う効果がある。

ナオ１本実施例にゴロい°Ｃは１分岐パイプ１２Ｑから
中空パイプ１１へ研磨剤１０を供給し、この研磨剤１０
を加工物４のはみ出した部分へ供給するようにしたが、
中漬パイプ１１かも加工物４へ供給する液体は研磨剤１
０に限るものではなく、研−耐液（水、白灯油など）で
あってもよい。たたし、この場合には研磨剤が薄められ
るため、研・磨能率がやや低下するので１本実施例のよ
うに・研磨剤１０を使用する方が望ましい。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば。

加工物にダメージを与えることなく、その板厚を高精度
に且つ高能率に測定することにより。

板厚制萌ｊを容易に行なうことができる両面研磨装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の両面研磨装置の一例を示す要部断面図
、第２図は、従来の両面研磨装置の他の例を示す要部断
面図、第６図は１本発明の一実施例に係る両面研磨装置
を示す断面図、第４図は、第６図における要部拡大断面
図、第５図は、第４図における加工物からの反射波の一
例を示す波形図である。 １・・・上定盤、２・・・下定盤、！Ｉ・・・キャリヤ
、４・・・加工物＋　５・・センタギヤ、６・・・イン
タ〒ナノＬギヤ、９・・・超音波探触子、１０・・研磨
剤、１１・中空パイプ、　＋５　、　ｌ　、　１５　、
１６・・回転モータ、１７・・微調整治具、１８・・・
処理装置、１９・・・制御装置、Ｂ１・・・第１底面反
射波、Ｂ２・・第２底面反射波。 代理人弁理士　高　橋　明　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　同心に配設したセンタギヤとインターナル−ギヤ
   との間に、加工物を回転自在に装填した複数個のキャリ
   ヤを噛合わせ、このキャリヤの上。 下側に、前記加工物が外周からはみ出すことが。 ありうるように上定盤、下定盤を配設し、前記加工物に
   所定の研磨圧を付加するとともに研磨。 剤を供給しながら、前記センタギヤ、インターナルギヤ
   、上定盤、下定Ｍを回転樵動装置忙よ。 つてそれぞれ異なる回転数で回転ｉ動させ、前記上、下
   定盤と前記加工物との相対摺動によって前記加工物の両
   面ケ同時に研磨するようにした両面研磨装置において、
   前記上、下定盤の外周近傍に上、下動可能に配設され、
   当該上、下定盤の外周からはみ出す加工物に向けて超音
   波を発振し、当該加工物の上、下面からの反射波乞受信
   することができる超音波探触子と、この超音波探触子馨
   内部に包含し、この超音波探触子の周囲から前記加工物
   へ戒体乞供給することができる中空パイプと、前記超音
   波探触子からの反射波に係る信号を処理し、前記加工物
   の板厚を演算する処理装置と、この処理装置による演算
   値と予め設定した所要板厚とを比較し１両者が一致した
   さき回転駆動装＠乞停止さ−Ｖる制御装置とを具備した
   ことを特徴とづ−ろ両面ω［磨装置。