JPS6071159A - 両面ポリッシング装置 - Google Patents

両面ポリッシング装置

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JPS6071159A
JPS6071159A JP58178469A JP17846983A JPS6071159A JP S6071159 A JPS6071159 A JP S6071159A JP 58178469 A JP58178469 A JP 58178469A JP 17846983 A JP17846983 A JP 17846983A JP S6071159 A JPS6071159 A JP S6071159A
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JP
Japan
Prior art keywords
polishing
plate
substrate
polishing plate
processed
Prior art date
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Pending
Application number
JP58178469A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuo Iijima
宣夫 飯島
Akira Tabata
田畑 晃
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP58178469A priority Critical patent/JPS6071159A/ja
Publication of JPS6071159A publication Critical patent/JPS6071159A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/08Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping

Landscapes

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

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】 lal 発明の孜1i1:s分野 本発明は両面ポリッシング装置に係り、特に自動化,イ
ンライン化が可能な一枚埴りの両面ポリッシング装置に
関する。
lbl 技術の背景 半導体装置のウェーハプロセス6こ於で精品の完全性と
高精度な平面性が要求される千碍体基板のポリッシング
手段には、シリカの微粉末をアルカリ性溶液Cこ懸濁し
た研摩剤(スラリー)とポリウレタン等を素材にした@
摩Jiを用い、シリカ微粉末による機械的除去作用と、
アルカリによる化学的除去作用の複合によって高速でω
F摩損暢の少ないボリッンング面を得ることができるメ
カノケミカルポリッンング技術が用いられる。又該技術
に於けるポリッシンク方法には片面ボI1ツンンク方法
と両面ポリッシング方法とがあるが、片面ポリシンンク
方法に於では仮加工基板をアルミナ焼結体基板やガラス
基鈑にワックス等で接層してポリッシングが行われるの
で、量並性が悪<■1つ巌廼精度のばらつきによってホ
リッンング後の厚さがばらつき、更に被接着面の汚染が
まねかれないという欠点がある。そこで上記欠点を解消
するために両面ポリッシング装置が開発された。
一方半導体装置の製造品質や製造歩留まりを向上安定化
させ、且つ装造費用の削減、製造手番の短縮を図る手段
として、つ上−ノ1プロセス工程の自動化、インライン
化が強力lこ進められているのが現状である。
Icl 従来技術と問題点 従来の両面ボII yシンク装置は15〜20〔枚〕程
度の被加工基板を同時に処理するバッチ式であり、81
図に示す模式断面図のような基本的構造を有してなって
いた。即ち従来からある両面ラッピング装置と同じく四
軸独立部Ii!+(上定盤1.下定盤2.太陽歯車3I
インターナル歯車4のそれぞれの柵が独立シこ鹿励する
)となっており、被加工基板(牛心体ウェーハ)5は、
太陽歯車3とイングーナル歯車4とにかみ合っているガ
ラスエポキシキャリヤ6内に自由な状態で保持される。
そしてキャリヤ6に両歯車3及び4の回転によって遊星
運動(自公転運#Jが与えられ、これに伴りて板刃ロエ
基板5が遊里運動を行う。この状態でキャリヤ6を前記
研摩布7を貼った上下定盤l及び2で挾み、前記研摩剤
を注下しつつ該定盤を回転させてポリッシングがなされ
る。
しかしかかる従来方式の両面ポリッシンク装置は山間時
に処理する被加工基板の厚さを揃えないと正確な平面ポ
リッシングがなされない、(2)キャリヤが自公転用の
歯車にかみ合って固持されているため伝加工基板のハン
ドリングがしにくい、(3)装置が大型で且つ大重量に
なるため大きなスペースを要し設置場所が制限される、
等の点から研摩精度が不充分て且つ自動化、インライン
化が極めて田畑であるという問題を弔−シていた。
1d+ 発明の目的 本発明の目的は、上記問題点を除去し、充分な研摩精度
な■し且つ自動化、インライン化が容易な両面ポリッシ
ング装置を提供することにある01el 発明の構成 即ち本発明は両面が14 、シンク装置−こ於て、平行
に対向して配設され、相互に圧接する手段を有し、且つ
偏心若しくは同心の軸を中心にして互いに逆方向に回転
する平板状の上面研摩板と下面研摩板よりなる研摩手段
と、加圧が解除さnている該上面研摩板と下面研摩板の
間に被加工基板を誘等し、圧接され且つ回転している該
上面研摩板と下面研摩板のjiijで被加工基板を往復
称遅動せしめ、加圧の解除された該上面研摩板と下面研
摩板の間から被加工基板を引出1−一迎の掠作乞−貞し
て行う被加工基板以下の厚さの礒&+)動手段とを具備
してなることを特徴とする。
(f+ 発明の実施例 以下本発明を実施例について図を用いて説明する。
第2図は本発明の両面ポリッシング装置の一実施例に於
(する装置全体の主侠構成を示1−上面模式図(イl、
A−A矢視断面図模式図101 、 B −B矢視断面
模式図t”、第3図は同実施例に於ける表部を示す上面
模式図(イ1及びA−A矢祝断面俣式図(四で、累4図
(イ1乃至日は同実力と例の装置の動作説明図である。
本発明の両面ボ’I Zンンゲ装gtは一枚取りの装置
であり、6・匂えば第2図に示す模式上面図(イl 、
 A−A矢視断面図(・l、及びB−B矢視〆珀謔銚よ
うζこ構成される。即ち同図に於て11は装置全台、1
2は上面朗摩板(上定盤)、13は上面研摩板回転軸、
14は上面研摩板支持基板、15は上面1vi厚板駆動
モーグ、16は下面研摩板(下尼盤)、17は下面研摩
板回転ras18は下面ωr厚板支持鮎台、19は下面
研摩板駆動モータ、20a、20b、20C。
20dは支柱、21a、21b、21Cはカラー、22
a。
22bは加圧板、23a、23b、23cは緩衝バネ、
24は上面研摩板上下動及び加圧手段(例えばにロフラ
ムシリンク使用)、25a、25+3はポリyンンダ液
(スラリー)注入手段、26はポリッシングパツドの変
換の除等に用(・られる上m目mrf−板開閉手段(バ
ワーンリンタ使用〕、27はキャリヤープレート、28
a、28bは回動軸にリンクされたキヤ+llヤープレ
−1・の前後移動手段、29はキャリヤー移動+段駆動
用モータ、30はテーブル(防滴カバー)、31はベル
ト、32はホリッンングパッド、33はベアリング機能
を有するカラー、34は被加工基板をボしている〇本実
施例に於ける要部の材料として、上面研摩板(上定盤)
12及び下面研摩板(下足盤)16には例えばステンレ
ス等の耐スラリー性を有する金属若しくはアルミナセラ
ミックスが用いられ、千ヤリャープレートには例えばグ
ラスファイバー繊維入りエポキシ&l脂(カラスエポキ
シ少が、又ポリッシングパッドにはポリウレタン布等が
用いられる。
第4図(イ1.(向は上記実施例の要部ζこついて更に
詳しく示したもので、図中12は上面研摩板(上定盤)
、13は同回転軸、16は下面研摩板(下定盤)、17
は同回転軸、27はキャリヤープレート、28a、28
bはキャリヤープレート移動手段、30はテーブル、3
2はポリ、シングバッド、34は被加工基板、35はス
ラリー注入孔、it、。
R2は@厚板回転方向矢印し、m(・まキャリヤープレ
ート移動方向矢印し、Pは加圧方向矢印しを示す。即ち
上面研屋板12と下面tut摩板16の回転は逆方向で
δ5る。この回転数は必らすしも等しくなくても良く、
例えは−万の研摩板の回転数な上げればCれに対する被
加工基板面がより多く研摩される。ぞして上面研摩板1
2と下面研摩板16には矢印Pで示したように被加工基
板34を挾む方向に所望の加重が加えられる。この加重
の大きさは被加工基板面の仕上げの程度を考慮して決め
られる。
又キャリヤープレート27は前記回動1抽にリンクされ
た移動手段28a 、211jbの爪に引っかけられて
テーブル30上をスライドして例えば矢印mに示す直線
方向に往復移動する。この移動速度は被ωf摩面の仕上
り状態を見て決められる。又この移動方向は前後、左右
の直線方向に限らず、円弧状の往復運動であっても良い
そして被加工基板34は該キャリヤープレート27のガ
イド穴36σこ挿入されテーブル307mに沿って摺動
する。この際被加工基板34は回転1−るポリッシング
パッド(研摩板に固着されている]32との摩擦によっ
て自転する。この自転の回転数は被加工基板が内接する
円周と被加工基板の円周との比率によって法談り、例え
は研摩板の回転数をN、被加工基板が内接する円周2π
rIn被加工基板の円周2πr2+自転の効率0.5と
すると自お上面研摩板と下面研摩板が偏心していない場
合には自転は生じない。
第5図(イ)乃至(詞は上記実施例の装置の動作を示し
たものである。即ち先ず第5図(イ)に示すよろに上面
ω1厚板12及び下面研摩板16の回転が停止で示すよ
うに引出されているキャリヤープレート27の基板ガイ
ド孔36に仮加工基板(例えばシリコン基板934をセ
ットする。このセットは図ン 示しf4いハイドラ−等ζこよって行われる。(30は
デープル、32はポリッシングパッド)次いで第5図(
01lこ示すように\前肥千ヤリャープレート移動手段
(図示せす月こより矢印Pu5hの方向にキャリヤープ
レート27が押込まれ、上面ωF厚板12が下向し更に
上面研摩板12と下面研り板16の間に前記加圧手段に
より所定の圧力Pが加えられ、且つ上面研摩板12と下
面研摩板16が互に逆のR,、R,の方″向lこPfr
足の回転数で回転せしめられる。なお上面研摩板12と
下面研摩板16が回転している状態に於ては、図示して
ないが谷研摩板の回転軸の中心に設けられた孔から仮加
工基板面に向って絶えずスラリー(研摩剤]が送込まれ
る。
次いで第5図1/jに示すように回転する下面研摩板1
2と下面QF摩板16との間にポリッシングパッド32
を弁して所定の圧力Pで私込まItている被加工基板3
4を、図示しない移動手段により往復移動するキャリヤ
ープレート27により、rjt定の速度で例えば前後方
向に研摩板の重なり合っている領域内を所定の距離反復
移動せしめながらその両面をボリッンングする。この前
後方向の移動が前述した従来のポリッシング装置に於け
る公転運動lこ相当する。又この際前述したように被加
工基板34はポリッシングパッド32との間の摩擦力に
よって自転運動をする。
所定の時間即ち所定の厚さのボ’I yソングが完了し
Jこならば第5図Pに示すように、上面研摩板12及び
下面研摩板16の回転を停止し、上面研摩板12の矢印
UPrこ示ずようlこ上昇し、図示し1 ないキャリヤープレート移動手段により矢印択演の示す
ようにキャリヤープレート27が引出され1こl”Lに
伴って被加工基也34が上面研摩板」2σ)下部から引
出される。そして以後該両面ポリッシングを蔽りた仏〃
■工基板34は真空チャック或(・はベルヌーイチャッ
ク等を具備した/1ンドラーにより自動洗浄装置等に運
はれる。
なお上d己実施例の1If11面がリツンング装uii
こより、片((+l12〔μ訃/ m i n ′11
度の光分インライン化が可能な研摩速度がイυられ、且
つ被加工基板面全域にわたって0.2〜0.3(μ、)
程度以内の高ωF早ざ3度がイ0られている。
本発明の両面ポリッシング装置に於ては上頗災施例のよ
うに上下面研摩板を偏IL?させず、これらを同心に配
設しても扱い。但しこの場合被加工基板が自転しないの
で均一ポリッシング性に於て上記実施例よりも多少不利
になる。
上d己笑確例により説明した、本発明の円匍ボリッシン
ク装置に於ては、例えば130 〔rtr・+q’]瞥
1里の被加工基板を処理する場合研摩板の直伎は300
〜400 [Itl1ll:]程度あれは充分であり、
装置全体の配設スペースが従来lこ比べ大幅に躬6小さ
2%る。又被加工基板の押入、取出しくロート、アン0
−1つは研摩板の外でハンドラー等【こより容易イこイ
1うCとができる。そして前述(7たように光分運いI
IJI 岸迷度と高研屡精度が得り孔る。
これらの点から本発明の装置を用いることにより、両面
ポリッシング工程の自動化、インライン化が0]能にな
る。
従って本発明は、例えば牛尋体装置の表造品質や製遺夛
留まりを向上安定化させ、且つ攻遺費用(It) iQ
減、夷造手番の短縮乞図る上に極めてイ1幼である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の両面ボ’I yシング装値の根式断面図
、第2図は本発明の両面ポリッシンク装該の一実施例に
於ける装置全体の主要構成を示す上面模式図(イ+、A
−A矢視断面模式図(o+、B−B矢視断面模式図−、
第3図は同笑施例に於ける要部を示す上面模式図1イ1
及びA−A矢視断面模式図を口)第4図(イl乃至日は
同支雇例の妓匝の動作説明図である。 図に於て、12は上面研摩板(上定盤)、13は上面研
厚板回転−116は下面研摩板(下足故人17は下面研
摩根回転着、27はキャリヤープレート、28a、28
bはキャリヤープレート5動手段、30はテーブル、3
2はホ11ノンンクバツド134は仮ガ1工恭根、3;
5はスジ11−注入孔、R,。 ′fL2はNf 厚板回転方向矢印し、mはキャリヤー
プレート0劾方向矢印し、Pは〃1圧方向矢印しを示−
1−、、 湊; 回

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 平行に対向して配設され、相互に圧政する手段を具備し
    且つ偏心若しくは同心の軸を中心にして互いに逆方向に
    回転する平板状の上面研摩板と下面研Jダ板よりなる研
    摩手段と、加圧が解除されている該上面1df殿板と下
    面研摩板の間に被加工基板を誘ヰし、加圧され且つ回転
    している該上面仙厚板と下面研厚板の間で被加工基板を
    往復κス運動ぜしめ17IO圧の解除さ孔た該上面1θ
    ↑J喰板と下’iliii研摩板の間から被加工基板を
    引出す一連の操作を一旦して行う根加工基板以下のJ!
    ’Jさの基板移動手段とを共働してなることを特徴とす
    る両面ポリッシング装置。
JP58178469A 1983-09-27 1983-09-27 両面ポリッシング装置 Pending JPS6071159A (ja)

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JP58178469A JPS6071159A (ja) 1983-09-27 1983-09-27 両面ポリッシング装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03117560A (ja) * 1989-09-29 1991-05-20 Hamai Sangyo Kk 両面同時研磨装置
JPH06206159A (ja) * 1993-01-12 1994-07-26 Joichi Takada 研磨装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5565069A (en) * 1978-10-30 1980-05-16 Shibayama Kikai Kk Carrier system in both surfaces lapping machine and fine grinding machine

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