JPH0317622B2 - - Google Patents
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- JPH0317622B2 JPH0317622B2 JP61205759A JP20575986A JPH0317622B2 JP H0317622 B2 JPH0317622 B2 JP H0317622B2 JP 61205759 A JP61205759 A JP 61205759A JP 20575986 A JP20575986 A JP 20575986A JP H0317622 B2 JPH0317622 B2 JP H0317622B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- polishing
- polished
- parallelism
- spherical
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、例えば半導体ウエーハを鏡面研摩す
るための研摩装置に係り、特にこれの定盤とプレ
ートの平行度を高く保つ平行度維持機構を設けた
研摩装置及び該平行度維持機構の作動抵抗の低減
を図つた研摩装置に関する。
るための研摩装置に係り、特にこれの定盤とプレ
ートの平行度を高く保つ平行度維持機構を設けた
研摩装置及び該平行度維持機構の作動抵抗の低減
を図つた研摩装置に関する。
（従来の技術）
第８図に研摩装置による研摩の原理図を示す
が、例えば半導体ウエーハＷはプレート１０４の
下面にマウンテイング材、ワツクス１２１等を介
して接着され、その下面を所定の速度で水平旋回
する定盤１０１上に貼設された研摩布（クロス）
１０２上に所定の力Ｐで押圧され、ノズル１２２
からの研摩剤１２３の供給を受けて上記研摩布１
０２との間に相対滑りを生じて当該半導体ウエー
ハＷの下面が鏡面研摩される。
が、例えば半導体ウエーハＷはプレート１０４の
下面にマウンテイング材、ワツクス１２１等を介
して接着され、その下面を所定の速度で水平旋回
する定盤１０１上に貼設された研摩布（クロス）
１０２上に所定の力Ｐで押圧され、ノズル１２２
からの研摩剤１２３の供給を受けて上記研摩布１
０２との間に相対滑りを生じて当該半導体ウエー
ハＷの下面が鏡面研摩される。
ところで、近年の半導体デバイスの高集積化等
に伴い、半導体ウエーハの被研摩物には高平行度
及び高平担度が要求されるが、この要求を満たす
ためには研摩中において前記定盤１０１とプレー
ト１０４との平行が保たれなければならない。
に伴い、半導体ウエーハの被研摩物には高平行度
及び高平担度が要求されるが、この要求を満たす
ためには研摩中において前記定盤１０１とプレー
ト１０４との平行が保たれなければならない。
第９図乃至第１２図に定盤とプレートとの平行
を保つ各種機構の説明図を示す。即ち、第９図に
示すものは機械的固定方式であつて、これはプレ
ート２０４に一体に取付けられた軸２０３を軸受
２０３にて回転自在に支承し、プレート２０４の
振れを防ぐようにしたものである。又、第１０図
に示すものは、プレート追随方式であつて、これ
は３０３とプレート３０４との間に軸受３３０を
介在させてプレート３０４を定盤３０１の傾斜に
沿つて追随させるようにしたものである。更に、
第１１図に示すものはピボツト軸受方式であつ
て、これはビボツト軸４３０を介してプレート４
０４を軸４０３に対して傾動自在に支持し、該プ
レート４０４の作動中心０の位置を下げたもので
ある。（例えば、特開昭55−86120号、同57−
20436号、同60−80558号公報参照）。更に又、第
１２図に示すものは外周保持方式であつて、これ
は図示の如くプレート５０４の外周を回転自在な
ローラ５４０，５４０に保持するものである。
尚、第１２図ａは研摩装置の平面図、同図ｂは同
研摩装置の側面図であり、図中５０１は図示矢印
方向に回転する定盤である。
を保つ各種機構の説明図を示す。即ち、第９図に
示すものは機械的固定方式であつて、これはプレ
ート２０４に一体に取付けられた軸２０３を軸受
２０３にて回転自在に支承し、プレート２０４の
振れを防ぐようにしたものである。又、第１０図
に示すものは、プレート追随方式であつて、これ
は３０３とプレート３０４との間に軸受３３０を
介在させてプレート３０４を定盤３０１の傾斜に
沿つて追随させるようにしたものである。更に、
第１１図に示すものはピボツト軸受方式であつ
て、これはビボツト軸４３０を介してプレート４
０４を軸４０３に対して傾動自在に支持し、該プ
レート４０４の作動中心０の位置を下げたもので
ある。（例えば、特開昭55−86120号、同57−
20436号、同60−80558号公報参照）。更に又、第
１２図に示すものは外周保持方式であつて、これ
は図示の如くプレート５０４の外周を回転自在な
ローラ５４０，５４０に保持するものである。
尚、第１２図ａは研摩装置の平面図、同図ｂは同
研摩装置の側面図であり、図中５０１は図示矢印
方向に回転する定盤である。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記従来の各種方式による平行
度維持機構には各々次のような問題点がある。即
ち第９図に示す機械的固定方式によるものにあつ
ては、高精度の研摩機が必要である上、軸２０３
の傾斜、定盤２０１の面振れ等が発生した場合に
は平行が維持できず、第１０図に示すプレート追
随方式にあつては、軸受３３０の作用中心が研摩
面上にあるため、研摩面に作用する摩擦力によつ
て定盤３０１とプレート３０４との平行が維持さ
れず、従つて、被研摩物を保持するマウンテイン
グ材（図示せず）及び定盤３０１上に貼設される
研摩布（図示せず）に加わる圧縮力の分布が不均
一となつてこれらマウンテイング材及び研摩布が
不均一な変形をするため、高平行度、高平坦度の
半導体ウエーハを得ることができないという問題
がある。又、第１１図に示すピボツト軸受方式に
あつては、プレート４０４の中心部が変形してこ
れらの平担度が維持できないばかりか、該プレー
ト４０４に高荷重を加えることができなという問
題があり、第１２図に示す外周保持方式にあつて
は、プレート５０４の径が小さい場合には適用が
困難であり、油圧シリンダ等でプレート５０４を
強制加圧した状態で研摩することができないとい
う問題がある。
度維持機構には各々次のような問題点がある。即
ち第９図に示す機械的固定方式によるものにあつ
ては、高精度の研摩機が必要である上、軸２０３
の傾斜、定盤２０１の面振れ等が発生した場合に
は平行が維持できず、第１０図に示すプレート追
随方式にあつては、軸受３３０の作用中心が研摩
面上にあるため、研摩面に作用する摩擦力によつ
て定盤３０１とプレート３０４との平行が維持さ
れず、従つて、被研摩物を保持するマウンテイン
グ材（図示せず）及び定盤３０１上に貼設される
研摩布（図示せず）に加わる圧縮力の分布が不均
一となつてこれらマウンテイング材及び研摩布が
不均一な変形をするため、高平行度、高平坦度の
半導体ウエーハを得ることができないという問題
がある。又、第１１図に示すピボツト軸受方式に
あつては、プレート４０４の中心部が変形してこ
れらの平担度が維持できないばかりか、該プレー
ト４０４に高荷重を加えることができなという問
題があり、第１２図に示す外周保持方式にあつて
は、プレート５０４の径が小さい場合には適用が
困難であり、油圧シリンダ等でプレート５０４を
強制加圧した状態で研摩することができないとい
う問題がある。
本発明は上記従来の問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、研摩面に摩擦力が作用
してもプレートと定盤の平行を厳密に保ち、高平
行度及び高平担度の研摩加工を実施することがで
きる研摩装置を提供するにある。
で、その目的とする処は、研摩面に摩擦力が作用
してもプレートと定盤の平行を厳密に保ち、高平
行度及び高平担度の研摩加工を実施することがで
きる研摩装置を提供するにある。
（問題点を解決するための手段）
上記目的を達成すべく、本発明は、傾動自在な
プレートに保持された被研摩物を所定の力で押圧
することによつて該被研摩物表面を鏡面研摩する
ようにした研摩装置において、前記プレートを前
記定盤の上方に垂設にされる軸に平行度維持機構
を介して支持せしめ、該平行度維持機構を、その
傾動中心が前記被研摩物と研摩布との接触面上に
位置する球面軸受を含んで構成したことをその特
徴とする。
プレートに保持された被研摩物を所定の力で押圧
することによつて該被研摩物表面を鏡面研摩する
ようにした研摩装置において、前記プレートを前
記定盤の上方に垂設にされる軸に平行度維持機構
を介して支持せしめ、該平行度維持機構を、その
傾動中心が前記被研摩物と研摩布との接触面上に
位置する球面軸受を含んで構成したことをその特
徴とする。
（作用）
本発明によれば、プレートは平行度維持機構を
構成する球面軸受を介して軸に支持され、球面軸
受の傾動中心は被研摩物と研摩布との接触面（研
摩面）上に位置するため、被研摩物の厚さ（被研
摩物が半導体ウエーハである場合には、その厚さ
はプレートの厚さに比して無視し得る程薄い。）
を無視すれば、プレートの作動中心（傾動中心）
も研摩面上に位置することとなる。
構成する球面軸受を介して軸に支持され、球面軸
受の傾動中心は被研摩物と研摩布との接触面（研
摩面）上に位置するため、被研摩物の厚さ（被研
摩物が半導体ウエーハである場合には、その厚さ
はプレートの厚さに比して無視し得る程薄い。）
を無視すれば、プレートの作動中心（傾動中心）
も研摩面上に位置することとなる。
而して、上述のようにプレートの作動中心が研
摩面上に位置すると、研摩面上に作用する摩擦力
Ｆの作用点とプレートの作動中心間の距離Ｌが零
（Ｌ＝Ｏ）となり、摩擦力Ｆと距離Ｌとの積で表
わされるところのプレートを傾けようとするモー
メントＭが零となり（Ｍ＝Ｆ×Ｌ＝Ｏ）、研摩面
に摩擦力が作用するにも拘らず、プレートと定盤
との平行を厳密に維持することができ、これによ
つて高平行度及び高平担度の研摩加工が可能とな
る。
摩面上に位置すると、研摩面上に作用する摩擦力
Ｆの作用点とプレートの作動中心間の距離Ｌが零
（Ｌ＝Ｏ）となり、摩擦力Ｆと距離Ｌとの積で表
わされるところのプレートを傾けようとするモー
メントＭが零となり（Ｍ＝Ｆ×Ｌ＝Ｏ）、研摩面
に摩擦力が作用するにも拘らず、プレートと定盤
との平行を厳密に維持することができ、これによ
つて高平行度及び高平担度の研摩加工が可能とな
る。
尚、球面軸受の傾動中心を被研摩物と研摩布と
の接触面（研摩面）上に位置せしめる具体的な手
段としては、該球面軸受を、その曲率中心が研摩
面上に位置する凹凸球面かる成る凹凸面座を含ん
で構成することが考えられる。
の接触面（研摩面）上に位置せしめる具体的な手
段としては、該球面軸受を、その曲率中心が研摩
面上に位置する凹凸球面かる成る凹凸面座を含ん
で構成することが考えられる。
（実施例）
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。
明する。
第１図は本発明に係る研摩装置の縦断面図であ
り、同図において１は円板上の定盤であつて、こ
れは不図示の駆動装置によつてその中心軸周りに
水平に回転駆動され、その上面には適度の弾性を
有する研摩布（クロス）２が貼設されている。
又、この定盤１の外周部の上方には軸３が垂設さ
れており、該軸３の下端部には平行度維持機構１
０を介して円板状のプレート４が軸３に対して傾
動自在に取付けられている。尚、このプレート４
はステンレス鋼（SUS）、セラミツク等の剛性の
高い材料にて構成され、これには多数の小孔４ａ
…が穿設されている。又、前記軸３は中空状であ
つて、これの中心部に貫設された孔３ａは図示の
如く真空ポンプ５に連通されており、該孔３ａの
端部は前記平行度維持機構１０とプレート４とで
囲まれて形成される空間Ｓ内に開口している。そ
して、プレート４の下面には被研摩物である薄板
状の半導体ウエーハＷが後述の手段によつて吸着
されており、該半導体ウエーハＷは所定の力Ｐに
て研摩布２上に押圧されている。
り、同図において１は円板上の定盤であつて、こ
れは不図示の駆動装置によつてその中心軸周りに
水平に回転駆動され、その上面には適度の弾性を
有する研摩布（クロス）２が貼設されている。
又、この定盤１の外周部の上方には軸３が垂設さ
れており、該軸３の下端部には平行度維持機構１
０を介して円板状のプレート４が軸３に対して傾
動自在に取付けられている。尚、このプレート４
はステンレス鋼（SUS）、セラミツク等の剛性の
高い材料にて構成され、これには多数の小孔４ａ
…が穿設されている。又、前記軸３は中空状であ
つて、これの中心部に貫設された孔３ａは図示の
如く真空ポンプ５に連通されており、該孔３ａの
端部は前記平行度維持機構１０とプレート４とで
囲まれて形成される空間Ｓ内に開口している。そ
して、プレート４の下面には被研摩物である薄板
状の半導体ウエーハＷが後述の手段によつて吸着
されており、該半導体ウエーハＷは所定の力Ｐに
て研摩布２上に押圧されている。
ところで、前記平行度維持機構１０はプレート
４の作動中心Ｏを半導体ウエーハＷと研摩布２と
の接触面、即ち研摩面ｆ上に位置せしめるもので
あつて、具体的には球面軸受にて構成されてい
る。この球面軸受は部材１１と部材１２とをボル
ト１３…にて組付一体化して成るブロツク１４
と、該ブロツク１４に球面接触するブロツク１５
とで構成され、ブロツク１４はボールベアリング
１６を介して軸３の外周に回転自在に取付られて
いる。又、他方のブロツク１５の上部には、その
曲率中心が研摩面ｆ上に位置する半径ｒの球面座
１５ａが形成され、該球面座１５ａはブロツク１
４の下面に形成された当該球面座１５ａと同一曲
率中心及び同一半径ｒを有する球状凹面座１４ａ
に滑り接触している。従つて、球面座１５ａと球
状凹面座１４ａとで構成される球面軸受の傾動中
心は研摩面ｆ上に位置することとなる。そして、
このブロツク１５の下部には前記プレート４がボ
ルト１７…にて該ブロツク１５に締結された支持
部材１８を介して取付支持されており、該ブロツ
ク１５の下面には前記空間Ｓに連通する複数の環
状溝１９…が同芯状に形成されている。尚、図
中、２０はオイルシールである。
４の作動中心Ｏを半導体ウエーハＷと研摩布２と
の接触面、即ち研摩面ｆ上に位置せしめるもので
あつて、具体的には球面軸受にて構成されてい
る。この球面軸受は部材１１と部材１２とをボル
ト１３…にて組付一体化して成るブロツク１４
と、該ブロツク１４に球面接触するブロツク１５
とで構成され、ブロツク１４はボールベアリング
１６を介して軸３の外周に回転自在に取付られて
いる。又、他方のブロツク１５の上部には、その
曲率中心が研摩面ｆ上に位置する半径ｒの球面座
１５ａが形成され、該球面座１５ａはブロツク１
４の下面に形成された当該球面座１５ａと同一曲
率中心及び同一半径ｒを有する球状凹面座１４ａ
に滑り接触している。従つて、球面座１５ａと球
状凹面座１４ａとで構成される球面軸受の傾動中
心は研摩面ｆ上に位置することとなる。そして、
このブロツク１５の下部には前記プレート４がボ
ルト１７…にて該ブロツク１５に締結された支持
部材１８を介して取付支持されており、該ブロツ
ク１５の下面には前記空間Ｓに連通する複数の環
状溝１９…が同芯状に形成されている。尚、図
中、２０はオイルシールである。
次に本研摩装置の作用を説明する。
薄板状の半導体ウエーハＷはプレート４に穿設
された小孔４ａ…、空間Ｓ、軸３内の孔３ａを経
て真空ポンプ５によつて引かれる負圧によつてプ
レート４の下面に吸着される。
された小孔４ａ…、空間Ｓ、軸３内の孔３ａを経
て真空ポンプ５によつて引かれる負圧によつてプ
レート４の下面に吸着される。
一方、定盤１は不図示の駆動機構によつてその
中心軸の回りに一定速度で水平に回転駆動されて
おり、上記半導体ウエーハＷは該定盤１上に貼設
された研摩布２上面に所定の力Ｐにて押圧され
る。すると、半導体ウエーハＷと研摩布２との間
には相対滑りが生じ、この滑りによつて半導体ウ
エーハＷは不図示のノズルからの研摩剤の供給を
受けながら研摩布２によつて鏡面研摩され、研摩
面ｆには摩擦力Ｆが発生する。尚、定盤１上の半
径方向の周速度の相違によつて半導体ウエーハ
Ｗ、プレート４及び平行度維持機構１０はボール
ベアリング１６を介して軸３の周りを回転する。
中心軸の回りに一定速度で水平に回転駆動されて
おり、上記半導体ウエーハＷは該定盤１上に貼設
された研摩布２上面に所定の力Ｐにて押圧され
る。すると、半導体ウエーハＷと研摩布２との間
には相対滑りが生じ、この滑りによつて半導体ウ
エーハＷは不図示のノズルからの研摩剤の供給を
受けながら研摩布２によつて鏡面研摩され、研摩
面ｆには摩擦力Ｆが発生する。尚、定盤１上の半
径方向の周速度の相違によつて半導体ウエーハ
Ｗ、プレート４及び平行度維持機構１０はボール
ベアリング１６を介して軸３の周りを回転する。
ところで、プレート４は球面軸受にて構成され
る平行度維持機構１０を介して軸３に対して傾動
自在に支持されるため、該プレート４は定盤１の
傾斜に追随して傾く。尚、実際には平行度維持機
構１０の球面座１５ａと球面凹面座１４ａ間には
潤滑油による油膜が形成されており、プレート４
の傾動は極めて円滑になされる。このとき、プレ
ート４は平行度維持機構を構成する球面軸受を介
して軸３に支持され、球面軸受の傾動中心には研
摩面ｆ上に位置するため、半導体ウエーハＷの厚
さを無視すれば、プレート４の作動中心Ｏも研摩
面ｆに位置することとなるため、研摩面ｆ上に作
用する摩擦力Ｆの作用点とプレート４の作動中心
Ｏとが一致し、両者間の距離Ｌが零（Ｌ＝０）と
なり、摩擦力Ｆと距離Ｌとの積で表わされるとこ
ろのプレート４を傾けようとするモーメントＭが
零となり（Ｍ＝Ｆ×０）、研摩面ｆに摩擦力Ｆが
作用するにも拘らず、プレート４と定盤１との平
行を厳密に維持することができ、被研摩物たる半
導体ウエーハＷに対する高平行度及び高平担度の
研摩加工が可能となる。尚、プレート４の作動中
心０には荷重Ｐと摩擦力Ｆの合力Ｑが図示矢印方
向に作用する。
る平行度維持機構１０を介して軸３に対して傾動
自在に支持されるため、該プレート４は定盤１の
傾斜に追随して傾く。尚、実際には平行度維持機
構１０の球面座１５ａと球面凹面座１４ａ間には
潤滑油による油膜が形成されており、プレート４
の傾動は極めて円滑になされる。このとき、プレ
ート４は平行度維持機構を構成する球面軸受を介
して軸３に支持され、球面軸受の傾動中心には研
摩面ｆ上に位置するため、半導体ウエーハＷの厚
さを無視すれば、プレート４の作動中心Ｏも研摩
面ｆに位置することとなるため、研摩面ｆ上に作
用する摩擦力Ｆの作用点とプレート４の作動中心
Ｏとが一致し、両者間の距離Ｌが零（Ｌ＝０）と
なり、摩擦力Ｆと距離Ｌとの積で表わされるとこ
ろのプレート４を傾けようとするモーメントＭが
零となり（Ｍ＝Ｆ×０）、研摩面ｆに摩擦力Ｆが
作用するにも拘らず、プレート４と定盤１との平
行を厳密に維持することができ、被研摩物たる半
導体ウエーハＷに対する高平行度及び高平担度の
研摩加工が可能となる。尚、プレート４の作動中
心０には荷重Ｐと摩擦力Ｆの合力Ｑが図示矢印方
向に作用する。
第２図に以上説明した本発明に係る研摩装置に
研摩された半導体ウエーハＷ表面の平坦度の実測
結果を、従来装置にて研摩した場合の実測結果と
の比較において示す。尚、第２図ａは半導体ウエ
ーハＷのｘ−ｘ方向の実測結果を、同図ｂはＹ−
Ｙ方向の実測結果をそれぞれ示し、図中、実線ａ
は本発明装置にて研摩した場合、破線ｂは第１０
図に示すプレート追随方式を採用する従来装置に
て研摩した場合、鎖線ｃは第１１図に示すピボツ
ト軸受方式を採用する従来装置にて研摩した場合
の実測結果をそれぞれ示す。又、実測は荷重370
ｇ／cm2、定盤の回転数40rpmの条件の下に行なわ
れ、半導体ウエーハＷのプレートへの接着法とし
てはワツクスレス法が用いられた。
研摩された半導体ウエーハＷ表面の平坦度の実測
結果を、従来装置にて研摩した場合の実測結果と
の比較において示す。尚、第２図ａは半導体ウエ
ーハＷのｘ−ｘ方向の実測結果を、同図ｂはＹ−
Ｙ方向の実測結果をそれぞれ示し、図中、実線ａ
は本発明装置にて研摩した場合、破線ｂは第１０
図に示すプレート追随方式を採用する従来装置に
て研摩した場合、鎖線ｃは第１１図に示すピボツ
ト軸受方式を採用する従来装置にて研摩した場合
の実測結果をそれぞれ示す。又、実測は荷重370
ｇ／cm2、定盤の回転数40rpmの条件の下に行なわ
れ、半導体ウエーハＷのプレートへの接着法とし
てはワツクスレス法が用いられた。
第２図に示す結果より明らかな如く本発明装置
によれば、半導体ウエーハＷの平坦度をその全面
に亘つて極めて高く保つことができる。
によれば、半導体ウエーハＷの平坦度をその全面
に亘つて極めて高く保つことができる。
次に本発明の変更実施例を第３図に示す。尚、
第３図において第１図にて示したと同一要素には
同一符号を付し、それらについての説明は省略す
る。
第３図において第１図にて示したと同一要素には
同一符号を付し、それらについての説明は省略す
る。
本変更実施例においては、平行度維持機構１０
を構成する球面軸受のブロツク１４，１５の凹凸
面座１４ａ，１５ａ間にゴム等を素材とする環状
の軟質弾性体２１（具体的にはＯリング）を介在
させている。即ち、ブロツク１５の球面座１５ａ
の表面には環状の凹溝１５ｂが形成され、該凹溝
１５ｂ内に上記軟質弾性体２１が嵌設されてい
る。尚、軟質弾性体２１の硬度としては、凹凸面
座１４ａ，１５ａ同志が直接金属接触しない程度
に変形する値が好ましい。
を構成する球面軸受のブロツク１４，１５の凹凸
面座１４ａ，１５ａ間にゴム等を素材とする環状
の軟質弾性体２１（具体的にはＯリング）を介在
させている。即ち、ブロツク１５の球面座１５ａ
の表面には環状の凹溝１５ｂが形成され、該凹溝
１５ｂ内に上記軟質弾性体２１が嵌設されてい
る。尚、軟質弾性体２１の硬度としては、凹凸面
座１４ａ，１５ａ同志が直接金属接触しない程度
に変形する値が好ましい。
而して、上記軟質弾性体２１を設けることによ
つて平行度維持機構１０を構成する球面軸受の作
動抵抗を著しく抵減することができるが、これは
次の理由による。即ち、軟質弾性体２１に加わる
力Ｒと変位ｌとは第４図の直線ｄにて示す如く、
比例関係にあり、球面軸受を構成するブロツク１
４，１５の凹凸面座１４ａ，１５ａの間の必要摺
動距離は実際には非常に僅かである。従つて、第
４図に示す如く或る変位lo、或る力Roで平衡を
保つている軟質弾性体２１を更にΔlだけ変位さ
せる必要な力はΔRである。上述の如く球面軸受
を構成するブロツク１４，１５の凹凸面座１４
ａ，１５ａ間の必要摺動距離は実際には非常に僅
かであることから、この凹凸面座１４ａ，１５ａ
間に介設される軟質弾性体２１の変位Δlは殆ん
ど零となり（Δl＝０）、この変位Δlに比例する力
ΔRも殆んど零となつて（ΔR＝０）、結果的にこ
の力ΔRに相当する球面軸受の作動抵抗が著しく
低減することとなる。
つて平行度維持機構１０を構成する球面軸受の作
動抵抗を著しく抵減することができるが、これは
次の理由による。即ち、軟質弾性体２１に加わる
力Ｒと変位ｌとは第４図の直線ｄにて示す如く、
比例関係にあり、球面軸受を構成するブロツク１
４，１５の凹凸面座１４ａ，１５ａの間の必要摺
動距離は実際には非常に僅かである。従つて、第
４図に示す如く或る変位lo、或る力Roで平衡を
保つている軟質弾性体２１を更にΔlだけ変位さ
せる必要な力はΔRである。上述の如く球面軸受
を構成するブロツク１４，１５の凹凸面座１４
ａ，１５ａ間の必要摺動距離は実際には非常に僅
かであることから、この凹凸面座１４ａ，１５ａ
間に介設される軟質弾性体２１の変位Δlは殆ん
ど零となり（Δl＝０）、この変位Δlに比例する力
ΔRも殆んど零となつて（ΔR＝０）、結果的にこ
の力ΔRに相当する球面軸受の作動抵抗が著しく
低減することとなる。
次に軟質弾性体として一般に市販されているＯ
リングを使用した研摩装置（以下、弾性体介在型
装置と称す）と使用しない装置（以下、摺動型装
置と称す）に対して行なつた種々の試験結果を以
下に示す。
リングを使用した研摩装置（以下、弾性体介在型
装置と称す）と使用しない装置（以下、摺動型装
置と称す）に対して行なつた種々の試験結果を以
下に示す。
先ず、球面軸受の球面を手で押して該球面軸受
の作動抵抗を手の感触で把握した結果、摺動型装
置では間欠的な動きが感じられ、ひつかかり感が
あつたのに対し、弾性体介在型装置ではスムーズ
な動きが感じられた。又、次式 つれ廻り率＝プレート回転数／定盤回転数x100（％） にて定義されるつれ廻り率を両装置に対して算出
した結果、摺動型装置の値が36％であるのに対
し、弾性体介在型装置のそれは89％であつた。因
に、球面軸受が理想状態に近づく程、プレートの
回転数は定盤の回転数に近づき、上記つれ廻り率
の値は高くなる。弾性体介在型置は、Ｏリングの
使用によつて軸受の抵抗が著しく低減されるの
で、プレートの回転数が定盤の回転数に近づくの
である。
の作動抵抗を手の感触で把握した結果、摺動型装
置では間欠的な動きが感じられ、ひつかかり感が
あつたのに対し、弾性体介在型装置ではスムーズ
な動きが感じられた。又、次式 つれ廻り率＝プレート回転数／定盤回転数x100（％） にて定義されるつれ廻り率を両装置に対して算出
した結果、摺動型装置の値が36％であるのに対
し、弾性体介在型装置のそれは89％であつた。因
に、球面軸受が理想状態に近づく程、プレートの
回転数は定盤の回転数に近づき、上記つれ廻り率
の値は高くなる。弾性体介在型置は、Ｏリングの
使用によつて軸受の抵抗が著しく低減されるの
で、プレートの回転数が定盤の回転数に近づくの
である。
つれ廻り率が低くなると、面精度が悪化し、半
導体ウエーハは中心が凸の球面になる場合があ
る。従つて、軸受抵抗を下げてつれ廻り率を高め
るのは、半導体ウエーハの研摩代を均一化するの
に効果がある。
導体ウエーハは中心が凸の球面になる場合があ
る。従つて、軸受抵抗を下げてつれ廻り率を高め
るのは、半導体ウエーハの研摩代を均一化するの
に効果がある。
軸受の抵抗低下に伴う半導体ウエーハ面の研摩
代の均一化についてのもう一つの効果について説
明する。
代の均一化についてのもう一つの効果について説
明する。
理想的な状態では定盤とプレートは平行で密着
しているが、定盤の上に貼設された研摩布（クロ
ス）が定盤に均一に貼設されなかつたり、研摩布
自身が厚さに不均一があつたり、或は研摩作業の
進行により底部が摩耗した等の理由で、プレート
が定盤に対して部分的に密着せず、平行度を失う
場合が生ずる。斯かる状態は、プレートへの研摩
軸からの荷重域はプレート自身の自重で解消させ
る等であるが、摺動型装置ではその摺動面の摩擦
のため迅速な姿勢調整が困難であり、しばしば半
導体ウエーハの研摩代の不均一性をもたらす。
しているが、定盤の上に貼設された研摩布（クロ
ス）が定盤に均一に貼設されなかつたり、研摩布
自身が厚さに不均一があつたり、或は研摩作業の
進行により底部が摩耗した等の理由で、プレート
が定盤に対して部分的に密着せず、平行度を失う
場合が生ずる。斯かる状態は、プレートへの研摩
軸からの荷重域はプレート自身の自重で解消させ
る等であるが、摺動型装置ではその摺動面の摩擦
のため迅速な姿勢調整が困難であり、しばしば半
導体ウエーハの研摩代の不均一性をもたらす。
しかしながら、前述のように弾性体介在型装置
において、例えばＯリングを使用した場合には軸
受の抵抗が著しく低減するので、上記プレートの
姿勢調整は極めて迅速に行われ、常にプレートは
定盤の多少の凹凸にも拘らずこれに密着し、定盤
へのプレートの平行性は安全に保持される。その
結果、半導体ウエーハの研摩代の均一性は著しく
向上する。一方、摺動型装置の場合では、半導体
ウエーハの研摩代がその直径の一方で5μｍに対
し、他方で15μｍとなるような偏つた研摩が行わ
れる場合もある。
において、例えばＯリングを使用した場合には軸
受の抵抗が著しく低減するので、上記プレートの
姿勢調整は極めて迅速に行われ、常にプレートは
定盤の多少の凹凸にも拘らずこれに密着し、定盤
へのプレートの平行性は安全に保持される。その
結果、半導体ウエーハの研摩代の均一性は著しく
向上する。一方、摺動型装置の場合では、半導体
ウエーハの研摩代がその直径の一方で5μｍに対
し、他方で15μｍとなるような偏つた研摩が行わ
れる場合もある。
第５図において、ｉ，ｊは弾性体介在型装置、
ｇ，ｈは摺動型装置でＯリングのような弾性体が
ない場合の半導体ウエーハの研摩代の実測値を示
す。
ｇ，ｈは摺動型装置でＯリングのような弾性体が
ない場合の半導体ウエーハの研摩代の実測値を示
す。
尚、本発明は第６図に示すように死荷重W0を
印加する方式の研摩装置に対しても適用し得る。
又、球面軸受はその加工が困難であること、該球
面軸受の作動距離は実際には非常に僅かであるこ
とに鑑み、前記平行度維持機構１０を第７図に示
す如き互いに嵌合する円錐凹面３０ａ、円錐凸面
３０ｂにて構成される円錐軸受３０にて構成し、
該円錐軸受３０の上記円錐凹凸面３０ａ，３０ｂ
間に軟質弾性体２１を介在させてもよい。更に、
以上は被研摩物として特に半導体ウエーハを取り
上げたが、本発明装置はその他任意の被研摩物を
加工する装置に対して適用し得ることは勿論であ
る。
印加する方式の研摩装置に対しても適用し得る。
又、球面軸受はその加工が困難であること、該球
面軸受の作動距離は実際には非常に僅かであるこ
とに鑑み、前記平行度維持機構１０を第７図に示
す如き互いに嵌合する円錐凹面３０ａ、円錐凸面
３０ｂにて構成される円錐軸受３０にて構成し、
該円錐軸受３０の上記円錐凹凸面３０ａ，３０ｂ
間に軟質弾性体２１を介在させてもよい。更に、
以上は被研摩物として特に半導体ウエーハを取り
上げたが、本発明装置はその他任意の被研摩物を
加工する装置に対して適用し得ることは勿論であ
る。
（発明の効果）
以上の説明で明らかな如く本発明によれば、研
摩装置のプレートの作動中心を研摩面上に位置せ
しめる平行度維持機構を設けたため、該プレート
を傾けようとするモーメントを常に零とすること
ができ、研摩面に摩擦力が作用するにも拘らず、
プレートと定盤との平行を厳密に維持することが
でき、これによつて高平行度及び高平坦度の研摩
加工が可能となるという効果が得られる。
摩装置のプレートの作動中心を研摩面上に位置せ
しめる平行度維持機構を設けたため、該プレート
を傾けようとするモーメントを常に零とすること
ができ、研摩面に摩擦力が作用するにも拘らず、
プレートと定盤との平行を厳密に維持することが
でき、これによつて高平行度及び高平坦度の研摩
加工が可能となるという効果が得られる。
第１図は本発明に係る研摩装置の縦断面図、第
２図は同研摩装置にて研摩された半導体ウエーハ
表面の平坦度実測結果を示すグラフ、第３図は本
発明の変更実施例に係る研摩装置の一部破断側面
図、第４図は軟質弾性体に加わる力と変位との関
係を示す図、第５図は第３図に示す研摩装置にて
研摩された半導体ウエーハの研摩代の均一性の実
測結果を示すグラフ、第６図及び第７図は本発明
の別実施例を示す縦断面図、第８図は研摩装置に
よる研摩加工の原理説明図、第９図乃至第１２図
は定盤とプレートとの平行を保つ各種機構の従来
例を示す図である。 １……定盤、２……研摩布、３……軸、４……
プレート、１０……平行度維持機構、１４，１５
……ブロツク、１４ａ……球状凹面座、１５ａ…
…球面座、２１……軟質弾性体、３０……円錐軸
受。
２図は同研摩装置にて研摩された半導体ウエーハ
表面の平坦度実測結果を示すグラフ、第３図は本
発明の変更実施例に係る研摩装置の一部破断側面
図、第４図は軟質弾性体に加わる力と変位との関
係を示す図、第５図は第３図に示す研摩装置にて
研摩された半導体ウエーハの研摩代の均一性の実
測結果を示すグラフ、第６図及び第７図は本発明
の別実施例を示す縦断面図、第８図は研摩装置に
よる研摩加工の原理説明図、第９図乃至第１２図
は定盤とプレートとの平行を保つ各種機構の従来
例を示す図である。 １……定盤、２……研摩布、３……軸、４……
プレート、１０……平行度維持機構、１４，１５
……ブロツク、１４ａ……球状凹面座、１５ａ…
…球面座、２１……軟質弾性体、３０……円錐軸
受。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 傾動自在なプレートに保持された被研摩物を
所定速度で回転する定盤上に貼設された研摩布上
に所定の力で押圧することによつて該被研摩物表
面を鏡面研摩するようにした研摩装置において、
前記プレートを前記定盤の上方に垂設される軸に
平行度維持機構を介して支持せしめ、該平行度維
持機構を、その傾動中心が前記被研摩物と研摩布
との接触面上に位置する球面軸受を含んで構成し
たことを特徴とする研摩装置。 ２ 前記球面軸受は、その曲率中心が前記被研摩
物と研摩布との接触面上に位置する凹凸球面から
成る凹凸面座を有することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の研摩装置。 ３ 前記凹凸面座の間にゴム等の軟質弾性体を介
設したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載の研摩装置。 ４ 前記軟質弾性体は、Ｏリングにて構成される
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の研
摩装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61205759A JPS6362668A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 研摩装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61205759A JPS6362668A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 研摩装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6362668A JPS6362668A (ja) | 1988-03-18 |
| JPH0317622B2 true JPH0317622B2 (ja) | 1991-03-08 |
Family
ID=16512193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61205759A Granted JPS6362668A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 研摩装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6362668A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6220606B1 (en) | 1991-11-26 | 2001-04-24 | Nippon Gasket Co., Ltd. | Metallic gasket |
| US5377451A (en) * | 1993-02-23 | 1995-01-03 | Memc Electronic Materials, Inc. | Wafer polishing apparatus and method |
| US5423558A (en) * | 1994-03-24 | 1995-06-13 | Ipec/Westech Systems, Inc. | Semiconductor wafer carrier and method |
| JP3489755B2 (ja) * | 1994-08-05 | 2004-01-26 | 日本ガスケット株式会社 | 金属製ガスケット |
| US5908530A (en) * | 1995-05-18 | 1999-06-01 | Obsidian, Inc. | Apparatus for chemical mechanical polishing |
| JP3230959B2 (ja) * | 1995-09-05 | 2001-11-19 | 日本ガスケット株式会社 | 金属ガスケット |
| JP3230966B2 (ja) * | 1995-10-09 | 2001-11-19 | 日本ガスケット株式会社 | 金属製ガスケット |
| US5791978A (en) * | 1996-11-14 | 1998-08-11 | Speedfam Corporation | Bearing assembly for wafer planarization carrier |
| US6110025A (en) * | 1997-05-07 | 2000-08-29 | Obsidian, Inc. | Containment ring for substrate carrier apparatus |
| US6116990A (en) * | 1997-07-25 | 2000-09-12 | Applied Materials, Inc. | Adjustable low profile gimbal system for chemical mechanical polishing |
| TWI238754B (en) * | 2002-11-07 | 2005-09-01 | Ebara Tech Inc | Vertically adjustable chemical mechanical polishing head having a pivot mechanism and method for use thereof |
| US7156946B2 (en) | 2003-04-28 | 2007-01-02 | Strasbaugh | Wafer carrier pivot mechanism |
| CN114770339B (zh) * | 2022-06-15 | 2022-09-06 | 沃中孚精密主轴昆山有限公司 | 一种用于镜面抛光的浮动动力抛光头及抛光方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS571653A (en) * | 1980-05-29 | 1982-01-06 | Shibayama Kikai Kk | Parallel stabilizer of surface lapping machine or polishing machine |
-
1986
- 1986-09-03 JP JP61205759A patent/JPS6362668A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6362668A (ja) | 1988-03-18 |
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Legal Events
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