JP2002011654A - 両面研磨装置からのワークの取出し方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工済みのワークの取出しを容易にする。 【解決手段】 サンギア１０およびインターナルギア１
２に噛合い係合するキャリア１４に、偏心した状態で１
つのワーク保持孔１６を設け、このワーク保持孔１６内
にキャリア１４の中心Ｚを位置させる。ワーク２５の研
磨が終了した後に、キャリア１４を公転方向の所定の位
置に位置決めし、このキャリア１４の中心部Ｚにアンロ
ーディング部２１の取出し部材２２の吸着ヘッド２３を
位置決めし、吸着ヘッド２３にワーク保持孔１６内のワ
ーク２５を吸着し、取出し部材２２を操作することによ
ってワーク２５を取り出す。キャリア１４の位置決め、
取出し部材２２の位置決め、ワーク２５の下定盤３から
の剥離が簡単となり、ワーク２５の取出しが容易とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体ウエハ、
アルミディスク等の円板状のワークを両面研磨装置のキ
ャリアから取り出すワークの取出し方法、およびその装
置に関するものである。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】半導体ウエハ、アルミデ
ィスク等の円板状のワークの上下面を研磨する両面研磨
装置には種々のタイプのものがあり、例えば、回転可能
に設けられる下定盤と、下定盤の中心部に回転可能に設
けられるサンギアと、下定盤の上方に回転可能かつ上下
動可能に設けられる上定盤と、下定盤の外周側に回転可
能に設けられるインターナルギアと、サンギアとインタ
ーナルギアとの間に噛合い係合されるとともに、ワーク
保持孔が設けられるキャリアとからなる研磨部と、研磨
部に連設されるとともに、研磨部に未加工のワークを供
給するローディング部と、研磨部に連設されるととも
に、研磨部から加工済みのワークを取り出すアンローデ
ィング部とを具えた自動機が知られている。

【０００３】そして、ローディング部の供給部材によっ
て研磨部のキャリアのワーク保持孔内にそれぞれ未加工
のワークを供給し、上定盤を下降させて上定盤と下定盤
との間でワークを挟持し、この状態で下定盤、上定盤、
サンギアおよびインターナルギアを回転させて、上下定
盤間でキャリアを公転、自転させることで、ワークの上
下面を研磨することができるものである。

【０００４】そして、研磨終了後に、キャリアを公転方
向、自転方向の定位置に位置決めするとともに、アンロ
ーディング部の取出し部材をキャリアのワーク保持孔の
中心部に位置決めし、取出し部材の吸着ヘッドにワーク
を吸着し、取出し部材を研磨部から退避させることで、
キャリアのワーク保持孔から加工済みのワークを取り出
すことができるものである。

【０００５】しかしながら、上記のような構成の両面研
磨装置にあっては、研磨終了後にキャリアのワーク保持
孔からワークを取り出す場合に、サンギアおよびインタ
ーナルギアを複数回回転させて、キャリアのワーク保持
孔を公転方向、自転方向の定位置に位置決めしなければ
ならない。このため、研磨終了後の各キャリアの移動量
が大きくなってしまい、ワークの上下面が必要以上に研
磨されてしまい、ワークの仕上り状態にばらつきが生じ
てしまう。さらに化学的研磨を行う半導体ウエハでは、
加工終了から取り出しまでの間を出来るだけ短時間で行
わないとケミカルアタックによる品質低下を招来する恐
れがある。

【０００６】また、キャリアを公転方向、自転方向の定
位置に位置決めするために余分な時間がかかるため、生
産効率が低下してしまう。

【０００７】さらに、キャリアを公転方向、自転方向の
定位置に位置決めするために、センサーによってキャリ
アの公転方向の位置、自転方向の位置を検出したり、キ
ャリアの公転数、自転数を演算して駆動モータの回転を
制御しなければならないため、制御が複雑になってしま
う。

【０００８】さらに、キャリアのワーク保持孔内におい
て、アンローディング部の取出し部材によってワークの
中心部を吸着すると、ワークを下定盤から剥離させるた
めに大きな力を必要とすることになり、アンローディン
グ部を大型化しなければならない。

【０００９】この発明は前記のような従来のもののもつ
問題点を解決したものであって、ワークの研磨終了後
に、キャリアを定位置に位置決めする場合に、キャリア
の移動量を少なくすることができて、ワークの仕上り状
態にばらつきが生じるのを防止することができ、また、
キャリアを定位置に位置決めするのに要する時間が短
く、生産効率を高めることができ、さらに、キャリアを
定位置に位置決めするのに複雑な制御を必要とすること
なく、さらに、高い精度でキャリアを定位置に位置決め
する必要がなく、さらに、キャリアからワークを取り出
す場合に小さな力でワークを取り出すことができる、両
面研磨装置からのワークの取出し方法およびその装置を
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】この発明は前記のよう
な問題点を解決するために、両面研磨装置のキャリア内
のワークの取出し方法であって、前記キャリアにワーク
保持孔を１つ設け、前記ワーク保持孔の中心が前記キャ
リアの中心から偏心しており、研磨終了後に、前記キャ
リアのほぼ中心部に取出し部材を位置決めしてワークを
吸着し、取り出すように構成した手段を採用したもので
ある。また、キャリアからワークを取り出す取出し部材
を具えた両面研磨装置であって、前記キャリアにワーク
保持孔を１つ設け、前記ワークの保持孔の中心が前記キ
ャリアの中心から偏心しており、研磨終了後に、前記キ
ャリアのほぼ中心部に取出し部材を位置決めしてワーク
を吸着し、取り出すように構成した手段を採用したもの
である。

【００１１】

【作用】この発明は前記のような手段を採用したことに
より、サンギアおよびインターナルギアに噛合い係合す
るキャリアのワーク保持孔内にワークを保持してワーク
の研磨を行い、研磨終了後に、キャリアを公転方向のほ
ぼ所定の位置に位置決めし、キャリアのほぼ中心部に取
出し部材を位置決めし、その部分に対応するワークの部
分を吸着し、取出し部材を操作することで、ワークを取
り出すことができることになる。なお、この時ワーク
は、その自転方向の位置決めの必要がなく、停止後直ち
にワークを取り出すことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に示すこの発明の実施
の形態について説明する。図１〜図４には、この発明に
よるワークの取出し方法を実施するために使用する、こ
の発明による両面研磨装置の一実施の形態が示されてい
て、この両面研磨装置１は、回転可能に設けられる下定
盤３と、下定盤３の中心部に回転可能に設けられるドラ
イバ５と、下定盤３の上方に回転可能かつ上下動可能に
設けられる上定盤７と、ドライバ５の外周側に回転可能
に設けられるサンギア１０と、下定盤３の外周側に回転
可能に設けられるインターナルギア１２と、サンギア１
０とインターナルギア１２との間に噛合い係合されると
ともに、ワーク保持孔１６を有するキャリア１４とから
なる研磨部２と、研磨部２に連設されるローディング部
１７と、アンローディング部２１とを具えている。

【００１３】下定盤３は、中心部に上下方向に貫通する
孔を有する円板状をなすものであって、中心部の孔内に
ドライバ５が回転可能に設けられるようになっている。
下定盤３の上面側には研磨パッド４が貼着され、この研
磨パッド４の上面側にキャリア１４に保持したワーク２
５の下面側が当接するようになっている。下定盤３は、
その下方に位置する駆動源（図示せず）に連結され、駆
動源の作動時に水平方向に回転するようになっている。

【００１４】ドライバ５は、円柱状に形成されるもので
あって、下定盤３の下方に位置する駆動源（図示せず）
に連結され、水平方向に回転するようになっている。ド
ライバ５は、上定盤７の下降時に、上定盤７の中心部の
孔内に遊嵌されるとともに、遊嵌時に外周面の係合溝６
内に上定盤７の係合片９が係合し、これにより、ドライ
バ５に上定盤７が一体に連結されるものである。

【００１５】上定盤７は、中心部に上下方向に貫通する
孔を有する円板状をなすものであって、下面側には研磨
パッド８が貼着され、この研磨パッド８の下面側にキャ
リア１４に保持したワーク２５の上面側が当接するよう
になっている。上定盤７は、ドライバ５の回転時に、ド
ライバ５と一体に水平方向に回転するとともに、上下移
動用シリンダ等からなる上下移動機構（図示せず）に連
結されて、垂直方向に上昇または下降可能となってい
る。

【００１６】サンギア１０は、円板状をなすものであっ
て、外周面に所定のギア１１が設けられるようになって
いる。サンギア１０は、下定盤３の中心部の孔内に回転
可能に設けられるとともに、下定盤３の下方に位置する
駆動源（図示せず）に連結されて、水平方向に回転する
ようになっている。

【００１７】インターナルギア１２は、環状をなすもの
であって、内周面に所定のギア１３が設けられるように
なっている。インターナルギア１２は、下定盤３の外周
側に回転自在に設けられるとともに、下定盤３の下方に
位置する駆動源（図示せず）に連結されて、水平方向に
回転するようになっている。

【００１８】キャリア１４は、外周面に所定のギア１５
が設けられる薄肉円板状をなすものであって、円形状の
ワーク保持孔１６が偏心した状態で１つに設けられ、こ
のワーク保持孔１６内にキャリア１４の中心Ｚが位置す
るようになっている。キャリア１４のワーク保持孔１６
内には、半導体ウエハ等の円板状のワーク２５が保持さ
れるようになっている。

【００１９】キャリア１４は、その外周面のギア１５が
サンギア１０の外周面のギア１１とインターナルギア１
２の内周面のギア１３とに噛合い係合され、サンギア１
０およびインターナルギア１２の回転時に、サンギア１
０の周囲を公転、自転するようになっている。キャリア
１４は、サンギア１０とインターナルギア１２との間に
所定の間隔ごとに複数枚（この実施の形態においては４
枚）設けられるようになっている。なお、キャリア１４
は、サンギア１０とインターナルギア１２との間に少な
くとも１枚設ければよいものである。

【００２０】ローディング部１７は公知のローディング
手段によりワークをキャリア１４に供給するようになっ
ている。

【００２１】アンローディング部２１は、駆動源（図示
せず）に連結されて、旋回可能、かつ、上下動可能な取
出し部材２２を有している。取出し部材２２の先端部に
は吸着ヘッド２３が設けられ、この吸着ヘッド２３の下
面側の吸着部２４の下面側に加工済みのワーク２５を吸
着できるようになっている。

【００２２】吸着ヘッド２３としては、ワーク２５を真
空吸引によって吸着するタイプのものが有効である。こ
のタイプの吸着ヘッド２３には、吸着部２４に複数の孔
２０ａを設けたもの（図５参照）、吸着部２４を弾性変
形可能なゴム材で形成し、真空吸引時にゴム材を凹ませ
てワーク２５を吸着するようにしたもの（図６および図
７参照）等があり、この実施の形態においては、（有）
ソーラーリサーチ研究所製のフロートチャックを吸着ヘ
ッド２３として使用している。

【００２３】そして、上記のような構成の両面研磨装置
１を使用して、この発明によるワークの取出し方法を実
施するには、まず、駆動源を作動させて、研磨部２のサ
ンギア１０およびインターナルギア１２を回転させると
ともに、両ギア１０、１２に追従させて各キャリア１４
を公転、自転させて、各キャリア１４を公転方向、自転
方向の所定の位置に位置決めする。

【００２４】そして、ローディング部１７においてワー
ク２５をキャリア１４のワーク保持孔１６内に供給す
る。

【００２５】そして、サンギア１０およびインターナル
ギア１２を一定の角度だけ間欠的に回転させて、各キャ
リア１４を順次、定位置に位置決めし、順次送られてく
るキャリア１４に対して上記の方法で順次、未加工のワ
ーク２５を供給し、全てのキャリア１４のワーク保持孔
１６内に未加工のワーク２５を供給する。

【００２６】そして、研磨部２の上定盤７を下降させて
上定盤７をドライバ５に連結するとともに、下定盤３と
上定盤７との間で各ワーク２５を挟持し、この状態で下
定盤３、上定盤７（ドライバ５）、サンギア１０および
インターナルギア１２を回転させて、両定盤３、７間で
キャリア１４を公転、自転させ、各ワーク２５の上下面
の研磨を行う。

【００２７】そして、各ワーク２５の上下面の研磨が終
了した後に、サンギア１０およびインターナルギア１２
を再び回転させて、各キャリア１４を公転方向のほぼ所
定の位置に位置決めする。

【００２８】そして、アンローディング部２１の取出し
部材２２を旋回させて、その吸着ヘッド２３を研磨部２
のキャリア１４のほぼ中心Ｚに位置決めするとともに、
取出し部材２２を下降させて吸着ヘッド２３を加工済み
のワーク２５の上面側に接触させ、吸着ヘッド２３の吸
着部２４にワーク２５を真空吸着する。この場合、ワー
ク２５は、キャリア１４のほぼ中心Ｚに対応する部分、
すなわち、ワーク２５の中心Ｏからずれた部分が吸着さ
れることになる。

【００２９】そして、取出し部材２２を上昇させて、加
工済みのワーク２５を下定盤３から剥離させるととも
に、取出し部材２２を旋回させて原点に復帰させ、取出
し部材２２を下降させてアンローディングテーブル（図
示せず）上に加工済みのワーク２５を位置させる。

【００３０】そして、サンギア１０およびインターナル
ギア１２を一定の角度だけ間欠的に回転させて、順次送
られてくるキャリア１４に対して上記のような方法で順
次、加工済みのワーク２５の取出しを行い、全てのキャ
リア１４のワーク保持孔１６内から加工済みのワーク２
５を取り出す。

【００３１】このようにしてこの発明によるワークの取
出し方法を実施することができるものである。

【００３２】上記のように構成したこの実施の形態によ
る両面研磨装置からのワークの取出し方法およびその装
置にあっては、加工済みのワーク２５を研磨部２のキャ
リア１４のワーク保持孔１６から取り出す場合に、キャ
リア１４を公転方向の所定の位置に位置決めして、その
キャリア１４のほぼ中心Ｚにアンローディング部２１の
取出し部材２２の吸着ヘッド２３を位置決めすればよい
ので、キャリア１４の自転方向の位置を考慮する必要が
なくなる。

【００３３】したがって、研磨終了後に各キャリア１４
を定位置に位置決めする場合に、各キャリア１４の移動
量を少なくすることができるので、研磨終了後にワーク
２５が研磨される量を少なくすることができることにな
り、ワーク２５の仕上り状態にばらつきが生じるのを防
止できることになる。

【００３４】また、各キャリア１４は、公転方向の所定
の位置に位置決めすればよく、自転方向の位置は考慮す
る必要がないので、各キャリア１４の位置決めに要する
時間を短くすることができることになり、生産効率を高
めることができることになる。

【００３５】さらに、各キャリア１４は、公転方向の所
定の位置に位置決めすればよいので、センサー（図示せ
ず）によって各キャリア１４の公転方向の位置を検出す
ればよく、また、各キャリア１４の公転数のみを演算し
て駆動モータの回転を制御すればよいので、制御を簡単
にすることができることになる。

【００３６】さらに、アンローディング部２１の取出し
部材２２の吸着ヘッド２３を、各キャリア１４のほぼ中
心Ｚに位置決めすればよいので、吸着ヘッド２３の位置
決めに高い精度を必要とすることがなく、ラフな精度で
も十分にワーク２５の取出しを行うことができる。

【００３７】さらに、各キャリア１４の各ワーク保持孔
１６内において、ワーク２５は、アンローディング部２
１の取出し部材２２の吸着ヘッド２３によって、ワーク
２５の中心Ｏからずれた部分を吸着されることになるの
で、ワーク２５を下定盤３から剥離させる場合の力が小
さくて済むことになり、アンローディング部２１を小型
化することができることになる。

【００３８】なお、前記の説明においては、外周面にギ
ア１１を有するサンギア１０と、内周面にギア１３を有
するインターナルギア１２との間に、外周面にギア１５
を有するキャリア１４を噛合い係合させた両面研磨装置
１を使用したが、図示はしないが、外周部にピンを立設
したサンギアと、内周部にピンを立設したインターナル
ギアとの間に、外周面にギアを有するキャリアを噛合い
係合させた両面研磨装置を使用しても、同様の効果が得
られるのは勿論のことである。

【００３９】

【発明の効果】この発明は、前記のように構成したこと
により、加工済みのワークをキャリアから取り出す場合
に、キャリアを公転方向の所定の位置に位置決めして、
そのキャリアのほぼ中心に取出し部材を位置決めすれば
よいことになる。したがって、研磨終了後に、キャリア
を移動させる量が少なくて済むので、研磨終了後にワー
クが更に研磨される量を少なくすることができ、ワーク
の仕上り状態にばらつきが生じるのを防止できることに
なる。

【００４０】また、キャリアは、公転方向の所定の位置
に位置決めすればよく、自転方向の位置は考慮する必要
がないので、キャリアの定位置への位置決めが短時間で
できることになる。したがって、ワークの取出しに要す
る時間が短くなり、生産効率を高めることができること
になる。

【００４１】さらに、キャリアは、公転方向の位置のみ
を考慮すればよいので、センサーによってキャリアの公
転方向の位置のみを検出すればよく、また、キャリアの
公転数のみを演算して駆動モータの回転を制御すればよ
いので、制御を簡単にすることができることになる。

【００４２】さらに、取出し部材をキャリアのほぼ中心
に位置決めすればよいので、取出し部材の位置決めに高
い精度が不要となり、ラフな精度でも十分にワークの取
出しに対応することができることになる。

【００４３】さらに、キャリアの各ワーク保持孔内にお
いて、ワークは中心からずれた位置を吸着されることに
なるので、下定盤から剥離させる場合の力が小さくて済
むことになり、アンローディング部を小型化することが
できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による両面研磨装置の一実施の形態を
示した概略図である。

【図２】図１に示すもののキャリアとワークと取出し部
材との関係を示した説明図である。

【図３】図２に示すもののＡ−Ａ線に沿って見た説明図
である。

【図４】研磨部とローディング部とアンローディング部
との関係を示した説明図である。

【図５】吸着ヘッドの一例を示した概略図である。

【図６】吸着ヘッドの他の例を示した概略図である。

【図７】図６に示すものの吸着状態を示した概略図であ
る。

【符号の説明】

１……両面研磨装置 ２……研磨部 ３……下定盤 ４、８……研磨パッド ５……ドライバ ６……係合溝 ７……上定盤 ９……係合片 １０……サンギア １１、１３、１５……ギア １２……インターナルギア １４……キャリア １６……ワーク保持孔 １７……ローディング部 ２３……吸着ヘッド ２４……吸着部 ２０ａ……孔 ２１……アンローディング部 ２２……取出し部材 ２５……ワーク Ｚ、Ｏ……中心

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面研磨装置のキャリア内のワークの取
   出し方法であって、前記キャリアにワーク保持孔を１つ
   設け、前記ワーク保持孔の中心が前記キャリアの中心か
   ら偏心しており、研磨終了後に、前記キャリアのほぼ中
   心部に取出し部材を位置決めしてワークを吸着し、取り
   出すように構成したことを特徴とするワークの取出し方
   法。
2. 【請求項２】 キャリアからワークを取り出す取出し部
   材を具えた両面研磨装置であって、前記キャリアにワー
   ク保持孔を１つ設け、前記ワーク保持孔の中心が前記キ
   ャリアの中心から偏心しており、研磨終了後に、前記キ
   ャリアのほぼ中心部に取出し部材を位置決めしてワーク
   を吸着し、取り出すように構成したことを特徴とする両
   面研磨装置。