JP3650198B2 - 防振機構付き片面研磨装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや磁気ディスク基板、あるいはその他の機械部品のような実質的に平らな面を持ったワークの片面を研磨するための片面研磨装置に関するものであり、更に詳しくは、振動を防止するための防振機構を備えた片面研磨装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ワークの片面を研磨する片面研磨装置は、一般に、図8に示すように、ワーク2を研磨する回転自在の定盤3及び該定盤3を駆動するモータ4を備えた基台部1Aと、該基台部1Aの一端から立ち上がった支持部1Bと、該支持部1Bに一端を片持梁状に支持されて上記基台部1A上にほぼ平行に延出し、上記ワーク2を定盤3に押し付けるための昇降自在の加圧プレート5を複数備えると共に、これらの加圧プレート5を昇降させるためのシリンダ(図示せず)を備えた梁状部1Cとからなっている。
【0003】
このような片面研磨装置においては、上記梁状部1Cが片持梁状に支持されているため、研磨加工時に、モーター4や定盤3の回転に伴う振動によって該梁状部1Cが振動し易く、これが研磨精度を低下させる原因になっていた。場合によっては、該梁状部1Cの振動が増幅され、加圧プレート5が大きく振動して加工不能になることもあった。
また、複数の加圧プレート4がワーク2を定盤3に押し付けたときの反力で上記梁状部1Cが上方に押し上げられ、研磨に影響を与えるほど変移することもあり、しかも、その変移は梁状部1Cの自由端である先端側ほど大きいため、複数の加圧プレート間で研磨精度にばらつきが生じ易かった。
特に、半導体ウエハの研磨においては、近年、集積回路の高密度化に伴って極めて高い研磨精度が要求されるようになっていることから、研磨精度を低下させる上記振動や変移は極力排除することが必要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主たる課題は、研磨加工時に梁状部が振動したり変移することのない片面研磨装置を提供することにある。
本発明の他の課題は、従来の装置に大幅な改変を施すことなく、簡単な防振手段を付設するだけで、上述した梁状部の振動や変移を確実に防止することができる片面研磨装置を提供することにある。
本発明の更に他の課題は、梁状部の振動や変移を防止するための防振手段が、ワークの出し入れやパッドの張り替え、保守・点検等の作業の邪魔にならないように付設されている、合理的設計の片面研磨装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ワークを研磨するための回転自在の定盤と該定盤を駆動するためのモータとを備えた基台部;該基台部の一端から立ち上がった支持部;該支持部に基端部を片持梁状に支持されて基台部上に延出し、ワークを定盤に押し付けるための昇降自在の加圧プレートと該加圧プレートを昇降させるためのシリンダとを備えた梁状部;からなる片面研磨装置において、上記梁状部の自由な先端部と基台部との間に、該梁状部の先端部を支持して振動及び変移を防止する防振柱が介在し、上記防振柱は、分離自在且つ長さ調節自在に連結された上部柱片及び下部柱片からなっていて、上部柱片が梁状部に取り付けられ、下部柱片が基台部に取り付けられていることを特徴としている。
【0006】
本発明においては、片持梁状に支持された梁状部の自由な先端部が防振柱で支持されることにより、モータや定盤の回転に伴う該梁状部の振動が防止されると共に、加圧プレートでワークが定盤に押し付けられたときの反力で該梁状部が上方へ変移するのも防止され、これらの振動や変移等に起因する研磨精度の低下が生じない。
また、梁状部と基台部との間に防振柱を設けるだけであるため、構成が非常に簡単で、従来の片面研磨装置に大幅な改変を施す必要がない。
【0007】
本発明の具体的な構成態様によれば、上記防振柱の上部柱片が、上記梁状部に支持位置と非支持位置とに回動自在なるように取り付けられ、また、下部柱片が、上記基台部に固定的に取り付けられている。これにより、ワークの出し入れやパッドの張り替え、保守・点検等の作業の際に上記防振柱を非支持位置に回動させておくことによって、それらの作業を何らの支障なく行うことができる。
本発明においては、上記防振柱が梁状部の左右両側部に設けられている。これらの防振柱は相互に連結することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明するに、図1及び図2に示す片面研磨装置は、後述する防振手段20を除けば公知のものと実質的に同じ基本構成を有するものであって、地上に据え付けられる基台部10Aと、該基台部10Aの一端から立ち上がった支持部10Bと、該支持部10Bに基端部を片持梁状に支持されて上記基台部10A上にほぼ水平に延出する梁状部10Cとからなっている。
【0009】
上記基台部10Aには、ワーク11を研磨するための回転自在の定盤12と、該定盤12を駆動するためのモータ13とが設けられ、一方、上記梁状部10Cには、ワーク11を定盤12に押し付けるための複数の昇降自在の加圧プレート15と、各加圧プレート15の昇降と加圧力の付与とを司る流体圧シリンダ(図示せず)とが設けられていて、上記各加圧プレート15にワーク11を保持させて回転する定盤12に押し付けることにより、各ワーク11の片面を研磨加工するようになっている。
図中、16は定盤12の中央部にクーラントを供給するための給液機構、17は操作ボタン等が設けられているコントロールパネルである。
【0010】
上記梁状部10Cの自由端である先端部10Dには、該先端部10Dを支持することによって研磨加工時における梁状部10Cの振動や変移等を防止する防振手段20が設けられている。
上記防振手段20は、梁状部10Cの左右両側部においてそれぞれ基台部10Aとの間に介設された一対の防振柱21,21からなるもので、これらの防振柱21,21は、分離自在且つ長さ微調節自在に連結された上部柱片21a及び下部柱片21bからなっていて、両防振柱21,21の上部柱片21a,21a同士が、梁状部10Cを横断する連結部材22により一体に連結され、該連結部材22が、ブラケット23で上記梁状部10Cに中心軸線の回りを回動自在なるように取り付けられており、該連結部材22を図1の半時計方向に回動させることにより、同図に鎖線で示すように、下部柱片21bから分離した上部柱片21aを、梁状部10Cの側面下部に沿って装置後方に延びる非支持位置に収納できるようになっている。これに対して上記下部柱片21bは、基台部10Aの側面に固定された台座24上に固定的に取り付けられている。
【0011】
上記上部柱片21aと下部柱片21bとを分離自在且つ長さ微調節自在に連結する連結機構は、図3から分かるように、上部柱片21aの下端部に取り付けられた連結用の螺子杆26と、該螺子杆26に螺着された固定用のナット部材27とを有するもので、上記螺子杆26のフランジ26aを有する下端部を中空の下部柱片21b内に嵌入して、上記ナット部材27を回して下部柱片21bの上端部に圧接させることにより、両柱片21a,21bが相互に連結されるようになっている。
なお、図中27aはナット部材27に取り付けられた螺回操作用のハンドル、28は、螺子杆26に固定的に取り付けられたハンドル部材である。
【0012】
また、上記下部柱片21bにおける装置後方側(図1の右側)の側面には、上記螺子杆26の下端部が横方向に通り抜けできる大きさの開口29が形成されており、ナット部材27を緩めた状態で上部柱片21aを連結部材22の軸線の回りに図1の反時計方向に回動させることにより、該上部柱片21aの下端部を上記開口29を通じて下部柱片21bから脱出させて、上記非支持位置に回動させることができるようになっている。
非支持位置にある上部柱片21aは、上記の場合と逆の操作を行うことによって下部柱片21bと連結する支持位置にセットすることができる。
【0013】
上記構成を有する片面研磨装置は、モータ13で定盤12を回転させ、各加圧プレート15に保持させたワーク11をこの定盤12に押し付けて研磨加工するが、この場合に、片持梁状に支持された梁状部10Cは、その自由端である先端部10Dが防振柱21,21で支持されているため、上記モータ13や定盤12の回転に伴う該梁状部10Cの振動は抑制され、有効な防振効果が発揮される。また、このような防振効果は上記モータ13や定盤12を有する基台部10Aにおいても同様に得られるため、これらの梁状部10C及び基台部10Aの振動によって装置全体が大きく振動するといった不都合を全く生じることがなく、しかも、ワーク11を定盤12に押し付けたときの反力によって梁状部10Cが上方へ変移するのも抑えられるため、これらの振動や変移等に起因する研磨精度の低下が確実に防止され、高精度の研磨を行うことができる。
【0014】
図4及び図5は、防振手段20を備えた本発明の研磨装置について、研磨加工中に各部に発生する振動の大きさを、0〜1KHzの周波数成分毎に分析して表示したもので、図4は梁状部10Cのほぼ中央部で測定したもの、図5は基台部10Aのモータ設置位置の近くで測定したものであり、いずれの図においても、(A)は鉛直方向の振動、(B)は水平(左右)方向の振動である。なお、この時の加工条件は次のとおりである。
試料 :8インチウエハを1つの加圧ヘッドに5枚貼着(4ヘッド)
加工圧力:195Kg(125g/cm2 )
回転数 :40r.p.m.
【0015】
一方、図6及び図7には、防振手段を備えていない従来の研磨装置について、同様に梁状部及び基台部の同じ位置で測定した周波数成分毎の振動の大きさが示されている。これらの図においても、(A)は鉛直方向の振動、(B)は水平方向の振動である。
【0016】
両者の比較から明らかなように、防振手段20を設けた本発明においては、梁状部及び基台部の何れの場所においても、鉛直方向及び水平方向の振動がともに従来より著しく低く抑えられ、有効な防振効果が得られている。
上記研磨装置に対するワーク11の出し入れや、パッドの張り替え、保守・点検等の作業を行う場合は、上記防振柱21,21における上部柱片21aを下部柱片21bから分離して非支持位置に回動させることにより、これらの作業を何らの支障なく行うことができる。
【0017】
また、上記防振手段20は、梁状部10Cと基台部10Aとの間に防振柱21を取り付けたものであるため、その構成が非常に簡単で、従来の片面研磨装置に大幅な改変を施す必要がなく、従って、新設装置だけでなく、既設の装置にも簡単に付設することができる。
上記実施例では、左右の防振柱21,21における上部柱片21a,21a同士を連結部材22で相互に連結しているが、それらは連結することなく、両防振柱21,21をそれぞれ独立に設けることもできる。
【0018】
また、梁状部10Cの左右両側部に合計2本の防振柱21,21を設けているが、いずれか1本だけでも良く、あるいは、梁状部10Cの先端部10D中央に1本又は複数本設けることもできる。
更に、上記防振柱21は非支持位置に回動自在となっているが、支持位置に固定状態に設けても良い。
【0019】
【発明の効果】
このように本発明によれば、片持梁状に支持された梁状部の自由端と基台部との間に防振柱を介設することにより、研磨加工中のモータや定盤の回転に伴う梁状部及び基台部の振動を確実に防止し得ると同時に、加圧プレートがワークを定盤に押し付けたときの反力によって梁状部が上方へ変移するのも確実に防止することができ、これにより、上記振動や変移等に起因する研磨精度の低下を防止して高精度の研磨を行うことができる。
また、梁状部と基台部との間に防振柱を取り付けるだけで良いため、研磨装置の構成が非常に簡単であって、従来の片面研磨装置に大幅な改変を施すことなく防振機構付きの新規な研磨装置を得ることができ、既設の装置にも上記防振手段を簡単に付設することができる。
更に、上記防振柱を非支持位置に回動自在とすることにより、ワークの出し入れやパッドの張り替え、保守・点検等の作業を行う際に、上記防振柱を非支持位置に回動させておくことで、該防振柱がそれらの作業の邪魔にならないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る片面研磨装置の一実施例を示す正面図である。
【図2】図1の片面研磨装置の側面図である。
【図3】防振柱の要部断面図である。
【図4】本発明の研磨装置の梁状部における振動の大きさを示すもので、(A)は鉛直方向の振動、(B)は水平方向の振動である。
【図5】本発明の研磨装置の基台部における振動の大きさを示すもので、(A)は鉛直方向の振動、(B)は水平方向の振動である。
【図6】従来の研磨装置の梁状部における振動の大きさを示すもので、(A)は鉛直方向の振動、(B)は水平方向の振動である。
【図7】従来の研磨装置の基台部における振動の大きさを示すもので、(A)は鉛直方向の振動、(B)は水平方向の振動である。
【図8】従来の研磨装置の側面図である。
【符号の説明】
10A 基台部 10B 支持部
10C 梁状部 10D 先端部
11 ワーク 12 定盤
13 モータ 15 加圧プレート
20 防振手段 21 防振柱
21a 上部柱片 21b 下部柱片
Claims (4)
- ワークを研磨するための回転自在の定盤と該定盤を駆動するためのモータとを備えた基台部;
上記基台部の一端から立ち上がった支持部;
上記支持部に基端部を片持梁状に支持されて基台部上に延出し、ワークを定盤に押し付けるための昇降自在の加圧プレートと該加圧プレートを昇降させるためのシリンダとを備えた梁状部;
からなる片面研磨装置において、
上記梁状部の自由な先端部と基台部との間に、該梁状部の先端部を支持して振動及び変移を防止する防振柱が介在し、
上記防振柱は、分離自在且つ長さ調節自在に連結された上部柱片及び下部柱片からなっていて、上部柱片が梁状部に取り付けられ、下部柱片が基台部に取り付けられている、
ことを特徴とする防振機構付き片面研磨装置。 - 請求項1に記載の片面研磨装置において、上記防振柱の上部柱片が、上記梁状部に支持位置と非支持位置とに回動自在なるように取り付けられ、また、下部柱片が、上記基台部に固定的に取り付けられているもの。
- 請求項1又は2に記載の片面研磨装置において、上記防振柱が梁状部の左右両側部に設けられているもの。
- 請求項3に記載の片面研磨装置において、左右の防振柱が相互に連結されているもの。
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JP34633995A JP3650198B2 (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | 防振機構付き片面研磨装置 |
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JP34633995A Expired - Lifetime JP3650198B2 (ja) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | 防振機構付き片面研磨装置 |
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