研磨修正用プレート及び研磨装置

【課題】研磨装置から取り出す際に、滑りを防止して安全に取り出すことが可能な研磨修正用プレート及び研磨装置を提供する。
【解決手段】両面研磨装置２０の研磨面を平坦に研磨するために用いられる研磨修正用プレート１は、周側面が厚み方向に段差を有し、該段差の凹部１４は厚さ中央部を含むことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨装置の定盤の研磨面の修正に用いられる研磨修正用プレート及び研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体や水晶振動子を製造する過程において、素板となるウェーハの表面の傷や歪みを除去するために、研磨装置によるウェーハの研磨が行われている。
図１０は、従来における両面研磨装置２０の斜視図である。両面研磨装置２０は、回転中心に配置された駆動軸２３と、駆動軸２３によって回転駆動されるサンギア２４と、このサンギア２４の周囲にサンギア２４と同心状に設けられた環状の下定盤２７と、下定盤２７の周囲に配置されサンギア２４と同心に形成されて回転駆動されるインターナルギア２６と、下定盤２７の上方に配置される環状の上定盤２５とを備えている。サンギア２４とインターナルギア２６の間には、水晶ウェーハ等のワークＷを保持したキャリア２１が配置される。
【０００３】
ワークＷの研磨を行うには、キャリア２１の保持孔２１ｐにウェーハ等のワークＷを収納し、キャリア２１の外周面に設けられた歯車２１ｇがサンギア２４とインターナルギア２６に同時に噛合するようにキャリア２１を組み込む。さらに、上定盤２５と下定盤２７とでキャリア２１を挟み込んで荷重をかける。そして、研磨面に研磨材（スラリー）を供給しつつ、駆動機構（不図示）を駆動させて、サンギア２４と、インターナルギア２６と、上定盤２５と、下定盤２７とを回転させる。これにより、図１１に示すように、サンギア２４とインターナルギア２６に噛合しているキャリア２１は、サンギア２４の回りを自転公転しながら回転するいわゆる遊星運動を行う。上下定盤２５，２７は各々反対方向又は同一方向に回転させることによって、ワークＷの研磨を行う。
【０００４】
ワークの研磨加工を繰り返すうちに、上下の定盤の研磨面の平坦度は低下するため、ある程度の回数や時間だけ研磨加工を行った後には、定盤の研磨面を平坦に修正する作業が必要となる。この作業は「定盤修正」と呼ばれる。
【０００５】
定盤修正を行う際には、キャリアを研磨装置から取り出し、その代わりに鋳物やステンレスで形成された修正用のキャリアをセットする。ここで、両面研磨装置用と片面研磨装置用を含めた修正用のキャリアを、以下「研磨修正用プレート」という。そして、ワークの研磨加工の場合と同じように、定盤に荷重を掛け、研磨面に研磨材を供給しつつ、研磨修正用プレート及び定盤を回転させる。この回転を数十分から数時間行う。
【０００６】
近年、半導体や特にパネルの研磨に代表されるように、ウェーハが大型になり、それに伴い、研磨装置や研磨修正用プレートも大型になっている。研磨修正用プレートは、直径約８００ｍｍのものも存在する。
【０００７】
このように研磨修正用プレートが大型であることや、定盤修正を行うと研磨修正用プレートと定盤とが研磨材を介して密着することから、定盤修正後の研磨修正用プレートを取り外す際に大きな力が必要となる。また、一般的に、研磨修正用プレートを取り出す際には、作業者が研磨修正用プレートの歯車部を掴んで持ち上げ、移動することが行われているが、研磨修正用プレートの歯車部は研磨材等で濡れているため、掴んだ研磨修正用プレートが滑って落下する危険性がある。また、定盤上に落下した場合には、定盤に傷を付け、再修正に多大な時間を要する虞がある。
【０００８】
従来における両面研磨装置用の研磨修正用プレートとしては、特許文献１に記載のものがある。特許文献１に記載の研磨修正用プレートは、両主面の外周付近に凸状の修正部が設けられている。そして、研磨修正用プレートの径を定盤の巾とほぼ同一にして、研磨修正用プレートの修正部が定盤の外周及び内周付近に位置するようにしている。
【０００９】
このように、特許文献１では研磨修正用プレートに凸状の修正部を設けているため、研磨修正用プレートを定盤上に載置した場合に、研磨修正用プレートの歯車部と定盤面との間に隙間ができる。したがって、この隙間にリフト用の冶具を差し込んで、当該冶具で研磨修正用プレートを研磨装置から取り出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２９７４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載の修正部が設けられた研磨修正用プレートは、定盤との接触面積が小さくなり、定盤修正の効果が低下するという問題点がある。
また、研磨修正用プレートの歯車部と定盤面との間にリフト用の冶具を差し込んだ場合に、当該冶具が定盤面に接触して定盤面にキズがついてしまう可能性がある。
【００１２】
また、特許文献１に記載の研磨修正用プレートは、使用により修正部が摩耗した場合、定盤面との隙間が小さくなって、隙間に冶具を差し込み難くなり、取り出しが困難になるという問題点がある。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、研磨装置から取り出す際に、滑りを防止して安全に取り出すことが可能な研磨修正用プレート及び研磨装置を提供することを目的とする。
【００１３】
また、研磨装置の定盤に傷を付けることなく、研磨装置から容易に取り出すことが可能な研磨修正用プレート及び研磨装置を提供することを目的とする。
また、定盤修正の効果を低減させることなく、研磨装置から取り出す際に、滑りを防止して安全かつ容易に取り出すことが可能な研磨修正用プレート及び研磨装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［適用例１］研磨装置の研磨面を平坦に研磨するために用いられる研磨修正用プレートであって、周側面が厚み方向に段差を有し、該段差の凹部は厚さ中央部を含むことを特徴とする研磨修正用プレート。
本発明によれば、研磨修正用プレートの周側面が厚み方向に段差を有し、該段差の凹部は厚さ中央部を含むため、定盤修正の効果を低減させることなく、研磨修正用プレートを研磨装置から取り出す際に滑りを防止することができ、安全に研磨修正用プレートを取り出すことが可能となる。
【００１５】
［適用例２］前記凹部は前記周側面の周方向に沿って伸びている溝であることを特徴とする適用例１に記載の研磨修正用プレート。
本発明によれば、研磨修正用プレートの向きに関わらず、リフト用の冶具を凹部に容易に差し込むことができ、研磨修正用プレートを安全かつ容易に研磨装置から取り出すことができる。
【００１６】
［適用例３］前記凹部は前記周側面の周方向に複数並んでいることを特徴とする適用例１に記載の研磨修正用プレート。
本発明によれば、複数の凹部にリフト用の冶具を差し込めば冶具が固定されて滑り難くなり、研磨修正用プレートを安全かつ容易に研磨装置から取り出すことができる。
【００１７】
［適用例４］前記凹部の底が段差を有することを特徴とする適用例１から３の何れか１例に記載の研磨修正用プレート。
本発明によれば、凹部の段差にリフト用の冶具を差し込めば、凹部及び段差で冶具が滑り難くなるため、研磨修正用プレートを安全かつ容易に研磨装置から取り出すことができる。
【００１８】
［適用例５］前記凹部の底が歯溝であることを特徴とする適用例１から３の何れか１例に記載の研磨修正用プレート。
本発明によれば、凹部と歯溝でリフト用の冶具を滑り難くすることができるため、研磨修正用プレートを安全かつ容易に研磨装置から取り出すことができる。
【００１９】
［適用例６］前記周側面は外周側面と内周側面とを含み、前記外周側面と前記内周側面との少なくとも一方に前記凹部が形成されていることを特徴とする適用例１から５の何れか１例に記載の研磨修正用プレート。
本発明によれば、外周側面と内周側面との少なくとも一方に凹部を設けることで、定盤修正の効果を低減させることなく、研磨装置から研磨修正用プレートを取り出す際に滑りを防止し、安全かつ容易に研磨修正用プレートを取り出すことが可能となる。
【００２０】
［適用例７］適用例１から６の何れか１例に記載の研磨修正用プレートを備えている研磨装置。
本発明によれば、研磨装置から安全かつ容易に研磨修正用プレートを取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（ａ）は第１実施形態に係る研磨修正用プレートの模式的平面図であり、（ｂ）は研磨修正用プレートの側面図であり、（ｃ）は研磨修正用プレートの（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図２】同実施形態に係る研磨修正用プレートがセットされた両面研磨装置の斜視図である。
【図３】同実施形態に係る研磨修正用プレートを冶具で掴んだ様子を示す図である。
【図４】（ａ）は第２実施形態に係る研磨修正用プレートの模式的平面図であり、（ｂ）は研磨修正用プレートの側面図であり、（ｃ）は研磨修正用プレートの（ａ）に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】同実施形態に係る研磨修正用プレートを冶具で掴んだ様子を示す図である。
【図６】（ａ）は第３実施形態に係る研磨修正用プレートの模式的平面図であり、（ｂ）は研磨修正用プレートの側面図であり、（ｃ）は研磨修正用プレートの（ａ）に示すＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】同実施形態に係る研磨修正用プレートを冶具で掴んだ様子を示す図である。
【図８】（ａ）は第４実施形態に係る研磨修正用プレートの模式的平面図であり、（ｂ）は研磨修正用プレートの側面図であり、（ｃ）は研磨修正用プレートの（ａ）に示すＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】貫通孔の形状の変形例を説明するための図である。
【図１０】従来の両面研磨装置の斜視図である。
【図１１】図１０に示す両面研磨装置の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態に係る研磨修正用プレートについて、添付の図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る研磨修正用プレートについて説明する。図１（ａ）は第１実施形態に係る研磨修正用プレート１の模式的平面図であり、図１（ｂ）は研磨修正用プレート１の側面図であり、図１（ｃ）は研磨修正用プレート１の図１（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。
【００２３】
これらの図に示すように、研磨修正用プレート１は円板形状を有しており、研磨修正用プレート１の主面中央部には、厚さ方向に貫通する貫通孔１２が設けられている。研磨修正用プレート１の外周側面は段差を有し、当該段差を構成する凹部は本実施形態では「溝」である。すなわち、研磨修正用プレート１の外周側面の、厚さ方向中央部には、当該外周側面に沿って溝１４が設けられている。また、外周側面の溝１４が設けられている部分以外には、歯車１６が設けられている。溝１４は、図２に示すような両面研磨装置２０にセットされている研磨修正用プレート１を取り外す際に、図３に示すようなリフト用の冶具３０を差し込むために使用される。
【００２４】
図２は、この研磨修正用プレート１を配置した両面研磨装置２０の斜視図である。両面研磨装置２０の中心部には、駆動軸２３が配置されるとともに、当該駆動軸２３によって回転駆動されるサンギア２４が配置されている。このサンギア２４の周囲には、サンギア２４と同心状に環状の下定盤２７が配置されている。サンギア２４の外周の外側であって、下定盤２７の周囲には、サンギア２４と同心に配置されて回転駆動されるインターナルギア２６が設けられている。下定盤２７の上方には環状の上定盤２５が設けられている。サンギア２４とインターナルギア２６の間には、ワーク研磨用のキャリアの代わりに、研磨修正用プレート１が配置されている。
【００２５】
次に、上記構成の研磨修正用プレート１を用いて両面研磨装置２０の上下定盤２５，２７を修正した後、研磨修正用プレート１を両面研磨装置２０から取り出す際の動作について説明する。
まず、両面研磨装置２０からワーク研磨用のキャリアを外す。そして、当該ワーク研磨用のキャリアに代えて、研磨修正用プレート１の歯車１６がサンギア２４とインターナルギア２６とに同時に噛合するように研磨修正用プレート１を両面研磨装置２０に組み込み、上定盤２５と下定盤２７とで研磨修正用プレート１を挟み込こんで、研磨修正用プレート１と上下定盤２５，２７とを接触させる。そして、上下定盤２５，２７に研磨材を供給しながら、サンギア２４、インターナルギア２６、上下定盤２５，２７を回転させ、研磨修正用プレート１を遊星運動させる。これを所定時間行うことで、定盤修正が終了する。
【００２６】
研磨修正用プレート１を両面研磨装置２０から取り出す際には、図３に示すように、リフト用の冶具３０を研磨修正用プレート１の溝１４に差し込む。そして、研磨修正用プレート１を冶具３０で下定盤２７から持ち上げて、両面研磨装置２０外に移動させる。
【００２７】
このように、両面研磨装置２０にセットされている研磨修正用プレート１を取り外す際に、研磨修正用プレート１の外周側面に設けられている溝１４に冶具３０を差し込むようにしたため、冶具３０は上下定盤２５，２７と接触することがなく、上下定盤２５，２７が冶具３０で傷つくことがない。
【００２８】
また、研磨修正用プレート１の溝１４で冶具３０を支持することができるため、研磨修正用プレート１を持ち上げて移動している際に、滑って研磨修正用プレート１が落下する危険性がなくなり、安全かつ容易に、両面研磨装置２０から研磨修正用プレート１を取り出すことができる。
【００２９】
また、溝１４は外周面の周方向に沿って設けられているため、研磨修正用プレート１の向きに関わりなく、容易に冶具３０を差し込むことができる。
また、溝１４を研磨修正用プレート１の外周側面の厚さ方向中央部に配置することで、研磨修正用プレート１が摩耗したとしても、溝１４と研磨修正用プレート１の主面との高さが同一となるのを遅くすることができるため、研磨修正用プレート１の寿命を長くすることができる。また、研磨修正用プレート１は使用する毎に表裏を反転することが一般的であるため、溝１４を研磨修正用プレート１の外周側面の厚さ方向中央部に配置した方が使い勝手がよい。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る研磨修正用プレートについて説明する。第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図４（ａ）は第２実施形態に係る研磨修正用プレート１Ａの模式的平面図であり、図４（ｂ）は研磨修正用プレート１Ａの側面図であり、図４（ｃ）は研磨修正用プレート１Ａの図４（ａ）に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【００３１】
本実施形態では、研磨修正用プレート１Ａの外周側面の段差を構成する凹部は「孔」である。すなわち、研磨修正用プレート１Ａの外周側面の、厚さ方向中央部には、回転対称に４つの孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが並んでいる。
この孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄは、厚さ方向よりも円周方向に長い長孔となっている。
【００３２】
このような形状を有する研磨修正用プレート１Ａを両面研磨装置２０から取り出す場合には、本実施形態では図５に示す冶具３０ａを用いる。当該冶具３０ａのＵ字型の部材の各先端部内側に設けられた２つの爪部３２それぞれを、研磨修正用プレート１Ａの孔１４ａ，１４ｃに差し込こむ。これにより、研磨修正用プレート１Ａは２点で固定され、研磨修正用プレート１Ａの円周方向への滑りを防止することができ、研磨修正用プレート１Ａを安全かつ容易に取り出すことができる。
【００３３】
なお、研磨修正用プレート１Ａに設ける孔の数と位置は本実施形態に限定されるものではない。例えば、孔の数は２つでも３つでも、或いは５つ以上であってもよく、また、孔の断面形状は円形であっても矩形であってもよい。孔の位置については、２つの孔に爪部を差し込んだ状態で研磨修正用プレート１Ａを持ち上げた時に、研磨修正用プレート１Ａが２つの孔を結ぶ線を回転軸として回転しないように、重心が研磨修正用プレート１Ａの中心部となるように孔の位置を決定するのが好ましい。
【００３４】
なお、図５に示すように、爪部３２の他に、冶具３０ａの一部を孔１４ｂに差し込むようにすることで、研磨修正用プレート１Ａを３点で支持することができ、重心の位置に関わらず、研磨修正用プレート１Ａの回転を防止し、安全かつ容易に研磨修正用プレート１Ａを取り出すことができる。
【００３５】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る研磨修正用プレートについて説明する。上述した実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図６（ａ）は第３実施形態に係る研磨修正用プレート１Ｂの模式的平面図であり、図６（ｂ）は研磨修正用プレート１Ｂの側面図であり、図６（ｃ）は研磨修正用プレート１Ｂの図６（ａ）に示すＣ−Ｃ線断面図である。
【００３６】
第３実施形態に係る研磨修正用プレート１Ｂは、第１実施形態に係る研磨修正用プレート１の溝１４の底に２つの段差１８を設けている。２つの段差１８は回転対称に配置されている。
【００３７】
このような形状の研磨修正用プレート１Ｂを両面研磨装置２０から取り出す場合には、本実施形態では図７に示す冶具３０ｂを用いる。冶具３０ｂのＵ字型の部材の各先端部内側に設けられた２つの爪部３２それぞれを、２つの段差１８それぞれに差し込こむ。これにより、溝１４と孔１８で冶具３０ｂが固定されるため、研磨修正用プレート１Ｂを冶具３０ｂで掴んで持ち上げた時の研磨修正用プレート１Ｂの回転や滑りを防止することができ、安全かつ容易に研磨修正用プレート１Ｂを取り出すことができる。
【００３８】
なお、本実施形態では、溝１４の底に段差１８を設けるとして説明したが、これに限定されることはなく、図４に示す第２実施形態に係る研磨修正用プレート１Ａの孔１４ａ、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの底に段差１８を設けてもよい。
【００３９】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る研磨修正用プレートについて説明する。上述した実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図８（ａ）は第３実施形態に係る研磨修正用プレート１Ｃの模式的平面図であり、図８（ｂ）は研磨修正用プレート１Ｃの側面図であり、図８（ｃ）は研磨修正用プレート１Ｃの図８（ａ）に示すＤ−Ｄ線断面図である。
【００４０】
第４実施形態に係る研磨修正用プレート１Ｃは、第１実施形態に係る研磨修正用プレート１の溝１４の底に歯溝１９を設けている。
このように歯溝１９を設けることで、研磨修正用プレート１Ｃを図３に示す冶具３０や図７に示す冶具３０ｂで掴んだ場合に、溝１４と歯溝１９で冶具３０，３０ｂの滑りや回転を防止することができ、安全かつ容易に研磨修正用プレート１Ｃを取り出すことができる。
【００４１】
溝１４の底に歯溝１９を形成する方法としては、溝１４の底に溝１４と一体型に歯溝１９を形成してもよいが、別部品としての、歯溝１９を有するリングで、溝１４の底を被覆してもよい。
【００４２】
なお、本実施形態では、溝１４の底に歯溝１９を設けるとして説明したが、これに限定されることはなく、図４に示す第２実施形態に係る研磨修正用プレート１Ａの孔１４ａ、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの底に歯溝１９を設けてもよい。
【００４３】
以上説明したように、研磨修正用プレート１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの周側面に溝１４、孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ等の凹部を設けたため、両面研磨装置２０から研磨修正用プレート１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃを取り出す際に、滑りを防止することができ、上下定盤２５，２７に傷を付けることなく、安全かつ容易に取り出すことが可能となる。また、従来のように研磨修正用プレート１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの主面に修正部を設けていないため、定盤修正の効果を低減させることがない。
さらに、凹部の底に段差１８や歯溝１９を設けることで、より一層滑り防止効果が高まる。
【００４４】
なお、研磨修正用プレート１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの周側面に設けた溝１４、孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ等の「凹部」は、研磨修正用プレートの主面と外周面との交わり部分に対して行う「面取り」とは異なるものである。
【００４５】
なお、上述した実施形態では、研磨修正用プレート１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの外周側面に溝１４、孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ等の凹部を設けた場合について説明したが、凹部を設ける位置は内周側面であってもよい。すなわち、研磨修正用プレート１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの貫通孔１２等により形成される内周側面に凹部を設けてもよい。この場合、凹部は、内周側面のみに設けてもよいし、内周側面と外周側面の両方に設けてもよい。内周側面に凹部を設けた場合には、作業者が当該凹部との段差を手で掴んで、研磨修正用プレートを両面研磨装置２０から取り出すようにしてもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態では、研磨修正用プレート１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃに断面形状が円形の貫通孔１２を設ける場合について説明したが、貫通孔の形状は円形に限定されず、例えば、図９に示すような形状の貫通孔１２ａを設けてもよい。
また、研磨修正用プレート１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの周側面に設ける段差の凹部は、厚さ中央部に限らず、厚さ方向の任意の位置に設けることができる。
【００４７】
また、上述した実施形態では、研磨時に上定盤２５と下定盤２７を回転駆動するように構成したが、これに限定されることはなく、上定盤２５を停止しつつ下定盤２７のみを回転駆動させる構成であってもよい。
また、上述した実施形態では、研磨修正用プレートを両面研磨装置２０に用いる場合について説明したが、片面研磨装置に用いることもできる。
【符号の説明】
【００４８】
１………研磨修正用プレート、１２、１２ａ………貫通孔、１４………溝、１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ………孔、１６………歯車、１８………段差、１９………歯溝、２０………両面研磨装置、２１………キャリア、２３………駆動軸、２４………サンギア、２５………上定盤、２６………インターナルギア、２７………下定盤、３０，３０ａ，３０ｂ、………冶具、３２………爪部。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨装置の研磨面を平坦に研磨するために用いられる研磨修正用プレートであって、
周側面が厚み方向に段差を有し、該段差の凹部は厚さ中央部を含むことを特徴とする研磨修正用プレート。
【請求項２】
前記凹部は前記周側面の周方向に沿って伸びている溝であることを特徴とする請求項１に記載の研磨修正用プレート。
【請求項３】
前記凹部は前記周側面の周方向に複数並んでいることを特徴とする請求項１に記載の研磨修正用プレート。
【請求項４】
前記凹部の底が段差を有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の研磨修正用プレート。
【請求項５】
前記凹部の底が歯溝であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の研磨修正用プレート。
【請求項６】
前記周側面は外周側面と内周側面とを含み、
前記外周側面と前記内周側面との少なくとも一方に前記凹部が形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の研磨修正用プレート。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の研磨修正用プレートを備えている研磨装置。

【図１】