研磨装置及び研磨方法、基板及び電子機器の製造方法
【課題】高い研磨精度を有してワークの両面を同時に研磨する研磨装置及び研磨方法を提供する。
【解決手段】ワークＷの両面Ｗａ及びＷｂを同時に研磨する研磨装置１００において、それぞれがワークＷに接触する研磨面１４２ａ，１６２ａを有して互いに反対方向に回転する一対の定盤１４０，１６０と、一対の定盤１４０，１６０の回転数を各々検出する一対の検出部１４８，１６８と、一対の定盤１４０，１６０の間でワークＷを加圧する加圧部１７０と、定盤１４０，１６０にスラリーを供給するスラリー供給部１７５と、研磨面１４２ａ，１６２ａとワークＷとの間の摩擦力が閾値を超えたと判断した場合に、加圧部１７０が加える荷重、定盤１４０，１６０の回転数、スラリー供給部１７５が供給するスラリーの少なくとも一つを減少する制御部１８０と、を有することを特徴とする研磨装置１００を提供する。
【解決手段】ワークＷの両面Ｗａ及びＷｂを同時に研磨する研磨装置１００において、それぞれがワークＷに接触する研磨面１４２ａ，１６２ａを有して互いに反対方向に回転する一対の定盤１４０，１６０と、一対の定盤１４０，１６０の回転数を各々検出する一対の検出部１４８，１６８と、一対の定盤１４０，１６０の間でワークＷを加圧する加圧部１７０と、定盤１４０，１６０にスラリーを供給するスラリー供給部１７５と、研磨面１４２ａ，１６２ａとワークＷとの間の摩擦力が閾値を超えたと判断した場合に、加圧部１７０が加える荷重、定盤１４０，１６０の回転数、スラリー供給部１７５が供給するスラリーの少なくとも一つを減少する制御部１８０と、を有することを特徴とする研磨装置１００を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、研磨装置及び研磨方法に係り、特に、ワークの両面を同時に研磨する研磨装置及び研磨方法に関する。本発明は、例えば、化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ又はＰｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ：ＣＭＰ）装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
メムス（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ：ＭＥＭＳ）の一例であるメムスセンサは、製造においてセンシング機能を有するメムスチップの両側にガラス基板を接合して真空環境に維持する必要がある。このために、ガラス基板のメムスチップ側には厳しい平坦度が要求される。また、ガラス基板の表裏面を区別しない方が製造上便宜である。このため、各ガラス基板の表裏面を同一の平坦度で研磨する需要がある。
【０００３】
研磨工程は、表面粗さＲａ１μｍ〜２００ｎｍ程度で粗くラップする仕上げ（ラフラッピング）工程と、表面粗さＲａ数ｎｍ高精度に研磨する超仕上げ工程とを有する。特許文献１は、超仕上げ工程にＣＭＰ装置を使用することを提案している。従来のＣＭＰ装置でガラス基板の両面を研磨するには、ガラス基板の片面を研磨した後で、一旦ガラス基板を取り外して反転し、再度装着して研磨する必要があった。
【特許文献１】特開２０００−３０５０６９号公報
【特許文献２】特開平１−９２０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＭＰにおいて片面ずつワークを研磨するよりも両面同時に研磨した方が、スループットが向上するために好ましい。この場合、仕上げ工程に対しては、特許文献２に開示されているように、両面研磨装置が提案されている。そこで、本発明者らは、ＣＭＰ工程に両面研磨を適用することについて検討した。
【０００５】
仕上げ工程でもＣＭＰ工程でもワークは研磨中に定盤に搭載されたパッドに接触する。また、特許文献２によれば、両面研磨を行う場合、ワークを治具（本出願ではこれを「キャリア」と呼ぶ。）の収納部に所定の嵌め合いで嵌め込んでから研磨装置に搭載する。
【０００６】
研磨が進むにつれてワークの被研磨面の平坦度が上がり、パッド面（研磨面）との密着性、即ち、摩擦力が増加する。しかし、上下の定盤は逆方向に回転するため、摩擦力と嵌め合いのためにワークがキャリアの収納部内で振動してキャリアと衝突して端部が欠けたり、塵埃を発生したりする。そして、その塵埃は、パッド面とワークの被研磨面との間に入り込んでワークを傷つけ、平坦度を低下させる。このため、高精度の研磨を行うためには塵埃の発生を防止し、塵埃が発生してしまった場合には早期に除去又はワークを保護する必要である。
【０００７】
本発明は、高い研磨精度を有してワークの両面を同時に研磨する研磨装置及び研磨方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての研磨装置は、ワークの両面を同時に研磨する研磨装置に使用され、前記ワークを収納する収納穴を有するキャリアにおいて、前記研磨装置の一対の研磨面に対向する両面の少なくとも一方に凹凸を有することを特徴とする。かかるキャリアによれば凹凸が塵埃をワーク面上から除去し易くする。前記凹凸は、例えば、前記収納穴の外側に設けられ、前記収納穴よりも小さく、前記両面を貫通する複数の貫通孔、又は、前記両面の少なくとも一方に設けられた溝である。前記溝は、直線的及び／又は曲線的に延びてもよいし、前記キャリアの中心から延びてもよい。また、上述のキャリアを有することを特徴とする研磨装置も本発明の一側面を構成する。
【０００９】
本発明の別の側面としての研磨装置は、ワークの両面を同時に研磨する研磨装置において、それぞれが前記ワークに接触する研磨面を有して互いに反対方向に回転する一対の定盤と、前記一対の定盤の回転数を各々検出する一対の検出部と、前記一対の定盤の間で前記ワークを加圧する加圧部と、前記定盤にスラリーを供給するスラリー供給部と、前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部が加える荷重、前記定盤の回転数、前記スラリー供給部が供給するスラリーの少なくとも一つを減少する制御部と、を有することを特徴とする。かかる制御部は、摩擦力が閾値を超えた場合に研磨力を低減するのでそれ以上ワークが研磨されて振動することを未然に防止又は低減することができる。
【００１０】
前記制御部は、前記摩擦力が前記閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部が加える荷重又は前記一対の定盤の少なくとも一方の回転数を０にしてもよい。または、前記制御部は、前記摩擦力が前記閾値を超えたと判断した場合に、前記定盤の回転数を維持した状態で前記加圧部が加える荷重を０よりも大きい別の荷重に減少し、前記別の荷重に減少してから所定時間が経過後に前記一対の定盤の回転を停止すると共に前記加圧部が加える荷重を０にしてもよい。若しくは、前記制御部は、前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部による荷重を維持した状態で前記一対の定盤の回転数の少なくとも一方を０よりも大きい別の回転数に減少し、前記別の回転数に減少してから所定時間が経過後に前記一対の定盤の回転を停止すると共に前記加圧部が加える荷重を０にしてもよい。いずれの方法によってもワークがそれ以上研磨されて振動をすることを未然に防止又は低減することができる。また、所定期間により、両定盤による研磨量差を低減又は除去することができる。
【００１１】
前記研磨装置は、前記一対の定盤の一方を駆動する駆動部と、前記駆動部によって前記一対の定盤の一方の回転軸に加えられる駆動力を前記一対の定盤の他方の回転軸に反転して伝達する伝達機構と、を更に有し、前記制御部は、前記一対の検出部から取得した前記一対の定盤の回転数が設定された関係になるように前記伝達機構の伝達比率と前記駆動部に供給する電流を制御してもよい。あるいは、前記研磨装置は、各々前記一対の定盤の対応する一つを駆動する一対の駆動部を更に有し、前記制御部は、前記一対の検出部から取得した前記一対の定盤の回転数が設定された関係になるように前記一対の駆動部に供給する電流を制御してもよい。これにより、制御部は、両定盤の研磨量を制御することができる。前記設定された関係は、例えば、前記一対の定盤の回転数が等しい関係、又は、前記一対の定盤のうち、重力方向の上側の定盤の回転数が下側の定盤の回転数よりも高い関係である。
【００１２】
前記制御部は、前記駆動部に供給する電流に基づいて前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断してもよいし、前記研磨装置は、前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力を検出するトルクセンサを更に有し、前記制御部は、前記トルクセンサの出力に基づいて前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断してもよい。
【００１３】
前記研磨装置は、各々一対の研磨面の対応する一つの温度を測定する一対の温度測定部と、各々一対の研磨面の対応する一つを冷却する一対の冷却部と、を更に有し、前記制御部は、前記一対の温度測定部の測定結果に基づいて前記一対の研磨面の温度が設定された関係になるように前記一対の冷却部を制御してもよい。これにより、制御部は、両定盤の研磨量を制御することができる。前記設定された関係は、例えば、前記一対の研磨面の温度が等しい関係、又は、前記設定された関係は、前記一対の研磨面のうち、重力方向の上側の研磨面の温度が下側の研磨面の温度よりも高い関係である。
【００１４】
前記研磨装置は、前記研磨面にスラリーを供給するスラリー供給部と、前記ワークの研磨時間を測定するタイマと、を更に有し、前記制御部は、前記タイマが測定した前記研磨時間に基づいて前記スラリー供給部が供給する前記スラリーの供給量を制御してもよい。これにより、制御部は、両定盤の研磨量を制御することができる。
【００１５】
前記研磨装置は、前記ワークを研磨する研磨面上に凹凸を有するパッドを更に有してもよい。かかるパッドの凹凸により、塵埃をワーク上から除去することができる。
【００１６】
前記研磨装置は、化学機械研磨によって前記ワークを研磨してもよい。高精度な平坦化が要求されるＣＭＰにおいて特に塵埃の防止や除去は必要であるからである。
【００１７】
本発明の別の側面としての基板の製造方法は、基板を作成するステップと、前記基板に加工を施すステップと、を有する基板の製造方法において、前記作成ステップは、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、上述の研磨方法又は研磨装置を使用することを特徴とする。
【００１８】
本発明の別の側面としての基板の製造方法は、前記基板を平坦化するステップを更に有する基板の製造方法において、前記作成ステップ及び前記平坦化ステップの少なくとも一方は、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は上述の研磨方法又は研磨装置を使用することを特徴とする。これによって、基板の製造において塵埃の発生や除去を通じて高精度な研磨を提供することができる。
【００１９】
本発明の別の側面としての電子機器の製造方法は、上述の基板の製造方法によって基板を製造するステップと、電子部品を製造するステップと、前記基板と前記電子部品から電子機器を製造するステップと、を有することを特徴とする。かかる電子機器の製造方法も、上述の基板の製造方法と同様の作用を奏することができる。
【００２０】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高い研磨精度を有してワークの両面を同時に研磨する研磨装置及び研磨方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施例の研磨装置１００について説明する。ここで、図１は、研磨装置１００の概略斜視図である。研磨装置１００は、ワークＷの両面を同時に化学機械研磨する研磨装置であるが、本発明の研磨装置１００はＣＭＰ装置以外の研磨装置、例えば、仕上げ用の研磨装置にも適用可能である。
【００２３】
ワークＷは、本実施例では、研磨対象である基板である。基板は、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板（積層基板を含む）、その他の単結晶材料からなる基板を含む。典型的な基板の形状は、円板形状、ウェハであれば円板形状にオリフラのついたもの、矩形板状形状である。基板の径又は長さは、通常、数十ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。基板の厚さは、通常、数百μｍ〜数十ｍｍである。
【００２４】
半導体基板には、シリコン基板や石英基板が使用される。メムス基板も半導体基板に含まれるが、シリコン基板、ガラス基板、その他の非導電材料からなる基板が多く使用される。基板は、ガラスフォトマスク基板であってもよい。セラミック基板には、配線基板としてのセラミック積層基板や磁気ヘッド基板（例えば、アルチック（ＡｌＴｉＣ）基板）を含む。配線基板としては、その他、樹脂積層基板がある。磁気記録媒体基板としては、アルミニウム基板やガラス基板が使用される。ジャイロデバイス、加速度デバイス、弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ：ＳＡＷ）デバイスや光学結晶材には、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどの単結晶基板が使用される。
【００２５】
研磨装置１００は、キャリア１１０と、固定部材と、モータ（駆動部）１３０と、下定盤１４０と、タコジェネレータ（検出部）１４８と、ギアボックス（伝達機構）１５０と、外輪歯車１５８（図１６に図示）と、上定盤１６０と、タコジェネレータ（検出部）１６８と、シリンダ（加圧部）１７０と、スラリー供給部１７５と、制御部１８０とを有する。
【００２６】
図２は、３つのワークＷを収納するキャリア１１０の分解斜視図である。図２に示すワークＷは半導体基板であり、オリフラＷｏが形成されている。キャリア１１０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）から構成される基部１１１から構成される。基部１１１は、円板形状を有し、上面１１２ａと底面１１２ｂと、収納穴１１３と、外周面に設けられてキャリア１１０を遊星歯車として機能させる歯１１８とを有する。
【００２７】
図１では研磨装置１００は一のキャリア１１０を装着しているが、研磨装置１００に装着されるキャリア１１０の数は限定されない。但し、複数のキャリア１１０が研磨装置１００に装着される場合には一定の角度間隔で装着されることが好ましい。本実施例では４枚のキャリア１１０を搭載しているが、各図は便宜上そのうちの一部を示している。
【００２８】
上面１１２ａと底面１１２ｂは後述するパッド１６２及び１４２のパッド面（研磨面）１６２ａ及び１４２ａに対向する。ワークＷの底面Ｗａは底面１１２ｂから突出し、ワークＷの上面Ｗｂは上面１１２ａから突出し、それぞれの突出量は等しい。
【００２９】
収納穴１１３は、貫通孔であり、ワークＷを収納する。収納穴１１３は、キャリア１１０の両面（即ち、上面１１２ａ側と底面１１２ｂ側）からワークＷを露出する。収納穴１１３の数は限定されないが、本実施例では、１２０°間隔で回転対称に３つ配置されている。収納穴１１３は、上面１１２ａと底面１１２ｂとを貫通する。各収納穴１１３は、略円板形状を有し、オリフラＷｏに対応した平面部１１３ａを有する。なお、本実施例においては、収納穴１１３は、ワークＷを収納する空間に接続された空間も含む概念である。
【００３０】
研磨装置１００は、塵埃又は微粒子による損傷からワークＷを保護するために、様々な構成を採用している。第１の保護手段は、塵埃の発生を防止する手段である。第２の保護手段は、発生した塵埃からワークＷを保護する手段である。まず、研磨装置１００は、ワークＷが基部１１１の収納穴１１３内で振動してキャリア１１０と衝突することを防止する手段として固定部材を設けている。固定部材は、収納穴１１３に配置されたワークＷに接触してワークＷを固定する機能を有する。固定部材はキャリア１１０の収納穴１１３に配置される。
【００３１】
図３は、図２に示すキャリア１１０において固定部材が接着剤１２０である実施例の概略斜視図である。本実施例の接着剤１２０はアルコワックスである。接着剤１２０は、収納穴１１３においてキャリア１１０とワークＷとの間を接着する。ワークＷの中心と収納穴１１３の対応する中心とが一致すれば、ワークＷを収納穴１１３に収納するとワークＷの周囲に一定幅の隙間Ｊが形成される。
【００３２】
固定部材は接着剤１２０に限定されず、収納穴１１３においてワークＷに弾性力を加える弾性部材であってもよい。
【００３３】
図４（ａ）は、キャリア１１０の変形例としてのキャリア１１０Ａの平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の点線で囲ったＫ部の部分拡大平面図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、各収納穴１１３Ａは、図２に示す収納穴１１３に凹部１１４が接続された形状を有する。そして、図４（ａ）及び図４（ｂ）においては、弾性部材は、凹部１１４に係合又は部分的に挿入されたワイヤーリング１２０Ａである。
【００３４】
キャリア１１０Ａは基部１１１Ａと収納穴１１３Ａを有する。本実施例では各収納穴１１３Ａに対して一つの凹部１１４が接続されてそこに一つのワイヤーリング１２０Ａが挿入されているが、収納穴１１３Ａに複数の凹部１１４が接続されて各々にワイヤーリング１２０Ａが挿入されてもよい。このように、各収納穴１１３Ａに設けられるワイヤーリング１２０Ａの数は一つに限定されない。各ワイヤーリング１２０Ａは、上から見ると環状形状を有するが、楕円形状などその形状は限定されない。各ワイヤーリング１２０Ａの紙面に垂直な方向の厚さはキャリア１１０Ａの厚さと同一かそれよりも若干小さい。
【００３５】
各凹部１１４は、各ワークＷのオリフラＷｏに対向する平面部１１３ａの中央に形成される。各凹部１１４は、各ワイヤーリング１２０Ａがそこから分離しないような略円柱形状を有する空間である。もっとも凹部１１４の位置や寸法は限定されない。
【００３６】
各ワイヤーリング１２０Ａは各凹部１１４から外側に突出する。ワイヤーリング１２０Ａの、平面部１１３ａからの突出部１２１は、キャリア１１０Ａの基部１１１ＡとワークＷとの間の隙間Ｊに位置し、ワークＷと接触して、ワークＷを径方向ＲＡ外側に押圧する。
【００３７】
この結果、ワークＷはワイヤーリング１２０Ａの突出部１２１によって径方向ＲＡに弾性力が印加され、ワークＷのオリフラＷｏと反対側の径方向ＲＡの端部はキャリア１１０Ａに押圧される。これにより、ワークＷは収納穴１１３Ａ内で固定される。本実施例では、ワークＷは一端がワイヤーリング１２０Ａに他端がキャリア１１０Ａに接触して固定されるが、複数のワイヤーリング１２０Ａを対称に配置してワイヤーリング１２０ＡのみによってワークＷを固定してもよい。
【００３８】
図５は、キャリア１１０の変形例としてのキャリア１１０Ｂと、ワークＷと、固定部材の更に別の変形例としての弾性部材１２０Ｂの分解斜視図である。図５に示すように、弾性部材１２０Ｂは、収納穴１１３Ｂに対して共通に設けられた一の弾性部材である。
【００３９】
キャリア１１０Ｂの基部１１１Ｂは、一つの収納穴１１３Ｂを有する。図５に示す収納穴１１３Ｂは、３つの円が部分的に交わったような形状を有し、弾性部材１２０Ｂはその３つの円が交わった部分（以下、「合流部１１５」と呼ぶ。）に配置される。このように弾性部材１２０Ｂは収納穴１１３Ｂに配置される。
【００４０】
弾性部材１２０Ｂは、薄板三角柱の各頂点が面取りされた形状を有し、キャリア１１０Ｂ中央の合流部１１５に嵌められている。弾性部材１２０Ｂの紙面に垂直な方向の厚さはキャリア１１０Ｂの厚さと同一かそれよりも若干小さい。
【００４１】
合流部１１５においては、キャリア１１０Ｂの３つの凸部１１５ａが内側に向かって突出し、各凸部１１５ａは弾性部材１２０Ｂの各面取り部１２２に接触してこれを押圧する。弾性部材１２０Ｂはゴムなどの弾性材料から構成され、３つの押圧部１２３を介して３つのワークＷのオリフラＷｏに接触してこれを押圧する。各押圧部１２３は、ワークＷのオリフラＷｏと平行で面接触する平面部であり、図２に示す平面部１１３ａに対応する。但し、図２に示す平面部１１３ａよりも径方向外側に隙間Ｊを埋めるように突出している。突出量は隙間Ｊの幅よりも若干大きく設定されている。
【００４２】
この結果、ワークＷは、弾性部材１２０Ｂの押圧部１２３によって径方向ＲＡ外側に付勢されて、ワークＷのオリフラＷｏと反対側の径方向ＲＡの端部Ｗｃ１がキャリア１１０Ｂに押圧される。これにより、ワークＷは収納穴１１３Ｂ内で固定される。本実施例では、ワークＷは一端（即ち、オリフラＷｏ）が弾性部材１２０Ｂに他端（即ち、端部Ｗｃ１）がキャリア１１０Ｂの収納穴１１３を規定する輪郭面１１３ｂの一部１１３ｂ１に接触して固定される。しかし、代替的に、ワークＷをキャリア１１０Ｂと接触させる代わりに、別の弾性部材がキャリア１１０の一部１１３ｂ１の位置において隙間Ｊを埋めるように内側に突出させてもよい。これにより、かかる別の男性部材は、ワークＷのオリフラＷｏと反対側の径方向ＲＡの端部Ｗｃ１に接触及び押圧するようになり、ワークＷはキャリア１１０Ｂと接触しなくなる。
【００４３】
上述の実施例においては、固定部材はワークＷに接触して収納穴１１３内でワークＷを固定する。固定部材によって、ワークＷは収納穴１１３内で振動しない。なお、キャリア１１０の高さ方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な平面をＸＹ平面とすれば、ワークＷの収納穴１１３内における振動とはＸＹ平面における振動である。ワークＷが振動しないのでキャリア１１０と衝突し、塵埃が発生することを防止することができる。
【００４４】
別の実施例においては、研磨装置１００は、収納穴１１３に配置されたワークＷとキャリア１１０の間に位置する弾性部材を有し、ワークＷは収納穴１１３内で振動又は移動してもよいし、しなくてもよい。ワークＷが収納穴１１３内で振動又は移動したとしても、弾性部材がワークＷをキャリア１１０との接触から保護するからである。
【００４５】
弾性部材がワークＷとキャリア１１０の間の隙間Ｊと同じ幅を有すればワークＷには初期状態では付勢力は働かないが、隙間Ｊが弾性部材で埋められるのでワークＷを収納穴１１３内で固定される。ワークＷは、研磨面との摩擦力が加わっていずれかの方向に変位した場合に弾性部材により付勢力を受ける。ワークＷは弾性部材によってキャリア１１０と接触しないのでワーク端部の欠けやそれによる塵埃の発生を防止することができる。
【００４６】
弾性部材がワークＷとキャリア１１０の間の隙間Ｊよりも大きな幅を有すれば弾性部材が収納穴１１３に装着された場合にワークＷには初期状態で付勢力が働き、収納穴１１３内で固定される力が強くなる。ワークＷは弾性部材によってキャリア１１０と接触しないのでワーク端部の欠けやそれによる塵埃の発生を防止することができる。例えば、ワークＷの周りに隙間Ｊよりも幅の広い輪ゴムを巻いて収納穴１１３に挿入するなどである。
【００４７】
弾性部材がワークＷとキャリア１１０の間の隙間Ｊよりも小さい幅を有すればワークＷには初期状態では付勢力は働かず、隙間Ｊは依然として存在するのでワークＷは収納穴１１３内で移動可能となる。但し、移動してもキャリア１１０には衝突しないので衝突によるワーク端部の欠けや塵埃の発生を防止することができる。
【００４８】
図６は、弾性部材１２０Ｃがキャリア１１０Ｃの収納穴１１３を規定するキャリア１１０の輪郭面１１３ｂの一部に固定された分解斜視図である。弾性部材１２０Ｃは、例えば、円柱形状を有し、輪郭面１１３ｂの３箇所に１２０°間隔で配置されて輪郭面１１３ｂに固定される。固定は、接着であってもよいし、輪郭面１１３ｂに図４に示す凹部１１４と同様の凹部を形成してそこに嵌め込んでもよい。
【００４９】
弾性部材１２０Ｃの形状、数、間隔、寸法はワークＷが収納穴１１３に収納可能である限り限定されない。弾性部材１２０Ｃは、キャリア１１０と一体であってもよい。例えば、弾性部材１２０Ｃは、四角柱や三角柱形状を有して所定間隔で配置される。あるいは、弾性部材１２０Ｃは細幅の中空円筒形状を有してもよい。本実施例では、Ｚ方向から見た弾性部材１２０Ｃの幅は、図３に示す隙間Ｊの幅以下に設定される。
【００５０】
しかし、これではキャリア１１０とワークＷが固定されなくなり、後述する図２３(ｄ)に示す位置関係を維持できなくなるおそれがある。このため、例えば、ワークＷの外周側面Ｗｃに面内方向に向かう３つの穴Ｗｃ２を設け、３つの弾性部材１２０Ｃを円錐形状にして穴Ｗｃ２に挿入する構造であってもよい。この結果、ワークＷは一定幅の隙間Ｊが周囲に形成されるように収納穴１１３に配置されると付勢力を受けないが、いずれかの方向に移動すると弾性部材１２０Ｃの円錐側面にワークＷの外周側面Ｗｃが接触する。
【００５１】
図７は、弾性部材１２０Ｄを外周側面Ｗｃの少なくとも一部に固定したワークＷとキャリア１１０の分解斜視図である。弾性部材１２０Ｄは、例えば、円柱形状を有し、ワークＷの外周側面Ｗｃの３箇所に１２０°間隔で配置される。固定は、例えば、接着や弾性力である。図７は図６と弾性部材と穴の関係をワークＷとキャリア１１０との間で逆にしている。各弾性部材１２０Ｄは、キャリア１１０の輪郭面１１３ｂに設けられた穴１１３ｂ２に挿入される。
【００５２】
塵埃を事後的にワークＷの両面Ｗａ及びＷｂから除去してもよい。以下の実施例は、研磨中に発生した塵埃をキャリア１１０と研磨面との間からできるだけ早く除去する手段として、キャリア１１０の両面１１２ａ及び１１２ｂの少なくとも一方の面に形成される凹凸を利用している。まず、凹凸が溝として形成される実施例について説明する。
【００５３】
図８は、ワークＷを収納したキャリア１１０Ｄの斜視図である。キャリア１１０Ｄは、上面１１２ａに塵埃を除去する複数の溝１１６を有し、溝１１６を有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。なお、図８は、図３に示す接着剤１２０は省略している。複数の溝１１６は全て一方向（Ｙ方向）に延びている。
【００５４】
図９は、キャリア１１０Ｅの平面図である。キャリア１１０Ｅは、上面１１２ａに塵埃を除去する複数の溝１１６Ａ及び１１６Ｂを有し、溝１１６Ａ及び１１６Ｂを有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。複数の溝１１６Ａは全て一方向（Ｘ方向）に延びており、複数の溝１１６Ｂは全て一方向（Ｙ方向）に延びている。ＸＹ方向は直交している。各溝１１６Ａ及び１１６Ｂは同一形状を有するが、異なる形状を有してもよい。
【００５５】
図１０は、キャリア１１０Ｆの平面図である。キャリア１１０Ｆは、上面１１２ａに塵埃を除去する複数の溝１１６Ｃを有し、溝１１６Ｃを有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。複数の溝１１６Ｃは一定角度θ＝３０°間隔でキャリア１１０Ｆの中心１１１ａから径方向ＲＡに延びている。溝１１６Ｃが配置される角度間隔は３０°に限定されず、また、一定角度で中心１１１ａ周りに分布しなくてもよい。更には、溝１１６Ｃが延びる中心はキャリア１１０Ｆの中心からずれていてもよい。
【００５６】
図１１は、キャリア１１０Ｇの平面図である。キャリア１１０Ｇは、上面１１２ａに塵埃を除去する複数の溝１１６Ｃと１１６Ｄを有し、溝１１６Ｃ及び１１６Ｄを有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。溝１１６Ｄは、キャリア１１０の中心１１１ａから一定距離の位置において、各溝１１６Ｃから分岐した一対の溝として構成される。分岐の方向は限定されないが、図１１においては、分岐する側で隣接する溝１１６Ｃと平行な方向である。また、分岐点は一つに限定されないし、分岐した溝が更に分岐してもよい。
【００５７】
以上のように、直線状に伸びる溝の方向は、直交座標系で一方向又は二方向に延びてもよいし、極座標系でキャリア１１０の中心１１１ａあるいはその他の位置から一定の角度間隔又は不定期な角度間隔で径方向に延びてもよいし、途中で分岐してもよい。
【００５８】
図１２は、キャリア１１０Ｈの平面図である。キャリア１１０Ｈは、上面１１２ａに塵埃を除去する複数の溝１１６Ｅを有し、溝１１６Ｅを有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。複数の溝１１６Ｅはキャリア１１０Ｈの中心１１１ａの周りに径方向ＲＡに一定間隔で同心円状に延びている。但し、同心円の間隔は一定でなくてもよいし、各同心円の寸法が異なってもよい。
【００５９】
図１３は、キャリア１１０Ｉの平面図である。キャリア１１０Ｉは、上面１１２ａに塵埃を除去する溝１１６Ｆを有し、溝１１６Ｆを有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。複数の溝１１６Ｆはキャリア１１０Ｉの中心１１１ａから螺旋状に延びている。本実施例では、螺旋はキャリア１１０Ｉの中心１１１ａから時計回りに延びているが、反時計回りに延びてもよい。
【００６０】
図１４は、キャリア１１０Ｊの平面図である。キャリア１１０Ｊは、上面１１２ａに塵埃を除去する溝１１６Ｇを有し、溝１１６Ｇを有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。複数の溝１１６Ｇはキャリア１１０Ｊの中心１１１ａから渦状に延びている。本実施例では、渦はキャリア１１０Ｊの中心１１１ａから時計回りに延びているが、反時計回りに延びてもよい。渦の間隔は一定でもよいし、一定でなくてもよい。
【００６１】
以上のように、曲線状に伸びる溝の方向は、同心円状でもよいし螺旋状でも渦状でもよい。更には、二次曲線、楕円、その他の曲線状に延びてもよい。
【００６２】
図１５は、キャリア１１０Ｋの平面図である。キャリア１１０Ｋは、上面１１２ａに塵埃を除去する溝１１６Ｃと１１６Ｆを有する。このように、図８乃至図１５に示す溝１１６乃至１１６Ｇは自由に組み合わせ可能である。
【００６３】
各溝１１６乃至１１６Ｇの幅と深さは数十ｎｍで二等辺三角形の断面形状を有する。このように、各溝１１６乃至１１６Ｇは、断面Ｖ字形状を有するＶ字溝として形成されているが、その断面形状は限定されない。本実施例は、溝１１６乃至１１６Ｇを、キャリア１１０Ｄ乃至１１０Ｋの重力方向の上側の上面１１２ａにのみ形成しているが、キャリア１１０Ｄ乃至１１０Ｋの底面１１２ｂに更に形成してもよいし、底面１１２ｂにのみ形成してもよい。
【００６４】
キャリア１１０の両面１１２ａ及び１１２ｂの少なくとも一方の面に形成される凹凸は上述の溝でもよいが、貫通孔でもよい。図１６は、キャリア１１０Ｌの平面図である。キャリア１１０Ｌは、上面１１２ａと１１２ｂを貫通する複数の貫通孔１１７を有する。貫通孔１１７は、ＸＹ方向に一定間隔で二次元的に配置されているが、同心円状に配置されてもよいし、螺旋状、渦状に配置されてもよい。各貫通孔１１７は、数十ｎｍの径を有する。貫通孔１１７は、塵埃を通過させて除去する。
【００６５】
キャリア１１０の両面１１２ａ及び１１２ｂの少なくとも一方の面に形成される凹凸は、その他、両面１１２ａ及び１１２ｂ上に形成される複数の突起であってもよい。
【００６６】
再び図１に戻って、モータ１３０は、ベルト、プーリーなどの伝達機構１３５を介して、（ＤＣ）タコジェネレータ１４８を介して下定盤１４０を回転駆動する。タコジェネレータ１４８は、下定盤１４０の回転軸の周りに設けられ、下定盤１４０の回転数に対応するアナログ電圧を制御部１８０に出力する。
【００６７】
以下、図１７を参照して、ギアボックス１５０の原理について説明する。ここで、図１７は、ギアボックス１５０の概略断面図である。ギアボックス１５０は、シャフト１４１の回転方向を反転させてシャフト１６１に伝達する。ギアボックス１５０は、下定盤１４０の回転軸であるシャフト１４１の周りに固定される共に上定盤１６０の回転軸であるシャフト１６１の周りにも固定される。ギアボックス１５０は図１７にギアボックス１５０の原理について説明する。但し、シャフト１４１の回転方向を反転させてシャフト１６１に伝達することができる限り、ギアボックス１５０の構造は図１７に示す構造に限定されない。
【００６８】
ギアボックス１５０は、筐体１５１ａ及び１５１ｂと、一対の傘歯車（ベベルギア）１５２及び１５３と、３つの傘歯車を有する。なお、作図の便宜上、図１７は、３つの傘歯車のうちの２つを１５４及び１５５として示し、残りの一つを省略している。
【００６９】
筐体１５１ａは、筐体１５１ａと１５１ｂとの間に位置し、シャフト１４１と１６１が挿入される穴と、３つの傘歯車のシャフトの一端が挿入される穴を有する。なお、図１７は、便宜上、筐体１５１ａを透過して示している。筐体１５１ｂは、Ｚ方向上側から見ると、環状を有し、３つの傘歯車のシャフトの他端が挿入される穴を有する。３つの傘歯車のシャフトの両端は筐体１５１ａ及び１５１ｂに固定されて回転しない。
【００７０】
傘歯車１５２は、下定盤１４０の回転軸であるシャフト１４１の周りに固定されてシャフト１４１と共に回転する。シャフト１４１はモータ１３０による駆動力が伝達されるシャフトである。３つの傘歯車は傘歯車１５２に係合し、１２０°間隔で配置される。図１７は、３つの傘歯車のうちの傘歯車１５４とそのシャフト１５４ａ、傘歯車１５５とそのシャフト１５５ａを示している。上述したように、シャフト１５４ａ及び１５５ａは筐体１５１ａ及び１５１ｂに固定されている。傘歯車１５３は３つの傘歯車に係合し、上定盤１６０の回転軸であるシャフト１６１の周りに固定されてシャフト１６１と共に回転する。
【００７１】
傘歯車１５２がＺ方向上向きから見て時計回りに回転すると、その手前側の側面は、図１７に示すように、左方向に回転する。すると、傘歯車１５４の手前側の側面は、図１７に示すように、下方向に回転する。これに応答して、傘歯車１５３の手前側の側面は、図１７に示すように、右方向に回転する。同様に、傘歯車１５５の手前側の側面は、図１７に示すように、上方向に回転する。これに応答して、傘歯車１５３の手前側の側面は、図１７に示すように、右方向に回転する。結局、傘歯車１５２と１５３が回転する方向は逆方向となり、シャフト１４１に加わる駆動力は反転してシャフト１６１に伝達される。
【００７２】
なお、図１７は、反転駆動を説明する便宜上、３つの傘歯車１５４及び１５５の歯数を同一にしているが、実際には、３つの傘歯車の歯数を異ならせて選択的に傘歯車１５２に接触させるように構成されている。３つの傘歯車のうちいずれを傘歯車１５２と接触させるかは制御部１８０が制御することができる。この結果、ギアボックス１５０のギア比を変更することができる。
【００７３】
この結果、モータ１３０の駆動力はギアボックス１５０を介して上定盤１６０に伝達され、上定盤１６０は下定盤１４０とは反対方向に回転する。タコジェネレータ１６８、上定盤１６０の回転軸の周りに設けられ、上定盤１６０の回転数に対応するアナログ電圧を制御部１８０に出力する。
【００７４】
図１８に示すように、下定盤１４０は、研磨面（パッド面）１４２ａを有するパッド１４２がキャリア１１０側に搭載されている。上定盤１６０は、研磨面（パッド面）１６２ａを有するパッド１６２がキャリア１１０側に搭載されている。
【００７５】
塵埃が発生した場合に、これを事後的に除去する手段として、パッド１４２は、研磨中に発生した塵埃をキャリア１１０と研磨面との間からできるだけ早く除去する凹凸１４３をパッド面１４２ａに設けている。凹凸１４３は、図８乃至図１６に示す溝、貫通孔その他の凹凸を適用することができる。
【００７６】
パッド１４２とパッド１６２は、ウレタンなどの軟らかい材質から構成され、それらは同一構造を有する。
【００７７】
図１９（ａ）は、太陽歯車１５６と、キャリア１１０と、外輪歯車１５８と、第１及び第２の防塵機構２００及び２４０を示す概略断面図である。
【００７８】
太陽歯車１５６は、本実施例では、ギアボックス１５０の下の下定盤１４０のシャフト１４１の周りに設けられ、シャフト１４１と共に回転する。但し、別の実施例では、太陽歯車１５６は、ギアボックス１５０の上の上定盤１６０のシャフト１６１の周りに設けられ、シャフト１６１と共に回転する。太陽歯車１５６は、歯１５６ａを有する。
【００７９】
キャリア１１０の外周には歯１１８が設けられており、かかる歯１１８はキャリア１１０を遊星歯車として機能させる。太陽歯車１５６の歯１５６ａはキャリア１１０の歯１１８と係合する。外輪歯車１５８は歯１５８ａを有し、かかる歯１５８ａはキャリア１１０の歯１１８と係合する。太陽歯車１５６、遊星歯車としてのキャリア１１０、外輪歯車１５８は遊星歯車機構を構成する。
【００８０】
遊星歯車機構は、太陽歯車（Ｓｕｎ Ｇｅａｒ）の周りを一又は複数の遊星歯車（Ｐｌａｎｅｔａｒｙ Ｇｅａｒ）が自転しつつ公転する構造を有する減速又は増速機構である。遊星歯車機構は、少ない段数で大きな速度比が得られ、大きなトルクを伝達でき、入出力軸を同軸に配置できるなどの特徴を有する。
【００８１】
図１に示す研磨装置１００では、太陽歯車としてのギアボックス１５０は回転し、その周りを遊星歯車としてのキャリア１１０が自転しながら公転し、外輪歯車１５８は固定される。
【００８２】
第１の防塵機構２００は、太陽歯車１５６の歯１５６ａとキャリア１１０の歯１１８との係合によって発生する塵埃がワークＷとパッド面（研磨面）１４２ａ及び１６２ａのそれぞれとの間に侵入することを防止する。
【００８３】
図１９（ｂ）は、第１防塵機構２００と第２の防塵機構２４０の概観斜視図である。
【００８４】
第１の防塵機構２００は、第１のブロック２１０と、ワイパー（第１の弾性部材）２２０と、流体供給ノズル２３０とを有する。
【００８５】
第１のブロック２１０は、環状形状を有し、シャフト１６１の周りにシャフト１６１に対して静止するように配置される。但し、第１のブロック２１０がシャフト１６１に対して静止するか上定盤１６０と共に回転するかは選択的である。第１のブロック２１０は、凸部２１２ａ及び２１２ｂと、溝２１２ｃと、凸部２１５と、内周面２１６と、外周面２１７とを有する。
【００８６】
凸部２１２ａ及び２１２ｂは同じ高さを有するが、流体ＦがワークＷ上に進入しないように太陽歯車１５６から見て外側の凸部２１２ｂの方が内側の凸部２１２ａよりも高く構成されてもよい。溝２１２ｃには一定間隔で貫通孔２１３が形成されている。貫通孔２１３は流体Ｆをキャリア１１０に供給（滴下や吹き付け）するのに使用される。凸部２１５は歯１５６ａの近傍に配置される。内周面２１６と外周面２１７は上から見るとシャフト１４１と同心円状に形成される。
【００８７】
ワイパー２２０は、太陽歯車１５６の歯１５６ａとキャリア１１０の中心１１１ａとの間において、第１のブロック２１０の外周面２１７の下部に周方向Ｍ１に亘ってシャフト１４１と同心円状に取り付けられている。ワイパー２２０は、ゴムなどの弾性材料から構成され、キャリア１１０の上面１１２ａに接触位置１１２ａ１において接触する。接触位置１１２ａ１は、Ｚ方向上側から見ると、太陽歯車１５６（又は太陽歯車１５６と接触するキャリア１１０の歯１１８）とキャリア１１０の収納穴１１３との間に位置する。ワイパー２２０は、キャリア１１０の歯１１８と太陽歯車１５６の歯１５６ａとの係合によって発生する塵埃がキャリア１１０の上面１１２ａの接触位置１１２ａ１よりもキャリア１１０の内側に移動することを防止する。
【００８８】
流体供給ノズル２３０は、液体（水など）や気体（空気など）などの流体Ｆを第１のブロック２１０の溝２１２ｃに供給する管である。流体Ｆが液体であれば、貫通孔２１３から流体Ｆがキャリア１１０の上面１１２ａ上に滴下されて塵埃を洗い流す。流体Ｆが気体であれば、貫通孔２１３から流体Ｆがキャリア１１０の上面１１２ａ上に吹き付けられて塵埃を吹き飛ばす。
【００８９】
流体供給ノズル２３０は、第１のブロック２１０と同様に、シャフト１６１の周りにシャフト１６１に対して静止するように配置される。流体供給ノズル２３０が回転しないので、その一端を、例えば、水道の蛇口に接続することも容易になる。
【００９０】
必要があれば、シャフト１６１と同心円上に複数の流体供給ノズル２３０が配置される。流体供給ノズル２３０と貫通孔２１３は、キャリア１１０の歯１１８とワイパー２２０との間に流体Ｆを供給する第１の流体供給部を構成する。
【００９１】
第２の防塵機構２４０は、キャリア１１０の歯１１８と外輪歯車１５８の歯１５８ａとの係合によって発生する塵埃がワークＷとパッド面（研磨面）１４２ａ及び１６２ａのそれぞれとの間に侵入することを防止する。
【００９２】
第２の防塵機構２４０は、第２のブロック２５０と、ワイパー（第２の弾性部材）２６０と、流体供給ノズル２７０とを有する。
【００９３】
第２のブロック２５０は、環状形状を有し、シャフト１６１の周りにシャフト１６１に対して静止するように配置される。但し、第２のブロック２５０がシャフト１６１に対して静止するか上定盤１６０と共に回転するかは選択的である。第２のブロック２５０は、凸部２５２ａ及び２５２ｂと、溝２５２ｃと、凸部２５５と、内周面２５６と、外周面２５７とを有する。
【００９４】
凸部２５２ａ及び２５２ｂは同じ高さを有するが、流体ＦがワークＷ上に進入しないように太陽歯車１５６から見て内側の凸部２５２ａの方が外側の凸部２５２ｂよりも高く構成されてもよい。溝２５２ｃには一定間隔で貫通孔２５３が形成されている。貫通孔２５３は流体Ｆをキャリア１１０に供給（滴下又は吹き付け）するのに使用される。凸部２５５は歯１５８ａの近傍に配置される。内周面２５６と外周面２５７は上から見るとシャフト１４１と同心円状に形成される。
【００９５】
ワイパー２６０は、外輪歯車１５８の歯１５８ａとキャリア１１０の中心１１１ａとの間において、第２のブロック２５０の内周面２５６の下部に周方向Ｍ２に亘ってシャフト１４１と同心円状に取り付けられている。ワイパー２６０は、ゴムなどの弾性材料から構成され、キャリア１１０の上面１１２ａに接触位置１１２ａ２において接触する。接触位置１１２ａ２は、Ｚ方向上側から見ると、外輪歯車１５８（又は外輪歯車１５８と接触するキャリア１１０の歯１１８）とキャリア１１０の収納穴１１３との間に位置する。ワイパー２６０は、キャリア１１０の歯１１８と外輪歯車１５８の歯１５８ａとの係合によって発生する塵埃がキャリア１１０の上面１１２ａの接触位置１１２ａ２よりもキャリア１１０の内側に移動することを防止する。本実施例では、接触位置１１２ａ１と１１２ａ２は、キャリア１１０の中心１１１ａからの距離がそれぞれ等しい。
【００９６】
流体供給ノズル２７０は、流体Ｆを第２のブロック２５０の溝２５２ｃに供給する管である。流体Ｆが液体であれば、貫通孔２５３から流体Ｆがキャリア１１０の上面１１２ａ上に滴下されて塵埃を洗い流す。流体Ｆが気体であれば、貫通孔２５３から流体Ｆがキャリア１１０の上面１１２ａ上に吹き付けられて塵埃を吹き飛ばす。
【００９７】
流体供給ノズル２７０は、第２のブロック２５０と同様に、シャフト１６１の周りにシャフト１６１に対して静止するように配置される。流体供給ノズル２７０が回転しないので、その一端を、例えば、水道の蛇口に接続することも容易になる。
【００９８】
必要があれば、シャフト１６１と同心円上に複数の流体供給ノズル２７０が配置される。流体供給ノズル２７０と貫通孔２５３は、キャリア１１０の歯１１８とワイパー２２０との間に流体Ｆを供給する第２の流体供給部を構成する。
【００９９】
このように、第１及び第２の防塵機構２００及び２４０は、遊星歯車機構において発生する塵埃からワークＷを保護する。
【０１００】
再び図１に戻って、シリンダ１７０は、上下定盤１４０及び１６０の間でワークＷに荷重又は加圧力を加えるエアシリンダである。スラリー供給部１７５は、スラリー（研磨剤）を上定盤１６０の上面１６０ａに滴下する。上定盤１６０及びパッド１６２にはそれを貫通するように複数のＺ方向に延びる貫通孔１６３が設けられており、スラリーＳは貫通孔１６３を介してパッド１６２の研磨面に供給される。その後、スラリーＳは下定盤１４０のパッド１４２に落下してその研磨面１４２ａに供給される。本実施例のスラリーＳは酸化セリウム系のスラリーである。なお、本実施例の研磨装置１００がラッピング装置である場合には、スラリーＳは水溶液に研磨粒子が拡散したものである。
【０１０１】
制御部１８０は、モータ１３０、ギアボックス１５０、タコジェネレータ１４８及び１６８、シリンダ１７０、及び、スラリー供給部１７５に接続される。また、制御部１８０は、タコジェネレータ１４８及び１６８の出力に応じてモータ１３０に流す駆動電流、ギアボックス１５０のギア比、シリンダ１７０が加える荷重、スラリー供給部１７５が供給するスラリーの供給量を制御する。
【０１０２】
制御部１８０は、ＣＰＵやＭＰＵを含み、また、本実施例の研磨方法に必要なプログラムやデータを格納するメモリ１８２と、時間を計数するタイマ１８４を含んでいる。
【０１０３】
以下、図２０乃至図２４を参照して、研磨装置１００を含む研磨システム３００とその動作について説明する。ここで、図２０は、研磨システム３００の概略ブロック図である。研磨システム３００は、組立部３１０、ローダ３２０と、研磨装置１００と、ロボットアーム３３０と、直後洗浄装置３４０と、アンローダ３５０と、ストッカ３６０と、本洗浄装置３７０とを有する。
【０１０４】
組立部３１０は、ワークＷをキャリア１１０に搭載し、固定部材を介してワークＷをキャリア１１０内の収納穴１１３に固定する。ローダ３２０は、ワークＷが収納されたキャリア１１０を研磨装置１００に装着する。ロボットアーム３３０は、研磨後に、研磨装置１００からキャリア１１０を取り外し、直後洗浄装置３４０にキャリア１１０を搭載する。直後洗浄装置３４０は、研磨直後のキャリア１１０を大まかに洗浄する。アンローダ３５０は、直後洗浄（又は仮洗浄）後に、直後洗浄装置３４０から本洗浄装置３７０に搬送する。
【０１０５】
ストッカ３６０は、本洗浄前にワークＷが乾燥しないように、純水又は水溶液にキャリア１１０を収納する。本洗浄装置３７０は、直後洗浄装置３４０によって簡単に洗浄されたキャリア１１０を本格的に洗浄する。本洗浄装置３７０は、弗酸、超臨界流体、超音波洗浄などを使用する。
【０１０６】
以下、図２１を参照して、研磨システム３００による研磨方法について説明する。ここで、図２１は、研磨システム３００の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１０７】
まず、研磨準備を行う（ステップ１１００）。ステップ１１００の研磨準備は固定部材が図３に示す接着剤１２０として構成された例について説明する。図２２は、図２１に示すステップ１１００の詳細を説明するためのフローチャートである。図２３（ａ）乃至図２３（ｄ）は、図２２の各工程を示す概略断面図である。
【０１０８】
まず、図２３（ａ）に示すように、キャリア１１０の底面１１２ｂに収納穴１１３を露出するスペーサ１０を接触させる（ステップ１１０２）。スペーサ１０とキャリア１１０は両者が位置決めされた状態で（例えば、図２３（ａ）に示す両者の端部が一致した状態で）接触される。必要があれば、両者は仮止めされてもよい。また、好ましくは、リング部材１８を設け、リング部材１８の内部にスペーサ１０とキャリア１１０を挿入することによってＺ方向に垂直な方向で位置決めしてもよい。更に、スペーサ１０の代わりに、スペーサ１０と同様の段差を有する図２４に示すような容器を使用してもよい。本実施例では、かかる容器も含めて「スペーサ」と呼ぶものとする。
【０１０９】
スペーサ１０は、キャリア１１０と同一の外形（例えば、径Ｎ）を有し、キャリア１１０と同様に基部１１と貫通穴１３をする。貫通穴１３は収納穴１１３とほぼ同一形状で収納穴よりも若干大きい。スペーサ１０は、厚さｈ１を有し、厚さｈ２を有するキャリア１１０とは異なる。通常はｈ１＜ｈ２である。厚さｈ１は、後述するように、ワークＷがキャリア１１０の底面１１２ｂから突出する長さである。
【０１１０】
なお、スペーサ１０Ａは、スペーサ１０の基部１１に対応する段差部１１Ａ１を含む基部１１Ａを有する。スペーサ１０Ａは、キャリア１１０の外形に略等しい径Ｎ、厚さｈ２の収納部１５と、貫通穴１３と同一の寸法を有する凹部１３Ａとを有する。また、リング部材１８に相当し、Ｖ１×Ｖ２の寸法を有する壁部１１Ａ２も有する。これにより、キャリア１１０のスペーサ１０Ａに対する位置決めが容易になる。
【０１１１】
ステップ１１０２においては、スペーサ１０の貫通穴１３を下からＶ方向から見るとキャリア１１０の収納穴１１３がスペーサ１０に形成された貫通穴１３から完全に見えるように、換言すれば、収納穴１１３がスペーサ１０の基部１１によって遮蔽されないように配置される。スペーサ１０Ａにおいても収納穴１１３がスペーサ１０Ａの段差部１１Ａ１によって遮蔽されないように配置される。
【０１１２】
なお、スペーサ１０の形状はこれに限定されず、厚さｈ１を有し、少なくとも全ての収納穴１１３を露出する貫通穴を有すれば外形はキャリア１１０と同一でなくてもよい。
【０１１３】
次に、図２３（ｂ）に示すように、この状態で、キャリア１１０の収納穴１１３にワークＷを挿入し、ワークＷの底面Ｗａとスペーサ１０の底面１０ａが同一平面Ｕを構成するようにすると共に、ワークＷの上面Ｗｂ側がキャリア１１０よりも突出するように配置する（ステップ１１０４）。スペーサ１０Ａの場合には凹部１３Ａの底面と段差部１１Ａ１の点線で示す底面は同一平面を構成するため、ワークＷを凹部１３Ａに部分的に収納すればこの条件は満足される。
【０１１４】
ワークＷがキャリア１１０の上面１１２ａよりも突出する長さはｈ１であり、底面１１２ｂから突出する長さと等しい。これは、本実施例では、ワークＷの両面Ｗａ及びＷｂのＺ方向の研磨量を同一に見込んでいるからである。
【０１１５】
ステップ１１０４は、例えば、水平台に図２３（ａ）に示す構造体を載置し、上からワークＷをキャリア１１０の収納穴１１３に挿入することによって形成することができる。本実施例では水平台はホットプレートである。あるいはスペーサ１０Ａを加熱してもよい。図２３（ｂ）は、便宜上、一のワークＷのみを示している。なお、図２３（ｂ）に示す状態は、ワークＷをキャリア１１０の収納穴１１３に挿入した後でスペーサ１０をキャリア１１０の一面に接触させて形成してもよい。あるいは、ワークＷをキャリア１１０の収納穴１１３に挿入した後でスペーサ１０Ａにキャリア１１０を収納することによって形成してもよい。
【０１１６】
次に、ワークＷの反対面（即ち、上面Ｗｂ）側においてワークＷとキャリア１１０との隙間Ｊの少なくとも一部に接着剤１２０を塗布する（ステップ１１０６）。ここで、「隙間Ｊの少なくとも一部」とは、隙間Ｊの全周に亘って接着剤１２０を充填しなくても足りる趣旨である。
【０１１７】
ディスペンサ２０で接着剤１２０を塗布する場合、図２３（ｃ）に示すように、接着剤１２０が正確に隙間Ｊ内のみに配置されなくてもよく、一部がワークＷの上面Ｗｂ上にかかっていてもよい。接着剤１２０は軟らかいので研磨によって除去されるからである。なお、図２３（ｃ）に示す接着剤１２０の量や位置は例示である。
【０１１８】
上述したように、本実施例の接着剤１２０はアルコワックスである。接着剤１２０を図２３（ｂ）に示す構造体の平面Ｕが図示しないホットプレートの上面になるように配置して接着剤１２０を滴下すると、接着剤１２０はホットプレートで加熱されるために隙間Ｊに毛管現象で浸透する。そして、接着剤１２０は常温に戻ると固化する。接着剤１２０が液状になるため、本実施例では、図２３（ｃ）に示すような隆起がワークＷの上面Ｗｂに形成されることはあまりない。なお、貫通穴１３にあるワークＷとスペーサ１０の基部１１又は凹部１３ＡにあるワークＷとスペーサ１０Ａの段差部１１Ａ１との間は隙間Ｊよりも離れているため接着剤１２０によって接着されない。
【０１１９】
次に、図２３（ｃ）に示す構造体のキャリア１１０からスペーサ１０を分離する（ステップ１１０８）。この状態を図２３（ｄ）に示す。
【０１２０】
ステップ１１０２乃至１１０８は組立部３１０において行われる。
【０１２１】
次に、ローダ３２０が、ワークＷが上面１１２ａ及び底面１１２ｂから突出したキャリア１１０を研磨装置１００に装着する（ステップ１１１０）。
【０１２２】
本実施例のように、ワークＷとキャリア１１０とを固定することは、従来の両面研磨ラッピング装置には見られない特徴である。従来の両面ラッピング装置では通常は図２３（ｂ）に示すようなスペーサ１０は使用されず、ワークＷとキャリア１１０との間の隙間Ｊも接着されない。このため、ワークＷを収納したキャリア１１０がラッピング装置に搭載されると、キャリア１１０の一方の側（例えば、上面１１２ａ側）のみからワークＷが突出し、ワークＷの底面Ｗａとキャリア１１０の底面１１２ｂは同一平面を構成することになる。
【０１２３】
両面ラッピング装置においては、上下の研磨面を有するパッドは金属製やセラミック製から構成される。このため、ラッピング装置の定盤はハード定盤と呼ばれる場合もある。ハード定盤が上下からワークＷを押圧する時にワークＷとキャリア１１０が固定されずにキャリア１１０が移動可能な構成であるとワークＷのみを研磨することができる。従って、図２３（ｄ）に示す構造体を形成する必要がない。
【０１２４】
一方、ＣＭＰ装置においては、上下の研磨面を有するパッドは軟らかいウレタンなどの材料から構成される。このため、ラッピング装置の定盤はソフト定盤と呼ばれる場合もある。ソフト定盤が上下からワークＷを押圧する場合、ワークＷの底面Ｗａとキャリア１１０の底面１１２ｂが同一平面を構成すると、ワークＷのみならずキャリア１１０を研磨し、また、吸着するおそれがある。このため、図２３（ｄ）に示す構造が有効である。図２３（ｄ）に示す構造は両面ＣＭＰ装置にも両面ラッピング装置にも適用可能な構造である。
【０１２５】
次に、研磨装置１００による研磨を行う（ステップ１２００）。図２５は、図２１に示すステップ１２００の詳細を説明するためのフローチャートであり、図２６は、そのタイミングチャートである。図２６において、縦軸は下定盤１４０の回転数（ｒｐｍ）、シリンダ１７０が加える荷重（ｋｇｆ）、摩擦力（ｋｇｆ）である。横軸は時間である。但し、本実施例では、縦軸の摩擦力（ｋｇｆ）は、摩擦力を表す電流値（Ａ）で代用している。
【０１２６】
まず、制御部１８０は、スラリー供給部１７５からスラリーＳを上定盤１６０の上面に供給を開始する（ステップ１２０２）。スラリーＳの供給量は、予めシミュレーション又は実験によって適量が求められてメモリ１８２に格納されており、制御部１８０は格納された供給量のスラリーＳを滴下するようにスラリー供給部１７５を制御する。
【０１２７】
スラリー供給部１７５によるスラリーＳの供給量が増加すると上定盤１６０と下定盤１４０による研磨量が等しい割合だけ増加する。このため、研磨量を全体として大きくする場合に制御部１８０はスラリーＳの供給量を増加する。また、研磨量を全体として小さくする場合に制御部１８０はスラリーＳの供給量を減少する。即ち、本実施例では、上定盤１６０と下定盤１４０による研磨量に差があるときにスラリー供給部１７５による供給量制御ではこの差を解消することができない。
【０１２８】
また、ステップ１２０２と同時に、制御部１８０は、モータ１３０に電流を供給して下定盤１４０を回転する（ステップ１２０４）。
【０１２９】
次に、制御部１８０は、下定盤１４０の回転数が５ｒｐｍであるかどうかを判断する（ステップ１２０６）。制御部１８０は、下定盤１４０の回転数を表すタコジェネレータ１４８の出力と、メモリ１８２に格納された５ｒｐｍの値を比較することによってステップ１２０６の判断を行う。なお、５ｒｐｍは低速回転の単なる例示であり、本発明はこの回転数に限定されるものではない。
【０１３０】
次に、制御部１８０は、下定盤１４０の回転数が５ｒｐｍであると判断すると（ステップ１２０６）、下定盤１４０の回転数が一定になるようにモータ１３０に供給する電流を制御する（ステップ１２０８）。
【０１３１】
ワークＷが研磨されるにつれてワークＷの被研磨面（即ち、底面Ｗａと上面Ｗｂ）は平坦になっていき、研磨面（パッド面）との密着性とそれに伴う摩擦力が増加する。このため、モータ１３０に供給する電流値が一定であると回転数は徐々に減少する。従って、ステップ１２０８においては、制御部１８０は、タコジェネレータ１４８の出力が一定となるようにモータ１３０に供給する電流値を徐々に増加する。制御部１８０は、下定盤１４０の回転数が５ｒｐｍになるまでかかる制御を継続する。
【０１３２】
次に、制御部１８０は、上定盤１６０の回転数が５ｒｐｍであるかどうかを判断する（ステップ１２１０）。制御部１８０は、上定盤１６０の回転数を表すタコジェネレータ１６８の出力と、メモリ１８２に格納された５ｒｐｍの値を比較することによってステップ１２１０の判断を行う。
【０１３３】
本実施例では、上下の研磨面は同一の研磨能力を有するから、回転数を同一にしないと上下の研磨面で研磨量に差が生じてしまう。このため、制御部１８０は、上定盤１６０の回転数が５ｒｐｍではないと判断した場合には（ステップ１２１０）、ギアボックス１５０を制御してギア比（伝達比率）を変更する（ステップ１２１２）。その後、処理はステップ１２０８と１２１０の間に帰還する。
【０１３４】
一方、制御部１８０は、上定盤１６０の回転数が５ｒｐｍであると判断した場合には（ステップ１２１０）、シリンダ１７０による荷重を緩やかに増加する（ステップ１２１４）。
【０１３５】
次に、制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が３ｋｇｆであるかどうかを判断する（ステップ１２１６）。制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が３ｋｇｆであると判断すると（ステップ１２１６）、モータ１３０に流す電流を増加して下定盤１４０の回転数を増加する（ステップ１２１８）。制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が３ｋｇｆではあると判断するまでかかる制御を継続する。
【０１３６】
次に、制御部１８０は、下定盤１４０の回転数が３０ｒｐｍであるかどうかを判断する（ステップ１２２０）。制御部１８０は、下定盤１４０の回転数を表すタコジェネレータ１４８の出力と、メモリ１８２に格納された３０ｒｐｍの値を比較することによってステップ１２２０の判断を行う。なお、３０ｒｐｍは通常の研磨時の速度の単なる例示であり、本発明はかかる回転数に限定されない。
【０１３７】
制御部１８０は、下定盤１４０の回転数が３０ｒｐｍであると判断すると（ステップ１２２０）、下定盤１４０の回転数が一定になるようにモータ１３０に供給する電流を制御する（ステップ１２２２）。
【０１３８】
ワークＷが研磨されるにつれてワークＷの被研磨面（即ち、底面Ｗａと上面Ｗｂ）は平坦になっていき、研磨面（パッド面）との密着性とそれに伴う摩擦力が増加する。このため、モータ１３０に供給する電流値が一定であると回転数は徐々に減少する。従って、ステップ１２２２においては、制御部１８０は、タコジェネレータ１４８の出力が一定となるようにモータ１３０に供給する電流値を徐々に増加する。制御部１８０は、下定盤１４０の回転数は３０ｒｐｍでないと判断した場合には（ステップ１２２０）、ステップ１２２０に帰還する。
【０１３９】
次に、制御部１８０は、上定盤１６０の回転数が３０ｒｐｍであるかどうかを判断する（ステップ１２２４）。制御部１８０は、上定盤１６０の回転数を表すタコジェネレータ１６８の出力と、メモリ１８２に格納された３０ｒｐｍの値を比較することによってステップ１２２４の判断を行う。
【０１４０】
本実施例では、上下の研磨面１４２ａ及び１６２ａは同一の研磨能力を有するから、回転数を同一にしないと上下の研磨面１４２ａ及び１６２ａで研磨量に差が生じてしまう。このため、制御部１８０は、上定盤１６０の回転数が３０ｒｐｍではないと判断した場合には（ステップ１２２４）、ギアボックス１５０を制御してギア比を変更する（ステップ１２２６）。その後、処理はステップ１２２４に帰還する。
【０１４１】
一方、制御部１８０は、上定盤１６０の回転数が３０ｒｐｍであると判断した場合には（ステップ１２２４）、シリンダ１７０による荷重を急激に増加する（ステップ１２２８）。
【０１４２】
次に、制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が３０ｋｇｆであるかどうかを判断する（ステップ１２３０）。制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が３０ｋｇｆであると判断すると（ステップ１２３０）、シリンダ１７０による荷重を維持する（ステップ１２３２）。制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が３０ｋｇｆであると判断するまでこの制御を継続する。これにより、ワークＷの両面ＷａとＷｂの（本格的な）研磨が同時になされる。
【０１４３】
次に、制御部１８０は、モータ１３０に供給する電流値が閾値を超えたかどうかを判断する（ステップ１２３４）。上述したように、研磨が進むにつれてワークＷと研磨面との間の摩擦力は上昇し、モータ１３０に供給される電流値は上昇する。このため、モータ１３０に供給される電流値は摩擦力を表している。閾値は予めメモリ１８２に格納されている。閾値は、摩擦力が上昇することによりワークＷが収納穴１１３内で振動し、その影響が無視できなくなる臨界点よりも下に設定される。制御部１８０は、モータ１３０に供給される電流値を監視することによってワークＷが振動してキャリア１１０と衝突して塵埃を発生することを防止することができる。
【０１４４】
電流値の代わりに、制御部１８０はトルクセンサ１９０ａ及び１９０ｂを使用してもよい。トルクセンサ１９０ａは、例えば、パッド１４２の適当な位置に貼り付けられて、パッド１４２とワークＷの底面Ｗａとの間の摩擦力を直接的に検出する。トルクセンサ１９０ｂは、例えば、パッド１６２の適当な位置に貼り付けられて、パッド１６２とワークＷの上面Ｗｂとの間の摩擦力を検出する。但し、本実施例では、電流値を監視しているのでトルクセンサ１９０ａ及び１９０ｂ歯不要である。
【０１４５】
制御部１８０は、摩擦力（即ち、モータ１３０に供給される電流値又はトルクセンサの出力値）が閾値を超えたと判断すると（ステップ１２３４）、シリンダ１７０による荷重を急激に低下する（ステップ１２３６）。但し、荷重を０にはしない。制御部１８０は、摩擦力が閾値を超えるまでかかる制御を継続する。
【０１４６】
ステップ１２３４で下定盤１４０のパッド１４２のパッド面１４２ａとワークＷの底面Ｗａとの間の摩擦力が閾値を超えたということは、ワークＷの底面Ｗａの表面粗さが目標範囲内に入ったことを意味する。しかし、定盤１４０及び１６０間で研磨量に差が発生する場合がある。この場合には、ワークＷの底面Ｗａの表面粗さが目標範囲内に入っていてもワークＷの上面Ｗｂの表面粗さＷｂが目標範囲内に入っていないおそれがある。
【０１４７】
そこで、制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が１０ｋｇｆであるかどうかを判断する（ステップ１２３８）。「１０ｋｇｆ」は、研磨が可能であるがワークＷが振動して破損しない荷重範囲から選択される。かかる荷重範囲は、実験又はシミュレーションから取得することができる。本実施例では、かかる荷重範囲は約１０ｋｇｆ乃至約１５ｋｇｆである。
【０１４８】
制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が１０ｋｇｆであると判断すると（ステップ１２３８）、上下定盤１４０及び１６０の回転数を変更せずに所定時間Ｈが経過するまでこの状態を維持する（ステップ１２４０、１２４２）。所定時間Ｈは、予めシミュレーション又は実験により求められてメモリ１８２に格納されており、所定時間はタイマ１８４が計数する。この結果、ワークＷの上下定盤１４０と１４０との間の研磨量の差を解消することができる。即ち、ワークＷの底面Ｗａの表面粗さが既に目標範囲に入っているため、所定時間Ｈにおいて、ワークＷの上面Ｗｂの表面粗さが既に目標範囲に入る。制御部１８０はシリンダ１７０による荷重が１０ｋｇｆであると判断するまでかかる処理を継続する。
【０１４９】
本実施例では、荷重を変更しているが、ギア比を変更して上下定盤１４０及び１６０の回転数を変更してもよい。あるいは、後述するように、上定盤１６０にもモータを取り付けた場合にはモータに流す電流を制御してその回転数を変更してもよい。
【０１５０】
制御部１８０は、所定時間Ｈが経過したと判断すると（ステップ１２４２）、モータ１３０に供給する電流を急激に０にすると共に（ステップ１２４４）、シリンダ１７０による荷重を急激に０にする（ステップ１２４６）。本実施例によれば、塵埃を発生せずに、ワークＷの両面Ｗａ及びＷｂの表面粗さがＲａ５ｎｍ以下に研磨することができる。
【０１５１】
なお、図２５において、〔１〕、〔２〕、〔３〕はそれぞれ例示的に１分、２分、３分を表している。制御部１８０は、タイマ１８４を参照して、ステップ１２１６までが１分で終了しない場合にはエラーメッセージを図示しない表示部に表示してもよい。同様に、制御部１８０は、タイマ１８４を参照して、ステップ１２３４までがその後の２分で終了しない場合にはエラーメッセージを図示しない表示部に表示してもよい。更に、制御部１８０は、タイマ１８４を参照して、ステップ１２４６までがその後の３分で終了しない場合にはエラーメッセージを図示しない表示部に表示してもよい。この場合、制御部１８０は、次回のスラリーＳの供給量を調節するなどして対応する。
【０１５２】
ステップ１２１０、１２１２、１２２４、１２２６では、下定盤１４０と上定盤１６０の回転数が同一になるようにギアボックス１５０のギア比を制御している。しかし、両面研磨においては、たとえ、上下定盤１４０及び１６０の回転数とパッド１４２及び１６２の構造を同一にしても、重力などの環境要因で恒常的に研磨量差が同じ傾向で発生する場合がある。例えば、重力により、荷重やスラリー量が下定盤１４０における研磨と上定盤１６０における研磨とで不均衡に働く場合である。
【０１５３】
予めシミュレーションや実験により、研磨量差が分かっていればその差に比例した回転数差を上下定盤１４０及び１６０に設定してもよい。例えば、下定盤１４０のパッド１４２による研磨量が上定盤１６０のパッド１６２による研磨量よりも大きい場合には、下定盤１４０の回転数Ｒ１を上定盤１６０の回転数Ｒ２よりも小さくするなどである（Ｒ１＜Ｒ２）。但し、両面研磨では、一方の研磨面を研磨して他方の研磨面を研磨しないことはできないため、ある時刻で両面研磨を同時に終了した場合に両面の研磨量が等しくなることが必要である。このため、単位時間当たりの研磨量が上下定盤１４０及び１６０の間で等しくなるようにＲ１とＲ２を設定することが好ましい。
【０１５４】
図２６では、摩擦力が閾値を超えた場合に、制御部１８０は両定盤の回転数を維持したままシリンダ１７０による荷重を下げている。しかし、別の実施例では、制御部１８０は、荷重を一定にして定盤の回転数、及び／又は、ギアボックス１５０のギア比、及び／又はスラリー供給部１７５によるスラリーＳの供給量を変更してもよい。更に、所定時間Ｈは必ず設けられるものではなく、両定盤１４０及び１６０による研磨量の差が小さければ設けられない場合もある。あるいは、両定盤１４０及び１６０による研磨量が大きい場合でも各部の調節によって予め研磨量差を解消してもよい。例えば、研磨量が２倍異なる場合、ギア比を１：２に設定したり、一対の研磨面の温度を異ならせたりなどして研磨量差を予め解消するようにしてもよい。
【０１５５】
また、図１に示す研磨装置１００は、モータ１３０を下定盤１４０及び上定盤１６０の駆動に共通に使用しているが、各定盤にモータを設けてもよい。図２７は、研磨装置１００Ａのブロック図である。図２７において、図１と同一の部材には同一の参照符号を付して説明は省略する。
【０１５６】
研磨装置１００Ａは、タコジェネレータ１６８に伝達機構１３５Ａを介してモータ１３０Ａが接続されている。モータ１３０Ａはモータ１３０と同一の構造を有し、伝達機構１３５Ａは伝達機構１３５と同一の構造を有する。シャフト１４１は、ギアボックス１５０を有さず、シャフト１４１に加わる駆動力をシャフト１６１に伝達しないため、制御部１８０はギア比を制御しない。但し、シャフト１４１の外周に太陽歯車１５６が設けられている。上定盤１６０はモータ１３０Ａのみから駆動力を受ける。
【０１５７】
研磨装置１００Ａは、制御部１８０に接続されている一対の温度測定部１９２ａ及び１９０ｂと、制御部１８０に接続されている一対の冷却部１９５ａと１９５ｂとを有する。
【０１５８】
温度測定部１９２ａは研磨面１４２ａの温度を測定する。但し、下定盤１４０又はパッド１４２の温度を測定し、その測定結果に必要な演算を加えて若しくは加えないで研磨面１４２ａの温度を取得してもよい。温度測定部１９２ｂは研磨面１４２ａの温度を測定する。但し、上定盤１６０又はパッド１６２の温度を測定し、その測定結果に必要な演算を加えて若しくは加えないで研磨面１６２ａの温度を取得してもよい。冷却部１９５ａは研磨面１４２ａを冷却し、冷却部１９５ｂは研磨面１４２ａを冷却する。
【０１５９】
制御部１８０は、一対の温度測定部１９２ａ及び１９０ｂの測定結果に基づいて一対の冷却部１９５ａ及び１９５ｂのそれぞれによる冷却を制御する。研磨量は研磨面の温度に依存する。例えば、２７°に制御された研磨面の研磨量は２５°に制御された研磨面の研磨量よりも大きい。このため、研磨時には研磨面の温度が変化しないように制御される。
【０１６０】
図２５に示すフローチャートのように、上下の研磨面で研磨状態が等しいとみなせる場合には、一対の温度測定部１９２ａ及び１９０ｂが測定する温度が等しくなるように制御部１８０は一対の冷却部１９５ａと１９５ｂによる冷却を制御する。
【０１６１】
一方、予めシミュレーションや実験により、両研磨面における研磨量差が分かっていればその差に比例した温度差を上下定盤１４０及び１６０に設定してもよい。例えば、下定盤１４０のパッド１４２による研磨量が上定盤１６０のパッド１６２による研磨量よりも大きい場合には、下定盤１４０の研磨面１４２ａの温度Ｔ１を上定盤１６０の研磨面１６２ａの温度Ｔ２よりも小さくするなどである（Ｔ１＜Ｔ２）。但し、両面研磨では一方の研磨面を研磨して他方の研磨面を研磨しないことはできないため、ある時刻で両面研磨を同時に終了した場合に両面の研磨量が等しくなることが必要である。このため、単位時間当たりの研磨量が上下定盤１４０及び１６０の間で等しくなるようにＴ１とＴ２が設定することが好ましい。
【０１６２】
研磨装置１００Ａにおいては、図２６に示すグラフに上定盤１６０の回転数と摩擦力を表す線が加わる。モータ１３０及び１３０Ａに供給される電流値は摩擦力を表すから、制御部１８０は、各摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断し、超えたと判断した場合には超えた方の定盤の回転数をゼロにする。もちろん、上述のように、制御部１８０は、温度や荷重を制御してもよい。
【０１６３】
研磨が終了すると、ロボットアーム３３０が、研磨装置１００から直後洗浄装置３４０にキャリア１１０を搬送し装着する。その後、直後洗浄装置３４０が直後洗浄を行う（ステップ１３００）。直後洗浄装置３４０は、スラリーＳの代わりに純水を使用する以外は、研磨装置１００と同様な構造を有する装置である。このため、研磨装置１００からキャリア１１０を取り外して直後洗浄装置３４０に装着するだけでワークＷの直後洗浄が行えて便宜である。
【０１６４】
直後洗浄が終了すると、アンローダ３５０が、直後洗浄装置３４０からストッカ３６０に搬送し、その後、本洗浄装置３７０がストッカ３６０をそのまま使用して、又は、ストッカ３６０から別の容器にキャリア１１０を移し替えて洗浄する（ステップ１４００）。本洗浄装置３７０は、弗酸を貯水した水槽にキャリア１１０を装着するだけでワークＷの本洗浄が行える。弗酸の代わりに、超臨界流体、超音波洗浄などを使用してもよい。キャリア１１０を搬送するだけでキャリア１１０からワークＷを取り外す必要がないので作業性が向上する。
【０１６５】
以下、図２８乃至図３１を参照して電子部品の製造方法について説明する。ここでは、メムスセンサ（電子機器）の製造方法について説明する。図２８は、メムスセンサ４００の概略断面図である。メムスセンサ４００は、回路基板４１０と、一対のガラス基板４２０ａ及び４２０ｂと、メムスチップ（電子部品）４３０と、配線部４４０及び４４２を有する。
【０１６６】
メムスセンサ４００は、メムスチップ４３０の両側に一対のガラス基板４２０ａ及び４２０ｂを接合しており、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂのメムスチップ４３０に対向する面４２１ａ及び４２１ｂにはＲａ５ｎｍ程度の平坦度が要求される。この時、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂのメムスチップ４３０に対向する面４２１ａ及び４２１ｂにのみ平坦化加工を施すことも考えられるが、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂの表裏面を区別しない方が製造は容易となる。そして、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂの両面を平坦化する場合、両面同時に平坦化する方がスループットが向上するために好ましい。このため、本実施例では、上述のワークＷは、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂである。ガラス基板４２０ａと４２０ｂは同一であってもよいし異なってもよい。
【０１６７】
図２９は、メムスセンサ４００の製造方法を説明するためのフローチャートである。なお、ステップ２１００乃至２３００の時間的先後は問わない。
【０１６８】
まず、回路基板４１０を周知の技術を利用して製造する（ステップ２１００）。回路基板４１０は配線パターン４１２を表面に有する。
【０１６９】
次に、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂを製造する（ステップ２２００）。図３０は、ステップ２２００の詳細を説明するためのフローチャートである。図３１は、ステップ２２１０の詳細を説明するためのフローチャートで、図３２は、ステップ２２３０の詳細を説明するためのフローチャートである。
【０１７０】
まず、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂの基体４２２を作成する（ステップ２２１０）。基体４２２は円板形状を有し、両面が平坦化されているものであり、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂに共通のものである。基体４２２の作成においては、まず、母材（インゴット）から基体４２２用のブロックを切り出して所望の形状（四角形、円形などに）成形する（ステップ２２１２）。次に、基体４２２の両面に仕上げ加工（ラッピング）を施す（ステップ２２１４）。次に、基体４２２の両面に超仕上げ加工を施す（ステップ２２１６）。これにより、両面が表面粗さＲａ５ｎｍに平坦化された基体４２２が形成される。基体４２２は、単に、円板形状を有するガラス基板である。
【０１７１】
次に、基体４２２を（三次元）加工する（ステップ２２２０）。本実施例では、基体４２２に、配線用の複数の貫通孔４２４を形成すると共に貫通孔４２４に導電体４２６を充填する。ステップ２２２０においては、貫通孔４２４の形成により、バリが発生し、導電体４２６の充填により、オーバーシュートにより残留物が両面に残る。この結果、基体４２２の両面の平坦度は損なわれる。
【０１７２】
次に、加工された基体４２２を平坦化する（ステップ２２３０）。まず、基体４２２の両面に仕上げ加工（ラッピング）を施す（ステップ２２３２）。次に、基体４２２の両面に超仕上げ加工を施す（ステップ２２３４）。これにより、両面が表面粗さＲａ５ｎｍに平坦化される。なお、ガラス基板の代わりにシリコン基板を使用する場合にはステップ２２３０が省略される場合がある。
【０１７３】
次に、基体４２２の表面にも配線部４２８を形成する。貫通孔４２４の位置や導電体４２６及び４２８の位置によってガラス基板４２０ａと４２０ｂは異なる場合がある。以上の工程により、一対の平坦なガラス基板４２０ａ及び４２０ｂが形成される。
【０１７４】
次に、図３３に示すメムスチップ４３０を製造する（ステップ２３００）。メムスチップ４３０は、重り４３２と、梁４３４と、壁部４３２と、配線部４３８と、を有する。図２８は図３３におけるＡＡ断面に対応する。
【０１７５】
次に、メムスセンサ４００を製造する（ステップ２４００）。ここでは、一対のガラス基板４２０ａ及び４２０ｂの導電体４２６とメムスチップ４３０の配線部４３８とを接続する。また、メムスチップ４３０の壁部４３２の両側に一対のガラス基板４２０ａ及び４２０ｂを陽極接合してメムスチップ４３０を真空封止する。
【０１７６】
上述の研磨方法や研磨装置はステップ２２１４、２２１６、２２３２、２２３４のいずれかに適用することができる。基板の製造において塵埃の発生や除去を通じて高精度な研磨を提供することができ、高精度な研磨処理を提供することができる。
【０１７７】
もちろん上述の研磨方法や研磨装置を適用する工程は、基板の種類によっても異なる。例えば、パターンドメディアなどの磁気記録媒体の場合には磁性体埋め込み後の平坦化工程、セラミック基板（積層基板）においては配線を積み上げ焼結した後の仕上げ工程に適用可能である。
【０１７８】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。
【０１７９】
本発明は更に以下の事項を開示する。
【０１８０】
（付記１） ワークの両面を同時に研磨する研磨装置において、
それぞれが前記ワークに接触する研磨面を有して互いに反対方向に回転する一対の定盤と、
前記一対の定盤の回転数を各々検出する一対の検出部と、
前記一対の定盤の間で前記ワークを加圧する加圧部と、
前記定盤にスラリーを供給するスラリー供給部と、
前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部が加える荷重、前記定盤の回転数、前記スラリー供給部が供給するスラリーの少なくとも一つを減少する制御部と、
を有することを特徴とする研磨装置。（１）
（付記２） 前記制御部は、前記摩擦力が前記閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部が加える荷重又は前記一対の定盤の少なくとも一方の回転数を０にすることを特徴とする付記１に記載の研磨装置。
【０１８１】
（付記３） 前記制御部は、前記摩擦力が前記閾値を超えたと判断した場合に、前記定盤の回転数を維持した状態で前記加圧部が加える荷重を０よりも大きい別の荷重に減少し、前記別の荷重に減少してから所定時間が経過後に前記一対の定盤の回転を停止すると共に前記加圧部が加える荷重を０にすることを特徴とする付記１に記載の研磨装置。
【０１８２】
（付記４） 前記制御部は、前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部による荷重を維持した状態で前記一対の定盤の回転数の少なくとも一方を０よりも大きい別の回転数に減少し、前記別の回転数に減少してから所定時間が経過後に前記一対の定盤の回転を停止すると共に前記加圧部が加える荷重を０にすることを特徴とする付記１に記載の研磨装置。
【０１８３】
（付記５） 前記一対の定盤の一方を駆動する駆動部と、
前記駆動部によって前記一対の定盤の一方の回転軸に加えられる駆動力を前記一対の定盤の他方の回転軸に反転して伝達する伝達機構と、
を更に有し、
前記制御部は、前記一対の検出部から取得した前記一対の定盤の回転数が設定された関係になるように前記伝達機構の伝達比率と前記駆動部に供給する電流を制御することを特徴とする付記１乃至４のうちいずれか一項に記載の研磨装置。（２）
（付記６） 各々前記一対の定盤の対応する一つを駆動する一対の駆動部を更に有し、
前記制御部は、前記一対の検出部から取得した前記一対の定盤の回転数が設定された関係になるように前記一対の駆動部に供給する電流を制御することを特徴とする付記１乃至４のうちいずれか一項に記載の研磨装置。（３）
（付記７） 前記設定された関係は、前記一対の定盤の回転数が等しい関係であることを特徴とする付記５又は６に記載の研磨装置。
【０１８４】
（付記８） 前記設定された関係は、前記一対の定盤のうち、重力方向の上側の定盤の回転数が下側の定盤の回転数よりも高い関係であることを特徴とする付記５又は６に記載の研磨装置。
【０１８５】
（付記９） 前記制御部は、前記駆動部に供給する電流に基づいて前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断することを特徴とする付記１乃至８のうちいずれか一項に記載の研磨装置。
【０１８６】
（付記１０） 前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力を検出するトルクセンサを更に有し、
前記制御部は、前記トルクセンサの出力に基づいて前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断することを特徴とする付記１乃至８のうちいずれか一項に記載の研磨装置。（４）
（付記１１） 各々一対の研磨面の対応する一つの温度を測定する一対の温度測定部と、
各々一対の研磨面の対応する一つを冷却する一対の冷却部と、
を更に有し、
前記制御部は、前記一対の温度測定部の測定結果に基づいて前記一対の研磨面の温度が設定された関係になるように前記一対の冷却部を制御することを特徴とする付記１乃至１０のうちいずれか一項に記載の研磨装置。
【０１８７】
（付記１２） 前記設定された関係は、前記一対の研磨面の温度が等しい関係であることを特徴とする付記１１に記載の研磨装置。
【０１８８】
（付記１３） 前記設定された関係は、前記一対の研磨面のうち、重力方向の上側の研磨面の温度が下側の研磨面の温度よりも高い関係であることを特徴とする付記１１に記載の研磨装置。
【０１８９】
（付記１４） 前記研磨面にスラリーを供給するスラリー供給部と、
前記ワークの研磨時間を測定するタイマと、
を更に有し、
前記制御部は、前記タイマが測定した前記研磨時間に基づいて前記スラリー供給部が供給する前記スラリーの供給量を制御することを特徴とする付記１乃至１３のうちいずれか一項に記載の研磨装置。
【０１９０】
（付記１５） 前記ワークを研磨する研磨面上に凹凸を有するパッドを更に有することを特徴とする付記１乃至１４のうちいずれか一項に記載の研磨装置。（５）
（付記１６） 前記研磨装置は、化学機械研磨によって前記ワークを研磨することを特徴とする付記１乃至１５のうちいずれか一項に記載の研磨装置。（６）
（付記１７） ワークの両面を同時に研磨する研磨方法において、
それぞれが前記ワークに接触する研磨面を有して互いに反対方向に回転する一対の定盤の間で前記ワークに加わる荷重を維持した状態で、前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断するステップと、
前記判断ステップが前記摩擦力が前記閾値を越えたと判断した場合に、前記荷重、前記定盤の回転数、及び、前記定盤へのスラリーの供給量の少なくとも一つを減少するステップと、
を有することを特徴とする研磨方法。（７）
（付記１８） 前記判断ステップが前記摩擦力が前記閾値を超えたと判断した場合に、前記減少ステップは、前記荷重又は前記一対の定盤の少なくとも一方の回転数を０にすることを特徴とする付記１７に記載の研磨方法。
【０１９１】
（付記１９） 前記減少ステップは、
前記荷重を０よりも大きい別の荷重に設定するステップと、
前記一対の定盤の回転数を維持した状態で、前記設定ステップ後に所定時間が経過したかどうかを判断するステップと、
前記所定時間が経過したと判断した場合に、前記荷重と前記一対の定盤の回転数を共に０にするステップと、
を更に有することを特徴とする付記１７に記載の研磨方法。
【０１９２】
（付記２０） 化学機械研磨によって前記ワークを研磨することを特徴とする付記１７乃至１９のうちいずれか一項に記載の研磨方法。
【０１９３】
（付記２１） 基板を作成するステップと、前記基板に加工を施すステップと、を有する基板の製造方法において、
前記作成ステップは、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、
前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、付記１７乃至２０のうちいずれか一項に記載の研磨方法を使用することを特徴とする製造方法。
【０１９４】
（付記２２） 基板を作成するステップと、前記基板を加工するステップと、前記基板を平坦化するステップとを有する基板の製造方法において、
前記作成ステップ及び前記平坦化ステップの少なくとも一方は、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、
前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、付記１７乃至２０に記載の研磨方法を使用することを特徴とする基板の製造方法。
【０１９５】
（付記２３） 基板を作成するステップと、前記基板に加工を施すステップと、を有する基板の製造方法において、
前記作成ステップは、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、
前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、付記１乃至１６のうちいずれか一項に記載の研磨装置を使用することを特徴とする製造方法。（８）
（付記２４） 基板を作成するステップと、前記基板を加工するステップと、前記基板を平坦化するステップとを有する基板の製造方法において、
前記作成ステップ及び前記平坦化ステップの少なくとも一方は、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、
前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、付記１乃至１６のうちいずれか一項に記載の研磨装置を使用することを特徴とする基板の製造方法。（９）
（付記２５） 付記２１乃至２４のうちいずれか一項に記載の基板の製造方法によって基板を製造するステップと、
電子部品を製造するステップと、
前記基板と前記電子部品から電子機器を製造するステップと、
を有することを特徴とする電子機器の製造方法。（１０）
【図面の簡単な説明】
【０１９６】
【図１】本発明の一実施例の研磨装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す研磨装置に装着されるキャリアとワークの分解斜視図である。
【図３】図２に示すキャリアの収納穴にワークを接着する接着剤を示す概略斜視図である。
【図４】図２に示すキャリアの変形例の収納穴にワークを固定するワイヤーリングを示す概略斜視図である。
【図５】図２に示すキャリアの変形例の収納穴にワークを固定する付勢部材を示す概略斜視図である。
【図６】図２に示すキャリアの収納穴にワークを固定する弾性部材を示す概略斜視図である。
【図７】図２に示すキャリアの収納穴にワークを固定する別の弾性部材を示す概略斜視図である。
【図８】図２に示すキャリアに形成可能な溝の一例を示す概略斜視図である。
【図９】図２に示すキャリアに形成可能な溝の更に別の例を示す概略斜視図である。
【図１０】図２に示すキャリアに形成される溝の更に別の例を示す概略斜視図である。
【図１１】図１０に示す溝の変形例の概略斜視図である。
【図１２】図２に示すキャリアに形成可能な溝の別の例を示す概略斜視図である。
【図１３】図２に示すキャリアに形成可能な溝の別の例を示す概略斜視図である。
【図１４】図２に示すキャリアに形成可能な溝の別の例を示す概略斜視図である。
【図１５】図１０と図１３に示す溝を有するキャリアの概略斜視図である。
【図１６】図２に示すキャリアに形成可能な貫通孔の一例を示す概略斜視図である。
【図１７】図１に示す研磨装置のギアボックスの一例を示す概略部分断面図である。
【図１８】図１に示す下定盤のパッドに形成される凹凸例を示す概略斜視図である。
【図１９】図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、図１に示す研磨装置のキャリア、太陽歯車、外輪歯車に適用される第１及び第２の防塵機構の概略断面図及び概略斜視図である。
【図２０】図１に示す研磨装置を含む研磨システムの概略ブロック図である。
【図２１】図２０に示す研磨システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図２２】図２１に示すステップ１１００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図２３】図２２に示す各工程の状態を示す概略断面図である。
【図２４】図２３に示すスペーサの変形例の概略断面図である。
【図２５】図１６に示すステップ１２００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図２６】図１９に示す各工程の状態を説明するためのタイミングチャートである。
【図２７】図１に示す研磨装置の変形例の概略ブロック図である。
【図２８】メムスセンサの概略断面図である。
【図２９】図２８に示すメムスセンサの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図３０】図２９に示すステップ２２００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図３１】図３０に示すステップ２２１０の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図３２】図３０に示すステップ２２３０の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図３３】図２８に示すメムスチップの斜視図である。
【符号の説明】
【０１９７】
１００、１００Ａ 研磨装置
１１０−１１０Ｌ キャリア
１１３−１１３Ｂ 収納穴
１４０、１６０ 上下定盤
１４２、１６２ パッド
１４２ａ、１６２ａ パッド面（研磨面）
１４８、１６８ タコジェネレータ（検出部）
１５０ ギアボックス
１７０ シリンダ（加圧部）
２００、２４０ 第１、第２の防塵機構
２１０、２５０ 第１、第２のブロック
２２０、２６０ ワイパー（第１、第２の弾性部材）
４００ メムスセンサ（電子機器）
４２０ ガラス基板
４３０ メムスチップ（電子部品）
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、研磨装置及び研磨方法に係り、特に、ワークの両面を同時に研磨する研磨装置及び研磨方法に関する。本発明は、例えば、化学機械研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ又はＰｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ：ＣＭＰ）装置に好適である。
【背景技術】
【０００２】
メムス（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ：ＭＥＭＳ）の一例であるメムスセンサは、製造においてセンシング機能を有するメムスチップの両側にガラス基板を接合して真空環境に維持する必要がある。このために、ガラス基板のメムスチップ側には厳しい平坦度が要求される。また、ガラス基板の表裏面を区別しない方が製造上便宜である。このため、各ガラス基板の表裏面を同一の平坦度で研磨する需要がある。
【０００３】
研磨工程は、表面粗さＲａ１μｍ〜２００ｎｍ程度で粗くラップする仕上げ（ラフラッピング）工程と、表面粗さＲａ数ｎｍ高精度に研磨する超仕上げ工程とを有する。特許文献１は、超仕上げ工程にＣＭＰ装置を使用することを提案している。従来のＣＭＰ装置でガラス基板の両面を研磨するには、ガラス基板の片面を研磨した後で、一旦ガラス基板を取り外して反転し、再度装着して研磨する必要があった。
【特許文献１】特開２０００−３０５０６９号公報
【特許文献２】特開平１−９２０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＭＰにおいて片面ずつワークを研磨するよりも両面同時に研磨した方が、スループットが向上するために好ましい。この場合、仕上げ工程に対しては、特許文献２に開示されているように、両面研磨装置が提案されている。そこで、本発明者らは、ＣＭＰ工程に両面研磨を適用することについて検討した。
【０００５】
仕上げ工程でもＣＭＰ工程でもワークは研磨中に定盤に搭載されたパッドに接触する。また、特許文献２によれば、両面研磨を行う場合、ワークを治具（本出願ではこれを「キャリア」と呼ぶ。）の収納部に所定の嵌め合いで嵌め込んでから研磨装置に搭載する。
【０００６】
研磨が進むにつれてワークの被研磨面の平坦度が上がり、パッド面（研磨面）との密着性、即ち、摩擦力が増加する。しかし、上下の定盤は逆方向に回転するため、摩擦力と嵌め合いのためにワークがキャリアの収納部内で振動してキャリアと衝突して端部が欠けたり、塵埃を発生したりする。そして、その塵埃は、パッド面とワークの被研磨面との間に入り込んでワークを傷つけ、平坦度を低下させる。このため、高精度の研磨を行うためには塵埃の発生を防止し、塵埃が発生してしまった場合には早期に除去又はワークを保護する必要である。
【０００７】
本発明は、高い研磨精度を有してワークの両面を同時に研磨する研磨装置及び研磨方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての研磨装置は、ワークの両面を同時に研磨する研磨装置に使用され、前記ワークを収納する収納穴を有するキャリアにおいて、前記研磨装置の一対の研磨面に対向する両面の少なくとも一方に凹凸を有することを特徴とする。かかるキャリアによれば凹凸が塵埃をワーク面上から除去し易くする。前記凹凸は、例えば、前記収納穴の外側に設けられ、前記収納穴よりも小さく、前記両面を貫通する複数の貫通孔、又は、前記両面の少なくとも一方に設けられた溝である。前記溝は、直線的及び／又は曲線的に延びてもよいし、前記キャリアの中心から延びてもよい。また、上述のキャリアを有することを特徴とする研磨装置も本発明の一側面を構成する。
【０００９】
本発明の別の側面としての研磨装置は、ワークの両面を同時に研磨する研磨装置において、それぞれが前記ワークに接触する研磨面を有して互いに反対方向に回転する一対の定盤と、前記一対の定盤の回転数を各々検出する一対の検出部と、前記一対の定盤の間で前記ワークを加圧する加圧部と、前記定盤にスラリーを供給するスラリー供給部と、前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部が加える荷重、前記定盤の回転数、前記スラリー供給部が供給するスラリーの少なくとも一つを減少する制御部と、を有することを特徴とする。かかる制御部は、摩擦力が閾値を超えた場合に研磨力を低減するのでそれ以上ワークが研磨されて振動することを未然に防止又は低減することができる。
【００１０】
前記制御部は、前記摩擦力が前記閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部が加える荷重又は前記一対の定盤の少なくとも一方の回転数を０にしてもよい。または、前記制御部は、前記摩擦力が前記閾値を超えたと判断した場合に、前記定盤の回転数を維持した状態で前記加圧部が加える荷重を０よりも大きい別の荷重に減少し、前記別の荷重に減少してから所定時間が経過後に前記一対の定盤の回転を停止すると共に前記加圧部が加える荷重を０にしてもよい。若しくは、前記制御部は、前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部による荷重を維持した状態で前記一対の定盤の回転数の少なくとも一方を０よりも大きい別の回転数に減少し、前記別の回転数に減少してから所定時間が経過後に前記一対の定盤の回転を停止すると共に前記加圧部が加える荷重を０にしてもよい。いずれの方法によってもワークがそれ以上研磨されて振動をすることを未然に防止又は低減することができる。また、所定期間により、両定盤による研磨量差を低減又は除去することができる。
【００１１】
前記研磨装置は、前記一対の定盤の一方を駆動する駆動部と、前記駆動部によって前記一対の定盤の一方の回転軸に加えられる駆動力を前記一対の定盤の他方の回転軸に反転して伝達する伝達機構と、を更に有し、前記制御部は、前記一対の検出部から取得した前記一対の定盤の回転数が設定された関係になるように前記伝達機構の伝達比率と前記駆動部に供給する電流を制御してもよい。あるいは、前記研磨装置は、各々前記一対の定盤の対応する一つを駆動する一対の駆動部を更に有し、前記制御部は、前記一対の検出部から取得した前記一対の定盤の回転数が設定された関係になるように前記一対の駆動部に供給する電流を制御してもよい。これにより、制御部は、両定盤の研磨量を制御することができる。前記設定された関係は、例えば、前記一対の定盤の回転数が等しい関係、又は、前記一対の定盤のうち、重力方向の上側の定盤の回転数が下側の定盤の回転数よりも高い関係である。
【００１２】
前記制御部は、前記駆動部に供給する電流に基づいて前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断してもよいし、前記研磨装置は、前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力を検出するトルクセンサを更に有し、前記制御部は、前記トルクセンサの出力に基づいて前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断してもよい。
【００１３】
前記研磨装置は、各々一対の研磨面の対応する一つの温度を測定する一対の温度測定部と、各々一対の研磨面の対応する一つを冷却する一対の冷却部と、を更に有し、前記制御部は、前記一対の温度測定部の測定結果に基づいて前記一対の研磨面の温度が設定された関係になるように前記一対の冷却部を制御してもよい。これにより、制御部は、両定盤の研磨量を制御することができる。前記設定された関係は、例えば、前記一対の研磨面の温度が等しい関係、又は、前記設定された関係は、前記一対の研磨面のうち、重力方向の上側の研磨面の温度が下側の研磨面の温度よりも高い関係である。
【００１４】
前記研磨装置は、前記研磨面にスラリーを供給するスラリー供給部と、前記ワークの研磨時間を測定するタイマと、を更に有し、前記制御部は、前記タイマが測定した前記研磨時間に基づいて前記スラリー供給部が供給する前記スラリーの供給量を制御してもよい。これにより、制御部は、両定盤の研磨量を制御することができる。
【００１５】
前記研磨装置は、前記ワークを研磨する研磨面上に凹凸を有するパッドを更に有してもよい。かかるパッドの凹凸により、塵埃をワーク上から除去することができる。
【００１６】
前記研磨装置は、化学機械研磨によって前記ワークを研磨してもよい。高精度な平坦化が要求されるＣＭＰにおいて特に塵埃の防止や除去は必要であるからである。
【００１７】
本発明の別の側面としての基板の製造方法は、基板を作成するステップと、前記基板に加工を施すステップと、を有する基板の製造方法において、前記作成ステップは、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、上述の研磨方法又は研磨装置を使用することを特徴とする。
【００１８】
本発明の別の側面としての基板の製造方法は、前記基板を平坦化するステップを更に有する基板の製造方法において、前記作成ステップ及び前記平坦化ステップの少なくとも一方は、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は上述の研磨方法又は研磨装置を使用することを特徴とする。これによって、基板の製造において塵埃の発生や除去を通じて高精度な研磨を提供することができる。
【００１９】
本発明の別の側面としての電子機器の製造方法は、上述の基板の製造方法によって基板を製造するステップと、電子部品を製造するステップと、前記基板と前記電子部品から電子機器を製造するステップと、を有することを特徴とする。かかる電子機器の製造方法も、上述の基板の製造方法と同様の作用を奏することができる。
【００２０】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、高い研磨精度を有してワークの両面を同時に研磨する研磨装置及び研磨方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施例の研磨装置１００について説明する。ここで、図１は、研磨装置１００の概略斜視図である。研磨装置１００は、ワークＷの両面を同時に化学機械研磨する研磨装置であるが、本発明の研磨装置１００はＣＭＰ装置以外の研磨装置、例えば、仕上げ用の研磨装置にも適用可能である。
【００２３】
ワークＷは、本実施例では、研磨対象である基板である。基板は、ガラス基板、シリコン基板、セラミック基板（積層基板を含む）、その他の単結晶材料からなる基板を含む。典型的な基板の形状は、円板形状、ウェハであれば円板形状にオリフラのついたもの、矩形板状形状である。基板の径又は長さは、通常、数十ｍｍ〜３００ｍｍ程度である。基板の厚さは、通常、数百μｍ〜数十ｍｍである。
【００２４】
半導体基板には、シリコン基板や石英基板が使用される。メムス基板も半導体基板に含まれるが、シリコン基板、ガラス基板、その他の非導電材料からなる基板が多く使用される。基板は、ガラスフォトマスク基板であってもよい。セラミック基板には、配線基板としてのセラミック積層基板や磁気ヘッド基板（例えば、アルチック（ＡｌＴｉＣ）基板）を含む。配線基板としては、その他、樹脂積層基板がある。磁気記録媒体基板としては、アルミニウム基板やガラス基板が使用される。ジャイロデバイス、加速度デバイス、弾性表面波（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ：ＳＡＷ）デバイスや光学結晶材には、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウムなどの単結晶基板が使用される。
【００２５】
研磨装置１００は、キャリア１１０と、固定部材と、モータ（駆動部）１３０と、下定盤１４０と、タコジェネレータ（検出部）１４８と、ギアボックス（伝達機構）１５０と、外輪歯車１５８（図１６に図示）と、上定盤１６０と、タコジェネレータ（検出部）１６８と、シリンダ（加圧部）１７０と、スラリー供給部１７５と、制御部１８０とを有する。
【００２６】
図２は、３つのワークＷを収納するキャリア１１０の分解斜視図である。図２に示すワークＷは半導体基板であり、オリフラＷｏが形成されている。キャリア１１０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）から構成される基部１１１から構成される。基部１１１は、円板形状を有し、上面１１２ａと底面１１２ｂと、収納穴１１３と、外周面に設けられてキャリア１１０を遊星歯車として機能させる歯１１８とを有する。
【００２７】
図１では研磨装置１００は一のキャリア１１０を装着しているが、研磨装置１００に装着されるキャリア１１０の数は限定されない。但し、複数のキャリア１１０が研磨装置１００に装着される場合には一定の角度間隔で装着されることが好ましい。本実施例では４枚のキャリア１１０を搭載しているが、各図は便宜上そのうちの一部を示している。
【００２８】
上面１１２ａと底面１１２ｂは後述するパッド１６２及び１４２のパッド面（研磨面）１６２ａ及び１４２ａに対向する。ワークＷの底面Ｗａは底面１１２ｂから突出し、ワークＷの上面Ｗｂは上面１１２ａから突出し、それぞれの突出量は等しい。
【００２９】
収納穴１１３は、貫通孔であり、ワークＷを収納する。収納穴１１３は、キャリア１１０の両面（即ち、上面１１２ａ側と底面１１２ｂ側）からワークＷを露出する。収納穴１１３の数は限定されないが、本実施例では、１２０°間隔で回転対称に３つ配置されている。収納穴１１３は、上面１１２ａと底面１１２ｂとを貫通する。各収納穴１１３は、略円板形状を有し、オリフラＷｏに対応した平面部１１３ａを有する。なお、本実施例においては、収納穴１１３は、ワークＷを収納する空間に接続された空間も含む概念である。
【００３０】
研磨装置１００は、塵埃又は微粒子による損傷からワークＷを保護するために、様々な構成を採用している。第１の保護手段は、塵埃の発生を防止する手段である。第２の保護手段は、発生した塵埃からワークＷを保護する手段である。まず、研磨装置１００は、ワークＷが基部１１１の収納穴１１３内で振動してキャリア１１０と衝突することを防止する手段として固定部材を設けている。固定部材は、収納穴１１３に配置されたワークＷに接触してワークＷを固定する機能を有する。固定部材はキャリア１１０の収納穴１１３に配置される。
【００３１】
図３は、図２に示すキャリア１１０において固定部材が接着剤１２０である実施例の概略斜視図である。本実施例の接着剤１２０はアルコワックスである。接着剤１２０は、収納穴１１３においてキャリア１１０とワークＷとの間を接着する。ワークＷの中心と収納穴１１３の対応する中心とが一致すれば、ワークＷを収納穴１１３に収納するとワークＷの周囲に一定幅の隙間Ｊが形成される。
【００３２】
固定部材は接着剤１２０に限定されず、収納穴１１３においてワークＷに弾性力を加える弾性部材であってもよい。
【００３３】
図４（ａ）は、キャリア１１０の変形例としてのキャリア１１０Ａの平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の点線で囲ったＫ部の部分拡大平面図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、各収納穴１１３Ａは、図２に示す収納穴１１３に凹部１１４が接続された形状を有する。そして、図４（ａ）及び図４（ｂ）においては、弾性部材は、凹部１１４に係合又は部分的に挿入されたワイヤーリング１２０Ａである。
【００３４】
キャリア１１０Ａは基部１１１Ａと収納穴１１３Ａを有する。本実施例では各収納穴１１３Ａに対して一つの凹部１１４が接続されてそこに一つのワイヤーリング１２０Ａが挿入されているが、収納穴１１３Ａに複数の凹部１１４が接続されて各々にワイヤーリング１２０Ａが挿入されてもよい。このように、各収納穴１１３Ａに設けられるワイヤーリング１２０Ａの数は一つに限定されない。各ワイヤーリング１２０Ａは、上から見ると環状形状を有するが、楕円形状などその形状は限定されない。各ワイヤーリング１２０Ａの紙面に垂直な方向の厚さはキャリア１１０Ａの厚さと同一かそれよりも若干小さい。
【００３５】
各凹部１１４は、各ワークＷのオリフラＷｏに対向する平面部１１３ａの中央に形成される。各凹部１１４は、各ワイヤーリング１２０Ａがそこから分離しないような略円柱形状を有する空間である。もっとも凹部１１４の位置や寸法は限定されない。
【００３６】
各ワイヤーリング１２０Ａは各凹部１１４から外側に突出する。ワイヤーリング１２０Ａの、平面部１１３ａからの突出部１２１は、キャリア１１０Ａの基部１１１ＡとワークＷとの間の隙間Ｊに位置し、ワークＷと接触して、ワークＷを径方向ＲＡ外側に押圧する。
【００３７】
この結果、ワークＷはワイヤーリング１２０Ａの突出部１２１によって径方向ＲＡに弾性力が印加され、ワークＷのオリフラＷｏと反対側の径方向ＲＡの端部はキャリア１１０Ａに押圧される。これにより、ワークＷは収納穴１１３Ａ内で固定される。本実施例では、ワークＷは一端がワイヤーリング１２０Ａに他端がキャリア１１０Ａに接触して固定されるが、複数のワイヤーリング１２０Ａを対称に配置してワイヤーリング１２０ＡのみによってワークＷを固定してもよい。
【００３８】
図５は、キャリア１１０の変形例としてのキャリア１１０Ｂと、ワークＷと、固定部材の更に別の変形例としての弾性部材１２０Ｂの分解斜視図である。図５に示すように、弾性部材１２０Ｂは、収納穴１１３Ｂに対して共通に設けられた一の弾性部材である。
【００３９】
キャリア１１０Ｂの基部１１１Ｂは、一つの収納穴１１３Ｂを有する。図５に示す収納穴１１３Ｂは、３つの円が部分的に交わったような形状を有し、弾性部材１２０Ｂはその３つの円が交わった部分（以下、「合流部１１５」と呼ぶ。）に配置される。このように弾性部材１２０Ｂは収納穴１１３Ｂに配置される。
【００４０】
弾性部材１２０Ｂは、薄板三角柱の各頂点が面取りされた形状を有し、キャリア１１０Ｂ中央の合流部１１５に嵌められている。弾性部材１２０Ｂの紙面に垂直な方向の厚さはキャリア１１０Ｂの厚さと同一かそれよりも若干小さい。
【００４１】
合流部１１５においては、キャリア１１０Ｂの３つの凸部１１５ａが内側に向かって突出し、各凸部１１５ａは弾性部材１２０Ｂの各面取り部１２２に接触してこれを押圧する。弾性部材１２０Ｂはゴムなどの弾性材料から構成され、３つの押圧部１２３を介して３つのワークＷのオリフラＷｏに接触してこれを押圧する。各押圧部１２３は、ワークＷのオリフラＷｏと平行で面接触する平面部であり、図２に示す平面部１１３ａに対応する。但し、図２に示す平面部１１３ａよりも径方向外側に隙間Ｊを埋めるように突出している。突出量は隙間Ｊの幅よりも若干大きく設定されている。
【００４２】
この結果、ワークＷは、弾性部材１２０Ｂの押圧部１２３によって径方向ＲＡ外側に付勢されて、ワークＷのオリフラＷｏと反対側の径方向ＲＡの端部Ｗｃ１がキャリア１１０Ｂに押圧される。これにより、ワークＷは収納穴１１３Ｂ内で固定される。本実施例では、ワークＷは一端（即ち、オリフラＷｏ）が弾性部材１２０Ｂに他端（即ち、端部Ｗｃ１）がキャリア１１０Ｂの収納穴１１３を規定する輪郭面１１３ｂの一部１１３ｂ１に接触して固定される。しかし、代替的に、ワークＷをキャリア１１０Ｂと接触させる代わりに、別の弾性部材がキャリア１１０の一部１１３ｂ１の位置において隙間Ｊを埋めるように内側に突出させてもよい。これにより、かかる別の男性部材は、ワークＷのオリフラＷｏと反対側の径方向ＲＡの端部Ｗｃ１に接触及び押圧するようになり、ワークＷはキャリア１１０Ｂと接触しなくなる。
【００４３】
上述の実施例においては、固定部材はワークＷに接触して収納穴１１３内でワークＷを固定する。固定部材によって、ワークＷは収納穴１１３内で振動しない。なお、キャリア１１０の高さ方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な平面をＸＹ平面とすれば、ワークＷの収納穴１１３内における振動とはＸＹ平面における振動である。ワークＷが振動しないのでキャリア１１０と衝突し、塵埃が発生することを防止することができる。
【００４４】
別の実施例においては、研磨装置１００は、収納穴１１３に配置されたワークＷとキャリア１１０の間に位置する弾性部材を有し、ワークＷは収納穴１１３内で振動又は移動してもよいし、しなくてもよい。ワークＷが収納穴１１３内で振動又は移動したとしても、弾性部材がワークＷをキャリア１１０との接触から保護するからである。
【００４５】
弾性部材がワークＷとキャリア１１０の間の隙間Ｊと同じ幅を有すればワークＷには初期状態では付勢力は働かないが、隙間Ｊが弾性部材で埋められるのでワークＷを収納穴１１３内で固定される。ワークＷは、研磨面との摩擦力が加わっていずれかの方向に変位した場合に弾性部材により付勢力を受ける。ワークＷは弾性部材によってキャリア１１０と接触しないのでワーク端部の欠けやそれによる塵埃の発生を防止することができる。
【００４６】
弾性部材がワークＷとキャリア１１０の間の隙間Ｊよりも大きな幅を有すれば弾性部材が収納穴１１３に装着された場合にワークＷには初期状態で付勢力が働き、収納穴１１３内で固定される力が強くなる。ワークＷは弾性部材によってキャリア１１０と接触しないのでワーク端部の欠けやそれによる塵埃の発生を防止することができる。例えば、ワークＷの周りに隙間Ｊよりも幅の広い輪ゴムを巻いて収納穴１１３に挿入するなどである。
【００４７】
弾性部材がワークＷとキャリア１１０の間の隙間Ｊよりも小さい幅を有すればワークＷには初期状態では付勢力は働かず、隙間Ｊは依然として存在するのでワークＷは収納穴１１３内で移動可能となる。但し、移動してもキャリア１１０には衝突しないので衝突によるワーク端部の欠けや塵埃の発生を防止することができる。
【００４８】
図６は、弾性部材１２０Ｃがキャリア１１０Ｃの収納穴１１３を規定するキャリア１１０の輪郭面１１３ｂの一部に固定された分解斜視図である。弾性部材１２０Ｃは、例えば、円柱形状を有し、輪郭面１１３ｂの３箇所に１２０°間隔で配置されて輪郭面１１３ｂに固定される。固定は、接着であってもよいし、輪郭面１１３ｂに図４に示す凹部１１４と同様の凹部を形成してそこに嵌め込んでもよい。
【００４９】
弾性部材１２０Ｃの形状、数、間隔、寸法はワークＷが収納穴１１３に収納可能である限り限定されない。弾性部材１２０Ｃは、キャリア１１０と一体であってもよい。例えば、弾性部材１２０Ｃは、四角柱や三角柱形状を有して所定間隔で配置される。あるいは、弾性部材１２０Ｃは細幅の中空円筒形状を有してもよい。本実施例では、Ｚ方向から見た弾性部材１２０Ｃの幅は、図３に示す隙間Ｊの幅以下に設定される。
【００５０】
しかし、これではキャリア１１０とワークＷが固定されなくなり、後述する図２３(ｄ)に示す位置関係を維持できなくなるおそれがある。このため、例えば、ワークＷの外周側面Ｗｃに面内方向に向かう３つの穴Ｗｃ２を設け、３つの弾性部材１２０Ｃを円錐形状にして穴Ｗｃ２に挿入する構造であってもよい。この結果、ワークＷは一定幅の隙間Ｊが周囲に形成されるように収納穴１１３に配置されると付勢力を受けないが、いずれかの方向に移動すると弾性部材１２０Ｃの円錐側面にワークＷの外周側面Ｗｃが接触する。
【００５１】
図７は、弾性部材１２０Ｄを外周側面Ｗｃの少なくとも一部に固定したワークＷとキャリア１１０の分解斜視図である。弾性部材１２０Ｄは、例えば、円柱形状を有し、ワークＷの外周側面Ｗｃの３箇所に１２０°間隔で配置される。固定は、例えば、接着や弾性力である。図７は図６と弾性部材と穴の関係をワークＷとキャリア１１０との間で逆にしている。各弾性部材１２０Ｄは、キャリア１１０の輪郭面１１３ｂに設けられた穴１１３ｂ２に挿入される。
【００５２】
塵埃を事後的にワークＷの両面Ｗａ及びＷｂから除去してもよい。以下の実施例は、研磨中に発生した塵埃をキャリア１１０と研磨面との間からできるだけ早く除去する手段として、キャリア１１０の両面１１２ａ及び１１２ｂの少なくとも一方の面に形成される凹凸を利用している。まず、凹凸が溝として形成される実施例について説明する。
【００５３】
図８は、ワークＷを収納したキャリア１１０Ｄの斜視図である。キャリア１１０Ｄは、上面１１２ａに塵埃を除去する複数の溝１１６を有し、溝１１６を有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。なお、図８は、図３に示す接着剤１２０は省略している。複数の溝１１６は全て一方向（Ｙ方向）に延びている。
【００５４】
図９は、キャリア１１０Ｅの平面図である。キャリア１１０Ｅは、上面１１２ａに塵埃を除去する複数の溝１１６Ａ及び１１６Ｂを有し、溝１１６Ａ及び１１６Ｂを有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。複数の溝１１６Ａは全て一方向（Ｘ方向）に延びており、複数の溝１１６Ｂは全て一方向（Ｙ方向）に延びている。ＸＹ方向は直交している。各溝１１６Ａ及び１１６Ｂは同一形状を有するが、異なる形状を有してもよい。
【００５５】
図１０は、キャリア１１０Ｆの平面図である。キャリア１１０Ｆは、上面１１２ａに塵埃を除去する複数の溝１１６Ｃを有し、溝１１６Ｃを有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。複数の溝１１６Ｃは一定角度θ＝３０°間隔でキャリア１１０Ｆの中心１１１ａから径方向ＲＡに延びている。溝１１６Ｃが配置される角度間隔は３０°に限定されず、また、一定角度で中心１１１ａ周りに分布しなくてもよい。更には、溝１１６Ｃが延びる中心はキャリア１１０Ｆの中心からずれていてもよい。
【００５６】
図１１は、キャリア１１０Ｇの平面図である。キャリア１１０Ｇは、上面１１２ａに塵埃を除去する複数の溝１１６Ｃと１１６Ｄを有し、溝１１６Ｃ及び１１６Ｄを有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。溝１１６Ｄは、キャリア１１０の中心１１１ａから一定距離の位置において、各溝１１６Ｃから分岐した一対の溝として構成される。分岐の方向は限定されないが、図１１においては、分岐する側で隣接する溝１１６Ｃと平行な方向である。また、分岐点は一つに限定されないし、分岐した溝が更に分岐してもよい。
【００５７】
以上のように、直線状に伸びる溝の方向は、直交座標系で一方向又は二方向に延びてもよいし、極座標系でキャリア１１０の中心１１１ａあるいはその他の位置から一定の角度間隔又は不定期な角度間隔で径方向に延びてもよいし、途中で分岐してもよい。
【００５８】
図１２は、キャリア１１０Ｈの平面図である。キャリア１１０Ｈは、上面１１２ａに塵埃を除去する複数の溝１１６Ｅを有し、溝１１６Ｅを有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。複数の溝１１６Ｅはキャリア１１０Ｈの中心１１１ａの周りに径方向ＲＡに一定間隔で同心円状に延びている。但し、同心円の間隔は一定でなくてもよいし、各同心円の寸法が異なってもよい。
【００５９】
図１３は、キャリア１１０Ｉの平面図である。キャリア１１０Ｉは、上面１１２ａに塵埃を除去する溝１１６Ｆを有し、溝１１６Ｆを有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。複数の溝１１６Ｆはキャリア１１０Ｉの中心１１１ａから螺旋状に延びている。本実施例では、螺旋はキャリア１１０Ｉの中心１１１ａから時計回りに延びているが、反時計回りに延びてもよい。
【００６０】
図１４は、キャリア１１０Ｊの平面図である。キャリア１１０Ｊは、上面１１２ａに塵埃を除去する溝１１６Ｇを有し、溝１１６Ｇを有する以外は図２に示すキャリア１１０と同一の外形を有する。複数の溝１１６Ｇはキャリア１１０Ｊの中心１１１ａから渦状に延びている。本実施例では、渦はキャリア１１０Ｊの中心１１１ａから時計回りに延びているが、反時計回りに延びてもよい。渦の間隔は一定でもよいし、一定でなくてもよい。
【００６１】
以上のように、曲線状に伸びる溝の方向は、同心円状でもよいし螺旋状でも渦状でもよい。更には、二次曲線、楕円、その他の曲線状に延びてもよい。
【００６２】
図１５は、キャリア１１０Ｋの平面図である。キャリア１１０Ｋは、上面１１２ａに塵埃を除去する溝１１６Ｃと１１６Ｆを有する。このように、図８乃至図１５に示す溝１１６乃至１１６Ｇは自由に組み合わせ可能である。
【００６３】
各溝１１６乃至１１６Ｇの幅と深さは数十ｎｍで二等辺三角形の断面形状を有する。このように、各溝１１６乃至１１６Ｇは、断面Ｖ字形状を有するＶ字溝として形成されているが、その断面形状は限定されない。本実施例は、溝１１６乃至１１６Ｇを、キャリア１１０Ｄ乃至１１０Ｋの重力方向の上側の上面１１２ａにのみ形成しているが、キャリア１１０Ｄ乃至１１０Ｋの底面１１２ｂに更に形成してもよいし、底面１１２ｂにのみ形成してもよい。
【００６４】
キャリア１１０の両面１１２ａ及び１１２ｂの少なくとも一方の面に形成される凹凸は上述の溝でもよいが、貫通孔でもよい。図１６は、キャリア１１０Ｌの平面図である。キャリア１１０Ｌは、上面１１２ａと１１２ｂを貫通する複数の貫通孔１１７を有する。貫通孔１１７は、ＸＹ方向に一定間隔で二次元的に配置されているが、同心円状に配置されてもよいし、螺旋状、渦状に配置されてもよい。各貫通孔１１７は、数十ｎｍの径を有する。貫通孔１１７は、塵埃を通過させて除去する。
【００６５】
キャリア１１０の両面１１２ａ及び１１２ｂの少なくとも一方の面に形成される凹凸は、その他、両面１１２ａ及び１１２ｂ上に形成される複数の突起であってもよい。
【００６６】
再び図１に戻って、モータ１３０は、ベルト、プーリーなどの伝達機構１３５を介して、（ＤＣ）タコジェネレータ１４８を介して下定盤１４０を回転駆動する。タコジェネレータ１４８は、下定盤１４０の回転軸の周りに設けられ、下定盤１４０の回転数に対応するアナログ電圧を制御部１８０に出力する。
【００６７】
以下、図１７を参照して、ギアボックス１５０の原理について説明する。ここで、図１７は、ギアボックス１５０の概略断面図である。ギアボックス１５０は、シャフト１４１の回転方向を反転させてシャフト１６１に伝達する。ギアボックス１５０は、下定盤１４０の回転軸であるシャフト１４１の周りに固定される共に上定盤１６０の回転軸であるシャフト１６１の周りにも固定される。ギアボックス１５０は図１７にギアボックス１５０の原理について説明する。但し、シャフト１４１の回転方向を反転させてシャフト１６１に伝達することができる限り、ギアボックス１５０の構造は図１７に示す構造に限定されない。
【００６８】
ギアボックス１５０は、筐体１５１ａ及び１５１ｂと、一対の傘歯車（ベベルギア）１５２及び１５３と、３つの傘歯車を有する。なお、作図の便宜上、図１７は、３つの傘歯車のうちの２つを１５４及び１５５として示し、残りの一つを省略している。
【００６９】
筐体１５１ａは、筐体１５１ａと１５１ｂとの間に位置し、シャフト１４１と１６１が挿入される穴と、３つの傘歯車のシャフトの一端が挿入される穴を有する。なお、図１７は、便宜上、筐体１５１ａを透過して示している。筐体１５１ｂは、Ｚ方向上側から見ると、環状を有し、３つの傘歯車のシャフトの他端が挿入される穴を有する。３つの傘歯車のシャフトの両端は筐体１５１ａ及び１５１ｂに固定されて回転しない。
【００７０】
傘歯車１５２は、下定盤１４０の回転軸であるシャフト１４１の周りに固定されてシャフト１４１と共に回転する。シャフト１４１はモータ１３０による駆動力が伝達されるシャフトである。３つの傘歯車は傘歯車１５２に係合し、１２０°間隔で配置される。図１７は、３つの傘歯車のうちの傘歯車１５４とそのシャフト１５４ａ、傘歯車１５５とそのシャフト１５５ａを示している。上述したように、シャフト１５４ａ及び１５５ａは筐体１５１ａ及び１５１ｂに固定されている。傘歯車１５３は３つの傘歯車に係合し、上定盤１６０の回転軸であるシャフト１６１の周りに固定されてシャフト１６１と共に回転する。
【００７１】
傘歯車１５２がＺ方向上向きから見て時計回りに回転すると、その手前側の側面は、図１７に示すように、左方向に回転する。すると、傘歯車１５４の手前側の側面は、図１７に示すように、下方向に回転する。これに応答して、傘歯車１５３の手前側の側面は、図１７に示すように、右方向に回転する。同様に、傘歯車１５５の手前側の側面は、図１７に示すように、上方向に回転する。これに応答して、傘歯車１５３の手前側の側面は、図１７に示すように、右方向に回転する。結局、傘歯車１５２と１５３が回転する方向は逆方向となり、シャフト１４１に加わる駆動力は反転してシャフト１６１に伝達される。
【００７２】
なお、図１７は、反転駆動を説明する便宜上、３つの傘歯車１５４及び１５５の歯数を同一にしているが、実際には、３つの傘歯車の歯数を異ならせて選択的に傘歯車１５２に接触させるように構成されている。３つの傘歯車のうちいずれを傘歯車１５２と接触させるかは制御部１８０が制御することができる。この結果、ギアボックス１５０のギア比を変更することができる。
【００７３】
この結果、モータ１３０の駆動力はギアボックス１５０を介して上定盤１６０に伝達され、上定盤１６０は下定盤１４０とは反対方向に回転する。タコジェネレータ１６８、上定盤１６０の回転軸の周りに設けられ、上定盤１６０の回転数に対応するアナログ電圧を制御部１８０に出力する。
【００７４】
図１８に示すように、下定盤１４０は、研磨面（パッド面）１４２ａを有するパッド１４２がキャリア１１０側に搭載されている。上定盤１６０は、研磨面（パッド面）１６２ａを有するパッド１６２がキャリア１１０側に搭載されている。
【００７５】
塵埃が発生した場合に、これを事後的に除去する手段として、パッド１４２は、研磨中に発生した塵埃をキャリア１１０と研磨面との間からできるだけ早く除去する凹凸１４３をパッド面１４２ａに設けている。凹凸１４３は、図８乃至図１６に示す溝、貫通孔その他の凹凸を適用することができる。
【００７６】
パッド１４２とパッド１６２は、ウレタンなどの軟らかい材質から構成され、それらは同一構造を有する。
【００７７】
図１９（ａ）は、太陽歯車１５６と、キャリア１１０と、外輪歯車１５８と、第１及び第２の防塵機構２００及び２４０を示す概略断面図である。
【００７８】
太陽歯車１５６は、本実施例では、ギアボックス１５０の下の下定盤１４０のシャフト１４１の周りに設けられ、シャフト１４１と共に回転する。但し、別の実施例では、太陽歯車１５６は、ギアボックス１５０の上の上定盤１６０のシャフト１６１の周りに設けられ、シャフト１６１と共に回転する。太陽歯車１５６は、歯１５６ａを有する。
【００７９】
キャリア１１０の外周には歯１１８が設けられており、かかる歯１１８はキャリア１１０を遊星歯車として機能させる。太陽歯車１５６の歯１５６ａはキャリア１１０の歯１１８と係合する。外輪歯車１５８は歯１５８ａを有し、かかる歯１５８ａはキャリア１１０の歯１１８と係合する。太陽歯車１５６、遊星歯車としてのキャリア１１０、外輪歯車１５８は遊星歯車機構を構成する。
【００８０】
遊星歯車機構は、太陽歯車（Ｓｕｎ Ｇｅａｒ）の周りを一又は複数の遊星歯車（Ｐｌａｎｅｔａｒｙ Ｇｅａｒ）が自転しつつ公転する構造を有する減速又は増速機構である。遊星歯車機構は、少ない段数で大きな速度比が得られ、大きなトルクを伝達でき、入出力軸を同軸に配置できるなどの特徴を有する。
【００８１】
図１に示す研磨装置１００では、太陽歯車としてのギアボックス１５０は回転し、その周りを遊星歯車としてのキャリア１１０が自転しながら公転し、外輪歯車１５８は固定される。
【００８２】
第１の防塵機構２００は、太陽歯車１５６の歯１５６ａとキャリア１１０の歯１１８との係合によって発生する塵埃がワークＷとパッド面（研磨面）１４２ａ及び１６２ａのそれぞれとの間に侵入することを防止する。
【００８３】
図１９（ｂ）は、第１防塵機構２００と第２の防塵機構２４０の概観斜視図である。
【００８４】
第１の防塵機構２００は、第１のブロック２１０と、ワイパー（第１の弾性部材）２２０と、流体供給ノズル２３０とを有する。
【００８５】
第１のブロック２１０は、環状形状を有し、シャフト１６１の周りにシャフト１６１に対して静止するように配置される。但し、第１のブロック２１０がシャフト１６１に対して静止するか上定盤１６０と共に回転するかは選択的である。第１のブロック２１０は、凸部２１２ａ及び２１２ｂと、溝２１２ｃと、凸部２１５と、内周面２１６と、外周面２１７とを有する。
【００８６】
凸部２１２ａ及び２１２ｂは同じ高さを有するが、流体ＦがワークＷ上に進入しないように太陽歯車１５６から見て外側の凸部２１２ｂの方が内側の凸部２１２ａよりも高く構成されてもよい。溝２１２ｃには一定間隔で貫通孔２１３が形成されている。貫通孔２１３は流体Ｆをキャリア１１０に供給（滴下や吹き付け）するのに使用される。凸部２１５は歯１５６ａの近傍に配置される。内周面２１６と外周面２１７は上から見るとシャフト１４１と同心円状に形成される。
【００８７】
ワイパー２２０は、太陽歯車１５６の歯１５６ａとキャリア１１０の中心１１１ａとの間において、第１のブロック２１０の外周面２１７の下部に周方向Ｍ１に亘ってシャフト１４１と同心円状に取り付けられている。ワイパー２２０は、ゴムなどの弾性材料から構成され、キャリア１１０の上面１１２ａに接触位置１１２ａ１において接触する。接触位置１１２ａ１は、Ｚ方向上側から見ると、太陽歯車１５６（又は太陽歯車１５６と接触するキャリア１１０の歯１１８）とキャリア１１０の収納穴１１３との間に位置する。ワイパー２２０は、キャリア１１０の歯１１８と太陽歯車１５６の歯１５６ａとの係合によって発生する塵埃がキャリア１１０の上面１１２ａの接触位置１１２ａ１よりもキャリア１１０の内側に移動することを防止する。
【００８８】
流体供給ノズル２３０は、液体（水など）や気体（空気など）などの流体Ｆを第１のブロック２１０の溝２１２ｃに供給する管である。流体Ｆが液体であれば、貫通孔２１３から流体Ｆがキャリア１１０の上面１１２ａ上に滴下されて塵埃を洗い流す。流体Ｆが気体であれば、貫通孔２１３から流体Ｆがキャリア１１０の上面１１２ａ上に吹き付けられて塵埃を吹き飛ばす。
【００８９】
流体供給ノズル２３０は、第１のブロック２１０と同様に、シャフト１６１の周りにシャフト１６１に対して静止するように配置される。流体供給ノズル２３０が回転しないので、その一端を、例えば、水道の蛇口に接続することも容易になる。
【００９０】
必要があれば、シャフト１６１と同心円上に複数の流体供給ノズル２３０が配置される。流体供給ノズル２３０と貫通孔２１３は、キャリア１１０の歯１１８とワイパー２２０との間に流体Ｆを供給する第１の流体供給部を構成する。
【００９１】
第２の防塵機構２４０は、キャリア１１０の歯１１８と外輪歯車１５８の歯１５８ａとの係合によって発生する塵埃がワークＷとパッド面（研磨面）１４２ａ及び１６２ａのそれぞれとの間に侵入することを防止する。
【００９２】
第２の防塵機構２４０は、第２のブロック２５０と、ワイパー（第２の弾性部材）２６０と、流体供給ノズル２７０とを有する。
【００９３】
第２のブロック２５０は、環状形状を有し、シャフト１６１の周りにシャフト１６１に対して静止するように配置される。但し、第２のブロック２５０がシャフト１６１に対して静止するか上定盤１６０と共に回転するかは選択的である。第２のブロック２５０は、凸部２５２ａ及び２５２ｂと、溝２５２ｃと、凸部２５５と、内周面２５６と、外周面２５７とを有する。
【００９４】
凸部２５２ａ及び２５２ｂは同じ高さを有するが、流体ＦがワークＷ上に進入しないように太陽歯車１５６から見て内側の凸部２５２ａの方が外側の凸部２５２ｂよりも高く構成されてもよい。溝２５２ｃには一定間隔で貫通孔２５３が形成されている。貫通孔２５３は流体Ｆをキャリア１１０に供給（滴下又は吹き付け）するのに使用される。凸部２５５は歯１５８ａの近傍に配置される。内周面２５６と外周面２５７は上から見るとシャフト１４１と同心円状に形成される。
【００９５】
ワイパー２６０は、外輪歯車１５８の歯１５８ａとキャリア１１０の中心１１１ａとの間において、第２のブロック２５０の内周面２５６の下部に周方向Ｍ２に亘ってシャフト１４１と同心円状に取り付けられている。ワイパー２６０は、ゴムなどの弾性材料から構成され、キャリア１１０の上面１１２ａに接触位置１１２ａ２において接触する。接触位置１１２ａ２は、Ｚ方向上側から見ると、外輪歯車１５８（又は外輪歯車１５８と接触するキャリア１１０の歯１１８）とキャリア１１０の収納穴１１３との間に位置する。ワイパー２６０は、キャリア１１０の歯１１８と外輪歯車１５８の歯１５８ａとの係合によって発生する塵埃がキャリア１１０の上面１１２ａの接触位置１１２ａ２よりもキャリア１１０の内側に移動することを防止する。本実施例では、接触位置１１２ａ１と１１２ａ２は、キャリア１１０の中心１１１ａからの距離がそれぞれ等しい。
【００９６】
流体供給ノズル２７０は、流体Ｆを第２のブロック２５０の溝２５２ｃに供給する管である。流体Ｆが液体であれば、貫通孔２５３から流体Ｆがキャリア１１０の上面１１２ａ上に滴下されて塵埃を洗い流す。流体Ｆが気体であれば、貫通孔２５３から流体Ｆがキャリア１１０の上面１１２ａ上に吹き付けられて塵埃を吹き飛ばす。
【００９７】
流体供給ノズル２７０は、第２のブロック２５０と同様に、シャフト１６１の周りにシャフト１６１に対して静止するように配置される。流体供給ノズル２７０が回転しないので、その一端を、例えば、水道の蛇口に接続することも容易になる。
【００９８】
必要があれば、シャフト１６１と同心円上に複数の流体供給ノズル２７０が配置される。流体供給ノズル２７０と貫通孔２５３は、キャリア１１０の歯１１８とワイパー２２０との間に流体Ｆを供給する第２の流体供給部を構成する。
【００９９】
このように、第１及び第２の防塵機構２００及び２４０は、遊星歯車機構において発生する塵埃からワークＷを保護する。
【０１００】
再び図１に戻って、シリンダ１７０は、上下定盤１４０及び１６０の間でワークＷに荷重又は加圧力を加えるエアシリンダである。スラリー供給部１７５は、スラリー（研磨剤）を上定盤１６０の上面１６０ａに滴下する。上定盤１６０及びパッド１６２にはそれを貫通するように複数のＺ方向に延びる貫通孔１６３が設けられており、スラリーＳは貫通孔１６３を介してパッド１６２の研磨面に供給される。その後、スラリーＳは下定盤１４０のパッド１４２に落下してその研磨面１４２ａに供給される。本実施例のスラリーＳは酸化セリウム系のスラリーである。なお、本実施例の研磨装置１００がラッピング装置である場合には、スラリーＳは水溶液に研磨粒子が拡散したものである。
【０１０１】
制御部１８０は、モータ１３０、ギアボックス１５０、タコジェネレータ１４８及び１６８、シリンダ１７０、及び、スラリー供給部１７５に接続される。また、制御部１８０は、タコジェネレータ１４８及び１６８の出力に応じてモータ１３０に流す駆動電流、ギアボックス１５０のギア比、シリンダ１７０が加える荷重、スラリー供給部１７５が供給するスラリーの供給量を制御する。
【０１０２】
制御部１８０は、ＣＰＵやＭＰＵを含み、また、本実施例の研磨方法に必要なプログラムやデータを格納するメモリ１８２と、時間を計数するタイマ１８４を含んでいる。
【０１０３】
以下、図２０乃至図２４を参照して、研磨装置１００を含む研磨システム３００とその動作について説明する。ここで、図２０は、研磨システム３００の概略ブロック図である。研磨システム３００は、組立部３１０、ローダ３２０と、研磨装置１００と、ロボットアーム３３０と、直後洗浄装置３４０と、アンローダ３５０と、ストッカ３６０と、本洗浄装置３７０とを有する。
【０１０４】
組立部３１０は、ワークＷをキャリア１１０に搭載し、固定部材を介してワークＷをキャリア１１０内の収納穴１１３に固定する。ローダ３２０は、ワークＷが収納されたキャリア１１０を研磨装置１００に装着する。ロボットアーム３３０は、研磨後に、研磨装置１００からキャリア１１０を取り外し、直後洗浄装置３４０にキャリア１１０を搭載する。直後洗浄装置３４０は、研磨直後のキャリア１１０を大まかに洗浄する。アンローダ３５０は、直後洗浄（又は仮洗浄）後に、直後洗浄装置３４０から本洗浄装置３７０に搬送する。
【０１０５】
ストッカ３６０は、本洗浄前にワークＷが乾燥しないように、純水又は水溶液にキャリア１１０を収納する。本洗浄装置３７０は、直後洗浄装置３４０によって簡単に洗浄されたキャリア１１０を本格的に洗浄する。本洗浄装置３７０は、弗酸、超臨界流体、超音波洗浄などを使用する。
【０１０６】
以下、図２１を参照して、研磨システム３００による研磨方法について説明する。ここで、図２１は、研磨システム３００の動作を説明するためのフローチャートである。
【０１０７】
まず、研磨準備を行う（ステップ１１００）。ステップ１１００の研磨準備は固定部材が図３に示す接着剤１２０として構成された例について説明する。図２２は、図２１に示すステップ１１００の詳細を説明するためのフローチャートである。図２３（ａ）乃至図２３（ｄ）は、図２２の各工程を示す概略断面図である。
【０１０８】
まず、図２３（ａ）に示すように、キャリア１１０の底面１１２ｂに収納穴１１３を露出するスペーサ１０を接触させる（ステップ１１０２）。スペーサ１０とキャリア１１０は両者が位置決めされた状態で（例えば、図２３（ａ）に示す両者の端部が一致した状態で）接触される。必要があれば、両者は仮止めされてもよい。また、好ましくは、リング部材１８を設け、リング部材１８の内部にスペーサ１０とキャリア１１０を挿入することによってＺ方向に垂直な方向で位置決めしてもよい。更に、スペーサ１０の代わりに、スペーサ１０と同様の段差を有する図２４に示すような容器を使用してもよい。本実施例では、かかる容器も含めて「スペーサ」と呼ぶものとする。
【０１０９】
スペーサ１０は、キャリア１１０と同一の外形（例えば、径Ｎ）を有し、キャリア１１０と同様に基部１１と貫通穴１３をする。貫通穴１３は収納穴１１３とほぼ同一形状で収納穴よりも若干大きい。スペーサ１０は、厚さｈ１を有し、厚さｈ２を有するキャリア１１０とは異なる。通常はｈ１＜ｈ２である。厚さｈ１は、後述するように、ワークＷがキャリア１１０の底面１１２ｂから突出する長さである。
【０１１０】
なお、スペーサ１０Ａは、スペーサ１０の基部１１に対応する段差部１１Ａ１を含む基部１１Ａを有する。スペーサ１０Ａは、キャリア１１０の外形に略等しい径Ｎ、厚さｈ２の収納部１５と、貫通穴１３と同一の寸法を有する凹部１３Ａとを有する。また、リング部材１８に相当し、Ｖ１×Ｖ２の寸法を有する壁部１１Ａ２も有する。これにより、キャリア１１０のスペーサ１０Ａに対する位置決めが容易になる。
【０１１１】
ステップ１１０２においては、スペーサ１０の貫通穴１３を下からＶ方向から見るとキャリア１１０の収納穴１１３がスペーサ１０に形成された貫通穴１３から完全に見えるように、換言すれば、収納穴１１３がスペーサ１０の基部１１によって遮蔽されないように配置される。スペーサ１０Ａにおいても収納穴１１３がスペーサ１０Ａの段差部１１Ａ１によって遮蔽されないように配置される。
【０１１２】
なお、スペーサ１０の形状はこれに限定されず、厚さｈ１を有し、少なくとも全ての収納穴１１３を露出する貫通穴を有すれば外形はキャリア１１０と同一でなくてもよい。
【０１１３】
次に、図２３（ｂ）に示すように、この状態で、キャリア１１０の収納穴１１３にワークＷを挿入し、ワークＷの底面Ｗａとスペーサ１０の底面１０ａが同一平面Ｕを構成するようにすると共に、ワークＷの上面Ｗｂ側がキャリア１１０よりも突出するように配置する（ステップ１１０４）。スペーサ１０Ａの場合には凹部１３Ａの底面と段差部１１Ａ１の点線で示す底面は同一平面を構成するため、ワークＷを凹部１３Ａに部分的に収納すればこの条件は満足される。
【０１１４】
ワークＷがキャリア１１０の上面１１２ａよりも突出する長さはｈ１であり、底面１１２ｂから突出する長さと等しい。これは、本実施例では、ワークＷの両面Ｗａ及びＷｂのＺ方向の研磨量を同一に見込んでいるからである。
【０１１５】
ステップ１１０４は、例えば、水平台に図２３（ａ）に示す構造体を載置し、上からワークＷをキャリア１１０の収納穴１１３に挿入することによって形成することができる。本実施例では水平台はホットプレートである。あるいはスペーサ１０Ａを加熱してもよい。図２３（ｂ）は、便宜上、一のワークＷのみを示している。なお、図２３（ｂ）に示す状態は、ワークＷをキャリア１１０の収納穴１１３に挿入した後でスペーサ１０をキャリア１１０の一面に接触させて形成してもよい。あるいは、ワークＷをキャリア１１０の収納穴１１３に挿入した後でスペーサ１０Ａにキャリア１１０を収納することによって形成してもよい。
【０１１６】
次に、ワークＷの反対面（即ち、上面Ｗｂ）側においてワークＷとキャリア１１０との隙間Ｊの少なくとも一部に接着剤１２０を塗布する（ステップ１１０６）。ここで、「隙間Ｊの少なくとも一部」とは、隙間Ｊの全周に亘って接着剤１２０を充填しなくても足りる趣旨である。
【０１１７】
ディスペンサ２０で接着剤１２０を塗布する場合、図２３（ｃ）に示すように、接着剤１２０が正確に隙間Ｊ内のみに配置されなくてもよく、一部がワークＷの上面Ｗｂ上にかかっていてもよい。接着剤１２０は軟らかいので研磨によって除去されるからである。なお、図２３（ｃ）に示す接着剤１２０の量や位置は例示である。
【０１１８】
上述したように、本実施例の接着剤１２０はアルコワックスである。接着剤１２０を図２３（ｂ）に示す構造体の平面Ｕが図示しないホットプレートの上面になるように配置して接着剤１２０を滴下すると、接着剤１２０はホットプレートで加熱されるために隙間Ｊに毛管現象で浸透する。そして、接着剤１２０は常温に戻ると固化する。接着剤１２０が液状になるため、本実施例では、図２３（ｃ）に示すような隆起がワークＷの上面Ｗｂに形成されることはあまりない。なお、貫通穴１３にあるワークＷとスペーサ１０の基部１１又は凹部１３ＡにあるワークＷとスペーサ１０Ａの段差部１１Ａ１との間は隙間Ｊよりも離れているため接着剤１２０によって接着されない。
【０１１９】
次に、図２３（ｃ）に示す構造体のキャリア１１０からスペーサ１０を分離する（ステップ１１０８）。この状態を図２３（ｄ）に示す。
【０１２０】
ステップ１１０２乃至１１０８は組立部３１０において行われる。
【０１２１】
次に、ローダ３２０が、ワークＷが上面１１２ａ及び底面１１２ｂから突出したキャリア１１０を研磨装置１００に装着する（ステップ１１１０）。
【０１２２】
本実施例のように、ワークＷとキャリア１１０とを固定することは、従来の両面研磨ラッピング装置には見られない特徴である。従来の両面ラッピング装置では通常は図２３（ｂ）に示すようなスペーサ１０は使用されず、ワークＷとキャリア１１０との間の隙間Ｊも接着されない。このため、ワークＷを収納したキャリア１１０がラッピング装置に搭載されると、キャリア１１０の一方の側（例えば、上面１１２ａ側）のみからワークＷが突出し、ワークＷの底面Ｗａとキャリア１１０の底面１１２ｂは同一平面を構成することになる。
【０１２３】
両面ラッピング装置においては、上下の研磨面を有するパッドは金属製やセラミック製から構成される。このため、ラッピング装置の定盤はハード定盤と呼ばれる場合もある。ハード定盤が上下からワークＷを押圧する時にワークＷとキャリア１１０が固定されずにキャリア１１０が移動可能な構成であるとワークＷのみを研磨することができる。従って、図２３（ｄ）に示す構造体を形成する必要がない。
【０１２４】
一方、ＣＭＰ装置においては、上下の研磨面を有するパッドは軟らかいウレタンなどの材料から構成される。このため、ラッピング装置の定盤はソフト定盤と呼ばれる場合もある。ソフト定盤が上下からワークＷを押圧する場合、ワークＷの底面Ｗａとキャリア１１０の底面１１２ｂが同一平面を構成すると、ワークＷのみならずキャリア１１０を研磨し、また、吸着するおそれがある。このため、図２３（ｄ）に示す構造が有効である。図２３（ｄ）に示す構造は両面ＣＭＰ装置にも両面ラッピング装置にも適用可能な構造である。
【０１２５】
次に、研磨装置１００による研磨を行う（ステップ１２００）。図２５は、図２１に示すステップ１２００の詳細を説明するためのフローチャートであり、図２６は、そのタイミングチャートである。図２６において、縦軸は下定盤１４０の回転数（ｒｐｍ）、シリンダ１７０が加える荷重（ｋｇｆ）、摩擦力（ｋｇｆ）である。横軸は時間である。但し、本実施例では、縦軸の摩擦力（ｋｇｆ）は、摩擦力を表す電流値（Ａ）で代用している。
【０１２６】
まず、制御部１８０は、スラリー供給部１７５からスラリーＳを上定盤１６０の上面に供給を開始する（ステップ１２０２）。スラリーＳの供給量は、予めシミュレーション又は実験によって適量が求められてメモリ１８２に格納されており、制御部１８０は格納された供給量のスラリーＳを滴下するようにスラリー供給部１７５を制御する。
【０１２７】
スラリー供給部１７５によるスラリーＳの供給量が増加すると上定盤１６０と下定盤１４０による研磨量が等しい割合だけ増加する。このため、研磨量を全体として大きくする場合に制御部１８０はスラリーＳの供給量を増加する。また、研磨量を全体として小さくする場合に制御部１８０はスラリーＳの供給量を減少する。即ち、本実施例では、上定盤１６０と下定盤１４０による研磨量に差があるときにスラリー供給部１７５による供給量制御ではこの差を解消することができない。
【０１２８】
また、ステップ１２０２と同時に、制御部１８０は、モータ１３０に電流を供給して下定盤１４０を回転する（ステップ１２０４）。
【０１２９】
次に、制御部１８０は、下定盤１４０の回転数が５ｒｐｍであるかどうかを判断する（ステップ１２０６）。制御部１８０は、下定盤１４０の回転数を表すタコジェネレータ１４８の出力と、メモリ１８２に格納された５ｒｐｍの値を比較することによってステップ１２０６の判断を行う。なお、５ｒｐｍは低速回転の単なる例示であり、本発明はこの回転数に限定されるものではない。
【０１３０】
次に、制御部１８０は、下定盤１４０の回転数が５ｒｐｍであると判断すると（ステップ１２０６）、下定盤１４０の回転数が一定になるようにモータ１３０に供給する電流を制御する（ステップ１２０８）。
【０１３１】
ワークＷが研磨されるにつれてワークＷの被研磨面（即ち、底面Ｗａと上面Ｗｂ）は平坦になっていき、研磨面（パッド面）との密着性とそれに伴う摩擦力が増加する。このため、モータ１３０に供給する電流値が一定であると回転数は徐々に減少する。従って、ステップ１２０８においては、制御部１８０は、タコジェネレータ１４８の出力が一定となるようにモータ１３０に供給する電流値を徐々に増加する。制御部１８０は、下定盤１４０の回転数が５ｒｐｍになるまでかかる制御を継続する。
【０１３２】
次に、制御部１８０は、上定盤１６０の回転数が５ｒｐｍであるかどうかを判断する（ステップ１２１０）。制御部１８０は、上定盤１６０の回転数を表すタコジェネレータ１６８の出力と、メモリ１８２に格納された５ｒｐｍの値を比較することによってステップ１２１０の判断を行う。
【０１３３】
本実施例では、上下の研磨面は同一の研磨能力を有するから、回転数を同一にしないと上下の研磨面で研磨量に差が生じてしまう。このため、制御部１８０は、上定盤１６０の回転数が５ｒｐｍではないと判断した場合には（ステップ１２１０）、ギアボックス１５０を制御してギア比（伝達比率）を変更する（ステップ１２１２）。その後、処理はステップ１２０８と１２１０の間に帰還する。
【０１３４】
一方、制御部１８０は、上定盤１６０の回転数が５ｒｐｍであると判断した場合には（ステップ１２１０）、シリンダ１７０による荷重を緩やかに増加する（ステップ１２１４）。
【０１３５】
次に、制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が３ｋｇｆであるかどうかを判断する（ステップ１２１６）。制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が３ｋｇｆであると判断すると（ステップ１２１６）、モータ１３０に流す電流を増加して下定盤１４０の回転数を増加する（ステップ１２１８）。制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が３ｋｇｆではあると判断するまでかかる制御を継続する。
【０１３６】
次に、制御部１８０は、下定盤１４０の回転数が３０ｒｐｍであるかどうかを判断する（ステップ１２２０）。制御部１８０は、下定盤１４０の回転数を表すタコジェネレータ１４８の出力と、メモリ１８２に格納された３０ｒｐｍの値を比較することによってステップ１２２０の判断を行う。なお、３０ｒｐｍは通常の研磨時の速度の単なる例示であり、本発明はかかる回転数に限定されない。
【０１３７】
制御部１８０は、下定盤１４０の回転数が３０ｒｐｍであると判断すると（ステップ１２２０）、下定盤１４０の回転数が一定になるようにモータ１３０に供給する電流を制御する（ステップ１２２２）。
【０１３８】
ワークＷが研磨されるにつれてワークＷの被研磨面（即ち、底面Ｗａと上面Ｗｂ）は平坦になっていき、研磨面（パッド面）との密着性とそれに伴う摩擦力が増加する。このため、モータ１３０に供給する電流値が一定であると回転数は徐々に減少する。従って、ステップ１２２２においては、制御部１８０は、タコジェネレータ１４８の出力が一定となるようにモータ１３０に供給する電流値を徐々に増加する。制御部１８０は、下定盤１４０の回転数は３０ｒｐｍでないと判断した場合には（ステップ１２２０）、ステップ１２２０に帰還する。
【０１３９】
次に、制御部１８０は、上定盤１６０の回転数が３０ｒｐｍであるかどうかを判断する（ステップ１２２４）。制御部１８０は、上定盤１６０の回転数を表すタコジェネレータ１６８の出力と、メモリ１８２に格納された３０ｒｐｍの値を比較することによってステップ１２２４の判断を行う。
【０１４０】
本実施例では、上下の研磨面１４２ａ及び１６２ａは同一の研磨能力を有するから、回転数を同一にしないと上下の研磨面１４２ａ及び１６２ａで研磨量に差が生じてしまう。このため、制御部１８０は、上定盤１６０の回転数が３０ｒｐｍではないと判断した場合には（ステップ１２２４）、ギアボックス１５０を制御してギア比を変更する（ステップ１２２６）。その後、処理はステップ１２２４に帰還する。
【０１４１】
一方、制御部１８０は、上定盤１６０の回転数が３０ｒｐｍであると判断した場合には（ステップ１２２４）、シリンダ１７０による荷重を急激に増加する（ステップ１２２８）。
【０１４２】
次に、制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が３０ｋｇｆであるかどうかを判断する（ステップ１２３０）。制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が３０ｋｇｆであると判断すると（ステップ１２３０）、シリンダ１７０による荷重を維持する（ステップ１２３２）。制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が３０ｋｇｆであると判断するまでこの制御を継続する。これにより、ワークＷの両面ＷａとＷｂの（本格的な）研磨が同時になされる。
【０１４３】
次に、制御部１８０は、モータ１３０に供給する電流値が閾値を超えたかどうかを判断する（ステップ１２３４）。上述したように、研磨が進むにつれてワークＷと研磨面との間の摩擦力は上昇し、モータ１３０に供給される電流値は上昇する。このため、モータ１３０に供給される電流値は摩擦力を表している。閾値は予めメモリ１８２に格納されている。閾値は、摩擦力が上昇することによりワークＷが収納穴１１３内で振動し、その影響が無視できなくなる臨界点よりも下に設定される。制御部１８０は、モータ１３０に供給される電流値を監視することによってワークＷが振動してキャリア１１０と衝突して塵埃を発生することを防止することができる。
【０１４４】
電流値の代わりに、制御部１８０はトルクセンサ１９０ａ及び１９０ｂを使用してもよい。トルクセンサ１９０ａは、例えば、パッド１４２の適当な位置に貼り付けられて、パッド１４２とワークＷの底面Ｗａとの間の摩擦力を直接的に検出する。トルクセンサ１９０ｂは、例えば、パッド１６２の適当な位置に貼り付けられて、パッド１６２とワークＷの上面Ｗｂとの間の摩擦力を検出する。但し、本実施例では、電流値を監視しているのでトルクセンサ１９０ａ及び１９０ｂ歯不要である。
【０１４５】
制御部１８０は、摩擦力（即ち、モータ１３０に供給される電流値又はトルクセンサの出力値）が閾値を超えたと判断すると（ステップ１２３４）、シリンダ１７０による荷重を急激に低下する（ステップ１２３６）。但し、荷重を０にはしない。制御部１８０は、摩擦力が閾値を超えるまでかかる制御を継続する。
【０１４６】
ステップ１２３４で下定盤１４０のパッド１４２のパッド面１４２ａとワークＷの底面Ｗａとの間の摩擦力が閾値を超えたということは、ワークＷの底面Ｗａの表面粗さが目標範囲内に入ったことを意味する。しかし、定盤１４０及び１６０間で研磨量に差が発生する場合がある。この場合には、ワークＷの底面Ｗａの表面粗さが目標範囲内に入っていてもワークＷの上面Ｗｂの表面粗さＷｂが目標範囲内に入っていないおそれがある。
【０１４７】
そこで、制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が１０ｋｇｆであるかどうかを判断する（ステップ１２３８）。「１０ｋｇｆ」は、研磨が可能であるがワークＷが振動して破損しない荷重範囲から選択される。かかる荷重範囲は、実験又はシミュレーションから取得することができる。本実施例では、かかる荷重範囲は約１０ｋｇｆ乃至約１５ｋｇｆである。
【０１４８】
制御部１８０は、シリンダ１７０による荷重が１０ｋｇｆであると判断すると（ステップ１２３８）、上下定盤１４０及び１６０の回転数を変更せずに所定時間Ｈが経過するまでこの状態を維持する（ステップ１２４０、１２４２）。所定時間Ｈは、予めシミュレーション又は実験により求められてメモリ１８２に格納されており、所定時間はタイマ１８４が計数する。この結果、ワークＷの上下定盤１４０と１４０との間の研磨量の差を解消することができる。即ち、ワークＷの底面Ｗａの表面粗さが既に目標範囲に入っているため、所定時間Ｈにおいて、ワークＷの上面Ｗｂの表面粗さが既に目標範囲に入る。制御部１８０はシリンダ１７０による荷重が１０ｋｇｆであると判断するまでかかる処理を継続する。
【０１４９】
本実施例では、荷重を変更しているが、ギア比を変更して上下定盤１４０及び１６０の回転数を変更してもよい。あるいは、後述するように、上定盤１６０にもモータを取り付けた場合にはモータに流す電流を制御してその回転数を変更してもよい。
【０１５０】
制御部１８０は、所定時間Ｈが経過したと判断すると（ステップ１２４２）、モータ１３０に供給する電流を急激に０にすると共に（ステップ１２４４）、シリンダ１７０による荷重を急激に０にする（ステップ１２４６）。本実施例によれば、塵埃を発生せずに、ワークＷの両面Ｗａ及びＷｂの表面粗さがＲａ５ｎｍ以下に研磨することができる。
【０１５１】
なお、図２５において、〔１〕、〔２〕、〔３〕はそれぞれ例示的に１分、２分、３分を表している。制御部１８０は、タイマ１８４を参照して、ステップ１２１６までが１分で終了しない場合にはエラーメッセージを図示しない表示部に表示してもよい。同様に、制御部１８０は、タイマ１８４を参照して、ステップ１２３４までがその後の２分で終了しない場合にはエラーメッセージを図示しない表示部に表示してもよい。更に、制御部１８０は、タイマ１８４を参照して、ステップ１２４６までがその後の３分で終了しない場合にはエラーメッセージを図示しない表示部に表示してもよい。この場合、制御部１８０は、次回のスラリーＳの供給量を調節するなどして対応する。
【０１５２】
ステップ１２１０、１２１２、１２２４、１２２６では、下定盤１４０と上定盤１６０の回転数が同一になるようにギアボックス１５０のギア比を制御している。しかし、両面研磨においては、たとえ、上下定盤１４０及び１６０の回転数とパッド１４２及び１６２の構造を同一にしても、重力などの環境要因で恒常的に研磨量差が同じ傾向で発生する場合がある。例えば、重力により、荷重やスラリー量が下定盤１４０における研磨と上定盤１６０における研磨とで不均衡に働く場合である。
【０１５３】
予めシミュレーションや実験により、研磨量差が分かっていればその差に比例した回転数差を上下定盤１４０及び１６０に設定してもよい。例えば、下定盤１４０のパッド１４２による研磨量が上定盤１６０のパッド１６２による研磨量よりも大きい場合には、下定盤１４０の回転数Ｒ１を上定盤１６０の回転数Ｒ２よりも小さくするなどである（Ｒ１＜Ｒ２）。但し、両面研磨では、一方の研磨面を研磨して他方の研磨面を研磨しないことはできないため、ある時刻で両面研磨を同時に終了した場合に両面の研磨量が等しくなることが必要である。このため、単位時間当たりの研磨量が上下定盤１４０及び１６０の間で等しくなるようにＲ１とＲ２を設定することが好ましい。
【０１５４】
図２６では、摩擦力が閾値を超えた場合に、制御部１８０は両定盤の回転数を維持したままシリンダ１７０による荷重を下げている。しかし、別の実施例では、制御部１８０は、荷重を一定にして定盤の回転数、及び／又は、ギアボックス１５０のギア比、及び／又はスラリー供給部１７５によるスラリーＳの供給量を変更してもよい。更に、所定時間Ｈは必ず設けられるものではなく、両定盤１４０及び１６０による研磨量の差が小さければ設けられない場合もある。あるいは、両定盤１４０及び１６０による研磨量が大きい場合でも各部の調節によって予め研磨量差を解消してもよい。例えば、研磨量が２倍異なる場合、ギア比を１：２に設定したり、一対の研磨面の温度を異ならせたりなどして研磨量差を予め解消するようにしてもよい。
【０１５５】
また、図１に示す研磨装置１００は、モータ１３０を下定盤１４０及び上定盤１６０の駆動に共通に使用しているが、各定盤にモータを設けてもよい。図２７は、研磨装置１００Ａのブロック図である。図２７において、図１と同一の部材には同一の参照符号を付して説明は省略する。
【０１５６】
研磨装置１００Ａは、タコジェネレータ１６８に伝達機構１３５Ａを介してモータ１３０Ａが接続されている。モータ１３０Ａはモータ１３０と同一の構造を有し、伝達機構１３５Ａは伝達機構１３５と同一の構造を有する。シャフト１４１は、ギアボックス１５０を有さず、シャフト１４１に加わる駆動力をシャフト１６１に伝達しないため、制御部１８０はギア比を制御しない。但し、シャフト１４１の外周に太陽歯車１５６が設けられている。上定盤１６０はモータ１３０Ａのみから駆動力を受ける。
【０１５７】
研磨装置１００Ａは、制御部１８０に接続されている一対の温度測定部１９２ａ及び１９０ｂと、制御部１８０に接続されている一対の冷却部１９５ａと１９５ｂとを有する。
【０１５８】
温度測定部１９２ａは研磨面１４２ａの温度を測定する。但し、下定盤１４０又はパッド１４２の温度を測定し、その測定結果に必要な演算を加えて若しくは加えないで研磨面１４２ａの温度を取得してもよい。温度測定部１９２ｂは研磨面１４２ａの温度を測定する。但し、上定盤１６０又はパッド１６２の温度を測定し、その測定結果に必要な演算を加えて若しくは加えないで研磨面１６２ａの温度を取得してもよい。冷却部１９５ａは研磨面１４２ａを冷却し、冷却部１９５ｂは研磨面１４２ａを冷却する。
【０１５９】
制御部１８０は、一対の温度測定部１９２ａ及び１９０ｂの測定結果に基づいて一対の冷却部１９５ａ及び１９５ｂのそれぞれによる冷却を制御する。研磨量は研磨面の温度に依存する。例えば、２７°に制御された研磨面の研磨量は２５°に制御された研磨面の研磨量よりも大きい。このため、研磨時には研磨面の温度が変化しないように制御される。
【０１６０】
図２５に示すフローチャートのように、上下の研磨面で研磨状態が等しいとみなせる場合には、一対の温度測定部１９２ａ及び１９０ｂが測定する温度が等しくなるように制御部１８０は一対の冷却部１９５ａと１９５ｂによる冷却を制御する。
【０１６１】
一方、予めシミュレーションや実験により、両研磨面における研磨量差が分かっていればその差に比例した温度差を上下定盤１４０及び１６０に設定してもよい。例えば、下定盤１４０のパッド１４２による研磨量が上定盤１６０のパッド１６２による研磨量よりも大きい場合には、下定盤１４０の研磨面１４２ａの温度Ｔ１を上定盤１６０の研磨面１６２ａの温度Ｔ２よりも小さくするなどである（Ｔ１＜Ｔ２）。但し、両面研磨では一方の研磨面を研磨して他方の研磨面を研磨しないことはできないため、ある時刻で両面研磨を同時に終了した場合に両面の研磨量が等しくなることが必要である。このため、単位時間当たりの研磨量が上下定盤１４０及び１６０の間で等しくなるようにＴ１とＴ２が設定することが好ましい。
【０１６２】
研磨装置１００Ａにおいては、図２６に示すグラフに上定盤１６０の回転数と摩擦力を表す線が加わる。モータ１３０及び１３０Ａに供給される電流値は摩擦力を表すから、制御部１８０は、各摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断し、超えたと判断した場合には超えた方の定盤の回転数をゼロにする。もちろん、上述のように、制御部１８０は、温度や荷重を制御してもよい。
【０１６３】
研磨が終了すると、ロボットアーム３３０が、研磨装置１００から直後洗浄装置３４０にキャリア１１０を搬送し装着する。その後、直後洗浄装置３４０が直後洗浄を行う（ステップ１３００）。直後洗浄装置３４０は、スラリーＳの代わりに純水を使用する以外は、研磨装置１００と同様な構造を有する装置である。このため、研磨装置１００からキャリア１１０を取り外して直後洗浄装置３４０に装着するだけでワークＷの直後洗浄が行えて便宜である。
【０１６４】
直後洗浄が終了すると、アンローダ３５０が、直後洗浄装置３４０からストッカ３６０に搬送し、その後、本洗浄装置３７０がストッカ３６０をそのまま使用して、又は、ストッカ３６０から別の容器にキャリア１１０を移し替えて洗浄する（ステップ１４００）。本洗浄装置３７０は、弗酸を貯水した水槽にキャリア１１０を装着するだけでワークＷの本洗浄が行える。弗酸の代わりに、超臨界流体、超音波洗浄などを使用してもよい。キャリア１１０を搬送するだけでキャリア１１０からワークＷを取り外す必要がないので作業性が向上する。
【０１６５】
以下、図２８乃至図３１を参照して電子部品の製造方法について説明する。ここでは、メムスセンサ（電子機器）の製造方法について説明する。図２８は、メムスセンサ４００の概略断面図である。メムスセンサ４００は、回路基板４１０と、一対のガラス基板４２０ａ及び４２０ｂと、メムスチップ（電子部品）４３０と、配線部４４０及び４４２を有する。
【０１６６】
メムスセンサ４００は、メムスチップ４３０の両側に一対のガラス基板４２０ａ及び４２０ｂを接合しており、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂのメムスチップ４３０に対向する面４２１ａ及び４２１ｂにはＲａ５ｎｍ程度の平坦度が要求される。この時、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂのメムスチップ４３０に対向する面４２１ａ及び４２１ｂにのみ平坦化加工を施すことも考えられるが、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂの表裏面を区別しない方が製造は容易となる。そして、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂの両面を平坦化する場合、両面同時に平坦化する方がスループットが向上するために好ましい。このため、本実施例では、上述のワークＷは、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂである。ガラス基板４２０ａと４２０ｂは同一であってもよいし異なってもよい。
【０１６７】
図２９は、メムスセンサ４００の製造方法を説明するためのフローチャートである。なお、ステップ２１００乃至２３００の時間的先後は問わない。
【０１６８】
まず、回路基板４１０を周知の技術を利用して製造する（ステップ２１００）。回路基板４１０は配線パターン４１２を表面に有する。
【０１６９】
次に、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂを製造する（ステップ２２００）。図３０は、ステップ２２００の詳細を説明するためのフローチャートである。図３１は、ステップ２２１０の詳細を説明するためのフローチャートで、図３２は、ステップ２２３０の詳細を説明するためのフローチャートである。
【０１７０】
まず、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂの基体４２２を作成する（ステップ２２１０）。基体４２２は円板形状を有し、両面が平坦化されているものであり、ガラス基板４２０ａ及び４２０ｂに共通のものである。基体４２２の作成においては、まず、母材（インゴット）から基体４２２用のブロックを切り出して所望の形状（四角形、円形などに）成形する（ステップ２２１２）。次に、基体４２２の両面に仕上げ加工（ラッピング）を施す（ステップ２２１４）。次に、基体４２２の両面に超仕上げ加工を施す（ステップ２２１６）。これにより、両面が表面粗さＲａ５ｎｍに平坦化された基体４２２が形成される。基体４２２は、単に、円板形状を有するガラス基板である。
【０１７１】
次に、基体４２２を（三次元）加工する（ステップ２２２０）。本実施例では、基体４２２に、配線用の複数の貫通孔４２４を形成すると共に貫通孔４２４に導電体４２６を充填する。ステップ２２２０においては、貫通孔４２４の形成により、バリが発生し、導電体４２６の充填により、オーバーシュートにより残留物が両面に残る。この結果、基体４２２の両面の平坦度は損なわれる。
【０１７２】
次に、加工された基体４２２を平坦化する（ステップ２２３０）。まず、基体４２２の両面に仕上げ加工（ラッピング）を施す（ステップ２２３２）。次に、基体４２２の両面に超仕上げ加工を施す（ステップ２２３４）。これにより、両面が表面粗さＲａ５ｎｍに平坦化される。なお、ガラス基板の代わりにシリコン基板を使用する場合にはステップ２２３０が省略される場合がある。
【０１７３】
次に、基体４２２の表面にも配線部４２８を形成する。貫通孔４２４の位置や導電体４２６及び４２８の位置によってガラス基板４２０ａと４２０ｂは異なる場合がある。以上の工程により、一対の平坦なガラス基板４２０ａ及び４２０ｂが形成される。
【０１７４】
次に、図３３に示すメムスチップ４３０を製造する（ステップ２３００）。メムスチップ４３０は、重り４３２と、梁４３４と、壁部４３２と、配線部４３８と、を有する。図２８は図３３におけるＡＡ断面に対応する。
【０１７５】
次に、メムスセンサ４００を製造する（ステップ２４００）。ここでは、一対のガラス基板４２０ａ及び４２０ｂの導電体４２６とメムスチップ４３０の配線部４３８とを接続する。また、メムスチップ４３０の壁部４３２の両側に一対のガラス基板４２０ａ及び４２０ｂを陽極接合してメムスチップ４３０を真空封止する。
【０１７６】
上述の研磨方法や研磨装置はステップ２２１４、２２１６、２２３２、２２３４のいずれかに適用することができる。基板の製造において塵埃の発生や除去を通じて高精度な研磨を提供することができ、高精度な研磨処理を提供することができる。
【０１７７】
もちろん上述の研磨方法や研磨装置を適用する工程は、基板の種類によっても異なる。例えば、パターンドメディアなどの磁気記録媒体の場合には磁性体埋め込み後の平坦化工程、セラミック基板（積層基板）においては配線を積み上げ焼結した後の仕上げ工程に適用可能である。
【０１７８】
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。
【０１７９】
本発明は更に以下の事項を開示する。
【０１８０】
（付記１） ワークの両面を同時に研磨する研磨装置において、
それぞれが前記ワークに接触する研磨面を有して互いに反対方向に回転する一対の定盤と、
前記一対の定盤の回転数を各々検出する一対の検出部と、
前記一対の定盤の間で前記ワークを加圧する加圧部と、
前記定盤にスラリーを供給するスラリー供給部と、
前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部が加える荷重、前記定盤の回転数、前記スラリー供給部が供給するスラリーの少なくとも一つを減少する制御部と、
を有することを特徴とする研磨装置。（１）
（付記２） 前記制御部は、前記摩擦力が前記閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部が加える荷重又は前記一対の定盤の少なくとも一方の回転数を０にすることを特徴とする付記１に記載の研磨装置。
【０１８１】
（付記３） 前記制御部は、前記摩擦力が前記閾値を超えたと判断した場合に、前記定盤の回転数を維持した状態で前記加圧部が加える荷重を０よりも大きい別の荷重に減少し、前記別の荷重に減少してから所定時間が経過後に前記一対の定盤の回転を停止すると共に前記加圧部が加える荷重を０にすることを特徴とする付記１に記載の研磨装置。
【０１８２】
（付記４） 前記制御部は、前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部による荷重を維持した状態で前記一対の定盤の回転数の少なくとも一方を０よりも大きい別の回転数に減少し、前記別の回転数に減少してから所定時間が経過後に前記一対の定盤の回転を停止すると共に前記加圧部が加える荷重を０にすることを特徴とする付記１に記載の研磨装置。
【０１８３】
（付記５） 前記一対の定盤の一方を駆動する駆動部と、
前記駆動部によって前記一対の定盤の一方の回転軸に加えられる駆動力を前記一対の定盤の他方の回転軸に反転して伝達する伝達機構と、
を更に有し、
前記制御部は、前記一対の検出部から取得した前記一対の定盤の回転数が設定された関係になるように前記伝達機構の伝達比率と前記駆動部に供給する電流を制御することを特徴とする付記１乃至４のうちいずれか一項に記載の研磨装置。（２）
（付記６） 各々前記一対の定盤の対応する一つを駆動する一対の駆動部を更に有し、
前記制御部は、前記一対の検出部から取得した前記一対の定盤の回転数が設定された関係になるように前記一対の駆動部に供給する電流を制御することを特徴とする付記１乃至４のうちいずれか一項に記載の研磨装置。（３）
（付記７） 前記設定された関係は、前記一対の定盤の回転数が等しい関係であることを特徴とする付記５又は６に記載の研磨装置。
【０１８４】
（付記８） 前記設定された関係は、前記一対の定盤のうち、重力方向の上側の定盤の回転数が下側の定盤の回転数よりも高い関係であることを特徴とする付記５又は６に記載の研磨装置。
【０１８５】
（付記９） 前記制御部は、前記駆動部に供給する電流に基づいて前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断することを特徴とする付記１乃至８のうちいずれか一項に記載の研磨装置。
【０１８６】
（付記１０） 前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力を検出するトルクセンサを更に有し、
前記制御部は、前記トルクセンサの出力に基づいて前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断することを特徴とする付記１乃至８のうちいずれか一項に記載の研磨装置。（４）
（付記１１） 各々一対の研磨面の対応する一つの温度を測定する一対の温度測定部と、
各々一対の研磨面の対応する一つを冷却する一対の冷却部と、
を更に有し、
前記制御部は、前記一対の温度測定部の測定結果に基づいて前記一対の研磨面の温度が設定された関係になるように前記一対の冷却部を制御することを特徴とする付記１乃至１０のうちいずれか一項に記載の研磨装置。
【０１８７】
（付記１２） 前記設定された関係は、前記一対の研磨面の温度が等しい関係であることを特徴とする付記１１に記載の研磨装置。
【０１８８】
（付記１３） 前記設定された関係は、前記一対の研磨面のうち、重力方向の上側の研磨面の温度が下側の研磨面の温度よりも高い関係であることを特徴とする付記１１に記載の研磨装置。
【０１８９】
（付記１４） 前記研磨面にスラリーを供給するスラリー供給部と、
前記ワークの研磨時間を測定するタイマと、
を更に有し、
前記制御部は、前記タイマが測定した前記研磨時間に基づいて前記スラリー供給部が供給する前記スラリーの供給量を制御することを特徴とする付記１乃至１３のうちいずれか一項に記載の研磨装置。
【０１９０】
（付記１５） 前記ワークを研磨する研磨面上に凹凸を有するパッドを更に有することを特徴とする付記１乃至１４のうちいずれか一項に記載の研磨装置。（５）
（付記１６） 前記研磨装置は、化学機械研磨によって前記ワークを研磨することを特徴とする付記１乃至１５のうちいずれか一項に記載の研磨装置。（６）
（付記１７） ワークの両面を同時に研磨する研磨方法において、
それぞれが前記ワークに接触する研磨面を有して互いに反対方向に回転する一対の定盤の間で前記ワークに加わる荷重を維持した状態で、前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断するステップと、
前記判断ステップが前記摩擦力が前記閾値を越えたと判断した場合に、前記荷重、前記定盤の回転数、及び、前記定盤へのスラリーの供給量の少なくとも一つを減少するステップと、
を有することを特徴とする研磨方法。（７）
（付記１８） 前記判断ステップが前記摩擦力が前記閾値を超えたと判断した場合に、前記減少ステップは、前記荷重又は前記一対の定盤の少なくとも一方の回転数を０にすることを特徴とする付記１７に記載の研磨方法。
【０１９１】
（付記１９） 前記減少ステップは、
前記荷重を０よりも大きい別の荷重に設定するステップと、
前記一対の定盤の回転数を維持した状態で、前記設定ステップ後に所定時間が経過したかどうかを判断するステップと、
前記所定時間が経過したと判断した場合に、前記荷重と前記一対の定盤の回転数を共に０にするステップと、
を更に有することを特徴とする付記１７に記載の研磨方法。
【０１９２】
（付記２０） 化学機械研磨によって前記ワークを研磨することを特徴とする付記１７乃至１９のうちいずれか一項に記載の研磨方法。
【０１９３】
（付記２１） 基板を作成するステップと、前記基板に加工を施すステップと、を有する基板の製造方法において、
前記作成ステップは、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、
前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、付記１７乃至２０のうちいずれか一項に記載の研磨方法を使用することを特徴とする製造方法。
【０１９４】
（付記２２） 基板を作成するステップと、前記基板を加工するステップと、前記基板を平坦化するステップとを有する基板の製造方法において、
前記作成ステップ及び前記平坦化ステップの少なくとも一方は、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、
前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、付記１７乃至２０に記載の研磨方法を使用することを特徴とする基板の製造方法。
【０１９５】
（付記２３） 基板を作成するステップと、前記基板に加工を施すステップと、を有する基板の製造方法において、
前記作成ステップは、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、
前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、付記１乃至１６のうちいずれか一項に記載の研磨装置を使用することを特徴とする製造方法。（８）
（付記２４） 基板を作成するステップと、前記基板を加工するステップと、前記基板を平坦化するステップとを有する基板の製造方法において、
前記作成ステップ及び前記平坦化ステップの少なくとも一方は、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、
前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、付記１乃至１６のうちいずれか一項に記載の研磨装置を使用することを特徴とする基板の製造方法。（９）
（付記２５） 付記２１乃至２４のうちいずれか一項に記載の基板の製造方法によって基板を製造するステップと、
電子部品を製造するステップと、
前記基板と前記電子部品から電子機器を製造するステップと、
を有することを特徴とする電子機器の製造方法。（１０）
【図面の簡単な説明】
【０１９６】
【図１】本発明の一実施例の研磨装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す研磨装置に装着されるキャリアとワークの分解斜視図である。
【図３】図２に示すキャリアの収納穴にワークを接着する接着剤を示す概略斜視図である。
【図４】図２に示すキャリアの変形例の収納穴にワークを固定するワイヤーリングを示す概略斜視図である。
【図５】図２に示すキャリアの変形例の収納穴にワークを固定する付勢部材を示す概略斜視図である。
【図６】図２に示すキャリアの収納穴にワークを固定する弾性部材を示す概略斜視図である。
【図７】図２に示すキャリアの収納穴にワークを固定する別の弾性部材を示す概略斜視図である。
【図８】図２に示すキャリアに形成可能な溝の一例を示す概略斜視図である。
【図９】図２に示すキャリアに形成可能な溝の更に別の例を示す概略斜視図である。
【図１０】図２に示すキャリアに形成される溝の更に別の例を示す概略斜視図である。
【図１１】図１０に示す溝の変形例の概略斜視図である。
【図１２】図２に示すキャリアに形成可能な溝の別の例を示す概略斜視図である。
【図１３】図２に示すキャリアに形成可能な溝の別の例を示す概略斜視図である。
【図１４】図２に示すキャリアに形成可能な溝の別の例を示す概略斜視図である。
【図１５】図１０と図１３に示す溝を有するキャリアの概略斜視図である。
【図１６】図２に示すキャリアに形成可能な貫通孔の一例を示す概略斜視図である。
【図１７】図１に示す研磨装置のギアボックスの一例を示す概略部分断面図である。
【図１８】図１に示す下定盤のパッドに形成される凹凸例を示す概略斜視図である。
【図１９】図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、図１に示す研磨装置のキャリア、太陽歯車、外輪歯車に適用される第１及び第２の防塵機構の概略断面図及び概略斜視図である。
【図２０】図１に示す研磨装置を含む研磨システムの概略ブロック図である。
【図２１】図２０に示す研磨システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図２２】図２１に示すステップ１１００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図２３】図２２に示す各工程の状態を示す概略断面図である。
【図２４】図２３に示すスペーサの変形例の概略断面図である。
【図２５】図１６に示すステップ１２００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図２６】図１９に示す各工程の状態を説明するためのタイミングチャートである。
【図２７】図１に示す研磨装置の変形例の概略ブロック図である。
【図２８】メムスセンサの概略断面図である。
【図２９】図２８に示すメムスセンサの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図３０】図２９に示すステップ２２００の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図３１】図３０に示すステップ２２１０の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図３２】図３０に示すステップ２２３０の詳細を説明するためのフローチャートである。
【図３３】図２８に示すメムスチップの斜視図である。
【符号の説明】
【０１９７】
１００、１００Ａ 研磨装置
１１０−１１０Ｌ キャリア
１１３−１１３Ｂ 収納穴
１４０、１６０ 上下定盤
１４２、１６２ パッド
１４２ａ、１６２ａ パッド面（研磨面）
１４８、１６８ タコジェネレータ（検出部）
１５０ ギアボックス
１７０ シリンダ（加圧部）
２００、２４０ 第１、第２の防塵機構
２１０、２５０ 第１、第２のブロック
２２０、２６０ ワイパー（第１、第２の弾性部材）
４００ メムスセンサ（電子機器）
４２０ ガラス基板
４３０ メムスチップ（電子部品）
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの両面を同時に研磨する研磨装置において、
それぞれが前記ワークに接触する研磨面を有して互いに反対方向に回転する一対の定盤と、
前記一対の定盤の回転数を各々検出する一対の検出部と、
前記一対の定盤の間で前記ワークを加圧する加圧部と、
前記定盤にスラリーを供給するスラリー供給部と、
前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部が加える荷重、前記定盤の回転数、前記スラリー供給部が供給するスラリーの少なくとも一つを減少する制御部と、
を有することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記一対の定盤の一方を駆動する駆動部と、
前記駆動部によって前記一対の定盤の一方の回転軸に加えられる駆動力を前記一対の定盤の他方の回転軸に反転して伝達する伝達機構と、
を更に有し、
前記制御部は、前記一対の検出部から取得した前記一対の定盤の回転数が設定された関係になるように前記伝達機構の伝達比率と前記駆動部に供給する電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
各々前記一対の定盤の対応する一つを駆動する一対の駆動部を更に有し、
前記制御部は、前記一対の検出部から取得した前記一対の定盤の回転数が設定された関係になるように前記一対の駆動部に供給する電流を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力を検出するトルクセンサを更に有し、
前記制御部は、前記トルクセンサの出力に基づいて前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記ワークを研磨する研磨面上に凹凸を有するパッドを更に有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記研磨装置は、化学機械研磨によって前記ワークを研磨することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項７】
ワークの両面を同時に研磨する研磨方法において、
それぞれが前記ワークに接触する研磨面を有して互いに反対方向に回転する一対の定盤の間で前記ワークに加わる荷重を維持した状態で、前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断するステップと、
前記判断ステップが前記摩擦力が前記閾値を越えたと判断した場合に、前記荷重、前記定盤の回転数、及び、前記定盤へのスラリーの供給量の少なくとも一つを減少するステップと、
を有することを特徴とする研磨方法。
【請求項８】
基板を作成するステップと、前記基板に加工を施すステップと、を有する基板の製造方法において、
前記作成ステップは、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、
前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の研磨装置を使用することを特徴とする製造方法。
【請求項９】
基板を作成するステップと、前記基板を加工するステップと、前記基板を平坦化するステップとを有する基板の製造方法において、
前記作成ステップ及び前記平坦化ステップの少なくとも一方は、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、
前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の研磨装置を使用することを特徴とする基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の基板の製造方法によって基板を製造するステップと、
電子部品を製造するステップと、
前記基板と前記電子部品から電子機器を製造するステップと、
を有することを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項１】
ワークの両面を同時に研磨する研磨装置において、
それぞれが前記ワークに接触する研磨面を有して互いに反対方向に回転する一対の定盤と、
前記一対の定盤の回転数を各々検出する一対の検出部と、
前記一対の定盤の間で前記ワークを加圧する加圧部と、
前記定盤にスラリーを供給するスラリー供給部と、
前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたと判断した場合に、前記加圧部が加える荷重、前記定盤の回転数、前記スラリー供給部が供給するスラリーの少なくとも一つを減少する制御部と、
を有することを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記一対の定盤の一方を駆動する駆動部と、
前記駆動部によって前記一対の定盤の一方の回転軸に加えられる駆動力を前記一対の定盤の他方の回転軸に反転して伝達する伝達機構と、
を更に有し、
前記制御部は、前記一対の検出部から取得した前記一対の定盤の回転数が設定された関係になるように前記伝達機構の伝達比率と前記駆動部に供給する電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
【請求項３】
各々前記一対の定盤の対応する一つを駆動する一対の駆動部を更に有し、
前記制御部は、前記一対の検出部から取得した前記一対の定盤の回転数が設定された関係になるように前記一対の駆動部に供給する電流を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨装置。
【請求項４】
前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力を検出するトルクセンサを更に有し、
前記制御部は、前記トルクセンサの出力に基づいて前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項５】
前記ワークを研磨する研磨面上に凹凸を有するパッドを更に有することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項６】
前記研磨装置は、化学機械研磨によって前記ワークを研磨することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の研磨装置。
【請求項７】
ワークの両面を同時に研磨する研磨方法において、
それぞれが前記ワークに接触する研磨面を有して互いに反対方向に回転する一対の定盤の間で前記ワークに加わる荷重を維持した状態で、前記研磨面と前記ワークとの間の摩擦力が閾値を超えたかどうかを判断するステップと、
前記判断ステップが前記摩擦力が前記閾値を越えたと判断した場合に、前記荷重、前記定盤の回転数、及び、前記定盤へのスラリーの供給量の少なくとも一つを減少するステップと、
を有することを特徴とする研磨方法。
【請求項８】
基板を作成するステップと、前記基板に加工を施すステップと、を有する基板の製造方法において、
前記作成ステップは、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、
前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の研磨装置を使用することを特徴とする製造方法。
【請求項９】
基板を作成するステップと、前記基板を加工するステップと、前記基板を平坦化するステップとを有する基板の製造方法において、
前記作成ステップ及び前記平坦化ステップの少なくとも一方は、ワークをラップする仕上げステップと、前記ワークを化学機械研磨する超仕上げステップと、を有し、
前記仕上げステップ及び前記超仕上げステップの少なくとも一方は、請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の研磨装置を使用することを特徴とする基板の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の基板の製造方法によって基板を製造するステップと、
電子部品を製造するステップと、
前記基板と前記電子部品から電子機器を製造するステップと、
を有することを特徴とする電子機器の製造方法。
【図１０】
【図２１】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図２１】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２００９−３９８２６（Ｐ２００９−３９８２６Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０８３９６（Ｐ２００７−２０８３９６）
【出願日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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