平面研磨装置的制作方法

1.本发明涉及为了对半导体基板等工件的一个面进行镜面研磨而使用的平面研磨装置，涉及能够以简单的装置实现高的平坦性的技术。


背景技术：

2.在工件是例如硅、砷化镓、inp(磷化铟)等的单晶晶片这样的半导体基板的情况下，希望在晶锭被切片后由平面研磨装置以高的平坦性(平坦度)进行镜面研磨。
3.一般来说，在对工件的一个面进行平面研磨的情况下，例如如图9及图10所示，使用了不使用贴附圆盘偏心夹具的平面研磨装置100。该平面研磨装置100在正在旋转的研磨平台或研磨垫112上载置将工件(被加工物)116贴附于下表面的贴附圆盘120后，设置于导辊固定台138的一对空转导辊(惰导辊)140将贴附圆盘120以能够自转的方式承接，在贴附圆盘120承受基于研磨平台或研磨垫112的周向速度差的旋转力而自转的同时，例如通过重物(weight)122的载荷，贴附圆盘120被压靠于研磨平台或研磨垫112而进行研磨。但是，在该情况下，工件116的一个面的外周部的研磨与内周部相比被促进，因此存在工件的旋转中心附近厚、外周部薄地被研磨加工的倾向。在使用软质研磨垫、含磨粒浆料(自由磨粒)进行了研磨的情况下，这样的倾向变得显著。
4.对此，可考虑使用绕着与研磨平台的第1旋转中心线平行的第2旋转中心线、由导辊旋转驱动的贴附圆盘偏心夹具(载体)来对贴附于贴附圆盘的下表面的工件进行平面研磨的平面研磨装置。在该情况下，在贯通形成于贴附圆盘偏心夹具的偏心孔内嵌入了贴附圆盘的状态下，伴随于贴附圆盘偏心夹具旋转，贴附圆盘基于从研磨平台或研磨垫受到的基于内周侧与外周侧的周向速度差的摩擦力差而旋转，因此贴附圆盘自转及公转。在该情况下，贴附圆盘基于从研磨平台或研磨垫受到的内周侧与外周侧的摩擦力差而顺势旋转，贴附圆盘的旋转没有被控制，因此存在有时无法可靠地得到高的平坦性这一缺点。
5.因而，提出了使得工件(被加工物)被贴附于下表面的贴附圆盘可靠地自转且公转的平面研磨装置。例如，在对承接载置于研磨平台或研磨垫上且要与该研磨平台或研磨垫一起移动的贴附圆盘的一对导辊中的至少一方进行旋转驱动的同时，使将导辊以能够旋转的方式支承的导辊支承台与导辊一起沿着公转轨道公转驱动，因此，贴附圆盘可靠地自转且公转，因此，可在工件的一个研磨面中得到高的平坦性。例如，引用文献1及引用文献2所记载的平面研磨装置就是此种装置。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本专利第4342012号公报
9.专利文献2：日本专利第3511584号公报


技术实现要素：

10.发明所要解决的课题
11.但是，根据引用文献1及引用文献2所记载的平面研磨装置，需要装配进行贴附圆盘的自转及公转的专用装置，因此存在需要研磨装置自身的改造、需要高额的设备费用这一问题。
12.另外，也可考虑取代使上述导辊支承台与导辊一起沿着公转轨道公转驱动而将上述导辊支承台在与连结研磨平台或研磨垫的中心和贴附圆盘的中心的直线平行的方向上往复驱动的平面研磨装置。但是，这样的平面研磨装置也虽然与引用文献1及引用文献2所记载的平面研磨装置同样地能得到高的平坦性，但需要装配进行贴附圆盘的自转及往复驱动的专用的装置，因此存在需要研磨装置自身的改造、需要高额的设备费用这一问题。
13.本发明以上述情形为背景而完成，其目的在于提供能得到研磨面的高的平坦性的廉价的平面研磨装置。
14.本发明人以上述情形为背景，关于使用沿着所述预定的公转轨道被旋转驱动的贴附圆盘偏心夹具(载体)来对贴附于贴附圆盘的下表面的工件进行平面研磨的平面研磨装置的改良，发现了：即使不使用将贴附圆盘旋转驱动的旋转驱动装置，也可在研磨面处得到高的平坦性。即，发现了：若设置容许与旋转贴附圆盘偏心夹具的旋转方向相同方向的贴附圆盘的旋转的旋转方向限制装置和将贴附圆盘偏心夹具的旋转即贴附圆盘的公转和贴附圆盘的自转的旋转周期错开的装置，则不需要高额的设备费用就能得到与引用文献1或引用文献2同等的高的平坦性。本发明基于上述见解而完成。
15.用于解决课题的技术方案
16.第1发明的主旨在于，(a)一种平面研磨装置，通过将贴附于圆板状的贴附圆盘的下表面的工件相对于向一个方向旋转的研磨平台的研磨加工面以滑动接触状态保持，将所述工件的一个面研磨为平坦，其中，具备：(b)圆板状的贴附圆盘偏心夹具，载置在所述研磨平台上，贯通形成有供所述贴附圆盘以能够自转的方式嵌入的偏心孔；(c)夹具旋转驱动装置，具有承接要与所述研磨平台一起在周向上移动的所述贴附圆盘偏心夹具而阻止所述周向的移动的多个导辊，经由所述多个导辊中的驱动导辊对所述贴附圆盘偏心夹具进行旋转驱动，以使所述贴附圆盘的自转中心线沿着预定的公转轨迹公转；(d)旋转方向限制装置，容许所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相同方向的旋转，阻止所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相反方向的旋转；及(e)夹具旋转抑制装置，周期性地将通过所述驱动导辊而旋转的所述贴附圆盘偏心夹具的旋转抑制预定期间。
17.第2发明的主旨在于，在第1发明中，所述旋转方向限制装置向所述贴附圆盘偏心夹具和所述贴附圆盘施加预定的相对旋转阻力，且在产生了超过所述预定的相对旋转阻力的相对旋转力的情况下，容许所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相同方向的旋转。
18.第3发明的主旨在于，在第1发明或第2发明中，所述旋转方向限制装置具备：锯齿状齿，形成于所述贴附圆盘的外周面；及卡定齿，与所述锯齿状齿卡定，容许所述贴附圆盘的沿所述贴附圆盘偏心夹具的旋转方向的旋转，阻止所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相反方向的旋转。
19.第4发明的主旨在于，在第3发明中，所述旋转方向限制装置具备按压力调节装置，所述按压力调节装置通过使所述卡定齿相对于所述锯齿状齿的按压力变化来调节所述贴附圆盘的沿所述贴附圆盘偏心夹具的旋转方向的旋转阻力。
20.第5发明的主旨在于，在第1发明～第4发明中的任一发明中，所述夹具旋转抑制装置在所述夹具旋转驱动装置的预定的旋转相位期间将从所述驱动导辊向所述贴附圆盘偏心夹具传递的旋转力传递路径切断。
21.第6发明的主旨在于，在第5发明中，所述夹具旋转抑制装置，在所述贴附圆盘通过与所述研磨平台的滑动接触而产生的自转的旋转力伴随所述贴附圆盘偏心夹具的旋转而周期性变化之中显示出预定以上的极大值的、所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相位期间，将所述夹具旋转驱动装置与所述贴附圆盘偏心夹具之间切断。
22.第7发明的主旨在于，在第1发明～第6发明中的任一发明中，所述夹具旋转抑制装置是将所述研磨平台的旋转中心、所述贴附圆盘偏心夹具的旋转中心及所述贴附圆盘的旋转中心位于直线上时的、所述贴附圆盘偏心夹具的外周缘部中的与所述驱动导辊接触的部位进行开口而得到的切口。
23.发明效果
24.根据第1发明的平面研磨装置，具备：圆板状的贴附圆盘偏心夹具，载置在所述研磨平台上，贯通形成有供所述贴附圆盘以能够自转的方式嵌入的偏心孔；夹具旋转驱动装置，具有承接要与所述研磨平台一起在周向上移动的所述贴附圆盘偏心夹具而阻止所述周向的移动的多个导辊，经由所述多个导辊中的驱动导辊对所述贴附圆盘偏心夹具进行旋转驱动，以使所述贴附圆盘的自转中心线沿着预定的公转轨迹公转；旋转方向限制装置，容许所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相同方向的旋转，阻止所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相反方向的旋转；及夹具旋转抑制装置，周期性地将通过所述驱动导辊而旋转的所述贴附圆盘偏心夹具的旋转抑制预定期间。由此，不需要使贴附圆盘自转的自转旋转驱动装置，因此能得到廉价的平面研磨装置。同时，由于由旋转方向限制装置来容许所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相同方向的旋转且阻止与该旋转相反方向的旋转，并且由夹具旋转抑制装置周期性地抑制所述贴附圆盘偏心夹具的旋转，所以贴附圆盘的自转周期和公转周期被错开而这些周期变得不同步，能得到研磨面的高的平坦性。
25.根据第2发明的平面研磨装置，所述旋转方向限制装置向所述贴附圆盘偏心夹具和所述贴附圆盘施加预定的相对旋转阻力，且在产生了超过所述预定的相对旋转阻力的相对旋转力的情况下，容许所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相同方向的旋转，因此，贴附圆盘向与贴附圆盘偏心夹具的旋转相同方向稳定地旋转。
26.根据第3发明的平面研磨装置，所述旋转方向限制装置具备：锯齿状齿，形成于所述贴附圆盘的外周面；及卡定齿，与所述锯齿状齿卡定，容许所述贴附圆盘的沿所述贴附圆盘偏心夹具的旋转方向的旋转，阻止所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相反方向的旋转。由此，以简单的机构容许所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相同方向的旋转。
27.根据第4发明的平面研磨装置，所述旋转方向限制装置具备按压力调节装置，所述按压力调节装置通过使所述卡定齿相对于所述锯齿状齿的按压力变化来调节所述贴附圆盘的沿所述贴附圆盘偏心夹具的旋转方向的旋转阻力。由此，所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相同方向的过剩的旋转被限制，所述贴附圆盘稳定地旋转。
28.根据第5发明的平面研磨装置，所述夹具旋转抑制装置在所述夹具旋转驱动装置
的预定的旋转相位期间将从所述驱动导辊向所述贴附圆盘偏心夹具传递的旋转力传递路径切断。由此，所述贴附圆盘偏心夹具的旋转暂时被抑制，容许贴附圆盘的旋转相位的超前，因此贴附圆盘的自转周期和公转周期被可靠地错开。
29.根据第6发明的平面研磨装置，所述夹具旋转抑制装置，在所述贴附圆盘通过与所述研磨平台的滑动接触而产生的自转的旋转力伴随所述贴附圆盘偏心夹具的旋转而周期性变化之中显示出预定以上的极大值的、所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相位期间，将夹具旋转驱动装置与贴附圆盘偏心夹具之间切断。由此，在所述贴附圆盘的自转旋转力变大的所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相位期间，来自所述夹具旋转驱动装置的旋转力暂时被切断，贴附圆盘的旋转相位的超前被容许，因此贴附圆盘的自转周期和公转周期被可靠地错开。
30.根据第7发明的平面研磨装置，所述夹具旋转抑制装置是将所述研磨平台的旋转中心、所述贴附圆盘偏心夹具的旋转中心及所述贴附圆盘的旋转中心位于直线上时的、所述贴附圆盘偏心夹具的外周缘部中的与所述驱动导辊接触的部位进行开口而得到的切口。由此，通过简单的机构，贴附圆盘的自转周期和公转周期被错开而这些周期变得不同步。
附图说明
31.图1是概念性地示出本发明的一应用例的平面研磨装置的基本结构的立体图。
32.图2是将设置于图1的平面研磨装置的贴附圆盘、圆盘偏心夹具、夹具旋转驱动装置、旋转方向限制装置、夹具旋转抑制装置分别在俯视下示出的示意图。
33.图3是图2的iii-iii向视截面的示意图。
34.图4是示出图2及图3的贴附圆盘的平面的示意图。
35.图5是示出图2及图3的贴附圆盘的截面的示意图。
36.图6是说明图2的旋转方向限制装置的示意图。
37.图7是示出图2及图3的贴附圆盘偏心夹具的平面的示意图。
38.图8是示出图2及图3的贴附圆盘偏心夹具的截面的示意图。
39.图9是分别示出设置于贴附圆盘不公转的以往的平面研磨装置的贴附圆盘、夹具旋转驱动装置的俯视图，是相当于图2的图。
40.图10是示出图9的x-x向视下的贴附圆盘的截面的示意图，是相当于图3的图。
41.图11是示出通过本发明人进行的平面磨削试验研磨后的各工件表面的pv值的表。
42.图12是示出通过本发明人进行的平面磨削试验研磨后的各工件表面轮廓的图表。
43.图13是将本发明的其它的实施例在俯视下示出的相当于图2的示意图。
44.图14是图13的xiii-xiii向视截面的示意图。
45.附图标记说明
46.10：平面研磨装置
47.12：研磨平台
48.16：工件
49.20：贴附圆盘
50.34：偏心孔
51.30：贴附圆盘偏心夹具
52.36：夹具旋转驱动装置
53.42：驱动导辊
54.44：旋转方向限制装置
55.46：锯齿状齿
56.48：卡定齿
57.58：夹具旋转抑制装置
58.60：切口
59.c1：旋转中心线
60.c2：公转中心线
61.c3：自转中心线
具体实施方式
62.以下，对本发明的一应用例与附图一起详细地进行说明。
63.【实施例1】
64.图1概念性地示出了作为本发明的一例的平面研磨装置10的主要部分。在图1中，在平面研磨装置10以被支承为能够绕着垂直的旋转中心线c1旋转的状态设置有研磨平台12，该研磨平台12由平台驱动马达14向例如图1的箭头所示的1个旋转方向旋转驱动。在该研磨平台12的上表面贴附有与研磨平台12同直径的片状的优选研磨磨粒内包型的研磨垫18。在本实施例中，研磨垫18的上表面作为供半导体基板等工件16被压靠的平坦化研磨加工面发挥功能。
65.在研磨平台12上的从旋转中心线c1偏心的位置，以被保持成能够绕着与旋转中心线c1平行的自转中心线c3自转且能够在该旋转轴线c3方向上移动的状态配置有使用吸附、粘接或保持框等而在下表面处贴附有工件16的贴附圆盘20。在贴附圆盘20之上载置有用于提高研磨中的工件16的表面压力的圆盘状的重物22。贴附圆盘20通过基于从研磨垫18受到的研磨平台12的切线方向的内周侧与外周侧的摩擦力差而产生的旋转力矩而向图1的箭头所示的旋转方向自转。
66.在平面研磨装置10的贴附圆盘20的附近设置有滴注嘴24及喷嘴26，从未图示的罐送出的作为例如氧化性或碱性水溶液的研磨液(润滑剂)28向上述研磨平台12上供给。
67.此外，在平面研磨装置10根据需要而设置有以能够绕着与研磨平台12的旋转轴线c1平行的旋转轴线旋转且能够在该旋转轴线的方向及所述研磨平台12的径向上移动的方式配置的未图示的调整工具保持构件、和安装于该调整工具保持构件的下表面即与所述研磨垫18对向的面的未图示的金刚石砂轮这样的研磨体调整工具(修整器或调节器)。通过该调整工具保持构件及安装于该构件的研磨体调整工具以由未图示的调整工具驱动马达旋转驱动的状态被压靠于所述研磨垫18且在研磨平台12的径向上往复移动，而进行研磨垫18的研磨面的调整，使得该研磨垫18的表面状态始终维持为适合于研磨加工的状态。
68.图2及图3分别示出了在图1中未示出的、载置于研磨平台12上的贴附圆盘偏心夹具30、固定于平面研磨装置10且将贴附圆盘偏心夹具30绕着与旋转中心线c1平行的公转中心线c2旋转驱动的夹具旋转驱动装置36、将贴附圆盘20相对于贴附圆盘偏心夹具30的旋转方向限制为一个方向的旋转方向限制装置44、将贴附圆盘20相对于贴附圆盘偏心夹具30的
旋转同步错开的夹具旋转抑制装置58。图2是俯视图，图3是图2的iii-iii向视剖视图。
69.图4是贴附圆盘20的俯视图，图5是贴附圆盘20的侧视图。贴附圆盘20一体地具备在底面固定工件16的短圆柱状的主体部20a和从主体部20a的上端部向外周侧突出的比主体部20a更大直径的凸缘部20b。在凸缘部20b的外周面，在周向上连续地形成有锯齿状齿46。
70.贴附圆盘偏心夹具30呈以公转中心线c2为旋转中心线的圆板状，具备以从公转中心线c2偏心了预定的偏心距离r的位置为中心的、形成为供贴附圆盘20的主体部20a以能够相对旋转且能够在厚度方向上移动的方式嵌入的偏心孔34。偏心孔34的中心线与贴附圆盘20的自转中心线c3大致一致。例如，偏心孔34的直径比贴附圆盘偏心夹具30的半径大，预定的偏心距离r为偏心孔34的半径的约1/2以下。
71.夹具旋转驱动装置36具有固定于研磨加工装置10的未图示的框架的导辊固定台38和设置于导辊固定台36的一对空转导辊40及驱动导辊42，承接载置于研磨平台12上且要与研磨平台12一起在周向上移动的贴附圆盘偏心夹具30而阻止周向的移动，使贴附圆盘偏心夹具30的旋转中心线即公转中心线c2静止，并且经由驱动导辊42将贴附圆盘偏心夹具30绕着公转中心线c2例如以恒定的速度旋转驱动。若贴附圆盘偏心夹具30绕着公转中心线c2旋转，则偏心孔34内的贴附圆盘20的自转中心线c3沿着比偏心孔34的半径更小直径的公转轨迹k移动，贴附圆盘20绕着自转中心线c3自转并绕着公转中心线c2公转。
72.空转导辊40以能够自由旋转的方式设置于导辊固定台38，驱动导辊42以能够由未图示的驱动马达向一个方向旋转驱动的方式设置于导辊固定台38。驱动导辊42以使其旋转中心位于连结研磨平台12的旋转中心线c1和贴附圆盘偏心夹具30的旋转中心线即公转中心线c2的直线sl上的方式设置于导辊固定台38。空转导辊40以与贴附圆盘偏心夹具30的以下部位接触的方式设置于导辊固定台38，所述部位是比连结研磨平台12的旋转中心线c1和贴附圆盘偏心夹具30的旋转中心线即公转中心线c2的直线sl靠研磨平台12的旋转方向的下游侧的部位，且是位于比通过贴附圆盘偏心夹具30的旋转中心线即公转中心线c2的绕着旋转中心线c1的圆弧靠内周侧的部位。
73.如图6的示意图所示，旋转方向限制装置44具备在贴附圆盘20的凸缘部20b的外周面连续地形成的锯齿状齿46和设置于贴附圆盘偏心夹具30且与锯齿状齿46卡定的卡定齿48。旋转方向限制装置44容许贴附圆盘20的沿贴附圆盘偏心夹具30的旋转方向的旋转，阻止贴附圆盘20的沿与贴附圆盘偏心夹具30的旋转相反方向的旋转。另外，旋转方向限制装置44向贴附圆盘偏心夹具30和贴附圆盘20施加预定的相对旋转阻力，且在产生了超过预定的相对旋转阻力的相对旋转力的情况下，容许贴附圆盘20的沿与贴附圆盘偏心夹具30的旋转相同方向的旋转。
74.旋转方向限制装置44具备按压力调节装置50，该按压力调节装置50通过使卡定齿48相对于锯齿状齿46的按压力变化来调节贴附圆盘20的在贴附圆盘偏心夹具30的旋转方向上的旋转阻力。卡定齿48设置于基端部固定于贴附圆盘偏心夹具30的板簧52的前端部，按压力调节装置50具备将与板簧52的背面抵接的抵接构件54以能够在板簧52的长度方向上移动的方式支承的抵接构件支承装置56。越使与板簧52的背面抵接的抵接构件54向板簧52的前端侧移动，则卡定齿48相对于锯齿状齿46的按压力越提高，旋转阻力越增加。
75.夹具旋转抑制装置58将从夹具旋转驱动装置36向贴附圆盘偏心夹具30传递的旋
转力在贴附圆盘偏心夹具30的预定的旋转相位期间切断来抑制贴附圆盘偏心夹具30的旋转，将贴附圆盘20的旋转相对于贴附圆盘偏心夹具30的旋转超前预定量，以使得贴附圆盘20的旋转相对于贴附圆盘偏心夹具30的旋转的同步错开。夹具旋转抑制装置58，在贴附圆盘20通过与研磨平台12的滑动接触而产生的旋转力伴随贴附圆盘偏心夹具30的旋转而周期性变化之中显示出预定以上的极大值的、贴附圆盘偏心夹具30的旋转相位期间，将夹具旋转驱动装置36与贴附圆盘偏心夹具30之间切断，暂时抑制夹具旋转驱动装置36对贴附圆盘偏心夹具30的旋转驱动。优选地，如图7及图8的贴附圆盘偏心夹具30所示，夹具旋转抑制装置58由将研磨平台12的旋转中心线c1、贴附圆盘偏心夹具30的旋转中心线即公转中心线c2及贴附圆盘20的自转中心线c3位于直线上时的、贴附圆盘偏心夹具30的外周缘部中的与驱动导辊42接触的部位进行开口而得到的切口60构成。
76.载置于研磨平台12上且与研磨平台12滑动接触的贴附圆盘20，由于从研磨平台12的外周侧受到的摩擦力比从研磨平台12的内周侧受到的摩擦力大，所以如图2所示那样向与贴附圆盘偏心夹具30相同的旋转方向自转。使该贴附圆盘20自转的旋转力与贴附圆盘偏心夹具30的旋转相位相关联地增减，在研磨平台12的旋转中心线c1、贴附圆盘偏心夹具30的旋转中心线即公转中心线c2及贴附圆盘20的自转中心线c3位于直线上时成为最大。
77.[实验例]
[0078]
以下，说明本发明人进行的实验例。在以下所示的自由磨粒研磨条件下，关于共同的被研磨体的试样，分别进行了使用了图9及图10所示的不使用贴附圆盘偏心夹具的平面研磨装置的2种研磨加工试验(比较例试验1及比较例试验2)和使用了与图2～图8所示的研磨加工装置10同样地具备旋转方向限制装置44及夹具旋转抑制装置58的平面研磨装置的2种研磨加工试验(实施例试验1及实施例试验2)。在比较例试验1及实施例试验1中，作为研磨垫而使用了厚度为5mm的发泡聚氨酯垫，作为研磨液而使用了氧化铈浆料(5wt％)。另外，在比较例试验2及实施例试验2中，作为研磨垫而使用了厚度为5mm的半固定磨粒垫，作为研磨液而使用了水。上述半固定磨粒垫是具有容纳有研磨磨粒(氧化铈)的独立气孔或连通气孔的由环氧树脂或pes树脂形成的研磨磨粒内包型研磨垫。
[0079]
[研磨加工试验条件]
[0080]
平面研磨装置：lapmaster lp15改造机
[0081]
工件：合成石英晶片
[0082]
工件转速：60rpm
[0083]
研磨垫/研磨液：发泡聚氨酯垫+氧化铈浆料(5wt％)
[0084]
研磨垫/研磨液：磨粒(氧化铈)内包垫+水
[0085]
研磨垫直径：
[0086]
研磨垫转速：60rpm
[0087]
研磨压力：20kpa
[0088]
研磨垫/工件的中心间距离：85mm
[0089]
研磨垫/公转旋转轨迹的中心间距离：85mm
[0090]
公转旋转轨迹的中心/工件的中心间距离：40mm
[0091]
研磨液流量：10ml/min
[0092]
修整压力、转速、时间：25kpa、60rpm、120sec
[0093]
图11是示出由比较例试验1、比较例试验2、实施例试验1、实施例试验2分别研磨后的工件表面的pv值的表。pv值是使用激光干涉计测定出的、工件表面中的最高的位置与最低的位置之差(μm)。图12示出了由比较例试验1、比较例试验2、实施例试验1、实施例试验2分别研磨后的工件的截面轮廓。截面轮廓使用激光干涉计来进行了测定。
[0094]
在图11中，由实施例试验1研磨后的工件的pv值比由比较例试验1研磨后的工件大幅地小。另外，由实施例试验2研磨后的工件的pv值比由比较例试验2研磨后的工件大幅地小。在图12中，由实施例试验1研磨后的工件的截面轮廓得到了比由比较例试验1研磨后的工件的截面轮廓大幅地高的平坦性。另外，由实施例试验2研磨后的工件的截面轮廓得到了比由比较例试验2研磨后的工件的截面轮廓大幅地高的平坦性。这样的事实表示：即使研磨垫及研磨液相同，在使工件自转及公转且这些自转及公转的同步被错开的情况下，与工件仅自转的情况相比，也能在工件的研磨面中得到大幅地高的平坦性。若工件的自转及公转的同步被错开，则因研磨垫的上表面中的供工件被压靠的部分的磨损而形成的形状向工件的研磨面转印的形状转印被抑制，因此工件的pv值大幅变小，另外，工件的截面轮廓成为了大幅地高的平坦性。
[0095]
在图11中，由比较例试验2研磨后的工件的pv值比由比较例试验1研磨后的工件大幅地小。另外，由实施例试验2研磨后的工件的pv值比由实施例试验1研磨后的工件大幅地小。在图12中，由比较例试验2研磨后的工件的截面轮廓得到了比由比较例试验1研磨后的工件的截面轮廓大幅地高的平坦性。另外，由实施例试验2研磨后的工件的截面轮廓得到了比由实施例试验1研磨后的工件的截面轮廓大幅地高的平坦性。这样的事实表示：在作为研磨垫而使用了半固定磨粒垫且作为研磨液而使用了水的固定磨粒式研磨的情况下，相对于作为研磨垫而使用了发泡聚氨酯垫且作为研磨液而使用了氧化铈浆料的自由磨粒式研磨，即使是相同的研磨的旋转动作，也能在工件的研磨面中得到高的平坦性。
[0096]
如上所述，根据本实施例的平面研磨装置10，具备：圆板状的贴附圆盘偏心夹具30，载置在旋转的研磨平台12上，贯通形成有供贴附圆盘20以能够自转的方式嵌入的偏心孔34；夹具旋转驱动装置36，具有承接要与研磨平台12一起在周向上移动的贴附圆盘偏心夹具30而阻止周向的移动的多个导辊(40、42)，经由多个导辊中的驱动导辊42对贴附圆盘偏心夹具30进行旋转驱动，以使贴附圆盘20的自转中心线c3沿着预定的公转轨迹k公转；旋转方向限制装置44，容许贴附圆盘20的沿与贴附圆盘偏心夹具30的旋转相同方向的旋转，阻止贴附圆盘20的沿与贴附圆盘偏心夹具30的旋转相反方向的旋转；及夹具旋转抑制装置58，将向夹具旋转驱动装置36传递的来自驱动导辊42的旋转力在夹具旋转驱动装置36的预定的旋转相位期间切断。由此，不需要使贴附圆盘20自转的自转旋转驱动装置，因此能得到廉价的平面研磨装置10。同时，由于由旋转方向限制装置44容许贴附圆盘20的沿与贴附圆盘偏心夹具30的旋转相同方向的旋转且阻止与该旋转相反方向的旋转，并且由夹具旋转抑制装置58在贴附圆盘偏心夹具30的预定的旋转相位期间暂时切断向贴附圆盘偏心夹具30传递的来自驱动导辊42的旋转力，所以贴附圆盘20的自转周期和公转周期被错开，这些周期变得不同步，能得到研磨面的高的平坦性。
[0097]
另外，根据本实施例的平面研磨装置10，旋转方向限制装置44向贴附圆盘偏心夹具30和贴附圆盘20施加预定的相对旋转阻力，且在产生了超过预定的相对旋转阻力的相对
旋转力的情况下，容许贴附圆盘20的沿与贴附圆盘偏心夹具30的旋转相同方向的旋转，因此，贴附圆盘20向与贴附圆盘偏心夹具30的旋转相同方向稳定地旋转。
[0098]
另外，根据本实施例的平面研磨装置10，旋转方向限制装置44具备：锯齿状齿46，形成于贴附圆盘20的外周面；及卡定齿48，与锯齿状齿46卡定，容许贴附圆盘20的沿贴附圆盘偏心夹具30的旋转方向的旋转，阻止贴附圆盘20的沿与贴附圆盘偏心夹具30的旋转相反方向的旋转。由此，以简单的机构容许贴附圆盘20的沿与贴附圆盘偏心夹具30的旋转相同方向的旋转。
[0099]
另外，根据本实施例的平面研磨装置10，旋转方向限制装置44具备按压力调节装置50，该按压力调节装置50通过使卡定齿48相对于锯齿状齿46的按压力变化来调节贴附圆盘20的在贴附圆盘偏心夹具30的旋转方向上的旋转阻力。由此，贴附圆盘20的沿与贴附圆盘偏心夹具30的旋转相同方向的过剩的旋转被限制，贴附圆盘20稳定地旋转。
[0100]
另外，根据本实施例的平面研磨装置10，夹具旋转抑制装置58在贴附圆盘20通过与研磨平台12的滑动接触而产生的自转的旋转力伴随贴附圆盘偏心夹具30的旋转而周期性变化之中显示出预定以上的极大值的、贴附圆盘偏心夹具30的旋转相位期间，将夹具旋转驱动装置36与贴附圆盘偏心夹具30之间切断。由此，在贴附圆盘20的自转的旋转力变大的贴附圆盘偏心夹具30的旋转相位期间，来自夹具旋转驱动装置36的旋转力暂时被切断，容许贴附圆盘20的旋转相位的超前，因此贴附圆盘20的自转周期和公转周期被可靠地错开。
[0101]
另外，根据本实施例的平面研磨装置10，夹具旋转抑制装置58由将在俯视下研磨平台12的旋转中心线c1、贴附圆盘偏心夹具30的公转中心线c2及贴附圆盘20的自转中心线c3位于直线sl上时的、贴附圆盘偏心夹具30的外周缘部中的与驱动导辊42接触的部位进行开口而得到的切口60构成。由此，通过简单的机构，贴附圆盘20的自转周期和公转周期被错开，这些周期变得不同步。
[0102]
【实施例2】
[0103]
接着，说明本发明的其它的实施例。此外，在以下的说明中，对与前述的实施例共同的部分标注相同的附图标记，并省略说明。
[0104]
图13及图14是本发明的其它的实施例的俯视图及图13的xiv-xiv向视剖视图，相当于前述的图2及图3。
[0105]
在本实施例中，在将贴附圆盘偏心夹具30绕着与旋转中心线c1平行的公转中心线c2旋转驱动的夹具旋转驱动装置36的空转导辊40及驱动导辊42的位置不同这一点上与前述的实施例不同，其它同样地构成。
[0106]
本实施例的驱动导辊42以能够绕着与研磨平台12的旋转中心线c1相同的中心线旋转的方式设置。空转导辊40以与贴附圆盘偏心夹具30的以下部位接触的方式设置于导辊固定台38，所述部位是比连结研磨平台12的旋转中心线c1和贴附圆盘偏心夹具30的旋转中心线即公转中心线c2的直线sl靠研磨平台12的旋转方向的下游侧的部位、且是位于比通过贴附圆盘偏心夹具30的旋转中心线即公转中心线c2的绕着旋转中心线c1的圆弧靠外周侧的部位。
[0107]
在本实施例中，也与前述的实施例的夹具旋转驱动装置36同样，承接载置于研磨平台12上且要与研磨平台12一起在周向上移动的贴附圆盘偏心夹具30而阻止周向的移动，
使贴附圆盘偏心夹具30的旋转中心线即公转中心线c2静止，并且经由驱动导辊42而将贴附圆盘偏心夹具30绕着公转中心线c2例如以恒定的速度旋转驱动。由于贴附圆盘偏心夹具30绕着公转中心线c2旋转，所以能得到与前述的实施例同样的效果。
[0108]
以上，说明了本发明的一实施例，但本发明在其它的方案中也适用。
[0109]
例如，前述的实施例的夹具旋转驱动装置36具有一对的空转导辊40及驱动导辊42，但也可以具备它们以外的导辊，还可以具备多个驱动导辊。
[0110]
另外，前述的实施例的旋转方向限制装置44具备形成于贴附圆盘20的凸缘部20b的外周面的锯齿状齿46和以能够与该锯齿状齿46卡定的方式设置于贴附圆盘偏心夹具30的卡定齿48，但也可以是，锯齿状齿形成于贴附圆盘偏心夹具30的偏心孔34的内周面，与该偏心孔34的内周面的锯齿状齿卡定的卡定齿设置于贴附圆盘20。
[0111]
另外，前述的实施例的夹具旋转抑制装置58也可以通过控制将驱动导辊42旋转驱动的电动机来抑制从驱动导辊42向贴附圆盘偏心夹具30传递的旋转，从而将贴附圆盘20的自转周期和公转周期错开。
[0112]
虽然不另外一一例示，但本发明在不脱离其主旨的范围内能被施加各种变更而加以使用。

技术特征：
1.一种平面研磨装置，通过将贴附于圆板状的贴附圆盘的下表面的工件相对于向一个方向旋转的研磨平台的研磨加工面以滑动接触状态保持，将所述工件的一个面研磨为平坦，其特征在于，具备：圆板状的贴附圆盘偏心夹具，载置在所述研磨平台上，贯通形成有供所述贴附圆盘以能够自转的方式嵌入的偏心孔；夹具旋转驱动装置，具有承接要与所述研磨平台一起在周向上移动的所述贴附圆盘偏心夹具而阻止所述周向的移动的多个导辊，经由所述多个导辊中的驱动导辊对所述贴附圆盘偏心夹具进行旋转驱动，以使所述贴附圆盘的自转中心线沿着预定的公转轨迹公转；旋转方向限制装置，容许所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相同方向的旋转，阻止所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相反方向的旋转；及夹具旋转抑制装置，周期性地将通过所述驱动导辊而旋转的所述贴附圆盘偏心夹具的旋转抑制预定期间。2.根据权利要求1所述的平面研磨装置，其特征在于，所述旋转方向限制装置向所述贴附圆盘偏心夹具和所述贴附圆盘施加预定的相对旋转阻力，且在产生了超过所述预定的相对旋转阻力的相对旋转力的情况下，容许所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相同方向的旋转。3.根据权利要求1或2所述的平面研磨装置，其特征在于，所述旋转方向限制装置具备：锯齿状齿，形成于所述贴附圆盘的外周面；及卡定齿，与所述锯齿状齿卡定，容许所述贴附圆盘的沿所述贴附圆盘偏心夹具的旋转方向的旋转，阻止所述贴附圆盘的沿与所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相反方向的旋转。4.根据权利要求3所述的平面研磨装置，其特征在于，所述旋转方向限制装置具备按压力调节装置，所述按压力调节装置通过使所述卡定齿相对于所述锯齿状齿的按压力变化来调节所述贴附圆盘的沿所述贴附圆盘偏心夹具的旋转方向的旋转阻力。5.根据权利要求1～4中任一项所述的平面研磨装置，其特征在于，所述夹具旋转抑制装置在所述夹具旋转驱动装置的预定的旋转相位期间将从所述驱动导辊向所述贴附圆盘偏心夹具传递的旋转力传递路径切断。6.根据权利要求5所述的平面研磨装置，其特征在于，所述夹具旋转抑制装置，在所述贴附圆盘通过与所述研磨平台的滑动接触而产生的自转的旋转力伴随所述贴附圆盘偏心夹具的旋转而周期性变化之中显示出预定以上的极大值的、所述贴附圆盘偏心夹具的旋转相位期间，将夹具旋转驱动装置与贴附圆盘偏心夹具之间切断。7.根据权利要求1～6中任一项所述的平面研磨装置，其特征在于，所述夹具旋转抑制装置是将所述研磨平台的旋转中心、所述贴附圆盘偏心夹具的旋转中心及所述贴附圆盘的旋转中心位于直线上时的、所述贴附圆盘偏心夹具的外周缘部中的与所述驱动导辊接触的部位进行开口而得到的切口。

技术总结
提供能得到研磨面的高的平坦性的廉价的平面研磨装置。由于在形成于由夹具旋转驱动装置(36)旋转驱动的贴附圆盘偏心夹具(30)的偏心孔(34)内嵌入有贴附圆盘(20)，所以不需要使贴附圆盘(20)自转的自转旋转驱动装置，能得到廉价的平面研磨装置(10)。同时，由于由旋转方向限制装置(44)容许贴附圆盘(20)的沿与贴附圆盘偏心夹具(30)的旋转相同方向的旋转且阻止与该旋转相反方向的旋转，并且由夹具旋转抑制装置(58)在贴附圆盘偏心夹具(30)的预定的旋转相位期间暂时切断向贴附圆盘偏心夹具(30)传递的来自驱动导辊(42)的旋转力，所以贴附圆盘(20)的自转周期和公转周期被错开，这些周期变得不同步，能得到研磨面的高的平坦性。能得到研磨面的高的平坦性。能得到研磨面的高的平坦性。


技术研发人员：佐藤诚
受保护的技术使用者：株式会社则武
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/9/26