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JP2024088310A - Double-sided polishing machine - Google Patents

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JP2024088310A
JP2024088310A JP2022203418A JP2022203418A JP2024088310A JP 2024088310 A JP2024088310 A JP 2024088310A JP 2022203418 A JP2022203418 A JP 2022203418A JP 2022203418 A JP2022203418 A JP 2022203418A JP 2024088310 A JP2024088310 A JP 2024088310A
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JP
Japan
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carrier
platen
double
holes
upper platen
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Pending
Application number
JP2022203418A
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Japanese (ja)
Inventor
良彦 古岡
Yoshihiko FURUOKA
剛志 宗廣
Tsuyoshi MUNEHIRO
征輝 藤永
Masaki Fujinaga
篤志 原田
Atsushi Harada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Kohan Co Ltd
Original Assignee
Toyo Kohan Co Ltd
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Publication date
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Priority to TW112148518A priority patent/TW202440273A/en
Priority to PCT/JP2023/044832 priority patent/WO2024135526A1/en
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Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Abstract

To provide a double-sided polishing device that creates no scar on the periphery of an opening hole in polishing cloth and creates no linear trace on a surface of a base plate.SOLUTION: A double-sided polishing device 10 is characterized in that a plurality of through holes 21a, 21b are provided only in an outer area A31 of an under surface area of an upper surface plate except annular areas A21, A22, where A21, A22 are annular areas on a lower surface of the upper surface plate and are formed of annular, strip-shaped areas with respect to circular curves C21, C22 drawn with its radius being the length from the center of the upper surface plate to an intersection point, the intersection point being a point at which a circular curve with its radius defined from the center of a carrier 33 to a portion where neighboring holding holes 33h are closest to each other intersects with a straight line passing through the center of the upper surface plate and the center of the carrier, with the carrier 33 being positioned on a revolution track of the upper surface plate 21.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、被研磨体の表面および裏面を同時に研磨する両面研磨装置に関する。 The present invention relates to a double-sided polishing machine that simultaneously polishes the front and back surfaces of an object to be polished.

この種の研磨装置として、ウエハが装着され一定方向に自転するキャリアと、ウエハを研磨する研磨布が装着された研磨定盤と、研磨定盤を回転させるモータとを備え、ウエハを1枚毎に研磨する枚葉型の研磨装置が開示されている(特許文献1参照)。この研磨装置は、研磨布が、半径5インチのものは、その中心から外周に向かって研磨剤供給穴の無い領域を有している。 As one example of this type of polishing device, a single-wafer type polishing device has been disclosed that includes a carrier on which a wafer is mounted and which rotates in a fixed direction, a polishing platen on which an abrasive cloth for polishing the wafer is mounted, and a motor for rotating the polishing platen, and that polishes wafers one by one (see Patent Document 1). In this polishing device, the polishing cloth has an area from the center to the outer periphery that has no abrasive supply holes, when the polishing cloth has a radius of 5 inches.

また、上定盤および下定盤と、上側研磨布および下側研磨布と、上定盤と下定盤との間に配置されたキャリアとを備え、キャリアには被研磨体が複数枚保持される両面研磨装置が開示されている(特許文献2参照)。特許文献2に記載の両面研磨装置は、キャリアが被研磨体を保持する第1貫通保持穴と、第1貫通保持穴の周りに環状に配置される第2貫通保持穴とを有しており、第1貫通保持穴の中心位置とキャリアの中心位置をずらすことで、定盤の研磨布の硬度の不均一な領域が生ずることを抑制している。 A double-sided polishing machine has also been disclosed that includes upper and lower surface plates, upper and lower polishing cloths, and a carrier arranged between the upper and lower surface plates, with multiple objects to be polished being held by the carrier (see Patent Document 2). The double-sided polishing machine described in Patent Document 2 has a first through-holding hole in which the carrier holds the objects to be polished, and a second through-holding hole arranged in a ring shape around the first through-holding hole, and by shifting the center position of the first through-holding hole from the center position of the carrier, the occurrence of areas of non-uniform hardness in the polishing cloth of the surface plate is suppressed.

特開平11-239961号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-239961 WO2013/146135WO2013/146135

特許文献2に記載の両面研磨装置のキャリアには、複数の被研磨体を各々保持する複数の貫通保持穴が設けられている。キャリアは、ウエハと同程度の厚さの薄板部材によって構成されており、これら複数の貫通保持穴のうち、互いに隣り合う貫通保持穴の間の部分は、他の部分と比較して面積が狭く、剛性が低くなりやすい。 The carrier of the double-sided polishing machine described in Patent Document 2 is provided with multiple through-holes that each hold multiple objects to be polished. The carrier is made of a thin plate member with a thickness similar to that of the wafer, and the areas between adjacent through-holes have a smaller area than other areas and tend to have lower rigidity.

特許文献1に記載の研磨装置は、複数枚のウエハを同時に研磨するものではなく、キャリアの脆弱部が形成され難いが、特許文献2に記載の両面研磨装置のキャリアには、複数の被研磨体を各々保持する複数の貫通保持穴が設けられているので、互いに隣り合う貫通保持穴の間の部分が脆弱部となり、被研磨体の研磨中に弾性変形するおそれがある。 The polishing device described in Patent Document 1 does not polish multiple wafers simultaneously, and therefore weak parts of the carrier are unlikely to be formed. However, the carrier of the double-sided polishing device described in Patent Document 2 is provided with multiple through-holding holes that each hold multiple objects to be polished. Therefore, the parts between adjacent through-holding holes become weak parts, and there is a risk of elastic deformation during polishing of the objects to be polished.

例えば定盤に研磨材を供給するため等の貫通穴が設けられており、定盤の盤面に装着された研磨布の対応する位置に開口穴が開口して設けられている場合に、弾性変形した脆弱部が定盤の貫通穴に干渉して、研磨布の開口穴の周辺にキズを発生させるおそれがある。この開口穴の周辺に発生した研磨布のキズは、被研磨体の研磨作業中に被研磨体の表面に転写され、被研磨体に線状の痕跡が発生するという問題がある。このような線状の痕跡は、被研磨体の品質に影響を与える可能性があり、痕跡の発生を未然に防ぐ必要がある。 For example, if a through hole is provided in the platen for supplying abrasives, etc., and an opening hole is provided at the corresponding position in the polishing cloth attached to the surface of the platen, the elastically deformed weak part may interfere with the through hole in the platen, causing scratches around the opening hole in the polishing cloth. The scratches on the polishing cloth that occur around the opening hole are transferred to the surface of the object to be polished during the polishing operation, causing linear marks on the object to be polished. Such linear marks can affect the quality of the object to be polished, so it is necessary to prevent the marks from occurring.

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、研磨布の開口穴の周辺にキズを発生させることがなく、被研磨体の表面に線状の痕跡を発生させることがない両面研磨装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a double-sided polishing machine that does not cause scratches around the opening holes in the polishing cloth and does not cause linear marks on the surface of the object being polished.

(1)本発明に係る両面研磨装置は、複数の被研磨体をそれぞれ保持する複数の保持穴が設けられた円板状のキャリアと、該キャリアを上下から挟み込んで相対回転する上定盤および下定盤とを有する定盤と、前記上定盤の下面に装着された上研磨布および前記下定盤の上面に装着された下研磨布とを備え、前記上定盤に装着された上研磨布と前記下定盤に装着された下研磨布との間で前記キャリアを自転させながら公転させて前記被研磨体の表面および裏面を研磨する両面研磨装置であって、前記キャリアが前記上定盤の公転軌道上に配置された状態で、前記キャリアの中心から互いに隣接する保持穴同士が最も近づく部分までを半径とした円形の曲線と、前記上定盤の中心および前記キャリアの中心を通過する直線とが交わる点を交点とし、前記上定盤の中心から前記交点までの長さを半径として描いた円形の曲線を基準とする円環帯状の領域を前記上定盤の下面の円環領域とし、該円環領域以外の前記上定盤の下面の領域を前記上定盤の下面の外領域とし、前記上定盤の下面のうち前記外領域のみに複数の貫通穴が開口していることを特徴とする。 (1) The double-sided polishing apparatus according to the present invention comprises a disk-shaped carrier having a plurality of holding holes for holding a plurality of objects to be polished, a platen having an upper platen and a lower platen which sandwich the carrier from above and below and rotate relative to each other, and an upper polishing cloth attached to the lower surface of the upper platen and a lower polishing cloth attached to the upper surface of the lower platen, and is a double-sided polishing apparatus which polishes the front and back surfaces of the objects to be polished by rotating and revolving the carrier between the upper polishing cloth attached to the upper platen and the lower polishing cloth attached to the lower platen, and the carrier rotates and revolves around the upper platen. When placed on a track, the intersection point is a circular curve with a radius from the center of the carrier to the point where adjacent holding holes are closest to each other, and a straight line passing through the center of the upper platen and the center of the carrier, and the annular belt-shaped area based on the circular curve drawn with a radius of the length from the center of the upper platen to the intersection point is defined as the annular area of the lower surface of the upper platen, the area of the lower surface of the upper platen other than the annular area is defined as the outer area of the lower surface of the upper platen, and multiple through holes are opened only in the outer area of the lower surface of the upper platen.

(2)本発明に係る両面研磨装置は、(1)に記載の両面研磨装置であって、前記交点は、前記キャリアの中心よりも前記上定盤の径方向内側で前記直線と交わる第1交点を有し、前記円環領域は、前記上定盤の中心から前記第1交点までの長さを半径として描いた円形の曲線を基準とする第1円環領域を有することを特徴とする。 (2) The double-sided polishing apparatus according to the present invention is the double-sided polishing apparatus described in (1), characterized in that the intersection has a first intersection that intersects with the straight line radially inward of the upper platen relative to the center of the carrier, and the annular region has a first annular region based on a circular curve drawn with the length from the center of the upper platen to the first intersection as its radius.

(3)本発明に係る両面研磨装置は、(1)に記載の両面研磨装置であって、前記交点は、前記キャリアの中心よりも前記上定盤の径方向外側で前記直線と交わる第2交点を有し、前記円環領域は、前記上定盤の中心から前記第2交点までの長さを半径として描いた円形の曲線を基準とする第2円環領域を有することを特徴とする。 (3) The double-sided polishing apparatus according to the present invention is the double-sided polishing apparatus described in (1), characterized in that the intersection has a second intersection that intersects with the straight line radially outside the center of the carrier, and the annular region has a second annular region based on a circular curve drawn with the length from the center of the upper platen to the second intersection as its radius.

(4)本発明に係る両面研磨装置は、(1)に記載の両面研磨装置であって、前記円環領域の幅は、前記キャリアの互いに隣接する保持穴同士が接近する脆弱部における前記キャリアの径方向幅と同じ大きさを有することを特徴とする。 (4) The double-sided polishing machine according to the present invention is the double-sided polishing machine described in (1), characterized in that the width of the annular region is the same as the radial width of the carrier at the weak portion where adjacent retaining holes of the carrier approach each other.

(5)本発明に係る両面研磨装置は、(1)に記載の両面研磨装置であって、前記上研磨布は、前記複数の貫通穴に対向する位置に開口する開口穴が設けられていることを特徴とする。 (5) The double-sided polishing machine according to the present invention is the double-sided polishing machine described in (1), characterized in that the upper polishing cloth is provided with opening holes that open at positions opposite the multiple through holes.

(6)本発明に係る両面研磨装置は、(1)に記載の両面研磨装置であって、前記円環領域の幅は、前記交点から前記上定盤の径方向内側および径方向外側にそれぞれ10mmから25mmに設定されていることを特徴とする。 (6) The double-sided polishing machine according to the present invention is the double-sided polishing machine described in (1), characterized in that the width of the annular region is set to 10 mm to 25 mm radially inward and radially outward from the intersection of the upper platen.

上記(1)に記載した本発明に係る両面研磨装置によれば、上定盤の下面のうち外領域のみに複数の貫通穴が開口しており、上定盤の下面の円環領域内には貫通穴が開口していない。この上定盤の下面の円環領域は、キャリアが自転しながら公転する際に、キャリア脆弱部の移動方向が上定盤の回転方向に沿う方向もしくは対向する方向となる領域であり、この円環領域においてキャリアのキャリア脆弱部が上研磨布を介して上定盤の貫通穴に対向する位置に配置されることはない。したがって、被研磨体を研磨する際に、かかる円環領域においてキャリア脆弱部が上定盤の貫通穴に干渉するのを防ぎ、上定盤の下面の貫通穴周辺の上研磨布にキズが発生するのを防ぐことができる。 According to the double-sided polishing apparatus of the present invention described in (1) above, a plurality of through holes are opened only in the outer region of the underside of the upper platen, and no through holes are opened within the annular region of the underside of the upper platen. This annular region of the underside of the upper platen is a region in which the movement direction of the carrier fragile part is along or opposite to the rotation direction of the upper platen when the carrier revolves while rotating on its axis, and in this annular region, the carrier fragile part of the carrier is not positioned in a position opposite the through hole of the upper platen via the upper polishing cloth. Therefore, when polishing the object to be polished, the carrier fragile part is prevented from interfering with the through hole of the upper platen in this annular region, and the upper polishing cloth around the through hole of the underside of the upper platen is prevented from being scratched.

上記(2)に記載した本発明に係る両面研磨装置によれば、キャリア脆弱部のキャリア中心線が上定盤の回転方向に対して直交する領域は、上定盤の径方向内側と外側の2つが存在し、そのうち、径方向内側の第1円環領域には貫通穴が開口していない。例えばキャリアの自転方向と上定盤の回転方向がいずれも時計回りのように互いに同じ回転方向の場合に、径方向内側の第1円環領域では、キャリア脆弱部は、上定盤の回転方向に対向する方向に移動するが、第1円環領域には貫通穴が開口していないので、第1円環領域においてキャリアのキャリア脆弱部が上研磨布を介して上定盤の貫通穴に対向する位置に配置されることはない。したがって、被研磨体を研磨する際に、第1円環領域においてキャリア脆弱部が上定盤の貫通穴の部分に干渉するのを防ぎ、上定盤の下面の貫通穴周辺の上研磨布にキズが発生するのを防ぐことができる。 According to the double-sided polishing apparatus of the present invention described in (2) above, there are two regions in which the carrier center line of the carrier fragile part is perpendicular to the rotation direction of the upper platen, one on the radially inner side and one on the radially inner side of the upper platen, and no through-holes are opened in the first annular region on the radially inner side. For example, when the rotation direction of the carrier and the rotation direction of the upper platen are the same, such as clockwise, in the first annular region on the radially inner side, the carrier fragile part moves in a direction opposite to the rotation direction of the upper platen, but since no through-holes are opened in the first annular region, the carrier fragile part of the carrier is not positioned in a position opposite the through-hole of the upper platen through the upper polishing cloth in the first annular region. Therefore, when polishing the object to be polished, the carrier fragile part is prevented from interfering with the through-hole of the upper platen in the first annular region, and scratches can be prevented from occurring in the upper polishing cloth around the through-hole on the lower surface of the upper platen.

上記(3)に記載した本発明に係る両面研磨装置によれば、キャリア脆弱部のキャリア中心線が上定盤の回転方向に対して直交する領域は、上定盤の径方向内側と外側の2つが存在し、そのうち、径方向外側の第2円環領域には貫通穴が開口していない。例えばキャリアの自転方向と上定盤の回転方向がいずれも時計回りのように互いに同じ回転方向の場合に、径方向内側の第2円環領域では、キャリア脆弱部は、上定盤の回転方向に沿う方向に移動するが、第2円環領域には貫通穴が開口していないので、第2円環領域においてキャリアのキャリア脆弱部が上研磨布を介して上定盤の貫通穴に対向する位置に配置されることはない。したがって、被研磨体を研磨する際に、第2円環領域においてキャリア脆弱部が上定盤の貫通穴の部分に干渉するのを防ぎ、上定盤の下面の貫通穴周辺の上研磨布にキズが発生するのを防ぐことができる。 According to the double-sided polishing apparatus of the present invention described in (3) above, there are two regions in which the carrier center line of the carrier fragile part is perpendicular to the rotation direction of the upper platen, one on the radial inside and one on the outer side of the upper platen, and of these, no through-holes are opened in the second annular region on the radial outside. For example, when the rotation direction of the carrier and the rotation direction of the upper platen are the same, such as clockwise, in the second annular region on the radial inside, the carrier fragile part moves in the direction along the rotation direction of the upper platen, but since no through-holes are opened in the second annular region, the carrier fragile part of the carrier is not positioned in a position facing the through-hole of the upper platen through the upper polishing cloth in the second annular region. Therefore, when polishing the object to be polished, the carrier fragile part is prevented from interfering with the through-hole of the upper platen in the second annular region, and scratches can be prevented from occurring in the upper polishing cloth around the through-hole on the lower surface of the upper platen.

上記(4)に記載した本発明に係る両面研磨装置によれば、円環領域の幅が、キャリア脆弱部のキャリア径方向幅と同じ大きさを有しているので、この円環領域においてキャリアのキャリア脆弱部が上研磨布を介して上定盤の貫通穴に対向する位置に配置されることはない。したがって、被研磨体を研磨する際に、かかる円環領域においてキャリア脆弱部が上定盤の貫通穴の部分に干渉するのを防ぎ、上定盤の下面の貫通穴周辺の上研磨布にキズが発生するのを防ぐことができる。 According to the double-sided polishing apparatus of the present invention described in (4) above, the width of the annular region is the same as the carrier radial width of the carrier fragile portion, so that in this annular region, the carrier fragile portion of the carrier is not positioned opposite the through-hole of the upper platen via the upper polishing cloth. Therefore, when polishing the workpiece, the carrier fragile portion in this annular region is prevented from interfering with the through-hole of the upper platen, and scratches can be prevented from occurring in the upper polishing cloth around the through-hole on the underside of the upper platen.

上記(5)に記載した本発明に係る両面研磨装置によれば、上研磨布は、複数の貫通穴に対向する位置に開口穴が設けられている。この開口穴を介して例えば研磨剤および流体を上定盤の貫通穴から被研磨体に直接供給することができる。貫通穴と同様に、キャリアのキャリア脆弱部が開口穴に対向する位置に配置されることはないので、キャリア脆弱部が上研磨布の開口穴に干渉するのを防ぎ、上定盤の下面の貫通穴周辺の上研磨布にキズが発生するのを防ぐことができる。 According to the double-sided polishing apparatus of the present invention described in (5) above, the upper polishing cloth has openings at positions facing the multiple through holes. Through these openings, for example, abrasives and fluids can be directly supplied from the through holes in the upper platen to the object to be polished. As with the through holes, the carrier fragile parts of the carrier are not positioned in positions facing the openings, so that the carrier fragile parts are prevented from interfering with the openings in the upper polishing cloth, and scratches can be prevented from occurring on the upper polishing cloth around the through holes on the underside of the upper platen.

上記(6)に記載した本発明に係る両面研磨装置によれば、上定盤は、円環領域の幅が、交点から上定盤の径方向内側および径方向外側にそれぞれ10mmから25mmに設定されている。円環領域の幅が、交点から上定盤の径方向内側および径方向外側にそれぞれ10mm~25mmであると、被研磨体を研磨する際に、円環領域においてキャリア脆弱部が上定盤の貫通穴の部分に干渉するのを防ぎ、上定盤の下面の貫通穴周辺にキズが発生するのを防ぐことができる。 According to the double-sided polishing apparatus of the present invention described in (6) above, the width of the annular region of the upper platen is set to 10 mm to 25 mm from the intersection on the radially inward and radially outward sides of the upper platen. If the width of the annular region is 10 mm to 25 mm from the intersection on the radially inward and radially outward sides of the upper platen, it is possible to prevent the weak part of the carrier in the annular region from interfering with the through-hole of the upper platen when polishing the workpiece, and to prevent scratches from occurring around the through-hole on the underside of the upper platen.

本発明によれば、定盤の盤面に開口する貫通穴の開口部の周辺にキズを発生させることがなく、被研磨体の表面に線状の痕跡を発生させることがない両面研磨装置を提供することができる。 The present invention provides a double-sided polishing machine that does not cause scratches around the openings of the through holes that open into the surface of the platen, and does not cause linear marks on the surface of the workpiece.

本発明の実施形態に係る両面研磨装置により製造されるハードディスク用基板の図であり、図1(a)は、ハードディスク用基板の斜視図を示し、図1(b)は、ハードディスク用基板の断面図を示す。1A and 1B are diagrams of a hard disk substrate manufactured by a double-sided polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A shows a perspective view of a hard disk substrate, and FIG. 1B shows a cross-sectional view of the hard disk substrate. 本発明の実施形態に係る両面研磨装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a double-sided polishing machine according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るキャリアおよび下定盤の平面図。FIG. 4 is a plan view of a carrier and a lower platen according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る両面研磨装置の回転方向を説明する図であり、図4(a)は、上定盤の回転方向を示し、図4(b)は、下定盤、サンギアおよびキャリアの回転方向を示す。4A and 4B are diagrams illustrating the rotation direction of the double-sided polishing apparatus according to an embodiment of the present invention, where FIG. 4A shows the rotation direction of the upper platen, and FIG. 4B shows the rotation direction of the lower platen, sun gear, and carrier. 本発明の実施形態に係るキャリアおよび下定盤の部分拡大平面図。FIG. 4 is a partially enlarged plan view of a carrier and a lower platen according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る第1交点の部分を拡大して示す部分拡大平面図。FIG. 4 is a partially enlarged plan view showing a portion of a first intersection according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る第2交点の部分を拡大して示す部分拡大平面図。FIG. 4 is a partially enlarged plan view showing a portion of a second intersection according to the embodiment of the present invention. 本実施形態における貫通穴の位置を示す図。FIG. 4 is a diagram showing the positions of through holes in the embodiment. 比較例における貫通穴の位置を示す図。FIG. 13 is a diagram showing the positions of through holes in a comparative example. 両面研磨装置の比較例を示す図であり、図10(a)は、キャリアおよび上定盤の部分を拡大した説明図を示し、図10(b)は、上定盤の回転方向とキャリア脆弱部が通過する位置を示し、図10(c)は、上研磨布の平面図を示し、図10(d)は、被研磨体の平面図を示す。10A and 10B are diagrams showing a comparative example of a double-sided polishing apparatus, in which FIG. 10(a) shows an explanatory diagram of an enlarged view of the carrier and upper platen, FIG. 10(b) shows the rotation direction of the upper platen and the position through which the carrier weak part passes, FIG. 10(c) shows a plan view of the upper polishing cloth, and FIG. 10(d) shows a plan view of the object to be polished. キャリア脆弱部の径方向幅を規定する方法の一例を示す図。6A to 6C are diagrams showing an example of a method for defining the radial width of a carrier weak portion.

本発明に係る両面研磨装置を適用した実施形態に係る両面研磨装置10、および本発明に係る両面研磨装置の定盤を適用した実施形態に係る両面研磨装置10の定盤11について図面を参照して説明する。 The following describes a double-sided polishing machine 10 according to an embodiment of the present invention, which uses the double-sided polishing machine, and a base plate 11 of the double-sided polishing machine 10 according to an embodiment of the present invention, which uses the base plate of the double-sided polishing machine.

まず、実施形態に係る両面研磨装置10により製造されるハードディスク用基板30について説明する。ハードディスク用基板30は、図1(a)、図1(b)に示すように、外径がD、中心の貫通穴hの内径がd、厚みがthの円盤で構成されている。 First, we will explain the hard disk substrate 30 manufactured by the double-sided polishing apparatus 10 according to the embodiment. As shown in Figures 1(a) and 1(b), the hard disk substrate 30 is composed of a disk with an outer diameter D, an inner diameter d of the central through hole h, and a thickness th.

ハードディスク用基板30の外径Dは30mm~270mm程度、内径dは10mm~70mm程度、厚みthは0.3mm~2mm程度の寸法を有している。具体的には外径Dのサイズは3.5inch、2.8inch、2.5inch、内径dは20mm、25mm、厚みthは1.75mm、1.6mm、1.27mm、1.0mm、0.8mm、0.635mm、0.6mm~0.3mmなどが使用される。 The hard disk substrate 30 has an outer diameter D of about 30 mm to 270 mm, an inner diameter d of about 10 mm to 70 mm, and a thickness th of about 0.3 mm to 2 mm. Specifically, the outer diameter D is 3.5 inches, 2.8 inches, and 2.5 inches, the inner diameter d is 20 mm and 25 mm, and the thickness th is 1.75 mm, 1.6 mm, 1.27 mm, 1.0 mm, 0.8 mm, 0.635 mm, and 0.6 mm to 0.3 mm, etc.

ハードディスク用基板30は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の板材からなる。ハードディスク用基板30は、高い精度の平滑性と所定の表面硬度を有しており、高速回転による振動の発生を抑制することができる高い剛性および耐衝撃性を有している。なお、ハードディスク用基板30は、ガラスの板材からなるガラス基板であってもよい。 The substrate 30 for the hard disk is made of a plate material of aluminum or an aluminum alloy. The substrate 30 for the hard disk has a high degree of smoothness and a predetermined surface hardness, and has high rigidity and impact resistance that can suppress the generation of vibrations caused by high-speed rotation. The substrate 30 for the hard disk may also be a glass substrate made of a plate material of glass.

次いで、本実施形態に係る両面研磨装置10について図面を参照して説明する。
両面研磨装置10は、図2に示すように、定盤11と、空圧ユニット12と、流体供給ユニット13と、研磨剤供給ユニット14と、図示しないトルクセンサと、回転速度センサと、研磨剤供給ユニット14から供給された使用済みの研磨剤を回収する研磨剤回収容器と、これらの構成要素の動作を制御する制御装置100を備えている。
Next, the double-sided polishing apparatus 10 according to this embodiment will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 2, the double-sided polishing apparatus 10 includes a platen 11, an air pressure unit 12, a fluid supply unit 13, an abrasive supply unit 14, a torque sensor (not shown), a rotational speed sensor, an abrasive recovery container for recovering used abrasive supplied from the abrasive supply unit 14, and a control device 100 for controlling the operation of these components.

定盤11は、図2に示すように、上定盤ユニット11Aと、下定盤ユニット11Bにより構成されている。両面研磨装置10は、キャリア33を上定盤ユニット11Aおよび下定盤ユニット11Bにより挟み込んで、上定盤ユニット11Aと下定盤ユニット11Bとの間で自転させながら公転させることで、キャリア33の保持穴33h(図3を参照)に保持されている被研磨体Wの表面および裏面(以下、両面という)を同時に研磨する機構を有する。 As shown in FIG. 2, the surface plate 11 is composed of an upper surface plate unit 11A and a lower surface plate unit 11B. The double-sided polishing machine 10 has a mechanism for simultaneously polishing the front and back surfaces (hereinafter referred to as both sides) of the workpiece W held in the holding hole 33h (see FIG. 3) of the carrier 33 by sandwiching the carrier 33 between the upper surface plate unit 11A and the lower surface plate unit 11B and rotating and revolving the carrier 33 between the upper surface plate unit 11A and the lower surface plate unit 11B.

上定盤ユニット11Aは、上定盤21と、上研磨布22と、上定盤駆動モータ23と、回転軸24と、空圧ロッド25と、ユニバーサルジョイント26とを有しており、回転軸24およびユニバーサルジョイント26を介して上定盤駆動モータ23の駆動力が上定盤21に伝達され、上定盤21が回転するように構成されている。なお、実施形態に係る上定盤ユニット11Aは、本発明に係る両面研磨装置の定盤に対応する。本実施形態では、ユニバーサルジョイント26を用いる場合を例に説明したが、かかる構成に限定されるものではなく、例えば球面軸受などの他の連結部材によって構成することもできる。 The upper surface plate unit 11A has an upper surface plate 21, an upper polishing cloth 22, an upper surface plate drive motor 23, a rotating shaft 24, an air pressure rod 25, and a universal joint 26, and is configured so that the driving force of the upper surface plate drive motor 23 is transmitted to the upper surface plate 21 via the rotating shaft 24 and the universal joint 26, causing the upper surface plate 21 to rotate. The upper surface plate unit 11A according to the embodiment corresponds to the surface plate of the double-sided polishing apparatus according to the present invention. In this embodiment, the case where the universal joint 26 is used has been described as an example, but the present invention is not limited to such a configuration, and can also be configured with other connecting members such as a spherical bearing.

上定盤21は、所定の厚みを有する円盤形状を有している。上定盤21には、複数の貫通穴21a、21bが設けられている。複数の貫通穴21a、21bは、上定盤21を貫通して、上定盤21の下面に開口している。複数の貫通穴21a、21bは、上定盤21の下面の予め設定された領域である外領域A31(図5を参照)にそれぞれ開口している。この上定盤21の下面の外領域A31については後述する。 The upper surface plate 21 has a disk shape with a predetermined thickness. The upper surface plate 21 is provided with a plurality of through holes 21a, 21b. The plurality of through holes 21a, 21b penetrate the upper surface plate 21 and open to the lower surface of the upper surface plate 21. The plurality of through holes 21a, 21b each open to an outer area A31 (see FIG. 5), which is a preset area on the lower surface of the upper surface plate 21. The outer area A31 on the lower surface of the upper surface plate 21 will be described later.

複数の貫通穴21a、21bは、研磨剤供給ユニット14の研磨剤が供給される貫通穴21aと、研磨後に上研磨布22の下面に貼り付いているキャリア33や被研磨体Wを剥離するための流体が供給される貫通穴21bの2種類が形成されている。貫通穴21a、21bには、後述する流体供給ユニット13の配管13aと、研磨剤供給ユニット14の配管14aが連通して接続されている。 The multiple through holes 21a, 21b are of two types: through hole 21a through which the abrasive from the abrasive supply unit 14 is supplied, and through hole 21b through which a fluid is supplied to remove the carrier 33 and the polished object W that are stuck to the lower surface of the upper polishing cloth 22 after polishing. The through holes 21a, 21b are connected in communication with the piping 13a of the fluid supply unit 13, which will be described later, and the piping 14a of the abrasive supply unit 14.

上定盤21には、図示しない回転速度センサが接続されており、上定盤21の回転速度が電気信号に変換され、制御装置100に送信される。 A rotation speed sensor (not shown) is connected to the upper surface plate 21, and the rotation speed of the upper surface plate 21 is converted into an electrical signal and transmitted to the control device 100.

上研磨布22は、上定盤21の盤面である下面に装着されている。上研磨布22は、ハードディスク用基板30の表面を研磨する円環状の部材で構成されている。上研磨布22には、上定盤21の各貫通穴21a、21bに対向する位置にそれぞれ開口する開口穴22a、22bが設けられている。上研磨布22を上定盤21の下面に装着することによって、開口穴22aは貫通穴21aに対向して連通し、開口穴22bは貫通穴21bに対向して連通する。 The upper polishing cloth 22 is attached to the lower surface, which is the plate surface, of the upper surface plate 21. The upper polishing cloth 22 is composed of an annular member that polishes the surface of the hard disk substrate 30. The upper polishing cloth 22 is provided with opening holes 22a, 22b that open at positions facing each of the through holes 21a, 21b of the upper surface plate 21. By attaching the upper polishing cloth 22 to the lower surface of the upper surface plate 21, the opening hole 22a faces and communicates with the through hole 21a, and the opening hole 22b faces and communicates with the through hole 21b.

開口穴22aからは、貫通穴21aから供給される研磨剤が被研磨体Wに供給され、研磨剤によって上研磨布22による被研磨体Wの研磨が促進される。そして、開口穴22bからは、研磨後に上定盤21と下定盤32との間を開くタイミングで貫通穴21bより噴出される流体がキャリア33や被研磨体Wに向かって直接吹き付けられ、上研磨布22の下面に貼り付いているキャリア33や被研磨体Wが上研磨布22から下方に剥離される。 The abrasive supplied from the through hole 21a is supplied from the opening hole 22a to the object to be polished W, and the abrasive promotes the polishing of the object to be polished W by the upper polishing cloth 22. Then, from the opening hole 22b, the fluid ejected from the through hole 21b at the timing when the gap between the upper surface plate 21 and the lower surface plate 32 is opened after polishing is sprayed directly toward the carrier 33 and the object to be polished W, and the carrier 33 and the object to be polished W that are stuck to the lower surface of the upper polishing cloth 22 are peeled downward from the upper polishing cloth 22.

なお、本実施形態に係る貫通穴21a、21bは、本発明に係る両面研磨装置の貫通穴に対応する。また、本実施形態では、上研磨布22に開口穴22aが設けられている構成を例に説明したが、上研磨布22が開口穴22aを有しておらず、上研磨布22を通り抜けさせて研磨剤の供給や流体を吹き付ける構成としてもよい。 The through holes 21a and 21b in this embodiment correspond to the through holes in the double-sided polishing apparatus according to the present invention. In addition, in this embodiment, an example has been described in which the upper polishing cloth 22 has an opening hole 22a, but the upper polishing cloth 22 may not have an opening hole 22a, and the polishing agent may be supplied or the fluid may be sprayed by passing through the upper polishing cloth 22.

上定盤駆動モータ23は、図示しない静止部材に取り付けられており、タイミングプーリなどのプーリ23aおよびタイミングベルトなどのベルト23bを介して回転軸24に連結されている。上定盤駆動モータ23の駆動力は、プーリ23aおよびベルト23bを介して回転軸24に伝達され、回転軸24を上方から見て回転軸24を時計回りに回転させ、上定盤21も時計回りに回転させることができる。 The upper platen drive motor 23 is attached to a stationary member (not shown) and is connected to the rotating shaft 24 via a pulley 23a, such as a timing pulley, and a belt 23b, such as a timing belt. The driving force of the upper platen drive motor 23 is transmitted to the rotating shaft 24 via the pulley 23a and the belt 23b, causing the rotating shaft 24 to rotate clockwise when viewed from above, and causing the upper platen 21 to also rotate clockwise.

回転軸24には、軸線方向に沿って中心を貫通する貫通穴が形成されており、貫通穴には、空圧ロッド25が挿入されている。回転軸24の下部にはフランジ24aが形成されており、フランジ24aには複数のロッド24bが、下面から下方に突出して設けられている。 The rotating shaft 24 has a through hole that passes through the center along the axial direction, and a pneumatic rod 25 is inserted into the through hole. A flange 24a is formed at the bottom of the rotating shaft 24, and multiple rods 24b are provided on the flange 24a and protrude downward from the bottom surface.

空圧ロッド25は、回転軸24の貫通穴に挿入される軸部と軸部の下方に形成されたフランジ部と、ユニバーサルジョイント26に連結される連結部とを有している。空圧ロッド25の連結部は、ユニバーサルジョイント26を介して上定盤21に連結され、空圧ユニット12の圧力が上定盤21に伝達されるようになっている。そして、空圧ロッド25には、回転軸24の回転が伝達され、回転軸24の回転が上定盤21に伝達されるように構成されている。 The pneumatic rod 25 has a shaft portion that is inserted into the through hole of the rotating shaft 24, a flange portion formed below the shaft portion, and a connecting portion that is connected to a universal joint 26. The connecting portion of the pneumatic rod 25 is connected to the upper surface plate 21 via the universal joint 26, so that the pressure of the pneumatic unit 12 is transmitted to the upper surface plate 21. The pneumatic rod 25 is configured so that the rotation of the rotating shaft 24 is transmitted to the upper surface plate 21.

ユニバーサルジョイント26は、連結される2つの部材が互いに交わる角度が自由に変化する自在継手からなる。ユニバーサルジョイント26には、上定盤21と空圧ロッド25の連結部が連結されており、更に空圧ロッド25のフランジ部が回転軸24に連結されているので、上定盤21の水平面と回転軸24の軸線とが交わる交角が変化してもユニバーサルジョイント26により上定盤21の盤面が下定盤32の上面に沿うように構成されている。 The universal joint 26 is a flexible joint that allows the angle at which the two connected members intersect to be freely changed. The connecting portion of the upper surface plate 21 and the pneumatic rod 25 is connected to the universal joint 26, and the flange portion of the pneumatic rod 25 is further connected to the rotating shaft 24. Therefore, even if the angle at which the horizontal surface of the upper surface plate 21 intersects with the axis of the rotating shaft 24 changes, the universal joint 26 allows the surface of the upper surface plate 21 to follow the top surface of the lower surface plate 32.

下定盤ユニット11Bは、基台となるテーブル31と、テーブル31に回転自在に取り付けられた下定盤32と、下研磨布37と、サンギア34と、下定盤32を回転させる下定盤駆動モータ35と、サンギア34を回転させるサンギア駆動モータ36とにより構成されている。 The lower surface plate unit 11B is composed of a table 31 serving as a base, a lower surface plate 32 rotatably attached to the table 31, a lower polishing cloth 37, a sun gear 34, a lower surface plate drive motor 35 that rotates the lower surface plate 32, and a sun gear drive motor 36 that rotates the sun gear 34.

テーブル31は、所定の場所に設置された静止部材であり、下定盤32を回転自在に支持している。また、テーブル31は、下定盤32に装着された下研磨布37の外周面に対向する内周面に内歯31tが形成されており、後述するキャリア33の外歯33tとテーブル31の内歯31tとが噛み合うように構成されている。また、テーブル31は、後述する下定盤32の軸部32dを回転自在に支持している。 The table 31 is a stationary member installed at a predetermined location, and rotatably supports the lower surface plate 32. The table 31 has internal teeth 31t formed on its inner circumferential surface facing the outer circumferential surface of the lower polishing cloth 37 attached to the lower surface plate 32, and is configured so that the external teeth 33t of the carrier 33, which will be described later, mesh with the internal teeth 31t of the table 31. The table 31 also rotatably supports the shaft portion 32d of the lower surface plate 32, which will be described later.

下定盤32は、上面が上定盤21の下面と対向する下定盤フランジ32aと、下定盤フランジ32aの中心から下方に向かって突出する軸部32dとを有しており、テーブル31に回転自在に支持されている。軸部32dには、軸線方向に沿って中心を貫通する貫通穴が形成されている。この貫通穴には、後述するサンギア34の軸部34bが回転自在に挿入されている。 The lower surface plate 32 has a lower surface plate flange 32a whose upper surface faces the lower surface of the upper surface plate 21, and a shaft portion 32d that protrudes downward from the center of the lower surface plate flange 32a, and is rotatably supported by the table 31. A through hole is formed in the shaft portion 32d that passes through the center along the axial direction. The shaft portion 34b of the sun gear 34, which will be described later, is rotatably inserted into this through hole.

下研磨布37は、下定盤フランジ32aの上面に装着されている。下研磨布37は、上研磨布22と同様に、ハードディスク用基板30の表面を研磨する円環状の部材で構成されている。 The lower polishing cloth 37 is attached to the upper surface of the lower surface plate flange 32a. Like the upper polishing cloth 22, the lower polishing cloth 37 is composed of an annular member that polishes the surface of the hard disk substrate 30.

キャリア33は、図2および図3に示すように、外歯33tが形成された薄板の円板部材からなり、外歯33tが後述するサンギア34の外歯34tとテーブル31の内歯31tの両方に外歯33tが噛み合う直径を有している。キャリア33は、サンギア34の外歯34tとテーブル31の内歯31tに噛み合いながら、自転するとともに、サンギア34の周りを公転する。 As shown in Figures 2 and 3, the carrier 33 is made of a thin disk member on which external teeth 33t are formed, and the external teeth 33t have a diameter that allows the external teeth 33t to mesh with both the external teeth 34t of the sun gear 34 described below and the internal teeth 31t of the table 31. The carrier 33 rotates on its own axis and revolves around the sun gear 34 while meshing with the external teeth 34t of the sun gear 34 and the internal teeth 31t of the table 31.

キャリア33は、薄板円板状の本体部33aを有しており、被研磨体Wを自転可能に保持する複数の保持穴33hが形成されている。本実施形態では、一例として、5個の保持穴33hが本体部33aの中心点を中心に周方向に等間隔に形成されている。また、サンギア34の周りを公転するキャリア33は、10個とした。したがって、1度の研磨工程で研磨される被研磨体Wは50個となり、この被研磨体Wの個数が1バッチとして扱われることがある。また、キャリア33には、図示しない回転速度センサが接続されており、キャリア33の回転速度が電気信号に変換され、制御装置100に送信される。なお、1バッチの搭載枚数は、本実施形態に限られない。 The carrier 33 has a thin, disc-shaped main body 33a, and multiple holding holes 33h are formed to hold the objects W to be polished rotatably. In this embodiment, as an example, five holding holes 33h are formed at equal intervals in the circumferential direction around the center point of the main body 33a. In addition, there are ten carriers 33 that revolve around the sun gear 34. Therefore, 50 objects W to be polished are polished in one polishing process, and this number of objects W to be polished may be treated as one batch. In addition, a rotation speed sensor (not shown) is connected to the carrier 33, and the rotation speed of the carrier 33 is converted into an electrical signal and transmitted to the control device 100. Note that the number of objects mounted in one batch is not limited to this embodiment.

キャリア33の本体部33aの厚みは1.0mm以下となっており、厚みを薄くすることで、比較的に薄い被研磨体Wを研磨できる。保持穴33h間の距離が6.5mmを超えると、キャリア33に形成される保持穴33hの数が減少し、一度に研磨することができる被研磨体Wの数が減少するおそれがある。 The thickness of the main body 33a of the carrier 33 is 1.0 mm or less, and by making the thickness thin, it is possible to polish a relatively thin object to be polished W. If the distance between the holding holes 33h exceeds 6.5 mm, the number of holding holes 33h formed in the carrier 33 will decrease, and there is a risk that the number of objects to be polished W that can be polished at one time will decrease.

サンギア34は、その周囲を囲むように複数のキャリア33を並べた場合に各キャリア33の外歯33tと噛み合う外歯34tが形成された歯車部34aと、サンギア34をテーブル31に対して回転可能に支持する軸部34bとを有している。サンギア34は、サンギア駆動モータ36により軸部34bが回転され、上方から見て反時計回りに回転される。 The sun gear 34 has a gear portion 34a having external teeth 34t that mesh with the external teeth 33t of each carrier 33 when multiple carriers 33 are arranged around the sun gear 34, and a shaft portion 34b that supports the sun gear 34 rotatably relative to the table 31. The shaft portion 34b is rotated by the sun gear drive motor 36, and the sun gear 34 rotates counterclockwise when viewed from above.

下定盤駆動モータ35は、タイミングプーリなどのプーリ35aおよびタイミングベルトなどのベルト35bを介して下定盤32の軸部32dに連結されている。下定盤駆動モータ35の駆動力は、軸部32dに伝達され、軸部32dを上方から見て反時計回りに回転させ、下定盤32を反時計回りに回転させる。 The lower platen drive motor 35 is connected to the shaft 32d of the lower platen 32 via a pulley 35a, such as a timing pulley, and a belt 35b, such as a timing belt. The driving force of the lower platen drive motor 35 is transmitted to the shaft 32d, causing the shaft 32d to rotate counterclockwise when viewed from above, thereby rotating the lower platen 32 counterclockwise.

サンギア駆動モータ36は、タイミングプーリなどのプーリ36aおよびタイミングベルトなどのベルト36bを介してサンギア34の軸部34bに連結されている。サンギア駆動モータ36の駆動力は、軸部34bに伝達され、軸部34bを上方から見て反時計回りに回転させ、サンギア34を反時計回りに回転させる。 The sun gear drive motor 36 is connected to the shaft portion 34b of the sun gear 34 via a pulley 36a, such as a timing pulley, and a belt 36b, such as a timing belt. The driving force of the sun gear drive motor 36 is transmitted to the shaft portion 34b, causing the shaft portion 34b to rotate counterclockwise when viewed from above, causing the sun gear 34 to rotate counterclockwise.

両面研磨装置10においては、図4(a)に示すように、両面研磨装置10を上方から見て、上定盤21は時計回りに回転する。また、図4(b)に示すように、下定盤32が反時計回りに回転し、キャリア33が時計回りに自転しつつ反時計回りに公転し、サンギア34が反時計回りに回転する。なお、サンギア34の回転方向は、逆の時計回りに回転させてもよい。この場合は、キャリア33の回転方向が逆、すなわち反時計回りに自転、時計回りに公転になる。 In the double-sided polishing machine 10, as shown in FIG. 4(a), when the double-sided polishing machine 10 is viewed from above, the upper platen 21 rotates clockwise. Also, as shown in FIG. 4(b), the lower platen 32 rotates counterclockwise, the carrier 33 rotates clockwise while revolving counterclockwise, and the sun gear 34 rotates counterclockwise. Note that the rotation direction of the sun gear 34 may be reversed, clockwise. In this case, the rotation direction of the carrier 33 is reversed, i.e., it rotates counterclockwise and revolves clockwise.

空圧ユニット12は、図2に示すように、上下に往復動する複動形のロッドシリンダからなり、図示しないピストン、シリンダボディ、ピストンロッドにより構成されている。ピストンロッドは、上定盤ユニット11Aの空圧ロッド25に接続され、空圧ロッド25およびユニバーサルジョイント26を介して上定盤21を昇降させる。空圧ユニット12は、空圧ロッド25によって所定の押圧力で上定盤21を下定盤32に向かって押圧することができる。 As shown in FIG. 2, the pneumatic unit 12 is made up of a double-acting rod cylinder that reciprocates up and down, and is composed of a piston, cylinder body, and piston rod (not shown). The piston rod is connected to the pneumatic rod 25 of the upper surface plate unit 11A, and raises and lowers the upper surface plate 21 via the pneumatic rod 25 and universal joint 26. The pneumatic unit 12 can press the upper surface plate 21 toward the lower surface plate 32 with a predetermined pressing force by the pneumatic rod 25.

流体供給ユニット13は、配管13aと、図示しないポンプと、圧力計と、開閉バルブとを有しており、上定盤21の貫通穴21bから上研磨布22の開口穴22bを介してキャリア33および被研磨体Wに流体を供給して、キャリア33および被研磨体Wを上定盤ユニット11Aから剥離させる構成を有する。流体としては、例えばエアや水が挙げられる。ポンプは、制御装置100に接続されており、動作が制御される。圧力計は、制御装置100に接続されており、ポンプの圧力(MPa)の信号は、制御装置100に送信される。 The fluid supply unit 13 has piping 13a, a pump (not shown), a pressure gauge, and an on-off valve, and is configured to supply fluid from the through hole 21b of the upper surface plate 21 through the opening hole 22b of the upper polishing cloth 22 to the carrier 33 and the object to be polished W, thereby peeling the carrier 33 and the object to be polished W from the upper surface plate unit 11A. Examples of the fluid include air and water. The pump is connected to the control device 100, and its operation is controlled. The pressure gauge is connected to the control device 100, and a signal of the pump pressure (MPa) is sent to the control device 100.

研磨剤供給ユニット14は、配管14aと、図示しないポンプと、圧力計と、開閉バルブとを有しており、被研磨体Wを研磨する研磨剤を、上定盤21の貫通穴21aから上研磨布22の開口穴22aを介して上定盤21と下定盤32との間に供給する。ポンプは、制御装置100に接続されており、動作が制御される。圧力計は、制御装置100に接続されており、ポンプの圧力(MPa)の信号は、制御装置100に送信される。 The abrasive supply unit 14 has piping 14a, a pump (not shown), a pressure gauge, and an on-off valve, and supplies the abrasive for polishing the workpiece W from the through hole 21a of the upper platen 21 through the opening hole 22a of the upper polishing cloth 22 to between the upper platen 21 and the lower platen 32. The pump is connected to the control device 100, and its operation is controlled. The pressure gauge is connected to the control device 100, and a signal of the pump pressure (MPa) is sent to the control device 100.

研磨剤はこれに限られるものではなく種々変更できるが、例えば、酸化アルミニウム(Al)およびケイ素(SiO)からなる砥粒と、エッチング成分からなる化学成分とを含む液状の研磨剤からなる。研磨剤は、砥粒自体が有する表面化学作用、または、化学成分の作用によって、研磨剤と被研磨体Wとの相対運動による機械的研磨効果を増大させ、平滑な研磨面が得られるように構成されている。 The polishing agent is not limited to this and can be variously changed, but for example, it is a liquid polishing agent containing abrasive grains made of aluminum oxide ( Al2O3 ) and silicon ( SiO2 ) and a chemical component made of an etching component. The polishing agent is configured to increase the mechanical polishing effect due to the relative movement between the polishing agent and the polished body W by the surface chemical action of the abrasive grains themselves or the action of the chemical component, thereby obtaining a smooth polished surface.

研磨剤回収容器は、研磨剤供給ユニット14から供給されて使用済みとなった研磨剤を回収する容器である。 The abrasive recovery container is a container for recovering used abrasive supplied from the abrasive supply unit 14.

制御装置100は、演算処理を行う中央処理装置101および制御プログラムを格納したメモリ102を有している。制御装置100は、空圧ユニット12、流体供給ユニット13、研磨剤供給ユニット14、上定盤駆動モータ23、下定盤駆動モータ35およびサンギア駆動モータ36にそれぞれ接続され、各構成要素の動作を制御する。 The control device 100 has a central processing unit 101 that performs calculations and a memory 102 that stores a control program. The control device 100 is connected to the air pressure unit 12, the fluid supply unit 13, the abrasive supply unit 14, the upper platen drive motor 23, the lower platen drive motor 35, and the sun gear drive motor 36, and controls the operation of each component.

次いで、実施形態に係る上定盤21に形成されている複数の貫通穴21a、21bの位置と、キャリア33に形成されている複数の保持穴33hの位置との関係について、図5および図6を参照して説明する。 Next, the relationship between the positions of the multiple through holes 21a, 21b formed in the upper base plate 21 in the embodiment and the positions of the multiple holding holes 33h formed in the carrier 33 will be described with reference to Figures 5 and 6.

図5は、本発明の実施形態に係る上定盤の平面図であり、上定盤を透過させて上定盤の下面とその下方に配置されるキャリアを示した部分平面図である。そして、図6および図7は、キャリア脆弱部の移動方向が上定盤の回転方向に沿う方向もしくは対向する方向となる状態を示す図であり、本発明の実施形態に係る第1交点および第2交点の部分を拡大して示す部分拡大平面図である。 Figure 5 is a plan view of an upper surface plate according to an embodiment of the present invention, and is a partial plan view showing the lower surface of the upper surface plate and the carrier placed below it, with the upper surface plate seen through. Figures 6 and 7 are diagrams showing a state in which the movement direction of the carrier fragile part is along the direction of rotation of the upper surface plate or in a direction opposite to the direction of rotation of the upper surface plate, and are partial enlarged plan views showing the first intersection and second intersection according to an embodiment of the present invention.

キャリア33は、図5から図7に示すように、互いに隣り合う保持穴33h同士の間の幅が狭くなるに応じて、保持穴33h間の面積が小さくなり、かかる部分の剛性が局所的に低くなる。このキャリア33の剛性が所定値よりも低い部分がキャリア脆弱部33bとなる(図6および図7にハッチングで示す領域)。キャリア脆弱部33bは、キャリア33の中心P11から互いに隣り合う2つの保持穴33hが最も近づく部分の中心点33cまでの半径r11の曲線を基準として、キャリア33の径方向内側および径方向外側に広がるキャリア径方向長さw11の領域となる。キャリア脆弱部33bは、円環帯状の領域A11内に位置し、キャリア33の回転によって移動する。 As shown in Figures 5 to 7, as the width between adjacent retaining holes 33h of the carrier 33 narrows, the area between the retaining holes 33h becomes smaller, and the rigidity of that portion becomes locally low. The portion of the carrier 33 where the rigidity is lower than a predetermined value becomes the carrier weak portion 33b (the hatched area in Figures 6 and 7). The carrier weak portion 33b becomes an area of carrier radial length w11 that extends radially inward and radially outward of the carrier 33, based on a curve of radius r11 from the center P11 of the carrier 33 to the center point 33c of the portion where the two adjacent retaining holes 33h are closest to each other. The carrier weak portion 33b is located within the annular belt area A11, and moves with the rotation of the carrier 33.

キャリア33は、下定盤32と上定盤21との間に配置され、図3および図4(b)に示すように、キャリア33の外歯33tをテーブル31の内歯31tおよびサンギア34の外歯34tに噛み合わせることにより、下定盤32および上定盤21の間でサンギア34の回りを周回する公転軌道上に配置される。 The carrier 33 is placed between the lower surface plate 32 and the upper surface plate 21, and as shown in Figures 3 and 4(b), the external teeth 33t of the carrier 33 are meshed with the internal teeth 31t of the table 31 and the external teeth 34t of the sun gear 34, so that the carrier 33 is placed on an orbit that revolves around the sun gear 34 between the lower surface plate 32 and the upper surface plate 21.

ここで、図6に示すように、キャリア33の中心P11から互いに隣接する保持穴33h同士が最も近づく部分の中心点33cまでを半径r11とした一点鎖線で示す円形の曲線C11と、上定盤21の中心P21およびキャリア33の中心P11を通過する直線L1とがキャリア33の中心P11よりも上定盤21の径方向内側で交わる点を第1交点I11とする。そして、上定盤21の中心P21から第1交点I11までを第1半径r21とし、第1半径r21として描いた円形の曲線C21を基準とする円環帯状の領域を上定盤21の下面の第1円環領域A21とする。 As shown in FIG. 6, a circular curve C11, indicated by a dashed line with a radius r11 from the center P11 of the carrier 33 to the center point 33c of the portion where adjacent retaining holes 33h are closest to each other, intersects with a straight line L1 passing through the center P21 of the upper surface plate 21 and the center P11 of the carrier 33, radially inward of the center P11 of the carrier 33, forming a first intersection I11. The distance from the center P21 of the upper surface plate 21 to the first intersection I11 is then defined as a first radius r21, and the annular belt-like region based on the circular curve C21 drawn with the first radius r21 is defined as a first annular region A21 on the underside of the upper surface plate 21.

また、図7に示すように、曲線C11と、上定盤21の中心P21およびキャリア33の中心P11を通過する直線L1とがキャリア33の中心P11よりも上定盤21の径方向外側で交わる点を第2交点I12とする。そして、上定盤21の中心P21から第2交点I12までの長さを第2半径r22とし、第2半径r22として描いた円形の曲線C22を基準とする円環帯状の領域を上定盤21の下面の第2円環領域A22とする。 As shown in FIG. 7, the point where the curve C11 intersects with the straight line L1 passing through the center P21 of the upper surface plate 21 and the center P11 of the carrier 33, radially outside the center P11 of the carrier 33, is defined as a second intersection point I12. The length from the center P21 of the upper surface plate 21 to the second intersection point I12 is defined as a second radius r22, and the annular belt-like area based on the circular curve C22 drawn as the second radius r22 is defined as a second annular area A22 on the underside of the upper surface plate 21.

図5に示すように、上定盤21の下面のうち、第1円環領域A21および第2円環領域A22以外の領域を上定盤21の下面の外領域A31とすると、複数の貫通穴21a、21bは、上定盤21の下面のうち外領域A31の領域内にのみに開口するように設けられている。つまり、図5に示すように、複数の貫通穴21a、21bは、第1円環領域A21および第2円環領域A22には設けられていない。 As shown in FIG. 5, if the area of the underside of the upper surface plate 21 other than the first annular area A21 and the second annular area A22 is defined as an outer area A31 of the underside of the upper surface plate 21, the multiple through holes 21a, 21b are provided so as to open only within the area of the outer area A31 of the underside of the upper surface plate 21. In other words, as shown in FIG. 5, the multiple through holes 21a, 21b are not provided in the first annular area A21 or the second annular area A22.

第1円環領域A21および第2円環領域A22の幅w21、w22は、キャリア脆弱部33bにおけるキャリア33の径方向幅w11と同じ大きさを有している。具体的には、第1交点I11、第2交点I12から上定盤21の径方向内側および径方向外側にそれぞれ10mm~25mmで形成される。 The widths w21, w22 of the first annular region A21 and the second annular region A22 are the same as the radial width w11 of the carrier 33 at the carrier fragile portion 33b. Specifically, they are formed 10 mm to 25 mm radially inward and outward from the first intersection I11 and the second intersection I12, respectively, of the upper surface plate 21.

図11は、キャリア脆弱部の径方向幅を規定する方法の一例を示す図である。
キャリア脆弱部33bの径方向幅w11は、キャリア脆弱部33bの中心点33cから各保持穴33hの配置位置までの距離との比によって規定できる。例えば、キャリア33の中心P11から保持穴33hにおけるキャリア33の径方向内側に最も接近した点までを半径d1とする第1仮想円D11と、キャリア33の中心P11から保持穴33hにおけるキャリア33の径方向外側に最も離れた点までを半径d2とする第2仮想円D21を規定する。キャリア脆弱部33bの径方向幅w11のうち、キャリア脆弱部33bの中心点33cからキャリア33の径方向に沿った第1仮想円D11までの距離W51に対するキャリア脆弱部33bの中心点33cから径方向内側の端部までの幅W31の割合が30%から80%の範囲となるように設定されている。そして、キャリア脆弱部33bの径方向幅w11のうち、キャリア脆弱部33bの中心点33cからキャリア33の径方向に沿った第2仮想円D21までの距離W41に対するキャリア脆弱部33bの中心点33cから径方向外側の端部までの幅W31の割合が15%から40%の範囲となるように設定されている。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a method for defining the radial width of the carrier weak portion.
The radial width w11 of the carrier weak portion 33b can be determined by the ratio of the distance from the center point 33c of the carrier weak portion 33b to the arrangement position of each holding hole 33h. For example, a first imaginary circle D11 having a radius d1 from the center P11 of the carrier 33 to the point closest to the radial inside of the carrier 33 in the holding hole 33h, and a second imaginary circle D21 having a radius d2 from the center P11 of the carrier 33 to the point farthest from the radial outside of the carrier 33 in the holding hole 33h are determined. In the radial width w11 of the carrier weak portion 33b, the ratio of the width W31 from the center point 33c of the carrier weak portion 33b to the radially inner end to the distance W51 from the center point 33c of the carrier weak portion 33b to the first imaginary circle D11 along the radial direction of the carrier 33 is set to be in the range of 30% to 80%. Furthermore, the ratio of the width W31 from the center point 33c of the carrier weak portion 33b to the radial outer end thereof to the distance W41 from the center point 33c of the carrier weak portion 33b to the second virtual circle D21 along the radial direction of the carrier 33 is set to be in the range of 15% to 40% of the radial width w11 of the carrier weak portion 33b.

次いで、実施形態に係るハードディスク用基板30の製造方法について簡単に説明する。実施形態に係るハードディスク用基板30は、実施形態に係る両面研磨装置10により製造される。実施形態に係るハードディスク用基板30の製造方法は、上工程と下工程とを含んで構成されている。上工程は、旋盤工程、第1の焼鈍工程(PLB)、グラインダ工程、第2の焼鈍工程(PGB)、めっき工程、第3の焼鈍工程(PPB)を含み、下工程は、上工程の後に行われ、ポリッシュ工程、表面検査工程、清浄度検査工程を含む。上工程および下工程の各工程は順に行われ、各工程を経てハードディスク用基板30が製造される。ポリッシュ工程以外の各工程は、これに限られるものではないが、公知の工程で構成されているので簡単に説明する。 Next, a method for manufacturing the hard disk substrate 30 according to the embodiment will be briefly described. The hard disk substrate 30 according to the embodiment is manufactured by the double-sided polishing apparatus 10 according to the embodiment. The method for manufacturing the hard disk substrate 30 according to the embodiment includes an upper process and a lower process. The upper process includes a lathe process, a first annealing process (PLB), a grinder process, a second annealing process (PGB), a plating process, and a third annealing process (PPB), and the lower process is performed after the upper process and includes a polishing process, a surface inspection process, and a cleanliness inspection process. Each process of the upper process and the lower process is performed in order, and the hard disk substrate 30 is manufactured through each process. Each process other than the polishing process is composed of known processes, but is not limited to these, so it will be briefly described.

なお、下工程の後に、下工程を経たハードディスク用基板30の出荷工程が行われる。出荷工程は、出荷準備工程、ラベル貼り付け工程、真空工程、梱包工程を含み、出荷工程の各工程は順に行われる。 After the lower process, the hard disk substrate 30 that has undergone the lower process is shipped. The shipping process includes a shipping preparation process, a labeling process, a vacuum process, and a packaging process, and each step in the shipping process is carried out in order.

以下、各工程について順に説明する。旋盤工程においては、所定の外径D(mm)および内径d(mm)のハードディスク用基板30が得られる寸法の円盤状の基板が旋盤による切削加工で形成される。 Each step will be described below in order. In the lathe process, a disk-shaped substrate with dimensions that will result in a hard disk substrate 30 with a specified outer diameter D (mm) and inner diameter d (mm) is formed by cutting using a lathe.

第1の焼鈍工程(PLB)においては、旋盤工程で形成された基板を高温に保持した後徐冷する焼鈍が行われる。焼鈍により切削加工で生じた内部ひずみが除去される。 In the first annealing process (PLB), the substrate formed in the lathe process is annealed by holding it at a high temperature and then slowly cooling it. The annealing process removes the internal strain caused by the cutting process.

グラインダ工程においては、第1の焼鈍工程(PLB)において焼鈍された基板に対して、回転する砥石研削、研削などの加工を2段階で行い、所定の厚みthのハードディスク用基板30が高い精度で得られる寸法の基板が形成される。 In the grinding process, the substrate annealed in the first annealing process (PLB) is subjected to two stages of processing, such as grinding and grinding with a rotating grindstone, to form a substrate of dimensions that will produce a hard disk substrate 30 with a specified thickness th with high precision.

次いで、第2の焼鈍工程(PGB)において、焼鈍が行われ、めっき工程においては、第2の焼鈍工程(PGB)において焼鈍された基板に対して、所定の厚みの無電解ニッケル-りんめっき(Ni-P)が施される。次いで、第3の焼鈍工程(PPB)においては、焼鈍が行われる。 Next, in the second annealing process (PGB), annealing is performed, and in the plating process, a predetermined thickness of electroless nickel-phosphorus plating (Ni-P) is applied to the substrate annealed in the second annealing process (PGB). Next, in the third annealing process (PPB), annealing is performed.

ポリッシュ工程においては、めっきが施された基板、即ち、被研磨体Wに対して両面研磨装置10の定盤11により、鏡面研磨が2段階で実施される。ポリッシュ工程においては、まず、図3に示すキャリア33に被研磨体Wの1バッチ分50個がセットされる。被研磨体Wのセットが完了すると、設定された研磨条件で両面研磨装置10が稼働し被研磨体Wの両面に対する鏡面研磨が開始される。 In the polishing process, the plated substrate, i.e., the object to be polished W, is mirror-polished in two stages by the platen 11 of the double-sided polishing machine 10. In the polishing process, first, one batch of 50 objects to be polished W is set on the carrier 33 shown in FIG. 3. Once the objects to be polished W have been set, the double-sided polishing machine 10 operates under the set polishing conditions, and mirror polishing of both sides of the object to be polished W begins.

両面研磨装置10が稼働すると、図4(a)および図4(b)に示すように、上定盤21が時計回りに回転し、下定盤32、キャリア33およびサンギア34が反時計回りに回転する。なお、サンギア34は、時計回りに回転するようにしてもよい。この場合は、キャリア33の回転方向は時計回りになる。 When the double-sided polishing machine 10 is in operation, as shown in Figures 4(a) and 4(b), the upper platen 21 rotates clockwise, and the lower platen 32, carrier 33, and sun gear 34 rotate counterclockwise. Note that the sun gear 34 may also be configured to rotate clockwise. In this case, the rotation direction of the carrier 33 is clockwise.

鏡面研磨が開始されると、研磨剤供給ユニット14から研磨剤が被研磨体Wに供給される。被研磨体Wは、上定盤21に装着された上研磨布22と、下定盤32に装着された下研磨布37との間で被研磨体Wの両面が同時に研磨される。 When mirror polishing begins, abrasive is supplied from the abrasive supply unit 14 to the object to be polished W. Both sides of the object to be polished W are polished simultaneously between the upper polishing cloth 22 attached to the upper surface plate 21 and the lower polishing cloth 37 attached to the lower surface plate 32.

第1円環領域A21および第2円環領域A22は、キャリア33が自転しながら公転する際に、キャリア脆弱部33bの移動方向V11が上定盤21の回転方向V21に沿う方向(図7を参照)もしくは対向する方向(図6を参照)となる領域である。この第1円環領域A21および第2円環領域A22では、キャリア33の中心P11とキャリア脆弱部33bの中心点33cとの間を結ぶキャリア中心線が上定盤21の回転方向V21に対して直交もしくはほぼ直交に近い角度で交差する。そして、第1円環領域A21および第2円環領域A22では、曲線C21、C22の接線と、曲線C11の接線とが一致もしくは所定の角度範囲内に収まる。 The first annular region A21 and the second annular region A22 are regions in which the moving direction V11 of the carrier fragile portion 33b is along the rotation direction V21 of the upper platen 21 (see FIG. 7) or opposite to it (see FIG. 6) when the carrier 33 revolves while rotating on its axis. In the first annular region A21 and the second annular region A22, the carrier center line connecting the center P11 of the carrier 33 and the center point 33c of the carrier fragile portion 33b intersects with the rotation direction V21 of the upper platen 21 at an angle perpendicular or nearly perpendicular. In the first annular region A21 and the second annular region A22, the tangents of the curves C21 and C22 and the tangent of the curve C11 coincide or fall within a predetermined angle range.

上定盤21においては、図5に示すように、上定盤21の貫通穴21a、21bは、前述のように、第1円環領域A21および第2円環領域A22の領域内には開口しておらず、外領域A31内にのみ開口している。したがって、第1円環領域A21および第2円環領域A22においてキャリア33のキャリア脆弱部33bが上定盤21の貫通穴21a、21bに対向することはない。したがって、被研磨体Wを研磨する際に、キャリア脆弱部33bが弾性変形したとしても、第1円環領域A21および第2円環領域A22においてキャリア脆弱部33bが上定盤21の貫通穴21a、21bの部分に干渉することはない。したがって、キャリア脆弱部33bが上定盤21の貫通穴21a、21bの部分に干渉して上研磨布22の開口穴22a、22bの周辺にキズが発生するのを防ぐことができる。つまり、上定盤21の貫通穴21a、21b周辺の上研磨布22にキズが発生するのを防ぐことができる。 5, the through holes 21a and 21b of the upper surface plate 21 do not open into the first annular region A21 and the second annular region A22, but only open into the outer region A31, as described above. Therefore, the carrier fragile portion 33b of the carrier 33 does not face the through holes 21a and 21b of the upper surface plate 21 in the first annular region A21 and the second annular region A22. Therefore, even if the carrier fragile portion 33b elastically deforms when polishing the polished body W, the carrier fragile portion 33b does not interfere with the through holes 21a and 21b of the upper surface plate 21 in the first annular region A21 and the second annular region A22. Therefore, it is possible to prevent the carrier fragile portion 33b from interfering with the through holes 21a and 21b of the upper surface plate 21 and causing scratches around the opening holes 22a and 22b of the upper polishing cloth 22. In other words, it is possible to prevent scratches from occurring on the upper polishing cloth 22 around the through holes 21a and 21b of the upper surface plate 21.

表面検査工程においては、平坦度検査工程で、所定の基準値を超えていない被研磨体Wについて被研磨体Wの表面の状態が所定の基準値を超えているか否かが検査され、検査の結果、被研磨体Wの表面状態が所定の基準値を超えていないもののみが次工程に送られる。 In the surface inspection process, the surface condition of the object W that does not exceed the predetermined standard value in the flatness inspection process is inspected to see if it exceeds the predetermined standard value, and only those objects W whose surface condition does not exceed the predetermined standard value as a result of the inspection are sent to the next process.

清浄度検査工程においては、表面検査工程で、被研磨体Wの表面状態が所定の基準値を超えていないもののみについて清浄度検査が行われる。被研磨体の所定のロットからサンプルを抜き取り,サンプルの清浄度の検査結果をロット判定基準と比較して,口ットの合格・不合格の判定が下される。合格と判定された被研磨体Wは、次の出荷工程に進められる。 In the cleanliness inspection process, only those objects W whose surface condition does not exceed a predetermined standard value in the surface inspection process are inspected for cleanliness. A sample is taken from a given lot of objects W to be polished, and the sample's cleanliness inspection results are compared with the lot judgment criteria to determine whether the lot passes or fails. Objects W that are judged to pass are moved on to the next shipping process.

なお、平坦度検査および表面検査の所定の基準値、並びに清浄度検査のロット判定基準
は、ハードディスク用基板の大きさ厚みなどの設定諸元や実験値などのデータに基づいて適宜選択される。
The predetermined standard values for the flatness inspection and surface inspection, and the lot judgment standard for the cleanliness inspection are appropriately selected based on set specifications such as the size and thickness of the hard disk substrate, and data such as experimental values.

以下、実施形態に係る両面研磨装置10および両面研磨装置10の効果について説明する。 The double-sided polishing machine 10 according to the embodiment and the effects of the double-sided polishing machine 10 are described below.

本実施形態に係る両面研磨装置10は、複数の被研磨体Wをそれぞれ保持する複数の保持穴33hが設けられた円板状のキャリア33と、キャリア33を上下から挟み込んで相対回転する上定盤21および下定盤32とを有する定盤11を備え、上定盤21と下定盤32との間でキャリア33を自転させながら公転させて被研磨体Wの両面を研磨する。 The double-sided polishing machine 10 according to this embodiment includes a disk-shaped carrier 33 having a number of holding holes 33h for holding a number of objects W to be polished, and a platen 11 having an upper platen 21 and a lower platen 32 which sandwich the carrier 33 from above and below and rotate relative to each other. The carrier 33 is rotated and revolved between the upper platen 21 and the lower platen 32 to polish both sides of the objects W to be polished.

本実施形態に係る両面研磨装置10は、複数の貫通穴21a、21bが、上定盤21の下面の外領域A31にのみに開口しており、第1円環領域A21および第2円環領域A22には開口していない。上定盤21の下面の第1円環領域A21および第2円環領域A22は、図6および図7に示すように、キャリアが自転しながら公転する際に、キャリア脆弱部33bの移動方向が上定盤21の回転方向に沿う方向もしくは対向する方向となる領域である。この第1円環領域A21および第2円環領域A22には、貫通穴21a、21bは開口しておらず、第1円環領域A21および第2円環領域A22において、キャリア33のキャリア脆弱部33bが上定盤21の複数の貫通穴21a、21bに対向することはない。 In the double-sided polishing apparatus 10 according to this embodiment, the multiple through holes 21a, 21b are open only to the outer region A31 of the lower surface of the upper platen 21, and are not open to the first annular region A21 and the second annular region A22. As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the first annular region A21 and the second annular region A22 of the lower surface of the upper platen 21 are regions in which the movement direction of the carrier fragile portion 33b is along or opposite to the rotation direction of the upper platen 21 when the carrier revolves while rotating on its axis. The through holes 21a, 21b are not open to the first annular region A21 and the second annular region A22, and the carrier fragile portion 33b of the carrier 33 does not face the multiple through holes 21a, 21b of the upper platen 21 in the first annular region A21 and the second annular region A22.

したがって、被研磨体Wを研磨する際に、第1円環領域A21および第2円環領域A22においてキャリア脆弱部33bが上定盤21の貫通穴21a、21bに干渉するのを防ぎ、上研磨布22の開口穴22a、22bの周辺、つまり、上定盤21の貫通穴21a、21b周辺の上研磨布22にキズが発生するのを防ぐことができる。その結果、従来の両面研磨装置において、研磨布に形成された開口穴の付近にキズが生ずるという問題が解消され、最適な鏡面研磨がされた被研磨体Wが得られるという効果が得られる。 Therefore, when polishing the object W to be polished, the carrier fragile portion 33b is prevented from interfering with the through holes 21a, 21b of the upper platen 21 in the first annular region A21 and the second annular region A22, and scratches can be prevented from occurring around the opening holes 22a, 22b of the upper polishing cloth 22, i.e., around the through holes 21a, 21b of the upper platen 21. As a result, the problem of scratches occurring around the opening holes formed in the polishing cloth in a conventional double-sided polishing device is resolved, and an object W to be polished that has been optimally mirror-polished can be obtained.

本実施形態に係る両面研磨装置10は、第1円環領域A21および第2円環領域A22のキャリア径方向の幅w21、w22は、第1交点I11、第2交点I12から上定盤21の径方向内側および径方向外側にそれぞれ10mm~25mmであり、キャリア脆弱部33bにおけるキャリア径方向幅と同じ大きさを有している。 In the double-sided polishing machine 10 according to this embodiment, the carrier radial widths w21, w22 of the first annular region A21 and the second annular region A22 are 10 mm to 25 mm radially inward and outward from the first intersection I11 and the second intersection I12 of the upper platen 21, respectively, and are the same size as the carrier radial width at the carrier fragile portion 33b.

第1円環領域A21および第2円環領域A22の幅w21、w22が、キャリア脆弱部33bのキャリア径方向幅と同様の10mmから25mmの幅であるので、複数の貫通穴21a、21bの部分を、キャリア脆弱部33bが通過することはない。したがって、キャリア脆弱部33bが変形して貫通穴21a、21bに干渉するのを防ぐことができる。その結果、上研磨布22の複数の開口穴22a、22bの周辺部分が、キャリア脆弱部33bによって傷つけられることはなく、被研磨体Wは、適正に研磨され、従来の研磨布において、発生した傷により被研磨体Wに転写されていた模様のようなもの(図10(d)を参照)が発生することはなく従来の模様の問題が解消されるという効果が得られる。 The widths w21, w22 of the first annular region A21 and the second annular region A22 are 10 mm to 25 mm, which is the same as the carrier radial width of the carrier weak portion 33b, so that the carrier weak portion 33b does not pass through the multiple through holes 21a, 21b. Therefore, it is possible to prevent the carrier weak portion 33b from deforming and interfering with the through holes 21a, 21b. As a result, the peripheral portion of the multiple opening holes 22a, 22b of the upper polishing cloth 22 is not damaged by the carrier weak portion 33b, and the polished object W is polished properly, and the problem of the conventional pattern is solved without the occurrence of a pattern like that which was transferred to the polished object W due to scratches that occurred in the conventional polishing cloth (see FIG. 10(d)).

本実施形態に係る両面研磨装置10は、複数の貫通穴21a、21bが上定盤21を貫通し、これら複数の貫通穴21a、21bに対向する位置に上研磨布22を貫通する開口穴22a、22bが設けられている。その結果、研磨剤を研磨剤供給ユニット14から配管14aを通して被研磨体Wの両面に供給することができる。また、流体を流体供給ユニット13から、配管13aを通して上研磨布22に供給することができ、上研磨布22に貼り付いている被研磨体Wを上研磨布22から剥離させることができる。 In the double-sided polishing machine 10 according to this embodiment, a plurality of through holes 21a, 21b penetrate the upper surface plate 21, and opening holes 22a, 22b are provided at positions opposite the plurality of through holes 21a, 21b, penetrating the upper polishing cloth 22. As a result, abrasive can be supplied from the polishing agent supply unit 14 through the piping 14a to both sides of the object to be polished W. In addition, fluid can be supplied from the fluid supply unit 13 through the piping 13a to the upper polishing cloth 22, and the object to be polished W stuck to the upper polishing cloth 22 can be peeled off from the upper polishing cloth 22.

図8は、本実施形態における貫通穴の位置を示し、図9は、比較例における貫通穴の位置を示す図、図10は、両面研磨装置の比較例を示す図である。図10(a)は、キャリアおよび上定盤の部分の拡大図、図10(b)は、上定盤の回転方向とキャリア脆弱部が通過する位置を示す図、図10(c)は、研磨布の平面図、図10(d)は、被研磨体の平面図を示す。 Figure 8 shows the position of the through holes in this embodiment, Figure 9 shows the position of the through holes in a comparative example, and Figure 10 shows a comparative example of a double-sided polishing machine. Figure 10(a) is an enlarged view of the carrier and upper platen, Figure 10(b) shows the rotation direction of the upper platen and the position where the carrier fragile part passes, Figure 10(c) shows a plan view of the polishing cloth, and Figure 10(d) shows a plan view of the object to be polished.

図8に示す本実施形態の両面研磨装置と、図9および図10に示す比較例とでは、上定盤21の下面に設けられる複数の貫通穴の位置が異なっており、比較例では、図9および図10(b)に示すように、第1円環領域A21および第2円環領域A22にも複数の貫通穴21a、21bが設けられている。したがって、図10(c)に示すように、上研磨布22の開口穴22a、22bの周囲に線状のキズScが発生する。このように貫通穴21a、21bの部分で発生した上研磨布22のダメージは、図10(d)に示すように、被研磨体Wの表面に転写され、被研磨体Wに線状の痕跡が発生するおそれがある。なお、図10(d)に示す線状の痕跡は、被研磨体Wの目視で確認できるものではなく、光学系表面解析装置(例えば、Candela(KLA tencor社製)の6100シリーズなど)で確認することができるものである。このような痕跡は、目視で確認できるか否かにかかわらず、発生させない必要がある。 The positions of the multiple through holes provided on the lower surface of the upper platen 21 are different between the double-sided polishing machine of this embodiment shown in FIG. 8 and the comparative example shown in FIG. 9 and FIG. 10. In the comparative example, multiple through holes 21a, 21b are also provided in the first annular region A21 and the second annular region A22 as shown in FIG. 9 and FIG. 10(b). Therefore, as shown in FIG. 10(c), linear scratches Sc are generated around the opening holes 22a, 22b of the upper polishing cloth 22. The damage to the upper polishing cloth 22 generated in the through holes 21a, 21b may be transferred to the surface of the polished object W as shown in FIG. 10(d), and linear traces may be generated on the polished object W. Note that the linear traces shown in FIG. 10(d) cannot be visually confirmed on the polished object W, but can be confirmed with an optical surface analyzer (for example, the 6100 series of Candela (manufactured by KLA Tencor)). Such traces must not be allowed to occur, whether they are visible or not.

これに対し、本実施形態に係る両面研磨装置10は、図8に示すように、複数の貫通穴21a、21bが、第1円環領域A21および第2円環領域A22には開口していない。したがって、被研磨体Wを研磨する際に、第1円環領域A21および第2円環領域A22においてキャリア脆弱部33bが上定盤21の貫通穴21a、21bに干渉するのを防ぎ、上研磨布22の開口穴22a、22bの周辺にキズが発生するのを防ぐことができる。 In contrast, in the double-sided polishing machine 10 according to this embodiment, as shown in FIG. 8, the multiple through holes 21a, 21b do not open to the first annular region A21 and the second annular region A22. Therefore, when polishing the workpiece W, the carrier fragile portion 33b is prevented from interfering with the through holes 21a, 21b of the upper platen 21 in the first annular region A21 and the second annular region A22, and scratches can be prevented from occurring around the opening holes 22a, 22b of the upper polishing cloth 22.

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。また、本実施形態に記載の部材は一例であって、適宜変更することができる。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. Furthermore, the components described in this embodiment are merely examples and can be modified as appropriate.

10・・・両面研磨装置、11・・・定盤、11A・・・上定盤ユニット(定盤)、11B・・・下定盤ユニット(定盤)、21・・・上定盤(定盤)、21a、21b・・・貫通穴、22・・・上研磨布、22a、22b・・・開口穴、30・・・ハードディスク用基板、32・・・下定盤(定盤)、33・・・キャリア、33h・・・保持穴、34・・・サンギア、37・・・下研磨布、A21・・・第1円環領域、A22・・・第2円環領域、A31・・・外領域、I11・・・第1交点、I12・・・第2交点、W・・・被研磨体 10: double-sided polishing machine, 11: surface plate, 11A: upper surface plate unit (surface plate), 11B: lower surface plate unit (surface plate), 21: upper surface plate (surface plate), 21a, 21b: through hole, 22: upper polishing cloth, 22a, 22b: opening hole, 30: hard disk substrate, 32: lower surface plate (surface plate), 33: carrier, 33h: holding hole, 34: sun gear, 37: lower polishing cloth, A21: first annular region, A22: second annular region, A31: outer region, I11: first intersection, I12: second intersection, W: object to be polished

Claims (7)

複数の被研磨体をそれぞれ保持する複数の保持穴が設けられた円板状のキャリアと、該キャリアを上下から挟み込んで相対回転する上定盤および下定盤とを有する定盤と、前記上定盤の下面に装着された上研磨布および前記下定盤の上面に装着された下研磨布とを備え、前記上定盤に装着された上研磨布と前記下定盤に装着された下研磨布との間で前記キャリアを自転させながら公転させて前記被研磨体の表面および裏面を研磨する両面研磨装置であって、
前記キャリアが前記上定盤の公転軌道上に配置された状態で、前記キャリアの中心から互いに隣接する保持穴同士が最も近づく部分までを半径とした円形の曲線と、前記上定盤の中心および前記キャリアの中心を通過する直線とが交わる点を交点とし、前記上定盤の中心から前記交点までの長さを半径として描いた円形の曲線を基準とする円環帯状の領域を前記上定盤の下面の円環領域とし、該円環領域以外の前記上定盤の下面の領域を前記上定盤の下面の外領域とし、前記上定盤の下面のうち前記外領域のみに複数の貫通穴が開口していることを特徴とする両面研磨装置。
A double-sided polishing apparatus comprising: a disk-shaped carrier having a plurality of holding holes for holding a plurality of objects to be polished, a platen having an upper platen and a lower platen which sandwich the carrier from above and below and rotate relative to each other, and an upper polishing cloth attached to the lower surface of the upper platen and a lower polishing cloth attached to the upper surface of the lower platen, wherein the carrier is rotated and revolved between the upper polishing cloth attached to the upper platen and the lower polishing cloth attached to the lower platen to polish the front and back surfaces of the objects to be polished,
a circular curve having a radius of 100 nm from the center of the carrier to the point where adjacent retaining holes are closest to each other and a straight line passing through the center of the upper platen and the center of the carrier intersect at the intersection point, the ... upper platen to the intersection point is defined as a circular ring-shaped area on the underside of the upper platen, the area on the underside of the upper platen other than the circular ring-shaped area is defined as an outer area on the underside of the upper platen, and a plurality of through holes are opened only in the outer area of the underside of the upper platen.
前記交点は、前記キャリアの中心よりも前記上定盤の径方向内側で前記直線と交わる第1交点を有し、
前記円環領域は、前記上定盤の中心から前記第1交点までの長さを半径として描いた円形の曲線を基準とする第1円環領域を有することを特徴とする請求項1に記載の両面研磨装置。
the intersection includes a first intersection that intersects with the straight line on a radially inner side of the upper platen relative to a center of the carrier,
2. The double-sided polishing apparatus according to claim 1, wherein the annular region has a first annular region based on a circular curve drawn with a radius equal to a length from the center of the upper platen to the first intersection point.
前記交点は、前記キャリアの中心よりも前記上定盤の径方向外側で前記直線と交わる第2交点を有し、
前記円環領域は、前記上定盤の中心から前記第2交点までの長さを半径として描いた円形の曲線を基準とする第2円環領域を有することを特徴とする請求項1に記載の両面研磨装置。
the intersection has a second intersection that intersects with the straight line on a radially outer side of the upper platen relative to a center of the carrier,
2. The double-sided polishing apparatus according to claim 1, wherein the annular region has a second annular region based on a circular curve drawn with a radius equal to a length from the center of the upper platen to the second intersection point.
前記円環領域の幅は、前記キャリアの互いに隣接する保持穴同士が接近する脆弱部における前記キャリアの径方向幅と同じ大きさを有することを特徴とする請求項1に記載の両面研磨装置。 The double-sided polishing machine according to claim 1, characterized in that the width of the annular region is the same as the radial width of the carrier at the weak portion where the adjacent retaining holes of the carrier approach each other. 前記上研磨布は、前記複数の貫通穴に対向する位置に開口する開口穴が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の両面研磨装置。 The double-sided polishing machine according to claim 1, characterized in that the upper polishing cloth has opening holes that open at positions opposite the multiple through holes. 前記円環領域の幅は、前記交点から前記上定盤の径方向内側および径方向外側にそれぞれ10mmから25mmに設定されていることを特徴とする請求項1に記載の両面研磨装置。 The double-sided polishing machine according to claim 1, characterized in that the width of the annular region is set to 10 mm to 25 mm radially inward and radially outward from the intersection of the upper platen. 請求項1に記載の両面研磨装置が備える前記上研磨布であって、前記上定盤に開口する複数の貫通穴に対向する位置に開口穴が設けられていることを特徴とする上研磨布。 The upper polishing cloth provided in the double-sided polishing machine according to claim 1 is characterized in that an opening hole is provided at a position opposite to the multiple through holes opening in the upper surface plate.
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